KR20230148242A

KR20230148242A - 다중 포트 유형과 호환되는 링 씨일

Info

Publication number: KR20230148242A
Application number: KR1020237032570A
Authority: KR
Inventors: 그레고리 도일; 푼타룩 히루냐논트; 제임스 윌리엄 마틴
Original assignee: 마이크로플렉스 테크놀로지스 아이엔씨.
Priority date: 2021-02-24
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2023-10-24
Also published as: WO2022182560A1; DE112022001204T5; TW202238024A; US20240141994A1; CN116888397A

Abstract

배향에 구애받지 않는 링 씨일(ring seal)은 축 방향으로 유체의 통과를 위해 관통하는 축방향 구멍을 정의하고 축 방향에 대해 직각인 반경방향 평면을 가지는 환형 몸체(annular body)를 포함한다. 상기 링 씨일의 2개의 축방향 측면들은 축 방향으로 상기 환형 몸체로부터 제1 정점(apex)까지 연장되는 변형 가능한 환형 돌출부와, 제1 환형의 둥근 밀봉 링에 맞물리도록 구성된 제1 밀봉 링 맞물림 표면을 포함하며, 상기 환형 돌출부는 제1 평면 밀봉면과 맞물릴 때 변형되도록 구성된다. 이렇게 구성된 상기 링 씨일은 그 배향에 관계없이 두 가지 상이한 유형의 유동 요소들을 밀봉할 수 있다.

Description

다중 포트 유형과 호환되는 링 씨일

본 개시는 대향하는 유동 요소 포트들(flow component ports) 사이에 유밀 밀봉 조인트(fluid tight seal joint)를 형성하기 위한 씨일들(seals)과 개스킷들(gaskets)에 관한 것이다.

링 씨일(ring seal)은 일반적으로 유체(액체 또는 기체) 통과를 위해 축방향으로 정렬된 구멍, 2개의 축방향으로 대향하는 단부 표면들, 반경방향 내측 표면, 및 반경방향 외측 표면을 정의하는 환형의 형상이다. 단순한 링 씨일은 평면의 단부 표면들과 링 씨일의 내경(ID)과 외경(OD)를 정의하는 매끄러운 원형의 반경방향 내측 및 외측 표면들을 가진다. 그러나, 산업계에서는, 상이한 유체 흐름 환경들에 대해 다양한 밀봉 능력들을 얻기 위해 상이한 반경방향 단면들을 가진 씨일을 사용하는 것이 일반적이다. 링 씨일은 일반적으로 금속, 예컨대 니켈, 스테인리스 강, C22와 같은 니켈 합금으로 형성된다.

링 씨일은 특정 포트 유형과 인터페이싱하도록 설계된다. 링 씨일의 대향하는 단부 표면들은 각각 유동 요소의 포트에 맞물리도록 구성되어 단부 표면과 유동 요소 사이에 유밀 밀봉부(fluid tight seal)를 형성한다. 일반적으로 사용되는 링 씨일은 "C" 형상의 반경방향 단면을 가진 "C-형 씨일"이다. C-형 씨일의 단부 표면들은 유동 요소의 포트의 평평한 표면에 결합되어 압축됨으로써 이들 사이에 유밀 밀봉부를 형성한다. 다른 C-형 씨일은 유동 요소의 포트와 유밀 밀봉부를 형성하는 데 도움이 되도록 단부 표면으로부터 축 방향으로 돌출된 릿지(ridge) 또는 연장부를 포함한다.

산업계에서 알려진 다른 링 씨일 유형은 "W-형" 씨일이다. 일반적인 "W-형" 씨일은 대향하는 평평한 밀봉 표면들을 가진다. W-형 씨일은 2개의 커플링 부재들 사이에 위치하며, 커플링 부재들은 각각 이들로부터 연장된 환형 돌출부들을 가진다. 평평한 밀봉 표면들은 환형 돌출부들과 결합하여 W-형 씨일과 커플링 부재들 사이에 유밀 밀봉부를 형성한다.

기존의 링 씨일들이 가진 문제점은 링 씨일들이 오직 특정 포트 유형과 함께 사용되도록 설계된다는 것이다. 예를 들어, C-형 씨일은 유동 요소의 C-형 포트에만 사용될 수 있으며, W-형 씨일은 W-형 포트에만 사용될 수 있다. 예를 들어, 링 씨일의 일측의 유동 요소의 포트가 C-형이고 링 씨일의 타측의 유동 요소의 포트가 W-형인 경우에 문제가 발생한다. C-형 포트와 인터페이스하도록 설계된 일측 단부 표면과 W-형 포트와 인터페이스하도록 설계된 반대측 단부를 가지는 링 씨일을 형성함으로써 이 문제점을 해결하려는 시도가 있었다. 이러한 링 씨일의 단점은 상이한 포트 유형의 유동 요소들 사이에 링 씨일을 배치할 때 링 씨일의 배향을 주의해야 한다는 점이다. 링 씨일을 역방향으로 배치하면 유동 요소 또는 포트가 손상될 수 있다. 또 다른 단점은 이러한 링 씨일은 동일한 포트 유형을 가진 유동 요소들 사이에 사용될 수 없으며, 따라서 사용자가 함께 연결되는 유동 요소들의 포트 유형들에 따라 다양한 링 씨일들을 보유해야 한다는 점이다.

대향하는 밀봉 포트들 사이에 유밀 밀봉부를 생성하기 위해 대향하는 유동 요소 밀봉 포트들 사이에 위치할 수 있는 링 씨일이 개시된다. 상기 링 씨일은 제1 유동 요소로부터 제2 유동 요소까지 유밀 통로를 생성한다. 여기에서 개시된 링 씨일은 적어도 2개의 상이한 밀봉 포트 유형들(예를 들어, C-형 씨일 및 W-형 씨일)과 함께 사용될 수 있는 밀봉 표면을 포함한다. 이하에서 도시되고 논의되는 실시예들은 상기 링 씨일의 2개의 밀봉 표면들이 다수의 밀봉 포트 유형들과 함께 사용될 수 있다는 점에서 대칭적이다. 예를 들어, 상기 링 씨일의 밀봉 표면들은 C-형 씨일 유형 포트 또는 W-형 씨일 유형 포트를 밀봉하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 2개의 C-형 포트들, 2개의 W-형 포트들, 또는 1개의 C-형 포트와 1개의 W-형 포트 사이의 인터페이스를 밀봉하기 위해 단일의 링 씨일이 사용될 수 있다. 따라서, 상기 링 씨일의 양측면들이 어느 포트 유형과도 호환되기 때문에, 사용자는 상부 또는 하부 밀봉 포트가 C-형 또는 W-형인지에 관계없이 이 링 씨일을 사용할 수 있다.

도 1a는 제1 실시예에 따른 링 씨일의 상부 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 링 씨일의 평면도이다.
도 1c는 도 1b의 1C-1C 선을 따라 취해진 도 1a의 링 씨일의 단면도이다.
도 1d는 도 1c의 1D-1D 선을 따라 취해진 도 1a의 링 씨일의 단면도이다.
도 1e는 도 1c에 도시된, 도 1a의 링 씨일의 단부 부분의 확대도이다.
도 2a는 C-형 유체 유동 요소와 W-형 유체 유동 요소 사이에 설치된 도 1a의 링 씨일의 압축 전의 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 유체 유동 요소들 사이에 설치된 도 1a의 링 씨일의 압축 후의 단면도이다.
도 3은 도 2a의 유동 요소들 사이에 설치된 제2 실시예에 따른 링 씨일의 압축 전의 단면도이다.
도 4는 도 2a의 유동 요소들 사이에 설치된 제3 실시예에 따른 링 씨일의 압축 전의 단면도이다.
도 5는 도 2a의 유동 요소들 사이에 설치된 제4 실시예에 따른 링 씨일의 압축 전의 단면도이다.
도 6a는 도 2a의 유동 요소들 사이에 설치된 제5 실시예에 따른 링 씨일의 압축 전의 단면도이다.
도 6b는 도 6a의 링 씨일의 단부 부분의 확대도이다.
도 7은 도 2a의 유동 요소들 사이에 설치된 제6 실시예에 따른 링 씨일의 압축 전의 단면도이다.
도 8은 도 2a의 유동 요소들 사이에 설치된 제7 실시예에 따른 링 씨일의 압축 전의 단면도이다.
도 9는 도 2a의 유동 요소들 사이에 설치된 제8 실시예에 따른 링 씨일의 압축 전의 단면도이다.
도 10a는 2개의 C-형 유체 유동 요소들 사이에 설치된 제9 실시예에 따른 링 씨일의 압축 전의 단면도이다.
도 10b는 도 10a의 유체 유동 요소들 사이에 설치된 도 10a의 링 씨일의 압축 후의 단면도이다.
도 11a는 2개의 W-유형 유체 유동 요소들 사이에 설치된 도 10a의 링 씨일의 압축 전의 단면도이다.
도 11b는 도 11a의 유체 유동 요소들 사이에 설치된 도 10a의 링 씨일의 압축 후의 단면도이다.
도 12는 도 10a의 유체 유동 요소들 사이에 설치된 도 1a의 링 씨일의 압축 후의 단면도이다.
숙련된 기술자는 도면들 내의 요소들이 단순함과 명료함을 위해 반드시 축척에 맞도록 그려지지 않았음을 인식할 것이다. 예를 들어, 도면들 내의 요소들 중 몇몇의 치수들 및/또는 상대적인 위치는 본 발명의 다양한 실시예들의 이해를 돕기 위해 다른 요소들에 비해 과장될 수 있다. 또한, 상업적으로 실행 가능한 실시예에서 유용하거나 필요한 공통적이고 잘 이해되는 요소들은 이러한 다양한 실시예들의 관찰을 덜 방해하기 위해 종종 묘사되지 않는다. 또한, 특정 동작들 및/또는 단계들은 특정 발생 순서로 설명되거나 묘사될 수 있음을 이해할 것이지만, 당업자는 순서에 대한 이러한 특정성이 실제로 요구되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어들과 표현들은, 여기에서 다른 구체적인 의미가 기재된 경우를 제외하고는, 본 기술 분야의 당업자에 의해 이러한 용어들과 표현들에 부여된 일반적인 기술적 의미를 가지는 것으로 이해하여야 한다.

도 1a-e를 참조하면, 이러한 교시들에 따른 예시적인 링 씨일(100)이 도시되어 있다. 상기 링 씨일(100)은 유체 유동 경로를 정의하는 대향하는 유동 요소 밀봉 포트들을 밀봉하기 위해 사용될 수 있다. 상기 링 씨일(100)은 환형 씨일 몸체(105)를 포함하며, 이는 화살표(115)로 도시된 축 방향으로 유체의 통과를 위해 환형 씨일 몸체(105)를 관통하는 축방향 구멍(110)을 정의한다.

상기 링 씨일(100)은 환형 씨일 몸체(105)의 축방향 단부들(125, 125') 상에 대향하는 밀봉 표면들(120, 120')을 포함한다. 상기 밀봉 표면들(120, 120')은 유동 요소의 밀봉 포트와 맞물려 유동 요소의 밀봉 포트와 밀봉 표면(120, 120') 사이에 유밀 밀봉부(fluid tight seal)를 생성한다. 따라서, 밀봉 표면(120)과 밀봉 표면(120') 둘 다 유동 요소의 밀봉 포트들과 맞물려 유밀 밀봉부가 형성된 때, 유체는 유동 요소들 사이에서 누출됨이 없이 축 방향 구멍(110)을 통해 하나의 유동 요소로부터 다른 유동 요소 내부로 흐른다.

상기 밀봉 표면(120)은 축 방향으로 환형 씨일 몸체(105)로부터 정점(apex)(135)까지 연장된 환형 연장부 또는 환형 돌출부(130)를 포함한다. 상기 환형 연장부(130)는 유동 요소의 C-형 포트의 실질적으로 평면의 밀봉면과 맞물리는 데 사용되어, 상기 밀봉 표면(120)과 유동 요소의 밀봉 포트 사이에 유밀 밀봉부(예를 들어, C-형 밀봉부)를 형성한다. 상기 환형 연장부(130)는 다른 표면, 예컨대 C-형 유동 요소의 밀봉면과 맞물릴 때 그 밀봉면에 대하여 변형되도록 변형 가능하다. 상기 환형 연장부(130)는 내측 연장 표면(140)과 외측 연장 표면(145)을 포함하며, 이 표면들(140, 145)은 정점(135)으로부터 서로 반대 방향으로 환형 씨일 몸체(105)를 향해 경사지게 연장된다.

상기 내측 연장 표면(140)은, 환형 몸체의 축 방향 중간점을 통해 연장되고 축 방향(115)에 대해 직각인 반경방향 평면(150)에 대해 0이 아닌 각도로 정점(135)으로부터 연장된다. 상기 내측 연장 표면(140)은 정점(135)으로부터 내측으로 그리고 제2 축방향 단부(125')를 향해 반경방향 평면(150)과 평행한 반경방향 표면(155)을 향해 연장된다. 상기 내측 연장 표면(140)은 링 씨일(100)의 원주 주위로 연장된 절두원추형(frustoconical) 표면이다. 상기 내측 연장 표면(140)은 예시적인 범위로서 반경방향 평면(150)에 대해 대략 10-35도의 각도로 연장될 수 있다. 하나의 구체적인 예로서, 상기 내측 연장 표면(140)은 정점(135)으로부터 반경방향 평면(150)에 대해 대략 18도의 각도로 연장된다. 상기 반경방향 표면(155)은 내측 연장 표면(140)으로부터 축방향 구멍(110)을 한정하는 내부 표면(160)까지 연장된다.

상기 외측 연장 표면(145)은 정점(135)으로부터 반경방향 외측 방향으로 링 씨일(100)의 외경을 형성하는 외부 표면(165)까지 연장된다. 상기 외측 연장 표면(145)은 내측 연장 표면(140)보다 반경방향 평면(150)에 비해 더 가파른 각도로 정점(135)으로부터 연장된다. 상기 외측 연장 표면(145)은 링 씨일(100)의 원주 주위로 만곡된 절두원추형 표면이다. 상기 외측 연장 표면(145)은 예시적인 범위로서 반경방향 평면에 대해 대략 30-70도의 각도로 연장될 수 있다. 하나의 구체적인 예로서, 상기 외측 연장 표면(145)은 정점(135)으로부터 반경방향 평면(150)에 대해 대략 51도의 각도로 연장된다.

상기 환형 연장부(130)가 (예를 들어, 도 2a-b에 도시된 바와 같이) 평면의 밀봉면에 대해 가압될 때, 상기 환형 연장부(130)는 내측 연장 표면(140)이 밀봉면과 맞물리도록 변형된다. 상기 내측 연장 표면(140)이 외측 연장 표면(145)보다 반경방향 표면(150)에 대해 더 완만한 각도를 갖기 때문에, 외측 연장 표면(145)보다는 내측 연장 표면(140)이 밀봉면과 맞물려 변형된다. 상기 환형 연장부(130)의 변형은, 상기 제1 밀봉 표면(120)이 밀봉면에 대해 가압될 때, 상기 링 씨일(100)의 더 큰 표면적이 밀봉면과 맞물리게 하고, 이는 보다 양호한 씨일을 형성하는 것을 돕는다. 추가적으로, 씨일을 형성하기 위한 환형 연장부(130)의 변형은 정점(135) 내의 임의의 만입부들 또는 함몰부들이 링 씨일(100)과 밀봉면 사이의 씨일의 품질에 미칠 수 있는 영향을 감소시킨다. 이는 환형 연장부(130)의 정점(135)이 이송 및 취급 중에 작은 만입부들 또는 함몰부들을 수용하기 쉽지만, 제1 연장 표면(140)은 정점(135)에 의해 다른 물체들과의 접촉으로부터 차폐되고 이에 따라 제1 연장 표면(140) 상에 존재하는 만입부들 또는 함몰부들의 양을 감소시키기 때문에 유리하다.

도시된 실시예에서, 상기 정점(135)은 내부 표면(160)보다 링 씨일의 외부 표면(165)에 더 가깝게 위치한다. 일 예로서, 상기 정점(135)은, 내부 표면(160)으로부터 외부 표면(165)까지의 거리의 50-70%에 위치할 수 있다. 더욱이, 이 예시적인 링 씨일(100)은 0.282 인치의 외경, 0.180 인치의 내경을 가지며, 상기 정점(135)은 0.256 인치의 직경을 가진다.

상기 밀봉 표면(120)의 내측 연장 표면(140)은 W-형 밀봉 포트의 밀봉 링의 환형의 둥근 표면에 맞물리도록 위치한다. 이러한 제1 실시예에서, 밀봉 링과 맞물리는 표면, 즉 내측 연장 표면(140)은 정점(135)의 반경방향 내측에 있다. 도시된 바와 같이, 상기 내측 연장 표면(140)은 정점(135)까지 반경방향 외측으로 연장되면서 제2 축방향 단부(120')로부터 멀어지게 연장되는 절두원추형 표면이다. 다른 형태에서, 상기 밀봉 표면(120)의 추가적인 표면들은 밀봉 링, 예를 들어, 반경방향 표면(155)과 맞물리도록 구성될 수 있다. 상기 내측 연장 표면(140)은, 아래에서 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 유동 요소의 W-형 밀봉 포트의 밀봉 링이 링 씨일(100)과 유밀 밀봉부(예컨대, W-형 밀봉부)를 형성하기 위해 맞물릴 수 있는 표면을 형성한다. 상기 내측 연장 표면(140)은 정점에 맞물리지 않도록 W-형 밀봉 포트의 밀봉 링을 수용하고 이 밀봉 링에 맞물리기에 충분한 반경방향 길이를 포함한다. 따라서, 상기 내측 연장 표면(140)의 적어도 일부는 W-형 밀봉 포트의 밀봉 링과 동일한 직경, 예를 들어, 0.186-0.246 인치를 가진다. 상기 내측 연장 표면(140)은 반경방향 평면(150)에 대해 작은 각도(예를 들어, 10-35도)로 연장되어, W-형 밀봉 포트의 밀봉 링이 W-형 씨일을 형성하도록 강제될 수 있는 표면을 제공한다.

도시된 실시예에서, 제2 축방향 단부(125') 상의 밀봉 표면(120')은 반경방향 평면(150)에 반사된 밀봉 표면(120)의 거울상이며, 밀봉 표면(120)과 동일하게 기능한다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 상기 링 씨일(100)은 반경방향 평면(150)에 대해 대칭이다. 상기 밀봉 표면(120)과 관련하여 설명된 특징들에 대응하는 밀봉 표면(120')의 특징들은 프라임(')으로 표시된다. 예를 들어, 상기 밀봉 표면(120)의 특징부(145)에 대응되는 밀봉 표면(120')의 특징부는 145'로 표시된다. 도 1a-1e에 도시된 링 씨일은 2개의 다중-포트 유형의 호환 가능한 밀봉 표면들(120)을 가지는 링 씨일(120)을 보여주지만, 다른 실시예들에서, 링 씨일(100)은 단지 하나의 이러한 밀봉 표면을 가질 수 있고, 다른 표면은 상이한 형태를 가지며, 예를 들어, 단일 밀봉 포트 유형에 대해서만 밀봉하도록 구성된다.

상기 링 씨일(100)은 외부 표면(165)으로부터 내측으로 반경방향으로 연장되는 복수의 보어들(bores)(175)을 더 포함할 수 있다. 상기 복수의 보어들(175)은 임의의 수의 구성형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 상기 보어들(175)은 바람직하게는 비용을 최소화하고 제조상의 임의의 어려움을 감소시키기 위해 링 씨일의 반경방향 외부 표면으로부터 링 씨일의 중심을 향해 반경방향으로 드릴 가공함으로써 구성된다. 이러한 방식으로 구성된 보어들(175)은 원형 단면을 가진다. 간략화를 위해, 상기 보어들(175)은 원형 단면을 가지는 것으로 도시되어 있지만, 보어들은 본 발명의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 다른 형상들의 단면들을 가질 수 있다. 상기 보어들(175)의 수와 직경은 밀봉 조립체의 원하는 기계적 특성들에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 상기 보어들(175)의 수의 증가 또는 보어들(175)의 직경의 증가는 링 씨일의 내부 측벽들의 두께의 대응되는 감소를 초래하며, 이는 씨일의 변형 능력을 증가시키는 것을 포함하여 씨일의 기계적 특성을 변화시킬 것이다. 그러나, 이러한 보어들 수의 증가 또는 보어들(175) 직경의 증가는 압축 및 압축 해제 후에 씨일(100)의 탄성 회복(리바운드)을 감소시킬 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 보어(175)는 실린더형이고 링 씨일 두께의 25% 내지 75% 사이의 직경을 가진다. 대략 25%보다 작은 직경은 링 씨일의 탄성 변형 능력을 크게 감소시킨다. 한편, 링 씨일(100)의 두께의 대략 75%를 넘어서 보어들의 직경을 증가시키면 씨일(100)의 구조적 무결성이 약화되고, 그 결과 씨일(100)이 밀봉 표면들(120, 120')의 실질적인 변형 없이 압축되어 누출을 초래할 수 있다. 바람직한 접근법에서, 상기 보어들(175)은 링 씨일(100)의 두께의 대략 50%의 직경을 가진다. 대안으로서, 상기 링 씨일(100)은 위에서 논의된 변형성 양태를 제공하기 위해 외부 표면(165)으로부터 반경방향 내측으로 연장된 홈을 포함할 수 있다.

이제 도 2a와 2b를 참조하면, 상기 링 씨일(100)은 C-형 유동 요소(180)와 W-형 유동 요소(190) 사이에 위치한 것으로 도시되어 있다. 상기 C-형 유동 요소(180)는 평면의 밀봉면(185)을 포함하는 C-형 포트 인터페이스를 포함한다. 상기 W-형 유동 요소(190)는 밀봉 링(195)을 포함하는 W-형 포트 인터페이스를 포함한다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 링 씨일(100)은 압축되지 않은 상태로 유동 요소들(180, 190) 사이에 위치한다. 이어서, 유동 요소들(180, 190)을 함께 유체적으로 밀봉하기 위해 유동 요소들(180, 190)을 모으기 위해 힘이 가해질 수 있다. 이는 링 씨일(100)이 도 2b에 도시된 바와 같이 압축 상태로 들어가도록 한다. 도시된 바와 같이, 제1 밀봉 표면(120)은 C-형 유동 요소(180)에 맞물리고, 제2 밀봉 표면(120')은 W-형 유동 요소(190)에 맞물린다. 상기 C-형 유동 요소(180)의 평면 표면(185)이 제1 밀봉 표면(120)과 맞물림에 따라, 환형 연장부(130)는 평면 표면(185)에 대하여 변형되어, 이들 사이에 유밀 밀봉부를 형성한다. 상기 W-형 유동 요소(190)의 밀봉 링(195)이 제2 밀봉 표면(120')의 내측 연장 표면(140')과 맞물림에 따라, 내측 연장 표면(140')은 밀봉 링(195)을 수용하도록 변형되어 이들 사이에 유밀 밀봉부를 형성한다. 상기 링 씨일(100)의 압축 후, 유동 요소들(180, 190)은 유체가 누출 없이 링 씨일(100)을 통해 유동 요소들(180, 190) 사이를 통과할 수 있도록 유체적으로 밀봉된다.

따라서, 상기 링 씨일(100)의 동일한 밀봉 표면들(120, 120')은 각각 C-형 유동 요소 또는 W-형 유동 요소 중 어느 하나와 함께 유밀 밀봉부를 형성하는 데 사용될 수 있다. 상기 밀봉 표면들(120, 120')이 동일하고, 링 씨일(100)이 반경방향 평면(150)에 대해 대칭이기 때문에, 링 씨일(100)은 링 씨일(100)의 배향에 관계없이 C-형, W-형, 또는 유동 요소들의 조합을 함께 밀봉하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 링 씨일(100)은 상부 유동 요소가 W-형 유동 요소(190)이고 하부 유동 요소가 C-형 유동 요소(180)인 경우, 도 12에 도시된 바와 같이 상부 유동 요소와 하부 유동 요소 둘 다 C-형 유동 요소들(180)인 경우, 또는 상부 유동 요소와 하부 유동 요소 둘 다 W-형 유동 요소(190)인 경우에 유사하게 사용될 수 있다, 따라서, 상기 링 씨일(100)은 배향에 구애받지 않는다. 상기 링 씨일(100)이 2개의 C-형 유동 요소들(180) 또는 2개의 W-형 유동 요소들(190)을 연결하는데 사용되는 경우, 포트 디자인의 깊이는 링 씨일(100)의 두께를 수용하도록 조절(예를 들어, 증가)될 수 있어서, 링 씨일(100)은 과도하게 또는 과소 압축되지 않고 적절하게 압축되어 유밀 밀봉부를 형성한다. 유사하게, 축 방향으로 씨일의 길이는 이 씨일이 사용될 수 있는 C-형 또는 W-형 포트들의 깊이 특성을 수용하기 위해 제조 중에 조정될 수 있다.

나머지 도 3-10은 링 씨일의 다양한 대체 가능한 형태들을 도시하며, 다양한 형태들 각각은 도 1a-2b와 관련하여 도시되고 논의된 링 씨일(100)과 많은 면에서 유사하다. 간결성 및 명료성을 위해, 다음의 논의는 링 씨일(100)의 제1 예와 여기에서 논의되는 다른 디자인들을 비교함으로써 디자인들 각각의 차이점들을 주로 강조할 것이다. 간략화를 위해, 제1 예와 관련하여 사용된 참조 번호들은 후속 실시예들의 링 씨일의 특징들을 나타내기 위해 사용될 것이며, 참조 번호는 논의되는 실시예에 대응되도록 그 접두어가 변경된다. 예를 들어, 링 씨일(100)의 특징에 대응되는 제2 디자인의 링 씨일(200)의 특징들은 "1"에서 "2"로 변경된 참조 번호의 접두어를 가지도록 도시된다. 예를 들어, 링 씨일(100)에 대하여 "105"로 표시된 특징은 링 씨일(200)에 대하여 "205"로 도시될 것이다. 링 씨일(100)의 특징에 대응되는 제3 실시예의 링 씨일(300)의 특징은 참조 번호의 접두어가 "1"에서 "3" 등으로 변경되어 도시된다. 또한, 간략화를 위해, 다음의 논의는 주로 제1 밀봉 표면의 특징들을 언급할 것이지만, 그 설명은 축방향으로 반대편의 동일한 제2 밀봉 표면의 특징들과 유사하게 관련된다는 것을 이해해야 한다.

모든 실시예들에서, 환형 연장부는 변형 가능하고, C-형 유동 요소의 평면 밀봉면과의 강제적인 맞물림 시에, 변형되어 유밀 밀봉부를 형성한다. 마찬가지로, 모든 실시예들에서, 하나 이상의 표면들은 유밀 밀봉부를 형성하기 위해 W-형 유동 요소의 밀봉 링을 수용하도록 위치하고 그 크기가 정해진다.

도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 링 씨일(200)의 단면이 도시되어 있다. 제2 실시예에서, 내측 연장 표면(240)은 반경방향 평면(250)과 평행한 반경방향 표면으로 전이됨이 없이 정점(235)으로부터 일정한 각도로 내부 표면(260)까지 직접 연장된다. 상기 내측 연장 표면(240)은 정점(235)까지 반경방향 외측으로 연장됨에 따라 제2 축방향 단부(225')로부터 멀어지게 연장되는 절두원추형 표면이다. 상기 정점(235)는 제1 실시예의 정점(135)과 유사하게, 즉 내부 표면(260)으로부터, 내부 표면(260)과 외부 표면(265) 사이의 전체 거리의 대략 75%에 위치하여, 내측 연장 표면(240)이 W-형 유동 요소와 적절히 맞물릴 수 있다. 상기 내측 연장 표면(240)은 제1 실시예에서보다 반경방향 평면(250)에 대해 더 작은 각도로 연장된다. 예를 들어, 상기 내측 연장 표면은 반경방향 평면(250)에 대해 5도의 각도로 연장된다. 상기 내측 연장 표면(240)은 또한 W-형 유동 요소(190)의 밀봉 링(195)과 맞물리도록 설계된 표면이다. 제2 실시예의 내측 연장 표면(240)은 제1 실시예보다 더 긴 반경방향 길이를 가지며, 이는 W-형 유동 요소와 밀봉할 때 밀봉 링이 맞물리는 더 큰 표면적을 제공한다.

도 4를 참조하면, 제3 실시예에 따른 링 씨일(300)의 단면이 도시되어 있다. 제3 실시예의 링 씨일(300)에 있어서, 내측 연장 표면(340)은 정점(335)으로부터 내부 표면(260)까지 직접 반경방향 내측으로 연장되고 W-형 유동 요소(190)의 밀봉 링(195)에 맞물리도록 설계된다는 점에서 도 3의 제2 실시예의 내측 연장 표면과 유사하다. 상기 정점(335)은 이전 실시예들과 유사하게, 내부 표면(260)으로부터 내부 표면(260)과 외부 표면(265) 사이의 전체 거리의 대략 75%에 위치하여, 내측 연장 표면(340)이 W-형 유동 요소와 적절하게 맞물릴 수 있다. 상기 링 씨일(300)은 내측 연장 표면(340)이 제2 실시예에서보다 반경방향 평면(350)에 대해 더 큰 각도로 경사져 있다는 점에서 도 3의 링 씨일(200)과 상이하다. 도시된 바와 같이, 상기 내측 연장 표면(340)은 반경방향 평면(350)으로부터 30도 각도로 경사져 있다.

도 5를 참조하면, 제4 실시예에 따른 링 씨일(400)의 단면이 도시되어 있다. 제4 실시예의 링 씨일(400)은 반경방향 평면(450)에 대해 실질적으로 평행하게 연장된 반경방향 표면(455)을 포함한다는 점에서 제1 실시예의 링 씨일(100)과 유사하다. 그러나, 상기 링 씨일(400)의 반경방향 표면(455)은 제1 실시예의 반경방향 표면(155)보다 상당히 길다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제4 실시예에서, 상기 반경방향 표면(455)은 W-형 유동 요소(190)의 밀봉 링(195)과 맞물리도록 설계된다. 따라서, 상기 반경방향 표면(455)은 W-형 유동 요소(190)의 환형 밀봉 링(195)을 수용하고 이에 맞물리도록 위치하고 그 크기가 정해지도록 반경방향으로 그 길이가 연장된다. 제2 밀봉 표면(420')과 관련하여 도시된 바와 같이, 이 실시예에서 W-형 유동 요소와 함께 사용될 때, 반경방향 표면(455')과 환형 밀봉 링(195) 사이에 유밀 밀봉부가 형성된다.

환형 연장부(430)와 관련하여, 내측 연장 표면(440)과 외측 연장 표면(445)은 정점(435)으로부터 서로 반대되는 반경 방향으로 연장되지만, 반경방향 평면(450)에 대해 대략 동일한 각도(즉, 45도)로 연장된다. 상기 환형 연장부(435)의 정점(435)은, W-형 유동 요소와 적절하게 맞물릴 수 있도록, 내부 표면(460)으로부터, 내부 표면(460)으로부터 외부 표면(465)까지의 전체 거리의 대략 75%에 위치한다.

도 6a와 6b를 참조하면, 제5 실시예에 따른 링 씨일(500)의 단면이 도시되어 있다. 제4 실시예의 링 씨일(400)과 유사하게, 반경방향 표면(555)은 제1 실시예에서보다 더 큰 반경방향 길이를 가지며, 이에 따라 반경방향 표면(555)은 W-형 씨일(예를 들어, 도 6의 제2 밀봉 표면(520') 참조)을 형성하기 위해 W-형 유동 요소(190)의 환형 밀봉 링(195)을 수용하고 이에 맞물리도록 위치하고 그 크기가 정해진다. 제5 실시예의 링 씨일(500)은, 반경방향 표면(555)인 제4 실시예에서보다 현저히 큰 곡률 반경을 가진 만곡부(557)에 의해 내부 표면(560)에 연결된다는 점에서 제4 실시예의 링 씨일과 상이하다.

제5 실시예의 링 씨일(500)과 이전 실시예들의 링 씨일들 사이의 다른 중요한 차이점은, 이 실시예에서, 환형 연장부(530)가, 내측 연장 표면(540)보다 외측 연장 표면(545)의 더 넓은 부분이 C-형 유동 요소의 평면 표면(485)과 맞물려 유밀 밀봉부를 형성하도록, 변형된다는 점이다. 이전 실시예들에서는, 외측 연장 표면보다 내측 연장 표면의 더 넓은 부분이 C-형 유동 요소(180)의 밀봉면과 맞물려 유밀 밀봉부를 형성한다. 또한, 정점(535)은 외측 연장 표면(545)보다 축 방향으로 더 연장되기 때문에 외측 연장 표면(545)이 외측 연장 표면(545)을 손상시킬 수 있는 다른 물체들과 접촉하는 것을 방지하는 데 도움을 준다.

이 실시예와 이전 실시예들의 또 다른 차이점은 외측 연장 표면(545)이 2개의 표면들(546, 547)로 형성되어 있다는 점이다. 제1 표면(546)은 축 방향(515)에 대해 제1 일반 각도를 가지며, 정점(535)으로부터 릿지(ridge)(548)까지 연장된다. 제2 표면(547)은 릿지(548)로부터 밀봉면(520) 반대쪽을 향해 연장되며, 축 방향(515)에 대해 더 가파른 일반 각도, 즉 제1 밀봉면(520)을 향해 제1 표면(546)보다 더 경사진 제2 일반 각도를 가진다. 상기 외측 연장 표면(545)의 제2 표면(547)은 외부 표면(565)까지 연장된다. 상기 제1 표면(546)의 제1 일반 각도는 전형적으로, 축 방향(515)에 대해, 대략 91도 내지 대략 125도의 범위, 보다 바람직하게는 대략 95도 내지 대략 110도의 범위일 것이고, 가장 바람직하게는 대략 99도일 것이며, 상기 제2 표면(547)의 제2 일반 각도는 전형적으로 대략 110도 내지 대략 175도의 범위, 보다 바람직하게는 대략 125도 내지 대략 145도의 범위일 것이고, 가장 바람직하게는 대략 135도일 것이다. 도시된 바와 같이, 상기 내측 연장 표면(540)은 외측 연장 표면(545)의 제1 표면(546)보다 더 가파른 각도로 연장되며, 이에 따라 외측 연장 표면(545)이 평면 표면에 대해 가압되어 환형 연장부(530)의 변형 시에 유밀 밀봉부를 형성하도록 한다. 상기 내측 연장 표면(540)은 정점(535)으로부터 축 방향(515)에 대해 45도 각도로 연장될 수 있다. 상기 환형 연장부(530) 및 이러한 특정 환형 구성 배치와 관련된 이점들에 대한 보다 상세한 설명은 여기에 참조로 통합되는 미국 특허 제9,845,875호에서 찾아 볼 수 있다.

상기 환형 연장부(535)의 정점(535)은 반경방향 표면(555)이 W-형 유동 요소와 적절히 맞물릴 수 있도록 내부 표면(560)으로부터, 내부 표면(560)으로부터 외부 표면(565)까지의 전체 거리의 대략 75%에 위치한다.

도 7을 참조하면, 제6 실시예에 따른 링 씨일(600)의 단면이 도시되어 있다. 이 링 씨일(600)은, 환형 연장부(630)의 정점(635)이 외부 표면(665)보다 내부 표면(660)에 더 가깝다는 점에서 이전의 링 씨일 실시예들과 상이하다. 이 실시예에서, 환형 연장부(635)의 정점(635)은 외측 연장 표면(645)이 W-형 유동 요소와 적절히 맞물릴 수 있도록 내부 표면(660)으로부터, 내부 표면(660)으로부터 외부 표면(665)까지의 전체 거리의 대략 14%에 있다.

이 실시예에서, 상기 환형 연장부(630)의 내측 연장 표면(640)은 정점(635)으로부터 뒤로 외측 연장 표면(645)보다 훨씬 더 가파른 경사로 경사진다. 도시된 실시예에서, 상기 내측 연장 표면(640)은 반경방향 평면(650)에 대해 70도의 경사로 연장되고, 상기 외측 연장 표면은 반경방향 평면(650)에 대해 30도의 각도로 연장된다. 제5 실시예의 링 씨일(500)과 유사하게, 상기 환형 연장부(630)의 외측 연장 표면(645)은 C-형 유동 요소(180)의 평면 표면(185)에 맞물리며 이들 사이에 유밀 밀봉부를 형성한다. 이 실시예에서, 상기 링 씨일(600)의 외측 연장 표면(645)은 외부 표면(665)까지 연장되지 않으며, 대신에 단부 표면(650)까지 반경방향 평면(650)에 대해 실질적으로 평행하게 연장되는 제2 반경방향 표면(656)까지 연장된다.

이 실시예에서 또 다른 차이점은 외측 연장 표면(645)이 W-형 유동 요소(190)의 밀봉 링(195)에 맞물리도록 설계된 표면이라는 점이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제2 밀봉 표면(620')과 관련하여, 외측 연장 표면(645')은 W-형 유동 요소(190)의 환형 밀봉 링(195)과 맞물리며, 이들 사이에 유밀 밀봉부를 형성한다.

도 8을 참조하면, 제7 실시예에 따른 링 씨일(700)의 단면이 도시되어 있다. 상기 링 씨일(700)은 외측 연장 표면(745)이 W-형 유동 요소(190)의 밀봉 링(195)과 맞물리도록 설계되었다는 점에서 제6 실시예의 링 씨일(600)과 유사하다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 밀봉 표면(720')과 관련하여, W-형 유동 요소(190)의 환형 밀봉 링(195)은 외측 연장 표면(745')과 맞물려 유밀 밀봉부를 형성한다. 환형 연장부(735)의 정점(735)은 외측 연장 표면(745)이 W-형 유동 요소에 적절히 맞물릴 수 있도록 내부 표면(760)으로부터, 내부 표면(760)으로부터 외부 표면(765)까지의 전체 거리의 대략 14%에 있다.

제6 실시예의 링 씨일(600)과 비교하여 제7 실시예의 링 씨일(700)의 한 가지 차이점은 내측 연장 표면(740)과 외측 연장 표면(745)의 기울기에 관한 것이다. 이 제7 실시예에서, 내측 연장 표면(740)은 반경방향 평면(750)에 대해 70도의 경사로 연장되고, 외측 연장 표면(745)은 14도의 각도로 연장된다. 따라서, 상기 외측 연장 표면(745)의 기울기는 제6 실시예에서보다 반경방향 평면(750)에 대해 더 완만하다. 도시된 바와 같이, 상기 외측 연장 표면(745)은 정점(735)으로부터 외부 표면(765)을 향해 연장되고, 외측 연장 표면(745)은 만곡부(749)를 통해 외부 표면(765)으로 전이된다. 상기 외측 연장 표면(745)이 내측 연장 표면보다 반경방향 평면(750)에 대해 더 완만한 경사를 가지기 때문에, 외측 연장 표면(745)이 C-형 유동 요소(180)의 평면 표면(185)에 대해 변형되어 유밀 밀봉부를 형성하는 환형 연장부(730)의 표면이다.

도 9를 참조하면, 제8 실시예에 따른 링 씨일(800)의 단면이 도시되어 있다. 상기 링 씨일(800)은 제7 실시예의 링 씨일(700)과 유사하며, 한 가지 주요 차이점은 반경방향 평면(850)에 대한 외측 연장 표면(845)의 기울기이다. 도시된 제8 실시예에서, 상기 외측 연장 표면은 반경방향 평면(850)에 대해 5도의 각도로 연장된다. 따라서, 상기 외측 연장 표면(845)은 제7 실시예의 링 씨일(700)에서보다 더 완만한 기울기를 가진다. 또한, 외측 연장 표면(845)을 외부 표면(865)에 연결하는 만곡부(849)는 제7 실시예의 만곡부(749)보다 큰 곡률반경을 가진다.

도 10a-b를 참조하면, 제9 실시예에 따른 링 씨일(900)의 단면이 도시되어 있다. 상기 링 씨일(900)은 여러 면에서 제1 실시예의 링 씨일과 유사하다. 상기 링 씨일(900)과 1 실시예의 링 씨일(100) 사이의 한 가지 차이점은 정점(935)이 링 씨일(900)의 외경에 더 가깝게 위치한다는 점이다. 도시된 바와 같이, 상기 정점(935)은 내부 표면(960)으로부터, 내부 표면(960)으로부터 외부 표면(965)까지의 전체 거리의 대략 86%에 위치한다. 이 실시예에서, 상기 링 씨일은 반경방향 표면을 포함하지 않고, 대신에 링 씨일은 내부 표면(960)으로부터 내측 연장 표면(940)까지 외측으로 만곡된 만곡부(957)를 포함한다. 상기 내측 연장 표면(940)은 정점(935)까지 반경방향 평면(950)에 대해 57도의 각도로 연장되고, 외측 연장 표면(945)은 정점(935)으로부터 반경방향 평면(950)에 대해 50도의 각도로 연장된다. 상기 링 씨일(900)의 보어들(975)은 또한 이전 실시예들에서보다 링 씨일(900) 내로 더 깊게 연장된다. 이는 상기 링 씨일(900)이 유밀 밀봉부를 형성하기 위해 2개의 대향하는 밀봉면들에 대해 변형될 때 더 적은 힘으로 압축될 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 다양한 실시예들의 링 씨일들 각각은 C-형 유동 요소(180)와 W-형 유동 요소(190) 둘 다에 맞물리도록 설계된 밀봉 표면들을 포함한다. 위의 예시적인 실시예들은 링 씨일 실시예들이 C-형 유동 요소(180)와 W-형 유동 요소(190) 사이에 씨일을 형성하는데 어떻게 사용되는지를 보여준다. 도 10a-b에 도시된 바와 같이, 상기 링 씨일(900)은 2개의 C-형 유동 요소들(180, 180') 사이에 위치한다. 도 10a에서, 상기 링 씨일(900)은 압축되지 않은 상태로 C-형 유동 요소들(180, 180')의 밀봉면(185, 185') 사이에 위치한다. 도 10b에서, 상기 링 씨일(900)은 압축된 상태로 C-형 유동 요소들(180, 180') 사이에 위치하고, 유동 요소들(180, 190)의 밀봉면들(185, 185')에 대해 변형되어 이들 사이에 유밀 밀봉부를 형성한다. 당업자는 여기에서 설명된 임의의 다른 링 씨일 실시예가 C-형 유동 요소(180)에 맞물리도록 구성된 링 씨일의 밀봉 표면들을 사용하여 2개의 C-형 유동 요소들(180, 180') 사이에 유밀 밀봉부를 형성하기 위해 2개의 C-형 유동 요소들(180, 180') 사이에 유사하게 위치할 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 또 다른 예로서, 도 12는 2개의 C-형 유동 요소들(180, 180') 사이에 위치한 제1 실시예의 링 씨일(100)을 보여준다.

도 11a-b를 참조하면, 상기 링 씨일(900)은 2개의 W-형 유동 요소들(190, 190') 사이에 위치한다. 도 11a에서, 링 씨일(900)은 압축되지 않은 상태로 유동 요소들(190, 190')의 밀봉 링들(195, 195') 사이에 위치한다. 도 10b에서, 상기 링 씨일(900)은 압축된 상태로 유동 요소들(190, 190') 사이에 위치한 것으로 도시되며, 유동 요소들(190, 195')의 밀봉 링들(195, 195')에 대해 변형되어 이들 사이에 유밀 밀봉부를 형성한다. 당업자는 여기에서 설명된 임의의 다른 링 씨일 실시예가 W-형 유동 요소(190)에 맞물리도록 구성된 링 씨일의 밀봉면들을 사용하여 2개의 W-형 유동 요소들(190, 190') 사이에 유밀 밀봉부를 형성하기 위해 2개의 W-형 유동 요소들(190, 190') 사이에 위치할 수 있다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 실시예들 각각에서 링 씨일은, 제1 밀봉 표면이 제2 밀봉 표면과 동일한 밀봉 구성을 포함하도록, 반경방향 평면에 대해 대칭인 것으로 도시되고 설명되었지만, 본 개시는 이에 제한되지 않는다. 제1 밀봉 표면은 전술한 실시예들 중 하나에 따른 밀봉 표면을 포함하는 반면, 제2 밀봉 표면은 설명된 실시예들 중 다른 하나의 밀봉 표면을 포함하는 링 씨일이 형성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 일 예로서, 링 씨일은 제2 실시예의 제2 밀봉 표면(220')과 함께 제1 실시예의 제1 밀봉 표면(120)을 포함할 수 있다. 따라서, 링 씨일은 대칭이 아닐 수 있으며, 링 씨일은 배향에 구애받지 않고, 링 씨일의 2개의 밀봉 표면들은 상이한 유형(예를 들어, C-형 및 W-형)의 유동 요소의 밀봉면들에 맞물리도록 구성된다.

또한, 일부 형태에서, 단지 하나의 밀봉 표면이 다수의 밀봉 유형들(예를 들어, C-형 또는 W-유형)과 호환 가능한 반면, 다른 밀봉 표면은 단일 유형(예를 들어, 종래 기술 밀봉 표면)의 씨일을 형성하도록 구성된다는 것을 이해해야 한다.

본 발명은 다양한 특정 예들에 대하여 설명되었지만, 그 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 변형들이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 이상의 설명은 본 발명을 한정하는 것이 아니라 단지 본 발명의 바람직한 실시예의 예시로서 이해되어야 하며, 본 발명은 다음의 청구항들의 범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.

Claims

링 씨일(ring seal)로서, 상기 링 씨일은:
축 방향으로 유체의 통과를 위한 축방향 구멍을 정의하고, 축 방향에 대해 직각인 반경방향 평면을 가지는 환형 몸체(annular body);
상기 환형 몸체의 제1 축방향 단부 상의 제1 밀봉 표면으로서, 상기 제1 밀봉 표면은 축 방향으로 상기 환형 몸체로부터 제1 정점(apex)까지 연장되는 제1 변형 가능한 환형 돌출부를 포함하고, 상기 제1 변형 가능한 환형 돌출부는 제1 평면 밀봉면과 맞물릴 때 변형되도록 구성되며, 상기 제1 밀봉 표면은 제1 환형의 둥근 밀봉 링에 맞물리도록 구성된 제1 밀봉 링 맞물림 표면을 더 포함하는, 제1 밀봉 표면; 및
상기 제1 축방향 단부 반대편의 상기 환형 몸체의 제2 축방향 단부 상의 제2 밀봉 표면으로서, 상기 제2 밀봉 표면은 축 방향으로 상기 환형 몸체로부터 제2 정점까지 연장된 제2 변형 가능한 환형 돌출부를 포함하고, 상기 제2 변형 가능한 환형 돌출부는 제2 평면 밀봉면과 맞물릴 때 변형되도록 구성되며, 상기 제2 밀봉 표면은 제2 환형의 둥근 밀봉 링에 맞물리도록 구성된 제2 밀봉 링 맞물림 표면을 더 포함하는, 제2 밀봉 표면;을 포함하는 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제2 밀봉 표면은 축 방향에 대해 직각인 상기 환형 몸체의 반경방향 평면에 반사된 상기 제1 밀봉 표면의 거울상(mirror image)인, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 링 맞물림 표면은 상기 제1 환형의 둥근 밀봉 링을 수용하는 크기의 반경방향 길이를 가지는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제1 변형 가능한 환형 돌출부는 상기 제1 평면 밀봉면과 맞물릴 때 변형되어 C-형 밀봉부를 형성하도록 구성되는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 링 맞물림 표면은 상기 제1 환형의 둥근 밀봉 링에 맞물려 W-형 밀봉부를 형성하도록 구성되는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 표면의 제1 밀봉 링 맞물림 표면은 상기 제1 변형 가능한 환형 돌출부의 제1 정점의 반경방향 내측으로 향하는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 표면의 제1 밀봉 링 맞물림 표면은 상기 제1 변형 가능한 환형 돌출부의 제1 정점의 반경방향 외측으로 향하는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 표면의 제1 밀봉 링 맞물림 표면은 상기 제1 변형 가능한 환형 돌출부의 제1 정점까지 상기 반경방향 평면에 대해 경사지게 연장되는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제1 정점은 상기 환형 씨일 몸체의 반경방향 내부 에지보다 상기 환형 씨일 몸체의 반경방향 외부 에지에 더 가깝게 위치하는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 정점은, 상기 축방향 구멍을 정의하는 상기 환형 몸체의 내경으로부터, 상기 내경에서 상기 환형 몸체의 외경까지의 거리의 50%-70%에 위치하는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 정점은, 상기 축방향 구멍을 정의하는 상기 환형 몸체의 내경으로부터, 상기 내경에서 상기 환형 몸체의 외경까지의 거리의 5%-15%에 위치하는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제1 변형 가능한 환형 돌출부는 상기 정점으로부터 뒤로 상기 환형 몸체를 향해 서로 반대 방향으로 연장되는 제1 밀봉 링 맞물림 표면과 돌출부 표면으로 형성되며, 상기 돌출부 표면은 상기 제1 밀봉 링 맞물림 표면보다 상기 반경방향 평면에 대해 상기 정점까지 더 가파른 기울기를 가지는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 링 맞물림 표면은 상기 제1 정점까지 연장된 절두원추형 표면(frustoconical surface)인, 링 씨일.
제13항에 있어서,
상기 제1 밀봉 맞물림 표면은 반경방향 외측으로 연장됨에 따라 제2 축방향 단부로부터 멀어지게 연장되는, 링 씨일.
제1항에 있어서,
상기 제1 밀봉 맞물림 표면은 상기 반경방향 평면에 대해 30도보다 작은 각도로 연장되는, 링 씨일.
유체 유동 경로를 정의하는 대향하는 유동 요소 밀봉면들을 밀봉하기 위한 링 씨일(ring seal)로서, 상기 링 씨일은:
축 방향으로 유체의 통과를 위한 축방향 구멍을 정의하는 환형 씨일 몸체(annular seal body); 및
상기 환형 씨일 몸체의 대향하는 축방향 단부들 상의 제1 밀봉 표면과 제2 밀봉 표면;을 포함하며,
상기 제1 밀봉 표면은 제1 축 방향으로 상기 환형 씨일 몸체로부터 제1 정점까지 연장되는 제1 환형 연장부를 포함하고, 상기 제1 환형 연장부는 상기 정점으로부터 뒤로 상기 환형 씨일 몸체를 향해 서로 반대 방향으로 연장되는 제1 연장 표면과 제2 연장 표면을 포함하며, 상기 제2 연장 표면은 상기 제1 연장 표면보다 상기 정점까지 더 가파른 기울기를 가지고, 상기 제1 환형 연장부는 평면 표면과 맞물릴 때 변형되어 유밀 밀봉부(fluid tight seal)를 형성하도록 구성되며, 상기 제1 연장 표면은 환형의 둥근 밀봉 링에 맞물려 유밀 밀봉부를 형성하도록 구성되는, 링 씨일.
제16항에 있어서,
상기 제2 밀봉 표면은 제1 축 방향과 반대인 제2 축 방향으로 상기 환형 씨일 몸체로부터 제2 정점까지 연장되는 제2 환형 연장부를 포함하고, 상기 제2 환형 연장부는 상기 정점으로부터 뒤로 상기 환형 씨일 몸체를 향해 서로 반대 방향으로 연장되는 제3 연장 표면과 제4 연장 표면을 포함하며, 상기 제4 연장 표면은 상기 제3 연장 표면보다 상기 제2 정점까지 더 가파른 기울기를 가지고, 상기 제2 환형 연장부는 평면 표면과 맞물릴 때 변형되어 유밀 밀봉부를 형성하도록 구성되며, 상기 제3 연장 표면은 환형의 둥근 밀봉 링에 맞물려 유밀 밀봉부를 형성하도록 구성되는, 링 씨일.
제16항에 있어서,
상기 제2 밀봉 표면은 축 방향에 대해 직각으로 연장되는 반경방향 평면에 반사된 상기 제1 밀봉 표면의 거울상인, 링 씨일.
제16항에 있어서,
상기 제1 밀봉 표면은 상기 축방향 구멍으로부터 상기 제1 연장 표면까지 연장된 반경방향 표면을 포함하며, 상기 제1 정점은 상기 제1 연장 표면의 반경방향 외측에 위치하는, 링 씨일.
제19항에 있어서,
상기 제1 반경방향 표면은 축 방향에 대해 실질적으로 직각으로 연장되는 평면 부분을 포함하는, 링 씨일.
제16항에 있어서,
상기 제1 연장 표면은 축 방향에 대해 60도보다 큰 각도로 연장되며, 반경 방향으로 상기 제1 연장 표면의 길이는 상기 환형의 둥근 밀봉 링을 수용하는 크기인, 링 씨일.
제16항에 있어서,
상기 제1 정점은 상기 축방향 구멍을 정의하는 상기 환형 씨일 몸체의 내부 표면보다 상기 환형 씨일 몸체의 외부 표면에 더 가깝게 위치하는, 링 씨일.
제22항에 있어서,
상기 제2 연장부는 상기 제1 정점으로부터 상기 외부 표면까지 연장되는, 링 씨일.
제16항에 있어서,
상기 제1 연장 표면은 축 방향에 대해 대략 70도의 기울기를 가지는, 링 씨일.
링 씨일(ring seal)로서, 상기 링 씨일은:
축 방향으로 유체가 흐르도록 하기 위한 축방향 구멍을 정의하는 환형 몸체;
제1 유형의 밀봉면과 맞물릴 때 제1 유형의 유밀 밀봉부(fluid tight seal)를 형성하고 제2 유형의 밀봉면과 맞물릴 때 제2 유형의 유밀 밀봉부를 형성하기 위한 상기 환형 몸체의 제1 축방향 단부 상의 제1 밀봉 수단; 및
상기 제1 축방향 단부 반대편의 상기 환형 몸체의 제2 축방향 단부 상의 제2 밀봉 수단으로서, 상기 제2 밀봉 수단은 제1 유형의 밀봉면과 맞물릴 때 제1 유형의 유밀 밀봉부를 형성하고 제2 유형의 밀봉면과 맞물릴 때 제2 유형의 유밀 밀봉부를 형성하기 위한 것인, 링 씨일.
제25항에 있어서,
상기 제1 유형의 유밀 밀봉부는 C-형 밀봉부이고, 상기 제2 유형의 유밀 밀봉부는 W-형 밀봉부인, 링 씨일.
제25항에 있어서,
상기 제1 유형의 밀봉면은 평면 표면을 포함하는, 링 씨일.
제25항에 있어서,
상기 제2 유형의 밀봉면은 환형의 둥근 밀봉면을 포함하는, 링 씨일.
제25항에 있어서,
상기 제1 밀봉 수단은 제1 밀봉 표면의 반경방향 외측에 위치한 정점을 포함하고, 상기 제2 밀봉 수단은 제2 밀봉 표면의 반경방향 외측에 위치한 정점을 포함하는, 링 씨일.
제25항에 있어서,
상기 제1 밀봉 수단은 제1 밀봉 표면의 반경방향 내측에 위치한 정점을 포함하고, 상기 제2 밀봉 수단은 제2 밀봉 표면의 반경방향 내측에 위치한 정점을 포함하는, 링 씨일.
제25항에 있어서,
상기 제2 밀봉 수단은 축 방향에 대해 직각인 반경방향 평면에 반사된 상기 제1 밀봉 수단의 거울상인, 링 씨일.
제31항에 있어서,
상기 링 씨일은 상기 반경방향 평면에 대해 대칭인, 링 씨일.
제25항에 있어서,
상기 제1 밀봉 수단은 반경방향 외측으로 그리고 제1 축 방향으로 정점까지 연장된 절두원추형 표면을 포함하는, 링 씨일.
금속 씨일(metal seal)로서, 상기 금속 씨일은:
축 방향으로 유체 통로를 정의하는 환형 몸체; 및
상기 환형 몸체의 축방향 단부 상의 제1 밀봉 표면으로서, 상기 제1 밀봉 표면은 축 방향으로 상기 환형 몸체로부터 돌출되는 환형 연장부를 포함하고, 상기 환형 연장부는 상기 환형 몸체로부터 정점까지 축 방향으로 적어도 부분적으로 연장되는 제1 연장 표면과 제2 연장 표면을 포함하며, 상기 제2 연장 표면은 상기 제1 연장 표면보다 상기 정점까지 더 가파른 기울기를 가지는, 제1 밀봉 표면;을 포함하며,
상기 밀봉 표면이 일반적으로 평평한 표면에 대해 가압될 때 상기 제1 밀봉 표면은 상기 환형 몸체와 상기 일반적으로 평평한 표면 사이에 유밀 밀봉부를 형성할 수 있고, 상기 환형 연장부는 상기 제1 연장 표면이 상기 일반적으로 평평한 표면에 맞물리도록 변형 가능하며,
상기 제1 밀봉 표면이 환형 밀봉 링에 대해 가압될 때 상기 밀봉 표면은 상기 환형 몸체와 상기 환형 밀봉 링 사이에 유밀 밀봉부를 더 형성할 수 있고, 상기 환형 밀봉 링은 상기 환형 연장부의 정점의 반경방향 내측의 상기 밀봉 표면의 환형 부분에 맞물리는, 금속 씨일.