KR100854316B1 - 연결용 확관부를 갖는 합성수지관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연결용 확관부를 갖는 합성수지관에 관한 것이며, 그 목적은 일정 직경을 갖으며 미리 제조된 PE, PP관과 같이, 확관 작업 시 필요로 하는 열적 가압의 영향으로부터 소성변형이 어려운 특정 관의 단부에 대한 확관 구조를 무리 없이 일체화 구현할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 전장에 걸쳐 일정 직경을 가지며 미리 제조된 관의 한쪽 단부에 원통형의 형상유지용 보강소켓을 끼워, 예열과정을 거친 후, 관과 형상유지용 보강소켓의 중첩된 한쪽 단부를 향해 끼워진 확관기를 이용하여, 확관부를 일체로 형성시킨 연결용 확관부를 갖는 합성수지관에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

합성수지관, PE, PP, PVC, ABS, 확관, 확관기

Description

연결용 확관부를 갖는 합성수지관{Pipe with expending end for connecting}

본 발명은 연결용 확관부를 갖는 합성수지관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열적변형이 쉬운 열가소성 플라스틱인 폴리에틸렌(PE : polyethylene) 혹은 폴리프로필렌(PP : polypropylene) 등으로 가공되는 합성수지관의 확관 구조에 관한 것이다.

폴리에틸렌으로 가공되는 합성수지관(이하 '폴리에틸렌관'이라 칭함)과 폴리프로필렌으로 가공되는 합성수지관(이하 '폴리프로필렌관'이라 칭함)들은, 산, 알카리 등에 침식되지 않고 내화학성이 뛰어나 약품 이송 배관, 공업폐수 처리 배관, 쓰레기 매립장 침출수 이송 배관 등에 많이 사용되고 있으며, 염분에 부식되지 않아 임해공단의 각종 용수 배관, 축양장 및 해상 가두리 양식장 시설 등에 적용되고 있으며, 또한 완전한 전기의 부도체로서 전기 부식도 없어 전력선 보호관, 전력선 보호관 등으로도 사용된다.

또한, 이러한 재질의 합성수지관은 내면이 다른 재질의 배관재 보다 마찰계 수가 작고 스케일이 끼지 않아 유체들의 손실수두를 최소화시켜 주기 때문에 통수능력이 커서 장기적으로는 경제성도 우수하다.

또한, 이러한 재질의 합성수지관은 우수한 유연성으로 인해, 각이 적은 굴곡지역에서는 곡관을 사용하지 않고도 시공이 용이하며, 부등침하에 강하기 때문에 내지진성도 탁월하다.

또한, 다른 재질들의 배관재 보다 내마모성이 우수하여 준설 배관, 화력 발전소 ASH 처리 배관 등으로 사용되고 있으며, 또한 중량이 가벼워 다루기도 쉽고 접합 속도도 빨라 다른 재질 보다 상대적으로 용이할 뿐만 아니라, 융착 접합 시스템도 완벽하여 누수의 염려도 없다.

폴리에틸렌관 및 폴로프로필렌관은 이상과 같은 우수성외 동파가 되지 않는 내한성, 외부 충격에 의해 깨지는 성질이 없는 탁월한 내충격성 등의 많은 장점으로 인해 다양한 산업분야에서 활발히 사용되고 있다.

일반적으로 압력관인 상수관이나, 하수관 등으로 널리 사용되는 폴리에틸렌관과 폴리프로필렌관의 제조는, 예컨대 압출성형장치를 통해 대개 중공부를 가지는 프로파일을 압출 성형시키며, 다시 권취기를 이용하여 상기 압출 성형되는 프로파일을 원하는 관의 직경을 유지하며 나선형으로 감게 되며, 이와 동시 접합압출장치를 이용하여 상기 나선형으로 감기는 프로파일의 양면을 열융착 접합시켜 관을 형성하게 된다. 이렇게 나선형으로 제조되는 관의 원하는 길이가 성형된 이후에는 운반성, 시공성을 고려하여 절단기를 이용하여 소정의 길이로 절단하여 제조를 완료 하게 된다.

이러한 폴리에틸렌관과 폴리프로필렌관은 그 내부 프로파일의 단면 형상에 따라 통상 이중벽관, 및 삼중벽관 등으로 불린다.

상기와 같이 소정의 길이로 절단되어 현장으로 이동된 관은 연결작업을 수행하게 되는데, 이러한 관의 연결작업은 흔히 상호 이웃하는 관의 양단을 맞대기 위치시킨 채, 열융착 접합시키거나 별도의 소켓, 플랜지 등을 이용하여 실링 및 연결고정 작업을 수행하게 된다.

한편, 상기의 폴리에틸렌관, 폴리프로필렌관과 달리, 그 성형성의 용이함과 견고성으로 인해 하수관용으로 많이 사용되고 있는 PVC관의 경우에는 그 한쪽 단부에 일체로 형성되는 확관부를 구비하도록 하며, 이러한 일체형의 확관부를 이용하여 다른쪽 단부의 삽입식 끼움 연결 구조를 이루도록 한다. 이러한 확관부를 이용한 관과 관의 삽입식 연결 구조는 그 시공성의 용이함과 함께 관과 관이 연결된 상태에서의 기밀, 수밀성을 쉽게 구현할 수 있어 현장에서 많이 권장되고 있는 연결 구조이다.

이상과 같은 확관 단부를 일체로 형성하는 PVC관과는 달리, 앞서 설명한 폴리에틸렌관이나 폴리프로필렌관의 경우는 별도의 확관기를 이용하여 관의 한쪽 단에 확관부를 일체로 형성시키는 작업이 불가하다.

이는 폴리에틸렌관과 폴리프로필렌관의 경우 확관기를 이용하여 그 한쪽 단에 대해 확관부를 형성한다 할지라도, 확관을 위해 필요한 관의 예열단계에서 관의 단부에 두께 변형이 생기거나 일그러지는 현상을 발생시키게 되었으며, 또한 만약 확관기를 이용한 관의 단부에 확관부를 일체로 성형하였다 할지라도, 일정시간이 지나 확관 작업된 단부가 초기 성형상태를 유지하고 못하고 변형되거나 혹은 보관과정에서 확관 작업된 단부가 수축되는 현상이 야기된다.

이렇게 불량상태의 확관 단부를 일체로 하는 관은 차후 관의 연결작업 시에도 연결부위의 많은 오차를 발생시키게 되며, 결국 이로 인해 관 연결 시공 작업의 불편함은 물론 연결부위에서 요구되는 기밀성, 수밀성 및 강도를 만족시키지 못하게 된다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 일정 직경을 갖으며 미리 제조된 폴리에틸렌관과 폴리프로필렌관과 같이, 확관 작업을 위한 열 가압의 영향으로부터 소성변형의 어려움을 가지는 특정 재질의 합성수지관에 대한 일체형의 견고한 확관 구조를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 과제를 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 본 발명은 전장에 걸쳐 일정 직경을 가지며 미리 제조된 관의 한쪽 단부에 원통형의 형상유지용 보강소켓을 끼워, 예열과정을 거친 후, 관과 형상유지용 보강소켓의 중첩된 한쪽 단부를 향해 끼워진 확관기를 이용하여, 확관부를 일체로 형성시킨 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 확관기를 통해 형성되는 확관부에는 내주연에 요입홈이 형성되는 하나 이상의 요철부를 포함하여 형성할 수 있다.

이때, 상기 요철부의 요입홈에는, 확관부 내로 삽입되는 다른 관의 외주연에 밀착되는 실링부재가 개재될 수 있다.

상기와 같은 수단으로부터 본 발명은 확관기와 접촉되는 확관단부의 내주연 에 형상유지용 보강소켓을 배치시켜, 확관 작업 시 발생된 열적 가압이 관에 직접적으로 접촉되지 못하게 함으로서, 확관 작업 중 관의 열적 일그러짐이나 변형을 방지할 수 있는 것이다. 또한, 형상유지용 보강소켓을 통해, 확관 작업 완료된 후 냉각과정에서 발생되는 관의 수축, 일그러짐 현상을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 끼움식 연결 시공되는 확관부가 형상유지용 보강소켓과 관의 단부가 이종재질의 복층구조를 이루게 됨으로서, 연결부위에서 요구되는 강성, 내충격성을 확보할 수 있는 것이다.

특히, 확관부의 성형이 불가하였던 폴리에틸렌관, 폴리프로필렌관에 대한 일체형 확관 구조를 확보할 수 있어, 산업 전반에 걸쳐 다양하게 사용되고 있는 폴리에틸렌관과 폴리프로필렌관의 연결 시공편의를 크게 향상시킬 수 있는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 합성수지관의 연결용 확관부의 형성단계를 보이는 예시도이며, 도 4는 이러한 확관부 형성단계를 거쳐 완료된 합성수지관을 보이는 것으로, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 우선 본 발명에 따른 합성수지관은, 전장에 걸쳐 일정 직경을 가지도록 미리 성형 제작된 관(10)의 한쪽 단부를 향해 원통형의 형상유지용 보강소켓(20)을 끼워 넣는다.

이때 상기 형상유지용 보강소켓(20)의 직경은 관(10)의 내경과 일치하거나 혹은 관(10)의 내경보다 작을 수 있다. 즉, 관(10)을 향해 억지 끼움되거나 혹은 헐겁게 끼워질 수 있다.

아울러, 형상유지용 보강소켓(20)의 길이는 목적으로 하는 확관부(100)의 길이와 대응하게 구비한다.

앞서 설명한 바와 같이, 이러한 형상유지용 보강소켓(20)는, 통상의 확관기(1)를 이용한 확관부 형성 시, 소성변형이 어려운 관(10), 예컨대 폴리에틸렌관과 폴리프로필렌관의 한쪽 단부에 형성된 확관부(100)의 초기 소성변형상태를 영구적으로 유지할 수 있도록 서포터(supporter)역할을 수행하는 것으로, 바람직하게 주위에서 흔히 구할 수 있으며, 높은 강도와, 작은 두께, 성형(확관)제조에 용이한 특성을 가지는 PVC(poly-vinyl chloride)재질의 소켓, 혹은 ABS(acrylonitrile butadiene styrene)재질의 소켓을 사용할 수 있다.

이러한 PVC, 및 ABS 류의 소켓이나 관은 흔히 압출 성형에 의해 제조되어 확관기를 이용한 확관부의 성형을 용이하게 수행할 수 있는 것이며, 확관부가 성형된 이후에도 그 변형된 상태를 견고히 유지할 수 있는 장점을 가진다.

계속해서, 상기와 같이 관(10)의 한쪽 단부에 형상유지용 보강소켓(20)을 끼운 후에는 외부 예열장치(미도시)을 이용하여 형상유지용 보강소켓(20)과 관(10)의 단부가 충접된 단부를 예열하게 된다.

이후, 확관기(1)를 형상유지용 보강소켓(20)을 향해 끼운 후, 확관 작업을 수행하게 된다. 물론 이러한 확관기(1)에는 별도의 가열수단이 구비될 수 있으며, 확관 작업과 병행하여 확관부(100)에 대한 열 가압을 병행하여 이행할 수 있다.

이러한 확관기(1)의 작동으로 인해 내부에 배치된 형상유지용 보강소켓(20)이 먼저 확관되어 중첩된 관(10)의 한쪽 단부를 함께 확관시키게 된다.

이때 본 발명에 사용되는 관(10)에 형상유지용 보강소켓(20)을 끼워, 확관기(1)를 통한 확관 작업 시, 형상유지용 보강소켓(20)과 관(10)의 단부는 열융착 일체화된다.

이상과 같이 형상유지용 보강소켓(20)은 예열장치 혹은 확관기(1)로부터 제공되는 가열원이 관(10)에 직접적으로 접촉됨을 차단시켜, 열적 변형이 쉬운 관(10)의 변형을 예방한다.

또한, 그 내부로부터 형상유지용 보강소켓(20)과 관(10)이 적층된 상태를 취함으로 인해, 내부에 배치된 형상유지용 보강소켓(20)이 확관 형상을 지속하여 유지하고 못하고 일그러짐 현상이 발생되는 외부 관(10)을 견고히 지지하며 전체적으로 견고한 확관부(100)의 형상을 유지하게 된다.

한편, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 확관부를 갖는 합성수지관을 보이는 것으로, 도 5를 참조하면, 초기 관(10)의 한쪽 단부를 향해 형상유지용 보강소켓(20)을 끼우기 전, 형상유지용 보강소켓(20)의 외주연 혹은 관(10)의 내주연에 접착제(15)를 미리 도포하도록 한다. 이러한 접착제(15)는 앞서 설명한 바와 같이, 예열장치 혹은 확관기(1)로부터 발생되는 가열원에 의해 형상유지용 보강소켓(20)과 관(10)이 그 재질 상의 이유로 예열단계 시 열융착 온도까지 도달하지 않아 열 융착 일체화가 되지 않을 경우에 대비하여 접착제(15)를 통한 일체화를 구현하도록 한다.

혹은, 초기 관(10)의 한쪽 단부를 향해 형상유지용 보강소켓(20)을 끼우기 전, 형상유지용 보강소켓(20)과 관(10)의 사이에 수밀부재(16)를 미리 개재시킬 수 있다. 이러한 수밀부재(16)는 차후 연결 완료된 관내를 흐르는 유체가 내부압력에 의해 관(10)과 형상유지용 보강소켓(20)의 사이 틈새로 유입, 유출되는 것을 방지하도록 한다.

이러한 수밀부재(16)는 어떠한 재질의 것을 사용하여도 무방하나, 예열장치 혹은 확관기(1)로부터 발생되는 가열원에 의해 변형률이 적은 것을 선택하도록 한다. 또한 이러한 수밀부재(16)는 도시된 바와 같이, 형상유지용 보강소켓(20)과 관(10)의 단부가 밀착되는 전 구간을 따라 배치될 있으나, 때로는 확관부(100)가 형성되는 전방, 중간부 등 소정 구간에 한해 배치될 수 있다.

계속해서, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 확관부를 갖는 합성수지관를 보이는 것으로, 도 6을 참조하면, 상기와 같이 형상유지용 보강소켓(20)이 끼워진 관(10)의 한쪽 단부에 대해 확관 작업 시, 확관부(100)의 둘레를 따라 요철부(110)를 포함하여 형성하도록 한다.

이러한 요철부(110)는 도시되진 않았으나, 형상유지용 보강소켓(20)의 내부로 끼워지는 확관기(1)의 금형롤러(미도시)에 형성된 요철부(미도시)를 통해 형성시킬 수 있다.

즉, 이렇게 형성되는 요철부(110)는 확관부(100)의 내주연에는 대응하는 요입홈(110a)을 형성하게 된다.

이러한 요철부(110)는 앞서 설명한 바와 같이 확관되는 관(10)의 단부와 형상유지용 보강소켓(20)이 예열장치 혹은 확관기(1)로부터 제공되는 가열원에 의해 열융착 일체화가 되지 않을 경우, 상기 요철부(110)는 관(10)과 형상유지용 보강소켓(20)의 길이방향에 대한 걸림턱 역할을 수행하여, 형상유지용 보강소켓(20)이 관(10)의 단부로부터 외부로 이탈됨을 방지할 수 있는 것이다.

아울러, 이러한 요철부(110)는 도시되진 않았으나 확관부(100)의 길이방향을 따라 다수개로 형성될 수 있다.

또한, 이러한 요철부(110)의 형성에 의해 확관부(100)의 내주연에 형성된 요입홈(110a)에는 차후 관과 관의 연결 시공 시, 오링, 패킹 등의 실링부재가 개재되는 설치홈으로서 수밀의 역할을 수행할 수 있는 것이다.

즉, 도 7은 상기 도 6에 의한 확관부(100)에 요철부(110)를 형성한 관(10)(10")의 끼움식 연결 시공 상태를 보이는 것으로, 도 7을 참조하면, 요철부(110)의 형성을 통해 확관부(100)의 내주연에 형성된 요입홈(110a)에 실링부재(50)가 개재된 상태를 이루고 있다.

이러한 실링부재(50)를 통해 끼움식 연결 시공된 관(10)과 관(10")의 사이 틈새를 통하는 유체의 누수를 방지한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에 서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 합성수지관의 연결용 확관부의 형성단계를 보이는 예시도

도 4는 본 발명에 따른 연결용 확관부를 갖는 합성수지관

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 확관부를 갖는 합성수지관

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 확관부를 갖는 합성수지관

도 7은 본 발명의 실시예에 의한 확관부를 갖는 합성수지관의 연결 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 확관기

(10) : 관

(15) : 접착제

(16) : 수밀부재

(20) : 형상유지용 보강소켓

(50) : 실링부재

(100) : 확관부

(110) : 요철부

(110a) : 요입부

Claims (5)

1. 삭제
2. 전장에 걸쳐 일정 직경을 가지며 미리 제조된 관의 한쪽 단부에 원통형의 형상유지용 보강소켓을 끼워, 예열과정을 거친 후, 관과 형상유지용 보강소켓의 중첩된 한쪽 단부를 향해 끼워진 확관기를 이용하여, 확관부를 일체로 형성시킨 연결용 확관부를 갖는 합성수지관에 있어서,

   상기 확관기를 통해 형성되는 확관부에는 내주연에 요입홈이 형성되는 하나 이상의 요철부를 포함하여 형성한 것을 특징으로 하는 연결용 확관부를 갖는 합성수지관.
3. 제2항에 있어서,

   상기 요철부의 요입홈에는, 확관부 내로 삽입되는 다른 관의 외주연에 밀착되는 실링부재가 개재되는 것을 특징으로 하는 연결용 확관부를 갖는 합성수지관.
4. 제2항에 있어서,

   상기 관의 한쪽 단부를 향해 형상유지용 보강소켓을 끼우기 전, 형상유지용 보강소켓의 외주연 혹은 관의 내주연에 접착제를 도포하거나, 혹은 형상유지용 보강소켓과 관 사이에 수밀부재를 미리 개재시킨 것을 특징으로 하는 연결용 확관부를 갖는 합성수지관.
5. 삭제

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