KR200418511Y1 - 관연결구조 - Google Patents
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Abstract
간단한 결합구조를 갖고, 적은 체결 토크로도 밀폐력이 우수한 관연결구조가 개시된다. 본 고안에 따른 관연결구조는 관의 단부를 확관시키고, 확관의 사이에 링 형상의 패킹부재를 삽입한 후, 확관의 외부를 통상의 클램프로 체결시키는 구조를 갖는다. 이때, 패킹부재는 단면의 형상이 원형인 것이 사용될 수 있다. 또는, 패킹부재는 그 단면이 사각형 또는 마름모꼴 형태를 가지며, 양측면상에는 절개된 입구부가 형성되고, 내부 양측에는 입구부와 연통되는 공간부가 형성되며, 입구부와 공간부에 의해 분리된 상, 하부에는 유동되는 절편들이 형성 된 것이 사용될 수 있다. 이렇게 형성된 패킹부재에는 내접되면서 패킹부재가 이탈되는 것을 방지하도록 내측 양단부에 단턱부가 형성된 고정부재가 더 구비될 수 있다.
Description
도 1은 종래기술에 따른 관연결구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 고안에 따른 관연결구조를 나타낸 분해사시도이고,
도 3은 본 고안에 따른 관연결구조를 나타낸 결합단면도이고,
도 4는 본 고안에 따른 관연결구조의 작동상태를 보인 단면도이며, 그리고
도 5 내지 도 7은 본 고안의 패킹부재와 고정부재의 다른 실시예를 보인 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1, 2 : 관 100,200,300 : 관연결구조
110, 120 : 확관 130,230,330 : 패킹부재
232,332 : 공간부 234,334 : 입구부
236,336 : 절편 140,240 : 고정부재
150 : 클램프
본 고안은 관연결구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압력이 높을수록 더 욱 강력한 밀폐력을 갖는 관연결구조에 관한 것이다.
일반적으로 배관 설비는 우리 일상생활과 밀접한 관계를 지니고 있다. 식수 및 공업용수를 공급하며 또 사용된 물은 관(管)을 통해 밖으로 내보내는 역할을 할 뿐만 아니라 실내를 따뜻하게 하거나, 시원하게 하는 일도 배관을 통해 행하여지고 있다. 배관은 사용목적에 따라 크게 건축물에 필요한 제반 설비 배관으로 건축배관(급수, 급탕, 냉난방, 배수, 배기 등)과 원유수송배관, 공장내배관, 집진장치배관, 발전소배관 등 산업 목적을 위한 배관을 포함한 공업배관으로 나눌 수 있다.
이러한 배관들은 온도, 압력, 관내 이송물체의 성질 등에 따라 배관의 재질이 강관, 합성수지관, 주철관, 콘크리트관, 동관 등 관종을 달리 선택 사용되고 있으며, 사용목적이 다양하고, 기후 변화에 관계없이 연속적으로 에너지 및 기타 물향을 공급하기 쉽고, 수송도중 물량의 손실이 거의 없으며, 수송비가 저렴하다는 장점이 있다.
그러나 배관의 유용성에 비해 그 이음방법은 주로 행하여지는 용접공법에서 개선이 이루어지고 있지 않다. 용접공법은 기밀성에서 우수한 장점을 지니고 있으나, 용접공구 및 고임금의 전문 용접공 등이 필요하며 작업환경이 열악하고, 작업 진척도가 기능공의 영향을 받으며, 용접부위에서 환원반응과, 대기부식, 땅속부식, 응력부식 등 부식 발생이 빨리 일어나는 등의 문제점이 있었다.
또한, 전술한 용접공법은 주로 단순하게 양측관들을 결합시킨 것이므로 지반이 침하되거나 배관 내부에 과도한 수압이 발생되면 조인트에서 양측 관들이 이탈되어 누수가 발생되는 주요 원인이 되었다.
한편, 지진의 위험에 안심할 수 없는 한반도의 실정을 감안한다면 배관의 설계에서 지진에 대한 적응력을 추가해야 한다. 또한, 지진뿐만 아니라 온도에 따라 신축되는 금속관의 경우 그 신축량에 따른 오차까지 계산되어야 함이 바람직할 것이다. 도 1에서 보는 바와 같이 종래의 관연결 방법에서 가장 신뢰도를 얻고 있는 커플링에 의해 볼트결합방법을 예로 들면, 관(1, 2)의 단부에 커플링(1', 2')을 용접하여 양 커플링(1', 2')에 다수의 볼트(3)를 체결하여 관을 연결하고 있다.
그러나 이와 같은 결합방법은 다수의 볼트를 사용하여 체결하는 방식으로 체결시 많은 공정과 비용이 소비되고 또한, 주변 기후환경이나, 관내의 유체의 온도에 따라 미세하나마 관의 신축이 일어날 것이다. 따라서 설계시 관의 신축을 고려하고 그에 적당한 부속을 적용해야 할 것이다. 또한, 지진과 같은 지각변동에 있어서도 여러 개로 연결된 관이 비틀림이나 휨하중을 받고 이를 고려하여 설계한다. 이는 막대한 자원낭비 및 원가의 상승과 긴 공기(工期)를 안고 있는 문제점이 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 서로 연결될 관의 단부를 확관하여 서로 맞대고, 그 사이에 특별한 패킹부재와, 고정부재를 삽입한 후, 확관의 외부에서 클램프로 결합시킴으로써, 패킹부재에 의한 결합구조에 의해 관내의 압력변화에 능동적으로 작용하여 강력한 수밀력을 얻을 수 있는 관연결구조를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은,
관과 관을 연결하기 위한 것에 있어서,
관의 단부를 확관시키고, 확관의 사이에 링 형상의 패킹부재를 삽입한 후, 확관의 외부를 통상의 클램프로 체결시키는 것을 특징으로 하는 관연결구조를 제공한다.
여기에서 패킹부재는 단면의 형상이 원형인 것이 사용될 수 있다.
또는, 패킹부재는 그 단면이 사각형 또는 마름모꼴 형태를 가지며, 패킹부재의 양측면상에는 절개된 입구부가 형성되고, 패킹부재의 내부 양측에는 입구부와 연통되는 공간부가 형성되며, 입구부와 공간부에 의해 분리된 상, 하부에는 유동되는 절편들이 형성 된 것이 사용될 수 있다.
이때, 패킹부재에는 내접되면서 패킹부재가 이탈되는 것을 방지하는 고정부재가 더 구비될 수 있다.
그리고 고정부재의 내측 양단부에는 확관의 사이에 걸쳐지도록 단턱부가 형성되는 것이 바람직 하다.
또는, 패킹부재는 그 단면이 사각형 또는 마름모꼴 형태를 가지며, 패킹부재의 양측면상에는 절개된 입구부가 형성되고, 패킹부재의 내부 양측에는 입구부와 연통되는 공간부가 형성되고, 입구부와 공간부에 의해 분리된 상, 하부에는 유동되는 절편들이 형성되며, 패킹부재의 내측 양단부에는 확관의 사이에 걸쳐지도록 단턱부가 일체로 형성된 것이 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 관연결 구조에 대해 설명한다.
<실시예 1>
도 2는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 관연결구조를 나타낸 단면도이며, 그리고 도 3은 도 2의 결합단면도이다.
도 2를 참고하면, 본 고안의 제 1 실시예에 따른 관연결구조(100)는 서로 연결될 관(1)과 관(2)의 단부에 배치되는 패킹부재(130)와, 고정부재(140)와, 클램프(150)로 구성된다.
여기에서 서로 연결될 관(1,2)의 단부는 확관(110,120)되는 구조를 가지며, 확관(110,120)의 기울기는 45도에서 90도가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 확관(110,120)의 기울기는 85도일때 가장 효과적이다.
패킹부재(130)는 확관(110,120)의 사이에 삽입되는 링 형상을 갖는 것으로, 그 단면의 형상이 원형인 통상의 고무링이다.
고정부재(140)는 패킹부재(130)와 마찬가지로 링 형상으로 형성되며, 패킹부재(130)에 내접되는 형성을 갖는다. 이러한 고정부재(140)의 외측면상 중앙부에는 패킹부재(130)가 밀착되도록 반원형태의 안착부(142)가 형성되어 패킹부재(130)와의 결합력을 높여준다. 또한, 고정부재(140)의 양측 단부에는 단턱부(142)가 형성된다.
단턱부(142)는 한번의 절곡으로 된 계단형상을 가지며, 그 상부가 확관(110)과 확관(120)의 사이로 삽입되도록 설계되고, 그 하부가 확관(110)과 확관(120)의 사이로 삽입되지 않고 걸쳐지도록 설계된다.
한편, 확관(110,120)의 외측에는 관(1)과 관(2)을 결합시키기 위한 클램프(150)가 구비된다. 클램프(150)는 통상의 관연결용 클램프로 볼트 또는 원터치로 체결되는 것이 바람직 할 것이다.
이와 같이 형성된 본 고안의 제 1 실시예에 따른 관연결구조(100)는 도 3에서 보는 바와 같이 패킹부재(130)와 고정부재(140)를 확관(110,120)의 사이에 삽입한 후, 클램프(150)로 체결시키면, 확관(110,120)이 오므라들면서 패킹부재(130)를 가압하고, 가압된 패킹부재(130)가 압착되면서 확관(110,120)과 밀착되어 수밀력을 높여준다.
<실시예 2>
도 4는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 관연결구조를 나타낸 분해사시도이며, 그리고 도 5는 본 고안의 제 2 실시예에 따른 관연결구조를 나타낸 결합단면도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 고안의 제 2 실시예에 따른 관연결구조(200)는 제 1 실시예에서와 마찬가지로 서로 연결될 관(1,2)의 단부를 확관(110,120)시키고, 그 확관(110,120)의 사이에 패킹부재(230)와, 고정부재(240)를 삽입시킨 후, 클램프(150)로 체결되는 구성을 갖는다.
여기에서, 패킹부재(230)는 확관(110,120)의 사이에 삽입되는 링 형상을 갖는 것으로, 확관(110,120)의 기울기에 맞도록 그 단면의 형상이 마름모꼴에서 사각형 형태로 형성될 것이다. 이때, 확관(110,120)의 가장효과적인 85도의 기울기에 맞혀 패킹부재(230)의 측면의 기울기도 85도가 되는 것이 바람직할 것이다.
이러한 패킹부재(230)의 내부 양측에는 일정한 공간부(232)가 형성되고, 공간부(232)는 패킹부재(230)의 측면으로 연통된다. 여기에서 공간부(232)는 비교적 넓은 공간으로 형성되고, 입구부(234)는 비교적 좁게 형성된다. 그리고 입구부(234)와 공간부(232)에 의해 상, 하로 분리되어 형성된 절편(236)들은 좌, 우로 유동가능한 구조를 갖는다. 또한, 패킹부재(230)의 내측면상 중앙부에는 그 중심방향으로 링 형상으로 돌출된 돌기부(238)가 형성된다.
고정부재(240)는 패킹부재(230)와 마찬가지로 링 형상으로 형성되며, 패킹부재(230)에 내접되는 형상을 갖는다. 이러한 고정부재(240)의 외측면상 중앙부에는 패킹부재(230)의 내주면상에 형성된 돌기부(238)에 대응되는 오목한 안착부(242)가 형성되어 패킹부재(230)와의 결합력을 높여준다. 또한, 고정부재(240)의 양측 단부에는 단턱부(244)가 형성된다.
단턱부(244)는 한번의 절곡으로된 계단형상을 가지며, 그 상부가 확관(110)과 확관(120)의 사이로 삽입되도록 설계되고, 그 하부가 확관(110)과 확관(120)의 사이로 삽입되지 않고 걸쳐지도록 설계된다.
하기에는 전술한 바와 같이 형성된 본 고안의 제 2 실시예에 따른 관연결구조(200)의 작동상태에 대해 간략하게 설명한다.
도 6은 본 고안의 제 2 실시예에 따른 관연결구조의 작동상태를 보인 단면도이다.
본 고안의 제 2 실시예에 따른 관연결구조(200)는 양(+)압이나 음(-)압 모두 적용가능하게 설계된 구조로 먼저, 배관의 내부에서 연결부위의 외부로 가중되는 양압에 대해 설명한다.
도 6을 참고하면, 배관의 내부에 유체 또는 기체가 충진되어 양압이 발생되면, 압력은 1차적으로 패킹부재(230)의 측면에 걸리게 된다. 작은 양압일 경우에는 패킹부재(230)에서 충분한 방지가 되지만 더 큰 압력이 걸리게 되면, 패킹부재(230)의 측면을 타고 외부로 올라간다.
패킹부재(230)의 양측면을 타고 올라가던 압력은 입구부(234)로 파고 들어가 넓은 단면적을 갖는 공간부(232)내에 작용하게 된다. 이때, 공간부(232)에 발생되는 압력은 배관내의 압력과 동일하게 전가되고, F1의 힘은 소멸되게 된다. 따라서 절편에 작용하는 힘은 F2만이 그 단면적에 비례하여 증가되어 확관된 면(110,120의 내측과 더욱 밀착되게 되면서 강력한 수밀력을 갖게 된다.
반대로 음압이 발생되면, 연결부위의 외부에서 배관의 내부로 압력이 가중된다. 이때에도 공간부에 발생하는 압력은 대기의 압력과 동일하게 전가되고 F2의 힘은 소멸되게 된다. 따라서 절편(236)에 작용하는 힘은 F1만이 그 단면적에 비례하여 증가되어 확관된 면(110,120)의 내측과 더욱 밀착되게 되면서 강력한 진공력을 갖게된다. 이때, 고정부재(240)는 F1의 힘이 보존될수 있도록 저항하는 것이다.
<실시예 3>
도 7은 본 고안의 제 3 실시예에 따른 관연결구조(300)를 나타낸 단면도이다.
본 고안의 제 3 실시예에 따른 관연결구조(300)는 제 2 실시예와 거의 같으며, 단, 제 2 실시예의 패킹부재(230)와 고정부재(240)가 일체형으로 된 것으로 생 각하면 된다.
즉, 도 7에서 보는 바와 같이 서로 연결된 관(1)과 관(2)의 단부를 확관(110,120)시키고, 그 사이에 패킹부재(330)를 삽입하고, 확관(110,120)의 외부를 통상의 클램프(150)로 체결하는 구조를 갖는다.
즉, 제 3 실시예에서의 패킹부재(330)는 제 2 실시예에서의 고정부재(240)가 패킹부재(230)의 하부측에 일체로 형성된 것과 같은 형상을 갖는다. 따라서 패킹부재(330)는 그 단면의 형상이 사각형 또는 마름모꼴 형태를 가지며, 내부 양측에는 일정한 공간부(332)가 형성되고, 공간부(332)는 패킹부재(330)의 측면으로 연통된다. 여기에서 공간부(332)는 비교적 넓은 공간으로 형성되고, 입구부(334)는 비교적 좁게 형성된다. 그리고 입구부(334)와 공간부(332)에 의해 상, 하로 분리되어 형성된 절편(336)들은 좌, 우로 유동가능한 구조를 갖는다. 그리고 패킹부재(330)의 내측 양단부에는 더 벌어지는 단턱부(344)가 일체로 형성된다.
전술한 바와 같이 본 고안에 따른 관연결구조는 확관된 연결부위의 사이에 압력차가 발생되면 높은 압력에서 낮은 압력으로 압력이 전가될 때 이를 차단하는 상하부의 절편이 형성된 압력의 변화에 능동적으로 작용하여 강력한 밀폐력을 갖을 수 있는 것이다.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (6)
- 관(1)과 관(2)을 연결하기 위한 것에 있어서,상기 관(1,2)의 단부를 확관(110,120)시키고, 상기 확관(110,120)의 사이에 링 형상의 패킹부재(130,230,330)를 삽입한 후, 상기 확관(110,120)의 외부를 통상의 클램프(150)로 체결시키는 것을 특징으로 하는 관연결구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 패킹부재(130)는 단면의 형상이 원형인 것을 특징으로 하는 관연결구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 패킹부재(230)는 그 단면이 사각형 또는 마름모꼴 형태를 가지며, 상기 패킹부재(230)의 양측면상에는 절개된 입구부(234)가 형성되고, 상기 패킹부재(230)의 내부 양측에는 상기 입구부(234)와 연통되는 공간부(232)가 형성되며, 상기 입구부(234)와 상기 공간부(232)에 의해 분리된 상, 하부에는 유동되는 절편(236)들이 형성됨을 특징으로 하는 관연결구조.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 패킹부재(130,230)에는 내접되면서 상기 패킹부재(130,230)가 이탈되는 것을 방지하는 고정부재(140,240)가 더 구비됨을 특징으로 하는 관연결구조.
- 제 4 항에 있어서, 상기 고정부재(140,240)의 내측 양단부에는 상기 확관(110,120)의 사이에 걸쳐지도록 단턱부(144,244)가 형성됨을 특징으로 하는 관연결구조.
- 제 1 항에 있어서, 상기 패킹부재(330)는 그 단면이 사각형 또는 마름모꼴 형태를 가지며, 상기 패킹부재(330)의 양측면상에는 절개된 입구부(334)가 형성되고, 상기 패킹부재(330)의 내부 양측에는 상기 입구부(334)와 연통되는 공간부(332)가 형성되고, 상기 입구부(334)와 상기 공간부(332)에 의해 분리된 상, 하부에는 유동되는 절편(336)들이 형성되며, 상기 패킹부재(330)의 내측 양단부에는 상기 확관(110,120)의 사이에 걸쳐지도록 단턱부(344)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 관연결구조.
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| KR101100374B1 (ko) | 2011-03-15 | 2011-12-30 | 배승범 | 랩조인트 관 연결구조 |
| KR101500508B1 (ko) * | 2013-07-02 | 2015-03-10 | 박강훈 | 파이프용 패킹 및 이를 이용한 파이프 연결구 |
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2006
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