KR101902873B1 - 유수관 커플러 유닛을 이용한 가압식 이형관 결합방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 다른 직경을 갖는 다양한 유수관을 수밀성을 유지한 채 서로 연결하기 위한 이형관 결합방법에 관한 것으로, 본 발명은 서로 다른 내경을 갖는 이형 관을 유수관 커플러 유닛을 이용하여 연결하기 위한 이형관 결합 방법에 있어서, 서로 다른 내경을 갖는 제1관 및 제2관의 단부에 연결관을 삽입하고, 상기 제1관 및 제2관 사이에 인장유닛을 통해 인장력이 도입됨에 따라 상기 제1관 및 제2관이 결합되고: 상기 유수관 커플러 유닛은, 양 단부가 외측으로 갈수록 외경이 좁아지는 테이퍼부로 형성되어 상기 제1관 및 제2관의 단부에 각각 삽입되는 연결관과; 상기 제1관 및 제2관에 인장력을 도입하여 상기 제1관 및 제2관을 상기 연결관 측으로 밀착시키는 인장유닛을 포함하여 구성된다. 이와 같은 본 발명에서는 직경이 다른 유수관을 연결함에 있어, 연결되는 두 관의 직경 크기에 관계없이 범용적으로 사용할 수 있으므로, 하나의 커플러 유닛을 이용하여 다양한 규격의 이형 관을 연결하여 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

유수관 커플러 유닛을 이용한 가압식 이형관 결합방법 { TENSION TYPE COUPLING METHOD OF PIPES USING FLUID PIPE COUPLER UNIT }

본 발명은 서로 다른 직경을 갖는 다양한 유수관을 수밀성을 유지한 채 서로 연결하기 위한 이형관 결합방법에 관한 것으로, 환경부의 글로벌탑환경기술개발사업 중 '수출집중형 소규모 정수장치 패키지 개발 및 실증화'과제를 수행함에 있어 산출된 결과물에 대한 발명이다.

커플러 유닛은 유체 또는 기체를 이송하는 관(이하 '유수관'이라 함)을 연결하여 일체로 구성하기 위한 장치로, 일반적으로는 동일한 종류의 관을 연결하여, 배관의 길이나 방향을 연장 또는 변경하면서, 수밀성을 유지하도록 구성된다.

상기 유수관은 시공의 균일성을 확보하기 위하여, 규격화되어 사용되므로, 일반적인 커플러는 동일 직경의 관을 서로 연결하도록 구성되나, 배관 시공이 다양화됨에 따라 이형 직경의 유수관을 결합할 필요성이 있고, 이에 따라 이형 직경의 유수관을 결합하기 위한 커플러가 개발되었다.

일 예로 대한민국 등록특허 제10-0767470호에서는 서로 다른 직경의 강관을 연결하기 위한 커플링 장치가 개시되어 있다.

그러나 이와 같은 종래기술에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 연결하고자 하는 강관의 직경이 특정되고, 각 강관의 직경에 맞춰 제작된 커플링 장치를 사용하여야 한다.

따라서, 종래기술에서는 직경이 다른 유수관을 연결함에 있어, 연결되는 두 관의 크기에 따라 특정된 커플링 장치가 필요하여, 커플링 장치를 범용적으로 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

한편, 유수관의 규격은 국가별로 통일되어 사용되나, 국제적으로는 규격화되지 못한 실정이다. 나아가, 동일 직경을 나타내는 유수관도 국가별로 내경을 기준으로 하는 국가와 외경을 기준으로 하는 국가가 존재하여, 이들 유수관을 통일시켜 규격화하지 못하는 실정이다.

그러므로 다양한 국가에서 현지의 자원으로 생산되어, 다양한 국가로 수출되는 제품의 경우, 다양한 규격의 배관과 연결되기 위하여, 유수관의 크기에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있는 이형관의 결합방법에 대한 필요성이 대두되고있다.

대한민국 등록특허 제10-0767470호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 직경이 다른 유수관을 연결함에 있어, 연결되는 두 관의 크기에 관계없이 범용적으로 사용할 수 있는 유수관 커플러 유닛을 이용하여 이형관을 결합하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 서로 다른 내경을 갖는 이형 관을 유수관 커플러 유닛을 이용하여 연결하기 위한 이형관 결합 방법에 있어서, 서로 다른 내경을 갖는 제1관 및 제2관의 단부에 연결관을 삽입하고, 상기 제1관 및 제2관 사이에 인장유닛을 통해 인장력이 도입됨에 따라 상기 제1관 및 제2관이 결합되고: 상기 유수관 커플러 유닛은, 양 단부가 외측으로 갈수록 외경이 좁아지는 테이퍼부로 형성되어 상기 제1관 및 제2관의 단부에 각각 삽입되는 연결관과; 상기 제1관 및 제2관에 인장력을 도입하여 상기 제1관 및 제2관을 상기 연결관 측으로 밀착시키는 인장유닛을 포함하여 구성된다.

그리고 상기 연결관의 테이퍼부 외측면에는, 상기 제1관 및 제2관과의 접면에 수밀성을 확보하기 위하여, 합성수지로 형성된 탄성밴드가 구비될 수도 있다.

또한, 상기 인장유닛은, 상기 제1관 및 제2관의 단부에 각각 형성된 제1나사산 및 제2나사산과 결합되기 위한 나사산이 내측에 형성되어 상기 제1관 및 제2관의 단부에 체결되는 고정구와; 상기 고정구의 측면으로부터 연장되어 형성되고, 관통공이 형성된 지지대와; 양 단에 나사산이 형성되고, 상기 지지대의 관통공을 관통하여 구비되는 인장봉; 그리고 상기 인장봉의 양 단에 체결되어 상기 지지대 사이에 인장력을 도입하는 인장너트를 포함하여 구성될 수도 있다.

여기서, 상기 지지대는, 상기 고정구 측면에 용접에 의해 결합될 수도 있다.

또한, 상기 지지대의 관통공은, 상기 고정구 중심축에 대하여 등 간격으로 복수개가 형성될 수도 있다.

한편, 상기 인장유닛은, 상기 제1관 및 제2관의 단부에 각각 형성된 제1나사산 및 제2나사산과 결합되기 위한 나사산이 내측에 형성되어 상기 제1관 및 제2관의 단부에 체결되는 고정구와; 상기 제1관 또는 제2관을 관통하도록 중앙에 통공이 형성되고, 외측 연장부에는 관통공이 형성된 지지판과; 양 단에 나사산이 형성되고, 상기 지지판의 관통공을 관통하여 구비되는 인장봉; 그리고 상기 인장봉의 양 단에 체결되어 상기 지지대 사이에 인장력을 도입하는 인장너트를 포함하여 구성될 수도 있다.

여기서, 상기 고정구는, 상기 제1관 및 제2관에 체결되는 상용화된 너트일 수도 있다.

그리고 상기 관통공은, 편심 발생을 방지하기 위하여, 상기 지지판의 중심 통공 중심축에 대하여 등 간격으로 복수 개가 형성될 수도 있다.

한편, 상기 인장유닛은, 상기 제1관 및 제2관의 단부에 각각 형성된 제1나사산 및 제2나사산과 결합되기 위한 나사산이 내측에 형성되어 상기 제1관 및 제2관의 단부에 체결되는 고정구와; 상기 고정구의 측면으로부터 연장되어 형성된 지지편과; 상기 고정구의 지지편에 제결되어 상기 고정편 사이에 인장력을 도입하는 인장고리; 그리고 상기 인장고리가 체결되는 삽입공이 형성된 레버를 포함하여 구성될 수도 있다.

이때, 상기 지지판은, 상기 고정구 중심축에 대하여 등 간격으로 복수개가 구비될 수도 있다.

그리고 상기 삽입공은, 상기 삽입공 중심부로부터 상기 레버 종 방향 단부 사이의 거리(L)가 상기 레버의 횡방향 외측까지의 거리(l)보다 긴 위치에 형성될 수도 있다.

위에서 살핀 바와 같은 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛을 이용한 가압식 이형관 결합방법에서는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

즉, 본 발명은 직경이 다른 유수관을 연결함에 있어, 연결되는 두 관의 직경 크기에 관계없이 범용적으로 사용할 수 있으므로, 하나의 유수관 커플러 유닛을 이용하여 다양한 규격의 이형 관을 연결하여 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 의한 이형관 이음장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛의 구체적인 실시예를 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛에 의한 이형관의 결합상태를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛을 구성하는 연결관의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛의 다른 실시예를 구성하는 인장유닛을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛의 또 다른 실시예를 구성하는 인장유닛의 일 예를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛의 또 다른 실시예를 도시한 사시도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛을 이용한 가압식 이형관 결합방법의 다양한 실시예를 살펴보기로 한다.

본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛을 이용한 가압식 이형관 결합방법은 기본적으로, 연결하고자 하는 양 측 강관을 각 강관의 내경의 크기가 다름에도 불구하고 상기 강관 내측에 삽입될 수 있도록 양 단부가 테이퍼 형태의 형성된 연결관으로 연결한 후에, 상기 양 강관에 인장력을 도입하여, 수밀성이 확보된 상태로 이형관을 결합하는 것이다.

이에 이하에서는 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛을 이용한 가압식 이형관 결합방법을 이루기 위한 주요 구성인 유수관 커플러의 구성을 중심으로 본 발명의 다양한 실시예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛의 구체적인 실시예를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛에 의한 이형관의 결합상태를 도시한 단면도이이며, 도 4는 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛을 구성하는 연결관의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 이형 유수관용 유수관 커플러 유닛은 연결관과, 고정구 및 인장유닛을 포함하여 구성된다.

상기 연결관은 결합하고자 하는 두 개의 관(제1관 및 제2관)(100, 200)의 내경에 접하여 상기 제1관(100) 및 제2관(200)을 연결한다.

이때, 상기 제1관(100) 및 제2관(200)은 본 발명의 목적에서 설명한 바와 같이, 서로 다른 내경을 갖는 관일 뿐만 아니라 그 내경이 특정되지 않은 불특정 크기의 관일 수 있다.

즉, 상기 제1관(100) 및 제2관(200)은 각각 서로 다른 국가에서 상용화되어 판매/시공되는 서로 다른 규격에 의한 강관일 수 있다.

상기 연결관(300)의 양 단부는 상기 불특정 크기의 제1관(100) 및 제2관(200)에 양단이 각각 삽입 가능하도록 단부쪽으로 외경이 좁아지는 테이퍼부(310)로 형성된다.

그리고 상기 테이퍼부(310) 외측면에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연결관(300)의 단부와 상기 제1관(100) 및 제2관(200) 접면의 수밀성을 확보하기 위하여, 합성수지로 형성된 탄성밴드(320)가 구비될 수 있다.

한편, 상기 인장유닛(400)은 상기 제1관(100) 및 제2관(200)을 상기 연결관(300)에 밀착시키는 인장력을 도입하기 위한 것으로, 상기 인장유닛(400)의 구성에 따라 본 발명의 다양한 실시예가 구분될 수 있다.

먼저, 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 구체적인 실시예에 의한 인장유닛(400)은, 고정구(410), 지지대(420), 인장봉(430) 및 인장너트(440)를 포함하여 구성된다.

상기 고정구(410)는 내측에 나사산이 형성되어, 상기 제1관(100) 및 제2관(200)의 단부에 각각 결합되는 너트로 구성될 수 있다.

물론, 상기 고정구(410)와의 결합을 위해 상기 제1관(100) 및 제2관(200)의 단부에는 각각 제1나사산(110) 및 제2나사산(120)이 형성될 수 있다.

상기 제1관(100) 및 제2관(200)은 서로 다른 규격의 강관일 수 있으나, 이들 강관은 서로 다른 국가의 규격에 따른 강관이므로, 상기 고정구(410)는 해당 국가 규격에 따른 상용화된 제품을 활용할 수 있다.

한편, 상기 지지대(420)는 상기 고정구(410)의 측면으로부터 연장되어 형성된 금속편으로 관통공이 형성되어, 후술할 인장봉(430)이 관통할 수 있도록 형성된다.

상기 지지대(420)는 상기 고정구(410)와 일체로 성형될 수도 있고, 상기 고정구(410)에 용접에 의해 결합될 수도 있다.

상기 인장봉(430)은 일 측이 상기 제1관(100)에 결합된 고정구(410)로부터 연장된 지지대(420)를 관통하고, 타 측이 상기 제2관(200)에 결합된 고정구(410)로부터 연장된 지지대(420)를 관통한다.

그리고 상기 인장봉(430)의 양단부에는 나사산이 형성되어, 후술할 인장너트(440)가 결합될 수 있도록 형성된다.

한편, 상기 인장너트(440)는 상기 인장봉(430)의 양단부에 결합되어, 상기 인장봉(430)에 인장력을 도입한다.

상기 인장봉(430)의 인장력 도입원리를 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 인장봉(430)의 양단부는 각각 지지대 외측에 인장너트(440)가 체결된다.

상기 인장너트(440)가 회전함에 따라 상기 제1관(100)에 결합된 고정구(410)로부터 연장된 지지대(420)와 상기 제2관(200)에 결합된 고정구(410)로부터 연장된 지지대(420)는 상기 인장봉(430)의 인장력에 의해 압축된다.

즉, 상기 인장봉(430)의 인장력에 의해 양 측의 고정구(410)를 통해 상기 제1관(100) 및 제2관(200)이 상기 연결관(300) 측으로 압축된다.

이때, 상기 압축력의 편심을 방지하기 위하여, 상기 인장봉(430)은 복수개로 구비되되, 상기 복수 개의 인장봉들은 상기 연결관(300)의 중심축에 대하여 등 간격으로 배치되는 것이 바람직하다.

물론, 상기 인장너트(440)를 통해 상기 인장봉(430)에 인장력을 도입함에 있어, 편심이 발생되지 않도록 각 인장봉(430) 간의 인장력 차이가 발생되지 않도록 함이 바람직하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 이형 유수관용 유수관 커플러 유닛의 다른 실시예를 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 의한 유수관 커플러 유닛의 다른 실시예를 구성하는 인장유닛을 도시한 사시도이다.

전술한 바와 같은, 본 발명의 구체적인 실시예는 지지대가 형성된 고정구가 필요한다. 이때, 상기 지지대는 고정구 제작시 상기 지지대를 형성시켜 제작할 수도 있고, 현지에서 상용화된 고정구에 지지대를 용접하여 사용할 수 있다.

그러나 두 경우 모두, 상기 지지대가 형성된 고정구를 제작하기 위한 별도의 공정이 필요하므로 자재수급이 용이하지 못한 문제점이 있었다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 의한 인장유닛(400')은, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 고정구(411), 지지판(450), 인장봉(430) 및 인장너트(440)를 포함하여 구성된다.

상기 고정구(411)는 상기 제1관(100) 및 제2관(200)에 나사결합되도록 내측에 나사산이 형성된 너트로 구성될 수 있다.

이때, 상기 고정구(411)는 상기 제1관(100) 및 제2관(200)에 체결되는 상용화된 너트를 활용하여 사용할 수 있다.

한편, 상기 지지판(450)은 상기 제1관(100) 또는 제2관(200)을 관통하도록 중앙에 통공이 형성되고, 외측 연장부에는 상기 인장봉(430)이 관통하는 관통공이 둘 이상 형성된 된 강판이다.

상기 관통공 역시, 상기 인장봉(430)에 의해 인장력을 도입하기 위한 구성으로, 편심이 발생되지 않도록, 대칭적인 위치 또는 등 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.

여기서 상기 지지판(450)의 중앙 통공 직경의 크기는 상기 제1관(100) 또는 제2관(200)의 외경보다 크고, 상기 고정구(411)의 외경보다 작은 범위 내에서 유동성 있게 결정되면 족하므로 강관의 근소한 직경 차이에도 동일한 인장유닛(400')을 범용적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명의 구제적인 실시예 및 다른 실시예에 의한 인장유닛은, 상기 인장봉이 연결관의 중심축에 대하여 등 간격으로 배치되었다 하더라도 인장너트에 의한 도입 인장력이 상이한 경우, 편심하중이 발생된다.

즉, 편심하중의 발생을 방지하기 위해서는, 시공시 시공자가 상기 인장봉들에 동일한 인장력이 도입되도록 상기 인장너트의 결합력을 조절하여야 하므로, 편심하중의 발생을 효과적으로 배제시키기 어려운 문제점이 있다.

이에 본 발명의 또 다른 실시예는 상기 편심하중의 발생을 최소화시키는 구조를 제시하고 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의한 인장유닛(400'')은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 고정구(410)의 지지편(421)에 제결되는 인장고리(470)와, 상기 인장고리(470)가 체결되는 삽입공(465)이 형성된 레버(460)를 포함하여 구성된다.

상기 인장고리(470)는 상기 제1관(100) 및 제2관(200)에 체결된 고정구(410)로부터 연장된 고정편(421) 사이에 체결되어 상기 고정구(410) 사이에 인장력을 도입한다.

그리고 상기 레버(460)는 일 단부에 상기 인장고리(470)가 삽입되는 삽입공(465)이 형성되어, 상기 인장고리(470)가 일 측 고정편에 걸린 상태로 상기 레버(460)가 회전함에 따라 상기 인장고리(470)의 인장력에 의해 고정된다.

이를 위해 상기 삽입공(465)은, 상기 삽입공(465) 중심부로부터 상기 레버(460) 종 방향 단부 사이의 거리(L)가 상기 레버(460)의 횡방향 외측까지의 거리(l)보다 긴 위치에 형성된다.

이에 따라 상기 레버(460)가 회동함에 따라 상기 삽입공(465) 중심부로부터 레버 외측부 사이의 거리차(L-l)만큼 상기 인장고리(470)가 인장됨에 따라 상기 인장고리(470)에 인장력이 도입된다.

이와 같은 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 인장유닛 구성에 다소 높은 비용이 소요되기는 하지만, 비용이 고정구 사이에 인장력 도입이 간소화됨은 물론, 동일한 크기의 인장력이 도입됨에 따라 인장력에 의한 편심 발생이 방지되는 효과가 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

본 발명은 서로 다른 직경을 갖는 다양한 유수관을 수밀성을 유지한 채 서로 연결하기 위한 이형관 결합방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 직경이 다른 유수관을 연결함에 있어, 연결되는 두 관의 직경 크기에 관계없이 범용적으로 사용할 수 있으므로, 하나의 커플러 유닛을 이용하여 다양한 규격의 이형 관을 연결하여 경제성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

100 : 제1관 110 : 제1나사산
200 : 제2관 210 : 제2나사산
300 : 연결관 310 : 테이퍼부
320 : 탄성밴드 400 : 인장유닛
410 : 고정구 420 : 지지대
421 : 지지편 430 : 인장봉
440 : 인장너트 450 : 지지판
460 : 레버 465 : 삽입공
470 : 인장고리

Claims (8)

1. 서로 다른 내경을 갖는 이형 관을 유수관 커플러 유닛을 이용하여 연결하기 위한 이형관 결합 방법에 있어서,
   서로 다른 내경을 갖는 제1관 및 제2관의 단부에 연결관을 삽입하고, 상기 제1관 및 제2관 사이에 인장유닛을 통해 인장력이 도입됨에 따라 상기 제1관 및 제2관이 결합되고:
   상기 유수관 커플러 유닛은,
   양 단부가 외측으로 갈수록 외경이 좁아지는 테이퍼부로 형성되어 상기 제1관 및 제2관의 단부에 각각 삽입되는 연결관과;
   상기 제1관 및 제2관에 인장력을 도입하여 상기 제1관 및 제2관을 상기 연결관 측으로 밀착시키는 인장유닛을 포함하여 구성되며:
   상기 인장유닛은,
   상기 제1관 및 제2관의 단부에 각각 형성된 제1나사산 및 제2나사산과 결합되기 위한 나사산이 내측에 형성되어 상기 제1관 및 제2관의 단부에 체결되는 고정구와;
   상기 제1관 또는 제2관을 관통하도록 중앙에 통공이 형성되고, 외측 연장부에는 관통공이 형성된 지지판과;
   양 단에 나사산이 형성되고, 상기 지지판의 관통공을 관통하여 구비되는 인장봉; 그리고
   상기 인장봉의 양 단에 체결되어 상기 지지판 사이에 인장력을 도입하는 인장너트를 포함하여 구성되고:
   상기 고정구는,
   상기 제1관 및 제2관에 체결되는 너트임을 특징으로 하는 유수관 커플러 유닛을 이용한 가압식 이형관 결합방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 관통공은,
   편심 발생을 방지하기 위하여, 상기 지지판의 중심 통공 중심축에 대하여 등 간격으로 복수 개가 형성됨을 특징으로 하는 유수관 커플러 유닛을 이용한 가압식 이형관 결합방법.
   
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