KR102059634B1 - 코팅을 구비하는 피팅, 파이프라인 시스템 및 피팅 또는 파이프라인 시스템의 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 밀봉, 해제-불가능 파이프 연결을 위한 피팅으로, 연결하고자 하는 적어도 하나의 파이프(14, 16)를 수용하기 위한 메인 피팅 바디(4)를 구비하고, 적어도 하나의 프레싱 슬리브(6, 8)를 구비하며, 메인 피팅 바디(4)와 프레싱 슬리브(6, 8)는 서로에 대해 할당되어 있는 프레싱 면들(18, 20)을 구비하고, 메인 피팅 바디(4)는, 설치된 상태에서, 연결하고자 하는 파이프들(14, 16)을 향하고 있으며, 메인 피팅 바디(4)의 주변 영역에 할당되어 있는 프레싱 면(22)을 구비하고, 메인 피팅 바디(4) 위 그리고 프레싱 슬리브(6, 8) 위에서 서로에 대해 할당되어 있는 프레싱 면들(18, 20)은, 축 방향으로 프레싱 슬리브(6, 8)의 메인 피팅 바디(4) 상으로의 누름 동작이 메인 피팅 바디(4)의 주변 영역이 반경 방향으로 좁아지게 하는 피팅에 관한 것이다. 본 발명은, 프레싱 면들(18, 20) 중 적어도 하나에 코팅(26)이 제공되어 있고, 코팅(26)은 프레싱 슬리브(6, 8) 및/또는 메인 피팅 바디(4)의 재료보다 연질의 재료로 구성된다는 점에서 구별된다.
Description
본 발명은 밀봉, 해제-불가능의 파이프 연결을 위한 피팅으로, 연결하고자 하는 적어도 하나의 파이프를 수용하기 위한 메인 피팅 바디를 구비하고, 적어도 하나의 프레싱 슬리브를 구비하며, 메인 피팅 바디와 프레싱 슬리브는 서로에 대해 형성되어 있는 프레싱 면들을 구비하고, 메인 피팅 바디는, 설치된 상태에서, 연결하고자 하는 파이프들을 향하고 있으며, 메인 피팅 바디의 주변 영역에 형성되어 있는 프레싱 면을 구비하고, 메인 피팅 바디 위 그리고 프레싱 슬리브 위에서 서로에 대해 형성되어 있는 프레싱 면들은, 축 방향으로 프레싱 슬리브의 메인 피팅 바디 상으로의 미는(pushing) 동작이 메인 피팅 바디의 주변 영역이 반경 방향으로 좁아지게 하는 피팅에 관한 것이다. 또한 본 발명은 그러한 피팅을 구비하는 파이프라인 시스템과, 히팅 설비, 공기-조화 설비, 위생 설비 또는 음료수 설비 또는 컨베이어 기술 또는 의료 유체용 설비에 사용되는, 본 발명에 따른 피팅 또는 파이프라인 시스템의 용도에 관한 것이다.
서두에서 언급한 형태의 피팅은 일반적으로 파이프라인 시스템에서 금속적으로 밀봉 및 해제-불가능 방식으로 파이프들을 연결시키는 데에 사용된다. 일반적인 피팅의 일 예시가 WO 2014/000897 A1호에 공지되어 있다. WO 2014/000897 A1호에 따르면, 금속적으로 밀봉 및 해제-불가능한 파이프 연결부를 형성하기 위해서는 먼저 연결하고자 하는 파이프의 파이프 단부를 메인 피팅 바디의 개구부 내로 삽입시켜서 메인 피팅 바디가 파이프 단부의 원주 둘레를 둘러싸게 한다. 프레싱 슬리브는 프레싱 툴을 사용하여 축 방향으로 메인 피팅 바디 위로 밀어지는데, 여기서 "축 방향"은 파이프 단부의 길이 방향 연장부를 따라서 이에 따라 파이프 단면을 가로지르는 방향을 말한다. 프레싱 슬리브의 내부 측면 직경은 축 방향으로 측정되는 프레싱 슬리브의 전장에 걸쳐 테이퍼져 있어서, 프레싱 슬리브가 축 방향으로 밀어질 때, 메인 피팅 바디의 둘레 또는 둘레 영역이 플랜지형으로 되어 연결하고자 하는 파이프 단부 내로 가압된다. 즉, 메인 피팅 바디의 둘레 또는 둘레 영역이 그 직경에서 반경 방향으로 좁아진다. 이에 따라 프레싱 슬리브를 축 방향으로 미는 것은 프레싱 슬리브 상에 제공되어 있는 바람직하기로는 테이퍼진 측면에 의해 메인 피팅 바디의 반경 방향 변형으로 된다. "반경 방향"은 연결하고자 하는 파이프 단부의 길이방향 연장부를 가로지르는 방향 및 축 방향을 가로지르는 방향을 말한다. 이러한 방식으로, 프레싱 슬리브의 축 방향 푸싱에 의해 메인 피팅 바디와 파이프 단부가 소성 변형되고 서로 가압된다(pressed).
냉동 공학, 가스 및 워터 설비에 대한 국제 표준에 따른 시험, 실제 시험 및 설비 사이트 시뮬레이션은, 연결하고자 하는 파이프의 품질이나 걸리는 작동 부하에 따라 WO 2014/000897 A1호에 기재되어 있는 피팅을 사용할 때 누출이 종종 일어날 수 있음을 보여주고 있다. 이에 따라, 예를 들어, 연결하고자 하는 파이프 상의 굽힘 응력, 뒤틀림 응력 또는 표면 손상(예를 들어 그루브)이 파이프 연결부의 영역에서 누출 방지가 충분하지 않게 할 수 있다.
굽힘 또는 뒤틀림 응력과 관련하여 프레스 피팅을 더욱 견고하게 하기 위해, 이들 연결부를 기계적으로 추가로 고정하는 것이 공지되어 있다. 또한, 연결하고자 하는 파이프 단부들 표면 위의 결함에 접착제를 사용하여 교정하고 이러한 방식으로 파이프를 밀봉하는 것도 공지되어 있다. 그러나, 이들 구현예들은 파이프 연결부의 재료 비용을 증가시키고, 또한 피팅 설치를 더욱 복잡하게 만든다.
이러한 배경에 대해, 본 발명은 서두에 언급한 유형의 피팅 및 파이프라인 시스템을 특정하는 기술적 문제점과 이전에 언급된 것보다 작지만 또는 적어도 그 정도가 작은 이전에 언급된 단점들에 기초한 것으로, 특히 설비를 간단하게 한다.
이러한 기술적 문제점은 본 발명에 따라 청구항 제1항에 따른 피팅, 그러한 피팅이 제공되어 있는 청구항 제10항에 따른 파이프라인 시스템 및 청구항 제12에 따른 피팅과 파이프라인 시스템의 용도에 의해 해결되는데, 여기서 피팅은 프레싱 면들 중 적어도 하나에 코팅이 제공되어 있고, 코팅은 프레싱 슬리브 및/또는 메인 피팅 바디의 재료보다 연질의 재료로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 문헌에서 "연질의(softer)"라는 용어는 모든 경우에서 연질의 재료는 다른 재료에 비해 경도가 낮은 재료를 의미한다.
본 발명은 프레싱 슬리브 및/또는 메인 피팅 바디보다 연질의 재료를 프레싱 면들 중 적어도 하나에 코팅하면, 프레싱 하는 중에 프레싱 슬리브와 메인 피팅 바디 사이 및/또는 메인 피팅 바디와 연결하고자 하는 파이프 사이에서 일어나는 미끄럼 마찰을 감소시킨다는 연구결과에 기초한다. 코팅은, 피팅과 파이프가 프레스될 때 윤활 효과를 발생시킨다. 메인 피팅 바디와 연결하고자 하는 파이프를 반경 방향으로 변형시키기 위해 전체적으로 필요로 하는 축 방향 결합력은 프레싱 공정 중에 코팅의 윤활 효과에 의해 감소된다. 축 방향 결합력이 감소됨으로 인해, 메인 피팅 바디가 축 방향으로 덜 압축된다. 감소된 압축은 메인 피팅 바디와 연결하고자 하는 파이프 사이에 더 편평하고, 확장된 접촉면을 발생시켜서 파이프 연결부의 누출 방지가 전반적으로 개선되게 된다. 코팅 재료에 따라, 코팅된 프레싱 면의 영역에서 코팅이 내부식성 막으로도 기능한다. 또한, 접합 또는 작동 부하에 의해, 메인 피팅 바디와 연결하고자 하는 파이프 사이에 코팅 재료로부터 정지부(stopper)가 형성될 수 있으며, 이는 접합부를 추가로 밀봉하게 된다.
본 발명에 따르면, 프레싱 슬리브의 프레싱 면과 서로에 대해 형성되어 있는 메인 피팅 바디의 프레싱 면 사이에 코팅이 제공될 수 있다. 이와는 다르게 혹은 이에 부가하여, 본 발명에 따르면, 설치된 상태에서, 연결하고자 하는 파이프에 할당된 메인 피팅 바디의 프레싱 면 위에 코팅이 제공될 수 있다.
설치된 상태에서, 연결하고자 하는 파이프에 할당된 메인 피팅 바디의 프레싱 면 위에 코팅이 제공되어 있는 경우, 코팅 재료가 메인 피팅 바디에 형성되어 있는 파이프의 단부 섹션 위에 있을 수 있는 면 결함부를 채워서 이를 교정함으로써 프레싱 공정 중에 예를 들어 파이프 면 상의 평탄하지 않음, 그루브, 칩 혹은 다른 결함을 밀봉할 수 있다. 피팅의 바람직한 일 실시형태에 따르면, 코팅 재료가 연결하고자 하는 파이프 재료보다 연질이다.
피팅과 프레싱 슬리브는 기본적으로 회전 대칭인 것이 바람직하며, 피팅과 프레싱 슬리브는 특히 단면이 원형인 연결 파이프들을 위해 제공된다. 적어도 하나의 원통형 섹션 외에, 직경이 가변인 적어도 하나의 섹션 특히 원통형 섹션도 제공된다.
이에 따라, 요구되는 접합력이 작아짐에 따라 피팅의 설치가 더욱 용이한 피팅을 사용할 수 있게 된다. 또한, 메인 피팅 바디를 덜 압축함으로써 프레싱 중에 면 결함들이 밀봉될 수 있어서, 밀봉누출 방지를 위해 매우 중요한 메인 피팅 바디와 연결하고자 하는 파이프 사이의 접촉이 개선된다. 본 발명에 따른 피팅은 견고하고 밀봉된 파이프 연결부를 간단하면서도 비용 효율적인 방식으로 생산할 수 있게 된다.
코팅은 연질 금속 또는 연질 금속 합금으로 형성될 수 있다. 코팅은 예를 들면 주석, 아연, 비스무스, 납, 카드뮴, 안티몬, 알루미늄, 동, 인듐 또는 이들의 합금 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. 다른 실시형태에 따르면, 프레싱 면들 중 적어도 하나가 주석 도금된다.
연질 금속 또는 연질 금속 합금으로 이루어진 코팅을 구비하는 이러한 피팅은 파이프라인 시스템에서 금속적으로 밀봉되는 커넥터로 사용될 수 있는데, 금속적으로 밀봉되는 커넥터는 예컨대 공기조화 기술 및 냉동 공학에서 종종 요구되는 바와 같은 누출 방지에 있어 까다로운 사양을 만족시켜야만 한다. 이에 따라, 이러한 피팅은 예컨대 의료 유체 운송용 설비 특히 의료 가스 운송용 설비 또는 냉매 운송용 설비에 적당하다. 또한, 금속학적 연결부는 온도 변동에 매우 강하고 고압에서 사용하기에도 적당하다.
프레싱 슬리브 및/또는 메인 피팅 바디 및/또는 연결하고자 하는 파이프는 예를 들면 강 재료 특히 고-등급 강 재료, 또는 동 재료 특히 황동, 적색 청동, 규소 청동 또는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있으며, 이때 각 재료의 경도는 코팅 재료의 경도보다 높다. 고-등급 강/플라스틱 또는 동/플라스틱으로 구성된 다층 복합 파이프 및 섬유-강화 복합재료는 추가적으로 연결하고자 하는 파이프용 재료로 적합하다. 이들 재료의 경도는 브리넬, 비커스 또는 로크웰에 따른 경도와 같이 금속 재료의 경도 측정용으로 공지되어 있는 방법으로 측정될 수 있다.
전기도금법으로 코팅이 부착되는 경우에 피팅이 특히 경제적으로 제작될 수 있다. 이에 따라, 프레싱 면들 중 하나는 예를 들어 전기도금법으로 부착된 주석 코팅을 구비할 수 있다. 다른 실시형태에서, 코팅은 원리적으로 임의의 방식으로 부착될 수 있다. 이에 따라, 기판 재료와 부착하고자 하는 코팅 재료에 따라, 용융 도금 또는 분말 코팅과 같이 공지의 코팅 방법에 사용될 수 있다.
컴포넌트들을 코팅할 때, 필요에 따라 아래의 공정들이 적용될 수 있다. CVD, PVD 또는 음극 스퍼터링에 의한 스퍼터링이 기상에서의 공정으로 사용될 수 있다. 액상에서의 공정은 예를 들어 페인팅, 써멀 스프레이, 용융 도금 또는 스프레이 코팅 및 전기 도금 또는 화학적 주석-도금 같은 용액 피복 등이 있다. 써멀 스프레이, 분말 코팅, 브레이징에 의한 표면 처리, 플라즈마-이송 아크 용접, 적층 용접, 유동상 소결 또는 기구적 플레이팅이 고상 재료를 기초로 하는 공정으로 사용될 수 있다.
또한, 유기 실란트(organic sealant)로 코팅이 형성될 수 있다. 파이프 연결용 사양에 따라, 유기 실란트가 이전에 기재한 금속 코팅을 대체하는 비용-효율적인 대안이 될 수 있다. 이에 따라, 코팅은 예를 들면 분무, 침지, 브러싱, 닥터 나이프를 사용하는 코팅 또는 프레싱에 의해 부착될 수 있는 실리콘, 폴리우레탄, 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 또는 폴리설파이드를 함유할 수 있다. 사용되는 재료의 경도는 브리넬, 비커스 또는 로크웰에 따라 경도 측정과 같은 금속 재료의 경도 측정법 또는 유기 실란트의 경우에는 쇼어 또는 IRHD(International Rubber Hardness Degree 경도 시험법) 같은 경도 측정법 같이 공지된 측정법으로 결정될 수 있다.
또한, 코팅 특히 금속 코팅의 층 두께는 1㎛ 내지 20㎛ 범위, 바람직하기로는 3㎛ 내지 10㎛ 범위, 더욱 바람직하기로는 4㎛ 내지 7㎛ 범위일 수 있다. 실제 시험은, 특히 코팅이 연질 금속으로 형성되는 경우에 이들 상대적으로 준수한 층 두께에서 코팅에 의한 유리한 윤활 효과 및/또는 밀봉 효과가 이미 나타나고 있음을 보여주고 있다. 플라스틱인 경우 층 두께는 1 내지 200㎛ 범위인 것이 바람직하다.
프레싱 슬리브 및/또는 메인 피팅 바디는 각 프레싱 면을 국부적으로 한정된 영역에만 코팅될 수 있다. 이에 따라, 코팅 공정 중에 예를 들면 코팅하고자 하는 피팅 영역만이 코팅 재료와 접촉하거나 또는 코팅하지 않으려는 구성부품의 부분은 마스킹에 의해 코팅으로부터 배제될 수 있다. 코팅 영역과 인접하는 면 중에서 어떤 기능적인 면이 코팅되지 않기를 원한다면 부분 코팅이 필요할 수도 있다. 또한, 메인 피팅 바디 및/또는 프레싱 슬리브가 완전히 코팅될 수도 있다. 이러한 방식으로 코팅이 특히 효율적으로 그리고 비용-효율적으로 생성될 수 있다.
특히 메인 피팅 바디가 완전히 코팅되는 경우, 설치된 상태에서, 연결하고자 하는 파이프에 할당된 프레싱 면과 프레싱 슬리브에 할당된 메인 피팅 바디의 프레싱 면 모두가 코팅되는 것이 유리하다. 이에 따라, 피팅이 프레스될 때, 한편으로는 연결하고자 하는 파이프와 메인 피팅 바디 사이 그리고 다른 한편으로는 프레싱 슬리브와 메인 피팅 사이의 마찰이 감소된다.
피팅의 다른 실시형태에 따르면, 프레싱 면 영역에서 프레싱 슬리브의 직경이 축 방향으로 측정하였을 때 프레싱 슬리브의 전장에 걸쳐 테이퍼져 있다. 폭은 축 방향으로 측정된 프레싱 슬리브의 폭이다. 결과적으로, 프레싱 슬리브의 축 방향 이동을 메인 피팅 바디의 반경 방향 축소로 변환시키기 위해, 프레싱 슬리브의 프레싱 면은 적어도 국지적으로 축 방향을 가로지르는 방향을 향한다. 이에 따라, 메인 피팅 바디와 연결하고자 하는 파이프의 변형 정도는 그 폭에 걸쳐 테이퍼지는 프레싱 슬리브의 직경의 디자인에 의해 설정될 수 있다. 프레싱 슬리브는 특히 원뿔형, 라운드형 또는 부푼 형태로 테이퍼진 내부 프로파일을 구비한다.
이에 따라 예를 들면 프레싱 슬리브는 기본적으로 메인 피팅 바디의 외부 직경에 대응하는 수용 영역을 구비하여, 메인 피팅 바디가 간극이 있는 상태로 수용 영역 내로 삽입될 수 있다. 이 직경부에서 시작해서, 수용 영역은 프레싱 면으로 병합된다. 프레싱 면 영역에서, 프레싱 슬리브는 변형되지 않은 상태에서 메인 피팅 바디의 외경보다 작은 내경으로 테이퍼진다. 프레싱 공정이 가능하면 부드럽게 이루어질 수 있도록 하기 위해, 수용 영역이 프레싱 면으로 기본적으로 접선 방향으로 연속적으로 또는 곡면 형태로 연속적인 방식으로 병합되도록, 수용 영역의 프레싱 슬리브의 프레싱 면으로의 이행(transition)이 특히 불연속점이 없는 상태로 형성될 수 있다. 접선 방향으로 연속적으로 또는 곡면 형태로 연속적인 방식은 이웃하는 면 요소들의 접선 기울기가 불연속성을 가지지 않는다는 것을 의미한다. 접선 또는 곡면 연속성에 의해, 수용 영역과 프레싱 면 사이의 영역에 리지가 존재하지 않거나 혹은 둥근 리지 혹은 에지만이 존재하게 된다.
피팅의 다른 실시형태에 따르면, 프레싱 슬리브와 메인 피팅 바디 사이의 축 방향 슬라이딩 이동을 메인 피팅 바디 직경의 반경 방향 축소로 변환시키기 위해, 경사면 또는 곡면에 대응하는 면을 메인 피팅 바디 자체에 제공할 수도 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 적어도 하나의 피팅과 상기 피팅에 연결되는 적어도 하나의 파이프를 구비하는 파이프라인 시스템에 관한 것이다.
파이프라인 시스템의 일 실시형태에 따르면, 파이프 재질에 비해 연성인 재료로 형성되는 코팅이 파이프에 할당되는 프레싱 면 위에 제공될 수 있다. 이 경우, 코팅 재료는 피팅과 파이프가 프레스될 때 고르지 않음, 그루브, 칩 또는 다른 파이프 면 위의 흠결 같은 면 결함부를 교정하고, 그 안을 채우며 밀봉하기에 특히 적합하다. 손상된 파이프들 또는 최적의 방식으로 준비되지 않은 파이프들을 설치하는 경우, 이 파이프라인 시스템은 전술한 표면 결함부에 의해 야기되는 누출을 방지한다는 측면에서 매우 강력하다.
전술한 피팅과 파이프라인 시스템은, 그들의 견고함과 비용-효율적 디자인으로 인해, 히팅 설비, 공기-조화 설비, 위생 설비 또는 음용수 설비 또는 기술적 혹은 의료 유체를 운송하기 위한 설비에 사용되기에 특히 적합하다.
이하에서 예시적인 실시형태를 가지고 본 발명을 더 상세하게 설명한다.
도 1은 파이프의 양 단부가 연결되어 있는 본 발명에 따른 피팅의 사시도이다.
도 2는 프레싱하기 전, 도 1의 피팅의 단면도이다.
도 3은 프레싱한 후, 도 1의 피팅의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 프레싱 슬리브의 내부 프로파일의 다양한 디자인을 보여주는 도면들이다.
도 5a는 파이프를 프레싱한 후, 코팅되지 않은 피팅을 나타내는 도면이다.
도 5b는 파이프를 프레싱한 후, 본 발명에 따른 코팅된 피팅을 나타내는 도면이다.
도 5c는 파이프를 프레싱한 후, 본 발명에 따른 또 다른 코팅된 피팅을 나타내는 도면이다.
도 2는 프레싱하기 전, 도 1의 피팅의 단면도이다.
도 3은 프레싱한 후, 도 1의 피팅의 단면도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 프레싱 슬리브의 내부 프로파일의 다양한 디자인을 보여주는 도면들이다.
도 5a는 파이프를 프레싱한 후, 코팅되지 않은 피팅을 나타내는 도면이다.
도 5b는 파이프를 프레싱한 후, 본 발명에 따른 코팅된 피팅을 나타내는 도면이다.
도 5c는 파이프를 프레싱한 후, 본 발명에 따른 또 다른 코팅된 피팅을 나타내는 도면이다.
도 1은 밀봉, 해제-불가능 파이프 연결을 위한 본 발명에 따른 피팅(2)의 사시도이다. 피팅(2)은 메인 피팅 바디(4)와 2개의 프레싱 슬리브(6, 8)를 구비한다. 연결하고자 하는 2개의 파이프(14, 16)의 양 파이프 단부(10, 12)들이 메인 피팅 바디(4) 내에 수용된다. 메인 피팅 바디(4)와 프레싱 슬리브(6, 8)들은 기본적으로 원통형이다. 메인 피팅 바디(4), 프레싱 슬리브(6, 8) 및 파이프 단부(10, 12)들이 축선(A)에 동축으로 배치되어 있다. 아래에서 실시예로서 프레싱 슬리브(6)와 파이프 단부(10)를 참고하여 파이프 연결을 개시하고 있는데, 피팅(2)은 대칭으로 구성되어 있기 때문에, 이러한 구현예들은 반대편 파이프 단부(12) 및 그 파이프 단부(12)에 형성되어 있는 프레싱 슬리브(8)에 대해서도 동일하게 적용된다.
도 2는 프레싱하기 전, 도 1의 피팅의 단면도이다. 메인 피팅 바디(4)와 프레싱 슬리브(6)는 프레싱 공정 중에 서로의 위에서 슬라이드하는, 서로에 대해 형성되어 있는 프레싱 면들(18, 20)을 구비한다. 메인 피팅 바디(4)는 프레싱 면(22)도 구비하고 있는데, 이 프레싱 면(22)은 메인 피팅 바디(4)의 외부 영역에 형성되어 있으며, 이 프레싱 면(22)은 본 명세서에 설명되어 있는 피팅(2)이 설치된 상태에 있을 때, 연결되는 파이프(14)를 향하고 있다. 메인 피팅 바디(4)를 반경 방향으로 좁아지게 하기 위해, 프레싱 슬리브(6)는 축선(A)을 따라 축 방향으로 메인 피팅 바디(4) 위를 밀 수 있다.
여기 설명되어 있는 사전-설치된 위치에서, 메인 피팅 바디(4)의 단부는 프레싱 슬리브(6)의 수용 섹션(24) 내에 있다. 수용 섹션(24)에서 진행해서, 프레싱 슬리브(6)는 그 프레싱 면(18) 영역에서 축 방향으로 측정되는 폭에 걸쳐 테이퍼져 있다. 기본적으로 메인 피팅 바디(4)의 외경에 대응하는 수용 섹션(24)의 직경에서 시작해서, 프레싱 슬리브(6)의 직경이 기본적으로 파이프 단부(10)의 외경으로 테이퍼지도록, 프레싱 슬리브(6)의 프레싱 면(18)이 테이퍼져 있다. 물론, 수용 섹션(24)과 메인 피팅 바디(4) 사이 및 파이프 단부(10)와 테이퍼진 프레싱 면(18) 사이에는 설치 클리어런스가 제공된다.
파이프(14), 메인 피팅 바디(4) 및 프레싱 슬리브(6)는, 실시예로, 동 재료 또는 강/고-등급 강으로 제조된다. 메인 피팅 바디(4)에는 코팅(26)이 제공된다. 코팅(26)은 전기도금으로 부착되는 주석 코팅이다. 코팅(26)의 층 두께는 약 5㎛이다. 메인 피팅 바디(4)는 완전하게 코팅되어 있다. 도 2에서, 상대적으로 두께가 작아서, 코팅 재료가 별도로 도시되어 있지 않다.
피팅(2)이 파이프 단부(10)와 프레스되면, 프레싱 슬리브(6)가 축 방향으로 메인 피팅 바디(4) 위를 누른다. 이러한 목적을 위해 프레싱 툴이 사용된다. 프레싱 툴은 일 예로 WO2014/000897호에 기재되어 있으며, 여기서는 설명하지 않는다. 메인 피팅 바디(4)의 프레싱 면(20)이, 축 방향으로 이동하는 중에, 프레싱 슬리브(6)의 프레싱 면(18)을 따라 활주한다. 메인 피팅 바디(4)의 단부 영역은 반경 방향 안쪽으로 회전하는 방향으로 플랜지 되어 있다. 즉, 프레싱 슬리브(6)가 매트릭스를 형성하며, 프레싱 공정이 진행하는 중에, 메인 피팅 바디(4)의 단부 영역이 프레싱 슬리브(6)의 내부 윤곽부를 따라 활주하여 이에 의해 소성 변형되도록, 메인 피팅 바디의 프레싱 면(20)이 프레싱 슬리브(6)의 테이퍼진 프레싱 면(18) 위에 밀착 인접한다. 프레싱 슬리브(6)의 형상은 기본적으로 변하지 않고 유지된다. 메인 피팅 바디(4)의 단부 영역은 반경 방향 안쪽으로 소성 변형되어 플랜지로 되되, 메인 피팅 바디(4)의 단부 영역이 파이프 단부(10, 12) 외면으로 침투하여 밀봉부를 형성한다.
도 3에, 프레싱한 후, 도 1의 피팅의 단면이 도시되어 있다. 메인 피팅 바디(4)의 변형된 단부 영역의 영역 내에서 피이프(14)도 변형되어 프레싱 슬리브(6)에 의해 메인 피팅 바디(4)와 함께 왜곡되어(distorted) 있다. 파이프들(14, 16)의 단부 섹션들(10, 12)의 대향 측부들은 메인 피팅 바디(4) 내부의 정지부(28)에 의해 서로 이격되어 있다. 파이프(16)의 단부 섹션(12)이 파이프(14)의 단부 섹션(10)과 유사한 방식으로 프레스된다.
도 4에 프레싱 슬리브(6, 8)의 테이퍼진 내부 프로파일을 설계할 수 있는 여러 가능 방안들이 도시되어 있다.
도 4a에, 프레싱 슬리브(6)의 프로파일 단면이 원통형 수용 섹션(24)인 예가 도시되어 있다. 수용 섹션(24)에서 시작해서 프로파일이 테이퍼져 있다.
도 4b 내지 도 4d의 각 케이스는 수용 섹션(24)이 끊기지 않으면서 각 프레싱 면(18)으로 합병되는 프로파일 형상들을 도시하고 있다. 한편으로, 수용 섹션(24)으로부터 프레싱 면(18)까지 이 영역에 평탄 구배(flat gradient)를 통한 이렇게 [부드러운] 전이 영역의 프로파일 형상에 의해, 프레싱 슬리브(6)가 메인 피팅 바디(4) 상에서 셀프-고정(self-retaining)되는 방식으로 메인 피팅 바디(4) 상에 유지되어 있는 프레싱 슬리브(6)의 프리-설치(pre-installation)가 이루어질 수 있다. 또한, 프레싱 공정 초기에, 이러한 프리-설치 위치로부터 시작해서 불연속의 전이 프리(transition free)에 의해 프레싱 슬리브(6)의 누름이 더 쉽게 이루어진다.
도 4b는 전반적으로 구배가 고른(even gradient) 원뿔형 경로의 내부 윤곽 또는 내부 프로파일을 도시하고 있다. 수용 섹션(24)과 프레싱 면(18)은 서로가 부드럽게 병합된다. 도 4c에서, 원통형 수용 섹션(24)은 부푼 형태(bellied manner)로 테이퍼진 프레싱 면(18)으로 병합되어 있다. 마지막으로, 도 4는 수용 섹션(24) 및 프레싱 면(18) 영역에서 연속적으로 구부러진 내부 윤곽을 구비하는 프레싱 슬리브(6)를 도시하고 있다.
이하에서, 도 5를 참고하여 파이프 연결부 상에서 코팅(26)의 효과를 설명한다. 특히, 각 도 5a 내지 도 5c는 파이프 연결부 섹션의 확대 단면을 도시하고 있으며, 이들 도면들은 시험했던 파이프 연결부의 시험 결과를 개략적으로 반영하였다. 도시되어 있는 파이프 연결부들은 피팅(2, 30)을 프레스한 후에 비틀림 하중을 받았다. 각 케이스에서, 파이프 연결부의 확대부 "Z"가 도시되어 있다.
도 5a는 종래 기술에 대응되는 코팅되지 않은 피팅(30)을 사용하여 생성된 해제-불가능, 밀봉 파이프 연결부를 도시하고 있다. 확대된 도면으로부터 알 수 있듯이, 접합 조작의 결과로, 프레싱 슬리브(8), 메인 피팅 바디(34) 및 연결하고자 하는 파이프 간에 갭(32)이 형성되었다. 또한, 비틀림 하중 및/또는 프레싱 공정으로 인해, 메인 피팅 바디(34)가 연결하고자 하는 파이프 단부(12) 위로 밀어 올려져 있는 리지(36)가 형성되었다.
도 5b는 본 발명에 따른 피팅(2)을 사용하여 형성된 해제-불가능, 밀봉 파이프 연결부를 도시하고 있다. 메인 피팅 바디(4)는 약 5㎛의 층 두께로 주석-도금 되어 있다. 가압된 구성인 프레싱 슬리브(8), 메인 피팅 바디(4) 및 파이프 단부(12) 사이의 갭(32)은 코팅(26)의 윤활 효과로 인해 이전에 설명한 코팅하지 않은 상태에 비해 상당히 감소되었다. 또한, 비틀림 하중으로 인한, 메인 피팅 바디(4)와 파이프 단부(12) 사이에 밀어 올려지는 리지도 형성되지 않았다. 코팅하지 않은 실시예에 비교하여, 가압된 구성요소들 특히 메인 피팅 바디(4)와 파이프 단부(12) 사이가 더 편평하고, 접촉이 전반적으로 확장되었다.
도 5c도 본 발명에 따른 피팅(2)을 사용하여 형성된 해제-불가능, 밀봉 파이프 연결부를 도시하고 있다. 메인 피팅 바디(4)는 10㎛의 층 두께로 주석-도금 되어 있다. 다시, 코팅하지 않은 피팅(30)에 비교하여, 가압된 구성요소들 사이가 더 편평하고, 접촉이 전반적으로 확장되었다. 도 5b에 비해 주석 도금 층 두께가 더 큼에 따라, 프레싱 슬리브(8), 메인 피팅 바디(4) 및 파이프 단부(12) 사이의 갭(32)이 더 감소될 수 있었다.
설치 공정 또는 작업 부하의 결과, 프레싱 슬리브(8)와 메인 피팅 바디(4) 사이 및/또는 메인 바디 피팅(6)과 파이프 단부(12)에 정지부(38)가 형성될 수 있고, 이는 연결부를 추가적으로 밀봉시킨다.
Claims (13)
- 밀봉되고 해제-불가능한 파이프 연결을 위한 피팅으로,
- 연결하고자 하는 적어도 하나의 파이프(14, 16)를 수용하기 위한 메인 피팅 바디(4)를 구비하고,
- 적어도 하나의 프레싱 슬리브(6, 8)를 구비하며,
- 메인 피팅 바디(4)와 프레싱 슬리브(6, 8)는 서로에 대해 형성되어 있는 프레싱 면들(18, 20)을 구비하고,
- 메인 피팅 바디(4)는, 설치된 상태에서, 연결하고자 하는 파이프들(14, 16)을 향하고 있으며, 메인 피팅 바디(4)의 주변 영역에 형성되어 있는 프레싱 면(22)을 구비하고,
- 메인 피팅 바디(4) 위 그리고 프레싱 슬리브(6, 8) 위에서 서로에 대해 형성되어 있는 프레싱 면들(18, 20)은, 축 방향으로 프레싱 슬리브(6, 8)의 메인 피팅 바디(4) 상으로의 누름 동작이 메인 피팅 바디(4)의 주변 영역이 반경 방향으로 좁아지게 하고,
- 프레싱 면들(18, 20) 중 적어도 하나에 코팅(26)이 제공되어 있고,
- 코팅(26)은 프레싱 슬리브(6, 8) 및 메인 피팅 바디(4) 중 적어도 하나의 재료보다 연질의 재료로 구성되며,
- 코팅 두께가 4㎛ 내지 10㎛ 범위에 포함되는 피팅에 있어서,
- 메인 피팅 바디(4) 위 그리고 프레싱 슬리브(6, 8) 위에서 서로에 대해 형성되어 있는 프레싱 면들(18, 20)이 프레싱 공정 중에 서로의 위에서 슬라이딩하고,
메인 피팅 바디(4)의 단부 영역은 반경 방향 안쪽으로 소성 변형되어 플랜지로 되되, 메인 피팅 바디(4)의 단부 영역이 파이프 단부(10, 12) 외면으로 침투하여 밀봉부를 형성하는 것을 특징으로 하는 피팅. - 제1항에 있어서,
코팅(26)이 연질 금속 또는 연질 금속 합금으로 형성된 것을 특징으로 하는 피팅. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
프레싱 면들(18, 20, 22) 중 적어도 하나에 주석-도금이 되어 있는 것을 특징으로 하는 피팅. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
코팅(26)이 전기 도금, 용융 도금 또는 분말 도금에 의해 부착되는 것을 특징으로 하는 피팅. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
코팅(26)이 유기 실란트로 형성된 것을 특징으로 하는 피팅. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
코팅(26)의 층 두께가 4㎛ 내지 7㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 피팅. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
메인 피팅 바디(4) 및 프레싱 슬리브(6, 8) 중 적어도 하나가 완전히 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 피팅. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
프레싱 슬리브(6, 8)의 직경, 적어도 프레싱 슬리브(6, 8)의 프레싱 면(18)의 영역에서의 직경이 축 방향으로 측정하였을 때 프레싱 슬리브의 전장에 걸쳐 테이퍼져 있는 것을 특징으로 하는 피팅. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
프레싱 슬리브(6, 8)의 내부 프로파일이 불연속점이 없는 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 피팅. - - 제1항 또는 제2항에 따른 적어도 하나의 피팅(2)을 구비하고,
- 상기 피팅에 연결되는 적어도 하나의 파이프(14, 16)를 구비하는 파이프라인 시스템. - 제10항에 있어서,
- 파이프(14, 16)에 할당된 프레싱 면(22) 위에 코팅(26)이 제공되고,
- 상기 코팅(26)은 파이프 재질보다 연질의 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프라인 시스템. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
히팅 설비, 공기-조화 설비, 위생 설비 또는 음료수 설비 또는 컨베이어 기술 또는 의료 유체용 설비에 사용되는 것을 특징으로 하는 피팅. - 제10항에 있어서,
히팅 설비, 공기-조화 설비, 위생 설비 또는 음료수 설비 또는 컨베이어 기술 또는 의료 유체용 설비에 사용되는 것을 특징으로 하는 파이프라인 시스템.
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