KR100317199B1 - 파이프커플링 - Google Patents

Description

파이프 커플링 {PIPE COUPLING}

본 발명은 특허청구범위 제1항 전제부의 특징을 가지는 파이프 커플링에 관한 것이다.

DE 44 08 743 C2로부터 파이프 커플링(pipe coupling)으로 사용할 수 있는 파이프 라인의 실링장치(sealing device)에 관한 것이 알려져 있다. 파이프 라인에 조여질 수 있게 결합되는 폐쇄식 하우징(closable housing)에 탄성 실링슬리브(elastomeric sealing sleeve)가 놓여 있다. 하우징의 앞쪽에는 반경방향 안쪽을 향하는 단부 벽(end walls)이 있으며, 이에 대하여 실링 슬리브의 전면이 지지된다. 하우징과 실링 슬리브가 닫혀 파이프 라인의 파이프에 좁게 조여질 때, 하우징의 단부 벽과 각 파이프의 벽 사이에는 일반적으로 간극이 존재한다. 이 간극을 통하여 탄성 실링슬리브에 오염물질이 접근할 수 있고, 슬리브는 UV 조사(irradiation), 오존 기타 유해요소의 침입에 노출될 수 있어, 탄성체의 특성 열화와 누출로 이어질 수 있다.

EP 0 551 582 A1에는, 폐쇄시 좁아지며, 록워셔(lock washer)로 각각의 바깥쪽 파이프 벽에 조여지는 하나의 실링 립(sealing lip)을 가지는 탄성 실링슬리브가 설치되는 하우징이 개시되어 있다. 실링슬리브의 각 전면은, 단면이 V자형인지 지 링(supporting ring)으로 둘러싸이며 마주보고 기울어져 있는 원뿔면(conical faces)으로 분할되어 있다. 클램핑 링(clamping ring)의 외부 테두리(outer edge)는 하우징의 단부벽과 외벽에 의해 형성되는 벤드(bend)의 안쪽에 지지되어 있다. 내부 테두리 영역에서, 클램핑 링은 슬릿형 함몰부(slit-like recesses)에 의해 형성된 여러 개의 박층(lamellae)을 가지고 있다. 파이프 커플링의 하우징이 닫혀 좁아지면, 이들 박층의 단부 테두리(end edges)는 파이프 단부에 물려 결합된다. 이 파이프 커플링에 의해 클램핑 링 박층 사이의 함몰부를 통하여 실링슬리브의 탄성체가 미끄러지는 것을 방지하려면, 실링슬리브 앞쪽의 지지 링(supporting ring)이 특별한 이중 원뿔 모양을 가질 필요가 있다.

마지막으로, CH-A-676-875에는 하우징에 패킹칼라가 설치되는 클램핑 슬리브 장치가 공지되어 있다. 패킹칼라는 중앙 접합비드(central abutment bead)를 가지며, 결합될 2개의 파이프의 단부가 그 양쪽을 지지한다. 각 파이프의 둘레에 대해 놓이기 위하여 2개의 실링 테두리가 패킹칼라의 두 축방향 단부에 설치된다. 패킹 칼라의 양 전면에는, 중공(中空) 원뿔모양으로 형성되며 단부 플랜지의 굽힘부 하우징 바깥쪽에 지지되는 고착 링(anchoring ring), 즉 클램핑 링이 놓인다. 하우징이 조여지면, 고착 링의 내부 테두리는 파이프의 바깥 둘레 전체에 결합되어 물린다. 따라서, 파이프의 단부는 체결(form-locking)에 의해 접합비드에 대하여 축방향으로 유지된다. 이 목적으로 고착링, 즉 클램핑 링의 내부 테두리는 오목하게 설계될 수 있으며, 그에 따라 형성되는 절단 테두리(cutting edge)가 파이프의 바깥쪽 표면으로 파고든다.

본 발명은 청구범위 제1항 전제부의 특성을 가지는 파이프 커플링을, 설계를 단순화하고 기능성 및 호환성(universal usability)을 개선하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의하면 이 목적은 청구범위 제1항의 특징을 가지는 파이프 커플링에 의해 이루어진다. 본 발명의 더욱 유용한 개선은 종속항에 설명되어 있다.

바람직하게는 내부 원뿔로 형성되는 패킹칼라(packing collar)의 경사진 전면(bevelled front side)을 지지하며, 하우징에 지지되는 클램핑 링에 의해, 하우징이 닫혀 파이프 라인에 조여질 때, 외부로부터 침투해 들어오는 유해한 환경에 대하여 패킹칼라가 보호된다. 클램핑 링은, 결합되는 파이프 커플링과 파이프의 크기나 지름에 따라 하우징과 파이프 표면 사이에 존재할 수 있는 다양한 크기의 간극을 상쇄시킨다.

클램핑 링의 내부 테두리(inner edge)가 둥글게 되어 있어, 파이프 라인 위의 조임위치(tightened operational position)에서 클램핑 링이 결합될 파이프 표면에서 미끄러질 수 있다. 따라서, 서로 상대적인 2개의 파이프의 축방향 움직임은 상쇄될 수 있는데, 이는 실링슬리브 역시 상응하는 탄성변형에 의하여 임의의 축방향 이동을 허용하기 때문이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 하우징이 열려있으나 조여지지는 않은 상태에서의, 제1실시예의 클램핑링을 가지는 파이프 커플링을 나타내는 개략 부분단면도,

도 2는 파이프라인에 대하여 패킹칼라가 눌리고 하우징이 닫힌 파이프 커플링의, 도 1에 상당하는 도면,

도 3은 파이프 커플링의 평면 일부를 잘라내어 나타내는 파단사시도,

도 4는 본 발명에 의한 클램핑링의 평면도,

도 5는 도 4의 클램핑링의 부분 측단면도,

도 1 내지 도 3에 도시된 탄성 패킹칼라의 파이프 커플링은 실질적으로 DE 44 08 743 C2에 개시된 실링장치에 대응되는데, 그 내용은 본 발명의 적용과 명백한 관계로 결합되어 있다. 그러므로, 이하에는 본 발명을 이해하는데 핵심적인 파이프 커플링의 요소만이 설명될 것이다.

파이프 라인의 두 파이프(1, 2)를 연결하고 실링하기 위하여, 대략 두 파이프 끝부분(거울상으로 대칭적으로 설치되는 파이프 커플링의 왼쪽은 도시하지 않는다)의 결합부(joint, 3) 위치에 파이프 커플링이 설치된다. 탄성체의 패킹칼라(5)는 하우징(4)에 설치되며 각각의 축방향 단부(端部)에 링모양 비드(bead, 6)를 가진다. 하우징(4)에는 폐쇄수단(미도시)이 설치되어, 파이프 커플링이나 파이프 결합부(3)의 원하는 위치에서 닫히고 좁아져, 패킹칼라(5)가 2개의 링모양 비드(6)에 의해 각각의 파이프(1, 2)에 대하여 반경방향으로 눌린다. 각 링모양 비드(6)는, 파이프 커플링의 길이방향 축방향으로 기운 링모양 간극(ring-shaped gap, 7)에 의해, 2개의 인접하는 반경방향 비드(radial bead, 8, 9)로 세분되며, 바깥쪽 반경방향 비드(9)는 안쪽으로 향하는 예각(說角) 패킹 립(packing lip, 10)을 형성한다.

패킹칼라(5)의 각 축방향 전면(axial front side, 11)은 파이프 커플링의 길이방향 축을 향하여 안쪽으로 원뿔형으로 기울어져 있다. 이 원뿔형 링모양 표면(12)에 대하여, 스프링 강 또는 유사한 재료로 이루어지는 클램핑 링(13)이 놓이며, 상기 클램핑 링은 패킹칼라(5)와 하우징의 반경방향 단부벽(14) 사이로 삽입되며, 실린더형 하우징부(15)와 단부 벽(14)에 의해 형성된 굽힘부(bend)의 내부(19) 위에 축방향 및 반경방향으로 지지된다. 그러나, 클램핑 링(13)은 또한 하우징(4)의 링모양 벌지(bulge)나 홈에 의해 지지될 수도 있다. 클램핑 링(13)은 둘레를 따라 분할된다(도 4 참조). 클램핑 링의 두 단부(16, 17)는 겹쳐지거나, 하우징 (4)이 조여질 때 서로 거의 접촉할 정도로 떨어지도록 설치될 수 있다. 클램핑 링의 원뿔각(cone angle: α)은 45°(도 5 참조)이면 적당하나, 그보다 크거나 작을 수도 있다. 패킹칼라(5)의 원뿔형 링모양 표면(12)의 각은 상응하는 크기이면 적합하다. 그러나 링모양 표면(12)은 정확히 원뿔형일 필요는 없고, 안쪽으로 구부러질 수도 있으며, 그럼에도 패킹칼라(5)의 탄성체가 클램핑 링(13)을 지지할 수 있다.

클램핑 링(13)의 바깥 테두리(18)는 길이방향 단면도에 나타난 것과 같이 둥글게 되어 있으며, 하우징(4) 굽힘부의 내부(19)에 들어맞도록 되어 있다. 클램핑링(13)의 내부 테두리(inner edge, 20) 역시 둥글게 되어 있어, 하우징(4)과 패킹칼라(5)가 조여져 반경방향으로 좁아질 때, 클램핑 링(13)의 내부 테두리(20)는 각각의 파이프(1, 2)에 밀착된다. 따라서, 오염물질이나 UV조사(UV irradiation) 또는 오존 등 다른 원치 않는 유해물질의 주위로부터의 침투가 패킹칼라(5)에 접근하지 않도록 확실히 방지할 수 있다. 이 경우, 클램핑 링(13)은 보호 링으로서 기능한다. 파이프(1, 2) 중 하나 또는 두 개가 축방향으로 움직일 때, 클램핑 링(13) 은 실링작용을 유지하면서 파이프(들) 위를 미끄러질 수 있다. 그러므로, 파이프커플링을 길이 보상기구(length compensator)로 사용할 수도 있다. 더욱이, 파이프 라인에 조여지는 상태에서 클램핑 링(13)은 바깥쪽 반경방향 비드(9)에 축방향 압력을 작용시켜, 패킹칼라(5)의 수명이 다 될 때까지 하우징(4)의 단부벽과 각 파이프(1, 2) 사이의 간극을 통하여 탄성체가 벗겨지는 것을 방지한다.

Claims (6)

1. 방사상의 단부 벽(end walls, 14)을 가지는 폐쇄식 하우징(4)에 설치되며 파이프라인(1, 2)을 실링하면서 놓이기 위하여 반경방향 안쪽으로 돌출되며 축방향으로 떨어져 있는 2개의 링모양 비드(beads, 6)를 가지는 탄성 패킹칼라(packing collar, 5)를 가지며,

   각각의 링모양 비드(6)는 파이프 커플링의 길이방향 측에 대하여 예각으로 배치되는 링모양 간극(7)에 의하여 2개의 인접하는 반경방향 비드(8, 9)로 세분되며, 바깥쪽 반경방향 비드(9)에 상기 간극(7)에 의하여 예각의 패킹 립(packing lip, 10)이 형성되며, 링모양 간극(7)은 2개의 인접하는 반경방향 비드(8, 9)의 탄성변형에 의해 함께 눌릴 수 있으며,

   패킹칼라(5)의 각 전면(front side, 11)은 파이프 커플링의 길이방향 축을 향하여 안쪽으로 기울어지며, 둘레를 따라 세분화되고 축방향과 반경방향으로 하우징(4)에 지지되며, 하우징(4)이 좁아져 닫히고 패킹칼라(5)가 조여질 때 대응하는 파이프(1 또는 2)에 놓이는 원뿔형 클램핑링(13)이 상기 전면에 대하여 놓이는 파이프 커플링에 있어서,

   상기 클램핑링(13)이 둥근 내부 테두리(inner edge, 20)를 가지는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
2. 제1항에 있어서,

   상기 안쪽으로 기울어진 전면(11)이 실질적으로 내부 원뿔(inner cone, 12)로 설계되는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   클램핑 링(13)이 45°정도의 원뿔각 α를 가지는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   클램핑 링(13)이 둥근 외부 테두리(18)를 가지는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   클램핑 링(13)이 스프링 강으로 제조되는 것을 특징으로 하는 파이프 커플 링.
6. 제3항에 있어서,

   클램핑 링(13)이 둥근 외부 테두리(18)를 가지는 것을 특징으로 하는 파이프 커플링.