KR101955606B1 - 배관용 클램프 장치 - Google Patents

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KR101955606B1
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Abstract

본 발명과 관련된 배관용 클램프 장치는, 맞대어지는 한 쌍의 플랜지가 상호 가압되도록 상기 한 쌍의 플랜지의 외주를 둘러싼 상태로 체결될 수 있게 형성된 클램프 바디; 상기 한 쌍의 플랜지를 이루는 각 플랜지의 사이에 배치되는 제1오링; 상기 클램프 바디의 내부에서 상기 제1오링을 둘러쌀 수 있게 형성되며, 일 위치에 관통홀이 형성된 리크검출링; 상기 리크검출링의 내측에서 상기 한 쌍의 플랜지를 이루는 각 플랜지의 외주면과 상기 리크검출링의 내측면이 각각 기밀되도록 하고, 상기 관통공과 상기 제1오링의 외측공간을 연통시킬 수 있게 배치된 한 쌍의 제2오링; 및 상기 한 쌍의 제2오링을 이루는 각 제2오링이 상기 리크검출링에 끼워진 상태에서 상기 제2오링의 이탈을 제한할 수 있게 형성된 이탈제한링을 포함할 수 있다.

Description

배관용 클램프 장치{PIPE CLAMP}
본 발명은 배관과 배관의 이음 부위의 밀폐를 유지시키면서도 이음 부위에서 발생하는 리크를 감지할 수 있게 구성된 배관용 클램프 장치에 관한 것이다.
배관용 클램프 장치는 배관과 배관을 연결하는 요소로서, 연결할 대상인 배관의 형상이나 구조에 따라 다양한 타입으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 배관에 플랜지가 있는 경우, 배관용 클램프 장치는 플랜지와 연결할 배관의 플랜지가 맞대어져 상호 밀착되는 방향으로 힘을 가할 수 있게 설계된다.
배관과 배관의 사이에는 유체의 누설 또는 진공의 누설을 방지하기 위해 오링이나 가스켓이 설치되는데, 이들 부품도 시간의 경과 또는 사용조건에 따라 노후화 또는 파손되기도 하며, 이로 인해 누설(leak)이 발생하기도 한다. 진공시스템에 사용되는 배관에서의 누설은 공정을 위하여 요구된 진공의 제어를 어렵게 하거나, 제품의 불량을 야기하기도 하며 에너지를 낭비하거나 비용을 상승시키는 요인으로 작용한다. 이러한 점에서 배관용 클램프 장치는 밀폐상태를 안정적으로 유지하면서도 노후된 오링이나 이음 구조를 용이하게 교체하거나 수리하여 확대손실을 최소화시킬 수 있도록 구성될 필요가 있다.
관련선행문헌:
1. 대한민국 공개특허 10-2016-011638호(2016.10.06. 공개)에 개시된 "배관용 클램프 장치"
2. 대한민국 등록특허 10-1200719호(2012.11.12 공고)에 개시된 "배관 연결용 클램프 장치"
3. 대한민국 공개특허 제10-2014-0015935호(2014.02.07 공개)에 개시된 "배관 연결부 누설검사장치"
본 발명의 목적은 배관의 이음새에서 발생하는 리크를 감지할 수 있는 배관용 클램프 장치를 제시하는데 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 목적은 배관의 이음새에서 발생하는 압력의 변화를 감지하여 이를 리크 여부를 확인할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명과 관련된 배관용 클램프 장치는, 맞대어지는 한 쌍의 플랜지가 상호 가압되도록 상기 한 쌍의 플랜지의 외주를 둘러싼 상태로 체결될 수 있게 형성된 클램프 바디; 상기 한 쌍의 플랜지를 이루는 각 플랜지의 사이에 배치되는 제1오링; 상기 클램프 바디의 내부에서 상기 제1오링을 둘러쌀 수 있게 형성되며, 일 위치에 관통홀이 형성된 리크검출링; 상기 리크검출링의 내측에서 상기 한 쌍의 플랜지를 이루는 각 플랜지의 외주면과 상기 리크검출링의 내측면이 각각 기밀되도록 하고, 상기 관통홀과 상기 제1오링의 외측공간을 연통시킬 수 있게 배치된 한 쌍의 제2오링; 및 상기 한 쌍의 제2오링을 이루는 각 제2오링이 상기 리크검출링에 끼워진 상태에서 상기 제2오링의 이탈을 제한할 수 있게 형성된 이탈제한링을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 클램프 바디에 상기 관통홀에 접속되기 위한 튜브가 통과될 수 있게 형성된 통과홀이 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 리크검출링은 내측면에 복수의 그루브가 형성된 금속링의 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 복수의 그루브는, 상기 제1오링이 끼워져 안착될 수 있게 형성된 제1그루브; 및 상기 제1그루브의 양측에 각각 형성되며, 상기 한 쌍의 제2오링이 각각 안착될 수 있게 형성된 한 쌍의 제2그루브를 포함될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 한 쌍의 제2그루브를 이루는 각 제2그루브의 외측에는 상기 이탈 제한링이 걸려질 수 있도록 턱형상부가 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이탈제한링은 일측이 개방된 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이탈제한링은 탄성 변형이 가능한 금속링의 형태로 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 이탈제한링은 단면도로 보았을 때 상기 턱형상부에 걸려질 수 있게 형성된 수직돌출부와, 상기 수직돌출부와 일체로 형성되는 수평링부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 제1그루브와 상기 제2그루브 사이의 돌출 부위에는 내주면 방향을 따라 복수의 위치에 누설 기체가 통과될 수 있도록 월류홈이 형성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 배관용 클램프 장치는, 상기 제1오링의 내주면에 배치되며, 상기 제1오링을 지지하는 지지링을 더 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 클램프 바디는, 상기 한 쌍의 플랜지의 일측을 감쌀 수 있게 형성된 제1클램프 바디; 상기 한 쌍의 플랜지의 타측을 감쌀 수 있게 형성된 제2클램프 바디; 상기 제1클램프 바디의 일 단부와 상기 제2클램프 바디의 일 단부를 연결하는 힌지부; 및 상기 힌지부의 반대쪽에서 상기 제1클램프 바디와 상기 제2클램프 바디를 체결시킬 수 있게 구성된 나사부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 배관용 클램프 장치는, 상기 나사부의 풀림을 방지할 수 있게 형성된, 풀림방지유닛을 더 포함하고, 상기 풀림방지유닛은, 상기 나사부를 힌지 형태로 지지하는 요크부; 상기 나사부의 측면에 원주방향으로 형성된 코류게이션(corrugation) 형상부; 및 상기 코류게이션 형상부에 상기 나사부의 체결각도에 따라 탄성적으로 걸림될 수 있게 형성된 탄성걸림부를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 배관용 클램프 장치에 의하면, 플랜지와 플랜지 사이에 기밀을 위하여 배치되는 제1오링의 주위를 한 쌍의 제2오링으로 밀폐시키고, 리크검출링의 관통홀을 통하여 압력의 변화를 외부에서 전달받을 수 있게 구성함으로써, 플랜지의 주변에서 진공 등의 누설이 있을 때 이를 정확하게 감지할 수 있게 된다.
본 발명과 관련된 일 예에 의하면, 한 쌍의 제2오링을 통하여 리크의 감지를 위하여 플랜지 주변의 기밀을 유지시키면서도, 이탈 제한링을 통하여 제2오링의 설치의 편의성과 기밀유지성을 향상시킨다.
또한, 본 발명과 관련된 다른 일 예에 의하면, 클램프 바디의 풀림을 방지할 수 있도록 풀림방지유닛을 설치함으로써, 진동 등 다양한 원인에 의한 클램프의 풀림을 원천적으로 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명과 관련된 일 예에 따른 배관용 클램프 장치(100)의 사시도
도 2는 도 1의 배관용 클램프 장치(100)의 부분 분해 사시도
도 3은 본 발명과 관련된 리크검출유닛(150)의 분해 사시도
도 4는 도 3의 리크검출유닛(150)의 조립 방법을 설명하기 위한 단면도
도 5는 본 발명과 관련된 리크검출링(153)의 단면도
도 6은 본 발명과 관련된 배관용 클램프 장치(100)가 조립되어 운용중인 일 상태를 보인 단면도
이하, 본 발명과 관련된 배관용 클램프 장치를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명과 관련된 배관용 클램프 장치(100)는 플랜지를 갖는 배관과 배관의 연결을 위한 다양한 배관시스템에 적용될 수 있다. 그러한 예로서, 진공 배관 또는 기체의 수송관 등일 수 있다.
도 1과 같이, 본 발명과 관련된 배관용 클램프 장치(100)는 크게 클램프 바디(110)와, 풀림방지유닛(120) 및 리크검출유닛(150) 등을 구비할 수 있다. 경우에 따라, 풀림방지유닛(120)이 본 실시예와 다른 형태로 구성되거나 생략되는 것도 가능하다.
클램프 바디(110)는 맞대어지는 한 쌍의 플랜지(F1, F2)가 상호 가압되도록 플랜지(F1, F2; 도 6 참조)의 외주를 둘러싼 상태로 체결될 수 있게 형성된다. 구체적으로, 클램프 바디(110)는 한 쌍의 플랜지(F1, F2)의 일측을 감쌀 수 있게 형성된 제1클램프 바디(111)와, 한 쌍의 플랜지(F1, F2)의 타측을 감쌀 수 있게 형성된 제2클램프 바디(112)와, 제1클램프 바디(111)와 제2클램프 바디(112)의 일 단부를 연결하는 힌지부(113) 및, 힌지부(113)의 반대쪽에서 제1클램프 바디(111)와 제2클램프 바디(112)를 체결시킬 수 있게 구성된 나사부(125)를 포함할 수 있다.
도 2와 같이, 제1클램프 바디(111) 및 제2클램프 바디(112)의 힌지부(113)의 반대쪽은 개방된 한 쌍의 플랜지(F1, F2)로부터 완전히 분리될 수 있도록 개방 가능한 형태로 구성된다. 제1클램프 바디(111) 및 제2클램프 바디(112)의 단부에는 나사부(125)가 걸려지기 위한 잠금홈을 가질 수 있다.
도 2에 의하면, 풀림방지유닛(120)은, 나사부(125)를 힌지 형태로 지지하는 요크부(121)와, 나사부(125)의 측면에 원주방향으로 형성된 코류게이션(corrugation) 형상부(126) 및, 코류게이션 형상부(126)에 나사부(125)의 체결 각도에 따라 탄성적으로 걸림될 수 있게 형성된 탄성걸림부(124; 도 1 참조)를 포함할 수 있다.
나사부(125)는 제2클램프 바디(112)의 단부에 힌지(123)에 의해 걸려지는 제1나사부(125a)와, 제1나사부(125a)에 대하여 체결 또는 이완되는 제2나사부(125b)를 포함할 수 있다. 제1나사부(125a) 및 제2나사부(125b)는 길이 방향으로 연장된 형태로서, 제2나사부(125b)의 측면에 형성된 코류게이션 형상부(126) 역시 제2나사부(125b)의 여러 체결위치에 대응하여 작용할 수 있도록 길이 방향으로 연장된 형태일 수 있다. 제2나사부(125b)의 상면에 공구헤드가 형성된다. 제2나사부(125b)의 내부는 제1나사부(125a)가 체결되기 위한 중공 및 내측면 나사산을 갖는다. 제1나사부(125a)는 제2나사부(125b)의 중공에 삽입되는 형태로서, 제2나사부(125b)의 내측면 나사산에 대응하여 외측면 나사산을 갖는다.
요크부(121)는 제2클램프 바디(112)에 힌지에 의해 연결되어 있으며, 그 단부에는 나사부(125)가 통과되기 위한 요크 헤드(122)가 구비된다. 탄성걸림부(124)는 그 내부에 스프링과 볼(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 탄성걸림부(124)의 볼이 코류게이션 형상부(126)의 오목한 부분에 걸려있을 때는, 체결이 완료된 나사부(125)의 풀림을 방지하기 위한 잠금장치로서 작용한다.
도 3 내지 도 6과 같이, 한 쌍의 플랜지(F1, F2)를 이루는 제1플랜지(F1)와 제2플랜지(F2)의 사이에 배치되는 제1오링(151)이 구비될 수 있다. 제1오링(151)은 제1배관(P1)와 제2배관(P2) 사이의 연결부위에서 실질적인 기밀을 담당하며, 이의 노후화 또는 파손 등에 의한 누설을 리크검출유닛(150)에 의하여 검출한다. 제1오링(151)의 내주면에는 제1오링(151)을 지지하기 위한 지지링(152)이 구비될 수 있다. 지지링(152)은 제1오링(151)이 걸려지기 위한 외주홈을 가질 수 있다. 이에 의하여, 지지링(152)은 제1오링(151)의 형태 및 위치를 유지시킨다.
리크검출유닛(150)은, 클램프 바디(110)의 내부에서 제1오링(151)을 둘러쌀 수 있게 형성되며 일 위치에 관통홀(154)이 형성된 리크검출링(153)과, 리크검출링(153)의 내측에서 제1플랜지(F1)와 제2플랜지(F2)의 외주면과 리크검출링(153)의 내측면이 각각 기밀되도록 하고 관통홀(154)과 제1오링(151)의 외측공간을 연통시킬 수 있게 배치된 한 쌍의 제2오링(161, 163) 및, 제2오링(161, 163)이 리크검출링(153)에 끼워진 상태에서 제2오링(161, 163)의 이탈을 제한할 수 있게 형성된 이탈제한링(162, 164)을 포함할 수 있다.
도 5 및 도 6과 같이, 리크검출링(153)은 내측면에 복수의 그루브가 형성된 금속링의 형태로 형성될 수 있다. 관통홀(154)은 실질적으로 제2오링(161, 163)에 의해 밀폐된 제1오링(151)의 주위의 공간을 외부로 연결하는 통로이다. 관통홀(154)에는 외부의 검출장치와 연결되기 위한 튜브(170) 또는 센서장치가 직접 장착될 수 있다. 관통홀(154)의 주위에는 튜브(170)의 탈착을 위한 나사홀(159)이 형성될 수 있다. 관통홀(154) 및 나사홀(159)의 가공 및 튜브(170)의 설치공간을 위하여 리크검출링(153)의 일측에는 설치 가공면(155)이 형성될 수 있다. 튜브(170)가 통과되어 관통홀(154)에 접속될 수 있도록 제1플랜지(F1)에는 통과홀(117)이 형성될 수 있다.
리크검출링(153)의 내측면에 형성되는 복수의 그루브는, 제1오링(151)이 끼워져 안착될 수 있게 형성된 제1그루브(156)와, 제1그루브(156)의 양측에 각각 형성되며 제2오링(161, 163)이 각각 안착될 수 있게 형성된 한 쌍의 제2그루브(157)를 포함할 수 있다. 제2그루브(157)의 외측에는 이탈제한링(162, 164)이 걸려질 수 있도록 턱형상부(158)가 각각 형성될 수 있다.
이탈제한링(162, 164)은 탄성 변형이 가능한 금속링의 형태로서, 단면도로 보았을 때 턱형상부(158)에 걸려질 수 있게 형성된 수직돌출부(162a)와 수직돌출부(162a)와 일체로 형성되는 수평링부(162b)를 포함할 수 있다.
이탈제한링(162, 164)은 일측이 개방된 'C'자 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 도 4와 같이, 제2오링(161, 163)을 설치하기 위해서는, 제2오링(161, 163)을 제2그루브(157)에 삽입한 후, 이탈제한링(162, 164)을 살짝 오므려 수직돌출부(162a)가 턱형상부(158)의 내측으로 진입되도록 하고, 오므렸던 이탈제한링(162, 164)을 놓으면 탄성에 의해 이탈제한링(162, 164)이 벌려져 수직돌출부(162a)가 턱형상부(158)에 걸려진다. 이러한 이탈제한링(162, 164)은 제2오링(161, 163)의 기밀을 위한 정확한 위치와 형상을 유지시키는 요소이며, 제1클램프 바디(111)와 제2클램프 바디(112)의 조임 작용에 의하여 배관(P1, P2)의 축방향으로 힘이 작용하면 이탈제한링(162, 164)도 함께 제1클램프 바디(111)와 제2클램프 바디(112)에 의하여 이동되어 제2오링(161, 163)의 기밀작용을 돕는다.
도 5와 같이, 리크검출링(153)의 제1그루브(156)와 제2그루브(157)의 사이의 돌출 부위(156a)에는 내부면 방향을 따라 복수의 위치에 누설 기체가 통과될 수 있도록 월류홈(165)이 형성될 수 있다. 이러한 월류홈(165)은 제1오링(151)의 주위의 임의의 위치에서 누설이 발생하더라도 누설에 의한 압력의 변화가 리크검출링(153)의 관통홀(154)에 전달되도록 하여 외부에서 이를 즉각적으로 감지할 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기와 같이 설명된 배관용 클램프 장치는 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용되지 않는다. 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100: 배관용 클램프 장치 110: 클램프 바디
111: 제1클램프 바디 112: 제2클램프 바디
120: 풀림방지유닛 121: 요크부
122: 요크 헤드 123: 힌지
124: 탄성걸림부 125: 나사부
126: 코류게이션 형상부 150: 리크검출유닛
151: 제1오링 152: 지지링
153: 리크검출링 154: 관통홀
155: 설치 가공면 156: 제1그루브
156a: 돌출 부위 157: 제2그루브
158: 턱형상부 159: 나사홀
161, 163: 제2오링 162, 164: 이탈제한링
165: 월류홈 170: 튜브
F1, F2: 플랜지 P1, P2: 배관

Claims (12)

  1. 맞대어지는 한 쌍의 플랜지가 상호 가압되도록 상기 한 쌍의 플랜지의 외주를 둘러싼 상태로 체결될 수 있게 형성된 클램프 바디;
    상기 한 쌍의 플랜지를 이루는 각 플랜지의 사이에 배치되는 제1오링;
    상기 클램프 바디의 내부에서 상기 제1오링을 둘러쌀 수 있게 형성되고, 일 위치에 관통홀이 형성되며, 내측면에 복수의 그루브가 형성된, 리크검출링;
    상기 리크검출링의 내측에서 상기 한 쌍의 플랜지를 이루는 각 플랜지의 외주면과 상기 리크검출링의 내측면이 각각 기밀되도록 하고, 상기 관통홀과 상기 제1오링의 외측공간을 연통시킬 수 있게 배치된 한 쌍의 제2오링; 및
    상기 한 쌍의 제2오링을 이루는 각 제2오링이 상기 리크검출링에 끼워진 상태에서 상기 제2오링의 이탈을 제한할 수 있게 형성된 이탈제한링을 포함하고,
    상기 리크검출링의 상기 복수의 그루브는,
    상기 제1오링이 끼워져 안착될 수 있게 형성된 제1그루브; 및
    상기 제1그루브의 양측에 각각 형성되며, 상기 한 쌍의 제2오링이 각각 안착될 수 있게 형성된 한 쌍의 제2그루브를 포함하며,
    상기 한 쌍의 제2그루브를 이루는 각 제2그루브의 외측에는 상기 이탈 제한링이 걸려질 수 있도록 턱형상부가 형성되고,
    상기 이탈제한링은 탄성 변형이 가능한 금속링의 형태로서, 상기 클램프 바디의 조임 작용에 의하여 배관의 축방향으로 힘이 작용하면 상기 제2오링의 기밀력을 높일 수 있게 이동 가능하게 형성되며,
    상기 이탈제한링은 단면도로 보았을 때 상기 턱형상부에 걸려질 수 있게 형성된 수직돌출부와, 상기 수직돌출부와 일체로 형성되는 수평링부를 포함하고,
    상기 이탈제한링은 오므려진 상태로 상기 턱형상부의 내부로 삽입되고 힘이 제거되면 탄성에 의해 벌어짐으로써 상기 수직돌출부가 상기 턱형상부에 걸려질 수 있도록, 일측이 개방된 'C'자 형태로 형성된, 배관용 클램프 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램프 바디에 상기 관통홀에 접속되기 위한 튜브가 통과될 수 있게 형성된 통과홀이 형성된, 배관용 클램프 장치.
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  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1그루브와 상기 제2그루브 사이의 돌출 부위에는 내주면 방향을 따라 복수의 위치에 누설 기체가 통과될 수 있도록 월류홈이 형성된, 배관용 클램프 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1오링의 내주면에 배치되며, 상기 제1오링을 지지하는 지지링을 더 포함하는, 배관용 클램프 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 클램프 바디는,
    상기 한 쌍의 플랜지의 일측을 감쌀 수 있게 형성된 제1클램프 바디;
    상기 한 쌍의 플랜지의 타측을 감쌀 수 있게 형성된 제2클램프 바디;
    상기 제1클램프 바디의 일 단부와 상기 제2클램프 바디의 일 단부를 연결하는 힌지부; 및
    상기 힌지부의 반대쪽에서 상기 제1클램프 바디와 상기 제2클램프 바디를 체결시킬 수 있게 구성된 나사부를 포함하는, 배관용 클램프 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 나사부의 풀림을 방지할 수 있게 형성된, 풀림방지유닛을 더 포함하고, 상기 풀림방지유닛은,
    상기 나사부를 힌지 형태로 지지하는 요크부;
    상기 나사부의 측면에 원주방향으로 형성된 코류게이션 형상부; 및
    상기 코류게이션 형상부에 상기 나사부의 체결각도에 따라 탄성적으로 걸림될 수 있게 형성된 탄성걸림부를 포함하는, 배관용 클램프 장치.
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