KR20100070062A - Bellows type high pressure flexible joint with extension limiting member - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체배관을 연결하는 벨로우즈관에 확장제한부재를 설치함으로써, 직경이 큰 벨로우즈관이라도 벨로우즈의 과도한 변형 없이 고압에 견딜 수 있는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부에 관한 것이다.The present invention relates to a bellows-type high pressure flexible pipe having an expansion limiting member, and more particularly, by installing the expansion limiting member in a bellows pipe connecting a fluid pipe, even a large diameter bellows pipe can be subjected to high pressure without excessive deformation of the bellows. It relates to a bellows-type high pressure flexible pipe having an expansion limiting member that can withstand.
일반적으로 벨로우즈관은 고정되어 있지 않고 상대운동이 존재하는 유체배관을 서로 연결하는 것으로서, 두 유체배관의 결합부위에 이물질 침투 방지 및 진동 충격에 대한 완충, 흡수의 목적으로 주로 사용되고 있다.In general, the bellows pipe is used to connect the fluid pipes, which are not fixed and have a relative motion, to be used for the purpose of preventing foreign matter from penetrating into the coupling part of the two fluid pipes and buffering and absorbing the vibration shock.
통상 저압의 경우 벨로우즈관을 이용하여 유체배관을 연결하는데 별 어려움이 없으나 압력이 증가하게 되면 벨로우즈관의 형상에 의한 구조적 특징에 의해 내압을 이기지 못하고 벨로우즈관의 굴곡 부분이 부풀어 오르는 등의 형태로 변형이 발생한다.In general, in the case of low pressure, there is no difficulty in connecting the fluid pipe by using the bellows pipe. However, when the pressure increases, the curved part of the bellows pipe is inflated due to the structural characteristics of the bellows pipe. This happens.
이러한 단점을 보완하기 위하여 종래의 벨로우즈관은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 유체배관(10, 20)을 연결하는 벨로우즈관(30)의 벨로우즈를 여러겹 겹쳐서 제작하거나 벨로우즈관(30)의 외부를 철망(40) 등으로 보강하여 고압을 견딜 수 있도록 하였다.In order to compensate for these disadvantages, the conventional bellows pipe is manufactured by overlapping the bellows of the
작은 직경의 벨로우즈관(30)의 경우 이러한 보완을 통하여 상당한 고압까지 벨로우즈관의 변형을 방지할 수 있었으나, 벨로우즈관의 직경이 커지게 되면 벨로우즈관이 견딜 수 있는 압력이 크게 낮아지게 되어 벨로우즈관의 형태가 변형되는 문제점이 있었다.In the case of the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유체배관을 연결하는 벨로우즈관에 확장제한부재를 설치함으로써, 직경이 큰 벨로우즈관이라도 벨로우즈의 과도한 변형 없이 고압에 견딜 수 있는 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention by installing an expansion limiting member in the bellows pipe connecting the fluid pipe, expansion can withstand high pressure even without a large deformation of the bellows pipe diameter It is to provide a bellows-type high pressure flexible pipe having a restricting member.
상기 목적은 본 발명에 따라, 두 유체배관을 연결하는 벨로우즈형 고압 유연 배관부에 설치되는 것으로서, 상기 벨로우즈관의 각 골에 설치되어 벨로우즈관의 확장을 제한하는 탄성을 갖는 확장제한부재와, 상기 벨로우즈관의 외부에 설치되어 벨로우즈관의 길이방향 신축을 제한함과 동시에 벨로우즈관을 제한된 범위 내에서 굽힘 변형가능하도록 하는 절첩형 클램핑부재에 의해 달성된다.The object is to be installed in the bellows-type high-pressure flexible pipe portion connecting the two fluid pipes, the expansion limiting member having elasticity to limit the expansion of the bellows pipe is installed in each of the bellows pipe, It is achieved by a foldable clamping member installed outside of the bellows pipe to limit the longitudinal stretching of the bellows pipe and to allow the bellows pipe to bend and deform within a limited range.
또한, 상기 확장제한부재는 상기 벨로우즈관의 골에 대응하는 형상으로 형성되어 벨로우즈관의 골에 끼워져 설치되는 끼움부와, 상기 끼움부의 외측에 연장형성되어 상기 벨로우즈관의 산 일부와 인접하도록 형성되는 지지부로 구성되는 확장방지링과, 상기 지지부의 외면에 설치되는 조임링으로 구성될 수 있다.In addition, the expansion limiting member is formed in a shape corresponding to the valley of the bellows pipe is fitted to be fitted to the valley of the bellows pipe, and is formed extending to the outside of the fitting portion is formed to be adjacent to the mountain portion of the bellows pipe The expansion preventing ring is composed of a support portion, and may be composed of a tightening ring installed on the outer surface of the support.
또한, 상기 확장방지링은 반원형의 쌍으로 형성되어 상호 결합에 의해 상기 벨로우즈관에 설치될 수 있다.In addition, the expansion preventing ring is formed in a pair of semi-circular can be installed in the bellows pipe by mutual coupling.
또한, 상기 지지부와 상기 벨로우즈관의 사이에 간격이 형성될 수 있다.In addition, a gap may be formed between the support and the bellows pipe.
또한, 상기 확장방지링은 탄성중합체 또는 불소중합체 중 어느 하나로 형성 될 수 있다.In addition, the expansion preventing ring may be formed of any one of an elastomer or a fluoropolymer.
또한, 상기 조임링은 금속재질로 형성될 수 있다.In addition, the fastening ring may be formed of a metal material.
또한, 상기 절첩형 클램핑부재는 상기 벨로우즈관의 양단에 대응하는 형상으로 형성되어 벨로우즈관의 양단을 감싸도록 설치되는 복수의 클램프와, 상기 복수의 클램프를 연결하되 벨로우즈관이 굽힘 변형가능하도록 연결하는 연결부로 구성될 수 있다.In addition, the foldable clamping member is formed in a shape corresponding to both ends of the bellows pipe and a plurality of clamps are installed to surround both ends of the bellows pipe, and connecting the plurality of clamps, but the bellows pipe is connected to bend deformable It can be composed of a connection.
또한, 상기 연결부는 상기 클램프의 사이에 설치되되, 상기 벨로우즈관의 외부를 감싸도록 설치되는 지지링과, 일측이 상기 클램프와 연결되고, 타측은 상기 지지링과 회동가능하게 연결되는 복수의 회동바로 구성될 수 있다.In addition, the connecting portion is installed between the clamp, the support ring is installed to surround the outside of the bellows pipe, one side is connected to the clamp, the other side is a plurality of pivot bars connected rotatably with the support ring Can be configured.
이에 의해, 유체배관을 연결하는 벨로우즈관에 확장제한부재를 설치함으로써 벨로우즈관의 확장을 방지하기 때문에, 직경이 큰 벨로우즈관이라도 벨로우즈의 과도한 변형 없이 고압에 견딜 수 있는 효과가 있다.This prevents the expansion of the bellows pipe by providing an expansion limiting member in the bellows pipe connecting the fluid pipe, so that even a bellows pipe having a large diameter can withstand high pressure without excessive deformation of the bellows.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부는, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 벨로우즈관(300)의 각 골(310)에 설치되어 벨로우즈관(300)의 확장을 제한하는 탄성을 갖는 확장제한부재(400)와, 벨로우즈관(300)의 외부에 설치되어 벨로우즈관(300)의 길이방향 신축을 제한함과 동시에 벨로우즈관(300)을 제한된 범위 내에서 굽힘 변형가능하도록 하는 절첩형 클램핑부재(500) 로 구성된다.Bellows-type high-pressure flexible pipe portion having an expansion limiting member according to the present invention, as shown in Figure 3 to 5, is installed in each of the
먼저, 확장제한부재(400)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 벨로우즈관(300)의 각 골(310)에 끼워져 설치되는 확장방지링(410)과, 확장방지링(410)의 외면에 설치되는 조임링(420)으로 구성된다.First, the
확장방지링(410)은 벨로우즈관(300)의 골(310)에 대응하는 형상으로 형성되어 벨로우즈관(300)의 각 골(310)에 끼워져 설치되는 끼움부(411)와, 끼움부(411)의 외측에 좌우로 연장형성되어 벨로우즈관(300)의 산(320) 일부를 감싸도록 형성되는 지지부(412)로 구성된다.The
즉, 확장방지링(410)은 T자형으로 형성되어 하부인 끼움부(411)가 벨로우즈관(300)의 골(310)에 끼워져 설치되고, 상부인 지지부(412)는 골(310)의 양측 산(320) 일부를 감싸도록 설치된다.That is, the
이때, 지지부(412)와 벨로우즈관(300)의 산(320)과의 사이에는 벨로우즈관(300)의 굽힘 변형시 보다 원활한 굽힘 변형을 위한 간격(330)이 형성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that a
예를 들어 설명하면, 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 벨로우즈관(300)의 골(310) 및 골(310)과 산(320)의 사이 부분은 끼움부(411)와 완전히 밀착되지만, 지지부(412)는 벨로우즈관(300)의 산(320)과 완전 밀착되지않고 일정 간격(330)을 두고 감싸도록 설치된다.For example, as illustrated in FIGS. 9 to 10, the
이는, 벨로우즈관(300)의 굽힘 변형시 벨로우즈관(300)의 거동 공간을 확보하여 원활한 구부림이 일어나도록 하기 위한 것이다.This is to ensure a smooth bend to secure the behavior space of the
상기와 같이, 벨로우즈관(300)의 각 골(310)에 끼워져 설치되는 확장방지링(410)에 의해 벨로우즈관(300)이 보강되기 때문에, 고압에서도 벨로우즈관(300)이 반경방향으로 변형되는 것을 방지하는 것이다.As described above, since the
이를 살펴보면, 벨로우즈관(300)의 골(310)은 끼움부(411)에 의해 보강되고, 산(320)은 지지부(412)에 의해 보강되어, 벨로우즈관(300) 내부의 압력이 증가하더라도 벨로우즈관(300)의 자체 강도뿐만 아니라 끼움부(411) 및 지지부(412)의 강도까지 더해지기 때문에 보다 높은 내부의 압력을 벨로우즈관(300)이 견딜 수 있게 되므로 고압에서도 벨로우즈관(300)의 변형을 방지할 수 있게 되는 것이다.Looking at this, the
이때, 확장방지링(410)은 탄성중합체나 불소중합체로 형성된다.At this time, the
일반적으로 중합체(polymer)는 고분자화합물질로서, 특히 탄성중합체(elastomer)는 높은 수준의 강도와 탄성을 동시에 가지는 물질이다.Generally, a polymer is a high molecular compound, and in particular, an elastomer is a material having a high level of strength and elasticity at the same time.
그리고, 흔히 테프론(teflon)이라고 불리는 불소중합체(fluoropolymer)는 탄성 측면에서는 탄성중합체에 미치지 못하지만 높은 수준의 강도와 극저온을 포함한 매우 넓은 온도범위를 견딜 수 있는 물질이다.A fluoropolymer, commonly called teflon, is a material that is less than an elastomer in terms of elasticity but can withstand a very wide temperature range including high levels of strength and cryogenic temperatures.
이러한, 탄성중합체 또는 불소중합체를 벨로우즈관(300)의 외부형상과 일치하도록 성형하여 설치함으로써, 고압에서 벨로우즈관(300)이 중합체에 밀착되어 벨로우즈 형상의 과도한 뒤틀림이나 반경방향으로 변형이 일어나지 않도록 방지하는 것이다.By forming the elastomer or fluoropolymer to match the external shape of the
여기서, 확장방지링(410)을 탄성중합체를 이용하여 형성하는 경우에는 벨로우즈관(300)이 상온에서 굽힘 변형시 보다 큰 각 변화를 이룰 수 있다는 특징이 있 으며, 불소중합체를 이용하여 확장방지링(410)을 형성하는 경우에는 벨로우즈관(300)의 굽힘 변형시 탄성중합체를 이용하였을 때 보다 각 변화량이 다소 작으나 넓은 온도범위에 대해 적용 가능하다는 특징이 있다.In this case, when the
만약, 확장방지링(410)을 탄성을 갖는 일반적인 고무재질 등으로 형성하는 경우에는 확장방지링(410)이 벨로우즈관(300) 내부의 압력을 견디지 못하고 변형되고 만다.If the
그러나, 본 발명처럼 확장방지링(410)을 탄성중합체나 불소중합체로 형성하게 되면 확장방지링(410)은 벨로우즈관(300) 내부의 압력에 견딜 수 있는 충분한 강도를 가짐과 동시에 벨로우즈관(300)의 굽힘 변형시 벨로우즈관(300)을 원위치시킬 수 있는 탄성을 가질 수 있게 되므로, 탄성중합체와 불소중합체는 확장방지링의 재질로 가장 바람직한 것이다.However, when the
그리고, 확장방지링(410)은 벨로우즈관(300)의 산(320)을 넘어서 각 골(310)에 끼울 수 있을 만큼의 탄성을 갖지는 못하므로, 반원형태의 쌍으로 제작하여 상호 결합에 의해 벨로우즈관(300)의 각 골(310)에 상호 결합에 의해 설치된다.In addition, the
이때, 쌍으로 형성된 확장방지링(410)은 별도의 결합부재(미도시)에 의해 결합되어 벨로우즈관(300)에 설치될 수도 있지만, 후술하는 조임링(420)에 의해 확장방지링(410)의 외측에서 조여져 결합될 수도 있다.At this time, the
한편, 조임링(420)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 확장방지링(410)의 외경에 대응하는 직경으로 형성되는 금속재질의 링으로서, 확장방지링(410)의 외면에 복수의 결합핀(421)에 의해 결합되어 확장방지링(410)이 반경방향으로 늘어나는 것을 방지한다.On the other hand, the
확장방지링(410)은 탄성을 갖는 중합체로 형성되기 때문에, 벨로우즈관(300)의 내부 고압에 의해 반경방향으로 확장될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 확장방지링(410)보다 높은 강도를 갖는 금속재질의 조임링(420)으로 확장방지링(410)의 외부를 보강하여 확장방지링(410)이 반경방향으로 확장되는 것을 방지하는 것이다.Since the
즉, 벨로우즈관(300)의 반경방향으로의 확장을 확장방지링(410)이 1차적으로 방지하지만, 근본적으로 벨로우즈관(300)의 반경방향으로의 확장을 방지하는 것은 조임링에 의해 행해진다.That is, the
한편, 절첩형 클램핑부재(500)는 벨로우즈관(300)의 양단에 설치되는 복수의 클램프(510)와, 복수의 클램프(510)를 연결하는 연결부(520)로 구성된다.Meanwhile, the folded
클램프(510)는 내부에 벨로우즈관(300)의 양단에 대응하는 홈이 형성되어 벨로우즈관(300)의 외측에서 벨로우즈관(300)의 양단을 감싸도록 설치된다.The
그리고, 연결부(520)는 복수의 클램프(510)의 사이에 설치되는 지지링(521)과, 일측이 상기 클램프(510)와 고정되어 연결되고 타측은 지지링(521)과 회동핀(523)에 의해 회동가능하게 연결되는 복수의 회동바(522)로 구성된다.In addition, the
예를 들어 설명하면, 클램프(510)는 유체배관(100, 200)의 직경에 대응하는 중공이 형성된 중공원통형상으로 형성되되, 일측 중공이 벨로우즈관(300)의 양단부에 대응되도록 확장되어 벨로우즈관(300)의 양단부를 감싸도록 설치된다.For example, the
그리고, 회동바(522)는 클램프(510)의 양측면에 고정설치되며, 클램프(510)의 사이에 형성되는 지지링(521)에 회동가능하게 연결된다.The
이때, 지지링(521)과 회동바(522)의 연결부분에 회동핀(523)이 관통하여 연결되며, 회동핀(523)의 양측 머리부는 회동핀(523)의 몸통부보다 큰 직경을 갖도록 형성되어 지지링(521)과 회동바(522)가 이탈되지 않고 회동가능하게 연결되는 것이다.At this time, the
이상과 같이, 클램프(510)에 의해 벨로우즈관(300)의 양측이 감싸지고 지지링(521)과 회동바(522)에 의해 양 클램프(510)의 위치가 고정되기 때문에, 벨로우즈관(300)이 길이방향으로 변형되는 것이 방지된다.As described above, since both sides of the
여기서, 지지링(521)에 연결되는 복수의 회동바(522)는 각 클램프(510) 별로 다른 방향으로 연결되는 것이 바람직하다.Here, the plurality of
도 8을 참조하여 설명하면, 도면상 상측에 설치된 클램프(510)는 회동바(522)가 X축 방향으로 나란히 설치되었고, 도면상 하측에 설치된 클램프(510)는 회동바(522)가 Y축 방향으로 나란히 설치되었다.Referring to FIG. 8, in the
상기와 같이 회동바(522)가 다른 방향으로 설치되었기 때문에, 지지링(521)의 상측 벨로우즈관(300)은 화살표E의 방향으로 회동되며, 지지링(521)의 하측 벨로우즈관(300)은 화살표 F의 방향으로 회동될 수 있어 다양한 방향으로 벨로우즈관(300)을 구부릴 수 있게 되는 것이다.Since the
물론, 지지링(521)의 개수를 증가시키고 회동바(522)를 각기 다른 방향으로 연결하게 되면 더욱 다양한 방향으로 벨로우즈관(300)을 구부릴 수 있게 된다.Of course, by increasing the number of the
상기와 같이 설치되는 절첩형 클램핑부재(300)에 의해 벨로우즈관(300)의 양측을 고정하여 벨로우즈관(300)이 길이방향으로 수축되거나 팽창되는 것을 방지함 과 동시에 벨로우즈관(300)이 굽힘 변형 가능하게 되는 것이다.By fixing both sides of the
이하에서는 본 발명에 따른 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 작용에 대해서 설명한다.Hereinafter will be described the operation of the bellows-type high-pressure flexible pipe portion having an expansion limiting member according to the present invention.
벨로우즈관(300)의 내부로 고압의 유체가 흐를 경우 종래에는 벨로우즈관(300)이 반경방향으로 확장 변형되어 벨로우즈관(300)이 이를 견디지 못하고 터지게 되는 경우가 종종 발생하였다.When a high-pressure fluid flows into the
하지만, 본 발명은 벨로우즈관(300)의 외측에 탄성중합체 또는 불소중합체로 형성된 확장제한부재(400)를 설치함으로써, 벨로우즈관(300)이 확장제한부재(400)에 밀착되어 벨로우즈관(300)이 확장제한부재(400)에 의해 보강되어 반경방향으로 변형되는 것이 방지된다.However, the present invention by installing the
또한, 절첩형 클램핑부재(500)이 벨로우즈관(300)의 양단에 설치되어 벨로우즈관(300)이 길이방향으로 수축되거나 팽창되는 것을 방지한다.In addition, the folded clamping
벨로우즈관(300)의 내부 압력에 의해 구부림이 일어나게 되면, 도 10에 도시된 바와 같이, 구부러지는 쪽의 확장제한부재(400)는 상호 맞물려 눌려지게 되고, 구부러지는 쪽의 반대쪽 확장제한부재(400)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 서로 이격되게 된다.When the bending occurs due to the internal pressure of the
그 후, 벨로우즈관(300)의 내부 압력이 제거되면, 상호 맞물린 확장제한부재(400)의 탄성에 의해 벨로우즈관(300)는 원상태로 회복되게 된다.Then, when the internal pressure of the
그러므로, 절첩형 클램핑부재(500)는 벨로우즈관(300)의 길이방향 변형을 방 지함과 동시에 내부 압력에 의해 굽힘 변형된 벨로우즈관(300)을 원상태로 회복시키게 되는 것이다.Therefore, the folded clamping
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.The embodiments and drawings attached to this specification are merely to clearly show some of the technical ideas included in the present invention, and those skilled in the art can easily infer within the scope of the technical ideas included in the specification and drawings of the present invention. It is apparent that all modifications and specific embodiments that can be included in the scope of the technical idea of the present invention.
도 1 및 도 2는 종래기술에 대한 도면이다.1 and 2 are views of the prior art.
도 3은 본 발명에 따른 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 사시도이다.3 is a perspective view of a bellows-type high pressure flexible pipe having an expansion limiting member according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 부분 평단면도이다.4 is a partial cross-sectional view of a bellows-type high pressure flexible pipe having an expansion limiting member according to the present invention.
도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 6은 본 발명에 따른 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 확장제한부재의 정면도이다.6 is a front view of the expansion limiting member of the bellows-type high-pressure flexible pipe having an expansion limiting member according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 조임링의 정면도이다.7 is a front view of the fastening ring of the bellows-type high pressure flexible pipe having an expansion restricting member according to the present invention.
도 8은 본 발명에 따른 확장제한부재를 갖는 벨로우즈형 고압 유연 배관부의 작동상태도이다.8 is an operational state diagram of a bellows-type high pressure flexible pipe having an expansion limiting member according to the present invention.
도 9는 도 8의 B부분의 확대도이다.9 is an enlarged view of a portion B of FIG. 8.
도 10은 도 8의 C부분의 확대도이다.FIG. 10 is an enlarged view of a portion C of FIG. 8.
도 11은 도 8의 D부분의 확대도이다.FIG. 11 is an enlarged view of a portion D of FIG. 8.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10, 20 : 유체배관 30 : 벨로우즈관 10, 20: fluid piping 30: bellows pipe
40 : 철망 100, 200 : 유체배관 40:
300 : 벨로우즈관 310 : 골300: bellows tube 310: goal
320 : 산 330 : 간격320: mountain 330: interval
400 : 확장제한부재 410 : 확장방지링400: expansion limiting member 410: expansion prevention ring
411 : 끼움부 412 : 지지부411: fitting portion 412: support portion
420 : 조임링 421 : 결합핀420: tightening ring 421: coupling pin
500 : 절첩형 클램핑부재 510 : 클램프500: folding type clamping member 510: clamp
520 : 연결부 521 : 지지링520: connection portion 521: support ring
522 : 회동바 523 : 회동핀522: rotating bar 523: rotating pin
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