KR102123577B1 - 분할 링 결합부 - Google Patents

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KR102123577B1
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Abstract

파이프 결합부는 세그먼트들 사이에 삽입된 파이프 요소들을 수용하는 중앙 공간을 한정하기 위해 단부간에 부착된 세그먼트들을 갖는다. 세그먼트들은 각 세그먼트에서의 그루브들 내에 수용된 분할 링들 상에 지지된다. 세그먼트들은 결합부의 분해 없이 삽입을 허용하기 위해 사전 조립된 상태에서 이격된 관계로 지지된다. 세그먼트들에서의 그루브들은 3개의 표면 부분들을 갖는 플로어 표면을 갖는다. 각 세그먼트의 각 그루브 상의 표면 부분들 중 2개는, 세그먼트들이 이격된 관계로 지지될 때 분할 링들과 맞물린다.

Description

분할 링 결합부{SPLIT RING COUPLING}
본 출원은 2013년 12월 23일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 61/920,138의 출원이고, 이러한 가출원은 이를 통해 본 명세서에 의해 병합된다.
본 발명은 파이프 요소들을 단부 간의 관계로 결합하기 위한 기계 파이프 결합부들(couplings)에 관한 것이다.
파이프 요소들을 함께 단부 간에 결합하기 위한 종래 기술의 기계 결합부들은 동축으로 정렬된 파이프 요소들의 단부 부분들을 원주 방향으로 둘러싸게 위치가능한 상호 연결가능 세그먼트들을 포함한다. "파이프 요소"라는 용어는 임의의 파이프-형 아이템 또는 파이프-형의 형태를 갖는 구성요소를 기재하도록 본 명세서에 사용된다. 파이프 요소들은 파이프 스톡(pipe stock), 엘보우들(elbows), 캡들(caps) 캡들(caps) 및 티들(tees)과 같은 파이프 부속품들(pipe fittings)뿐 아니라 밸브들, 리듀서들(reducers), 스트레이너들(strainers), 제한기들(restrictors), 압력 조절기들 등과 같은 유체 제어 구성요소들을 포함한다.
각 기계 결합 세그먼트는 아치형 표면들을 갖는 하우징을 포함하고, 아치형 표면들은 하우징으로부터 방사상 안쪽으로 돌출하고, 평평한 단부 파이프 요소들, 숄더 단부 파이프 요소들, 숄더 및 비드 파이프 요소들, 또는 결합될 각각의 파이프 요소들 주위로 연장하는 원주형 그루브들과 맞물린다. 아치형 표면들과 파이프 요소들 사이의 맞물림은 조인트에 대한 기계적 제약을 제공하고, 파이프 요소들이 높은 내부 압력 및 외부 힘 하에서도 결합된 상태로 유지하는 것을 보장한다. 하우징들은 가스킷 또는 밀봉부(seal)를 수용하는 고리형 채널을 한정하고, 일반적으로 고리형 채널의 탄성중합 링은 각 파이프 요소의 단부들과 맞물리고, 유체 밀폐 밀봉을 제공하기 위해 세그먼트들과 협력한다. 세그먼트들은 일반적으로 러그들(lugs)의 형태인 연결 부재들을 구비하고, 연결 부재들은 하우징들로부터 바깥쪽으로 돌출한다. 러그들은 세그먼트들을 서로를 향해 끌어당기도록 조정가능하게 조여질 수 있는 너트들 및 볼트들과 같은 패스너들을 수용하도록 적응된다.
결합부들과 파이프 요소들 사이의 양호한 설비(fit)를 보장하기 위해, 종래 기술의 결합부들 상의 아치형 표면들은 맞물리도록 의도되는 파이프 요소의 외부 표면의 곡률 반경에 실질적으로 매칭되는 곡률 반경을 갖는다. 그루브형 파이프 요소들과 함께 사용된 결합부들에 대해, 아치형 표면들의 곡률 반경은, 아치형 표면들이 그루브들 내에 적절히 설비되고 맞물리도록 그루브들 외부에 있는 파이프 요소들의 외부 표면들의 곡률 반경보다 작다.
종래 기술의 결합부들에서 파이프 요소들의 외부 표면들과 결합부들의 아치형 표면들 사이의 이러한 기하학적 관계는, 기계적 결합부들이 사용될 때 시간이 소모되는 설치 프로세스를 초래한다. 일반적으로, 결합부는 함께 볼트 연결된(bolted) 세그먼트들 및 세그먼트들의 채널들 내에 포획된 링 밀봉부를 가지고 기술자에 의해 수용된다. 기술자는 먼저 결합부를 볼트 연결 해제(unbolting)함으로써 결합부를 분해하고, 링 밀봉부를 제거하고, 링 밀봉부를 연마하고(사전-연마되지 않은 경우), 결합될 파이프 요소들의 단부들 주위에 링 밀봉부를 위치시킨다. 링 밀봉부의 설치는, 링 밀봉부가 일반적으로 단단하고 연마가 밀봉부의 수동 관리를 어렵게 만들기 때문에, 파이프 요소들을 수용하기에 상당히 연마되고 신장되는 것과, 종종 어렵고 성가신 작업을 요구한다. 양쪽 파이프 요소들 상의 적소의 링 밀봉부를 통해, 세그먼트들은, 파이프 요소들의 단부들을 벌리고(straddling) 이들에 대해 링 밀봉부를 포획하는 시간에 위치된다. 배치 동안, 세그먼트들은 밀봉부와 맞물리고, 아치형 표면들은 존재시 그루브들과 정렬되거나, 파이프 요소들의 외부 표면들 상에 만들어징 정렬 마크들을 통해, 볼트들은 러그들을 통해 삽입되고, 너트들은 볼트들 상에 나사산 형성(threaded)되고, 조여져서, 결합 세그먼트들을 서로를 향해 끌어당겨지고, 밀봉부를 압축하고, 그루브들 내에서 아치형 표면과 맞물린다.
본 설명으로부터 명백한 바와 같이, 종래 기술에 따른 기계 파이프 결합부들의 설치는, 기술자가 일반적으로 적어도 7개의 개별적인 부품 부분들( 및 결합부가 2개보다 많은 세그먼트들을 가질 때 더 많다)을 다루고, 결합부를 완전히 분해하고 재조립해야 하는 것을 요구한다. 기술자가 먼저 부품마다 기계 파이프 결합부를 완전히 분해하고 그런 후에 이를 재조립하지 않고도 기계 파이프 결합부를 설치할 수 있는 경우, 상당한 시간, 노력 및 비용이 절감된다.
본 발명은 파이프 요소들을 단부간의 관계로 결합하기 위한 결합부에 관한 것이다. 하나의 예의 실시예에서, 결합부는 서로 단부간에 이격된 관계로 부착된 복수의 세그먼트들을 포함한다. 세그먼트들은 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 둘러싼다. 각 세그먼트들은 단부들 사이로 연장하는 채널을 갖는다. 각 세그먼트들은 단부들 사이로 연장하는 제 1 및 제 2 그루브들을 갖는다. 그루브들은 채널의 대항 측부들 상에서 서로 이격된 관계로 위치된다. 각 그루브들은 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들, 및 그 사이로 연장하는 플로어 표면(floor surface)에 의해 한정된다. 각 플로어 표면은 세그먼트들의 대항 단부들에 각각 배치된 제 1 및 제 2 표면 부분들과, 그 사이에 위치된 제 3 표면 부분을 포함한다. 제 1 및 제 2 표면 부분들 각각은 제 3 표면 부분보다 더 큰 곡률 반경을 갖는다. 결합부의 예는 또한 제 1 그루브 내에 위치된 제 1 분할 링과, 제 2 그루브 내에 위치된 제 2 분할 링을 포함한다. 제 1 및 제 2 분할 링들은 제 1 및 제 2 그루브들에서의 플로어들의 제 1 및 제 2 표면 부분들과 맞물리고, 이격된 관계로 세그먼트들을 지지한다.
특정한 예의 실시예에서, 분할 링들의 적어도 하나는 외부 곡률 반경 및 내부 곡률 반경을 갖는다. 내부 곡률 반경은 이 예에서 파이프 요소들의 외부 반경과 적어도 동일하다. 더욱이, 이 예에서, 세그먼트들의 적어도 하나 상의 제 1 및 제 2 표면 부분의 곡률 반경은 적어도 하나의 분할 링의 외부 곡률 반경과 실질적으로 동일하다.
예의 실시예에서, 분할 링들의 적어도 하나는 사전 조립된 상태에서 세그먼트들을 지지하고, 여기서 세그먼트들은, 파이프 요소들이 중앙 공간에 삽입되도록 할 정도로 충분히 이격된 관계로 적어도 하나의 분할 링 상에 지지된다. 이 예의 실시예에서, 적어도 하나의 분할 링은 파이프 요소들의 삽입 동안 결합부의 취급을 통해 세그먼트들을 사전 조립된 상태로 유지하기 위해 충분한 강성도(stiffness)를 갖는다.
예에 의해, 제 1 및 제 2 표면 부분들의 적어도 하나는 그루브들의 적어도 하나의 그루브의 총 길이의 약 5%로부터 약 30%로 연장하는 길이를 갖는다. 추가 예에서, 분할 링들의 적어도 하나는 직사각형 단면 형태를 갖는다. 다른 예의 실시예에서, 분할 링들의 적어도 하나는 서로 이격된 관계로 배치된 복수의 치형부(teeth)를 포함한다. 치형부는 적어도 하나의 분할 링 주위에 원주 방향으로 연장하고, 중앙 공간의 중심쪽으로 돌출한다.
다른 예의 실시예에 따른 결합부는 세그먼트들의 채널들 내에 위치된 밀봉부를 더 포함한다. 예로서, 밀봉부는 파이프 요소들의 외부 표면들과 맞물리도록 적응된 링 내부 표면들을 갖는 유연한 탄성 링을 포함한다. 링 내부 표면들은 세그먼트들 사이의 파이프 요소들의 삽입시 파이프 요소들을 수용하도록 하는 크기를 갖는 직경을 갖는다.
특정한 예의 실시예에서, 링 내부 표면들은 링 주위에 원주 방향으로 연장하는 제 1 및 제 2 립들(lips)을 포함한다. 립들은 이격된 관계로 링의 대항 측부들 상에 위치되고, 서로를 향해 실질적으로 안쪽으로 돌출한다. 립들은, 파이프 요소들과 맞물리고, 링이 세그먼트들에 의해 압축될 때 유체 밀폐 밀봉을 형성하도록 적응된다. 예로서, 제 1 및 제 2 립들 각각은 링으로부터 바깥쪽으로 향하는 원뿔형 표면을 갖는다. 원뿔형 표면들은, 파이프 요소들이 세그먼트들 사이에 삽입될 때 세그먼트들 사이에 파이프 요소들과 맞물리고 안내하도록 하는 크기를 갖는 폭을 갖는다.
예의 실시예에서, 밀봉 부재는 후방벽과, 링의 대항 측부들 상에 이격된 관계로 위치된 제 1 및 제 2 측벽들을 포함한다. 측벽들은 후방벽으로부터 실질적으로 방사상 안쪽으로 연장한다. 제 1 립은 제 1 측벽에 부착되고, 제 2 립은 제 2 측벽에 부착된다. 텅(tongue)은 후방벽에 부착된다. 텅은 링 주위에 원주 방향으로 연장한다. 텅은 제 1 및 제 2 립들 사이에 위치되고, 이 예의 실시예에서 실질적으로 방사상 안쪽으로 돌출한다. 텅은 세그먼트들 사이의 삽입시 파이프 요소들의 단부들과 맞물린다.
추가로 예로서, 세그먼트들은 세그먼트들을 중앙 공간쪽으로 끌어당기기 위한 조정가능하게 조여질 수 있는 연결 부재들을 포함한다. 조 정가능하게 조여질 수 있는 연결 부재들은 복수의 패스너들을 포함한다. 패스너들은 세그먼트들 사이로 연장하고, 세그먼트들을 사전 조립된 상태로 함께 유지되고, 세그먼트들은 적어도 하나의 분할 링 상에 지지된다.
예의 실시예는 세그먼트들의 제 1 세그먼트 상에 위치된 적어도 제 1의 각지게 배향된 표면과, 세그먼트들의 제 2 세그먼트 상에 위치된 적어도 제 2의 각지게 배향된 표면을 더 포함한다. 제 1 및 제 2 각지게 배향된 표면들은 향하는 관계(facing relation)에 있고, 패스너들이 제 1 및 제 2 각지게 배향된 표면들을 접촉시키도록 조여질 때 서로 위에 슬라이딩한다. 제 1 및 제 2 각지게 배향된 표면들 사이의 슬라이딩 운동은, 제 1 및 제 2 세그먼트들이 서로 상대적으로 반대 방향들로 회전하도록 한다.
다른 예의 실시예에서, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부는 복수의 세그먼트들을 포함하고, 복수의 세그먼트들은 단부간의 이격된 관계로 서로 부착되고, 중심축을 둘러싸고, 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 한정한다. 각 세그먼트들은 세그먼트들의 단부들 사이로 연장하는 후방벽에 의해 한정된 채널을 갖는다. 각 후방벽들은 중심축을 향하는 표면을 갖는다. 각 세그먼트들은 단부들 사이로 연장하는 제 1 및 제 2그루브들을 갖는다. 그루브들은 채널의 대항 측부들 상에서 서로 이격된 관계에 위치된다. 각 그루브들은 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들과, 그 사이로 연장하는 플로어 표면에 의해 한정된다. 각 플로어 표면들은 중심축을 향한다. 제 1 분할 링은 제 1 그루브 내에 위치되고, 제 2 분할 링은 세그먼트들의 제 2 그루브 내에 위치된다. 제 1 및 제 2 분할 링들의 적어도 하나는 적어도 하나의 세그먼트의 단부들에 근접한 제 1 및 제 2 그루브들 중 하나에서 플로어 표면들의 적어도 하나와 맞물려서, 이격된 관계로 세그먼트들을 지지한다. 적어도 하나의 세그먼트에 대해, 후방벽의 표면과 플로어 표면 사이의 거리는 중심축으로부터 연장하는 방사상 돌출하는 라인을 따라 측정될 때, 적어도 하나의 세그먼트의 단부들 사이의 중간의 제 1 지점에서의 제 1 값과, 적어도 하나의 세그먼트의 단부들의 적어도 하나에 근접한 제 2 지점에서의 제 2 값이다. 제 1 값은 제 2 값보다 더 크다.
예로서, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부는 복수의 세그먼트들을 포함하고, 복수의 세그먼트들은 단부간의 이격된 관계로 서로 부착되고, 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 둘러싼다. 각 세그먼트들은 단부들 사이로 연장하는 채널을 갖는다. 각 세그먼트들은 단부들 사이로 연장하는 적어도 하나의 그루브를 갖는다. 적어도 하나의 그루브는 채널에 인접하게 위치된다. 적어도 하나의 그루브는 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들과, 그 사이로 연장하는 플로어 표면에 의해 한정된다. 플로어 표면은 세그먼트들의 대항 단부들에 각각 배치된 제 1 및 제 2 표면과, 그 사이에 위치된 제 3 표면 부분을 포함한다. 제 1 및 제 2 표면 부분들 각각은 이 예의 실시예에서 제 3 표면 부분보다 더 큰 곡률 반경을 갖는다. 분할 링은 적어도 하나의 그루브 내에 위치된다. 분할 링은 플로어들의 제 1 및 제 2 표면 부분들과 맞물리고, 이격된 관계로 세그먼트들을 지지한다.
특정한 예의 실시예에서, 분할 링은 외부 곡률 반경 및 내부 곡률 반경을 갖는다. 내부 곡률 반경은 파이프 요소들의 외부 반경과 적어도 동일하고, 세그먼트들의 적어도 하나 상의 제 1 및 제 2 표면 부분들의 곡률 반경은 분할 링의 외부 곡률 반경과 실질적으로 동일하다.
예의 실시예에서, 분할 링은 사전 조립된 상태에서 세그먼트들을 지지하고, 여기서 세그먼트들은, 파이프 요소들이 중아 공간에 삽입되도록 할 정도로 충분히 이격된 관계로 분할 링 상에 지지된다. 특정한 예의 실시예에서, 분할 링은 파이프 요소들의 삽입 동안 결합부의 취급을 통해 세그먼트들을 사전 조립된 상태로 유지하기 위해 충분한 강성도를 갖는다.
예로서, 제 1 및 제 2 표면 부분들의 적어도 하나는 그루브들의 적어도 하나의 그루브의 총 길이의 약 5%로부터 약 30%로 연장하는 길이를 갖는다. 추가 예에서, 분할 링은 직사각형 단면 형태를 갖는다. 다른 예에서, 분할 링은 복수의 치형부를 포함하고, 복수의 치형부는 서로 이격된 관계로 배치되고, 분할 링 주위에 원주 방향으로 연장한다. 치형부는 이 예에서 중앙 공간의 중심쪽으로 돌출한다.
본 발명은 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부를 더 포함한다. 다른 예의 실시예에서, 결합부는 복수의 세그먼트들을 포함하고, 복수의 세그먼트들은 단부간의 이격된 관계로 서로 부착되고, 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 둘러싼다. 각 세그먼트들은 단부들 사이로 연장하는 채널을 갖는다. 각 세그먼트들은 단부들 사이로 연장하는 제 1 및 제 2 그루브들을 갖는다. 그루브들은 채널의 대항 측부들 상에 서로 이격된 관계로 위치된다. 각 그루브들은 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들과, 그 사이로 연장하는 플로어 표면에 의해 한정된다. 각 플로어 표면은 세그먼트들의 대항 단부들에 각각 배치된 제 1 및 제 2 표면 부분들과, 그 사이에 위치된 제 3 표면 부분을 포함한다. 제 1 및 제 2 표면 부분들 각각은 제 3 표면 부분의 곡률 중심으로부터 오프셋된 곡률 중심을 갖는다. 제 1 분할 링은 제 1 그루브 내에 위치되고, 제 2 분할 링은 제 2 그루브 내에 위치된다. 제 1 및 제 2 분할 링들은 제 1 및 제 2 그루브들에서 플로어들의 제 1 및 제 2 표면 부분들과 맞물리고, 이격된 관계로 세그먼트들을 지지한다.
특정한 예의 실시예에서, 분할 링의 적어도 하나는 외부 곡률 반경 및 내부 곡률 반경을 갖는다. 내부 곡률 반경은 파이프 요소들의 외부 반경과 적어도 동일하다. 이 예의 실시예에서, 세그먼트들의 적어도 하나 상의 제 1 및 제 2 표면 부분들은 적어도 하나의 분할 링의 외부 곡률 반경과 실질적으로 동일한 각 곡률 반경을 갖는다.
다른 예의 실시예에서, 분할 링들의 적어도 하나는 사전 조립된 상태에서 세그먼트들을 지지하고, 여기서 세그먼트들은, 파이프 요소들이 중앙 공간에 삽입되도록 할 정도로 충분히 이격된 관게로 적어도 하나의 분할 링 상에 지지된다.
예로서, 적어도 하나의 분할 링은 파이프 요소들의 삽입 동안 결합부의 취급을 통해 세그먼트들을 사전 조립된 상태로 유지하기 위해 충분한 강성도를 갖는다.
예의 실시예에서, 제 1 및 제 2 표면 부분들의 적어도 하나는 그루브들의 적어도 하나의 그루브의 총 길이의 약 5%로부터 약 30%로 연장하는 길이를 갖는다.
특정한 예의 실시예에서, 분할 링의 적어도 하나는 직사각형 단면 형태를 갖는다. 다른 예의 실시예에서, 분할 링들의 적어도 하나는 서로 이격된 관계로 배치된 복수의 치형부를 포함한다. 치형부는 적어도 하나의 분할 링 주위로 원주 방향으로 연장한다. 치형부는 중앙 공간의 중심쪽으로 돌출한다.
도 1은 본 발명에 따른 파이프 결합부의 예를 도시한 축방향 도면.
도 1a는 도 1에 도시된 파이프 결합부를 분해한 등각투상도.
도 2는 도 1에 도시된 파이프 결합부로부터의 세그먼트를 도시한 등각투상도.
도 3은 도 1에 도시된 파이프 결합부의 부분 단면도.
도 3a는 본 발명에 따른 파이프 결합부의 예의 실시예를 도시한 부분 단면도.
도 3b는 도 3a에 도시된 파이프 결합부로부터의 세그먼트의 등각투상도.
도 3c, 도 3d 및 도 3e는 본 발명에 따른 결합 세그먼트들의 예의 실시예의 단면도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 파이프 결합부의 다른 예의 실시예의 축방향 도면.
도 5a는 도 4 및 도 5에 도시된 파이프 결합부의 횡단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 파이프 결합부들과 함께 사용된 밀봉부들의 예의 등각투상도.
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 파이프 결합부들을 이용하는 방법을 도시한 횡단면도.
도 11은 본 발명에 따른 결합부의 예의 축방향 도면.
도 1 및 도 1a는 본 발명에 따른 결합부(10)의 예를 도시한다. 결합부(10)는 복수의 세그먼트들, 이 예에서, 중앙 공간(16)을 둘러싸게 서로 단부간에 부착된 2개의 세그먼트들(12 및 14)을 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 세그먼트들(12 및 14)(12가 도시됨)은 세그먼트들의 단부들(22 및 24) 사이로 연장하는 채널(20)을 갖는다. 각 세그먼트(12 및 14)도 또한 제1 및 제2 그루부들(26 및 28)을 갖는다. 그루브들(26 및 28)은 세그먼트들의 단부들(22 및 24) 사이로 연장하고, 채널(20)의 대항 측부들 상에 서로 이격된 관계로 위치된다. 각 그루브(26 및 28)는 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들(30 및 32)과, 측부 표면들 사이로 연장하는 플로어 표면(34)에 의해 한정된다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 플로어 표면(34)은 3개의 표면 부분들(36, 38 및 40)을 포함한다. 제 1 및 제 2 표면 부분들(36 및 38)은 각각 세그먼트들(12 및 14)의 대항 단부들(22 및 24)에 배치된다. 제 3 표면 부분(40)은 제 1 및 제 2 표면 부분들(36 및 38) 사이에 위치된다. 제 1 및 제 2 표면 부분들(36 및 38) 각각은 각 곡률 반경(42 및 44)을 갖고, 이들 반경들은 제 3 표면 부분(40)의 곡률 반경(46)보다 크다. 제 1 및 제 2 표면 부분들(36 및 38)은 유리하게 그루브들(26, 28) 중 하나의 그루브의 총 길이의 약 5%로부터 약 30%로의 길이를 갖는다.
도 1, 도 1a 및 도 3에 도시된 바와 같이, 결합부(10)는 제 1 및 제 2 분할 링들(48 및 50)을 포함한다. 분할 링(48)은 그루브(26) 내에 위치되고, 분할 링(50)은 세그먼트들(12 및 14)의 그루브(28) 내에 위치된다. 도 3을 참조하면, 분할 링들(48이 도시됨)은 외부 곡률 반경(52) 및 내부 곡률 반경(54)을 갖는다. 그 변형되지 않은 상태에서, 분할 링들의 외부 곡률 반경(52)은, 분할 링들(48 및 50)이 플로어 표면(34)의 제 1 및 제 2 표면 부분들(36 및 38)과 맞물려서, 아래에 구체적으로 기재되는 바와 같이 파이프 요소들이 중앙 공간(16)에 삽입되도록 할 정도로 충분히 이격된 관계로 세그먼트들(12 및 14)을 지지하도록 크기를 갖는다. 세그먼트들의 이러한 이격된 구성(도 1 및 도 3에 도시됨)은 "사전 조립된 상태"로서 알려져 있고, 분할 링들(48 및 50)의 강성도는, 조인트의 선적, 취급 및 조립 동안 세그먼트들(12 및 14)을 이러한 사전 조립된 상태로 유지할 정도로 충분하다. 그루브들(26 및 28)의 플로어 표면(34)의 제 1 및 제 2 표면 부분들(36 및 38)의 곡률 반경(42 및 44)이 그 변형되지 않은 상태에서 분할 링들(48 및 50)의 곡률 반경과 실질적으로 동일하다는 것이 유리하다. 추가로 이 때문에, 그 변형되지 않은 상태에 있을 때, 분할 링들(48 및 50)의 내부 곡률 반경(54)은, 결합부(10)가 결합하도록 의도되는 파이프 요소들의 최대 반경만큼 적어도 크게 되게 크기를 갖는다. 이것은, 결합부(10)가 아래에 기재된 바와 같이 사전 조립된 상태에 있을 때 파이프 요소들을 중앙 공간(16)에 삽입하도록 한다.
사전 조립된 상태에서, 세그먼트들(12 및 14)은 단부간에 서로 부착되고, 중앙 공간(16)을 둘러싸고, 도 1에 도시된 바와 같이 서로 이격된 관계로 지지되고, 이격은, 파이프 요소들이 세그먼트들(12 및 14) 사이에서 중앙 공간(16)에 삽입되도록 할 정도로 충분하다. 세그먼트들(12 및 14)의 상호 연결은 바람직하게, 도 1 및 도 2에 도시된 러그들(56 및 58)의 형태인 연결 부재들에 의해 달성된다. 러그들은 바람직하게 각 세그먼트의 각 단부에 위치되고, 세그먼트들로부터 바깥쪽으로 돌출한다. 러그들(56 및 58)은 서로 향하는 관계로 위치되고, 바람직하게 추가로 아래에 논의된 바와 같이 결합 세그먼트들을 서로 조정가능하게 연결하기 위해 러그들(56 및 58)과 조정가능하게 조여질 수 있고 협력하는 볼트들(60) 및 너트들(62)의 형태인 패스너들을 수용하도록 적응된다. 분할 링들(48 및 50)의 강성도는, 사전 조립된 상태의 이격된 관계로 세그먼트들(12 및 14)을 지지할 정도로 충분한 한편, 크지 않아서, 핸드 툴들의 이용이 세그먼트들(12 및 14)을 중앙 공간(16)쪽으로 끌어들이기 위해 볼트들(60) 및 너트들(62)을 조여지는 것을 방지하여, 외부 반경(52)이 그루브들(26 및 28)의 제 3 표면 부분(40)의 반경보다 더 작고 실질적으로 동일한 지점으로 분할 링들을 변형한다. 내부 반경(54)은 또한, 분할 링들이 파이프 요소들에서의 그루브들과 맞물리도록 하고 결합부(10)와 파이프 요소들 사이의 기계적 맞물림을 제공하여, 조인트의 분리를 야기하는 경향을 갖는 파이프 요소들 내의 내부 압력으로 인한 힘뿐 아니라 외부적으로 가해진 힘에 대해 파이프 요소들을 결합부에 유지하기 위해 분할 링들이 변형할 때 더 작아지게 된다. {파이프 요소들의 다른 유형들, 예를 들어, 솔더형(shouldered), 및 숄더와 비드 파이프 요소들은 내부 반경(54)에 의해 효율적으로 맞물릴 수 있다.} 그루브형 파이프 요소들과 함께 사용될 때, 분할 링들이 그루브들 내의 실질적으로 연속적인 맞물림을 제공하도록 직사각형 단면 형태(도 1a에 도시됨)를 갖는 것이 유리하다. 도 4, 도 5 및 도 5a에 도시된 다른 결합 실시예(64)에서, 분할 링들(66)은 복수의 치형부(68)를 포함한다. 치형부(68)는 서로 이격된 관계로 배치되고, 분할 링(66) 주위에 원주 방향으로 연장한다. 분할 링들(66)은 평평한 단부 파이프 요소들과 함께 유리하게 사용된다. 치형부(68)는 중앙 공간(16)의 중심(70)쪽으로 돌출하고, 부할 링들(66)이 세그먼트들(12 및 14)을 중앙 공간(16)쪽으로 끌어당기기 위해 볼트들(60) 및 너트들(62)을 조임으로써 변형될 때 평평한 단부 파이프의 외부 표면과 맞물리게 된다. 치형부는 파이프 요소들을 결합부에 고정하기 위해 원하는 기계적 맞물림을 제공하도록 파이프 요소들과 물린다(bike). 분할 링의 어느 한 유형의 이용(치형 또는 직사각형 단면)은 특별한 강성도를 갖는 파이프 결합부들을 제공하도록 예상된다. 세그먼트들은 철과 같은 금속으로 유리하게 형성되고, 분할 링들은 스프링 스틸, 스테인리스 스틸, 베리륨 구리, 뿐 아니라 나일론 및 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS)과 같은 플라스틱을 포함하는 폴리머들로 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 결합부(11)의 다른 예를 도시한다. 결합부(10)와 유사하게, 결합부(11)는 복수의 세그먼트들, 이 예에서, 중앙 공간(17)을 둘러싸는 단부간에 서로 부착된 2개의 세그먼트들(13 및 15)을 포함한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 각 세그먼트들(13 및 15)(13이 도시됨)은 세그먼트들의 단부들(23 및 25) 사이로 연장하는 채널(21)을 갖는다. 각 세그먼트(13 및 15)는 또한 제 1 및 제 2 그루브들(27 및 29)을 갖는다. 그루브들(27 및 29)은 세그먼트들의 단부들(23 및 25) 사이로 연장하고, 채널(21)의 대항 측부들 상에 서로 이격된 관계로 위치된다. 각 그루브(27 및 29)는 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들(31 및 33), 및 측부 표면들 사이로 연장하는 플로어 표면(35)에 의해 한정된다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 플로어 표면(35)은 3개의 표면 부분들(37, 39 및 41)을 포함한다. 제 1 및 제 2 표면 부분들(37 및 39)은 각각 세그먼트들(13 및 15)의 대항 단부들(23 및 25)에 배치된다. 제 3 표면 부분(41)은 제 1 및 제 2 표면 부분들(37 및 39) 사이에 위치된다. 각 제 1 및 제 2 표면 부분들(37 및 39)은 각 곡률 중심(43 및 45)을 갖고, 이들 곡률 중심은 제 3 표면 부분(41)의 곡률 중심(47)으로부터 오프셋(offset)(즉, 부합하지 않음)된다. 제 1 및 제 2 표면 부분들(37 및 39)은 유리하게 그루브들(27, 29) 중 하나의 그루브의 총 길이의 약 5%로부터 약 30%로의 길이를 갖는다.
결합부(10)와 유사하게, 결합부(11)는 제 1 및 제 2 분할 링들(49 및 51)(49가 도시됨)을 포함한다. 분할 링(49)은 그루브(27) 내에 위치되고, 분할 링(51)은 세그먼트들(13 및 15)의 그루브(29) 내에 위치된다(도 3b를 참조). 도 3a를 참조하면, 분할 링들(49가 도시됨)은 외부 곡률 반경(53) 및 내부 곡률 반경(55)을 갖는다. 그 변형되지 않은 상태에서, 분할 링들의 외부 곡률 반경(53)은, 분할 링들(49 및 51)이 플로어 표면(35)의 제 1 및 제 2 표면 부분들(37 및 39)과 맞물려서, 아래에 구체적으로 기재된 바와 같이 파이프 요소들이 중앙 공간(17)에 삽입되도록 할 정도로 충분히 이격된 관계로 세그먼트들(13 및 15)을 지지하도록 하는 크기를 갖는다. 세그먼트들의 이러한 이격된 구성(도 3a에 도시됨)은 "사전 조립된 상태"로서 알려져 있고, 분할 링들(49 및 51)의 강성도는 조인트의 선적, 취급 및 조립 동안 세그먼트들(13 및 15)을 이러한 사전 조립된 상태에 유지할 정도로 충분하다. 그루브들(27 및 29)의 플로어 표면(35)의 제 1 및 제 2 표면 부분들(37 및 39)의 곡률 반경이 그 변형되지 않은 상태에서 분할 링들(49 및 51)의 곡률 반경과 실질적으로 동일한 경우 유리하다.
추가로 이 때문에, 그 변형되지 않은 상태에 있을 때, 분할 링들(49 및 51)의 내부 곡률 반경(55)은, 결합부(11)가 결합하도록 의도되는 파이프 요소들의 최대 반경만큼 적어도 크도록 크기를 갖는다. 이것은, 결합부(11)가 아래에 기재된 바와 같이 사전 조립된 상태에 있을 때 파이프 요소들이 중앙 공간(17)에 삽입하도록 한다. 결합부(11)에 대해, 제 1 및 제 2 표면 부분들(37 및 39)의 곡률 반경이 결합부(10)와 달리, 제 3 표면 부분(41)의 곡률 반경에 대한 요구된 관계를 갖지 않고, 표면 부분들(36 및 38)의 곡률 반경(42 및 44)이 제 3 표면 부분(40)의 곡률 반경(46)보다 크다는 것이 주지된다.
도 3c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 결합 세그먼트들(21)의 예는, 세그먼트의 단부들 사이로 연장하고 채널(25)을 한정하는 후방벽(23)과, 분할 링들(미도시)을 수용하는 그루브(29)의 플로어 표면(27) 사이의 기하학적 관계에 의해 기재될 수 있다. 분할 링들이 위에 기재된 바와 같이 이격된 관계로 세그먼트들(21)을 지지하도록 하는 기하학적 관계는, 중심축(35)(예를 들어, 파이프 요소들의 길이 방향 축은 세그먼트에 의해 결합됨)과 세그먼트(21)의 단부들 사이의 중간의 지점(37) 사이에서 방사상 돌출하는 라인(33)을 따라 후방벽(23)의 표면과 그루브(29)의 플로어 표면(27) 사이에서 측정된 제 1 거리(31)와, 세그먼트(21)의 일단부에 근접한 지점(43)과 중심축(35) 사이에서 방사상 돌출하는 라인(41)을 따라 그루브(29)의 플로어 표면(27)과 후방벽(23)의 표면 사이에서 측정된 제 2 거리(39)에 관한 것이다. 제 1 거리(31)의 값은 본 발명에 따라 세그먼트들에 대한 제 2 거리(39)의 값보다 크다.
이러한 기하학적 상태는, 예를 들어 지점들(37 및 43) 사이를 횡단할 때 플로어(27)의 곡률을 연속적으로 변화시킴으로써 도 3c에 도시된 바와 같이 달성될 수 있다. 도 3d에 도시된 다른 예에서, 플로어(27)의 곡률은 세그먼트(21)의 단부들에 근접한 영역들에 갑자기 변화된다. 도 3e는 이격된 관계로 세그먼트들의 지지를 위한 분할 링들을 수용하기 위해 세그먼트들의 단부들에 근접한 영역들에서 각면의 직선 세그먼트들로 형성된 플로어(28)를 도시한다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따라 결합부들(10, 11 및 64)과 함께 사용된 밀봉부들의 예들을 도시한다. 밀봉부(72)(도 6)는 바람직하게 탄성중합 물질로 형성된 유연한 탄성 링이다. 밀봉부는 파이프 요소들의 외부 표면들과 밀봉부 사이에 밀봉 힘을 증가시키기 위해 파이프들 내의 내부 압력을 이용하는 립들(74)을 가질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 다른 밀봉 실시예(76)는 또한 립들(74) 사이에 위치된 텅(78)을 가질 수 있고, 텅은 밀봉부 주위에 원주 방향으로 연장하고, 방사상 안쪽으로 돌출한다. 텅(78)은 파이프 요소들에 상대적으로 밀봉부(76)를 적절히 위치시키는 것을 보장하기 위해 파이프 요소들의 단부들과 맞물리는 멈춤(stop) 표면을 제공한다. 텅(78)과의 파이프 요소들의 맞물림은 또한 그루브들(존재시), 또는 파이프 요소들의 외부 표면 상의 정렬 마크들과 표면들을 맞물리게 하는 파이프의 정렬을 달성한다. 밀봉부들(72 및 76)은 결합부들(10 및 64)의 채널들(20)(도 1a 및 도 2를 참조) 내에 수용된다.
파이프 조인트의 조립은 도 8 내지 도 10에 도시된다. 양쪽 파이프 요소들(80 및 82)이 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 결합부(10)에 삽입된 후에, 너트들(62)이 조여진다(또한 도 1을 참조). 너트들(62)은 세그먼트들(12 및 14)을 중앙 공간(16)쪽으로 끌어당기기 위해 볼트들(60)과 협력한다. 너트들의 조임은 러그들(56 및 58) 상에 힘을 가하고, 이것은 분할 링들(48 및 50)을 압축하고, 이들이 그루브들(84 및 86) 내에서 파이프 요소들(80 및 82)의 외부 표면들과 맞물리도록 변형하도록 한다. 평평한 단부 파이프(도 4 및 도 5를 참조)에 대해, 분할 링들(66)의 압축은, 치형부(68)가 파이프 요소들의 외부 표면에 물리도록 한다. 분할 링들(48 및 50)의 변형은 바람직하게 탄성이어서, 너트들(62)이 풀어질 때 이들 분할 링들이 실질적으로 원래 형태로 되돌아가게 하고, 이를 통해 결합부(10)가 본 명세서에 기재된 본 발명에 따른 방식으로 재사용되도록 한다. 분할 링들은 또한 상당한 가소 변형을 갖도록 설계될 수 있어서, 변형은 영구 세트를 링들에 제공한다. 실제적인 결합부들에 대해, 일반적으로 패스너들을 조이는 결과로서 분할 링들에서 발생하는 가소 및 탄성 변형의 몇몇 정도가 존재할 것이다. 밀봉부(72)는 또한 이러한 프로세스에 의해 변형되고, 립들(72)은 파이프 요소의 외부 표면들과 완전히 맞물리게 된다. 밀봉부(72)가 실질적으로 부피적으로 압축되지 않기 때문에, 세그먼트들에 의해 방사상 압축될 때 팽창할 수 있는 공간을 구비해야 한다.
조인트 강성도는 도 11에 도시된 바와 같이 결합 세그먼트들(71 및 73)을 이용하여 증가될 수 있다. 위에 기재된 바와 같이 그루브들 및 분할 링들을 갖는 것 외에도, 세그먼트들(71 및 73)은 또한 각지게 배향된 표면들{75(세그먼트(71) 상의) 및 77(세그먼트(73) 상의)}을 갖는다. 이 예에서 표면들(75 및 77)은 연결 부재들(79 및 81)에 인접하게 위치된다. 세그먼트(71) 상의 표면들(75)은 세그먼트(73) 상의 표면들(77)과 각 향하는 관계에 있다. 너트들(83)이 볼트들(85) 상에서 조여질 때, 세그먼트들(71 및 73)은 서로를 향해 끌어당겨지고, 표면들(75)이 표면들(77)과 맞물리고 그 위에서 슬라이딩하도록 접촉하게 된다. 표면들(75 및 77)의 경사가 결합부들의 대항 단부들 상에서 서로 대항할 때, 표면들 사이의 슬라이딩 운동은, 세그먼트들(71 및 73)이 축(87) 주위에서 서로 상대적인 반대 방향들로 회전하도록 하고, 분할 링들(미도시)이 수용되는 그루브들의 측부 표면들과 맞물리도록 하여, 조인트에 강도(rigidity)를 추가하도록 한다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 사전 조립된 결합부(10)에 대해, 세그먼트들과 분할 링들(48 및 50) 사이의 접촉에 의해 결정된 바와 같이 원하는 이격된 관계로 세그먼트들(12 및 14)을 유지할 볼트들(60) 상의 위치에 너트들(62)을 유지하는 것이 유리하다.

Claims (46)

  1. 단부간의 관계에서 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부(coupling)로서,
    서로 이격된 관계에서 단부간에 부착되고, 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 둘러싸는 복수의 세그먼트들로서, 상기 세그먼트들 각각은 상기 단부들 사이로 연장하는 채널을 갖고, 상기 세그먼트들 각각은 상기 단부들 사이로 연장하는 제 1 및 제 2 그루브들을 갖고, 상기 그루브들은 상기 채널의 대항 측부들 상에 서로 이격된 관계로 위치되고, 상기 그루브들 각각은 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들과, 그 사이로 연장하는 플로어 표면에 의해 한정되고, 상기 플로어 표면 각각은 상기 세그먼트들의 대항 단부들에 각각 배치된 제 1 및 제 2 표면 부분들과, 그 사이에 위치된 제 3 표면 부분을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들 각각은 상기 제 3 표면 부분보다 더 큰 곡률 반경을 갖는, 복수의 세그먼트들과;
    상기 제 1 그루브 내에 위치된 제 1 분할 링 및 상기 제 2 그루브 내에 위치된 제 2 분할 링으로서, 상기 제 1 및 제 2 분할 링들은 상기 제 1 및 제 2 그루브들에서 상기 플로어들의 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들과 맞물리는, 제 1 및 제 2 분할 링을 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 분할 링들은 상기 세그먼트들이 상기 이격된 관계에 있도록 지지하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 분할 링들의 적어도 하나는 외부 곡률 반경 및 내부 곡률 반경을 갖고, 상기 내부 곡률 반경은 상기 파이프 요소들의 외부 반경과 적어도 동일한, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 세그먼트들의 적어도 하나 상의 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들의 상기 곡률 반경은 상기 적어도 하나의 분할 링의 상기 외부 곡률 반경과 동일한, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 분할 링들의 적어도 하나는, 상기 파이프 요소들이 상기 중앙 공간에 삽입되도록 할 정도로 충분한 이격된 관계로 사전 조립된 상태에서 상기 세그먼트들을 지지하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 분할 링은 상기 파이프 요소들의 삽입 동안 상기 세그먼트들을 상기 사전 조립된 상태로 유지하기 위해 충분한 강성도(stiffness)를 갖는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들의 적어도 하나는 상기 그루브들의 적어도 하나의 그루브의 총 길이의 5%로부터 30%로 연장하는 길이를 갖는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 분할 링들의 적어도 하나는 직사각형 단면 형태를 갖는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 분할 링들의 적어도 하나는 복수의 치형부를 포함하고, 상기 복수의 치형부는 서로 이격된 관계로 배치되고, 상기 적어도 하나의 분할 링 주위에 원주 방향으로 연장하고, 상기 치형부는 상기 중앙 공간의 중심쪽으로 돌출하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 세그먼트들의 상기 채널들 내에 위치된 밀봉부(seal)를 더 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 밀봉부는 상기 파이프 요소들의 외부 표면들과 맞물리도록 적응된 링 내부 표면들을 갖는 유연한 탄성 링을 포함하고, 상기 링 내부 표면들은 상기 세그먼트들 사이의 상기 파이프 요소들의 삽입시 상기 파이프 요소들을 수용하도록 크기를 갖는 직경을 갖는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 세그먼트들은 상기 세그먼트들을 상기 중앙 공간쪽으로 끌어당기기 위한 조정가능하게 조여질 수 있는 연결 부재들을 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 조정가능하게 조여질 수 있는 연결 부재들은 복수의 패스너들을 포함하고, 상기 패스너들은 상기 세그먼트들 사이로 연장하고, 상기 세그먼트들을 사전 조립된 상태로 함께 유지하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 세그먼트들의 제 1 세그먼트 상에 위치된 적어도 제 1의 각지게 배향된 표면;
    상기 세그먼트들의 제 2 세그먼트 상에 위치된 적어도 제 2의 각지게 배향된 표면으로서, 상기 제 1 및 제 2 각지게 배향된 표면들은 향하는(facing) 관계에 있고, 상기 패스너들이 상기 제 1 및 제 2 각지게 배향된 표면들을 접촉시키도록 조여질 때 서로 위에 슬라이딩하고, 상기 제 1 및 제 2 각지게 배향된 표면들 사이의 슬라이딩 운동은, 상기 제 1 및 제 2 세그먼트들이 서로에 상대적으로 반대 방향들로 회전하도록 하는, 적어도 제 2의 각지게 배향된 표면을
    더 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  15. 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부로서,
    이격된 관계로 서로 단부간에 부착되고, 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 둘러싸는 복수의 세그먼트들로서, 상기 세그먼트들 각각은 상기 단부들 사이로 연장하는 채널을 갖고, 상기 세그먼트들 각각은 상기 단부들 사이로 연장하는 적어도 하나의 그루브를 갖고, 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 채널에 인접하게 위치되고, 상기 적어도 하나의 그루브는 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들과, 그 사이로 연장하는 플로어 표면에 의해 한정되고, 상기 플로어 표면은 상기 세그먼트들의 대항 단부들에 각각 배치된 제 1 및 제 2 표면 부분들과, 그 사이에 위치된 제 3 표면 부분을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들 각각은 상기 제 3 표면 부분보다 더 큰 곡률 반경을 갖는, 복수의 세그먼트들과;
    상기 적어도 하나의 그루브 내에 위치된 분할 링으로서, 상기 분할 링은 상기 플로어 표면의 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들과 맞물리는, 분할 링을
    포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 분할 링은 상기 세그먼트들이 상기 이격된 관계에 있도록 지지하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 분할 링은 외부 곡률 반경 및 내부 곡률 반경을 갖고, 상기 내부 곡률 반경은 상기 파이프 요소들의 외부 반경과 적어도 동일한, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 세그먼트들의 적어도 하나 상의 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들의 상기 곡률 반경은 상기 분할 링의 상기 외부 곡률 반경과 동일한, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 분할 링은, 상기 파이프 요소들이 상기 중앙 공간에 삽입되도록 할 정도로 충분한 이격된 관계로 사전 조립된 상태에서 상기 세그먼트들을 지지하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  20. 제 15항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들의 적어도 하나는 상기 그루브들의 적어도 하나의 그루브의 총 길이의 5%로부터 30%로 연장하는 길이를 갖는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  21. 제 15항에 있어서, 상기 세그먼트들의 상기 채널들 내에 위치된 밀봉부를 더 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  22. 삭제
  23. 제 15항에 있어서, 상기 세그먼트들은 상기 세그먼트들을 상기 중앙 공간쪽으로 끌어당기기 위한 조정가능하게 조여질 수 있는 연결 부재들을 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  24. 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부로서,
    단부간의 이격된 관계로 서로 부착되고, 중심축을 둘러싸고, 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 한정하는 복수의 세그먼트들로서,
    상기 세그먼트들 각각은 상기 세그먼트의 상기 단부들 사이로 연장하는 후방벽 및 상기 후방벽에 의해 한정되는 채널을 가지고, 상기 후방벽들 각각은 상기 중심축을 향하는 표면을 갖고;
    상기 세그먼트들 각각은 상기 단부들 사이로 연장하는 제 1 및 제 2 그루브들을 갖고, 상기 그루브들은 상기 채널의 대항 측부들 상에 서로 이격된 관계로 위치되고, 상기 그루브들 각각은 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들과, 그 사이로 연장하는 플로어 표면에 의해 한정되고, 상기 플로어 표면 각각은 상기 중심축을 향하는, 복수의 세그먼트들;
    상기 제 1 그루브 내에 위치된 제 1 분할 링, 및 상기 세그먼트들의 상기 제 2 그루브 내에 위치된 제 2 분할 링으로서, 상기 제 1 및 제 2 분할 링들의 적어도 하나는 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들에 근접한 상기 제 1 및 제 2 그루브들 중 하나에서 상기 플로어 표면들의 적어도 하나와 맞물려서, 상기 세그먼트들이 상기 이격된 관계에 있도록 지지하는 제 1 및 제 2 분할 링을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 세그먼트에 대해:
    상기 중심축으로부터 연장하는 방사상 돌출하는 라인을 따라 측정될 때, 상기 후방벽의 표면과 상기 플로어 표면 사이의, 거리는 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 사이의 중간의 제 1 지점에서의 제 1 값과, 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들의 적어도 하나에 근접한 제 2 지점에서의 제 2 값이고, 상기 제 1 값은 상기 제 2 값보다 큰, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 분할 링들은 상기 세그먼트들이 상기 이격된 관계에 있도록 지지하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  26. 제 24항에 있어서,
    상기 분할 링들의 적어도 하나는 외부 곡률 반경 및 내부 곡률 반경을 갖고, 상기 내부 곡률 반경은 상기 파이프 요소들의 외부 반경과 적어도 동일한, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 세그먼트들의 적어도 하나 상의 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들의 상기 곡률 반경은 상기 적어도 하나의 분할 링의 상기 외부 곡률 반경과 동일한, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  28. 제 24항에 있어서, 상기 분할 링들의 적어도 하나는, 상기 파이프 요소들이 상기 중앙 공간에 삽입되도록 할 정도로 충분한 이격된 관계로 사전 조립된 상태에서 상기 세그먼트들을 지지하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 적어도 하나의 분할 링은 상기 파이프 요소들의 삽입 동안 상기 세그먼트들을 상기 사전 조립된 상태로 유지하기 위해 충분한 강성도를 갖는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  30. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들의 적어도 하나는 상기 그루브들의 적어도 하나의 그루브의 총 길이의 5%로부터 30%로 연장하는 길이를 갖는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  31. 제 24항에 있어서, 상기 분할 링들의 적어도 하나는 직사각형 단면 형태를 갖는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  32. 제 24항에 있어서, 상기 분할 링들의 적어도 하나는 복수의 치형부를 포함하고, 상기 복수의 치형부는 서로 이격된 관계로 배치되고, 상기 적어도 하나의 분할 링 주위에 원주 방향으로 연장하고, 상기 치형부는 상기 중앙 공간의 중심쪽으로 돌출하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  33. 제 24항에 있어서, 상기 세그먼트들의 상기 채널들 내에 위치된 밀봉부를 더 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 밀봉부는 상기 파이프 요소들의 외부 표면들과 맞물리도록 적응된 링 내부 표면들을 갖는 유연한 탄성 링을 포함하고, 상기 링 내부 표면들은 상기 세그먼트들 사이의 상기 파이프 요소들의 삽입시 상기 파이프 요소들을 수용하도록 크기를 갖는 직경을 갖는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  35. 제 24항에 있어서, 상기 세그먼트들은 상기 세그먼트들을 상기 중앙 공간쪽으로 끌어당기기 위한 조정가능하게 조여질 수 있는 연결 부재들을 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 조정가능하게 조여질 수 있는 연결 부재들은 복수의 패스너들을 포함하고, 상기 패스너들은 상기 세그먼트들 사이로 연장하고, 상기 세그먼트들을 사전 조립된 상태로 함께 유지하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  37. 제 36항에 있어서,
    상기 세그먼트들의 제 1 세그먼트 상에 위치된 적어도 제 1의 각지게 배향된 표면;
    상기 세그먼트들의 제 2 세그먼트 상에 위치된 적어도 제 2의 각지게 배향된 표면으로서, 상기 제 1 및 제 2 각지게 배향된 표면들은 향하는(facing) 관계에 있고, 상기 패스너들이 상기 제 1 및 제 2 각지게 배향된 표면들을 접촉시키도록 조여질 때 서로 위에 슬라이딩하고, 상기 제 1 및 제 2 각지게 배향된 표면들 사이의 슬라이딩 운동은, 상기 제 1 및 제 2 세그먼트들이 서로에 상대적으로 반대 방향들로 회전하도록 하는, 적어도 제 2의 각지게 배향된 표면을
    더 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  38. 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부로서,
    이격된 관계에서 서로 단부간에 부착되고, 중심축을 둘러싸고, 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 한정하는 복수의 세그먼트들로서,
    상기 세그먼트들 각각은 상기 세그먼트의 상기 단부들 사이로 연장하는 후방벽 및 상기 후방벽에 의해 한정되는 채널을 가지고, 상기 후방벽들 각각은 상기 중심축을 향하는 표면을 갖고;
    상기 세그먼트들 각각은 상기 세그먼트들의 상기 단부들 사이로 연장하는 적어도 하나의 그루브를 갖고, 상기 적어도 하나의 그루브는 상기 채널에 인접하게 위치되고, 상기 적어도 하나의 그루브는 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들과, 그 사이로 연장하는 플로어 표면에 의해 한정되고, 상기 플로어 표면은 상기 중심축을 향하는, 복수의 세그먼트들;
    상기 적어도 하나의 그루브 내에 위치된 분할 링으로서, 상기 분할 링은 상기 세그먼트들의 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들에 근접한 상기 그루브들 중 하나에서 상기 플로어 표면과 맞물리고, 상기 세그먼트들이 상기 이격된 관계에 있도록 지지하는, 분할 링을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 세그먼트에 대해:
    상기 중심축으로부터 연장하는 방사상 돌출하는 라인을 따라 측정될 때, 상기 후방벽의 상기 표면과 상기 플로어 표면 사이의 거리는 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들 사이의 중간의 제 1 지점에서의 제 1 값과, 상기 적어도 하나의 세그먼트의 상기 단부들의 적어도 하나에 근접한 제 2 지점에서의 제 2 값이고, 상기 제 1 값은 상기 제 2 값보다 큰, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 분할 링은 상기 세그먼트들이 상기 이격된 관계에 있도록 지지하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  40. 제 39항에 있어서,
    상기 분할 링은 외부 곡률 반경 및 내부 곡률 반경을 갖고, 상기 내부 곡률 반경은 상기 파이프 요소들의 외부 반경과 적어도 동일한, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  41. 제 40항에 있어서, 상기 세그먼트들의 적어도 하나 상의 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들의 상기 곡률 반경은 상기 분할 링의 상기 외부 곡률 반경과 동일한, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  42. 제 38항에 있어서, 상기 분할 링은, 상기 파이프 요소들이 상기 중앙 공간에 삽입되도록 할 정도로 충분한 이격된 관계로 사전 조립된 상태에서 상기 세그먼트들을 지지하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  43. 제 38항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들의 적어도 하나는 상기 그루브들의 적어도 하나의 그루브의 총 길이의 5%로부터 30%로 연장하는 길이를 갖는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  44. 제 38항에 있어서, 상기 세그먼트들의 상기 채널들 내에 위치된 밀봉부를 더 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  45. 제 38항에 있어서, 상기 세그먼트들은 상기 세그먼트들을 상기 중앙 공간쪽으로 끌어당기기 위한 조정가능하게 조여질 수 있는 연결 부재들을 포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
  46. 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부로서,
    이격된 관계로 서로 단부간에 부착되고, 상기 파이프 요소들을 수용하기 위한 중앙 공간을 둘러싸는 복수의 세그먼트들로서, 상기 세그먼트들 각각은 상기 단부들 사이로 연장하는 채널을 갖고, 상기 세그먼트들 각각은 상기 단부들 사이로 연장하는 제 1 및 제 2 그루브들을 갖고, 상기 그루브들은 상기 채널의 대항 측부들 상에 서로 이격된 관계로 위치되고, 상기 그루브들 각각은 이격된 관계로 배치된 2개의 측부 표면들과, 그 사이로 연장하는 플로어 표면에 의해 한정되고, 상기 플로어 표면 각각은 상기 세그먼트들의 대항 단부들에 각각 배치된 제 1 및 제 2 표면 부분들과, 그 사이에 위치된 제 3 표면 부분을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들 각각은 상기 제 3 표면 부분의 곡률 중심으로부터 오프셋된 곡률 중심을 갖는, 복수의 세그먼트들과;
    상기 제 1 그루브 내에 위치된 제 1 분할 링 및 상기 제 2 그루브 내에 위치된 제 2 분할 링으로서, 상기 제 1 및 제 2 분할 링들은 상기 제 1 및 제 2 그루브들에서 상기 플로어들의 상기 제 1 및 제 2 표면 부분들과 맞물리고, 상기 세그먼트들이 상기 이격된 관계에 있도록 지지하는, 제 1 및 제 2 분할 링을
    포함하는, 단부간의 관계로 파이프 요소들을 결합하기 위한 결합부.
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