KR101297123B1

KR101297123B1 - 보강 부재가 구비된 밀폐 링

Info

Publication number: KR101297123B1
Application number: KR1020130029652A
Authority: KR
Inventors: 이문승
Original assignee: (주) 삼정디씨피
Priority date: 2013-03-20
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2013-08-21

Abstract

본 발명은 끼움 결합에 의해 한 쌍의 파이프가 결합 시, 상기 파이프의 사이에 삽입되어 사이 틈새를 밀폐시키는 밀폐 링에 있어서, 상기 밀폐 링의 내부에 밀폐 링의 원주를 따라 삽입되도록 설치되되, 양측이 밀폐 링의 내측으로 향하도록 중간부가 절곡되는 형상의 단면을 갖으며, 양측 단으로 갈수록 그 두께가 점차 얇아지도록 형성되어 탄성을 갖도록 하는 보강 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 밀폐 링의 내부에 탄성력을 갖는 보강 부재를 삽입시킴으로써, 확관된 파이프 내에 밀폐 링을 삽입했던 종래 방식과 달리 한번의 공정으로 파이프의 확관과 밀폐 링 삽입을 동시에 실시할 수 있으며. 파이프 내로 이송되는 유체의 압력에 의해 변형되는 밀폐 링의 형상을 유지하여 파이프 결합 부분에서 발생하는 누수를 방지하는 효과가 있다.

Description

보강 부재가 구비된 밀폐 링 {SEALED RING HAVING A REINFORCEMENT MEMBER}

본 발명은 보강 부재가 구비된 밀폐 링에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편수 칼라관 부위를 제조함에 있어 밀폐 링이 삽입되는 편수 부분만 연성화시킨 후 파이프 내부에는 밀폐 링의 내부에 탄성력을 갖는 보강 부재가 매립된 밀폐 링을 장착해 맨드럴을 수평이동시킴에 의해 수용홈을 제작하고 파이프 외부에서는 공기나 물로 압력을 가해 수용홈이 형성된 편수 칼라관이 제작되어 밀폐 링 상부에서 가해지는 압력에 의해 그 기능을 상실하는 것을 방지하며 파이프 내로 이송되는 유체의 압력에 의해 변형되는 밀폐 링의 형상을 유지함과 동시에 유체의 압력에 의해 내외측 테일부가 V자 형태로 벌어져 파이프 결합 부분에서 발생하는 누수를 방지하는 보강 부재가 구비된 밀폐 링에 관한 것이다.

일반적으로, 한 쌍의 파이프를 결합할 때에는 파이프의 사이에 밀폐 링을 삽입하여 파이프 사이의 틈새를 밀폐시키게 된다.

상기한 파이프 결합구조를 자세히 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 파이프(10)의 일 측에 확관부(11)가 형성되고, 상기 확관부(11)에 제2 파이프(20)가 삽입됨으로써 한 쌍의 파이프가 결합하게 된다.

그리고, 확관부(11)의 내경부에는 환형의 수용홈(12)이 형성되고, 상기 수용홈(12)에는 밀폐 링(30)이 삽입된다.

상기한 밀폐 링(30)은 제1 파이프(10)의 확관부(11) 내면과 확관부(11)에 삽입된 제2 파이프(20)의 외면 사이에 삽입되도록 설치되어 제1 파이프(10)와 제2 파이프(20)의 사이 틈새를 밀폐함으로써, 제1 및 2 파이프(10, 20)를 통해 이송되는 유체가 결합 부분에서 누출되는 것을 방지하게 된다.

그러나, 종래 기술은 고정된 맨드럴에 열로 연성화된 파이프를 확관시켜 수용홈(12)을 만든 다음 밀폐 링(30)을 삽입하는 공정이기 때문에 밀폐 링(30)을 하트 모양으로 접어서 수용홈(12)에 일일이 끼워야하는 번거로움이 있었고, 이동 중 밀폐 링(30)을 분실하는 위험이 있었다.

또한, 수용홈(12)과 밀폐 링(30)을 똑같이 제작하기는 어려운 실정이었고, 그러다 보니 수용홈(12)과 밀폐 링(30) 사이에 공극이 발생되고, 또한 밀폐 링(30)은 고무 재질로만 형성되기 때문에, 파이프 내에 큰 유압이 발생할 경우 유압을 이기지 못하고 밀폐 링(30)이 설치 위치로부터 이탈되거나 형태가 이상 변형을 일으켜 제1 및 2 파이프(10, 20)의 사이로 유체가 누출되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밀폐 링의 내부에 탄성력을 갖는 보강 부재를 매립해 제작하고, 이 보강 부재가 구비된 밀폐 링을 맨드럴에 장착시켜 열로 연성화된 파이프 내부로 수평이동해 삽입시키게 된다. 이때, 파이프 외부에선 공기나 물로 압력을 가해 밀폐 링 형태와 동일한 수용홈을 형성시키게 되는데 보강 부재가 밀폐 링을 유지시키고 있어 밀폐 링의 형태가 변형되거나 눌리지 않게 되고, 수평이동시켰던 맨드럴을 후진시키면 밀폐 링은 수용홈 내면에 밀폐 링과 동일한 형상으로 수용홈이 형성되어 남아있게 된다. 본 발명의 목적은 밀폐 링이 맨드럴에 장착되어 삽입 시에는 금형의 역할을하고, 맨드럴을 후진시키고 나면 밀폐 링으로 용도가 전환되어 확관 후 밀폐 링을 다시 끼워야하는 번거로움이 없으며, 보강 부재가 매립되어 있어 밀폐 링을 쉽게 빼내지 못하므로 도난이나 분실의 우려도 없고, 파이프 내로 이송되는 유체의 압력에 의해 변형되는 밀폐 링의 형상을 유지하여 파이프 결합 부분에서 발생하는 누수를 방지하는 보강 부재가 구비된 밀폐 링을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 끼움 결합에 의해 한 쌍의 파이프가 결합 시, 상기 파이프의 사이에 삽입되어 사이 틈새를 밀폐시키는 밀폐 링에 있어서, 상기 밀폐 링의 내부에 밀폐 링의 원주를 따라 삽입되도록 설치되되, 양측이 밀폐 링의 내측으로 향하도록 중간부가 절곡되는 형상의 단면을 가지며, 양측 단으로 갈수록 그 단면적이 점차 축소되도록 형성되어 탄성을 갖도록 하는 보강 부재에 의해 달성된다.

또한, 상기 보강 부재의 중간부에서 양측 단까지의 각 단면 길이 중 타측 단까지의 단면 길이는 일측 단까지의 단면 길이보다 길게 형성되어 상기 타측 단이 밀폐 링의 내측으로 치우치도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 보강 부재의 원주를 따라 천공되는 복수 개의 결속 공을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 밀폐 링의 일측 면 내측 원주를 따라 형성되는 내측 테일부와, 상기 밀폐 링의 일측 면 외측 원주를 따라 형성되되, 상기 내측 테일부와 상호 이격되도록 형성되는 외측 테일부를 더 포함하되, 상기 내측 및 외측 테일부는 서로 마주보는 영역이 밀폐 링 본체 재질보다 탄성 및 강도가 높은 재질로 형성될 수 있다.

또한, 상기 내측 테일부 및 외측 테일부의 면 중 서로 마주보는 각 면에는 돌출되도록 길이 방향으로 형성되는 복수 개의 이격 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 상기 내측 테일부의 단부 영역은 밀폐 링의 내측으로 절곡(V자)되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 보강 부재는 상기 내측 테일부 및 외측 테일부를 침범하지 않도록 설치될 수 있다.

이에 의해, 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 맨드럴 위에 탄성력을 갖는 보강 부재가 매립돼 제작된 밀폐 링을 장착시킨 상태에서 열로 연성화된 파이프에 수평이동해 삽입하게 되면 밀폐 링의 형태와 동일한 수용홈이 형섬됨과 동시에 밀폐 링이 수용홈에 삽입되어 수용홈 내면과 밀폐 링이 일체화 되게 된다. 이때, 밀폐 링 형태로 제조되기 위해서 파이프 내부에는 맨드럴에 밀폐 링이 장착돼 수평이동하여 삽입하고 파이프 외부에선 물이나 공기의 압력을 가해 수용홈 형태를 제작하게 되는데 밀폐 링이 파이프 외부의 압력을 견딜 수 있게되므로써 수용홈에 공극 없이 밀폐 링 형태로 형성되고 또한, 파이프 내로 이송되는 유체의 압력에 의해 변형되지 않는 밀폐 링의 형상을 유지하여 파이프 결합 부분에서 발생하는 누수를 방지하는 효과가 있다.

둘째,밀폐 링의 내부에 탄성력을 갖는 보강 부재를 중간부(M)를 기준으로 양측(F, B)를 짧고 길게 형성하고, 점점 중간부(M)를 중심으로 축소되게 함으로서 탄성을 배가시키고, 일측(B) 부분은 길게하여 수평 이동 시 밀폐 링이 원활히 삽입될 수 있도록 설계하고 타측(F) 부분은 밀폐 링이 밀리지 않도록 설계되어 보강 부재로 인해 파이프 내로 이송되는 유체의 압력에 의해 변형되는 밀폐 링의 형상을 유지하여 파이프 결합 부분에서 발생하는 누수를 방지하는 효과가 있다.

셋째, 밀폐 링의 내측 및 외측 테일부를 용도에 따라 밀폐 링 본체 재질보다 탄성 및 강도가 높은 재질로 제작해 사용할 수 있고, 내측 및 외측 테일부의 상호 마주보는 면에 복수 개의 이격 돌기를 길이 방향으로 형성시킴으로써, 내측 및 외측 테일부가 항상 상호 이격되도록 하여 파이프 내부의 유체가 내측 및 외측 테일부의 사이로 용이하게 유입되어 유체 압력에 의해 날개를 벌림으로써 테일부가 V자로 벌려져 수밀을 가하는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 보강 부재가 구비된 밀폐 링의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 보강 부재가 구비된 밀폐 링의 단면도이다.
도 4 및 5는 본 발명에 따른 보강 부재가 구비된 밀폐 링이 파이프의 결합부분에 설치된 상태를 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 보강 부재가 구비된 밀폐 링은, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 경질 소재의 보강 부재(200)와 연질 소재의 밀폐 링(100)을 인서트 사출에 의해 일체화한 것이다. 상기한 보강 부재(200)는 확관 후 밀폐 링(100) 삽입 공정을 한번의 공정으로 시행할 수 있고, 밀폐 링(100)을 외력으로부터 보호하여 형태 보존 및 위치 이탈을 방지하는 역할을 한다.

먼저, 제1 파이프(10) 확관부(11)의 수용홈(12)은 밀폐링(100)의 형상에 대응되도록 형성되고, 밀폐 링(100)은 상기 수용홈(12)의 내부에 일체화된 형태로 설치된다. 이때, 밀폐 링(100)은 일반적으로 탄력성을 가지는 고무 재질로 형성되어, 제1 파이프(10)와 제2 파이프(20)의 사이 틈새를 밀폐시켜 파이프 결합부위로 유체가 누출되는 것을 방지한다.

상기한 밀폐 링(100)의 내부에 삽입되는 보강 부재(200)는 밀폐 링(100)의 내부에 밀폐 링(100)의 원주를 따라 삽입되도록 설치되되, 양측(F, B)이 밀폐 링(100)의 내측으로 향하도록 중간부(M)가 절곡되는 형상의 단면으로 형성된다. 즉, 보강 부재(200)는 중간부(M)가 외측으로 돌출되는 형상의 링으로 마련되는 것이다. 상기 보강 부재(200)는 금속 또는 합성수지 재질로 형성될 수 있으며, 금속 재질로 형성될 경우 부식 방지를 위해 합금으로 형성될 수 있다.

또한, 보강 부재(200)는 양측(F, B) 단으로 갈수록 그 단면적이 점차 축소되도록 형성된다. 상기와 같이 보강 부재(200)가 형성되면, 보강 부재(200)의 중간부(M)보다 양측(F, B)의 탄력성이 보다 증대되게 된다.

그리고, 보강 부재(200)에는 보강 부재(200)의 원주를 따라 천공되는 복수 개의 결속 공(210)이 형성된다. 상기 결속 공(210)은 보강 부재(200)가 밀폐 링(100)의 내부에 인서트 사출 방식으로 삽입될 때, 밀폐 링(100)이 내부를 채우게 되어 밀폐 링(100)과 보강 부재(200)의 결속력을 증대시키게 한다.

한편, 밀폐 링(100)에는 밀폐 링(100)의 일 측(도 3의 우측) 면 내측 원주를 따라 형성되는 내측 테일부(120)와, 밀폐 링(100)의 일 측(도 3의 우측) 면 외측 원주를 따라 형성되는 외측 테일부(110)가 형성된다. 이때, 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)는 상호 V자로 이격되도록 형성된다. 이는 파이프가 결합된 후 파이프 내부로 흐르는 유체가 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)의 사이로 인입되어 흐르는 유압에 의해 양 날개가 벌어지며 내측 테일부는 파이프를 수밀하고 외측 테일부는 수용홈에 수밀을 형성하기 용이하도록 하기 위함이다.

상기와 같이 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)를 상호 이격하도록 설치함에도 불구하고, 제2 파이프(20) 삽입시 외경에 의해 밀폐 링(100)이 압축되어 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)가 접촉되어 붙는 경우가 발생한다. 이를 방지하기 위하여, 용도에 따라 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)의 서로 마주보는 영역(S)을 밀폐 링(100) 재질보다 탄성 및 강도가 높은 재질로 사용할 수 있다. 상기와 같이 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)의 서로 마주보는 영역(S)의 재질을 변경시키면, 강한 재질에 의해 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)가 잘 붙지 않고 이격된 상태를 유지하므로 파이프 내부 유체가 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)의 사이로 용이하게 인입될 수 있다.

또한, 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)의 면 중 서로 마주보는 각 면에는 외측으로 돌출되도록 길이 방향으로 형성되는 이격 돌기(130)가 형성된다. 상기한 이격 돌기(130) 중 내측 테일부(120)에 형성된 이격 돌기(130)는 외측 테일부(110)를 향하여 돌출되고, 외측 테일부(110)에 형성된 이격 돌기(130)는 내측 테일부(120)를 향하여 돌출되어 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)가 서로 접촉되어 붙는 것을 방지한다. 이격된 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)에 유체의 압력이 작용하면 제1 파이프(10)의 수용홈(12)과 제2 파이프(20) 양측으로 밀어올려져 더욱 밀착하게 함으로써 수밀 효과를 증대시킬 수 있다.

한편, 상기한 구성에 의해 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)가 상호 이격된 상태를 유지하지만, 보강 부재(200)가 내측 테일부(120) 또는 외측 테일부(110)를 침범하고 있게 되면, 파이프 내부의 유압 또는 외부 압력에 의해 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)가 상호 방해를 받을 수도 있다.

이를 방지하기 위하여, 보강 부재(200)는 내측 테일부(120) 및 외측 테일부(110)를 침범하지 않도록 설치된다.

또한, 보강 부재(200)는 중간부(M)에서 양측(F, B) 단까지의 단면 길이가 서로 다르게 형성된다. 즉, 보강 부재(200)의 중간부(M)에서 타측(F) 단까지의 단면 길이는 일측(B) 단까지의 단면 길이보다 짧게 형성될 수 있다. 다시 말하면, 보강 부재(200)의 중간부(M)에서 일측(B) 단까지의 단면 길이를 타측(F) 단까지의 길이보다 비교적 길게 형성시켜, 밀폐 링(100)을 강제 삽입 시 밀폐 링(100)이 변형되지 않고 원활하게 유도 삽입되도록 탄성을 유지시켜 준다.

또한, 내측 테일부(120)의 단부 영역은 밀폐 링(100)의 내측으로 절곡(V자)되도록 형성된다. 상기와 같이 내측 테일부(120)의 단부 영역이 절곡(V자)되도록 형성되면, 파이프를 끼움에 의해 결합 시, 끼워지는 파이프에 의해 내측 테일부(120)가 붙는 현상을 방지하게 된다.

이하에서는, 도 4 및 5를 참조하여, 본 발명에 따른 보강 부재가 구비된 밀폐 링의 작용에 대해서 설명한다.

먼저, 도 4는 본 발명에 따른 보강 부재가 구비된 밀폐 링이 제1 파이프(10) 확관부(11)의 수용홈(12)에 설치된 것을 도시한 도면이다.

상기 도면에 도시된 것처럼, 밀폐 링(100)의 외측 면의 형상대로 수용홈(12)을 형성시키고, 제2 파이프(20)를 제1 파이프(10)의 확관부(11)로 끼워넣어 제1 파이프(10)와 제2 파이프(20)를 상호 결합시키게 된다.

도 5는 제1 파이프(10)와 제2 파이프(20)가 결합된 상태를 도시한 도면으로, 파이프(10, 20)의 내부를 흐르는 유체에 의한 압력(P)이 발생되면, 상기 유체의 압력(P)이 밀폐 링(100)에 작용하여 보강 부재(200)에 도 5의 화살표 E 방향의 힘이 작용된다. 상기 힘이 작용되면, 상대적으로 두께가 얇은 보강 부재(200)의 양측(F, B)이 밀폐 링(100)의 외측 방향으로 탄력적으로 팽창되어 밀폐 링(100)의 외측 면이 수용홈(12)의 내측 면에 완전히 밀착되며 변형되지 않는다.

따라서, 밀폐 링(100)이 제1 파이프(10)와 제2 파이프(20)의 사이 틈새를 완벽히 밀폐함으로써, 파이프의 결합 부분에서 유체가 누설되는 것을 방지하게 된다.

한편, 밀폐 링(100)의 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)의 이격 돌기(130)에 의해 이격되도록 형성되어 있어, 파이프 내부의 유체가 도 5의 화살표 D 방향으로 인입되어 밀폐 링(100)에 힘을 가하기 때문에, 밀폐 링(100)의 내측 테일부(120)와 외측 테일부(110)가 제1 파이프(10)의 수용홈(12)과 제2 파이프(20) 양측으로 밀어올려져 더욱 밀착하게 함으로써 제1 파이프(10)와 제2 파이프(20) 사이 틈새를 보다 완전히 밀폐시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 구성되어 작용하는 본 발명에 따른 보강 부재가 구비된 밀폐 링은 밀폐 링(100)의 내부에 탄성력을 갖는 보강 부재(200)를 삽입시킴으로써, 확관부(11)와 수용홈(12)을 형성시킨 후에 밀폐 링(30)을 삽입하는 2단계 공정을 밀폐 링(100)을 맨드럴에 체결하고 확관부(11)와 수용홈(12)을 동시에 제작하는 즉, 밀폐 링(100)이 금형으로 삽입되어 밀폐 링(100)으로 전환 사용되므로, 밀폐 링(100)을 2차 작업해 끼워야하는 공정 없이 한번의 공정으로 단축시킬 수 있으며, 파이프 내로 이송되는 유체의 압력에 의해 변형되는 밀폐 링(100)의 형상을 유지하여 파이프 결합 부분에서 발생하는 누수를 방지하는 효과가 있다.

또한, 밀폐 링(100)의 용도에 따라 내측 및 외측 테일부(120, 110)를 밀폐 링(100) 본체 재질보다 탄성 및 강도가 높은 재질로 형성시키고, 내측 및 외측 테일부(120, 110)의 상호 마주보는 면에 복수 개의 이격 돌기(130)를 길이 방향으로 형성시킴으로써, 내측 및 외측 테일부(120, 110)가 항상 상호 이격되도록 하여 파이프 내부의 유체가 내측 및 외측 테일부(120, 110)의 사이로 용이하게 유입될 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 밀폐 링(100)의 내측 테일부(120)의 단부 영역을 밀폐 링(100)의 내측으로 절곡(V자)되도록 형성시킴으로써, 한 쌍의 파이프가 끼움 결합 시 끼워지는 파이프에 의해 내측 테일부(120)가 붙는 것을 방지하는 효과가 있다.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적인 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.

10 : 제1 파이프 11 : 확관부
12 : 수용홈 20 : 제2 파이프
30 : 밀폐 링 100 : 밀폐 링
110 : 외측 테일부 120 : 내측 테일부
130 : 이격 돌기 200 : 보강 부재
210 : 결속 공

Claims

끼움 결합에 의해 한 쌍의 파이프가 결합 시, 상기 파이프의 사이에 삽입되어 사이 틈새를 밀폐시키는 밀폐 링에 있어서,
상기 밀폐 링의 내부에 밀폐 링의 원주를 따라 삽입되도록 설치되되, 양측이 밀폐 링의 내측으로 향하도록 중간부가 절곡되는 형상의 단면을 가지며, 양측 단으로 갈수록 그 단면적이 점차 축소되도록 형성되어 탄성을 갖도록 하는 보강 부재를 포함하는 보강 부재가 구비된 밀폐 링.
제1항에 있어서,
상기 보강 부재의 중간부에서 양측 단까지의 각 단면 길이 중 타측 단까지의 단면 길이는 일측 단까지의 단면 길이보다 길게 형성되어 상기 타측 단이 밀폐 링의 내측으로 치우치도록 형성되는 것을 특징으로 하는 보강 부재가 구비된 밀폐 링.
제1항에 있어서,
상기 보강 부재의 원주를 따라 천공되는 복수 개의 결속 공을 더 포함하는 보강 부재가 구비된 밀폐 링.
제1항에 있어서,
상기 밀폐 링의 일측 면 내측 원주를 따라 형성되는 내측 테일부와;
상기 밀폐 링의 일측 면 외측 원주를 따라 형성되되, 상기 내측 테일부와 상호 이격되도록 형성되는 외측 테일부를 더 포함하되,
상기 내측 및 외측 테일부는 서로 마주보는 영역이 밀폐 링보다 탄성 및 강도가 높은 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 보강 부재가 구비된 밀폐 링.
제4항에 있어서,
상기 내측 테일부 및 외측 테일부의 면 중 서로 마주보는 각 면에는 돌출되도록 길이 방향으로 형성되는 복수 개의 이격 돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 보강 부재가 구비된 밀폐 링.