KR20050037439A - 관로간 연결부의 수밀장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관로간 연결부의 수밀상태를 지속적으로 유지시킬 수 있도록 패킹을 수팽창성 고무재질로 제조하되, 패킹의 일단에 비팽창성 고무재질의 밴드부재를 일정폭만큼 연장시킴으로써 관로간의 억지끼움 연결시, 패킹이 말리면서 뒤로 밀려나거나 수팽창성 고무가 팽창하여 연결부 외부로 이탈되는 것을 방지할 수 있는 관로간 연결부의 수밀장치에 관한 것이다.

본 발명은 본 발명은 암 관로의 소켓부에 수 관로가 끼워지는 연결부 사이에 수팽창성 고무부재를 삽입하여 상기 관로간의 수밀성을 유지하도록 된 관로간 연결부의 수밀장치에 있어서,

상기 암관로의 소켓부에 수관로가 억지끼움으로 삽입될 때 상기 수팽창성 고무부재가 뒤로 말리거나, 수팽창성 고무부재가 수팽창될 때 관로간의 연결부 외부로 삐져나오지 않도록 상기 수팽창성 고무부재의 후단으로부터 소정 길이만큼 연장되어 암 관로의 소켓부 외벽에 밀착되게 형성된 비팽창성 고무재질의 밴드부재를 포함하여 구성된다.

Description

관로간 연결부의 수밀장치{Water-tighting apparatus for connection part between pipes}

본 발명은 관로간 연결부의 기밀을 신뢰적으로 유지하기 위한 수밀장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상수관이나 콘크리트 하수관로의 신규 설치 및 유지보수에 있어, 관로간의 접합시 수밀유지용으로 사용되는 패킹(packing)이 외부로 이탈되거나 말리는 것을 방지하면서, 연결부위에 대한 미세공극까지도 팩킹시켜 수밀성을 신뢰적으로 확보할 수 있는 관로간 연결부의 수밀장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지하에 매설되는 하수도관은 제작 및 작업성을 고려하여, 일정길이로 제작되고, 시공시 이들을 연결하게 되므로 이들 연결부를 반드시 밀폐시켜야만 연결부에서 누수(漏水)가 발생되지 않게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상수관 또는 하수관로 연결부의 수밀성을 부여하기 위한 전통적인 방법으로는 링형상의 수밀용 패킹이 주로 이용되고 있다.

도시된 바와 같이, 상기 수밀용 패킹은 고무재질로서 콘크리트 하수관로간의 연결부에 결합되며, 소켓식 흄관을 일예로 설명한다.

상기 소켓식 흄관의 연결시공에 있어서, 암 관로(1)의 일측에 소켓부(1a)가 형성되고, 상기 소켓부(1a)에 끼워지는 수 관로(2)의 결합부는 단차진 스피갓(spigot)(2a)이 형성된다. 또한, 상기 스피갓(spigot)(2a)의 외주면에 끼워져 소켓(1a)사이의 기밀을 유지하는 패킹(3)은 내경이 스피것(2a)의 외경보다 작게 설정되어 있고, 패킹(3)의 외경은 소켓(1a)의 내경보다 크게 설정된 원형 링형상으로 되어 있다.

여기서, 상기 스피갓(2a)은 패킹(3)이 수 관로(2)의 외경에 끼워진 상태에서 억지끼움으로 소켓부(1a)에 끼워질 때, 뒤로 말려져 밀려나는 것을 방지하기 위해 형성된 것이다.

따라서, 상기 패킹(3)을 스피갓(2a)에 끼운 상태에서 스피갓(2a)을 암 관로(1)의 소켓부(1a)에 억지끼움식으로 압입하게 되면, 상기 패킹(3)이 납작(타원)하게 변형되면서 압축되어 암, 수 관로(1, 2)의 결합부의 수밀을 유지하게 된다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래 수밀용 패킹의 다른 실시예로서, 상기 수밀용 패킹(3)은 상기 암, 수 관로(1, 2)간 연결부의 수밀을 유지하기 위하여 격자단면을 갖되, 외주면에 복수개의 날개편(3a)이 형성된 구조로 이루어진 것이 알려져 있다.

상기한 구조의 패킹(3)은 암, 수관로(1, 2)의 연결작업시 날개편(3a)이 소켓(1a)의 삽입방향으로 구부러졌다가 결합시공이 완료되면 구부러져 있던 날개편(3a)이 복원할려는 힘을 갖게 되므로, 연결부의 수밀성이 전술한 도 1의 실시예보다 향상됨은 물론 시공에 보다 유리한 잇점을 갖는다.

그러나, 이러한 고무재질의 패킹은 암, 수 관로(1, 2)와의 관계에서 여러 요인으로 인해 완벽한 수밀성을 확보할 수 없는 문제점을 내포하고 있다.

즉, 암, 수 관로(1, 2)의 소켓부(1a) 내경과 스피갓(2a)의 외경이 일정치 않게 제작되는 경우가 빈번하기 때문에, 상기 소켓부(1a)의 내경이 패킹의 외경보다 클 경우에 완전히 밀폐할 수 없어 누수가 발생한다. 또한, 상기 콘크리트재질로 이루어진 암, 수관로(1, 2)간 접촉면의 내,외 표면이 거칠게 형성되어 있기 때문에, 패킹(3)을 끼워 암, 수관로(1, 2)의 기밀성을 부여한다 할지라도, 연결부에 형성되어있는 미세 공극을 통해 누수가 발생되는 문제점이 있었던 것이다.

이와 같이 소켓부(1a) 및 스피갓(2a)의 내외경 불균일과 표면 거칠기 등으로 인해 누수현상이 발생되는 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 물과 접촉하면 자기 체적의 최고 10∼ 20배 가까이 팽창하는 성질을 갖는 수팽창성 고무 패킹이 개발되어 상, 하수관로의 수밀유지용으로 사용되고 있다. 따라서, 시공 완료된 상태에서 소켓(1a) 및 스피갓(2a)의 직경 칫수가 불균일하거나, 연결부위의 표면이 거칠더라도 초기 연결부위를 통해 누수되는 오, 폐수에 의해 팽창되어 이들 사이의 수밀을 거의 완벽하게 유지할 수 있는 장점이 있다.

상기한 바와 같은 장점을 갖는 수팽창성 고무를 이용하여 흄관의 연결부에 적용한 사례로서, 국내 공개특허 제2000-0065397호의 "콘크리트 하수관 연결부 기밀유지용 패킹"이 제안되었다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 패킹(13)은 격자단면을 가지며 그 외주면에 소정 간격을 두고 댐 형태의 돌기(13a)가 형성되되, 상기 돌기(13a)들 사이에는 수팽창성 고무(14)가 게재된 구조로서, 암, 수관로(1, 2)간의 연결시, 패킹(13)의 외주면에 형성된 돌기(13a)에 의해 패킹(13)과 소켓(1a)사이의 기밀을 1차적으로 유지하고, 하수관의 연결부위에서 누수가 발생되면, 상기 수팽창성고무(14)가 팽창하여 2차적으로 기밀을 유지하는 것을 주 요지로 하고 있다.

그러나, 상기의 구조는 흄관의 소켓부(1a)에 스피갓(2a)을 억지끼움으로 끼울 때, 돌기(13a)와 수팽창성 고무(14)가 손상되는 사례가 빈번할 뿐만 아니라, 상기 돌기(13a)와 소켓(1a)의 내면 접촉부 사이의 틈새를 통해 팽창된 수팽창성 고무(14)가 외부로 삐져 나오게 되는 문제점이 발생된다.

상기 수팽창성 고무(14)가 외부로 삐져 나오게 되면, 외부로 삐져 나온 부위를 통해 수팽창성 고무(14)가 흡수하고 있던 수분이 증발되어 결국 수팽창성 고무(14)가 수축되면서 체적이 감소하여 수밀성이 저하되는 심각한 문제를 야기한다.

또한, 종래에는 전술한 바와 같이 수밀용 패킹이 뒤로 밀리는 것을 방지하기 위해서, 수 관로(2)의 단부에 스피갓(2a)을 불가피하게 형성하고 있으며, 상기 암 관로(1)의 소켓부(1a)에 수 관로(2)의 스피갓(2a)을 억지끼움하거나, 단차지지 않은 원형관과 소켓부를 억지끼워 맞출 경우에는 고무패킹이 억지끼움력에 의해 뒤로 젖혀져 말리면서 연결부 외부로 이탈되는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본원출원인은 의장등록 제0282182호의 "수팽창성 밀폐용구"를 제안한 바 있다. 상기 구조에서는 외주면에 다수의 경사 날개편(24a)이 구비된 원형 단면 구조를 갖는 수팽창성 고무(24)만으로 패킹을 형성하기 때문에, 신뢰적인 수밀성을 확보할 수 있는 반면에, 암, 수관로간의 연결시에 말리면서 뒤로 밀려 연결부 외부로 이탈되거나, 상기 연결부 시공완료후에 상기 수팽창성 고무가 물과 접촉하여 팽창하였을 경우, 상기 암, 수관로간의 연결부 틈새로 상기 수팽창성 고무가 삐져 나오는 현상이 발생된다.

이러한 상태가 오랜기간 동안 지속되면 수팽창성고무 패킹의 수분이 증발됨으로써 원래의 체적보다 상대적으로 과수축되어 패킹으로써의 장점인 탄성을 상실하게 되므로 오히려 일반 고무패킹의 기능보다도 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 문제점들을 고려하여 이루어진 것으로서, 관로간 연결부의 수밀상태를 지속적으로 유지시킬 수 있도록 패킹을 수팽창성 고무재질로 제조하되, 암, 수 관로간의 억지끼움 연결시, 패킹이 말리면서 뒤로 밀려 연결부 외부로 이탈되는 것을 방지되고, 상기 암, 수 관로간의 연결부 틈새를 통해 연결부 외부로 삐져 나오는 현상이 방지되는 관로간 연결부의 수밀장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 암 관로의 소켓부에 수 관로가 끼워지는 연결부 사이에 수팽창성 고무부재를 삽입하여 상기 관로간의 수밀성을 유지하도록 된 관로간 연결부의 수밀장치에 있어서, 상기 암관로의 소켓부에 수관로가 억지끼움으로 삽입될 때 상기 수팽창성 고무부재가 뒤로 말리거나, 수팽창성 고무부재가 수팽창될 때 관로간의 연결부 외부로 삐져나오지 않도록 상기 수팽창성 고무부재의 후단으로부터 소정 길이만큼 연장되어 암 관로의 소켓부 외벽에 밀착되게 형성된 비팽창성 고무재질의 밴드부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도 5 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 관로간 연결부의 수밀장치는 암, 수 관로의 연결부에 삽입되어 수밀성을 신뢰적으로 확보함과 동시에, 암 관로의 소켓부에 수 관로가 억지끼움으로 압입될 때, 뒤로 말려 젖혀지는 것을 방지할 수 있도록 구현한 것으로, 본 실시예에서는 콘크리트 하수관로용 소켓식 흄관을 예로 들어 설명한다.

본 발명의 수밀장치가 적용되는 상, 하수관로는 흄관의 소켓부(101a)가 형성된 부위를 암 관로(101)라 칭하고, 다른 흄관의 소켓부 반대편을 수 관로(102)로 칭하여 설명한다. 그리고 상기 수 관로(102)의 단부는 스피갓이 형성되어 있지 않는 원형관으로 형성된 것을 예로 들어 설명한다.

본 발명의 수밀장치는 수팽창성 고무부재(111)와 비팽창성 고무부재로 이루어진 밴드부재(112)가 결합된 구조를 갖는다.

즉, 상기 수팽창성 고무부재(111)는 수 관로(102)의 단부 외주면에 끼워져 접촉되는 링형태의 베이스부(210)와, 상기 베이스부(210)의 외면에서 소정 간격을 두고 다수 돌출되어 암 관로(101)의 소켓부(101a) 내면에 접촉되며 상기 수 관로(102)에 삽입되는 시작점인 베이스부(201)의 선단부에서 후단방향으로 소정 각도(θ)만큼 기울어진 외측경사면과 내측경사면을 가지는 제1 내지 제3 날개편(220, 221, 222)과, 상기 제1 내지 제3 날개편(220, 221, 222) 각각과 베이스부(210)를 연결하는 보강부(230)를 구비한다.

여기서, 상기 베이스부(210) 내경은 수 관로(102)의 외경보다 소정직경만큼 작고, 제1 내지 제3 날개편(220, 221, 222)의 외경은 상기 암 관로(101)의 소켓부(101a) 내경보다 소정직경만큼 크게 형성되며, 상기 베이스부(210)의 선단부와 제1 날개편(220)의 연결부에는 소정 폭만큼의 연장부(240)를 갖는다. 또한, 상기 제1 내지 제3 날개편(220, 221, 222)의 외경은 베이스부(210)의 선단부에서 후단부측으로 갈수록 점차 크게 형성된 구조를 갖는다. 따라서, 상기 암 관로(101)의 소켓부(101a) 내면에 접촉되는 제1 내지 제3 날개편(220, 221, 222)이 팽창되었을 때, 각 날개편이 자기체적의 10 ∼ 20배정도로 팽창되면서 소켓부(101a) 내면과의 사이 기밀성을 향상시키게 되는 것이다.

상기 보강부(230)는 제1 내지 제3 날개편(220, 221, 222)의 내측 경사면의 소정위치에서 반대방향으로 꺾여져 베이스부(210)와 합류하는 리브(rib)이다.

이와 같은 구성의 수팽창성 고무부재(111)는 클로로프렌 고무(chloroprene rubber) 100중량부에 대하여, 수팽창제(super absorbent polymer) 5 ∼ 30중량부, 보강제로 사용되는 카본블랙(carbon black) 1 ∼ 30중량부, 충진제로 사용되는 표면처리 탄산칼슘 1 ∼ 30중량부, 프로세스 오일 1 ∼ 20중량부, 활성제로서 기능하는 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 스테아르산(Stearic Acid)중 선택된 적어도 하나 이상의 물질 1 ∼ 5중량부를 혼합하고, 보조첨가제로서 기능하는 노화방지제 1 ∼ 2중량부, 촉진제 0.1 ∼ 2중량부, 가교제 0.1 ∼ 2중량부를 첨가하여 제조된다. 이 경우, 상기 수팽창성 고무부재(111)는 자기체적의 10 ∼ 20배로 팽창될 수 있다.

상기 밴드부재(112)는 수팽창성 고무부재(111)의 후단측으로부터 소정 길이만큼 연장되어 암 관로(101)의 소켓부(101a)에 수 관로(102)가 억지끼움으로 압입될 때 뒤로 말리는 것을 방지하고, 수팽창성 고무부재(111)가 수팽창될 때 관로간의 연결부 틈새를 통해 연결부 외부로 삐져나오는 것을 방지하도록 상기 수팽창성 고무부재(111)의 후단으로부터 소정 길이만큼 연장되어 암 관로(101)의 소켓부(101a) 외벽에 밀착되게 형성된다.

또한, 상기 밴드부재(112)는 비팽창성 고무부재로 이루어져 있으며, 상기에서 기술한 수팽창성 고무부재(111)의 조성물에서 수팽창제를 제외한 물질의 혼합으로 조성된다.

상기 수팽창성 고무부재(111)와 밴드부재(112)의 생산 공정은 먼저 고무 압출기를 2대 준비하여 V자 형태로 배치하되, 하나의 압출기에서는 상기한 구성을 갖는 수팽창성 고무부재를 압출하고, 다른 하나의 압출기에서는 밴드부재를 압출하면서 고무 특유의 점착성을 이용하여 상기 두 형태를 압출하면서 연속가류하는 방법을 통해 일체화된 패킹을 생산하게 된다.

본 실시예에서 제시하는 수팽창성 고무부재와 비팽창성 고무재질로 이루어진 밴드부재의 결합공정은 공지의 기술로서, 본 발명의 보호범주에는 속하지 않는다.

다음, 본 발명의 작용상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수 관로(102)의 단부에 본 발명의 수밀장치(103)를 끼워 장착하고, 암 관로(101)의 소켓부(101a) 내면에는 윤활제를 도포하여 초기에 상기 수 관로(102)에 장착된 수밀장치(103)가 억지끼움으로 압입될 때 원활히 삽입되도록 한다.

상기 수밀장치(103)가 끼워진 수 관로(102)는 암 관로(101)의 소켓부(101a)에 연결되는데, 상기 수밀장치(103)에는 밴드부재(112)가 암 관로의 소켓부 외벽에 밀착되게 수팽창성 고무부재(111)의 후단으로부터 소정 길이만큼 연장되어 있기 때문에 암 관로(101)의 소켓부(101a)에 수 관로(102)가 억지끼움으로 압입될 때 뒤로 말리는 것이 방지될 수 있다.

이와 같이, 암 관로(101)와 수관로(102)가 연결되면, 관로의 중심축을 일치시키고 디지탈 수평기를 이용하여 구배조정하여 암, 수관로의 접합시공을 완료한다.

상기한 바와 같이, 암, 수 관로(101, 102)의 접합시공이 완료된 후, 관로내부로 물이 유입되면, 상기 수팽창성 고무부재(111)가 물과 접촉하여 팽창되면서 수밀이 이루어지게 된다. 이때, 수팽창성 고무부재(111)의 후단측 수 관로(102)의 외경에 밀착된 밴드부재(112)는 수팽창되지 않으므로 초기 장착위치를 유지하면서 수팽창성 고무부재(111)가 수팽창하는 과정에서 연결부의 틈새로 삐져나오지 않도록 차단한다.

따라서, 상기 밴드부재(112)에 의하여 수팽창성 고무부재(111)가 수팽창 과정에서 상기 연결부의 외부로 삐져나와 수팽창성 고무부재(111)의 수분이 증발됨으로써 수밀신뢰성이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 관로간 연결부의 수밀장치에 의하면, 암 관로의 소켓부에 끼워지는 수 관로의 외경부에 수팽창성 고무부재의 단부에 비팽창성 고무재질로 이루어진 밴드부재를 형성시켜 암,수 관로의 연결부 틈새를 통하여 수팽창성 고무부재가 팽창되어 연결부 외부로 삐져 나오는 것을 억제함으로써 수팽창성 고무부재의 수분이 증발되는 것을 원천적으로 차단하여 관로간의 수밀 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화 될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함되어야 한다.

도 1은 종래의 수밀용 패킹이 관로간 연결부에 설치된 일 예를 나타내는 단면도.

도 2는 종래의 수밀용 패킹이 관로간 연결부에 설치된 다른 예를 나타내는 단면도.

도 3은 종래의 수밀용 패킹이 관로간 연결부에 설치된 또 다른 예로서 수팽창성 고무로 이루어진 수밀용 패킹이 적용된 상태를 나타내는 단면도.

도 4는 도 3의 수밀용 패킹을 나타내는 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 수밀장치의 구성을 나타내기 위한 관로간 연결부의 결합상태를 나타내는 분해 사시도로서 수밀장치의 일부가 부분 단면처리된 도면.

도 6은 본 발명에 따른 수밀장치가 관로간 연결부에 설치된 상태를 나타내는 단면도.

도 7은 본 발명에 따른 수밀장치를 나타내는 요부사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101...암 관로 102...수 관로

103...수밀장치 111...수팽창성 고무부재

112...밴드부재 210...베이스부

220...제1날개편 221...제2날개편

222...제3날개편 230: 보강부

Claims (1)

1. 암 관로의 소켓부에 수 관로가 끼워지는 연결부 사이에 수팽창성 고무부재를 삽입하여 상기 관로간의 수밀성을 유지하도록 된 관로간 연결부의 수밀장치에 있어서,

   상기 암관로의 소켓부에 수관로가 억지끼움으로 삽입될 때 상기 수팽창성 고무부재가 뒤로 말리거나, 수팽창성 고무부재가 수팽창될 때 관로간의 연결부 외부로 삐져나오지 않도록 상기 수팽창성 고무부재의 후단으로부터 소정 길이만큼 연장되어 암 관로의 소켓부 외벽에 밀착되게 형성된 비팽창성 고무재질의 밴드부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 관로간 연결부의 수밀장치.