KR20130111446A - 튜브 결합구의 또는 튜브 결합구와 관련된 향상 - Google Patents

Abstract

튜브 결합구는 튜브(T)를 수용하고 유지한다. 결합구는 결합 동체(10)를 포함하며, 결합 동체는 개방 단부(12)를 향하는 고리형 단차부(24)를 가진 관통로를 가진다. 고리형 시일(25)은 고리형 단차부에 인접하여 결합 동체 안에 위치된다. 단부 캡(13)은 결합 동체와 맞물리고 축방향으로 움직일 수 있다. 캡 안의 콜렛(17)은 외측 표면들을 가진 다리(20)들을 가지며, 외측 표면들은 단부 캡 안의 테이퍼진 표면(23)과 연계되어 다리들을 내측으로 강제함으로써 튜브를 파지한다. 시일(25)은 단부 캡(13)의 전방 움직임에 응답하여 축방향으로 압축됨으로써 튜브 단부가 가압되게 하여 시일 단부와 밀봉 맞물림이 이루어진다. 캡이 후퇴된 위치에 있을 때 편향 부재(28)는 편향력을 제공하여 다리(20)들을 축방향으로 테이퍼진 표면(23)에 강제한다.

Description

튜브 결합구의 또는 튜브 결합구와 관련된 향상{Improvements in or relating to tube couplings}

본 발명은 인라인(in-line)의, 엘보우(elbow), 또는 T 결합구 또는 튜브 폐쇄구(tube closure)를 제공하는 단일 튜브 또는 다중 튜브일 수 있는 튜브 결합구에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 튜브를 수용하여 유지하는 튜브 결합구에 관한 것으로서, 튜브 결합구는, 튜브의 단부 부분을 수용하도록 일 단부에 개방된 관통로를 가진 결합 동체; 튜브에 대한 단부 정지부를 제공하도록 개방 단부를 향하는 관통로 내부의 고리형 단차부; 고리형 단차부에 인접하여 결합 동체 안에 위치된 고리형 시일; 동체상에서의 전방 위치와 후퇴 위치 사이 축방향 움직임을 위하여 결합동체와 맞물린 단부 캡으로서, 개구를 통해 연장된 튜브의 단부 부분을 위한 개구를 가지는, 단부 캡; 콜렛 안으로의 튜브 삽입을 허용하는 캡 안의 콜렛으로서, 콜렛은 단부 캡 안의 테이퍼진 표면과 맞물리는 외측 표면들을 가진 복수개의 다리들을 가짐으로써, 튜브의 철회에 저항하도록 테이퍼진 표면이 다리들을 내측으로 강제하는, 콜렛;을 구비하고, 시일은 단부 캡의 전방 운동에 응답하여 축방향으로 압축되어 튜브 단부가 시일 단부와 시일 맞물림(seal engagement)되게 가압되도록 구성된다. 그러한 결합구는 차후에 "설명된 바와 같은"으로서 지칭될 것이다.

설명된 바와 같은 결합구는 유럽 출원 EP 1 310 720 에 개시되어 있다. 이러한 디자인은 영국 출원 GB 1 520 742 에 개시된 바와 같은 "Speedfit" 연결구의 개량형이다. 이것은 삽입된 튜브의 단부에 대한 시일을 제공하도록 설계된다. 이것은 공간(void)을 제거하며, 그렇지 않으면 공간이 O-링 시일과 튜브의 단부 둘레에 나타난다. 더욱이, 시일은 튜브와 전체적으로 매끄러운 관통 보어를 만든다. 그러한 공간이 없는 구조는 유체가 모일 수 있는 영역들을 제공하지 않으며 상대적으로 원활한 유동 경로는 세정이 용이하다.

이러한 연결구는 일부 성공적이다. 그러나, 신뢰성 있는 연결을 설정하는데 일부 어려움이 있었다. 콜렛은 캡 안에 제한된 정도로 자유롭게 미끄러질 수 있다. 튜브가 콜렛 안에 삽입되었을 때, 콜렛상의 치와 튜브 사이의 맞물림은 캡에 대하여 콜렛이 작은 양으로 내측으로 움직이게 한다. 일단 튜브가 삽입되면, 튜브의 단부를 시일 안으로 밀어넣어서 적절한 시일을 제공하기에 충분한 정도로 시일을 탄성 변형시키기 위하여 캡은 축방향으로 움직인다. 그러나, 만약 콜렛의 다리들이 캡으로부터 멀어지게 움직이도록 콜렛이 내측으로 움직였다면, 전방 위치를 향한 캡의 초기 움직임은, 시일의 필요한 압축을 제공하기보다, 콜렛과 캡 사이의 간극을 폐쇄시키는 역할만을 할 것이다. 따라서, 콜렛이 캡으로부터 현저하고 가변적인 범위로 분리될 수 있으므로 압축의 양의 정확하게 설정될 수 없다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 해결한 개량된 튜브 결합구를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 설명된 바와 같은 결합구가 편향력을 제공하는 부재에 의해서 특징지워지는데, 상기 부재는 캡이 철회 위치에 있을 때 다리들을 테이퍼 표면으로 축방향 강제하는 편향력을 제공한다.

그러한 구성으로써, 콜렛은 튜브가 삽입될 때 캡 안의 테이퍼진 표면에 대하여 더욱 신뢰성 있게 유지된다. 콜렛 다리들을 테이퍼진 표면과 신뢰성 있게 접촉되게 유지하는 것은 콜렛과 캡 사이에서 간극을 폐쇄시키는데 "낭비"되는 움직임이 없으므로 캡이 이동하는 양이 시일의 압축 정도에 직접적으로 관련됨을 의미한다. 이것은 시일 압축의 정확한 양이 커다란 신뢰성을 가지고 달성되는 것을 허용한다.

편향력을 제공하는 부재는 필요한 편향력을 제공할 수 있는 어느 곳에라도 제공될 수 있다. 예를 들어, 콜렛의 돌출 부분에 있는 외측으로 돌출된 어깨부와 캡의 단부 표면 사이에 작용하도록 캡의 외부에 있을 수 있다. 그러나, 바람직스럽게는, 편향력을 제공하는 부재는 캡 내부에 있으며, 왜냐하면 캡이 그 부재를 손상으로부터 보호하고 오물과 파편의 유입으로부터 부재를 보호하기 때문이다.

편향력을 제공하는 부재가 실제로 달성될 수 있는 여러 가지 방법들이 있다. 예를 들어, 개방 단부를 향하여 시일을 고리형으로 연장시키는 것일 수 있다. 이것은 일 단부에서 튜브를 시일하는 연속적인 동체를 제공하며, 반대편 단부에서, 콜렛의 다리들에 편향력을 제공한다.

대안으로서, 시일과 콜렛 다리들 사이의 간극에 걸쳐있는 실질적으로 단단한 슬리브가 있을 수 있으며, 슬리브는 그것이 시일을 압축하도록 치수가 정해지고, 그러한 압축은 슬리브를 통해 콜렛 다리들로 전달되는 편향을 제공한다.

그러나 바람직스럽게는, 편향력을 제공하는 부재가 탄성 슬리브의 형태로서, 탄성 슬리브는 시일과 콜렛 다리들 사이의 간극에 걸쳐있고, 탄성 슬리브의 압축성은 다리들에 적어도 일부의 편향력을 제공한다. 이러한 경우에, 탄성 편향력의 일부는 시일의 압축에 의해 제공될 수도 있다.

편향력을 제공하는 부재가 튜브형이고 결합 동체 안에 있을 때, 튜브에 대한 지지 및 반경 방향의 위치를 제공하는데 유리하다.

편향력을 제공하는 부재는 연속적인 압축성 재료로 만들어질 수 있지만, 바람직스럽게는 스프링이다 (예를 들어, 헬리컬 코일 스프링, 파상 링(undulating ring) 또는 대향하는 크로스(cross)의 링). 이러한 스프링은 캡의 전방 위치에서, 스프링의 더 이상의 압축이 불가능하도록 구성될 수 있다. 이것은 스프링에 대한 콜렛의 더 이상의 내측 움직임의 가능성을 제거함으로써, 콜렛을 제 위치에 잠그는 역할을 한다.

본 발명에 따른 결합구의 예들은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

도 1a 는 캡이 후퇴 위치에 있는 연결구의 제 1 예에 대한 부분적인 축방향 단면도이다.
도 1b 는 도 1 에 유사한 단면도로서, 도시된 튜브가 부분적으로 삽입되어 있다.
도 1c 는 도 1b 에 유사한 단면도로서, 튜브가 완전히 삽입되어 있다.
도 1d 는 연결구가 완전히 잠겨있도록 캡이 전방 위치에 있는 도 1c 와 유사한 단면도이다.
도 2 는 연결구의 제 2 예를 나타내는 도 1a 에 유사한 단면도이다.
도 3 은 연결구의 제 3 예를 나타내는 도 1a 에 유사한 단면도이다.
도 4 는 연결구의 제 4 예를 나타내는 도 1a 에 유사한 단면도이다.

도면에서, 도시된 연결구들은 인라인 연결구(in-line connector)들이다. 단순하게 하기 위하여, 오직 연결구의 좌측면이 단면으로 도시되어 있다. 연결구의 우측면은 동일한 구성을 가질 수 있거나, 또는 연결구의 우측면에는 필요에 따라서 상이한 연결 메카니즘이 제공될 수 있다. 동일한 연결구 디자인이 엘보우(elbow) 또는 T 결합구 또는 튜브 폐쇄구들에 동등하게 적용할 수 있는데, 여기에서는 다시 하나 이상의 연결구들이 상기에 설명된 바와 같으며, 필요에 따라 다른 것들이 상이한 설계로 이루어질 수 있다.

연결구는 결합 동체(10)를 포함하며, 결합 동체는 튜브(T)의 단부 부분을 내부적으로 수용하고 단부 캡(13)을 외부에서 수용하도록 일단부(12)에 개방된 관통로(11)를 가진다. 결합 동체(10)는 외부 나사 쓰레드(14)를 가지며, 외부 나사 쓰레드는 단부 캡(13)에 있는 보완의 내부 쓰레드와 맞물린다. 단부 캡(13)은 중심 개구(16)를 가지며, 그 안에 콜렛(17)이 수용된다. 콜렛(17)은 개구(16)를 통하여 연장된 고리형 부분(18)을 포함하고, 외측으로 돌출된 고리형 플랜지(19)를 가지며, 고리형 플랜지는 콜렛을 조작하기 위하여 수작업으로 파지될 수 있다. 단부 캡(13)에 있는 관통로 안으로 연장된 콜렛의 부분은 축방향으로 연장된 탄성 다리(20)들을 가지며, 탄성 다리들은 헤드(21) 안에서 끝나고, 헤드는 콜렛을 통해 연장되는 튜브를 파지하도록 그 내부에 내부 가시(barb) 또는 치(22)를 가진다. 그러한 콜렛들은 당해 기술 분야에 공지되어 있다.

테이퍼진 캠 표면(23)은 단부 캡(13) 내부에 형성되며, 개방 단부(12)를 향하여 내측으로 테이퍼진다. 콜렛(17)의 헤드(21)들은 테이퍼진 캠 표면(23)과 맞물림으로써, 콜렛이 축방향 외측으로 당겨질 때 헤드들이 반경 방향 내측으로 가압되고, 그에 의해 가시(22)들이 콜렛(17)을 통해 연장된 튜브(7)와 파지되고 맞물리게 된다. 튜브(T)를 연결구의 밖으로 당기려 하는 힘이 커질수록, 콜렛(17)은 도면에서 좌측으로 더 당겨지고 테이퍼진 캠 표면(23)에 의해 헤드(21)들로 더 큰 압축 정도가 제공된다.

결합 동체(10)에 있는 관통로(11)에는 단차부(24)가 형성되는데, 단차부는 결합 동체의 개방 단부(12)를 향한다. 고리형 시일(25)은 고리형 단차부(24)에 대하여 결합 동체(10) 안에 위치된다.

도 1c 에 가장 잘 도시된 바와 같이, 시일(25)은 튜브(T)의 단부 면에 대하여 밀봉을 이루는 내측 고리형 부분(26) 및, 외측 고리형 부분(27)을 가지며, 외측 고리형 부분은 튜브(7)에 대하여 추가적인 밀봉을 제공하도록 큰 정도로 개방 단부(12)를 향하여 돌출된다.

헬리컬 압축 스프링(28)의 형태인 탄성 부재는 관통로(11)를 둘러싸기 위하여 결합 동체(10) 안에 제공된다. 스프링(28)의 일 단부는 시일(25)의 외측 고리형 부분(27)에 대하여 지탱되는 반면에, 반대편 단부는 콜렛(17)의 헤드(21)들에 대하여 지탱된다. 스프링(28)이 압축 상태에 있을 때, 그것은 헤드(22)들을 개방 단부(21)를 향하여 강제시키는 경향이 있는, 콜렛(17)에 대한 축방향의 힘을 제공함으로써, 헤드들이 테이퍼진 캠 표면(23)에 대하여 유지된다.

연결구의 작동은 도 1a 내지 도 1d 를 참조하여 설명될 것이다. 도 1a 에 도시된 구성의 연결구에서 캡(13)은 그것의 후퇴 위치에 있으며, 튜브(T)는 도 1b 에 도시된 바와 같이 개방 단부(12)를 통해 삽입된다. 튜브(T)는 콜렛의 다리(20) 및 헤드(21)가 반경 방향 외측으로 편향되게 하며, 또한 가능하게는 작은 정도로 연결구 안으로 축방향 활강하게 한다. 그러나, 이때, 스프링(28)은 헤드(21)들이 테이퍼진 캠 표면(23)과 접촉되어 유지되도록 보장한다.

튜브(7)는 도 1b 에 도시된 바와 같이 그것이 시일(25)상에 놓일 때까지 연결구 안으로 밀리고, 이것은 삽입력에 대한 저항이 현저하게 증가되게 할 것이다. 이것은 튜브(7)가 완전하게 삽입되었음을 사용자에게 나타낸다.

삽입 과정을 완료하기 위하여, 단부 캡(13)이 이후에 회전되고 나사 쓰레드(screw thread, 14, 15)들은 도 1d 에 도시된 전방 위치로 그것이 움직이게 한다. 콜렛의 헤드(21)들은 테이퍼진 캠 표면(23)과 맞물리는 반면에, 가시(22)들은 헤드(21)들이 튜브(T)를 파지하는 것을 보장한다. 따라서, 단부 캡(13)의 실질적으로 모든 전방 움직임은 튜브(T)의 대응하는 움직임으로 옮겨지고, 이는 시일(25)의 대응하는 압축과 동등하게 된다. 따라서, 시일(25)의 압축의 정도는 이러한 구조를 가지고 정확하게 결정될 수 있다. 또한, 도 1d 에 도시된 바와 같이, 선택적인 특징으로서, 스프링(28)의 근접한 코일들은 전방 위치에서 서로 맞닿도록 배치된다. 이것은 전방 위치에서 스프링(28)의 더 이상의 압축이 가능하지 않도록 하여 콜렛을 제 위치에 잠그게 하는 것을 보장한다.

튜브를 해제시키기 위하여, 단부 캡(13)은 도 1b 에 도시된 위치로 나사가 풀림으로써, 튜브(T)가 연결구 밖으로 당겨질 때, 콜렛(17)의 헤드(21)들이 충분한 정도로 외측을 향하여 편향될 수 있어서 튜브(T)가 완전하게 철회되는 것을 허용한다.

연결구의 제 2 예는 도 2 에 도시되어 있다. 이것은 이전에 설명된 연결구와 전체적으로 같은 원리에 따라서 작동되며, 그 차이점만이 설명될 것이다. 실질적으로, 헬리컬 스프링(28)은 시일(25')의 외측 고리형 부분(27')으로의 연장부에 의해 대체되었는데, 그것은 콜렛(17)의 헤드(21)들에 대하여 직접적으로 지탱된다. 시일(25') 및 연장부(27')는 고무와 같은 탄성 재료이어서, 제 1 예에서 스프링(28)에 의해 제공된 탄성 편향을 제공할 수 있다.

도 3 의 예에서, 대부분의 특징들은 이전에 설명된 바와 같다. 이러한 경우에, 스프링(23)은 단단한 튜브(30)에 의해 대체된다. 시일(27")의 외측 부분은 제 1 예에서 시일(25)의 외측 고리형 부분과 비교하여 연장되었고 더 테이퍼진 형상을 가진다. 이러한 경우에, 헤드(21)들에 대한 탄성 편향력은 외측 고리형 부분(27")의 탄성에 의해 제공되고 튜브(30)는 이러한 힘을 헤드(21)들로 전달하는 역할을 한다. 시일이 압축되었을 때도, 시일이 동체 또는 튜브상에 문질러지지 않고 튜브 삽입을 방해하지 않는 것은 테이퍼진 형상에 의해 보장된다.

도 4 에 도시된 제 4 예는 다시 동일한 원리로 작동되지만, 이번에는 다른 변화가 필요하다. 이러한 경우에, 헬리컬 스프링(28''')은 단부 캡(13) 안에 더 이상 존재하지 않지만, 이제 단부 캡(13)의 단부면(40)과 콜렛상의 어깨부(19) 사이에 있다. 이러한 위치에서, 단부 캡(13) 및 콜렛(17)은 서로로부터 멀어지게 강제되는데, 이것은 콜렛을 밀어서 헤드(21)들이 이전과 같이 테이퍼진 캠 표면(23)에 대하여 강제된다. 탄성 부재는 더 이상 단부 캡(13) 안에 있지 않으므로, 관통 보어(throughbore)의 크기를 감소시키고 튜브(T)에 대한 지지를 제공하기 위하여 동체(10)의 벽 두께가 증가되었다. 시일(25)은 그것의 반경 방향 최외측 가장자리에서 더 잘 지지되므로 도시된 바와 같이 단순화되었다.

10. 결합 동체 11. 관통로
13. 단부 캡 14. 나사 쓰레드

Claims (8)

1. 튜브를 수용하여 유지하는 튜브 결합구로서, 튜브 결합구는,
   튜브의 단부 부분을 수용하도록 일 단부에 개방된 관통로를 가진 결합 동체;
   튜브에 대한 단부 정지부를 제공하도록 개방 단부를 향하는 관통로 내부의 고리형 단차부;
   고리형 단차부에 인접하여 결합 동체 안에 위치된 고리형 시일;
   동체상에서의 전방 위치와 후퇴 위치 사이 축방향 움직임을 위하여 결합동체와 맞물린 단부 캡으로서, 개구를 통해 연장된 튜브의 단부 부분을 위한 개구를 가지는, 단부 캡;
   콜렛 안으로의 튜브 삽입을 허용하는 캡 안의 콜렛으로서, 콜렛은 단부 캡 안의 테이퍼진 표면과 맞물리는 외측 표면들을 가진 복수개의 다리들을 가짐으로써, 튜브의 철회(withdrawal)에 저항하도록 테이퍼진 표면이 다리들을 내측으로 강제하는, 콜렛;을 구비하고,
   시일은 단부 캡의 전방 운동에 응답하여 축방향으로 압축되어 튜브 단부가 시일 단부와 시일 맞물림(seal engagement)되게 가압되도록 구성되며,
   캡이 후퇴 위치에 있을 때 다리들을 축방향으로 테이퍼진 표면에 강제하는 편향력을 제공하는 편향 부재를 특징으로 하는, 튜브 결합구.
2. 제 1 항에 있어서,
   편향 부재는 캡 안에 있는, 튜브 결합구.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   편향 부재는 시일과 콜렛 다리들 사이의 간극(gap)에 걸쳐있는 탄성 슬리브의 형태이고, 탄성 슬리브의 압축성은 다리들에 적어도 일부의 편향력을 제공하는, 튜브 결합구.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   편향 부재는 개방 단부를 향하는 시일의 고리형 연장부인, 튜브 결합구.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   편향 부재는 시일과 콜렛 다리들 사이의 간극에 걸쳐있는 실질적으로 단단한 슬리브에 의해 제공되고, 슬리브는 시일을 압축하도록 치수가 정해지고, 슬리브를 통해 콜렛 다리들로 전달되는 편향력이 압축에 의해 제공되는, 튜브 결합구.
6. 제 5 항에 있어서,
   슬리브를 향하는 시일의 부분은 슬리브를 향해 내측으로 테이퍼진, 튜브 결합구.
7. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항 또는 제 5 항에 있어서,
   편향력을 제공하는 부재는 A 스프링인, 튜브 결합구.
8. 제 6 항에 있어서,
   캡의 전방 위치에서, 스프링의 압축이 더 이상 불가능하도록 스프링이 배치되는, 튜브 결합구.

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