KR20230088134A - 조인트 패킹 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조인트 패킹에 관한 것으로서, 구체적으로 제1관과 제2관을 상호 연결하기 위해 상기 제2관의 단부에 형성된 확관부와 상기 제1관 사이에 삽입되어 실링을 수행할 수 있는 패킹에 있어서, 상기 패킹은, 링 형상으로 이루어지고 단면이 사각형을 이루는 본체; 상기 본체의 상부면에 'V' 형상으로 형성되어 상기 본체가 측방향으로 팽창하도록 하는 노치; 상기 본체의 하부면으로부터 연장 형성되고 상기 제1관이 삽입되는 방향으로 경사지게 형성되어 상기 제1관에 밀착되는 제1기밀돌기; 상기 제1기밀돌기의 일측에 이격되어 상기 본체의 하부면으로부터 연장 형성되고, 상기 제1기밀돌기와 동일한 방향으로 경사지게 형성되어 상기 확관부에 밀착되는 제2기밀돌기;를 포함하여 이루어지되, 상기 제1기밀돌기와 제2기밀돌기 사이에는 'U'형상의 밀착유도홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

조인트 패킹{Joint packing}

본 발명은 패킹에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 배관을 연결할 때 연결부에 삽입하여 유체의 누설을 방지하고 기밀을 유지하는 조인트 패킹에 관한 것이다.

가정의 상하수도용 배관 연결은 견고함과 더불어 시공이 간편한 것을 요구하며, 일반적으로 취급이 용이한 적절한 길이로 절단하여 제작되고, 현장에서 필요한 형태로 배열하여 상하수도 배관의 방향에 따라 소켓(socket), 리듀서(reducer), 티(Tee), 엘보우(elbow) 등을 이용하여 나사 결합 또는 강제로 끼워 맞춤하는 방법을 사용하여 연결해왔다.

두 배관을 연결할 때 일반적으로 내부의 유체가 누수되지 않도록 연결부에 실링부재로 패킹을 사용한다.

도 1은 종래 배관 연결용 패킹을 사용한 배관 연결 예시도이고, 도 2는 종래 배관 연결용 패킹을 나타내는 사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 제1관(1)과 제2관(2)을 서로 연결하는 경우, 상기 제1관(1)을 제2관(2) 내부에 삽입하여 중첩시키고, 상기 제1관(1) 측에는 제1가압플랜지(3)를 장착하며, 상기 제2관(2) 측에는 제2가압플랜지(4)를 장착한 후 상기 제1가압플랜지(3)와 제2가압플랜지(4)를 볼트(5) 및 너트(6)로 체결하여 연결할 수 있다.

이때, 상기 제1관(1)이 제2관(2)에 삽입될 수 있도록 상기 제2관(2)의 단부는 내경이 확장된 확장부()가 형성되게 하고, 상기 제1관(1)과 확장부() 사이에 형성되는 공간에 링 형상의 패킹(7)을 삽입한다.

그리고 상기 제1관(1)과 제1가압플랜지(3) 사이에 링 형상의 지지링(8)을 삽입하는데, 지지링(8)은 SUS 재질로 이루어질 수 있고, 내주면에는 상기 제1관(1)의 외주면의 원주방향을 따라 오목하게 형성된 환형지지홈(1a)에 삽입되어 걸릴 수 있도록 볼록한 리브(8a)가 형성된다.

또 상기 지지링(8)과 패킹 사이에 MC나일론 재질로 이루어진 가압링(9)이 구비된다.

따라서, 상기 제1가압플랜지(3)와 제2가압플랜지(4)를 조이면, 상기 패킹(7)이 상기 지지링(8) 측으로 이동하면서 상기 가압링(9)이 상기 패킹(7)의 일측을 가압한다.

가압된 상기 패킹(7)은 압착되면서 타측이 팽창하여 상기 제1관(1)과 확관부(2a)에 각각 밀착되어 실링이 이루어진다.

그런데 도 2에 도시된 종래 패킹은 단면이 대략 사각형 또는 사다리꼴을 이루기 때문에 기밀성이 취약한 단점이 있다.

이를 해결하기 위해 종래 다양한 형상의 패킹이 제안되었으나, 기밀성을 높이기 위한 최적의 형상이 여전히 요구되고 있다.

- 대한민국 등록실용신안 제20-0336910(2003.12.12.) "요철표면을 가지는 합성수지 배관연결용 패킹" - 대한민국 등록실용신안 제20-0419731(2006.6.19.) "파이프 연결용 패킹" - 대한민국 등록실용신안 제20-0377322(2005.2.21.)"배관 이음관용 패킹"

이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기밀성을 향상시키기 위해 최적의 형상을 가진 조인트 패킹을 제공하는 것이다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 조인트 패킹은, 제1관과 제2관을 상호 연결하기 위해 상기 제2관의 단부에 형성된 확관부와 상기 제1관 사이에 삽입되어 실링을 수행할 수 있는 패킹에 있어서, 상기 패킹은, 링 형상으로 이루어지고 단면이 사각형을 이루는 본체; 상기 본체의 상부면에 'V' 형상으로 형성되어 상기 본체가 측방향으로 팽창하도록 하는 노치; 상기 본체의 하부면으로부터 연장 형성되고 상기 제1관이 삽입되는 방향으로 경사지게 형성되어 상기 제1관에 밀착되는 제1기밀돌기; 상기 제1기밀돌기의 일측에 이격되어 상기 본체의 하부면으로부터 연장 형성되고, 상기 제1기밀돌기와 동일한 방향으로 경사지게 형성되어 상기 확관부에 밀착되는 제2기밀돌기;를 포함하여 이루어지되, 상기 제1기밀돌기와 제2기밀돌기 사이에는 'U'형상의 밀착유도홈이 형성될 수 있다.

여기서, 상기 노치의 내각은 45 ~ 60°이고, 상기 제1기밀돌기와 제2기밀돌기가 이루는 각은 20 ~ 25°인 것이 바람직하다.

그리고 상기 본체의 내주면과 외주면에는 볼록한 철부와 오목한 요부가 반복되어 파형을 이루는 파형돌기가 형성된 구조를 이룰 수 있다.

또 상기 제2기밀돌기의 표면에도 상기 파형돌기가 형성된다.

또한, 상기 본체와 제2기밀돌기가 만나는 지점에 둥근 라운딩부가 형성된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은 아래와 같은 효과가 있다.

첫째, 패킹 본체에 노치가 형성되어 있으므로 가압시 노치가 벌어지면서 본체가 측방향을 용이하게 팽창될 수 있기 때문에 기밀성이 향상된다.

둘째, 제1기밀돌기와 제2기밀돌기 사이에 밀착유도홈이 형성되어 제1기밀돌기와 제2기밀돌기가 탄성적으로 벌어지게 유도하기 때문에 기밀성이 향상된다.

셋째, 파형돌기가 오링과 같은 기능을 하기 때문에 기밀성이 향상된다.

도 1은 종래 배관 연결용 패킹을 사용한 배관연결 예시도
도 2는 종래 배관 연결용 패킹을 나타내는 사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 조인트 패킹을 나타내는 사시도 및 단면도
도 4는 본 발명의 사용상태도

이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 조인트 패킹을 나타내는 사시도이다.

본 발명의 일 실시 예를 따른 조인트 패킹은 도시된 바를 참조하면, 본체(100), 노치(200), 제1기밀돌기(300), 제2기밀돌기(400), 밀착유도홈(500)을 포함하여 구성될 수 있고 파형돌기(600)가 더 포함될 수 있다.

먼저, 상기 본체(100)에 대해 설명한다.

상기 본체(100)는 전체적으로 원형의 링 형상을 이룬다. 그리고 종단면의 형상은 대략 사각형을 이룰 수 있다.

또 상기 본체(100)는 고무와 같은 탄성재질로 이루어지므로 일측에서 가압하면 형상이 변형되고 힘이 제거되면 다시 원상태로 복원될 수 있다. 따라서, 상기 본체(100)의 상부와 하부에서 힘을 가하면 양측면으로 팽창하면서 변형되어 납작해졌다가 가압력이 제거되면 원래의 형상으로 복원될 수 있다.

참고로 상기 본체(100)의 내경은 삽입되는 제1관(1)의 외경과 동일하게 형성되어 상기 본체(100)의 내부에 상기 제1관(1)의 삽입이 용이하다.

다음으로 상기 노치(200)에 대해 설명한다.

상기 노치(200)는 상기 본체(100)의 상부면에 오목하게 형성되는 홈이다.

상기 노치(200)의 단면 형상은 다양하게 형성될 수 있으나, 바람직하게는 'V' 형상일 수 있다.

이것은 상기 본체(100)의 상부면이 가압될 때 양측으로 팽창이 용이하도록 하기 위함이다.

다시 말해서, 가압력이 상기 노치(200)의 양측으로 집중되면서 상기 노치를 중심으로 양측으로 미는 방향으로 가해지므로, 상기 본체(100)의 상부가 양측으로 벌어지게 되고 이로 인해 팽창하게 되어 제1관(1)과 확관부(2a)에 확실히 밀착될 수 있다.

여기서, 상기 노치(200)의 벌어진 내각(N)은 45 ~ 60°인 것이 바람직하다.

만일, 상기 노치(200)의 내각이 45°보다 작아지면, 상기 노치(200)가 없는 상태에 가까워지므로 상기 본체(100)가 가압될 때 팽창이 잘 발생하지 못한다.

반면, 상기 노치(200)의 내각이 60°보다 커지면, 상기 본체(100)가 이미 벌어진 상태와 같이 되기 때문에 실제 가압될 때 양측으로 팽창되는 정도가 약해진다.

바람직한 것은 상기 노치(200)의 내각은 50°내외가 적절할 것이다.

다음으로 상기 제1기밀돌기(300)에 대해 설명한다.

상기 제1기밀돌기(300)는 상기 본체(100)의 하부면으로부터 하측으로 연장 돌출형성되고, 상기 본체(100)의 두께보다 작은 두께를 가지도록 얇게 형성된다.

그리고 상기 제1기밀돌기(300)는 상기 제1관(1)의 외주면 측으로 내향 경사지게 형성되고 단부로 갈수록 두께가 감소하여 끝이 뾰족한 첨부(310)가 형성된 테이퍼진 구조를 가지므로 상기 제1관(1)에 밀착이 용이하다.

더불어, 상기 제1기밀돌기(300)의 첨부(310)가 이루는 내경은 상기 제1관(1)의 내경보다 작게 형성되어 상기 제1관(1)에 밀착력이 향상된다.

또 상기 제1기밀돌기(300)는 상기 본체를 따라 연속적으로 형성되어 원형을 이루고 상기 본체(100)와 일체로 성형될 수 있다.

다음으로 상기 제2기밀돌기(400)에 대해 설명한다.

상기 제2기밀돌기(400)는 상기 제1기밀돌기와 유사한 형상을 가질 수 있다.

즉, 상기 본체(100)의 하부면으로부터 연장 돌출형성되고, 상기 제1기밀돌기(300)의 일측에 인접하여 이격되어 형성된다.

그리고 상기 제2기밀돌기(400)도 상기 제1기밀돌기(300)와 동일한 방향으로 내향 경사지게 형성된다.

또 상기 제2기밀돌기(400)의 두께는 상기 본체(100)의 두께보다 작게 형성되고, 단부로 갈수록 두께가 감소하여 끝이 뾰족한 첨부(410)가 형성된 테이퍼진 구조를 가질 수 있다.

따라서, 상기 제2기밀돌기(400)는 제2관(2)의 테이퍼진 확관부(2a)의 내면에 밀착될 수 있다.

여기서, 상기 제1기밀돌기(300)와 제2기밀돌기(400) 사이는 일정 간격을 두고 이격되어 있고 만나는 지점 내부에 밀착유도홈(500)이 형성된다.

상기 밀착유도홈(500)은 상기 제1기밀돌기(300)와 제2기밀돌기(400)가 가압될 때 서로 쉽게 포개어지는 것을 방지하고, 오히려 벌어지도록 유도한다.

즉, 상기 밀착유도홈(500)이 형성됨으로써 상기 제1기밀돌기(300)와 제2기밀돌기(400)의 첨부는 서로 포개어지면서 면밀착되지만, 상기 밀착유도홈(500)의 주변은 서로 밀착되지 않도록 저항을 받아 공간이 형성되며, 이로 인해 상기 제1기밀돌기(300)와 제2기밀돌기(400)가 벌어져 복원되게 하는 탄성을 제공한다.

따라서, 상기 제1기밀돌기(300)는 상기 제1관(1)에 더욱 밀착되도록 탄성력을 받고, 상기 제2기밀돌기(400)는 상기 제2관(2)의 확관부(2a)에 밀착되도록 탄성력을 받을 수 있다.

참고로 상기 밀착유도홈(500)이 단면이 'V' '┗┛'와 같은 형상을 이룰 수 있으나, 'U'형상을 이루는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 단면이 둥글게 형성되어야 접히지 않고, 벌어지도록 하는 탄성력이 가장 크기 때문이다.

한편, 상기 제1기밀돌기(300)와 제2기밀돌기(400)가 이루는 각(S)이 20 ~ 25°인 것이 좋다.

구체적으로 상기 제1기밀돌기(300)의 외면과 상기 제2기밀돌기의 내면이 이루는 각이 20 ~ 25°이고, 23°가 가장 바람직할 것이다.

만일, 20°보다 작으면, 상기 제1기밀돌기(300)와 제2기밀돌기(400)가 벌어지게 하려는 탄성력이 급격히 낮아지므로 밀착력이 감소되어 기밀성이 떨어진다.

반면, 25°보다 커지면, 벌어지게 하려는 탄성력이 너무 강해져서, 조립성이 떨어지고, 상기 제2기밀돌기(400)가 상기 확관부(2a)에 밀착되는 면적이 줄어들어 이 역시 기밀성이 저하된다.

다음으로 본 발명의 다른 실시 예를 설명한다.

본 발명의 다른 실시 예는 상기 본체(100)의 내주면과 외주면에 파형돌기(600)가 형성된 구조를 가질 수 있다.

상기 파형돌기(600)는 볼록한 철부(산)와 오목한 요부(골)가 반복되어 파형의 단면을 이룬다. 그리고 상기 파형돌기(600)는 하나 이상 형성될 수 있다

또 상기 파형돌기(600)는 상기 제2기밀돌기(400)의 외면에도 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 상기 파형돌기(600)는 둥글게 형성되어 마치 오링과 같이 작용할 수 있다.

즉, 상기 본체(100)가 가압력에 의해 압축되면, 상기 파형돌기(600)들이 옆으로 팽창하면서 상기 제1관(1)의 외주면과 상기 확관부(2a)의 내주면에 찌그러지면서 강하게 밀착될 수 있다.

또한, 상기 본체(100)와 제2기밀돌기(400)가 만나는 지점에 둥근 라운딩부(110)가 형성되어 상기 본체(100)의 압축시 상기 확관부(2a)를 따라 밀려가면서 변형되어 상기 확관부(2a)의 모서리에 더욱 밀착될 수 있다.

이하에서 도 4를 참조하여 본 발명의 사용상태를 설명한다. 도 4는 본 발명의 사용상태도를 나타낸다.

본 발명에 따른 조인트 패킹은 도시된 바와 같이, 연결하고자 하는 두 관, 다시 말해서, 제1관(1)과 제2관(2) 사이에 개재되어 두 배관을 흐르는 유체의 누설을 기밀하기 위한 구성이다.

상기 제1관(1)과 제2관(2)을 서로 연결하기 위해, 상기 제1관(1)에 상기 제1가압플랜지(3)를 관통, 장착하고, 이어서 상기 환형지지홈(1a)에 상기 지지링(8)을 끼우며, 더불어 순서대로 상기 가압링(9)과 패킹(7)도 끼운다.

그리고 상기 제2관(2)에도 상기 제2가압플랜지(4)를 관통, 장착하고, 상기 제1관(1)의 단부를 상기 제2관(2)에 삽입하여 연결하되, 상기 패킹(7)이 상기 확관부(2a)에 삽입되게 한다.

이 상태에서 상기 제1가압플랜지(3)와 제2가압플랜지(4)를 볼트(5)와 너트(6)로 체결하여 조여주면, 상기 제1가압플랜지(3)는 상기 지지링(8)에 의 해지지되므로 상기 제2가압플랜지(4)가 상기 확관부(2a)를 가압하면서 밀어올리면 상기 패킹(7)이 상기 가압링(9)에 의해 압축되면서 도 4에 도시된 바와 같이 변형이 발생한다.

즉, 상기 본체(100)가 압축되므로 상기 노치(200)가 벌어지면서 상기 본체(100)의 내주면과 외주면이 각각 팽창하게 된다.

이로 인해 상기 파형돌기(600)는 각각 상기 제1관(1)의 외주면과 상기 확관부(2a)의 내주면에 찌그러지면서 강하게 밀착되어 실링을 수행한다.

그리고 상기 제1기밀돌기(300)는 상기 제1관(1)의 외주면에 면밀착되고, 상기 제2기밀돌기(400)는 상기 밀착유도홈(500)의 저항과 탄성을 극복하고 상기 제1기밀돌기(300)와 포개어진다. 이때, 상기 밀착유도홈(500)은 도시된 바와 같이 사라지는 것이 아니라 물방울과 같은 형상의 공간을 형성한다.

따라서, 상술한 바와 같이 상기 밀착유도홈(500)의 벌어지려는 탄성으로 인해 상기 제1기밀돌기(300)와 제2기밀돌기(400)는 벌어지는 방향으로 탄성력을 받아 각각 상기 제1관(1)의 외주면과 확관부(2a)의 내주면에 더욱 강하게 밀착될 수 있다. 즉, 기밀성이 크게 향상된다.

이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1 : 제1관 1a : 환형홈
2 : 제2관 2a : 확관부
3 : 제1가압플랜지 4 : 제2가압플랜지
5 : 볼트 6 : 너트
7 : 패킹 8 : 지지링
8a : 리브 9 : 가압링
100 : 본체 110 : 라운딩부
200 : 노치
300 : 제1기밀돌기 310 : 첨부
400 : 제2기밀돌기 410 : 첨부
500 : 밀착유도홈
600 : 파형돌기

Claims (6)

1. 제1관과 제2관을 상호 연결하기 위해 상기 제2관의 단부에 형성된 확관부와 상기 제1관 사이에 삽입되어 실링을 수행할 수 있는 패킹에 있어서,
   상기 패킹은,
   링 형상으로 이루어지고 단면이 사각형을 이루는 본체;
   상기 본체의 상부면에 'V' 형상으로 형성되어 상기 본체가 측방향으로 팽창하도록 하는 노치;
   상기 본체의 하부면으로부터 연장 형성되고 상기 제1관이 삽입되는 방향으로 경사지게 형성되어 상기 제1관에 밀착되는 제1기밀돌기;
   상기 제1기밀돌기의 일측에 이격되어 상기 본체의 하부면으로부터 연장 형성되고, 상기 제1기밀돌기와 동일한 방향으로 경사지게 형성되어 상기 확관부에 밀착되는 제2기밀돌기;를 포함하여 이루어지되,
   상기 제1기밀돌기와 제2기밀돌기 사이에는 'U'형상의 밀착유도홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 조인트 패킹.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 노치의 내각은 45 ~ 60°인 것을 특징으로 하는 조인트 패킹.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1기밀돌기와 제2기밀돌기가 이루는 각은 20 ~ 25°인 것을 특징으로 하는 조인트 패킹.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체의 내주면과 외주면에는 볼록한 철부와 오목한 요부가 반복되어 파형을 이루는 파형돌기가 형성된 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 조인트 패킹.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제2기밀돌기의 표면에도 상기 파형돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 조인트 패킹.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 본체와 제2기밀돌기가 만나는 지점에 둥근 라운딩부가 형성되는 것을 특징으로 하는 조인트 패킹.

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