KR200378645Y1 - 합성수지관 연결용 전기융착 시트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 수도관, 가스관, 하수관, 배수관 등의 용도로 활용되는 합성수지관을 연결시켜주는 전기융착 시트에 관한 것으로.

더욱 상세하게는 표면이 돌출된 융착부에 메쉬를 설치하고 메쉬의 양측으로 동판을 일체형으로 설치하여 균일한 전류의 공급과 메쉬에 코팅된 촉매제를 통하여 기화현상이 발생되지 않고 작업시간을 단축하고 방수 능력을 향상시키도록 하는 합성수지관 연결용 전기융착 시트에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 표면에서 돌출되어 있으며 메쉬(20)가 일체형으로 고정되는 융착부(11)와; 상기 융착부(11)의 하측으로 형성된 연결부(12)의 양측으로 융착부(11)와 반대방향으로 돌출되는 기준부(13)와; 상기 메쉬(20)의 양측 선단에 일체형으로 고정되며 리드선(22)이 연결되는 슬리브(21)와; 상기 연결부(12)의 양측에서 융착이음부(31)를 통하여 일체형으로 연결되는 연결돌기(30, 30')와; 상기 연결돌기(30, 30')와 결합되는 걸림홈(41)이 형성되고 한쪽에는 구멍(42)이 다른 한쪽에는 나사공(43)이 형성되어 스크류(44)가 결합되는 연결구(40, 40')로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

Description

합성수지관 연결용 전기융착 시트{Electricity fusion seat for plastic pipe connection}

본 고안은 수도관, 가스관, 하수관, 배수관 등의 용도로 활용되는 합성수지관을 연결시켜주는 전기융착 시트에 관한 것으로.

더욱 상세하게는 표면이 돌출된 융착부에 메쉬를 설치하고 메쉬의 양측으로 동판을 일체형으로 설치하여 균일한 전류의 공급과 메쉬에 코팅된 촉매제를 통하여 기화현상이 발생되지 않고 작업시간을 단축하고 방수 능력을 향상시키도록 하는 합성수지관 연결용 전기융착 시트에 관한 것이다.

수도관, 가스관, 하수관, 배수관 등의 수지관은 일정한 길이로 성형되므로 이들을 서로 연결하기 위하여 접합시키는 방법은 일반적인 열융착 접합방법으로 맞대기 융착법(Butt), 소켓 융착법, 시트 융착법이 소개되었다.

이중 소켓 융착법인 일본 공개특허공보 평4-171392호는 합성수지 관경에 대응하는 크기를 갖는 통체로 이루어진 관 연결구를 선택한 뒤 이를 맞추어 시공하여야 하는 부담이 있고, 관의 각단면이 어긋나거나 굴절된 상태에서 적용이 불가능한 문제점이 있었다.

또한 상기 구조는 제작 단계에서 한가닥의 절연선을 포밍작업 공정을 통해 스파이럴 형상의 가열선으로 제작하고 이를 사출금형에 넣고 사출성형하여 완제품으로 제작됨으로서 가열선이 연결구 내측에 인서트 되는 구조적 특징을 갖게된다.

따라서 제품을 성형하는데 있어서 관경에 따라서 사출기가 용량이 커져야 한다는 단점과 이에 상응하는 제품 단가가 상당히 고가인 단점이 있다.

그리고 시트 융착법으로 국내 실용신안등록 제124493호(1998. 6. 12. 등록)는 첫째, 시트의 기초 재료는 유연성을 확보하기 위해 LDPE를 이용하여 발열선을 메쉬코일화 하고 있으나 연결하고자 하는 합성수지관의 원재료로 사용되는 HDPE와는 물성, 융점의 차이로 인하여 관의 연결시 단일체로 기능을 유지할 수 없었다.

특히, 열가소성 수지(LD, MD, HDPE)에 있어 열히터나, 발열선을 이용하여 가열한 후 맞대기 융착이나 시트융착법에 있어 지하 매설물인 경우 외부의 충격, 윤압 등에 의해 쉽게 분리 현상을 초래하는 것이었다.

화학적으로 열 안정성을 요구하는 열가소성 수지의 가장 중요한 것은 같은 융점, 물성을 연결하는 것이 이상적이다.

둘째, 시트 수지판을 랜딩스페이스, 서멀밸런서를 각각 일체형으로 사출성형한 후 상기 랜딩스페이스, 서멀밸런서의 사이즈에 맞추어 별도로 제작된 매쉬코일을 결합 후 전원을 공급하기 위한 연결단자를 연결시켜 관 융착 단품인 융착 접합시트로 활용되어지고 있다.

상기 방법으로는 일정한 랜딩스페이스와 서멀밸런서를 일체형으로 사출성형함에 있어 하수관, 배수관 관경이 국내에서도 대구경(1,000mm 이상)의 관종이 지하에 매설되고 있는 실정으로 사출성형, 매쉬결합공정 등의 다공정이 요구되어 각각 제작비용 상승을 초래하는 문제점이 있다.

셋째, 매쉬코일은 수지판 양측 랜딩스페이스와 중앙에 위치한 서멀밸런스를 중심으로 길이방향의 좌우 대칭구조로 매쉬코일에 열원이 전달되도록 되어 있으나 관 둘레에 감싼 후 연결단자에 열원을 공급하였을 경우 전열선의 배열에 관계없이 비접촉 단면은 연결구인 LD수지판 일부분만 융점에 도달하게 되며 접촉단면은 과열로 인해 연결하고자 하는 수지관의 변형을 초래하는 것이다.

일반적인 종래의 시트는 도 10 에 도시한 바와 같이 시트(1)의 상측으로 ㄷ형의 메쉬(2)가 시트(1)와 일체형으로 성형되고 메쉬(2)의 양측에서 리드선(3)과 단자(4)가 연결되어 시트를 합성수지관(50)에 감아서 전류의 공급으로 합성수지관을 연결하게 된다.

그러나 메쉬와 리드선을 연결하는 적절한 슬리브 단자가 없으므로 접촉 불량으로 인한 전기 스파크 현상이 발생하여 함몰, 화재발생 및 매쉬로 충분한 적기적 에너지를 공급하지 못하므로 인한 융착 불량이 발생한다.

또한 메쉬와 리드선간의 연결부위가 차지하는 전기 도통 단면적이 지나치게 커서 연결 부위에 열이 발생하지 못함으로 방수성을 저하시키고 작업시간을 길게 소모시킨다.

메쉬는 전기적 열에너지를 합성수지관과 시트를 용융시켜서 결합시키는 역할을 할 때 열 에너지가 절단되는 방식에는 전도, 대류, 방사 등의 형태로 이루어지는데, 합성수지 제품은 전도성과 대류성이 약하다 그런점 때문에 메쉬에 많은 전기적 에어지는 갖게 하면 합성수지가 타버리게 되므로 결국 작업시간을 길게 갖게하는 단점이 있다.

본 고안은 이러한 종래의 결점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 메쉬에서 발생하는 열 에너지를 합성수지관과 전기융착 시트의 융착부에 직접 가함으로써 발생하는 기화현상을 방지하고 대류를 원활히 해줄수 있는 촉매제를 메쉬에 코팅 처리하여 작업시간 단축 및 방수능력을 향상시키는 것이다.

본 고안은 융착부에서의 수축력이 크게 작용하며 먼 거리에 있는 기준부에서는 수축작용이 이루어지지 않도록 하여 원형으로 조임력이 발생할 때 자연스러운 팽창 수축에 의한 견고한 접합구조를 갖도록 하는 것이다.

본 고안은 리드선이 연결되는 슬리브가 메쉬의 일측면 전체에서 연결이 되어 접촉불량을 방지하여 누수 공간을 제거하며 작업시간을 단축시키도록 하는 것이다.

본 고안은 연결부의 양측으로 연돌기와 연결구를 설치하여 별도의 조임장치를 사용하지 않고 일체형의 조임장치를 사용하여 간편하고 견고하게 조여 합성수지관을 연결시키도록 하는 것이다.

고안은 표면에서 돌출되어 있으며 메쉬가 일체형으로 고정되는 융착부와;

상기 융착부의 하측으로 형성된 연결부의 양측으로 융착부와 반방향으로 돌출되는 기준부와;

상기 메쉬의 양측 선단에 일체형으로 고정되며 리드선이 연결되는 슬리브와;

상기 연결부의 양측에서 융착이음부를 통하여 일체형으로 연결되는 연결돌기와;

상기 연결돌기와 결합되는 걸림홈이 형성되고 한쪽에는 구멍이 다른 한쪽에는 나사공이 형성되어 스크류가 결합되는 연결구로 이루어짐을 특징으로 하는 것이다.

본 고안은 연결부(12)의 상측으로 중앙에 융착부(11)가 약간 돌출되도록 형성하며 그 양측으로 돌출되어 하측으로 기준부(13)가 돌출되도록 하여 길게 연속해서 압출되는 것이다.

압출되는 것을 합성수지관(50)의 규격에 따라서 일정한 길이로 절단하여 사용하는 것이며, 절단된 연결부(12)의 양측으로 연결돌기(30, 30')를 일체형으로 융착시키는 방법을 통하여 연결시키는 것이다.

연결돌기(30, 30')의 일측면은 연결부(12)와 동일한 형상을 갖고 있으며 경사지게 형성되거나 ㄱ형으로 형성된 융착이음부(31)에서 연결부(12)와 만나는 면을 용융시켜 일체형으로 연결시키는 것이다.

상기 연결부(12)와 기준부(13)의 일부분 양측에는 시트홀(14)이 관통되어 있고 연결돌기(30, 30')의 양측에서 융착이음부(31)가 결합될 때 용융되지 않고 연결되도록 삽입돌기(33)를 형성하여 시트홀(14)과 연결되도록 하는 것이다.

연결돌기(30)는 외측에 원형의 돌기가 형성되어 있으며 그 일측면에서 선단에 이르도록 경사면(32)이 형성되어 있어서 반대편의 연결돌기(30')와 만나면서 결합이 이루어지도록 하는 것이다.

상기 융착부(11)에는 메쉬(20)가 올려져서 가열되면서 일체형으로 고정되는 것으로, 메쉬(20)를 일체형으로 고정시키기 이전에 메쉬(20)의 양측으로 촉매제를 코팅 처리하는 것이다.

상기 촉매제는 비 광물질이 혼합된 것으로 융점을 향상시키도록 하며, 불연성 재질로 형성되어 메쉬(20)와 접촉되는 부분에서 기화현상을 막고 대류를 원활히 해출 수 있도록 하는 것이다.

메쉬(20)의 양측 선단은 촉매제가 코팅된 부분을 가공하여 촉매제를 제거한 후 슬리브(21)를 일체형으로 결합시키며, 슬리브(21)에는 리드선(22)과 단자(23)가 연결되어 외부로부터 전원을 공급하는 것이다.

이러한 메쉬(20)는 융착부(11)에 올려져서 회전되는 로울러에 의하여 눌리면서 일체형으로 고정되는 것으로, 회전되는 로울러의 내부에는 코일이나 열매체가 충진되어 있어서 가열된 상태를 유지하며 그 하측으로 지지되는 로울러는 일정한 간격을 두고 2개의 로울러가 지지되어 융착부(11)에 메쉬(20)가 올려져서 로울러를 통과할 때 메쉬(20)가 눌리면서 가열되는 열원을 통하여 일체형으로 박혀 고정되는 것이다.

상기 로울러를 통과하는 융착부(11)는 안으로 말리면서 원형에 가까운 전기융착 시트(10)를 구성하는 것이며, 전기융착 시트(10)는 연결구(40, 40')를 통하여 합성수지관(50)을 체결하는 것이다.

상기 연결구(40, 40')는 연결돌기(30, 30')를 각각 감쌀 수 있도록 걸림홈(41)이 형성되어 있으며, 연결구(40)에는 구멍(42)이 형성되어 스크류(44)가 관통되도록 하고, 연결구(40')에는 나사공(43)이 형성되어 스크류(44)가 나사식으로 연결되며 외측에서 너트(45)를 통하여 조여지도록 하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안은 연결부(12)가 연속해서 압축되는 과정에서 합성수지관(50)의 규격에 따라서 일정한 길이로 절단되는 것이며, 절단된 연결부(12)에는 메쉬(20)가 올려져서 일체형으로 성형되는 것이다.

메쉬(20)는 전류가 전체면에 고르게 공급되어 발열되는 것으로 촉매제를 양측에 코팅처리하고 슬리브(21)가 연결되는 부분에는 촉매제를 제거한다.

메쉬(20)의 양측 선단으로 코팅된 촉매제를 제거한 후 ㄷ형 또는 C 형의 슬리브(21)를 메쉬(20)의 선단 전체면에 대고 프레스 작업을 통하여 슬리브(21)가 메쉬(20)의 선단을 감싸면서 일체형으로 고정시키는 것이다.

슬리브(21)가 양측에 고정된 메쉬(20)는 융착부(11)의 상측에 올려 놓고 로울러에 공급하기 이전에 공기를 가열시켜 메쉬(20)와 융착부(11)의 상측에 공급하여 융착부(11)의 상측이 가열되면서 재질이 부드럽게 변하여 도시하지 않은 로울러에 공급한다.

상기 로울러는 W형 또는 S자 형태로 요철이 형성된 것이며, 공급되는 융착부(11)와 메쉬(20)는 상측의 로울러에 의하여 눌리면서 메쉬(20)가 융착부(11)의 상측에 박히면서 일체형으로 고정되는 것이다.

이와 같이 메쉬(20)가 고정되면 전기융착 시트(10)는 원형에 가까운 형태로 성형되는 것이며, 합성수지관(50)을 연결시키는 경우에는 도 9 에 도시한 바와 같이 합성수지관(50)을 감싸도록 한 후 연결돌기(30, 30')에 연결구(40, 40')의 걸림홈(41)을 결합시킨다.

연결구(40)의 구멍(42)에 스크류(44)를 관통시켜 연결구(40')의 나사공(43)에 결합시킨 후 외측으로 돌출된 스크류(44)에 너트(45)를 결합시킨다.

이때 도시하지 않은 융착기에서 단자(23)와 리드선(22)을 통하여 양측의 슬리브(21)에 전원을 공급한다.

양측의 슬리브(21)에 공급되는 전원은 메쉬(20)의 전체면에 균일하게 전원을 공급하게 되므로 메쉬(20)가 발열된다.

메쉬(20)가 발열되면서 메쉬(20)와 접촉된 융착부(11)와 합성수지관(50)의 표면이 서서히 용융이 이루어지는 것이다.

이때 메쉬(20)는 융착부(11)와 합성수지관(50)에 직접 닿지 않고 코팅된 촉매제를 통하여 열원을 전달시키게 되므로 기화현상을 방지하고 대류를 원활히 해줄 수 있도록 하여 작업시간을 단축하고 방수능력을 향상시키는 것이다.

상기 메쉬(20)가 발열될 때 스크류(44)와 너트(45)를 조이면 연결구(40, 40')가 당겨지면서 연결돌기(30, 30')가 서로 가까워지게 되므로 융착부(11)가 당겨지게 되는 것이다.

여기서 연결부(12)의 양측으로 형성된 기준부(13)에 의하여 당겨지는 힘이 작용되는 것으로 시트홀(14)과 삽입돌기(33)의 결합력으로 양측면에서 상당한 힘으로 당겨지게 되며, 메쉬(20)의 양측으로 형성된 융착부(11)와 합성수지관(50)의 외측이 용융되는 것이다.

전원의 공급을 정지시킨 후 스크류(44)와 너트(45)를 결합시켜 최대한 조임상태를 유지하게 되는 것이다.

조임상태가 유지되면서 냉각과정이 진행되는 것이어서 전기융착 시트(10)의 융착부(11)가 수축성을 갖게 된다.

이때 메쉬(20)와 가까운 부인 연결부(12)는 팽창과 수축거리가 커지며, 상대적으로 메쉬(20)와 거리가 먼 기준부(13)는 팽창과 수축이 적게된다.

이러한 팽창과 수축의 원리가 적용되므로 외부로부터 강제적 눌림에 의한 함몰현상을 방지할 수 있으며, 방수 및 견고성이 더해지는 것이다.

또한 연결돌기(30)의 선단과 연결돌기(30')의 경사면(32)은 서로 접촉된 상태에서 스크류(44)를 통한 당겨지는 힘으로 서로 눌리면서 이동되므로 연결부분에서의 접촉불량에 의한 누수현상을 방지하는 것이다.

결국, 메쉬(20)를 통하여 융착부(11)와 합성수지관(50)의 표면이 용융이 진행된 후 전원이 제거되면 수축되는 현상이 발생되지만, 양측면의 기준부(13)에는 전원이 닿지 않는 부분으로 용융 및 수축과는 아무런 관계가 없이 연결돌기(30, 30')와 연결구(40, 40')가 당기는 힘에 의하여 전기융착 시트(10)에 결합력을 크게 제공하여 누수를 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 고안은 메쉬에서 발생하는 열 에너지를 합성수지관과 전기융착 시트의 융착부에 직접 가함으로써 발생하는 기화현상을 방지하고 대류를 원활히 해줄수 있는 촉매제를 메쉬에 코팅 처리하여 작업시간 단축 및 방수능력을 향상시킬 수 있는 것이다.

본 고안은 융착부에서의 수축력이 크게 작용하며 먼 거리에 있는 기준부에서는 수축작용이 이루어지지 않도록 하여 원형으로 조임력이 발생할 때 자연스러운 팽창 수축에 의한 견고한 접합구조를 제공하는 것이다.

본 고안은 리드선이 연결되는 슬리브가 메쉬의 일측면 전체에서 연결이 되어 균일하고 안정된 전류의 공급으로 접촉불량을 방지하여 누수 공간을 제거하며 작업시간을 단축시키도록 하는 것이다.

본 고안은 연결부의 양측으로 연돌기와 연결구를 설치하여 별도의 조임장치를 사용하지 않고 일체형의 조임장치를 사용하여 간편하고 견고하게 조여 합성수지관을 연결시키도록 하는 것이다.

도 1 은 본 고안의 바람직한 실시예를 나타낸 분리사시도

도 2 는 본 고안의 완성상태를 나타낸 평면도

도 3 은 본 고안의 성형상태를 나타낸 정면도

도 4 는 본 고안의 주요부분에 대한 확대도

도 5 는 본 고안의 연결작업 준비상태를 나타낸 정면도

도 6 은 본 고안의 측면 단면도

도 7 은 본 고안의 연결상태 이전의 정면도

도 8 은 본 고안의 연결을 종료한 상태의 정면도

도 9 는 본 고안의 연결을 종료한 상태의 요부 확대단면도

도 10 은 종래 전기융착 시트에 대한 평면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 전기융착 시트 11 : 융착부

12 : 연결부 13 : 기준부

14 : 시트홀 20 : 메쉬

21 : 슬리브 22 : 리드선

23 : 단자 30, 30' : 연결돌기

33 : 삽입돌기 40, 40' : 연결구

41 : 걸림홈 42 : 홈

43 : 나사공 44 : 스크류

45 : 너트

Claims (5)

1. 메쉬를 일체형으로 시트의 일측면에 고정시켜 공급되는 전원으로 발열되어 합성수지관을 연결시키는 융착 시트에 있어서,

   표면에서 돌출되어 있으며 메쉬(20)가 일체형으로 고정되는 융착부(11)와;

   상기 융착부(11)의 하측으로 형성된 연결부(12)의 양측으로 융착부(11)와 반방향으로 돌출되는 기준부(13)와;

   상기 메쉬(20)의 양측 선단에 일체형으로 고정되며 리드선(22)이 연결되는 슬리브(21)와;

   상기 연결부(12)의 양측에서 융착이음부(31)를 통하여 일체형으로 연결되는 연결돌기(30, 30')와;

   상기 연결돌기(30, 30')와 결합되는 걸림홈(41)이 형성되고 한쪽에는 구멍(42)이 다른 한쪽에는 나사공(43)이 형성되어 스크류(44)가 결합되는 연결구(40, 40')로 이루어짐을 특징으로 하는 합성수지관 연결용 전기융착 시트.
2. 제1항에 있어서, 메쉬(20)는 촉매제가 코팅되어 전도 대류를 촉진시키도록 함을 특징으로 하는 합성수지관 연결용 전기융착 시트.
3. 제1항에 있어서, 기준부(13)는 융착부(11)와 먼 위치에서 반대편에 돌출되며, 기준부(13)에 형성되는 시트홀(14)에 연결돌기(30, 30')의 삽입돌기(33)가 결합되도록 함을 특징으로 하는 합성수지관 연결용 전기융착 시트.
4. 제1항에 있어서, 연결부(12)와 연결돌기(30)는 융착이음부(31)에서 용융되어 일체형으로 연결됨을 특징으로 하는 합성수지관 연결용 전기융착 시트.
5. 제1항에 있어서, 슬리브(21)는 메쉬(20)의 촉매제를 제거하고 C 형으로 메쉬(20)의 양측에서 일체형으로 눌려 고정되도록 함을 특징으로 하는 합성수지관 연결용 전기융착 시트.