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KR100227971B1 - 개스킷 리테이너를 갖춘 유체 커플링 - Google Patents

개스킷 리테이너를 갖춘 유체 커플링 Download PDF

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KR100227971B1
KR100227971B1 KR1019940026214A KR19940026214A KR100227971B1 KR 100227971 B1 KR100227971 B1 KR 100227971B1 KR 1019940026214 A KR1019940026214 A KR 1019940026214A KR 19940026214 A KR19940026214 A KR 19940026214A KR 100227971 B1 KR100227971 B1 KR 100227971B1
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KR
South Korea
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gasket
retainer
coupling
fluid coupling
sealing
Prior art date
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KR1019940026214A
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Inventor
제이. 몰렌캠프 마이클
에이. 바부더 제랄드
Original Assignee
토베 놀버트 제이.
카존 컴퍼니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Abstract

개스킷이 측방향 운동만으로 커플링 요소 사이에 유지되어 지지된 위치로 설치되고, 그 위치로 부터 제거될 수 있도록 배열된 튜브커플링용 개스킷 및 리테이너 조립체에 관한 것이다. 이 조립체는 결합된 커플링 요소를 반경방향으로 파지하기 위하여 개스킷의 정대향 측면상에 위치된 한쌍의 맞물림부를 갖춘 리테이너를 포함하고 있다.

Description

개스킷 리테이너를 갖춘 유체 커플링
제1도는 본 발명에 따라 형성된 개스킷과 리테이너 조립체를 결합한 일반적인 타입의 커플링 조립체를 도시하는 등각도.
제2도는 제1도의 커플링 조립체의 부분 단면도.
제3도는 암커플링 너트를 제거한 제1도의 커플링 조립체의 확대 등각도.
제4도는 제1도 내지 제3도의 실시예에 사용된 바람직한 형태의 개스킷 및 리테이너 조립체의 등각도.
제5도는 제4도에 도시된 개스킷 및 리테이너 조립체의 좌끝면도.
제6도는 제5도의 개스킷 리테이너의 측면도(제5도의 6-6선을 따른 도면).
제7도는 개스킷 및 리테이너 조립체를 설치하는 방식을 도시하며, 암커플링 너트링이 제거된 제1도에 도시되어 있는 타입의 커플링 조립체의 부분 단면도.
제8도는 개스킷 및 리테이너 조립체의 제2실시예의 정면도.
제9도는 제8도의 개스킷 및 리테이너 조립체의 단면도(제8도의 9-9선을 따른 도면).
제10도는 개스킷 및 리테이너 조립체의 제3실시예의 정면도.
제11도는 제10도의 실시예의 단면도(제10도의 11-11 선을 따른 도면).
제12도는 본 발명의 제4실시예에 따른 개스킷 리테이너 조립체의 정면도.
제13도는 제12도의 13-13선을 따른 단면도.
제14도는 제12도 및 제13도의 실시예에 사용된 개스킷 부재의 단면도.
[발명의 배경]
본 발명은 유체 커플링에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 대향하는 밀봉표면 사이에서 밀봉 개스킷을 지지하기 위한 개량된 장치와 결합하는 표면밀봉타입의 커플링에 관한 것이다.
종래의 미합중국 특허 제4,552,389호, 제4,650,227호 및 제4,838,583호에는 유체시스템 장치나 커플링 요소의 대향하는 밀봉표면 사이에 개스킷을 위치시키기 위한 리테이너 장치를 포함한 유체 커플링이 개시되어 있다.
이러한 종래 특허의 리테이너 장치에 있어서, 개스킷과 그리고 피결합 리테이너를 제거하여 교환하기 전에 커플링 요소는 연결이 끊겨 축선방향으로 분리되어야만 했다.
그래서, 통상 개스킷을 교환하기 위해서, 파이프나 배관 시스템은 부가적인 피팅과 제거 가능한 부품을 사용하여 커플링 요소의 축선방향 분리를 허용하도록 설계되어야만 했다.
[발명의 개요]
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 개스킷이 순전히 반경방향 운동만으로 삽입되고 제거될 수 있는 커플링 장치를 제공한다. 그래서 밀봉표면은 개스킷을 제거하여 교환하기 위하여 개스킷으로 부터 떨어지기에 충분한 정도로만 축선방향으로 이동될 필요가 있다. 그래서 시스템을 최소한 분해하면서 정비, 부품교환 등을 행하는 것이 가능하다.
본 발명에 의하면, 각각 끝면으로부터 축선방향으로 뻗어있는 밀봉 돌출부를 갖춘 대향 원형 끝면을 지지하며 축선방향으로 일직선 정열되게 위치된 원통형 끝부를 구비한 제1및 제2커플링 요소와, 이 끝면을 그 사이에 위치된 원형의 편평한 금속 개스킷과 밀봉 맞물림하도록 이동시키기 위한 수단을 포함하는 타입의 표면밀봉 튜브커플링에는 개스킷을 끝면과 일렬로 유지시키기 위한 개량된 개스킷 리테이너가 제공된다. 이 개스킷 리테이너는 통상 정대향의 축선방향으로 뻗어 개스킷의 외면에 위치된 적어도 한쌍의 지지부를 포함한다. 이 한쌍의 지지부는 탄성적이며 통상 상호간에 반경방향 안쪽으로 가압되어 반경방향 안쪽의 파지력으로 대체로 정대향 위치에서 하나의 커플링 요소의 원통형 끝부분과 맞물린다. 이 개스킷 리테이너는 지지부 사이에서 한측면을 따라 전부 개방되어 개스킷 리테이너와 개스킷이 반경방향으로 커플링 요소들중 하나의 위치로 이동되도록 하여 개스킷 리테이너 및 결합된 개스킷의 설치와 제거를 허용하며 동시에 이 커플링 요소는 개스킷의 두께와 동일한 거리만큼만 상호간에 이격된 밀봉비드와 축선방향으로 일직선 정렬된다.
상기 설계에 의하면, 커플링 요소가 실질적으로 최종위치에 위치된 상태에서 개스킷을 설치 및 제거하는 것이 가능하다. 즉, 개스킷 표면으로 부터 밀봉표면을 분리하기에 충분한 정도만큼만 커플링 요소를 분리시키면 된다. 그래서 이 개스킷은 배관시스템의 주요요소가 최종위치에 위치된 상태에서 설치 및 제거될 수 있다. 이 개스킷을 교환하기 위하여 이 시스템에 특별한 제거가능한 요소 또는 부품을 제공할 필요는 없다.
본 발명의 또다른 특징에 의하면, 개스킷 리테이너는 개스킷과 일체로 형성될 수 있다. 다르게는, 개스킷 리테이너는 개스킷에 클립고정되거나 기계적으로 연결된 한개 이상의 분리요소가 될 수 있다.
본 발명의 또다른 목적에 의하면, 바람직한 형태의 개스킷 리테이너는 통상 C-형상체이며, 리테이닝부는 C-형상체의 양끝에 의해 형성된다. 또한, C-형상체가 이 C-형상체의 양끝사이의 통상 중간에서 개스킷에 연결되어 끝부분이 개스킷 및 연결지점에 대하여 반경방향으로 탄성적으로 굽혀질수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또다른 특징에 의하면, 개스킷 리테이너는 통상 정대향의 한쌍의 레그부를 포함하며, 이 레그부는 개스킷의 대향 측면에 개별적으로 연결되어 맞물림부를 한정한다.
상기한 바와같이, 본 발명의 주된 목적은 표면밀봉타입의 커플링 조립체에 사용하기 위한 개스킷 및 개스킷 리테이너 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 상기한 일반적인 타입의 개스킷 및 개스킷 리테이너 조립체를 제공하는 것이며, 여기에서 개스킷의 제거 및 교환은 커플링 요소가 일렬로 되고 밀봉표면이 개스킷의 두께보다 약간더 큰 거리만큼만 이격된 상태에서 일어날 수 있으므로 개스킷의 설치 및 제거는 개스킷을 정해진 위치로 측방향 이동시킴으로써 일어날 수 있도록 한다.
본 발명의 또다른 하나의 목적은 상기한 일반적인 타입의 개스킷 리테이너 조립체를 제공하는 것이며, 이것은 개스킷의 일체적 부분이거나 개스킷에 기계적으로 연결된 별개의 요소일 수 있다.
상기한 목적 및 이점은 첨부도면을 참조하여 이하 상세한 설명으로 부터 명백해질 것이다.
[바람직한 실시예의 상세한 설명]
바람직한 실시예가 예시된 도면을 참조하면, 제1도는 진공 및 고압시스템에 종종 사용되는 표면밀봉타입의 피팅을 도시하며, 통상 이것은 커플링 요소(12)상에 형성된 수나사부(16) 및 커플링 요소(14)를 수용하여 커플링 요소(12)의 수나사부(16)와 나사맞물림하는 암나사 너트부재(18)로 이루어진 나사체결수단에 의해 연결되는 제1커플링 요소(12)와 제2커플링 요소(14)를 포함한다. 제2도에서 알수 있는 바와같이, 본 실시예에서 커플링요소(12)는 비드의 형태로 도시된 원주방향으로 뻗어있는 밀봉돌기부(22)를 갖는 밀봉표면 또는 끝(20)을 포함한다. 그러나, 표면(20)상에 장착된 여러가지 다른 형태의 밀봉표면 돌기부를 갖는 것도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는다는 것을 알 수 있다.
마찬가지로 제2커플링 요소(14)는 완만하게 구부러진 비드요소의 형태로 도시되어 있는 바깥쪽으로 뻗어있는 밀봉돌기부(26)를 또한 구비한 밀봉끝표면(24)를 포함한다. 이 실시예에서, 2개의 커플링 요소(12 및 14)는 중심관통통로(12a 및 14a)를 각각 포함한다. 그러나, 커플링 요소중의 하나 또는 다른하나는 전체라인 클로저 또는 플러그로 사용되는 블라인드요소 일수 있다. 또한, 본 발명이 유체연결 커플링에 관하여 설명되었지만, 개개의 밀봉표면은 밸브, 필터요소 등 여러가지 타입의 유동 시스템 장치와 일체로 형성될 수 있다.
제2도 및 제3도를 참조하면, 본 발명의 커플링 조립체는 일직선 정렬된 정합 커플링 요소(12,14)의 사이에 위치되는 개스킷 및 리테이너 조립체(30)를 포함한다. 제4도 내지 제6도에 잘 도시된 바와같이, 조립체(30)는 편평한 금속의 환형 개스킷부(32)를 가지며, 이 개스킷부는 중심구멍(34)및 원형의 외주면(36)을 포함한다. 이 개스킷은 밀봉돌기부(22,26)가 개스킷의 대향 측면상에서 맞물려 그 안으로 약간 파고들어가도록 치수가 정해져, 커플링 요소(12 및 14)가 서로 축선방향으로 구동되어 개스킷(32)과 맞물릴때 유체밀봉을 발생시킨다.
본 발명에 의하면, 개스킷 및 리테이너 조립체(30)는 개스킷이 개스킷 및 리테이너 조립체의 순전히 측방향 운동만으로 커플링 요소(12 와 14)사이에서 유지되어 지지된 위치에 설치되고, 또한 그 위치로 부터 제거될 수 있도록 배열된다. 이것에 관해, 이 리테이너는 제5도에 예시된 바와같이 개스킷의 정대향 측면상에 위치되는 한쌍의 맞물림부(42 및 44)를 가진 리테이너부(40)를 포함한다. 통상 맞물림부(42,44)는 연결될 커플링 요소의 원형끝부의 직경에 해당하는 거리만큼 이격된다. 이 실시예에서, 제2도에 도시된 바와같이, 이것들은 커플링 요소(14)의 원형끝 부근에서 맞물려 개스킷(30)을 위치시킨다. 각각의 맞물림부(42 및 44)는 커플링요소(14)의 끝표면의 만곡부에 해당하는 아치형의 안쪽표면을 갖는 다. 또한, 이 맞물림부는 상호 가압되어 통상 설치되지 않은 상태에서 커플링 요소(14)의 끝부 직경보다 더 작은 간격을 갖도록 배열된다. 게다가, 제5도에 도시된 바와같이, 개스킷 및 리테이너 조립체는 제5도에 예시된 아치부(A)에 걸쳐 측방향으로 개방된다. 이러한 측방향 개방범위는 개스킷 외면에서 180。 보다 약간 작을 뿐이다.
상기로부터 알수 있는 바와같이, 맞물림부와 개스킷(32) 사이의 관계는 개스킷이 커플링요소의 원통형 끝부상의 위치로 측방향으로 이동될 수 있도록 한다. 이것은 제7도에 예시되어 있으며, 여기에서 개스킷 및 리테이너 조립체(30)는 커플링요소(12 및 14)의 밀봉끝표면 사이에서 측방향으로 이동하고, 또한 이 커플링요소는 조립체(30)의 개스킷부(32)의 두께보다 약간더 큰 정도로만 이격된 밀봉끝표면과 축선방향으로 일직선 정렬된 위치에 있음이 예시되어 있다. 그래서, 개스킷부재의 교환은 커플링 요소가 배관시스템에서 거의 조립상태인 채로 이루어진다. 이것은 개스킷 및 그 리테이너가 끝표면 사이에 상당히 큰 이격을 요하는 축선방향의 장착운동만을 통해서 제위치로 이동될 수 있는 전형적인 종래기술의 조립체와는 정반대이다. 일반적으로 이것은 분리하기 위해 배관시스템의 일부분을 해체하거나 및/또는 시스템내에 별개의 추가 요소를 포함할 것이 요구된다.
접촉표면(42,44)이 제공되어 피팅요소의 원통형 끝을 반경방향으로 파지하는 데에 필요한 가압을 하여 개스킷부재를 제위치에 유지하기 위한 여러방법이 있다. 제4도 내지 제6도의 개스킷 및 리테이너 조립체는 탄성의 C-형상체요소의 끝에 의해 형성된 리테이너 접촉부를 가지며, 이 C-형상체요소는 개스킷의 일체부분으로 형성되어 중간의 단일 웨브섹션(49)에 의해 연결된다. 이 C-형상체는 일반적으로 조립체가 장착될 커플링 요소의 원통형 끝부에 맞게 치수가 정해진 개스킷(32)의 바깥쪽 원주에지에 해당하는 만곡부를 갖춘 편평한 탄성요소이다.
제8도 및 제9도는 개스킷 및 리테이너 조립체를 약간 수정한 형태를 예시하고 있다. 이 실시예에서, 동일요소는 동일부호로 동일시되며, 프라임부호(')를 부가함으로서 제4도 내지 제6도의 실시예와는 구별된다. 도시된 바와같이, 리테이너부를 형성하고 맞물림부(42' 및 44')를 형성하는 C-형상체는 별개의 요소로서 형성되며 중간위치(50, 51 및 52)에서 스폿용접 함으로써 개스킷(32')의 외면에 연결된다. 이것은 접촉부(42' 및 44')를 형성하는 C-형상체의 끝부가 개스킷(30')에 비하여 약간더 구부러지고 탄성적이 되도록 하며 상호간에 안쪽 및 바깥쪽의 정반대로 구부러질수 있도록 하여 가압된 파지력을 제공한다.
제10도 및 제11도는 제3실시예를 도시하며, 이것은 동일부호를 사용하며 2중 프라임부호(")에 의해 구별된다. 이 실시예에서 접촉부(42"및44")는 도시된 형상의 별개의 만곡부재에 의해 형성되며, 예를들어 위치(53 및 54)에서 각각 스폿용접에 의해 개스킷(30")에 연결된다. 또한 이것은 접촉부의 반경방향 구부림과 정반대방향의 파지 및 가압을 허용한다. 제8도 내지 제9도 및 제10도 내지 제11도의 실시예에서, 리테이너부는 결합된 개스킷의 외면에서 거의 180。에 걸쳐 개방되도록 배열됨을 알 수 있다.
제12도 내지 제14도는 개스킷 및 리테이너 조립체의 제4실시예이며(동일부호와 3중 프라임(''')이 사용됨), 여기에서 리테이너(30''')의 C 형상체는 제4도 내지 제6도의 실시예의 C 형상체와 같이 형성되어 배열된다. 그러나, 개스킷 파지부(60)는 C 형상체로부터 뻗어있고 또한 C 형상체로 제공되지만, 제14도에 예시된 개스킷(64)의 폭이 좁은 외면에지와 맞물리는 일련의 밀접하게 이격된 파지요소(62)를 포함한다. 즉, 제14도의 개스킷(64)은 바깥쪽으로 뻗어 폭이 좁게 피닝되거나 기계가공된 부분(66)을 포함하며, 이 부분은 폭이 좁은 한쌍의 파지요소(62)사이에서 미끄러지며 그 안에서 개스킷 및 리테이너 조립체의 운동중에 커플링 요소상의 장착위치로 유지될 수 있다.
본 발명의 개스킷 리테이너는 이 요소의 본래 조립이 용이하도록 배열된다. 개스킷과 리테이너를 장착하기 위한 반경방향 운동은 종래기술의 장치에 요구되는 축선방향 운동에 비해 보다 더 단순한 설치자동화를 가능하게 한다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였다. 확실히, 본 명세서를 읽고 이해하면 수정 및 변경이 가능함을 알 수 있을 것이다. 이것은 첨부된 특허청구의 범위의 영역을 벗어나지 않는 이러한 모든 수정 및 변경이 가능하도록 되어있다.

Claims (12)

  1. 각각의 끝면으로 부터 축선방향으로 뻗어있는 밀봉비드(22,26)를 갖춘 대향 원형끝면(20,24)을 지지하며 축선방향으로 일직선 정렬되게 위치된 원통형 끝부를 구비한 제1및 제2커플링 요소(14,12)와, 이 끝면을 그 사이에 위치된 원형의 편평한 금속 개스킷(32)과 밀봉맞물림 하도록 이동시키기 위한 너트부재(18)를 포함하고 있는 표면밀봉 튜브커플링에 있어서, 개스킷(32)을 끝면(20,24)과 일직선 정렬되게 유지시키기 위한 개스킷 리테이너(40)를 구비하되, 상기 개스킷 리테이너(40)는 정대향으로 축선방향으로 뻗어있고 개스킷(32)의 외면(36)에 위치하고 탄성적이며 상호간에 반경방향 안쪽으로 가압되어 정대향 위치에서 상기 커플링 요소(14,12)중 하나의 원통형 끝부를 반경방향 안쪽의 파지력으로 맞물리게 하는 적어도 한쌍의 지지부(42,44)를 포함하며, 그리고 상기 개스킷 리테이너(40)는 지지부(42,44) 사이에서 개스킷의 적어도 한측면을 따라 전부 개방되어 개스킷 리테이너(40)와 개스킷(32)이 반경방향으로 상기 커플링 요소(14,12)중 하나상의 위치로 이동되도록하여 개스킷 리테이너(40) 및 개스킷(32)의 설치와 제거를 허용하며, 동시에 밀봉비드(22,26)가 개스킷(32)의 두께와 동일한 거리만큼만 상호간에 이격된 상태로 커플링 요소(14,12)가 축선방향으로 일직선 정렬되는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  2. 제1항에 있어서, 개스킷 리테이너(40)는 개스킷(32)과 일체로 형성되며, 축선방향으로 뻗어있는 지지부(42,44)는 개스킷(32)에 연결되어 그로부터 축선방향으로 뻗어있는 별개의 레그부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  3. 제1항에 있어서, 개스킷 리테이너(40)는 C-형상체이며, 이 C-형상체의 양끝사이의 중간지점에서 개스킷에 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  4. 제1항에 있어서, 개스킷 리테이너(40)에는 개스킷(32)에 탄성적으로 고정하기위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  5. 축선방향으로 일직선 정렬되게 위치된 밀봉끝면(20,24)을 지지하는 원통형 끝부를 갖춘 제1및 제2커플링 요소(14,12)와, 밀봉끝면(20,24)을 그 사이에 위치된 원형의 편평한 금속개스킷(32)과 밀봉맞물림하도록 이동시키기 위한 체결수단을 포함하고 있는 유체 커플링에 있어서, 개스킷(32)을 밀봉끝면(20,24)과 일직선 정렬되게 위치시켜 유지하는 리테이너수단(40)으로서, 밀봉끝면(20,24)이 개스킷의 두께와 동일한 거리만큼 이격된 상태로 개스킷(32)및 리테이너 수단(40)의 측방향 삽입과 제거를 허용하기 위한 리테이너 수단(40)을 구비하되, 상기 리테이너 수단(40)은 개스킷(32)에 연결되며 이로부터 제1커플링 요소(14)의 원통형 끝부의 정대향 측면상의 위치에서 밀봉끝면(20,24)에 수직방향으로 뻗어있는 한쌍의 맞물림부(42,44)를 포함하며, 상기 맞물림부(42,44)는 개스킷(32) 및 리테이너 수단(40)을 제위치에 유지시키기 위하여 파지부가 제1커플링 요소(14)의 원통형 끝부를 파지하도록 하는 가압수단을 포함하고, 상기 리테이너 수단(40)은 개스킷(32)의 원주 둘레로 180。 보다 약간 작게 전체적으로 개방되어 방해되지 않는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  6. 제5항에 있어서, 리테이너 수단(40)은 개스킷(32)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  7. 제5항에 있어서, 파지부(42,44)는 제1커플링요소(14)의 원통형 끝부의 바깥쪽 표면에 맞게 치수가 정해진 오목한 파지면을 갖추어 제1커플링요소(14)의 원통형 끝부의 아치부의 위에 맞물리는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  8. 제7항에 있어서, 오목한 파지면(42,44)은 개스킷(32)과 일체로 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  9. 제7항에 있어서, 각각의 오목한 파지면(42,44)은 별개의 연결부에 의해 개스킷(32)에 연결되는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  10. 제7항에 있어서, 오목한 파지면(42,44)은 단일 연결부(48)에 의해 개스킷에 연결되며, 개스킷(32)은 원형의 외면을 가지는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  11. 제10항에 있어서, 오목한 파지면(42',44')은 개스킷(32')의 외면에 인접하게 위치한 단일의 C-형상부재에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
  12. 제7항에 있어서, 파지부(42,44)는 단일의 스프링금속부재의 일체부분인 것을 특징으로 하는 유체 커플링.
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