KR20050046508A - 관 접속구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상, 하수 및 유체를 이송하는 모든관을 용접이나 연결기, 볼트 등을 사용하지 않고도 간편하고 신속하게 접속할 수 있으며, 해체가 용이하고 높은 압력에도 완벽하게 기밀을 유지할 수 있는 관 접속구조에 관한 것이다.

본 발명은 한쪽 관의 삽입이 용이하도록 다른 한쪽 관을 확관하고, 다른 한쪽 관에는 4중으로 기밀을 유지하는 고무패킹을 장착하고 압착링을 이용하여 다른 한쪽관의 확관부위에 삽입한 후 확관부위에 장치된 반원형의 내면홈에 탄성이 있는 스토퍼(금속링)를 안착시켜 압착링이 스토퍼(금속링)에 걸려 서로 다른 두 관이 이탈되지 않게 하는 간편한 관 접속구조를 제공한다.

Description

관 접속구조{PIPE JOIN STRUCTURE}

본 발명은 상, 하수 및 유체를 이송하는 모든 관을 용접이나 연결기, 볼트 등을 사용하지 않고도 간편, 신속하고 안전하게 파이프를 접속할 수 있으며, 해체가 용이한 원터치 방식의 관 접속구조에 관한 것이다.

파이프를 접속하는 종래의 기술은 용접(강관, 스테인레스관, 동관), KP접합(주철관, 폴리에틸렌관), 조인트 접합(강관, 주철관, 폴리에틸렌관), 열융착(폴리에틸렌관), 나사체결관(강관, 스테인레스관, 동관, 폴리에틸렌관), 플렌지이음(강관, 스테인레스관)등 여러 종류의 관종에 다양한 방법으로 파이프를 접속하고 있지만 녹슬고, 누수가 일어나고, 관이 이탈되는 현상은 아직도 풀지 못한 숙제로 남아있다.

용접은 현 배관공법중 가장 안전한 방법으로 인정받고 있지만 배관공정(용접, 도장, 기밀 테스트)이 복잡하여 작업시간이 오래 걸리고, 발전기를 필요로 하기 때문에 복잡한 도심이나 차량통행이 많은 도로에서 작업을 한다는 것은 결코 쉬운 일이 아닐 것이다.

그러므로 복잡한 공정과 작업능률의 저하로 인하여 공사비가 다른 배관공법에 비하여 월등히 높아 경제성이 떨어지면 소형관(600A이하)의 경우 용접후 내면의 코팅이 용접열에 의하여 타게 되므로 녹 발생의 원인이 되고, 대형관의 경우도 용접부위에서 녹발생 및 하자가 일어나기 쉽다.

KP접합은 배관 공정이 간편하여 주철관 및 폴리에틸렌관에 널리 사용되고 있으나 도로하중 및 지반침하에 의하여 관의 이탈이 자주 일어나고, 과도한 수압 및 온도변화에 따른 신축작용으로 인하여 누수가 자주 일어난다.

조인트접합은 강관의 용접 으로인한 내면의 코팅하자를 해결하기 위하여 여러가지 방법으로 관을 접속하고 있지만 장점과 더불어 여러 단점이 도출되고 있다.

이 또한 KP접합과 마찬가지로 관의 이탈과 누수가 일어나고, 또한 코팅의 취약부인 관끝단에 녹이 발생하여 패킹의 역할을 다하지 못하고 물이 새는 것을 종종 볼 수 가있다.

열융착은 용접과 마찬가지로 발전기를 필요로 하며 작업시간이 오래 걸리고 시공시 작업자의 고도로 숙련된 기술을 요구하며 융착불량시 수압에 의하여 접속이 떨어지기도 한다.

나사체결은 사용규격의 제한(100A이하)이 있으며 플렌지접합도 많은 누수의 문제점을 안고 있다.

이와 같이 종래의 기술은 시공비의 과다, 녹물발생, 누수, 관의 이탈 등으로 인한 재시공으로 엄청난 국가 재정과, 수자원의 낭비를 초래하였다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 해소하여 어떤 관이라도 간단한 접속구조를 이용하여 신속, 간편하며 안전하고 저렴한 시공비용의 관 접속구조를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명은 강관이나 주철관을 이용하여 사용시 도1B의 패킹구조로 인하여 취약점인 관끝단의 녹발생을 차단할 수 있고, 폴리에틸렌 관이나 염화비닐관의 신축 작용에도 관이 이탈되지 않으며 누수가 일어나지 않는다.

본 발명은 제2관(숫)의 한쪽 부위에 4중 수밀 구조로 이루어진 고무패킹과 고무패킹 압착링을 장착하여 다른 한쪽 관의 확관부위 내면에 삽입하고 확관부위의 내면에 형성된 반원형 홈에 스토퍼(탄성 금속링)를 안착하여 압착링이 스토퍼(탄성 금속링)의 쐐기 작용으로 인하여 관의 이탈을 막아주는 역할을 하는 관 접속구조를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 종래 기술의 여러 가지단점들을 보완하여 어떤 관이라도 사용할 수 있는 관 접속구조로서 첨부된 도면에 의거하여 관 접속구조를 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1A는 본 발명에 따른 관 접속구조를 보인 분해사시도이고 도 1B는 고무패킹의 수밀 기능을 기술하기 위한 단면도이며 도 2는 제1관(암)과 제2관(숫)의 결합 완료직전의 단면도로서 A는 측면 단면도이며 B는 정면 단면도이다.

도 3은 제1관(암)과 제2관(숫)의 결합 완료후의 단면도로서 A는 측면 단면도이고 B는 정면 단면도이다.

도 1A의 제1관(암)은 제2관(숫)을 끼워넣기 위한 확관부(4)와 제2관(숫)에 장착된 스토퍼(탄성 금속링)를 안착시키기 위하여 확관부(4) 내면에 반원형의 내면홈(5)을 형성시킨다.

스토퍼가 반원형의 홈(5)에 안착하면 스토퍼 팽창(16b)이 일어나며 이 상태를 계속 유지시켜주기 위하여 반원형의 내면홈(5)에 볼트구멍을 뚫어 볼트(15)를 장착한다.

이는 유체가 관속을 통과시 그 압력으로 인하여 고무패킹(3)과 압착링(13)이 뒤로 밀리게 되는데 이때 그 압력으로 인하여 스토퍼가 뒤로 밀리며 스토퍼 수축(16a)이 일어날 때 이를 차단하는 역할을 한다.

제2관(숫)은 제1관(암)의 확관부(4)에 끼워넣기 위하여 패킹 안착부((12)에 4중수밀 구조를 가진 고무패킹(3)을 장착한다.

이 고무패킹(3)은 도 1B의 단면 구조로서 1차로 기밀을 유지하기 위한 패킹 1차돌기(7)는 제1관의 확관부 경사면(4A)에 비스듬히 안착되고 이때 1차돌기(7)의 끝부분은 확관부 경사면(4A)을 따라 외면으로 벌려지게되며 이로 인해 1차돌기(7)에는 확관부 경사면(4A)을 향한 밀착압력이 발생하고 관속에 유체가 통과할 때는 유체의 압력에 의해 확관 경사면(4A)에 더욱 견고히 밀착된다.

2차로 기밀을 유지 시켜주는 패킹 1차 압착부(8)는 압착링(13) 으로부터 밀착압력을 받아 확관부 경사면에 압력을 유지하며 밀착된다.

3차로 기밀을 유지 시켜주는 패킹 2차돌기(9)는 관속에 삽입되지 않은 상태에서는 바닥면과 직각이나 확관부(4)에 삽입하면 압착력에 의해 2차돌기(9)의 끝부분이 관의 내면에 눌리게되며 이로 인해 1차 압착부(8)와 2차돌기 사이에는 포켓형의 공간이 형성되어 수압을 차단하며, 1차돌기(7)와 1차압박부(8)에서 기밀유지를 못 할 경우 3차로 수압을 차단한다.

4차로 기밀을 유지 시켜주는 패킹 2차압착부(10)는 제1관 확관부(4)의 내경보다 다소 크게 성형하여 압착링(13)의 압력에 의하여 억지 끼워 맞춤을 하면 고무의 탄성에 의하여 압착력이 발생 하게되며, 1, 2, 3차로 기밀유지가 안될 경우 4차로 수압을 차단하는 역할을 한다.

제2관의 내면에 장착되는 써브돌기(11)는 접속관이 금속관(강관,주철)일 경우 코팅의 취약부분인 관끝단의 녹발생을 차단하기 위한 역할과 패킹 하단으로 발생할 수 있는 누수 원인을 완전히 차단한다.

써브돌기(11)의 형상은 안으로 오므라진 형태로 되어있고, 이는 제2관에 장착시 관의 내면을 압착하는 효과를 갖으며 관속에 유체가 통과할 때 유체의 압력에 의해 더욱 견고히 밀착되는데 이는 자동차 타이어가 내면에서 공기의 압력을 받아 휠에 밀착되는 원리와 동일한 것이다.

패킹의 후면에 위치하는 압착링(13)은 강관인 경우 원형 또는 사각형의 금속링을 용접방법을 이용하여 제2관에 장착한다.

압착링(13)은 제2관에 장착한 고무패킹을 제1관의 확관부(4)에 밀어넣기 위한 역할과 확관부(4)에 위치한 반원형 내면홈(5)에 안착된 스토퍼(탄성 금속링)에 걸려서 관의 후진 및 관의 이탈을 막아주는 역할을 한다.

스토퍼(14)는 탄성을 가진 금속성의 원형링 으로써 제1관과 제2관을 접속한 후 최종적으로 압착링을 밀어주는 역할을 하며, 압착력을 유지 하고있는 압착링의 후진 및 관의 이탈현상을 차단하는 역할을 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이 제2관의 관단(12)에 고무패킹(3)을 안착시키고 고무패킹의 2차 압착부(10) 후미에 고무패킹을 압착하기 위한 원형의 압착링(13)을 장착하며 서로 다른 두관을 수평상태를 이루게 하여 제1관의 확관부 진입내면(6)에 거치한후 작업현장의 포크레인이나 기타 장비를 사용하여 제2관을 제1관의 확관부(4)에 밀어 넣고 원형의 스토퍼(탄성 금속링)(14)를 내면으로 약간만 수축(16a)시킨 후 손으로 손쉽게 제1관의 관단에 살짝 밀어 넣으면 도 2(A)(B)의 상태가 되는데 고무패킹의 1차돌기(7)와 1차 압박부(8)는 확관부 경사면(4A)과 완전히 밀착되지 않은 상태이며 스토퍼(14)는 양 끝단이 거의 붙을 정도로 수축(16a) 되어 확관부(4)의 반원형 내면홈(5)에 안착되기 직전의 모습이 된다.

도 3(A)(B)는 두관의 결합이 완료된 후의 단면으로써 스토퍼 수축(16a) 상태의 금속링(14)을 밀어 넣기 도구(미도시) 또는 실용신안 등록 제 0331235 호의 관 연결기를 사용하면 스토퍼는 강한 압착력으로 제1관 확관부(4)의 반원형 내면홈(5)에 정확히 안착하며 고무패킹(3)의 1차돌기(7)와 1차 압착부(8)는 확관부 경사면(4A)에 견고하게 압착되고 2차돌기(9)에는 포켓(17)이 형성되고 2차 압착부(10)는 두관(1, 2) 사이에서 강한 압착상태를 유지하게된다.

관속에 유체가 통과시 수압으로 인하여 고무패킹(3)과 압착링(13)이 뒤로 밀리는 현상을 방지하기 위하여 반원형 내면홈(5)에 스토퍼 고정볼트(15)를 장착하여 팽창된 스토퍼(16b)가 다시 오므려지지 않도록 팽창된 공간에 볼트를 체결하여 스토퍼(14)가 절대로 빠지지 않도록 하며 관을 해체 할 때는 스토퍼 고정볼트를 제거한 후 제2관에 장비를 사용하여 과도한 힘을 가하면 스토퍼(14)가 안으로 오므라들면서(수축) 내면홈(5) 으로부터 빠지게 된다.

본 발명에 따른 관 접속구조는 금속관에 적용시 관 끝단의 녹을 차단하는데 유용하며 용접을 하거나 조인트커버를 사용하지 않아도 되기 때문에 재료비의 절감 및 간편한 시공 으로인한 포설비용을 대폭 절감할 수 있으며, 합성수지 관에도 동일한 구조로 사용할 수 있고 열에 대한 민감한 신축성에도 관이 절대로 이탈되지 않는 관 접속구조를 제공한다.

도1A는 분해사시도

도1B는 고무패킹의 단면도

도2A는 결합 직전의 단면도

도2B는 결합 직전의 정면도

도3A는 결합 완료후의 단면도

도3B는 결합 완료후의 정면도

*도면의 주요부분에 대한 설명*

1: 제1관(암) 2: 제2관(숫) 3: 고무패킹

4: 확관부 4A: 확관부 경사면 5: 반원형 내면 홈

6: 확관부 진입내면 7: 패킹 1차돌기 8: 패킹 1차 압착부

9: 패킹 2차돌기 10: 패킹 2차 압착부 11: 써브돌기

12: 패킹 안착부 13: 압착링 14: 스토퍼(탄성 금속링)

15: 스토퍼 고정볼트 16a:스토퍼 수축 16b: 스토퍼 팽창

17: 포켓

Claims (3)

1. 서로 다른 두관을 연결시키는 관 접속구조에 있어서 제1관(1)에 제2관(2)이 삽입될 수 있도록 확관(4)한후 그곳에 반원형 내면홈(5)을 형성하는 것과 홈의 외면에 스토퍼 고정볼트를 장착하는 것을 특징으로 하는 관 접속구조.
2. 제1관(암)에 삽입될 제2관(2)의 관단(12)에 장착한 고무패킹(3)을 압착하기 위한 압착링(13)과 확관부 내면홈(4)에 안착되는 탄성을 가진 금속링인 스토퍼(14)를 장착하는 것을 특징으로 하는 관 접속구조.
3. 청구항 2에 있어서

   고무패킹(3)의 1차돌기(7) 구조와 1차 압박부(8) 구조와 2차돌기(9) 구조와 2차 압박부(10) 구조로 이루어져 4중 수밀 구조를 갖는것과 관의 내면에 압착 되도록 안으로 오므라진 형태의 고무패킹을 특징으로 하는 관 접속구조.