KR20200070166A - 딤플플랜지 파형강관 이음 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파형강관 연결 장치에 관한 것으로서, 서로 인접하게 설치되는 두 파형강관의 연결부 사이로 이동하는 유체의 누출을 효과적으로 방지할 수 있는 딤플플랜지형 파형강관 이음 방법 및 그 구조에 관한 것으로, 기존의 접합 방식에서 벗어나 파형강관의 재성형이 없이, 생산된 나선형 강관의 외압강도를 그대로 유지하여 재성형으로 인한 파형강관 표면의 손상을 방지하고, 추가의 가공과정을 필요하지 않기 때문에 파형강관을 현장에서 즉시 시공하여 현장 사용성을 높이고, 파형강관 이음부의 수밀성과 내구성 및 외압강도를 높이고자 하는데 그 목적이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 두본의 파형강관의 이음부위의 수밀성과 내구성을 높이기 위하여 상기 이음부를 중심으로 수팽창지수재를 양측으로 50cm 이상의 넓이로 2회 내지 5회 감아 수밀성을 높인 후, 본발명의 특징부인 중앙의 가스켓을 중심으로 좌우에 제1,2 가스켓을 나사결합하고 다시 가스켓의 이음부를 가열링을 이용하여 열융착시킨 후, 상기 제1,2 가스켓의 외측에 외부가스켓을 형성하고 개량된 딤플플랜지 이음 방식으로 파형강관의 결합부가 수압에 의하여 서로 분리되지 않도록 결합하는 것을 발명의 특징으로 한다.

Description

딤플플랜지 파형강관 이음 방법{Dimple Flange Corrugated Steel Pipe Coupling Method}

본 발명은 파형강관 이음 구조 및 그 방법에 관한 것으로서, 서로 인접하게 설치되는 두 파형강관의 연결부 사이로 이동하는 유체의 누출을 효과적으로 방지할 수 있는 딤플플랜지 파형강관 이음 방법에 관한 것이다.

파형강관은 용융아연도금강판을 물결모양으로 성형하여 강성을 높여 나선형으로 조관된 연성관을 말한다.

상기 파형강관은 구조적 안전성과 내구성, 내부식성을 갖춰 수명이 길고 경제적이면서 시공이 간편한 이상적인 배수 구조물로 각종 토목공사의 배수관에 사용되며, 산업단지, 택지개발, 골프장, 아파트, 지하통로, 도로공사 현장과 우수저류조 등에 광범위하게 사용되고 있다.

일반적인 파형강관의 제조공정을 살펴보면, 먼저, 길다란 철판을 주입하여 골을 형성한다. 골이 다 형성된 후에는 철판과 철판이 맞물리는 부분에 락심 날개를 형성하고, 락심이 형성된 철판을 조관기에 진입하여 강관이 나선형으로 조관되면서 락심의 좌측 아래쪽으로 보는 날개와 우측 위쪽으로 보는 날개를 서로 맞물린 상태로 유압에 의하여 압착될 수 있도록 한다. 조관기에 진입한 철판은 30~60°정도의 기울기를 가지면서 나선형으로 조관될 수 있도록 한다.

조관이 완료된 파형강관은 관경 30~180㎝, 길이 1~6m단위로 재단될 수 있도록 하며, 마지막으로 재단이 완료된 파형강관은 재골 설비를 이용하여 현장에서 사용되는 커플링 밴드에 의한 접합방식으로 체결을 위해 나선형의 파형강관골을 커플링 밴드의 골과 모양이 일치하도록 재성형하여 현장으로 옮겨져 시공될 수 있도록 한다. 도 1,2에서는 두 개의 파형강관을 커플링밴드를 사용하여 결합한 모습을 보여주고 있다. 그러나 이러한 기존의 커플링밴드를 사용하는 방식은 커플링밴드의 체결을 위해 나선형 파형강관의 골을 재성형하여야 하므로, 재성형 부위가 성형 전의 나선형 강관일 때의 외압을 견딜 수 있는 강도보다 약해지고, 재성형 과정에서 파형강관 표면의 아연도금과 PE(Polyethelane)의 박리 현상이 일어나 부식이 쉽게 일어날 수 있고, 내구성과 고도의 수밀성을 기대할 수 없는 단점이 발생한다. 또한 제품 생산 시에 파형강관의 골을 재설비하는 재골 설비를 추가하여야 하므로 재골형성기로 재골형성하는 공정이 번거롭고 힘이 들 뿐 아니라, 생산 공정의 추가로 인한 공장설비의 추가와 생산비용이 더욱 커지는 문제가 있다.

등록특허공보 10-1545332 등록실용신안공보 20-0197322 등록실용신안공보 20-0203749

본 발명은 기존의 접합 방식에서 벗어나 파형강관의 재성형 없이, 생산된 나선형 강관의 외압강도를 그대로 유지하여 재성형으로 인한 파형강관 표면의 손상을 방지하고, 추가의 가공과정을 필요로 하지 않기 때문에 파형강관을 현장에서 즉시 시공하여 현장 사용성을 높이고, 파형강관 이음부의 수밀성과 내구성 및 외압강도를 높이고자 한다.

본 발명은 파형강관을 결합하는 이음 방법에 관한 것으로 이를 위하여,

재단된 각각의 파형강관과; 상기 파형강관과 다른 파형강관이 상호 맞물리는 부분을 감쌀 수 있도록 띠형상으로 형성하며 틈새 수밀성을 높일 수 있도록 하는 수팽창 지수재와, 상기 수팽창 지수재의 외측에 위치하며 수밀성을 보완할 수 있도록 형성된 가스켓과, 상기 가스켓의 외측에 위치하며 파형강관 둘레 전 방향에서 압력을 고루 받을 수 있도록 하며 볼트 및 너트에 의해 고정할 수 있도록하는 클램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스켓은 외측에 나사산이 형성되어 상기 수팽창 지수재의 외측에 위치하며, 내측에 나사선이 형성되고 상기 가스켓을 중심으로 양측에 위치하며 내구성을 높이기 위하여 상기 가스켓과 나사결합되는 제1, 2가스켓과, 상기 가스켓의 외측과 상기 제1,2가스켓이 맞물리는 자리에 위치하여 상기 제1,2가스켓을 열융착시키는 가열링과, 상기 제1,2가스켓의 외측에 위치하며 내구성을 높이기 위하여 구성되는 외부가스켓과, 상기 외부가스켓의 외측에 위치하는 클램프로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스켓, 상기 제1,2가스켓은 열융착이 가능한 폴리에틸렐 또는 우레탄 등의 합성고무수지 소재로 형성되어 높은 수밀성과 내구성을 제공할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부가스켓은 스틸소재로 형성되어 내구성을 높일 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 클램프는 원둘레 전체에 고른 결합력을 주기 위해 50Cm이상의 폭이 넓은 2쌍의 스틸소재로 형성되고, 상기 클램프의 결합력과 내구성을 높이기 위해 형성된 4개의 볼트 및 너트, 상기 두본의 파형강관의 이음부가 수압에 의하여 축방향으로 벌어지는 것을 방지하기 위하여 2쌍의 상기 클램프의 원주에 축방향으로 6개의 장볼트와 너트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 두본의 파형강관의 양 끝에 수팽창 지수재를 감는단계, 가스켓 및 가열링을 상기 두본의 파형강관의 이음부 중앙에 위치시키고, 제1,2가스켓을 가스켓에 소켓이음하는 단계, 상기 가열링에 전기연결하여 상기 제1,2가스켓을 열융착시키는 단계, 상기 제1,2가스켓의 외측에 상기 모든 가스켓을 감싸도록 외부가스켓을 설정하는 단계, 상기 외부가스켓의 외측 양쪽에 상기 파형강관을 원주방향에서 클램핑할 수 있도록 2쌍의 반원형의 밴드형 클램프를 볼트와 너트로 고정하는 클램프 고정단계, 상기 이음부가 수압에 의하여 축방향으로 벌어지지 않도록 상기 2쌍의 클램프의 원주에 축방향으로 6개의 장볼트를 상기 2쌍의 클램프에 고정하는 이음부 축방향 고정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 딤플플랜지형 이음 단계에 사용된 클램프는 원형의 클램프로 볼트 및 장볼트를 직접 체결할 수 있는 구멍을 구비함으로써 더욱 간편하게 체결할 수 있는 체결방식을 제공하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 생산된 파형강관을 재성형을 하지 않고 가스켓의 나사결합 및 가열링에 의한 열융착 및 딤플플랜지형 이음 방식을 사용하여 완벽한 수밀성이 보장되며, 기존의 커플링 방식과 비교하여 파형강관의 이음부의 재성형이 필요하지 않기 때문에 파형강관 본래의 외압강도를 이음 전 후에도 유지하고 또한 파형강관의 재성형 시에 발생하는 도금층의 파괴 및 박리현상이 없으며, 재성형 공정이 필요 없기 때문에 공정이 간소화되고 브라켓 부착을 위한 용접 공정 등이 없기 때문에 비용과 시간이 크게 절약되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 커플링밴드 접합 방식에 필요한 부품 사시도.
도 2는 종래의 커플링밴드 접합 방식의 조립도.
도 3은 본 발명의 딤플플랜지 이음 방식에 필요한 부품 사시도.
도 4는 본 발명의 딤플플랜지 이음 방식의 조립도.
도 5는 본 발명의 나사결합 할 수 있는 가스켓 및 제1,2가스켓의 사시도.
도 6은 발열체를 망체로 형성하여 구성된 가열링의 정면도.
도 7은 파형강관 및 양측의 가스켓을 압박하고 조임하는 클램프의 부품 사시도.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시 예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시 예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시 예들로 구현되어 실시될 수 있고, 여러 가지 다양한 방법으로 수행될 수 있다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 종래의 커플링밴드 접합 방식에 필요한 부품 사시도이고, 도 2는 종래의 커플링밴드 접합 방식의 조립도이고, 도 3은 본 발명의 딤플플랜지 이음 방식에 필요한 부품 사시도이고, 도 4는 본 발명의 딤플플랜지 이음 방식의 조립이고,도 5는 본 발명의 나사결합 할 수 있는 가스켓 및 제1,2가스켓의 사시도이고, 도 6은 발열체를 망체로 형성하여 구성된 가열링의 정면도이고, 도 7은 파형강관 및 양측의 가스켓을 압박하고 조임하는 클램프를 나타내는 사시도이다.

본 발명은 파형 강관 연결구조에 관한 것으로서, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 재단된 각각의 파형강관(10)이 상호 맞물리는 부분을 감쌀 수 있도록 띠형상으로 형성하며 틈새 수밀성을 높일 수 있도록 하는 수팽창 지수재(11)와, 상기 수팽창 지수재(11)의 외측에 위치하며 외측에 나사산이 형성되어 상기 두 파형강관(10)이 맞물리는 부분의 수밀성 및 내구성을 높이기 위하여 구성되는 가스켓(20)과, 상기 가스켓(20)을 중심으로 양측에 위치하며 내측에 나사산이 형성되어 내구성을 높이기 위하여 상기 가스켓(20)과 나사결합되는 제1,2가스켓(21,22)과, 상기 가스켓(20)의 외측과 상기 제1,2가스켓(21,22)이 맞물리는 자리에 위치하여 틈새 수밀성을 높이기 위하여 상기 제1,2가스켓(21,22)을 열융착시키는 가열링(30)과, 상기 제1,2가스켓(21,22)의 외측에 위치하며 스틸소재로 된 외부가스켓(40)과, 50cm이상의 폭이 넓은 2쌍의 스틸소재로 형성되고 상기 외부가스켓(40)의 외측에 위치하여, 볼트(51)와 너트(52)의 체결력으로 상기 외부가스켓(40), 제1,2가스켓(21,22), 가스켓(20) 및 수팽창 지수재(11)를 차례로 일정한 압력으로 가압하여 원둘레 전체에 고른 압력으로 결합부위의 수밀성을 높이고, 상기 각각의 파형강관(10)의 이음부가 수압에 의하여 축방향으로 벌어지는 것을 방지하고 체결성을 높이기 위하여 원주에 축방향으로 장볼트(61)와 너트(62)에 의해 체결되는 클램프(50,50a,50b)를 포함한다.

상기 수팽창 지수재는 띠형상으로 형성되며 맞대어진 두본의 파형강관의 사이에 감싸질 수 있도록 한다. 상기 수팽창 지수재는 물과 접속하면 400%이상 팽창하여 6KG/㎠이상의 수팽창 압을 유지하여 빈공간 및 물길을 완전히 밀폐시켜 지수효과를 발휘하는 것으로서, 파형강관내 유체가 흐를 시 혹여의 누수가 되는 부분이 있다면 팽창하여 발생하는 압력으로 인해 파형강관의 절단면과 절단면 사이의 틈새 수밀도를 높일 수 있도록 한다.

또한, 상기 수팽창 지수재는 변성고무재를 이용하여 형성되는 것으로, 고무재, 벤토나이트, 천연산 소디움 등을 포함한다.

상기 가스켓(20)은 상기 수팽창 지수재의 외측에 위치하며 이어진 파형강관(10)과 다른 파형강관(10)의 일부를 감싸도록 위치하는 것으로 상기 가스켓(20)의 외측은 나사산이 형성되어 있고 열융착이 가능한 폴리에틸렌 합성고무수지 또는 우레탄 등의 합성수지재로 형성되어, 상기 수팽창 지수재(11)에 의해 수밀성을 보완할 수 있다.

상기 제1,2가스켓(21,22)은 내측에 나사산이 형성되어 상기 가스켓(20)을 중심으로 나사결합이 됨과 동시에 상기 제1,2가스켓이 맞물리는 면에는 가열링이 형성되어 열융착되어 더욱 수밀성과 내구성을 높일 수 있도록 한다.

상기 제1,2가스켓(21,22)는 상기 가스켓(20)과 같은 열융착이 가능한 폴리에틸렌 합성고무수지 또는 우레탄 등의 합성수지재를 이용하여 형성된다.

상기 외부가스켓(40)은 상기 제1,2가스켓(21,22)의 외측에 위치하여 스틸 소재로 형성된다.

상기 클램프(50,50a,50b)는 50cm이상의 폭이 넓은 2쌍의 스틸소재로 형성되고 상기 외부가스켓(40)의 외측에 위치하여, 상기 외부가스켓(40), 제1,2가스켓(21,22), 가스켓(20) 및 수팽창 지수재(11)를 차례로 일정한 압력으로 가압하여 원둘레 전체에 고른 압력으로 결합부위의 수밀성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 딤플플랜지 이음 방식은 기존의 스크루플랜지의 양쪽 클램프는 6각 모양으로 만들어 파형강관을 고정하고, 6각이 꺽어지는 부분에 브라켓을 삽입하여 J볼트를 체결하는 형식으로 이루어져 있으나, 본 발명의 딤플플랜지 이음 방식은 6각 모양 클램프 방식인 클램프에 브라켓을 삽입하는 방식에서 볼트를 직접 체결할 수 있는 구멍을 구비함으로써 더욱 간편하게 체결할 수 있는 체결방식을 제공한다.

따라서, 상기 클램프(50,50a,50b)는 볼트(51)와 너트(52)로 체결되고, 또한, 상기 각각의 파형강관(10)의 이음부가 수압에 의하여 축방향으로 벌어지는 것을 방지하기 위하여 상기 2쌍의 클램프(50)의 원주에 축방향으로 6개의 장볼트(61)와 너트(62)에 의해 체결되어 한층 내구성을 높일 수 있다.

또한, 본 발명은 파형강관의 체결방식에 특징이 있는 것으로서, 두본의 파형강관(10)의 양 끝에 수팽창 지수재(11)를 감는단계(S1);

가스켓(20) 및 가열링(30)을 상기 두본의 파형강관의 이음부 중앙에 위치시키고, 제1,2가스켓(21,22)을 가스켓(20)에 소켓이음하는 단계(S2);

여기서, 상기 가열링(30)은 발열체를 망체로 형성하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1,2가스켓(21,22)과 가스켓(20)의 몸체에는 나사선이 형성되어 서로 나사결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 가열링(30)에 전기연결하여 상기 제1,2가스켓(21,22)을 열융착시키는 단계(S3);

상기 제1,2가스켓(21,22)의 외측에 상기 모든 가스켓을 감싸도록 외부가스켓(40)을 설정하는 단계(S4);

상기 외부가스켓(40)의 외측 양쪽에 상기 파형강관(10)을 원주방향에서 클램핑할 수 있도록 2쌍의 반원형의 밴드형 클램프(50,50a, 50b)를 볼트(51)와 너트(52)로 고정하는 클램프 고정단계(S5);

상기 이음부가 수압에 의하여 축방향으로 벌어지지 않도록 상기 2쌍의 클램프((50)의 원주에 축방향으로 6개의 장볼트(61)를 상기 2쌍의 클램프(50)에 고정하는 이음부 축방향 고정단계(S6);를 포함하는 것을 특징으로 하는 딤플플랜지형 파형강관 이음 방법으로서, 딤플플랜지 이음 방식의 딤플플랜지형 파형강관 이음 방법 및 그 구조를 제공한다.

본 발명은 기존의 가스켓 이음과 비교하여 두본의 파형강관 이음부에 가스켓을 형성하여 가스켓을 중심으로 좌우에 제1,2가스켓이 나사결합되어 다시 가열링으로 융착시킴으로서 기존의 강관이음방식에 비해 보다 견고하고 수밀성이 높은 장점이 있다

또한, 본 발명은 기존의 클램프와 비교하여 50cm이상의 폭이 넓은 클램프를 사용함으로써 기존의 결합방식과 비교하여 결합력이 크기 때문에 높은 수압을 견딜 수 있는 장점이 있으며, 또 다른 실시예로 도시하지 아니하였으나, 클램프의 내측에 원주방향으로 여러 겹의 홈을 구비하여 클램프와 이음부의 결합력을 더욱 높인 클램프의 구조도 제공한다.

또한, 본 발명의 장볼트의 경우 진동으로 인하여 결합이 풀리는 것을 방지하기 위하여 끝단에 관통구멍을 구비하여 너트를 채결하고, 키를 사용하여 너트의 풀림을 방지할 수 있음은 물론이다.

10 : 파형강관 11 : 수팽창 지수재
20 : 가스켓 21,22 : 제1,2가스켓
30 : 가열링 40 : 외부가스켓
50,50a,50b : 클램프 51,52 : 볼트, 너트
61,62 : 장볼트, 너트

Claims (3)

1. 이동하는 유체의 누출을 효과적으로 방지할 수 있는 딤플플랜지 파형강관 이음방법에 있어서,
   재단된 두본의 파형강관의 양 끝에 변성재로되고, 물과 접속하면 400%이상 팽창하여 6KG/㎠이상의 수팽창 압을 유지하는 수팽창 지수재를 감는단계;
   외측에 나사산이 형성되고, 열융착이 가능한 폴리에틸렌 또는 우레탄
   등의 합성수지재로 형성된 가스켓과 가열링을 상기 두본의 파형강관의 이음부 중앙에 위치시키는 단계;
   내측에 나사산이 형성되고, 열융착이 가능한 폴리에틸렌 또는 우레탄 등의 합성수지재로 형성된 제1,2가스켓을 상기 가스켓을 중심으로 양측에 소켓이음하는 단계;
   상기 가열링에 전기연결하여 상기 제1,2가스켓을 열융착시키는 단계;
   상기 제1,2가스켓의 외측에 상기 모든 가스켓을 감싸도록 외부가스켓을 설정하는 단계;
   상기 외부가스켓의 외측 양쪽에 상기 파형강관을 원주방향에서 클램핑할 수 있도록 50Cm이상의 폭이 넓은 스틸소재로 형성된 2쌍의 반원형의 밴드형 클램프를 4개의 볼트와 너트로 고정하는 클램프 고정단계;
   상기 이음부가 수압에 의하여 축방향으로 벌어지지 않도록 상기 2쌍의 클램프의 원주에 축방향으로 끝단에 관통구멍이 구비된 6개의 장볼트를 너트로 고정하는 이음부 축방향 고정단계;
   상기 장볼트에 체결된 상기 너트가 진동으로 인하여 결합이 풀리는 것을 방지하기 위하여 상기 관통구멍에 키를 위치시키는 너트풀림방지단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 딤플플랜지 파형강관 이음 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 변성재는 고무재, 벤토나이트, 천연산 소디움을 포함하는 것을 특징으로 하는 딤플플랜지 파형강관 이음 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가열링은 발열체를 망체로 형성하여 구성된 것을 특징으로 하는 딤플플랜지 파형강관 이음 방법.
   

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