KR20210130770A - 고압 탱크용 플렉스 플레이트 마운트 - Google Patents

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KR20210130770A
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mounting
sleeve
mounting plate
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오옌 한스 반
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퀀텀 퓨얼 시스템즈 엘엘씨
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Abstract

본 개시는 복수의 체결 영역들에 인접한 장착 부분 및 장착 부분에 인접한 굴곡 부분을 갖는 장착판들(mounting plate)을 제공한다. 체결 영역들은 프레임 시스템에 연결될 수 있다. 장착 피처(mounting feature)가 가압 탱크의 단부에 연결될 수 있다. 가압 탱크의 단부는 프레임 시스템에 대해 이동할 수 있고, 장착판은 굴곡 부분이 가압 탱크의 단부의 모션을 수용하기 위해 체결 영역의 평면 밖으로 이동하도록 가요성일 수 있다. 가압 탱크의 단부에 대한 연결은 연결 메커니즘을 통해 장착판에 접합되거나 스레드 연결될 수 있는 탱크 칼라에서 제공될 수 있다. 연결 메커니즘은 탱크 칼라에 연결되는 확장 가능한 플러그 또는 슬리브일 수 있다.

Description

고압 탱크용 가요성 장착판
관련 출원 교차 참조
본 출원은 2019년 2월 21일에 출원된 미국 가 특허 출원 제62/808,814호의 이익을 주장하며, 이의 내용은 전문이 여기에 원용된다.
기술분야
본 개시는 장착 시스템들, 특히 가압 유체 저장 탱크들을 장착하기에 적합한 장착 시스템들에 관한 것이다.
압축 유체(compressed fluids)는 휴대성을 요구하는 많은 응용 분야들에서 유용하다. 상업적인 응용 분야들에서, 유체를 함유하는 고압 탱크는 차량에 연료를 공급하는 데 사용하기 위해 또는 최종 소비 위치로의 운반을 위해 또는 발전, 채광 작업들 또는 이동식 연료 스테이션들에 연료를 제공하는 가상 파이프라인들에서와 같은 사용을 위해 차량들 상에 장착될 수 있다. 이러한 장착은 탱크 무결성을 손상시키고 잠재적으로 탱크 고장을 초래할 수 있는 충격으로부터 탱크를 적절하게 보호할 수 있는 구조물들을 필요로 한다. 연료로서 적합한 유체가 운반될 때, 고압 유체의 제어되지 않은 방출은 재산 피해 또는 인명 피해를 초래할 수 있다. 따라서, 이동 차량들 상의 고압 탱크들의 안전한 운반을 도울 수 있는 구조적 장착 솔루션들에 대한 요구가 존재한다.
본 개시는 이들 및 다른 중요한 요구에 관한 것이다.
원통형 가압 탱크들은 장착하기 위한 일부 시스템들은 탱크의 중간 섹션 주위에 하나 이상의 스트랩을 이용하는 한편, 다른 시스템들은 원통형의 어느 하나의 단부 상의 칼라들(collars)을 이용한다. 칼라들의 사용에 의해, 원통형의 일 단부는 고정될 수 있는 한편, 원통형의 타 단부는 칼라와 유동 구성으로 장착된다. 유동 칼라는 탱크가 가압 및 감압될 때 탱크 확장 및 수축을 가능하게 할 수 있다. 나아가, 장착 프레임 시스템이 운반 동안 진동, 충격, 및 다른 응력을 받는 이동식 시스템에 있을 수 있으므로, 유동 칼라는 탱크를 유지하는 전체 장착 프레임 시스템 내에서 굴곡을 수용할 수 있다. 일부 상용 장착 시스템들은 유동 구성에 부싱(bushing)을 이용하며, 탱크 칼라가 부싱 내에서 유동한다. 본 발명자들은 파편(debris)이 부싱에 들어갈 수 있으며, 이는 그것을 결속시키거나 마모시킨다는 것을 알게 되었다. 부싱이 결속될 때, 탱크 칼라는 탱크가 확장 또는 수축함에 따라 자유롭게 유동 및 이동할 수 없다. 가압 또는 감압을 받는 탱크는 탱크 칼라가 파편을 밀어내고 유동 부싱을 통해 빠르게 이동함에 따른 위험한 이벤트시 부싱에서의 결속에서 벗어날 수 있다. 시간이 지남에 따른 부싱의 마모는 장착 시스템의 교체가 필요하게 할 수 있고, 교체의 필요성이 발견되기 전에는 탱크를 보호할 수 있는 능력이 감소된다.
본 개시는 칼라-장착 탱크 시스템에 사용하기에 적합한 장착 솔루션을 제공한다. 본 개시의 일부 구현들은 적재물(load)을 유연하게 장착시키기 위한 - 적재물이 장착 위치에 대해 이동할 수 있음 - 시스템들 및 방법들을 제공한다. 특정 구현들에서, 적재물은 탱크 또는 이의 일 부분, 이를테면 원통형 탱크의 일 단부일 수 있다. 일부 구현들에서, 가요성 장착 시스템은 0.5 인치만큼 많은 변위를 가능하게 할 수 있다.
본 개시는 복수의 체결 영역들에 인접한 장착 부분 및 장착 부분에 인접한 굴곡 부분을 포함하는 장착판들(mounting plates)을 제공한다. 일부 구현들에서, 장착판들은 장착 부분으로부터 굴곡 부분으로 이어지도록 형성된 복수의 굴곡 경로들을 더 포함할 수 있으며, 복수의 굴곡 경로들의 각각은 단면적을 갖는 적어도 일 부분을 갖고, 복수의 굴곡 경로들의 단면적들은 서로 실질적으로 일치한다. 특정 구현들에서, 복수의 굴곡 경로들은 원형 절단 단부들 및 선형 절단부들을 조합하여 형성되는 하나 이상의 절단 경로에 의해 형성될 수 있다. 추가 구현들에서, 장착판들은 원형 절단 단부들에 인접한 하나 이상의 에지 부채꼴(scallop) 절단부를 더 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 복수의 체결 영역들은 장착 피처를 둘러싸는 위치들에서 제공될 수 있다.
본 개시는 장착판, 탱크 칼라(tank collar)가 연장되는 가압 탱크, 장착판의 장착 피처를 탱크 칼라에 연결하는 연결 메커니즘, 및 장착판의 복수의 체결 영역들에서 장착판에 연결되는 프레임 시스템을 포함하는 가압 탱크 유지 구조물들을 제공한다.
본 개시는 탱크를 프레임 시스템에 장착시키는 방법들을 제공하며, 방법은 장착 피처를 갖는 가요성 장착판(flex mounting plate)을 제공하는 단계, 장착 피처와 슬리브 사이의 상대적인 모션이 발생할 수 없도록 장착 피처에 슬리브를 부착시키는 단계, 및 탱크 칼라와 슬리브 사이의 상대적인 모션이 발생할 수 없도록 탱크 상의 탱크 칼라에 슬리브를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다. 특정 구현들에서, 방법들은 슬리브와 탱크 칼라를 함께 접합시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 다른 구현들에서, 방법들은 슬리브와 탱크 칼라를 스레드 결합으로 연결시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시는 탱크를 프레임 시스템에 장착시키는 방법들을 제공하며, 방법은 장착 피처를 갖는 가요성 장착판을 제공하는 단계, 장착 피처와 확장 가능한 플러그 사이의 상대적이 모션이 발생할 수 없도록 장착 피처에 확장 가능한 플러그를 부착시키는 단계, 및 탱크 칼라와 확장 가능한 플러그 사이의 상대적인 모션이 발생할 수 없도록 탱크 상의 탱크 칼라에 확장 가능한 플러그를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다. 특정 구현들에서, 확장 가능한 플러그는 확장 가능한 플러그의 세그먼트화된 부분 내로 확장기 요소를 당기는 핀 피처를 조임으로써 확장 가능 플러그를 확장시킴으로써 탱크 칼라 내의 돌출부와의 결합을 통해 탱크 칼라에 연결될 수 있다.
발명의 내용뿐만 아니라, 이하의 상세한 설명은 첨부된 도면들과 함께 읽을 때 더 이해된다. 본 개시를 설명하기 위한 목적으로, 도면들에 본 개시의 예시적인 구현들이 도시되지만, 본 개시는 개시되는 특정 방법들, 조성들, 및 디바이스들에 제한되지 않는다. 또한, 도면들은 반드시 일정한 비율로 도시된 것은 아니다. 도면들에서:
도 1은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 2는 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 구현들의 일부 양태들을 도시하는 트레일러 구성요소의 측면도를 개략적으로 도시한다;
도 3는 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 구현들의 일부 양태들을 도시하는 트레일러 구성요소의 측면도를 개략적으로 도시한다;
도 4는 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 구현들의 일부 양태들을 도시하는 트레일러 구성요소의 평면도를 개략적으로 도시한다;
도 5는 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 구현들의 일부 양태들을 도시하는 트레일러 구성요소의 평면도를 개략적으로 도시한다;
도 6은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 7은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 본 개시의 장착판의 구현의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 9a, 도 9b, 및 도 9c는 본 개시의 장착판의 구현의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 10은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 11은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 12은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 13은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 14은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 15은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 16은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다;
도 17은 본 개시의 장착판의 구현의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다; 그리고
도 18은 본 개시의 가압 탱크 유지 구조물들의 일부 양태들을 개략적으로 도시한다.
도면들에서, 같은 참조 부호들은 상이한 도면들에 걸쳐 대응하는 부분들을 가리킨다. 도면들에서의 모든 작도들 및 콜 아웃들(callouts)은 여기서 충분히 설명된 것처럼 이에 의해 원용된다.
본 개시는 본 개시의 일부를 형성하는 첨부한 도면들 및 예들과 관련하여 취해지는 이하의 상세한 설명을 참조하여 더 쉽게 이해될 수 있다. 본 개시는 여기서 설명되고/거나 제시되는 특정 디바이스들, 방법들, 응용들, 조건들 또는 파라미터들에 제한되지 않고, 여기서 사용되는 용어는 단지 예로서 특정 예시들을 설명하기 위한 것이며 청구되는 개시를 제한하는 것으로 의도되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 또한, 첨부된 청구항들을 포함하여 본 명세서에서 사용될 때, 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 단수 형태들은 복수를 포함하고, 특정 수치에 대한 언급은 적어도 그 특정 값을 포함한다. 용어 "복수"는 여기서 사용될 때, 하나 초과를 의미한다. 값 범위가 표현될 때, 또 다른 예시는 하나의 특정 값으로부터 그리고/또는 다른 특정 값까지를 포함한다. 유사하게, 값들이 선행된 "약"의 사용에 의해 근사치들로서 표현될 때, 특정 값은 또 다른 예시를 형성한다는 것이 이해될 것이다. 모든 범위들은 포괄적이고 조합 가능하다.
도 1은 본 개시의 장착 시스템들을 통합할 수 있는 예시적인 가상 파이프라인 트레일러 시스템(1)을 개략적으로 도시한다. 시스템(1)은 트랙터 유닛(2) 및 세미-트레일러 또는 트레일러(3)를 포함할 수 있다. 트레일러(3)는 도 2 내지 도 5에 개략적으로 도시된 바와 같이, 복수의 가압 탱크들(pressurized tanks)(10)을 수용하고 운반하는 데 사용될 수 있다.
도 2는 트레일러(3)의 구현인 트레일러(4)의 측면도를 도시한다. 트레일러(4)는 프레임 시스템(5) 내에 수직으로 장착된 원통형 가압 탱크들(10)을 제공한다. 탱크들(10)은 프레임 시스템(5)에 대해 고정 단부(6) 및 유동 단부(7)로 장착될 수 있다. 도 4는 복수의 탱크들(10)의 복수의 행들 및 열들을 가질 수 있는 트레일러(4)의 평면도를 도시한다. 프레임 시스템(5)은 개략적으로 도시되고, 탱크들(10)을 오가는 유체 배관, 모니터링 및 안전 구성요소들의 연결부들은 명확성을 위해 생략된다. 프레임 시스템(5)으로부터의 장착 연결부들은 명확성을 위해 도 2 및 도 4에서 생략되었다.
도 3 및 도 5는 트레일러(3)의 구현예인 트레일러(8)를 도시한다. 트레일러(8)는 프레임 시스템(9) 내에 수평으로 장착된 원통형 가압 탱크들(10)을 제공한다. 탱크들(10)은 프레임 시스템(9)에 대해 고정 단부(11) 및 유동 단부(12)로 장착될 수 있다. 도 3은 트레일러(8)의 측면도를 도시하고, 도 5는 트레일러(8)의 평면도를 도시하며, 이 트레일러는 복수의 탱크들(10)의 복수의 행들 및 열들을 가질 수 있다. 프레임 시스템(9)은 개략적으로 도시되고, 탱크들(10)을 오가는 유체 배관, 모니터링 및 안전 구성요소들의 연결부들은 명확성을 위해 생략된다. 프레임 시스템(9)으로부터의 장착 연결부들은 명확성을 위해 도 3 및 도 5에서 생략되었다.
도 6은 유동 단부(7)의 구현에서의 구성요소들 중 일부의 개략도를 도시한다. 탱크(10)는 탱크 칼라(tank collar)(15)가 연장되는 원통형 단부 영역(14)을 가진다. 탱크(10)가 가압을 받아 확장할 때, 탱크 칼라(15)는 도 6에 도시되지 않은 대향하는 고정 단부(6)로부터 멀어지게, 아래쪽으로 더 연장되며, 이에 따라 단부 표면(16)이 장착 프레임 부분들(13)의 표면(17)에 대해 변위되게 된다. 표면들(16과 17) 사이의 변위 거리는 탱크(10) 내의 가압 레벨, 시스템 내의 온도, 및 진동, 충격, 또는 다른 응력 부하로부터 기인할 수 있는 프레임 시스템(5)의 굴곡 상태에 따라 0.5 인치만큼 변할 수 있다. 탱크 칼라(15)는 장착 프레임 부분(13)들 사이의 공극을 통해 연장되어 상대적인 모션을 가능하게 한다.
탱크(10)를 안전 기준들 및 요건들에 부합하도록 적절하게 유지하기 위해, 유동 단부의 탱크 칼라는 탱크(10)의 중심축에 직교하는 변위들에 대해 유지되고 안정될 수 있다. 도 7은 탱크 칼라와 장착 시스템 사이의 연결 평면을 통한 단면도의 평면도를 도시하며, 유동 단부를 위한 부싱(bushing) 유지 시스템의 양태들을 도시한다. 프레임 시스템 또는 프레임 시스템의 일체형 부분에 연결될 수 있는 장착판(mounting plate)(20)은 탱크 칼라(21)의 외부 표면(25) 주위에 배치되는 부싱 표면(24)을 갖는 중앙 개구를 가진다. 탱크 칼라(21)는 장착판(20)에 대해, 즉 도 7을 볼 때 페이지 안과 밖으로 변위될 수 있다. 발명자는 표면들(24와 25) 사이의 공간 또는 갭(22)에 파편(debris)이 끼일 수 있다는 것을 알게 되었다. 파편(23)은 탱크 칼라가 자유롭게 유동할 수 없고 서로에 대해 변위될 수 없도록 표면들(24 및 25)을 결속시킬 수 있다. 표면들(24와 25) 사이의 결속은 가압 및 감압 이벤트들 동안 갑자기 끊어질 수 있어 위험한 이탈이 발생할 수 있게 된다. 나아가, 파편(23)이 표면들(24와 25) 사이에 끼인 상태에서의 반복된 모션은 표면들(24 및 25)을 마모시킬 수 있다. 이는 기반 구조가 거의 없거나 전혀 없는 영역들에서 연료 공급을 위해 가압 탱크들(10)이 사용되는 환경들에서 특히 문제가 된다.
본 발명자는 표면들 사이에서 반복된 상대적인 모션을 겪는 표면들을 갖지 않는 장착 시스템들이 제공될 수 있다는 것을 발견하였다. 본 명세서에서 설명되는 이들 장착 시스템들의 구현들은 파편으로 인한 마모를 피할 수 있고 주변 영역의 인원들에 위험할 수 있는 갑작스런 결속 해제 이벤트들을 피할 수 있다.
도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 본 개시의 장착 시스템들에 사용될 수 있는 가요성 장착판(100)의 구현의 양태들을 도시한다. 가요성 장착판(100)은 여기서의 다른 곳에서 설명되는 프레임 시스템들(5 및 9)과 관련하여 유동 단부들(7 및 12)에 사용될 수 있다. 가요성 장착판(100)은 가요성 장착판(100)의 중앙 부분이 체결 영역들(107) 주위의 장착 부분들에 대해 변위될 수 있도록, 프레임 시스템에서의 공극을 가로지르게 장착될 수 있다. 복수의 체결 영역들(107)이 제공될 수 있고 가압 탱크(10)를 홀딩하도록 구성되는 프레임 시스템을 갖는 하나 이상의 장착 프레임 부분에 가요성 장착판(100)을 고정하는 데 사용될 수 있다. 중앙 장착 영역(106)은 탱크 칼라를 유동 단부 구성으로 고정하도록 제공된다. 도 8a, 도 8b, 및 도 8c에 도시되지 않은 탱크 칼라는 중앙 장착 영역(106)에 대해 상대적인 모션 없이 고정될 수 있다. 상대적인 모션이 없는 연결부에는 가요성 장착판(100)에 탱크 칼라를 고정적으로 연결하는 임의의 연결 구조가 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 원통형 탱크(10)는 가요성 장착판의 굴곡을 통해 자신의 중축을 따라 확장 및 수축할 수 있다. 가요성 장착판의 중앙 부분, 즉 중앙 장착 영역(106)에 가장 근접한 영역은 에지들(101, 102, 103, 및 104)에 가장 가까운 가요성 장착판의 외부 부분들에 대해 이동할 수 있다. 이 모션은 중앙 부분이 도 8b를 볼 때 페이지 안과 밖으로 이동하는 것일 수 있으며, 이에 따라 표면(108)은 완전히 평평하고 평탄하지 않게 될 것이다. 가요성 장착판(100)은 가요성 장착판(100)을 체결 영역들(107)에 의해 장착 프레임 부분들(13)에 부착되게 함으로써 도 6에 도시된 유동 단부(7)에 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 가요성 장착판을 장착 프레임 부분들(13)에서의 홀들의 매칭 패턴에 체결하기 위해 볼트들 및 너트들이 영역들(107)의 관통 홀 구현들과 사용될 수 있다. 시스템에서의 진동으로 인한 분리를 피하기 위해서는 당업계에 알려져 있는 적절한 체결구들 및 표면 처리가 사용될 수 있다.
도 9a, 도 9b, 및 도 9c는 가요성 장착판(500)의 구현들의 양태들을 도시한다. 가요성 장착판(500)은 여기서의 다른 곳에서 설명되는 프레임 시스템들(5 및 9)과 관련하여 유동 단부들(7 및 12)에 사용될 수 있다. 가요성 장착판(500)은 가요성 장착판(500)의 장착 피처(mounting feature)(520) 주위의 중앙 부분(501)이 체결 영역들(510) 주위의 장착 부분들에 대해 변위될 수 있도록, 원통형 탱크(10)의 탱크 칼라와 정렬하는 프레임 시스템에서의 공극과 정렬될 수 있다. 가요성 장착판(500)은 일부 양태들에서, 중앙 부분들과 체결 영역들 사이에 동일하거나 유사한 굴곡을 제공하면서 체결 영역들(510)의 보다 콤팩트한 배열을 가능하게 하는 가요성 장착판(100)의 변형으로서 보일 수 있다. 보다 더 컴팩트한 배열은 트레일러 치수들의 체적 범위 내 최대 가스 용량을 위해 설계된 트레일러들(3/4/5)에서 특히 바람직할 수 있다. 본 발명자들은 복수의 보다 더 작은 수직으로 장착된 탱크들이 가스 용량을 증가시킬 수 있다는 것을 알게 되었다. 조밀하게 패킹된 시스템들에서, 가요성 장착판(500)의 기하학적 형상은 가요성 장착판(100)과 비교하여 보다 더 작은 풋프린트(footprint)를 가능하게 할 수 있고, 가스 운반 및 전달 시스템의 다른 구성요소들에 대해 트레일러들(3/4/5) 내의 주변 공간을 확보할 수 있다.
가요성 장착판(500)에는 원형 절단 단부들(503)과 선형 절단부들(504)을 조합하여 형성되는 하나 이상의 절단 경로(505)이 제공될 수 있다. 하나 이상의 에지 부채꼴(scallop) 절단부(532)가 또한 원형 절단 단부들(503)에 인접하여 제공될 수 있다. 절단 경로들(505)과 에지 부채꼴 절단부들(532)의 조합은 도 9c에 예시적인 단면 폭(534)으로 도시된, 실질적으로 일관된 단면을 갖는 하나 이상의 굴곡 경로들(530)을 제공할 수 있다. 복수의 굴곡 경로들에서의 단면들의 매칭은 배속된 탱크(10)가 가압 및 감압될 때 편향/변위의 반복된 순환을 통한 가요성 장착판(500) 상의 불균일한 마모/응력을 피하고 작동 수명을 개선할 수 있다. 확장 및 수축하는 탱크(10)에 부착될 때, 가요성 장착판(500)은 유동 단부(7 또는 12)에서 탱크 칼라와 프레임 시스템(5 또는 9) 사이의 상이한 거리를 수용하도록 변형을 겪을 수 있다. 체결 영역들(510)에 가장 가까운 장착 부분(502)은 자신들이 체결되는 장착 프레임 부분들(13)에 대해 고정 거리에 유지될 것이다. 장착 피처(520)에 가장 가까운 중앙 굴곡 부분(501)은 휨 변형(bending deflection)을 통해 장착부(502)와 동일한 평면 밖으로 이동할 수 있다. 도 10 및 도 11은 도 9a의 A-A 단면에 따른 도면으로, 사용시 가요성 장착판(500)의 양태들을 도시한다. 도 10 및 도 11에서, 탱크(10)의 탱크 칼라에 대한 연결부는 보기의 용이성 및 명확성을 위해 생략되었다. 사용시, 탱크 칼라는 장착 피처(520)에 부착 및 연결될 것이고, 프레임 시스템(5/9)의 장착 프레임 부분들(13)의 중심에서의 홀(205)과 정렬될 것이다. 도 10은 탱크(10)가 보다 저압을 받고 자신의 중축을 따라 길이가 수축되어 유동 단부의 탱크 칼라가 대향하는 고정 단부에 보다 더 근접하게 당겨지게 되었을 때 구성을 도시한다. 중앙 부분(501)은 장착 부분(502)의 평면으로부터 멀어지게 휘어져, 부분들(501/502)의 상단면들 사이에 변위 거리 "d"를 제공할 수 있다. 체결 영역들(510) 및 장착 부분(502)은 너트들(210/212), 와셔들, 및 볼트들 또는 기계 나사들(214)을 포함할 수 있는 견고한 체결 연결부를 통해 장착 프레임 부분들(13)로부터의 고정 거리(540)에 홀딩되며, 시스템에서의 진동으로 인한 분리를 피하기 위해 적절한 체결구들 및 표면 처리가 선택된다. 도 11은 탱크(10)가 보다 고압을 받고 자신의 중축을 따라 길이가 확장되어 유동 단부의 탱크 칼라가 대향하는 고정 단부로부터 보다 더 멀리 밀리게 되었을 때 구성을 도시한다. 부분들(501/502)의 상단 표면들 사이의 변위 "d"는 도 10에 도시된 것과 반대 방향이다.
장착 부분(502)과 중앙 굴곡 부분(501) 사이의 선형 절단부들(504)에 따른 갭(506)은 몇몇 유리한 기능들을 제공할 수 있다. 첫째, 갭들(506)은 여기서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 전통적인 부싱 시스템들을 결속시킬 수 있는 것보다 더 작은 파편 이를테면 모래 및 잔모래를 붙드는 것을 피하기에 충분히 크게 설계될 수 있다. 이러한 작은 파편은 결속 및/또는 마모를 피하기 위해 갭들(506)을 통해 떨어지고 갭들에서 제거될 수 있다. 둘째, 하나 이상의 갭(506)이 탱크(10)의 중축에 직교하는 탱크 칼라의 모션/힘으로 인해 늘어나 열리거나 눌려서 닫힘에 따라, 갭들(506)은 가요성 장착판(500)의 부분들 사이에서 약간의 굴곡을 가능하게 할 수 있다. 일부 경우들에서, 탱크의 충격 또는 가속/감속은 갭(506)의 대향하는 벽들이 탱크(10)를 안정시키기 위해 하드-스톱(hard-stop)으로서 함께 압박되도록 갭(506)이 완전히 닫힘으로써 멈출 수 있다. 일부 구현들에서는, 갭(506) 내로의 재료/파편의 진입을 방지하기 위해 브러시 또는 스커트 피처들이 제공될 수 있다.
장착판(500)과 프레임 시스템들(5/9)의 장착 프레임 부분들(13) 사이에는 상이한 연결 시스템들이 사용될 수 있다. 장착 프레임 부분들(13)과 체결 영역들(510) 사이에 단단하고 신뢰성 있는 고정을 제공하는 임의의 연결 시스템 및 이의 구성요소들이 선택될 수 있다.
본 개시의 구현들에서, 탱크 칼라, 전형적으로 원통형 피처와 가요성 장착판(500)의 장착 피처(520) 사이에는 상이한 연결부들이 사용될 수 있다.
양태들이 도 12에 도시된 특정 구현들에서, 탱크 칼라(301)에는 탱크 칼라(301)의 중공 원통형 바닥 개구의 내벽으로부터 안쪽으로 연장되는 돌출 피처(302)가 제공될 수 있다. 도 12는 도 9a 및 도 13의 A-A 단면에 따른 절단 단면도를 도시한다. 돌출 피처(302)는 확장 가능한 플러그(601)의 부분들을 탱크 칼라(301)의 내부 체적 내에서 바깥쪽으로 가압하기 위해 확장기 요소(602)를 아래로 당기는 핀(pin) 피처(603)를 조임으로써 확장되는 확장 가능한 플러그(601)와 접한다. 칼라(301)는 프레임 시스템(5/9)의 장착 프레임 부분들(13)의 중심에서의 홀(205)을 통해 자유롭게 이동할 수 있다. 조립시, 확장 가능한 플러그(601)는 하나 이상의 와셔(605) 및 너트(604)와 같은, 체결 요소들이 부착될 수 있는 확장 가능한 플러그(601)의 대향하는 단부 상의 스레딩 피처들의 사용을 통해 가요성 장착판의 장착 피처(520)에 부착될 수 있다. 확장 가능한 플러그(601)는 확장되지 않은 상태에서 돌출 피처(302)를 지나 슬라이딩하여, 탱크 칼라(301)의 개구를 통해 위쪽으로 삽입될 수 있다. 삽입 후에, 핀 피처(603)는 확장기 요소(602)를 아래로 당기기 위해 조여질 수 있다. 일부 구현들에서 연결을 강화하기 위해 하나 이상의 접착재가 사용될 수 있다.
도 13은 확장 가능한 플러그(601)의 구현의 양태들을 도시한다. 확장 가능한 플러그에는 세그먼트화된 부분의 확장 또는 수축을 가능하게 하는 커프 절단부들(kerf cuts)에 의해 분리된 복수의 세그먼트들(610)이 제공될 수 있다. 상단 내측 에지(613)와 하단 내측 에지(614) 사이에는 각진 표면(611)이 제공될 수 있으며, 각진 표면(611)은 확장기 요소(602)(도 13에 도시되지 않음)가 세그먼트들(610)의 각진 표면들(611)을 따라 아래쪽으로 당겨질 때 확장력을 제공한다. 이에 의해, 세그먼트들(610)은 바깥쪽으로 확장되고, 구성요소들 사이의 결합을 위해 탱크 칼라(301)의 돌출 피처(302) 위로 연장될 수 있다.
일부 구현들에서, 도 12 내지 도 13에 도시된 연결 시스템은 탱크 칼라(301)의 외부 표면 상을 압박하는 너트와 같은 외부 탱크 칼라 피처를 더 포함할 수 있다. 외부 표면의 압박은 돌출 피처(302)와 플러그(601) 사이의 결합을 더 개선할 수 있다. 대안적인 구현들에서, 플러그(601)는 확장 피처들 없이 제공될 수 있고, 탱크 칼라(301)는 구성요소들 사이에 결합을 제공하기 위해 외부 표면으로부터 압박될 수 있다. 특정 구현들에서, 탱크 칼라(301)에는 외부 표면 상의 압박 하에서 보다 더 큰 수축을 제공하기 위해 하나 이상의 노치(notch) 또는 커프 절단부가 제공될 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 일부 구현들에서, 가요성 장착판(500)에 탱크 칼라(301)를 연결하기 위해 슬리브(sleeve)(700)가 사용된다. 슬리브(700)는 슬리브(700)의 일 단부에서 홀(702)에 의해 접근 가능한 내부 표면(730)을 가질 수 있으며, 이는 상단 표면(708)을 가진다. 슬리브(700)의 반대쪽 단부의 외부 표면 주위에는 스레딩(threading)(705)이 제공될 수 있다. 두 개의 너트들(710 및 720)이 스레딩(705)과 결합하고 슬리브(700)를 가요성 장착판(500)의 장착 피처(520)에 고정하도록 제공될 수 있다. 장착 피처(520)는 스레딩(705)의 직경에 대한 클리어런스 홀(clearance hole)로서 크기가 정해질 수 있다. 너트들(710 및 720)에는 시간이 지남에 따라 진동 풀림에 대한 연결의 저항을 개선하기 위해 사용될 수 있는 세트 스크루(set screw)(712 및 722)가 제공될 수 있다. 또한, 일부 구현들에서 너트들(710 및 720)의 위치를 유지하기 위해 스레딩(705)을 따라 스레드록 작용제(threadlock agents)와 같은 표면 코팅이 제공될 수도 있다. 슬리브(700)의 내부 표면(730) 내에는 내부 립(lip)(704)이 제공될 수 있다. 일부 구현들에서, 탱크 칼라(301)의 하단 표면(320)은 내부 립(704)과 결합될 수 있다(도 15에서 내부 립(704)과 하단 표면(320) 사이에 갭이 도시되지만, 이들 요소들은 특정 구현들에서 평면이 이어질(flush) 수 있다). 사용시, 탱크 칼라(301)는 결합 표면 연결부(330)가 슬리브(700)의 내부 표면(730)을 따라 형성되도록 홀(702) 내로 삽입될 수 있다. 결합 표면 연결부(330)를 따라 접합(bond)을 형성하기 위해 접합 작용제, 이를테면 에폭시(epoxy) 또는 접착제(adhesive) 이를테면 시아노아크릴레이트(cyanoacrylate)가 사용될 수 있다. 일부 구현들에서, 슬리브(700)의 상부 표면(708)과 탱크 칼라(301) 주위의 탱크(10)의 하단 상의 평탄한 표면(40) 사이에 동일 평면 결합(flush engagement)이 제공될 수 있다.
본 개시의 특정 구현들에서, 탱크 칼라와 슬리브(700)의 변형부 사이에는 스레드 연결이 제공될 수 있다. 도 16에서 보여지는 슬리브(700)의 변형예에는 슬리브(700)의 상측 부분의 내부 표면(730) 상에 스레딩이 제공될 수 있다. 탱크 칼라(301)의 외부 표면(360) 상에는 대응하는 스레딩이 제공될 수 있다. 너트(760)는 연결부의 체결을 돕기 위해 잼 너트(jam nut)로서 사용되도록 제공될 수 있다. 탱크 칼라(301)는 인터페이스(350)에서 탱크(10)의 하단 단부와 인터페이싱하는 어댑터 구성요소로서 제공될 수 있으며, 이의 세부 사항들은 여기서 도시되지 않는다. 도시되지 않은 대안적인 구현들에서, 슬리브(700)는 생략될 수 있고, 연장된 탱크 칼라(301)가 가요성 장착판(500) 주위에 너트들(710 및 720)을 체결하기 위해 스레딩(705)으로서 작용하는 외부 표면(360)에 따른 스레딩과 함께 사용될 수 있다. 슬리브(700)의 사용은 어댑터 구성요소 탱크 칼라(301)보다 더 용이하게 교체 가능하므로 일부 구현들에서 바람직할 수 있고, 탱크 칼라(301)를 갖는 영구적으로 설치된 탱크(10)는 가요성 장착판들(500)의 상이한 버전들과의 사용을 위해, 또는 교체를 위해 설치되고 제거되는 다수의 슬리브들(700)을 가질 수 있다.
본 개시의 일부 구현들에서, 가요성 장착판(1000)이 사용될 수 있다. 가요성 장착판(1000)의 양태들은 도 17 및 도 18에 도시된다. 가요성 장착판(1000)은 여기서의 다른 곳에서 설명되는 프레임 시스템들(5 및 9)과 관련하여 유동 단부들(7 및 12)에 사용될 수 있다. 가요성 장착판(1000)은 가요성 장착판(1000)의 장착 피처(1020) 주위의 굴곡 부분(1001)이 체결 영역들(1010) 주위의 장착 부분들에 대해 변위될 수 있도록, 원통형 탱크(10)의 탱크 칼라와 정렬하는 프레임 시스템에서의 공극과 정렬될 수 있다. 도 17에 도시된 실시예와 같은 특정 구현들에서, 장착 피처(1020)는 가요성 장착판의 일 단부(1004)에 더 가깝게 제공될 수 있고, 모든 체결 영역들(1010)은 반대쪽 단부(1003)에 제공될 수 있어서, 가요성 장착판은 단부(1003)에서 장착 부분(1002)의 반대쪽에 있는 단부(1004) 상에 제공되는 굴곡에 대한 저항을 갖지 않게 된다. 가요성 장착판(1000)은 일부 양태들에서, 탱크 칼라와 정렬되는 프레임 시스템에서의 공극으로부터 멀리 떨어진 영역에서 체결 영역들(1010)의 보다 컴팩트한 배열을 가능하게 하는 가요성 장착판(100)의 변형으로서 보여질 수 있다. 가요성 장착판(1000)은 여기서의 다른 곳에서 설명되는 바와 같은 프레임 시스템(9)에서의 유동 단부(12)에서 수평으로 장착된 탱크(10)와 함께 사용하기에 바람직할 수 있다. 가요성 장착판(1000)은 도 14 내지 도 16을 참조하여 설명된 연결부들과 유사한 연결부(1080)에 따라 탱크(10)의 유동 단부에 연결될 수 있다. 일부 구현들에서, 연결부(1080)에는 도 14 내지 도 15를 참조하여 설명된 바와 같이, 접합 연결이 사용된다. 다른 구현들에서, 연결부(1080)에는 도 16을 참조하여 설명된 바와 같이, 스레드 연결이 사용될 수도 있다. 돌 모두의 연결 유형들에 대해, 슬리브(700) 또는 이의 변형예가 사용될 수 있고 슬리브(700)의 구현들을 참조하여 상술된 바와 같이 너트들(710 및 720)의 사용을 통해 가요성 장착판(1000)에 연결될 수 있다. 다른 구현들에서, 슬리브(700)는 생략될 수 있고, 연장된 탱크 칼라(301)가 가요성 장착판(1000) 주위에 너트들(710 및 720)을 체결하기 위해 스레딩(705)으로서 작용하는 외부 표면(360)에 따른 스레딩과 함께 사용될 수 있다. 슬리브(700)의 사용은 어댑터 구성요소 탱크 칼라(301)보다 더 용이하게 교체 가능하므로 일부 구현들에서 바람직할 수 있고, 탱크 칼라(301)를 갖는 영구적으로 설치된 탱크(10)는 가요성 장착판들(1000)의 상이한 버전들과의 사용을 위해, 또는 교체를 위해 설치되고 제거되는 다수의 슬리브들(700)을 가질 수 있다.
본 개시는 여기서 설명된 구성요소들을 사용하여 프레임 시스템에 적재물을 장착하는 방법을 제공한다. 적재물은 탱크의 확장 및 수축이 유동 단부를 프레임 시스템에 대해 이동시키도록 유동 단부로서 고정되는 단부를 갖는 가압 탱크일 수 있다. 방법들은 장착 피처를 갖는 가요성 장착판을 제공하는 단계, 장착 피처와 슬리브 사이의 상대적인 모션이 발생할 수 없도록 장착 피처에 슬리브를 부착시키는 단계, 및 탱크 칼라와 슬리브 사이의 상대적인 모션이 발생할 수 없도록 탱크 상의 탱크 칼라에 슬리브를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 슬리브와 탱크 칼라는 함께 접합된다. 다른 구현들에서, 슬리브와 탱크 칼라는 스레드 결합으로 연결된다. 다른 구현들에서, 방법들은 장착 피처를 갖는 가요성 장착판을 제공하는 단계, 장착 피처와 확장 가능한 플러그 사이의 상대적이 모션이 발생할 수 없도록 장착 피처에 확장 가능한 플러그를 부착시키는 단계, 및 탱크 칼라와 확장 가능한 플러그 사이의 상대적인 모션이 발생할 수 없도록 탱크 상의 탱크 칼라에 확장 가능한 플러그를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구현들에서, 확장 가능한 플러그는 확장 가능한 플러그의 세그먼트화된 부분 내로 확장기 요소를 당기는 핀 피처를 조임으로써 확장 가능 플러그를 확장시킴으로써 탱크 칼라 내의 돌출부와의 결합을 통해 탱크 칼라에 연결된다.
명료성을 위해, 여기서 별도의 예시의 맥락에서 설명된 본 개시의 특정 피처들은 또한 단일의 예시적인 구현에서 조합하여 제공될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 반대로, 간결성을 위해, 단일의 예시적인 구현의 맥락에서 설명되는 본 개시의 다양한 피처들은 또한 별개로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수 있다. 나아가, 범위들로 언급된 값들에 대한 언급은 그 범위 내의 각각의 모든 값을 포함한다.

Claims (25)

  1. 가압 탱크(pressurized tank)용 장착판(mounting plate)으로서,
    복수의 체결 영역들(510)에 인접한 장착 부분(502);
    장착 피처(mounting feature)(520)에 인접한 굴곡 부분(flexing portion)(501);
    상기 장착 부분으로부터 상기 굴곡 부분으로 이어지도록 형성된 복수의 굴곡 경로들(flexion pathways) - 상기 복수의 굴곡 경로들의 각각은 단면적을 갖는 적어도 일 부분을 갖고, 상기 복수의 굴곡 경로들의 상기 단면적들은 서로 실질적으로 일치함 - 을 포함하되,
    상기 복수의 굴곡 경로들은 원형 절단 단부들(503) 및 선형 절단부들(504)을 조합하여 형성되는 하나 이상의 절단 경로(505)에 의해 형성되는 것인, 장착판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원형 절단 단부들(503)에 인접한 하나 이상의 에지 부채꼴(scallop) 절단부(532)를 더 포함하는, 장착판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 체결 영역들(510)은 상기 장착 피처(520)를 둘러싸는 위치들에서 제공되는 것인, 장착판.
  4. 가압 탱크 유지 구조물로서,
    제1항의 장착판;
    탱크 칼라(tank collar)(301)가 연장되는 가압 탱크(10);
    상기 탱크 칼라(301)에 상기 장착 피처(520)를 연결하는 연결 메커니즘; 및
    상기 복수의 체결 영역들(510)에서 상기 장착판에 연결되는 프레임 시스템(5, 9)을 포함하는, 가압 탱크 유지 구조물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 연결 메커니즘은 확장 가능한 플러그(601)를 포함하는 것인, 가압 탱크 유지 구조물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 확장 가능한 플러그(601)는 커프 절단부들(kerf cuts) 또는 노치들(notches)에 의해 분리되는 복수의 세그먼트들(610)을 갖는 세그먼트화된 영역을 포함하는 것인, 가압 탱크 유지 구조물.
  7. 제5항에 있어서, 상기 확장 가능한 플러그(601)는 상기 탱크 칼라(301)의 중공 원통형 하단 개구의 내벽으로부터 안쪽으로 연장되는 돌출 피처(302)를 통해 상기 탱크 칼라(301)에 연결되는 것인, 가압 탱크 유지 구조물.
  8. 제4항에 있어서, 상기 연결 메커니즘은 상기 탱크 칼라(301)와 결합하기 위한 중공 원통형 개구를 갖는 슬리브(sleeve)(700)를 포함하는 것인, 가압 탱크 유지 구조물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 슬리브(700)는 상기 슬리브의 일 단부의 외부 표면 상에 스레딩(threading)(705)을 포함하고, 두 개의 너트들(710, 720)이 상기 장착판의 상기 장착 피처(520) 주위에 상기 스레딩(705)을 통해 압축 연결(compressive connection)을 제공하는 것인, 가압 탱크 유지 구조물,
  10. 제8항에 있어서, 상기 슬리브와 상기 탱크 칼라는 접합 연결(bonded connection)로 연결되는 것인, 가압 탱크 유지 구조물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 접합 연결은 접착제(adhesive) 또는 에폭시(epoxy)로 형성되는 것인, 가압 탱크 유지 구조물.
  12. 제8항에 있어서, 상기 슬리브와 상기 탱크 칼라는 스레드 연결(threaded connection)로 연결되는 것인, 가압 탱크 유지 구조물,
  13. 제12항에 있어서, 상기 스레드 연결은 상기 탱크 칼라의 외부의 스레딩과 상기 슬리브의 내부에 제공되는 대응하는 스레딩 사이에 제공되는 것인, 가압 탱크 유지 구조물,
  14. 제13항에 있어서, 상기 탱크 칼라의 외부의 상기 스레딩 상에 체결되고 상기 슬리브의 상단에 맞닿아 접하는 너트(760)를 더 포함하는, 가압 탱크 유지 구조물.
  15. 제9항에 있어서, 상기 두 개의 너트들(710, 720)은 각각 상기 슬리브에 맞닿아 조여질 수 있는 세트 스크루(set screw)를 구비하는 것인, 가압 탱크 유지 구조물.
  16. 제14항에 있어서, 상기 너트들(760)은 상기 탱크 칼라에 맞닿아 조여질 수 있는 세트 스크루를 구비하는 것인, 가압 탱크 유지 구조물.
  17. 제4항에 있어서, 상기 가압 탱크(10)는 중축 및 두 개의 대향하는 단부들을 갖는 원통형 탱크를 포함하며, 상기 탱크 칼라는 상기 두 개의 대향하는 단부들 중의 제1 단부로부터 연장되되, 상기 제1 단부의 반대쪽에 있는 상기 두 개의 대향하는 단부들 중의 상기 제2 단부는 상기 프레임 시스템에 고정되게 연결되는 것인, 가압 탱크 유지 구조물,
  18. 제17항에 있어서, 상기 장착판의 상기 굴곡 부분은 상기 장착 부분과 상기 프레임 시스템 사이의 연결 평면에 대한 상대적인 모션으로 상기 가압 탱크의 상기 중축의 방향을 따라 반복적으로 이동하도록 구성되는 것인, 가압 탱크 유지 구조물,
  19. 제18항에 있어서, 상기 중축의 방향에 따른 반복적인 상기 모션은 약 0.5 인치의 이동 규모를 갖는 것인, 가압 탱크 유지 구조물,
  20. 제19항에 있어서, 상기 장착 피처(520)와 상기 탱크 칼라(301) 사이에서 상대적인 모션이 가능하지 않은, 가압 탱크 유지 구조물.
  21. 탱크를 프레임 시스템에 장착시키는 방법으로서,
    장착 피처를 갖는 가요성 장착판(flex mounting plate)을 제공하는 단계,
    상기 장착 피처와 슬리브 사이의 상대적인 모션이 발생할 수 없도록 상기 장착 피처에 상기 슬리브를 부착시키는 단계, 및
    상기 탱크 칼라와 상기 슬리브 사이의 상대적인 모션이 발생할 수 없도록 상기 탱크 상의 탱크 칼라에 상기 슬리브를 연결시키는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 슬리브와 탱크 칼라를 함께 접합시키는 단계를 더 포함하는, 방법,
  23. 제21항에 있어서, 상기 슬리브와 상기 탱크 칼라를 스레드 결합으로 연결시키는 단계를 더 포함하는, 방법,
  24. 탱크를 프레임 시스템에 장착시키는 방법으로서,
    장착 피처를 갖는 가요성 장착판을 제공하는 단계,
    상기 장착 피처와 확장 가능한 플러그 사이의 상대적이 모션이 발생할 수 없도록 상기 장착 피처에 상기 확장 가능한 플러그를 부착시키는 단계, 및
    상기 탱크 칼라와 상기 확장 가능한 플러그 사이의 상대적인 모션이 발생할 수 없도록 상기 탱크 상의 탱크 칼라에 상기 확장 가능한 플러그를 연결시키는 단계를 포함할 수 있다,
  25. 제24항에 있어서, 상기 확장 가능한 플러그는 상기 확장 가능한 플러그의 세그먼트화된 부분 내로 확장기 요소를 당기는 핀 피처(pin feature)를 조임으로써 상기 확장 가능 플러그를 확장시킴으로써 상기 탱크 칼라 내의 돌출부와의 결합을 통해 상기 탱크 칼라에 연결되는 것인, 방법.
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