KR20190039576A - 압력 시스템 - Google Patents
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Abstract
볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템은: 압축된 가스를 수용하기 위한 유입구(1); 볼트 텐셔닝 디바이스에 연결하기 위한 유체 유출구(17); 유체 유출구(17)에서 압력을 증가시키기 위해 유체를 펌핑하기 위한 펌프(10)로서, 유입구(1)에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 유입구(1)에 결합되는, 상기 펌프; 유체 유출구(17)에서의 압력을 감소시키기 위해 유출구(17)에 결합된 부압 생성기(22)를 포함하고, 부압 생성기(22)는 유입구(1)에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 유입구(1)에 결합된다.
Description
본 발명은 유압 볼트 텐셔너(hydraulic bolt tensioner)의 수축을 보조하기 위한 압력 시스템에 관한 것이다.
부품이 볼트로 함께 결합될 때, 일반적으로 볼트에 프리로드(preload)를 적용하여 볼트가 장력 하에서 유지되도록 하는 것이 바람직하다. 이것은 볼트 풀림의 가능성을 감소시키고 또한, 볼트의 피로(fatigue)의 발생률을 감소시킬 수 있다.
2개의 부품을 함께 유지하기 위해 볼트를 이용할 때, 그것은 2개의 부품의 구멍을 통해 정상적으로 삽입되고, 그 다음 너트와 볼트의 헤드 사이에 부품을 죄기 위해 너트가 볼트의 꼬인 스템(threaded stem)에 조여진다. 너트는 부품 중 하나의 부품의 바깥으로 직면한 표면에 대해 견디고 볼트의 헤드는 부품 중 다른 부품의 바깥으로 직면한 표면에 대해 견딘다. 볼트에 요구된 프리로드를 적용하기 위해, 너트가 대응하는 토크로 조여질 수 있다. 대안적으로, 볼트는 특정 양의 장력 하에서 배치될 수 있고; 그 다음, 너트와 인접한 바깥으로 직면한 표면 사이의 틈을 막도록 너트가 조여질 수 있다.
볼트를 프리로드하는 하나의 방식은 볼트를 조이거나, 너트를 볼트 상에 미리 정해진 토크로 꼬이게 하는 것이다. 이 접근법에는 여러 가지 문제가 있다. 높은 프리로드를 달성하기 위해, 매우 큰 도구가 필요하다. 적용된 토크가 너트 또는 볼트가 조여짐에 따라 마찰에 의해 영향을 받기 때문에 정밀한 프리로드를 성취하기가 어렵다. 단일 연결 부위에 다수의 볼트를 동시에 조이는 것이 어려울 수 있으며, 이것은 오프셋을 야기할 수 있다.
이들 문제점을 해결하기 위해, 유압 볼트 텐셔너는 볼트에 너트와 같은 패스너를 조이는데 도움이 되도록 볼트에 장력을 적용하기 위해 이용된다. 유압 볼트 텐셔너는 볼트가 조여지는 부분 밖으로 그 스템이 연장하는 볼트에 작용한다. 너트가 노출된 볼트 스템에 꼬여진다. 유압 볼트 텐셔너는 2개의 요소를 갖는다. 오퍼레이터는 너트의 먼쪽으로 볼트 스템에 제 1 요소를 부착한다. 제 2 요소는 볼트 스템이 연장되는 부품의 표면에 대해 작용한다. 유압이 볼트 텐셔너에 가해질 때, 볼트 텐셔너에 포함된 유압 액추에이터가 두 요소를 분리되게 한다. 이것은 볼트에 장력을 가한다. 일단 볼트가 원하는 장력으로 신장되면, 너트를 돌림으로써 너트와 부품의 표면 사이의 어떤 공기 틈을 막는다. 이것은 볼트로의 프리로드를 고정시킨다. 유압 볼트 텐셔너의 일례가 https://www.youtube.com/watch?v=BGdcHPf6lK4에서 개시된다.
볼트 텐셔닝 동작이 완료된 후에는 볼트 텐셔너를 볼트로부터 제거하여 그것이 다음 텐셔닝 동작을 위해 이용될 수 있도록 할 필요성이 생긴다. 유압은 볼트 텐셔너의 액추에이터로부터 해제된다. 볼트 텐셔너가 높은 레벨의 힘을 가하기 때문에, 심지어 유압이 해제될 때, 볼트 텐셔너가 그것이 작동 중인 부품의 표면에 걸리게 된다. 이것은 볼트 텐셔너를 제거하는 것을 어렵게 만든다. 오퍼레이터는 볼트 텐셔너를 부품으로부터 분리하기 위해 그것의 요소를 함께 이동시키기 위해 플라이 바(pry bar)와 같은 손 공구를 수동으로 이용해야 한다. 이것은 힘든 작업이며 반복적인 긴장 상해와 같은 부상을 초래할 수 있다.
예를 들면, 유압 볼트 텐셔닝 디바이스를 수동으로 수축시키기 위해 필요한 힘을 감소시킴으로써, 볼트로부터 유압 볼트 텐셔닝 디바이스를 제거하는 것을 더 용이하게 하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템이 제공되고, 상기 시스템은: 압축된 가스를 수용하기 위한 유입구; 볼트 텐셔닝 디바이스에 연결하기 위한 유체 유출구; 유체 유출구에서 압력을 증가시키기 위해 유체를 펌핑하기 위한 펌프로서, 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 유입구에 결합되는, 상기 펌프; 유체 유출구에서의 압력을 감소시키기 위해 유출구에 결합된 부압 생성기로서, 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 유입구에 결합되는, 상기 부압 생성기를 포함한다.
부압 생성기는 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되는 것에 응답하여 유체 저장소의 내부를 부압(예로서, 대기압 미만의 압력)으로 촉진(urging)시키기 위해 구성될 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템이 제공되고, 상기 가압 시스템은: 압축된 가스를 수용하기 위한 유입구; 볼트 텐셔닝 디바이스에 연결하기 위한 유체 유출구; 헤드스페이스(headspace)를 갖는 유체 저장소; 유체 유출구에서 압력을 증가시키기 위해 저장소로부터 유체를 펌핑하기 위한 펌프로서, 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 유입구에 결합되는, 상기 펌프; 저장소에서의 압력을 감소시킴으로써 유체 유출구에서의 압력을 감소시키기 위해 저장소의 헤드스페이스와 연통하는 부압 생성기를 포함한다.
부압 생성기는 저장소 및/또는 유체 유출구에서의 압력을 대기압 미만으로 감소시키기 위해 구성될 수 있다.
가압 시스템은 유입구를 펌프 또는 부압 생성기에 선택적으로 결합하도록 배열된 밸브를 포함할 수 있다.
부압 생성기는 그 내부에 수축부를 갖는 주 통로를 따라 유입구로부터 가스 흐름을 수용하도록 배열되고, 그에 의해 부 통로에서 부압을 생성하는 벤츄리 튜브(Venturi tube)일 수 있고, 부 통로는 유체 유출구에 작용하도록 결합된다.
가압 시스템은 펌프에 유체를 공급하기 위해 펌프에 결합된 유체 저장소를 포함할 수 있으며, 부압 생성기는 저장소에 부압을 가하기 위해 저장소와 연통한다.
부압 생성기는 저장소의 상부 영역과 연통할 수 있다.
부압 생성기는 저장소의 헤드스페이스와 연통할 수 있다.
벤츄리 튜브의 부 통로는 저장소의 상부 영역과 연통할 수 있으며, 이에 의해 벤츄리 튜브는 저장소를 위한 브리더(breather)의 역할을 할 수 있다.
가압 시스템은 또한: 저장소와 유출구 사이의 제 1 유체 경로로서, 상기 펌프는 제 1 유체 경로에 위치되는, 상기 제 1 유체 경로; 및 유출구로 부압을 전달하기 위한 저장소와 유출구 사이의 제 2 유체 경로를 포함할 수 있다.
가압 시스템은 유입구와 펌프 사이에서 작용하는 수동 조절가능한 압력 조절기를 포함할 수 있으며, 이에 의해 펌프에 대한 가압된 가스의 압력이 조절될 수 있다.
가압 시스템은 유입구와 부압 생성기 사이에서 작용하는 미리 설정된 압력 조절기를 포함할 수 있으며, 이에 의해 부압 생성기에 대한 압축된 가스의 압력이 고정될 수 있다.
볼트 텐셔닝 시스템은 또한: 볼트에 장력을 가하기 위해 유체를 수용하기 위한 유입구를 갖는 유압 볼트 텐셔너; 및 상기 설명된 바와 같은 가압 시스템을 포함할 수 있고, 가압 시스템의 유체 유출구는 유압 볼트 텐셔너의 유입구에 결합된다.
볼트 텐셔닝 시스템은: 볼트 스템에 연결하기 위한 암나사(female thread)를 갖는 캡; 슈(shoe); 및 슈가 장력을 나사와 맞물린 볼트에 가하도록 나사의 축방향으로 이동하는 것을 촉진하기 위해 캡과 슈 사이에 카운팅된 유압 액추에이터를 포함할 수 있고, 유압 볼트 텐셔너의 유입구는 액추에이터가 볼트에 장력을 가하게 하기 위해 유압 액추에이터에 결합된다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 볼트 텐셔닝을 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은: 유입구를 통해 압축된 가스를 수용하는 단계; 볼트 텐셔닝 디바이스를 압력 생성기의 유체 유출구에 연결하는 단계; 유체 유출구에서의 압력을 증가시키기 위해 펌프를 이용하여 유체를 펌핑하는 단계로서, 펌프는 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 유입구에 결합되는, 상기 유체를 펌핑하는 단계; 유체 유출구에서의 압력을 감소시키기 위해 부압 생성기를 유출구에 결합시키는 단계로서, 부압 생성기는 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 유입구에 결합되는, 상기 부압 생성기를 유출구에 결합시키는 단계를 포함한다.
유입구는 파이프 결합부일 수 있다. 유출구는 파이프 결합부일 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 볼트를 텐셔닝하기 위한 방법이 제공되고, 상기 방법은: 유압 볼트 텐셔너에 유압을 가하는 단계로서, 유압은 유체를 유체 저장소로부터 유압 볼트 텐셔너로 전달함으로써 가해지는, 상기 유압을 가하는 단계; 및 유압을 감소시킴으로써 유압 볼트 텐셔너의 동작을 완화시키는 단계를 포함하고; 유압식 볼트 텐셔너의 동작을 완화시키는 단계는 유체 저장소의 헤드스페이스에 음의 가스 압력을 가하는 단계를 포함한다.
방법은 선택적으로, 볼트의 스템에 너트를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
볼트는 표면을 통해 연장될 수 있다.
유체 유출구에서의 압력을 증가시키거나 유압 볼트 텐셔너에 압력을 가하는 단계는 볼트가 예로서, 볼트가 연장되는 표면에 대해 작용하는 유압 볼트 텐셔너에 의해 텐셔닝되게 할 수 있다.
방법은 선택적으로, 볼트에 유압 볼트 텐셔너를 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 선택적으로, 압력 생성기의 유입구를 통해 압축된 가스를 수용하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 선택적으로, 압력 생성기의 유체 유출구에 볼트 텐셔닝 디바이스를 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 선택적으로, 유체 유출구에서의 압력을 증가시키기 위해 펌프를 이용하여 유체를 펌핑하는 단계를 포함할 수 있고, 펌프는 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 유입구에 결합되고, 그에 의해 유압 볼트 텐셔너가 표면에 대해 동작하게 하기 위해 유압 볼트 텐셔너에 유압을 가함으로써 볼트를 텐셔닝하며, 유압은 유체 저장소로부터 유압 볼트 텐셔너로 유체를 전달함으로써 가해진다.
방법은 선택적으로, 볼트의 스템을 따라 너트를 전진시키는 단계를 포함할 수 있다;
방법은 선택적으로, 유압을 감소시킴으로써 표면에 대한 유압 볼트 텐셔너의 동작을 완화시키는 단계를 포함할 수 있다.
방법은 선택적으로, 볼트로부터 유압 볼트 텐셔너를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
유압 볼트 텐셔너의 동작을 완화시키는 단계는 선택적으로, 유체 유출구에서의 압력을 감소시키기 위해 부압 생성기를 유출구에 결합시키는 단계를 포함할 수 있으며, 부압 생성기는 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 유입구에 결합된다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
도 1은 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템의 도면.
하기의 설명은 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템에 관한 것이다. 시스템은 유체 저장소로부터 유압유를 펌핑함으로써 볼트 텐셔닝 디바이스에 유압을 공급한다. 텐셔닝 동작이 완료된 후에, 유압유는 유체 저장소에 부압을 가함으로써 디바이스 밖으로 촉진된다. 따라서, 볼트 텐셔닝 디바이스에 가해진 정수압이 감소되어, 오퍼레이터에 의해 디바이스의 용이한 제거를 허용한다.
하기에 설명된 시스템은 표면을 통해 연장되는 볼트에 텐셔닝하기 위해 이용될 수 있다. 장력이 가해진 후에, 볼트의 스템에 나사식으로 맞물린 너트는 볼트를 제 위치에 조이기 위해 볼트 상에 전진될 수 있다.
도 1은 유압 볼트 텐셔닝 디바이스를 가압하기 위한 시스템을 도시한다.
도 1의 가압 시스템은 유체 유출구(17)를 통해 유압 볼트 텐셔닝 디바이스에 결합될 수 있다. 유압 볼트 텐셔닝 디바이스는 어떤 적합한 상업적으로 이용가능한 유형일 수 있다. 전형적으로, 볼트 텐셔너는 제 1 요소, 제 2 요소 및 유압 액추에이터를 포함할 것이다. 제 1 요소는 볼트의 스템에 연결하기 위해 구성된다. 제 1 요소는 볼트 스템에 결합하기 위한 암나사를 가질 수 있다. 유압 액추에이터는 유압이 유압 액추에이터에 가해질 때 제 1 및 제 2 요소를 이격시키기 위해 그들 사이에서 작용한다. 제 2 요소는 유압 액추에이터의 동작 하에서, 볼트 스템이 볼트 스템에 대하여 축방향으로 표면에 대해 힘을 가하기 위해 연장되고 있는 표면에 대해 견디도록 구성된다.
압축된 가스 공급 장치(예로서, 압축기, 펌프 또는 축압기)는 유입구(1)를 통해 도 1의 시스템에 부착된다. 유입구는 표준 호스 연결기에 의해 종료될 수 있다. 공급 장치는 파이프(2)를 통해 필터(3)로 가스를 공급한다. 필터의 출력은 수동 조절가능한 압력 조절기(4)로 이동한다. 6에서, 압력 완화 밸브는 과압을 대기로 배출시킬 수 있다. 블로우 오프 압력(blow-off pressure)은 약 4.8 바로 설정될 수 있다.
밸브(8)는 유입구로부터의 가스가 (라인(9)을 통해) 펌프(10) 및 (라인(19)을 통해) 부압 생성기(22) 중 선택된 하나로 향하게 되는 것을 허용한다. 밸브(8)는 3 방향 밸브일 수 있다. 밸브(8)는 볼 밸브일 수 있다. 밸브(8)는 압축된 가스 유입구를 펌프(10) 또는 부압 생성기(22)에 선택적으로 결합하도록 배열된다.
펌프(10)는 가스 구동 유압 펌프이다. 펌프는 유출구(17)에 결합된 볼트 텐셔닝 디바이스를 가압할 수 있다. 펌프는 예를 들면, 500 내지 2000 바 범위의 유압을 발전(develop)시킬 수 있다. 펌프는 가해진 공압에 비례하는 값의 유압을 생성시키는 비례 공압/유압 펌프일 수 있다. 펌프(10)는 공기 구동 펌프일 수 있다. 펌프(10)는 공기압에 의해 동작될 수 있다. 펌프는 공압 증압기(pneumatic intensifier)로서 알려진 유형일 수 있다. 펌프(10)는 1:300의 공칭 압력비를 가질 수 있다. 이러한 펌프를 통해, 정상 상태에서 튜브(14)에서의 유체의 압력은 펌프에 대한 입력에 의존한다: 예를 들면, 유압의 증가는 라인(9)을 통해 펌프에 가해진 공기압에 비례할 수 있다. 펌프의 공압 유입구는 라인(9)을 통해 수용된다. 펌프는 대기로 소비된 가스를 배출시킨다. 펌프는 작업장에서 멀리 떨어져 위치된 배출 헤더로 파이프 또는 튜브에 의해 소비된 가스를 대기로 배출할 수 있다.
펌프(10)의 유압 유입구는 파이프(11)를 통해 유체 저장소(12)에 연결된다. 유체 저장소(12)는 펌프(10)에 공급될 수 있는 유체를 포함한다. 유체는 액체이다. 유체는 유압유일 수 있다. 저장소는 유체에 의해 점유되지 않은 저장소의 나머지가 가스 예로서, 공기로 채워지도록 유체 레벨 위의 헤드스페이스(13)를 갖는다. 유체 저장소(12)는 바람직하게, 튜브(11, 18 및 23)에 대한 그것의 연결부, 및 어떤 필러 캡을 제외하고 밀봉된다. 이 방식으로, 유체 저장소는 바람직하게, 크게 변형되지 않고 예를 들면, 대기압 미만인 0.5 또는 0.8 바의 부압을 견딜 수 있다.
튜브(18)는 유체 저장소(12)를 매니폴드 밸브(manifold valve)(15)에 연결하고 볼트 텐셔닝 동작이 완료된 후에 저장소로의 유체의 복귀를 용이하게 한다. 저장소(12)에 대한 그것의 연결부에서, 튜브(18)는 저장소의 상부에 위치된다. 튜브(18)는 저장소의 헤드스페이스 상으로 개방된다.
펌프(10)의 유압 유출구는 매니폴드 밸브(15)를 통해, 튜브(14)를 통해 유출구(17)를 통과한다. 하나의 구성에서, 매니폴드 밸브는 펌프 출력 라인(15)을 출력부(17)에 결합시킬 수 있다. 제 2 구성에서, 매니폴드는 우회 라인(18)을 출력부(17)에 결합시킨다. 유체 유출구(17)에서 및 튜브(14)에서의 유체의 압력은 압력 게이지(16)에 의해 표시된다.
튜브(19)는 밸브(8)의 유출구를 부압 생성기(22)에 결합시킨다. 튜브(19)는 압력 조절기(20)에 연결된다. 압력 조절기(20)의 다운스트림에서, 튜브(21)는 부압 생성기(22)에 연결된다. 부압 생성기(22)는 라인(23)에 의해 유체 저장소(13)의 헤드스페이스에 결합된다. 라인(23)은 바람직하게, 저장소의 상부에서의 유체 저장소에 진입하고, 가장 바람직하게 그것의 가장 높은 지점에서 유체 저장소에 진입하며, 따라서 라인은 신뢰가능하게, 저장소의 헤드스페이스 상에서 개방될 수 있다. 라인(23)은 부압 생성기가 저장소와의 공압 연통을 통해 저장소의 헤드스페이스에 부압을 가하는 것을 허용한다. 이것을 성취하기 위해, 라인은 저장소의 헤드스페이스와 직접적으로(헤드스페이스 상에서 개방함으로써) 또는 간접적으로(이 레벨 아래의 저장소 상에서 개방함으로써) 연통할 수 있다.
부압 생성기는 밸브(8)가 적절한 위치에 있을 때 1에서 공기 공급 장치로부터의 가스 흐름의 동작 하에 라인(23)에서 부압을 발전시키도록 구성된다. 이 예에서 부압 생성기는 벤츄리 디바이스이다. 공기 공급 장치(1)로부터의 가스 흐름은 벤츄리 디바이스의 수축부를 통과한다. 라인(23)은 수축부에서 벤츄리 디바이스로 개방된다. 이것은 부압이 라인(23)에서 발전되는 것을 허용한다.
볼트 텐셔닝 동작을 수행하기 위해, 먼저 볼트는 함께 결합될 2개의 부품을 통과한다. 볼트가 헤드 볼트(headed bolt)이면, 그것은 부품 중 제 1 부품의 외부 표면 상에 노출된 그것의 헤드를 갖는 2개의 부품 모두를 통해 완전히 통과한다. 볼트가 스터드 볼트(stud bolt)이면, 그것은 부품 중 제 1 부품과 나사식으로 맞물린다. 둘 모두의 경우에서, 볼트는 부품 중 제 2 부품을 자유롭게 통과하고 그 부품의 외부 표면 밖으로 연장된다. 너트는 볼트의 노출된 샤프트에 적용된다. 볼트 텐셔너는 너트의 먼쪽으로 볼트 샤프트에 부착된다. 그 다음 가압 시스템은 텐셔닝이 발생하게 하도록 동작된다. 밸브(8)는 튜브(2 및 7)를 따라 흐르는 유입구(1)로부터의 압축된 가스가 펌프(10)로 향하게 되도록 구성된다. 압축된 가스는 압축된 공기, 질소 또는 임의의 다른 적합한 가스일 수 있다. 펌프의 동작은 펌프(10)를 통해, 유체가 튜브(11)를 따라 저장소로부터 튜브(14)로 펌핑되는 것을 야기하고, 여기서 그것은 그 다음, 유출구(17)로 그리고 볼트 텐셔닝 디바이스로 공급된다. 유체가 볼트 텐셔너로 이동됨에 따라, 공기는 대기로부터 벤츄리 디바이스(22)를 통해 그리고 라인(23)을 따라 유체 저장소의 헤드스페이스(13)로 흐른다. 이 방식으로, 벤츄리 디바이스는 유체 저장소의 브리더의 역할을 한다. 브리더 및 부압 생성기 둘 모두와 동일한 디바이스를 이용하는 것은 특히 효율적이다.
유출구(17)의 압력은 유체 유출구(17)를 통해 볼트 텐셔너에 주어진 정수압을 가하기 위해 선택될 수 있다. 이 방식으로, 저장소로부터의 유체는 볼트 텐셔닝 디바이스에 정수압을 가하기 위해 이용된다. 유출구 압력은 조절기(4)를 이용하여 설정될 수 있다.
일단 볼트 텐셔닝 동작이 완료되면, 볼트로부터 텐셔닝 디바이스를 제거해야 할 필요가 있을 수 있다. 오퍼레이터에 의한 볼트 텐셔닝 디바이스의 제거를 용이하게 하기 위해 다음 단계가 취해진다. 단계는 둘 중 어떤 하나의 순서로 취해질 수 있다.
1. 매니폴드 밸브(15)는 우회 라인(18)을 출력부(17)에 결합하도록 동작된다. 이것은 출력부(17)에서의 압력을 유체 저장소(12) 내의 압력이 되게 한다. 부압 생성기(22)가 부압을 생성하기 위해 현재 동작 중이지 않으면, 유체 저장소가 튜브(23)를 통해 대기로 배출되기 때문에 유체 저장소에서의 압력은 주변 대기압이다.
2. 3 방향 밸브(8)는 유입구(1)로부터 압축된 가스가 튜브(9)가 아닌 튜브(19)를 따라 향해지도록 동작된다. 밸브(8)가 3 방향 볼 밸브인 경우, 이것은 밸브의 볼을 회전시킴으로써 행해질 수 있다. 밸브의 볼은 90도 회전될 수 있다. 가스는 그 다음, 압력 조절기(20)를 통과하고 튜브(21)를 따라 부압 생성기(22)로 계속 이동한다. 압력 조절기(20)는 압축된 가스의 압력을 부압 생성기에 고정시킬 수 있다. 부압 생성기에 대한 압축된 가스의 압력은 2 바로 고정될 수 있다. 부압 생성기가 동작 중일 때, 그것은 유체 저장소에서의 압력을 주변 대기압 미만의 부압까지 감소시킨다.
이들 단계 둘 모두가 취해졌을 때, 유출구(17)는 부압 생성기(22)의 동작에 의해 부압을 향해 끌여당겨진다. 이것은 볼트 텐셔너 내에 작용하는 압력을 감소시키는 경향이 있고 그에 의해, 볼트 텐셔너를 수축시키거나, 적어도 느슨하게 하여 오퍼레이터가 볼트 텐셔너를 수축시키고 그것을 볼트로부터 제거하는 것을 더 용이하게 한다.
본 예에서, 단계(2) 동안, 벤츄리 튜브는 밸브(8)가 그에 따라 조절될 때 유입구(1)로부터 튜브(2, 7, 19 및 21)를 통해 가스 흐름을 수용한다. 벤츄리 튜브 내에 수축부가 존재하여, 그에 의해 벤츄리 튜브의 직경이 감소된다. 디바이스의 직경 따라서, 단면적의 감소는 가스가 수축부를 통해 흐름에 따라 가스의 속도의 증가를 야기한다. 이것은 부압 또는 진공이 유체 저장소(12)의 헤드스페이스(13)에 생성되게 하는 부압을 생성한다. 헤드스페이스는 라인(23)에 의해 벤츄리 튜브의 탭에 결합된다. 부압이 가해질 때, 공기가 헤드스페이스(13)로부터 튜브(23)로 흡입된다. 시스템은 벤츄리 튜브가 부압을 생성하기 이해 동작 중일 때, 탱크의 헤드스페이스에서의 압력이 0.75 바 절대 압력이 되도록 구성될 수 있다. 저장소가 더 높은 부압을 견디도록 설계되면 더 큰 부압이 생성할 수 있다.
탱크의 헤드스페이스에서의 부압의 결과로서, 유체는 볼트 텐셔닝 디바이스로부터 튜브(18)를 따라 저장소(12)을 향해 다시 촉진되고, 따라서 볼트 텐셔닝 디바이스에 의해 볼트에 가해진 유압을 감소시킨다. 이것은 오퍼레이터가 볼트로부터 볼트 텐셔닝 디바이스를 제거하는데 도움이 된다. 이 방식으로 디바이스를 수축시키는 것은 오퍼레이터가 디바이스를 제거하는데 필요한 힘의 약 30% 미만을 감소시킬 수 있음을 발견했다. 이것은 반복적인 긴장 상해와 같은 상해를 완화하는데 도움이 될 수 있다. 그것은 또한, 볼트 텐셔닝 디바이스의 수축 속도를 높여 동작 시간 절약을 야기할 수 있다.
유체 저장소는 부압 하에서 변형에 견딜 수 있어야 한다. 이 방식으로, 생성기(22)에 의해 형성된 부압이 볼트 텐셔너에 가해질 수 있다.
펌프(10) 및 부압 디바이스(22)는 별개의 가스 소스에 의해 구동될 수 있다. 펌프(10)는 대안적으로, 또 다른 소스에 의해 구동될 수 있다. 예를 들면, 그것은 전기 펌프일 수 있다.
부압은 다른 방식으로 유출구에 가해질 수 있다. 예를 들면, 라인(23)은 라인(18)에서 감압을 끌어들일 수 있는 피스톤 및 실린더에 결합할 수 있다. 비 리턴 밸브는 감압이 저장소에 가해지는 것을 방지할 수 있다.
밸브(8)가 압축된 가스가 벤츄리 튜브로 흐르는 것을 허용하지 않을 때, 벤츄리 튜브는 저장소를 위한 브리더의 역할을 할 수 있다. 벤츄리 튜브는 유체가 볼트 텐셔닝 디바이스에 공급될 때 유체 레벨이 고갈됨에 따라 헤드스페이스에서의 공기량을 조절하는 것을 가능하게 함으로써 저장소가 브리딩하는 것을 허용할 수 있다.
저장소는 벤츄리 튜브가 아닌 디바이스를 통해 브리딩할 수 있다.
유체 저장소의 진공은 펌프(10)에 별도의 펌프에 의해, 또는 탱크 헤드스페이스 또는 라인(18)에 직접 작용하는 공압 액추에이터에 의해 제공될 수 있다.
본 출원인은 그에 의해, 본 명세서에 설명된 각각의 개별적인 특징 및 2가지 이상의 이러한 특징의 임의의 조합을, 이러한 특징 또는 특징의 조합이 본 명세서에서 개시된 임의의 문제점을 해결하는지 여부에 관계 없이, 그리고 청구항의 범위에 대한 제한 없이, 당업자의 공통의 일반적 지식에 비추어 전체적으로 본 명세서에 기초하여 수행될 수 있는 정도로 별개로 개시한다. 본 출원인은 본 발명의 양태가 임의의 이러한 개별적인 특징 또는 특징의 조합으로 구성될 수 있음을 나타낸다. 상기 설명의 관점에서, 본 발명의 범위 내에서 다양한 수정이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다.
Claims (23)
- 볼트 텐셔닝(bolt tensioning)을 위한 가압 시스템에 있어서:
압축된 가스를 수용하기 위한 유입구;
볼트 텐셔닝 디바이스에 연결하기 위한 유체 유출구;
상기 유체 유출구에서 압력을 증가시키기 위해 유체를 펌핑하기 위한 펌프로서, 상기 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 상기 유입구에 결합되는, 상기 펌프;
상기 유체 유출구에서의 상기 압력을 감소시키기 위해 상기 유출구에 결합된 부압 생성기로서, 상기 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 상기 유입구에 결합되는, 상기 부압 생성기를 포함하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 유입구를 상기 펌프 또는 상기 부압 생성기에 선택적으로 결합하도록 배열된 밸브를 포함하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 부압 생성기는 그 내부에 수축부를 갖는 주 통로를 따라 상기 유입구로부터 가스 흐름을 수용하도록 배열되고, 그에 의해 부 통로에서 부압을 생성하는 벤츄리 튜브(Venturi tube)이고, 상기 부 통로는 상기 유체 유출구에 작용하도록 결합되는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 펌프에 상기 유체를 공급하기 위해 상기 펌프에 결합된 유체 저장소를 포함하고, 상기 부압 생성기는 상기 저장소에 부압을 가하기 위해 상기 저장소와 연통하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 부압 생성기는 상기 저장소의 상부 영역과 연통하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 부압 생성기는 상기 저장소의 헤드스페이스(headspace)와 연통하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 3 항에 따른 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 벤츄리 튜브의 부 통로는 상기 저장소의 상부 영역과 연통하고, 이에 의해 상기 벤츄리 튜브는 상기 저장소를 위한 브리더(breather)의 역할을 할 수 있는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저장소와 상기 유출구 사이의 제 1 유체 경로로서, 상기 펌프는 상기 제 1 유체 경로에 위치되는, 상기 제 1 유체 경로; 및
상기 유출구로 부압을 전달하기 위한 상기 저장소와 상기 유출구 사이의 제 2 유체 경로를 포함하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유입구와 상기 펌프 사이에서 작용하는 수동 조절가능한 압력 조절기를 포함하고, 이에 의해 상기 펌프에 대한 상기 가압된 가스의 압력이 조절될 수 있는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유입구와 상기 부압 생성기 사이에서 작용하는 미리 설정된 압력 조절기를 포함하고, 이에 의해 상기 부압 생성기에 대한 상기 압축된 가스의 압력이 고정될 수 있는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템에 있어서:
압축된 가스를 수용하기 위한 유입구;
볼트 텐셔닝 디바이스에 연결하기 위한 유체 유출구;
헤드스페이스를 갖는 유체 저장소;
상기 유체 유출구에서 압력을 증가시키기 위해 상기 저장소로부터 유체를 펌핑하기 위한 펌프로서, 상기 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 상기 유입구에 결합되는, 상기 펌프;
상기 저장소에서의 상기 압력을 감소시킴으로써 상기 유체 유출구에서의 상기 압력을 감소시키기 위해 상기 저장소의 헤드스페이스와 연통하는 부압 생성기를 포함하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 유입구를 상기 펌프 또는 상기 부압 생성기에 선택적으로 결합하도록 배열된 밸브를 포함하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 부압 생성기는 그 내부에 수축부를 갖는 주 통로를 따라 상기 유입구로부터 가스 흐름을 수용하도록 배열되고, 그에 의해 부 통로에서 부압을 생성하는 벤츄리 튜브이고, 상기 부 통로는 상기 유체 유출구에 작용하도록 결합되는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체 저장소는 상기 펌프에 상기 유체를 공급하기 위해 상기 펌프에 결합되고, 상기 부압 생성기는 상기 저장소에 부압을 가하기 위해 상기 저장소와 연통하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 부압 생성기는 상기 저장소의 상부 영역과 연통하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 13 항에 따른 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
상기 벤츄리 튜브의 부 통로는 상기 저장소의 상부 영역과 연통하고, 이에 의해 상기 벤츄리 튜브는 상기 저장소를 위한 브리더의 역할을 할 수 있는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저장소와 상기 유출구 사이의 제 1 유체 경로로서, 상기 펌프는 상기 제 1 유체 경로에 위치되는, 상기 제 1 유체 경로; 및
상기 유출구로 부압을 전달하기 위한 상기 저장소와 상기 유출구 사이의 제 2 유체 경로를 포함하는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 11 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유입구와 상기 펌프 사이에서 작용하는 수동 조절가능한 압력 조절기를 포함하고, 이에 의해 상기 펌프에 대한 상기 가압된 가스의 압력이 조절될 수 있는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 제 11 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유입구와 상기 부압 생성기 사이에서 작용하는 미리 설정된 압력 조절기를 포함하고, 이에 의해 상기 부압 생성기에 대한 상기 압축된 가스의 압력이 고정될 수 있는, 볼트 텐셔닝을 위한 가압 시스템. - 볼트 텐셔닝 시스템에 있어서:
볼트에 장력을 가하기 위해 유체를 수용하기 위한 유입구를 갖는 유압 볼트 텐셔너; 및
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 가압 시스템을 포함하고, 상기 가압 시스템의 유체 유출구는 상기 유압 볼트 텐셔너의 유입구에 결합되는, 볼트 텐셔닝 시스템. - 제 20 항에 있어서,
상기 유압 볼트 텐셔너는: 볼트 스템(bolt stem)에 연결하기 위한 암나사(female thread)를 갖는 캡;
슈(shoe); 및
상기 슈가 장력을 상기 나사와 맞물린 볼트에 가하도록 상기 나사의 축방향으로 이동하는 것을 촉진하기 위해 상기 캡과 상기 슈 사이에 카운팅된 유압 액추에이터를 포함하고, 상기 유압 볼트 텐셔너의 유입구는 상기 액추에이터가 상기 볼트에 장력을 가하게 하기 위해 상기 유압 액추에이터에 결합되는, 볼트 텐셔닝 시스템. - 볼트 텐셔닝을 위한 방법에 있어서:
너트를 볼트의 스템에 적용하는 단계;
유압 볼트 텐셔너를 상기 볼트에 부착하는 단계;
압력 생성기의 유입구를 통해 압축된 가스를 수용하는 단계;
볼트 텐셔닝 디바이스를 상기 압력 생성기의 유체 유출구에 연결하는 단계;
상기 유체 유출구에서의 상기 압력을 증가시키기 위해 펌프를 이용하여 유체를 펌핑하는 단계로서, 상기 펌프는 상기 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 상기 유입구에 결합되고, 그에 의해 상기 유압 볼트 텐셔너가 표면에 대해 작용하게 하기 위해 유압을 상기 유압 볼트 텐셔너에 적용함으로써 상기 볼트를 텐셔닝하며, 상기 유압은 유체를 유체 저장소로부터 상기 유압 볼트 텐셔너로 전달함으로써 가해지는, 상기 유체를 펌핑하는 단계;
상기 볼트의 스템을 따라 상기 너트를 전진시키는 단계;
상기 유압을 감소시킴으로써 상기 표면에 대한 상기 유압 볼트 텐셔너의 동작을 완화시키는 단계; 및
상기 볼트로부터 상기 유압 볼트 텐셔너를 제거하는 단계를 포함하고,
상기 유압 볼트 텐셔너의 동작을 완화시키는 단계는 상기 유체 유출구에서의 상기 압력을 감소시키기 위해 부압 생성기를 상기 유출구에 결합시키는 단계를 포함하고, 상기 부압 생성기는 상기 유입구에서 수용된 압축된 가스에 의해 구동되기 위해 상기 유입구에 결합되는, 볼트 텐셔닝 방법. - 표면을 통해 연장되는 볼트를 텐셔닝하기 위한 방법에 있어서:
너트를 상기 볼트의 스템에 적용하는 단계;
유압 볼트 텐셔너를 상기 볼트에 부착하는 단계;
상기 유압 볼트 텐셔너가 표면에 대해 작용하게 하기 위해 유압을 상기 유압 볼트 텐셔너에 적용함으로써 상기 볼트를 텐셔닝하는 단계로서, 상기 유압은 유체를 유체 저장소로부터 상기 유압 볼트 텐셔너로 전달함으로써 가해지는, 상기 볼트를 텐셔닝하는 단계;
상기 볼트의 스템을 따라 상기 너트를 전진시키는 단계;
상기 유압을 감소시킴으로써 상기 표면에 대한 상기 유압 볼트 텐셔너의 동작을 완화시키는 단계; 및
상기 볼트로부터 상기 유압 볼트 텐셔너를 제거하는 단계를 포함하고,
상기 표면에 대한 상기 유압 볼트 텐셔너의 동작을 완화시키는 단계는 부 가스 압력을 상기 유체 저장소의 헤드스페이스에 가하는 단계를 포함하는, 볼트를 텐셔닝하기 위한 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |