KR20220164166A - 그루브 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 그루브 조인트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼트와 너트를 가 조립한 상태에서 작업을 진행할 때 파이프의 삽입이 용이하며 동시에 파이프에 흐르는 유체의 압력을 충분히 높일 수 있도록 된 그루브 조이트에 관한 것이다.
본 발명은 하부 개방형 아치 형태로 구성되며 둘레 양단에는 상부 이어패널이 형성되고 내부에는 아치형 상부 패킹홈이 형성되며 폭 방향 양측에는 대응하는 파이프의 그루브를 가압하도록 상부 가압부가 내경 측으로 돌출 형성된 상부 세그먼트와, 상부 개방형 아치 형태로 구성되며 둘레 양단에는 하부 이어패널이 형성되고 내부에는 아치형 하부 패킹홈이 형성되며 폭 방향 양측에는 대응하는 파이프의 그루브를 가압하도록 하부 가압부가 형성된 하부 세그먼트와, 상,하부 패킹홈에 내입되어 파이프를 밀봉하는 패킹으로 구성되어, 상,하부 이어패널을 통해 볼트와 너트를 결합하여 파이프를 결합하는 그루브 조인트에 있어서, 상기 파이프 결합시 상부 가압부 및 하부 가압부의 삽입되는 면적이 그루브 측면 전체 면적의이 30% 내지 70% 인 그루브 조인트를 제공한다.

Description

그루브 조인트{groove joint}

본 발명은 그루브 조인트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼트와 너트를 가 조립한 상태에서 작업을 진행할 때 파이프의 삽입이 용이하며 동시에 파이프에 흐르는 유체의 압력을 충분히 높일 수 있도록 된 그루브 조이트에 관한 것이다.

유체가 흐르는 파이프 사이를 연결하는 조인트는 결합강도를 높이기 위하여 맞닿는 파이프의 단부에 그루브(groove)를 형성하고, 이 그루브에 세그먼트의 가압돌부가 삽입되어 파이프가 분리되려고 하는 힘을 제어하도록 구비된다.

이와 같이 파이프의 양단에 그루브를 형성하고 파이프를 연결하는 조인트를 그루브 조인트(groove joint)라고 한다.

이러한 그루브 조인트는 아치 형태의 상부 클램프와 하부 클램프가 대응되게 구성되며, 그 각각의 상,하부 클램프의 둘레방향 양단에는 서로 결합력을 가질 수 있도록 볼트와 너트 결합되는 이어패널이 구성되고, 폭 방향 양측에는 파이프의 가압력을 부여하기 위한 가압돌부가 구성된다.

그리고 상,하부 클램프의 결합된 상태에서는 그 내부에 환형 패킹이 수용된다.

즉, 파이프를 연결함에 있어, 먼저 패킹의 양측에 파이프의 단부를 삽입시킨 상태에서 그 패킹의 상부 및 하부를 상,하부 클램프로 감싸 패킹을 수용 및 양단의 이어패널을 이용하여 볼트와 너트 결합하여 패킹의 가압력에 의해 밀봉하는 한편 가압돌부를 통해 파이프를 가압 고정하게 된다.

이와 같은 그루브 조인트의 일예가 네이버 블로그 https://blog.naver.com/gplim70/220976608096 (이하, '선행기술문헌 1)에 개시되어 있다.

도 1은 선행기술문헌 1에 개시된 종래의 그루브 조인트를 개시한 블로그에 개시된 카다로그의 일부를 나타내는 사진이다.

도 1에 개시된 바와 같이 그루브가 형성된 파이프의 사이에 한쌍의 세그먼트가 배치되고, 파이프 사이에 패킹이 끼워지며 세그먼트의 양측에 형성된 홈을 통하여 볼트와 너트를 결합하고 가압함으로 두 파이프를 연결하였다. 여기서 조인트는 파이프의 분리되는 방향으로 작용하는 압력을 견디도록 하기 위하여 그루브 조인트의 양측에 형성된 가압부가 파이프의 그루브에 삽입되어 파이프가 축방향으로 이동하는 것을 차단하게 된다.

통상 조인트의 조립시 작업의 편의성을 위하여 볼트와 너트를 가조립한 상태에서 작업을 진행하는 데 각 세그먼트 사이의 간격이 좁게 되면 가조립시 가압부의 가장자리가 파이프에 걸려서 작업이 어려운 문제점이 있다,

아울러 가압부의 가장자리가 파이프에 삽입시 걸리지 않도록 하기 위해서는 가장자리의 직경을 늘리는 등 다양한 방법이 있지만 결합 후 파이프를 흐르는 유체의 압력을 높일 수 없으므로 이 또한 어려운 문제점이다.

아울러 패킹을 상부의 하우징에 가고정된 상태로 작업을 진행해야 하지만 패킹이 상부의 하우징으로부터 탈락해서 작업이 어려운 문제점이 있다.

1. https://blog.naver.com/gplim70/220976608096 (2017. 4. 6 공개)

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 볼트와 너트를 가조립한 상태에서 작업을 진행할 때 파이프의 삽입이 용이하며 동시에 파이프에 흐르는 유체의 압력을 충분히 높일 수 있도록 된 그루브 조인트를 제공하는 데 목적이 있다.

아울러 본 발명은 패킹이 상부 세그먼트로부터 이탈하는 것을 방지하도록 된 그루브 조인트를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 하부 개방형 아치 형태로 구성되며 둘레 양단에는 상부 이어패널이 형성되고 내부에는 아치형 상부 패킹홈이 형성되며 폭 방향 양측에는 대응하는 파이프의 그루브를 가압하도록 상부 가압부가 내경 측으로 돌출 형성된 상부 세그먼트와, 상부 개방형 아치 형태로 구성되며 둘레 양단에는 하부 이어패널이 형성되고 내부에는 아치형 하부 패킹홈이 형성되며 폭 방향 양측에는 대응하는 파이프의 그루브를 가압하도록 하부 가압부가 형성된 하부 세그먼트와, 상,하부 패킹홈에 내입되어 파이프를 밀봉하는 패킹으로 구성되어, 상,하부 이어패널을 통해 볼트와 너트를 결합하여 파이프를 결합하는 그루브 조인트에 있어서, 상기 파이프 결합시 상부 가압부 및 하부 가압부의 삽입되는 면적이 그루브 측면 전체 면적의이 30% 내지 70% 인 그루브 조인트를 제공한다.

여기서 상기 가압부와 하부 가압부는 중심에서 단부로 갈수록 반경방향 외측으로 확장되는 단차가 형성되는 것이 바람직하다.

아울러 상기 단차는 외측으로 경사지게 형성되는 것입 바람직하다.

또한 상기 상부 패킹홈의 내측면에 범프가 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명에 따른 그루브 조인트는 파이프 결합시 상부 가압부 및 하부 가압부의 삽입되는 면적이 그루브 측면 전체 면적의이 30% 내지 70%가 되도록 구비함에 따라 볼트와 너트를 가조립한 상태에서 작업할 때 그루브 조인트의 진입이 양호함과 동시에 그루브에 삽입된 가압부가 파이프가 분리되는 방향으로 발생하는 힘을 충분히 견딜 수 있다.

또한 본 발명에 따른 그루브 조인트는 중심에서 단부로 갈수록 반경방향 외측으로 확장되는 단차가 형성되므로 구르브 조인트이 진입이 더욱 양호하다.

아울러 본 발명에 따른 그루브 조인트는 상기 단차는 외측으로 경사지게 형성되므로 패킹의 손상을 미연에 방지할 수 있다.

더불어 본 발명에 따른 구르부 조인트는 상부 패킹홈의 내측면에 범프가 형성되므로 패킹이 상부 세그먼트로부터 탈락하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 선행기술문헌 1에 개시된 종래의 그루브 조인트를 개시한 블로그에 개시된 카다로그의 일부를 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 조인트를 나타내는 분리사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 조인트가 설치된 상태를 나타대는 외관사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 조인트의 상부 세그먼트 프로파일을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 조인트가 파이프에 결합된 상태의 그루브의 측면과 상부 세그먼트의 가압부를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 그루브 조인트의 일실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 조인트를 나타내는 분리사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 조인트가 설치된 상태를 나타대는 외관사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 조인트의 상부 세그먼트 프로파일을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 조인트가 파이프에 결합된 상태의 그루브의 측면과 상부 세그먼트의 가압부를 설명하기 위한 도면이며, 도 6는 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 조인트의 상부 세그먼트의 일부 단면도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 그루브 조인트는 폭 방향 양측에는 대응하는 파이프(P) 그루브를 가압하도록 상부 가압부(12)가 내경 측으로 돌출 형성된 상부 세그먼트(10)와, 상기 상부 세그먼트(10)와 대향하며 폭 방향 양측에는 대응하는 파이프(P) 그루브를 가압하도록 하부 가압부(22)가 형성된 하부 세그먼트(22)와, 상기 상부 세그먼트(10)와 하부 세그먼트(20) 사이에 설치되어 파이프(P)사이를 밀봉하는 패킹(미도시)으로 구성된다.

여기서 패킹은 본 발명의 특징이 아닌 종래 기술에 따른 패킹을 사용함에 따라 당업자에게 잘 알려진 기술이므로 도시 및 설명을 생략하도록 한다.

상기 상부 세그먼트(10)는 하부가 개방된 아치 형태로 구성된다. 상기 아치 형태의 상부 세그먼트(10) 둘레의 양단에는 상부 이어패널(14)이 형성되고, 내부에는 패킹이 삽입되는 상부 패킹홈(16)이 형성된다. 아울러 상부 세그먼트(10)의 아치 형태의 폭 방향 양측에는 대응하는 파이프(P) 그루브를 가압하도록 상부 가압부(12)가 내경 측으로 돌출 형성된다.

여기서 상기 상부 세그먼트(10)의 상부 가압부(12)는 도 2 또는 도 4의 상세부에 도시된 바와 같이 중심에서 단부로 갈수록 반경방향 외측으로 확장되는 단차(18)가 형성된다. 따라서 상기 상부 세그먼트(10) 둘레의 양단은 중심보다 반경이 크게 형성되어 조인트를 가조립한 상태에서 작업할 때 파이프의 간섭으로 인한 조인트의 진입이 가능하다..

아울러 상기 상부 세그먼트(10)의 단차(18)는 외측으로 경사지게 형성되므로 패킹을 상부 패킹홈(16)에 삽입하고 가압할 때 단차의 모서리에 의해서 손상받는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한 상기 상부 패킹홈(16)의 내측면에 범프(19)가 형성되어 있다. 상기 범프(19)는 상기 패킹이 상부 세그먼트(10)의 상부 패킹홈(16)에 삽입할 때 가고정이 가능하므로 작업시 패킹이 상부 패킹홈(16)으로부터 탈락하는 것을 미연에 방지할 수 있다

상기 하부 세그먼트(20)는 상부가 개방된 아치 형태로 구성된다. 상기 아치 형태의 하부 세그먼트(20) 둘레의 양단에는 상부 이어패널(24)이 형성되고, 내부에는 패킹이 삽입되는 하부 패킹홈(26)이 형성된다. 아울러 하부 세그먼트(20)의 아치 형태의 폭 방향 양측에는 대응하는 파이프(P) 그루브를 가압하도록 하부 가압부(12)가 내경 측으로 돌출 형성된다.

여기서 상기 하부 세그먼트(20)의 하부 가압부(22)는 중심에서 단부로 갈수록 반경방향 외측으로 확장되는 단차(28)가 형성된다. 따라서 상기 하부 세그먼트(20) 둘레의 양단은 중심보다 반경이 크게 형성되어 조인트를 가조립한 상태에서 작업할 때 파이프의 간섭으로 인한 조인트의 진입이 가능하다..

아울러 상기 하부 세그먼트(20)의 단차(28)는 외측으로 경사지게 형성되므로 패킹을 하부 패킹홈(26)에 삽입하고 가압할 때 단차의 모서리에 의해서 손상받는 것을 미연에 방지할 수 있다.

이러한 그루브 조인트는 상부 세그먼트(10)의 상부 이어패널(14)과 하부 세그먼트(20)의 하부 이어패널(24)에 볼트(32)와 너트(34)를 삽입한 후 가조립한다.

여기서 상기 가조립시 너트(34)가 볼트(32)의 선단 몇개의 나사산에만 치합되므로 함으로서 볼트(32)의 길이방향으로 유격이 가능하도록 한다. 이러한 유격에 의해 상부 세그먼트(10))와 하부 세그먼트(20) 서로 이격된 상태에서 작업자가 작업할 수 있다.

상기 파이프(P) 결합시 상기 상부 세그먼트(10)의 상부 가압부(12) 및 상기 하부 세그먼트(20)의 하부 가압부(22)가 상기 파이프(P) 그루브(G)에 삽입되는 데 이 때 상부 가압부(12) 및 하부 가압부(24)의 삽입되는 면적이 그루브 전체 면적의 30% 내지 70% 인 것이 바람직하다.

상기 파이프(P) 그루브(G)에 삽입되는 데 이 때 상부 가압부(12) 및 하부 가압부(24)의 삽입되는 면적은 도 5에 도시된 빗금친 면적과 같다.

여기서 상부 가압부(12) 및 하부 가압부(24)의 삽입되는 면적이 그루브 측면 전체 면적의 30% 미만이면 파이프(P) 유체의 압력에 의해 파이프(P) 서로 분리되는 방향으로 힘을 받게 되는데 이 힘을 파이프(P) 저항하지 못하고 가압부(12, 22) 그루브(G)를 이탈하여 파이프의 결합부가 터질 수 있다.

반면에 상기 파이프(P) 결합시 상부 가압부(12) 및 하부 가압부(24)의 삽입되는 면적이 그루브(G) 측면 전체 면적의 70%를 초과하면 조인트가 부담할 수 있는 유체의 압력이 크게 상승하지 않으면서 조인트의 단부의 직경이 과도하게 작아지므로 가조립시 조인트가 파이프(P) 진입하는 어려움이 있다.

또한 상기 상부 가압부(12) 및 하부 가압부(22)는 그루브로부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여 필요시 내측면에 엠보싱 가공을 할 수 있음은 몰론이다.

또한 통상적으로 파이프(P) 그루브를 현장에서 가공할 때 그루브와 파이프의 연결부가 가공시 라운?壅프嗤? 본 발명에서는 그루브 조인트의 허용압력을 높이기 위하여 라운딩되지 않도록 공장에서 선반을 통하여 미리 파이프의 외주면을 가공할 수도 있다.

10 : 상부 세그먼트
12 : 상부 가압부
14 : 상부 이어패널
16 : 상부 패킹홈
18 : 단차
19 : 범프
20 : 하부 세그먼트
22 : 하부 가압부
24 : 상부 이어패널
26 : 상부 패킹홈
32 : 볼트
34 : 너트
G : 그루브
P : 파이프

Claims (4)

1. 하부 개방형 아치 형태로 구성되며 둘레 양단에는 상부 이어패널이 형성되고 내부에는 아치형 상부 패킹홈이 형성되며 폭 방향 양측에는 대응하는 파이프의 그루브를 가압하도록 상부 가압부가 내경 측으로 돌출 형성된 상부 세그먼트와, 상부 개방형 아치 형태로 구성되며 둘레 양단에는 하부 이어패널이 형성되고 내부에는 아치형 하부 패킹홈이 형성되며 폭 방향 양측에는 대응하는 파이프의 그루브를 가압하도록 하부 가압부가 형성된 하부 세그먼트와, 상,하부 패킹홈에 내입되어 파이프를 밀봉하는 패킹으로 구성되어, 상,하부 이어패널을 통해 볼트와 너트를 결합하여 파이프를 결합하는 그루브 조인트에 있어서
   상기 파이프의 결합시 상부 가압부 및 하부 가압부의 삽입되는 면적이 그루브 전체 면적의 30% 내지 70% 인 것을 특징으로 하는 그루브 조인트.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 가압부와 하부 가압부는 중심에서 단부로 갈수록 반경방향 외측으로 확장되는 단차가 형성된 것을 특징으로 하는 그루브 조인트.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 단차는 외측으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 그루브 조인트.
4. 청구항 1 또는 청구항 전2에 있어서,
   상기 상부 패킹홈의 내측면에 범프가 형성된 것을 특징으로 하는 그루브 조인트.

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