KR100932463B1 - 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관에 관한 것으로, 플레이트 부재와 벨로우즈 부재를 견고히 결합하기 위하여, 전체적으로 중앙에 관통홀이 형성된 판 형상을 갖고, 관통홀로부터 소정 간격 이격된 위치에 가이드 볼트가 관통되기 위한 체결홀이 형성되고, 관통홀은 2단 구조로 형성되어 안착대를 갖고, 관통홀에 벨로우즈 부재의 종단이 위치되는 설치홈이 형성된 연결 플레이트 부재; 전체적으로 파형의 주름이 반복된 관 형상을 갖는 벨로우즈 부재; 연결 플레이트 부재의 체결홀에 위치되는 상부 러버 패드와 하부 러버 패드; 하부 러버 패드, 하부 연결 플레이트 부재, 상부 연결 플레이트 부재 및 상부 러버 패드를 관통하고, 상부 외경에 나사부가 형성되고 하단에 볼트 헤드가 형성된 가이드 볼트; 상부 러버 패드의 상부에서 가이드 볼트의 나사부와 나사 결합하는 너트; 및 전체적으로 중앙에 관통홀이 형성된 관 형상을 갖고, 내경의 단면이 상기 상부 연결 플레이트 부재와 하부 연결 플레이트 부재의 관통홀에 대응하는 2단 구조로 형성되어 안착면을 갖는 상부 결합 부재와 하부 결합 부재;를 포함한다.
벨로우즈, 신축관, 펌프, 진동, 용접, 파손

Description

펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관{A bellows expansion joint for pump}
본 발명은 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플레이트 부재와 벨로우즈 용접에 의해 결합하지 않아 용접부위의 부식이나 파손을 방지하면서도 부재들을 견고히 결합하기 위한 기술에 관한 것이다.
일반적으로 건물에는 냉, 온수용송수배관, 폐수배출배관 등의 각종 파이프가 배관되며, 이 배관된 파이프는 기계실의 펌프와 연결되어 펌프의 작동에 의해 파이프 내부로 유체가 각 층으로 이송된다. 한편 건물의 각종 배관 파이프와 펌프의 토출구 사이의 연결부분은 펌프가 작동하면서 발생되는 진동에 의해 그 연결 부분이 쉽게 파손되는 위험이 있다.
또 다층 건물의 경우 각 층으로 유체를 공급하고, 그 유체를 배출하도록 수직으로 입상관이 세워져 그 하단부가 펌프의 토출구 측에 연결되어 설치되며, 이 입상관은 설치 후 파이프 내부를 통과하는 유체의 온도와 기온 변화에 따른 열변형으로 신축되고, 건물의 높이가 중력에 의해 미세하게 낮아지면서 길이방향으로 변형이 발생한다.
따라서 배관 파이프와 펌프 사이의 연결부분에 가해지는 펌프의 진동이나 입 상관의 길이 변형에 따른 신축변형에 따른 그 연결부분의 파손을 방지하기 위하여 파이프와 펌프 토출구 사이에는 신축변형하여 이를 방지하는 신축관을 설치하고 있다.
이하에서 첨부된 도면 도6 및 도7을 참조로 종래기술에 따른 신축관을 설명한다.
도6은 종래 기술에 따른 신축관의 반단면도이고, 도7은 도6에서 A부분에 대한 요부확대도이다.
도6에 도시한 바와 같이 종래 기술에 따른 신축관(1)은 몸체에 유체가 통과할 수 있는 제1관통구멍(11)이 뚫려져 있으며, 펌프의 토출구 측에 연결되어 설치되는 제1연결플레이트부재(10)와; 제1연결플레이트(10)와 간격을 두고 위치하며, 몸체에 유체가 통과할 수 있는 제2관통구멍(21)이 뚫려지고, 건물의 각 배관 파이프에 연결되어 설치되는 제2연결플레이트부재(20)와; 파형의 주름이 반복된 형성되며, 일단은 제1연결플레이트부재(10)에 고정되고, 타단은 제2연결플레이트부재(20)에 고정되어 신축작용을 하는 벨로우즈부재(30)와; 제1,2연결플레이트부재(10,20)를 관통하여 결합되어 벨로우즈부재(30)의 신축작용 시 이를 안내하는 신축가이드바부재(40)로 구성된다.
이 신축가이드바부재(40)는 통상 그 일단에 몸체의 직경보다 직경이 큰 머리부(51)를 가지며, 단부의 외주면에 일정부분 나사산이 형성되어 제1,2연결플레이트부재(10,20)에 관통되어 단부가 돌출되도록 결합하는 볼트부(52)로 이루어진 가이드볼트(50)와; 가이드볼트(50)의 돌출된 단부에 나사결합되는 너트부재(60)와; 너 트부재(60)와 제1연결플레이트(10) 또는 제2연결플레이트(20) 사이에 장착되는 러버패드(81)와; 러버패드(81)의 상부를 덮도록 형성되어 러버패드(81)와 너트부재(60) 사이에 장착되는 패드캡(82)으로 구성된다.
또 가이드볼트(50)의 머리부(51)에도 고무패드(81)와 패드캡(82)을 장착하여 벨로우즈부재(30)가 신축작용 시 발생되는 충격을 완충시킬 수 있도록 한다.
즉, 제1,2연결플레이트부재(10,20)를 펌프의 토출구 측 파이프와 건물의 배관 파이프에 각각 플렌지 결합으로체결하여 연결하면 이 제1,2연결플레이트부재(10,20) 사이에 장착된 벨로우즈부재(30)가 펌프가 작동하면서 발생되는 진동과 배관 파이프의 길이변형에 따라 신축되면서 진동과 길이변형을 흡수하는 것이다.
한편, 벨로우즈부재(30)는 도7에 도시한 바와 같이 양 단이 제1,2연결플레이트부재(10,20)의 제1,2관통구멍(11,21)의 내측면에 용접되어 고정되고 있다.
그러나 상기한 바와 같이 종래의 신축관은 벨로우즈부재가 제1,2연결플레이트부재에 직접 용접되어 고정됨으로, 용접 시 발생되는 고열로 인해 제1,2연결플레이트부재가 열변형되거나, 재질이 취약해하게 변하는 폐단이 있다.
이러한 문제점을 방지하기 위하여 제1,2연결플레이트부재를 용접 시 발생되는 고열에도 변형되지 않고, 부식성이 강한 유체로 부터 내식성이 있는 특수 합금 재질로 제조하는 기술이 제안되었지만, 이 기술은 제조원가를 상승시키는 원인이 된다. 그리고 벨로우즈부재가 제1,2연결플레이트부재에 직접 용접됨으로써 신축작용시 발생되는 유동이 고정부분에 직접 전달되어 사용 중 쉽게 파손되는 문제점이 있다.
본 발명은 전술된 종래기술에 따른 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 연결 플레이트 부재와 벨로우즈 부재 및 상부 결합 부재의 결합을 용접에 의존하지 않아, 용접을 이용한 결합에 의해 발생할 수 있는 용접 부위의 부식이나 파손을 방지하기 위한 기술의 제공을 목적으로 한다.
전술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관은, 중앙에 관통홀이 형성된 판 형상을 갖는 상부 연결 플레이트 부재, 상기 상부 연결 플레이트 부재의 하부에 일정 간격 이격 설치되며, 상기 상부 연결 플레이트 부재와 대응 되게 형성되는 하부 연결 플레이트 부재, 상기 상부 연결 플레이트 부재와 상기 하부 연결 플레이트 부재 사이에 설치되며, 파형의 주름이 반복된 관 형상을 갖는 벨로우즈 부재, 상기 상부 연결플레이트 부재의 관통홀에 장착되는 상부 결합부재와, 상기 하부 연결 플레이트 부재의 관통홀에 장착되는 하부 결합부재를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 상부 연결 플레이트 부재와 상기 하부 연결 플레이트 부재의 관통홀은 2단 구조로 형성되어 상기 상부 결합부재 또는 상기 상부 결합부재에 안착되는 안착대; 및 상기 벨로우즈 부재의 종단이 위치되는 설치홈이 형성될 수 있다.
본 발명에서, 상기 상부 결합부재와 상기 하부 결합부재는 외경의 단면이 상기 상부 연결 플레이트 부재와 하부 연결 플레이트 부재의 관통홀에 대응하는 2단 구조로 형성되어 상기 안착대에 안착되는 안착면이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 벨로우즈 부재 양 단의 외경이 상기 상부 연결 플레이트 부재와 하부연결 플레이트 부재의 설치홈에 위치되고, 상기 상부 결합 부재와 하부 결합 부재가 접착 수단을 통해 상부 연결 플레이트 부재와 하부 연결 플레이트 부재에 접합될 수 있다.
본 발명에서, 상기 상부 연결 플레이트 부재와 상기 하부 연결 플레이트 부재에는 상기 관통홀로부터 소정 간격 이격된 위치에 가이드 볼트가 관통되기 위한 체결홀이 형성되고, 상기 상부 연결 플레이트 부재와 하부 연결 플레이트 부재의 상기 안착대에는 가이드홈이 추가로 형성되고, 상기 상부 결합 부재와 하부 결합 부재의 상기 안착면에는 상기 가이드홈에 대응되는 가이드돌기가 추가로 형성될 수 있다.
본 발명에서, 상기 상부 연결 플레이트 부재의 체결홀 상부와 하부 연결 플레이트 부재의 체결홀 하부에 위치되는 상부 러버 패드와 하부 러버 패드가 더 포함될 수 있다.
본 발명에서, 상기 벨크로즈 부재는 스테인리스 스틸, 상부 연결 플레이트 부재, 하부 연결 또한, 본 발명에서, 상기 상부 및 하부 연결 플레이트, 상기 벨로우즈 부재는 목적에 따라 테프론 코팅되거나 상기 상부 및 하부 연결 플레이트는 아노다이징 처리될 수 있다. 플레이트 부재는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 벨로우즈 부재의 양단은 수평 절곡부 와 수직 절곡부로 형성되고, 상기 수평 절곡부는 상기 안착대에 접촉되고, 상기 수직 절곡부는 상기 설치홈에 끼움 결합되거나, 상기 수평 절곡부는 상기 안착대에 접촉되고, 상기 수직 절곡부는 상부 결합 부재와 하부 결합부재의 외경에 접촉될 수 있다.
본 발명에 따르면 연결 플레이트 부재와 벨로우즈 부재 및 상부 결합 부재의 결합을 끼움 결합과 접착제를 사용하여 수행함으로써, 용접을 이용한 결합에 의해 발생할 수 있는 용접 부위의 부식이나 파손을 방지할 수 있다.
한편, 벨로우즈 부재는 스테인레스 스틸 재질로 형성되므로 부식 방지에 효율적이다.
특히, 플레이트, 벨로우즈 부재가 목적에 따라 테프론 코팅되거나 플레이트가 아노다이징 처리되어 해수에 노출되는 경우에도 부식 방지에 효율적인 효과가 있다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예가 기술된다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대 로 내려져야 할 것이다.
(제1실시예)
먼저, 첨부된 도면 도1 내지 도3을 참조로 본 발명의 제1실시예에 따른 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관을 설명한다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축관의 사시도이고, 도2는 도1의 분해 측단면도이고, 도3은 도2의 결합 측단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 제1실시예에 따른 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관(100: 이하에서 설명의 편의를 위하여, 별다른 설명이 없는 한 '펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관'은 간략히 '신축관'이라 한다)의 주요 구성은 상부 연결 플레이트 부재(110), 하부 연결 플레이트 부재(120), 벨로우즈 부재(130), 상부 결합 부재(140) 및 하부 결합 부재(145)를 포함한다.
상부 연결 플레이트 부재(110)는 전체적으로 중앙에 관통홀(115)이 형성된 판 형상을 갖는다. 상부 연결 플레이트 부재(110)의 관통홀(115)로부터 소정 간격 이격된 위치에는 가이드 볼트(150)가 관통되기 위한 체결홀(119)이 형성된다. 관통홀(115)은 2단 구조로 형성되어 안착대(111)를 갖고, 벨로우즈 부재(130)의 종단(131)이 위치되는 설치홈(113)이 형성된다. 안착대(111)에는 상부가 개방된 가이드 홈(112)이 형성된다. 하부 연결 플레이트 부재(120)는 상부 연결 플레이트 부재(110)가 상하로 대칭인 형상을 갖는다. 상부 연결 플레이트 부재(110)와 하부 연결 플레이트 부재(120)는 알루미늄 재질로 형성되고, 벨로우즈 부재는 스테인리스 스틸 재질로 형성된다. 스테인리스 스틸 재질은 내식성이 강한 반면 용접이 거의 불가능하다. 그러나 본 발명은 용접에 의한 결합 방법을 사용하지 않기 때문에 내식성 및 내구성이 우수한 스테인리스 스틸 재질을 사용할 수 있게 된다.
벨로우즈 부재(130)는 전체적으로 파형의 주름이 반복된 관 형상을 갖는다. 상부 러버 패드(153)는 상부 연결 플레이트 부재(110)의 체결홀(119) 상부에 위치되며, 신축관(100)의 사용중에 발생하는 진동을 흡수한다. 하부 러버 패드(154)의 구조 및 기능은 상부 러버 패드(153)와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략된다.
가이드 볼트(150)는 하부 러버 패드(154), 하부 연결 플레이트 부재(120), 상부 연결 플레이트 부재(110) 및 상부 러버 패드(153)를 순차적으로 관통하고, 상부 외경에 나사부(152)가 형성되고 하단에 볼트 헤드(155)가 형성된다.
너트(151)는 상부 러버 패드(153)의 상부에서 가이드 볼트(150)의 나사부(152)와 나사 결합한다.
상부 결합 부재(140)는 전체적으로 중앙에 관통홀(144)이 형성된 관 형상을 갖고, 외경의 단면이 상부 연결 플레이트 부재(110)의 관통홀(115)에 대응하는 2단 구조로 형성되어 안착면(141)을 갖는다. 안착면(141)에는 상부 연결 플레이트 부재(110)의 가이드 홈(112)에 대응하는 가이드 돌기(142)가 추가로 형성된다. 가이드 홈(112)과 가이드 돌기(142)가 끼움 결합됨에 따라, 상부 결합 부재(140)와 상부 연결 플레이트가 안정적인 결합 위치를 유지할 수 있게 된다. 하부 결합 부재(145)는 상부 결합 부재(140)가 상하로 대칭인 형상을 갖는다.
이하에서 본 제1실시예에 다른 신축관의 조립을 설명한다.
제1단계, 벨로우즈 부재(130)의 종단(131)을 상부 연결 플레이트 부재(110)와 하부 연결 플레이트 부재(120)의 설치홈(113)에 위치시킨다.
제2단계, 상부 결합 부재(140)의 가이드 돌기(142)와 상부 연결 플레이트 부재(110)의 가이드 홈(112) 사이에 접착제를 주입하고 끼움 결합한다. 이와 같은 동작은 하부 결합 부재(145)와 하부 연결 플레이트 부재(120)에서도 동일하게 수행된다.
제3단계, 체결홀(119)의 상부에 상부 러버 패드(153)와 너트(151)를 차례로 적층하고, 하부 러버 패드(154)를 하부 연결 플레이트 부재(120)의 체결홀(129)의 하부에 위치시킨 상태에서, 가이드 볼트(150)를 관통시켜 결합한다.
(제2실시예)
이하에서 첨부된 도면 도4를 참조로 본 발명의 제2실시예에 따른 신축관을 설명한다.
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 신축관의 결합 측단면도이다.
도4에 도시된 바와 같이, 본 제2실시예에 따른 신축관(200)은 제1실시예에 따른 신축관(100)에 비해 벨로우즈 부재의 양단에 수평 절곡부(231)와 수직 절곡부(232)를 추가로 형성한 것을 제외하고는 실질적으로 동일하다.
즉, 수평 절곡부(231)는 안착대(211)에 접촉되고, 수직 절곡부(232)는 상부 결합 부재(240)의 외경에 접촉된다.
이와 같은 구성에 의해 부재 사이의 접촉 면적이 커지게 되어 보다 안정적인 결합 상태의 유지가 가능해진다.
(제3실시예)
이하에서 첨부된 도면 도5를 참조로 본 발명의 제3실시예에 따른 신축관을 설명한다.
도5는 본 발명의 제3실시예에 따른 신축관의 결합 측단면도이다.
도5에 도시된 바와 같이, 본 제3실시예에 따른 신축관(300)은 제1실시예에 따른 신축관(100)에 비해 벨로우즈 부재의 양단에 수평 절곡부(331)와 수직 절곡부(332)를 추가로 형성한 것을 제외하고는 실질적으로 동일하다.
즉, 수평 절곡부(331)는 안착대(311)에 접촉되고, 수직 절곡부(332)는 설치홈(313)에 끼움 결합한다.
이와 같은 구성에 의해 부재 사이의 접촉 면적이 커지게 되어 보다 안정적인 결합 상태의 유지가 가능해진다.
이상으로 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 기술하였다.
그러나 본 발명은 전술된 실시예에만 특별히 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라, 당업자에 의해, 첨부된 청구범위의 정신과 사상 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함에 유의해야 한다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 신축관의 사시도이다.
도2는 도1의 분해 측단면도이다.
도3은 도2의 결합 측단면도이다.
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 신축관의 결합 측단면도이다.
도5는 본 발명의 제3실시예에 따른 신축관의 결합 측단면도이다.
도6은 종래 기술에 따른 신축관의 반단면도이다.
도7은 도6에서 A부분에 대한 요부확대도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 신축관 110: 상부 연결 플레이트 부재
120: 하부 연결 플레이트 부재 130: 벨로우즈 부재
140: 상부 결합 부재 145: 하부 결합 부재
150: 가이드 볼트

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 중앙에 관통홀이 형성된 판 형상을 갖는 상부 연결 플레이트 부재;
    상기 상부 연결 플레이트 부재의 하부에 일정 간격 이격 설치되며, 상기 상부 연결 플레이트 부재와 대응 되게 형성되는 하부 연결 플레이트 부재;
    상기 상부 연결 플레이트 부재와 상기 하부 연결 플레이트 부재 사이에 설치되며, 파형의 주름이 반복된 관 형상을 갖는 벨로우즈 부재;
    상기 상부 연결플레이트 부재의 관통홀에 장착되는 상부 결합부재와, 상기 하부 연결 플레이트 부재의 관통홀에 장착되는 하부 결합부재를 포함하되,
    상기 상부 연결 플레이트 부재와 상기 하부 연결 플레이트 부재의 관통홀은 2단 구조로 형성되어 상기 상부 결합부재 또는 상기 상부 결합부재에 안착되는 안착대; 및 상기 벨로우즈 부재의 종단이 위치되는 설치홈이 형성되고,
    상기 상부 결합부재와 상기 하부 결합부재는 외경의 단면이 상기 상부 연결 플레이트 부재와 하부 연결 플레이트 부재의 관통홀에 대응하는 2단 구조로 형성되어 상기 안착대에 안착되는 안착면이 형성된 것을 특징으로 하는, 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 벨로우즈 부재 양 단의 외경이 상기 상부 연결 플레이트 부재와 하부연결 플레이트 부재의 설치홈에 위치되고, 상기 상부 결합 부재와 하부 결합 부재가 접착 수단을 통해 상부 연결 플레이트 부재와 하부 연결 플레이트 부재에 접합되는, 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 상부 연결 플레이트 부재와 상기 하부 연결 플레이트 부재에는 상기 관통홀로부터 소정 간격 이격된 위치에 가이드 볼트가 관통되기 위한 체결홀이 형성되고,
    상기 상부 연결 플레이트 부재와 하부 연결 플레이트 부재의 상기 안착대에는 가이드홈이 추가로 형성되고, 상기 상부 결합 부재와 하부 결합 부재의 상기 안착면에는 상기 가이드홈에 대응되는 가이드돌기가 추가로 형성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 상부 연결 플레이트 부재의 체결홀 상부와 하부 연결 플레이트 부재의 체결홀 하부에 위치되는 상부 러버 패드와 하부 러버 패드가 더 포함된 것을 특징으로 하는, 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 연결 플레이트 부재, 하부 연결 플레이트 부재는 알루미늄 재질, 벨로우즈 부재는 스테인리스 스틸 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는, 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 벨로우즈 부재의 양단은 수평 절곡부와 수직 절곡부로 형성되고,
    상기 수평 절곡부는 상기 안착대에 접촉되고, 상기 수직 절곡부는 상기 설치홈에 끼움 결합되거나, 상기 수평 절곡부는 상기 안착대에 접촉되고, 상기 수직 절곡부는 상부 결합 부재와 하부 결합부재의 외경에 접촉되는 것을 특징으로 하는, 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 상부 및 하부 연결 플레이트, 상기 벨로우즈 부재는 테프론 코팅되거나 상기 상부 및 하부 연결 플레이트를 아노다이징 처리되는 것을 특징으로 하는, 펌프 진동 흡수용 벨로우즈 신축관.
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