KR200325060Y1 - 원 터치 배관 연결구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 파이프 연결 구조에 관한 것으로 고정, 연결된 두개의 파이프를 쉽게 분리할 수 있으며, 동 및 스틸계열, 수지계열 세관의 연결을 쉽게 할 수 있는 파이프연결구조에 관한 것으로, 스프링 기능을 가진 텐션와셔(수지계열용과 금속계열용 2가지가 있음)를 도입하고 구조적 체결조임 원리를 적용하여 배관 연결시 교정이 쉽고, 체결완료 후에도 연결된 배관을 간단한 공구나 성인이라면 도구 없이도 쉽게 분리할 수 있으며 금속계열 및 수지계열(플라스틱계열) 파이프 세관의 연결 및 분해를 용이하게 할 수 있는 파이프 연결 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

Description

원 터치 배관 연결구조 { One-Touch Pipe Connection }

본 고안은 파이프 연결 구조에 관한 것으로 고정, 연결된 두개의 파이프를 쉽게 분리할 수 있으며, 동 및 스틸계열, 수지계열 세관의 연결을 쉽게 할 수 있는 파이프연결구조에 관한 것이다.

유체를 수송하는 파이프의 배관시 두개 이상의 파이프 연결은 필수적이기 때문에 쉽고 빠르며 튼튼하게 연결, 고정해야만 한다. 이에 여러 가지 배관 연결 방법 및 구조 등이 고안되고 실용되어 있는데, 그중 플라스틱 배관에 적용하여 많이 쓰이고 있는 것 중의 하나는 도1에서 도시하듯이 내부에 씰링(14)(Seal-ring), 와셔(13)(Washer), 고정링(21)이 구비된 링형의 연결캡(3)을 구성하고 파이프를 상기 연결캡의 삽입구(18)에 삽입하여 파이프를 해제되지 않도록 고정. 연결하는 것이다. 이를 자세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 연결캡(17)은 중공의 실린더(cylinder)로 일단이 기본체(11)에 나사결합 되며 타단은 파이프의 일측이 꼭 맞게 삽입될 수 있도록 삽입구(18)가 형성되어있다. 그리고, 상기 삽입구는 연결캡의 안쪽까지 약간 돌출형성되어 있다.

그리고, 씰링(14)은 두개의 파이프 연결. 고정시 기밀을 유지하기 위한 것으로 보통 고무로 된 공지의 오링(o-ring)을 사용한다.

,와셔(13)는 일면이 공지의 평와셔와 같이 평평하게 형성되고, 타측면은 방사편(12)이 형성된 고정링(21)에 안치될 수 있도록 가운데 테이퍼부(20)가 형성된다.

한편, 고정링(21)은 일명 그라브링(grab-ring)으로 불리우는데 링의 안쪽에서 다수의 고정방사편(12)이 안쪽으로 수직각도 이상 절곡되어 형성되어 있는데, 상기 모든 방사편이 소정각도로 절곡 형성되므로 테이퍼지면서 "v" 형태를 되어 각이 형성된 것 처럼 보이게 형성 되어 있다

상기의 구성요소로 이루어진 파이프 연결 구조는 기본체(11)의 내측에 형성된 단턱(22)에 절곡형성된 방사편(13)이 파이프의 안쪽을 향하도록 고정링(21)을 삽입하고, 테이퍼부(20)가 상기 고정링(21)의 방사편(13)과 같은 방향을 향하도록 와셔(13)를 삽입하며, 그 뒤에 씰링(14)을 삽입한 후 상기 연결캡(17)을 나사결합시키게 되면 상기의 요소들이 고정된다.

파이프를 연결할 때에는 파이프의 선단부가 고정링(21)의 방사편을 약간 밀면서 삽입되고, 방사편(12)이 소성변형점 이하로 변형되면서 탄성복원력으로 파이프의 외측면을 누르게 된다. 파이프의 삽입이 완료되면 상기 고정링(21)의 방사편(13)이 강한 탄성복원력으로 파이프의 외측면을 누르게 되므로, 그 힘에 의해 방사편(13)이 파이프 외측면을 살짝 파고들고 자리를 잡게 되어 두 개의 파이프는 역 방향의 외력으로는 쉽게 분리할 수 없는 상태로 단단히 연결고정 된다.

이러한 파이프 연결 구조는 그 구조 및 구성요소가 간단하고 제작이 쉬우면서 기밀 유지력이 뛰어나고, 무엇보다도 배관연결을 쉽게 할 수 있으면서 외력에도 쉽게 분리되지 않는다는 장점때문에 매우 널리 실용되고 있는 연결 구조이다.

그러나, 이러한 연결구조는 체결시 파이프가 수평을 유지하지 못 할 경우 누수의 위험성이 크고 고정링(21)의 방사편 구조상의 문제로 인해 파이프의 삽입에 어려움이 있고 그 교정작업이 쉽지 않다 그리고, 일단 파이프를 삽입하게 되면 방사편(13)의 역방향으로는 다시 뺄 수 없으므로 수리, 보수 등의 작업상 배관의 분리가 필요한 경우 , 분리를 위한 별다른 장치가 없어 연결캡(17)을 파괴하거나 파이프를 절단해야만 했다.

하기에 이러한 파이프 연결구조는 상기의 장점을 가지고 널리 실용되고는 있으나 배관 연결 작업시의 교정에 어려움이 많고, 일부 배관의 교체를 위해서 아직 오래 사용할 수 있는 다른 배관까지 파괴하여 교체하거나 , 기존의 연결캡을 파괴하고 다시 새로운 연결캡을 결합시켜야 하는 등 불필요한 배관자재 교체작업으로 인한 커다란 경제적손실이 발생하는 문제와

도 2에서 제시하는 것은 도 1에서 제시된 것 보다 기존의 문제점을 많이 보완하여 제품의 성능을 향상시키기는 하였으나, 몇 가지 문제점을 가지고 있다.

이를 설명하면 다음과같다.

내경소켓(8)의 테이퍼부분( 7)에서 끝나는 지점이 꼭지점을 이루고 있다.

파이프 삽입 후 파이프의 휨 현상이 발생할 경우 외경소캣( 6)이 내경소캣을 단단히 고정해 주어야 하는데 상대적으로 외경소켓의 내경소켓을 잡아주는 폭( 9)이 작아 파이프의 유동이 생기고 이로 인하여 누수의 위험성이 있는 구조적인 문제점과

파이프를 연결구에 삽입 시 파이프가 연결구 내부 구조에 의해 그라브링( 5)을 통과하여야 하는데 이때 그라브링과 파이프의 경도차이로 인해 파이프에 상처가 생기는 경우 누수에는 치명적으로 약하므로 이러한 경우의 대비책에 대하여는 설명 할 수 없는 구조이다.

그러하기에 제품에 편리성에 대하여 진보되기는 하였지만 신뢰성에는 개선의 필요성을 가지게 하였다.

본 고안은 상기의 문제를 해결하고자 안출된 것으로, 스프링 기능을 가진 텐션와셔(수지계열용과 금속계열용 2가지가 있음)를 도입하고 구조적 체결조임 원리를 적용하여 배관 연결시 교정이 쉽고, 체결완료 후에도 연결된 배관을 간단한 공구를 이용하거나 도구 없이도 쉽게 분리할 수 있으며 금속계열 및 수지계열(플라스틱계열) 파이프 세관의 연결 및 분해를 용이하게 할 수 있는 파이프 연결 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 연결구 내부부품을 순차적으로 오-링, 슬리브, 텐션와셔, 안착되고 이 부품을 고정하기 위하여 기본체에 나사산을 형성하고 마감캡으로 나사체결하면 연결이 되는 구조로

상기의 구성을 가지는 본 고안은 배관 연결시 교정이 쉽고 , 체결완료 후에도 연결된 배관을 간단한 공구를 이용하거나 성인이라면 도구 없이 손으로 쉽게 분리할 수 있으며 협소한 공간에서의 보수 및 수리 시 경제성이 뛰어나고, 금속계열 및 수지계열 파이프 세관의 획기적인 연결 구조를 제시해주는 효과가 있다.

도1은 종래의 파이프 연결구조 단면도

도2는 종래의 파이프 연결구조 단면도

도3은 본 고안에 의한 파이프 연결구조의 단면도

도4는 본 고안에 의한 파이프 연결구조의 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명.

17 : 연결캡

18 : 삽입구

51,52,53 : 단턱

31,41:텐션와셔

36 : 캡

이하 도3, 4, 을 참조한 설명으로 본 고안의 구체적인 특징과 이점은 더욱 명확해 지리라 생각 합니다.

참조한 도면은 도3는 본 고안의 파이프 연결구조로 수지계열에 사용되는 구조의 단면도이고 도4은 본 고안에서 금속계열 파이프를 연결 할 때의 연결구조의 단면도입니다.

조립되어 체결되는 구조적인 체결원리가 동일하기에 이중에서 수지계열에 사용되는 연결구 위주로 설명하고자 합니다.

본 고안은 도3 및 도 4에서 도시하는 바와 같이 종래의 파이프 연결구조에 핵심적인 특징 요소로 텐션와셔(31, 41)가 있는데, 수지계열에 사용되는 텐션와셔는 종래의 도 2에서 도시하는 것과 비슷한 형태를 가지지만 힘의 방향이 반대로 작용하는 특징을 가지면서 체결력에 있어서는 더욱 강하게 체결 할 수 있도록 설계된 것이므로, 파이프와 연결구의 체결목적은 같지만 방향이 다르기에 더욱 우수한 체결력을 가질 수 있도록 설계하였다.

먼저 기본체(39)에 수밀의 역할의 고무재질의 오링(38)이 삽입되고, 다음으로 테이퍼 각도를 가진 슬리브(37)가 삽입되고, 다음으로 방사편을 가지고 있으며 탄성복원력이 강한 재질의 텐션와셔(31)가 삽입되고, 캡(36)으로 마감하는 구조로 먼저 부품별로 설명하고자 합니다.

상기 기본체(39)는 내경으로 각 부품들이 안착 될 수 있도록 3단의 턱(51, 52, 53 )을 가진다. 1단턱(51)은 파이프의 삽입시 밀림 방지턱이고, 2단턱(52 )은 수밀역활의 오링(38)안착 부분이고 3단턱(53)은 슬리브(37)의 안착 부분으로 이루어졌고 외경으로는 나사산(54)이 형성되어 캡(36)과 나사체결이 되도록 형성 가공 되어진다.

상기 오링(18)은 수밀용으로 공인된 특수 재질로 제작되어지며 수밀의 역할을 담당한다.

상기 슬리브(37) 오링을 보호하는 역할과, 텐션와셔(37)가 캡(36)과 기본체(39)의 체결조임으로 인하여 조여들 때 그 조여드는 방향을 파이프로 향하게 하여 파이프를 강하게 잡아주는 현상을 유도 하는 역할로 테이퍼부분(55)에서 미끄럼 현상이 발생하여 텐션와셔가 파이프를 잡아주도록 유도한다.

상기 텐션와셔(31, 41)는 스틸계열용과 수지계열용으로 구분되어지는데 작용되어지는 메카니즘의 체결원리는 동일하지만 파이프의 재질에 따라 파이프를 잡아주는 힘이 다르기에 크기가 다르고 슬리브(37)의 테이퍼 각도(55)가 다르게 가공되어지고 형상이 두터워 강하게 파이프를 잡아 줄 뿐 작용되는 체결원리는 동일하다

상기 캡(36)은 내경으로 경이 다른 단(56 57)이 있는데 1단은(57)나사산이 형성되어지고 2단(56)은 파이프를 유동을 잡아 줄 수 있도록 길이로 형성되어져 있다.

이상에서 설명한 부품들이 조립되어지면 본 고안에서 설명하고자하는 제품이 되어지는데 설명하면 다음과 같습니다.

캡(36)을 기본체(39) 나사부에 완전 체결된 상태에는 파이프가 삽입되지 않으므로 1~2회전 푼 상태에서 파이프를 가볍게 삽입하고 캡을 조이면 파이프를 체결하게 되는데, 과정을 설명하면 기본체에 캡이 나사로 체결되는데 캡을 강하게 조이기 전에는 원터치 파이프연결구는 내부에 조립된 부품의 역할과는 무관하게 파이프를 잡아주는 힘이 없기에 소캣 역할 이외에는 아무런 의미가 없지만 파이프를 삽입 후 캡(36)을 손이나 도구로 강하게 조이면 텐션와셔(31,41)가 탄성력내에서 오므라들어 파이프를 강하게 잡아주어 체결이 이루어집니다. 나사의 원리처럼 조이면 조일수록 더욱 더 강하게 체결이 되는데 서두에서 설명한 부품 중에서 슬리브(37)의 테이퍼부에 닿은 텐션와셔(31,41)가 캡(36)의 체결로 인하여 아래로 밀리면서 파이프를 잡아주게 되는 것이다. 그러하기에 조이면 조일수록 강하게, 강하게 체결되는것이다.

반대로 캡(36)을 풀면 탄성 복원력이 강한 텐션와셔(31,41)가 자기형상으로 복원되면서 체결이 해제된다.

이러한 나사의 원리를 파이프 이음에 적용한 본 고안은 배관 연결 시 교정이 쉽고, 체결완료 후에도 연결된 배관을 간단한 공구나 이용하거나, 성인의 힘이라면 도구 없이 쉽게 분리할 수 있으며 금속계열 및 수지계열(플라스틱계열) 파이프 세관의 연결 및 분해를 용이하게 할 수 있는 파이프 연결 구조를 제공함에 그 목적이 있다.

이상에서의 자세한 설명에서와 같이 본 고안은 종래의 파이프 연결구조의 장점을 모두 갖추고 단점을 많이 해소 하여 배관 연결시 쉽게 할 수 있고 체결완료 후에도 연결된 배관을 쉽게 분리할 수 있는 반면, 쿠션링을 제거하면 공구나 도구를 이용하여야 쉽게 분리 할 수 있도록 하였다.

그리고 작업공구나 도구를 사용 할 수 없는 협소한 공간에서도 작업이 가능하여 수리나 보수에 용의 할 수 있으며 입반인도 쉽게 시공 할 수 있고 산업현장에서의 공기배관 및 냉 온수 배관등 작업시간이 상당히 단축되고 배관자재가 절감되는 등 경제성이 매우 뛰어난 효과가 있다.

Claims (1)

1. 기본체 내부에 오-링, 슬리브, 텐션와셔가 구비되어 기본체의 외경으로 캡과 나사 체결하는 것으로 파이프를 연결구의 삽입구안으로 밀어 넣어 캡을 조임으로 인하여 파이프를 해제되지 않도록 고정. 연결하는 파이프 연결구조(도 3, 4)에 있어서

   기본체(39)내부에 삽입된 슬리브(37)의 테이퍼부에 상위하는 경사를 가지고 다수의 방사편이 형성된 것이 파이프 외경에 맞추는 원의 일부분 형상으로 되어져 있으며 일정부분 의 탄성력을 가지는 텐션와셔(31, 41)와

   기본체(39)내부의 2단턱(52)에 삽입되어 수밀을 보장하는 오링과

   기본체(39)내부의 3단턱(53)에 삽입되어 수밀을 오링(38)을 보호하며 텐션와셔의 파이프 조임방향을 유도하는 슬리브(37)와

   내경으로 경이 다른 단(56, 57)이 형성되어져 1단은(57)나사산이 형성되어지고 2단(56)은 파이프를 유동을 잡아 줄 수 있도록 길이로 형성되어지며 길이의 끝(59)으로 텐션와셔(31, 41)를 조이면서 누눌 수 있도록 평단(59-1)이 형성된 것과 길이부 외경으로(59-2) 테이퍼진 캡으로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결구조