KR19990007509U - 씽크조인트 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 슬립조인트의 양단에 볼조인트를 복합설계하여 배관들을 연결함으로써 배관의 신축, 지반침하, 교각배관비틀림등이 발생해도 처짐 및 비틀림이 자동조정되므로 배관의 손상을 방지할 수 있는 씽크조인트에 관한 것으로, 유체유송용 배관들을 연결함은 물론 외부충격에 따른 충격량을 흡수하여 배관들을 보호하는 충격흡수용 조인트장치에 있어서, 배관과 연결되며, 배관과 연결되지 않는 타단외주에 구형부를 갖는 회전관 및, 상기 회전관의 구형부를 삽입고정하는 내부수용부를 구비하고, 상기 수용부에 패킹파우더를 충전하기 위한 패킹실린더가 외주에 마련된 고정관을 구비한 좌우 한쌍의 볼조인트; 및 상기 한쌍의 볼조인트의 고정관들을 좌우 대칭되게 양단에 융착고정하고 있는 좌우 한쌍의 슬립내관과, 상기 슬립내관을 좌우양단에 접동가능케 소정부분삽입고정하고 좌우양단외주에 슬립내관과의 사이에 패킹파우더를 충진하기 위한 패킹실린더를 마련한 외관을 구비한 슬립조인트를 포함하며, 이에 의해 본 고안은 배관의 신축, 지반침하, 교각배관비틀림등이 발생해도 처짐 및 비틀림이 자동조정되므로 배관의 손상을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 패킹실린더를 마련하여 고무가 아닌 그래파이트나 카본등의 고체파우더를 패킹재로 사용함으로써 마모 및 변형이 일어나지 않아 반영구적으로 사용할 수 있고, 패킹물질의 충전도 쉽게 할 수 있는 특징을 가지고 있다.

Description

씽크조인트
본 고안은 각종 유체운송용 배관들을 신축성있게 연결하기 위한 조인트장치에 관한 것으로, 특히 인젝션슬립조인트의 양단에 볼조인트를 복합설계하여 배관들을 연결함으로써 배관의 신축, 지반침하, 교각배관비틀림등이 발생해도 처짐 및 비틀림이 자동조정되므로 배관의 손상을 방지할 수 있는 씽크조인트에 관한 것이다.
일반적으로, 각종 산업용플랜트, 열병합발전소, 빌딩 및 아파트등에서 냉온수, 기름, 가스등 각종 유체를 목적지까지 장거리 운송하는 데에는 배관라인을 이용하고 있다. 그러나, 배관은 외부온도변화와 운반중인 유체물질이 갖고 있는 온도와 압력 등에 의해 선팽창 및 수축되거나 비틀림운동을 하게 된다. 또는 지진 및 충격에 의해서도 배관에는 위와 같은 변형운동이 발생된다. 따라서, 관의 배설작업시 관의 변형운동을 완화시켜 주는 설비를 구비하지 않으면 안된다. 그렇지 않으면 관접속부위의 균열로 인한 유체의 누출로 안전사고가 뒤따르게 된다. 이러한 점들을 방지하고자 관의 이음부위에 탄력성있는 신축부재를 개재하여 연결하고 있으나, 관의 신축작용에 의해 장기사용시 쉽게 마모되거나 파열되어 수시로 교환해 주어야 하는 문제가 발생하였다.
이를 해소하기 위해 도 1에서와 같은 구조의 자동처짐조정용 조인트가 개발사용되고 있는 데, 이는 도시한 바와 같이 고정통관(10)내에 좌우가 개방된 구형통체(20)를 360。 회전자재케 삽입설치하고, 그 내부에 수평이동관(30)을 삽입고정하여 수평이동가능케 한다. 이때, 고정통관(10)과 구형통체(20)의 접촉부에는 회전조절시의 마찰을 감소시키고 기밀을 유지하기 위해서 환형의 고무패킹(11)이 개재되어 있으며, 이와 더불어 구형통체(20)내에서 수평이동되는 수평이동관(30)과 구형통체(20) 사이에도 고무패킹(21)이 개재되어 있다. 그리고, 수평이동관(30)의 개방부는 비틀림에 따른 조절이 가능하도록 수평이동관(30)은 상하방향으로 360。 회전되며 그와 동시에 수평방향으로도 축신조정되기 때문에 고정통관(10)의 일정부분이 절손개구되어 있다. 이 개구된 절손부분에는 고정통관(10)의 외주연과 연결되게 고무커버(12)를 설치하여 수평이동관(30)의 외주면과 당접시킴으로써 조인트내부로 이물질이 들어가지 않토록 밀폐하고 있다.
이와 같은 장치에서는 유송되는 유체가 외부로 누출되지 않토록 가동부에 설치돼 기밀을 유지하는 고무패킹들이 고온,고압의 유체들을 유송할 경유 쉽게 파손되어 수시로 교체해 주어야 하는 번거로움이 있을 뿐만아니라, 교체시 조인트를 모두 분해해야 하는 불편함도 있었다.
따라서, 본 고안의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 인젝션슬립조인트의 양단에 볼조인트를 복합설계하여 배관들을 연결함으로써 배관의 신축, 지반침하, 교각배관비틀림등이 발생시 그에 따라 자동변형조정되어 처짐 및 비틀림을 흡수하므로 배관의 손상을 방지하는 씽크조인트를 제공함에 있다.
도 1은 기존의 처짐자동조정용 조인트의 단면도,
도 2는 본 고안에 따른 씽크조인트의 구조를 설명하기 위한 부분절취단면도,
도 3은 도 2의 측면도,
도 4는 본 고안중 씰링용 패킹파우더설치방법을 설명하기 위한 도 2의 I부분확대상세도,
도 5는 본 고안의 일사용상태도,
도 6의 (a) 및 (b)는 본 고안의 다른 사용상태도,
도 7 및 도 8은 본 고안의 또 다른 사용상태도.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명
1 : 씽크조인트 2~10 : 배관
40 : 고정돌출부 41 : 관통공
50 : 연결봉 60 : 외관
70a,70b : 내관 80 : 고정관
81 : 수용부 90 : 회전관
91 : 구형부 100 : 링패킹
110 : 패킹파우더 120 : 패킹실린더
121 : 유입공 122 : 플러그
X,Y : 볼조인트부분 Z : 슬립조인트부분
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 씽크조인트는 유체유송용 배관들을 연결함은 물론 외부충격에 따른 충격량을 흡수하여 배관들을 보호하는 충격흡수용 조인트장치에 있어서, 배관과 연결되며, 배관과 연결되지 않는 타단외주에 구형부를 갖는 회전관 및, 상기 회전관의 구형부를 삽입고정하는 내부수용부를 구비하고, 상기 수용부에 패킹파우더를 충전하기 위한 패킹실린더가 외주에 마련된 고정관을 구비한 좌우 한쌍의 볼조인트; 및 상기 한쌍의 볼조인트의 고정관들을 좌우 대칭되게 양단에 융착고정하고 있는 좌우 한쌍의 슬립내관과, 상기 슬립내관을 좌우양단에 접동가능케 소정부분 삽입고정하고 좌우양단외주에 슬립내관과의 사이에 패킹파우더를 충진하기 위한 패킹실린더를 마련한 외관을 구비한 슬립조인트를 포함한다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거 상세히 설명한다.
도 2는 본 고안에 따른 씽크조인트의 구조를 설명하기 위한 부분절취단면도이고, 도 3은 도 2의 측면도이며, 도 4는 본 고안중 씰링용 패킹파우더설치방법을 설명하기 위한 도 2의 I부분확대상세도이다.
본 씽크조인트는 크게 좌우한쌍의 볼조인트부분(X,Y)과 좌우 볼조인트부분(X,Y)을 연결시켜 주는 슬립조인트부분(Z)으로 구분할 수 있다. 이 좌우의 볼조인트부분들(X,Y)과 슬립조인트부분(Z)은 용접에 의해 융착결합된다. 이와 같이 결합일체화 된 좌우 한쌍의 볼조인트부분(X,Y) 외주에는 고정돌출부(40a,40b)가 돌출형성되어 그 단부에 관통공(41a,41b)을 구비하고 있다. 이 좌우 관통공들(41a,41b)에는 연결봉(50)의 양단이 삽입되어 걸림고정되어 있다. 이와 같이 연결봉(50)으로 좌우 볼조인트부분(X,Y)을 연결함으로써 본 씽크조인트의 수평방향으로의 길이신축조절이 일정구간에서 가능하게 함은 물론 슬립조인트부분(Z)의 외관(60)과 슬립내관(70a,70b)이 분리되는 것을 방지하는 기능도 겸하고 있다.
슬립조인트부분(Z)의 양단에 좌우 대칭으로 융착된 한쌍의 볼조인트부분(X,Y)들은 동일한 구조 및 구성을 갖는다. 이에 따라, 우측 볼조인트부분만을 들어 그 구조를 설명하면, 볼조인트부분(Y)는 슬립조인트부분(Z)에 고착된 고정관(80)과, 고정관(80)에 360。 회전가능케 조립되는 회전관(90)으로 구성되어 있다. 특히, 회전관(90)의 결합부위는 구형부(91)를 이루고 있으며, 이 구형부(91)가 삽입되는 고정관(80)의 수용부(81)도 대략 구형부(91)와 동일한 구형의 공간을 형성하고 있다. 따라서, 수용부(81)내에서 구형부(91)가 회전하므로 고정관(80)에서 회전관(90)의 자유로운 각도변경이 가능하게 된다. 특히, 수용부(81)와 구형부(91)사이에는 좌우로 링패킹들(100)이 개재되어 회전시 마찰을 완화하고 기밀을 유지하여 유체의 누출을 방지한다. 또한, 좌우 링패킹(100)사이의 수용부(81)와 연통하도록 고정관(80)의 외주에는 축선방향과 수직으로 씰링용 패킹파우더(110)를 충진삽입하기 위한 유입공(121)이 형성된 패킹실린더(120)가 마련되어 있다. 이 패킹실린더(120)에는 플러그(122)가 체합되어 있으며, 이 체합된 플러그(122)를 회전조절하여 패킹압을 조절할 수 있다. 패킹파우더(110)는 통상 그래파이트(Graphite)와 카본/테프론(Carbon/Teflon)등이 있으나, 운송용 유체의 온도에 따라서 적합한 것이 사용된다.
한편, 수평방향으로 길이가 조절되는 슬립조인트부분(Z)은 외관(60)과, 이 외관(60)의 좌우측에 삽입되어 외관내를 접동하며 길이를 가변하는 좌우한쌍의 슬립내관(70a,70b)으로 구성되어 있으며, 슬립내관(70a,70b)과 외관(60)사이에는 좌우에 다수의 링패킹들(100a)이 개재되어 기밀을 유지하고 있다. 이 슬립조인트부분(Z)도 도 4에서 보는 바와 같이 좌우의 링패킹들(100a)사이에 패킹파우더(110a)를 충전하기 위한 패킹실린더들(120a,120b)을 좌우에 구비하고 있다. 이 패킹실린더(120a,120b)는 외관(60)의 양단외주부에 마련되어 있으며, 수직방향으로 유입공(121)이 형성되어 링패킹들(100a)사이의 내부공간부와 연통하고 있다. 따라서, 이곳을 통해 외부로부터 패킹파우더(100a)를 외관(60)과 슬립내관(70b)사이에 충전하게 된다. 특히, 패킹실린더(120a)에는 플러그(122)가 나합되어 그 유입공(121)을 개폐하도록 되어 있으며, 플러그(122)를 회전조절하여 외관(60)내의 패킹파우더(100a)의 압력을 조절함으로써 내부씰링압을 조절할 수 있게 되어 있다. 전술한 링패킹들은 일반적으로 마모가 잘 되지 않는 그래파이트(Graphite)로 제작된다.
도 5는 본 고안의 일사용상태도로, 보는 바와 같이 본 씽크조인트(1)가 교각을 지나가는 유체이송용 배관들(2,3)의 소정부위에 설치되어 교각이 진동에 의해 침하가 일어날 경우 교각에 고정된 배관들(2,3)의 진동이나 침하에 따른 처짐 및 비틀림변위량은 360。 회전하는 본 조인트(1)의 양단의 볼조인트부분(X,Y)에서 흡수하고 길이방향의 변위량은 신축되는 중간부위의 슬립조인트부분(Z)에 의해서 흡수하여 배관의 파손을 방지하게 된다.
도 6의 (a) 및 (b)는 본 고안의 다른 사용상태도로, 도 6의 (a)는 지반이 침하되는 경우를 나타내고 있으며, (b)는 지반에 설치된 맨홀 등의 매설물이 침하되는 경우에 본 조인트의 처짐자동조절기능을 나타내고 있다. 지하매설된 배관들(4,5)을 본 씽크조인트(1)로 연결하여 지반 및 매설물의 침하에 따른 각도변위량을 양단의 볼조인트부분(X,Y)이 변위에 따라 각도변형되어 충격을 흡수하고, 길이방향의 변위량은 중간의 슬립조인트부분(Z)이 신축되어 흡수제어함으로써 지반의 침하에 따른 배관의 손상을 방지하게 된다.
도 7은 본 고안의 또다른 사용상태도로, 도시한 바와 같이 지상에 설치된 구조물들(200,210,220)에 배관들(6,7,8)이 고정되어 있을 경우 그 사이사이에 본 씽크조인트(1)들을 개재하여 연결된 배관들(6,7,8)의 소정부위를 고정지지하고 있는 구조물들(200,210,220)의 침하량이 각기 상이할 때 본 씽크조인트(1)들이 기설명한 바와 같이 각 변위에 따라 배관의 연결각도 및 길이가 서로 다르게 변형조절되어 그 충격량을 흡수하게 된다.
도 8은 본 고안이 고층빌딩에 입상으로 설치되는 경우의 사용상테도를 나타내는 것으로 고층빌딩을 따라 수직으로 입상 설치되므로서 배관(9,10)의 상하 유동을 신축흡수 할 뿐아니라 빌딩의 자연적인 흔들림과 지진 발생시 건물이 흔들릴 경우 씽크조인트가 그림과 같이 작동하여 배관의 유동을 흡수하게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 의한 씽크조인트는 인젝션슬립조인트의 양단에 볼조인트를 복합설계하여 배관들을 연결함으로써 배관의 신축, 지반침하, 교각배관비틀림등이 발생해도 처짐 및 비틀림이 자동조정되므로 배관의 손상을 방지할 수 있다. 뿐만아니라, 각도조절 및 길이변형되는 가동부의 패킹을 고무가 아닌 그래파이트나 카본 등의 고체파우더를 사용함으로써 마모 및 변형이 일어나지 않아 장기간 사용이 가능하며, 패킹실린더의 플러그를 회전시켜 패킹압을 조절할 수 있을 뿐아니라 패킹물질의 충전도 쉽게 할 수 있는 잇점을 가지고 있다. 따라서, 유체의 안전한 수송이 가능함은 물론 보수유지가 용이한 효과를 가지고 있다.

Claims (5)

  1. 유체유송용 배관들을 연결함은 물론 외부충격에 따른 충격량을 흡수하여 배관들을 보호하는 충격흡수용 조인트장치에 있어서,
    배관과 연결되며, 배관과 연결되지 않는 타단외주에 구형부를 갖는 회전관 및, 상기 회전관의 구형부를 삽입고정하는 내부수용부를 구비하고, 상기 수용부에 패킹파우더를 충전하기 위한 패킹실린더가 외주에 마련된 고정관을 구비한 좌우 한쌍의 볼조인트; 및
    상기 한쌍의 볼조인트의 고정관들을 좌우 대칭되게 양단에 융착고정하고 있는 좌우 한쌍의 슬립내관과, 상기 슬립내관을 좌우양단에 접동가능케 소정부분삽입고정하고 좌우양단외주에 슬립내관과의 사이에 패킹파우더를 충진하기 위한 패킹실린더를 마련한 외관을 구비한 슬립조인트를 포함하는 씽크조인트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 볼조인트의 회전관의 구형부와 접촉하는 수용부에는 기밀을 유지하는 다수의 링패킹들이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 씽크조인트.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 슬립조인트의 외관과 내관사이에는 기밀을 유지하기 위한 다수의 링패킹들이 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 씽크조인트.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 패킹실린더는 조인트의 내부로 관통하여 패킹파우더를 충진하는 유입공이 천공되는 한편, 상기 유입공의 상단부에 체합되어 상기 패킹실린더의 유입공을 개폐하는 플러그를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 씽크조인트.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 슬립조인트 양단에 취부된 좌우 한쌍의 볼조인트들에 관통공이 형성된 고정돌출부들을 돌설구비하고, 이 좌우의 고정돌출부들의 관통공에 양단을 관통시켜 걸림고정함에 의해 슬립조인트의 신축길이를 규제하는 연결봉을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 씽크조인트.
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