KR101487655B1 - 배관 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

배관 및 이의 제조방법에 대한 발명이 개시된다. 개시된 배관은: 몸체와, 몸체의 내면에 구비되는 라이닝부 및 몸체와 라이닝부의 접착력을 강화하는 접착보강부재를 포함하고, 몸체와 라이닝부의 재질의 친화력과 접촉면적의 증가에 의해 접착력을 향상시키고, 몸체의 단부의 마모를 방지함으로써, 품질 개선 및 수명을 연장할 수 있다.

Description

배관 및 이의 제조방법{PIPE AND MAUNFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 배관 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고내마모성 라이닝부를 몸체에 라이닝함으로써, 배관의 수명을 향상시킬 수 있는 배관 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 배관은 주로 주철관 또는 강관을 사용하고 있다. 이러한 배관은 일정기간 사용하게 되면 부식이 발생하여 녹이 발생되고, 녹 결절로 인하여 관경이 좁아져 유속이 감소하게 되며, 이음부의 이완 및 부식에 의한 관 파손 등으로 누수가 발생하게 된다. 그러므로 일정기간이 경과하게 되면 이를 새로운 배관으로 교체하여야 한다.
또한, 석탄화력발전소의 슬러리용 배관라인의 경우, 배관을 따라 이송되는 슬러리의 충돌에 의해 심한 마모가 발생될 수 있다.
이를 방지하기 위해 배관의 내면에는 폴리우레탄을 일정한 두께로 성형한다.
폴리우레탄은 고무를 포함한 일반 합성수지 중에서도 내부식성과 내마모성이 뛰어나기 때문에 부식방지 뿐만 아니라 슬러리를 이송하는 배관 내부의 성형 재료로서 적합하며, 이로 인해 슬러리의 충돌에 의한 충격을 어느 정도 완화시켜 줌으로써, 슬러리의 충돌에 의한 마모를 감소시킬 수 있어 주로 마모가 심한 석탄화력발전소의 슬러리용 배관라인에 사용되고 있다.
한편, 국내 공개특허 제1996-040465호(공개일:1996. 12. 17)에는 "이형관에 합성수지를 라이닝하는 방법"이 개시되어 있다.
일반적인 배관은 주철관으로 이루어짐에 따라 폴리우레탄과 배관 사이의 접착력이 견고하지 않아 폴리우레탄이 떨어지는 경우 배관 내부를 막는 심각한 사태가 발생되는 문제점이 있으며, 배관이 주철관으로 이루어짐에 따라 중량이 무거운 문제점을 지닌다.
또한, 배관의 단부가 상호 연결됨에 있어서 단부의 마모에 대한 대책이 없어 누수가 발생될 수 있고, 제품 수명이 짧은 문제점을 지닌다.
따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 몸체와 라이닝부의 재질의 친화력과 접촉면적의 증가에 의해 접착력을 향상시키고, 몸체의 단부의 마모를 방지함으로써, 품질 개선 및 수명을 연장할 수 있는 배관 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 배관은: 몸체와, 상기 몸체의 내면에 구비되는 라이닝부 및 상기 몸체와 상기 라이닝부의 접착력을 강화하는 접착보강부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 몸체의 재질은 폴리에틸렌이고, 상기 라이닝부의 재질은 폴리우레탄을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 접착보강부재는 상기 몸체의 내면에 상기 라이닝부 형성 시 상기 라이닝부의 일부가 수용되도록 상기 몸체의 내면에 형성되는 접착홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 접착보강부재는 상기 몸체의 내경을 따라 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 몸체의 양단부에는 이웃하는 몸체와 연결되도록 플랜지부가 구비되고, 상기 라이닝부는 상기 플랜지부의 내면까지 연장되어 성형되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 몸체와 이웃하는 몸체 사이에는 상호 마찰에 의한 마모를 방지하도록 마모링이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마모링은 폴리우레탄 재질로 이루어지고, 내부에는 금속재질의 강성링이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배관 제조방법은: 폴리에틸렌 재질의 몸체를 구비하는 몸체 형성단계와, 상기 몸체의 내면에 폴리우레탄 재질의 라이닝부를 성형하는 라이닝부 성형단계; 및 상기 몸체와 이웃하는 몸체 사이에 마모링을 개재하고, 상기 몸체와 이웃하는 몸체를 상호 연결하는 몸체 연결단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 라이닝부 성형단계는 상기 몸체의 내면에 접착홈을 형성하는 접착홈 형성단계와, 상기 몸체의 내면에 접착제를 도포하는 접착제 도포단계와, 상기 몸체에 금형을 장착하는 금형 장착단계와, 상기 금형과 상기 몸체 사이에 액상의 폴리우레탄을 주입하는 주입단계와, 상기 폴리우레탄 주입 후 열처리하는 열처리성형단계 및 상기 금형을 제거하는 금형제거단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열처리성형단계는 80℃에서 6시간 열처리하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 몸체의 양단부에는 플랜지부가 구비되고, 상기 라이닝부는 상기 몸체의 내면에서 연장되어 상기 플랜지부 내면까지 성형되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배관 및 이의 제조방법은 몸체의 내면에 라이닝부를 형성하여 유체저항 감소로 막힘현상을 방지할 수 있는 효과를 지닌다.
또한, 본 발명은 몸체를 폴리에틸렌으로 구성하고, 라이닝부를 폴리우레탄으로 구성하여 재질상 저중량으로 제작할 수 있으며, 고탄성 제품으로 외부 소음을 최소화할 수 있다. 또한, 재질의 친화력에 의해 접착력을 향상시킴은 물론, 접촉보강부재에 의한 접촉면적의 증가에 의해 접착력을 향상시켜 제품의 신뢰성을 향상시키는 효과를 지닌다.
또한, 본 발명은 몸체의 플랜지부에 마모링이 구비되어 몸체 단부의 마모를 방지함으로써, 품질 개선 및 제품의 수명을 연장할 수 있는 효과를 지닌다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 요부확대도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 접착보강부재의 변경예,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 연결을 보인 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 제조방법을 보인 블록도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 배관 및 이의 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관(100)은 몸체(110), 라이닝부(120) 및 접착보강부재(130)를 포함한다.
몸체(110)는 고밀도 폴리에틸렌 재질로 이루어지고, 중공 형성된다. 그리고, 몸체(110)의 내면에는 소정의 두께로 부식과 마모를 방지하기 위한 라이닝부(120)가 구비된다.
라이닝부(120)는 몸체(110)의 내면에 구비된다. 라이닝부(120)의 재질은 폴리우레탄으로 이루어진다. 폴리우레탄은 고무를 포함한 합성수지 중에서도 내부식성과 내마모성이 뛰어나기 때문에 슬러리를 이송하는 배관(100) 내부의 성형 재료로서 적합하다.
그리고, 라이닝부(120)가 폴리우레탄으로 이루어지고, 몸체(110) 또한 폴리우레탄과 같은 합성수지인 폴리에틸렌으로 이루어짐으로 재질의 친화력에 의해 상호 접착력이 향상된다.
도 2와 도 3을 참조하면, 접착보강부재(130)는 몸체(110)와 라이닝부(120)의 접착력을 강화하는 것으로서, 몸체(110)의 내면에 라이닝부(120)의 형성 시 라이닝부(120) 일부가 수용되도록 몸체(110)의 내부에 형성되는 접착홈을 포함한다. 접착보강부재(130)는 몸체(110)와 라이닝부(120)의 접촉면적을 넓게 형성하여 접착력을 향상시킬 수 있다.
접착보강부재(130)는 몸체(110)의 내경을 따라 나선형으로 형성된다. 이는 접착보강부재(130)의 형상을 한정하는 것이 아니며, 독립적인 원형으로 형성될 수 있는 등 모든 같은 개념의 범주를 포함한다. 또한, 접착보강부재(130)의 단면은 반원형태가 일반적이나 직사각형 모양 등 다양한 단면 형상으로 구성될 수 있다.
그리고, 접착보강부재(130)가 접착홈으로 이루어지고, 나선형으로 형성됨에 따라 제조 시 별도의 절삭가공에 의해 용이하게 형성될 수 있다.
도 4는 접착보강부재(130)의 변형예로서, 접착보강부재(130)는 몸체(110)의 내면에서 돌출 형성되는 접착돌기로 형성될 수 있으며, 다양한 설계변경이 가능하다.
몸체(110)의 양단부에는 이웃하는 몸체(110)와 연결되도록 플랜지부(140)가 구비되고, 라이닝부(120)는 플랜지부(140)의 내면까지 연장되어 성형된다. 즉, 라이닝부(120)는 몸체(110)의 내면 뿐만 아니라 외부로 연장되어 플랜지부(140)의 내면까지 성형된다. 이는 몸체(110)와 라이닝부(120)가 접착된 부분이 노출되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 플랜지부(140)에 라이닝부(120)가 성형되지 않으면 몸체(110)와 라이닝부(120)가 접착된 부분이 노출되게 되고, 이처럼 몸체(110)와 라이닝부(120)가 접착된 부분이 노출되면 유체와의 접촉에 의해 몸체(110)에서 라이딩부(120)가 벗겨질 위험이 있으며, 이로 인해 유체 저항을 증가시키는 원인이 된다.
따라서, 라이닝부(120)는 플랜지부(140)까지 연장되어 성형됨으로써, 유체와 맞닿지 않게 한다.
도 5에서 도시된 바와 같이 몸체(110)와 이웃하는 몸체(110) 사이에는 상호 마찰에 의한 마모를 방지하도록 마모링(150)이 더 구비된다. 마모링(150)은 라이닝부(120)의 재질과 같은 폴리우레탄으로 이루어진다.
마모링(150)은 플랜지부(140)의 외측으로 돌출되도록 그 폭이 결정된다. 이는 마모링(150)이 몸체(110)의 플랜지부(140) 내경측에 삽입되었을 때에 플랜지부(140)보다 더 돌출되어 이웃하는 몸체(110)의 플랜지부(140)의 내경측이 삽입된다. 이로 인해, 몸체(110)의 연결 시 마모링(150)은 가스켓의 역할을 수행할 수 있다.
그리고, 마모링(150)의 내부에는 금속재질의 강성링(155)이 구비된다. 즉 강성링(155) 둘레에 폴리우레탄이 사출되어 마모링(150)을 형성한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 배관의 제조방법은 몸체 형성단계(S100), 라이닝부 성형단계(S200) 및 몸체 연결단계(S300)를 포함한다.
몸체 형성단계(S100)는 금형 사출에 의해 몸체(110)를 형성한다. 몸체(110)의 형상은 중공 형성되며, 양단부에 플랜지부(140)가 구비되며, 곡관, 직관 등 다양하게 형성될 수 있다.
이때, 몸체(110)는 폴리에틸렌 재질로 구성된다. 이후, 금형사출에 의해 형성된 몸체(110)의 내면에 폴리우레탄 재질의 라이닝부(120)를 성형하는 라이닝부 성형단계(S200)를 수행한다.
여기서, 몸체(110)는 폴리에틸렌으로 구성되고, 라이닝부(120)는 폴리우레탄으로 형성됨으로써, 재질의 친화력에 의해 접착력이 향상된다. 또한, 재질에 의해 기존 제품의 복잡한 형상 주물 제작의 어려움을 해소할 수 있으며, 경량화가 제작이 가능하여 정비편의를 제공할 수 있다.
라이닝부 성형단계(S200)는 접착보강부재 형성단계(S210), 접착제 도포단계(S220), 금형 장착단계(S230), 주입단계(S240), 열처리단계(S250) 및 금형 제거단계(S260)를 포함한다.
우선, 몸체(110)의 내면에 접착보강부재(130)을 형성한다(S210). 접촉보강부재(130)는 도 3에서 도시된 바와 같이 접착홈으로 이루어지며, 이러한 접촉보강부재(130)는 연속적인 나선형 형태로 형성된다. 접촉보강부재(130)는 몸체(110)의 형성 시 일체로 사출되어 형성될 수도 있고, 별도의 절삭가공에 의해 형성될 수도 있다. 절삭가공 시 접촉보강부재(130)는 나선형 형태로 이루어짐에 따라 가공이 용이한 효과를 지닌다.
이때, 접촉보강부재(130)의 단면형상은 반원형, 직사각형 등 다양한 단면 형상으로 구성될 수 있다.
한편, 접촉보강부재(130)는 독립적인 원형으로 형성될 수도 있는 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 도 4에서 도시된 바와 같이 홈이 아닌 몸체(110)의 외측으로 돌출되는 돌기 형상으로 형성될 수 있다.
몸체(110)의 내면에 접착보강부재(130)가 형성되면 몸체의 내면에 접착제를 도포하는 접착제 도포단계(S220)를 수행한다. 접착제가 도포되면 금형을 몸체(110)에 삽입하여 장착하는 금형 장착단계(S230)를 수행한다.
이후, 금형과 몸체(110) 사이에 액상의 폴리우레탄을 주입하는 주입단계(S240)를 수행한다. 액상의 폴리우레탄은 몸체(110)의 내면과 금형 사이의 공간에 채워지는데, 이때 몸체(110) 내면의 접촉보강부재(130)에도 폴리우레탄이 채워진다.
그리고, 몸체(110) 내면에 라이닝되는 폴리우레탄은 몸체(110)의 플랜지부(140)까지도 연장되어 성형된다. 이는 몸체(110)와 폴리우레탄이 접합된 부분이 유체와 맞닿지 않도록 하기 위함이고, 이로 인해 유체는 폴리우레탄 재질의 라이닝부(120)와 접촉할 뿐 폴리에틸렌 재질의 몸체(110)에는 전혀 접촉되지 않는다.
몸체(110)와 금형 사이에 폴리우레탄이 주입된 후에는 열처리 성형단계(S250)를 수행한다. 열처리 성형단계(S250)는 80℃에서 6시간 열처리하여 폴리우레탄을 건조시키고, 몸체(110)의 내면에 견고히 부착된다.
이후, 몸체(110)의 내부로부터 금형을 제거하는 금형 제거단계(260)를 수행한다. 상기와 같은 공정에 의해 몸체(110)의 내면에는 라이닝부(120)가 형성된다.
이처럼 몸체(110)의 내면에 라이닝부(120)가 형성되면, 도 5에서 도시된 바와 같이 몸체(110)와 이웃하는 몸체(110)를 연결하는 몸체 연결단계(S300)를 수행한다.
몸체 연결단계(S300)는 몸체(110)와 이웃하는 몸체(110) 사이에 마모링(150)을 개재하고, 몸체(110)와 이웃하는 몸체(110)를 상호 커플링 또는 유동플랜지를 이용하여 연결시킨다.
몸체(110)와 몸체(110) 사이에 구비되는 마모링(150)은 폴리우레탄 재질로 이루어지며, 내부에는 금속재질의 강성링(155)이 구비된다. 마모링(150)은 플랜지부 면보다 더 돌출되고, 이로 인해 이웃하는 몸체(110)와 연결될 때에 마모링(150)은 가스켓의 역할을 수행한다.
그리고, 마모링(150)의 삽입 및 제거가 용이하도록 마모링(150)의 외경은 몸체(110)의 플랜지부(114)의 내경보다 작게 형성된다. 또한, 마모링(150)은 몸체(110) 단부의 마모를 대신하여 마모되므로, 마모에 의해 자체 수명이 다하면 현장에서 즉석으로 교체될 수 있고, 이로 인해 배관(100)의 사용 수명을 더욱 더 증가시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 및 이의 제조방법에 의하면, 몸체의 내면에 라이닝부를 형성하여 유체저항 감소로 막힘현상을 방지함은 물론, 몸체를 폴리에틸렌으로 구성하고, 라이닝부를 폴리우레탄으로 구성하여 재질상 저중량으로 제작할 수 있으며, 고탄성 제품으로 외부 소음을 최소화할 수 있다.
또한, 몸체와 라이닝부가 합성수지 재질의 친화력에 의해 접착력을 향상시킬 수 있고, 접촉보강부재에 의해 접착력을 배가하여 제품의 신뢰성을 향상시키고, 마모링에 의해 몸체의 단부의 마모를 방지함으로써, 품질 개선 및 제품의 수명을 연장할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 배관 110 : 몸체
120 : 라이닝부 130 : 접착보강부재
140 : 플랜지부 150 : 마모링
155 : 강성링

Claims (11)

  1. 몸체와, 상기 몸체의 내면에 구비되는 라이닝부 및 상기 몸체와 상기 라이닝부의 접착력을 강화하는 접착보강부재를 포함하고;
    상기 몸체의 재질은 폴리에틸렌이며, 상기 라이닝부의 재질은 폴리우레탄을 포함하고;
    상기 몸체의 양단부에는 이웃하는 몸체와 연결되도록 플랜지부가 구비되며;
    상기 라이닝부는 상기 플랜지부의 내면까지 연장되어 성형되고;
    상기 몸체와 이웃하는 몸체 사이에는 상호 마찰에 의한 마모를 방지하도록 마모링이 더 구비되며;
    상기 마모링은 폴리우레탄 재질로 이루어지고, 내부에는 금속재질의 강성링이 구비되고;
    상기 마모링은 상기 플랜지부 보다 더 돌출되어 이웃하는 몸체의 플랜지부 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배관.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 접착보강부재는 상기 몸체의 내면에 상기 라이닝부 형성 시 상기 라이닝부의 일부가 수용되도록 상기 몸체의 내면에 형성되는 접착홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 접착보강부재는 상기 몸체의 내경을 따라 나선형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 배관.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 폴리에틸렌 재질의 몸체를 구비하는 몸체 형성단계;
    상기 몸체의 내면에 폴리우레탄 재질의 라이닝부를 성형하는 라이닝부 성형단계; 및
    상기 몸체와 이웃하는 몸체 사이에 마모링을 개재하고, 상기 몸체와 이웃하는 몸체를 상호 연결하는 몸체 연결단계를 포함하고;
    상기 몸체 형성단계에서 상기 몸체의 양단부에 플랜지부가 형성되며;
    상기 라이닝부 성형단계에서 상기 라이닝부는 상기 몸체의 내면에서 연장되어 상기 플랜지부 내면까지 성형되고;
    상기 몸체 연결단계에서 상기 마모링은 상기 플랜지부 보다 더 돌출되게 구비되어 이웃하는 몸체의 플랜지부 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 배관 제조방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 라이닝부 성형단계는,
    상기 몸체의 내면에 접착홈을 형성하는 접착홈 형성단계;
    상기 몸체의 내면에 접착제를 도포하는 접착제 도포단계;
    상기 몸체에 금형을 장착하는 금형 장착단계;
    상기 금형과 상기 몸체 사이에 액상의 폴리우레탄을 주입하는 주입단계;
    상기 폴리우레탄 주입 후 열처리하는 열처리성형단계; 및
    상기 금형을 제거하는 금형제거단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 열처리성형단계는 80℃에서 6시간 열처리하는 것을 특징으로 하는 배관 제조방법.
  11. 삭제
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