KR100518075B1 - 배관용 스토핑 장치 - Google Patents

Abstract

유체를 이송시키는 배관의 밸브를 교체 또는 설치할 때, 배관이 파손되어 유체가 누설되는 경우 누설부위의 전후방측 배관에 착탈가능하게 설치되는 스토핑 장치에 의해 유체를 바이패스 배관을 따라 우회적으로 흐르도록 한 상태에서 누설부위를 절단, 용접 등의 수리작업할 수 있도록 한 것으로, 유체를 이송시키는 배관 파손부위의 좌우측에 고정되는 피팅과, 피팅에 착탈가능하게 설치되는 밸브와, 밸브에 착탈가능하게 설치되며 상단에 장착되는 액츄에이터 구동으로 하우징을 통해 배관에 삽입되는 스토퍼에 의해 유체 흐름방향을 변경하는 스토핑 장치와, 피팅에 설치되어 그 입구를 폐쇄시키는 플러그를 구비하는 배관용 스토핑 장치에 있어서,

상기 스토퍼는, 하우징에 슬라이딩이동가능하게 삽입되는 본체 외주연 상측에 형성된 요홈에 장착되며 하우징에 대해 평면접촉을 하게되는 적어도 하나 이상의 제1시일과, 본체 중앙에 대향되게 형성되어 배관내의 유체가 통과되는 바이패스 통로를 형성하며, 액츄에이터 구동으로 본체 하강시 배관 내주연에 단부가 밀착되어 폐쇄시키는 탄성체의 바디가 장착되는 한쌍의 지지편과, 본체와 지지편 사이에 상하방향으로 형성되는 제1보강편과 지지편에 대해 직각되는 수평방향으로 형성되는 제2보강편으로 이루어져 지지편 하단부의 벌어짐을 방지하는 보강편을 포함한다.

Description

배관용 스토핑 장치{stopping device of conduit}

본 발명은 배관을 따라 흐르는 액체 또는 기체 등의 유체의 흐름을 간섭하지않고 배관의 파손부위를 보수, 밸브를 교체 또는 설치, 관로이설 작업을 수행할 수 있도록 한 배관용 스토핑 장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 유체 누설부위의 전후방측 배관에 착탈가능하게 설치되는 스토핑 장치에 의해 유체를 바이패스 배관을 따라 우회적으로 흐르도록 한 상태에서 누설부위를 절단, 용접 등의 수리작업할 수 있도록 한 배관용 스토핑 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 상하수도관, 도시가스관, 송유관, 화학공장의 배관 등을 따라 흐르는 유체는 그 특성상 배관의 파손 등으로 인해 누설부위가 발생되는 경우 또는 밸브를 교체 및 설치해야되는 경우, 보수 및 수리작업의 긴급성이 요구되며, 배관의 파손부위를 수리작업하기 위하여 유체 흐름을 공사하는 동안 일시적으로 정지시키는 경우 유체를 공급받는 아파트, 공장 등에서는 시간 및 경제적으로 엄청난 손실 또는 고충을 감수해야만 되는 것이다.

이를 감안하여 미국 특허 제5186199호에 "배관용 스토퍼"(conduit stopper)가 개시되어 있다.

미국 특허 제5186199호는, 배관의 파손된 부위를 통해 내부의 액체 또는 기체의 유체가 누설되는 경우 유체의 흐름을 간섭하지않고 배관의 파손부위를 보수 또는 교체작업할 수 있도록 한 것이다.

즉, 상기 "배관용 스토퍼"는, 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 유체가 누설되는 파손부위가 중간에 위치하도록 배관(12) 외주연에 새들(14)이 용접 등으로 고정되고, 새들(14)에 의해 지지되는 스토핑 장치의 하우징(204)이 배관(12)에 대해 직각방향으로 삽입되며, 하우징(204) 중앙에 결합되는 탄성재로 이루어진 바디(96)가 상측에 장착되는 액츄에이터 구동으로 인해 배관(12) 내주연에 밀착되어 통로를 폐쇄함에 따라 유체의 흐름을 차단할 수 있게 된다.

이때, 상기 바디(96)로 인해 차단되는 유체는, 하우징(204) 외주연에 형성된 바이패스 채널(210)에 대해 착탈가능하게 고정되는 바이패스 채널 댐(216)을 분리시킴에 따라 확보되는 바이패스 채널(210)을 통과해 바이패스 관(226)을 통하여 누설부위를 우회적으로 통과하게되므로, 배관(12)을 따라 흐르는 유체를 간섭하지않은 상태에서 누설부위의 수리작업을 계속할 수 있는 것이다.

한편, "배관용 스토퍼"는, 상기 바디(96)를 배관(12)에 대해 밀착시키는 액츄에이터로서 유압실린더를 사용하게되는 바, 유압실린더를 신축구동시키는 작동유는 온도 변화에 따라 점성이 상이하고, 장비로 부터 작동유가 누설되거나, 유압시스템내의 셋팅된 압력이 바람직하지못하거나, 계기 등의 오차로 인해 바디(96)를 가압하는 하중이 온도 조건에 따라 다르게 작용하게 된다.

이로 인해, 유압실린더의 미소한 신축작용으로 인해 상기 새들(14) 내주연에 형성된 걸림턱과 이와 대향되는 하우징(204) 외주연에 형성된 걸림턱에 장착되어 유체의 누설되는 것을 방지하도록 하는 시일(224)의 장착위치가 상이하게되므로, 시일(224)이 설정된 초기위치에서 이탈되는 경우 유체가 누설되는 문제점을 갖는 것이다.

또한, 상기 시일(224)이 장착되도록 새들(14) 내주연에 형성되는 걸림턱이 직각 형상을 유지하게되므로, 바디(96)를 가압시 각지게 형성된 걸림턱에 장착된 시일(224)을 중량(실제, 톤이상으로 작용함)의 하중으로 가압하게되어 찌그러져 파손되는 시일(224)을 통해 유체가 누설되는 문제점을 갖게 된다.

이를 감안하여, 상기 시일(224)이 장착되는 하우징(204) 외주연에 플랫(plat) 형상을 갖는 탄성재의 러버를 부착하는 경우, 링형상의 시일(224)을 부착하는 것에 비해 시일 기능이 뛰어난 반면, 파손시 교체하는 작업이 힘들고 원가비용 및 유지비용이 상승되는 문제점을 갖게 된다.

특히, 배관(12)을 따라 흐르는 유체가 가스인 경우 가스 누출로 인한 폭발의 위험성을 갖게 된다.

또한, 상기 바디(96)에 의해 배관(12)의 통로가 폐쇄될 때 배관(12)내의 유체를 우회통과시킬 수 있도록 하우징(204)을 가공시 바이패스 댐(216)을 착탈가능하게 장착할 수 있도록 분리하여 형성함에 따라, 다수의 부품수 및 알루미늄재로 인한 가공공정의 증가로 인해 배관용 스토퍼의 전체적인 제작비용이 증가되는 문제점을 갖게 된다.

또한, 상기 배관(12)에 대해 밀착되도록 바디(96)를 가압하는 하중의 중량으로 인해 하우징(204) 하단부에 대해 바디(96)를 체결한 체결부재(112)가 쉽게 이완되며, 이로 인해 바디(96)를 기준으로 하여 하우징(204)의 하단부가 좌우방향으로 벌어짐으로 인해 해당 부품이 파손 또는 손상됨에 따라, 작업후 파손된 부품을 교체 또는 보수해야되므로 유지관리비용이 상승되는 문제점을 갖게 된다.

본 발명의 목적은, 유체를 이송시키는 배관의 밸브를 교체 및 설치, 배관의 파손부위를 수리시 유체의 흐름을 간섭하지않고 보수작업할 수 있도록 한 스토핑 장치에서, 하우징을 슬라이딩이동시키는 유압실린더의 신축구동력이 온도 변화 등에 따라 미세하게 가변되어 시일의 장착위치가 변경되는 경우에도 유체의 누설되는 것을 방지할 수 있도록 한 배관용 스토핑 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 하우징에 장착되는 시일이 상대부품과 평면접촉을 하게되므로, 유압실린더에 의한 중량의 하중으로 하우징을 상하방향으로 슬라이딩이동시 시일 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 배관용 스토핑 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 유체를 이송시키는 배관의 파손부위를 수리시 유체를 우회통과시키는 스토핑 장치의 하우징에 바이패스 채널 등이 불필요하여 해당 부품수를 줄이고, 스틸재인 하우징을 가공하는 작업공수 단축으로 제작비용을 경감시킬 수 있도록 한 배관용 스토핑 장치를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 유체를 이송시키는 배관 파손부위의 좌우측에 고정되는 피팅과, 피팅에 착탈가능하게 설치되는 밸브와, 밸브에 착탈가능하게 설치되며 상단에 장착되는 액츄에이터 구동으로 하우징을 통해 배관에 삽입되는 스토퍼에 의해 유체 흐름방향을 변경하는 스토핑 장치와, 피팅에 설치되어 그 입구를 폐쇄시키는 플러그를 구비하는 배관의 스토핑 장치에 있어서,

상기 스토퍼는, 하우징에 슬라이딩이동가능하게 삽입되는 본체 외주연 상측에 형성된 요홈에 장착되며 하우징에 대해 평면접촉을 하게되는 적어도 하나 이상의 제1시일과, 본체 중앙에 대향되게 형성되어 배관내의 유체가 통과되는 바이패스 통로를 형성하며, 액츄에이터 구동으로 본체 하강시 배관 내주연에 단부가 밀착되어 폐쇄시키는 탄성체의 바디가 장착되는 한쌍의 지지편과, 본체와 지지편 사이에 상하방향으로 형성되는 제1보강편과 지지편에 대해 직각되는 수평방향으로 형성되는 제2보강편으로 이루어져 지지편 하단부의 벌어짐을 방지하는 보강부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배관용 스토핑 장치를 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 상기 본체 외주연에 상기 제1시일 하측으로 형성된 요홈에 장착되며 상기 하우징에 대해 평면접촉을 하게되는 제2시일을 더 포함한다.

또한, 상기 액츄에이터는 양복동형 유압실린더로서, 상기 유압실린더의 일측 로드에 장착되며 상기 유압실린더의 구동으로 상기 배관에 삽입되는 스토퍼가 설정된 방향으로 하강되는 것을 확인할 수 있도록하는 확인바를 더 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명은, 가스 등의 유체를 이송시키는 배관 파손부위의 좌우측에 용접 또는 볼트에 의해 고정되는 피팅과, 피팅에 착탈가능하게 설치되는 밸브와, 밸브에 착탈가능하게 설치되며 상단에 장착되는 액츄에이터 구동으로 하우징을 통해 배관에 삽입되는 스토퍼에 의해 유체 흐름방향을 변경하는 스토핑 장치와, 피팅에 설치되어 그 입구를 폐쇄시키는 플러그를 구비하는 배관의 스토핑 장치에 적용되며, 이들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 이용하는 기술내용에 속하는 것이므로 이하에서 이들의 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

따라서, 본 발명에 의한 배관용 스토핑장치는, 상기 하우징(500)에 슬라이딩이동 가능하게 삽입되는 원통형인 본체(501)외주연 상측에 형성된 적어도 하나 이상의 요홈(502)에 장착되며 하우징(500)에 대해 평면접촉을 하게되는 제1시일(503)과, 본체(501) 외주연에 제1시일(503) 하측으로 형성된 요홈(504)에 장착되며 하우징(500)에 대해 평면접촉을 하게되는 제2시일(505)과,

상기 본체(501) 중앙에 대향되게 형성되어 배관(506)내의 유체가 통과되는 바이패스 통로(507)를 형성하며, 상단에 장착되는 유압실린더와 같은 액츄에이터(304) 구동으로 본체(501) 하강시 배관(506) 내주연에 단부가 밀착되어 통로를 폐쇄시키는 탄성체의 바디(512)가 장착되는 한 쌍의 지지편(508)과,

본체(501)와 지지편(508) 사이에 상하방향으로 형성되는 한 쌍의 제1보강편(509)과 지지편(508)에 대해 직각되는 수평방향으로 형성되는 제2보강편(510)으로 이루어져 지지편(508) 하단부의 벌어짐을 방지하는 보강부재(511)를 포함하여 이루어진 것이다.

한편, 상기 액츄에이터(304)는 양복동형 유압실린더로서, 유압실린더의 일측 로드에 장착되며 유압실린더의 구동으로 배관(506)에 삽입되는 스토퍼의 바디(512)가 설정된 방향으로 하강되는 것을 확인할 수 있도록하는 확인바(600)를 더 포함할 수 있다.

도면중 미 설명부호 309는 액츄에이터(304)에 작동유를 공급하는 유압펌프, 513은 지지편(508)에 대해 바디(512)를 고정할 수 있도록 체결부재가 삽입되는 관통공, 514는 관통공(513)을 통해 유체의 누설되는 것을 방지하는 캡이다.

이하에서, 본 발명에 의한 배관용 스토핑 장치의 작동을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 가스 등과 같은 유체(流體)를 이송시키는 도시가스관 등의 배관(506)이 파손 또는 크랙(crack)이 발생되어 유체가 누설(漏泄)되는 경우 또는 밸브를 교체 및 설치하는 경우, 본 발명에 의한 스토퍼를 이용하여 배관(506) 내부의 유체의 흐름을 간섭하지않고도 배관(506)의 파손부위를 절단, 용접 및 교체하는 수리작업 과정을 설명하면 아래와 같다.

① 도 6(a)에 도시된 바와 같이 파손부위에 인접한 배관(506)의 좌우측에 피팅(300)을 각각 용접고정한후, 도 6(b)에 도시된 바와 같이 피팅(300)에 대해 밸브(301)를 각각 착탈가능하게 설치한다.

② 밸브(301)에 천공기(미도시됨)를 착탈가능하게 부착한후 밸브(301)를 개방한 상태에서 피팅(300) 내부에 위치하는 배관 일부를 천공하고, 밸브(301)를 잠근후 천공기를 밸브(301)로 부터 분리시킨다.

③ 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 밸브(301)에 스토핑 장치(302)를 각각 착탈가능하게 장착하되, 스토핑 장치(302)에 바이패스 관(303)을 연통되도록 연결한다.

④ 도 6(d)에 도시된 바와 같이, 밸브(301)를 개방한후, 액츄에이터(304) 구동으로 인해 상기 스토핑 장치(302)의 하우징(500)에 삽입되는 본체(501)를 배관(506)측으로 하강시켜 본체(501)의 지지편(508)에 장착되는 탄성체의 바디(512)에 의해 배관(506)의 통로를 폐쇄시킨다.

이때, 상기 액츄에이터(304)의 일측 로드에 형성된 확인바(600)에 의해 액츄에이터(304) 구동시 배관(506) 측으로 삽입되는 바디(512)의 결합위치를 확인할 수 있고, 바디(512)가 배관(506)에 대해 삽입시 부하를 받기전 일정한 허용오차범위에서는 바디(512)를 회전시켜 배관(506)의 정위치에 셋팅시킬 수 있게 된다.

따라서, 상기 배관(506)내의 유체는 지지편(508)에 의해 본체(501)내에 형성된 바이패스 통로(507)를 통과하여 이와 연통되는 바이패스 관(303)을 통해 누설부위를 우회적으로 통과하게 된다.

이때, 상기 본체(501)를 하우징(500)에 대해 상하방향으로 슬라이딩이동시키는 액츄에이터(304)로서 사용되는 유압실린더를 구동시키는 작동유의 점성이 온도 조건, 장비로 부터 작동유 누유, 계기 등의 오차 등에 따라 상이하게 된다.

이로 인해, 본체(501)를 가압하는 액츄에이터(304)의 신축구동에 의한 하중이 미세한 범위내에서 상이한 경우에도 상기 제1시일(503) 및 제2시일(505)은 하우징(500)에 대해 평면접촉을 하게되므로 설정된 초기위치를 유지할 수 있게 된다.

따라서, 액츄에이터(304)에 의해 본체(501)의 바디(512)에 가해지는 하중이 상이하여 시일의 장착위치가 변경되는 경우에도 제1시일(503) 및 제2시일(505)의 실링기능에 의해 유체의 누설되는 것을 방지할 수 있게 된다.

⑤ 배관(506)의 누설부위를 절단, 용접, 해당 밸브를 교체하는 수리작업 한다.

⑥ 액츄에이터(304) 구동으로 인해 본체(501)를 배관(506)으로 부터 후퇴시킨후 밸브(301)를 각각 폐쇄시킨다. 이때 배관(506)내의 유체는 수리작업완료된 배관(506a)을 통과해 이송되는 것이다.

⑦ 도 6(e)에 도시된 바와 같이, 밸브(301)로 부터 스토핑 장치(302)를 각각 분리시킨후, 밸브(301)에 미도시된 플러깅(pluging) 장치를 착탈가능하게 장착하고, 밸브(302)를 개방한후 플러그(306)를 피팅(300)에 설치하여 유체의 누출되는 것을 방지한다. 플러깅 장치를 밸브(301)로 부터 분리시킨다.

⑧ 도 6(f)에 도시된 바와 같이, 피팅(300)으로 부터 밸브(301)를 각각 분리시킨후, 피팅(300)에 플랜지(307)를 체결부재(308)로서 체결함에 따라 배관(506)의 누설부위에서의 수리작업은 완료되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의한 배관용 스토핑 장치는 아래와 같은 이점을 갖는다.

유체를 이송시키는 배관의 파손부위를 수리시 또는 배관의 밸브를 교체 및 설치하는 경우, 유체의 흐름을 간섭하지않고 보수작업할 수 있도록 한 스토핑 장치에서, 하우징을 슬라이딩이동시키는 유압실린더의 신축구동력이 온도 변화 등에 따라 미세하게 가변되어 시일의 장착위치가 변경되는 경우에도 시일의 기밀에 의해 유체의 누설되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 하우징 외주연에 장착되어 상대부품과 평면접촉을 하는 시일이 유압실린더에 의한 중량의 하중으로 하우징을 상하방향으로 슬라이딩이동시 파손되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 오일 등의 유체를 이송시키는 배관의 파손부위를 수리시 유체를 우회통과시키는 스토핑 장치의 하우징에 바이패스 채널 등이 불필요하여 해당 부품수를 줄여 작업성이 향상되고, 스틸재인 하우징을 가공하는 작업공수 단축으로 제작비용을 경감시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 배관용 스토퍼의 개략도,

도 2는 본 발명에 의한 배관용 스토핑 장치의 사시도,

도 3은 본 발명에 의한 배관용 스토핑 장치의 단면도,

도 4는 본 발명에 의한 배관용 스토핑 장치의 측면도,

도 5는 본 발명에 의한 배관용 스토핑 장치의 저면도,

도 6은 본 발명에 의한 배관용 스토핑 장치의 사용상태도 이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명

500; 하우징

501; 본체

502; 요홈

503; 제1시일

504; 요홈

505; 제2시일

506; 배관

507; 바이패스 통로

508; 지지편

509; 제1보강편

510; 제2보강편

511; 보강부재

512; 바디

Claims (3)

1. 유체를 이송시키는 배관 파손부위의 좌우측에 고정되는 피팅과, 피팅에 착탈가능하게 설치되는 밸브와, 밸브에 착탈가능하게 설치되며 상단에 장착되는 액츄에이터 구동으로 하우징을 통해 배관에 삽입되는 스토퍼에 의해 유체 흐름방향을 변경하는 스토핑 장치와, 피팅에 설치되어 그 입구를 폐쇄시키는 플러그를 구비하는 배관의 스토핑 장치에 있어서:

   상기 스토퍼는;

   상기 하우징에 슬라이딩이동가능하게 삽입되는 본체 외주연 상측에 형성된 요홈에 장착되며, 상기 하우징에 대해 평면접촉을 하게되는 적어도 하나 이상의 제1시일;

   상기 본체 중앙에 대향되게 형성되어 상기 배관내의 유체가 통과되는 바이패스 통로를 형성하며, 상기 액츄에이터 구동으로 본체 하강시 상기 배관 내주연에 단부가 밀착되어 폐쇄시키는 탄성체의 바디가 장착되는 한쌍의 지지편; 및

   상기 본체와 지지편 사이에 상하방향으로 형성되는 제1보강편과 상기 지지편에 대해 직각되는 수평방향으로 형성되는 제2보강편으로 이루어져, 상기 지지편 하단부의 벌어짐을 방지하는 보강부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배관용 스토핑 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 본체 외주연에 상기 제1시일 하측으로 형성된 요홈에 장착되며 상기 하우징에 대해 평면접촉을 하게되는 제2시일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 스토핑 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는 양복동형 유압실린더로서, 상기 유압실린더의 일측 로드에 장착되며 상기 유압실린더의 구동으로 상기 배관에 삽입되는 스토퍼가 설정된 방향으로 하강되는 것을 확인할 수 있도록하는 확인바를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 스토핑 장치.