KR101915492B1 - 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부면에 홈을 갖고, 상기 홈에 스넵링이 끼워지는 배관; 중앙부분에 중공과 그 외측에 상기 배관의 외경 길이의 간격으로 기밀 부재가 융기되어 형성되고, 상기 기밀 부재는 스넵링과 플랜지에 면접촉하는 기밀가스켓; 상기 기밀가스켓과 플랜지 사이의 유체의 기밀을 유지하는 기능을 갖고 있으며, 일부가 절단되어 벌어지고, 상기 배관의 외부면의 홈에 끼워져 플랜지와 기밀가스켓의 완충 역할을 하는 스넵링; 및 중앙부분에 중공과 그 외측에 복수의 체결홀을 구비하고, 상기 기밀가스켓이 끼워지도록 내부면으로 인입되는 절곡 형상을 갖는 플랜지;로 구성된 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구에 관한 것이다.

Description

무용접 조립식 배관 플랜지 연결구{Non-welding prefabricated Pipe flange connection}

본 발명은 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부면에 홈을 갖고, 상기 홈에 스넵링이 끼워지는 배관; 중앙부분에 중공과 그 외측에 상기 배관의 외경 길이의 간격으로 기밀 부재가 융기되어 형성되고, 상기 기밀 부재는 스넵링과 플랜지에 면접촉하는 기밀가스켓; 상기 기밀가스켓과 플랜지 사이의 유체의 기밀을 유지하는 기능을 갖고 있으며, 일부가 절단되어 벌어지고, 상기 배관의 외부면의 홈에 끼워져 플랜지와 기밀가스켓의 완충 역할을 하는 스넵링; 및 중앙부분에 중공과 그 외측에 복수의 체결홀을 구비하고, 상기 기밀가스켓이 끼워지도록 내부면으로 인입되는 절곡 형상을 갖는 플랜지;로 구성된 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구에 관한 것이다.

일반적으로 배관 플랜지는 구조적으로 배관파이프의 외주 직경보다 커야 하기 때문에 그 부분을 형성하기 위해서는 주물방법으로 파이프를 제조하는 경우를 제외하고는 거의 대부분이 배관파이프의 외부면에 별개의 구성요소인 플랜지를 결합시킨 상태에서 그 결합부분을 용접하여 배관파이프의 단부에 플랜지를 일체로 형성하게 된다.

종래 배관파이프에 플랜지가 용접되는 방식은 단순하게 플랜지에 형성된 고정공으로 고정하고자 하는 배관파이프의 선단을 삽입한 후 그 연결부위를 용접함으로써, 일련의 플랜지 용접작업이 완료되었다.

그러나, 플랜지에는 배관파이프의 끝단에 용접된 후 다른 배관파이프의 끝단으로 용접된 플랜지와 체결을 위한 다수개의 체결공이 일정 간격으로 형성되어 있는 관계로, 플랜지에 형성된 체결공의 위치를 고려하지 않고, 즉 체결공의 위치가 정확한 위치가 아닌 틀어지도록 플랜지에 형성된 고정공으로 배관파이프의 끝단으로 삽입하여 용접을 함으로써, 정작 배관파이프와 배관파이프를 연결하고자 각 플랜지를 결합시 그 플랜지에 형성된 체결공의 위치가 서로 상이한 문제점으로 인하여 연결하고자 하는 둘 중 하나의 배관파이프는 사용하지 못하는 폐단이 있었다.

또한 플랜지에 배관파이프를 용접하는 시간이 오래 걸리며, 유지 보수가 어렵고, 지진과 진동에 따른 배관의 휨 및 비틀림 모멘트 등 응력 흡수가 어려우며 불똥과 화재의 위험이 높아지는 경향이 있다.

한편, 일반적으로 물공급관의 압력이 4Mpa 40.9k, 가스배관의 압력이 일반적으로 0.3k, 고압일경우 2k이내, 가스배관이 비석면일 경우 -100도~250도 이다

이러한 가스시설이나 유류시설에 배관에는 폭발이나 대형 화재 위험성이 있고 특히 개보수공사에 사용되는 용접배관은 위험성이 아주 높아진다

따라서 가스시설이나 유류시설에 일정 조건만 충족된다면 선택에 여지없이 무용접 조립식 배관을 사용 하는 게 매우 필요하게 되었다.

한국공개특허 제2000-0006844호 한국등록특허 제0337230호 한국등록특허 제1134992호 한국공개특허 제2012-0049933호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 용접을 사용하지 않고 특수한 재질과 형태의 기밀가스켓을 이용하여 고압의 배관에도 사용할 수 있는 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 외부면에 홈을 갖고, 상기 홈에 스넵링이 끼워지는 배관; 중앙부분에 중공과 그 외측에 상기 배관의 외경 길이의 간격으로 기밀 부재가 융기되어 형성되고, 상기 기밀 부재는 스넵링과 플랜지에 면접촉하는 기밀가스켓; 상기 기밀가스켓과 플랜지 사이의 유체의 기밀을 유지하는 기능을 갖고 있으며, 일부가 절단되어 벌어지고, 상기 배관의 외부면의 홈에 끼워져 플랜지와 기밀가스켓의 완충 역할을 하는 스넵링; 및 중앙부분에 중공과 그 외측에 복수의 체결홀을 구비하고, 상기 기밀가스켓이 끼워지도록 내부면으로 인입되는 절곡 형상을 갖는 플랜지;로 구성된다.

상기 기밀 부재는, 배관의 외측면과 접촉하는 수평면부; 스넵링의 일면과 접촉하는 수직면부; 및 플랜지의 내부면에 인입되는 절곡의 경사면에 대응하도록 점차 높아지는 구조를 갖는 경사면부;를 포함한다.

상기 플랜지는 원통형 판상의 형상이고, 절곡 형상의 수직면과 수평면이 스넵링과 접촉하고, 경사면이 기밀가스켓의 경사면부와 접촉하며, 볼트를 상기 한쌍의 플랜지들에 관통하여 형성된 체결홀에 삽입하고, 너트로 체결하는 것에 의하여 한쌍의 배관이 상호 연결되도록 한다.

상기 스넵링은 단면 형상이 직사각형 형상이고, 제1면이 배관의 홈에 삽입되어 접촉되고, 제2면과 제3면이 플랜지의 수직면과 수평면에 접촉되며, 제4면이 기밀가스켓의 수직면부와 접촉된다.

상기 기밀가스켓은, 공간기밀링과 가스켓으로 나뉘고, 상기 공간기밀링은 배관의 외측면과 접촉하는 수평면부; 스넵링의 일면과 가스켓의 일면과 접촉하는 한쌍의 수직면부; 및 플랜지의 내부면에 인입되는 절곡의 경사면에 대응하도록 점차 높아지는 구조를 갖는 경사면부;를 포함한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 플랜지와 배관을 용접을 사용하지 않고 결합할 수 있어 작업성과 안전성이 향상될 뿐만 아니라 이에 따른 공사비를 크게 줄일 수 있다.

또한 본 발명은 용접이 아닌 테이퍼진 형태를 이용하여 접촉하는 부분에 완충 역할을 하면서 기밀성이 있게 결합하도록 하여 고압의 배관에도 사용가능한 밀폐력을 증대시킬 수 있다.

또한 본 발명은 차츰 경사도가 높아져 넓은 내경을 갖는 테이퍼 형상을 포함하여, 완전히 상호간 끼워져 고정 결합되어 테이퍼진 내주면의 마찰력 또한 증대하여 반대편으로 충격이 오더라도 풀리는 것을 방지한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구의 전체적인 연결 상태를 보여주는 절단된 도면이다.
도 2는 도 1의 절단면을 세부적으로 분리하여 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구 중 플랜지를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구 중 스넵링을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구 중 기밀가스켓을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 세부 결합 형태를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기밀가스켓과 스넵링과 플랜지가 결합된 형태를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 중앙부분에 중공과 그 외측에 상기 배관의 외경 길이의 간격으로 기밀 부재가 융기되어 형성된 기밀가스켓을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 플랜지의 세부 절단면 모습을 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 스넵링의 세부 절단면 모습을 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예로서 공간기밀링의 절단면도와 평면도를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예로서 가스켓의 절단면도와 평면도를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 1의 기밀가스켓을 대체한 도 11과 도 12의 공간기밀링과 가스켓의 결합 절단면도를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예로서 결합된 모습을 보여주는 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 배관 연결구에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 조금 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

또한 도면 번호에 한 개의 따옴표(') 가 추가되어 지칭되는 것은 유사한 구성요소를 뜻하지만 내부 구성은 다를 수 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구의 전체적인 연결 상태를 보여주는 절단된 도면이고, 도 2는 도 1의 절단면을 세부적으로 분리하여 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구 중 플랜지를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구 중 스넵링을 보여주는 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 배관(100); 기밀가스켓(300); 스넵링(250); 플랜지(200); 등으로 구성된다.

자세하게 살펴보면, 배관(100)은 외부면에 홈을 갖고, 상기 홈에 스넵링(250)이 끼워지는 관이다.

기밀가스켓(300)은 중앙부분에 중공과 그 외측에 상기 배관의 외경 길이의 간격으로 형성되어, 배관 간의 연결된 틈새를 최소화 할 수 있는 구조이다.

기밀가스켓(300)은 외측에 주회하여 기밀 부재(302)가 융기되어 형성되고, 상기 기밀 부재는 스넵링(250)과 플랜지(200)에 면접촉하는 가스켓이다.

또한 기밀가스켓(300)으로 사용되는 EPDM 가스켓은 EPDM 고무를 중심재로 해서 불소수지 필름을 가압 가열 성형하고 일체형으로 밀착시킨 가스켓이거나, 고무의 탄성과 PTFE의 내열성, 내약품성을 겸하여 갖추고 있으며, 실링(Sealing)이 우수한 가스켓 등을 사용하는 것이 바람직하다.

이외에도 상기 기밀가스켓(300)은 석면, 알루미늄 금속, 경질 금속, 비철 금속, 플라스틱, 고무 등이 사용될 수 있다.

이 때, 본 발명은 공간기밀링 또는 기밀가스켓 소재만 달라지면 가스나 유류배관을 포함한 모든배관에 사용가능하다.

스넵링(250)은 "ㅇ" 링의 형상으로 이루어지되 단면 형상이 직사각형으로, 상기 기밀가스켓(300)과 플랜지(200) 사이의 유체의 기밀을 유지하는 기능을 갖고 있으며, 일부가 절단되어 벌어지고, 상기 배관(100)의 외부면의 홈에 끼워져 플랜지와 기밀가스켓(300)의 완충 역할을 하는 링이다.

플랜지(200)는 중앙부분에 중공과 그 외측에 복수의 체결홀(210)을 구비하고, 상기 기밀가스켓(300)이 끼워지도록 내부면으로 인입되는 절곡 형상을 갖는 부재이다.

따라서 플랜지(200) 등이 접촉하는 부분이 진동 등에 완충 역할을 하면서 기밀성이 높게 결합되도록 할 수 있다.

또한 기밀가스켓(300)과 스넵링(250)과 플랜지(200)를 상호 맞추는 작업이 상당히 번거로웠지만, 본 발명은 용접하지 않고 적절히 배관(100)을 중심으로 테이퍼 형상 등에 상호 맞추는 작업이 용이하여 작업이 편리하다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구 중 기밀가스켓을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 세부 결합 형태를 보여주는 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 기밀가스켓과 스넵링과 플랜지가 결합된 형태를 보여주는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이 기밀가스켓(300)은 외측에 주회하여 기밀 부재(302)가 융기되어 형성되며, 융기 형상이 일측부만 테이퍼된 형상이 바람직하다.

따라서 양측부가 테이퍼된 형상이 아니라서 타측면이 배관(100)의 평평한 면에 밀착되어 부착될 수 있고, 일측면이 플랜지(200)의 테이퍼면에 밀착되어 결합될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 플랜지(200)를 배관(100)의 임의의 위치에 결합시킨 후, "ㅇ" 링의 형상의 스넵링(250)을 배관(100)의 외부면의 홈에 결합시켜 상기 플랜지(200)를 고정한다.

그리고 도 7에 도시된 바와 같이 상기 플랜지(200)와 기밀가스켓(300)을 스넵링(250)을 사이에 두고 결합시켜 면접촉 부위와 테이퍼 접촉 부위를 적절히 조화시켜 조립 결합되기에는 쉽지만 분해 해제되기에는 어려운 연결 구조를 재현할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 중앙부분에 중공과 그 외측에 상기 배관의 외경 길이의 간격으로 기밀 부재가 융기되어 형성된 기밀가스켓을 보여주는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 플랜지의 세부 절단면 모습을 보여주는 도면이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 스넵링의 세부 절단면 모습을 보여주는 도면이다.

도 8에 도시된 바와 같이 상기 기밀 부재(302)는 배관(100)의 외측면과 접촉하는 수평면부(302-3); 스넵링(250)의 일면과 접촉하는 수직면부(302-2); 및 플랜지(200)의 내부면에 인입되는 절곡의 경사면에 대응하도록 점차 높아지는 구조를 갖는 경사면부(302-1);를 포함한다.

즉 상기 기밀 부재(302)는 외부 플랜지(200)로 향하는 부분이 차츰 경사도가 낮아진 테이퍼 형상을 포함하여 조립 결합되기에는 쉽지만 분해 해제되기에는 어려운 구조가 되어서, 진동과 내진 문제에서 자유로워진다.

또한 상기 기밀 부재(302)에 따라 좌우 흔들림을 테이퍼 형상으로 효과적으로 억제하여 지진이나 진동에 의한 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구 전체에 금이 가거나 터지는 형상 등의 문제점을 해결하여 내진성능을 강화하였다.

따라서 상기 기밀 부재(302)와 외부 플랜지(200)의 테이퍼 형상간에 밀착 결합되면 용접된 것과 같은 내구성을 가지며, 추가적으로 작업성과 안전성도 향상된다.

도 9에 도시된 바와 같이 상기 플랜지(200)는 원통형 판상의 형상이고, 절곡 형상의 수직면(200-5)과 수평면(200-1)이 스넵링(250)과 접촉하고, 경사면(200-3)이 기밀가스켓(300)의 경사면부(302-1)와 접촉하며, 볼트를 상기 한쌍의 플랜지들에 관통하여 형성된 체결홀에 삽입하고, 너트로 체결하는 것에 의하여 한쌍의 배관이 상호 연결되도록 한다.

도 10에 도시된 바와 같이 상기 스넵링(250)은 단면 형상이 직사각형 형상이고, 제1면(250-1)이 배관(100)의 홈에 삽입되어 접촉되고, 제2면(250-2)과 제3면이 플랜지(200)의 수직면(200-5)과 수평면(200-1)에 접촉되며, 제4면이 기밀가스켓(300)의 수직면부(302-2)와 접촉된다.

한편 도 11 내지 도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예는 도 1의 배관(100); 스넵링(250); 플랜지(200);는 동일한 구성으로 가되, 기밀가스켓(300)을 공간기밀링(302')과 가스켓(304')으로 나누어 제조 공정과 생산의 편리성을 도모할 수 있다.

즉 상기 공간기밀링(302')은 배관(100)의 외측면과 접촉하는 수평면부; 스넵링(250)의 일면과 접촉하는 수직면부; 및 플랜지(200)의 내부면에 인입되는 절곡의 경사면에 대응하도록 점차 높아지는 구조를 갖는 경사면부;를 포함한다.

또한 상기 가스켓(304')은 특정 공간으로 가스가 유출되는 것을 방지하기 위해 상기 한쌍의 배관(100)을 연결하는 한쌍의 스넵링(250)과 플랜지(200)와 공간기밀링(302')에 대하여 하나의 가스켓으로 이루어져 양측 방향에서 생성되는 가스 등의 누설을 방지할 수 있다.

상기 가스켓(304')은 가스시설이나 유류시설에 배관에 석면, 알루미늄 금속, 경질 금속, 비철 금속, 플라스틱, 고무 등의 재질로서 사용될 수 있다.

이 때, 본 발명은 공간기밀링 또는 기밀가스켓 소재만 달라지면 가스나 유류배관을 포함한 모든배관에 사용가능하다.

100 : 배관
200 : 플랜지
250 : 스넵링
300 : 기밀가스켓
302' : 공간기밀링
304' : 기밀가스켓

Claims (5)

1. 외부면에 홈을 갖고, 상기 홈에 스넵링(250)이 끼워지는 배관(100); 중앙부분에 중공과 그 외측에 상기 배관의 외경 길이의 간격으로 기밀 부재가 융기되어 형성되고, 상기 기밀 부재는 스넵링(250)과 플랜지(200)에 면접촉하며, 한쌍의 공간기밀링(302')과 하나의 가스켓(304')으로 나뉘고, 상기 공간기밀링(302')은 배관(100)의 외측면과 접촉하는 수평면부; 스넵링(250)의 일면과 가스켓(304')의 일면과 접촉하는 한쌍의 수직면부; 및 플랜지(200)의 내부면에 인입되는 절곡의 경사면에 대응하도록 점차 높아지는 구조를 갖는 경사면부;를 포함하는 기밀가스켓(300);
   상기 기밀가스켓(300)과 플랜지(200) 사이의 유체의 기밀을 유지하는 기능을 갖고 있으며, 일부가 절단되어 벌어지고, 상기 배관(100)의 외부면의 홈에 끼워져 플랜지(200)와 기밀가스켓(300)의 완충 역할을 하며, 단면 형상이 직사각형 형상이고, 제1면(250-1)이 배관(100)의 홈에 삽입되어 접촉되고, 제2면(250-2)과 제3면이 플랜지(200)의 수직면(200-5)과 수평면(200-1)에 접촉되며, 제4면이 기밀가스켓(300)의 수직면부(302-2)와 접촉되는 스넵링(250); 및
   중앙부분에 중공과 그 외측에 복수의 체결홀(210)을 구비하고, 상기 기밀가스켓(300)이 끼워지도록 내부면으로 인입되는 절곡 형상을 갖고, 원통형 판상의 형상이고, 절곡 형상의 수직면(200-5)과 수평면(200-1)이 스넵링(250)과 접촉하고, 경사면(200-3)이 기밀가스켓(300)의 경사면부(302-1)와 접촉하며, 볼트를 상기 한쌍의 플랜지들에 관통하여 형성된 체결홀에 삽입하고, 너트로 체결하는 것에 의하여 한쌍의 배관이 상호 연결되도록 하는 플랜지(200);로 구성되는 것을 특징으로 하는 무용접 조립식 배관 플랜지 연결구.
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