KR20230120237A - 금속관 가공형 쐐기타입 조인트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 별도의 결합도구의 이용 또는 후작업 없이 배관연결이 용이하며, 배관연결용 파이프와 동일한 재질로 형성되어 온도에 의해 열변형되어 배관연결력이 저하되는 문제를 해소할 수 있으며, 제조가 용이하여 제조비용이 저렴하고, 제조소요시간을 단축하여 생산성을 높일 수 있는 배관용 조인트이다.
이를 위해, 본 발명은 파이프를 절단하는 단계; 절단된 파이프를 확관하는 단계; 확관된 파이프의 단부를 면취하 는 단계; 확관된 파이프의 내측에 링을 삽입하는 단계; 링이 삽입된 후 확관된 파이프를 축관하는 단계; 확관된 파이프를 열처리하는 단계 및 파이프 결합을 위한 결합부재를 조립하는 단계로 이루어진 제조방법을 제공함으로 써 가능하다.

Description

금속관 가공형 쐐기타입 조인트 및 그 제조방법{A METHOD FOR MANUFACTURING WEDGE TYPE PIPE JOINT WITH METAL PIPE}

본 발명은 금속관 가공형 쐐기타입 조인트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상하수도관 등에 사용되는 배관연결 을 위한 다수개의 파이프를 결속하기 위해 별도의 연결부재를 사용하지 않고, 조인트에 배관의 일부분을 내삽함 으로써 결속되는 쐐기타입 조인트를 금속제관의 확관 및 축관을 통하여 제조되는 금속관 가공형 쐐기타입 조인 트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 상수도관 등에 사용되는 배관의 연결을 위한 배관연결구 즉, 조인트의 경우 다양한 형상을 취하고 있으며 그 재질 또한 다양하다. 이러한 조인트는 배관의 연결을 위해, 조인트의 몸체에 별도의 캡 등을 구비하 여 캡을 나사결합함으로써 배관이 연결되는 것이 대부분이었다.

이러한 조인트의 경우 조립시 사용되는 별도의 연결공구 등이 사용되어야 하기 때문에, 시공이 난해한 문제가 있었다. 따라서, 별도의 공구 없이 배관 체결이 용이한 조인트의 개발이 절실히 요구되어, 대한민국 특허출원제 2009-178호(걸림턱 없는 쐐기식 소켓 조인트) 등 다수의 조인트를 제안하였다.

그러나 이러한 조인트의 경우, 그 구조상 주물을 이용하여 제조되기 때문에, 제조비용이 높아지며, 압출방식으 로 완성되는 배관용 파이프와의 열변형율의 차이가 발생할 수 있는 개연성이 있었다.

따라서, 배관용 파이프와 동일한 재질로 형성되며, 제조방법이 용이하여 생산성을 높일 수 있는 방식으로 금속 제관의 일측을 확관하여 제조하는 확관형 조인트가 개발되었다. 대한민국 공개실용신안 제2010-7223호(우수한 압착력을 갖는 압착식 금속관 이음쇠)는 금속관을 연결하기 위해, 금속제관의 일측을 확관하고, 확관된 내측에 수밀을 위한 고무링과 금속링을 내포하고, 배관연결을 위한 금속제 파이프의 일부분을 내삽한 후, 확관되어 있 는 부분을 프레스를 이용하여 압착하여, 배관을 밀착결합하는 금속관 이음쇠를 제공한다.

그러나 이러한 경우에 별도의 프레스도구를 이용하여 삽입되는 배관에 맞도록 금속관의 확장된 부분에 압력을 가해야 하기 때문에, 별도의 도구가 필요한 문제가 있다. 또한, 보수작업 등을 시행할 경우, 기 프레싱 되어있 는 연결부위를 분리하지 못하기 때문에 조인트 자체를 제거해야 하거나 배관 전체를 교체해야 하는 문제점이 있 었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트 및 그 제조방법을 제공함으 로써, 별도의 결합도구 없이 배관연결이 용이한 조인트 및 그 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한 다.

본 발명의 또다른 목적은 배관연결용 파이프와 동일한 재질로 형성되는 조인트를 제공함으로써, 온도에 의해 열 변형되어 배관연결력이 저하되는 문제를 해소할 수 있는 조인트 및 그 제조방법을 제공하는 것을 본 발명의 목 적으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은 제조가 용이하여 제조비용이 저렴하고, 제조시간이 짧아서 생산성을 높일 수 있는 조 인트 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트 및 그 제조방법은 파이프를 절단 하는 단계; 절단된 파이프를 확관하는 단계; 확관된 파이프의 단부를 면취하는 단계; 확관된 파이프의 내측에 링을 삽입하는 단계; 링이 삽입된 후 확관된 파이프를 축관하는 단계; 축관된 파이프를 열처리하는 단계 및 파 이프결합을 위한 결합부재를 조립하는 단계로 이루어진 제조방법을 제공함으로써 가능하다.

본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트 및 그 제조방법을 제공함으로써, 별도의 결합도구의 이용 또는 후작 업없이 배관연결이 용이한 효과가 있고, 배관연결용 파이프와 동일한 재질로 형성되는 조인트를 제공함으로써, 온도에 의해 열변형되어 배관연결력이 저하되는 문제를 해소할 수 있으며, 제조가 용이하여 제조비용이 저렴하 고, 제조소요시간을 단축하여 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 제조방법을 도시한 순서도이다. 도 2는 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 분해사시도이다. 도 4는 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 또다른 실시예의 예시도이다. 도 6은 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 사용상태도이다.

이하에서 본 발명을 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 제조방법을 도시한 순서도이다.

도 1을 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트를 제조하기 위한 제조방법은 파 이프를 절단하는 단계; 절단된 파이프를 확관하는 단계; 확관된 파이프의 단부를 면취하는 단계; 확관된 파이프 의 내측에 링을 삽입하는 단계; 링이 삽입된 후 확관된 파이프를 축관하는 단계; 축관된 파이프를 열처리하는 단계 및 파이프 결합을 위한 결합부재를 조립하는 단계로 이루어진다.

상기 파이프를 절단하는 단계는 배관연결을 위한 파이프를 일정한 길이로 절단하는 단계이다. 여기서, 절단하는 파이프는 배관연결을 위한 배관연결용 파이프와 동일한 것으로, 파이프 절단의 길이는 파이프의 직경에 비례하 여 이루어진다. 이는 배관연결시, 배관이 내삽된 후 연결상태를 유지하고, 배관의 수밀을 유지할 수 있도록 하 기 위해, 배관용 파이프가 조인트로부터 이탈되지 않도록 하기 위한 것이다.

상기 절단된 파이프를 확관하는 단계는 절단이 완료된 파이프의 일측을 확관하는 과정으로, 이때 제1걸림턱(1

1)과 제2걸림턱(12)을 확관하는 과정을 거치게 된다. 여기서 상기와 같이 제1걸림턱(11)과 제2걸림턱(12)으로 나누어 확관하는 것은, 제1걸림턱은 내삽되는 파이프의 외경과 접하며 밀착될 수 있도록 하는 것이며, 제2걸림 턱은 내측에 내삽되는 결속부재가 삽입되어 배치될 수 있도록 하는 것이다(도 4 참조).

보다 상세하게 설명하면, 제1걸림턱(11)은 배관용 파이프의 외경과 동일한 크기로 확관하는 것이고, 상기 제1걸 림턱(11)의 연장선상에서 제2걸림턱(12)을 확관하는 것이다. 이때, 상기 제2걸림턱(12)은 내측에 삽입되는 링 (21)의 외직경과 동일하게 하고, 특히 내삽되는 링(21)이 안정적으로 안착될 수 있게 하기 위해 내측에 홈을 가 공하거나 단차가 생기도록 확관하는 것이다.

상기 확관된 파이프의 단부를 면취하는 단계는 상기와 같이 확관이 완료된 후, 확관된 파이프의 단부를 소정의 길이에 맞게 절단하고, 그 절단면 단부를 마감하는 것으로 여기서는 면취용 바이트를 통하여, 파이프 절단 및 파이프 단부의 내외면을 처리하는 것이다. 상기와 같이 면취를 통하여 절단면을 마감하게 되면, 작업시 절단면 이 날카로워 작업시 발생할 수 있는 축관 금형 손상 및 작업자의 부상을 방지하게 된다.

상기 확관된 파이프의 내측에 링을 삽입하는 단계는 몸체부(10)의 확관된 부분에 링(21)을 삽입하는 것으로, 몸 체부(10)의 제2걸림턱(12)에 링(21)이 안착될 수 있도록 가공된 걸림턱에 링(21)이 접하도록 내삽된다. 여기서, 링(21)을 삽입하는 이유는 삽입되는 파이프를 지지하여 흔들림을 최소화하여 내삽되는 패킹(22)을 지지해주어 기밀 효과를 높이는 역할을 하기 위한 것이다.

상기 링(21)이 삽입된 후 확관된 파이프를 축관하는 단계는 링(21)이 삽입되고 나면, 입구를 축관하여 내측에 삽입된 결합부재가 이탈되지 않도록 한다. 이때, 상기와 같이 축관시, 조인트의 확관부는 내삽된 링(21)을 중심 으로 소정의 길이를 갖는 평형부와 일정한 기울기를 갖는 축관부로 나뉘게 된다. 보다 상세하게 설명하면, 내측 에 삽입되는 결합부재 중 쐐기(25)가 몸체부(10)의 확관부 내측의 기 열어진 축관부를 따라 이동하며, 쐐기(2

5)의 구경이 작아지거나, 넓어지게 할 수 있도록 내측에 경사면(14)이 형성되어야 하기 때문이다. 이를 위해, 기밀작용을 위한 결합부재인 링(21), 패킹(22), 와셔(23)가 삽입되어 있는 평형부 부분과 파이프를 고정하기 위 한 결합부재인 탄성부재(24), 쐐기(25) 및 탄성링(26)이 삽입되어 있는 축관부의 바람직한 기울기 각도는 7˚내 지 12˚이내의 기울기가 되는 것이 바람직하다.

또한, 축관시, 조인트의 강도를 높이기 위하여 조인트 끝단부를 외측 또는 내측으로 절곡하거나, 조인트 끝단부 에 평형부를 갖도록 한다. 보다 상세하게 설명하면, 단부의 일부를 내측에서 외측으로 절곡하거나, 외측에서 내 측으로 절곡한 형태의 보강턱(13)을 형성하거나, 조인트 끝단부를 기준으로 절곡하지 않은 평형부를 소정의 길 이로 연장하여 축관함으로써, 또다른 형태의 보강턱을 형성할 수 있는 것이다. 이는 몸체부(10)에 가해지는 외 압력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 축관된 파이프를 열처리하는 단계는 확관 및 축관 과정을 거치게 되면, 금속관의 특성상 강도가 저하되거 나 내식성을 저하시키게 된다. 이를 방지하기 위해, 가공(확관 및 축관)후 열처리를 하게 된다. 보다 상세하게 설명하면, 1,000~1,100℃의 온도에서 암모니아가스를 이용하여 광휘소둔법을 이용한 풀림열처리를 하게 된다. 이러한 열처리방법은 본 발명의 실시를 위한 하나의 방법일 뿐 이를 한정하는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주에서 다양한 실시방법을 적용할 수 있다.

상기와 같은 열처리 단계 후 파이프 결합을 위한 결합부재를 조립하는 단계는 링(21)이 삽입되고 축관이 이루어 지고 나면, 몸체부(10)의 확관부 내측에 구비되는 링(21)에 수밀패킹(22), 와셔(23), 탄성부재(24), 쐐기(25) 및 탄성링(26)을 차례대로 내삽하는 것이다. 이때, 상기 쐐기(25)는 다수개의 조각으로 구성되는데, 2~5개의 조 각으로 구성되는 것이 바람직하나 이를 한정하는 것은 아니다.

상기 쐐기(25)는 특성상 다수개의 조각으로 구성되어야 하기 때문에, 쐐기(25)의 조각들이 이탈되는 것을 방지 하기 위해, 탄성링(26)을 구비하는 것이다. 상기와 같은 탄성링(26)은 쐐기(25)의 조각들의 내주면에 위치하여 쐐기(25)의 조각들을 몸체부(10)의 내주면에 밀착시켜주는 것이다.

상기와 같은 일련의 과정을 거쳐 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트를 제조할 수 있는 것이다.

도 2는 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조 인트의 분해사시도이며, 도 4는 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 금 속관 가공형 쐐기타입 조인트의 또다른 실시예의 예시도이다.

도 2 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트는 일측이 확관된 몸 체부(10)의 내측에 링(21), 수밀패킹(22), 와셔(23), 탄성부재(24), 쐐기(25) 및 탄성링(26)이 내삽되어 완성된 다.

상기와 같은 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트는 배관용 파이프와 동일한 파이프를 절단하고 중심부를 기준으로 일측 또는 양측 입구측으로 확관하고, 제1걸림턱(11) 및 제2걸림턱(12)을 형성하여 확관한 후, 내측에 링(21)을 삽입한 후 축관하고, 수밀패킹(22), 와셔(23), 탄성부재(24), 쐐기(25) 및 탄성링(26)을 차례대로 내 삽하여 완성하게 되는데, 이때, 상기 몸체부(10)의 확관부에는 경사면(14)이 형성되도록 축관하게 되고, 상기 경사면(14)과 접하는 쐐기(25)에 의해 내측에 내삽되는 배관용 파이프(30)의 외경이 밀착되어 결속되게 되는 것 이다. 이를 위해 경사면(14)을 형성할 때, 몸체부(10)의 링(21)이 내삽되는 부분과 입구측의 경사각은 7˚내지 12˚이내로 형성되도록 한다.

보다 상세하게 설명하면, 링(21)이 내삽되는 부분으로부터 입구측으로 진행할수록 직경이 점점 작아지도록 형성 하는 것으로, 그 경사도를 7˚내지 12˚이내로 형성하는 것을 말하는 것이다.

이러한 본 발명의 금속관 가공형 쐐기타입 조인트는 한 쌍의 배관용 파이프를 연결하는 형태뿐만 아니라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 그 예로, 'T'형 조인트의 경우, 3개의 배관용 파이프를 연결할 수 있는 것으로, 기본 형 조인트의 제조방법 중, 면취단계 후, 편소켓을 용접하는 단계를 더 포함하게 되는 것이다.

보다 상세하게 설명하면, 파이프를 절단하는 단계; 절단된 파이프를 확관하는 단계; 확관된 파이프의 끝단부를 면취하는 단계; 편소켓을 용접하는 단계; 확관된 파이프의 내측에 링을 삽입하는 단계; 상기 링이 삽입된 후 확 관된 파이프를 축관하는 단계; 축관된 파이프를 열처리하는 단계; 및 파이프 결합을 위한 결합부재를 조립하는 단계로 이루어진다.

여기서 상기 편소켓을 용접하는 단계는 몸체부(10a)와 동일한 재질의 파이프를 절단한 후 한쪽만을 확관후 면취 한 편소켓(40)을 몸체부(10a)의 일측에 용접을 통하여 결합하는 것이다. 이때, 상기 몸체부에는 편소켓(40)을 결속하기 위해, 홀(15a)을 더 형성하게 되며, 상기 홀에 편소켓을 위치하도록 하여 결합면을 용접하여 완성하게 되는 것이고, 나머지 일련의 과정은 기본형 조인트의 제조과정을 적용하면 되는 것이다.

상기와 같이 용접이 완료된 후, 내측에 링을 내삽하고, 축관한 후 나머지 결합부재를 내삽하고 축관하여 완성하 면 되는 것이다.

10 : 몸체부 11 : 제1걸림턱
12 : 제2걸림턱 13 : 보강턱
14 : 경사면 21 : 링
22 : 수밀패킹 23 : 와셔
24 : 탄성부재 25 : 쐐기
26 : 탄성링 30 : 파이프
40 : 편소켓

Claims (8)

1. 금속관을 가공하여 쐐기타입의 조인트를 제조하는 방법에 있어서, 파이프를 절단하는 단계;
   절단된 파이프를 확관하는 단계;
   확관된 파이프의 단부를 면취하는 단계; 확관된 파이프의 내측에 링을 삽입하는 단계; 링이 삽입된 후 확관된 파이프를 축관하는 단계;
   축관된 파이프를 열처리하는 단계; 및 파이프 결합을 위한 결합부재를 조립하는 단계로 이루어지되, 상기 링이 삽입된 후 확관된 파이프를 축관하는 단계는 내삽된 링을 중심으로 입구측을 축관하되, 평형부와 상기 평형부와 기울기를 유지하는 축관부로 나누어 축관하는 것을 특징으로 하는 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 파이프를 절단하는 단계에서 사용되는 파이프는 배관용 파이프와 동일한 파이프인 것을 특징으로 하는 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 제조방법.
   
3. 제 1항에 있어서, 절단된 파이프를 확관하는 단계는 제1걸림턱(11)과 상기 제1걸림턱(11)의 연장선상에 제2걸림 턱(12)을 형성하되, 제1걸림턱(11)과 제2걸림턱(12)이 단차가 생기도록 확관하는 것을 특징으로 하는 금속관 가 공형 쐐기타입 조인트의 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 평형부와 축관부의 기울기는 7˚ 내지 12˚인 것을 특징으로 하는 금속관 가공형 쐐기타 입 조인트의 제조방법.
   
5. 제 1항 내지 제 3항 및 제 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 확관된 파이프의 단부를 면취하는 단계와 확관된 파 이프의 내측에 링을 삽입하는 단계 사이에 편소켓을 용접하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 제조방법.
   
6. 제 6항에 있어서, 확관된 파이프를 축관할 때, 파이프의 끝단부 일부를 내측에서 외측으로 절곡하거나, 외측에 서 내측으로 절곡하여 보강턱(13)을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 제조방 법.
   
7. 제 6항에 있어서, 확관된 파이프를 축관할 때, 파이프의 끝단부 일부를 평형으로 연장하여 보강턱을 더 형성하 는 것을 특징으로 하는 금속관 가공형 쐐기타입 조인트의 제조방법.
   
8. 금속관을 가공하여 제조되는 쐐기타입의 조인트에 있어서,
   파이프를 절단하는 단계;
   절단된 파이프를 확관하는 단계;
   확관된 파이프의 단부를 면취하는 단계; 확관된 파이프의 내측에 링을 삽입하는 단계;
   링이 삽입된 후 확관된 파이프를 내삽된 링을 중심으로 입구측을 축관하되, 평형부와 상기 평형부와 기울기를 유지하는 축관부로 나누어 축관하는 단계; 축관된 파이프를 열처리하는 단계; 및 파이프 결합을 위한 결합부재 를 조립하는 단계로 제조된 것을 특징으로 하는 금속관 가공형 쐐기타입 조인트.