KR101664309B1 - 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시(Disclosure)는, 접합 공정 중 접합 압력으로 인한 클램핑 장치의 유동이 발생하더라도 접합 면에 균일한 접합 압력이 작용할 수 있는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치에 관한 것으로서, 서로 분리된 제1,2 파이프의 서로 마주하는 제1,2 접합 면의 열융착 접합 공정 중, 상기 제1,2 파이프 중 적어도 하나를 파지하며 접합 압력을 전달하는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치로서, 상기 제1,2 파이프 중 적어도 하나의 둘레 중 일부인 제1 영역에 밀착되는 제1 내면을 가지며, 양단에 힌지결합되는 고정용 볼트를 각각 가지는 제1 클램프; 상기 제1 영역을 제외한 둘레 전체인 제2 영역에 밀착되는 제2 내면을 가지며, 양단에 상기 고정용 볼트가 끼워지는 볼트 홈이 형성된 체결부를 가지는 제2 클램프;로서, 상기 제1,2 파이프가 접합 되는 방향으로 상기 제2 내면이 상기 제2 영역으로부터 간극을 가지도록 형성되는 제2 클램프; 및 상기 볼트 홈에 상기 고정용 볼트가 끼워진 상태에서 상기 고정용 볼트에 체결되어 제1,2 클램프를 결합시키는 고정용 너트;를 포함하는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치를 제1 발명으로 제공한다.

Description

폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치{APPARATUS FOR CLAMPING PIPES IN BUTT FUSION OF POLYETHYLENE PIPES}

본 개시(Disclosure)는, 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접합 공정 중 접합 압력으로 인한 클램핑 장치의 유동이 발생하더라도 접합 면에 균일한 접합 압력이 작용할 수 있는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치에 관한 것이다.

여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).

원자력 발전소나 도시가스 저장소 등에서 다량의 냉각수나 도시가스를 필요한 곳에 공급할 때에는 배관을 통해 공급하는데, 이때 배관 재료로서 주로 금속관이 사용된다.

그러나 원자력 발전소의 예를 들면, 원자력 발전소에서는 1차 냉각재를 냉각시키기 위해서는 다량의 냉각수가 필요하며, 이에 따라 대구경의 냉각수 인입관을 바다에 매설하여 이를 통해 바닷물을 취출 하여 냉각수로서 사용하는데, 이때 냉각수 인입관으로서 금속관을 사용하게 되면 해수에 의해 인입관이 쉽게 부식되는 문제가 있으며, 이에 따라 최근에는 냉각수 인입관으로서 금속관 대신 폴리에틸렌관 등의 합성수지관을 사용하고 있다.

특히 폴리에틸렌은 다른 재질에 비해 내화학성, 위생성, 유연성, 경량성 등이 우수하고, 특히 전식(전해부식) 및 부식이 전혀 없어 반영구적으로 사용 가능하고, 유지 관리가 쉽고 경제성 등의 이점이 있기 때문에 냉각수 인입관용으로뿐만 아니라 상·하수도용 및 가스 이송용으로도 사용되고 있다.

이와 같은 폴리에틸렌 파이프를 이용하여 배관할 때에는 폴리에틸렌 파이프를 서로 연결하여야 하는데, 이러한 폴리에틸렌 파이프를 연결하는 방식에는 금속제 커플링 등을 이용하는 기계적 연결방식과 열을 이용하여 연결하는 방식이 있으며, 기계적 연결방식은 커플링과 이에 소요되는 연결 부자재 등이 금속으로 이루어져 있기 때문에 여전히 부식의 우려가 있어 폴리에틸렌 파이프를 연결할 때에는 주로 열을 이용하여 연결하는 방식이 사용되고 있다.

열을 이용하여 폴리에틸렌 파이프를 연결하는 방식에도 열융착(heat fusion)방식과 전기융착(electro fusion) 방식이 있으며, 열융착 방식은 다시 융착 형태별로 맞대기 융착(butt fusion), 소켓 융착(socket fusion) 및 새들 융착(saddle fusion)으로 분류되고, 전기 융착은 전기소켓 융착과 전기새들 융착으로 구분되고, 이때 열융착 방식은 외부 열원(heater)을 이용하여 연결하고자 하는 부위를 용융시킨 다음 압착하여 접합하는 방식이고, 전기융착은 전열선(heating coil)을 이음관 내부에 삽입하여 전원을 이음관의 열선에 가함으로 발생하는 저항 열을 이용하여 연결하고자 하는 부위를 용융시켜 연결하는 융착 방식으로서 소켓융착이나 전기소켓 융착은 별도의 이음관(소켓)을 사용하여야 하는 불편이 있기 때문에 냉각수 인입관, 가스이송배관 등을 연결할 때에는 주로 이음관이 필요 없는 열융착에 의한 맞대기 융착 방식이 사용된다.

폴리에틸렌 파이프를 맞대기 융착 방식에 의해 서로 연결할 때에는 먼저 연결하고자 하는 2개의 파이프 단부를 클리닝 과정을 통해 파이프 생산시 외피에 형성된 산화 피막과 보관이나 운반시 흙이나 먼지 등을 제거한 다음, 연결하고자 하는 2개의 폴리에틸렌 파이프를 융착 장치에 클램핑하여 일정 간격을 두고 일렬로 배열한 후, 연결하고자 하는 양 파이프의 마주보는 단면이 정확히 서로 일치되도록 파이프를 정렬한다.

상기와 같은 과정에 의해 2개의 파이프가 융착장치 상에 정확히 정렬되고 나면, 2개의 파이프 단부 사이에 플레이트 형태의 히터를 삽입하여 파이프의 단부를 용융시킨 다음, 히터를 제거한 상태에서 2개의 파이프를 서로 맞댄 후 용융부분이 냉각될 때까지 적절한 압력을 가하여 접합을 완성한다(특허문헌 1,2 참조).

그러나 종래 클램핑 장치의 경우(도 1의 (A),(B) 참조), 두 개의 파이프(10,20)에 접합을 위한 압력을 가하게 되면, 볼트에 의해 고정되는 상부 클램프(20)가 접합 압력이 작용하는 방향과 반대방향으로 유동하게 되며, 이에 의해 접합 면에 작용하는 압력의 분포가 불균일한 문제가 있었다. 이는 접합 강도의 불균일 및 크랙의 발생 원인이 되었다.

US 8128853 B2 US 2006-0032349 A1

본 개시는, 접합 공정 중 접합 압력으로 인한 클램핑 장치의 유동이 발생하더라도 접합 면에 균일한 접합 압력이 작용할 수 있는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치의 제공을 일 목적으로 한다.

여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).

상기한 과제의 해결을 위해, 본 개시는, 서로 분리된 제1,2 파이프의 서로 마주하는 제1,2 접합 면의 열융착 접합 공정 중, 상기 제1,2 파이프 중 적어도 하나를 파지하며 접합 압력을 전달하는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치로서, 상기 제1,2 파이프 중 적어도 하나의 둘레 중 일부인 제1 영역에 밀착되는 제1 내면을 가지며, 양단에 힌지결합되는 고정용 볼트를 각각 가지는 제1 클램프; 상기 제1 영역을 제외한 둘레 전체인 제2 영역에 밀착되는 제2 내면을 가지며, 양단에 상기 고정용 볼트가 끼워지는 볼트 홈이 형성된 체결부를 가지는 제2 클램프;로서, 상기 제1,2 파이프가 접합 되는 방향으로 상기 제2 내면이 상기 제2 영역으로부터 간극을 가지도록 형성되는 제2 클램프; 및 상기 볼트 홈에 상기 고정용 볼트가 끼워진 상태에서 상기 고정용 볼트에 체결되어 제1,2 클램프를 결합시키는 고정용 너트;를 포함하는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치를 제1 발명으로 제공한다.

본 개시는, 상기 제1 발명에 따른 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치에 있어서, 상기 제2 클램프는, 상기 제2 내면이 상기 제1,2 파이프가 접합되는 방향으로 단차 지게 형성되는 것을 제2 발명으로 제공한다.

본 개시는, 상기 제2 발명에 따른 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치에 있어서, 상기 제2 클램프는, 상기 제1,2 파이프가 접합되는 방향으로 상기 제2 내면의 단면이 'Γ'형상으로 구비되는 것을 제3 발명으로 제공한다.

본 개시는, 상기 제1 발명에 따른 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치에 있어서, 상기 체결부는, 상기 제2 영역으로부터 돌출되는 방향으로 형성되며, 상기 볼트 홈은 상기 체결부의 말단에 구비되는 것을 제4 발명으로 한다.

본 개시에 따르면, 제1,2 파이프가 접합 되는 방향으로 제2 내면이 제2 영역으로부터 간극을 가지도록 형성되는 제2 클램프에 의해, 접합 공정 중 접합 압력으로 인한 클램핑 장치의 유동이 발생하더라도 접합 면에 균일한 접합 압력이 작용하게 된다.

도 1은 종래 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치를 보인 도면.
도 2는 본 개시에 따른 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치의 일 실시형태를 개략적으로 보인 도면.
도 3은 도 2에서 클램핑 장치를 자세히 보인 도면.
도 4는 도 2에서 제2 클램프의 예를 보인 사진.
도 5는 접합 압력의 작용에 따른 종래 클램핑 장치와 본 실시형태에 따른 클램핑 장치의 동작을 비교한 도면.

이하, 본 개시에 따른 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치를 구현한 다양한 실시형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

다만, 본 개시의 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 개시의 사상을 이해하는 통상의 기술자는 본 개시와 동일한 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 다양한 실시 형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함됨을 밝힌다.

또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 개시의 기술적 내용을 파악함에 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 개시의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.

도 2는 본 개시에 따른 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치의 일 실시형태를 개략적으로 보인 도면, 도 3은 도 2에서 클램핑 장치를 자세히 보인 도면, 도 4는 도 2에서 제2 클램프의 예를 보인 사진, 도 5는 접합 압력의 작용에 따른 종래 클램핑 장치와 본 실시형태에 따른 클램핑 장치의 동작을 비교한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 실시형태에 따른 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치(100)는, 서로 분리된 제1,2 파이프(10,20)의 서로 마주하는 제1,2 접합 면(11,21)의 열융착 접합 공정 중, 제1,2 파이프(10,20) 중 적어도 하나를 파지하며 접합 압력을 전달하는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치(100)에 관한 것이다.

본 실시형태에 따른 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치(100)는, 제1 클램프(110), 제2 클램프(120) 및 고정용 너트(130)를 포함한다.

제1 클램프(110)는, 제1,2 파이프(10,20) 중 적어도 하나의 둘레 중 일부인 제1 영역(10a)에 밀착되는 제1 내면(111)을 가진다.

제1 클램프(110)는, 양단에 힌지결합되는 고정용 볼트(113)를 각각 가진다.

제1 영역(10a)은, 반원 형으로 구비되는 것이 바람직하다.

제2 클램프(120)는, 제1 영역(10a)을 제외한 둘레 전체인 제2 영역(10b)에 밀착되는 제2 내면을 가진다.

제2 클램프(120)는, 양단에 고정용 볼트(113)가 끼워지는 볼트 홈(122a)이 형성된 체결부(122)를 가진다.

제2 클램프(120)는, 제1,2 파이프(10,20)가 접합 되는 방향으로 제2 내면(121)이 제2 영역(10b)으로부터 간극(125)을 가지도록 형성된다.

고정용 볼트(113)는, 볼트 홈(122a)에 고정용 볼트(113)가 끼워진 상태에서 고정용 볼트(113)에 체결되어 제1,2 클램프(110,120)를 결합시킨다.

한편, 본 실시형태에 있어서, 제2 클램프(120)는, 제2 내면(121)이 제1,2 파이프(10,20)가 접합되는 방향으로 단차 지게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 실시형태에 있어서, 체결부(122)는, 제2 영역(10b)으로부터 돌출되는 방향으로 형성되며, 볼트 홈(122a)은 체결부(122)의 말단에 구비된다.

삭제

도 5를 참조하면, (A)는 종래 클램핑 장치, (B)는 본 개시에 따른 클램핑 장치를 보인 것이며, (A)와 (B)에서 (1)은 기본 상태, (2)는 클램프를 체결한 상태, (3)은 접합 압력이 가해진 상태를 보인 것이다.

종래의 경우, 접합 압력이 가해지는 경우, 클램프의 유동에 의해 파이프의 접합 면이 향하는 방향이 변경되는 것을 확인할 수 있으나, 본 개시에 따른 경우, (2)와 같이 클램프를 체결한 상태에서 변형이 발생되므로, 접합 압력이 가해지는 경우 클램프가 기본 상태로 돌아와 파이프의 정렬상태를 유지할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 서로 분리된 제1,2 파이프의 서로 마주하는 제1,2 접합 면의 열융착 접합 공정 중, 상기 제1,2 파이프 중 적어도 하나를 파지하며 접합 압력을 전달하는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치에 있어서,
   상기 제1,2 파이프 중 적어도 하나의 둘레 중 일부인 제1 영역에 밀착되는 제1 내면을 가지는 제1 클램프;로서, 양단에 각각 고정용 볼트가 힌지결합 되어 구비되는 제1 클램프;
   상기 제1 영역을 제외한 둘레 전체인 제2 영역에 밀착되는 제2 내면을 가지며, 양단에 상기 고정용 볼트가 끼워지는 볼트 홈이 형성된 체결부를 가지는 제2 클램프;로서, 상기 제1,2 파이프가 접합 되는 방향으로 상기 제2 내면이 상기 제2 영역으로부터 간극을 가지도록 상기 제2 내면이 상기 제1,2 파이프가 접합되는 방향으로 단차 지게 형성되는 제2 클램프; 및
   상기 볼트 홈에 상기 고정용 볼트가 끼워진 상태에서 상기 고정용 볼트에 체결되어 제1,2 클램프를 결합시키는 고정용 너트;를 포함하며,
   상기 제1,2 클램프가 결합 된 상태에서 상기 접합 압력이 전달됨에 따라 상기 제2 클램프가 유동되어 상기 간극이 벌어지는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 체결부는, 상기 제2 영역으로부터 돌출되는 방향으로 형성되며,
   상기 볼트 홈은 상기 체결부의 말단에 구비되는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프 열융착용 파이프 클램핑 장치.

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