KR20160128012A - 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플랜지 배관 내부에 흐르는 유체의 압력에 의해 가스켓의 기밀성이 높아지는 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 가스켓이 플랜지 배관의 중심에 정확히 조립됨에 따라 유체 통로의 불연속에 의한 와류를 방지하는 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관에 관한 것이다.

Description

내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관{Gas-tight increasing type gasket by inner pressure and flange pipe for the same}

본 발명은 플랜지 배관 내부에 흐르는 유체의 압력에 의해 가스켓의 기밀성이 높아지는 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 가스켓이 플랜지 배관의 중심에 정확히 조립됨에 따라 유체 통로의 불연속에 의한 와류를 방지하는 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관에 관한 것이다.

일반적으로 가스켓(gasket)은 상호 연결되는 플랜지 배관과 플랜지 배관 사이의 결합 부분에 삽입되어 기체나 액체와 같은 유체의 누설이나 누수를 방지하는 기밀성을 제공한다.

이러한 가스켓 중 플랜지 배관용 가스켓은 도 1과 같이 중앙에 통공(4)이 형성된 얇은 링 형상의 디스크로 구성되는데, 그 표면에 작용되는 압력에 의해 탄성변형될 수 있는 고무재질로 구성된다.

따라서, 플랜지 배관(5) 사이에 가스켓(2)을 배치하고 볼트(6)를 조이면, 플랜지 배관(5)이 가스켓(2)의 양면을 압착하여 가스켓(2)이 변형되면서 플랜지 배관(5) 사이의 틈새를 막아 플랜지 배관(5)을 기밀하게 연결한다.

그런데, 이러한 플랜지 배관용 가스켓(2)은 비교적 변형이 자유로운 고무재질로 구성되므로, 플랜지 배관(5)의 내부에 높은 압력이 작용될 경우, 압력에 의해 가스켓(2)의 지름이 확대된다.

따라서, 가스켓(2)이 플랜지 배관(5)의 외부로 밀려나가게 되며, 그에 따라 플랜지 배관(5)과 가스켓(2) 사이에 틈이 발생되어, 플랜지 배관(5) 내부를 흐르는 유체가 이러한 틈을 통해 외부로 유출되는 문제점이 있다.

이에, 대한민국 공개특허 제2001-0000770호 '플랜지관용 가스켓'에서는 도 2에 도시된 바와 같이 볼트공(12)이 형성된 가스켓(2)의 내부에 금속 재질의 코어(14)를 삽입하여 변형을 방지하고, 돌출턱(16)으로 기밀성을 높인다.

그러나, 이상과 같은 종래 기술은 플랜지 배관(5) 내부의 높은 압력에 의한 기밀성 저하를 방지하기 위해 코어(14)를 사용하기 때문에, 코어(14)를 인서트 후 가스켓(2)을 사출성형하는 등 제작이 어렵고 생산 비용이 증가한다.

또한, 위와 같은 금속 재질의 코어(14)를 사용하여 그 지지력에 의해 가스켓(2)의 변형을 어느 정도 방지할 수는 있지만, 여전히 내부 압력에 의한 측면 저항이 없어서 기밀성 향상을 극대화하지 못한다.

나아가 위와 같은 가스켓(2)을 비롯한 종래의 여러 타입의 가스켓들은 공통적으로 플랜지 배관(5)의 중심에 정확히 조립하기가 어려워서, 만약 중심을 맞추지 못하면 유체 통로의 일측은 오목하게 들어가고 그 반대측은 돌출된다.

따라서, 유체가 플랜지 배관(5) 사이의 가스켓(2) 부분을 통과시 와류되므로 유체의 흐름이 방해받고, 와류가 발생한 상태에서 볼트(6) 조임이 느슨해지면 가스켓(2)이 오히려 내부 압력을 외부로 유도하는 문제를 발생시킨다.

대한민국 공개특허 제2001-0000770호 '플랜지관용 가스켓'

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 플랜지 배관 내부의 유체 압력에 의해 가스켓의 기밀성이 높아지는 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 가스켓이 플랜지 배관의 중심에 정확히 조립됨에 따라 유체 통로의 불연속에 의한 와류를 방지하는 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관을 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓은 플랜지 배관과 플랜지 배관의 결합부위에 삽입되어 유체의 누설을 방지하는 가스켓(gasket)에 있어서, 중심 부분에 원형의 제1 통공이 구비된 링 형상으로 이루어져 있으며 서로 결합하는 양측 플랜지 배관에 의해 가압되는 디스크; 및 상기 디스크의 내주연을 따라 연속 형성된 링 형상으로 이루어지되, 상기 디스크의 내주연으로부터 외측을 향해 일정 높이 돌출되며, 중심부에는 유체가 통과하는 제2 통공이 형성되어 있는 압력 밀착링;을 포함하여, 상기 플랜지 배관에 흐르는 유체에 의해 압력이 전달되면 상기 전달된 압력에 의해 상기 압력 밀착링이 상기 플랜지 배관에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 압력 밀착링의 제2 통공은 유체가 흐르는 상기 플랜지 배관의 중공부와 동일한 크기 및 형상으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압력 밀착링은 상기 디스크의 내주연으로부터 외측을 향해 돌출되되, 상기 제1 통공이 형성된 상기 디스크의 중심부를 향해 경사진 형상으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압력 밀착링은 상기 디스크의 전면 및 후면에 각각 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 압력 밀착링은 탄성 재질로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 플랜지 배관은 이상과 같은 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓을 사이에 두고 서로 결합되는 플랜지 배관에 있어서, 상기 플랜지 배관의 단부에 구비된 플랜지에는 상기 압력 밀착링이 안착되도록 상기 압력 밀착링과 동일한 형상의 안착홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명은 디스크의 전후면으로부터 각각 돌출 형성된 압력 밀착링이 플랜지 배관 내부에 노출된 상태에서 플랜지 배관의 내측면에 접촉하도록 조립된다.

따라서, 플랜지 배관 내부에 흐르는 유체에 의해 발생한 압력이 상기한 압력 밀착링에 전달되면 압력 밀착링이 더욱더 플랜지 배관의 내측면에 밀착되면서 기밀성이 오히려 증가되게 된다.

또한, 본 발명은 가스켓의 압력 밀착링이 돌출되어 있고, 이와 같이 돌출된 압력 밀착링은 그에 대응하는 형상의 안착홈을 갖는 플랜지 배관에 끼워지면서 자동으로 중심이 맞추어진다.

따라서, 가스켓의 조립이 쉬움은 물론 가스켓이 플랜지 배관의 중심에 정확히 조립됨에 따라 유체 통로의 불연속에 의한 와류를 방지하고 유체의 원활한 흐름을 제공한다.

도 1은 종래기술에 따른 플랜지 배관용 가스켓을 나타낸 단면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 또 다른 플랜지 배관용 가스켓을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관의 조립 방법을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓에 내부 압력이 전달되는 방향을 나타낸 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명에 따른 플랜지 배관을 나타낸 다른 실시예이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓 및 그를 위한 플랜지 배관에 대해 상세히 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가스켓(gasket, 20)은 상호 결합되는 일측 플랜지 배관(30)과 타측 플랜지 배관(도 4의 30 참조)의 결합부위에 삽입되어 기체나 액체의 누수나 누설을 방지한다.

특히, 본 발명은 압력 밀착링(22)이라는 특수한 구조에 의해 플랜지 배관(30) 내부의 압력이 압력 밀착링(22)에 전달되면 기밀성이 오히려 증가된다. 이점에서 본 발명을 '내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓(20)'이라 한다.

또한, 본 발명의 가스켓(20)은 압력 밀착링(22)이 돌출되어 있어서, 그에 대응하는 형상의 안착홈(32a)을 갖는 플랜지 배관(30)에 끼워지면서 자동으로 중심이 맞추어진다. 따라서, 조립이 쉽고 유체의 원활한 흐름을 제공한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓(20)은 플랜지 배관(30)과의 결합에 사용되는 디스크(21) 및 내부 압력을 전달받아 기밀성을 증가시키기 위한 압력 밀착링(22)을 포함한다.

디스크(21)는 그 중심 부분에 제1 통공(21a)이 형성된 링 형상으로 이루어져 있다. 따라서, 서로 결합하는 양측 플랜지 배관(30)의 단부에 의해 가압되면서 결합되고 기밀성도 제공한다.

압력 밀착링(22)은 디스크(21)의 내주연(제1 통공)을 따라 연속 형성된 링 형상으로 이루어지되, 디스크(21)로부터 외측을 향해 일정 높이 돌출된 형상을 가지며, 중심부에는 유체가 흐르는 제2 통공(22a)이 형성되어 있다.

즉, 압력 밀착링(22)은 디스크(21)의 제1 통공(21a)에 의해 형성된 내주연을 따라 고정 결합되거나 혹은 일체로 성형되고, 플랜지 배관(30) 내부에서 전달된 압력을 받을 수 있는 소정의 면적을 제공하도록 일정 높이 돌출된다.

이러한 형상의 압력 밀착링(22)은 플랜지 배관(30)에 흐르는 유체에 의한 압력이 전달되면, 상기 전달된 압력에 의해 압력 밀착링(22)이 플랜지 배관(30)의 안착홈(32a)에 밀착된다. 따라서, 측면은 물론 상하 방향 기밀성 역시 증가한다.

특히, 본 발명에서 상기 압력 밀착링(22)에 형성된 제2 통공(22a)은 유체가 흐르는 플랜지 배관(30)의 중공부와 동일한 크기 및 형상을 갖는 것이 바람직하다. 예컨대 이들은 서로 동일한 직경의 원형으로 이루어진다.

제2 통공(22a)과 플랜지 배관(30)의 중공부가 서로 동일하면, 유체의 유동시 플랜지 배관(30) 연결부에 해당하는 본 발명의 가스켓(20) 부분에서의 불연속을 방지하므로 유체의 연속 흐름을 보장하고 유체 저항을 최소화한다.

또한, 본 발명의 압력 밀착링(22)은 디스크(21)의 내주연으로부터 외측을 향해 돌출되되, 제1 통공(21a)이 형성된 디스크(21)의 중심부를 향해 경사진 형상으로 이루어져 있는 것이 바람직하다.

압력 밀착링(22)은 플랜지 배관(30)에 흐르는 유체에 노출되고, 유체에 의한 내부 압력을 받을 수 있도록 일정 면적을 가지면 되므로, 디스크(21)의 일측면으로부터 수직 방향으로 돌출되는 등 다양한 형상이 적용될 수 있다.

그러나, 본 발명은 종래와 다르게 플랜지 배관(30) 내부의 압력을 받을 수록 그 기밀성이 오히려 커지므로, 제1 통공(21a)(혹은, 제2 통공(22a))이 형성된 중심부를 향해 경사지게 함으로써 유체의 압력을 더욱 많이 받게 된다.

또한, 본 발명의 압력 밀착링(22)은 디스크(21)의 전면 및 후면에 각각 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 압력 밀착링(22)이 2개 구비되며, 1개는 디스크(21)의 전면에 구비되고 나머지 1개는 디스크(21)의 후면에 구비되다.

압력 밀착링(22)을 디스크(21)의 전면 또는 후면 중 어느 한 면에만 구비하도 종래의 가스켓(도 1 및 도 2 참조)과 비교하여 뛰어난 효과가 있지만, 바람직하게는 전후면 대칭이 되도록 2개 구비한다.

또한, 압력 밀착링(22)은 탄성 재질로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 압력 밀착링(22)으로 사용가능한 탄성 재질은 대표적으로 고무가 있다. 고무는 밀착력은 물론 탄성력 역시 뛰어나 본 발명에 특히 적합하다.

다만, 본 발명은 플랜지 배관(30) 내부의 압력에 의해 밀착력을 높일 수만 있으면 되므로, 고무 재질 이외에 플라스틱 재질도 가능하며, 나아가 금속 재질 역시 사용될 있다.

아울러, 반드시 디스크(21)와 압력 밀착링(22)이 동일한 재질로 이루어질 필요는 없고, 강도 보강을 위해 디스크(21)는 금속 재질로 사용하고, 압력 밀착링(22)만 고무 재질로 하여 이들을 서로 접합하는 방식도 적용될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 플랜지 배관(30)은 이상과 같은 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓(20)을 사이에 두고 서로 결합되는 것으로, 도 3에서는 일측 플랜지 배관(30)만을 도시하였지만 도시 생략된 타측 플랜지 배관 역시 포함한다.

플랜지 배관(30)은 배관(P) 및 상기 배관(P)의 단부에 플랜지(31, 32)가 구비된 것을 의미하는 것으로, 플랜지(31, 32)에는 가스켓(20)의 압력 밀착링(22)이 안착되도록 압력 밀착링(22)과 동일한 형상의 안착홈(32a)이 형성되어 있다.

이를 통해 플랜지 배관(30) 내부 압력이 압력 밀착링(22)에 가해져 압력 밀착링(22)이 플랜지 배관(30)의 안착홈(32a)측으로 밀려 밀착되고 측면 및 상하 방향 저항을 제공한다. 또한, 플랜지 배관(30) 중심부에 정확히 위치하게 된다.

도 4는 도 3을 참조하여 설명한 상호 연결되는 플랜지 배관(30)들 사이에 본 발명에 따른 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓(20)을 조립하는 상태를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플랜지 배관(30)은 플랜지 몸체(31) 및 상기 플랜지 몸체(31)에 돌출 형성된 조립판(32)을 포함하고, 이 조립판(32)에 상술한 안착홈(32a)이 형성되어 있다.

또한, 플랜지 몸체(31)에는 원주 방향을 따라 일정 간격마다 조립볼트(B)가 체결되는 볼트공(31a)이 복수개 형성되어 있으며, 플랜지 몸체(31)의 후방에는 배관(P)에 연결되어 있다.

따라서, 상호 결합될 일측 플랜지 배관(30) 및 타측 플랜지 배관(30)을 이격 배치한 상태에서 그 사이에 본 발명의 가스켓(20)을 위치시킨다. 가스켓(20)은 압력 밀착링(22)이 조립판(32)의 안착홈(32a)과 일치시키도록 조정된다.

이 상태에서 일측 플랜지 배관(30) 및 타측 플랜지 배관(30)을 결합하고, 플랜지 몸체(31)의 볼트공(31a)에 조립볼트(B)를 나사체결하면, 도 5 및 도 6과 같이 본 발명의 가스켓(20)에 의한 기밀 연결 상태가 된다.

다만, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 적용 가능한 플랜지 배관(30)은 조립판(32)이 없는 상태에서 플랜지 몸체(31)에 직접 안착홈(32a)이 형성된 플랜지 배관(30) 역시 적용 가능하다.

또한, 배관(P)은 직선 배관(P) 뿐만 아니라 엘보우 배관(도시 생략) 등을 비롯한 기타 여러 배관에도 적용가능하고, 금속 재질 이외에 플라스틱 재질의 플랜지 배관(30) 등에도 적용 가능하며, 플렉서블한 재질의 호스에도 적용될 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

20: 가스켓
21: 디스크
21a: 제1 통공
22: 압력 밀착링
22a: 제2 통공
30: 플랜지 배관
31, 32: 플랜지
31: 플랜지 몸체
31a: 볼트공
32: 조립판
32a: 안착홈
P: 배관
B: 조립볼트

Claims (5)

1. 플랜지 배관(30)과 플랜지 배관(30)의 결합부위에 삽입되어 유체의 누설을 방지하는 가스켓(20)(gasket)에 있어서,
   중심 부분에 원형의 제1 통공(21a)이 구비된 링 형상으로 이루어져 있으며 서로 결합하는 양측 플랜지 배관(30)에 의해 가압되는 디스크(21); 및
   상기 디스크(21)의 내주연을 따라 연속 형성된 링 형상으로 이루어지되, 상기 디스크(21)의 내주연으로부터 외측을 향해 일정 높이 돌출되며, 중심부에는 유체가 통과하는 제2 통공(22a)이 형성되어 있는 압력 밀착링(22);을 포함하여,
   상기 플랜지 배관(30)에 흐르는 유체에 의해 압력이 전달되면 상기 전달된 압력에 의해 상기 압력 밀착링(22)이 상기 플랜지 배관(30)에 밀착되는 것을 특징으로 하는 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓(20).
2. 제1항에 있어서,
   상기 압력 밀착링(22)의 제2 통공(22a)은 유체가 흐르는 상기 플랜지 배관(30)의 중공부와 동일한 크기 및 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓(20).
3. 제1항에 있어서,
   상기 압력 밀착링(22)은 상기 디스크(21)의 내주연으로부터 외측을 향해 돌출되되, 상기 제1 통공(21a)이 형성된 상기 디스크(21)의 중심부를 향해 경사진 형상으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓(20).
4. 제1항에 있어서,
   상기 압력 밀착링(22)은 상기 디스크(21)의 전면 및 후면에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓(20).
5. 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항과 같은 내부 압력에 의한 기밀 증가형 가스켓(20)을 사이에 두고 서로 결합되는 플랜지 배관(30)에 있어서,
   상기 플랜지 배관(30)의 단부에 구비된 플랜지에는 상기 압력 밀착링(22)이 안착되도록 상기 압력 밀착링(22)과 동일한 형상의 안착홈(32a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플랜지 배관(30).

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