KR102580831B1 - 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조 - Google Patents

세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조 Download PDF

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Abstract

본 발명의 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조는, 내부가 중공된 외측 배관(10); 외측 배관(10)의 내주연에 접하며 내부가 중공되고, 세라믹재로 된 내측 배관(20); 연결될 각각의 외측 배관(10)의 인접한 단부에 길이방향과 수직되게 외측으로 돌출되며 원주방향으로 일정각도로 다수개 이격되는 체결공(31)이 형성된 한쌍의 플랜지부(30a,30b); 한쌍의 플랜지부(30a,30b)의 체결공(31)에 삽입되어 플랜지부(30a,30b)를 고정시킴으로써 외측 배관(10)을 서로 고정시키는 고정부(40); 플랜지부(30a,30b)의 어느 하나에 형성되되, 체결공(31)의 플랜지부(30a,30b) 반경방향 내측에 위치하고 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면에 외측 배관(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 요입형성된 환형 요홈부(50); 환형 요홈부(50)가 형성된 플랜지부(30a,30b)에 형성되며, 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면의 반대면에 구비되고, 환형 요홈부(50)와 연통되도록 형성되는 압축공기 주입공(60); 환형 요홈부(50)에 끼움결합되며 압축공기 주입공(60)으로 주입된 압축공기에 의해 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면으로 슬라이드 이동되어 환형 요홈부(50)가 형성되지 않은 플랜지부(30b)의 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면과 접하여 플랜지부(30a,30b) 사이의 기밀을 유지하는 환형 패킹부(70); 압축공기 주입공(60)으로 압축공기를 주입되도록 하는 압축공기 공급부(80);를 포함한다.

Description

세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조{Sealing Structure for Ceramic Pipe Connection Part}
본 발명은 2차전지용 원료 등의 이송을 위해 사용되는 세라믹 배관을 서로 연결하는 연결부위에서의 기밀을 유지하도록 하기 위한 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조에 관한 것이다.
일반적으로 2차전지용 원료, 특히, 양극재의 이송을 위한 이송라인 등에는 가장 문제가 되는 침식문제를 개선하기 위해 내식성이 강하고 경도가 높은 세라믹소재로 밸브, 배관 및 피팅류의 내주연을 라이닝해서 사용한다.
밸브 및 피팅류는 문제가 되지 않지만, 배관의 경우 이송라인이 길게 되면 배관을 다수개 연결하여 사용하게 된다.
하지만, 세라믹 배관의 경우에는 신축성이 거의 없어 연결되는 데에는 문제가 되지 않지만, 세라믹 소재의 외주연에 구비되는 금속소재의 외측 배관은 온도변화 등에 따른 길이변화에 대응할 수 있도록 연결부위에 서로 유격이 존재하도록 연결하고 있다. 이러한 유격은 배관의 길이가 길게 되면 더 커지게 되고, 유격이 너무 커지게 되면 패킹의 두께가 커지게 되며 연결부위에서의 실링이 문제가 된다. 아울러, 배관의 이음은 배관의 단부에 구비된 플랜지를 이용하여 플랜지를 서로 볼트와 너트로 이루어진 고정부의 조임에 의해 고정되도록 하는 플랜지 이음을 하게 되는데, 플랜지 이음시 고정부의 고정력에 의해 패킹을 압착하여 기밀을 유지할 때, 작업자의 경험에 의해서 유격의 크기에 따라 그에 맞는 패킹의 두께를 선택하여 사용하며, 작업자의 경험에 의해서 고정부의 조임에 의한 패킹의 압착력으로 기밀을 유지하여야만 하므로 패킹의 압착력이 일정하지 않게 되는 단점이 있다. 또한, 시간이 지남에 따라 패킹의 압착력이 낮아지게 되므로 재조정하여야 하는 단점이 있다.
이러한 실링의 문제를 해결하기 위해, 도 1에서와 같이, 배관의 중간에 별도로 외측으로 돌출되어 엘보형태로 된 배관연결부(1)를 여러 개 사용하여 배관을 서로 연결되도록 하고 있다.
이렇게 엘보형태로 된 배관연결부를 여러개 사용하여 연결하게 되면 많은 부품을 필요로 하며, 공간을 많이 차지할 뿐만 아니라, 이송효율이 저하되게 되며, 더 많은 연결을 하여야 하므로 분리, 조립이 어렵게 되는 단점이 있다.
따라서, 세라믹 배관의 연결부위에 엘보형태의 배관연결부를 사용하지 않고 세라믹 배관을 직결할 수 있도록 하며, 유격의 크기에 대응하여 기밀을 유지할 수 있도록 하는 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 세라믹 배관의 연결부위에 엘보형태의 배관연결부를 사용하지 않고 세라믹 배관을 직결할 수 있도록 하며, 유격의 크기에 대응하여 기밀을 유지할 수 있도록 하는 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조는, 내부가 중공된 외측 배관(10); 상기 외측 배관(10)의 내주연에 접하며 2차 전지 원료가 이송되도록 내부가 중공되고, 세라믹재로 된 내측 배관(20); 연결될 각각의 상기 외측 배관(10)의 인접한 단부에 길이방향과 수직되게 외측으로 돌출되며 원주방향으로 일정각도로 다수개 이격되는 체결공(31)이 형성된 한쌍의 플랜지부(30a,30b); 한쌍의 상기 플랜지부(30a,30b)의 체결공(31)에 삽입되어 상기 플랜지부(30a,30b)를 고정시킴으로써 상기 외측 배관(10)을 서로 고정시키는 고정부(40); 상기 플랜지부(30a,30b)의 어느 하나에 형성되되, 상기 체결공(31)의 상기 플랜지부(30a,30b) 반경방향 내측에 위치하고 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면에 상기 외측 배관(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 요입형성된 환형 요홈부(50); 상기 환형 요홈부(50)가 형성된 상기 플랜지부(30a)에 형성되며, 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면의 반대면에 구비되고, 상기 환형 요홈부(50)와 연통되도록 형성되는 압축공기 주입공(60); 상기 환형 요홈부(50)에 끼움결합되며 상기 압축공기 주입공(60)으로 주입된 압축공기에 의해 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면으로 슬라이드 이동되어 상기 환형 요홈부(50)가 형성되지 않은 상기 플랜지부(30a,30b)의 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면과 접하여 상기 플랜지부(30a,30b) 사이의 기밀을 유지하는 환형 패킹부(70); 상기 압축공기 주입공(60)으로 압축공기를 주입되도록 하는 압축공기 공급부(80);를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 압축공기 공급부(80)는, 상기 압축공기 주입공(60)으로 압축공기를 주입하도록 하기 위한 압축공기 주입라인(81)과, 상기 압축공기 주입라인(81) 상에서 분기되며 상기 환형 요홈부(50)로부터 주입된 압축공기를 배출되도록 하기 위한 압축공기 배출라인(82)이 구비된 것을 특징으로 한다.
또, 상기 환형 패킹부(70)는, 탄성재질로 되며, 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면의 반대방향 단부면이, 상기 압축공기 주입공(60)으로 주입된 압축공기에 의해 외측으로 벌어져 상기 환형 요홈부(50)의 내측면과 접하여 상기 압축공기 주입공(60)으로 주입된 압축공기가 누설되는 것을 방지하도록 더브테일형상으로 된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 환형 패킹부(70)는, 상기 환형 요홈부(50)가 형성되지 않은 상기 플랜지부(30a,30b)의 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면과 접하는 면에 형성되며, 다중으로 기밀을 유지하도록 다수의 환형요철이 반경방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조는, 세라믹 배관의 연결부위에 엘보형태의 배관연결부를 사용하지 않고 세라믹 배관을 직결할 수 있도록 하며, 유격의 크기에 대응하여 기밀을 유지할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 세라믹 배관을 직관으로 구성될 수 있어 이송효율이 높으며, 수명이 긴 장점이 있다. 또한, 배관 사용을 최소화할 수 있게 되어 효율적인 공간활용이 가능한 장점이 있다. 또, 세라믹 배관의 연결부위에 엘보형태의 배관연결부가 필요없게 되므로 비용절감효과를 가져오게 되며, 분해, 조립이 용이하고 배관의 관리가 편리한 장점이 있다.
도 1은 종래의 세라믹 배관의 연결구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 세라믹 배관 연결부를 나타낸 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 세라믹 배관 연결부를 나타낸 종단면도이다.
이하, 본 발명의 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 세라믹 배관 연결부를 나타낸 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 세라믹 배관 연결부를 나타낸 종단면도이다.
본 발명에 의한 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조는, 외측 배관(10); 내측 배관(20); 한쌍의 플랜지부(30a,30b); 고정부(40); 환형 요홈부(50); 압축공기 주입공(60); 환형 패킹부(70); 압축공기 공급부(80);를 포함하여 이루어진다.
상기 외측 배관(10)은, 내부가 중공되며, 통상, 금속재로 된다. 상기 외측 배관(10)의 단부에는 배관을 연결하기 위한 플랜지부가 구비되어 플랜지 이음으로 배관이 서로 고정되게 된다.
상기 내측 배관(20)은, 상기 외측 배관(10)의 내주연에 접하며 2차 전지 원료가 이송되도록 내부가 중공되고, 내식성이 강하고 경도가 높은 세라믹재로 된다.
상기 플랜지부(30a,30b)는, 연결될 각각의 상기 외측 배관(10)의 인접한 단부에 길이방향과 수직되게 외측으로 돌출되며 원주방향으로 일정각도로 다수개 이격되는 체결공(31)이 형성되며, 한쌍으로 된다.
상기 고정부(40)는, 한쌍의 상기 플랜지부(30a,30b)의 체결공(31)에 삽입되어 상기 플랜지부(30a,30b)를 고정시킴으로써 상기 외측 배관(10)을 서로 고정시키는 역할을 한다. 상기 고정부(40)는 통상, 볼트 및 너트로 이루어져, 이들의 체결에 의해 한쌍의 상기 플랜지부(30a,30b)를 고정시킴으로써 상기 외측 배관(10)을 서로 고정시키게 된다.
상기 환형 요홈부(50)는, 상기 플랜지부(30a,30b)의 어느 하나에 형성되되, 상기 체결공(31)의 상기 플랜지부(30a,30b) 반경방향 내측에 위치하고, 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면에 상기 외측 배관(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 요입형성되며, 환형으로 형성된다.
상기 압축공기 주입공(60)은, 도 3에서와 같이, 상기 환형 요홈부(50)가 형성된 상기 플랜지부(30a)에 형성되며, 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면의 반대면에 구비되고, 상기 환형 요홈부(50)와 연통되도록 형성되어 상기 환형 요홈부(50)에 공기를 주입할 수 있도록 한다.
상기 환형 패킹부(70)는, 상기 환형 요홈부(50)에 끼움결합되며, 상기 압축공기 주입공(60)으로 주입된 압축공기에 의해 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면으로 슬라이드 이동되어, 상기 환형 요홈부(50)가 형성되지 않은 상기 플랜지부(30b)의 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면과 접하여 상기 플랜지부(30a,30b) 사이의 기밀을 유지하는 역할을 한다.
상기 압축공기 공급부(80)는, 상기 압축공기 주입공(60)으로 압축공기를 주입되도록 하는 역할을 한다.
상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조는, 배관 사이의 유격이 크더라도 압축공기에 의해 환형 패킹부(70)를 외측에서 밀어 실링하게 되므로 유격의 두께에 맞는 패킹을 선택할 필요없이 일정 규격의 환형 패킹부를 사용할 수 있게 된다. 또한, 환형 패킹부의 압착력을 압축공기의 압력으로 조절할 수 있어 패킹의 압착력을 작업자의 경험에 의해 조절되는 종래의 방법에 비해 일정한 압착력을 유지할 수 있다. 시간이 지남에 따라 패킹의 압착력이 낮아져 재조정하여야 하는 종래의 방법과는 달리 재조정할 필요가 없이 일정한 압착력을 유지할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명의 상기 압축공기 공급부(80)는, 압축공기 주입라인(81)과, 압축공기 배출라인(82)이 구비된 것이 바람직하다.
상기 압축공기 주입라인(81)은, 배관의 조립을 위해 상기 압축공기 주입공(60)으로 압축공기를 주입하도록 하는 역할을 한다.
상기 압축공기 배출라인(82)은, 배관의 분리를 위하여 압축공기를 배출되도록 하기 위해 상기 압축공기 주입라인(81) 상에서 분기되며 상기 환형 요홈부(50)로부터 주입된 압축공기를 배출되도록 하는 역할을 한다.
상기 환형 패킹부(70)는, 상기 환형 요홈부(50)로의 압축공기의 주입시 압축공기의 누설을 방지하도록 하기 위해, 상기 환형 요홈부(50)의 측면과 상기 환형 패킹부(70)의 내주연 및 외주연과의 기밀을 유지할 필요성이 있다.
이를 위하여 상기 환형 패킹부(70)는, 탄성재질로 되도록 한다. 또한, 상기 환형 패킹부(70)는, 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면의 반대방향 단부면이, 더브테일형상으로 된 것이 바람직하다.
상기 환형 패킹부(70)는, 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면의 반대방향 단부면이, 더브테일형상으로 되게 되면, 상기 압축공기 주입공(60)으로 주입된 압축공기에 의해 외측으로 벌어져 상기 환형 요홈부(50)의 내측면과 접하여 상기 압축공기 주입공(60)을 통해 상기 환형 요홈부(50)로 주입된 압축공기가 상기 환형 요홈부(50)의 측면을 통해 누설되는 것을 방지할 수 있게 된다.
아울러, 상기 환형 패킹부(70)는, 상기 환형 요홈부(50)가 형성되지 않은 상기 플랜지부(30b)의 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면과 접하는 면에 다수의 환형요철이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 환형 패킹부(70)는, 상기 환형 요홈부(50)가 형성되지 않은 상기 플랜지부(30b)의 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면과 접하는 면에 다수의 환형요철이 형성될 때, 다중으로 기밀을 유지하도록 다수의 환형요철이 반경방향으로 형성되도록 한다.
이에 따라 각각의 환형요철이 상기 플랜지부(30a,30b)의 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면과 접하는 면에 접하게 되므로, 다중으로 기밀을 유지할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명은 상기 환형 패킹부(70)를 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면으로 밀도록 탄지되는 스프링(미도시됨)이 구비될 수 있다.
이때, 상기 스프링은, 상기 환형 요홈부(50)에 삽입되고, 상기 환형 패킹부(70)의 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면 반대편에 인접하여 구비되도록 한다.
상기 환형 패킹부(70)를 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면으로 밀도록 탄지되는 스프링이 구비되게 되면 환형 요홈부(50)로부터 압축공기가 누설되거나, 환형 요홈부(50) 내의 압축공기의 공기압이 소멸되는 경우에도, 상기 스프링의 탄성력에 의해 상기 환형 패킹부(70)가 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면에 접한 상태를 유지하여 기밀을 유지할 수 있게 된다.
아울러, 상기 환형 요홈부(50)의 양측면은 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면 방향으로 단면적이 점점 감소하도록 테이퍼가 형성되며, 상기 환형 패킹부(70)의 외주연과 내주연은 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면 방향으로 단면적이 점점 감소하도록 테이퍼가 형성될 수 있다.
이와 같이, 상기 환형 요홈부(50)의 양측면에 테이퍼가 형성되며, 상기 환형 패킹부(70)의 외주연과 내주연이 테이퍼가 형성되게 되면, 상기 환형 패킹부(70)가 압축공기에 의해 슬라이드 이동될 때, 상기 환형 요홈부(50) 양측면의 테이퍼면과 상기 환형 패킹부(70)의 테이퍼면이 서로 접하여 상기 압축공기 주입공(60)을 통해 상기 환형 요홈부(50)로 공급된 압축공기가 누설되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이 경우에는 상기 환형 패킹부(70)가 전술한 더브테일형태로 되지 않아도 되며, 더브테일형태로 되어도 무방하다.
본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
10 : 외측 배관
20 : 내측 배관
30a, 30b : 플랜지부
31 : 체결공
40 : 고정부
50 : 환형 요홈부
60 : 압축공기 주입공
70 : 환형 패킹부
80 : 압축공기 공급부
81 : 압축공기 주입라인
82 : 압축공기 배출라인

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 내부가 중공된 외측 배관(10);
    상기 외측 배관(10)의 내주연에 접하며 2차 전지 원료가 이송되도록 내부가 중공되고, 세라믹재로 된 내측 배관(20);
    연결될 각각의 상기 외측 배관(10)의 인접한 단부에 길이방향과 수직되게 외측으로 돌출되며 원주방향으로 일정각도로 다수개 이격되는 체결공(31)이 형성된 한쌍의 플랜지부(30a,30b);
    한쌍의 상기 플랜지부(30a,30b)의 체결공(31)에 삽입되어 상기 플랜지부(30a,30b)를 고정시킴으로써 상기 외측 배관(10)을 서로 고정시키는 고정부(40);
    상기 플랜지부(30a,30b)의 어느 하나에 형성되되, 상기 체결공(31)의 상기 플랜지부(30a,30b) 반경방향 내측에 위치하고 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면에 상기 외측 배관(10)의 길이방향과 동일한 방향으로 요입형성된 환형 요홈부(50);
    상기 환형 요홈부(50)가 형성된 상기 플랜지부(30a)에 형성되며, 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면의 반대면에 구비되고, 상기 환형 요홈부(50)와 연통되도록 형성되는 압축공기 주입공(60);
    상기 환형 요홈부(50)에 끼움결합되며 상기 압축공기 주입공(60)으로 주입된 압축공기에 의해 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면으로 슬라이드 이동되어 상기 환형 요홈부(50)가 형성되지 않은 상기 플랜지부(30b)의 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면과 접하여 상기 플랜지부(30a,30b) 사이의 기밀을 유지하는 환형 패킹부(70);
    상기 압축공기 주입공(60)으로 압축공기를 주입되도록 하는 압축공기 공급부(80);를 포함하며,
    상기 압축공기 공급부(80)는,
    상기 압축공기 주입공(60)으로 압축공기를 주입하도록 하기 위한 압축공기 주입라인(81)과,
    상기 압축공기 주입라인(81) 상에서 분기되며 상기 환형 요홈부(50)로부터 주입된 압축공기를 배출되도록 하기 위한 압축공기 배출라인(82)이 구비되고,
    상기 환형 패킹부(70)는,
    탄성재질로 되며, 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면의 반대방향 단부면이, 상기 압축공기 주입공(60)으로 주입된 압축공기에 의해 외측으로 벌어져 상기 환형 요홈부(50)의 내측면과 접하여 상기 압축공기 주입공(60)으로 주입된 압축공기가 누설되는 것을 방지하도록 더브테일형상으로 되며,
    상기 환형 패킹부(70)는,
    상기 환형 요홈부(50)가 형성되지 않은 상기 플랜지부(30b)의 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면과 접하는 면에 형성되며, 다중으로 기밀을 유지하도록 다수의 환형요철이 반경방향으로 형성되고,
    상기 환형 패킹부(70)를 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면으로 밀도록 탄지되며, 상기 환형 요홈부(50)에 삽입되고, 상기 환형 패킹부(70)의 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면 반대편에 인접하여 구비되어, 상기 환형 요홈부(50)로부터 압축공기가 누설되거나, 상기 환형 요홈부(50) 내의 압축공기의 공기압이 소멸되는 경우, 탄성력에 의해 상기 환형 패킹부(70)가 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면에 접한 상태를 유지하여 기밀을 유지하도록 하는 스프링이 더 구비되며,
    상기 환형 요홈부(50)의 양측면은 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면 방향으로 단면적이 점점 감소하도록 테이퍼가 형성되며, 상기 환형 패킹부(70)의 외주연과 내주연은 상기 플랜지부(30a,30b)가 서로 마주보는 대향면 방향으로 단면적이 점점 감소하도록 테이퍼가 형성되어, 상기 환형 패킹부(70)가 압축공기에 의해 슬라이드 이동될 때, 상기 환형 요홈부(50) 양측면의 테이퍼면과 상기 환형 패킹부(70)의 테이퍼면이 서로 접하여 상기 압축공기 주입공(60)을 통해 상기 환형 요홈부(50)로 공급된 압축공기가 누설되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 세라믹 배관 연결부의 기밀유지구조.
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