KR101904186B1 - 수밀성 및 내진성이 향상된 배관용 압착 체결구 - Google Patents

수밀성 및 내진성이 향상된 배관용 압착 체결구 Download PDF

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홍석무
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Abstract

본 발명은 배관들 간의 연결부를 밀봉하기 위해 개재된 금속링 및 고무링에 의해 돌출된 압착부를 가압하기 위한 압착 체결구로서, 양측에 제 1 축이 구비되고, 내주면에 상부 가압요홈이 형성되는 상부 압착축; 일단부는 상기 제 1 축에 회전 가능하게 연결되고, 내주면에는 측면 가압요홈이 형성되며, 하향 연장된 타단부에 제 2 축이 구비되어 있는 한 쌍의 측면 압착축; 양측에 제 3 축이 구비되고, 내주면에 하부 가압요홈이 형성되는 하부 압착축; 및 상기 제 2 축과 제 3 축에 각각 회전 가능하게 연결된 가이드 부;를 포함하고, 상기 압착부는 제 1 돌출부, 제 2 돌출부 및 상기 돌출부들 사이에 위치하는 평탄부로 이루어져 있고, 상기 가압요홈들은 모두 상기 돌출부들 및 평탄부의 외면에 면접촉할 수 있는 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 압착 체결구에 관한 것이다.

Description

수밀성 및 내진성이 향상된 배관용 압착 체결구 {Connecting Device for Piping Works with Watertightness and Anti-shock}
본 발명은 배관들 간의 연결부를 밀봉하기 위해 개재된 금속링 및 고무링에 의해 돌출된 압착부를 가압하는 압착 체결구에 관한 것으로, 연결부의 기밀성을 향상시키는 압착 체결구에 관한 것이다.
일반적으로 스테인리스와 같은 금속제 배관을 길이 방향으로 연결할 때, 배관들 간의 연결부에 금속링 또는 고무링을 개재시킨 후, 이를 압착 체결구에 의해 가압 및 압축시켜 밀봉함으로써, 연결부의 기밀성을 유지하고 있다.
구체적으로, 상기 금속링 및 고무링은 연결배관의 배관들 간의 연결부에 형성되며, 외측 면으로 돌출된 다단의 압착부의 내측에 삽입되며, 압착 체결구는 상기 압착부의 외주면을 감싼 상태로 결합되어서 연결부의 중심부 방향으로 압력을 가하여 압착부를 압착한다.
이와 관련하여, 도 1에는 종래의 배관들이 연결되어 있는 상태에서 압착 체결구에 의해 가압되는 과정의 수직 단면도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 압착 체결구(1)에 의해 가압되기 이전에는 좌측으로부터 연장된 배관(10)의 외주면과 우측으로부터 연장된 배관(11)의 내주면의 사이에 금속링(20) 및 고무링(30)이 개재된 상태로 두 개의 배관들(10, 11)이 서로 연결되어 있다.
구체적으로, 상기 금속링(20) 및 고무링(30)은 서로 밀착된 상태에서 배관(10)의 외주면을 감싸도록 형성되어 있고, 내주면이 상기 금속링(20) 및 고무링(30)에 접촉하고 있는 배관(11)에는, 상기 금속링(20) 및 고무링(30)의 개재로 인해 외향 돌출된 형상의 압착부(12)가 형성되어 있다.
이 때, 종래의 압착 체결구(1)를 사용하여 상기 압착부(12)를 가압하는 경우, 상기 고무링(30)의 강성(stiffness)은 금속링(20)에 비해 상대적으로 작은 크기를 가지므로, 압착 시에 고무링(30)은 금속링(20)에 의한 배관(10)의 함몰 부위로 밀려 들어간다.
이로 인해 배관들(10, 11) 간의 연결부에는 틈새 공간이 형성 되고, 상기 틈새 공간을 통해 누수가 발생하게 되므로 수밀성이 저하되는 문제점이 있다.
더욱이, 지진 내지 기타 반복적으로 인가되는 외력에 의해 배관(10)과 배관(11)의 연결부의 압착력이 점차 이완됨에 따라, 틈새 공간이 확장되어 수밀성이 더욱 악화될 뿐만 아니라, 배관의 연결부가 분리되어 이탈될 수 있는 문제점이 존재한다.
또한, 상기 틈새 공간을 통해 발생하는 누수로 인해 배관의 연결부가 부식되는 문제점이 존재한다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1575896호 (등록일자: 2015.12.02.)
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 배관들 간의 연결부에서 배관의 외주 부위를 감싸고 있는 금속링과 고무링이 서로 이격되어 있는 상태에서 상기 금속링 및 고무링에 의해 돌출된 압착부를 가압하여 고무링의 밀림 현상을 방지함으로써 수밀성을 향상시키는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은, 배관들 간의 연결부의 압착력을 향상시켜 내진성을 강화시킴으로써, 배관의 연결부가 분리되는 것을 방지하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 압착 체결구는, 배관들 간의 연결부를 밀봉하기 위해 개재된 금속링 및 고무링에 의해 돌출된 압착부를 가압하기 위한 압착 체결구로서, 양측에 제 1 축이 구비되고, 내주면에 상부 가압요홈이 형성되는 상부 압착축; 일단부는 상기 제 1 축에 회전 가능하게 연결되고, 내주면에는 측면 가압요홈이 형성되며, 하향 연장된 타단부에 제 2 축이 구비되어 있는 한 쌍의 측면 압착축; 양측에 제 3 축이 구비되고, 내주면에 하부 가압요홈이 형성되는 하부 압착축; 및 상기 제 2 축과 제 3 축에 각각 회전 가능하게 연결된 가이드 부를 포함하고, 상기 압착부는 제 1 돌출부, 제 2 돌출부 및 상기 돌출부들 사이에 위치하는 평탄부로 이루어져 있고, 상기 가압요홈들은 모두 상기 돌출부들 및 평탄부의 외면에 면접촉 할 수 있는 형상으로 형성되어 있는 구조로 이루어져 있다.
이 때, 상기 금속링과 고무링은 평탄부에 의해 일정 거리만큼 이격되어 있으며, 상기 이격 거리는 평탄부의 폭에 해당하고, 이러한 폭은 고무링이 금속링에 의한 배관의 함몰 부위로 밀려들어 가는 현상을 방지하기 위한 안전거리로 이해할 수 있다.
구체적으로, 상기 이격 거리는 7 mm 내지 15 mm 인 것이 바람직하며, 이러한 조건 하에서 압착 체결구에 의해 압착되는 연결부는, 현재 100만(회)까지 견딜 수 있는 내진동성을 110만(회)까지 향상시킬 수 있으며, 몸통 누설 시험시에는, 현재는 0.6 mPa로 5초까지 유지할 수 있는 수준을 0.6 mPa에서 6초까지 유지할 수 있게 향상시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 의한 압착 체결부에 의해 가압된 압착부에서는, 배관들 간의 연결부의 틈새 공간이 발생하지 않으므로, 누수를 미연에 방지하여 수밀성을 향상시킬 수 있고, 또한, 반복적으로 인가되는 외력에 의해 연결부가 분리되어 이탈되는 것을 방지할 수 있으므로 내진성이 향상된다.
상기 가이드 부에는 제 4 축이 추가로 구비되어 있고, 상기 제 4 축에는 상기 압착 체결구에 조임력을 발생시키기 위한 조임바가 회전 가능하게 연결되어 있을 수 있다.
상기 압착 체결구를 이용한 작업의 편의를 제공하기 위해 상기 제 2 축 또는 제 3 축의 어느 하나는, 상기 압착축들의 내측으로 배관들의 연결부를 삽입할 수 있도록 분리 및 체결 가능한 구조로 이루어질 수 있다.
상기 측면 가압요홈은, 상기 측면 압착축에 대해 유동 가능하게 체결된 복수 개의 인서트로 이루어지는 구조일 수 있다.
상기 압착 체결구에는 상부 압착축과 측면 압착축 사이에 탄성력이 인가되도록 스프링이 체결될 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 압착 체결구는, 배관들 간의 연결부에서 배관의 외주 부위를 감싸고 있는 금속링과 고무링이 서로 이격되어 있는 상태에서 상기 금속링 및 고무링에 의해 돌출된 압착부를 가압하여 고무링의 밀림 현상을 방지함으로써 수밀성을 향상시키는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 압착 체결구에 의해 배관들 간의 연결부의 압착력을 향상시켜 내진성을 강화시킴으로써, 배관의 연결부가 분리되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 압착 체결구에 의해 배관들의 연결부가 가압되는 과정의 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 압착 체결구의 사시도이다.
도 3은 도 2의 압착 체결구에 의한 배관 연결부의 가압 상태의 정면도이다.
도 4는 도 3의 a-a′절개 단면도로서, 압착 체결구에 의해 압착부가 가압되는 과정의 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.　 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다.　 또한, 각각의 개시된 실시예의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.　 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.　도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 압착 체결구의 사시도이고, 도 3은 도 2의 압착 체결구에 의해 압착부가 가압되는 상태의 정면도이고, 도 4는 도 3의 a-a′절개 단면도로서, 압착 체결구에 의해 압착부가 가압되는 과정의 도면이다.
도 2를 참조하면, 압착 체결구(200)는 상부 압착축(210), 좌우 대칭인 구조로 이루어진 한 쌍의 측면 압착축(220), 하부 압착축(230) 및 가이드 부(240)를 포함하고 있다.
도 2 및 도 4를 함께 참조하면, 상기 상부 압착축(210)은 압착 체결구(200)의 회전의 기준이 되는 구성요소로서, 그 내주면에 형성되어 있는 상부 가압요홈(도시하지 않으나, 하기에서 설명됨)은 압착부(112)의 상부를 가압하며, 상부 압착축(210)의 양측에는 핀 등으로 축설된 제 1 축(211)이 구비된다.
상기 측면 압착축(220)의 일단부는 상기 제 1 축(211)에 회전 가능하게 연결되고, 그 내주면에 형성되어 있는 측면 가압요홈(222)은 압착부(112)의 좌우측 측면을 가압하며, 상기 측면 압착축(220)은 측면 가압요홈(222)으로부터 하향 연장된 타단부에는 지렛대 원리를 이용하여 작은 힘으로 압착할 수 있도록 하는 제 2 축(221)이 구비된다.
상기 측면 가압요홈(222)은 인서트(223)로 이루어져 측면 압착축(220)으로부터 유동 가능하게 체결된다. 구체적으로, 인서트(223)의 일측 면에 원호를 갖는 장방형의 개구부(224)가 형성되고, 상기 측면 압착축(220)에는 상기 개구부(224) 내에 삽입되어 인서트(223)가 측면 압착축(220)에서 분리되지 않고 유동될 수 있도록 하는 고정핀(225)이 형성된다.
상기 하부 압착축(230)의 내주면에 형성되어 있는 하부 가압요홈(232)은 압착부(112)의 하부를 가압하며, 하부 압착축(230)의 양측에는 제 3 축(231)이 구비된다.
이 때, 상기 측면 압착축(220)의 제 2 축(221)과 하부 압착축(230)의 제 3 축(231)은 가이드 부(240)에 의해서 상호 회전 가능하게 연결된다.
상기 가이드 부(240)는 도시되어 있는 바와 같이, 3개의 축이 연결된 삼각 형태 또는 다수의 축이 연결된 형태로 다양하게 변형될 수 있고, 3개의 꼭지 부분에는 전술한 제 2 축(221)과 제 3 축(231)이 각각 형성되고, 나머지 꼭지 부분에는 제 4 축이 형성된다.
도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 상기 제 4 축(241)에는 압착 체결구(200)를 오므리거나 펼 수 있게 하며, 압착 체결구(200)에 조임력을 발생시킬 수 있는 조임바(250)가 회전 가능하게 연결된다.
도 2를 참조하면, 좌측에 위치하고 있는 측면 압착축(220)의 측면 가압요홈(222) 및 하부 압착축(230)의 하부 가압요홈(232)의 형상을 확인할 수 있으며, 상기 측면 가압요홈(222)과 하부 가압요홈(232)은 압착부(112)를 가압하기 위한 동일한 형상으로 이루어져 있는 바, 측면 가압요홈(222)을 기준으로 설명한다.
상기 측면 가압요홈(222)은 배관들(110, 111)의 연결부에서, 금속링(20) 및 고무링(30)의 개재로 인해 돌출된 압착부(112)의 외면을 면접촉하면서 가압할 수 있는 형상으로 형성되어 있다.
구체적으로, 금속링(20)과 고무링(30)은 서로 일정 간격(d) 만큼 이격된 상태로 배관(110)의 외주면을 감싸고 있으며, 이러한 상태의 배관(110)에 연결되는 배관(111)에는 상기 금속링(20) 및 고무링(30)에 의해 돌출된 압착부(112)가 형성되어 있으며, 상기 압착부(112)는 제 1 돌출부(112a), 제 2 돌출부(112b) 및 평탄부(112c)로 이루어져 있으며, 제 1 돌출부(112a)를 기준점으로, 평탄부(112c) 및 제 2 돌출부(112b) 순으로 형성되어 있다.
상기 압착부(112)의 형상에 대응하여 측면 가압요홈(222)은, 상기 제 1 돌출부(112a)에 면접촉할 수 있도록 원형의 형상으로 내향 만입된 구조의 제 1 만입부(222a), 상기 평탄부(112c)에 면접촉할 수 있는 편평한 구조의 면 가압부(222c) 및 상기 제 2 돌출부(112b)에 면접촉할 수 있도록 원형의 형상으로 내향 만입된 구조의 제 2 만입부(222b)로 이루어지며, 제 1 만입부(222a), 면 가압부(222c) 및 제 2 만입부(222b) 순으로 형성된다.
상기와 같은 방식으로, 하부 가압요홈(232) 또한, 제 1 만입부(232a), 면 가압부(232c) 및 제 2 만입부(232b)로 이루어진다.
한편, 상기 상부 압착축(210)의 내주면에 형성된 상부 가압요홈 및 우측에 위치하고 있는 측면 압착축(220)의 내주면에 형성된 측면 가압요홈은 도시되어 있지 않으나, 좌측에 위치하고 있는 측면 압착축(220)의 가압요홈(222) 또는 하부 압착축(230)의 가압요홈(232)과 동일한 형상으로 형성되어 있는 것으로 이해할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 압착 체결구(200)에 의해 압착부(112)가 가압되는 과정이 도시되어 있음을 확인할 수 있다.
상기 압착 체결구(200)에 의해 가압된 압착부(112)를 살펴보면, 제 1 돌출부(112a)와 제 2 돌출부(112b)는 일정 간격(d)만큼 이격되어 있고, 그 사이에서 평탄부(112c)는 배관(110)과 밀착된 상태를 유지하고 있으므로 고무링(30)이 금속링(20)에 의한 배관의 함몰 부위로 밀려 들어가는 것을 방지할 수 있게 된다. 고무링이 금속링에 의한 함몰 부위로 밀려들어가지 않도록 하기 위해서, 상기 이격 거리(d)는 7 mm 내지 15 mm 로 형성되는 것이 바람직하다.
20: 금속링 30: 고무링
110, 111: 배관
112: 압착부 112a: 제 1 돌출부
112b: 제 2 돌출부 112c: 평탄부
200: 압착 체결구 210: 상부 압착축
220: 측면 압착축 230: 하부 압착축
240: 가이드 부

Claims (5)

  1. 배관들 간의 연결부를 밀봉하기 위해 개재된 금속링 및 고무링에 의해 돌출된 압착부를 가압하는 압착 체결구로서,
    양측에 제 1 축이 구비되고, 내주면에 상부 가압요홈이 형성되는 상부 압착축;
    일단부는 상기 제 1 축에 회전 가능하게 연결되고, 내주면에는 측면 가압요홈이 형성되며, 하향 연장된 타단부에 제 2 축이 구비되어 있는 한 쌍의 측면 압착축;
    양측에 제 3 축이 구비되고, 내주면에 하부 가압요홈이 형성되는 하부 압착축; 및
    상기 제 2 축과 제 3 축에 각각 회전 가능하게 연결된 가이드 부;를 포함하고,
    상기 압착부는 제 1 돌출부, 제 2 돌출부 및 상기 돌출부들 사이에 위치하는 평탄부로 이루어져 있고,
    상기 가압요홈들은 각각 상기 제 1 돌출부에 면접촉할 수 있도록 원형의 형상으로 내향 만입된 구조의 제 1 만입부, 상기 평탄부에 면접촉할 수 있는 편평한 구조의 면 가압부 및 상기 제 2 돌출부에 면접촉할 수 있도록 원형의 형상으로 내향 만입된 구조의 제 2 만입부를 포함하고,
    상기 평탄부의 내측 면은 상기 압착부의 외측 면이 상기 가압요홈들에 의해 면접촉한 상태에서 조임력에 의해 상기 압착부의 내측에 삽입되는 배관과 접촉되는 것을 특징으로 하는 압착 체결구.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드 부에는 제 4 축이 추가로 구비되어 있고, 상기 제 4 축에는 상기 압착 체결구에 조임력을 발생시키기 위한 조임바가 회전 가능하게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 압착 체결구.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 축 또는 제 3 축의 어느 하나는, 상기 압착축들의 내측으로 배관들의 연결부를 삽입할 수 있도록 분리 및 체결 가능한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 압착 체결구.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 측면 가압요홈은, 상기 측면 압착축에 대해 유동 가능하게 체결된 복수 개의 인서트로 이루어진 것을 특징으로 하는 압착 체결구.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 압착축과 측면 압착축 사이에 탄성력이 인가되도록 스프링이 체결된 것을 특징으로 하는 압착 체결구.
KR1020170080565A 2017-06-26 2017-06-26 수밀성 및 내진성이 향상된 배관용 압착 체결구 KR101904186B1 (ko)

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KR200492516Y1 (ko) * 2019-09-02 2020-10-29 남학우 배관용 압착 체결구
KR200492515Y1 (ko) * 2019-09-02 2020-10-29 남학우 배관용 압착 체결구
CN112032444A (zh) * 2020-09-02 2020-12-04 新乡市丰鑫金属制品有限公司 一种铆接式管道

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