KR100745513B1 - 맨홀 조인트에 유연한 파이프를 고정시키는 고정링 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 띠재로 이루어진 환상의 고리형을 갖고 배관용 유연한 조인트의 외측면 상에 또는 구멍에 탑재되고, 콤팩트한 형과 구조를 갖을 뿐만 아니라 무단으로 조정되고 넓은 범위를 통해 고정될 수 있는 고정링을 제공하는 것이다. 상기 띠재의 양단부를 겹쳐진 상태로 고정하기 위해 상기 띠재의 일단부 내주면측 또는 외주면측에 있어서 상기 띠재의 내주면 또는 외주면과 소정 간극을 두고 예각을 이루어 대향하는 경사진 판부재를 상기 띠재의 일단부에 고정함과 아울러, 상기 소정 간극내에 1개의 롤러를 상기 고정링의 원주방향으로 전동(轉動)가능하게 수납하고, 상기 띠재의 타단부를 상기 띠재의 일단부와 상기 롤러의 사이에 삽입한다.

띠재, 고정링, 맨홀 조인트

Description

맨홀 조인트에 유연한 파이프를 고정시키는 고정링{FIXING RING FOR FIXING FLEXIBLE PIPE TO MANHOLE JOINT}

도 1은 본 발명에 따른 유연한 조인트용 고정링의 원리를 도시한다.

도 2는 제 1 실시형태를 도시하는데, (A)는 주요부의 단면도이고, (B)는 (A)의 B-B선 단면도이다.

도 3은 제 2 실시형태를 도시하는데, (A)는 주요부의 단면도이고, (B)는 (A)의 B-B선 단면도이다.

도 4는 제 3 실시형태를 도시하는데, (A)는 주요부의 단면도이며, (B)는 (A)의 B-B선 단면도이고, (C)는 띠재의 타단의 상면도이다.

도 5는 맨홀에 있어서 종래 기술의 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 6은 종래의 유연한 조인트용 고정링의 주요부의 사시도이다.

도 7은 종래의 유연한 조인트용 고정링의 주요부의 사시도이다.

도 8은 종래의 유연한 조인트용 고정링의 주요부의 사시도이다.

본 발명은 유연한 파이프를 맨홀 조인트에 고정시키는데 적용되는 고정링에 관한 것이며, 특히 유연한 고무 조인트를 하수용 맨홀에서 연결 파이프에 고정시키는데 적용되는 고정링에 관한 것이다.

오수는 지하에 있는 하수배관을 통해 흐르며, 비록 상기 배관이 물이 아래로 흐르도록 다소 경사지게 놓이지만 상기 배관은 거의 수평하게 맨홀에 배치되고, 맨홀과 연결된다.

상기 배관을 맨홀과 연결시키기 위해서, 지진이나 교통수단의 통과에 의한 진동, 지진에 의한 지층변화, 또는 맨홀 상에서 구멍 뚫린 사이드 홀의 위치와 놓인 하수관의 위치 사이의 오프셋을 흡수할 수 있는 소위 유연한 조인트가 이용된다.

도 5는 유연한 조인트(43)를 가진 종래의 실시형태 중 하나를 도시한다. 이 유연한 조인트(43)는 통상 곧거나 테이퍼진, 고무로 이루어진 원통형을 갖는다. 상기 배관이 맨홀(41)의 사이드 홀(42) 안으로 삽입된 후, 상기 조인트의 일단은 하수 배관(40)의 바깥쪽에 걸쳐 고정링(44)으로 고정되고, 타단은 유연한 조인트(43)의 내부로부터 다른 종류의 고정링(45)으로 고정된다. 고정링(45)은 통상 환상의 띠재이고, 안에서부터 확장하는 고정링을 통해 조인트를 고정시킨다. 그것에 의해, 맨홀(41) 상에서 사이드 홀(42)의 내면과 유연한 조인트(43) 사이에 클리어런스(clearance)는 닫혀지고, 연결 위치의 밀봉이 보장된다. 수평위치에서 뿐만 아니라 1,013hPa의 수압하에서의 배관(40)의 오프셋 위치 또는 경사진 위치에서도 물이 새지 않는 것은 안정성 측면에서 연결 위치에 있어 기능적으로 요구된다.

유연한 조인트(43)를 배관(40)의 외경 상에 연결시키는 것은 건설 현장에서 가 아닌 프레-마운팅(pre-mounting)을 통해 가능하다. 그리고, 탑재가 건설 현장에서 행해지더라도, 조인트(43)의 바깥쪽 주위로 큰 공간이 있으므로 탑재가 용이하고 단순하다.

그러나, 맨홀(41) 상에서 사이드 홀(42)의 구멍내에 유연한 조인트(43)를 탑재하고 고정시키기 위해, 상기 유연한 링(45)은 맨홀의 안쪽에서부터 탑재되고 고정되어야만 하며, 그것에 의해 배관(40)의 내경은, 사정에 따라서 예를 들어 30㎝만큼 작으며, 이후 툴의 이용과 탑재 공정은 상당히 제한된다. 덧붙여서, 고정링(45)의 안쪽은 물의 흐름과 고무 조인트의 손상에 대해 큰 돌출을 가질 수도 없다. 그것에 의해 상기 고정링은 콤팩트하고, 좁은 공간상에서도 탑재가능하며, 누수를 확실히 초래하지 않는 것이 요구된다.

고정링(45)에 대해서, 많은 형태의 링이 제안된다(예컨대, 일본 특허 공개[KOKAI] 평 11-13078호, 평 10-195900호, 평 9-144043호를 참조). 도 6은 그것들 중 하나를 나타낸다. 이 경우에서, 적당한 툴을 이용함으로써 환상의 띠재의 직경은 양단(50a, 50b) 사이의 공간의 확장을 통해 확대되고, 스페이서(spacer)(51)는 상기 공간 안으로 삽입되어 확장된 직경을 유지한다.

그러나, 이 형태는 간단한 구조를 갖지만 직경에 상응하는 많은 상이한 스페이서(51)을 갖어야만 한다. 맨홀의 절삭된 사이드 홀(42)의 실제 직경에 적용시키기 위해, 복수의 스페이서(51)는 조합으로 이용되어야만 한다. 덧붙여서, 그것은 유연한 조인트에서의 좁은 공간 안에서 툴로 탑재되어야만 하므로, 상기 조합된 스페이서(51)는 좁은 공간 안으로 쉽게 삽입될 수 없다.

도 7은 종래 기술의 다른 하나를 도시한다. 이 형태에서, V자 형을 갖고 자유롭게 확장가능한 금속 피팅(fitting)의 양단은 환상의 띠재(55)의 양단(55a, 55b) 사이에 삽입되거나 용접된다. 탑재시, 이 고정링(55)은 유연한 조인트 안에서 고정되는 점 상에 셋팅되고, 상기 고정링을 확장시키는 잭 같은 툴은 메탈 피팅(56)의 피크와 180도 반대점 사이에 위치되고, 그것은 거리를 늘린다. 상기 메탈 피팅(56)은 상기 직경을 확장시키는 것을 통해 추락되고, 원주는 확대된다. 상기 고정링(55)은 유연한 조인트의 내면 상으로 나아가서, 그것을 고정시킨다.

이 방법은 적은 수의 부품으로 구성된다는 장점을 갖지만, 그것은 사이드 홀의 치수 차이를 수용할 수 없다. 즉, 상기 사이드 홀(42)이 절삭될 때마다, 툴은 마모되고, 사이드 홀의 내경은 툴 직경에 상응해서 더 작게 된다. 따라서, 먼저 가장 큰 치수로 홀을 절삭할 필요가 있으며, 그것에 의해 피팅의 차이가 사이드 홀(42)의 가장 큰 직경과 가장 작은 직경 사이에서 일어난다. 그리고, 그것은 하나의 공칭 치수에서만 이용될 수 있다. 공칭 치수가 약간 변하더라도, 다른 치수의 많은 고정링(55)이 준비되어야만 한다.

도 8 또한 종래 기술에 따른 다른 하나의 실시형태이다. 실시형태는 확장부(63, 64)의 두개의 테이퍼진 슬라이드를 포함한다. 즉, 환상의 고정링(60)의 양단(60a, 60b) 상에서, 두개의 테이퍼진 슬라이드(63, 64)가 제공되며, 서로에 반대되는 두면은 쐐기 형태이다. 동일각을 갖는 테이퍼진 스페이서(61, 62)는 두개의 테이퍼진 슬라이드(63, 64) 사이에서 배치된다.

테이퍼진 스페이서(61, 62)는 테이퍼진 스페이서(61, 62)를 관통하는 나사(65)의 조임을 통해 서로에 더 가깝게 되며, 이후 테이퍼진 슬라이드(63, 64)를 가진 양단(60a, 60b)은 반대측으로 밀어 내어지고, 유연한 링은 고정된다.

이 방법은 전술한 방법만큼 더 복잡하지만, 고정링(60)의 양단(60a, 60b)은 무단으로 확장될 수 있는 장점을 가진다.

그러나, 무단이라고 했음에도 불구하고 확장부의 축 치수는 더 커져서, 조정될 치수 범위가 또한 제한된다.

본 발명의 목적은 콤팩트한 형상과 구조를 갖을 뿐만 아니라 무단으로 조정되고 넓은 범위를 통해 고정되는 고정링을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 해결을 하기 위해서, 본 발명의 유연한 조인트용 고정링은 배관용 유연한 조인트의 내주면 또는 외주면에 장착되는 원 환상의 띠재를 갖는 고정링으로서, 상기 띠재의 양단부를 겹쳐진 상태로 고정하기 위해 상기 띠재의 일단부 내주면측 또는 외주면측에 있어서 상기 띠재의 내주면 또는 외주면과 소정 간극을 두고 예각을 이루어 대향하는 경사진 판부재를 상기 띠재의 일단부에 고정함과 아울러, 상기 소정 간극내에 1개의 롤러를 상기 고정링의 원주방향으로 전동(轉動)가능하게 수납하고, 상기 띠재의 타단부를 상기 띠재의 일단부와 상기 롤러의 사이에 삽입되는 것을 특징으로 한다(제 1 발명).

또한, 상기 롤러를, 상기 띠재의 일단부와 상기 경사진 판부재 사이의 소정 간극이 좁아지는 방향으로 스프링으로 부가적으로 푸싱한 것을 특징으로 한다(제 2 발명).

그리고, 상기 경사진 판부재를 상기 띠재의 일단부에 대하여 나사로 고정하여 이동가능하게 한 것을 특징으로 한다(제 3 발명).

상기 경사진 판 부재는 도 5에 도시된 상기 고정링(45)으로서 유연한 조인트(43)의 구멍에 탑재될 경우, 상기 띠재의 내측 상에 고정된다. 그러나, 그것이 고정링(44) 같이 유연한 조인트(43)의 외측 상에 탑재될 경우, 이후 그것은 상기 띠재의 외측 상에 고정된다.

도 1은 유연한 조인트의 내부에 탑재시키는데 적용될 경우의 본 발명의 원리를 도시한다. 도면으로부터 명백하듯이, 타단(1b)이 놓여지는 방향을 향해 좁아지게 형성되는(링의 직경이 더 작아진다) 경사진 판 부재는 강철로 이루어진 환상의 띠재의 일단(1a)의 내부 상에 고정되게 부착된다. 띠재의 타단(1b)과 경사진 판 부재(2) 사이에서, 롤러(3)는 이 롤러가 원주 방향으로 자유롭게 롤링할 수 있는 방향에 배치된다. 롤러(3)는 적당한 방식으로 띠재의 타단(1b)과 경사진 판 부재(2)에 접촉하여 유지된다.

띠재의 타단(1b)이 안으로 푸싱되는 경우, 상기 롤러가 띠재의 타단(1b)과 경사진 판 부재(2) 사이에서 확실히 맞물리게될 수 있기 위해서 경사진 판 부재(2)와 띠재의 타단(1b) 사이에 만들어지는 각도는 3°내지 25°의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 또, 이 각도는 5°내지 20° 내에서 더 바람직하고, 8°내지 15°내에서 가장 바람직하다. 상기 띠재(1), 경사진 판 부재(2), 및 롤러(3)는 방식제인 스테인리스 강철로 이루어지는 것이 바람직하다.

전술한 것처럼 구성된 띠재의 타단(1b)은 먼저 가장 안쪽(최소 내경)으로 놓여진 위치 상에 놓인다. 고정링은 유연한 조인트의 내부로 삽입되고, 띠재의 타단(1b)은 잭 같은 적당한 툴에 의해 고정링의 확장을 통해 상대적으로 당겨진다. 이 때, 롤러(3)가 그것이 경사진 판 부재(2)에서 떨어지는 방향으로 롤링하고, 이후 띠재의 타단(1b)은 도 1에서 좌측을 향해 쉽게 당겨져서, 상기 링은 확장될 수 있다.

반면에, 띠재의 타단(1b)이 당겨진 후, 유연한 조인트의 힘을 줄어들게 함으로써 도 1에서 우측 방향으로 타단(1b)이 힘을 받을 경우, 상기 롤러(3)는 타단(1b)과 롤러(3) 사이의 마찰력 때문에 반시계 방향으로 롤링하는 경향이 있지만, 쐐기 같은 맞물림을 통해 이동할 수 없고, 동일 위치에서 유지된다. 즉, 띠재의 타단(1b)은 확장하는 방향으로 이동할 수 있지만, 줄어드는 방향으로는 이동할 수 없다.

상기 설명에서, 유연한 조인트의 내부에 상기 고정링이 제공된다. 그러나, 유연한 조인트의 외주에 대한 고정링과 같은 원리로 이용될 수 있다. 이 경우에서, 경사진 판 부재(2)는 고정링의 원주 상에 배치되는 것이 명백하다. 이후, 띠재의 타단(1b)은 줄어드는 방향으로 이동할 수 있지만, 확장하는 방향으로는 이동할 수 없다.

실시형태 1

도 2(A)와 도 2(B)는 본 발명의 제 1 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태에서, 단면으로 L자 형[도 2(B)에 도시된 정면도에서 골조형]의 경사진 판 부재(2a)는 띠재의 일단 상에 부착된다.

롤러(3)는 띠재의 타단(1b)과 경사진 판 부재(2a) 사이에 배치된다. 그리고, 활 모양의 판 스프링(4)의 후면의 중심은 유닛내에서 경사진 판 부재(2a) 상에 형성되는 스프링 지지부(2d)와 접촉하여 배치된다. 상기 롤러(3)는 판 스프링의 양단에 의해 일정하게 푸싱되어서, 롤러(3)와 경사진 판 부재(2a) 사이, 및 롤러(3)과 띠재의 타단(2b) 사이의 접촉이 유지될 수 있다.

상기 응용에서, 고정링은 고정링이 일단 고정된 후, 또 다시 확장되지 않도록, 롤러가 적당한 식으로 채워 넣어진 후 띠재의 타단(1b), 경사진 판 부재(2a) 및 롤러(3) 사이의 접촉이 확실하게 유지되는 경우, 스프링(4)은 항상 필요한 것이 아니다.

실시형태 2

도 3(A), (B)는 본 발명의 제 2 실시형태를 도시한다. 이 실시형태에서, 박스형 판 부재(5)는 경사진 상태에서 띠재의 일단(1a) 상에 용접되고, 나사(6)로 고정시키는 것이 가능한 롤러(3)와 이동가능 판(2b)은 박스형 판 부재의 내부에 수용된다. 띠재의 타단(1b)은 정면 슬릿으로부터 삽입되고 박스형 판 부재의 후면 슬릿(5b)으로부터 당겨진다.

상기 타단(1b)의 당겨진 길이는 일단 고정된 후에 변화하지 않는 응용에서 이 실시형태는 효율적이다. 띠재의 타단(1b)이 당겨진 후, 이동가능 판(2b)은 롤러(3)를 프레싱하는 방향으로 나사(6)로 팽팽하게 고정된다.

그럼에도 불구하고, 이것은 띠재의 일단(1a)과 타단(1b)은 적층되고 단지 나사로 고정되는 보통의 고정 방식과 다음의 점에서 다르다. 즉, 단지 나사로 고정시키는 경우에서, 띠재의 단부(1b)의 푸싱력(유연한 조인트에 대항하여 고정력을 느슨하게 하는 힘)이 단지 나사(6)를 가지고 고정력을 초과하면, 상기 타단(1b)은 빠진다. 반면에, 경사진 박스형 하우징 내에서 이동가능 판(2b)이 전술한 것처럼 이용될 경우, 상기 타단(1b)은 띠재의 단부(1a)와 롤러(3) 사이에 침입해서, 고정은 더 강해진다.

실시형태 3

도 4(A), (B)는 본 발명의 제 3 실시형태를 도시한다. 이 실시형태는 제 2 실시형태와 동일한 개념에 근거한다. 그러나, 경사진 판 부재(2c)는 용접 등에 의해 환상의 띠재 상에 고정되지 않지만, 단부(1a) 상에 경사져서 고정된 나사(10)는 경사진 판 부재(2c)의 느슨한 구멍(11) 안으로 삽입된다. 그리고, 너트 (12)는 나사(10)에 맞물려서 고정되고, 상기 롤러(3)는 띠재의 타단(1b)에 경사진 판 부재(2c)로 프레싱된다. 이때, 단부(13)는 띠재의 단부(1)와 접촉을 통해 지지점으로서 역할한다. 도 4(C)에 도시된 바와 같이, 띠재의 타단(1b)의 중심에서, 나사(10)를 방해하지 않기 위해서 적당한 길이와 폭을 갖는 긴 그루브(14)가 형성된다.

본 발명을 구현하는 형식은 전술한 것처럼 설명된다. 그러나, 이전 실시형태에 의한 제한 없이 청구항의 기술적 사상 및 본 발명과 등가에 근거한 다양한 수정과 변화를 만들 가능성이 있다. 예를 들어, 경사진 판 부재(2a 내지 2c)의 내면, 롤러(3)의 외면, 및 롤러(3)에 접촉한 띠재의 타단(1b)은 마찰력을 증가시키기 위해 울통불퉁 면이거나 널(knurl)일 수 있다.

이전의 개시로 미루어 보아, 본 발명의 다양한 변화와 수정이 상기 기술에 미루어 가능하다는 것이 최근에 알려진다.

전술한 구조에 따라서, 유익한 효과가 다음과 같이 얻어진다:

1. 직경을 늘리고 줄이는 것과 같이 간단한 조작을 통해, 상기 환상의 띠재는 구멍의 내측 또는 유연한 조인트의 외측에 쉽고 빠르게 고정될 수 있다.

2. 고정링의 직경은 환상의 띠재의 길이 내에서 무단으로 조정될 수 있어서, 단지 한 종류의 링이 다른 치수를 갖는 많은 종류의 유연한 조인트를 고정시킬 수 있다.

3. 본 발명은 롤러와 경사진 판 부재를 환상의 띠재에 단지 추가를 통해 근본적으로 구현될 수 있어서, 상기 고정링은 얇고 콤팩트하게 구조될 수 있고, 저비용으로 제조된다. 특히, 공간이 제약되는 우연한 조인트의 구멍 내부에 탑재될 경우, 편리하다.

4. 상기 환상의 띠재가 확장되고 인장된 후, 상기 롤러는 경사진 판 부재와 백킹(backing)력을 갖는 띠재 사이에서 맞물려서, 고정력은 매우 확실하고 강하다.

Claims (3)

1. 배관용 유연한 조인트의 내주면 또는 외주면에 장착되는 원 환상의 띠재를 갖는 고정링으로서,

   상기 띠재의 양단부를 겹쳐진 상태로 고정하기 위해 상기 띠재의 일단부 내주면측 또는 외주면측에 있어서 상기 띠재의 내주면 또는 외주면과 소정 간극을 두고 예각을 이루어 대향하는 경사진 판부재를 상기 띠재의 일단부에 고정함과 아울러, 상기 소정 간극내에 1개의 롤러를 상기 고정링의 원주방향으로 전동(轉動)가능하게 수납하고, 상기 띠재의 타단부를 상기 띠재의 일단부와 상기 롤러의 사이에 삽입한 것을 특징으로 하는 고정링.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 롤러를, 상기 띠재의 일단부와 상기 경사진 판부재 사이의 소정 간극이 좁아지는 방향으로 스프링으로 부가적으로 푸싱한 것을 특징으로 하는 고정링.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 경사진 판부재를 상기 띠재의 일단부에 대하여 나사로 고정하여 이동가능하게 한 것을 특징으로 하는 고정링.

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