KR20190014832A

KR20190014832A - 융합 플랜지

Info

Publication number: KR20190014832A
Application number: KR1020170098847A
Authority: KR
Inventors: 최준호
Original assignee: 최준호
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2019-02-13

Abstract

본 발명은 금속이나 합금의 인서트 재료, 수지 계열로서 상기 인서트 재료의 표면에 클래딩 용접 방식으로 피복되는 사출 재료를 포함하는 융합 플랜지로서, 인서트 재료와 사출 재료로서 링 부재와 아답터의 일체화된 통합 구조로 인하여 배관 연결 부위에 대한 시공의 비용을 획기적으로 줄이면서, 플라스틱 배관의 융착 연결도 가능한 강성 구조의 융합 플랜지를 제공하고자 한다.

Description

융합 플랜지{Fusion flange}

본 발명은 융합 플랜지로서, 보다 상세하게는 수지 계열의 사출 재료인 아답터 구조에 금속성 재질의 링 부재가 인서트된 구조로 융합된 융합 플랜지에 관한 것이다.

일반적으로 플랜지는 수도, 해수 및 가스, 약품 이송관 등 내식 및 내화학성이 요구되는 플라스틱 배관의 라인 분해 및 조립의 연결 부위에 사용되는 용도이다.

기존의 플랜지는 개별 부품으로서 PE 아답터, 및 STS 또는 STEEL 아연도금의 플랜지로 구분되어 사용되고 있다.

특히, STS의 플랜지는 가격 부담이 크고, STEEL 아연도금 플랜지는 부식 발생이 쉽다. 아답터는 별도로 구성되어 있음에 따라 배관 이음 부위에 대한 시공 시에 아답터와 플랜지의 두 부품들을 적용하여 사용해야 하는 관계로 시공 비용이 증가되는 문제가 있다.

또한, 아답터와 플랜지의 두 부품들을 사용하는 관계로 배관 이음 부위에 대한 시공 완료 이후 유지 보수 시에도 아답터와 플랜지의 두 부품들 모두를 관리해야 하는 관게로 유지 보수의 비용까지 증가되는 문제가 있다.

즉, 배관의 라인 분해나 조립 시에 그 연결 부위로서 링 플랜지와 융착식 어답터의 두 부품들이 각각 사용되는 관계로, 이러한 부품들의 개별적인 사용은 시공 및 시공 이후의 유지 보수 비용을 높이는 원인으로 작용되는 것이다.

아울러, 플랜지의 표면 부위 부식 및 녹 발생으로 인한 수명 단축에 따라 내구력의 현저한 저하로 강성도가 약화디는 문제는 여전하다.

한편, 하기의 선행기술문헌에 개시된 특허문헌인 등록특허 제10-0922133호는 판형 열교환기에 사용되는 플랜지에 대한 기술이다.

특허문헌 001 등록특허 제10-0922133호

전술된 문제점을 해소하기 위한 본 발명은, 기존에 독립적으로 각각 사용되던 파이프 융착식 아답터와 플랜지를 동시에 단품으로 사용 가능하도록 하고, 부식이나 녹 발생을 방지하는 융합 플랜지를 제공하고자 함에 그 목적을 두고 있다.

전술된 목적들을 해소하기 위한 본 발명은, 금속이나 합금의 인서트 재료, 수지 계열로서 상기 인서트 재료의 표면에 클래딩 용접 방식으로 피복되는 사출 재료를 포함하는 융합 플랜지에 일 특징이 있다.

상기 인서트 재료는, 환(環) 형상의 링 부재로 이루어지며, 상기 사출 재료는 상기 링 부재의 표면에 피복되면서 고착화 되어 플라스틱 배관의 연결 부위와 융착 방식으로 결합되는 아답터로 이루어지는 융합 플랜지에 일 특징이 있다.

상기 링 부재에는 그 둘레를 따라 일정 간격을 유지하며 형성되는 볼트 체결 용도의 홀들, 상기 홀들 사이에서 링 부재의 내경 가까운 위치에 근접 형성되어 링 부재의 고정 기능 및 사출되는 수지의 충진 기능을 갖는 충진홀들을 더 포함하는 융합 플랜지에 일 특징이 있다.

상기 어답터는, 내경의 일측단에 구경의 직경이 타측단을 향해 축소되는 테이퍼면, 상기 테이퍼면의 직경보다 큰 직경을 가지며 내경의 일측단 둘레를 따라 형성된 융착로를 더 포함하는 융합 플랜지에 일 특징이 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 융합 플랜지는 외부층 부위가 수지 계열의 어답터로 구성되는 관계로 플라스틱 배관과의 연결이 가능하며, 플랜지의 표면 부위에 대한 녹이나 부식이 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 융합 플랜지는 인서트 재료의 표면에 사출물의 피복 및 충진 구조로 인하여, 볼트 조임에 의한 하자 현상으로서 수지의 피복 분리나, 벗겨짐이나, 갈라짐 따위 등의 문제가 방지되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 융합 플랜지는 외부층 부위가 수지 계열의 사출물로 구성되어 녹이나 부식을 방지할 수 있음에 따라 반영구적 사용이 가능하며, 기존의 플랜지 가격 대비 저렴하여 구매력 활성화와 함께 시장 경쟁에서의 우위 선점될 수 있는 효과가 있다.

아울러, 본 발명에 의한 융합 플랜지는 기존의 배관 연결 부위에 요구되는 부품으로 아답터와 플랜지로 각각 개별 구성되는 두 부품을 융합하여 통합한 단품 부품으로 제공할 수 있음에 따라 배관 연결에 소요되는 시공 기간을 획기적으로 줄일 수 있으며, 이로 인한 시공에 소요되는 비용의 절감과 아울러, 부품 수명 연장에 따른 유지 보수 비용까지 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 플랜지의 외관을 도시한 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 플랜지의 절개 단면 및 그 측면도,
도 3은 도 2에 도시된 인서트부재의 평면도이다.

본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 후술되는 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 다른 여러 형태로 변형 실시되는 점까지 감안한 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.

본 발명의 설명에 앞서 본 발명의 출원인은 특허출원 제10-2016-0164185호로 플라스틱 성형 플랜지를 특허 출원하였으며, 본 발명은 상기 특허출원에 기반한 우선권을 갖는다.

이하, 첨부된 도면을 참고하면서, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 융합 플랜지를 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 융합 플랜지로서 수도, 해수 및 가스, 약품 이송관 등 내식 및 내화학성이 요구되는 배관의 라인 분해나 조립이 요구되는 연결 부위에 사용되기도 하며, 지름이 큰 관이나 내부의 압력이 높은 관이나 자주 떼어낼 필요가 있는 관의 이음 부위에 사용될 수도 있는 융합 플랜지이다.

이러한 융합 플랜지는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 사출 방식으로 제작된 플랜지로서 사출 재료(10)로 구성된 아답터(110) 구조에 인서트 재료(20)로서 링 부재(120)의 구조가 융합된 특징을 갖는다.

여기서, 상기 사출 재료(10)는 아답터(110) 구조로 이루어진바, 상기 인서트 재료(20)인 링 부재(120)의 외부에서 사출 방식으로 피복되어 있으며, 상기 인서트 재료(20)는 일종의 금속성 재질로서 환(環) 형상의 링 부재(120) 부품이고, 상기 사출 재료(10)는 상기 인서트 재료(20)의 전체적 표면을 감싸는 형태로 피복되는 수지계열 재질로서 사출 방식으로 이루어진 아답터(110) 구조의 피복 형태이다.

상기 사출 재료(10)는 일종의 수지계열로서 사출 성형 방식으로 상기 인서트 재료(20)의 외부에 피복되는데, 이러한 사출 성형 과정에 있어 용접의 일종인 클래딩 용접 방식이 적용된다.

즉, 사출 재료(10)인 수지계열의 아답터(110) 구조가 상기 인서트 재료(20)인 금속성 재질의 링 부재(120)의 표면에 피복되면서, 아답터(110)와 링 부재(120)가 서로 일체화된 단품 형태의 플랜지가 구성된다.

클래딩 용접(cladding welds)이란, 강재의 내식성 또는 내열성을 증진시키기 위해 강재의 표면에 피복하는 용접 방식으로서, 합재(clad sheet) 라고 하며, 다른 재질을 중합시켜 완전히 결합시킨 층 모양의 복합제품을 제조하기 위함이다.

이와 같이, 본 발명의 융합 플랜지는, 금속 재질의 인서트 재료(20)로 이루어진 링 부재(120)와 수지 계열로서 사출 재료(10)로 이루어진 아답터(110)가 상기 링 부재(120)에 피복된 사출품 방식의 융합 플랜지이다.

이러한 본 발명의 융합 플랜지는 그 제조에 있어 도면 3과 같이 인서트 재료(20)인 환(環) 형상의 링 부재(120)에 볼트의 체결 구멍으로서 일정 간격을 유지하며 형성된 홀(121)들 및 사출 성형 과정에서의 수지 충진 공간인 충진홀(122)들로 구성될 수 있다.

한편, 상기 사출 재료(10)로 이루어진 아답터(110)에 사출 성형 과정에서의 인서트 재료(20)인 링 부재(120)의 고정을 위한 핀홀인 홀(110a)들로 구성될 수 있다.

상기 홀(121)들은 인서트 재료(20)인 환(環) 형상의 링 부재(120) 둘레를 따라 소정의 간격을 유지하며 링의 일측단에서 타측단에 이르기까지 관통되는 형태로 다수로 형성되되, 도면에서와 같이 일정한 개소로 형성될 수도 있으며, 활용 용도에 따라 그 개소를 달리할 수도 있다.

상기 충진홀(122)들은 상기 홀(121)들의 사이마다 형성되되, 링의 외경(OD)과 근접된 상기 홀(121)들의 형성 지점보다 링의 내경(ID)에 더 근접된 지점에 형성된다.

상기 충진홀(122)들이 상기 홀(121)들에 비해 인서트 재료(20)인 링의 내(ID)에 더 근접된 지점에 형성되는 점은, 상기 홀(121)들에 조여지는 볼트 조임력에 의해 링의 외경(OD)보다 내경(ID)에 피복된 수지의 피복 분리나, 피복 벗겨짐 따위 등의 현상을 방지하기 위한 방안에 있다.

즉, 상기 홀(121)들의 형성 지점과 근접된 링의 외경(OD) 부위는 상기 홀(121)들에서 조여지는 볼트 조임력에 의해 링의 외경(OD)에서 수지의 피복 분리나, 피복 벗겨짐이나, 피복 갈라짐 따위 등의 하자에 취약하더라도, 내경(ID) 가까이 근접된 충진홀(122)들의 내부로 충진된 수지로 인하여 링 부재(120)와 아답터(110) 간의 일체화가 견고히 유지될 수 있기 때문이다.

따라서, 이러한 하자(피복 분리, 벗겨짐, 갈라짐 따위 현상) 문제를 방지하는 방안으로서 충진홀(122)들의 형성 지점이 제1홀(121)들의 형성 지점에 비해 링의 내경(ID)과 더 근접되도록 하여, 사출 과정에서 수지가 상기 충진홀(122)들의 내부로 충진된 상태로 고착화 됨에 따라 홀들(121)에서의 강한 볼트 조임력이 발생되더라도, 상기 충진홀(122)들의 내부에 충진되어 고착화된 수지는 이러한 볼트 조임력에 버틸 수 있는 구조로 작용되어 상기 하자(피복 분리, 벗겨짐, 갈라짐 따위 현상) 발생을 방지할 수 있다.

한편, 사출 재료(10)로 이루어진 아답터(110)는 도 2에서와 같이 내경의 일측단은 타측단을 향해 내경의 지름이 축소되는 테이퍼면(111)이 형성되며, 상기 테이퍼면(111)의 직경보다 더 큰 직경을 따라서는 융착로(112)가 더 형성되어 있다.

이러한 아답터(110)는 상기 테이퍼면(111)과 상기 융착로(112)의 형성으로 인하여 플라스틱 배관의 연결 시 융착 방식에 의해 견고히 결합되도록 하는 용도로 활용될 수 있다.

이러한 본 발명의 융합 플랜지 제조는 인서트 재료(20)로서 환(環) 형상의 링 부재(120)을 고정하는 제1단계와, 고정된 링 부재(120)에 사출 재료(10)로서 수지를 사출하여 클래딩 용접하는 방식으로 피복 처리하여 아답터(110) 구조로 형성되게 하는 제2단계와, 사출된 사출물을 플랜지 형태로 펀칭하는 제3단계와, 펀칭된 사출물을 절삭 가공하는 제4단계로 구성된다.

상기 제1단계에서는 인스터 재료(20)인 금속 재질의 환(環) 형상 링 부재(120)를 고정하는 과정으로서 링 부재(120)의 둘레를 따라 4개소로 형성된 충진홀(122)들을 통하여 고정용 핀이 삽입되어 링 부재(120)을 고정하게 된다.

링 부재(120)의 고정이 이루어진 다음에는, 상기 제2단계에서는 다이에 용융 상태에 있는 수지가 사출되면서 고정 상태에 있는 링 부재(120)의 표면을 클래딩 용접 방식으로 피복시키게 된다. 이때 수지는 링 부재(120)의 표면 전체에 피복되는바, 내 외경(ID, OD) 뿐 아니라, 제1홀 및 충진홀(121,122)들에 이르기까지 충진되는 방식으로 피복된다.

링 부재(120) 표면의 수지 피복이 이루어진 다음에는, 상기 제3단계에서는 사출물을 플랜지 형태로 펀칭하는 과정으로서 볼트가 삽입되어 체결될 수 있는 홀을 형성하기 위함이다. 볼트 삽입에 요구되는 홀은 인서트 재료(20)인 링 부재(120)의 표면에 피복된 수지 사출물을 향해 압착판(미도시)이 가압되면서 압착판에 도시된 돌기들이 링 부재(120)의 둘레에 형성된 수지 막힘 상태에 있는 홀(121)들을 뚫어 사출 재료(10)에는 볼트 삽입용 홀(120)들과 함께 수지와 인서트 재료 간의 결합 견고를 위해 핀들의 삽입용 홀(110a)들이 형성된다.

여기서 상기 사출물이나 사출품은 사출 재료(10)와 동의어로 해석되는 용어임을 밝혀둔다.

사출물의 펀칭이 이루어진 다음에는, 상기 제4단계에서는 사출물의 표면 매끄러움을 위한 절삭과 연마 과정을 수행하게 되며, 이러한 절삭 및 연마 과정을 거치게 되면서 사출물은 링 부재(120)와 아답터(110)가 서로 일체된 융합 플랜지의 형태로로 수득될 수 있게 된다.

여기서, 본 발명의 융합 플랜지는 클래딩 공법이 적용되면서 고강도 강판을 내부에 삽입하여 강도를 향상시킴은 물론이고, 클래드 재료로는 폴리에틸렌(PE)을 사용하여 플라스틱 배관(예컨대, PE 파이프)과 융착될 수 있다. 볼트 조임에 의한 비틀림이 없으며, 고강도 강판과 클래드 재료와의 분리가 일어나지 않는 구조이다.

특히, 기존과 같은 기계가공 및 사출에 의존한 제품생산 방식과 달리, 클래딩 공법 적용으로 융합 플랜지의 생산성이 배가될 수 있으며, 기존에는 융착식 아답터와 플랜지가 각각 독립적으로 활용되던 부품들을 하나의 단품으로 사용 가능토록 한 점과, 내산 및 내식성이 우수하다.

여기서, 사출 재료(10)는 수지 계열로서 폴리에틸렌(PE, Polyethylene) 재질 사용이 바람직하다. 폴리에틸렌은 내열성 및 내구성이 PVC 및 폴리프로필렌에 비하여 우수하며, 가공성이 좋아 다양한 형상의 제품군 개발이 용이한 이점이 있다.

10 : 사출 재료 20 : 인서트 재료
100 : 플랜지 110 : 아답터(PE)
110a : 충진홀 111 : 테이퍼면
112 : 융착로
120 : 링 부재(인서트(steel) 121 : 제1홀
122 : 제2홀

Claims

금속이나 합금의 인서트 재료;
수지 계열로서 상기 인서트 재료의 표면에 클래딩 용접 방식으로 피복되는 사출 재료;
를 포함하는 융합 플랜지.
제1항에 있어서,
상기 인서트 재료는, 환(環) 형상의 링 부재로 이루어지며, 상기 사출 재료는 상기 링 부재의 표면에 피복되면서 고착화 되어 플라스틱 배관의 연결 부위와 융착 방식으로 결합되는 아답터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 융합 플랜지.
제2항에 있어서,
상기 링 부재에는 그 둘레를 따라 일정 간격을 유지하며 형성되는 볼트 체결 용도의 홀들;
상기 홀들 사이에서 링 부재의 내경 가까운 위치에 근접 형성되어 링 부재의 고정 기능 및 사출되는 수지의 충진 기능을 갖는 충진홀들;
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 융합 플랜지.
제3항에 있어서,
상기 어답터는,
내경의 일측단에 구경의 직경이 타측단을 향해 축소되는 테이퍼면;
상기 테이퍼면의 직경보다 큰 직경을 가지며 내경의 일측단 둘레를 따라 형성된 융착로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 융합 플랜지.