KR100257340B1 - 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 구조체 및 이음 방법 - Google Patents

수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 구조체 및 이음 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 구조체 및 이음 방법에 관한 것으로서, 특히 양쪽 끝부분에 홈(11)이 형성된 수도용 내충격성 경질 염화비닐관(10)과, 상기 홈(11) 부위에 체결되는 돌출부(22)가 형성된 이음부재(20)와, 수밀기능을 발휘하도록 이음부재(20) 내부에 넣어지는 고무링(30)으로 구성되는 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 구조체 및 이음 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이음 구조체 및 이음 방법은 수압과 시공된 사용 환경에 따라, 특히 진동이나 시공후 지반의 부등 침하 등에 의해 이음부위에서 누수가 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 용이하게 수도용 내충격성 경질 염화비닐관을 잇는 것이 가능하면서도 수도용 경질 염화비닐관의 분리 및 이탈을 방지할 수 있다.

Description

수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 구조체 및 이음 방법
본 발명은 수도용 내충격성 경질 염화비닐관(High Impact Vinyl Pipe: HIVP)의 이음 구조체 및 이음 방법에 관한 것이다.
한국공업규격(KSM3401)에 명시되어 있는 수도용 경질 염화비닐관은 관의 모양에 따라 직관, TS관, 편수칼라관이 있다. 이들 관의 이음방법은, 직관의 경우에는 관과 소켓에 접착제를 도포하여 사용하며, TS관의 경우에도 유사한 방법으로 관과 관의 슬리이브 가공부분에 접착제를 도포하여 사용하고, 편수칼라관의 경우에는 고무링을 사용하는 방법 등이 있다.
이들 이음 방법은 수압과 시공된 사용 환경에 따라, 특히 진동이 있는 곳에 시공되거나 시공 후 지반의 부등 침하 등에 의하여 이음 부위에서 누수가 생기는 단점이 있고 동절기의 저온 환경에서 내충격성이 떨어지는 단점이 있어 수도용 경질 염화비닐관이 널리 보급되는데 장애 요인이 되어 왔다.
동절기 저온 환경에서의 내충격 특성이 약한 단점을 해결하기 위하여 충격보강제를 사용한 수도용 내충격성 경질 염화비닐관이 개발되었으나 상기의 누수 문제를 해결할 수 있는 적절한 해결 방법이 없는 상태이며, 더구나 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 경우에는 인장강도와 낙추충격을 만족시킬 수 있는 방법으로 3층 구조의 관(실용신안공고번호 제95-5495호) 또는 2층 구조의 관(특허출원번호 제96-16533호) 등을 채용하고 있기 때문에 이러한 다층 구조의 관의 경우 수도용 내충격성 경질 염화비닐 이음관에 관하여 한국공업규격(KSM 3402)에 명시된 방법을 이용하기가 어렵다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 염화비닐의 재질이 아닌 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 등의 재질로 이음관을 만들어 사용하기도 하나 아크릴로니트릴 -부타디엔-스티렌(ABS)은 내화학약품 특성이 우수하지 않기 때문에 시공 과정 또는 시공 후의 각종 화학물질에 노출되는 경우 수도용 내충격성 경질 염화비닐 이음관의 재질로는 적당하지 않으므로 새로운 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 방법이 요구되어 왔다.
따라서, 본 발며은 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 수압과 시공된 사용 환경에 따라, 특히 진동이나 시공후 지반의 부등 침하 등에 의해 이음부위에서 누수가 발생하는 것을 방지할 뿐만 아니라, 용이하게 수도용 내충격성 경질 염화비닐관을 잇는 것이 가능하면서도 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 분리 및 이탈을 방지할 수 있는 이음 구조체 및 이음 방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 구조체는 양쪽 끝부분에 홈이 형성된 수도용 내충격성 경질 염화비닐관과, 상기 홈 부위에 체결되는 돌출부가 형성된 이음부재와, 수밀기능을 발휘하도록 이음부재 내부에 넣어지는 고무링으로 구성된다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 방법은 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 외면 양쪽 끝부분에 홈을 형성하고, 상기 홈 부위에 돌출부가 형성된 이음부재를 체결하며, 수밀기능을 발휘하도록 이음부재의 내부에는 고무링을 넣는 것을 특징으로 한다.
제1도는 본 발명의수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 구조를 나타내는 도면이다.
제2도는 본 발명의 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 구조체의 구조를 나타내는 도면이다.
제3도는 제2도의 A-A선 단면도이다.
제4도는 본 발명의 고무링을 나타내는 도면으로서, a도는 평면도, b도는 a도의 B-B선 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 내충격성 경질 염화비닐관 11 : 홈
20 : 이음부재 22 : 돌출부
30 : 고무링
이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명자들은 수도용 내충격성 경질 염화비닐관(10)의 양쪽 끝에 제1도에 도시된 바와 같이 홈(11)을 형성하고 그 홈(11)에 맞는 제2도 및 제3도에 도시된 바와 같은 돌출부(22)가 형성된 이음부재(20)로 관과 관, 또는 관과 이음관의 양쪽 홈(11) 부위에 체결함으로써 관의 분리 또는 이탈을 방지하고, 이음부재(20)의 내부, 즉 관과 관의 접축부위에는 제4도에 도시된 바와 같은 고무링(30)을 넣어 고무링의 작용으로 누수가 발생하지 않게 할 경우 상기의 문제점을 해결할 수 있다는 것에 착안하여 새로운 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 구조체 및 이음 방법을 완성하게 되었다.
관의 외면에 홈(11)을 형성하는 방법은 관을 가열하지 않은 상태에서 기계적인 방법으로 강제로 홈을 만드는 방법, 선반 등과 같은 기계를 이용하여 관의 외면에 홈을 만드는 방법, 관을 가열하여 홈을 가공하는 방법 등이 가능하다.
내충격성 경질 염화비닐관에 홈을 형성하는 방법 중 선반 등과 같은 기계를 이용하여 관의 외면에 홈을 만드는 방법은 관의 두께를 얇게 만들게 되며, 더구나 2층 구조 또는 3층 구조의 관은 내충격 기능을 하는 내충격층을 깎아내어 수압에 견딜 수 있는 성능과 성능을 저하시키는 것으로 나타나 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 홈을 만드는 방법으로는 적당하지 못하다.
내충격성 경질 염화비닐관에 홈을 형성하는 방법 중 관을 가열하지 않은 상태에서 기계적인 방법으로 강제로 홈을 만드는 방법은 홈 부위의 관의 두께가 얇아지고, 강제로 늘어난 부위의 조직이 취약하게 되는 것으로 나타나 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 홈을 만드는 방법으로는 적당하지 못하다.
내충격성 경질 염화비닐관에 홈을 형성하는 방법 중 관을 가열하여 홈을 가공하는 방법은 위의 방법들과는 달리 홈 부위의 관의 두께가 얇아지거나 홈 부위의 조직이 취약하게 되지 않는 것으로 나타나 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 홈을 만드는 방법으로 적당하다.
제3도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 이음부재(20)에는 양쪽 끝에 관의 홈 (11) 부위에 맞도록 돌출부(22)가 형성되어 있으며, 이음부재(20)의 재질은 폴리카보네이트(PC), 아세탈(Acetal), 나일론(Nylon), 변성 폴리페닐렌옥사이드(MPPO), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리이미드(PI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등과 같은 구조용 고분자 재료(Engineering Plastics), 또는 이들 재료에 유리섬유 (Glass Fiber)나 탄소섬유(Carbon Fiber)를 첨가한 재질, 또는 주물용 강철 등이 적당하다.
제1도에 도시된 바와 같이, 수도용 내충격성 경질 염화비닐관(10)의 끝부분에는 홈(11)이 형성되어 있으며, 관의 양쪽 홈에 제3도체 도시된 바와 같이 돌출부(22)가 형성된 이음부재(20)가 체결됨으로써 관의 분리 또는 이탈을 방지한다. 이때, 제2도에 도시된 바와 같이, 이음부재(20)의 플랜지(24) 부분은 상하면이 맞추어지고 플랜지 부분에 형성된 구멍에 볼트(25)가 체결된 후 너트(26)에 의해 조여지게 된다.
또한, 이음부재(20)의 내부에는 제4도에 도시된 바와 같은 고무링(30)을 넣어 고무링의 작용에 의한 수밀기능과 이음부재의 체결기능이 동시에 발휘되도록 한다.
본 발명의 관의 양쪽 끝에 홈(11)을 만드는 방법은 염화비닐수지가 열가소성수지임을 이용하여 내충격성 경질 염화비닐관을 염화비닐수지의 유리 전이 온도(Tg)보다 높은 온도로 가열한 후 가공하는 것이다. 이때 너무 높은 온도로 가열할 경우 관의 주요 재질인 염화비닐수지가 열에 의해 분해됨으로써 관이 약화될 수 있으며, 가열 온도가 염화비닐수지의 유리 전이 온도 보다 낮을 경우에는 관의 조직에 결점이 생기게 되므로 관의 가열 온도는 80-200℃가 적당하다.
본 발명의 관 끝에서 홈(11)까지의 길이(10a)가 짧은 경우에는 높은 압력에 견디기 어렵고, 긴 경우에는 이음부재(20)의 크기가 커져야 하므로 이음 구조체의 경제성을 고려하면 관 끝에서 홈까지의 길이(10a)는 10-30mm가 적당하다.
본 발명의 홈부위의 관 직선 길이(10b)는 이으무재(20)의 크기에 맞아야 하는데, 이 길이가 짧은 경우에는 압력에 견디기 어렵고, 긴 경우에는 이음부재의 크기가 커져야 하므로 이음 구조체의 경제성을 고려하면 홈부위의 관 직선 길이(10b)는 5-15mm가 적당하다.
본 발명의 홈(11)의 각도가 작은 경우에는 높은 압력에서 체결 성능이 떨어지고, 큰 경우에는 홈 부위의 관의 두께가 얇아지고 관의 내경도 작아지게 되어 비효율적이므로 홈의 각도는 5-25R이 적당하다.
본 발명의 가공된 홈(11)의 깊이가 작은 경우에는 높은 압력에서 체결 성능이 떨어지고, 큰 경우에는 관의 내경이 작아지게 되어 물의 흐름을 방해하는 비효율이 발생되므로 가공된 홈(11)의 깊이는 0.5-10mm가 적당하다.
이하, 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
표 1은 종래의 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 구조체와 본 발명의 이음 구조체의 성능을 분석, 대비한 것이다.
[표 1]
Figure kpo00001
* : 상온의 물로 수압의 압력에 도달케 한 것임.
** : 1m의 관 2개를 체결하고 수압 25 kg/cm2의 압력하에 관의 끝을 상하로 6cm의 거리만큼 1분에 6회씩 흔들어 준 것임.
표 1에서 나타난 바와 같이, 조래의 이음 구조체에서는 수압시험 및 수압진동시험에서 모두 누수현상이 발생하였으나 본 발명의 이음 구조체에서는 누수현상이 관찰되지 아니하였다.
표 2는 본 발명의 이음 조건에 따른 성능을 분석, 대비한 것이다.
[표 2]
Figure kpo00002
Figure kpo00003
* : 상온의 물로 수압의 압력에 도달케 한 것임.
** : 1m의 관 2개를 체결하고 수압 25 kg/cm2의 압력하에 관의 끝을 상하로 6cm의 거리만큼 1분에 6회씩 흔들어 준 것임.
표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 관 끝에서 홈까지의 길이(10a)가 10-30mm, 홈 부위의 관 직선 길이(10b)가 5-15mm, 홈(11)의 각도가 5-25R, 가공된 홈(11)의 깊이가 0.5-10mm인 경우에는 누수현상이 관찰되지 아니하였다.
본 발명에 따른 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 구조체 및 이음 방법에 의하면, 수압과 시공된 사용 환경에 따라, 특히 진동이 있는 곳에 시공되거나 시공 후 지반의 부등 침하 등에 의하여 이음 부위에서 누수가 생기는 것을 방지할 수 있다.
또한, 돌출부가 형성된 이음부재가 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 양쪽 끝부분에 형성된 홈에 견고하게 체결됨으로써 관의 이탈 및 분리가 방지되며 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 작업이 용이하게 수행될 수 있다.

Claims (2)

  1. 양쪽 끝 부분에 홈(11)이 형성된 수도용 내충격성 경질 염화비닐관(10)과, 상기 홈(11)부위에 체결되는 돌출부(22)가 형성된 이음부재(20)와, 수밀기을 발휘하도록 이음부재(20) 내부에 넣어지는 고무링(30)으로 구성되는 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음구조체에 있어서, 상기 수도용 내충격성 경질 염화비닐관(10)의 끝에서 상기 홈(11)까지의 길이(10a)가 10-30mm이고, 홈 부위의 관 직선길이(10b)가 5-15mm이며, 홈의 각도가 5-25R이고, 홈의 깊이가 0.5-10mm인 것을 특징으로 하는 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음구조체.
  2. 다수의 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 단부를 서로 맞대어 이음하는 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음방법에 있어서, 수도용 내충격성 경질 염화비닐관 (10)의 외면 양쪽 끝부분을 80-200℃로 가열하여 홈(11)을 형성하고, 상기 홈(11)에 돌출부가 형성된 이음부재(20)를 체결하되, 상기 이음부재(20)의 내부에는 수밀기능을 발휘하도록 고무링(30)을 삽입하여 이음하는 수도용 내충격성 경질 염화비닐관의 이음 방법.
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