KR20230071068A - 커플링 디바이스 및 방법 - Google Patents

Abstract

종방향으로 연장하고 밸브 메커니즘(4, 6, 8, 5, 7, 9)을 하나의 연결 단부에 각각 포함하는 2개의 유체 수송 파이프(2, 3)를 포함하는 유체의 수송을 위한 자동 폐쇄부를 갖는 탈착 가능 커플링 디바이스이며, 디바이스(1)는 각각의 수송 파이프(2, 3)의 주위에 배치되는 외부 튜브(10, 11)를 더 포함하고, 커플링된 위치에서 2개의 연결 단부는 밸브 메커니즘이 폐쇄되어 있는 제1 구성과 밸브 메커니즘이 개방되어 있는 제2 구성 사이에서 상대적으로 종방향으로 변위 가능하도록 구성되고, 제1 구성으로부터 제2 구성으로의 전이는 서로 근접한 2개의 밸브 메커니즘(4, 6, 8, 5, 7, 9)의 상대 종방향 이동에 의해 실현되고, 2개의 파이프 중 제1 파이프(3)의 연결 단부는 외부 튜브(11)에 고정된 밀봉 링(12)을 포함하고, 외부에 대해 밀봉을 보장하도록 구성되는 밀봉부(들)(14, 15)의 세트를 포함하고, 밀봉 링(12)은 제1 구성으로부터 제2 구성으로의 전이 동안 2개의 별개의 위치 사이에서 외부 튜브(11)에 대해 종방향으로 병진 이동 가능하다.

Description

커플링 디바이스 및 방법 {COUPLING DEVICE AND METHOD}

본 발명은 커플링 디바이스 및 방법에 관한 것이다.

더 구체적으로, 본 발명은 종방향으로 연장하고 연결 단부들이 분리될 때 파이프를 자동으로 폐쇄하고 연결 단부들이 커플링될 때 파이프가 개방되는 것을 가능하게 하도록 구성된 밸브 메커니즘을 하나의 연결 단부에 각각 포함하는 2개의 유체 수송 파이프를 포함하는 극저온 유체의 수송을 위한 자동 폐쇄부를 갖는 탈착 가능 커플링 디바이스에 관한 것으로서, 디바이스는 각각의 수송 파이프의 주위에 배치되고 수송 파이프의 단열을 위한 진공 하의 공간을 형성하는 외부 튜브를 더 포함하고, 커플링된 위치에서 2개의 연결 단부는 밸브 메커니즘이 폐쇄되어 있고 2개의 수송 파이프 사이의 유체 연통을 방지하는 제1 폐쇄 구성과 밸브 메커니즘이 개방되어 있고 2개의 수송 파이프 사이의 유체 연통을 보장하는 제2 개방 구성 사이에서 상대적으로 종방향으로 변위 가능하도록 구성된다.

극저온 유체(예를 들어, 액화 수소)의 전달을 위한 커플링 디바이스는 "존스톤(Johnston)" 유형 피팅(fitting)을 사용한다. 공지의 디바이스는 커플링 전후에 라인이 퍼지되어야 하는 것을 요구한다.

다른 연결 유형이 액화 천연 가스 용례를 위해 존재한다. 그러나, 후자는 효율성과 안전 상의 이유로 수소에 적합하지 않다. 특히, 이들은 요구되는 단열을 제공하지 않는다.

액체 수소의 전달을 위한 커플링 디바이스의 하나의 문제는 피팅 내부의 사체적 내부에 공기가 포획되는 위험이다. 이는 고체 공기(산소)를 탱크 또는 다른 구성요소를 향해 수송하는 위험을 유발한다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 결점의 전부 또는 일부를 극복하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 커플링 디바이스는 더욱이 상기 서두에 제공된 일반적인 정의에 따르면, 제1 폐쇄 구성으로부터 제2 개방 구성으로의 전이는 서로 근접한 2개의 유체 수송 파이프의 상대 종방향 이동에 의해 및/또는 서로 근접한 2개의 밸브 메커니즘의 상대 이동에 의해 실현되고, 2개의 파이프 중 제1 파이프의 연결 단부는 외부 튜브에 고정된 밀봉 링을 포함하고, 밀봉 링은 2개의 연결 단부가 커플링될 때 2개의 연결 단부 사이에서 외부에 대해 밀봉을 보장하도록 구성되는 밀봉부(들)의 세트를 포함하고, 밀봉 링은 제1 폐쇄 구성으로부터 제2 개방 구성으로 전이 동안 2개의 별개의 위치 사이에서 외부 튜브에 대해 종방향 병진 이동 가능한 것을 본질적으로 특징으로 한다.

더욱이, 본 발명의 실시예는 다음 특징들 중 하나 이상을 가질 수도 있다:

- 디바이스는 밀봉 링을 그 제1 위치를 향해 압박하는 복귀 부재, 예를 들어 스프링을 포함하고,

- 밀봉 링은 밀봉 링이 고정되는 튜브와 밀봉식으로 상호작용하는 적어도 하나의 밀봉부를 구비하는 내부면을 포함하고,

- 밀봉 링의 내부면 상에 위치된 적어도 하나의 밀봉부는 종방향에 평행하지 않은 평면에서 압축되고 그리고/또는 종방향에 평행한 평면에서 압축됨으로써 밀봉을 보장하고,

- 밀봉 링은 2개의 연결 단부가 커플링될 때 다른 연결 단부와 밀봉식으로 상호작용하도록 의도된 적어도 하나의 밀봉부를 구비하는 단부면을 포함하고,

- 단부면 상에 위치된 적어도 하나의 밀봉부는 종방향에 평행하지 않은 평면에서 압축됨으로써 밀봉을 보장하고,

- 연결 단부 중 하나는 2개의 커플링된 연결 단부가 서로 고정되는 것이 보장되는 로킹 위치와, 2개의 커플링된 연결 단부가 서로 고정되는 것이 보장되지 않는 언로킹 위치 사이에서 변위 가능한 가동식 로킹 부재를 포함하고,

- 그 로킹 위치에서, 로킹 부재는 제1 연결 단부에 의해 지지되는 밀봉 링이 다른 연결 단부에 고정되는 것을 보장하고,

- 제1 폐쇄 구성에서, 밸브 메커니즘은 접촉하거나 접촉하지 않고, 제2 개방 구성에서, 밸브 메커니즘은 접촉하고, 그 변위 및 개방을 보장하는 추력을 서로를 향해 인가하고,

- 수송 파이프 중 제1 파이프의 밸브 메커니즘은 밸브 주위에 배치된 고정 시트에 대해 폐쇄 위치를 향해 복귀 부재에 의해 압박되는 가동 밸브를 포함하고,

- 제2 수송 파이프의 밸브 메커니즘은 기준 밸브 및 기준 밸브 주위에 배치된 가동 시트를 포함하고, 가동 시트는 복귀 부재에 의해 기준 밸브에 대해 폐쇄 위치를 향해 압박되고,

- 제1 폐쇄 구성에서, 제2 수송 파이프의 기준 밸브는 제1 수송 파이프의 가동 밸브를 그 시트 밖으로 밀어내지 않아, 밸브 메커니즘을 폐쇄 상태로 유지하고, 가동 시트는 기준 밸브에 대해 그 폐쇄 위치에 있고, 제2 개방 구성에서, 연결 단부는 접촉하고 제2 수송 파이프의 기준 밸브는 제1 수송 파이프의 가동 밸브를 그 시트 밖으로 밀어내고 밸브 메커니즘이 개방되게 하고,

- 2개의 수송 파이프 중 하나의 파이프의 밸브 메커니즘은 2개의 수송 파이프의 결합 위치에서, 하나의 연결 단부가 다른 연결 단부로 진입하는 암수형 시스템을 형성하기 위해, 다른 밸브 메커니즘이 그 튜브 내에 있는 것보다 비교적 더 오목한 정도로 그 외부 튜브 내부에 수용되고,

- 외부 튜브와 수송 파이프 사이의 진공 하의 공간은 예를 들어 다층 유형 "MLI"의 단열재를 포함하고,

- 제2 수송 파이프의 기준 밸브는 그 수송 파이프에 대해 고정되고 변위 불가능하고,

- 제2 수송 파이프의 밸브 메커니즘은 이 제2 수송 파이프의 단부면과 같은 높이에 위치되고,

- 2개의 커플링된 수송 파이프를 분리하기 위한 방법은 서로로부터 이격하는 2개의 유체 수송 파이프의 상대 이동 및/또는 2개의 연결 단부의 밀봉된 커플링의 유지를 갖는 2개의 밸브 메커니즘 중 적어도 일부의 상대 변위를 통해 2개의 밸브 메커니즘을 폐쇄하는 단계, 및 이어서 2개의 연결 단부를 분리하는 단계를 포함하고,

- 2개의 밸브 메커니즘을 폐쇄하는 단계로부터 분리 단계로 전이 동안, 디바이스는 2개의 연결 단부가 외부에 대해 밀봉 방식으로 커플링된 상태로 유지되고 2개의 밸브 메커니즘이 폐쇄 위치에 있는 제1 폐쇄 구성을 통과하고, 2개의 밸브 메커니즘을 폐쇄하는 단계는 서로로부터 이격하는 2개의 유체 수송 파이프의 상대 이동 및/또는 2개의 밸브 메커니즘의 적어도 일부의 상대 변위를 통해 수행되고,

- 커플링된 위치에서, 제1 폐쇄 구성과 제2 개방 구성 사이의 변위는 수동으로 및/또는 제어 부재에 의해 제어되는 방식으로 수행되고,

- 가동식 로킹 부재는 하나의 연결 단부에서 종방향으로 병진 이동 가능하도록 장착된 로킹 링을 포함한다.

본 발명은 또한 상기 또는 이하의 특징 중 어느 하나에 따른 디바이스의 2개의 수송 파이프를 커플링하기 위한 방법에 관한 것으로서, 이 방법은 2개의 연결 단부를 서로 근접하게 이동시키는 단계로서, 2개의 연결 단부는 외부에 대해 밀봉 방식으로 커플링되는, 이동 단계, 2개의 밸브 메커니즘을 접촉하여 배치하는 단계, 2개의 밸브 메커니즘을 개방하는 단계, 및 극저온 유체를 하나의 파이프로부터 다른 파이프로 유동하게 하는 단계를 포함한다.

가능한 특정 특징에 따르면, 2개의 밸브 메커니즘을 개방하는 단계 전에, 방법은 2개의 연결 단부가 외부에 대해 밀봉 방식으로 커플링되고 2개의 밸브 메커니즘이 폐쇄 위치에 있는 중간 구성을 갖고, 2개의 밸브 메커니즘을 개방하는 단계는 서로 근접한 2개의 유체 수송 파이프의 부가의 상대 이동 및/또는 2개의 밸브 메커니즘의 적어도 일부의 상대 변위를 통해 수행된다.

본 발명은 또한 청구범위의 범주 내에서 상기 또는 이하의 특징의 임의의 조합을 포함하는 임의의 대안적인 디바이스 또는 방법에 관한 것일 수도 있다.

다른 특정 특징 및 장점은 도면을 참조하여 제공되는 아래의 설명을 숙독할 때 명백해질 것이다.

도 1은 제1 분리 상태에서 커플링 디바이스의 예시적인 실시예를 도시하고 있는 종방향 섹션의 개략적인 부분도.
도 2는 커플링 디바이스가 로킹되어 있지 않고 밸브가 폐쇄되어 있는(제1 폐쇄 구성) 제2 커플링된 밀봉 상태에서 동일한 커플링 디바이스를 도시하고 있는 종방향 섹션의 개략적인 부분도.
도 3은 커플링 디바이스가 로킹되어 있고 밸브가 폐쇄되어 있는(제1 폐쇄 구성) 제3 커플링된 밀봉 상태에서 동일한 커플링 디바이스를 도시하고 있는 종방향 섹션의 개략적인 부분도.
도 4는 커플링 디바이스가 로킹되어 있고 밸브가 개방되어 있는(제2 개방 구성) 제4 커플링된 밀봉 상태에서 동일한 커플링 디바이스를 도시하고 있는 종방향 섹션의 개략적인 부분도.
도 5는 밸브가 폐쇄되어 있는(제1 폐쇄 구성) 커플링된 밀봉 상태에서 커플링 디바이스의 다른 변형 실시예를 도시하고 있는 종방향 섹션의 개략적인 부분도.
도 6은 밸브가 개방되어 있는(제2 개방 구성) 커플링된 밀봉 상태에서 커플링 디바이스의 또 다른 변형 실시예를 도시하고 있는 종방향 섹션의 개략적인 부분도.

도 1에 도시되어 있는 커플링 디바이스(1)는 극저온 유체의 수송을 위한 자동 폐쇄부를 있는 "퀵 액션(quick-action)"형 탈착 가능 피팅일 수도 있다. 이 디바이스(1)는 예를 들어 소스로부터 탱크와 같은 수용기 내로 유체를 전달하거나 충전하기 위해, 예를 들어 (가동식 또는 고정식) 분배기와 (각각 고정식 또는 가동식) 수용기 사이의 유체 연결을 형성한다.

디바이스는 종방향으로 연장하는 2개의 유체 수송 파이프(2, 3)를 포함한다. 하나의 연결 단부에서, 각각의 파이프(2, 3)는 연결 단부들이 분리될 때 파이프(2, 3)를 자동으로 폐쇄하고(도 1 참조) 연결 단부들이 커플링될 때 파이프(2, 3)가 개방되는(도 4 또는 도 6 참조) 것을 가능하게 하도록 구성된 밸브 메커니즘을 포함한다.

디바이스(1)는 각각의 수송 파이프(2, 3) 주위에 배치된 외부 튜브(10, 11)를 더 포함한다. 외부 튜브(10, 11)는 수송 파이프(2, 3) 주위에 단열을 위한 진공 하의 공간을 형성한다.

예를 들어, 외부 튜브(10, 11)와 수송 파이프(2, 3) 사이의 진공 하의 공간은 예를 들어 다층 유형 "MLI"의 단열재를 포함한다.

커플링(밀봉) 위치에서, 2개의 연결 단부는 밸브 메커니즘이 폐쇄되고 2개의 수송 파이프(2, 3) 사이의 유체 연통을 방지하는 제1 폐쇄 구성(도 2 또는 도 3 참조)과 밸브 메커니즘이 개방되어 있고 2개의 수송 파이프(2, 3) 사이의 유체 연통을 보장하는 제2 개방 구성(도 4 참조) 사이에서 상대적으로 종방향으로 변위되도록 구성된다.

제1 폐쇄 구성으로부터 제2 개방 구성으로의 전이는 서로 근접하는 2개의 유체 수송 파이프(2, 3)의 부가의 상대 종방향 이동에 의해 및/또는 서로 근접하는 2개의 밸브 메커니즘(4, 6, 8, 5, 7, 9)의 상대 이동에 의해 실현된다.

도시되어 있는 바와 같이, 2개의 수송 파이프 중 하나의 파이프(2)의 밸브 메커니즘(4, 6, 8)은 바람직하게는, 2개의 수송 파이프(2, 3)의 결합/커플링 위치에서, 하나의 연결 단부가 다른 연결 단부로 진입하는 암수형 시스템을 형성하기 위해, 다른 밸브 메커니즘(5, 7, 9)이 그 튜브(11) 내에 있는 것보다 비교적 더 오목한 정도로 그 외부 튜브(10) 내부에 수용된다.

도시되어 있는 바와 같이, 2개의 파이프 중 제1 파이프(3)의 연결 단부는 외부 튜브(11)에 고정된 밀봉 링(12)을 포함한다.

밀봉 링(12)은 2개의 연결 단부가 커플링될 때 2개의 연결 단부 사이의 외부에 대해 밀봉을 보장하도록 구성된 밀봉부(들)(14, 15)의 세트를 포함한다. 이 밀봉 링(12)은 예를 들어 제1 폐쇄 구성으로부터 제2 개방 구성으로의 전이 동안 2개의 별개의 위치 사이에서 외부 튜브(11)에 대해 종방향으로 병진 이동 가능하도록 장착된다.

디바이스는 바람직하게는 밀봉 링(12)을 제1 위치를 향해 압박하는 복귀 부재(13), 예를 들어 스프링, 특히 압축 스프링을 포함한다.

밀봉 링(12)은 밀봉 링(12)이 고정되는 튜브(11)와 밀봉식으로 상호작용하는 적어도 하나의 밀봉부(15)(바람직하게는 적어도 2개의 밀봉부(15))를 구비하는 내부면을 포함한다.

밀봉 링(12)은 커플링된 위치에서 다른 연결 단부에 대해 지지하도록 의도된 단부면을 더 포함한다. 이 단부면은 2개의 연결 단부가 커플링될 때(도 2 참조) 다른 연결 단부와 밀봉식으로 상호작용하도록 의도된 적어도 하나의 밀봉부(14)를 구비한다.

따라서, 밀봉 링(12)은 2개의 커플링된 연결 단부 사이의 밀봉 링크를 실현한다(또는 기여함)(밀봉부(14, 15)와 함께).

도시되어 있는 바와 같이, 밀봉 링(12)의 내부면 상에 위치된 적어도 하나의 밀봉부(15)는 종방향에 평행한 평면에서 압축됨으로써 밀봉을 보장할 수 있다. 유사하게, 단부면 상에 위치된 적어도 하나의 밀봉부(14)는 종방향에 평행하지 않은 평면, 특히 파이프의 종방향에 수직인 평면에서 압축됨으로써 밀봉을 보장할 수 있다.

물론, 이 배열은 한정적인 것은 아닌데; 축방향 또는 반경방향 밀봉부(들)의 다른 배열 유형이 고려될 수도 있다(아래에 설명될 도 5 참조).

반경방향 밀봉부는 밸브 메커니즘이 접촉하기 전에 커플링을 밀봉한다(개방되지 않음). 이는 0이 아닌 사체적을 포획할 수 있다. 그러나, 이들 반경방향 밀봉부는 하나의 부분을 다른 부분에 대해 변위시키는 것을 가능하게 한다. 축방향 밀봉부(들)는 커플링을 밀봉하지만 하나의 부분을 다른 부분에 대해 축방향으로 변위시키는 것을 가능하게 하지 않는다. 그러나, 이 밀봉 구성은 커플링 동안 사체적/포획 체적을 최소화하기 위해 유리하다.

도시되어 있는 바와 같이, 연결 단부들 중 하나는 밀봉된 커플링을 로킹하고 고정하도록 구성된 가동식 로킹 부재(16)를 포함할 수도 있다. 로킹 부재(16)는 2개의 커플링된 연결 단부가 서로 고정되는 것이 보장되는(도 3 또는 도 4 참조) 로킹 위치와 2개의 커플링된 연결 단부가 서로 고정되는 것이 보장되지 않는(예를 들어, 도 2 참조) 언로킹 위치 사이에서 변위 가능하다.

도시되어 있는 바와 같이, 그 로킹 위치에서, 로킹 부재(16)는 예를 들어 제1 연결 단부에 의해 지지되는 밀봉 링(12)이 다른 연결 단부에 기계적으로 고정되는 것을 보장할 수 있다.

이 로킹은 바람직하게는 2개의 단부의 임의의 변위를 가능하게 하지 않는다.

이 기계적 로킹(16)은 특히 밸브의 개방이 종료되었을 때 밀봉 링(12)을 로킹하는 데 필요할 수도 있다. 이는 이 구성에서, 이 로킹이 없으면, 디바이스 내의 유체의 압력이 다른 연결 단부에 대해 밀봉 링을 밀어내는 스프링(13)의 하중보다 더 클 수 있기 때문이다.

로킹 부재(16)는 2개의 연결 단부 중 하나 상에 장착될 수도 있다.

도 2의 예시적인 실시예에서, 제1 폐쇄 위치(밀봉된 커플링 및 폐쇄된 밸브)에서, 밸브 메커니즘은 접촉한다(또는 서로 같은 높이가 됨). 물론, 변형예로서, 이 제1 폐쇄 구성에서 밸브 메커니즘은 접촉하지 않을 수도 있다(또는 심지어 서로로부터 이격될 수도 있음).

수송 파이프 중 제1 파이프(3)의 밸브 메커니즘(5, 7, 9)은 밸브(5) 주위에 배치된 고정 시트(7)에 대해 폐쇄 위치를 향해 복귀 부재(9)(예를 들어, 스프링)에 의해 압박되는 가동 밸브(5)를 포함할 수도 있다.

제2 파이프의 밸브 메커니즘은 동일한 유형일 수도 있다. 그러나, 도시되어 있는 바와 같이, 제2 수송 파이프(2)의 밸브 메커니즘(4, 6, 8)은 고정식 기준 밸브(4) 및 기준 밸브(4) 주위에 배치된 가동 시트(6)를 포함할 수도 있다. 가동 시트(6)는 복귀 부재(8), 예를 들어 스프링에 의해 기준 밸브(4)에 대해 폐쇄 위치를 향해 압박된다.

도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 폐쇄 구성에서, 제2 수송 파이프(3)의 기준 밸브(4)는 제1 수송 파이프(2)의 가동 밸브(5)를 그 시트(7) 밖으로 밀어내지 않는다. 이는 밸브 메커니즘을 폐쇄 상태로 유지하고 유체의 유동을 방지한다. 가동 시트(6)는 부분적으로, 기준 밸브(4)에 대해 그 폐쇄 위치에 있다.

대조적으로, 제2 개방 구성에서(도 4 참조), 연결 단부들이 접촉하고 제2 수송 파이프(3)의 기준 밸브(4)는 제1 수송 파이프(2)의 가동 밸브(5)를 그 시트(7) 밖으로 밀어내고 밸브 메커니즘이 개방되게 한다. 유사하게, 제2 파이프(2)의 밸브 메커니즘(4, 6, 8)은 개방된다. 예를 들어, 가동 시트(6)는 스프링(8)의 압력에 대항하여 기준 밸브(4)로부터 분리된다.

제2 개방 구성으로부터 제1 폐쇄 구성으로의 상대 이격 이동은 밸브 메커니즘이 자동으로 폐쇄되게 한다(특히 복귀 부재를 통해).

따라서, 밀봉 링(12)은 그 사이의 밀봉의 유지에 의해 2개의 커플링된 연결 단부를 상대적으로 변위시키는 것을 가능하게 한다.

그 연결 단부에 대한 이동성 때문에, 링은 따라서 다른 하나에 대해 수축 가능한 하나의 연결 단부의 단부를 형성할 수도 있어, 종방향에서의 그 상대 이동 동안 2개의 연결 단부 사이의 밀봉을 유지한다.

커플링은 이하의 단계를 포함할 수도 있다:

- 분리된 상태, 밸브 메커니즘 폐쇄됨(도 1 참조),

- 커플링, 밀봉 및 비로킹 상태, 밸브 메커니즘은 여전히 폐쇄되어 있음(도 2 참조),

- 커플링, 밀봉 및 로킹 상태, 밸브 메커니즘은 여전히 폐쇄되어 있음(도 3 참조),

- 커플링, 밀봉 및 로킹 상태, 밸브 메커니즘 개방됨(도 4 참조).

위치적으로 가능한 대안에서, 사용 순서는 이하와 같을 수도 있다:

- 가동식 연결 단부를 고정식 연결 단부 내로 또는 주위로 삽입함(밀봉이 아직 실현되지 않았고, 밸브가 폐쇄됨),

- 예를 들어, 밀봉 링(12)을 로킹함으로써 링크를 로킹함(연결 단부들 사이의 밀봉이 실현되고, 밸브가 폐쇄됨).

- 밸브를 개방하기 위해 고정 부분을 향한 가동 부분이 변위.

밸브를 개방하기 위한 연결 단부들의 이 상대 변위(및 역방향 이동)는 2개의 연결 단부 상에 정합하는 부착 부재, 예를 들어 베이어닛 유형, 레버 유형, 램 유형, 또는 다른 유형의 메커니즘을 포함하는 임의의 종류의 퀵 액션 연결 메커니즘에 의해 구현될 수 있다.

이 비한정적인 예에서, 밀봉 링(12)은 (고정식 또는 가동식) 수형 연결 단부에 고정되지만, 다른 (암형 및 가동식 또는 고정식) 연결 단부에 의해 지지될 수 있다.

이 밀봉 링(12)은 바람직하게는 커플링 디바이스의 비교적 고온인 외부 부분(극저온 유체와 접촉하는 밸브 메커니즘에 근접한 극저온 부분과 대조적으로) 상에 장착된다.

밀봉 링(12)은 바람직하게는 디바이스(1)의 수형 및 가동 연결 단부 상에 장착된다(이는 커플링의 사체적을 제한함). 그러나, 임의의 다른 구성이 고려 가능하다.

도 6의 변형예는 도 4의 상태(밀봉된 커플링 및 폐쇄된 밸브 메커니즘)에 대응하고 개방 위치에서의 밸브 메커니즘의 예를 도시하고 있다. 동일한 요소는 동일한 참조 번호에 의해 표시된다. 게다가, 단순화를 위해, 이 예시된 변형예는 로킹 링(선택적)을 갖지 않는다.

도 5의 변형예는 도 2의 상태(밀봉된 커플링 및 폐쇄된 밸브 메커니즘)에 대응한다. 이 변형예에서, 단부면의 밀봉부(14)는 반경방향 밀봉(종방향에 평행한 평면에서의 압축)을 보장한다. 게다가, 내부 밀봉부(15)에는 축방향 밀봉(종방향에 수직인 평면에서의 압축)이 존재한다.

힘의 균형, 특히 밀봉 링(12)을 압박하는 복귀 부재(13)의 캘리브레이션에 따라, 전술된 로킹 부재는 가능하게는 생략될 수도 있다.

밸브 메커니즘의 로킹 및 작동은 밀봉 링(12)을 수반하지 않고 고정 연결 단부와 가동 연결 단부 사이에서 직접 행해질 수 있다. 이 경우, 특히 축방향 밀봉부를 통해 밀봉을 획득하기 위해, 이 밀봉부는 가압될 수도 있다(예를 들어, 스프링에 의해 또는 압력에 의해).

하나의 유리한 해결책은 암형 부분 상에 방사형 밀봉부를 제공하고 수형 부분 상에 축방향 밀봉부를 제공하는 것이다. 이는 디바이스 내의 유체에 의해 인가되는 압력에 의해 축방향 밀봉부(15)를 가압하는 것을 가능하게 한다.

따라서, 본 발명은 액체 수소와 같은 극저온 유체용 파이프 및/또는 탱크를 반복적으로 연결 및 분리하기 위한 신속하고 간단하며 안전한 디바이스(1)를 제안한다. 연결 단부들은 수동으로 쉽게 취급될 수 있다.

이 디바이스는 저온 부분 내로의 열의 진입을 최소화한다. 외부 부분은 극저온에 있지 않다.

연결/분리는 연속적인 단계: i) 적절한 경우 커플링 및 로킹(열-기밀성), ii) 밀봉 링(12)에 의해 허용되는, 그를 향한 또는 이격하는 부가의 이동을 통한 밸브 메커니즘 개방(유체 전달), iii) 밸브 메커니즘 폐쇄(극저온 밀봉), iv) 언로킹 및 분리로 수행될 수 있다.

게다가, 디바이스는 비상 분리 시스템("해체")을 포함할 수도 있다.

Claims (16)

1. 종방향으로 연장하고 연결 단부들이 분리될 때 파이프(2, 3)를 자동으로 폐쇄하고 연결 단부들이 커플링될 때 파이프(2, 3)가 개방되는 것을 가능하게 하도록 구성된 밸브 메커니즘(4, 6, 8, 5, 7, 9)을 하나의 연결 단부에 각각 포함하는 2개의 유체 수송 파이프(2, 3)를 포함하는 극저온 유체의 수송을 위한 자동 폐쇄부를 갖는 탈착 가능 커플링 디바이스이며, 디바이스(1)는 각각의 수송 파이프(2, 3)의 주위에 배치되고 수송 파이프(2, 3)의 단열을 위한 진공 하의 공간을 형성하는 외부 튜브(10, 11)를 더 포함하고, 커플링된 위치에서 2개의 연결 단부는 밸브 메커니즘이 폐쇄되어 있고 2개의 수송 파이프(2, 3) 사이의 유체 연통을 방지하는 제1 폐쇄 구성과 밸브 메커니즘이 개방되어 있고 2개의 수송 파이프(2, 3) 사이의 유체 연통을 보장하는 제2 개방 구성 사이에서 상대적으로 종방향으로 변위 가능하도록 구성되고, 제1 폐쇄 구성으로부터 제2 개방 구성으로의 전이는 서로 근접한 2개의 유체 수송 파이프(2, 3)의 상대 종방향 이동에 의해 및/또는 서로 근접한 2개의 밸브 메커니즘(4, 6, 8, 5, 7, 9)의 상대 이동에 의해 실현되고, 2개의 파이프 중 제1 파이프(3)의 연결 단부는 외부 튜브(11)에 고정된 밀봉 링(12)을 포함하고, 밀봉 링(12)은 제1 폐쇄 구성으로부터 제2 개방 구성으로의 전이 동안 2개의 별개의 위치 사이에서 외부 튜브(11)에 대해 종방향으로 병진 이동 가능한, 디바이스에 있어서,
   밀봉 링(12)은 2개의 연결 단부가 커플링될 때 2개의 연결 단부 사이의 외부에 대한 밀봉을 보장하도록 구성된 밀봉부(들)(14, 15)의 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
2. 제1항에 있어서, 밀봉 링(12)을 그 제1 위치를 향해 압박하는 복귀 부재(13), 예를 들어 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밀봉 링(12)은 밀봉 링(12)이 고정되는 튜브(11)와 밀봉식으로 상호작용하는 적어도 하나의 밀봉부(15)를 구비하는 내부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
4. 제3항에 있어서, 밀봉 링(12)의 내부면 상에 위치된 적어도 하나의 밀봉부(15)는 종방향에 평행하지 않은 평면에서 압축되고 그리고/또는 종방향에 평행한 평면에서 압축됨으로써 밀봉을 보장하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 밀봉 링(12)은 2개의 연결 단부가 커플링될 때 다른 연결 단부와 밀봉식으로 상호작용하도록 의도된 적어도 하나의 밀봉부(14)를 구비하는 단부면을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
6. 제5항에 있어서, 단부면 상에 위치된 적어도 하나의 밀봉부(14)는 종방향에 평행하지 않은 평면에서 압축됨으로써 밀봉을 보장하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 연결 단부들 중 하나는 2개의 커플링된 연결 단부가 서로 고정되는 것이 보장되는 로킹 위치와, 2개의 커플링된 연결 단부가 서로 고정되는 것이 보장되지 않는 언로킹 위치 사이에서 변위 가능한 가동식 로킹 부재(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
8. 제7항에 있어서, 그 로킹 위치에서, 로킹 부재(16)는 제1 연결 단부에 의해 지지되는 밀봉 링(12)이 다른 연결 단부에 고정되는 것을 보장하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 폐쇄 구성에서, 밸브 메커니즘은 접촉하거나 접촉하지 않고, 제2 개방 구성에서, 밸브 메커니즘은 접촉하고, 그 변위 및 개방을 보장하는 추력을 서로를 향해 인가하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 수송 파이프 중 제1 파이프(3)의 밸브 메커니즘(5, 7, 9)은 밸브(5) 주위에 배치된 고정 시트(7)에 대해 폐쇄 위치를 향해 복귀 부재(9)에 의해 압박되는 가동 밸브(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 제2 수송 파이프(2)의 밸브 메커니즘(4, 6, 8)은 기준 밸브(4) 및 기준 밸브(4) 주위에 배치된 가동 시트(6)를 포함하고, 가동 시트(6)는 복귀 부재(8)에 의해 기준 밸브(4)에 대해 폐쇄 위치를 향해 압박되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 제1 폐쇄 구성에서, 제2 수송 파이프(3)의 기준 밸브(4)는 제1 수송 파이프(2)의 가동 밸브(5)를 그 시트(7) 밖으로 밀어내지 않아, 밸브 메커니즘을 폐쇄 상태로 유지하고, 가동 시트(6)는 기준 밸브(4)에 대해 그 폐쇄 위치에 있고, 제2 개방 구성에서, 연결 단부들은 접촉하고 제2 수송 파이프(3)의 기준 밸브(4)는 제1 수송 파이프(2)의 가동 밸브(5)를 그 시트(7) 밖으로 밀어내고 밸브 메커니즘이 개방되게 하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 수송 파이프 중 하나의 파이프(2)의 밸브 메커니즘(4, 6, 8)은 2개의 수송 파이프(2, 3)의 결합 위치에서, 하나의 연결 단부가 다른 연결 단부로 진입하는 암수형 시스템을 형성하기 위해, 다른 밸브 메커니즘(5, 7, 9)이 그 튜브(11) 내에 있는 것보다 비교적 더 오목한 정도로 그 외부 튜브(10) 내부에 수용되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 외부 튜브(10, 11)와 수송 파이프(2, 3) 사이의 진공 하의 공간은 예를 들어 다층 유형 "MLI"의 단열재를 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 디바이스의 2개의 수송 파이프(2, 3)를 커플링하기 위한 방법이며, 2개의 연결 단부를 서로 근접하게 이동시키는 단계로서, 2개의 연결 단부는 외부에 대해 밀봉 방식으로 커플링되는, 이동 단계, 2개의 밸브 메커니즘(4, 6, 8, 5, 7, 9)을 접촉하여 배치하는 단계, 2개의 밸브 메커니즘(4, 6, 8, 5, 7, 9)을 개방하는 단계, 및 극저온 유체를 하나의 파이프로부터 다른 파이프로 유동하게 하는 단계를 포함하는, 방법.
16. 제15항에 있어서, 2개의 밸브 메커니즘(4, 6, 8, 5, 7, 9)을 개방하는 단계 전에, 상기 방법은 2개의 연결 단부가 외부에 대해 밀봉 방식으로 커플링되고 2개의 밸브 메커니즘(4, 6, 8, 5, 7, 9)이 폐쇄 위치에 있는 중간 구성을 갖고, 2개의 밸브 메커니즘(4, 6, 8, 5, 7, 9)을 개방하는 단계는 서로 근접한 2개의 유체 수송 파이프(2, 3)의 부가의 상대 이동 및/또는 2개의 밸브 메커니즘의 적어도 일부의 상대 변위를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.

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