KR20110050116A - 파이프 연결구의 플랜지 가공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체를 운송할 때 파이프 내부 유체의 흐름이 연속으로 흐를 수 있도록 하기 위해 파이프와 파이프를 연결하는 파이프 연결구의 플랜지 가공방법에 관한 것으로,

파이프를 원하는 길이로 자르는 커팅단계와; 커팅한 파이프의 일단을 굴곡 및 압착하여 플랜지를 형성하는 성형단계와; 플랜지가 성형된 파이프의 외형을 가공하고자 하는 형태로 연마하는 마무리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결구의 플랜지 가공방법을 제공한다.

커팅, 굴곡, 압착, 파이프 연결구, 플랜지

Description

파이프 연결구의 플랜지 가공방법{Flange processing method of pipe connecter}

본 발명은 파이프 연결구의 플랜지 가공방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 유체를 운송할 때 파이프 내부 유체의 흐름이 연속으로 흐를 수 있도록 하기 위해 파이프와 파이프를 연결하는 파이프 연결구의 플랜지 가공방법에 관한 것이다.

파이프는 속이 빈 가늘고 긴 관으로서, 주로 유체(기체, 액체)나 분체의 수송에 사용된다. 즉, 상기 파이프는 통상 건축용 재료로 사용되는 금속파이프 파일 등이나, 선박 등의 엔진에 연료공급하는 이동로 또는 액체화물의 선적 및 하역하는 이동로 등으로 사용된다.

이러한 파이프는 여러개의 파이프를 연결하여 사용하는 것이 일반적인데, 이때 파이프간의 연결은 통상 일정한 두께를 갖는 원판형태의 플랜지를 통해 이루어졌다.

이러한 종래 플랜지는 일정두께를 갖는 원판으로 형성되어 중앙에 파이프가 끼워지는 결합공이 형성되고, 결합공의 가장자리에는 파이프의 연결시 플랜지가 상호체결되도록 다수의 체결공이 형성된 구조로 되어 있는 것으로, 파이프가 상기 결 합공에 끼워져 용접을 통해 파이프와 플랜지가 고정결합되고, 이와 같이 고정된 플랜지가 다른 파이프의 플랜지와 상호 체결되어 파이프와 파이프가 연결된다.

그러나 이와 같은 플랜지는 파이프의 일단과 플랜지가 용접만으로 결합되기 때문에 용접부분의 강성이 약하여 외부충격이나 압력으로 인해 크랙 등과 같은 손상이 발생되었다. 특히, 선박에 사용되는 연료 이동로나 액체화물의 선적 및 하역 통로와 같이 높은 강성을 필요로 하는 경우, 상기 용접을 통해 연결되는 종래 플랜지가 충분한 강성을 갖지 못하고, 지지력이 약함에 따라 외부충격이나 압력에 의해 쉽게 크랙이 발생될 수 있었다.

이에 파이프의 일단이 삽입될 수 있는 결합구와 플랜지가 일체로 형성된 파이프 연결구를 사용하여 강성을 높이고자 하였다. 이러한 파이프 연결구는 종래에 금속봉을 일정길이로 절단한 뒤, 단조 및 연마를 통해 플랜지와 결합구를 형성함으로써 제조될 수 있었다.

이와 같은 제조방법에 의해 제조된 파이프 연결구는 파이프가 삽입되는 결합구 부분과 플랜지가 일체로 형성되어 그 연결부의 강성이 우수하고, 파이프를 결합구에 삽입하기 때문에 파이프와의 연결 강성 또한 강하였다.

그러나, 제조시 결합구와 플랜지를 형성하기 위한 가공과정에서 재료가 되는 고가의 금속봉의 손실양이 많았고, 이로 인해 제조비용이 상승되는 등 경제적이지 않았다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로,

절삭이나 용접공정 없이 파이프의 밴딩을 통해 플랜지를 일체로 형성할 수 있는 파이프 연결구의 플랜지 가공방법에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 파이프의 굴곡시 두께변화를 최소화하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 플랜지의 밀도를 높여주는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

파이프를 원하는 길이로 자르는 커팅단계와;

커팅한 파이프의 일단을 굴곡 및 압착하여 플랜지를 형성하는 성형단계와;

플랜지가 성형된 파이프의 외형을 가공하고자 하는 형태로 연마하는 마무리단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결구의 플랜지 가공방법을 제공한다.

또한, 상기 성형단계는, 파이프의 일단이 원호를 이루며 외측으로 굴곡되도록 하는 굴곡단계와;

파이프 일단의 굴곡된 면이 평면을 이루도록 압착하는 압착단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 굴곡단계는, 굴곡홈이 형성된 상부금형과 상기 굴곡홈에 상응하는 돌출부가 형성된 하부금형에 의해 파이프의 일단이 굴곡되도록 하는 것을 특징 으로 한다.

또한, 상기 압착단계는, 하금형에 형성된 압착홈부에 굴곡된 파이프의 일단을 삽입하고, 상금형으로 압착하여 플랜지를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 굴곡홈과 돌출부의 굴곡반경에 따라 플랜지의 두께가 결정되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 파이프 연결구의 프레임 가공방법은 파이프 연결구의 플랜지를 가공하면, 절삭이나 용접공정 없이 플랜지를 형성할 수 있기 때문에 재료가 손실되거나 강성이 약화되는 종래 플랜지형성의 문제점을 해결가능한 효과가 있다.

또한, 플랜지 가공시 바로 파이프의 일단을 수직으로 굴곡시키는 것이 아니라 원호상태를 이룬 후, 압착을 통해 성형하기 때문에 파이프의 굴곡된 면에 크랙이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있다.

또한, 굴곡된 파이프의 일단을 압착하여 평면화시키기 때문에 플랜지의 밀도가 향상되어 그 강도 또한 보다 강화되는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 도시된 실시예에 따라 구체적으로 설명하기는 하나, 본 발명이 도면에 도시된 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 연결구의 플랜지 가공방법을 나타 낸 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 연결구의 플랜지 가공과정을 나타낸 도면이다.

이를 참고로 하여 본 발명에 따른 파이프 연결구(1)의 플랜지 가공방법에 대하여 보다 자세히 살펴보기로 한다.

먼저, 본 발명은 파이프(10)를 원하는 길이로 자르는 커팅단계(S1)를 거친다.

상기 파이프(10)는 통상의 속이 비어 있고 가늘며 긴 관으로, 이는 운반하고자 하는 유체에 따라 강관, 주철관, 구리관, 황동관, 알루미늄관 등과 같은 통상의 금속관이 사용될 수 있으나, 구리니켈 강으로 된 파이프(10)를 사용하는 것이 부식방지효과가 우수하기 때문에 보다 바람직하다.

이러한 파이프(10)는 가공하고자 하는 파이프 연결구(1)의 총길이 및 굴곡 및 압착되어 형성될 플랜지(11)의 길이를 고려하여 통상의 커팅장치를 통해 커팅을 실시하며, 이를 통해 도 2a와 같은 파이프(10)를 준비한다.

다음 단계로서 커팅한 파이프(10)의 일단을 굴곡 및 압착하여 플랜지(11)를 형성하는 성형단계(S2)를 거친다. 보다 구체적으로 성형단계(S2)는 굴곡단계(S21)와 압착단계(S22)를 포함한다.

여기서 굴곡단계(S21)는 파이프(10)의 일단이 원호를 이루며 외측으로 굴곡되도록 하는 단계로서, 이때 파이프(10)의 일단이 원호를 이루도록 굴곡하는 것은 파이프(10)의 일단을 바로 수직으로 절곡시킬 경우 절곡된 부분의 파이프(10) 두께가 얇아지고, 갑작스런 변형으로 인해 절곡되는 부분에 크랙이 발생하는 등의 이유 로 파손될 수 있기 때문에 이를 방지하기 위함이다.

따라서 상기 파이프(10)의 일단은 원호를 이루며 파이프(10)의 두께가 최대한 유지되도록 그 두께 변화를 최소화하여 굴곡되어야 한다. 이를 위해 본 발명의 굴곡단계(S21)는 굴곡홈(21)이 형성된 상부금형(20)과 상기 굴곡홈(21)에 상응하는 돌출부(31)가 형성된 하부금형(30)에 의해 파이프(10)의 일단이 굴곡되도록 하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 굴곡홈(21)과 돌출부(31)는 파이프(10)의 일단이 원호를 이루며 굴곡될 수 있도록 하기 위한 것으로, 도 2b와 같이 파이프(10)를 하부금형에 설치한 상태에서 도 2c와 같이 상부금형(20)을 내려 서서히 가압하면 상기 파이프(10)의 일단이 상기 굴곡홈(21) 및 돌출부(31) 사이의 공간을 따라 서서히 굴곡되어 원호를 이루며 굴곡되고, 한정된 공간에서 파이프(10)의 일단이 밀집된 상태로 굴곡됨에 따라 파이프(10)의 연신이 일어나는 것을 최소화할 수 있다.

즉, 굴곡홈(21) 및 돌출부(31) 사이의 한정된 공간 내에서 굴곡이 이루어지기 때문에 파이프(10)의 두께변화가 거의 발생되지 않은 채 굴곡되며, 이에 따라 파이프(10)의 두께가 거의 일정하게 유지될 수 있고, 굴곡으로 인한 크랙 발생 등의 손상을 방지할 수 있는 것이다.

이때 상기 하부금형(30)은 파이프(10)의 외면을 지지할 수 있도록 형성되고, 상부금형(20)은 파이프(10)의 내면을 지지할 수 있도록 형성된 것을 사용하여 굴곡단계(S21)에서 상부금형(20)과 하부금형(30)으로 파이프(10)를 가압하여 굴곡시킬 때 파이프(10)의 기둥부분(12)의 형태가 변형되지 않도록 해야한다.

아울러 본 발명은 상기 굴곡홈(21)과 돌출부(31)의 굴곡반경에 따라 플랜지(11)의 두께가 결정될 수 있다. 이는 추후 설명하는 압착단계(S22)에서 굴곡된 파이프(10)의 일단을 일정형태를 갖는 압착홈부(41)에 위치시켜 평면이 되도록 압착시킬 때 굴곡된 파이프(10)의 일단이 소정공간에 밀집되어 짐에 따라 그 밀도가 상승될 수 있는데, 이때 상기 굴곡홈(21) 및 돌출부(31)가 형성하는 굴곡반경이 큰 경우 굴곡된 파이프(10)의 일단이 이루는 원호의 길이가 늘어나므로 동일한 공간에 밀집되어지는 파이프(10)의 일단 부분이 더 많아지게 되어, 압착시 밀집되는 양도 자연스럽게 증가되며, 이에 따라 그 두께 또한 늘어날 수 있는 것이다.

따라서 플랜지(11)의 두께를 두껍게 형성하고자 하는 경우에는 굴곡홈(21)과 돌출부(31)가 이루는 굴곡반경을 크게하여 파이프(10)의 일단이 굴곡되어 이루는 원호의 길이가 길어지도록 함에 따라 두꺼운 두께의 플랜지(11)를 형성할 수 있는 것이고, 플랜지(11)의 두께를 얇게 형성하고자 하는 경우에는 굴곡홈(21)과 돌출부(31)가 이루는 굴곡반경을 작게하여 파이프(10)의 일단이 굴곡되어 이루는 원호의 길이를 짧게 줄임으로써 압착으로 형성되는 플랜지(11)의 두께 또한 얇게 형성할 수 있기 때문이다.

상기와 같은 굴곡단계(S21)가 완료되면, 압착단계(S22)를 수행한다. 압착단계(S22)는 파이프(10) 일단의 굴곡된 면이 평면을 이루도록 압착하는 단계로서, 굴곡된 파이프(10)의 일단이 압착되어 평평한 수평면을 갖는 플랜지(11)를 형성시킨다.

보다 구체적으로 상기 압착단계(S22)는 하금형(40)에 형성된 압착홈부(41)에 굴곡된 파이프(10)의 일단을 삽입하고, 상금형(50)으로 압착하여 플랜지(11)를 형성할 수 있다.

여기서 압착홈부(41)는 플랜지(11)의 형태를 형성하기 위한 부분으로, 도 2d에 도시된 바와 같이 굴곡된 파이프(10)의 일단을 상기 압착홈부(41)에 위치시킨 후, 도 2e에 도시된 바와 같이 상금형(50)으로 가압하여 압착하면, 상기 굴곡된 파이프(10)의 일단이 압착홈부(41)의 형태를 따라 압착되어 플랜지(11)를 형성하는 것이다. 따라서 압착홈부(41)의 형태를 어떻게 형성하느냐에 따라 플랜지(11)의 형태가 변형될 수 있다.

이때 굴곡된 파이프(10)의 일단은 압착과정에서 압착홈부(41)의 한정된 공간 내에서 압착되므로 그 밀도가 향상되며, 이에 따라 플랜지(11)의 강도가 강화될 수 있다.

또한, 본 발명의 압착단계(S22)에 사용되는 상금형(50) 및 하금형(40)은 파이프(10)의 기둥부분(12)이 가압으로 변형되는 것을 방지하기 위하여, 상금형(50)은 파이프(10)의 외면을 지지할 수 있도록 형성되고, 하금형(40)은 파이프(10)의 내면을 지지할 수 있도록 형성되어야 한다.

상기와 같은 압착단계(S22)를 수행하면 본 발명에 따른 성형단계(S2)가 완료된 것이며, 마지막으로 플랜지(11)가 성형된 파이프(10)의 외형을 가공하고자 하는 형태로 연마하는 마무리단계(S3)를 거침으로써 도 2f에 도시된 바와 같이 파이프(10)의 기둥부분(12)과 플랜지(11)가 일체로 형성된 파이프 연결구(1)의 플랜지(11) 가공이 완료되는 것이다.

여기서 마무리단계(S3)는 파이프(10)의 외형이 원하는 형태로 되도록 하거나, 매끈한 표면을 갖도록 다듬는 과정으로 통상의 연마 방법을 통해 용이하게 수행될 수 있다.

상기와 같은 가공방법을 통해 파이프 연결구의 플랜지를 가공하면, 절삭이나 용접공정 없이 플랜지를 형성할 수 있기 때문에 재료가 손실되거나 강성이 약화되는 종래 플랜지형성의 문제점을 해결할 수 있다.

또한, 플랜지 가공시 바로 파이프의 일단을 수직으로 굴곡시키는 것이 아니라 원호상태를 이룬 후, 압착을 통해 성형하기 때문에 파이프의 굴곡된 면에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 굴곡된 파이프의 일단을 압착하여 평면화시키기 때문에 플랜지의 밀도가 향상되어 그 강도 또한 보다 강화될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 연결구의 플랜지 가공방법을 나타낸 순서도.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 파이프 연결구의 플랜지 가공과정을 나타낸 도면으로,

도 2a는 원하는 길이로 커팅된 파이프를 나타낸 사시도.

도 2b는 커팅된 파이프를 하부금형에 위치시킨 상태를 나타낸 단면도.

도 2c는 하부금형에 위치된 파이프를 상부금형으로 가압하여 굴곡시키는 상태를 나타낸 단면도.

도 2d는 하금형에 파이프를 위치시킨 상태를 나타낸 단면도.

도 2e는 하금형에 위치된 파이프를 상금형으로 가압하여 압착시키는 상태를 나타낸 단면도.

도 2f는 플랜지 가공이 완료된 본 발명에 따른 파이프 연결구를 나타낸 사시도.

<도면의 주요부호에 대한 상세한 설명>

1: 파이프 연결구

10: 파이프 11: 플랜지 12: 기둥부분

20: 상부금형 21: 굴곡홈 30: 하부금형

31: 돌출부 40: 하금형 41: 압착홈부

50: 상금형

Claims (5)

1. 파이프(10)를 원하는 길이로 자르는 커팅단계(S1)와;

   커팅한 파이프(10)의 일단을 굴곡 및 압착하여 플랜지(11)를 형성하는 성형단계(S2)와;

   플랜지(11)가 성형된 파이프(10)의 외형을 가공하고자 하는 형태로 연마하는 마무리단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결구의 플랜지 가공방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 성형단계(S2)는,

   파이프(10)의 일단이 원호를 이루며 외측으로 굴곡되도록 하는 굴곡단계(S21)와;

   파이프(10) 일단의 굴곡된 면이 평면을 이루도록 압착하는 압착단계(S22);를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결구의 플랜지 가공방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 굴곡단계(S21)는,

   굴곡홈(21)이 형성된 상부금형(20)과 상기 굴곡홈(21)에 상응하는 돌출부(31)가 형성된 하부금형(30)에 의해 파이프(10)의 일단이 굴곡되도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결구의 플랜지 가공방법.
4. 청구항 2 또는 3에 있어서,

   상기 압착단계(S22)는,

   하금형(40)에 형성된 압착홈부(41)에 굴곡된 파이프(10)의 일단을 삽입하고, 상금형(50)으로 압착하여 플랜지(11)를 형성하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결구의 플랜지 가공방법.
5. 청구항 3에 있어서,

   상기 굴곡홈(21)과 돌출부(31)의 굴곡반경에 따라 플랜지(11)의 두께가 결정되는 것을 특징으로 하는 파이프 연결구의 플랜지 가공방법.

Images