KR20180062752A - 회전요소 사이의 오링 면실링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래에 비해 오링의 나선 방향 비틀림이 적어 오링의 손상을 방지하고, 접근하기 힘든 배관을 원거리에서도 용이하게 실링이 가능한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치에 관한 것으로, 하측이 개구된 통 형상으로, 실링시 배관(10)이 하측으로 삽입되는 홀더(100), 하면에 삽입되는 오링(210)을 포함하고, 상기 홀더(100)에 삽입되어 소정 거리만큼 상기 홀더(100) 내부의 상하 방향으로 이동 가능한 실링부(200) 및 상기 실링부(200)의 상측에 결합되어 회전에 따라 상기 실링부(200)를 상하로 이동시키는 조작부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전요소 사이의 오링 면실링 장치{Apparatus for o-ring face sealing between rotating and stationary members}

본 발명은 회전요소 사이의 오링 면실링 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 종래에 비해 오링의 나선 방향 비틀림이 적어 오링의 손상을 방지하고, 접근하기 힘든 배관을 원거리에서도 용이하게 실링이 가능한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치에 관한 것이다.

내부와 외부 사이의 유체 교환을 막기 위한 대표적인 실링 방법으로, 오링(O-ring)이 사용되고 있으며, 오링이 사용되는 대표적인 예로 보온병이 있다. 보온병 마개에는 탄성을 가지는 재질의 오링이 설치되어 있으며, 보온병 몸체에 마개를 돌려 체결할 때, 이 오링이 압착되면서 보온병 몸체 내부의 유체가 외부로 흐르지 않도록 한다.

보온병 몸체와 마개가 서로 결합시, 마개가 회전함에 따라 오링은 접선(Tangential)방향으로 비틀림을 받게 되어 오링의 손상 가능성이 높은 편이다. 특히 상기한 보온병이 아닌 비교적 고온, 고압의 환경을 가진 산업분야에서는 오링의 물성이 고온, 고압에 의해 변화될 가능성이 높아, 오링이 받는 비틀림을 최소화하려는 실링 장치의 개발이 필요한 실정이다.

이를 방지하기 위한 하나의 예로써, 한국등록특허 제10-0952173호("원자로 노내 핵계측 시스템의 고압 및 저압 실링유닛", 공개일 2010.04.09., 이하 선행기술 1)에 원자로 노내 핵계측 시스템의 고압 및 저압 실링유닛이 개시되어 있다. 선행기술 1을 간략히 설명하면, 원자로 내에 설치되는 가이드관 및 심블관을 상호 밀봉하기 위해, 패킹부재를 심블관의 외주면에 결합하고, 이를 밀착하기 위해 그 외부에 너트부재를 결합하는 방식을 사용한다. 따라서 선행기술 1의 경우 패킹부재가 받는 힘의 방향이 심블관의 지름 방향으로 한정되어 패킹부재의 내구성이 증가하면서 가이드관과 심블관의 패킹이 가능한 효과가 있다.

선행기술 1은 상기한 바와 같은 효과가 있지만, 선행기술 1에 개시된 실링 구조를 적용하기 위해서는 작업자가 직접 해당 작업위치에 접근하여 이를 체결해야 해야 한다. 그러나 작업위치가 협소한 장소에 위치해 있어 작업자의 접근이 용이하지 않거나, 작업위치가 작업자가 접근할 수 없는 경우(예를 들어 방사화된 배관), 배관을 실링하기 어려운 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-0952173호("원자로 노내 핵계측 시스템의 고압 및 저압 실링유닛", 공개일 2010.04.09.)

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명에 의한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치의 목적은 오링에 가해지는 나선 방향의 비틀림이 없어 오링의 손상을 방지할 수 있고, 사용자가 접근하기 어려운 장소의 배관 또는 배관의 방사화와 같은 이유로 인해 작업자가 배관에 접근하기 힘든 경우, 배관의 실링을 원격에서 할 수 있는 회전요소 사이의 오링 면실링 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치는, 하측이 개구된 통 형상으로, 배관을 실링시 배관(10)이 하측으로 삽입되는 홀더(100), 하면에 삽입되는 오링(210)을 포함하고, 상기 홀더(100)에 삽입되어 소정 거리만큼 상기 홀더(100) 내부의 상하 방향으로 이동 가능한 실링부(200) 및 상기 실링부(200)의 상측에 결합되어 회전에 따라 상기 실링부(200)를 상하로 이동시켜 오링 면실링을 수행하는 조작부(300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 배관(10)은 일측 외주면에 돌출 형성된 훅(11)이 형성되며, 상기 홀더(100)는 상기 배관(10)이 하측으로 삽입시 상기 훅(11)이 이동하여 상기 배관(10)과 상기 홀더(100)를 결합시킬 수 있도록 홈이 형성된 결합부(110)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합부(110)는 상기 배관(10)이 상기 홀더(100)에 삽입될 때, 상기 훅(11)이 이동 가능하도록 상하로 홈이 형성된 제1결합부(111), 상기 훅(11)이 상기 제1결합부(111)에 삽입된 후, 상기 홀더(100)가 회전시 상기 훅(11)이 이동 가능하도록 상기 제1결합부(111)에 수직한 방향으로 연장되어 형성된 제2결합부(112) 및 상기 훅(11)이 상기 제2결합부(112)를 따라 이동한 후 상기 홀더(100)를 승강시 상기 훅(11)이 맞물려져 상기 홀더(100)의 수평방향이동을 고정할 수 있도록 상기 제2결합부(112)의 끝단에 하측으로 연장되어 형성된 제3결합부(113)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부(200)는 원판 형상의 바디부(220), 상기 바디부(220)의 외주면에 돌출 형성되어 상기 홀더(100)에 형성된 슬롯(120)에 결합되는 롤러부(230) 및 상기 바디부(220)의 상측에 돌출 형성된 연결부(240)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬롯(120)은 폭이 상기 롤러부(230)의 폭에 대응되도록 형성되며, 높이는 상기 롤러부(230)의 높이보다 긴 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조작부(300)는 상기 실링부(200)의 상측과 나사 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치에 의하면, 오링에 나선 방향으로 가해지는 비틀림이 없어 오링의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 작업자가 조작부를 이용해 배관의 실링을 조작할 수 있으므로, 작업자가 좁은 곳에 위치한 배관이나 접근하기 힘든 장소에 위치한 배관을 원거리에서 용이하게 실링 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 결합 사시도.
도 3은 홀더의 사시도.
도 4는 도 2의 단면도.
도 5 내지 10은 본 발명의 실링과정을 설명하기 위한 순서도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치의 일실시예에 관하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치의 각 구성에 대해서 개략적으로 설명한 후, 본 발명이 배관을 어떻게 실링하는지 본 발명의 동작에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치의 분해 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명에 의한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치의 결합 사시도를 도시한 것이다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 회전 요소 사이의 오링 면실링 장치의 일실시예는 홀더(100), 실링부(200) 및 조작부(300)를 포함하여 형성되며, 상기 세 개의 구성이 서로 결합된다.

도 3은 상기 홀더(100)만을 도시한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 홀더(100)는 하측이 개구된 통 형상을 가지며, 배관을 실링할 때 배관이 하측의 개구된 부분으로 삽입된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 홀더(100)는 상기 조작부(300)의 일부와 실링부(200)를 내부에 수용하는 구성이며, 결합부(110)를 포함한다.

상기 결합부(110)는 배관에 본 발명의 일실시예를 고정시키기 위해 관통 형성된 일종의 통로로, 제1결합부(111), 제2결합부(112) 및 제3결합부(113)를 포함한다.

상기 제1결합부(111)는 배관이 삽입될 때, 배관의 외주면에 돌출 형성된 훅이 상하로 이동 가능하도록 상하로 관통 형성되는 구성이고, 제2결합부(112)는 배관이 삽입된 후 작업자가 상기 홀더(100)를 회전시킬 때 상기 훅이 수평 방향으로 회전 가능하게 하는 구성이며, 상기 제3결합부(113)는 상기 제2결합부(112)의 끝단이 하측으로 연장되어 형성되어, 배관의 훅을 이용해 상기 홀더(100)를 고정시키기 위한 구성이다. 상기 결합부(110)와 배관의 훅의 상세한 동작에 대해서는 후술한다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 상기 홀더(100)는 측면에는 슬롯(120)이 관통 형성되어 있다. 상기 슬롯(120)은 상기 실링부(200)의 이동 범위를 상하로만 제한하기 위한 구성으로, 상기 슬롯(120)에 대해서는 상기 실링부(200)에 대해 설명할 때 상세히 설명한다.

도 4는 도 2의 단면을 도시한 것으로, 상기 홀더(100), 실링부(200) 및 조작부(300)의 결합관계가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 상기 실링부(200)는 상기 홀더(100) 내부에 삽입되어 있으면서 소정 거리만큼 상기 홀더(100) 내부의 상하 방향으로 이동 가능하며, 오링(210), 바디부(220), 롤러부(230) 및 연결부(240)를 포함한다.

상기 바디부(220)는 원판 형상으로, 상기 홀더(100)의 내주면에 대응되는 크기를 가진다. 상기 바디부(220)에는 상기 오링(210) 및 롤러부(230)이 수용되며, 상기 실링부(200)가 하측으로 이동시, 하면이 배관과 맞닿아 배관을 실링하게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 오링(210)은 상기 바디부(220)의 하면에 삽입된다. 상기 오링(210)은 배관의 유체가 외부와 교환되는 것을 막기 위한 구성으로, 상기 오링(210)은 상기 바디부(220)의 하면에 환 형상으로 함몰 형성된 홈에 삽입되며, 배관이 삽입되어 상기 실링부(200)가 하측으로 이동할 때, 배관과 맞닿아 배관을 실링하게 된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 롤러부(230)는 상기 바디부(220)의 외주면에 돌출 형성되어 상기 홀더(100)에 형성된 슬롯(120)에 결합된다. 상기 롤러부(230)는 상기 실링부(200)가 회전하지 않도록 하면서 상기 슬롯(120)의 상하 길이만큼 이동 가능하도록 하기 위해 형성된 것으로, 롤러(231)와 롤러핀(232)으로 구성된다.

상기 롤러(231)와 롤러핀(232)은 상기 바디부(220)에 관통 형성된 삽입구에 끼워질 수 있도록 조립식으로 형성된다. 상기 롤러(231)와 롤러핀(232)이 조립식으로 형성되는 이유는 상기 실링부(200)와 홀더(100)의 결합 때문인데, 상기 실링부(200)에 롤러(231)와 롤러핀(232)이 결합된 상태에서는 상기 홀더(100)에 결합시키지 못하기 때문이다. 상기 홀더(100)와 실링부(200)의 결합을 개략적으로 설명하면, 상기 롤러(231)와 롤러핀(232)을 뺀 상태의 실링부(200)를 상기 홀더(100)의 하측으로 삽입한 후 상기 롤러(231)와 롤러핀(232)을 상기 바디부(220)에 형성된 삽입구에 삽입함으로써 상기 실링부(200)와 홀더(100)를 서로 결합하게 된다.

도 1 및 2에 도시된 상기 슬롯(120)의 경우 상기 실링부(200)가 상기 홀더(100) 내부에서 단독으로 회전하지 않고, 홀더(100)와 실링부(200)가 동시에 회전해야 하므로 슬롯(120)의 폭이 상기 롤러부(230)의 폭에 대응되도록 형성되며, 상기 롤러부(230)가 상기 슬롯(120)을 따라 상하 방향으로 움직일 수 있어야 하기 때문에 상기 슬롯(120)의 상하 길이는 상기 롤러부(230)의 상하 길이보다 길어야 한다.

상기 연결부(240)는 상기 바디부(220)의 상측으로 돌출 형성된 구성으로, 상기 조작부(300)와 결합된다. 상기 연결부(240)는 외주면에 나사산이 형성되어, 상기 조작부(300)와 나사 결합하는데, 이는 상기 조작부(300)의 회전에 의해 상기 실링부(200)가 상하로 이동 가능하게 하기 위함이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연결부(240)는 상기 조작부(300)와 연결되는데, 상기 연결부(240)의 상기 홀더(100)의 높이보다 높고, 상기 연결부(240)에는 상기 조작부(300)가 연결되어 상측으로 더 연장된다. 따라서 상기 홀더(100)의 상면에는 홀이 형성되고, 상기 홀에 상기 연결부(240)와 조작부(300)가 위치한다.

상기 조작부(300)의 내주면 일부에는 도 4에 도시된 바와 같이 나사산(320)이 형성되어 상기 연결부(240)의 외주면과 나사 결합하여, 상기 조작부(300)의 회전에 따라 상기 실링부(200)를 상하로 이동시킬 수 있다.

상기 조작부(300)는 원통형상이기 때문에 내부에 중공(310)을 포함하는데, 상기 중공(310)에는 중공을 가로지르거나, 원통의 높이방향으로 연장 형성된 프레임이 설치되고, 이 프레임에 외부로 연장되는 프레임 형상의 조작 장치가 결합될 수 있다. 작업자는 상기 중공(310) 내부에 설치되는 프레임에 연결된 조작 장치를 이용해 상기 조작부(300)를 회전시켜, 접근하기 힘든 장소에 위치한 배관을 실링 할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치의 실링과정에 관하여 상세히 설명한다.

도 5는 배관(10)의 상측에 본 발명에 의한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치를 위치시킨 것을 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이 상기 배관(10)에는 외주면에 훅(11)이 돌출 형성되어 있으며, 상기 훅(11)은 상기 홀더(100)의 결합부(110)에 끼워지게 된다.

도 6 내지 8은 본 발명에 의한 회전요소 사이의 오링 면실링 장치에 배관(10)이 결합된 후, 상기 훅(11)이 상기 결합부(110)를 따라 이동하는 과정을 도시한 것이다. 먼저, 도 6을 참고하면 상기 배관(10)이 상기 홀더(100)에 삽입되고, 상기 훅(11)은 상기 제1결합부(111)를 따라 수직한 방향으로 이동한다.

이후 도 7에서 작업자가 상기 홀더(100)를 도 7을 기준으로 시계방향으로 회전시키면, 상기 훅(11)은 상기 제2결합부(112)를 따라 수평한 방향으로 이동한다. 상기 홀더(100)를 시계방향으로 회전시키는 방법은 상기 조작부(300)를 시계방향으로 회전시키면 되며, 이때에는 상기 홀더(100)가 회전방향으로 고정되지 않아 상기 홀더(100)와 실링부(200)가 함께 회전하게 된다.

이후 도 8에 도시된 바와 같이, 작업자가 상기 조작부(300)를 들어 올려 상기 홀더(100)를 들어 올리면 상기 훅(11)이 상기 제3결합부(113)에 위치하게 되어, 상기 홀더(100)가 수평방향의 회전에 대해 고정된다.

도 9는 도 8의 상태의 단면을 도시한 것으로, 도 9의 실링부(200)는 배관(10)과 맞닿지 않아 면실링되지 않은 상태를 확인할 수 있다. 도 9의 상태에서 작업자가 상기 조작부(300)를 회전하게 되면, 상기 실링부(200)가 하측으로 이동하게 되고, 상기 실링부(200)의 하측과 하측에 삽입된 오링(210)이 배관(10)의 상측과 맞닿아 배관(10)을 실링할 수 있다. 도 10이 상기 실링부(200)가 하측으로 이동하여 상기 배관(10)을 실링한 상태를 도시한 것으로, 이때 상기 오링(210)의 경우 상하방향으로 압력을 받으므로 나선방향의 비틀림이 작용하지 않아 오링의 파손 가능성이 낮아 내구성이 증가하여 고온 고압의 환경에 노출된 배관에도 사용 가능한 효과가 있다. 또한 상기 조작부(300)에 별도의 장치를 연결하여 작업자가 원거리에서 조작할 수 있으므로 원거리에서 또한 배관을 실링할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

10 : 배관 11 : 훅
100 : 홀더 110 : 결합부
111 : 제1결합부 112 : 제2결합부
113 : 제3결합부
120 : 슬롯
200 : 실링부 210 : 오링
220 : 바디부 230 : 롤러부
231 : 롤러 232 : 롤러핀
240 : 연결부
300 : 조작부 310 : 중공
320 : 나사산

Claims (6)

1. 하측이 개구된 통 형상으로, 배관의 실링시 배관(10)이 하측으로 삽입되는 홀더(100);
   하면에 삽입되는 오링(210)을 포함하고, 상기 홀더(100)에 삽입되어 소정 거리만큼 상기 홀더(100) 내부의 상하 방향으로 이동 가능한 실링부(200); 및
   상기 실링부(200)의 상측에 결합되어 회전에 따라 상기 실링부(200)를 상하로 이동시켜 오링 면실링을 수행하는 조작부(300);
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전요소 사이의 오링 면실링 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 배관(10)은
   일측 외주면에 돌출 형성된 훅(11)이 형성되며,
   상기 홀더(100)는
   상기 배관(10)이 하측으로 삽입시 상기 훅(11)이 이동하여 상기 배관(10)과 상기 홀더(100)를 결합시킬 수 있도록 형성된 결합부(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전요소 사이의 오링 면실링 장치.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 결합부(110)는
   상기 배관(10)이 상기 홀더(100)에 삽입될 때, 상기 훅(11)이 이동 가능하도록 상하로 홈이 형성된 제1결합부(111),
   상기 훅(11)이 상기 제1결합부(111)에 삽입된 후, 상기 홀더(100)가 회전시 상기 훅(11)이 이동 가능하도록 상기 제1결합부(111)에 수직한 방향으로 연장되어 형성된 제2결합부(112) 및
   상기 훅(11)이 상기 제2결합부(112)를 따라 이동한 후 상기 홀더(100)를 승강시 상기 훅(11)이 맞물려져 상기 홀더(100)의 수평방향이동을 고정할 수 있도록 상기 제2결합부(112)의 끝단에 하측으로 연장되어 형성된 제3결합부(113)
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 회전요소 사이의 면실링 장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 실링부(200)는
   원판 형상의 바디부(220),
   상기 바디부(220)의 외주면에 돌출 형성되어 상기 홀더(100)에 형성된 슬롯(120)에 결합되는 롤러부(230) 및
   상기 바디부(220)의 상측에 돌출 형성된 연결부(240)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전요소 사이의 오링 면실링 장치.
   
5. 제 4항에 있어서, 상기 슬롯(120)은
   폭이 상기 롤러부(230)의 폭에 대응되도록 형성되며, 높이는 상기 롤러부(230)의 높이보다 긴 것을 특징으로 하는 회전요소 사이의 오링 면실링 장치.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 조작부(300)는
   상기 실링부(200)의 상측과 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 회전요소 사이의 오링 면실링 장치.
   

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