KR100962464B1 - 배관용 커플링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 손쉽게 연결하여 유체의 누설을 방지하며 배관을 연결할 수 있는 배관용 커플링에 관한 것이다. 그의 구성은; 원통형으로서 일단에는 배관의 외주에 면밀하게 끼워질 수 있는 내경을 가지는 플랜지(4)가 일체형으로 형성되며, 타단 내주면에는 암나사(6)가 형성되는 하우징(2); 원통형으로서 상기 암나사(6)에 나사결합될 수 있는 수나사(10)가 외주면에 형성되는 조임부재(8); 상기 하우징(2)과 상기 배관(P) 사이의 공간(S)에 위치되는 원통형태의 센터부재(12); 상기 센터부재(12)의 양측면에 위치되도록 연결하고자 하는 2개의 배관(P,P') 외주에 각각 끼워지는 제1,2 압착링(14,16)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

배관, 파이프, 연결, 이음, 커플링, 조인트

Description

배관용 커플링{coupling for pipes}

본 발명은 배관용 커플링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 또는 합성수지 배관에 어떠한 가공을 가하지 않고서도 손쉽게 연결하여 유체의 누설을 방지하며 배관을 연결할 수 있는 배관용 커플링에 관한 것이다.

통상적인 배관이음방식에는 연결하고자 하는 2개의 배관의 단부에 플랜지를 부착하고 그 연결부 사이에 패킹 등을 개입시킨 상태에서 볼트 등으로 체결하는 것이 있다. 이러한 방식은 큰 유체압이 작용하는 배관의 이음방식으로 적당하지만 배관의 단부마다 플랜지를 부착하여야 하는 등 인력과 비용이 크게 소요되는 문제가 있다. 영구이음으로는 배관을 직접 용접하는 방식이 있으나 이 역시 불량시공시 누설의 위험이 잔존하며 작업이 곤란하며 해체가 어려운 문제가 있다. 또한 클램프를 사용하여 편리하게 배관을 연결하는 방식이 있으나 클램프 구입에 따른 비용상승의 문제와 이음부의 중량이 증가하는 문제가 있다. 또한 협소한 공간에서 조립여유공간이 부족하거나 간섭 등의 문제가 발생할 수 있다.

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 저렴한 비용으로 간편하게 배관을 연결할 수 있는 배관용 커플링을 제공하는 것에 있다. 특히 배관에 어떠한 가공을 가하지 않아도 되며, 유체의 유압손실을 최소화할 수 있는 구조의 배관용 커플링(coupling)을 제공하는 것에 목적이 있다.

위와 같은 목적은, 연결하고자 하는 배관의 외주에 일정 간격을 두고 끼워질 수 있는 내경을 가지는 원통형으로서 일단에는 상기 배관의 외주에 면밀하게 끼워질 수 있는 내경을 가지는 플랜지가 일체형으로 형성되며, 타단 내주면에는 암나사가 형성되는 하우징; 연결하고자 하는 배관의 외주에 면밀하게 끼워질 수 있는 내경을 가지는 원통형으로서 상기 암나사에 나사결합될 수 있는 수나사가 외주면에 형성되는 조임부재; 상기 하우징과 상기 배관 사이의 공간에 위치되는 원통형태의 센터부재; 상기 센터부재의 양측면에 위치되도록 연결하고자 하는 2개의 배관 외주에 각각 끼워지는 것으로서, 상기 하우징과 상기 조임부재의 나사결합에 의해 압착되면서 상기 배관의 외주면을 압착하게 되는 제1,2 압착링을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 커플링에 의해 달성된다.

본 발명의 특징에 의하면 상기 센터부재의 내면 중심 위치에는 상기 배관의 중심을 향해 배관의 두께에 해당하는 높이로 환형의 리브(rib)가 중심을 향하여 일체형으로 돌출 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면 상기 플랜지 및 조임부재는 외부에서 소정의 도구를 사용하여 토크를 손쉽게 전달할 수 있도록 하는 토크전달수단을 더 포함할 수 있다. 이 토크전달수단은 상기 센터부재 및 조임부재 각각의 외주면을 따라 소정의 깊이로 패인 1개 이상의 토크전달홈이 될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 하우징과 상기 조임부재의 나사결합이 진동 등에 의해 이완되지 않도록 하기 위한 이완방지수단이 더 개입되되; 상기 이완방지수단은 상기 하우징의 선단에 닿을 수 있도록 상기 조임부재에 타공되는 나사공; 상기 나사공에 삽입되는 스프링의 탄성에 의해 상기 하우징의 선단 측면을 압박할 수 있도록 상기 스프링의 선단에 위치되는 볼; 상기 볼과 스프링이 상기 나사공에 끼워진 상태에서 상기 나사공에 나사결합됨으로써 상기 스프링의 탄성력을 조정할 수 있게 되는 록킹볼트를 포함한다.

위와 같은 구성에 의하면, 저렴한 비용으로 간편하게 배관을 연결할 수 있는 배관 커플링이 제공된다. 구체적으로는 배관에 어떠한 가공을 가하지 않아도 되며, 쉽게 해체도 가능하여 배관을 재활용할 수도 있으며, 배관의 이음부 내면이 매끄럽게 됨으로써 유체의 유압손실을 최소화할 수 있으며 배관내의 스케일을 방지할 수 있는 배관용 커플링이 제공된다.

또한, 이완방지수단에 의해 배관에 지속적인 진동이 가해져도 하우징과 조임부재의 나사결합이 풀리는 경우가 없게 된다. 또한 압착링 및 하우징과 조임부재의 나사결합 정도를 조정함으로써 다양한 내압강도를 실현할 수 있는 배관용 커플링이 제공된다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 의한 배관용 커플링의 설치 상태에서의 절개 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 배관용 커플링의 정단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 배관용 커플링의 절개된 상태의 분해도이다.

하우징(2)은 연결하고자 하는 배관(P)의 외주에 일정 간격을 두고 끼워질 수 있는 내경을 가지는 원통형이다. 하우징(2)의 일단에는 배관의 외주에 면밀하게 끼워질 수 있는 내경을 가지는 플랜지(4)가 일체형으로 형성되며, 타단 내주면에는 배관의 길이방향을 따라 암나사(6)가 형성된다. 따라서 하우징(2)은 "ㄴ" 형태의 절단면을 갖게 되며 배관(P)의 외주면과의 사이에 원통과 같은 공간(S, 도 2 참조)을 제공한다.

조임부재(8)는 연결하고자 하는 배관(P')의 외주에 면밀하게 끼워질 수 있는 내경을 가지는 원통형이다. 조임부재(8)의 선단 외주면에는 상기 암나사(6)에 나사결합될 수 있는 수나사(10)가 형성된다. 하우징(2) 및 이에 나사결합되는 조임부재(8)에 의해 그 상호간의 관계에 의해 만들어지는 원통형 공간(S)의 높이가 가변될 수 있게 된다.

하우징과 조임부재의 나사결합방식은 도시된 것에 한정되지 않는다. 즉, 암수나사의 위치가 서로 바뀌어 하우징(2)에는 수나사가 조임부재(8)에는 암나사가 구비되도록 할 수 있다.

하우징(2)과 조임부재(8) 사이의 공간(S)에는 원통형태의 센터부재(12)가 개입된다. 센터부재(12)는 배관의 이음부의 중앙에 위치되며, 배관 외주에 면밀하게 끼워질 수 있는 내경을 가진다.

배관 외주에 면밀하게 끼워질 수 있는 내경을 가지는 제1,2 압착링(14,16)이 센터부재(12)의 좌우 양측에 각각 대칭되게 설치된다. 제1 압착링(14)은 배관(P)의 외주면, 센터부재의 일측면(12a) 및 플랜지의 내면(4a)과 동시에 접하게 되며, 제2 압착링(16)은 배관(P')의 외주면, 센터부재의 타측면(12b) 및 조임부재의 선단 측면(8a)과 동시에 접하게 된다.

제1,2 압착링(14,16)은 하우징(2)과 조임부재(8)의 나사결합에 의해 형태가 변형되면서 상기 배관의 외주면을 압착하게 된다. 결론적으로 제1,2 압착링(14,16)의 압착력 내지 배관과의 사이에서의 마찰력에 의해 2개의 배관(P,P')이 서로 연결되는 것이다. 제1,2 압착링(14,16)의 재질은 테프론, 고무 또는 실리콘 등 필요한 용도에 맞게 선택될 것이다.

하우징(2), 조임부재(8) 및 센터부재(12)의 재질 또한 필요에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들면 스테인레스, 동합금, 알루미늄합금과 같은 금속이나 PVC, PE 또는 테프론과 같은 합성수지가 선택될 수 있다. 하우징(2), 조임부재(8) 및 센터부재(12)가 모두 동일한 재질일 필요는 없다. 또한 센터부재(12)는 수밀향상, 내식성, 내화학성 등의 기능을 겸비할 수 있도록 테프론 또는 엔지니어링플라스틱 등의 기능성 소재가 사용될 수 있다.

하우징(2)과 조임부재(8)의 나사결합에 의해 제1,2 압착링(14,16)이 배관의 외주면을 강하게 압박할 수 있도록, 즉 제1,2 압착링(14,16)에 가해지는 힘의 방향이 배관의 중심을 향하도록 하기 위한 유도수단이 필요하다.

센터부재(12)의 좌우 양측면에는 루프(18, roof)를 형성하도록 제1 안착자리(20)가 패인 형태로 마련되며, 플랜지의 내면(4a)과 조임부재의 선단 측면(8a)에는 제2 안착자리(22)가 각각 패인 형태로 마련된다. 도시된 바와 같이 제2 안착자리(22)는 호형태를 가진다.

이에 의해 하우징(2)과 조임부재(8)가 결합이 진행될수록 제1,2 압착링(14,16)은"△"과 유사한 단면으로 변형되며 배관(P,P')의 외주면을 압박하게 된다.

본 발명의 특징에 의하면 상기 센터부재(12)의 내면 중심 위치에는 상기 배관의 중심을 향해 환형의 리브(24, rib)가 일체형으로 돌출 형성될 수 있다. 이는 센터부재(12)가 정확히 배관의 이음부 사이에 위치되도록 하기 위한 수단이다. 리브(24)의 높이는 배관(P)의 두께에 해당하게 할 수 있다. 이로써 리브(24)의 양측면이 배관(P)의 단부에 접하게 되며, 리브(24)의 상면(24a)과 배관의 내면은 동일 평면을 이루게 된다. 이에 의하면 커플링을 사용함에 불구하고 배관 내의 유체저항은 거의 없게 되며 스케일(scale)이 최소한으로 생기게 된다. 때에 따라서 리브(24)는 수밀성을 향상시키는 보조수단이 되기도 한다.

본 발명에 의하면 하우징(2) 및 조임부재(8)는 외부에서 소정의 도구를 사용하여 손쉽게 토크를 전달할 수 있도록 하는 토크전달수단을 더 포함할 수 있다. 이 토크전달수단은 플랜지(4) 및 조임부재(8) 각각의 외주면을 따라 소정의 깊이로 패인 1개 이상의 토크전달홈(26)이 될 수 있다. 토크전달홈(26)은 대칭으로 2개 이상이 형성됨이 바람직하다.

도시되지 않았지만 하우징(2, 또는 플랜지(4)) 및 조임부재(8)는 상황에 따라 스패너, 렌치 등을 이용하여 회전력을 전달할 수 있도록 외주면이 너트 형태로 가공될 수도 있다. 너트의 형태는 사각 또는 육각 등 어느 것도 무방하다. 나머지 구성요소는 전실시예의 그것과 동일하다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 커플링의 단면도이다.

도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 하우징(2)과 조임부재(8)의 나사결합이 진동 등에 의해 이완되지 않도록 하기 위한 이완방지수단이 더 개입된다.

이완방지수단은 하우징(2)의 선단 측면(2a)에 닿을 수 있도록 조임부재(8)에 타공되는 나사공(30)과 이 나사공(30)을 통해 하우징의 선단 측면(2a)에 힘을 가할 수 있게 되어 있는 록킹볼트(32)를 포함할 수 있다.

나아가, 록킹볼트(32)와 하우징의 선단 측면(2a) 사이에 볼(34)과 스프링(36)이 더 개입될 수 있다. 즉, 볼(34)은 스프링(36)의 탄성에 의해 하우징(2)의 선단을 압박할 수 있게 된다. 조임부재(8)의 후단을 통해 록킹볼트(32)를 조이게 되면 스프링(36)이 압착하게 되며 볼(34)이 하우징(2)의 선단 측면(2a)을 압박하게 된다. 나사공(30)의 선단은 볼이 완전히 관통되어 빠져나가지 못하도록 출구가 좁게 되어 있다. 따라서 볼의 일부만이 나사공(30)을 통해 돌출되어 하우징의 선단 측면(2a)을 압박하게 된다.

위에서 도시 및 설명된 바에 의하면 연결하고자 하는 2개의 배관(P,P')의 직경이 동일하지만 이에 한정되는 것은 아니며 서로 다른 직경의 배관을 연결하기 위해서도 본 발명에 의한 커플링이 사용될 수 있다. 이는 센터부재(12)의 내경에 단턱을 만들고, 플랜지(4) 또는 조임부재(8)의 내경중 어느 하나를 다르게 하면 되기 때문이다.

본 발명의 커플링은 협소한 공간에서의 작업능력이 우수하며 유지보수가 용 이하며, 시스템 또는 배관 내에 축적되는 스케일의 양을 줄이고자 할 때 유용하다. 본 발명은 반도체 공정에 있어서의 케미칼 또는 순수가 사용되는 배관 또는 진공배관 등 극도의 정밀성 및 수밀성을 가지는 커플링을 목적으로 하여 창안된 것이다. 그러나 이러한 특수환경이 아닌 범용으로도 사용될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 배관용 커플링의 설치 상태에서의 절개 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 배관용 커플링의 정단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 배관용 커플링의 절개된 상태의 분해도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관용 커플링의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 ; 하우징 4 ; 플랜지

8 ; 조임부재 12 ; 센터부재

14,16 ; 제1,2 압착링 24 ; 리브(rib)

26 ; 토크전달홈 32 ; 록킹볼트

34 ; 볼 36 ; 스프링

P,P' : 배관

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 연결하고자 하는 배관(P)의 외주에 일정 간격을 두고 끼워질 수 있는 내경을 가지는 원통형으로서 일단에는 상기 배관의 외주에 면밀하게 끼워질 수 있는 내경을 가지는 플랜지(4)가 일체형으로 형성되며, 타단 내주면에는 암나사(6)가 형성되는 하우징(2); 연결하고자 하는 배관(P')의 외주에 면밀하게 끼워질 수 있는 내경을 가지는 원통형으로서 상기 암나사(6)에 나사결합될 수 있는 수나사(10)가 외주면에 형성되는 조임부재(8); 상기 하우징(2)과 상기 배관(P) 사이의 공간(S)에 위치되는 원통형태의 센터부재(12); 상기 센터부재(12)의 양측면에 위치되도록 연결하고자 하는 2개의 배관(P,P') 외주에 각각 끼워지는 것으로서, 상기 하우징(2)과 상기 조임부재(8)의 나사결합에 의해 압착되면서 상기 배관(P,P')의 외주면을 압착하게 되는 제1,2 압착링(14,16)을 포함하는 배관용 커플링에 있어서;

   상기 하우징(2)과 상기 조임부재(8)의 나사결합이 진동 등에 의해 이완되지 않도록 하기 위한 이완방지수단이 더 개입되되;

   상기 이완방지수단은, 상기 하우징의 선단에 닿을 수 있도록 상기 조임부재(8)에 타공되는 나사공(30); 상기 나사공(30)에 삽입되는 스프링(36)의 탄성에 의해 상기 하우징(2)의 선단 측면을 압박할 수 있도록 상기 스프링(36)의 선단에 위치되는 볼(34); 상기 볼(34)과 스프링(36)이 상기 나사공(30)에 끼워진 상태에서 상기 나사공(30)에 나사결합됨으로써 상기 스프링(36)의 탄성력을 조정할 수 있게 되는 록킹볼트(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 커플링.
5. 삭제

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