KR20180131215A

KR20180131215A - 그루브드 커플러

Info

Publication number: KR20180131215A
Application number: KR1020170067907A
Authority: KR
Inventors: 강한표; 장철민
Original assignee: 강한표; 주식회사 원대티지케이; 장철민
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-12-10
Also published as: CN108980485B; KR101968589B1; EP3409992A1; US20180347732A1; CN108980485A

Abstract

본 발명에 따른 그루브드 커플러는, 전체적으로 볼 때 고리 형상을 이루고, 고리 형상의 절개 부위에서 볼 때, 고리 형상의 외곽에서 사각 관으로 이루어져 사각 관의 하부 측과 상부 측에서 경사지는 탄성 부(elastic part), 그리고 고리 형상의 내곽에서 탄성 부와 연통하는 탄성 밴드(elastic band)를 포함하는 가스켓; 및 가스켓을 수용하도록, 개별적으로 볼 때 고리 형상의 중심축과 수직인 방향을 따라 가스켓을 둘러싸는 가압 관을 포함하는 제1 커플링 하우징과 제2 커플링 하우징을 포함하고, 가압 관은 원호 형상으로 이루어지며 가스켓과 다른 곡률 반경을 갖는다.

Description

그루브드 커플러{GROOVED COUPLER}

본 발명은 기계적인 그루브 형성된 배관 체결 시스템(grooved mechanical pipe joining system)에서 두 개의 배관 사이에 위치되어 개별 파이프의 단부에 구비된 그루브(groove)에 결합되는 그루브드 커플러에 관한 것이다.

일반적으로, 기계적인 그루브 형성된 배관 체결 시스템(grooved mechanical pipe joining system; 일명, '무용접 배관 체결 시스템' 으로도 지칭)은 실링부, 두 개의 외주 면에 그루브 형성된 배관, 하부 배관 하우징, 상부 배관 하우징과 나사 부재로 이루어진다.

상기 실링부가 대략적인 링 형상을 이루는 하부 배관 하우징과 상부 배관 하우징에 수용된 후, 상기 두 개의 배관은 하부 배관 하우징과 상부 배관 하우징의 양 측부를 통해 삽입되거나 하부 배관 하우징과 상부 배관 하우징으로부터 분리될 수 있다. 여기서, 상기 하부 배관 하우징과 상부 배관 하우징은 금속으로 이루어지고, 상기 실링부는 고무로 이루어진다.

여기서, 상기 하부 배관 하우징과 상부 배관 하우징에 두 개의 배관이 삽입된 후, 상기 실링부는 하부 배관 하우징과 상부 배관 하우징에서 두 개의 배관 사이에 위치되어 개별 배관의 단부를 둘러싼다. 상기 나사 부재는 두 개의 배관에서 양 측부에 위치되어 하부 배관 하우징과 상부 배관 하우징을 관통하면서 하부 배관 하우징 및 상부 배관 하우징을 나선 체결시킨다.

상기 하부 배관 하우징과 상부 배관 하우징은 나사 부재와 결합 동안 실링부에 압축력을 적용하면서 두 개의 배관의 그루브들과 결합한다. 이를 통해서, 상기 기계적인 그루브 형성된 배관 체결 시스템은 용접, 나사와 플랜지를 이용하는 배관 체결 시스템보다 더 작업 시간을 단축시킨다. 한편, 상기 기계적인 그루브 형성된 배관 체결 시스템은 도 1 및 도 2에서 좀 더 상세하게 기술될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 기계적인 그루브 형성된 배관 체결 시스템에서 그루브 커플러와 배관의 위치 관계를 보여주는 정면도이다.

도 1을 참고하면, 상기 기계적인 그루브 형성된 배관 체결 시스템(70)은 그루브드 커플러(50) 그리고 두 개의 외주 면에 그루브 형성된 배관(60)으로 구성된다. 상기 그루브드 커플러(50)는 실링부(10), 하부 배관 하우징(20), 상부 배관 하우징(30)과 나사 부재(40)들로 이루어진다.

상기 실링부(10), 하부 배관 하우징(20), 상부 배관 하우징(30), 나사 부재(40)들과 배관(60)들의 결합 관계는 위에서 이미 기술되었다. 여기서, 상기 하부 배관 하우징(20)과 상부 배관 하우징(30)이 나사 부재(40)들을 통해 나선 체결되는 동안, 상기 하부 배관 하우징(20)과 상부 배관 하우징(30)은 나사 부재(40)들을 따라 서로를 향해 두 개의 가압력(P1, P2)을 형성한다.

구체적으로는, 상기 하부 배관 하우징(20)과 상부 배관 하우징(30)은 두 개의 가압력(P1, P2)을 따라 실링부(10)의 하부측과 상부측을 가압하여 나사 부재(40) 주변에서 실링부(10)에 합성(total) 가압력(P3)을 적용한다. 상기 합성 가압력(P3)은 나사 주변(40)에서 실링부(10)를 구겨뜨려 실링부(10)의 원주로부터 실링부(10)의 중심을 향해 목적하지 않은 형상(15)을 만든다.

상기 그루브드 커플러(50)의 양 측부를 통해 그루브드 커플러(50)에 두 개의 배관(60)이 삽입되는 동안, 상기 두 개의 배관(60)의 단부들이 실링부(10)에 의해 둘러싸이지만, 상기 실링부(10)는 나사 부재(40) 주변에서 목적하지 않은 형상(15)을 이루어 목적하지 않은 형상(15)으로 두 개의 배관(60)의 단부들 사이에 틈(gap)을 형성하여 두 개의 배관(60)에 액체의 흐름 동안 누액의 원인을 제공한다.

도 2 및 도 3은 도 1의 절단선을 따라 취해 그루브드 커플러의 매커니즘(mechanism)을 설명하는 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 그루브드 커플러(50)가 두 개의 배관(60)과 결합하는 동안, 상기 그루브드 커플러(50)는 개별 배관(60)의 외주 면에 접촉되어 외주 면에 형성된 그루브(G)에 끼워져 그루브(G)에 결합된다. 상기 그루브드 커플러(50)에서, 상기 상부 배관 하우징(30)은 실링부(10)를 가압하여 개별 배관(60)의 단부를 둘러싼다.

여기서, 상기 실링부(10)는 개별 배관(60) 상에서 이루어지는 형상에 기인되어 개별 배관(60)의 단부로부터 약간 경사지게 들뜬다. 상기 실링부(10)는 상부 배관 하우징(30)에서 제1 두께(t1)를 가지고 내부에 제1 중공(C1)을 한정한다. 여기서, 상기 두 개의 배관(60)의 내부에 흐름선(F)을 따라 액체가 흐르는 동안, 상기 액체는 두 개의 배관(60) 사이에서 제1 흐름선(F1)으로 분기되어 실링부(10)의 제1 중공(C1)으로 흘러들어 실링부(10)를 가압하여 실링부(10)에 제1 두께(t1)로부터 축소된 제2 두께(t2)를 가지게 한다.

또한, 상기 실링부(10)는 제1 흐름선(F1)에 따르는 액체의 압력에 의해 제1 중공(C1)으로부터 확장된 제2 중공(C2)을 가지면서 개별 배관(60)의 외부면으로부터 이격되어 실링부(10)와 개별 배관(60) 사이에 틈(gap)을 형성한다. 상기 액체는 흐름선(F)으로부터 제2 흐름선(F2)을 새로이 분기시켜 실링부(10)와 개별 배관(60) 사이의 틈으로 흐를 수 있다.

한편, 상기 기계적인 그루브 형성된 배관 체결 시스템은 한국 등록특허공보 제 10-1244771 호에 종래기술로서 개시되고 있다.

한국 등록특허공보 제 10-1244771 호

본 발명은, 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기계적인 그루브 형성된 체결 시스템에서, 두 개의 배관과 결합하는 동안 제1 커플링 하우징과 제2 커플링 하우징 사이에 가스켓의 구겨짐 없이 그리고 두 개의 배관 사이에 가스켓과 개별 배관의 틈새 발생 없이 가스켓의 형상을 유지하여 두 개의 배관에 액체의 흐름을 통해 가스켓으로부터 발생되는 누액을 미연에 방지하는데 적합한 그루브드 커플러를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 그루브드 커플러는, 기계적인 홈 형성된 체결 시스템(grooved mechanical pipe joining system)에서 두 개의 파이프를 연결시키기 위해 상기 두 개의 파이프 사이에 위치되어 개별 파이프의 그루브에 체결되도록, 전체적으로 볼 때 고리 형상을 이루고, 상기 고리 형상의 절개 부위에서 볼 때, 상기 고리 형상의 외곽에서 중공을 한정하는 사각 관으로 이루어져 상기 사각 관의 하부 측과 상부 측에서 상기 사각 관의 중심으로부터 양 테두리를 향해 경사지는 탄성 부(elastic part), 그리고 상기 고리 형상의 내곽에서 상기 탄성 부와 연통하여 상기 탄성 부의 내부를 상기 고리 형상의 중심축을 향해 방사상으로 노출시키는 탄성 밴드(elastic band)를 포함하는 가스켓; 및 상기 가스켓의 하부 측과 상부 측에서 상기 가스켓을 각각 수용하도록, 개별적으로 볼 때 상기 고리 형상의 상기 중심축과 수직인 방향을 따라 상기 가스켓을 둘러싸는 가압 관을 포함하는 제1 커플링 하우징과 제2 커플링 하우징을 포함하고, 상기 가압 관은 원호 형상으로 이루어지며 상기 가스켓과 다른 곡률 반경을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 탄성 부는 상기 고리 형상의 상기 중심축을 따라 상기 탄성 밴드보다 큰 폭을 가질 수 있다.

상기 탄성 부는 상기 가스켓의 외부와 내부를 각각 향하는 외부 측벽과 내부 측벽을 가지고, 상기 외부 측벽과 상기 내부 측벽은 상기 고리 형상의 상기 중심축에 대해 경사질 수 있다.

상기 외부 측벽과 상기 내부 측벽은 상기 고리 형상의 상기 중심축에 대해 경사를 이루는 방향을 향해 방사상으로 비스듬하게 기울어질 수 있다.

상기 외부 측벽은 상기 고리 형상의 상기 중심축에 대해 상기 내부 측벽보다 더 경사질 수 있다.

상기 외부 측벽은 상기 외부 측벽에서 중앙 영역보다 더 높은 양 테두리를 가질 수 있다.

상기 내부 측벽은 상기 탄성 밴드와 직각을 이룰 수 있다.

상기 내부 측벽과 상기 외부 측벽은 매끈한 면을 가질 수 있다.

상기 탄성 밴드는 상기 내부 측벽으로부터 돌출하는 두 개의 격벽을 포함하고, 상기 두 개의 격벽은 상기 내부 측벽 상에 평행하게 위치되어 상기 탄성 부의 상기 내부를 외부에 노출시킬 수 있다.

상기 탄성 부는 상기 탄성 밴드의 양 측부에서 상기 내부 측벽으로부터 돌출하는 하부 수밀 노드(lower watertight node)를 더 포함하고, 상기 하부 수밀 노드는 상기 내부 측벽 상에서 상기 두 개의 격벽보다 더 작은 높이를 가질 수 있다.

상기 탄성 부는 상기 고리 형상의 상기 중심축을 둘러싸도록 상기 외부 측벽으로부터 돌출하는 적어도 하나의 상부 수밀 노드(upper watertight node)를 더 포함하고, 상기 상부 수밀 노드는 상기 내부 측벽 상에 위치되는 상기 두 개의 격벽보다 더 작은 높이를 가질 수 있다.

상기 탄성 부는 상기 내부 측벽과 상기 외부 측벽으로부터 동일한 개수로 돌출하거나 서로 다른 개수로 돌출하는 하부 수밀 노드와 상부 수밀 노드를 더 포함하고, 상기 하부 수밀 노드와 상기 상부 수밀 노드는 상기 두 개의 격벽보다 더 작은 높이를 가질 수 있다.

상기 탄성 밴드는 상기 내부 측벽으로부터 이격하여 상기 고리 형상의 상기 중심축을 따라 상기 두 개의 격벽으로부터 서로에 대해 멀어지게 돌출되는 밀착 노드를 더 포함하고, 상기 밀착 노드는 상기 내부 측벽보다 더 작은 면적을 가질 수 있다.

상기 가압 관은 상기 탄성 부를 수용하여 상기 탄성 밴드를 노출시키며 상기 탄성 부에 외부 힘의 적용을 통해 상기 외부 측벽의 양 테두리와 중앙 영역에 순차적으로 접촉하는 상기 가압 면을 가질 수 있다.

상기 가압 면은 상기 외부 측벽의 상기 양 테두리 또는 상기 중앙 영역과 다른 곡률 반경을 가질 수 있다.

상기 제1 커플링 하우징과 상기 제2 커플링 하우징이 상기 가스켓을 비 가압하는 때, 상기 가압 면은 상기 가압 관의 중앙 영역에서 상기 탄성부의 상기 외부 측벽과 접촉하고 상기 가압 관의 양 단부에서 상기 탄성 부의 상기 외부 측벽으로부터 이격될 수 있다.

상기 제1 커플링 하우징 또는 상기 제2 커플링 하우징은 상기 가압 관의 양 단부로부터 수평하게 돌출하는 핸들 부(handle part)를 더 포함하고, 상기 제1 커플링 하우징과 상기 제2 커플링 하우징은 핸들 부들을 관통하는 나사 부재들을 통해 나선체결되어 상기 가스켓을 가압하고, 상기 가스켓은 상기 제1 커플링 하우징과 상기 제2 커플링 하우징의 상기 가압을 통해 상기 제1 커플링 하우징과 상기 제2 커플링 하우징의 상기 핸들 부들을 향하여 팽창되어 상기 제1 커플링 하우징과 상기 제2 커플링 하우징의 가압 면들을 따라 접촉할 수 있다.

본 발명은, 전체적으로 볼 때 고리 형상으로 이루어진 가스켓에서, 고리 형상의 외곽에 위치되는 탄성 부의 외부 측벽과 내부 측벽을 고리 형상의 중심축에 대해 경사지게 하므로, 기계적인 그루브 형성된 체결 시스템을 구현하기 위해 두 개의 배관에 제1 및 제2 커플링 하우징의 결합시 두 개의 배관 사이에서 제1 커플링 하우징, 제2 커플링 하우징과 개별 배관에 탄성 부를 틈새 없이 밀착시켜 두 개의 배관에 액체의 흐름 동안 가스켓으로부터 누액 발생을 적극적으로 방지시킬 수 있다.

본 발명은, 기계적인 그루브 형성된 체결 시스템을 구현하기 위해 제1 및 제2 커플링 하우징과 두 개의 배관의 결합시, 제1 및 제2 커플링 하우징을 나사 부재에 의해 나선 체결시켜 제1 및 제2 커플링 하우징을 통해 개별 배관 상에 가스켓을 가압시키는 동안 나사 부재 주변에서 제1 및 제2 커플링 하우징의 가압 면들에 탄성 부의 외부 측벽을 구겨짐 없이 밀착시켜 두 개의 배관에 액체의 흐름 동안 가스켓으로부터 누액 발생을 적극적으로 방지시킬 수 있다.

본 발명은, 가스켓의 원주를 따라 탄성 부의 내부 측벽 및/ 또는 외부 측벽으로부터 돌출하는 적어도 하나의 노드 띠를 구비하므로, 기계적인 그루브 형성된 체결 시스템을 구현하기 위해 제1 및 제2 커플링 하우징과 두 개의 배관의 결합시, 제1 및 제2 커플링 하우징을 통해 개별 배관 상에 가스켓을 가압시키는 동안 노드 띠를 제1 및 제2 커플링 하우징, 및/ 또는 개별 배관에 밀착시켜 두 개의 배관에 액체의 흐름 동안 가스켓으로부터 누액 발생을 적극적으로 방지시킬 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 기계적인 그루브 형성된 배관 체결 시스템에서 그루브 커플러와 배관의 위치 관계를 보여주는 정면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 절단선을 따라 취해 그루브드 커플러의 매커니즘(mechanism)을 설명하는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 그루브드 커플러를 보여주는 분해도이다.
도 5는 도 4의 가스켓을 보여주는 정면도이다.
도 6은 도 4의 절단선 B1-B2 를 따라 취해 가스켓을 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 4의 절단선 B1-B3 를 따라 취해 가스켓을 보여주는 사시도이다.
도 8 및 도 9는 도 6의 가스켓의 제1 변형 예를 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 6의 가스켓의 제2 변형 예를 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 4의 제1 또는 제2 커플링 하우징에서 제1 또는 제2 커플링 하우징과 가스켓의 위치 관계를 보여주는 개략도이다.
도 12는 도 11의 제1 또는 제2 커플링 하우징을 보여주는 배면도이다.
도 13은 도 11의 제1 또는 제2 커플링 하우징을 보여주는 평면도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 기계적인 그루브 형성된 배관 체결 시스템을 구현하여 도 4의 그루브드 커플러의 매커니즘(mechanism)을 설명하는 단면도이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 그루브드 커플러를 보여주는 분해도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 그루브드 커플러(170)는, 기계적인 그루브 형성된 체결 시스템(grooved mechanical pipe joining system)에서, 두 개의 배관(도 1, 도 2 또는 도 15의 60)을 연결시키기 위해 두 개의 배관(60) 사이에 위치되어 개별 배관(60)의 그루브(G)에 체결된다.

여기서, 상기 그루브드 커플러(170)는, 가스켓(100), 제1 커플링 하우징(150), 제2 커플링 하우징(160)과 나사 부재(도 1의 40)들을 포함한다. 상기 가스켓(100)은 전체적으로 볼 때 고리 형상을 가지며, 탄성 소재, 예를 들면 고무 또는 합성수지를 포함한다.

상기 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)은 가스켓(100)의 원주를 따라 가스켓(100)을 수용하여 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160) 사이에 가스켓(100)을 부분적으로 노출시킬 수 있다. 여기서, 상기 두 개의 배관(60)은 제1 및 제2 커플링 하우징(150, 160) 사이에 마주보게 삽입된다.

상기 두 개의 배관(60)은 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)으로부터 부분적으로 노출되는 가스켓(100)과 접촉한다. 상기 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)은 금속으로 이루어질 수 있다.

상기 나사 부재(40)들은 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)의 나사 홀(H)들에 삽입되어 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)을 나선 체결시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)이 나선 체결되는 동안, 상기 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)은 가스켓(100)의 중심을 향해 가스켓(100)을 가압할 수 있다.

이후로, 상기 가스켓(100), 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)은 도 5 내지 도 13에서 보다 상세하게 설명된다.

도 5는 도 4의 가스켓을 보여주는 정면도이고, 도 6은 도 4의 절단선 B1-B2 를 따라 취해 가스켓을 보여주는 단면도이다. 또한, 도 7은 도 4의 절단선 B1-B3 를 따라 취해 가스켓을 보여주는 사시도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 가스켓(100)은 전체적으로 볼 때 고리 형상을 도 5와 같이 이룬다. 좀 더 상세하게는, 상기 가스켓(100)은, 고리 형상의 절개 부위에서 도 7과 같이 볼 때, 고리 형상의 외곽에 탄성 부(91; elastic part)와 고리 형상의 내곽에 탄성 밴드(93; elastic band)를 포함한다.

상기 탄성 부(91)는 고리 형상의 중심축(도 7의 X)을 따라 탄성 밴드(93)보다 큰 폭을 갖는다. 상기 탄성 부(91)는 중공(C)을 한정하는 사각 관으로 이루어져 사각 관의 하부 측과 상부 측에서 사각 관의 중심으로부터 양 테두리를 향해 도 6과 같이 경사진다. 상기 탄성 부(91)는 가스켓(100)의 외부와 내부를 각각 향하는 외부 측벽(outer wall; OW)과 내부 측벽(inner wall; IW)을 도 5, 도 6 또는 도 7과 같이 갖는다.

상기 외부 측벽(OW)과 내부 측벽(IW)은 고리 형상의 중심축(X)에 대해 도 6 또는 도 7과 같이 경사진다. 좀 더 구체적으로는, 상기 외부 측벽(OW)과 내부 측벽(IW)은 고리 형상의 중심축(X)에 대해 경사를 이루는 방향을 향해 방사상으로 도 7과 같이 비스듬하게 기울어진다. 상기 외부 측벽(OW)과 내부 측벽(IW)은 매끈한 면(smooth surface)을 도 7과 같이 갖는다.

상기 외부 측벽(OW)은 고리 형상의 중심축(X)에 대해 내부 측벽(IW)보다 더 경사진다. 좀 더 구체적으로는, 상기 내부 측벽(IW)은 고리 형상의 중심축(X)에 대해 제1 각도(θ1)로 도 7과 같이 경사진다. 상기 외부 측벽(OW)은 고리 형상의 중심축(X)에 대해 제1 각도(θ1)보다 더 큰 제2 각도(θ2)로 도 7과 같이 경사진다.

상기 외부 측벽(OW)은 외부 측벽(OW)에서 중앙 영역보다 더 높은 양 테두리를 도 6 또는 도 7과 같이 갖는다. 한편, 상기 탄성 밴드(93)는 탄성 부(91)와 연통하여 탄성 부(91)의 내부를 고리 형상의 중심축(X)을 향해 방사상으로 도 7과 같이 노출시킨다.

좀 더 구체적으로는, 상기 탄성 밴드(93)는 내부 측벽(IW)으로부터 돌출하는 두 개의 격벽(partition wall; PW)을 도 6 또는 도 7과 같이 포함한다. 상기 두 개의 격벽(PW)은 내부 측벽(IW) 상에 평행하게 위치되어 탄성 부(91)의 내부를 외부에 노출시킨다. 여기서, 상기 내부 측벽(IW)은 탄성 밴드(93)와 직각(right angle)을 이룬다.

도 8 및 도 9는 도 6의 가스켓의 제1 변형 예를 보여주는 단면도이고, 도 10은 도 6의 가스켓의 제2 변형 예를 보여주는 단면도이다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제1 변형 예에 따른 가스켓(110)이 도 5 내지 도 7의 가스켓(100)과 유사한 형상을 가지지만, 상기 가스켓(110)은 탄성 부(91)에서 내부 측벽(IW)과 외부 측벽(OW)으로부터 동일한 개수로 돌출하거나 서로 다른 개수로 돌출하는 하부 수밀 노드(95; lower watertight node)와 상부 수밀 노드(97; upper watertight node)를 더 포함할 수 있다.

상기 하부 수밀 노드(95)와 상부 수밀 노드(97)는 탄성 밴드(93)의 두 개의 격벽(PW)보다 더 작은 높이를 갖는다. 이와는 다르게, 상기 탄성 부(91)는 탄성 밴드(93)의 양 측부에서 내부 측벽(IW)으로부터 돌출하는 하부 수밀 노드(95)를 포함할 수도 있다. 상기 탄성 부(91)는 외부 측벽(OW)에 매끈한 면을 가질 수 있다.

상기 하부 수밀 노드(95)는 내부 측벽(IW) 상에서 탄성 밴드(93)의 두 개의 격벽(PW)보다 더 작은 높이를 갖는다. 또한, 상기 탄성 부(91)는 고리 형상의 중심축(도 7의 X)을 둘러싸도록 외부 측벽(OW)으로부터 돌출하는 적어도 하나의 상부 수밀 노드(97)를 포함할 수도 있다.

상기 탄성 부(91)는 내부 측벽(IW)에 매끈한 면을 가질 수 있다. 여기서, 상기 상부 수밀 노드(97)는 내부 측벽(IW) 상에 위치되는 탄성 밴드(91)의 두 개의 격벽(PW)보다 더 작은 높이를 갖는다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 제2 변형 예에 따른 가스켓(120)이 도 5 내지 도 7의 가스켓(100)과 유사한 형상을 가지지만, 상기 가스켓(120)은 탄성 밴드(93)에서 내부 측벽(IW)으로부터 이격하여 고리 형상의 중심축(도 7의 X)을 따라 두 개의 격벽(PW)으로부터 서로에 대해 멀어지게 돌출되는 밀착 노드(99; tight-fitting node)를 포함할 수도 있다. 상기 밀착 노드(99)는 내부 측벽(IW)보다 더 작은 면적을 갖는다.

도 11은 도 4의 제1 또는 제2 커플링 하우징에서 제1 또는 제2 커플링 하우징과 가스켓의 위치 관계를 보여주는 개략도이다. 또한, 도 12는 도 11의 제1 또는 제2 커플링 하우징을 보여주는 배면도이고, 도 13은 도 11의 제1 또는 제2 커플링 하우징을 보여주는 평면도이다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 상기 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)은, 도 4에서 기술한 바와 같이, 가스켓(100)의 하부 측과 상부 측에 각각 위치되어 가스켓(100)을 수용한다. 상기 제1 커플링 하우징(150) 또는 제2 커플링 하우징(160)은 가압 관(130; pressurizing tube)과 핸들 부(140; handle part)를 도 11과 같이 포함한다.

상기 가압 관(130)은 고리 형상의 중심축(도 7의 X)과 수직인 방향을 따라 가스켓(100)을 둘러싼다. 상기 가압 관(130)은 원호 형상으로 이루어지며 가스켓(100)과 다른 곡률 반경을 갖는다. 좀 더 상세하게는, 상기 가압 관(130)은 탄성 부(91)를 수용하여 탄성 밴드(93)를 노출시키며 탄성 부(91)에 외부 힘의 적용을 통해 외부 측벽(OW)의 양 테두리와 중앙 영역에 순차적으로 접촉하는 가압 면(pressurizing surface; PS)을 도 11, 도 12 또는 도 13과 같이 갖는다.

여기서, 상기 가압 면(PS)은 원호 형상을 따라 매끈한 면으로 이루어지며, 제1 면(S1)과 제2 면(S2)에서 탄성 부(도 7의 91)의 외부 측벽(OW)의 양 테두리와 각각 접촉하고 제3 면(S3)에서 탄성 부(91)의 외부 측벽(OW)의 중앙 영역과 도 12 또는 도 13과 같이 접촉한다. 상기 가압 면(PS)은 탄성 부(91)의 외부 측벽(OW)의 양 테두리 또는 중앙 영역과 다른 곡률 반경을 갖는다.

즉, 상기 외부 측벽(OW)과 가압 면(PS)은 동심원을 도 11과 같이 이루며, 상기 외부 측벽(OW)은 가스켓(100)의 중심(O) 주위로 제1 반경(R1)을 갖는 원에 접하고, 상기 가압 면(PS)은 가스 켓(100)의 중심(O) 주위로 제1 반경(R1)과 제2 반경(R2)을 갖는 원에 접한다. 상기 제1 반경(R1)은 제2 반경(R2)보다 더 작은 크기이다.

여기서, 상기 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)이 가스켓(100)을 가압하지 않는 때, 상기 가압 면(PS)은 가압 관(130)의 중앙 영역에서 탄성부(91)의 외부 측벽(OW)과 접촉하고 가압 관(130)의 양 단부에서 탄성 부(91)의 외부 측벽(OW)으로부터 소정 거리(L) 만큼 도 11과 같이 이격된다.

한편, 상기 핸들 부(140)는 가압 관(130)의 양 단부로부터 수평하게 돌출한다. 여기서, 상기 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)은 서로 마주하는 핸들 부(140)들의 홀(H)들에 삽입되는 나사 부재(도 1의 40)들을 통해 나선체결되어 가스켓(100)을 가압한다.

상기 가스켓(100)은 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)의 가압을 통해 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)의 핸들 부(140)들을 향하여 팽창되어 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)의 가압 면(PS)들을 따라 구김없이 접촉한다.

도 14 및 도 15는 본 발명에 따른 기계적인 그루브 형성된 배관 체결 시스템을 구현하여 도 4의 그루브드 커플러의 매커니즘(mechanism)을 설명하는 단면도이다.

도 14를 참조하면, 기계적인 그루브 형성된 체결 시스템(grooved mechanical pipe joining system)을 구현하기 위해, 두 개의 배관(60)과 그루브드 커플러(170)가 준비될 수 있다. 계속해서, 상기 두 개의 배관(60)은 그루브드 커플러(170)에 삽입될 수 있다. 여기서, 상기 두 개의 배관(60)은 그루브드 커플러(170)의 내부에서 가스켓(100)의 탄성 밴드(93)에 접촉할 수 있다.

따라서, 상기 두 개의 배관(60)은 그루브드 커플러(170)의 내부에서 마주할 수 있다. 다음으로, 상기 그루브드 커플러(170)에서, 상기 가스켓(100)은 나사 부재(40), 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)에 의해 가압될 수 있다.

좀 더 상세하게는, 상기 제1 커플링 하우징(150) 또는 제2 커플링 하우징(160)은 나사 부재(40)를 통해 두 개의 배관(60) 상에 가스켓(100)을 가압할 수 있다. 상기 가스켓(100)이 제1 커플링 하우징(150) 또는 제2 커플링 하우징(160)에 의해 가압되는 동안, 상기 가스켓(100)은 외부 측벽(OW)의 양 테두리(도 7 참조)를 통해 눌려서 내부 측벽(IW)을 두 개의 배관(60)에 강하게 밀착시킬 수 있다.

또한, 상기 가스켓(100)은 외부 측벽(OW)의 중앙 영역 상에 제1 커플링 하우징(150) 또는 제2 커플링 하우징(160)과 함께 빈 공간(empty space; E)을 형성할 수 있다. 이를 통해, 상기 가스켓(100)은 제1 커플링 하우징(150) 또는 제2 커플링 하우징(160)으로부터 도 7과 같이 분리된 때보다 제1 커플링 하우징(150) 또는 제2 커플링 하우징(160)을 통해 도 14와 같이 가압된 때 더 작은 중공(C)을 가질 수 있다.

도 15를 참조하면, 상기 두 개의 배관(60)의 내부에 액체가 흐름선(F)을 따라 흐를 수 있다. 여기서, 상기 액체는 탄성 밴드(93)에서 흐름선(F)으로부터 분기되는 제1 흐름선(F1)을 따라 흐를 수 있다. 상기 액체는 제1 흐름선(F1)을 따라 흐르는 동안 가스켓(100)의 중공(C)을 확장시킬 수 있다.

상기 가스켓(100)의 내부 측벽(IW)이 외부 측벽(OW)을 통해 이미 눌려 있으므로, 상기 액체는 제1 커플링 하우징(150) 또는 제2 커플링 하우징(160)의 내부에서 가스켓(100)을 유동시키지 않는다. 또한, 상기 가스켓(100)은 두 개의 배관(60)에 액체의 흐름 전과 동일한 두께(t1)를 가질 수 있다. 즉, 상기 가스켓(100)의 두께(t1)은 도 1의 실링부(10)의 제1 두께(t1)과 동일한 크기를 가질 수 있다.

그러나, 상기 액체는 가스켓(100)과 개별 배관(60) 사이에서 도 1의 제2 흐름선(F2)을 가지지 않는다. 따라서, 상기 가스켓(100)은 도 1과 같이 개별 배관(60) 상에 액체의 제2 흐름선(F2)을 발생시키지 않고 도 11 내지 도 13과 같이 제1 커플링 하우징(150)과 제2 커플링 하우징(160)의 가압면(PS)에 구김없이 접촉 또는 밀착되므로 개별 배관(60) 상에 액체를 누액시키지 않는다.

100; 가스켓, 150; 제1 커플링 하우징
160; 제2 커플링 하우징, 170; 그루브드 커플러

Claims

기계적인 홈 형성된 체결 시스템(grooved mechanical pipe joining system)에서 두 개의 파이프를 연결시키기 위해 상기 두 개의 파이프 사이에 위치되어 개별 파이프의 그루브에 체결되는 그루브드 커플러(grooved coupler)에 있어서,
전체적으로 볼 때 고리 형상을 이루고, 상기 고리 형상의 절개 부위에서 볼 때, 상기 고리 형상의 외곽에서 중공을 한정하는 사각 관으로 이루어져 상기 사각 관의 하부 측과 상부 측에서 상기 사각 관의 중심으로부터 양 테두리를 향해 경사지는 탄성 부(elastic part), 그리고 상기 고리 형상의 내곽에서 상기 탄성 부와 연통하여 상기 탄성 부의 내부를 상기 고리 형상의 중심축을 향해 방사상으로 노출시키는 탄성 밴드(elastic band)를 포함하는 가스켓; 및
상기 가스켓의 하부 측과 상부 측에서 상기 가스켓을 각각 수용하도록, 개별적으로 볼 때 상기 고리 형상의 상기 중심축과 수직인 방향을 따라 상기 가스켓을 둘러싸는 가압 관을 포함하는 제1 커플링 하우징과 제2 커플링 하우징을 포함하고,
상기 가압 관은 원호 형상으로 이루어지며 상기 가스켓과 다른 곡률 반경을 가지는 그루브드 커플러.
제1 항에 있어서,
상기 탄성 부는 상기 고리 형상의 상기 중심축을 따라 상기 탄성 밴드보다 큰 폭을 가지는 그루브드 커플러.
제1 항에 있어서,
상기 탄성 부는 상기 가스켓의 외부와 내부를 각각 향하는 외부 측벽과 내부 측벽을 가지고,
상기 외부 측벽과 상기 내부 측벽은 상기 고리 형상의 상기 중심축에 대해 경사지는 그루브드 커플러.
제3 항에 있어서,
상기 외부 측벽과 상기 내부 측벽은 상기 고리 형상의 상기 중심축에 대해 경사를 이루는 방향을 향해 방사상으로 비스듬하게 기울어지는 그루브드 커플러.
제3 항에 있어서,
상기 외부 측벽은 상기 고리 형상의 상기 중심축에 대해 상기 내부 측벽보다 더 경사지는 그루브드 커플러.
제3 항에 있어서,
상기 외부 측벽은 상기 외부 측벽에서 중앙 영역보다 더 높은 양 테두리를 가지는 그루브드 커플러.
제3 항에 있어서,
상기 내부 측벽은 상기 탄성 밴드와 직각을 이루는 그루브드 커플러.
제3 항에 있어서,
상기 내부 측벽과 상기 외부 측벽은 매끈한 면을 가지는 그루브드 커플러.
제3 항에 있어서,
상기 탄성 밴드는 상기 내부 측벽으로부터 돌출하는 두 개의 격벽을 포함하고,
상기 두 개의 격벽은 상기 내부 측벽 상에 평행하게 위치되어 상기 탄성 부의 상기 내부를 외부에 노출시키는 그루브드 커플러.
제9 항에 있어서,
상기 탄성 부는 상기 탄성 밴드의 양 측부에서 상기 내부 측벽으로부터 돌출하는 하부 수밀 노드(lower watertight node)를 더 포함하고,
상기 하부 수밀 노드는 상기 내부 측벽 상에서 상기 두 개의 격벽보다 더 작은 높이를 가지는 그루브드 커플러.
제9 항에 있어서,
상기 탄성 부는 상기 고리 형상의 상기 중심축을 둘러싸도록 상기 외부 측벽으로부터 돌출하는 적어도 하나의 상부 수밀 노드(upper watertight node)를 더 포함하고,
상기 상부 수밀 노드는 상기 내부 측벽 상에 위치되는 상기 두 개의 격벽보다 더 작은 높이를 가지는 그루브드 커플러.
제9 항에 있어서,
상기 탄성 부는 상기 내부 측벽과 상기 외부 측벽으로부터 동일한 개수로 돌출하거나 서로 다른 개수로 돌출하는 하부 수밀 노드와 상부 수밀 노드를 더 포함하고,
상기 하부 수밀 노드와 상기 상부 수밀 노드는 상기 두 개의 격벽보다 더 작은 높이를 가지는 그루브드 커플러.
제9 항에 있어서,
상기 탄성 밴드는 상기 내부 측벽으로부터 이격하여 상기 고리 형상의 상기 중심축을 따라 상기 두 개의 격벽으로부터 서로에 대해 멀어지게 돌출되는 밀착 노드를 더 포함하고,
상기 밀착 노드는 상기 내부 측벽보다 더 작은 면적을 가지는 그루브드 커플러.
제3 항에 있어서,
상기 가압 관은 상기 탄성 부를 수용하여 상기 탄성 밴드를 노출시키며 상기 탄성 부에 외부 힘의 적용을 통해 상기 외부 측벽의 양 테두리와 중앙 영역에 순차적으로 접촉하는 상기 가압 면을 가지는 그루브드 커플러.
제14 항에 있어서,
상기 가압 면은 상기 외부 측벽의 상기 양 테두리 또는 상기 중앙 영역과 다른 곡률 반경을 가지는 그루브드 커플러.
제14 항에 있어서,
상기 제1 커플링 하우징과 상기 제2 커플링 하우징이 상기 가스켓을 비 가압하는 때, 상기 가압 면은 상기 가압 관의 중앙 영역에서 상기 탄성부의 상기 외부 측벽과 접촉하고 상기 가압 관의 양 단부에서 상기 탄성 부의 상기 외부 측벽으로부터 이격되는 그루브 커플러.
제14 항에 있어서,
상기 제1 커플링 하우징 또는 상기 제2 커플링 하우징은 상기 가압 관의 양 단부로부터 수평하게 돌출하는 핸들 부(handle part)를 더 포함하고,
상기 제1 커플링 하우징과 상기 제2 커플링 하우징은 핸들 부들을 관통하는 나사 부재들을 통해 나선체결되어 상기 가스켓을 가압하고,
상기 가스켓은 상기 제1 커플링 하우징과 상기 제2 커플링 하우징의 상기 가압을 통해 상기 제1 커플링 하우징과 상기 제2 커플링 하우징의 상기 핸들 부들을 향하여 팽창되어 상기 제1 커플링 하우징과 상기 제2 커플링 하우징의 가압 면들을 따라 접촉하는 그루브드 커플러.