KR100522754B1 - 안전밸브와 압력 해제 밸브를 가진 신속 결합 파이프 피팅 - Google Patents

Abstract

피팅은 서로 결합될 수 있는 암부품(1)과 수부품(2)을 구비한다. 상기 두부품(1, 2)은 고정 부품(4, 9; 32)과 축방향으로 슬라이드하는 부품(10, 15; 37)으로 구성되어 있으며, 휴지 위치에 있을때, 유체용 통로 구멍(61, 36, 65)의 폐쇄 위치에 배열되어 있고 두부품(1, 2) 사이의 결합이 발생함으로써 상기 통로 구멍(61, 36, 65)의 개방 위치로 다른 부품의 대응 부품과 결합하여 변위된다. 수부품(2)은 두부품(1, 2)이 결합 작용하는 실제적인 단부에서 유체 공급 라인(65)을 차단하기 위한 안전 밸브(73)를 포함한다. 수부품(2)은 상기 유체 공급 라인(65)과 압력 해제 챔버(48) 사이에 개재된 압력 해제 밸브를 또한 구비하고 안전 밸브(73)가 개방 운동하기 바로 전에 상기 압력 해제 밸브(46)의 개방 위치로 작용되도록 위치된 개방 핀(45)이 구비된다.

Description

안전 밸브와 압력 해제 밸브를 가진 신속 결합 파이프 피팅{Quick Coupling Pipe Fitting with Safety Valve and Pressure Relieve Valve}

본 발명은 안전 밸브와 압력 해제 밸브를 구비하고 있는 신속 결합 파이프 피팅에 관한 것이다.

유체를 전달하는데 있어서, 플렉시블 또는 강성 파이프들을 연결하기 위하여 신속하게 결합될 수 있고, 이 파이프들이 유체 공급라인과 사용자에 연결될 수 있는 피팅(fitting)을 이용할 필요가 종종 있다.

공지의 신속 결합 피팅들은 일반적으로 암 수 두개의 부품으로 구성되며, 연결될 대응 파이프에 부착되며, 나사 수단 또는 걸림 수단에 의해 상호 결합된다.

현재 공지 기술에 따르면, 암부품은 공급 라인 또는 사용자와 결합하기 위한 내부에 나사부를 가진 너트에 삽입되는 한단부를 가진 내부 몸체와 상기 내부 몸체와 동축인 외부 몸체를 구비하는 구조체로 되어 있다.

내부 몸체는 확대된 단부를 가진 고정된 축방향 내부축으로 구성된 밸브 요소를 지지한다. 내부 몸체의 외측면은 공급 라인 또는 사용자에게 후에 연결될 사이 공간을 남겨 놓고 동축적으로 결합되고, 위치 결정 스프링의 탄성 작용하에서, 축의 확대된 단부와 맞물려 있는 내밀성 부시는, 수부품과 결합됨이 없이 유체의 통로에 대하여 상기 사이 공간을 전방에서 단단하게 폐쇄한다.

부시의 외부에 동심적으로 각각의 위치 결정 스프링과 함께 슬라이딩 슬리브로 구성된 상기 부시를 세척하는 유니트가 있다.

스포크를 가진 환형 요소는 환형 요소와 축방향 축의 후방 부분 사이에서 내부 몸체에 부착되어 있으며, 상기 환형 요소에는 유체가 통과할 수 있도록 몇개의 작은 직경을 가진 구멍이 형성되어 있다. 다른 변형예로서, 작은 직경을 가진 구멍의 존재와 관련된 난류가 발생되는 것을 회피하기 위하여, 상기 환형 요소는 서로 연달아 있는 환형 섹터 형상의 적어도 두개의 통로 구멍을 구비할 수 있으며, 상기 두개의 통로구멍은 상기 환형 요소의 외주를 따라 좁은 스포크에 의해 이격되어 있다.

수부품은 전체적으로 한 단부에 암부품과 결합하기 위한 수단이 구비되어 있는 외부 몸체와, 상기 외부 몸체에 동축적으로 고정된 내부 몸체와 공급 라인이나 사용자에 수부품을 결합하기 위한 상기 내부 몸체의 반대쪽 단부에 고정되어 있는 내부에 나사를 가진 너트를 구비한다. 차후에 공급 라인이나 사용자에게 연결될 수 있도록 형성되어 있으며, 내부 몸체의 전방 단부에 의해 지지되어 있는 시일과 외주 결합 위치에 대하여 위치 결정 스프링에 의해 가압되어 있는 피스톤에 의해 전방이 폐쇄되는 축방향 공동이 상기 내부 몸체내에 형성되어 있다.

암부품과 수부품을 결합시키는 동안에, 암부품의 슬라이딩 슬리브는 수부품의 내부 몸체에 의해 가압되고, 이동하는 동안에는 상기 슬라이딩 슬리브는, 부시와 함께 위치 결정 스프링의 변형력에 대항하여 잡아당긴다. 동시에 암부품의 내부 축방향 축은 수부품의 피스톤을 수부품의 내부 공동을 개방하는 위치까지 각 위치결정 스프링의 힘에 대항하여 후방으로 가압하며, 이때 공급라인으로부터 피팅을 거쳐 사용자까지의 유체를 위한 통로 구멍을 연속적으로 형성한다. 암부품의 부시는, 그 때에 수부품의 시일내에 상기 구멍의 측면 기밀도를 보장하도록 위치된다.

이러한 형식의 피팅이 매우 높은 작동 유체 압력에서 사용된다면, 결합하는 순간에 암부품이 빠지게 되는 일이 생길 수 있다. 피팅내에는 내부 시일들이 그들의 위치에 유지되는 것을 위태롭게 하는 정도의 높은 압력차가 나타날 수 있다. 이는 특히 수부품의 상기 시일에서 발생하며; 사실상, 시일은 시일의 시팅이 수부품의 전방 단부로부터 통상적으로 더 멀리 이격되어 있기 때문에 특히 반대 방향으로 부시를 변위하게 하는 압력의 차가 있다면, 암부품의 부시와 맞물릴 수부품의 피스톤에 의해 초래되는 축방향으로 변위되는 동안에 시일은 압력하에서 유체 유동에 노출된다. 압력차가 너무 크기 때문에, 시일은 시일의 위치로부터 빠져나오도록 압력을 받게 된다. 그 결과 기밀도가 부족하면 피팅으로부터 누설 또는 유체 누설을 야기한다.

이와 같은 문제점을 회피하기 위하여, EP-A-0686800호에 개시된 공지의 피팅에 있어서, 수부품은 피팅의 두부품을 결합하는 초기 국면에서 상기 공동과 상기 공급 라인 사이의 연통을 폐쇄하고 상기 커플링의 단부에서 상기 실제적인 연통을 대신하여 개방되도록 상기 수부품에 유동 방향으로 상기 수부품 공동의 상류에 위치하는 안전 밸브를 포함한다.

또한 수부품 시일은 수부품의 전방 단부에 매우 인접하게 위치한 시팅내에 내장되어 있으며, 이 때문에 상기 시일은 상기 결합의 상기 초기 국면 및 최종 국면동안에 상기 부시에 의해 취해진 모든 축방향 위치내에서 암부품의 상기 부시에 의해 폐쇄된다.

안전 밸브의 존재와 설명된 시일의 위치 결정은 높은 압력차의 효과를 위하여 부시를 일시적으로 후진시킬지라도 시일이 부시에 의해 확실히 커버되고 보호될 때만이 피팅을 통하여 유체의 통과가 허용되기 때문에 압력하에서 부품들 사이에서 가능한 높은 차이로부터 나오는 위험한 응력에 시일이 노출되는 것을 회피한다. 그러므로, 시일은 시일의 시팅내에 유지되며 수부품이 압력하에 있으며, 암부품이 빠질때 피팅으로부터 누설이나 유체 누설이 발생됨이 없이 특별한 결합 관계에 있을지라도 누설 방지 기능은 바르게 수행된다.

또한, 높은 압력에서의 이러한 피팅 작업은 수동 결합 작업을 만족하지 못하며, 이 때문에 피팅의 두부품 사이를 결합하기 위해 극복하기 위한 노력은 사실상 정상적인 인간의 능력 이상이다.

본 발명의 특징은 첨부된 도면내에 비제한적인 실시예로서 도시한 실시예의 하기 상세한 설명에 의해 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 피팅장치의 수부품을 도시한 종단면도이다.

도 2는 대응하는 암부품의 종단면도이다.

도 3은 피팅 장치의 두 부품이 서로 결합된 상태를 도시한 종단면도이다.

DE-A-4101001호에는 청구항 1의 전제부에 따른 신속 결합 파이프 피팅이 개시되어 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안한 것으로써 작동 압력이 높은 경우일지라도 피팅의 두부품을 손으로 결합할 수 있는 안전 밸브를 가진 파이프 피팅을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 이러한 목적은 서로 결합될 수 있는 암부품과 수부품을 구비한 피팅에 의해 달성되는데, 상기 두부품은 고정 부품과 축방향으로 슬라이드하는 부품으로 구성되어 있으며, 휴지 위치에 있을때, 유체용 구멍 통로의 폐쇄 위치에 배열되어 있고 두부품 사이의 결합이 발생함으로써 상기 통로 구멍의 개방 위치로 다른 부품의 대응 부품과 결합하여 변위되며, 상기 암부품의 고정 부품은 확대된 단부를 가진 내부 고정 축방향 축으로 이루어진 밸브 요소와 수부품과 결합됨이 없이 유체의 통로에 대하여 사이 공간이 기밀되도록 폐쇄하기 위하여 축의 확대된 단부와 탄성적으로 결합되도록 가압되며 유체를 위하여 상기 통로 구멍을 구성하는 사이공간을 형성하도록 상기 축의 방사방향 외측에 배열된 축방향으로 슬라이딩하는 부시를 구비한 암부품의 슬라이딩 부품을 구비하며, 상기 수부품의 고정 부품은 상기와 같은 결합이 발생함으로써 암부품의 상기 부시로 커버할 수 있는 시일을 구비하는 고정 몸체를 구비하고 상기 수부품의 슬라이딩 부품은 피팅의 두부품의 커플링이 발생함으로써 암부품의 축의 확대된 단부와 함께 정면 결합한 후에 개방하고 유체를 위한 상기 통로 구멍의 부가적인 부분을 구성하는 수부품의 축방향 공동이 기밀되도록 페쇄하기 위하여 상기 시일과 측면 결합하는 위치로 탄성적으로 가압되는 슬라이딩 피스톤과, 수부품의 상기 축방향 공동과 실제적으로 상기 커플링의 단부와 수부품의 상기 공동과 암부품의 상기 사이 공간이 개방된 후에 상기 연통부를 개방하도록 상기 피스톤에 의해 작용되고 상기 축방향 공동과 상기 공급 라인 사이의 연통을 로크하기 위하여 유체 공급 라인에 연결할 수 있는 수부품의 단부 사이에 위치한 안전 밸브를 구비한 피팅으로서, 상기 수부품은 상기 유체 공급 라인과 압력 해제 챔버사이에 개재된 압력 해제 밸브를 구비하며 안전 밸브의 개방 운동 바로 전에 상기 피스톤에 의해 직접적으로 작용되도록 배열된 개방핀을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 방법에 있어서, 안전 밸브를 열기 전에, 높은 작동 압력이 존재하고 있을지라도 유체의 누설이 전혀 없이 피팅의 두부품을 손으로 결합할 수 있도록 압력 해제를 허용한다.

도면에 도시된 피팅 장치는 암부품(1)과 수부품(2)에 의해 구성되어 있다.

도 2 에 도시된 암부품(1)은, 서로 단단하게 고정되어 있는, 유체 공급 라인 또는 사용자에 연결하기 위한 내부 나사를 구비한 너트(3)와, 한단부에 상기 너트(3)와 함께 제조되어 있는 외부 몸체(4)와, 외부 몸체(4)에 관하여 동심으로 배열되어 있고, 내부 몸체(6)와 유체 통로를 위한 여러 구멍(8)에 의해 폐쇄된 환형 고정 하부판(5)을 구비한다. 상기 외부 몸체(4)와 상기 너트(3) 사이의 완전한 유밀은 시일(7)에 의해 보장된다.

환형 하부판(5)은 고정되어 있는 내부 축방향 축(9)을 지지한다. 돌출부(11)들을 가지며 축(9) 방향으로 슬라이딩하는 기밀 부시(11)는 사이공간(61)을 두고, 상기 축(9)의 외부에 상기 축(9)과 동심을 이루며 놓여져 있다; 피팅 장치가 개방되어 있는 휴지 상태에서 상기 기밀 부시(10)는 슬리브(64)에 의해 오른쪽으로 상기 기밀 부시(10)를 가압하는 스프링(12)에 의해 축방향으로 가압되고; 축(9)의 확대된 단부와 결합되면 상기 스프링(12)에 의해 작용되는 힘과 균형이 되며 기밀 부시(10)를 균형상태로 유지한다.

축(9)의 확대된 단부와 부시(10)와의 결합체는 휴지 상태에서 유체의 통과를 방지한다.

기밀 부시(10)와 외부 몸체(4)의 내측은 위치 결정 스프링(16)에 의해 가압되고 내부 몸체(6)의 측면상에서 축방향으로 슬라이딩되며, 횡단 터미널 요소(51)를 구비하고, 슬리브(15)에 의해 형성되며 부시 자체의 세척 유니트가 외측에 동심적으로 위치된다.

기밀 부시(10)의 돌출부(11)를 위해 시팅(17)이 형성되어 있는 내부 몸체(6)는 접촉 표면을 가지며, 기밀 부시는 부가적인 시일(19)과 빠짐 방지 장치(20)를 구비한다.

외부 몸체(4)는 수부품(2)과 결합하는데 관계하는 단부상에 위치 결정 스프링(60)을 구비하는 슬라이딩 슬리브(30)를 구비한다. 슬리브(30)는 슬리브의 후방 단부 부근에 탄성 링(43)이 내부에 장착되어 있다.

슬리브(30)의 내측 표면의 전방 부분상에는 도 1 에 도시된 휴지 위치에서 형상부에 걸리게 하는 환형 노치(41)가 구비되어 있으며, 내부 몸체(4)의 대응하는 일련의 구멍(42)에 관련하여 각각의 볼(23)용 시팅들은 수부품(2)과 암부품(1)이 로크되도록 작용한다.

외부 몸체(30), 슬리브(15), 내부 몸체(4), 축(9)의 단부 표면들은 도면 부호 28로 전체적으로 지정된 완전한 평면을 형성하도록 배열된다.

도 1에는 결합 수부품(2)이 도시되어 있으며 고정 외부 몸체(32)를 구비하며 외부 몸체의 후방부에는 내부 덕트(65)를 가진 단부 너트(35)가 공급 라인 또는 사용자에 결합하기 위하여 형성되어 있다. 너트(35)에 의해 고정되어 있는 몸체(32)의 내측에는 요소(34)가 위치하며 여러개의 구멍(67)들이 관통되어 있다. 내부 요소(34)는 전방 관형 연장부(68)를 구비하고 내부 요소와 함께 외부 몸체(32)는 스프링(38)에 의해 가압된 피스톤(37)에 의해 전방이 폐쇄된 축방향 내부 공동을 형성한다. 외부 몸체(32)와 피스톤 사이의 긴밀도는 몸체(32)의 환형 시팅내에 내장되어 있는 탄성 링과 O-링으로 구성된 시일(40)에 의해 보장된다. 상기 시팅은 부시(10)와 대향하고 있는 내부 몸체(32)의 전방 단부 근처에 위치한다. 시일(40)의 결합에 의해 피스톤(37)은 축방향 공동(36)을 전방에서 긴밀하게 폐쇄한다. 피스톤(37)은 내부 몸체(34)의 관형 연장부(68)와 축방향으로 슬라이딩되어 결합된 후방 탱(70)(tang)을 구비한다.

수부품(2)에는 또한 피스톤 슬라이드의 후방 탱(70)상에 환형 지지체(76)가 단단히 고정되어 있는 축(72)을 구비한 버섯 모양의 헤드(71)와 함께 안전 밸브(73)가 구비되어 있다. 안전 밸브(73)의 헤드(71)는 덕트(65)와 공동(36) 사이의 연통을 차단하도록 중간에서 스프링(75)에 의해 내부 몸체(34)에 대하여 정상적으로 유지되어 있다. 스프링(75)은 환형 지지체(76)와 내부 몸체(34)의 방사상벽(77) 사이에 개재되어 있다. 축(72)의 환형 지지체(76)에 의해 또한 피스톤상에 작용하는 스프링(38)이 결합되어 있다.

축(72)의 내측에는 축방향 핀(45)이 슬라이드되도록 삽입되어 있으며, 이는 볼(46)의 후방에 놓여 있으며, 피스톤(37)내에 형성된 챔버(48)와 덕트(65) 사이의 연통의 폐쇄 위치로 스프링(47)에 의해 가압되는 축(72)으로부터 정면으로 제한된 거리만큼 돌출되어 있다.

시일(40)의 후방 위치에서, 외부 몸체(32)는 두 부품(1, 2)이 결합 위치에 있을때 암부품(1)의 볼(23)을 내장하기 위한 환형 시팅(21)이 도시되어 있다.

외부 몸체(32)와 피스톤(37)의 단부 표면은 전체적으로 도면부호 50으로 지정된 편평 표면을 형성하도록 배열되어 있다.

도 1 및 2에 도시된 본 발명에 따른 피팅의 두 암수 부품(1, 2)의 휴지 위치로부터 시작하여, 부품(1, 2)을 각각의 표면(28, 50)들이 접촉되도록 인접하게 가져옴으로써 결합이 달성된다. 특히 피스톤(37)의 겉 표면과 슬리브(15)의 수직 부품(51)의 겉 표면은 수부품(2)의 외부 몸체(32)의 겉 표면과 접촉된다.

제 1 결합 단계는 수부품(2)의 외부 몸체(32)를 구동시키면서 암부품(1)의 슬리브(15)를 후퇴시키고, 암부품의 사이공간(61)과 수부품의 축방향 공동(36) 사이의 연통을 연속적으로 개방하면서 암부품(1)의 축(9)을 구동시키면서 수부품(2)의 피스톤(37)의 후퇴를 제공한다.

그래서 피스톤(37)의 후퇴는 볼(46)을 후방으로 움직이는 핀(45)의 후퇴, 덕트(65)와 챔버(48)사이의 연통의 개방을 유발한다. 덕트(65)가 고압 유체 공급 라인에 연결된다면, 안전 밸브(73)의 압력 해제를 결정하며 피팅의 두 부품을 계속적으로 손으로 결합하는 것을 허용하며, 그렇지 않으면 축방향의 높은 강도가 적용되어 방지된다.

이렇게 압력을 해제하는 것 대신에 두 부품(1, 2)을 축방향으로 더욱 접근시키면 공급 덕트(65)와 공동(36) 사이의 연통을 개방한 채로 즉, 그 자체가 암부품(1)의 사이공간(61)과 이미 연통하며 이에 의해 사용자는 암부품 자체에 연결되며 피스톤(37)은 안전 밸브(73)가 후퇴하는 것을 허용한다.

결합은 암부품의 슬리브(30)를 슬라이드하므로써 완결되고 안정화, 즉 볼(23)을 상기와 같이 슬라이딩을 허용하도록 어떤 위치로 우선 방사 방향으로 변위시키고 수부품의 환형 시팅(21)의 내측 후방으로 변위시켜서 결합된다.

결합이 완성되고 로크된 최종 상태가 도 3에 도시되어 있다.

볼 밸브(46)를 개방하기 위한 핀(45)의 작용은 핀(37)에 의해 결정되며, 휴지 위치에 있을때 핀(45)으로부터 제거되고 이것의 후퇴 진로의 바로 이전에서만 핀(45)과 만난다. 이것은 볼 밸브(46)의 개방은 공급 덕트(65)내에서의 압력 밸브와는 독립적이라는 것을 의미한다.

Claims (2)

1. 서로 결합될 수 있는 암부품(1)과 수부품(2)을 구비하며, 상기 두부품(1, 2)은 고정 부품(4, 9; 32)과 축방향으로 슬라이드하는 부품(10, 15; 37)으로 구성되어 있으며, 휴지 위치에 있을때, 유체용 통로 구멍(61, 36, 65)의 폐쇄 위치에 배열되어 있고 두부품(1, 2) 사이의 결합이 발생함으로써 상기 통로 구멍(61, 36, 65)의 개방 위치로 다른 부품의 대응 부품과 결합하도록 변위되며, 상기 암부품(1)의 고정 부품(4, 9)은 확대된 단부(13)를 가진 내부 고정 축방향 축(9)으로 이루어진 밸브 요소와 수부품과 결합됨이 없이 유체의 통로에 대하여 사이 공간이 기밀되도록 폐쇄하기 위하여 축의 확대된 단부(61)와 탄성적으로 결합되도록 가압되며 유체를 위하여 상기 통로 구멍(61, 36, 65)을 구성하는 사이 공간(6)을 형성하도록 상기 축(9)의 외측에 동축적으로 배열된 축방향으로 슬라이딩하는 부시(10)를 구비한 암부품(1)의 슬라이딩 부품(10, 15)을 구비하며, 상기 수부품(2)의 고정 부품(32)은 상기와 같은 결합이 발생함으로써 암부품(1)의 상기 부시(10)로 커버할 수 있는 시일을 구비하는 고정 몸체(32)를 구비하고 상기 수부품(2)의 슬라이딩 부품(37)은 피팅의 두부품(1, 2)의 커플링이 발생함으로써 암부품(1)의 축(9)의 확대된 단부(13)와 함께 정면 결합한 후에 개방되고 유체를 위한 상기 통로 구멍(61, 36, 65)의 부가적인 부분을 구성하는 수부품(2)의 축방향 공동(36)을 기밀되도록 폐쇄하기 위하여 상기 시일(40)과 측면 결합하는 위치로 탄성적으로 가압되는 슬라이딩 피스톤과, 수부품의 상기 축방향 공동(36)과 실제적으로 상기 커플링의 단부와 수부품(2)의 상기 공동과 암부품(1)의 상기 사이 공간(61)이 개방된 후에 상기 연통부를 개방하도록 상기 피스톤(37)에 의해 작용되고 상기 축방향 공동(36)과 상기 공급 라인(65) 사이의 연통을 로크하기 위하여 유체 공급 라인에 연결할 수 있는 수부품의 단부 사이에 위치한 안전 밸브(73)를 구비한 신속 결합 파이프 피팅으로서,

   상기 수부품(2)은 상기 유체 공급 라인(65)과 압력 해제 챔버(48)사이에 개재된 압력 해제 밸브(46)를 구비하며 안전 밸브(73)의 개방 운동 바로 전에 상기 피스톤(37)에 의해 직접적으로 작용되도록 배열된 개방핀(45)을 구비하는 것을 특징으로 하는 신속 결합 파이프 피팅.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 해제 밸브(46)는 볼 밸브이며 상기 개방 핀(45)은 수부품(2)의 상기 공동(36)을 개방하기 위하여 상기 피스톤(37)이 변위된 후에 피스톤에 의해 전방으로 작용되고 상기 피스톤(37)으로부터 정상적으로 멀리 이동하는 축방향 핀인 것을 특징으로 하는 신속 결합 파이프 피팅.