KR100749402B1

KR100749402B1 - 관이음용 연결구

Info

Publication number: KR100749402B1
Application number: KR1020060033136A
Authority: KR
Inventors: 최인성
Original assignee: 최인성
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2007-08-17

Abstract

관이음용 연결구에 있어서, 수밀을 위한 패킹부재의 외측에 일부가 노출되면서 회전되는 구조를 갖는 잠김볼을 내장하여 수밀력과 체결력을 증진시킨 관이음용 연결구가 개시된다. 본 발명에 따른 관이음용 연결구는 관들의 외측 접점부위에 끼워지는 커플링과, 커플링의 양측 내부로 삽입되는 패킹부재와, 커플링의 양측으로 끼워지면서 패킹부재에 맞닿도록 누름돌기가 형성된 누름쇠와, 누름쇠의 양측을 가압시키는 클램프로 이루어진 구성을 갖는다. 여기에서, 패킹부재의 측면상에는 일부가 노출되면서 회전되는 구조를 갖는 다수개의 잠김볼이 패킹부재에 감싸지면서 내장되고, 누름돌기의 하부면은 패킹부재측으로 진행될수록 잠김볼을 가압하기 위하여 점점 좁아지는 경사면이 형성된다. 그리고 클램프는 누름쇠들의 양끝단부에 걸쳐지도록 하부면상에 걸림돌기가 형성된 몸체와, 몸체의 서로 마주보는 내측면상에 배치되는 조임너트와, 조임너트의 양측에 일체로 형성되면서 몸체의 중앙으로 체결되도록 서로 반대되는 좌, 우나사산이 형성된 결합볼트로 이루어진다.

Description

관이음용 연결구{Joint}

도 1은 본 발명에 따른 관이음용 연결구를 나타낸 분해사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 관이음용 연결구를 나타낸 결합사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 관이음용 연결구의 결합된 종단면도이고,

도 4는 패킹부재의 작용을 나타낸 단면도이고,

도 5는 패킹부재에 내장된 잠김볼의 작용을 나타낸 단면도이며, 그리고

도 6은 다른 실시예에 따른 관이음용 연결구를 나타낸 결합사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 관이음용 연결구 110, 110' : 커플링

120a, 120b : 패킹부재 124a, 124b : 잠김볼

130a, 130b : 누름쇠 132a, 132b : 누름돌기

134a, 134b : 경사면 140 : 클램프

148 : 조임너트

본 발명은 관이음용 연결구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수밀을 위한 패 킹부재의 외측에 일부가 노출되면서 회전되는 구조를 갖는 잠김볼을 내장하여 수밀력과 체결력을 증진시킨 관이음용 연결구에 관한 것이다.

최근 들어 산업이 발달함에 따라 건축물의 혈관이라고 할 수 있는 배관(piping)의 용도와 수요가 증가하고 있으며 다양한 배관 부속품(pipe fitting)이 마련되어 사용되고 있다.

이러한 배관 부속품은 그 용도에 따라, 배관의 방향을 전환시키는 엘보(elbow)와, 기존배관에서 새로운 배관을 분기시키는 티(tee)와, 배관과 다른 배관을 직선으로 연결하는 유니온 이음(union joint) 등이 있으며, 이러한 배관 부속품과 배관을 연결하는 방법 또한 다양하게 개발되어 사용되고 있다.

여기서, 배관과 배관 부속품을 연결하는 방법에는 나사 이음(screw joint), 용접 이음(welding joint), 플랜지 이음(flange joint), 그루브드 이음(grooved joint) 등이 있다.

상술한 배관 부속품의 연결 방법은 연결하고자하는 배관의 단부를 절삭가공 또는 용융 가공하여 배관 부속품을 장착하여 사용한다.

즉, 나사 이음의 경우 연결하고자 하는 배관의 단부에 테이퍼 나사를 절삭 가공하여 배관 부속품에 마련된 암나사부에 삽입하여 배관 부속품을 장착하고, 플랜지 이음의 경우에는 연결하고자하는 배관의 단부에 플랜지를 용접하고 배관 부속품에 마련된 플랜지의 결합면을 마주보게 하여 각 플랜지에 형성된 결합홀에 볼트와 너트를 체결하여 플랜지를 결합시킨다.

그리고 그루브드 이음은 연결하고자하는 각 배관의 양단의 원주면에 소정 폭 의 홈을 가공하여 형성하고, 배관의 이음부에 기밀을 위한 고무재질의 링을 끼워 넣고, 각 배관에 형성된 홈에 삽입되어 각 배관을 지지하는 돌기가 마련된 상, 하부하우징을 볼트와 너트로 체결하여 각 배관을 연결시킨다.

그러나, 상술한 바와 같이 종래기술에 따른 배관과 배관 부속품의 연결방법은 배관 부속을 연결하기 위한 선행작업이 필요하며, 선행작업을 하기 위한 작업공간이 필요하여 배관이 설치되는 공간이 협소할 경우에는 배관 부속품의 연결작업이 매우 불편하며, 또한 배관의 단부를 가공하여 배관부속품을 연결하여야 하기 때문에 배관 연결에 따른 작업 공정이 복잡하고, 작업에 따른 시간이 많이 소요되며, 비전문가의 경우 작업이 불가능한 문제점이 발생한다.

또한, 가장 보편적으로 사용되는 플랜지 이음은 서로 결합될 배관의 양단부에 링 형상의 플랜지를 형성하고 이러한 플랜지를 서로 맞대어 각종 체결방법으로 결합시킨다. 이러한 플랜지 이음에 사용되는 체결방법을 쉽고 간단하며 견고하게 체결할 수 있는 다른 체결수단의 필요성이 대두 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 서로 연결된 관의 접점부위에 커플링을 배치시키고 커플링의 양측으로 자전되는 잠김볼이 형성된 패킹부재를 삽입한 상태에서 패킹부재를 커플링 방향으로 가압함과 동시에 잠김볼을 관의 중심축방향으로 가압시키는 구조를 갖는 누름쇠를 가짐으로써, 간단한 결합으로 뛰어난 수밀력과 체결력을 얻을 수 있는 관이음용 연결구를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 누름쇠를 커플링 방향으로 가압하기 위한 클램프로 두개를 하나의 조임너트로 이동시킬 수 있는 관이음용 연결구를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

관과 관을 연결시키기 위해 관들의 외측 접점부위에 끼워지는 커플링과, 커플링의 양측 내부로 삽입되는 패킹부재와, 커플링의 양측으로 끼워지면서 패킹부재에 맞닿도록 누름돌기가 형성된 누름쇠와, 누름쇠의 양측을 가압시키는 클램프로 이루어진 연결구에 있어서,

패킹부재의 측면상에는 일부가 노출되면서 회전되는 구조를 갖는 다수개의 잠김볼이 패킹부재에 감싸지면서 내장되고, 누름돌기의 하부면은 패킹부재측으로 진행될수록 잠김볼을 가압하기 위하여 점점 좁아지는 경사면이 형성되는 관이음용 연결구를 제공한다.

또는 본 발명은,

관과 엘보 등의 중간부재를 연결시키기 위해 중간부재의 단부에 고정되는 커플링과, 커플링의 관측 내부로 삽입되는 패킹부재와, 커플링의 관측으로 끼워지면서 패킹부재에 맞닿도록 누름돌기가 형성된 누름쇠와, 누름쇠와 커플링을 가압시켜주는 클램프로 이루어진 연결구에 있어서,

한편, 클램프는 누름쇠들의 양끝단부에 걸쳐지도록 하부면상에 걸림돌기가 형성되고 중앙에는 횡방향으로 관통되면서 서로 반대되는 좌, 우 나사산이 형성된 결합홈을 갖는 한쌍의 몸체와, 결합홈에 체결되는 결합볼트가 조임너트의 양단부에 일체로 형성되어 조임너트의 회전으로 몸체가 오므라들었다 벌어졌다한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관이음용 연결구에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 관이음용 연결구를 나타낸 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 관이음용 연결구를 나타낸 결합사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 관이음용 연결구의 결합된 종단면도이고, 도 4는 패킹부재의 작용을 나타낸 단면도이고, 도 5는 패킹부재에 내장된 잠김볼의 작용을 나타낸 단면도이며, 그리고 도 6은 다른 실시예에 따른 관이음용 연결구를 나타낸 결합사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 관이음용 연결구(100)는 커플링(110), 패킹부재(120a, 120b), 누름쇠(130a, 130b) 및 클램프(140)로 이루어진 구성을 갖는다.

커플링(110)은 서로 연결될 관(1a, 1b)의 외부 접점부위에 배치되는데, 이러한 커플링(110)은 관(1a, 1b)에 끼워지도록 링형상을 가지면서 단면형상은 대략 "H"자 형상을 갖는다. 이때, 커플링(110)의 내주면상 중앙에는 내측으로 돌출된 접점링(112)이 형성된다. 이러한 접점링(112)은 서로 연결될 관(1a, 1b)의 양단이 접 점링(112)의 양측에 맞닿게 형성된다. 부연하면, 커플링(110)은 양측이 대칭된 형상이면서 내측방향으로 계단형상을 이루도록 형성된다. 이와 같이 형성된 커플링(110)의 양측에는 패킹부재(120a, 120b)가 삽입되고, 패킹부재(120a, 120b)의 외측으로 누름쇠(130a, 130b)가 배치된다.

패킹부재(120a, 120b)는 관(1a, 1b)의 기밀을 위한 것으로 커플링(110)과 관(1a, 1b)의 사이 내측에 안치되면서 커플링(110)과 관(1a, 1b)에 밀착된다. 이러한 패킹부재(120a, 120b)는 패킹부재(120a, 120b)의 내경에 인접한 외측면상에 다수의 잠김볼(124a, 124b)이 패킹부재(120a, 120b)에서 일체로 연장된 보조패킹부재(122a, 122b)들로 감싸이면서 상단 및 하단의 일부가 노출되게 장착된다. 이때, 잠김볼(124a, 124b)들은 관(1a, 1b)의 둘레에 등간격으로 배치되는 것이 바람직하며, 각각의 잠김볼(124a, 124b)들은 보조패킹부재(122, 122b)의 내부에서 회전되는 구조를 갖는다.

한편, 누름쇠(130a, 130b)는 커플링(110)과 마찬가지로 링형상을 갖는다. 이러한 누름쇠(130a, 130b)에는 패킹부재(120a, 120b)측으로 돌출되는 누름돌기(132a, 132b)가 일체로 형성된다. 여기에서 누름돌기(132a, 132b)의 하부면상은 입구측이 넓고 안쪽으로 들어갈수록 좁아지는 상광하협의 경사면(124a, 124b)이 형성된다. 따라서 누름쇠(130a, 130b)가 커플링(110)측으로 진입하면, 누름돌기(132a, 132b)의 선단부가 패킹부재(120a, 120b)를 커플링(110)측으로 가압하고, 좁아지는 경사면(134a, 134b)에 의해서 잠김볼(124a, 124b)이 관(1a, 1b)측으로 가압되는 구조를 갖는다. 그리고 누름돌기(132a, 132b)의 반대편측 면상에 내측으로 홈이 패어진 클램프결합홈(136a, 136b)이 형성된다. 이와 같이 형성된 누름쇠(130a, 130b)는 커플링(110)의 양측에 각각 결합되는데, 서로 대칭되게 결합되고, 양측의 누름쇠(130a, 130b)에는 클램프(140)가 체결된다.

클램프(140)는 서로 대칭되는 한 쌍의 몸체(142a, 142b)와, 몸체(142a, 142b)의 사이에 결합되는 조임너트(148)로 이루어진다. 몸체(142a, 142b)의 양단부에는 누름쇠(130a, 130b)의 양단부에 형성된 클램프결합홈(136a, 136b)과 대응되는 형상을 갖는 결합돌기(146a, 146b)가 형성된다. 그리고 몸체(142a, 142b)의 중앙에는 횡방향으로 관통되며 내주면상에 서로 상반되는 좌, 우 나사산이 형성된 결합홈(146a, 146b)이 형성된다. 한편, 조임너트(148a, 148b)의 양측으로는 몸체(142a, 142b)의 결합홈(146a, 146b)에 체결되도록 결합홈(146a, 146b)의 좌, 우나사산에 대응되는 수나사가 형성된 결합볼트(144a, 144b)가 일체로 형성된다. 즉, 일측의 결합볼트(144a)와 결합홈(146a)이 오른나사이면 타측의 결합볼트(144b) 및 결합홈(146b)이 왼나사이고, 일측의 결합볼트(144a)와 결합홈(146a)이 왼나사이면 타측의 결합볼트(146b) 및 결합홈(146b)이 오른나사가 되는 것이다. 따라서 조임너트(148)의 결합볼트(144a, 144b)가 결합홈(146a, 146b)에 체결되어 어느 방향으로 회전되면 양측의 몸체(142a, 142b)가 서로 오므라 들던가 또는 벌어지게 되는 것이다.

하기에는 전술한 바와 같이 형성된 관이음용 연결구(100)의 사용상태를 간략하게 설명한다.

서로 연결될 관(1a, 1b)의 접점부위에 커플링(100)을 배치시키는데, 관(1a, 1b)의 양단부가 커플링(110)의 내측에 형성된 접점링(112)에 맞닿도록 한다. 이때, 커플링(110)이 계단형상으로 되어 있기 때문에 커플링(110)과 관(1a, 1b)사이에는 소정의 공간이 형성되는데, 이 공간으로 패킹부재(120a, 120b)를 삽입시킨다. 여기에서 패킹부재(120a, 120b)는 잠김볼(124a, 124b)의 외측으로 향하도록 삽입시켜야 한다.

다음으로 커플링(110)의 양측에 누름쇠(130a, 130b)를 결합시킨다. 바람직하게는 커플링(110)과 패킹부재(120a, 120b)를 끼운상태에서는 누름쇠(130a, 130b)를 관(1a, 1b)의 안쪽으로 결합시킬 수 없기 때문에 커플링(110)작업을 하기 전에 우선적으로 양측 관(1a, 1b)으로 누름쇠(130a, 130b)를 먼저 끼우고, 패킹부재(120a, 120b)를 다음으로 끼우고 커플링(110)작업을 행해야 한다.

이와 같이 결합된 누름쇠(130a, 130b)에는 등간격으로 3개 내지는 4개의 클램프(140)를 체결시킨다. 클램프(140)의 체결은 몸체(142a, 142b)의 양단부에 형성된 결합돌기(146a, 146b)를 누름쇠(130a, 130b)의 클램프결합홈(136a, 136b)에 걸리도록 하고, 조임너트(148)의 양측에 형성된 결합볼트(144a, 144b)의 양단부를 결합홈(146a, 146b)에 삽입한 후, 조임노트(148)를 스페너 등으로 돌려주면 서로 반대의 나사산이 형성된 결합볼트(144a, 144b)가 당겨지면서 양측의 누름쇠(130a, 130b)를 커플링(110)측으로 이동시킨다.

도 4를 참고하면, 상기와 같이 누름쇠(130a, 130b)가 커플링(110)측으로 이동되면(F1), 먼저 패킹부재(120a)의 측면이 F2 방향으로 가압된다. 이처럼 가압된 패킹부재(120a)는 누름돌기(132a)에 의한 가압으로 인해 팽창력을 받으면서 F2 및 F2'의 힘이 동시에 발생되면서 커플링(110)과 관(1a)과의 수밀력을 높여준다.

그리고 누름쇠(130a)가 커플링(110)측으로 이동됨에 따라 좁아지는 경사면(134a)에 의해 잠김볼(124a)이 관(1a)측으로 가압되면서 F4 및 F4'의 반발력에 의해 누름쇠(130a)와 관(1a)과의 결합력을 높여준다. 또한, F1의 작용에 의해 F5방향으로도 반발력이 발생되는데 이러한 F5에 의해 잠김볼(124a)이 경사면(134a)의 안쪽으로 밀려지기 때문에 관(1a)과 누름쇠(130a)와의 결합력을 더욱 강력하게 해준다.

상기의 작용은 관(1a, 1b)에 관이음용 연결구(100)가 결합될 때의 작용을 서술한 것이고, 이와는 반대로 관(1a, 1b)내의 압력변화에 의한 내력이나 또는 관(1a, 1b)외의 외력에 의해 관(1a, 1b)이 관이음용 연결구(100)로부터 이탈되려는 힘이 발생했을 때를 고려한다면 도 5와 같은 반발작용이 발생되어 연결구(100)로부터 관(1a, 1b)이 이탈되는 것을 억제시킬 수 있다.

즉, 도 5에서 보는 바와 같이 관(1a)이 연결구(100)에서 이탈되는 힘이 발생된다면(Fa), 잠김볼(124a)은 관(1a)의 이탈방향으로 회전(Fb)하게 되면서 이동(Fc)되게 된다. 따라서 잠김볼(124a)은 회전되면서 이동되는 방향이 경사면(134a)에 의해 좁아지게 형성되는 상광하협의 공간을 갖기 때문에 잠김볼(124a)이 경사면(134a)내로 더욱 깊숙이 박혀 관(1a)의 이탈을 억제할 뿐만 아니라 누름쇠(130a)와 관(1a)의 결합력을 증가시켜준다.

한편, 전술한 바와 같이 형성된 연결구(100)는 관(1a)대 관(1b)의 연결에 사용되는 형태이며, 관대 엘보 등의 중간부재의 연결에 사용되는 형태로도 변경가능 하다.

관(1a)대 엘보 등의 중간부재(1b')의 연결에 사용되는 연결구(100)는 도 6에서 보는 바와 같이 커플링(110')의 형상만 변경시키면 된다. 즉, 중간부재(1b')의 단부에 커플링(110')을 일체로 고정시키는데, 이때의 커플링(110')은 관(1a)측으로 계단형상을 갖도록 형성되고, 중간부재(1b')측으로 클램프(140)가 결합되도록 클램프결합홈(114)이 형성된다. 즉, 관(1a)측의 커플링(110')에는 관(1a)대 관(1b)의 연결과 마찬가지로 패킹부재(120a) 및 누름쇠(130a)가 끼워진 후, 누름쇠(130a)에 형성된 클램프결합홈(134a) 및 커플링(110')에 형성된 클램프결합홈(114)에 클램프(140)의 몸체(142a, 142b)가 걸쳐지면서 체결되어 누름쇠(130a) 및 패킹부재(120a)를 가압하여 패킹부재(120a)가 관(1a)과 커플링(110)의 수밀을 유지하고, 잠김볼(124a)에 의해서 관(1a)과 누름쇠(130a)의 결합력을 유지한다. 이때에도 클램프(140)는 커플링(110') 및 누름쇠(130a)의 원주면상에 적어도 세 개 이상이 체결되어야 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 관이음용 연결구는 일부가 노출되면서 회전되는 구조를 갖는 잠김볼을 패킹부재에 내장하고, 패킹부재를 가압하는 누름쇠의 하부면에 경사면을 형성하여 누름쇠가 가압될수록 패킹부재에 의해 수밀 및 체결력을 증가시킬 수 있는 잇점이 있다.

또한, 누름쇠를 가압하기 위한 클램프는 누름쇠의 양단부에 걸쳐지는 몸체와 몸체의 사이에 결합되는 조임너트를 가지며, 조임너트의 양측으로는 일체로 되면서 서로 반대되는 좌, 우 나사산이 형성된 결합볼트가 몸체의 중앙을 관통하면서 체결되어 중앙에 있는 하나의 조임너트로 양측의 누름쇠를 동시에 조이고 풀어줄 수 있는 잇점이 있다.

또한, 본 발명은 서로 연결될 배관의 단부를 절삭가공이나 용융가공하여 연결하였던 종래방법과는 차별된 것으로 별도의 2차적인 가공 없이 직결될 수 있으면서 종래의 연결방법에 비해 수밀력 및 결합력이 뛰어난 잇점이 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

관과 관을 연결시키기 위해 상기 관들의 외측 접점부위에 끼워지는 커플링과, 상기 커플링의 양측 내부로 삽입되는 패킹부재와, 상기 커플링의 양측으로 끼워지면서 상기 패킹부재에 맞닿도록 누름돌기가 형성된 누름쇠와, 상기 누름쇠의 양측을 가압시키는 클램프로 이루어지고, 상기 패킹부재의 내경에 인접한 외측면상에는 비교적 두께가 얇은 보조패킹부재가 일체로 돌출 형성되며, 상기 누름돌기의 하부면은 상기 패킹부재측으로 진행될수록 점점 좁아지는 경사면이 형성되는 연결구에 있어서,

상기 보조패킹부재내에는 상단 및 하단의 일부가 노출되어 상기 경사면 및 관의 외주면에 맞닿으면서 회전되는 구조를 갖는 다수의 잠김볼들이 내장되는 것을 특징으로 하는 관이음용 연결구.
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관과 엘보 등의 연결부재를 연결시키기 위해 상기 중간부재의 단부에 고정되는 커플링과, 상기 커플링의 관측 내부로 삽입되는 패킹부재와, 상기 커플링의 관측으로 끼워지면서 상기 패킹부재에 맞닿도록 누름돌기가 형성된 누름쇠와, 상기 누름쇠와 상기 커플링을 가압시켜주는 클램프로 이루어지고, 상기 패킹부재의 내경에 인접한 외측면상에는 비교적 두께가 얇은 보조패킹부재가 일체로 돌출 형성되며, 상기 누름돌기의 하부면은 상기 패킹부재측으로 진행될수록 점점 좁아지는 경사면이 형성되는 연결구에 있어서,

상기 보조패킹부재내에는 상단 및 하단의 일부가 노출되어 상기 경사면 및 관의 외주면에 맞닿으면서 회전되는 구조를 갖는 다수의 잠김볼들이 내장되는 것을 특징으로 하는 관이음용 연결구.
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