KR20110100193A - 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레버 메커니즘(4)에 의해서 소켓 박스(2)를 향하여 당겨지는 요크(3) 내에 고정되는 넥을 가진 니플(1)을 포함하는 고압 유체 커플링 조립체에 관한 것이다. 니플이 소켓과 완전히 맞물리게 당겨지면, 레버(6)의 마지막 아래쪽으로의 움직임은, 니플 둘레에 고르게 분배되고, 요크로부터 연장하며, 요크로부터 멀리 마주하는 소켓 박스(2)의 측면과 접하고 있는 잠금 판(10)으로 소켓 박스(2)를 통해 슬라이딩하는 가이드 볼트들(5)의 말단부들과 로킹 맞물림으로 잠금 판(10)을 민다. 잠금 판(10), 가이드 볼트들(5), 요크(3) 및 소켓 박스(2)는 레버 메커니즘(4)의 암들 및 조인트들 대신에 높은 수압에 의해서 발생된 힘을 분리하는 니플/소켓을 사용한다.

Description

커플링{COUPLING}

본 발명은 레버 메커니즘에 의해서 소켓 박스를 향하여 당겨지는 요크 내에 고정되는 넥을 가진 니플을 포함하는 고압 유체 커플링 조립체에 관한 것이다.

고압 유체 커플링들은 사용 동안에, 보통 닫힐 때, 닫힘 메커니즘 및 그것의 암들에 극도의 힘들이 가해진다. 폭파 기계들(demolition machines), 유압 해머들(hydraulic hammer) 및 광산 기계들(mining machines)은 종종 큰 직경 호스들(≥ 1" = 26 ㎜)을 사용하고, 사용 동안에 일상적으로 350 bar까지 압력을 발생시킨다. 이것은 조인트들 또는 암들의 굽힘의 실패를 초래하거나 암들 및 조인트들의 극단적으로 부피가 큰 치수를 초래하는 닫힘 메커니즘의 암들 및 조인트들에 거대한 힘을 가한다.

본 발명은 첨부된 제1항의 서두에 설명된 형태의 고압 유체 커플링 조립체에 관한 것이다.

본 발명은 니플과 소켓이 완전히 결합되고, 시스템이 소켓으로부터 니플을 분리하려고 하는 힘에 의해서 완전히 가압될 때, 커플링의 닫힘 메커니즘의 암들 및 조인트들 상의 과도한 힘의 문제들을 피하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 청구항 제1항에 제공된 특징이 되는 특성들을 구비하는 서론으로 설명된 형태의 고압 유체 커플링 조립체에 의해서 달성된다. 이러한 형태의 조립체는 소켓 내의 니플의 확실한 잠금을 제공한다. 바람직한 실시예에 따르면, 커플링이 압력을 받을 때, 로드는 닫힘 메커니즘으로부터 잠금 판 및 분배된 가이드 볼트들로 옮겨진다. 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 잠금 판은 잠금 판은 맞물림 및 풀림을 간소화하고, 시스템이 높은 유체 압력을 받을 때 소켓으로부터 니플을 분리하려는 힘들의 최적의 사용을 제공하며, 특히 간단하고, 효율적이며, 효과적인 방식으로 가이드 볼트들의 좁은 넥 부분들과 맞물린다. 바람직한 실시예들은 시스템이 완전히 가압될 때 닫힘 메커니즘 및 그것의 조인트들이 과도한 힘들을 받지 않을 것이기 때문에, 닫힘 메커니즘이 더 작은 부피와 더욱 기능적인 방식으로 치수가 설계되는 것을 허락한다.

본 발명의 바람직한 실시예들에 따르면, 시스템이 완전히 가압될 때 닫힘 메커니즘 및 그것의 조인트들이 과도한 힘들을 받지 않을 것이기 때문에, 더 작은 부피와 더욱 기능적인 방식으로 닫힘 메커니즘의 치수가 설계되는 것을 허락한다.

이제, 본 발명은 첨부된 도면들에 도시된 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
도 1a는 소켓에 결합하기 전 상태의 요크 내에 있는 니플을 가진 본 발명의 조립체를 나타낸다.
도 1b는 완전히 결합된 상태의 니플 및 소켓을 가진 본 발명의 조립체를 나타낸다.
도 2a 및 2b는 도 1a 및 1b 각각에 대응하는 분리 및 결합된 상태들 각각의 조림체들의 부분 종단면도를 나타낸다.
도 3a 및 3b는 도 1a 및 1b 각각에 화살표 A의 방향에서 보았을 때, 분리 및 결합된 상태들의 단면도를 나타낸다.
도 4a 및 4b는 도 1a 및 1b에 대응하는 분리 및 결합된 도면들을 나타내나, 반대 방향이며, 소켓 박스 또는 레버 메커니즘은 나타내지 않는다.
도 5a 및 5b는 도 4a 및 4b 각각에 대응하는 도면들을 나타내나, 종단면의 레버 메커니즘, 소켓 박스 및 니플을 나타낸다.

본 발명이 하나의 비제한적인 실시예를 참조하여 설명될 것이고, 동일한 도면 부호들이 다양한 도면들의 동일한 부분들을 위해 사용된다.

도 1a는 (도시되지 않은) 호스 상에 통상의 유체 커플링 니플(fluid coupling nipple)(1)이 넥(1a)의 직경보다 아주 미미하게 더 큰 내부 직경의 슬롯을 구비하는 요크(3) 내에 더 작은 직경의 넥(1a)과 배치되는 본 발명에 따른 유체 커플링을 나타낸다. 소켓 박스(2)는 (도 1 내지 2에 도시되지 않은) 유압관(hydraulic line)에 연결된다. 요크(3)는 조립체의 중심 축에 대해서 대칭으로 분배된 네 개의 가이드 볼트들(5)을 구비한다. 네 개의 가이드 볼트들(5)은 박스(2)를 통해 연장한다. 도면들에 도시된 것과 같이, 요크(3) 내에 고정된 니플(1)은 도 1b에 도시된 상태로 메커니즘(4)의 레버(6)를 오른쪽으로 당겨서 요크(3)가 박스(2)에 대해서 들어가면서 완전히 결합된 상태로 이동된다. 레버(6)와 요크(3) 사이의 연결 암(7)은 완전히 결합된 상태에서 수평 상태로 될 것이다.

도2a 내지 2b 및 4a 내지 4b에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 요크(3) 내에 견고하게 고정되고 소켓 박스(2)를 통해 연장하는 (도 2a 내지 2b에서 두 개만 도시된) 네 개의 가이드 볼트들(5)을 구비한다. 이러한 가이드 볼트들(5)은 레버 메커니즘이 요크(3)를 소켓 박스(2)에 더 가깝게 당기도록 작동되면, 도 2a 내지 2b에 보이는 바와 같이 소켓 박스를 통하여 오른쪽으로, 그리고 도 4a 내지 4b에 보이는 바와 같이 왼쪽으로 이동된다.

잠금 판(10)은 요크 맞은편 소켓 박스(2)의 측면에 제공되고, 넓은 부분(11a, 12a)과 좁은 부분(11b, 12b)을 각각 구비하는 내 개의 개구부들(11, 12)을 구비한다. 본 실시예의 아래쪽의 개구부들(12)은 아래쪽으로 열려져 있고, 이것은 옵션 사양 선택이다. 잠금 판은 도 1a, 2a, 3a, 4a 및 5a에 도시된 상부 상태와 도 1b, 2b, 3b, 4b 및 5b에 도시된 하부 상태 사이로 옮길 수 있다. 상부 상태에 있을 때, 요크(3)가 소켓 박스(2)에 근접하게 되면, 가이드 볼트들(5)의 말단부들이 가이드 판의 개구부들의 넓은 부분(11a, 12a)을 통해 지나간다.

잠금 판(10)은 도 3a 및 3b에서 볼 수 있는 두 개의 측면 돌기부들(13)을 구비한다. 측면 돌기부들(13)은 소켓 박스(2)의 측면들의 홀들(14)을 통해 연장한다. 레버(6)와 암(7)이 잠금 판의 개구부들(11, 12)의 넓은 부분들을 통해서 가이드 볼트들의 말단부들을 당기면, 레버(6)가 하방 이동을 시작할 정도로 충분히 회전하고 측면 돌기부들(13)과 접촉하게 될 때, 레버 작동의 잠금 단계가 발생한다. 이러한 레버의 마지막 하방 이동은 도 2a에 특히 화살표 B로 나타낸 것과 같이, 잠금 판을 아래쪽으로 밀 것이다. 가이드 볼트들 각각은 그것의 말단부 근처에, 잠금 판(10)의 각각의 개구부(11, 12)의 좁은 부분(11b, 12b)의 폭에 대응하는 좁은 직경의 넥 부분(5a)을 구비한다. 잠금 판이 아래쪽으로 밀리면, 잠금 판은 각각의 가이드 볼트의 좁은 넥(5a) 위로 끼워져서 각각의 가이드 볼트(5)를 축방향으로 잠근다.

도 3a 및 3b에서 가장 잘 볼 수 있는 것과 같이, 이러한 잠금 판(10)의 아래쪽의 이동은 두 개의 압축 스프링들(15)의 힘에 대항하여 이루어진다. 잠금 판이 최종의 하방 위치로 밀어 내려지면(도 1b, 2b, 3b, 4b 및 5b), (도시되지 않은) 압축 스프링에 의해서 도 5a 및 5b에 도시된 것과 같이 오른쪽으로 편향된 잠금 핀(16)이 잠금 판의 상부의 노치(17) 내로 이동해서, 잠근 상태로 판을 고정한다. 잠금 핀(16)은 노브(knob)(8)에 연결된다.

이러한 잠근 상태에 있을 때, 소켓 박스(2)의 벽에 대해서 분출(flush)을 정지시키는 잠금 판(10), 가이드 볼트들(5) 및 요크(3)는 호스들 내의 높은 작동유 압력 때문에 소켓 박스(2)로부터 니플(1)을 분리하려고 하는 극도의 힘을 받는다. 이 경우에, 힘은 잠금에 의해서 소켓 박스의 중심 축 둘레로 그리고 축에 수직으로 고르게 분배되고, 그렇지 않으면, 레버 메커니즘(4)의 조인트들 및 암들에 의해서 흡수되지 않고, 전단 응력들 및 궁극적인 실패를 일으킬 것이다.

분리를 위해서, 잠금 판은 요크(3)를 향하여 손잡이를 밀어서, 잠금 판(10)과의 맞물림을 풀도록 잠금 핀(16)을 움직여서 풀리고, 레버(6)가 올려지면 스프링들(15)의 힘에 의해서 잠금 판(10)을 위쪽으로 이동하게 한다. 그 때, 레버(6)는 도 1a, 2a, 3a, 4a 및 5a에 도시된 것과 같은 원래 상태로 이동되고, 니플은 요크로부터 제거된다.

니플(1)은 니플이 소켓 내로 결합되지 않을 때 유압유의 누출을 방지하는 스프링 편향 중심 플러그(spring biased central plug)(18)를 구비한다. 니플(1)이 소켓 박스(2)의 소켓 내로 결합되면, 호스 연결 부분(20) 상의 돌기부(19)가 플러그(18)에 대해서 밀어서, 시트로부터 밸브 요소(18)를 민다. 압축 스프링(21)은 니플(1)을 향한 공급 호스 내의 배압(back pressure)이 과도하지 않으면 즉시 밀리는 제 2 밸브 요소(22)에 플러스(18)를 연결한다. 니플(1)에 연결된 공급 호스가 그 안에 과도한 잔여 압력(residual pressure)을 가지면, 필시 양지에 있는 검은 호스에 기인하여, 결국 플러그(18)의 움직임은 호스 내의 과압을 분출하는 (여기에서 볼 수 없는) 작은 중심의 통기 밸브(venting valve)를 작동시키고, 니플이 완전히 맞물리면 니플과 소켓 사이에 유체 연결을 전개(全開)할 수 있게 한다.

구성요소들의 다른 형태들이 청구항들의 범위 내에서 가능한 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 잠금 판은, 가이드 볼트들이 소켓 박스 내에 견고하게 고정되고 요크 내의 코어들을 통해 연장하며 요크를 관통하는 가이드 볼트들의 단부들에서 좁은 넥 부분들을 구비하는 부분 대신에, 요크에 대해서 동일 평면상(flush)에 있도록 배치될 수 있다. 이것은 잠금 판 및 로드의 분배의 동일한 일반적인 발명적 원리를 보존할 것이다. 또한, 잠금 판이 아래쪽 대신에 회전 방향으로 움직일 수 있고, 일측 돌기부에 의해서 작동되며, 대신에 핀들을 위한 개구부들이 회전 정렬로 맞춰지고, 잠금 판은 수직 이동 대신 회전 이동을 위해 편향된 스프링이 있는 것을 생각할 수 있다.

또한, 서로의 상부에 포개진 두 개의 호스들이 동일한 요크를 사용하여 결합될 수 있고, 도시된 실시예 보다 두 배의 높이로 만들어질 수 있다. 단일 레버 메커니즘 및 단일 소켓 박스를 가지나, 두 개의 소켓들 및 단일 잠금 판을 가진 이러한 요크는 공급 호스 내에 고압으로 켜기 이전에 단일 작동으로 두 개의 호스들의 견고한 결합을 달성할 수 있다. 소켓 박스에 대해서 동일 평면으로 있는 단일 잠금 판은 소켓 박스의 소켓들로부터 호스들을 분리하려고 하는 두 호스들 내의 극도의 힘을 받을 것이다. 또한, 생각 건데, 모든 것이 본 발명의 원리에 따르면서, 두 개의 호스들은 두 개의 요크 내에 나란히 배열될 수 있다. 또한, 호스들의 어떠한 다양한 배수도 생각할 수 있다.

Claims (12)

1. 말단 플랜지(1b) 및 말단 플랜지보다 좁은 직경의 넥(1a)을 가진 호스 니플(1),
   호스 니플(1)이 안으로 결합하면서 끼워지는 소켓을 구비하는 박스(2),
   상기 말단 플랜지(1b)보다 좁은 내측 직경이고, 상기 니플 넥(1a)을 수용하고 고정할 수 있며, 일측으로 열려 있는 요크(3),
   호스 니플의 넥(1a)이 상기 요크에 고정되면, 상기 소켓과 완전히 맞물리게 상기 호스 니플(1)을 당기기 위해서, 열린 연장된 상태에서 상기 박스(2)를 향하여 닫힌 수축된 상태로 축방향으로 상기 요크(3)를 당기도록 작동할 수 있는 레버 메커니즘(4)을 포함하고,
   축방향으로 연장된 복수의 가이드 볼트들(5)이 커플링의 중심축 둘레에 분배되며, 요크(3) 또는 박스(2) 중 하나에 고정되고, 요크 또는 박스 중 다른 하나를 통해 연장하며,
   잠금 판(10)이 상기 가이드 볼트들(5)의 축방향 이동을 허락하는 풀린 상태와 축방향 이동으로부터 각각의 가이드 볼트들을 잠그는 잠근 상태 사이에서 상기 중심축에 수직으로 움직일 수 있어서, 상기 소켓과 완전히 맞물린 상태로 상기 니플(1)을 잠그는 것을 특징으로 하는 고압 유체 커플링 조립체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드 볼트들(5)은 상기 요크(3)에 견고하게 고정되고, 상기 소켓 박스(2)를 통해서 연장하는 것을 특징으로 하는 고압 유체 커플링 조립체.
3. 제2항에 있어서,
   잠금 판(10)은 상기 요크(3)로부터 반대방향인 박스(2)의 측면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 커플링 조립체.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   레버 메커니즘(4)이 닫힌 수축된 상태로 요크(3)를 당기면, 상기 잠금 판(10)은 잠근 상태로 이동되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 커플링 조립체.
5. 제4항에 있어서,
   닫힌 수축된 상태로 요크(30)를 당기고 니플(1)을 소켓과 완전히 맞물린 다음에, 레버 메커니즘(4)은 열린 상태에서 잠근 상태로 상기 잠금 판(10)을 움직이는 것을 특징으로 하는 고압 유체 커플링 조립체.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   소켓으로부터 니플(1)을 분리하도록 작용하는 유압은 레버 메커니즘(4)에 의해서가 아닌 잠근 상태에 있는 가이드 볼트들(4)과 잠금 판(10)에 의해서 흡수되는 것을 특징으로 하는 고압 유체 커플링 조립체.
7. 제6항에 있어서,
   스프링 편향된 잠금 핀(15)은 상기 잠금 판(10)을 잠근 상태로 고정하는 것을 특징으로 하는 고압 유체 커플링 조립체.
8. 제7항에 있어서,
   상기 잠금 핀(15)은 잠근 상태로부터 잠금 판(10)을 풀기 위해서 스프링 편향에 대해서 수동으로 옮겨질 수 있는 것을 특징으로 하는 고압 유체 커플링 조립체.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가이드 볼트들(5)은 잠금 상태로 이동될 때 잠금 판을 맞무는 좁은 넥 부분(5a)을 말단부들(5b) 가까이에 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 유체 커플링 조립체.
10. 제9항에 있어서,
    잠금 판(10)은 가이드 볼트들(5)의 각각을 위한 개구부를 구비하고, 각각의 개구부는 잠금 판(10)이 풀린 상태로 있을 때 각각의 가이드 볼트의 말단부(5b)의 삽입을 허락하는 넓은 부분 및 잠금 판(10)이 잠근 상태로 될 때 각각의 가이드 볼트(5)의 넥 부분(5a)을 고정하는 좁은 슬롯 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 유체 커플링 조립체.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 개시된 것과 같은 요크(3), 니플 소켓 박스(2), 레버 메커니즘(4), 가이드 볼트들(5) 및 잠금 판(10)을 포함하는 니플 고정 유닛.
12. 제11항에 있어서,
    상기 요크 및 니플 소켓 박스는 동시에 두 개의 니플들을 맞물도록 설계된 것을 특징으로 하는 니플 고정 유닛.

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