KR20210136546A - 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연결되는 배관의 기밀을 유지할 수 있음은 물론, 연결된 배관의 헛돎을 방지할 수 있도록 한 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리에 관한 것으로, 밸브 바디 또는 피연결 배관과, 상기 밸브 바디 또는 상기 피연결 배관의 일측 단부에 구비되어 외주면에 수나사산이 형성되는 단부 커넥터와, 상기 단부 커넥터를 통하여 삽입되어 상기 밸브 바디 또는 상기 피연결 배관과 유로가 연통되는 연결 배관과, 상기 연결 배관이 관통되도록 상기 연결 배관의 외주면과 마주보는 내주면을 가지며 상기 단부 커넥터에 끼워지고, 상기 연결 배관에 대하여 제1 각도를 이루며 상기 단부 커넥터의 입구측을 향하여 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 제1 경사면과, 상기 제1 경사면의 단부로부터 상기 단부 커넥터의 입구측을 향하여 연장되어 상기 연결 배관에 대하여 상기 제1 각도보다 작은 제2 각도를 이루며 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 제2 경사면을 포함하는 기밀구와, 상기 연결 배관이 관통되며 상기 수나사산과 맞물리는 암나사산이 내주면에 형성되고, 상기 암나사산과 상기 수나사산이 맞물림에 따라 상기 기밀구를 상기 단부 커넥터의 입구측으로 밀어붙이면서 상기 기밀구의 내주면이 상기 연결 배관의 외주면에 압착 고정되도록 하는 고정 너트와, 상기 기밀구와 상기 고정 너트 사이에 형성되어 상기 기밀구가 상기 단부 커넥터의 입구에 어느 일측으로 치우치게 삽입됨으로써 편심 삽입되는 것을 규제하는 위치결정 수단 및 상기 기밀구의 제1 경사면 측 내주면과 상기 위치결정 수단의 외주면 사이에 결합되는 기밀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리{LEAKAGE PROOF ASSEMBLY FOR PIPES AND VALVES}

본 발명은 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연결되는 배관의 기밀을 유지할 수 있음은 물론, 연결된 배관의 헛돎을 방지할 수 있도록 한 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 볼밸브의 내부에는 널리 알려진 바와 같이 작동레버의 작동으로 인해 볼이 회전하면서 볼에 형성된 통공의 방향을 전환하여 개폐를 이루도록 구성되어 있다.

이러한 볼의 통공과 연결되는 입수구 및 출수구의 끝단 가장자리 부분에는 볼시트를 볼에 밀착되게 하여 물이 입수구, 통공, 출수구를 통과할 때 다른 부분으로 누수되는 것을 방지하고 있다.

이러한 기능을 하는 볼시트는 통상 테프론 재질로 된 볼시트와 금속재질로 된 볼시트 등이 사용된다.

이중 테프론 재질의 볼시트는 어느 정도의 유연성이 있어서 기밀성은 대체로 양호하지만 고온에 약하고 마모율이 높아서 수명이 짧은 단점이 있다.

반대로 금속재로 된 볼시트는 상기 테프론 재질로 된 볼시트의 단점인 온도와 마모에는 강한 면을 보이지만, 금속재 볼시트를 구성할 때는 볼시트의 뒷부분에 탄성을 가하는 스프링을 설치하여야 하므로 이러한 스프링이 설치되는 쪽을 통해 물이 누수되는 문제가 있었다.

또한 금속재로 된 볼시트는 또한 탄성을 가하기 위하여 설치되는 스프링의 탄성을 조절하는 구성이 없어 적절한 마찰력을 얻거나 마찰력을 조절하는 것이 어려운 문제가 있었다.

그리고 기존 3방향 볼밸브의 경우에는 금속재로 된 볼시트를 사용하지 않고 테프론 재질의 볼시트를 적용할 수밖에 없었는데, 그 이유는 3방향 볼밸브의 경우에 스프링이 설치된 금속재 볼시트를 적용하면 일정한 방향으로만 물의 흐름이 정해지지 않은 3방향 밸브의 특성상 수압이 반대로 작용할 경우에는 수압이 스프링을 압축시키면서 볼시트를 밀게 되므로 볼과 볼시트 사이로 누수가 발생하기 때문이다.

상기와 같은 관점에서 발명된 것으로, 등록실용 제20-0383416호의 "금속 볼시트로 구성된 볼밸브의 기밀구조"(이하 선행1)와 등록특허 제10-1136326호의 "극저온용 투피스 볼 밸브"(이하 선행2)등과 같은 것을 들 수 있다.

선행1은 양방향 밸브 또는 3방향 밸브에 있어서, 테프론 재질로 볼시트를 구성하였을 때의 문제점을 회피하기 위하여 금속재로 된 볼시트를 설치하면서 금속재 볼시트의 단점이라 할 수 있는 스프링에 의한 누수를 완전히 차단하고 스프링의 탄성을 조절할 수도 있도록 하려는 것이다.

선행2는 고압 환경하에서 사용될 수 있는 볼 밸브에 관한 것으로서, 어느 일측면으로 분리가능한 어댑터가 연결되며 내부에 스템과 연결되는 볼이 설치되는 바디와; 상기 어댑터의 결합으로 볼의 외면과 밀착되는 PCTFE 재질로 이루어지는 한 쌍의 볼시트와; 상기 어댑터와 바디의 접속에 설치되는 고리 형상으로 구리재질의 어댑터시트와; 상기 스템이 삽입되는 바디의 헤드부 상면에 돌출되게 형성되는 고정핀과; 다수의 오링이 결합되는 대단부를 기준으로 하부 소단부와 상부 소단부가 구비되어 하부 소단부 끝단은 볼과 연결되고 상부 소단부 끝단은 핸들과 결합이 되는 스템과; 상기 스템의 하부 소단부에 끼워지며 상단부에 돌출되는 플랜지가 형성되어 바디 내부의 제1걸림턱에서 맞닿게 되고 PCTFE 재질로 이루어지는 하부스템시트와; 상기 스템의 상부 소단부에 끼워지는 링 형상으로 바디 내부의 제2걸림턱에 맞닿게 되고 PCTFE 재질로 이루어지는 상부스템시트와; 헤드부 상면에 형성된 고정핀이 끼워지는 핀홀이 구비되며 중심부는 상부 소단부가 관통될 수 있는 천공홀이 형성되되, 상기 천공홀 둘레로 일부구간에 걸쳐 돌출되는 제한리브가 구비되는 스톱퍼와; 상기 스템의 상부 소단부 외면으로 돌출되게 결합되어 상기 제한리브의 양단부에서 맞닿게 됨으로써 스템의 회전각도가 규제되도록 하는 제한핀과; 상기 헤드부의 외주면과 결합되며 내경면에 형성되는 가압턱이 상기 스톱퍼의 상면 가장자리에 접촉되어 고정될 수 있도록 하는 캡과; 스템이 관통되는 센터홀이 구비되는 캡의 상부면에 센터홀 주위를 따라 함몰되는 핸들시트 홈에 설치되어 상기 스템의 상단부에 체결되는 핸들의 하부면에 의해 가압되어 기밀을 유지토록 하는 테프론 재질의 핸들시트;를 포함하는 구조이다.

그러나, 선행1은 기밀 구조를 마련하기 위한 금속재의 시트 구조가 매우 복잡하여 제조 원가 및 설계와 제작에 막대한 비용이 발생하게 되는 문제점이 있었으며, 선행2은 어댑터와 이 어댑터를 고정하기 위한 고정 너트 사이에 배치되는 링이 압입되어 고정되는 구조이지만 이러한 고정구조는 링이 연결 배관에 확실하게 압착되지 못함으로 인하여 연결 배관이 헛도는 문제점이 있었던 것이다.

등록실용 제20-0383416호 등록특허 제10-1136326호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 오링이나 패킹 등 별도의 부재가 없이도 연결되는 배관의 기밀을 유지할 수 있음은 물론, 연결된 배관의 헛돎을 방지할 수 있도록 하는 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 밸브 바디 또는 피연결 배관과, 상기 밸브 바디 또는 상기 피연결 배관의 일측 단부에 구비되어 외주면에 수나사산이 형성되는 단부 커넥터와, 상기 단부 커넥터를 통하여 삽입되어 상기 밸브 바디 또는 상기 피연결 배관과 유로가 연통되는 연결 배관과, 상기 연결 배관이 관통되도록 상기 연결 배관의 외주면과 마주보는 내주면을 가지며 상기 단부 커넥터에 끼워지고, 상기 연결 배관에 대하여 제1 각도를 이루며 상기 단부 커넥터의 입구측을 향하여 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 제1 경사면과, 상기 제1 경사면의 단부로부터 상기 단부 커넥터의 입구측을 향하여 연장되어 상기 연결 배관에 대하여 상기 제1 각도보다 작은 제2 각도를 이루며 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 제2 경사면을 포함하는 기밀구와, 상기 연결 배관이 관통되며 상기 수나사산과 맞물리는 암나사산이 내주면에 형성되고, 상기 암나사산과 상기 수나사산이 맞물림에 따라 상기 기밀구를 상기 단부 커넥터의 입구측으로 밀어붙이면서 상기 기밀구의 내주면이 상기 연결 배관의 외주면에 압착 고정되도록 하는 고정 너트와, 상기 기밀구와 상기 고정 너트 사이에 형성되어 상기 기밀구가 상기 단부 커넥터의 입구에 어느 일측으로 치우치게 삽입됨으로써 편심 삽입되는 것을 규제하는 위치결정 수단 및 상기 기밀구의 제1 경사면 측 내주면과 상기 위치결정 수단의 외주면 사이에 결합되는 기밀부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 위치결정 수단은 상기 기밀구와 탈착 가능하게 결합되며, 상기 원뿔대의 밑면을 형성하는 상기 제1 경사면의 시작 단부면과 상기 고정 너트 사이에 형성되는 양단 관통의 압입 링과, 상기 압입 링의 후방 단부 외주면을 따라 외측으로 연장되며, 상기 고정 너트의 내측 단부면에 단차지게 함몰 형성된 플랜지 수용홈에 안착 고정되는 걸림 플랜지를 포함하며, 상기 위치결정 수단은 상기 기밀구와 일체로 형성되거나 상기 기밀구에 탈착 가능하게 분리 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 기밀구는 상기 기밀구의 내주면을 형성하는 것으로, 상기 연결 배관의 외경보다 크거나 같은 내경을 가지며 상기 연결 배관이 관통하는 관통홀과, 상기 기밀구의 내주면을 따라 함몰 형성되는 링 형상홈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기밀부는 상기 압입 링의 외주면에 링 형상으로 함몰 형성되는 요홈과, 상기 요홈에 삽입되는 씰링 부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 밸브 바디 또는 피연결 배관; 밸브 바디 또는 피연결 배관의 일측 단부에 구비되어 외주면에 수나사산이 형성되는 단부 커넥터; 단부 커넥터를 통하여 삽입되어 밸브 바디 또는 피연결 배관과 유로가 연통되는 연결 배관; 연결 배관이 관통되도록 연결 배관의 외주면과 마주보는 내주면을 가지며 단부 커넥터에 끼워지고, 연결 배관에 대하여 제1 각도를 이루며 단부 커넥터의 입구측을 향하여 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 제1 경사면과, 제1 경사면의 단부로부터 단부 커넥터의 입구측을 향하여 연장되어 연결 배관에 대하여 제1 각도 보다 작은 제2 각도를 이루며 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 제2 경사면을 포함하는 기밀구; 및 연결 배관이 관통되며 수나사산과 맞물리는 암나사산이 내주면에 형성되고, 암나사산과 수나사산이 맞물림에 따라 기밀구를 단부 커넥터의 입구측으로 밀어붙이면서 기밀구의 내주면이 연결 배관의 외주면에 압착 고정되도록 하는 고정 너트를 포함하는 것을 특징으로 하여, 오링이나 패킹 등 별도의 부재가 없이도 연결되는 배관의 기밀을 유지할 수 있게 될 것이다.

그리고, 본 발명에 따른 기밀구는, 기밀구의 내주면을 형성하는 것으로, 연결 배관의 외경보다 크거나 같은 내경을 가지며 연결 배관이 관통하는 관통홀과, 기밀구의 내주면을 따라 함몰 형성되는 링 형상홈을 더 구비함으로써, 오링이나 패킹 등 별도의 부재가 없이도 연결되는 배관의 기밀을 유지할 수 있음은 물론, 링 형상홈이 어느 정도 완충 및 보상 구조를 제공함으로써 연결된 배관의 헛돎을 방지할 수 있도록 확실하게 압착 고정된 상태를 유지할 수 있게 될 것이다.

또한, 본 발명에 따른 링 형상홈은, 제1 경사면의 말단부 가장자리와 제2 경사면의 시작단부 가장자리가 맞닿아 형성되는 모서리가 배치되는 위치에 대하여, 모서리로부터 기밀구의 내주면에 대하여 수직한 가상선들이 관통하는 지점을 따라 함몰 형성되도록 함으로써, 기밀구와 연결 배관 사이의 더욱 확실한 압착 고정 구조를 확보함에 따른 기밀 성능의 구현과 동시에, 기밀구의 내주면이 연결 배관의 외주면에 압착됨으로써 연결 배관이 헛도는 것을 미연에 방지할 수 있게 될 것이다.

특히, 본 발명은 장시간 경과에 따라 부식이나 균열 및 파손될 우려가 다분하였던 오링이나 패킹 등과 같은 고무 또는 합성고무 소재의 기밀부재를 일절 사용하지 않고도 확실한 기밀 성능의 유지와 함께 연결 배관의 헛돎 방지 구조까지 확보할 수 있다는 점에서 매우 유용한 효과를 제공한다.

더불어, 본 발명은 위치결정 수단에 의해 기밀구가 단부 커넥터의 입구에 어느 일측으로 치우지게 삽입되는 편심 삽입되는 것을 방지하여 기밀구와 연결 배관 사이에 기밀 성능을 확보할 수 있는 효과를 제공한다.

게다가, 본 발명은 위치결정 수단의 외주면에 결합되는 씰링 부재를 통해 기밀구와 위치결정 수단이 탈착 가능하게 결합되더라도 기밀구와 위치결정 수단 사이로 유체가 유입되는 것을 방지하고, 기밀구와 압입 링을 단단히 고정시킬 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리의 전체적인 구성을 나타낸 분해 측면 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리의 결합 관계를 도시한 분해 측면 및 분해 측단면 개념도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리의 결합 관계를 도시한 측단면 개념도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리의 전체적인 구성을 나타낸 분해 측면 개념도이다.

그리고 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리의 결합 관계를 도시한 분해 측면 및 분해 측단면 개념도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리의 결합 관계를 도시한 측단면 개념도이다.

또한, 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리의 결합 관계를 도시한 분해 측면 및 분해 측단면 개념도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리의 결합 관계를 도시한 측단면 개념도이다.

참고로, 도 1에서 미설명 부호로 11은 레버를, 12는 밸브 스템을 각각 나타내며, 도 3 및 도 5에서 확대 부분은 본 발명의 주요부인 기밀구(40)가 연결 배관(30)의 외주면을 압착 고정하는 상태를 도면 이해의 편의를 돕기 위하여 다소 과장되게 표현한 것이다.

본 발명은 도시된 바와 같이 밸브 바디(10) 또는 피연결 배관(이하 미도시)의 단부 커넥터(20)에 연결 배관(30)을 연결할 때, 기밀구(40)가 단부 커넥터(20)와 연결 배관(30) 사이에 장착되고 고정 너트(50)가 이를 마감하여 체결하되, 위치결정 수단은 기밀구(40)가 단부 커넥터(20)에 정조준되어 안착 고정되도록 한 구조임을 파악할 수 있다.

단부 커넥터(20)는 밸브 바디(10) 또는 피연결 배관의 일측 단부에 구비되어 외주면에 수나사산(21)이 형성되는 것이다.

연결 배관(30)은 단부 커넥터(20)를 통하여 삽입되어 밸브 바디(10) 또는 피연결 배관과 유로가 연통되는 것이다.

기밀구(40)는 연결 배관(30)이 관통되도록 연결 배관(30)의 외주면과 마주보는 내주면을 가지며 단부 커넥터(20)에 끼워지는 것으로, 제1, 2 경사면(41, 42)을 포함한다.

제1 경사면(41)은 연결 배관(30)에 대하여 제1 각도(θ1)를 이루며 단부 커넥터(20)의 입구측을 향하여 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 것이다.

제2 경사면(42)은 제1 경사면(41)의 단부로부터 단부 커넥터(20)의 입구측을 향하여 연장되어 연결 배관(30)에 대하여 제1 각도(θ1)보다 작은 제2 각도(θ2)를 이루며 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 것이다.

또한, 고정 너트(50)는 연결 배관(30)이 관통되며 수나사산(21)과 맞물리는 암나사산(51)이 내주면에 형성되고, 암나사산(51)과 수나사산(21)이 맞물림에 따라 기밀구(40)를 단부 커넥터(20)의 입구측으로 밀어붙이면서 기밀구(40)의 내주면이 연결 배관(30)의 외주면에 압착 고정되도록 하는 것이다.

아울러, 위치결정 수단은 기밀구(40)와 고정 너트(50) 사이에 형성되어 기밀구(40)가 단부 커넥터(20)의 입구에 어느 일측으로 치우치게 삽입됨으로써 편심 삽입되는 것을 규제하는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.

본 발명은 상기와 같은 실시예의 적용이 가능하며 다음과 같은 다양한 실시예의 적용 또한 가능함은 물론이다.

우선, 제2 각도(θ2)는 도 1의 하부 오른쪽과 같이 제1 각도(θ1)보다 08도 내지 2도 작을 수 있다.

제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2)의 차이가 2도를 넘어서면 고정 너트(50)가 돌아들어가는데 심각한 지장이 있으며, 제1 각도(θ1)와 제2 각도(θ2)의 차이가 08도를 밑돌면 제2 경사면(42)이 단부 커넥터(20)의 입구측에 맞물리지 않아 기밀 성능을 구현하기 힘들기 때문이다.

한편, 기밀구(40)는, 기밀구(40)의 내주면을 형성하는 것으로, 연결 배관(30)의 외경보다 크거나 같은 내경을 가지며 연결 배관(30)이 관통하는 관통홀(43)과, 기밀구(40)의 내주면을 따라 함몰 형성되는 링 형상홈(45)을 더 구비할 수 있다.

여기서, 링 형상홈(45)은, 제1 경사면(41)에 대하여 서로 다른 각도를 가진 제2 경사면(42)이 단부 커넥터(20)의 입구측을 파고들어 삽입되면서 고정 너트(50)가 밀어붙여 고정시킬 때 눌려펴지며 압착될 때 어느 정도 형상 변형을 허용하는 보상 구조를 마련하기 위함이다.

이때, 링 형상홈(45)은, 제1 경사면(41)의 말단부 가장자리와 제2 경사면(42)의 시작단부 가장자리가 맞닿아 형성되는 모서리(46)가 배치되는 위치에 대하여, 모서리(46)로부터 기밀구(40)의 내주면에 대하여 수직한 가상선(ℓ)들이 관통하는 지점을 따라 함몰 형성되는 것을 파악할 수 있다.

한편, 본 발명은 단부 커넥터(20)의 입구측 내부 가장자리를 따라 경사지게 절개 형성되어 기밀구(40)의 삽입을 안내하는 삽입안내 사면(22)을 더 구비할 수도 있다.

삽입안내 사면(22)이 연결 배관(30)의 외주면에 대하여 이루는 각도는 제1 경사면(41)과 동일한 제1 각도(θ1)로 형성되는 것이 바람직하며, 삽입안내 사면(22)이 형성된 단부 커넥터(20)의 입구측 공간은 기밀구(40) 전체를 수용할 수 있을 정도의 깊이로 형성되도록 할 수 있을 것이다.

한편, 위치결정 수단은 도 1과 함께 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 크게 압입 링(60)과 걸림 플랜지(63)를 포함하는 구성으로 하여 기밀구(40)가 단부 커넥터(20)에 대하여 어느 한쪽으로 치우침이 없이 정확한 위치에 안착 고정되도록 하는 역할을 수행하기 위하여 마련된 것이다.

즉, 위치결정 수단은 기밀구(40)의 편심 삽입을 방지하고 단부 커넥터(20)의 입구측 공간, 다시말해 삽입안내 사면(22)의 전체면에 균일하게 접촉 안내되면서 단부 커넥터(20)의 정중앙에 기밀구(40)가 삽입되게 유도 안내하는 역할을 수행하기 위한 것이다.

여기서, 압입 링(60)은 전술한 원뿔대의 밑면을 형성하는 제1 경사면(41)의 시작 단부면과 고정 너트(50) 사이에 형성되는 양단 관통의 부재이다.

이때, 걸림 플랜지(63)는 압입 링(60)의 후방 단부 외주면을 따라 외측으로 연장되며, 고정 너트(50)의 내측 단부면에 단차지게 함몰 형성된 플랜지 수용홈(53)에 안착 고정되는 것이다.

이러한 위치결정 수단은, 도 2 및 도 3과 같이 기밀구(40)와 일체로 형성되거나 도 4 및 도 5와 같이 기밀구(40)에 탈착 가능하게 분리 형성되도록 함으로써, 설치 환경에 따른 다양한 선택지를 작업자에게 제시함으로써 설계 자유도를 높일 수 있을 것이다.

이때, 상기 기밀구(40)의 제1 경사면(41) 측 내주면과 상기 위치결정 수단의 외주면 사이에는 기밀부(미도시)가 형성되며, 기밀부는 상기 기밀구(40)와 위치결정 수단이 접촉되는 경계로 유체가 유입되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상세하게는, 상기 기밀부는 압입 링(60)의 외주면에 링 형상으로 함몰 형성되는 요홈(64)과, 상기 요홈에 삽입되는 씰링 부재(65)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 요홈(64)은 압입 링(60)의 외주면을 따라 링 형상으로 함몰 형성되어 씰링 부재(65)가 수용되고, 씰링 부재(65)는 기밀구(40)와 압입 링(60)이 접촉되는 간극으로 유체가 유입되는 것을 방지하도록 마련된다.

한편, 작업자는 도 2와 같이 연결 배관(30)에 너트(50)와 위치결정 수단이 형성된 기밀구(40)를 순차적으로 관통시키고, 연결 배관(30)을 단부 커넥터(20)의 삽입안내 사면(22)을 통해 삽입한 다음, 제1 경사면(41)이 삽입안내 사면(22)을 따라 미끄러져 들어가게 될 것이다.

이후, 제2 경사면(42)은 제1 경사면(41) 및 삽입안내 사면(22)과 다른 제2 각도(θ2)를 가지고 있기에 기밀구(40)는 전체적으로 삽입안내 사면(22)에 들어가지는 않을 것이다.

계속하여 고정 너트(50)의 암나사산(51)이 단부 커넥터(20)의 수나사산(21)과 맞물려 나사결합해 이동하여 들어감에 따라 제2 경사면(42)은 점차 삽입안내 사면(22)에 눌려져 연결 배관(30)의 외주면을 향하여 압착되고, 이에 따라 링 형상홈(45) 또한 약간 수축하면서 도 3의 확대부와 같이 견고한 압착 고정 상태가 형성되는 것이다.

이와 동시에 위치결정 수단의 걸림 플랜지(63)는, 고정 너트(50)의 암나사산(51)이 단부 커넥터(20)의 수나사산(21)과 맞물려 나사결합해 이동하여 들어감에 따라 고정 너트(50)의 내측 단부면에 단차지게 함몰 형성된 플랜지 수용홈(53)과 정확하게 맞물려 삽입안내 사면(22)측으로 압입됨으로써 기밀구(40)의 편심 삽입을 방지하면서 연결 배관(30)의 외주면을 따라 기밀구(40)의 전방 단부가 균일하게 압착 고정되도록 한다.

따라서, 연결 배관(30)은 도 3과 같이 위치결정 수단이 구비된 기밀구(40)와 고정 너트(50)에 의하여 체결 완료된 이후에는 헛돌거나 하는 일이 없이, 단부 커넥터(20)와 연통된 유로를 형성하면서도 기밀 유지와 함께 정확한 위치에 견고하게 체결된 상태 또한 유지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명은 도 4 및 도 5와 같이 원뿔대의 밑면을 형성하는 제1 경사면(41)의 시작 단부면에 단차지게 함몰 형성되어 기밀구(40)의 중심부에 배치되고, 기밀구(40)의 내주면을 형성하며 연결 배관(30)이 관통하는 관통홀(43)보다 큰 직경을 가지는 링 형상의 단턱링 홈(44)을 더 구비할 수도 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 압입 링(60)은 단턱링 홈(44)에 전방 단부(61)가 안착되고, 연결 배관(30)이 관통하는 양단 관통의 부재로 제공될 수 있을 것이다.

아울러, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 걸림 플랜지(63)는 압입 링(60)의 후방 단부(62) 외주면을 따라 외측으로 연장되고, 이러한 걸림 플랜지(63)는 고정 너트(50)의 내측 단부면에 단차지게 함몰 형성된 플랜지 수용홈(53)에 안착 고정될 수도 있음은 물론이다.

따라서, 작업자는 도 4와 같이 연결 배관(30)에 고정 너트(50)와 위치결정 수단 및 기밀구(40)를 순차적으로 관통시키고, 연결 배관(30)을 단부 커넥터(20)의 삽입안내 사면(22)을 통해 삽입하면, 제1 경사면(41)이 삽입안내 사면(22)을 따라 미끄러져 들어가게 될 것이다.

이때, 위치결정 수단의 압입 링(60)의 전방 단부(61)를 기밀구(40)의 단턱링 홈(44)에 안착시킨 채로 고정 너트(50)를 단부 커넥터(20)와 체결시킬 수 있을 것이다.

이후, 제2 경사면(42)은 제1 경사면(41) 및 삽입안내 사면(22)과 다른 제2 각도(θ2)를 가지고 있기에 기밀구(40)는 전체적으로 삽입안내 사면(22)에 들어가지는 않을 것이다.

계속하여 고정 너트(50)의 암나사산(51)이 단부 커넥터(20)의 수나사산(21)과 맞물려 나사결합해 이동하여 들어감에 따라 제2 경사면(42)은 점차 삽입안내 사면(22)에 눌려져 연결 배관(30)의 외주면을 향하여 압착되고, 이에 따라 링 형상홈(45) 또한 약간 수축하면서 도 5의 확대부와 같이 견고한 압착 고정 상태가 형성되는 것이다.

이와 동시에 위치결정 수단의 걸림 플랜지(63)는, 고정 너트(50)의 암나사산(51)이 단부 커넥터(20)의 수나사산(21)과 맞물려 나사결합해 이동하여 들어감에 따라 고정 너트(50)의 내측 단부면에 단차지게 함몰 형성된 플랜지 수용홈(53)과 정확하게 맞물려 삽입안내 사면(22)측으로 압입됨으로써 기밀구(40)의 편심 삽입을 방지하면서 연결 배관(30)의 외주면을 따라 기밀구(40)의 전방 단부가 균일하게 압착 고정되도록 한다.

따라서, 연결 배관(30)은 도 5와 같이 위치결정 수단이 안착 고정된 기밀구(40)와 고정 너트(50)에 의하여 체결 완료된 이후에는 헛돌거나 하는 일이 없이, 단부 커넥터(20)와 연통된 유로를 형성하면서도 기밀 유지와 함께 정확한 위치에 견고하게 체결된 상태 또한 유지할 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 배관 및 밸브용 기밀 어셈 블리의 작용 및 효과에 대하여 다음과 같이 살펴보고자 한다.

우선, 본 발명은 밸브 바디(10) 또는 피연결 배관; 밸브 바디(10) 또는 피연결 배관의 일측 단부에 구비되어 외주면에 수나사산(21)이 형성되는 단부 커넥터(20); 단부 커넥터(20)를 통하여 삽입되어 밸브 바디(10) 또는 피연결 배관과 유로가 연통되는 연결 배관(30); 연결 배관(30)이 관통되도록 연결 배관(30)의 외주면과 마주보는 내주면을 가지며 단부 커넥터(20)에 끼워지고, 연결 배관(30)에 대하여 제1 각도(θ1)를 이루며 단부 커넥터(20)의 입구측을 향하여 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 제1 경사면(41)과, 제1 경사면(41)의 단부로부터 단부 커넥터(20)의 입구측을 향하여 연장되어 연결 배관(30)에 대하여 제1 각도(θ1)보다 크거나 작은 제2 각도(θ2)를 이루며 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 제2 경사면(42)을 포함하는 기밀구(40); 연결 배관(30)이 관통되며 수나사산(21)과 맞물리는 암나사산(51)이 내주면에 형성되고, 암나사산(51)과 수나사산(21)이 맞물림에 따라 기밀구(40)를 단부 커넥터(20)의 입구측으로 밀어붙이면서 기밀구(40)의 내주면이 연결 배관(30)의 외주면에 압착 고정되도록 하는 고정 너트(50); 및 기밀구(40)와 고정 너트(50) 사이에 형성되어 기밀구(40)가 단부 커넥터(20)의 입구에 어느 일측으로 치우치게 삽입됨으로써 편심 삽입되는 것을 규제하는 위치결정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하여, 오링이나 패킹 등 별도의 부재가 없이도 연결되는 배관의 기밀을 유지할 수 있음은 물론, 연결된 배관의 헛돎을 방지함과 동시에 정확한 위치에 안착 고정되도록 할 수 있게 될 것이다.

그리고 본 발명에 따른 기밀구(40)는, 기밀구(40)의 내주면을 형성하는 것으로, 연결 배관(30)의 외경보다 크거나 같은 내경을 가지며 연결 배관(30)이 관통하는 관통홀(43)과, 기밀구(40)의 내주면을 따라 함몰 형성되는 링 형상 홈(45)을 더 구비함으로써, 오링이나 패킹 등 별도의 부재가 없이도 연결되는 배관의 기밀을 유지할 수 있음은 물론, 링 형상홈(45)이 어느 정도 완충 및 보상 구조를 제공함으로써 연결된 배관의 헛돎을 방지할 수 있도록 확실하게 압착 고정된 상태를 유지할 수 있게 될 것이다.

또한, 본 발명에 따른 위치결정 수단은, 전술한 원뿔대의 밑면을 형성하는 제1 경사면(41)의 시작 단부면과 고정 너트(50) 사이에 형성되는 양단 관통의 압입 링(60)과, 압입 링(60)의 후방 단부 외주면을 따라 외측으로 연장되며, 고정 너트(50)의 내측 단부면에 단차지게 함몰 형성된 플랜지 수용홈(53)에 안착 고정되는 걸림 플랜지(63)를 포함하며, 위치결정 수단은, 기밀구(40)와 일체로 형성되거나 기밀구(40)에 탈착 가능하게 분리 형성되도록 함으로써, 기밀구(40)가 단부 커넥터(20)에 대하여 어느 한쪽으로 치우침이 없이 정확한 위치에 안착 고정되도록 유도 안내하므로 기밀구(40)와 연결 배관(30) 사이의 더욱 정확하고 확실한 압착 고정 구조를 확보할 수 있게 됨은 물론, 설치 환경에 따른 다양한 선택지를 작업자에게 제시함으로써 설계 자유도를 높이면서 제각각인 수요자의 요구에 적극적인 대응이 가능한 신뢰도 높은 제품의 제공이 가능하게 될 것이다.

특히, 본 발명은 장시간 경과에 따라 부식이나 균열 및 파손될 우려가 다분하였던 오링이나 패킹 등과 같은 고무 또는 합성고무 소재의 기밀부재를 일절 사용하지 않고도 확실한 기밀 성능의 유지와 함께 연결 배관(30)의 헛돎 방지 구조까지 확보할 수 있다는 점에서 매우 유용한 발명인 것이다.

이상과 같이 본 발명은 오링이나 패킹 등 별도의 부재가 없이도 연결되는 배관의 기밀을 유지할 수 있음은 물론, 연결된 배관의 헛돎을 방지함과 동시에 정확한 위치에 안착 고정되도록 하는 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리를 제공하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

10 : 밸브 바디
11 : 레버
12 : 밸브 스템
20 : 단부 커넥터
21 : 수나사산
22 : 삽입안내 사면
30 : 연결 배관
40 : 기밀구
41 : 제1 경사면
42 : 제2 경사면
43 : 관통홀
44 : 단턱링 홈
45 : 링 형상홈
46 : 모서리
50 : 고정 너트
51 : 암나사산
53 : 플랜지 수용홈
60 : 압입 링
61 : 압입 링(60)의 전방 단부
62 : 압입 링(60)의 후방 단부
63 : 걸림 플랜지
64 : 요홈
65 : 씰링 부재
ℓ : 가상선
θ1 : 제1 각도
θ2 : 제2 각도

Claims (4)

1. 밸브 바디 또는 피연결 배관;
   상기 밸브 바디 또는 상기 피연결 배관의 일측 단부에 구비되어 외주면에 수나사산이 형성되는 단부 커넥터;
   상기 단부 커넥터를 통하여 삽입되어 상기 밸브 바디 또는 상기 피연결 배관과 유로가 연통되는 연결 배관;
   상기 연결 배관이 관통되도록 상기 연결 배관의 외주면과 마주보는 내주면을 가지며 상기 단부 커넥터에 끼워지고, 상기 연결 배관에 대하여 제1 각도를 이루며 상기 단부 커넥터의 입구측을 향하여 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 제1 경사면과, 상기 제1 경사면의 단부로부터 상기 단부 커넥터의 입구측을 향하여 연장되어 상기 연결 배관에 대하여 상기 제1 각도보다 작은 제2 각도를 이루며 하향 경사지게 원뿔대 형상으로 형성되는 제2 경사면을 포함하는 기밀구;
   상기 연결 배관이 관통되며 상기 수나사산과 맞물리는 암나사산이 내주면에 형성되고, 상기 암나사산과 상기 수나사산이 맞물림에 따라 상기 기밀구를 상기 단부 커넥터의 입구측으로 밀어붙이면서 상기 기밀구의 내주면이 상기 연결 배관의 외주면에 압착 고정되도록 하는 고정 너트;
   상기 기밀구와 상기 고정 너트 사이에 형성되어 상기 기밀구가 상기 단부 커넥터의 입구에 어느 일측으로 치우치게 삽입됨으로써 편심 삽입되는 것을 규제하는 위치결정 수단; 및
   상기 기밀구의 제1 경사면 측 내주면과 상기 위치결정 수단의 외주면 사이에 결합되는 기밀부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 위치결정 수단은,
   상기 기밀구와 탈착 가능하게 결합되며, 상기 원뿔대의 밑면을 형성하는 상기 제1 경사면의 시작 단부면과 상기 고정 너트 사이에 형성되는 양단 관통의 압입 링과,
   상기 압입 링의 후방 단부 외주면을 따라 외측으로 연장되며, 상기 고정 너트의 내측 단부면에 단차지게 함몰 형성된 플랜지 수용홈에 안착 고정되는 걸림 플랜지를 포함하며,
   상기 위치결정 수단은, 상기 기밀구와 일체로 형성되거나 상기 기밀구에 탈착 가능하게 분리 형성되는 것을 특징으로 하는 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 기밀구는,
   상기 기밀구의 내주면을 형성하는 것으로, 상기 연결 배관의 외경보다 크거나 같은 내경을 가지며 상기 연결 배관이 관통하는 관통홀과,
   상기 기밀구의 내주면을 따라 함몰 형성되는 링 형상홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 기밀부는,
   상기 압입 링의 외주면에 링 형상으로 함몰 형성되는 요홈과, 상기 요홈에 삽입되는 씰링 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관 및 밸브용 이중 기밀 어셈블리.

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