KR20080073726A - 실링 링을 가진 파이프라인 커플링 및 농후 물체의 송출용파이프라인 시스템 - Google Patents

Abstract

실링 링을 가진 파이프라인 커플링 및 농후 물체의 송출용 파이프라인 시스템

개별 파이프라인 섹션들 (51, 52)이 파이프-클램프같은 분할형 커플링들에 의해 그들의 끝 면들에서 함께 클램핑되고, 그리고 하나의 실링 링 (10)이 적어도 하나의 압력 챔버 (12)와, 송출되는 물체의 송출 압력으로 각 파이프라인 섹션들 (51, 52)의 외주부에 대해 밀어주어 실링하는 적어도 두 개의 공간적으로 분리된 실링 표면들 (11)을 가지며 분할형 커플링 부 (8)의 내부에 배치되고, 그리고 이 실링 링 (10)은 또한, 클램핑된 파이프라인 섹션들 (51, 52) 사이에 방사상으로 안으로 향하여 뻣어 있는 하나의 원형(encircling) 디스턴스 웹 (13)을 가지고, 송출 압력하에서 지속적으로 작용하는 적어도 하나의 연결 통로가 파이프라인 시스템의 내부와 실링 링 (10) 내의 압력 챔버 (12) 사이의 파이프라인 커플링 (6) 내에, 바람직하게는 디스턴스 웹 (13) 내의 함입부들에 의해 형성되는, 개별 파이프라인 섹션들 (51, 52)을 연결하기 위한 파이프라인 커플링 (6)과 파이프라인 시스템.

Description

실링 링을 가진 파이프라인 커플링 및 농후 물체의 송출용 파이프라인 시스템{PIPELINE COUPLING WITH A SEALING RING, AND PIPELINE SYSTEM FOR THE DELIVERY OF THICK MATTER}

본 발명은, 청구항 1의 일반 용어(generic term)에 따라 농후 물체를 가압 송출하기 위한 파이프라인 시스템에 개별 파이프 섹션들을 연결하기 위한 파이프라인 커플링, 그리고 청구항 10의 일반 용어에 따라 농후 물체(thick matter)를 가압 송출(pressurized delivery)하기 위한 파이프라인 시스템에 관한 것이다.

콘크리트, 모르타르 등의 농후 물체를 운반하는 중에, 예를 들어, 높이 차이는 소위 운반 시스템들(conveying systems)에 의해 극복되는데, 운반되는 농후 물체는 이에 의해 압력 라인 또는 파이프라인 시스템을 통해 원하는 송출 지점으로 옮겨진다.

송출 압력 또는 송출 용적 흐름은 농후 물체 펌프에 의해 여기에 발생된다.

이와 같은 농후 물체 펌프들, 특히 콘크리트 펌프들은 일반적으로 두 개의 왕복 송출 실린더들(reciprocating delivery cylinders)을 가지고 있는데, 이들은 왕복 송출 피스톤을 통해서 저장조(storage vessel)로부터 콘크리트를 교대로 끌어들인 다음에 그것을 파이프라인 시스템 내로 밀어낸다.

그 결과로, 맥동하는 송출 압력들 하에서 송출되는 흐름이 된다.

이와 같은 운반 시스템들에 대한 일반적인 설계 원칙은 파이프라인 시스템을 관절형(articulated) 및/또는 신축형(telescopic) 마스트(mast)와 결합하는 것인데, 이것은 예를 들어 트럭 위에 설치된다.

물론, 이와 같은 운반 시스템은 또한 설계상 고정식이거나 또는 매니퓰레이터들(manipulators)로서 설치될 수 있다.

만일 이와 같은 운반 시스템이 트럭 위에 설치되면, 후자는 전복에 대비하여 현장에 고정된다.

그런 다음에야, 관절형 마스트의 개별 관절형 마스트 섹션들이 펼쳐지거나 또는 전개될 수 있고 운반 시스템이 시동될 수 있다.

관절형 마스트 섹션들의 움직임은 공지된 방식으로, 예를 들어 유압 실린더들에 의해 제어된다.

그 다음에, 농후 물체 펌프는 외부에서 제공된 농후 물체를 관절형 마스트 섹션들을 따라 배치된 파이프라인 시스템을 통해 원하는 송출 지점으로 운반하는데, 거기에서 농후 물체가, 예를 들어 도관 형태의(trunk-like) 호스 연장선을 통해 파이프라인 시스템을 빠져나온다.

극복될 높이 차이가 상당하여, 높은 송출 압력을 필요로 하는 상황인 50 m 이상에 이를 수 있다.

물론, 이와 같은 운반 시스템들은 또한, 예컨대 지나기 어렵거나 접근 불가능한 지역 내에서 수평 거리를 극복하기 위해서 사용될 수 있다.

농후 물체를 운반하기 위한 파이프라인 시스템은, 일부는 외측에 일부는 내측에 관절형 마스트 섹션들을 따라 공급된다(fed).

이것은 개별 파이프 섹션들로 구성되는데, 파이프라인 커플링들에 의해 서로 연결되거나 클램핑된다(clamped).

파이프라인 커플링들 자체는 농후 물체의 원치않는 이탈을 막기 위해 실링 링들(sealing rings)로 실링된다.

이 설계는, 관절형 마스트가 접히고 펼쳐지는 중에 개별 파이프 섹션들이 서로 제한된 이동성을 갖도록 보장해야한다.

이러한 이유 때문에, 파이프라인 커플링들 내부의 개별 파이프 섹션들의 탑재는, 예컨대 2-3 mm 크기 정도로 최소한의 축방향 유격(axial play)을 갖는다.

관절형 마스트 조인트들 구역에는, 인접한 파이프 섹션들이 회전 가능하도록 대비책이 또한 강구되어야 한다.

파이프라인 시스템의 내부 벽에서의 마찰 때문에, 농후 물체의 송출 용적 흐름이 개별 파이프 섹션들에 축방향의 힘을 가하게 되어 인접한 파이프 섹션들이 해당 파이프라인 커플링들로부터 분리되게 된다는 사실로 인해 사소하지 않은 문제가 또한 초래된다.

파이프라인 시스템 내의 굴절부들(bends)과 엘보우들(elbows)에는, 송출 용적 흐름의 편향 때문에 추가적인 힘들이 해당 파이프 섹션들에 작용한다.

예를 들어, 50 바아의 송출 압력하에서 공칭 직경(nominal diameter)이 125 mm인 파이프라인 커플링은 최대 61.36 kN의 힘을 겪을 수 있는데, 이 힘은 상호연결된 파이프 섹션들의 분리를 초래한다.

만일 농후 물체의 송출 지점이 변경될 필요가 있다면, 운반 작업 중에 관절형 마스트가 옮겨지거나 변위된다는 사실에 의해 이것이 악화된다.

이 점에 있어서, 송출 용적 흐름과 관절형 마스트 섹션들의 조절된 움직임으로부터 초래되는 힘들은 파이프라인 시스템에, 때로는 다른 방향으로, 작용하여, 연결된 파이핑 섹션들은 서로 축방향 및/또는 방사상의 변위, 구부러짐 및/또는 비틀림을 겪는다.

이미 설명한 바와 같이, 개별 파이프 섹션들에 대한 탑재는 이에 따라 파이프라인 커플링들 내에서의 유격을 허용한다.

개별 파이프 섹션들 사이의 이러한 유격은, 약간의 구부러짐, 방사상의 변위 및/또는 비틀림은 물론이고, 주로 개별 파이프 섹션들의 축방향 변위성을 용이하게 해준다.

파이프라인 커플링들은, 농후 물체의 바람직하지 못한 이탈을 막기 위해 실링 링들로 실링되어야 한다.

이를 위해, 원형의, 소위 플랜지 실링 링을 사용하는 것이 일반적인데, 예컨대 분할형 커플링 부(split coupling part)에 의해 서로 클램핑되기 전에, 연결될 파이프 섹션들의 두 끝 면들이, 이를테면 양쪽으로부터, 그 안으로 삽입된다.

해당 파이프라인 섹션들의 외주부와 접촉하는 실링 립들(sealing lips) 또는 표면들을 통해 실링이 이뤄진다.

실링 립들에 의해 가해지는 지압 응력(bearing pressure)을 상승시키기 위한 목적으로, 플랜지 실링 링 또는 실링 링에는 내부 압력 챔버(internal pressure chamber)가 형성되는데, 그 결과로 송출 압력이 상승함에 따라 실링 효과가 상승된다.

이것이 자체-상승(self-boosting) 실링 효과를 갖는 설계의 한 예이다.

개별 파이프 섹션들의 조립 중에, 예를 들어 제1 조립 중에, 연결될 파이프 섹션들의 끝 면들은 맞닿도록, 즉 접하도록 함께 모아져서, 파이프라인 커플링, 예를 들어 분할형 커플링에 의해 서로 연결되거나 클램핑되는 것이 일반적이다.

송출 모드 중에, 개별 파이프 섹션들 사이의 유격은 다양한 파이프 섹션들이 대비책이 강구된 유격의 양만큼 파이프라인 커플링들에서 떨어지도록 만들어서, 그 전체 변위가 누적되어 20-30 mm나 그 이상에 이르게 만든다.

이것이 파이프라인 시스템의 베어링들에서 실질적인 문제를 일으킬 수 있다.

이러한 문제들을 피하기 위해, 내부 립의 형태로 된 디스턴스 웹(distance web)을 갖는 플랜지 실링 링이 조립 중에 사용되는 것이 일반적인데, 이 디스턴스 웹은 연결될 파이프 섹션들을 위한 유격을 가능한 최대의 간격으로 맞춘다.

그러나, 다양한 파이프 섹션들의 끝 면들 사이에 도입된 디스턴스 웹은, 송출 용적 흐름의 송출 압력 하에서 방사상으로 밖으로 밀려서 팽창하여, 파이프 섹션들의 끝 면들 사이의 갭을 실링할 수 있다는 문제를 일으킨다.

결과적으로, 실링 링의 내부 압력 챔버가 무-압력 상태가 되어, 실링 립들은 필요한 실링 력이 상승되지 않은 채로 해당 파이프 섹션들의 외주부를 지지하게 된다.

이리하여 실링 제어는 더 이상 가능하지 않다.

만일 운반된 농후 물체가 한 위치의 갭을 침투하여, 예컨대 디스턴스 웹의 섹션들이 그 갭으로부터 방사상으로 밖으로 급격히 밀리거나 다양한 파이프 섹션들의 상기 상대적인 움직임에 의해 손상되면, 실링 립들의 지압 응력은, 파이프라인 커플링으로부터 농후 물체가 바람직하지 못하게 이탈하는 결과를 초래할 정도로 너무 낮을 것이다.

본 발명의 목적은, 작동 상태에서 그 밀봉성(tightness)이 지속적으로 보장되는 파이프라인 커플링 또는 파이프라인 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 해결책은 또한 경제적일 것과, 제조나 조립 비용을 불균형적으로 증가시키지 않을 것을 의도하고 있다.

청구항 1의 특징부(characterizing part)의 특성들과, 청구항 10의 특징부의 특성들에 의한 본 발명에 의하여, 그리고 각 종속항들의 특성들에 의해 특징 지워진 적절한 실시예들에 의하여 이 목적이 달성된다.

파이프라인 시스템 또는 송출 라인의 내부와 압력 챔버 사이의 실링 링 내에서 지속적으로 작용하는 연결 채널은, 여하한 작동 상태에서든, 즉 송출 압력이 파이프라인 시스템 내에서 형성되자마자, 실링 링 내의 압력 챔버가 가압되는 것을 보장한다.

이러한 가압은 실링 립들 또는 표면들이 관련된 파이프 섹션들의 외주부와 확실하게 실링 접촉을 이루도록 만들기 때문에, 이것은, 제어된 실링이 여하한 작동 상태에서든 실링 링들의 대체로 방사상으로 작용하는 실링 표면들을 통해 일어나는 것을 보장하며, 보다 정확히는 작동 압력하에서도 그러하다.

이리하여, 파이프라인 커플링 및/또는 파이프라인 시스템의 밀봉성이 모든 작동 상태에서 보장되며, 동시에 클램핑된 파이프 섹션들 사이의 필요한 유격은 손상되지 않은 채로 유지된다.

병렬적으로 작용하는 여러 개의 연결 채널들이 추가될 수 있다.

다른 장점은, 서로 클램핑된 파이프 섹션들의 진동 억제 및 소음 억제가 여하한 작동 지점에서든 최적화된다는 것이다.

연결 채널 및/또는 연결 채널들은 또한, 파이프 섹션들의 끝 면들 사이의 갭으로부터의 디스턴스 웹의 국부적인 밀려나감을 효과적으로 방지하여, 디스턴스 웹이 여하한 작동 상태에서든 그 간격두기 기능(spacing function)을 유지하게 된다.

바람직하고 자명하지 않은 실시예에서, 연결 채널 또는 연결 채널들은 그 자체로 실링 링 내에 배치된다.

실링 링의 연질-탄성 재료가, 파이프라인 시스템의 내부와 실링 링의 압력 챔버 사이에 지속적으로 유효한 연결을 형성하는데 완벽히 적합하다는 사실이 밝혀졌다.

연결 채널들은 실링 링 제조 과정 중에 직접 만들어질 수 있으므로, 이러한 실시예는 매우 경제적임에 틀림없다.

대조적으로, 가장 기술적으로 자명한 변형, 즉 관련 파이프 섹션들의 단부들 내로, 예를 들어 홈들(grooves)의 형태로 된 연결 채널들을 도입하는 것은 매우 높은 비용이 수반된다.

방사상으로 밖으로 연장되는 함입부(recess)의 형태로 된 연결 채널을 실링 링의 디스턴스 웹 내에 배치하는 것이 특히 바람직한 것으로 밝혀졌는데, 그 결과로 파이프라인 시스템의 내부와 실링 링의 압력 챔버 사이에 직접적인 연결이 형성된다.

오염 또는 클램핑된 파이프 섹션들 사이의 상술한 유격 때문에, 예를 들어 디스턴스 웹 내에 서로 72°의 원주 각으로 고르게 내포된 다섯 개의 함입부들과 같이, 실링 링의 디스턴스 웹 내의 둘레에 걸쳐 분포된 여러 개의 함입부들을 형성하는 것이 특히 바람직것으로 밝혀졌다.

함입부로의 천이가 굴절부(bend) 없이 형성되는 것, 즉 연속접선을 이루는(tangent-continous) 반원 형태가 이상적임이 또한 밝혀졌다.

만일 여러 개의 함입부들이 형성된다면, 이들은 같은 형태와 치수를 가질 수 있으나, 이리하여야 할 기술적인 필요성은 없다.

함입부의 방사상 깊이는, 연결 채널 또는 여러 개의 연결 채널들이 송출 중에 파이프라인 시스템의 내부와 실링 링의 압력 챔버 사이에 확실히 형성될 정도로 선택될 것이다.

실링 링, 특히 잔여 디스턴스 웹 섹션들의 충분한 기계적 안정성이 보장될 수 있도록, 함입부 또는 함입부들의 방사상 깊이는 웹의 높이와 거의 동등해서는 안되며, 그 결과 잔여 웹(residual web)이 함입부의 최저 지점에서도 여전히 존재하게 된다.

디스턴스 웹의 전체 높이의 2/3 내지 3/4의 크기 정도가 함입부들의 방사상 깊이로서 유용한 값임이 밝혀졌고, 이는 사실상 디스턴스 웹의 전체 높이의 대략 60 - 80 %의 퍼센트 값에 해당된다.

이미 언급한 경제적인 이유들로 인해, 실링 링을 단일체로 제조하는 것이 합리적인 것으로 여겨진다.

이것은 제조 및 보관 비용을 낮춘다.

그것은 또한 조립의 수고를 최소화시킨다.

실링 링은 연질-탄성 재료, 바람직하게는 천연 고무와 유사한 재료, 예를 들어 고무-기반 재료, 탄성체 재료, 또는 실리콘 재료로 형성됨이 바람직하다.

더 용이한 조립을 위해, 디스턴스 웹은 실링 링의 축 방향을 중심으로 배치되어, 그 결과로 설치 중에 설치 위치를 고려할 필요가 없다.

연결 채널 또는 연결 채널들이 디스턴스 웹 내에서 방사상으로 연장되는 함입부들에 의해 추가로 형성될 수 있다.

또한, 원주를 관통하는 그 두께가 상이하도록, 즉 변화되도록, 디스턴스 웹을 형성하고, 그 결과로 연결 채널들이 또한 이에 따라 형성되는 것이 가능하다.

하나의 실시예를, 다음의 도면들에 기초하여 보다 상세하게 기술하고 설명하고자 한다.

도 1은, 콘크리트를 송출하기 위한 관절형 마스트를 갖는 트럭을 도시한 도면이고;

도 2는, 종래 기술에 의한, 분할형 커플링에 의한 두 개의 파이프 섹션들의 연결부를 도시한 도면이며;

도 3은, 본 발명의 연결 채널들이 나타나 있는 파이프라인 커플링에 의한, 두 개의 파이프 섹션들의 연결부에 대한 단면도이고;

도 4a는, 함입부들을 갖는 실링 링의 부분 단면도이며;

도 4b 는, 도 4a의 실링 링의 하나의 개별 함입부에 대한 상세 도면이고;

도 5는, 본 발명의 연결 채널들을 갖는 파이프라인 커플링의 사시도 및 부분 단면도이다.

도 1은, 예를 들어 콘크리트, 모르타르 등의 농후 물체를 운반하기 위해, 농후 물체가 예를 들어 높이 차이를 거슬러 송출될 수 있도록 움직이는(swing out) 관절형 마스트 (2)를 구비한 트럭 (1)을 도시하고 있다.

관절형 마스트 (2)는 개별 관절형 마스트 섹션들 (3)로 구성되는데, 이들은 서로 신축형 및/또는 분절형이며 마스트 섹션들에 힌지연결된(hinged) 유압 실린더들에 의해 움직일 수 있다.

관절형 마스트 섹션들 (3)을 따라 그리고/또는 부분적으로는 또한 관절형 마스트 섹션들 내부에 있는 것이 개별 파이프 섹션들 (5)로 구성된 송출 라인 및/또는 파이프라인 시스템 (4)이다.

농후 물체를 운반하기 위한 이와 같은 파이프라인 시스템의 일반적인 공칭 직경은, 예를 들어 125 mm이다.

개별 파이프 섹션들 (5)은 파이프-클램프와 같은 파이프라인 커플링들 (6)에 의해 서로 연결되거나 클램핑되는 것이 일반적이고, 파이프라인 커플링들 (6) 내부에는 일정한 양의 유격이 존재하여 상호연결된 파이프 섹션들이 서로 제한적인 축방향 변위, 방사상 변위, 구부러짐 및/또는 비틀림이 가능할 수 있게 된다.

도 2는, 종래 기술에 해당되는 파이프라인 커플링 (6)을 도시하고 있다.

두 개의 이웃하는 파이프 섹션들 (51 및 52)의 끝 면들은 파이프 클램프의 형태로 된 커플링 부, 즉 소위 분할형 커플링으로 서로 클램핑되는 것이 일반적이다.

파이프 섹션들 (51 및 52)의 끝 면 영역의 외주부에는 주변 홈들(peripheral grooves) (7)이 형성되어 있고, 파이프-클램프와 같은 분할형 커플링 부 (8)가 그 안에 맞물리어 두 개의 파이프 섹션들 (51 및 52)을 서로 클램핑한다.

이와 같은 홈들 대신에, 파이프 섹션들에는 종종 방사상으로 돌출한 끝 면 플랜지들이 또한 형성되는데, 이것들은 분할형 커플링들이 붙들 수 있는 숄더들(shoulders)을 형성한다.

일반적으로, 분할형 커플링 부 (8)의 숄더 (9)는 해당 파이프 섹션들 (51 또 는 52)의 둘레의 홈 (7)보다 더 좁게 설계되어, 정의된 축방향 유격이 서로 클램핑된 파이프 섹션들 (51 및 52) 사이에 생기게 되고, 이러한 사실이 두 개의 파이프 섹션들의 서로를 향하는 약간의 구부러짐을 또한 용이하게 한다.

또한, 숄더 (9)를 홈 (7) 내에 안내하는 것은 파이프 섹션들 (51 및 52)의 서로에 대한 비틀림을 용이하게 한다.

분할형 커플링 부 (8)의 내부에는 하나의 실링 링 (10)이 있는데, 이것이 파이프라인 커플링 (6)을 실링한다.

프로파일로 도시된 실링 링 (10)은 대략 버섯-형태의 단면을 가지며 파이프 섹션들의 외주부에서 두 개의 파이프 섹션들 (51 및 52)의 끝들과 중첩된다.

여기에서는 평평하게 도시된 실링 립들 (11)이 관련된 파이프 섹션들 (51 및 52)의 외주부와 함께 작동하여 실링을 형성한다.

어떠한 작동 상태에서든 최적의 실링 효과가 보장될 수 있도록 하기 위해, 주변 압력 챔버 (12)가 실링 링 (10)의 내부에 배치되는데, 이 챔버는 송출 중에 파이프 섹션들 (51 및 52)의 끝 면들 사이의 갭을 통해 가압된다.

가압의 결과로서, 화살표에 의해 도시된 바와 같이, 실링 표면들 (11)이 파이프 섹션들 (51 및 52)의 외주부에 눌려진다.

일반적으로, 두 개의 파이프 섹션들 (51 및 52)의 끝 면들은 조립 중에 함께 맞닿게 맞추어진다.

송출 중에, 두 개의 파이프 섹션들 (51 및 52)은 흐르는 농후 물체의 전술한 힘에 의해 축방향으로 분리되게 밀려서, 파이프 섹션들 (51 및 52)의 끝 면들 사이 에 갭이 형성되고, 이로 인해 실링 링 (10) 내부의 압력 챔버 (12)가 가압되게 된다.

그러나, 특히 모든 커플링들에 걸친 유격이 합쳐져서, 보다 정확히는 마스트 길이에 따라 총 20 mm 내지 30 mm에 까지 이르기 때문에, 두 개의 파이프 섹션들 (51 및 52)이 밀려서 분리되는 것은 파이프라인 시스템의 베어링 및 가이딩 지점들에서 문제를 야기한다.

그러므로, 조립 중에, 디스턴스 웹 (13)이 파이프 섹션들 (51 및 52)의 두 끝 면들 사이에 편입되는데, 이 디스턴스 웹은 실링 링 (10)과 일체가 되도록 형성되는 것이 일반적이다.

이리하여, 조립 단계에서부터도, 두 개의 파이프 섹션들 (51 및 52)의 연결은 최대의 유격을 위해 설계되어, 디스턴스 웹들이 이미 존재하는 것처럼 모든 커플링들의 유격의 추가를 이미 포함하기 때문에, 그 결과로 파이프라인 시스템은 아무런 문제없이 관절형 마스트에 장착될 수 있다.

그러나 이 디스턴스 웹들은 실링을 하는 것은 아니고, 거의 유격이 없는 것과 유사한 파이프 섹션들 사이에 자리하고 있는 것이다.

그러나, 도 2로부터 명백한 바와 같이, 송출 압력하의 디스턴스 웹 (13)의 여하한 변형도 서로 클램핑된 파이프 섹션들의 끝 면들 사이의 갭을 폐쇄한 다음에 압력 챔버 (12)로의 입구를 차단할 수 있다.

송출 중에, 디스턴스 웹은 송출 압력 때문에 변형될 수 있고, 그 방사상으로 정렬된 측면들로 파이프 섹션들 (51 및 52)의 끝 면들에 버텨서, 실링하는 식으로 그 갭을 폐쇄한다.

이것은 필연적으로, 파이프 섹션들의 외주부에 대해 방사상으로 작용하는 실제의 실링 표면들 (11)이 더 이상 작용하지 않는 상황를 일으키고, 그 결과로 제어되지 않은 실링 상태가 발생한다.

그외에, 송출 압력하에서 팽창 변형(bulging deformation)을 겪는 디스턴스 웹 (13)의 차단과 별도로, 그것의 초기 갈라짐(tearing) 그리고 최종적인 찢어짐(tearing off)이 빈번히 발생한다.

특히, 파이프라인 커플링 내부에서의 파이프 섹션들 끝 면들의 상술한 상대적 운동을 위해 공차(allowance)를 두더라도, 디스턴스 웹 (13)에 대한 국부적인 손상이 발생할 수 있다.

유사하게, 디스턴스 웹을 갭 밖으로 밀어내는 국부적인 압박이 그 둘레의 어느 지점에서 발생할 수 있다.

이것은 송출 용적 흐름 내의 진동과 압력 변동에 의해 촉진된다.

이러한 경우들에서, 농후 물체는 갭을 통해 이탈할 수 있다.

해당 파이프 섹션들의 외주부 위에 실링 표면들 (11)의 필요한 지압 응력이 없는 상태에서, 농후 물체의 갭을 통한 이탈을 효과적으로 막을 수 없어, 이것이 파이프라인 커플링의 누출을 일으킨다.

도 3은, 예를 들어 콘크리트가 파이프라인 시스템을 통해 맥동하는 식으로 송출될 때, 그 안의 주변 압력 챔버 또는 주변 압력 챔버들 (12)이 연결 채널에 의해, 말하자면, 또한 송출 압력하에, 파이프라인 시스템의 내부와 지속적으로 그리 고 효과적으로 연결되는 있는 파이프라인 커플링 (6)을 도시하고 있다.

일반적으로, 콘크리트 송출은 교대로 작동하는 두 개의 유압 실린더들 하에서 일어난다.

도시된 실시예에서, 분할형 커플링 부 (8)는 파이프 섹션들 (51 및 52)의 끝 면들 각각에서 하나의 방사상의 플랜지 (14)와 중첩된다.

이와 달리, 분할형 커플링 부 (8)는 또한 도 2에 도시된 바와 같은 홈들 (7)과 맞물릴 수 있다.

분할형 커플링 부 (8)의 내부의 실링 링 (10)은 분할형 커플링 부 (8)에 의해 위치가 고정된다.

실링을 위해, 실링 링 (10)의 실링 표면들 (11)이 플랜지들 (14)의 외주 표면과 협력하여 작동한다.

실링 링 (10)은 립의 형태로 된, 방사상으로 안쪽으로 돌출한 디스턴스 웹 (13)을 더 포함하여 구성되는데, 이것이 파이프 섹션들 (51 및 52)의 두 끝 면들을 구획된 간격만큼 서로 분리시킨다.

그 둘레에 걸쳐, 디스턴스 웹 (13)은 적어도 하나, 하지만 바람직하게는 도 4a에 의한 여러 개의 함입부들 (15)을 가진다.

도 3의 상부에 도시된 바와 같이, 디스턴스 웹 (13)은 그 둘레에 걸쳐 함입부들 (3)만큼 파이프 섹션들 사이의 갭들 내로 뻗어있다.

도면의 하부에, 하나의 함입부 (15)를 통과하는 단면을 도시하고 있는데, 파이프라인 시스템의 내부가 함입부들 때문에 실링 링 (10)의 압력 챔버 (12)에 항상 연결되어 있는 것을 볼 수 있다.

함입부 (15) 때문에, 디스턴스 웹은 이 지점에서 파이프 섹션들의 단부 사이의 갭 내로 미치지 못하며, 그 결과로 압력 링의 둘레 주변에 연속적으로 형성된 압력 챔버 (12)가 가압될 수 있다.

이상적으로는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 예를 들어 72°의 원주 각으로 서로 떨어진 다섯 개의 함입부들처럼, 여러 개의 함입부들 (15)이 디스턴스 웹 (13)의 둘레 주변에 같은 간격으로 분포된다.

이들 함입부들 (15)은 파이프라인 시스템의 내부와 실링 링 (10)의 압력 챔버 (12) 사이에 채널과 같은 연결부를 형성하는데, 이 연결부는 운반 시스템의 여하한 작동 상태에서도 지속적으로 작용한다.

도 4b의 상세도로부터 명백하듯이, 함입부들 (15)은 대체로 반원형으로 형성되는데, 방사상에서 볼 때 내부에 반원형 개구부를, 외부에 기부(base)를 가진다.

함입부 (15) 내로의 또는 함입부 (15)로부터의 천이들(transitions)은 일정한 접선을 이루고(tangent-constant), 즉 꺽임이 없으며(bend-free), 그 결과로 초기 갈라짐, 즉 손상을 일으킬 수 있는 이 부분에서의 그 재료 내의 응력 피크들(stress peaks)이 효과적으로 방지된다.

물론, 다른 상이한 함입부 형태들을 생각할 수 있다.

실링 링 내부의 상이한 함입부 형태들의 조합을 또한 생각할 수 있다.

도 5는, 설치된 상태에서 상술한 함입부들 (15)을 갖는 실링 링 (10)이, 파이프라인 시스템의 내부와 주변 압력 챔버 (12) 사이에 여러 개의 연결 채널들을 어떻게 형성하고, 그 결과로, 여하한 작동 상태에서든, 실링 립들 (11)이 플랜지 (14)의 외주부 표면에 대해 압착될 수 있고, 이에 따라 파이프라인 커플링 (6)이 외부에 대해 안정적으로 실링되는 지를 명확히 도시하고 있다.

실링 링 (10)은 연질-탄성 재료, 바람직하게는 천연 고무와 같은 재료, 예를 들어 고무계 재료, 탄성체 재료 또는 실리콘 재료로 만들어진다.

다른 재료들이 또한 고려될 수 있다.

제시된 실시예에 대한 변형으로, 예를 들어 서로 나란히 배치된 여러 개의 실링 립들의 형태와 같이, 위와 달리 배치된 실링 표면들 (11)을 갖는 실링 링 (10)이 또한 고려될 수 있다.

유사하게, 여러 개의 압력 챔버들 (12)이 실링 링 (10) 내에 형성될 수 있고 그리고/또는 주변 실링 챔버 (12)가 개별 압력 챔버 섹션들로 분할될 수 있다.

유사하게, 도면들에 도시된 바와 같은, 실링 링 (10)의 거울상-대칭 형태는 기술적 관점에서는 필요하지 않다.

함입부들 (15)의 형태 또한 도면들에 도시된 형태로부터 변형될 수 있다.

Claims (10)

1. 압력하의 물체(medium), 특히 콘크리트, 모르타르 등과 같은 농후 물체의 송출을 위한 파이핑 시스템 (4) 내의 개별 파이프라인 섹션들 (5, 51, 52)의 연결을 위한 것으로서,

   상기 파이프라인 섹션들 (5, 51, 52)이 파이프-클램프같은 커플링 부들에 의해 그 끝 면들이 서로 연결되고, 송출되는 물체의 송출 압력하에서 상기 각 파이프라인 섹션들 (5, 51, 52)의 외주부를 지지함으로써 실링하는 적어도 두 개의 공간적으로 분리된 실링 표면들 (11)과 적어도 하나의 압력 챔버 (12)를 가지는 하나의 실링 링 (10)이 하나의 커플링 부 (8) 내부에 배치되고,

   상기 실링 링 (10)이 또한, 주변요소(peripheral)이고, 방사상으로 안으로 향하며, 상기 커플링 부에 의해 연결된 상기 파이프라인 섹션들 (5, 51, 52)의 끝 면들 사이에 뻗어 있는 하나의 디스턴스 웹 (13)을 가지는 것에 있어서,

   송출 압력하에서, 적어도 하나의 지속적으로 작용하는 연결 채널이 상기 파이프라인 섹션들 (5, 51, 52)의 내부와 상기 실링 링 (10)의 압력 챔버 (12) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는, 파이프라인 커플링 (6).
2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 연결 채널이 상기 실링 링 (10) 내에 갖추어진 것을 특징으로 하는, 파이프라인 커플링 (6).
3. 제2항에 있어서, 상기 실링 링 (10)의 상기 디스턴스 웹 (13)에, 상기 파이프라인 섹션들 (5, 51, 52)의 내부와 상기 실링 링 (10)의 압력 챔버 (12) 사이에 하나의 연결 채널을 형성하는, 적어도 하나의 방사상으로 밖으로 연장되는 함입부 (15)가 갖추어진 것을 특징으로 하는, 파이프라인 커플링 (6).
4. 제2항에 있어서, 상기 실링 링 (10)의 상기 디스턴스 웹 (13)에, 상기 파이프라인 섹션들 (5, 51, 52)의 내부와 상기 실링 링 (10)의 압력 챔버 (12) 사이에 연결 채널들을 형성하는, 다섯 개의 함입부들 (15)이 그 원주에 분포되어 갖추어진 것을 특징으로 하는, 파이프라인 커플링 (6).
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 디스턴스 웹 (13)의 상기 함입부들 (15)이 반원형으로 그리고 연속적으로, 특히 그 천이 지점들에서 연속접선을 이루어(tangent-continous) 형성되는 것을 특징으로 하는, 파이프라인 커플링 (6).
6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 함입부들 (15)이 상기 디스턴스 웹 (13)의 전체 높이의 60%의 최대 방사상 깊이를, 바람직하게는 상기 디스턴스 웹 (13)의 전체 높이의 80%의 최대 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는, 파이프라인 커플링 (6).
7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 실링 링 (10)이 하나의 탄 성 재료, 바람직하게는 천연 고무와 같은 재료로 단일체로 형성되는 것을 특징으로 하는, 파이프라인 커플링 (6).
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스턴스 웹 (13)이 상기 실링 링 (10)의 축 방향으로 중심에 배치되는 것을 특징으로 하는, 파이프라인 커플링 (6).
9. 제2항에 있어서, 상기 디스턴스 웹 (13)이 그 둘레에 걸쳐 상이한, 변화되는 두께를 가지고 그리고/또는, 방사상으로 연장되는, 바람직하게는 홈과 같은 함입부들이 형성되어 있어서, 그 결과로 적어도 하나의 연결 채널이 상기 파이프라인 섹션들 (5, 51, 52)의 내부와 상기 실링 링 (10)의 압력 챔버 (12) 사이에 존재하는 것을 특징으로 하는, 파이프라인 커플링 (6).
10. 압력하의 물체, 특히 콘크리트, 모르타르 등과 같은 농후 물체의 송출을 위한 것으로서, 파이프라인 커플링들 (6)에 의해 서로 연결되는 여러 개의 파이프라인 섹션들 (5, 51, 52)을 포함하여 구성되는 파이프라인 시스템 (4)에 있어서,

    적어도 두 개의 파이프라인 섹션들 (5, 51, 52)이 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 의한 하나의 파이프라인 커플링 (6)에 의해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는, 파이프라인 시스템 (4).

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