KR101547135B1 - 파이프이음용 플랜지 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프이음용 플랜지 장치에 관한 것이다. 이는, 그 외주면에 다수의 홈이 형성되어 있는 접합관과, 상기 접합관에 고정되며 일정 직경의 로테이션링이 형성되어 있는 플랜지본체를 갖는 고정플랜지와; 상기 로테이션링을 그 내부에 수용하는 링수용슬릿을 가지는 회전플랜지와; 상기 접합관의 각 홈에 끼워진 상태로 회전플랜지를 플랜지본체측으로 가압 지지하는 회전플랜지서포터를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 파이프이음용 플랜지 장치는, 플랜지본체에 일정지름의 로테이션링이 형성되어 있고, 회전플랜지에 상기 로케이션링을 수용하는 링수용슬릿이 마련되어, 링수용슬릿에 로테이션링을 끼우는 구조를 가지므로, 플랜지본체와 회전플랜지의 기하학적 중심축이 정확히 일치하고 또한 회전플랜지의 회전운동이 매우 용이하므로, 파이프의 이음작업이 한결 수월하고 특히 이음 정밀성이 뛰어나며, 플랜지본체에 다수의 회전플랜지써포터를 장착하여 회전플랜지를 플랜지본체 측으로 가압 지지하므로, 링수용슬릿으로부터 로테이션링이 빠질 염려가 없어, 연결할 파이프가 기울어져 있다 하더라도 회전플랜지의 중심축이 변경될 염려가 없어 신뢰성이 좋다.

Description

파이프이음용 플랜지 장치{Flange device for pipe connection}

본 발명은 파이프이음용 플랜지 장치에 관한 것이다.

대구경의 상하수도관이나 가스공급관 또는 고압의 유체를 이송하는 파이프는, 그 연장길이가 매우 길기 때문에, 다수의 파이프를 플랜지로 연결한 구조를 갖는다. 상기 플랜지는 파이프를 길이방향으로 연결하기 위해 파이프에 용접한 링형 부속으로서, 파이프의 단부를 맞춘 상태로 다수의 볼트와 너트를 통해 상호 밀착 결합한다.

상기 플랜지 자체는 다수의 볼트구멍을 갖는 링형 부재로서 파이프의 단부 외주면에 용접 고정된다. 서로 이음 결합할 파이프의 플랜지를 상호 밀착시킨 상태로 상기 볼트구멍을 통해 볼트를 끼우고 반대편에서 너트를 죄면 파이프의 연결이 완료되는 것이다.

그런데 상기한 일반적인 플랜지는 파이프에 완전히 용접된 것으로서, 상호 대향하는 플랜지를 맞추기가 쉽지 않다는 불편을 갖는다. 즉 대면하고 있는 플랜지의 볼트구멍을 일직선으로 맞추기가 의외로 까다로운 것이다.

볼트구멍을 일직선으로 맞추기 위해서는, 가령, 한쪽 파이프를 들어올린 상태로 파이프를 좌우방향으로 조금씩 축회전 시켜야 하는데, 고중량의 파이프를 들어 올리는 것은 매우 힘들고 장비와 인력을 필요로 하는 일이다.

이에 상기한 시공상의 불편을 해결하고자, 플랜지를 회전시킬 수 있는 방식의 관조인트(일본공개특허 제2000-018457호)가 제안된 바 있다. 상기 관조인트는, 돌조가 형성되어 있는 본체에 커프부재를 회전 가능하게 끼우고 커프부재의 뒤에 걸림링을 설치한 구성을 가는다.

상기 커프부재는 다수의 볼트구멍을 갖는 디스크형 부재로서 돌조에 걸린 상태로 상대편 플랜지와 결합하는 이를테면 가동형 플랜지이다.

또한 상기 걸림링은 커프부재가 돌조로부터 분리되지 않도록 지지하는 스냅링이다. 상기 걸림링은 본체의 외주면에 형성되어 있는 홈에 끼워진 상태로 커프부재가 돌조로부터 물러나지 않도록 지지하는 역할을 한다.

그런데 상기한 종래의 관조인트는, 커프부재가 회전 가능하기는 하지만, 커프부재의 내경과 돌조 외경 사이의 가공 공차에 의해, 돌조의 회전중심축과 커프부재의 회전중심축이 일치하지 않는다는 단점이 있다.

이를테면, 중력의 작용에 의해 커프부재가, 공차가 허용하는 범위내에서 하부로 내려가 있는 것이다. 커프부재가 다만 몇 mm라도 하부로 쳐져 있기 때문에, 파이프의 연결 작업시 커프부재를 들어 올려야 한다. 그런데, 문제는, 이와같이 쳐져있는 정도가 작아, 작업자가 쉽게 알 수 없다는 것이다. 커프부재가 확연히 쳐져있다거나 기울어져 있다면 작업자에 의해 교정될 수 있지만, 미세하게 쳐져 있는 경우에는 그대로 조립작업이 이루어지게 된다.

상대편 플랜지에 대한 커프부재의 상대 위치가 정밀하게 제어되지 않는다면, 파이프가 미세하게 어긋난 상태로 조립되며, 파이프의 연결부위에서의 내주면에 단차가 발생하고, 그에 따라 유체의 흐름시 소음이 발생하거나 캐비테이션에 따른 파이프의 손상을 야기할 수 도 있다.

또한, 상기 커프부재의 후방에 설치되는 걸림링의 장착도 매우 불편하다. 상기 걸림링은 일부가 절결된 스냅링으로서, 걸림링을 본체에 채우기 위해서는 걸림링을 힘으로 벌려 비튼 상태로 그 사이로 본체를 넣어야 하는데 이 과정이 매우 힘들고 작업 중 놓칠 경우 걸림링이 튀어서 안면이나 눈을 다칠 수 도 있는 것이다.

일본공개특허 제2000-018457호 "관 조인트"(2000년 1월 18일 공개)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 플랜지본체에 일정지름의 로테이션링이 형성되어 있고, 회전플랜지에 상기 로케이션링을 수용하는 링수용슬릿이 마련되어, 링수용슬릿에 로테이션링을 끼우는 구조를 가지므로, 플랜지본체와 회전플랜지의 기하학적 중심축이 정확히 일치하고 또한 회전플랜지의 회전운동이 매우 용이하므로, 파이프의 이음작업이 한결 수월하고 특히 이음 정밀성이 뛰어난 파이프이음용 플랜지 장치를 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 플랜지본체에 다수의 회전플랜지써포터를 장착하여 회전플랜지를 플랜지본체 측으로 가압 지지하므로, 링수용슬릿으로부터 로테이션링이 빠질 염려가 없어, 연결할 파이프가 기울어져 있다 하더라도 회전플랜지의 중심축이 변경될 염려가 없어 신뢰성이 좋은 파이프이음용 플랜지 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파이프이음용 플랜지 장치는, 연결할 파이프와 같은 내경을 가지며 파이프의 단부에 용접 결합하고, 그 외주면에는 원주방향으로 다수의 홈이 형성되어 있는 접합관과, 상기 접합관의 일단부에 용접 고정되는 것으로서 상기 홈을 향하는 면에 상기 접합관의 중심축을 중심으로 하는 일정 직경의 로테이션링이 돌출 형성되어 있는 플랜지본체를 구비한 고정플랜지와; 상기 고정플랜지의 접합관을 그 내부로 통과시킨 상태로 상기 플랜지본체에 접하되, 상기 로테이션링을 그 내부에 수용하는 링수용슬릿을 가지며, 로테이션링에 지지된 상태로 회전 가능하고, 외곽부에 다수의 볼트구멍을 갖는 회전플랜지와; 상기 접합관의 각 홈에 끼워진 상태로 회전플랜지를 플랜지본체측으로 가압 지지하는 다수의 회전플랜지서포터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로테이션링은, 플렌지본체로부터 일정높이만큼 돌출된 링형 돌출부로서 원주방향으로 일정두께를 가지고, 상기 링수용슬릿은, 상기 로테이션링을 슬라이딩 회전 가능하도록 지지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 접합관의 외주면에 형성되어 있는 홈은, 그 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 암나사홈으로서, 접합관의 중심축선을 기준으로 다수 개가 등각 배치되며, 상기 회전플랜지서포터는; 상기 암나사홈에 나사 결합하는 수나사부재와, 상기 수나사부재의 단부에 일체를 이루는 와셔형 받침판과, 상기 받침판의 중심부 상면에 고정되고, 외부로부터 회전토오크를 인가받을 수 있도록 드라이버홈을 갖는 베어링지지축과, 상기 베어링지지축에 압입 결합하며, 상기 회전플렌지에 접한 상태로 회전플렌지의 회전시 구름운동하며 회전플랜지를 지지하는 지그베어링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 파이프이음용 플랜지 장치는, 플랜지본체에 일정지름의 로테이션링이 형성되어 있고, 회전플랜지에 상기 로케이션링을 수용하는 링수용슬릿이 마련되어, 링수용슬릿에 로테이션링을 끼우는 구조를 가지므로, 플랜지본체와 회전플랜지의 기하학적 중심축이 정확히 일치하고 또한 회전플랜지의 회전운동이 매우 용이하므로, 파이프의 이음작업이 한결 수월하고 특히 이음 정밀성이 뛰어나다.

또한, 본 발명은, 플랜지본체에 다수의 회전플랜지써포터를 장착하여 회전플랜지를 플랜지본체 측으로 가압 지지하므로, 링수용슬릿으로부터 로테이션링이 빠질 염려가 없어, 연결할 파이프가 기울어져 있다 하더라도 회전플랜지의 중심축이 변경될 염려가 없어 신뢰성이 좋다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프이음용 플랜지 장치의 구성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프이음용 플랜지 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프이음용 플랜지 장치를 도 2의 화살표 P방향에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

기본적으로 본 실시예에 따른 파이프이음용 플랜지 장치(11)는, 일직선으로 연결할 두 개의 파이프(17) 중 일측 파이프의 단부에 설치되어 파이프 간의 결합을 매우 쉽고 정확하게 할 수 있도록 한다.

특히 로테이션링(13c) 및 링수용슬릿(21c)과 회전플랜지서포터(15)의 작용에 의해, 회전플랜지(21)의 회전중심축이 파이프(17)의 회전중심축과 일치하여, 파이프(17) 연결부위의 내주면이 매끄럽고 단턱이 발생할 염려가 없다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프이음용 플랜지 장치(11)의 구성을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 파이프이음용 플랜지 장치(11)는 연결할 파이프(17)의 일단부에 용접 고정되는 고정플랜지(13)와, 상기 고정플랜지(13)를 그 내부에 수용한 상태로 반대편 파이프(17)의 플랜지(19)에 볼팅 결합하는 회전플랜지(21)와, 상기 회전플랜지(21)를 지지하는 다수의 회전플랜지서포터(15)를 포함하여 구성된다.

상기 회전플랜지(21)는 후술할 플랜지본체(13a)에 지지된 상태로 시계방향이나 반시계방향으로 얼마든지 회전 가능하다.

먼저, 상기 파이프(17)는 가스나 기름 또는 물 등의 유체를 통과시키는 관으로서, 그 일단부에 고정플랜지(13)가 용접 고정된다.

상기 고정플랜지(13)는, 상기 파이프(17)와 같은 내경을 갖는 접합관(13b)과, 상기 접합관(13b)의 일단부에 용접 고정되는 링형 플랜지본체(13a)로 이루어진다.

상기 접합관(13b)은 파이프(17)의 단부에 맞대어진 상태로 용접고정된다. 일측 파이프(17)를 흐르던 유체는 접합관(13b)을 통과해 반대편 파이프(17)로 유동하는 것이다. 상기 접합관(13b)의 길이(L)는 접합관(13b)의 내경보다 짧게 구성한다.

아울러 상기 접합관(13b)의 외주면에는 다수의 암나사홈(13d)이 형성되어 있다. 상기 암나사홈(13d)은 접합관(13b)의 원주방향을 따라 일정간격으로 배열된 홈으로서 그 내주면에 암나사산이 형성되어 있다. 본 실시예에서는 암나사홈(13d)이, 접합관(13b)의 중심축선을 기준으로 세 개가 120도의 각도로 등각 배치되어 있다.

상기 각 암나사홈(13d)에는 회전플랜지서포터(15)가 끼워져 고정된다. 상기 회전플랜지서포터(15)는 도 2에 도시한 바와같이 회전플랜지(21)를 화살표 f 방향으로 지지하는 역할을 한다. 상기 회전플랜지서포터(15)의 작용에 의해 회전플랜지(21)는 플랜지본체(13a) 측으로 가압되며 플랜지본체(13a)로부터 물러나지 않는다. 즉, 회전플랜지(21)를 포함하는 가상의 평면이 파이프(17)의 길이방향에 대해 항상 직각을 유지하는 것이다.

여하튼, 상기 회전플랜지서포터(15)는, 상기 암나사홈(13d)에 나사 결합하는 수나사부재(15b)와, 상기 수나사부재(15b)의 상부에 일체로 고정되는 와셔형 받침판(15c)과, 받침판(15c)의 중앙 상부에 고정되는 베어링지지축(15d)과, 상기 베어링지지축(15d)에 압입되며 회전 가능한 지그베어링(15e)으로 구성된다.

상기 받침판(15c)은, 수나사부재(15b)가 암나사홈(13d)에 완전히 삽입된 상태에서 접합관(13b)의 외주면에 접한다. 사실 받침판(15c)은 지그베어링(15e)을 지지하는 기능을 하는 외에, 수나사부재(15b)가 암나사홈(13d)으로 어느 이상 삽입되는 것을 차단하는 스토퍼의 역할도 겸한다.

도면부호 15f는 드라이버홈이다. 상기 드라이버홈(15f)에, 수공구인 드라이버의 단부를 끼운 상태로 회전시켜 암나사홈(13d)에 대한 회전플랜지서포터(15)의 착탈을 수행하는 것이다.

상기 지그베어링(15e)은 베어링지지축(15d)의 외주면에 압입된 상태로 화살표 e 방향 회전운동한다. 따라서 도 2에 도시한 바와같이, 지그베어링(15e)이 회전플렌지(21)를 지지하게 조립한 상태로 회전플랜지(21)를 좌우로 돌리면 지그베어링(15e)이 회전플렌지(21)의 표면에 접한 상태로 구름운동한다. 지그베어링(15e)과 회전플랜지(21)의 사이에 유격이 없어 회전플랜지(21)가 건덕거리지 않는다.

상기 플랜지본체(13a)는 일정두께를 갖는 링형부재로서 상기 접합관(13b)의 단부 외주면에 용접 고정된다. 특히 상기 플랜지본체(13a)의 일측면에는 로테이션링(13c)이 형성되어 있다.

상기 로테이션링(13c)은 암나사홈(13d)을 향하는 면에 형성된 링형돌기이다. 즉 플랜지본체(13a)의 측면으로부터 높이 h 만큼 돌출되고, 원주방향으로 연장되어 한 바퀴 회전 한 후 양단부가 만난 링형 돌출부이다. 상기 로테이션링(13c)의 원주방향 즉 연장방향 두께는 일정하다.

상기 로테이션링(13c)은 플랜지본체(13a)를 기계 가공할 때 형성된 돌출부로서 플랜지본체(13a)에 대해 일체를 이룬다. 하지만 경우에 따라 로테이션링(13c)을 별도로 제작한 후 플랜지본체(13a)에 고정할 수 도 있다.

한편, 상기 회전플랜지(21)는, 고정플랜지(13)를 그 중앙부에 끼운 상태로 상대편 플랜지(19)에 결합하는 링형 부재이다.

즉, 상기 회전플렌지(21)는 상기 접합관(13b)을 그 중앙으로 통과시킨 후 상기 플랜지본체(13a)에 접한 상태로 플랜지(19)에 고정되는 것이다. 이를 위해 회전플랜지(21)의 중앙부에는 수용홈(21b)이 형성되어 있다.

상기 수용홈(21b)은 도 2에 도시한 바와같이 그 내부에 플랜지본체(13a)를 수용한다. 특히 상기 수용홈(21b)의 내부에는 링수용슬릿(21c)이 형성되어 있다.

상기 링수용슬릿(21c)은 로테이션링(13c)을 수용하는 홈이다. 상기 로테이션링(13c)은 링수용슬릿(21c)의 내부에 삽입된 상태로 원주방향으로 슬라이딩 운동하며 회전 가능하다. 상기 로테이션링(13c)은 회전플랜지서포터(15)가 회전플랜지(21)를 받치고 있는 이상 링수용슬릿(21c)으로부터 분리되지 않고 회전플랜지(21)의 회전을 가이드 한다.

도면부호 21d는 결합면이다. 상기 결합면(21d)은 플랜지(19)와 면접 결합하는 부분으로서, 다수의 볼트구멍(21a)을 갖는다. 상기 볼트구멍(21a)은 맞은편 플랜지(19)의 볼트구멍(19a)에 일대일 대응하는 구멍으로서 볼트(미도시)를 통과시킨다.

상기 회전플랜지(21)는 로테이션링(13c) 및 회전플랜지서포터(15)에 의해 지지된 상태로, 시계방향 또는 반시계방향으로 회전가능하므로, 볼트구멍(21a)을 플랜지(19)의 볼트구멍(19a)에 쉽게 맞출 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프이음용 플랜지 장치(11)의 단면도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파이프이음용 플랜지 장치를 도 2의 화살표 P방향에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.

이하, 상기한 도면부호와 동일한 도면부호는 동일한 기능의 동일한 부재를 가리킨다.

도면을 참조하면, 상기 플랜지본체(13a)가 수용홈(21b)의 내부에 수용되어 있고, 회전플랜지(21)의 링수용슬릿(21c)에 로테이션링(13c)이 삽입되어 있음을 알 수 있다.

상기와 같이 로케이션링(13c)이 링수용슬릿(21c)의 내부에 끼워져 있으므로, 회전플랜지(21)의 회전중심축과 접합관(13b)의 회전중심축은 일치한다. 가령 플랜지(19)가 화살표 G 방향의 중력의 작용을 받더라도 하부로 쳐지지 않는 것이다.

아울러 상기 회전플랜지(21)의 후방에 배치되어 있는 세 개의 회전플랜지서포터(15)가, 회전플랜지(21)를 화살표 f 방향으로 받치고 있으므로, 결국 회전플랜지(21)는 그 자리에서 좌우방향으로 얼마든지 자전할 수 있다. 회전플랜지(21)가 회전함에 따라 지그베어링(15e)이 함께 구름운동 함은 물론이다.

상기 회전플랜지(21)를 좌우 방향으로 회전시켜 볼트구멍(21a)을 상대편 볼트구멍(19a)에 대응시킨 상태로, 볼트(미도시)를 통과시키고 반대편에서 너트를 결합하여 플랜지(19)에 대한 회전플랜지(21)의 결합을 완료한다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:플랜지 장치 13:고정플랜지
13a:플랜지본체 13b:접합관
13c:로테이션링 13d:암나사홈
15:회전플랜지서포터 15b:수나사부재
15c:받침판 15d:베어링지지축
15e:지그베어링 15f:드라이버홈
17:파이프 19:플랜지
19a:볼트구멍 21:회전플랜지
21a:볼트구멍 21b:수용홈
21c:링수용슬릿 21d:결합면

Claims (2)

1. 연결할 파이프(17)와 같은 내경을 가지며 파이프(17)의 단부에 용접 결합하고, 그 외주면에는 원주방향으로 다수의 홈이 형성되어 있는 접합관(13b)과, 상기 접합관(13b)의 일단부에 용접 고정되는 것으로서 상기 홈을 향하는 면에 상기 접합관(13b)의 중심축을 중심으로 하는 일정 직경의 로테이션링(13c)이 돌출 형성되어 있는 플랜지본체(13a)를 구비한 고정플랜지(13)와;
   상기 고정플랜지(13)의 접합관(13b)을 그 내부로 통과시킨 상태로 상기 플랜지본체(13a)에 접하되, 상기 로테이션링(13c)을 그 내부에 수용하는 링수용슬릿(21c)을 가지며, 상기 로테이션링(13c)에 지지된 상태로 회전 가능하고, 외곽부에 다수의 볼트구멍(21a)을 갖는 회전플랜지(21)와;
   상기 접합관(13b)의 각 홈에 끼워진 상태로 회전플랜지(21)를 플랜지본체(13a)측으로 가압 지지하는 복수의 회전플랜지서포터(15);를 포함하며,
   상기 접합관(13b)의 외주면에 형성되어 있는 홈은, 그 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 암나사홈(13d)으로서, 접합관(13b)의 중심축선을 기준으로 다수 개가 등각 배치되며 ;
   상기 회전플랜지서포터(15)는,
   상기 암나사홈(13d)에 나사 결합하는 수나사부재(15b)와,
   상기 수나사부재(15b)의 단부에 일체를 이루는 와셔형 받침판(15c)과,
   상기 받침판(15c)의 중심부 상면에 고정되고, 외부로부터 회전토오크를 인가받을 수 있도록 드라이버홈(15f)을 갖는 베어링지지축(15d)과,
   상기 베어링지지축(15d)에 압입 결합하며, 상기 회전플렌지(21)에 접한 상태로 회전플렌지(21)의 회전시 구름운동하며 회전플랜지(21)를 지지하는 지그베어링(15e)을 포함하는 것 ;
   을 특징으로 하는 파이프이음용 플랜지 장치.
2. 삭제

Images