KR20210066522A - 관 이음 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 관 이음 장치는, 적어도 하나의 단부를 가지고, 상기 단부에 연결관이 삽입되는 이음관; 및 상기 이음관의 단부에 결합되어, 상기 연결관을 상기 이음관 내부에 고정시키는 관 고정 부재를 포함하고, 상기 관 고정 부재는, 상기 이음관 내부에 끼워지는 씰링과, 상기 씰링의 전방에 배치되는 제 2 가압링과,상기 제 2 가압링의 전방에 배치되는 스토퍼와, 상기 스토퍼의 전방에 배치되는 제 1 가압링과, 상기 이음관의 단부와 상기 제 1 가압링의 일부분을 감싸는 클램프 유닛을 포함하고, 상기 스토퍼의 외측 면과 상기 제 2 가압링의 내측 면은 서로 면접촉하고, 상기 스토퍼의 외측 면과 상기 제 2 가압링의 내측 면은, 상기 제 1 가압링으로부터 상기 씰링 쪽으로 갈수록 직경이 감소하는 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

관 이음 장치 {Apparatus for connecting pipes}
본 발명은 관 이음 장치에 관한 것이다.
일반적으로 상하수도, 소방, 가스, 전기, 및 각종 산업 플랜트 등에 설치되는 복수 개의 관을 서로 연결하기 위해서는 연결되어야 할 관들의 단부들을 서로 맞대어 용접하거나, 별도의 이음 장치가 사용된다.
아래의 선행 기술에는 두 개의 관을 연결하기 위하여 클램프 부재가 적용되는 것이 개시된다.
상세히, 클램프 부재는, 다수의 클램프가 체결 볼트에 의하여 연결된 상태에서, 서로 맞닿은 두 배관의 외주면에 둘러진다. 그리고, 체결 볼트를 죄기 위해서 체결 볼트의 단부에 조임력 유지 너트가 끼워진다.
그리고, 체결 볼트를 죄어 클램프의 직경을 감소시키면, 클램프의 직경이 축소되면서 가압 밀착링의 상면에 반경 방향 힘이 작용한다. 이때, 클램프의 내측 면과 접촉하는 가압 밀착링의 상면이 경사진 형태이기 때문에, 클램프의 조임 과정에서 작용하는 반경 방향 힘은 반경 방향 힘 벡터와 축방향 힘 벡터로 나뉘어서 가압 밀착링의 상면에 작용한다.
그리고, 가압 밀착링에 작용하는 축방향 힘 벡터에 의하여 탄성링이 이음관의 축방향으로 가압되어 형상이 찌그러지게 된다. 그 결과, 탄성링의 내측 면이 이음관의 외주면에 더욱 밀착되면서 이음관의 이탈이 방지된다.
이러한 구조로 이루어지는 이음관 장치의 경우, 탄성 링은 축방향으로 작용하는 힘에 의해서만 형상이 변형되면서 탄성링과 이음관의 밀착력이 증가하게 되므로, 관 연결 성능이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 클램프에 작용하는 반경 방향 힘의 크기에 비해 탄성링에 작용하는 축방향 힘의 크기가 더 작기 때문에, 클램프를 죄는데 필요한 힘이 커야 하므로, 작업 능률이 저하되는 단점이 있다.
한국등록특허 제10-1678379호(2016년11월16일)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 관 이음 장치는, 적어도 하나의 단부를 가지고, 상기 단부에 연결관이 삽입되는 이음관; 및 상기 이음관의 단부에 결합되어, 상기 연결관을 상기 이음관 내부에 고정시키는 관 고정 부재를 포함하고, 상기 관 고정 부재는, 상기 이음관 내부에 끼워지는 씰링과, 상기 씰링의 전방에 배치되는 제 2 가압링과,상기 제 2 가압링의 전방에 배치되는 스토퍼와, 상기 스토퍼의 전방에 배치되는 제 1 가압링과, 상기 이음관의 단부와 상기 제 1 가압링의 일부분을 감싸는 클램프 유닛을 포함하고, 상기 스토퍼의 외측 면과 상기 제 2 가압링의 내측 면은 서로 면접촉하고, 상기 스토퍼의 외측 면과 상기 제 2 가압링의 내측 면은, 상기 제 1 가압링으로부터 상기 씰링 쪽으로 갈수록 직경이 감소하는 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 스토퍼는 양 단부가 이격되며, 탄성력을 가지는 C-링을 포함할 수 있다.
상기 스토퍼의 내주면에는 하나 또는 다수의 조임 돌기가 돌출될 수 있다.
상기 제 1 가압링은, 상기 이음관의 내부에 삽입되는 링 바디와, 상기 링 바디의 전단에서 반경 방향으로 연장되는 링 헤드를 포함하고, 상기 링 헤드의 전단으로 갈수록 직경이 감소하는 형태로 경사지는 경사면이 상기 링 헤드의 전면에 형성될 수 있다.
상기 씰링의 외주면은, 원통부와, 상기 원통부의 후단에서 연장되는 경사부를 포함할 수 있다.
상기 경사부는, 상기 씰링의 전단에서 후단 쪽으로 갈수록 직경이 감소하는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
상기 씰링의 내주면에는 하나 또는 다수의 조임 돌기가 돌출될 수 있다.
상기 이음관의 단부에는 플랜지가 상기 이음관의 반경 방향 외측으로 연장되고, 상기 클램프 유닛은 상기 플랜지와 상기 링헤드를 감싸도록 형성될 수 있다.
상기 클램프 유닛은, 제 1 클램프; 일 단부가 상기 제 1 클램프의 일 단부에 회동 가능하게 연결되는 제 2 클램프; 일 단부가 상기 제 2 클램프의 타 단부에 연결되는 제 3 클램프; 상기 제 1 클램프의 타 단부와 상기 제 3 클램프의 타 단부를 연결하는 연결 클램프; 및 상기 제 3 클램프의 타 단부와, 상기 연결 클램프, 및 상기 제 1 클램프의 타 단부를 일체로 결합하는 체결 부재를 포함할 수 있다.
상기 체결 부재는, 상기 제 3 클램프의 타 단부와, 상기 연결 클램프, 및 상기 제 1 클램프의 타 단부를 순차적으로 관통하는 체결 볼트와, 상기 체결 볼트의 외주면에 끼워지는 와셔와, 상기 제 1 클램프의 타 단부를 통과한 상기 체결 볼트의 외주면에 끼워지는 체결 너트를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 관 이음 장치에 따르면, 클램프의 내측 면이 제 1 가압링과 넓은 경사면 접촉을 형성한다. 그러므로, 클램프를 죄어 클램프의 직경이 축소됨에 따라, 충분한 크기의 힘과 변위를 가지고 제 1 가압링을 반경 방향 및 축 방향으로 가압할 수 있다.
또한, 스토퍼와 제 2 가압링이 경사면 접촉을 하는 형태로 결합되므로, 제 1 가압링에 의하여 전달되는 축방향 힘이 스토퍼를 축방향으로 가압하고, 스토퍼는 다시 제 2 가압링에 의하여 조여지므로, 연결 대상이 되는 관이 관 이음 장치에 안정적으로 결합된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 기존의 관 이음 장치에 비하여 스토퍼의 체결력이 상대적으로 크기 때문에, 연결 대상이 되는 관이 체결된 상태에서 관내 압력을 견디는 내압력이 종래의 경우에 비하여 큰 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관 이음 장치의 사시도.
도 2는 상기 관 이음 장치의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 3-3을 따라 절개되는 관 이음 장치의 측단면도.
도 4는 도 3의 4-4를 따라 절개되는 관 이음 장치의 정단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관 고정 부재를 구성하는 제 1 가압링의 전면 사시도.
도 6은 상기 제 1 가압링의 배면 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관 고정 부재를 구성하는 스토퍼의 전면 사시도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 관 고정 부재를 구성하는 제 2 가압링의 전면 사시도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 관 고정 부재를 구성하는 씰링의 전면 사시도.
도 10은 본 발명의 관 이음 장치를 구성하는 이음관의 배면 사시도.
도 11은 도 10의 11-11을 따라 절개되는 이음관의 측단면도.
도 12는 연결 관 삽입 후 플랜지 조임 전 상태를 보여주는 관 이음 장치의 단면도.
도 13은 플랜지 조임 완료 후 상태를 보여주는 관 이음 장치의 단면도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 관 이음 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 관 이음 장치의 사시도이고, 도 2는 상기 관 이음 장치의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 3-3을 따라 절개되는 관 이음 장치의 측단면도이고, 도 4는 도 3의 4-4를 따라 절개되는 관 이음 장치의 정단면도이다.
참고로, 도 1 내지 도 4에 개시되는 관 이음 장치의 도면은, 관 이음 장치의 일측 단부 부분만을 보여주는 도면임을 밝혀둔다. 즉, 이음관의 타측 단부에도 동일한 형태의 관 이음 구조가 구비된다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 관 이음 장치(10)는, 이음관(11)과, 상기 이음관(11)의 내부에 삽입되는 관 고정 부재를 포함한다.
상기 이음관(11)은 일자 형상, L자 형상, 또는 T자 형상으로 이루어질 수 있고, 상기 관 고정 부재는 상기 이음관(11)의 단부들에 동일하게 제공된다. 그리고, 상기 관 고정 부재가 삽입되는 단부들은 동일한 형상으로 설계될 수 있다.
여기서, 연결 관이 삽입되는 단부가 상기 이음관(11)의 일 단부에만 형성되는 구조도 가능하다. 예컨대, 이음관의 일단이 제 1 연결 관과 한 몸으로 이루어지고, 이음관의 타단에만 관 이음 구조가 형성되는 구조도 가능하다.
이하에서는 상기 이음관(11)의 일단에 삽입되는 관 고정 부재 및 그 기능에 대해서 설명하고, 타단에 삽입되는 관 고정 부재 및 그 기능에 대해서는 중복 설명을 생략한다.
상기 관 고정 부재는, 클램프 유닛(12)을 포함할 수 있다.
상세히, 상기 클램프 유닛(12)은 다수의 클램프 조각이 서로 상대 회전 가능하게 연결되는 형태로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 클램프 유닛(12)은, 제 1 클램프(121), 제 2 클램프(122), 제 3 클램프(123), 및 연결 클램프(124)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 클램프(121) 및 제 3 클램프(123)의 일 단부들은 각각 상기 제 2 클램프(122)의 좌측 단부와 우측 단부에 힌지(125)에 의하여 회동 가능하게 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 내지 제 3 클램프(121 ~ 123)는 상기 이음관(11)의 외주면을 감싸는 형태로 이루어질 수 있다.
상기 연결 클래프(124)는, 중첩부(124a)와 상기 중첩부(124a)의 외주면에서 돌출되는 연결 리브(124b)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 클램프(121)의 타단부의 내측 면과 상기 제 3 클램프(123)의 타단부의 내측면에는 상기 중첩부(124a)가 수용되기 위한 단차부 또는 함몰부가 형성된다. 그리고, 상기 제 1 클램프(121)의 타단부와 상기 제 3 클램프(123)의 타단부는 상기 연결 래브(124b)의 좌측면과 우측면에 각각 밀착된다.
또한, 상기 제 1 클램프(121)의 타단부와 상기 제 3 클램프(123)의 타단부 및 상기 연결 리브(124b)에는 체결홀들(121a,123a,124c)이 각각 형성될 수 있다. 그리고, 상기 클램프 유닛(12)을 상기 이음관(11)의 외주면에 결합하면, 상기 체결홀들(121a,123a,124c)의 중심이 정렬되어 체결 볼트(17)가 삽입 가능하게 된다.
상세히, 상기 체결 볼트(17)에는 와셔(18)가 끼워질 수 있고, 상기 와셔(18)가 끼워진 상태에서 상기 체결 볼트(17)는 상기 체결홀들(121a,123a,124c)을 관통한다. 상기 체결홀들(121a,123a,124c)을 관통한 체결 볼트(17)의 단부에는 체결 너트(19)가 끼워진다.
상기 체결 볼트(17)를 드라이버 등을 이용하여 회전하면 상기 체결 너트(19)를 통과한 체결 볼트(17) 부분의 길이가 길어지면서 상기 제 1 클램프(121)의 타단부 및 상기 제 3 클램프(123)의 타단부가 상기 연결 클램프(124)의 연결 리브(124b)에 점점 가까워지면서 상기 클램프 유닛(12)의 직경이 감소하게 된다.
여기서, 본 발명의 범위에 포함되는 클램프 유닛(12)은, 도시되는 바와 같이 3 조각의 클램프로 이루어지는 구조 외에, 서로 대칭되는 두 조각의 클램프로 이루어지는 구조, 또는 원형의 단일 클램프로 이루어지는 구조를 포함할 수 있음을 밝혀둔다.
상세히, 서로 대칭되는 두 조각의 클램프로 이루어지는 구조는, 서로 대칭되는 형상의 제 1 클램프와 제 2 클램프를 포함하고, 제 1 클램프의 일단과 제 2 클램프의 일 단이 힌지에 의하여 회동 가능하게 연결되고, 제 1 클램프의 타단과 제 2 클램프의 타단이 체결 볼트에 의하여 연결되는 구조로 이해될 수 있다.
또한, 단일 클램프로 이루어지는 구조는, 실질적으로 원형 부재의 일 단부와 타 단부가 체결 볼트에 의하여 연결되는 구조로 이해될 수 있다.
한편, 상기 관 고정 부재는 제 1 가압링(13)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 가압링(13)은 탄성 변형 가능한 소재로 이루어질 수 있고, 상기 이음관(11)의 단부에 안착되는 형태로 조립될 수 있다. 상기 클램프 유닛(12)은 상기 제 1 가압링(13)을 감싼 상태에서 상기 제 1 가압링(또는 상기 이음관)(13)의 축방향 및 반경 방향으로 가압력을 작용한다.
상기 관 고정 부재는, 상기 제 1 가압링(13)의 후방에 놓이는 스토퍼(14)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 이음관(11)의 단부에서 상기 이음관(11)의 가운데 부분을 향하는 방향을 후방으로 정의하고, 그 반대 방향을 전방으로 정의한다. 따라서, 상기 스토퍼(14)는 상기 제 1 가압링(13)의 후방에 놓이는 것으로 정의될 수 있다.
한편, 상기 관 고정 부재는, 상기 스토퍼(14)의 후방에 놓이는 제 2 가압링(15)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 가압링(15)은, 상기 클램프 유닛(12)이 조여질 때 상기 스토퍼(14)를 상기 이음관(11)의 반경 방향 내측으로 가압하도록 기능한다.
상기 관 고정 부재는, 상기 제 2 가압링(15)의 후방에 놓이는 씰링(seal ring)(16)을 더 포함할 수 있다. 상기 씰링(16)은 상기 이음관(11)을 따라 흐르는 유체가 상기 이음관(11)과 연결관 사이의 틈새로 누설되는 것을 방지하는 기능을 한다. 나아가, 상기 씰링(16)은, 연결 관의 외주면에 강하게 밀착되어, 상기 연결 관이 이음관(11)으로부터 분리되는 것을 방지하는 기능도 일부 수행하는 것으로 설명될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 관 이음 장치(10)를 구성하는 이음관(11) 및 상기 관 고정부재를 이루는 구성 요소들 각각에 대하여 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 관 고정 부재를 구성하는 제 1 가압링의 전면 사시도이고, 도 6은 상기 제 1 가압링의 배면 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 가압링(13)의 내측에는 연결관이 통과하기 위한 관통홀(134)이 형성된다.
상세히, 상기 제 1 가압링(13)은, 원통 형상의 링 바디(131)와, 상기 링 바디(131)의 전단에 형성되는 링 헤드(132)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 링 헤드(132)의 전면은, 내측 가장자리에서 외측 가장자리로 갈수록 상기 제 1 가압링(13)의 후방으로 경사지는 경사면(133)이 형성된다. 즉, 상기 링 헤드(132)의 전단부를 지나는 면 또는 직선으로부터 상기 링 헤드(132)의 후단 쪽으로 소정 각도 경사지게 형성될 수 있다.
상기 링 헤드(132)의 후면은 상기 이음관(11)의 단부에 안착되고, 상기 링 바디(131)는 상기 이음관(11)의 내부에 삽입된다. 그리고, 상기 클램프 유닛(12)을 죄면 상기 클램프 유닛(12)에 의하여 발생하는 반경 방향 가압력이 상기 링 헤드(132)의 경사면(133)에 작용하게 된다.
그리고, 상기 경사면(133)에 수직하게 작용하는 힘은, 상기 제 1 가압링(13)의 반경 방향 힘 벡터와 축 방향 힘 벡터로 나뉘어 작용하게 된다. 그리고, 상기 제 1 가압링(13)의 반경 방향 힘 벡터에 의하여 상기 제 1 가압링(13)이 연결 관의 외주면에 가압 밀착될 수 있고, 축 방향 힘 벡터에 의하여 상기 스토퍼(14)가 상기 이음관(11)의 축 방향으로 가압된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 관 고정 부재를 구성하는 스토퍼의 전면 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼(14)는 양 단부(141,142)가 이격된 C-링 형태로 이루어지고, 상기 클램프(12)를 죄면 상기 스토퍼(14)의 양 단부(141,142)가 접촉할 때까지 직경이 축소된다.
상세히, 상기 스토퍼(14)는 금속 소재로 이루어질 수 있고, 외주면이 경사면(144)을 형성할 수 있다. 상기 경사면(144)은 상기 스토퍼(14)의 전단에서 후단으로 갈수록 상기 스토퍼(14)의 외경이 감소하는 방향으로 경사질 수 있다.
또한, 상기 스토퍼(14)의 내주면에는 하나 또는 복수 개의 조임 돌기(143)가 돌출 형성될 수 있다. 상기 조임 돌기(143)는 상기 스토퍼(14)의 원주 방향으로 둘러지고, 끝이 뾰족한 삼각 단면 형상을 이룰 수 있다.
상기 조임 돌기(143)는 상기 스토퍼(14)의 전단에서 후단 방향으로 갈수록 내경이 감소하는 형태로 경사지게 돌출될 수 있다. 그러면, 연결 관이 상기 이음관(11) 내부로 삽입되는 과정에서는 저항으로 작용하지 않지만, 연결 관을 이음관(11)으로부터 분리하는 방향으로 상기 연결 관에 힘이 작용할 때, 상기 조임 돌기(143)는 상기 연결 관의 분리를 방해하는 저항으로 작용하게 된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 관 고정 부재를 구성하는 제 2 가압링의 전면 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제 2 가압링(15)은 원통 형상으로 이루어져서 내측에 관통홀(152)이 형성된다. 그리고, 상기 제 2 가압링(15)은 상기 스토퍼(14)의 후방에 놓인다. 그리고, 상기 클램프(12)를 죄면 상기 스토퍼(14)로부터 축방향 가압력이 상기 제 2 가압링(15)에 작용한다.
상세히, 상기 제 2 가압링(15)의 내주면에는 경사면(151)이 형성되며, 상기 경사면(151)은 상기 제 2 가압링(15)의 전단에서 후단으로 갈수록 내경이 감소하는 방향으로 경사지게 형성된다. 즉, 상기 제 2 가압링(15)의 경사면(151)과 상기 스토퍼(14)의 경사면(144)이 동일 또는 유사한 경사각으로 경사져서, 서로 밀착될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 관 고정 부재를 구성하는 씰링의 전면 사시도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 씰링(16)은, 내부에 관통홀(161)이 형성된 원통 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 씰링(16)은 탄력성이 있는 고무 또는 실리콘 소재로 이루어질 수 있고, 내주면(163)에 하나 또는 다수의 조임 돌기(164)가 형성될 수 있다. 상기 조임 돌기(164)는 상기 스토퍼(14)의 내주면에 형성되는 조임 돌기(143)와 동일한 형상으로 이루어지고, 동일한 기능을 수행하게 된다.
또한, 상기 씰링(16)의 외주면(162)은 원통부(162a)와 경사부(162b)로 이루어질 수 있다. 상기 경사부(163b)는 상기 원통부(162a)의 후단에서 상기 씰링(16)의 후단까지 형성될 수 있고, 상기 씰링(16)의 후단으로 갈수록 외경이 감소하는 방향으로 경사지게 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 관 이음 장치를 구성하는 이음관의 배면 사시도이고, 도 11은 도 10의 11-11을 따라 절개되는 이음관의 측단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이음관(11)의 일 단부의 내부에 상기 관 고정 부재가 삽입된다.
상세히, 상기 이음관(11)은 원통 형상의 이음부(111)와, 상기 이음부(11)의 전단에서 연장되는 관 안착부(112)와, 상기 관 안착부(112)의 전단에서 확관 및 연장되는 관 고정부(113)를 포함할 수 있다.
상기 관 안착부(112)의 외경은 상기 이음부(111)의 외경보다 크게 형성될 수 있고, 상기 관 안착부(112)의 내측면에는 연결 관의 단부가 안착되는 관 안착턱(112a)이 형성될 수 있다. 상기 관 안착턱(112a)은, 상기 이음부(111)의 내경을 상기 관 안착부(112)의 내경보다 작게 설계함으로써 형성될 수 있다.
상기 관 고정부(113)의 내주면은, 상기 관 안착부(112)의 내주면 전단에서 직경이 증가하는 방향으로 경사지는 경사부(113d)(또는 확관부)와, 상기 경사부(113d)의 전단에서 원통 형상으로 연장되는 제 2 원통부(113c)와, 상기 제 2 원통부(113c)의 전단에서 연장되는 제 1 원통부(113a)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 원통부(113a)의 직경은 상기 제 2 원통부(113c)의 직경보다 크게 설계되어, 상기 제 1 원통부(113a)와 제 2 원통부(113c)가 만나는 지점에 단턱부(113b)가 형성될 수 있다.
또한, 상기 이음관(11)의 일 단부, 구체적으로 상기 관 고정부(113)의 전단부에는 플랜지(114)가 연장될 수 있다. 즉, 상기 플랜지(114)는, 상기 이음관(11)의 단부에서 반경 방향 외측으로 돌출되는 부분으로 이해될 수 있다.
도 12는 연결 관 삽입 후 플랜지 조임 전 상태를 보여주는 관 이음 장치의 단면도이고, 도 13은 플랜지 조임 완료 후 상태를 보여주는 관 이음 장치의 단면도이다.
먼저 도 12를 참조하면, 상기 이음관(11)의 관 고정부(113)에 씰링(16), 제 2 가압링, 스토퍼(14) 및 제 1 가압링이 끼워지고, 상기 클램프 유닛(12)이 느슨하게 풀어진 상태에서 연결관(20)이 상기 이음관(11) 내부로 삽입된다.
이 상태에서는 상기 체결 볼트(17)가 제 1 클램프((121)와 제 3 클램프(123)의 단부들을 관통하여 체결 너트(19)에 끼워지기만 한 상태이다. 따라서, 상기 클램프지 유닛(12)이 느슨하게 풀린 상태로 볼 수 있다.
그리고, 상기 클램프 유닛(12)은 상기 이음관(11)의 플랜지(114)와 상기 제 1 가압링(13)의 링 헤드(132)를 감싸며, 상기 플랜지(114)가 상기 클램프 유닛(12)의 후단에 걸린 상태로 유지된다.
또한, 상기 링 헤드(132)의 경사면(133)은 상기 클램프 유닛(12)의 내측 면에 밀착된 상태가 된다. 상세히, 상기 클램프 유닛(12)은 대략 n자 형태로 절곡되어, 후측 절곡부는 상기 플랜지(114)에 걸리고, 전측 절곡부의 내측 면은 경사지게 형성되어 상기 링 헤드(132)와 밀착될 수 있다.
도 13을 참조하면, 상기 체결 볼트(17)를 회전시켜서 상기 클램프 유닛(12)을 점진적으로 죄면, 상기 클램프 유닛(12)의 내경이 점진적으로 감소하면서 상기 연결관(20)의 외주면에 가까워진다.
그리고, 상기 클램프 유닛(12)의 직경이 감소함에 따라, 상기 링 헤드(132)에 경사면(133)에 직교하는 방향으로 가압력(F)이 작용하게 된다. 물론 상기 링 헤드(132)의 가장자리에서 반경 방향 내측으로도 가압력이 작용할 수 있다.
상세히, 상기 링 헤드(132)의 경사면(133)에 작용하는 가압력(F)의 축방향 힘벡터는 상기 스토퍼(14)를 축방향으로 미는 힘으로 작용한다.
또한, 상기 링 헤드(132)의 경사면(133)에 작용하는 가압력(F)의 반경 방향 힘 벡터 및 상기 링 헤드(132)의 가장자리에서 반경 방향으로 작용하는 가압력은, 상기 스토퍼(14)를 축 방향으로 밀어준 후, 상기 제 1 가압링(13)의 내주면을 상기 연결관(20)에 강하게 밀착시킨다.
한편, 상기 스토퍼(14)에 작용하는 축방향 힘벡터는 상기 제 2 가압링(15)의 경사면(151)에 작용하여, 우선 축 방향으로 작용하여 상기 제 2 가압링(15)의 후방 단면이 관 고정부(113)의 단턱부(113b)에 닿을 때까지 상기 제 2 가압링(15)을 밀어준다. 그리고, 상기 제 2 가압링(15)이 상기 단턱부(113b)에 닿아서 더이상 밀리지 않는 상태에서, 상기 스토퍼(14)가 축 방향으로 더 밀리면, 상기 스토퍼(14)의 경사면에 의해 반경 방향 내측, 즉 상기 연결관(20)에 밀착시키는 힘으로 분산된다.
이러함 힘의 분산에 의하여, 상기 스토퍼(14)의 내주면은 상기 연결관(20)에 강하게 밀착됨과 동시에, 상기 제 2 가압링(15)이 상기 씰링(16)을 축방향으로 밀어낸다.
상기 씰링(16)은, 상기 제 2 가압링(15)으로부터 전달되는 축방향 가압력에 의하여 상기 씰링(16)의 경사부(162b)가 상기 이음관(11)의 경사부(113d)를 따라 이동게 된다. 따라서, 상기 씰링(16)의 축방향 단면 길이는 감소하되 반경 방향 단면 길이는 증가하는 방향으로 상기 씰링(16)의 단면 형상이 변형된다. 그 결과 상기 씰링(16)의 내주면이 상기 연결관(20)의 외주면에 강하게 밀착된다.
이와 같이, 상기 스토퍼(14)와 상기 제 2 가압링(15)이 경사면 접촉을 함으로써, 상기 스토퍼(14)가 상기 연결관(20)에 강하게 밀착되어, 연결관(20)과 관 이음 장치(10)의 연결 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.

Claims (12)

  1. 적어도 하나의 단부를 가지고, 상기 단부에 연결관이 삽입되는 이음관; 및
    상기 이음관의 단부에 결합되어, 상기 연결관을 상기 이음관 내부에 고정시키는 관 고정 부재를 포함하고,
    상기 관 고정 부재는,
    상기 이음관 내부에 끼워지는 씰링과,
    상기 씰링의 전방에 배치되는 제 2 가압링과,
    상기 제 2 가압링의 전방에 배치되는 스토퍼와,
    상기 스토퍼의 전방에 배치되는 제 1 가압링과,
    상기 이음관의 단부와 상기 제 1 가압링의 일부분을 감싸는 클램프 유닛을 포함하고,
    상기 스토퍼의 외측 면과 상기 제 2 가압링의 내측 면은 서로 면접촉하고,
    상기 스토퍼의 외측 면과 상기 제 2 가압링의 내측 면은, 상기 제 1 가압링으로부터 상기 씰링 쪽으로 갈수록 직경이 감소하는 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 관 이음 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스토퍼는 양 단부가 이격되며, C-링의 형태를 포함하는 관 이음 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스토퍼의 내주면에는 하나 또는 다수의 조임 돌기가 돌출되는 것을 특징으로 하는 관 이음 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 가압링은,
    상기 이음관의 내부에 삽입되는 링 바디와,
    상기 링 바디의 전단에서 반경 방향으로 연장되는 링 헤드를 포함하고,
    상기 링 헤드의 전단으로 갈수록 직경이 감소하는 형태로 경사지는 경사면이 상기 링 헤드의 전면에 형성되는 것을 특징으로 하는 관 이음 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 씰링의 외주면은,
    원통부와,
    상기 원통부의 후단에서 연장되는 경사부를 포함하는 관 이음 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 경사부는, 상기 씰링의 전단에서 후단 쪽으로 갈수록 직경이 감소하는 방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 관 이음 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 씰링의 내주면에는 하나 또는 다수의 조임 돌기가 돌출되는 것을 특징으로 하는 관 이음 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 이음관의 단부에는 플랜지가 상기 이음관의 반경 방향 외측으로 연장되고,
    상기 클램프 유닛은 상기 플랜지와 상기 링헤드를 감싸는 것을 특징으로 하는 관 이음 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 클램프 유닛은,
    제 1 클램프;
    일 단부가 상기 제 1 클램프의 일 단부에 회동 가능하게 연결되는 제 2 클램프;
    일 단부가 상기 제 2 클램프의 타 단부에 연결되는 제 3 클램프;
    상기 제 1 클램프의 타 단부와 상기 제 3 클램프의 타 단부를 연결하는 연결 클램프; 및
    상기 제 3 클램프의 타 단부와, 상기 연결 클램프, 및 상기 제 1 클램프의 타 단부를 일체로 결합하는 체결 부재를 포함하는 관 이음 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 체결 부재는,
    상기 제 3 클램프의 타 단부와, 상기 연결 클램프, 및 상기 제 1 클램프의 타 단부를 순차적으로 관통하는 체결 볼트와,
    상기 체결 볼트의 외주면에 끼워지는 와셔와,
    상기 제 1 클램프의 타 단부를 통과한 상기 체결 볼트의 외주면에 끼워지는 체결 너트를 포함하는 관 이음 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 클램프 유닛은, 서로 대칭되는 형상의 제 1 클램프와 제 2 클램프를 포함하고,
    상기 제 1 클램프의 일단과 상기 제 2 클램프의 일 단이 힌지에 의하여 회동 가능하게 연결되며,
    상기 제 1 클램프의 타단과 상기 제 2 클램프의 타단이 체결 볼트에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 관 이음 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 클램프 유닛은,
    원형 또는 이와 유사한 형태로 라운드지며, 양 단부가 분리되는 단일 형상의 클램프를 포함하고,
    상기 클램프의 양 단부는 체결 볼트에 의하여 연결되는 것을 특징으로 하는 관 이음 장치.
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