KR20140101736A

KR20140101736A - 가변 깊이의 가스킷 포켓을 갖는 커플링

Info

Publication number: KR20140101736A
Application number: KR1020147013238A
Authority: KR
Inventors: 필립 더블유. 반크로프트; 프랑크 제이. 더 써드 싸이글러; 더글라스 알. 돌
Original assignee: 빅톨릭 컴패니
Priority date: 2011-11-21
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2014-08-20
Also published as: SG11201402496RA; HK1205231A1; IL244217B; JP6027623B2; TWI558938B; IL232643A0; MX348080B; TR201802742T4; DK3051197T3; EP2783145A1; IN2014CN03752A; TW201636530A; AU2012340977A1; BR112014012280B1; JP6422556B2; TWI583883B; CN104204640B; JP6243981B2; EP3051197B1; CN104204640A

Abstract

파이프 요소들을 결합하는 기계 커플링은 단부간에 결합된 세그먼트들을 갖고, 각 세그먼트는 링 가스킷을 수용하는 가변 깊이의 포켓을 갖는다. 포켓의 가변 깊이는, 세그먼트들이 링 가스킷 주위의 이격된 관계로 배치될 때 둥근 형태와 비-둥근 형태 사이의 링 가스킷의 왜곡을 제어하는데 사용되고, 세그먼트들 사이의 간격은 커플링의 분해 없이도 파이프 요소들의 삽입을 허용할 정도로 충분하다.

Description

가변 깊이의 가스킷 포켓을 갖는 커플링{COUPLING HAVING GASKET POCKET OF VARYING DEPTH}

본 출원은 본 명세서에 전체가 참고용으로 병합된 2011년, 11월 21일에 출원된 미국 실용 특허 출원 13/300,861의 우선권을 주장하는 국제 출원이다.

본 발명은 단부 간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 기계 커플링들(couplings)에 관한 것이다.

단부간에 함께 파이프 요소들을 결합하기 위한 기계 커플링들은 동축으로 정렬된 파이프 요소들의 단부 부분들을 원주 방향으로 둘러싸게 위치가능한 상호 연결가능 세그먼트들을 포함한다. "파이프 요소"라는 용어는 임의의 파이프-형 아이템 또는 파이프-형 형태를 갖는 구성요소를 기재하는 것으로 본 명세서에 사용된다. 파이프 요소들은 파이프 스톡(stock), 엘보우들(elbows), 캡들(caps) 및 티들(tees)과 같은 파이프 설치부들(fittings) 뿐 아니라 밸브들, 리듀서들(reducers), 스트레이너들(strainers), 리스트릭터들(restrictors), 압력 조절기들 등과 같은 유체 제어 구성요소들을 포함한다.

각 기계 커플링 세그먼트는, 하우징으로부터 방사상 안쪽으로 연장하고 예를 들어, 평평한 단부 요소들의 외부 표면들과 맞물리는 돌출부들을 갖는 하우징을 포함하고, 단부 요소들은 숄더와 비드를 갖거나, 결합될 각각의 파이프 요소들 주위로 연장하는 원주 그루브들을 갖는다. 돌출부들과 파이프 요소들 사이의 맞물림은 기계적 제약을 조인트에 제공하고, 파이프 요소들이 높은 내부 압력 및 외부 힘들 하에서도 결합된 상태로 남아있다. 하우징들은 링 가스킷 또는 밀봉부(seal), 일반적으로는 각 파이프 요소의 단부들과 맞물리고 세그먼트들과 파이프 요소들과 협력하여 유체 밀폐 밀봉(fluid tight seal)을 제공하는 탄성 링을 수용하는 고리형 채널 또는 포켓을 한정한다. 세그먼트들은 일반적으로 하우징들로부터 바깥쪽으로 돌출하는 러그들(lugs)의 형태로 연결 부재들을 갖는다. 러그들은, 세그먼트들을 서로를 향해 끌어당기도록 조정가능하게 조여지는 너트들 및 볼트들과 같은 패스너들을 수용하도록 적응된다.

종래 기술의 커플링들 상의 돌출부들은 일반적으로 맞물리도록 의도되는 파이프 요소의 외부 표면의 곡률 반경에 실질적으로 매칭되는 곡률 반경을 갖는 아치형 표면들을 갖는다. 그루브형 파이프 요소들과 함께 사용된 커플링들에 대해, 아치형 표면들의 곡률 반경들은 그루브들의 외부에 있는 파이프 요소들의 외부 표면들의 곡률 반경들보다 더 작아서, 돌출부들은 그루브들 내에 맞춰지고 맞물린다.

단부간의 관계로 파이프 요소들을 고정하는 방법들은, 종래 기술에 따른 기계 커플링들이 사용될 때 순차적 설치 프로세스를 포함한다. 일반적으로, 커플링은, 함께 볼트 연결된(bolted) 세그먼트들과 세그먼트의 채널들 내에 캡처된 링 가스킷을 통해 기술자에 의해 수용된다. 기술자는 먼저 커플링을 볼트 해제(unbolting)함으로써 커플링을 분해하고, 링 가스킷을 제거하고, 이를 연마하고(사전에 연마되지 않은 경우), 이를 결합될 파이프 요소들의 단부들 주위에 위치시킨다. 링 가스킷의 설치는 종종 연마되고 파이프 요소들을 수용하도록 신장(stretched)되는 것을 요구한다. 양쪽 파이프 요소들 대신에 링 가스킷을 통해, 세그먼트들은, 파이프 요소들의 단부들을 벌리고 있고(straddling) 이들에 대해 링 가스킷을 캡처하여 한 번에 위치한다. 위치 동안, 세그먼트들은 가스킷과 맞물리고, 돌출부들은 그루브들과 정렬되고, 볼트들은 러그들을 통해 삽입되고, 너트들은 볼트들 상에 나사 연결(threaded)되고, 조여지고, 커플링 세그먼트들을 서로를 향해 끌어당기도록 하고, 가스킷을 압축하고, 그루브들 내의 돌출부들과 맞물린다.

이전 설명으로부터 명백한 바와 같이, 종래 기술에 따른 기계 파이프 커플링들의 설치는, 기술자가 일반적으로 적어도 7개의 개별적인 부품의 부분들(및 더욱 더 커플링이 2개 초과하는 커플링들을 가질 때)을 다루고, 전체적으로 커플링을 분해 및 재조립해야 하는 것을 요구한다. 기술자가 이것을 먼저 완전히 분해하고, 그런 후에 이것을 부품마다 재조립하지 않고도 기계 파이프 커플링을 설치할 수 있는 경우 상당한 시간, 노력 및 비용이 절감된다.

도 1은 커플링 세그먼트들(13 및 15)을 갖는 커플링(11)을 도시한다. 세그먼트들은 연결 부재들(17 및 19)에 의해 단부간에 결합되고, 연결 부재들은 나사산 형성된(threaded) 패스너들(21)을 포함한다. 세그먼트들(13 및 15)은 세그먼트들 사이에 캡처된 링 가스킷(23)의 외부 표면상에서 서로 이격된 관계로(spaced relation) 지지되게 도시된다. 이 구성은 가능한데, 이는 변형되지 않은 링 가스킷(23)의 외부 표면의 원주가, 링 가스킷 외부 표면과 경계를 이루는 세그먼트들 상의 표면들의 원주들의 합보다 더 크기 때문이다. 세그먼트들이 이러한 방식으로 지지될 때, 커플링을 분해하지 않고도 세그먼트들 사이의 중앙 공간(25)에 파이프 요소들을 삽입하는 것이 가능하다. 하지만, 기계 커플링들을 설치하는 문제에 대해 이러한 해법에는 몇몇 결점들이 있다. 특히, 가스킷이 세그먼트의 가스킷 포켓에 적절히 놓이기 전에, 링 가스킷(23)이 링 가스킷의 적어도 일부분 상에 이동하는 밀접-설치(close-fitting) 세그먼트의 기하학적 구조(geometry)에 의해 타원형 형태로 왜곡된다는 것이 주지된다. 링 가스킷의 왜곡 정도가 제어되지 않으면, 타원형 형태는 핀칭(pinching)을 초래할 수 있고, 세그먼트들(13 및 15)의 연결 부재들(17 및 19) 사이의 영역에 있는 가스킷에 손상을 줄 수 있다.

링 밀봉부의 왜곡이 사용되는 링 밀봉부에 손상을 회피하도록 제어될 수 있고, 또한 파이프 요소들이 커플링의 분해 없이 신뢰성있게 삽입되도록 하는 파이프 커플링이 명백히 필요하다.

본 발명은 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 커플링에 관한 것이다. 하나의 예의 실시예에서, 커플링은, 중심축을 둘러싸고 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 한정하는 단부간에 결합된 복수의 세그먼트들을 포함한다. 세그먼트들 중 적어도 하나는, 하나의 세그먼트의 대항 면들 상에 이격된 관계로 위치되고 중심축을 향해 연장하는 한 쌍의 돌출부들을 포함한다. 각 돌출부들 중 적어도 일부분은 파이프 요소들의 각 하나와 맞물릴 수 있다. 각 돌출부들은 중심축을 향하는 아치형 표면을 갖는다. 아치형 표면은 제 1 곡률 중심으로부터 측정된 제 1 곡률 반경을 갖는다. 후방 벽은 돌출부들 사이로 연장한다. 후방 벽은 중심축을 향하는 아치형 표면을 갖는다. 후방 벽의 아치형 표면은 제 2 곡률 중심으로부터 측정된 제 2 곡률 반경을 갖는다. 제 2 곡률 중심은 중심축에 수직인 평면에서 측정된 제 1 곡률 중심과 일치하지 않는다.

일실시예에서, 제 1 곡률 중심은, 제 1 및 제 2 곡률 중심들과 동일 선상에 있는 후방 벽의 아치형 표면 상의 지점에서 측정될 때 제 2 곡률 중심보다 후방 벽의 아치형 표면에 더 가깝다. 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 곡률 중심들 및 후방 벽상의 지점은 하나의 세그먼트의 제 1 단부와 하나의 세그먼트의 제 2 단부 사이로 연장하는 제 2 라인에 수직으로 배향된 제 1 라인을 따라 동일 선상에 있다.

제 2 곡률 중심은 약 0.01 인치 내지 약 0.1 인치의 거리, 또는 약 0.02 인치 내지 약 0.04 인치의 거리, 또는 약 0.03 인치의 거리에서 제 1 곡률 중심으로부터 오프셋될 수 있다.

본 발명에 따른 커플링의 특정한 예의 실시예에서, 세그먼트들 중 제 1 및 제 2는 중심축을 둘러싸는 단부간에 결합된다. 이 예에서, 커플링은 제 1 및 제 2 세그먼트들 사이에 위치된 링 가스킷을 더 포함한다. 링 가스킷은 세그먼트들 사이에 파이프 요소들을 삽입할 정도로 충분히 이격된 관계로 제 1 및 제 2 세그먼트들을 지지하고, 타원으로 왜곡되거나, 실질적으로 왜곡되지 않고 둥근 형태를 나타내는 형태를 가질 수 있다. 링 가스킷의 왜곡 정도는 제 1 및 제 2 곡률 중심들의 오프셋에 의해 결정된다.

본 발명에 따라 단부간 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 커플링의 다른 예의 실시예는, 중심축을 둘러싸고 파이프 요소들을 수용하기 위한 중심 공간을 한정하는 단부간에 결합된 복수의 세그먼트들을 포함한다. 이 예의 실시예에서, 세그먼트들 중 적어도 하나는 하나의 세그먼트의 대항 면들 상의 이격된 관계로 위치된 한 쌍의 돌출부들을 포함한다. 돌출부들은 중심축을 향해 연장한다. 각 돌출부들의 적어도 일부분은 파이프 요소들의 각 하나와 맞물릴 수 있다. 돌출부들의 적어도 하나는 중심축을 향하는 아치형 표면을 갖는다. 후방 벽은 돌출부들 사이로 연장한다. 후방 벽은 중심축을 향하는 아치형 표면을 갖는다. 후방 벽의 아치형 표면과 적어도 하나의 돌출부의 아치형 표면 사이의 거리는, 중심축으로부터 연장하는 방사상 돌출 라인을 따라 측정될 때, 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 사이의 중간의 제 1 지점에서의 제 1 값과, 적어도 하나의 세그먼트의 단부들의 적어도 하나에 근접한 제 2 지점에서의 제 2 값이다. 제 1 값은 제 2 값보다 작다. 링 가스킷은 세그먼트들에 의해 한정된 중앙 공간 내에 위치한다. 링 가스킷은 세그먼트들의 후방 벽들의 아치형 표면들의 길이들의 합보다 더 큰 길이를 갖는 외부 원주를 갖는다. 링 가스킷은 이격된 관계로 상기 세그먼트들 중 적어도 2개를 지지한다.

후방 벽의 아치형 표면과 적어도 하나의 돌출부의 아치형 표면 사이의 거리는 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 사이의 중간에 있는 제 1 지점에서의 최소치와, 제 2 지점에서의 최대치일 수 있다. 제 2 지점은 적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 단부에 위치될 수 있다. 후방 벽의 아치형 표면과 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 중 다른 것에 위치된 제 3 지점에서의 적어도 하나의 돌출부의 아치형 표면 사이의 거리는 제 2 값과 거의 동일한 제 3 값일 수 있다.

특정한 예의 실시예에서, 후방 벽의 아치형 표면은 굴곡진 표면을 갖는 제 1 부분과, 굴곡진 표면을 갖는 제 2 부분을 포함한다. 제 2 부분은 적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 단부에 근접하게 위치한다. 제 2 부분 상의 임의의 지점은 상기 제 1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중심축으로부터 더 멀리 있다. 후방 벽의 아치형 표면은 굴곡진 표면을 갖는 제 3 부분을 더 포함할 수 있다. 제 3 부분은 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 중 다른 것에 근접하게 위치한다. 제 3 부분 상의 임의의 지점은 상기 제 1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중심축으로부터 더 멀리 있다.

벽의 아치형 표면의 제 2 부분은 약 5° 내지 약 80°, 또는 약 5° 내지 약 45°의 각도를 이룰 수 있다. 후방 벽의 아치형 표면의 제 3 부분은 약 5° 내지 약 80°, 또는 약 5° 내지 약 45의 각도를 이룰 수 있다.

본 발명에 따른 커플링의 다른 예의 실시예에서, 후방 벽의 아치형 표면은 제 1 곡률 반경을 갖는 제 1 부분과, 무한한 곡률 반경을 갖는 제 2 부분을 포함한다. 제 2 부분은 적어도 하나의 세그먼트의 적어도 하나의 단부에 근접하게 위치한다. 제 2 부분 상의 임의의 지점은 제 1 부분 상의 임의의 지점보다 중심축으로부터 더 멀리 있다. 후방 벽의 아치형 표면은 무한한 곡률 반경을 갖는 제 3 부분을 제 3 부분을 더 포함할 수 있다. 제 3 부분 상의 임의의 지점은 제 1 부분 상의 임의의 지점보다 중심축으로부터 더 멀리 있다. 제 3 부분은 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 중 다른 하나의 단부에 근접하에 위치한다. 후방 벽의 아치형 표면의 제 2 부분은 약 5° 내지 약 45°, 또는 약 5° 내지 약 30°의 각을 이룰 수 있다. 후방 벽의 아치형 표면의 제 3 부분은 약 5° 내지 약 45°, 또는 약 5° 내지 약 30의 각을 이룰 수 있다. 다른 예의 실시예에서, 후방 벽의 아치형 표면은 후방 벽의 아치형 표면의 복수의 제 2 부분들을 더 포함할 수 있고, 각 제 2 부분들은 무한한 곡률 반경을 갖는다. 추가로, 후방 벽의 아치형 표면은 후방 벽의 아치형 표면의 복수의 제 3 부분들을 더 포함할 수 있다. 각각은 무한한 곡률 반경을 갖는다. 후방 벽의 아치형 표면들의 제 3 부분들은 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 중 다른 것에 근접하게 위치한다. 후방 벽의 아치형 표면의 복수의 제 2 부분들은 약 5° 내지 약 80°, 또는 약 5° 내지 약 30°의 각을 이룰 수 있다. 후방 벽의 아치형 표면의 복수의 제 3 부분들은 약 5° 내지 약 80°, 또는 약 5° 내지 약 30°의 각을 이룰 수 있다.

하나의 예의 실시예에서, 본 발명에 따른 커플링은 중심축을 둘러싸는 단부간에 결합된 세그먼트들 중 제 1 및 제 2 세그먼트들만을 포함할 수 있다. 커플링은 제 1 및 제 2 세그먼트들 사이에 위치된 링 가스킷을 더 포함할 수 있다. 링 가스킷은 세그먼트들 사이에 파이프 요소들을 삽입할 정도로 충분히 이격된 관계로 제 1 및 제 2 세그먼트들을 지지한다. 링 가스킷은 타원형 형태를 가질 수 있거나, 링 가스킷은 둥근 형태를 가질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 예의 기계 파이프 커플링의 분해도.
도 2는 본 발명에 따른 예의 기계 파이프 커플리의 분해도.
도 3은 본 발명에 따른 예의 기계 파이프 커플리의 세그먼트의 단면도.
도 4는 도 3의 라인 4-4을 따라 취한 예의 기계 파이프 커플링의 세그먼트의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 예의 기계 파이프 커플링의 세그먼트의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 예의 기계 파이프 커플링의 세그먼트의 단면도.
도 7은 확대된 축척으로 예의 세그먼트의 부분 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 커플링(10)의 예의 실시예를 도시한다. 커플링(10)은 중심축(16)을 둘러싸고 중앙 공간(18)을 한정하는 단부간에 서로 결합되는 세그먼트들(12 및 14)을 포함한다. 중앙 공간(18)은 단부간의 관계로 결합될 파이프 요소들을 수용하고, 파이프 요소들의 길이 방향 축은 중심축(16)과 실질적으로 정렬된다. 각 세그먼트들(12 및 14)은 각 단부에 연결 부재들(20 및 22)을 갖는다. 이 예에서, 연결 부재들은, 세그먼트로부터 돌출하고 나사산 형성된 패스너(26)를 수용하는 러그(24)를 포함한다. 패스너들(26)은 파이프 요소들과 맞물리고 조인트를 형성하기 위해 세그먼트들(12 및 14)을 서로를 향해 그리고 중심축(16)을 향해 끌어당기도록 조정가능하게 조여질 수 있다. 세그먼트들(12 및 14)은 커플링을 분해하지 않고도 파이프 요소들을 중앙 공간(18)에 삽입하도록 할 정도로 충분히 이격된 관계로 공장에서 사전 조립된다.

도 4의 단면도에서 도시된 바와 같이, 각 세그먼트{세그먼트(12)가 도시됨}는 세그먼트의 대향 면들 상에서 이격된 관계로 위치된 한 쌍의 돌출부들(28 및 30)을 갖는다. 돌출부들은 중심축(16)쪽으로 연장하고, 각 돌출부의 적어도 일부분은 기계적 맞물림을 제공하고 단부간의 관계로 파이프 요소들을 유지하도록 각 파이프 요소와 맞물릴 수 있다. 돌출부들(28 및 30)은 파이프 요소들의 외부 표면과 맞물리고, 이것은 평평한 표면, 원주 그루브를 형성하는 표면, 또는 튀어나온 숄더, 예를 들어 숄더와 비드를 갖는 표면일 수 있다. 돌출부들은 중앙 공간(18)으로의 파이프 요소들의 삽입을 용이하게 하기 위해 연결 부재들(20 및 22)에 인접하게 위치된 하나 이상의 노치들(31)(도 2 참조)을 가질 수 있다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각 돌출부는 중심축(16)을 향하는 아치형 표면(32)을 갖는다. 각 돌출부의 아치형 표면(32)은 아치형 표면의 곡률 중심(35)으로부터 측정된 곡률 반경(34)을 갖는다.

세그먼트들(12 및 14)은 또한 측벽들(36 및 38)을 갖는데, 이들로부터 돌출부들(28 및 30)이 연장한다. 측벽들(36 및 38)은 후방 벽(40)에 부착되고, 측벽들 및 후방 벽은 함께 포켓(42)을 한정한다. 포켓(42)은 유체-밀폐 밀봉을 보장하기 위해 세그먼트들(12 및 14)(도 2 참조) 사이에 위치된 링 가스킷(43)(도 4)을 수용한다. 이 예의 커플링에서, 링 가스킷은 조립될 때 이격된 관계로 세그먼트들(12 및 14)을 지지한다. 후방 벽(40)은 돌출부들(28 및 30) 사이로 연장하고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 중심축(16)을 향하는 아치형 표면(44)을 갖는다. 후방 벽의 아치형 표면(44)은 후방 벽 아치형 표면의 곡률 중심(48)으로부터 측정된 곡률 반경(46)을 갖는다. 커플링(10)의 중심축(16)에 수직으로 배향된 평면(50)에서 볼 수 있거나 측정될 때, 돌출부들(28 및 30) 상의 아치형 표면들(32)의 곡률 중심(35)은 후방 벽(40)의 아치형 표면(44)의 곡률 중심(48)과 일치하지 않는다. 도 3에 도시된 예에서, 곡률 중심들(35)은 라인 세그먼트(54)에 의해 도시된 바와 같이, 곡률 중심들(35 및 48)과 동일 선상에 있는 후방 벽의 아치형 표면(48) 상의 지점(52)에 측정될 때 후방 벽의 아치형 표면(44)의 곡률 중심(48)보다 후방 벽(40)의 아치형 표면에 더 가깝다. 도 3에 도시된 바와 같이, 후방 벽 아치형 표면(44) 상의 지점(52) 및 곡률 중심들(35 및 48)은 라인(54)을 따라 동일 선상에 있고, 이 라인(54)은 세그먼트들(12 및 14){단지 세그먼트(12)만이 도시됨}의 단부들(56 및 58) 사이로 연장하는 제 2 라인(55)에 수직으로 배향된다.

곡률 중심(35)과 곡률 중심(48) 사이의 오프셋 거리(60)는 가변 깊이의 편심적 형태의 가스킷 포켓(42)를 초래하고, 후방 벽의 아치형 표면(44)은 세그먼트(12)의 중간으로부터 어느 한 단부(56 또는 58)로 후방 벽을 따라 진행할 때 진정한 원으로부터 바깥쪽으로 추가로 연장한다. 돌출부의 아치형 표면(32)으로부터 후방 벽의 아치형 표면(44)으로 츠정된 포켓(42)의 깊이(62)가 세그먼트의 중간에서 값"h"이면, 세그먼트(12)의 어느 한 단부(56, 58)에서의 깊이(62a)는 거의 "h"(62) + 오프셋 거리(60)이다. 깊이(62)는 중심축(16)으로부터 연장하는 방사상 돌출 라인을 따라 측정된, 돌출부(30)의 아치형 표면(32)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이의 거리로서 한정될 수 있다. 이 예의 실시예에서, 이러한 거리, 깊이(62)는 세그먼트(12)의 단부들(56 및 58) 사이의 지점에서 h의 값과, 세그먼트의 각 단부에서의 지점들에서 더 큰 값(h+오프셋)으로부터 변한다. 세그먼트들의 단부들에 위치된 이러한 증가된 깊이는 세그먼트들의 단부들에서 가스킷에 대한 더 바깥쪽으로 방사상 공간을 제공하고, 이것은 가스킷(43) 및 가스킷 포켓(42)의 기하학적 구조로 인해, 통상적으로 가스킷과 접촉하고, 도 1에 도시된 바와 같이 둥금으로부터 이것을 왜곡시킨다. 하지만, 가스킷 포켓(42)이 편심이기 때문에, h+ 오프셋 거리의 편심은 세그먼트들(12 및 14)의 단부들(56 및 58)에서 최대치( 및 단부들 사이의 중간에서 "h"의 최소치)를 갖고, 후방 벽(40)의 아치형 표면(44)과 링 가스킷(43)의 외부 표면(64) 사이의 접촉은 제어될 수 있어서, 커플링(10)이 링 가스킷(43)의 외부 표면(64)상의 이격된 관계로 지지된 세그먼트들(12 및 14)과 공장 조립되어, 파이프 요소들이 커플링을 분해하지 않고도 중앙 공간(18)에 삽입될 수 있을 때 둥금으로부터 링 가스킷의 왜곡 정도를 제어한다. 이격된 관계로 세그먼트(12 및 14)를 지지하는 것이 가능한데, 이는 벼형되지 않은 링 가스킷(43)의 외부 표면(64)의 원주가, 링 가스킷 외부 표면(64)이 경계를 이루는 세그먼트들(12 및 14) 상의 아치형 표면들(44)의 원주들의 합보다 더 크기 때문이다. 링 가스킷(43)의 왜곡 정도는 실질적으로 왜곡 없는 범위를 가질 수 있어서, 도 2에 도시된 둥근 형태를 도 1에서의 링 가스킷(23)을 위해 도시된 타원형 형태로 제공한다. 오프셋 거리(60)가 증가함에 따라, 링 가스킷의 타원형 정도는 감소한다. 링 가스킷의 실질적으로 모든 왜곡을 제거하는 것이 가능하지만, 실질적인 설계들에 대해, 제어된 왜곡 정도를 제공하는 것이 종종 유리하다. 왜곡 정도가 링 가스킷의 핀칭이 충분한 편심을 유지하면서 회피되어, 링 가스킷이 파이프 단부들 중 하나를 잡고 중앙 공간에 삽입될 파이프 요소 상에 유지하도록 이루어질 때 장점이 얻어진다. 이것은, 기술자가 제 2 파이프 요소를 커플링과의 맞물림을 조정하면서 커플링과 제 1 파이프 요소를 함께 유지할 필요가 없을 때 파이프 조인트의 편리한 조립을 허용한다. 약 0.01 인치 내지 약 0.1 인치의 오프셋 거리들(60)은 10 인치 이하의 공칭 외부 직경을 갖는 파이프 요소들에 적합한 커플링들에 대해 실제적인 것으로 발견된다. 오프셋 거리는 약 0.02 인치 내지 약 0.04 인치의 범위를 추가로 가질 수 있고, 약 0.03 인치의 오프셋 거리는 커플링들 및 파이프 요소들의 몇몇 조합들에 대해 유리하다.

도 5 및 도 6은 각 세그먼트들(66 및 68)을 도시하고, 돌출부(30)의 아치형 표면(32)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이의 거리(62)는 중심축(16)으로부터 연장하는 방사상 돌출 라인(70)을 따라 측정되며, 단부들 중 하나에 근접한 지점(74)보다 세그먼트들(66 및 68)의 단부들(56 및 58) 사이의 중간에 있는 지점(72)에서 더 작다.

도 5에 도시된 세그먼트(66)에 대해, 후방 벽(40)의 아치형 표면(44)은 제 1 곡률 반경(78)을 갖는 제 1 표면 부분(76)과, 제 2 곡률 반경(82)을 가지면서 세그먼트(66)의 단부(56)에 근접하게 위치된 제 2 표면 부분(80)을 포함한다. 제 2 표면 부분(80) 상의 임의의 지점은 제 1 부분(78) 상의 임의의 지점보다 중심축(16)으로부터 더 멀리 있다. 따라서, 돌출부(30)의 아치형 표면(32)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이의 거리(62)는 제 2 표면 부분(80)과 경계를 이루는 각도(86)보다 제 1 표면 부분(76)과 경계를 이루는 각도(84)에 걸쳐 더 작다. 제 2 표면 부분(80)은 약 5° 내지 약 80°의 각도(86)와 경계를 이룰 수 있다. 약 5° 내지 약 45°의 경계를 이루는 각도도 또한 실제적이다.

이 예에서, 아치형 표면(44)은 세그먼트(66)의 대항 단부(58)에 위치된 제 3 표면 부분(88)을 더 포함한다. 제 3 표면 부분(88)은 곡률 반경(90)을 갖는다. {제 2 표면 부분(80) 및 제 3 표면 부분(88)의 각 곡률 반경(82 및 90)은 서로 동일할 수 있다.} 제 3 표면 부분(88) 상의 임의의 지점은 제 1 부분(78) 상의 임의의 지점보다 중심축(16)으로부터 더 멀리 있다. 따라서, 돌출부(30)의 아치형 표면(32)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이의 거리는 제 3 표면 부분(88)과 경계를 이루는 각도(92)보다 제 1 표면 부분(76)과 경계를 이루는 각도(84)에 걸쳐 더 작다. 제 3 표면 부분(88)은 약 5° 내지 약 80°의 각도(92)와 경계를 이룰 수 있다. 약 5° 내지 약 45의 경계를 이루는 각도도 또한 실제적이다.

곡률 반경들 사이의 거리들(62) 및 차이들이 명백함을 위해 과장되어 있다는 것이 주지된다. 아치형 표면들(32 및 44) 사이의 기하학적 관계들이 하나의 세그먼트(66) 상의 하나의 돌출부(30)에 대해 설명되지만, 커플링을 포함하는 각 세그먼트가 도 4에 도시된 바와 같이, 세그먼트의 대항 면들 상의 2개의 그러한 돌출부들을 가질 수 있고, 양쪽의 돌출부들 상의 아치형 표면들과 후방 벽의 아치형 표면 사이의 기하학적 관계가 동일할 수 있다는 것이 이해될 것이다.

도 6에 도시된 세그먼트(68)에 대해, 후방 벽(40)의 아치형 표면(44)은 제 1 곡률 반경(96)을 갖는 제 1 표면 부분(94)과, 세그먼트(66)의 단부(56)에 근접하게 위치된 제 2 표면 부분(98)을 포함한다. 제 2 표면 부분(98)은 무한한 곡률 반경을 갖고, 이것은 제 2 표면 부분이 평평한 각면(facet)(100)이라는 것을 의미한다. 각면(100)은, 돌출부(30)의 아치형 표면(32)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이의 거리(62)가 제 2 표면 부분(98)과 경계를 이루는 각도(104)보다 제 1 표면 부분(94)과 경계를 이루는 각도(102)에 걸쳐 더 작도록 배치되고, 이것은 각면(100)이다. 제 2 표면 부분(98)은 약 5° 내지 약 45°의 각도(104)와 경계를 이룰 수 있다. 약 5° 내지 약 30°의 경계를 이루는 각도도 또한 실제적이다.

이 예에서, 아치형 표면(44)은 세그먼트(68)의 대항 단부(58)에 위치된 제 3 표면 부분(106)을 더 포함한다. 이 예에서, 제 3 표면 부분(106)은 또한 무한한 곡률 반경을 가져, 각면(108)을 형성한다. 각면(108)은, 돌출부(30)의 아치형 표면(32)과 후방 벽(40)의 아치형 표면(44) 사이의 거리(62)가 제 3 표면 부분(106)과 경계를 이루는 각도(110)보다 제 1 표면 부분(94)과 경계를 이루는 각도(102)에 걸쳐 더 작도록 배치된다. 제 3 표면 부분(88)은 약 5° 내지 약 45°의 각도(110)와 경계를 이룰 수 있다. 약 5° 내지 약 30° 의 경계를 이루는 각도는 또한 실제적이다. 세그먼트(68)의 제 2 및 제 3 표면 부분들(98 및 106) 각각이 단일 각면들(100 및 108)로 형성되게 도시되지만, 세그먼트(68)의 각 단부에 근접하여 복수의 각면들을 형성하는 것이 유리하다. 이러한 다중 각면을 갖는 구조의 예는 도 7에서 확대된 축척으로 도시되며, 세그먼트(68)의 표면(44)은 복수의 제 2 표면 부분들(98a, 98b, 98c)으로 구성되고, 각각은 무한한 곡률 반경을 갖고, 각 각면들(100a, 100b, 100c)을 형성한다. 복수의 표면 부분들(98a, 98b, 98c)은 약 5° 내지 약 80° 의 각도(112)를 경계를 이룰 수 있다. 약 5° 내지 약 30° 의 경계를 이루는 각도도 또한 실제적이다.

거리들(62)이 명백함을 위해 과정된 것이 주지된다. 아치형 표면들(32 및 44) 사이의 기하학적 관계들이 하나의 세그먼트(68) 상의 하나의 돌출부(30)에 대해 기재되었지만, 커플링을 포함하는 각 세그먼트가 도 4에 도시된 바와 같이 세그먼트의 대항 면들 상의 2개의 그러한 돌출부들을 가질 수 있고, 후방 벽의 아치형 표면과 양쪽 돌출부들 상의 아치형 표면들 사이의 기하학적 관계가 동일할 수 있다는 것이 이해된다.

링 가스킷의 왜곡 정도가 제어되도록 하는 가변 깊이의 가스킷 포켓은, 깊이가 일정한 포켓들을 갖는 종래 기술의 커플링 세그먼트들에 비해 여러 장점들을 제공한다. 커플링이 공장 조립될 때, 가스킷은 타원형과 원형 사이의 제어된 형태를 가질 수 있다. 링 가스킷이 적은 왜곡을 갖는 구성을 선택하는 것은, 파이프 요소가중앙 공간에 삽입될 때, 가스킷 내의 파이프 정지부(stop)와 더 균일하게 맞물려서, 커플링에서의 파이프 요소들의 적절한 착석을 촉진시킨다는 것을 의미한다. 더욱이, 적은 왜곡을 갖는 링 가스킷에 대해, 커플링 세그먼트들의 단부들 사이의 가스킷을 핀칭할 가능성이 적다. 하지만, 링 가스킷의 형태에 몇몇 적절한 왜곡 정도를 유도하는 것은 조립 동안 파이프 요소를 잡고 파이프 요소 상에 고정하도록 하는데, 이것은 기술자에게 유리하다.

전술하고 본 명세서에 청구된 가변 깊이의 가스킷 포켓은 단단하고 유연한 커플링들 모두에 적용가능하다. 단단한 커플링들은 유리하게 원주 방향으로 그루브형 파이프 요소들과 함께 사용된다. 단단한 커플링들의 세그먼트들은 서로에 대해 반대 각 방향들을 갖는 경계를 이루는 표면들을 갖는다. 그러한 세그먼트들을 함께 결합하는 패스너들이 조여질 때, 짝을 이루는(mating) 세그먼트와 세그먼트들 상의 그 대항부(counterpart) 표면들과의 하나의 세그먼트 접촉 상의 경계를 이루는 표면들은 서로에 상대저긍로 반대 방향들로 수직축 주위를 회전하도록 된다. 이것은, 돌출부들이 파이프 요소들에서의 원주 그루브의 측벽들과 맞물리게 하고, 이들을 적소에 로킹(lock)하여, 단단한 커플링들에 가해진 외부 벤딩 힘들 및 토크에 상당한 저항을 제공하고, 이를 통해 파이프 요소들의 상대 편향들을 한정한다. 단단한 커플링들의 예들은 본 명세서에서 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 단단한 커플링들은 양쪽 모두 본 명세서에 참고용으로 병합된 US 특허 4,611,839 및 US 특허 4,639,020에 기재되어 있다.

유연한 커플링에서, 세그먼트들 사이의 경계를 이루는 표면들은 각지지 않고, 이들이 서로 맞물릴 때, 세그먼트들의 어떠한 상대 회전도 야기하지 않는다. 따라서, 돌출부들은 더 유연한 조인트를 초래하는 세그먼트들의 트위스트 작용으로 인해 원주 그루브의 측벽들과 맞물리지 않고, 벤딩시, 토션 및 축방향으로 파이프 요소들의 상대 편향들은 동일하게 가해진 부하들에 대한 단단한 조인트(전술한)보다 더 크다. 도 3은 유연한 커플링의 예를 도시한다.

전술하고 본 명세서에 청구된 가변 깊이의 가스킷 포켓은 또한, 상이한 공칭 크기들의 파이프 요소들이 단부간의 관계로 결합되도록 하는 어댑터 커플링들에도 또한 적용가능하다. 어댑터 커플링들에서, 각 세그먼트는 상이한 크기의 파이프 요소를 설치하고 맞물리도록 매칭된 상이한 곡률 반경들의 돌출부들을 갖는다. 그루브형 파이프 요소들을 결합하는데 사용된 어댑터 커플링들의 예들은 본 명세서에 모두 참고용으로 병합된 미국 특허 3,680,894 및 미국 특허 4,896,902에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 파이프 커플링들은 변형되지 않는 커플링들이 설치 준비 커플링들로서 사용되도록 하고, 파이프 조인트를 달성할 때 커플링들을 변형하도록 팽창된 상당한 에너지가 없기 때문에 설치하는데 적은 에너지를 요구하도록 한다. 이것은, 핸드 툴들로 조인트들을 수동 형성할 때 적은 피로와, 무코드 전기 전력 툴들이 사용될 때 더 적은 배터리 변화들에 대응한다.

Claims

단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하는 커플링에 있어서,
중심축을 둘러싸는 단부간에 결합되고 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 한정하는 복수의 세그먼트들을 포함하고,
상기 세그먼트들 중 적어도 하나는
상기 하나의 세그먼트의 대항 면들 상에 이격된 관계로 위치되고 상기 중심축을 향해 연장하는 한 쌍의 돌출부들 - 상기 돌출부들 각각의 적어도 일부분은 상기 파이프 요소들의 각 하나와 맞물리고, 상기 돌출부들 중 적어도 하나는 상기 중심축을 향하는 아치형 표면을 가짐 - 과;
상기 돌출부들 사이로 연장하는 후방 벽 - 상기 후방 벽은 상기 중심축을 향하는 아치형 표면을 갖고, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면과 상기 적어도 하나의 돌출부의 상기 아치형 표면 사이의 거리는, 상기 중심축으로부터 연장하는 방사상 돌출 라인을 따라 측정될 때, 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 사이의 중간에서의 제 1 지점에서의 제 1 값과, 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들의 적어도 하나에 근접한 제 2 지점에서의 제 2 값이고, 상기 제 1 값은 상기 제 2 값보다 작음 - 과;
상기 중앙 공간 내에 위치된 링 가스킷 - 상기 링 가스킷은 상기 세그먼트들의 상기 후방 벽들의 상기 아치형 표면들의 길이들의 합보다 더 큰 길이를 갖는 외부 원주를 갖고, 상기 링 가스킷은 이격된 관계로 상기 세그먼트들 중 적어도 2개를 지지함 - 을
포함하는, 커플링.
제 1항에 있어서, 상기 거리는 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 사이의 중간에 있는 상기 제 1 지점에서 최소치인, 커플링.
제 2항에 있어서, 상기 거리는 상기 제 2 지점에서 최대치이고, 상기 제 2 지점은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 위치되는, 커플링.
제 3항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면과 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 것에 위치된 제 3 지점에서의 상기 적어도 하나의 돌출부의 상기 아치형 표면 사이의 상기 거리는 상기 제 2 값과 거의 동일한 제 3 값인, 커플링.
제 1항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 굴곡진 표면을 갖는 제 1 부분과, 굴곡진 표면을 갖는 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 2 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 근접하게 위치되고, 상기 제 2 부분 상의 임의의 지점은 상기 제 1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중심축으로부터 더 멀리 있는, 커플링.
제 5항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 굴곡진 표면을 갖는 제 3 부분을 포함하고, 상기 제 3 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 것에 근접하게 위치되고, 상기 제 3 부분 상의 임의의 지점은 상기 제 1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중심축으로부터 더 멀리 있는, 커플링.
제 5항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 80°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 5항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 45°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 6항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 3 부분은 약 5° 내지 약 80°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 6항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 45°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 1항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 제 1 곡률 반경을 갖는 제 1 부분과, 무한한 곡률 반경을 갖는 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 2 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 근접하게 위치되고, 상기 제 2 부분 상의 임의의 지점은 상기 제 1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중심축으로부터 더 멀리 있는, 커플링.
제 11항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 무한한 곡률 반경을 갖는 제 3 부분을 더 포함하고, 상기 제 3 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 것에 근접하게 위치되는, 커플링.
제 11항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 45°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 11항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 30°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 12항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 3 부분은 약 5° 내지 약 45°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 12항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 30°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 11항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 복수의 상기 제 2 부분들을 더 포함하고, 상기 제 2 부분들 각각은 무한한 곡률 반경을 갖는, 커플링.
제 17항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 무한한 곡률 반경을 각각 갖는 복수의 제 3 부분들을 더 포함하고, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면들의 상기 제 3 부분들은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 것에 근접하게 위치되는, 커플링.
제 17항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제 2 부분들은 약 5° 내지 약 80°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 17항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제 2 부분들은 약 5° 내지 약 45°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 18항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제 3 부분들은 약 5° 내지 약 80°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 18항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제 3 부분들은 약 5° 내지 약 30°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 1항에 있어서, 상기 중심축을 둘러싸는 단부간에 결합된 상기 세그먼트들 중 제 1 및 제 2 세그먼트들만을 포함하는, 커플링.
제 23항에 있어서, 상기 링 가스킷은 타원형 형태를 갖는, 커플링.
제 23항에 있어서, 상기 링 가스킷은 둥근 형태를 갖는, 커플링.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 돌출부의 상기 아치형 표면은 제 1 곡률 중심으로부터 측정된 제 1 곡률 반경을 갖고,
상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 제 2 곡률 중심으로부터 측정된 제 2 곡률 반경을 갖고, 상기 제 2 곡률 중심은 상기 중심축에 수직인 평면에서 측정된 상기 제 1 곡률 중심과 일치하지 않는, 커플링.
제 26항에 있어서, 상기 제 1 곡률 중심은, 상기 제 1 및 제 2 곡률 중심들과 동일 선상에 있는 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면 상의 지점에 측정될 때 상기 제 2 곡률 중심보다 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면에 더 가까운, 커플링.
제 27항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 곡률 중심들과, 상기 후방 벽 상의 상기 지점은 상기 하나의 세그먼트의 제 1 단부와 상기 하나의 세그먼트의 제 2 단부 사이로 연장하는 제 2 라인에 수직으로 배향된 제 1 라인을 따라 동일 선상에 있는, 커플링.
제 28항에 있어서, 상기 제 2 곡률 중심은 약 0.01 인치 내지 약 0.1 인치의 거리에서 상기 제 1 곡률 중심으로부터 오프셋되는, 커플링.
제 28항에 있어서, 상기 제 2 곡률 중심은 약 0.02 인치 내지 약 0.04 인치의 거리에서 상기 제 1 곡률 중심으로부터 오프셋되는, 커플링.
제 28항에 있어서, 상기 제 2 곡률 중심은 약 0.03 인치의 거리에서 상기 제 1 곡률 중심으로부터 오프셋되는, 커플링.
제 28항에 있어서, 상기 중심축을 둘러싸는 단부간에 결합된 상기 세그먼트들 중 제 1 및 제 2 세그먼트들만을 포함하는, 커플링.
제 32항에 있어서, 상기 링 가스킷은 타원형 형태를 갖는, 커플링.
제 32항에 있어서, 상기 링 가스킷은 둥근 형태를 갖는, 커플링.
단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하는 커플링에 있어서,
중심축을 둘러싸는 단부간에 결합되고 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 한정하는 복수의 세그먼트들을 포함하고,
상기 세그먼트들 중 적어도 하나는
상기 하나의 세그먼트의 대항 면들 상에 이격된 관계로 위치되고 상기 중심축을 향해 연장하는 한 쌍의 돌출부들 - 상기 돌출부들 각각의 적어도 일부분은 상기 파이프 요소들의 각 하나와 맞물리고, 상기 돌출부들 각각은 상기 중심축을 향하는 아치형 표면을 갖고, 상기 아치형 표면은 제 1 곡률 중심으로부터 측정된 제 1 곡률 반경을 가짐 - 과;
상기 돌출부들 사이로 연장하는 후방 벽 - 상기 후방 벽은 상기 중심축을 향하는 아치형 표면을 갖고, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 제 2 곡률 중심으로부터 측정된 제 2 곡률 반경을 갖고, 상기 제 2 곡률 중심은 상기 중심축에 수직인 평면에서 측정된 상기 제 1 곡률 중심과 일치하지 않음 - 을
포함하는, 커플링.
제 35항에 있어서, 상기 제 1 곡률 중심은 상기 제 1 및 제 2 곡률 중심들과 동일 선상에 있는 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면 상의 지점에 측정될 때 상기 제 2 곡률 중심보다 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면에 더 가까운, 커플링.
제 36항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 곡률 중심들과 상기 후방 벽 상의 상기 지점은 상기 하나의 세그먼트의 제 1 단부와 상기 하나의 세그먼트의 제 2 단부 사이로 연장하는 제 2 라인에 수직으로 배향된 제 1 라인을 따라 동일 선상에 있는, 커플링.
제 37항에 있어서, 상기 제 2 곡률 중심은 약 0.01 인치 내지 약 0.1 인치의 거리에서 상기 제 1 곡률 중심으로부터 오프셋되는, 커플링.
제 37항에 있어서, 상기 제 2 곡률 중심은 약 0.02 인치 내지 약 0.04 인치의 거리에서 상기 제 1 곡률 중심으로부터 오프셋되는, 커플링.
제 37항에 있어서, 상기 제 2 곡률 중심은 약 0.03 인치의 거리에서 상기 제 1 곡률 중심으로부터 오프셋되는, 커플링.
제 37항에 있어서, 상기 중심축을 둘러싸는 단부간에 결합된 상기 세그먼트들 중 제 1 및 제 2 세그먼트들만을 포함하고, 상기 커플링은 상기 제 1 및 제 2 세그먼트들 사이에 위치된 링 가스킷을 더 포함하고, 상기 링 가스킷은 상기 제 1 및 제 2 세그먼트들의 상기 후방 벽들의 상기 아치형 표면들의 길이들의 합보다 더 큰 길이를 갖고, 상기 링 가스킷은 이격된 관계로 상기 제 1 및 제 2 세그먼트들을 지지하는, 커플링.
제 41항에 있어서, 상기 링 가스킷은 타원형 형태를 갖는, 커플링.
제 41항에 있어서, 상기 링 가스킷은 둥근 형태를 갖는, 커플링.
단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하는 커플링에 있어서,
중심축을 둘러싸는 단부간에 결합되고 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 한정하는 제 1 및 제 2 세그먼트들을 포함하고,
상기 세그먼트들 중 각 하나는
상기 세그먼트의 대항 면들 상에 이격된 관계로 각각 위치되고 상기 중심축을 향해 연장하는 제 1 및 제 2 돌출부들 - 상기 돌출부들 각각의 적어도 일부분은 상기 파이프 요소들의 각 하나와 맞물리고, 상기 돌출부들 각각은 상기 중심축을 향하는 아치형 표면을 갖고, 상기 아치형 표면 각각은 제 1 곡률 중심으로부터 측정된 제 1 곡률 반경을 가짐 - 과;
상기 제 1 및 제 2 돌출부들 사이로 연장하는 후방 벽 - 상기 후방 벽은 상기 중심축을 향하는 아치형 표면을 갖고, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 제 2 곡률 중심으로부터 측정된 제 2 곡률 반경을 갖고, 상기 제 2 곡률 중심은 상기 중심축에 수직인 평면에서 측정된 상기 제 1 곡률 중심과 일치하지 않음 - 을
포함하는, 커플링.
제 44항에 있어서, 상기 평면에서 측정된 상기 세그먼트들 각각 상의 상기 돌출부들 각각에 대해, 상기 제 1 곡률 중심은 상기 제 1 및 제 2 곡률 중심들과 동일 선상에 있는 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면 상에 측정될 때 상기 제 2 곡률 중심보다 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면에 더 가까운, 커플링.
제 45항에 있어서, 상기 제 1 세그먼트에 대해, 그리고 그 위의 상기 돌출부들 각각에 대해, 상기 제 1 및 제 2 곡률 중심들과, 상기 후방 벽 상의 상기 지점은 상기 제 1 세그먼트의 제 1 단부와 상기 제 1 세그먼트의 제 2 단부 사이로 연장하는 제 2 라인에 수직으로 배향된 제 1 라인을 따라 동일 선상에 있는, 커플링.
제 46항에 있어서, 상기 제 1 세그먼트에 대해, 그리고 그 위의 상기 돌출부들 각각에 대해, 상기 제 1 및 제 2 곡률 중심들과, 상기 후방 벽 상의 상기 지점은 상기 제 2 세그먼트의 제 1 단부와 상기 제 2 세그먼트의 제 2 단부 사이로 연장하는 제 2 라인에 수직으로 배향된 제 1 라인을 따라 동일 선상에 있는, 커플링.
제 47항에 있어서, 상기 세그먼트들 각각 상의 상기 돌출부들 각각에 대해, 상기 제 2 곡률 중심은 약 0.01 인치 내지 약 0.1 인치의 거리에서 상기 제 1 곡률 중심으로부터 오프셋되는, 커플링.
제 47항에 있어서, 상기 세그먼트들 각각 상의 상기 돌출부들 각각에 대해, 상기 제 2 곡률 중심은 약 0.02 인치 내지 약 0.04 인치의 거리에서 상기 제 1 곡률 중심으로부터 오프셋되는, 커플링.
제 47항에 있어서, 상기 세그먼트들 각각 상의 상기 돌출부들 각각에 대해, 상기 제 2 곡률 중심은 약 0.03 인치의 거리에서 상기 제 1 곡률 중심으로부터 오프셋되는, 커플링.
제 47항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 세그먼트들 사이에 위치된 링 가스킷을 더 포함하고, 상기 링 가스킷은 상기 세그먼트들 사이에 상기 파이프 요소들을 삽입할 정도로 충분한 이격된 관계로 상기 제 1 및 제 2 세그먼트들을 지지하는, 커플링.
제 51항에 있어서, 상기 링 가스킷은 타원형 형태를 갖는, 커플링.
제 51항에 있어서, 상기 링 가스킷은 둥근 형태를 갖는, 커플링.
단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하는 커플링에 있어서,
중심축을 둘러싸는 단부간에 결합되고 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 한정하는 제 1 및 제 2 세그먼트들을 포함하고,
상기 세그먼트들 중 각 하나는
상기 세그먼트의 대항 면들 상에 이격된 관계로 각각 위치되고 상기 중심축을 향해 연장하는 제 1 및 제 2 돌출부들 - 상기 돌출부들 각각의 적어도 일부분은 상기 파이프 요소들의 각 하나와 맞물리고, 상기 돌출부들 각각은 상기 중심축을 향하는 아치형 표면을 가짐 - 과;
상기 제 1 및 제 2 돌출부들 사이로 연장하는 후방 벽 - 상기 후방 벽은 상기 중심축을 향하는 아치형 표면을 갖고, 상기 후방벽의 상기 아치형 표면과 상기 돌출부들의 상기 아치형 표면들 사이의 거리는 상기 중심축으로부터 연장하는 방사상 돌출 라인을 따라 측정될 때, 상기 세그먼트들의 상기 단부들 사이의 중간 지점에서의 제 1 값과, 상기 세그먼트들 각각의 하나의 단부에 근접한 지점에서의 제 2 값과, 상기 세그먼트들 각각의 대항 단부에 근접한 지점에서의 제 3 값이고, 상기 제 1 값은 상기 제 2 값 및 상기 제 3 값보다 작음 - 과;
상기 중앙 공간 내에 위치된 링 가스킷 - 상기 링 가스킷은 상기 제 1 및 제 2 세그먼트들의 상기 후방 벽들의 상기 아치형 표면들의 길이들의 합보다 더 큰 길이를 갖는 외부 원주를 갖고, 상기 링 가스킷은 이격된 관계로 상기 제 1 및 제 2 세그먼트들을 지지함 - 을
포함하는, 커플링.
제 54항에 있어서, 상기 거리는 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 사이의 중간에 잇는 상기 제 1 지점에서 최소치인, 커플링.
제 55항에 있어서, 상기 거리는 상기 제 2 지점에서 최대치이고, 상기 제 2 지점은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 위치되는, 커플링.
제 56항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면과 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 것에 위치된 제 3 지점에서의 상기 적어도 하나의 돌출부의 상기 아치형 표면 사이의 거리는 상기 제 2 값과 거의 동일한 제 3 값인, 커플링.
제 54항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 굴곡진 표면을 갖는 제 1 부분과, 굴곡진 표면을 갖는 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 2 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 근접하게 위치되고, 상기 제 2 부분 상의 임의의 지점은 상기 제 1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중심축으로부터 더 멀리 있는, 커플링.
제 58항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 굴곡진 표면을 갖는 제 3 부분을 포함하고, 상기 제 3 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 것에 근접하게 위치되고, 상기 제 3 부분 상의 임의의 지점은 상기 제 1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중심축으로부터 더 멀리 있는, 커플링.
제 58항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 80°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 58항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 45°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 59항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 3 부분은 약 5° 내지 약 80°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 59항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 45°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 54항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 제 1 곡률 반경을 갖는 제 1 부분과, 무한한 곡률 반경을 갖는 제 2 부분을 포함하고, 상기 제 2 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 적어도 하나의 단부에 근접하게 위치되고, 상기 제 2 부분 상의 임의의 지점은 상기 제 1 부분 상의 임의의 지점보다 상기 중심축으로부터 더 멀리 있는, 커플링.
제 64항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 무한한 곡률 반경을 갖는 제 3 부분을 더 포함하고, 상기 제 3 부분은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 것에 근접하게 위치된, 커플링.
제 64항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 45°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 64항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 30°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 65항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 3 부분은 약 5° 내지 약 45°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 65항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 제 2 부분은 약 5° 내지 약 30°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 64항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 복수의 상기 제 2 부분들을 더 포함하고, 상기 제 2 부분들 각각은 무한한 곡률 반경들을 갖는, 커플링.
제 70항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면은 복수의 제 3 부분들을 더 포함하고, 상기 복수의 제 3 부분들 각각은 무한한 곡률 반경을 갖고, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면들의 상기 제 3 부분들은 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 중 다른 것에 근접하게 위치되는, 커플링.
제 70항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제 2 부분들은 약 약 5° 내지 약 80°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 70항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제 2 부분들은 약 5° 내지 약 30°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 71항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제 3 부분들은 약 5° 내지 약 80°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 71항에 있어서, 상기 후방 벽의 상기 아치형 표면의 상기 복수의 제 3 부분들은 약 5° 내지 약 30°의 각도로 경계를 이루는, 커플링.
제 54항에 있어서, 상기 중심축을 둘러싸는 단부간에 결합된 상기 세그먼트들 중 제 1 및 제 2 세그먼트들만을 포함하는, 커플링.
제 76항에 있어서, 상기 링 가스킷은 타원형 형태를 갖는, 커플링.
제 76항에 있어서, 상기 링 가스킷은 둥근 형태를 갖는, 커플링.