KR200197257Y1 - 타이로드 신축관 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이음관의 일종으로서 동력설비의 운전시 발생되는 진동 및 이상압력에 대응할 수 있는 유연성, 신축성 및 강도를 구유한 타이로드 신축관에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 배관과 배관 사이를 연결하여 유체의 흐름을 원활하게 안내하는 타이로드 신축관에 있어서, 상기 각 배관의 서로 대향되는 각 단에 고정되는 한쌍의 플랜지와; 그 양단이 상기 플랜지의 내경을 관통하여 'U'형상으로 그 내주연에 용접 및 세팅볼트에 의해 견실히 고정되도록 내식성을 갖는 스테인레스와 같은 금속판을 다겹압축하여 탄성을 갖도록 형성된 주름관과; 상기 플랜지의 각 단 외주연측을 관통하여 텐션조정너트에 의해 고정되며, 그 길이방향으로 일정 부위에는 스프링이 일체로 매개형성된 장력조절이 가능한 타이로드를 포함하여 구성된다.

이에 따라, 본 고안은 신축관의 이음부분의 균열과 타이로드의 파손을 최소화할 수 있는 장점이 있으며 또한 주름관의 반력을 최소화시킴으로써 진동 및 충격에 매우 강한 장점이 있다.

Description

타이로드 신축관{TIE-ROD ELASTIC PIPE}

본 고안은 타이로드 신축관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이음관의 일종으로서 동력설비의 운전시 발생되는 진동 및 이상압력에 대응할 수 있는 유연성, 신축성 및 강도를 구유한 타이로드 신축관에 관한 것이다.

현재 사용중인 이음관은 금속성과 비금속성의 두종류가 있는데 금속성은 진동에 취약하여 장시간 사용할 경우 이음관이 파손되는 문제가 발생하여 동력 설비의 파손이나 송,배수관의 터짐 등을 유발하여 생산성을 저해하게 된다.

비금속성은 신축성을 구유하게 할 수 있어 진동에는 강하나 고정성이 취약하다는 단점이 있다.

따라서, 배관과 배관 사이를 연결하는 이음관에 유연성, 신축성, 일정강도 이상의 고정성을 부여할 수 있는 다각적인 대안들이 연구되어 왔으며, 그 일환의 하나로 최근에는 신축관이 제시되기에 이르렀다.

도 1은 이러한 신축관의 일 예를 보인 것으로, 주름관(2)과, 이를 보호하기 위한 슬리브(2) 및 배관 사이를 연결하기 위한 플랜지(3), 그리고 상기 플랜지(3)의 외측에 강성을 갖고 고정되어 추력으로부터 신축관을 보호하기 위한 타이 로드(tie rod)(4)를 구비하여서 이루어진다.

그러나, 이러한 신축관은 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.

첫째, 이음관인 신축관은 축 방향의 힘, 즉 2차원의 힘만을 받는 것이 아니라 유체의 흐름에 의해 발생되는 축직각방향의 힘 및 유체의 맥동에 의한 진동 등 3차원적인 힘을 받게 된다. 즉, 신축관의 타이로드는 추력으로부터 주름관의 손상 및 파손을 방지하기 위해 설치되어 있으나 동력설비의 운전, 정지시 발생하는 수격현상이나 배관상에서 발생하는 이상압력에 의한 반복하중이 상기 타이로드에 누적되어 피로로 작용하게 되므로 초기에 발생하는 진동 및 이상압력에는 대응할 수 있으나 계속되는 피로하중에 의해 쉽게 파손되게 되며, 이로 인해 주름관의 형상변화와 신축관에서의 충격을 흡수할 수 없게 되어 신축관의 기능상실, 설비의 가동중단, 주변설비의 연쇄파손 등을 초래하게 된다.

둘째, 설비교체 또는 정비시 타이로드 장력조임에 대한 정확한 기준이 없어 현장 작업자의 숙련도에 따라 타이로드의 장력을 조절하게 됨으로써 정확한 장력조절이 어려워 동력설비의 효율을 저하시키거나 혹은 송,배수관을 파손되게 하는 원인이 되는 문제가 있다.

세째, 내측의 슬리브는 플랜지에 용접방식에 의해 취부되어 주름관을 보호할 목적으로 설치되어 있으나 유체의 흐름에 노출되어 있기 때문에 장기간 사용시 유체의 작용으로 인해 용접부가 변형되면서 유체의 흐름을 저해하고 이로 인해 동력설비의 효율을 현저히 저하시키게 되는 문제가 있다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출한 것으로, 유연성, 신축성 및 일정강도 이상의 고정성을 금속성 이음관에 부여하여 설비사고의 방지, 동력설비의 효율향상, 정비의 용이성 등을 확보할 수 있도록 한 타이로드 신축관을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 타이로드 신축관의 일예를 보인 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 타이로드 신축관의 구성을 보인 분해도,

도 3은 본 고안에 따른 타이로드 신축관의 설치상태 단면도 및 그 요부 확대도,

도 4는 본 고안에 따른 타이로드 신축관의 설치상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 플랜지, 20 : 주름관,

30 : 스프링, 40 : 타이로드,

70 : 세팅볼트, 90 : 신축관,

99a,99b : 배관.

상기한 본 고안의 목적은 배관과 배관 사이를 연결하여 유체의 흐름을 원활하게 안내하는 타이로드 신축관에 있어서, 상기 각 배관의 서로 대향되는 각 단에 고정되는 한쌍의 플랜지와; 그 양단이 상기 플랜지의 내경을 관통하여 'U'형상으로 그 내주연에 용접 및 세팅볼트에 의해 견실히 고정되도록 내식성을 갖는 스테인레스와 같은 금속판을 다겹압축하여 탄성을 갖도록 형성된 주름관과; 상기 플랜지의 각 단 외주연측을 관통하여 텐션조정너트에 의해 고정되며, 그 길이방향으로 일정 부위에는 스프링이 일체로 매개형성된 장력조절이 가능한 타이로드를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.

도 2는 본 고안에 따른 타이로드 신축관의 분해도이다.

도시된 바와 같이, 소정간격을 두고 평행하게 한쌍의 플랜지(10)가 배치된다.

상기 플랜지(10) 사이에는 다겹으로 압축된 주름관(20)이 배설되며, 상기 플랜지(10)의 외측에는 이들을 연결하는 완충형 타이로드(40)가 고정된다.

상기 타이로드(40)의 양단에는 와셔(50)가 개재된 텐션조정너트(60)가 체결되어 타이로드(40)의 장력을 용이하게 조절할 수 있게 된다.

또한, 상기 타이로드(40)는 상기 플랜지(10)와 직교되게, 이를테면 십자형상으로 교차 연결되며, 과다 압력 발생시 완충(탄성)기능을 수행하여 신축관의 파손을 방지한다.

이를 위해, 상기 타이로드(40)의 길이방향 일부에는 스프링(30)이 형성된다.

스프링(30)은 강성의 금속막대인 타이로드(40)에 유연성을 부여하여 준다.

주름관(20)은 그 양단이 각각 플랜지(10)의 내면에 세팅볼트(70)에 의해 고정된다.

또한, 상기 주름관(20)은 내식성을 갖는 금속판, 이를테면 스테인레스판을 액압성형시켜 다겹으로 압축하여 제작함으로써 탄성을 부여받는다.

도 3은 본 고안에 따른 타이로드 신축관의 설치상태 단면도 및 그 요부를 확대도시한 것이다.

도 3에 따르면, 주름관(20)의 양단은 'U'형상으로 절곡형성되고 상기 주름관(20)의 'U'형상이 플랜지(10)의 내주연에 삽입된 후 다수개의 세팅볼트(70)에 의해 체결되어 고정된 구조를 갖는다.

즉, 상기 주름관(20)의 양단은 상기 플랜지(10)를 안쪽에서 바깥쪽으로 감싸면서 고정된 형태를 취함으로써 용접부가 터지는 현상이 발생되더라도 적극적인 대응력을 갖출 수 있도록 함과 동시에 플랜지(10)의 내면을 완전히 씰링하게 되므로 금속가스켓으로서의 기능도 수행하게 된다.

따라서, 별도의 가스켓을 구비하지 않아도 밀봉효과가 뛰어나 누수를 방지하고 누수방지에 따라 압력의 누출을 예방하므로 압력 누출에 의해 발생되는 주름관(20)의 터짐 및 파손을 방지하게 된다.

도 4는 본 고안에 따른 타이로드 신축관의 설치상태를 보여준다.

배관(99a)의 일측에는 유체를 압송하기 위한 펌프(80)가 설치되고 배관(99a)과 배관(99b) 사이에는 신축관(90)이 연결된다.

타이로드(40)는 스프링(30)과 로드(ROD)를 분할접합하여 구성되며, 접합부분이 충격, 진동에 의해 떨어져 나가는 것을 방지하기 위해 상기 스프링(30)의 수축강도는 주름관(20)의 수축강도와 동일하게 구성된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안의 타이로드 신축관은 동력설비인 펌프(80)가 기동되어 토출압력이 상승하면 신축관(90)이 1차로 작용하여 기동시 발생하는 진동 및 압력으로부터 배관등에 걸리는 하중을 감소시키게 된다.

운전중 발생하는 토출압력의 이상(과다압력)이 발생하였을 경우 이상압력은 배관에 결합된 플랜지(10)를 통하여 타이로드(40)의 스프링(30)으로 전달되어 이상압력에 의한 외력이 완충되게 된다.

동시에, 소정의 액압으로 다겹압축 제작된 주름관(20)도 완충작용을 하게 되는 바, 이때 압축시 생기는 주름관(20)의 반력도 상기 스프링(30)에서 흡수하게 된다.

따라서, 배관과 결합된 동력설비의 기동, 운전, 정지시 발생하는 진동 및 이상압력에 의한 외력을 완충시켜 배관의 접합부 파손이나 주름관의 손상을 방지할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 타이로드 신축관은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 신축관의 이음부분의 균열과 타이로드의 파손을 최소화할 수 있는 장점이 있으며 또한 주름관의 반력을 최소화시킴으로써 진동 및 충격에 매우 강한 장점이 있다.

둘째, 배관의 구경에 맞추어 어느 곳에서나 적용이 가능하다는 장점이 있다.

세째, 신축관 자체로 씰링효과가 뛰어나 별도의 가스켓이 불필요하므로 사용재료의 절감과 정비의 편의성 및 배관, 신축관의 수명을 연장시키는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 배관(99a)과 배관(99b) 사이를 연결하여 유체의 흐름을 원활하게 안내하는 타이로드 신축관에 있어서,

   상기 각 배관(99a,99b)의 서로 대향되는 각 단에 고정되는 한쌍의 플랜지(10)와;

   그 양단이 상기 플랜지(10)의 내경을 관통하여 'U'형상으로 그 내주연에 용접 및 세팅볼트(70)에 의해 견실히 고정되도록 내식성을 갖는 스테인레스와 같은 금속판을 다겹압축하여 탄성을 갖도록 형성된 주름관(20)과;

   상기 플랜지(10)의 각 단 외주연측을 관통하여 텐션조정너트(60)에 의해 고정되며, 그 길이방향으로 일정 부위에는 스프링(30)이 일체로 매개형성된 장력조절이 가능한 타이로드(40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 타이로드 신축관.
2. 제1항에 있어서, 상기 스프링(30)은 상기 주름관(20)과 동일한 탄성계수를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 타이로드 신축관.