KR20240029843A - 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조는 일측으로 내경이 확장된 확관부를 갖는 제1 피복강관; 상기 제1 피복강관의 확관부로 끼워지는 삽입부를 갖는 제2 피복강관; 상기 확관부로 끼워진 삽입부와 상기 확관부의 사이에 개재되며, 전체적으로는 링의 형태를 갖도록 마련되어, 상기 제1 피복강관과 제2 피복강관의 사이에 1차적으로 수밀 구조가 이뤄지도록 하는 실링부재; 상기 실링부재를 상기 확관부와 상기 삽입부 사이로 압박하고 상기 확관부와 상기 삽입부가 분리되는 것을 방지하도록 구비된 체결 어셈블리; 및, 상기 삽입부의 관단을 감싸도록 상기 삽입부의 관단을 감싸는 부분이 ‘ㄷ’자의 단면 형상을 갖도록 마련되며, 전체적으로는 링의 형태를 갖도록 마련되어, 상기 제1 피복강관과 제2 피복강관의 사이에 2차적으로 수밀 구조가 이뤄지도록 상기 삽입부의 관단 영역에 구비된 관단 보호 캡;을 포함하고,
상기 실링부재와 상기 관단 보호 캡은 EPDM 고무 재료를 포함하는 재질로 마련된 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 수도용 피복강관이 서로 연결되는 부위에 이중으로 수밀 부재가 구비되도록 함으로써, 수밀이 유지되는 수압성능이 향상되고, 단면 부식이 방지되도록 하며, 어느 하나의 강관이 다른 하나의 강관에 삽입된 상태에서 삽입된 어느 하나의 강관 단부에 의해 다른 하나의 강관 내부의 피복 층이 손상되는 것을 방지하도록 할 수 있는 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조 를 제공할 수 있다.
상기 실링부재와 상기 관단 보호 캡은 EPDM 고무 재료를 포함하는 재질로 마련된 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 수도용 피복강관이 서로 연결되는 부위에 이중으로 수밀 부재가 구비되도록 함으로써, 수밀이 유지되는 수압성능이 향상되고, 단면 부식이 방지되도록 하며, 어느 하나의 강관이 다른 하나의 강관에 삽입된 상태에서 삽입된 어느 하나의 강관 단부에 의해 다른 하나의 강관 내부의 피복 층이 손상되는 것을 방지하도록 할 수 있는 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조 를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수도용 피복강관이 서로 연결되는 부위에 이중으로 수밀 부재가 구비되도록 하여, 수밀이 유지되는 수압성능이 향상되고, 단면 부식이 방지되도록 하며, 어느 하나의 강관이 다른 하나의 강관에 삽입된 상태에서 삽입된 어느 하나의 강관 단부에 의해 다른 하나의 강관 내부의 피복층이 손상되는 것을 방지하도록 할 수 있는 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조에 관한 것이다.
상수, 하수, 가스, 원유 등 유체의 수송을 목적으로 하는 관이나 전선, 통신선 등 케이블(cable)의 수용을 목적으로 하는 관으로는 주철관(cast-iron pipe) 내지 합성수지관(synthetic resin pipe)에 비하여 기계적 성질이 우수하고 경량인 강관(steel pipe)을 많이 채택하고 있다.
일반적으로, 강관은 내표면과 외표면에 내식성, 접착성 등이 우수한 코팅 물질을 도포한 피복 강관(coated steel pipe)으로 사용된다. 그러므로, 피복 강관은 강관과 피복층을 포함하는 바, 강관을 외부로부터 보호하기 위한 피복층으로서 강관의 내주면 및 외주면에 각각 피복된 내면 코팅 및 외면 코팅을 포함할 수 있다.
이러한 피복 강관은, 관단 영역의 끝면(end face)에 내,외면 코팅 피복 공정과 별개 공정으로 피복된 끝면 코팅을 더 포함할 수 있으나, 끝면 코팅이 차지하고 있는 중요도가 내,외면 코팅에 비하여 낮아 끝면 코팅의 품질이 비교적 좋지 않은 점, 관단 영역의 끝면의 면적이 협소한 점 등 때문에, 끝면 코팅이 쉽게 들뜨거나 찢어지거나 하면서 박리될 수 있고, 이로써 관단 영역을 외부로부터 보호할 수 없어 관단 영역의 끝면에 물리적 손상, 화학적 손상(예: 부식) 등이 쉽게 발생할 수 있다.
한편, 피복 강관들은 삽입하는 방식으로 서로 연결될 수 있다. 그래서, 관단 영역의 끝면이 피복되어 있지 않거나 끝면 코팅이 박리되어 관단 영역의 끝면이 노출되어 있으면, 피복 강관들의 삽입 연결시, 관단 영역의 끝면의 날카로운 모서리 부분에 자칫 다른 피복 강관의 내면 코팅 또는 외면 코팅이 찍혀서 내면 코팅 또는 외면 코팅이 손상될 수 있다.
아울러, 피복 강관들을 삽입하는 방식으로 서로 연결되도록 할 때에 종래에는 수밀 구조가 취약하여 수도용으로 사용하게 될 경우, 수밀 상태가 견고히 유지되지 못하게 되어 수압성능이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 수도용 피복강관이 서로 연결되는 부위에 이중으로 수밀 부재가 구비되도록 하여, 수밀이 유지되는 수압성능이 향상되고, 단면 부식이 방지되도록 하며, 어느 하나의 강관이 다른 하나의 강관에 삽입된 상태에서 삽입된 어느 하나의 강관 단부에 의해 다른 하나의 강관 내부의 피복 층이 손상되는 것을 방지하도록 할 수 있는 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조는 일측으로 내경이 확장된 확관부를 갖는 제1 피복강관; 상기 제1 피복강관의 확관부로 끼워지는 삽입부를 갖는 제2 피복강관; 상기 확관부로 끼워진 삽입부와 상기 확관부의 사이에 개재되며, 전체적으로는 링의 형태를 갖도록 마련되어, 상기 제1 피복강관과 제2 피복강관의 사이에 1차적으로 수밀 구조가 이뤄지도록 하는 실링부재; 상기 실링부재를 상기 확관부와 상기 삽입부 사이로 압박하고 상기 확관부와 상기 삽입부가 분리되는 것을 방지하도록 구비된 체결 어셈블리; 및, 상기 삽입부의 관단을 감싸도록 상기 삽입부의 관단을 감싸는 부분이 ‘ㄷ’자의 단면 형상을 갖도록 마련되며, 전체적으로는 링의 형태를 갖도록 마련되어, 상기 제1 피복강관과 제2 피복강관의 사이에 2차적으로 수밀 구조가 이뤄지도록 상기 삽입부의 관단 영역에 구비된 관단 보호 캡;을 포함하고,
상기 실링부재와 상기 관단 보호 캡은 EPDM 고무 재료를 포함하는 재질로 마련된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 확관부는, 상기 제1 피복강관의 일측 단부에 확관 가공되어 마련된 확관 바디와, 상기 확관 바디의 선단에서 외측으로 벌어져 경사진 형상을 갖도록 마련된 확관 엔드를 포함하며, 상기 확관 엔드의 외주에는 상기 확관 엔드에 대응하는 경사를 가진 내주에 적어도 하나 이상의 스파이크가 경사지게 형성되어 상기 확관 엔드의 외주에 박히는 소켓 링이 구비된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 수도용 피복강관이 서로 연결되는 부위에 이중으로 수밀 부재가 구비되도록 함으로써, 수밀이 유지되는 수압성능이 향상되고, 단면 부식이 방지되도록 하며, 어느 하나의 강관이 다른 하나의 강관에 삽입된 상태에서 삽입된 어느 하나의 강관 단부에 의해 다른 하나의 강관 내부의 피복 층이 손상되는 것을 방지하도록 할 수 있는 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조를 제공할 수 있다.
또한, 끝면이 코팅 물질의 피복 없이 그대로 노출되어 있거나 코팅 물질로 피복되어 있는 피복강관의 관단 영역을 외부로부터 안전하게 보호함으로써, 관단 영역의 끝면 코팅을 온전한 상태로 장기간 유지하거나 노출된 끝면이 부식되는 것을 방지할 수 있다. 아울러, 관단 영역의 끝면이 혹 부식되더라도, 부식 부분이 확산 되는 속도를 지연시킬 수 있고, 관로를 따라 흐르는 유체가 부식 부분에 의하여 오염되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 수도용 피복강관의 수밀 연결구조를 도시한 측 단면도,
도 2는 도 1의 제2 피복강관의 삽입부와 삽입부의 관단을 감싸는 관단 보호 캡을 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 제2 피복강관에 관단 보호 캡이 결합되기 전 상태를 도시한 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 관단 보호 캡의 사시도,
도 5는 도 4의 관단 보호 캡을 반대편에서 바라본 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 소켓 링의 일부 영역을 절개한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 소켓 링의 분해 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 실링부재 및 관단 보호 캡을 이루는 재질의 시험성적서이다.
도 9는 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 절연 저항 시험 결과도이다.
도 10은 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 누수 저항성 시험 결과도이다.
도 11은 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 관단 염수 부식 저항성 시험 결과도이다.
도 12는 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 수압시험 결과도이다.
도 13은 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 피복 파손 시험 결과도이다.
도 2는 도 1의 제2 피복강관의 삽입부와 삽입부의 관단을 감싸는 관단 보호 캡을 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 제2 피복강관에 관단 보호 캡이 결합되기 전 상태를 도시한 분해 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 관단 보호 캡의 사시도,
도 5는 도 4의 관단 보호 캡을 반대편에서 바라본 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 소켓 링의 일부 영역을 절개한 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 소켓 링의 분해 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 실링부재 및 관단 보호 캡을 이루는 재질의 시험성적서이다.
도 9는 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 절연 저항 시험 결과도이다.
도 10은 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 누수 저항성 시험 결과도이다.
도 11은 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 관단 염수 부식 저항성 시험 결과도이다.
도 12는 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 수압시험 결과도이다.
도 13은 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 피복 파손 시험 결과도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 일측으로 내경이 확장된 확관부(110)를 갖는 제1 피복강관(100)과, 제1 피복강관(100)의 확관부(110)로 끼워지는 삽입부(210)를 갖는 제2 피복강관(200)과, 확관부(110)로 끼워진 삽입부(210) 및 확관부(110)의 사이에 개재되며 전체적으로는 링의 형태를 갖도록 마련되어 제1 피복강관(100) 및 제2 피복강관(200)의 사이에 1차적으로 수밀 구조가 이뤄지도록 하는 실링부재(300)와, 실링부재(300)를 확관부(110) 및 삽입부(210) 사이로 압박하고 확관부(110) 및 삽입부(210)가 분리되는 것을 방지하도록 구비된 체결 어셈블리(400)와, 삽입부(210)의 관단을 감싸도록 삽입부(210)의 관단을 감싸는 부분이 ‘ㄷ’자의 단면 형상을 갖도록 마련되며 전체적으로는 링의 형태를 갖도록 마련되어 제1 피복강관(100) 및 제2 피복강관(200)의 사이에 2차적으로 수밀 구조가 이뤄지도록 삽입부(210)의 관단 영역에 구비된 관단 보호 캡(500)을 포함한다.
여기서, 상기 실링부재(300)와 상기 관단 보호 캡(500)은 EPDM 고무 재료를 포함하는 재질로 마련된 것이 바람직하다.
이에 따라, 수도용 피복강관이 서로 연결되는 부위에 이중으로 수밀 부재가 구비되도록 함으로써, 수밀이 유지되는 수압성능이 향상되고, 단면 부식이 방지되도록 하며, 어느 하나의 강관이 다른 하나의 강관에 삽입된 상태에서 삽입된 어느 하나의 강관 단부에 의해 다른 하나의 강관 내부의 피복 층이 손상되는 것을 방지하도록 할 수 있는 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조를 제공할 수 있다.
예컨대, 종래에는 피복 강관들을 삽입하는 방식으로 서로 연결되도록 할 때에 수밀 구조가 취약하여 수도용으로 사용하게 될 경우, 대략 2.5 MPa 정도의 수압까지만 견딜 수 있었지만, 본 발명에 따른 수도용 피복강관의 수밀 연결구조에 의하면 대략 3.5 MPa 정도의 수압까지도 견딜 정도로 수압성능이 향상되도록 할 수 있다.
또한, 기존 관단 보호 캡은 단순히 고밀도 폴리에틸렌 재질로 마련되기 때문에 피복강관 표면의 코팅층에 비해 경도가 높아 확관부에 삽입부의 연결 작업시 관단 보호 캡에 의해 코팅층이 쉽게 손상될 수 있고, 작업자의 부주의 등으로 인해 관단 보호 캡의 체결시 관단 보호 캡이 피복강관에 밀착되지 못하게 되면 틈새로 물이나 이물질 등이 침투하여 관로 부식 등을 쉽게 일으키게 될 수 있으며, 동절기와 하절기의 온도 변화에 따른 변형도 쉽게 발생 되어 유지보수 관리 또한 까다로웠으나, 본 발명에 따른 관단 보호 캡(500)은 실링부재(300)와 함께 EPDM 고무 재질(에틸렌 프로필렌 디엔 고무; Ethylene propylene diene rubber로 이루어진 폴리머)로 마련되어 종래의 고무 링과 같은 실링부재 하나에만 수밀성을 의존하는 것이 아니라 실링부재(300)와 함께 이중으로 수밀 구조를 이루도록 하여 상기한 문제들을 모두 해결하면서 수밀성이 더욱 향상되도록 할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 실링부재(300)와 상기 관단 보호 캡(500)은 EPDM 고무 재료를 포함하는 재질로 이루어지되, 에틸렌 프로필렌 디엔 고무(Ethylene propylene diene rubber)로 이루어진 폴리머 재질 30 ~ 45 중량%, 카본블랙 25 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 8 ~ 15 중량%, 발포제 4~13 중량%, 자외선 안정제 또는 산화방지제 0.1~3 중량%,의 조성비를 갖는 재질로 마련된 것이 더욱 바람직할 수 있다.
또한, 상기 발포제는 탄성 및 내열성을 부여하는 성분으로서, 통상적으로 사용되거나 공지된 것이라면 그 종류가 제한되지 않으며, 다른 성분과의 상용성, 상업적 입수 용이성, 발포성 등을 고려할 때 아조디카본아미드(Azodicarbonamide) 또는 탄산수소나트륨(sodium bicarbonate)에서 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것이 바람직하고, 아조디카본아미드 (Azodicarbonamide)인 것이 더 바람직하다.
또한, 자외선 안정제 및 산화 방지제는 탄성롤 시트가 시공되어 햇빛, 공기, 수분 등에 장시간 노출되었을 때 자외선, 산소 등에 의해 노후화되거나 산화되는 것을 방지하는 성분으로서, 통상적으로 사용되는 것이나 공지된 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않는다. 자외선 안정제는 자외선을 차단하거나 흡수하는 기능을 가지며, 자외선 안정제로서의 성능 및 다른 성분과의 상용성을 고려할 때 할스(HALS)계 물질인 것이 바람직하다. 할스(Hindered Amine Light Stabilizer, 입체장애아민광 안정제, HALS)는 아민기가 입체적인 구조물로둘러싸여 있고, 광 안정제로 사용되는 물질을 지칭한다. 자외선 안정제의 상업적인 제품으로는 Tinuvin TM(BASF사) 등이 있다. 또한, 산화 방지제의 구체적인 예로는 2,2',2",6,6',6"-헥사-(1,1-디메틸에틸)-4,4',4"-[(2,4,6-트리메틸-1,3,5-벤젠트리일)-트리스메틸렌]-트리페놀, 1,3,5,트리스[3,5-디(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시벤질]-1H,3H,5H-1,3,5-트리아진-2,4,6-트리온, 펜타에리쓰리틸 테트라키스[3-[3,5-디(1,1-디메틸에
틸)-4-하이드록시페닐]-프로피오네이트], 옥타데실-3-[3,5-디(1,1- 디메틸에틸)-4-하이드록시페닐]-프로피오네이트, 트리스[2,4-디(1,1-디메틸에틸)-페닐]-포스파이트, 2,2'-디(옥타-데실옥시)-5,5'-스피로비(1,3,2-디옥사포스포리난), 디옥타데실 디설파이드, 디도데실-3,3'-티오디프로피오네이트, 디옥타데실-3,3'-티오디프로피오네이트, 부틸하이드록시톨루엔, 에틸렌비스[3,3-디[3-(1,1-디메틸에틸)-4-하이드록시페닐]부티레이트], 옥타데실-3,5-디-tert-부틸-하이드록시하이드로시나메이트 (octadecyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate), 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트[Tris(2,4-di-tert-buthylphenyl)phosphite] 등이 있다.
이에 따라, 실링부재(300)와 관단 보호 캡(500)이 EPDM 고무 재료를 포함하는 재질로 마련되도록 함으로써, 수도용 피복강관의 연결 부위에서 실링부재(300) 및 관단 보호 캡(500)에 의해 이중으로 수밀 구조가 이뤄지도록 하여 수밀 상태가 견고하게 유지되며 수압성능이 향상되도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 실링부재(300) 및 관단 보호 캡(500)을 이루는 재질의 시험성적서이다. 이를 통해 살펴보면, 본 발명에 따른 실링부재(300) 및 관단 보호 캡(500)을 이루게 되는 EPDM 고무 재질은 인장강도와 신장률 등에 있어서 모두 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 상기 실링부재(300)와 상기 관단 보호 캡(500)은 EPDM 고무 재료를 포함하는 재질로 마련되되, 상기 재질 100 중량부에 대하여 나노자석 분말 5 ~ 15 중량부가 더 포함되는 재질로 마련되도록 할 수도 있다.
이에 따라, 실링부재(300) 및 관단 보호 캡(500)에 접촉되는 물에 세슘과 같은 방사성 물질이 섞여 있더라도 나노자석 성분에 의해 깨끗하게 정화되도록 할 수 있다.
여기서, 나노자석 분말이 5 중량부 미만으로 포함되면 방사성 물질의 정화능력이 저하될 수 있고, 15 중량부를 초과해 포함되면 EPDM 고무 재질 고유의 탄성을 저하시키게 되어 수밀성에 영향을 미치게 되고 비용도 상당히 증가하게 될 수 있다.
기존 관단보호링의 경우 사람의 손으로 체결하는 것은 불가능하여 도구를 이용해 체결하였고, 이중 수밀 관단보호링의 경우 끝부분만 늘려 끼우는 강제 끼임 방식으로 쉽게 체결할 수 있었다.
한편, 상기 실링부재(300)와 상기 관단 보호 캡(500)을 이루는 EPDM 고무 재질에 포함되는 나노자석 분말을 대신하여 10 나노미터 크기의 자철석-산화 그래핀 화합물 분말이 포함되도록 할 수도 있다.
이에 따라, 실링부재(300) 및 관단 보호 캡(500)에 접촉되는 물이 발암물질인 비소, 기타 중금속 등에 오염되어 있더라도 자철석-산화 그래핀 화합물 성분에 의해 이들 발암물질이나 중금속 등이 깨끗하게 제거되어 수질이 정화되도록 할 수 있다.
한편, 상기 제1 피복강관(100)과 제2 피복강관(200)은 각각 강관과 피복 층을 포함하고, 피복 층이 강관의 내,외주 면에 각각 제공된 내면 코팅과 외면 코팅을 포함한다. 일례로, 내면 코팅과 외면 코팅은 폴리에틸렌(polyethylene, PE)을 포함하는 코팅 물질로 이루어져 일정한 탄성을 가질 수 있다. 이러한 제1 피복강관(100)과 제2 피복강관(200)은 곧은 직관일 수도 있고 곡 관 또는 T자 관과 같은 이형 관일 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 피복강관(100)에서 적어도 어느 일측의 단부에는 제2 피복강관(200)의 어느 일측의 단부인 삽입부(210)가 삽입될 수 있게 삽입부(210)의 외경에 비하여 큰 내경을 가진 확관 바디(111)가 형성되고, 확관 바디(111)의 선단에는 확관 바디(111)의 선단으로부터 연장된 확관 엔드(113)가 형성된다.
즉, 제1 피복강관(100)의 확관부(110)는, 제1 피복강관(100)의 일측 단부에 확관 가공되어 마련된 확관 바디(111)와, 확관 바디(111)의 선단에서 외측으로 벌어져 경사진 형상을 갖도록 마련된 확관 엔드(113)를 포함한다.
아울러, 확관 엔드(113)의 외주에는 확관 엔드(113)에 대응하는 경사를 가진 내주에 적어도 하나 이상의 스파이크(611)가 경사지게 형성되어 확관 엔드(113)의 외주에 박히는 소켓 링(600)이 구비된다.
이에 따라, 제1 피복강관(100)과 제2 피복강관(200)에 분리되는 방향으로 힘이 작용하면 할수록 소켓 링(600)에 의해 분리 이탈을 억제하는 방향으로 압박되어 체결 어셈블리(400)의 체결력과 함께 제1 피복강관(100)과 제2 피복강관(200)의 연결 시공 후 분리 이탈이 확실히 방지되도록 할 수 있다.
소켓 링(600)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 확관 엔드(113)의 외주에 끼워진 상태로 배치되고, 적어도 하나 이상의 스파이크(611)를 포함한다.
제2 피복강관(200)의 삽입부(210)는 확관 바디(111)에 삽입된다. 확관 엔드(113)는 끝쪽으로 갈수록 외측으로 점차적으로 벌어지는 형상으로 제공됨으로써 내,외주 면이 각각 일정한 각도의 경사면을 가지고 확관 바디(111)에 삽입된 삽입부(210)와의 사이에 빈 공간으로서 링 형상의 실링 공간을 형성한다.
이때, 상기 실링 공간에는 EPDM 고무 재질과 같은 기밀성 재질로 이뤄진 실링부재(300)가 삽입 설치된다.
체결 어셈블리(400)는 소켓 링(600)이 확관 엔드(113)의 외주에 배치된 제1 피복강관(100)과 삽입부(210)가 확관부(110)로 삽입된 제2 피복강관(200)을 상호 체결함으로써, 서로 연결된 제1 피복강관(100)과 제2 피복강관(200)이 분리되는 것을 방지한다.
좀더 구체적으로, 체결 어셈블리(400)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 피복강관(200)의 외주에 끼워지는 압륜(410)과, 소켓 링(600) 및 압륜(410)을 체결하는 관 체결 기구(420)와, 제2 피복강관(200)에 대한 압륜(410)의 위치를 고정시키는 위치 고정 기구(430)를 포함한다.
여기서, 관 체결 기구(420)는 소켓 링(600)과 압륜(410)을 볼트 조임에 의하여 접근시키도록 구성된다. 압륜(410)은 관 체결 기구(420)에 의한 볼트 조임 시 실링 공간에 대하여 실링부재(300)를 압박하는 가압면을 가진다. 이러한 압륜(410)의 가압면에 의한 압박 작용에 따르면, 실링부재(300)는 실링 공간에 압입 상태로 수용된다.
관 체결 기구(420)는 서로 나사 결합이 되는 복수 짝의 체결 볼트와 체결 너트로 구성된다. 체결 볼트들은 볼트 머리가 소켓 링(600)의 외륜(620)에 형성된 걸림 턱(621)에 각각 걸린다. 압륜(410)은 체결 볼트들의 볼트 몸체가 각각 통과하는 관통 구멍들을 가진다. 관통 구멍들은 압륜(410)의 중심을 기준으로 하는 원주 방향을 따라 서로 이격되도록 간격을 두고 배치될 수 있다. 체결 너트들은 걸림 턱(621)에 걸린 상태로 압륜(410)의 관통 구멍들을 통과한 체결 볼트들의 볼트 몸체에 각각 결합된다. 체결 볼트들은 후크 볼트(hook bolt)가 될 수도 있다.
위치 고정 기구(430)는 복수의 스파이크 볼트(spike bolt)로 구성된다. 스파이크볼트들은 압륜(410)에 각각 반경 방향으로 배치된 상태로 나사 결합이 되어 회전 방향에 따라 제2 피복강관(200)의 외주면에 대하여 이격 되거나 접근된다. 물론, 스파이크 볼트들이 압륜(410)의 외주면에 접근되면, 압륜(410)은 위치가 고정된다. 스파이크 볼트들은 압륜(410)의 관통 구멍들 사이 각각에 배치될 수 있다.
관단 보호 캡(500)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 중앙에 관통 개구가 형성되고, 관통 개구의 주위에 삽입부(210)의 관단 영역을 수용하여 관단 영역의 노출된 끝면을 보호하는 링 형상의 수용 홈이 형성된다. 즉, 중앙의 관통 개구와 주위의 수용 홈을 가지도록 구성된다. 이때, 수용 홈은, 관단 영역이 수용된 때, 관단 영역의 두께에 의하여 탄성 범위 이내에서 확대 변형 가능하게 구성된다. 이에, 수용 홈은 관단 영역을 밀착 상태로 수용하여 관로를 따라 흐르는 유체로서 물이 수용 홈과 관단 영역 사이로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 이와 같은 관단 보호 캡(500)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 관통 개구를 제공하는 중앙의 이너 링(510)과, 이너 링(510)의 주위에 배치된 아우터 링(520)과, 이너 링(510) 및 아우터 링(520) 사이의 후단 부분을 차폐하는 연결 링(530)을 포함한다. 이때, 연결 링(530)은, 이너 링(510)과 아우터 링(520)을 연결하는 것인 바, 이너 링(510)과 아우터 링(520) 사이는 수용 홈으로 형성된다. 이너 링(510), 아우터 링(520) 및 연결 링(530)은 모두 EPDM 고무와 같은 탄성 재질로 마련된다. 이너 링(510), 아우터 링(520) 및 연결 링(530)은 일체로 형성된 것이 바람직하다.
이너 링(510)과 아우터 링(520)은, 수용 홈 쪽으로 일정한 각도 경사진 형상으로 형성됨으로써, 수용 홈에 관단 영역이 수용된 때, 수용 홈이 관단 영역의 두께에 의하여 탄성 범위 이내에서 확대되어 관단 영역을 밀착 상태로 수용할 수 있다.
여기서, 이너 링(510)은 관단 영역의 내주면에 밀착되는 외주면을 가진다. 아우터 링(520)은 관단 영역의 외주면에 밀착되는 내주면을 가진다. 확관부(110)와 삽입부(210)의 사이에 배치되는 아우터 링(520)은 제1 피복강관(100)과 제2 피복강관(200)의 연결 과정에서 확관부(110)의 내면 코팅과 삽입부(210)의 외면 코팅이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 아우터 링(520)은 확관부(110)와 삽입부(210) 사이의 틈새보다 0.5 ~ 1.5 mm 정도 더 두껍게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 관단 보호 캡(500)에 의해 2차적으로 수밀이 이뤄지도록 하는 부분으로 아우터 링(520)이 탄성에 의해 억지 끼움 형태로 구비되도록 함으로써, 관단 보호 캡(500)에 의한 2차 수밀이 더욱 견고하게 이뤄지도록 할 수 있다.
이때, 아우터 링(520)의 두께가 0.5 mm 미만으로 두껍게 형성되면 2차 수밀 구조가 다소 느슨해질 수 있고, 1.5 mm를 초과해 더 두껍게 형성되면 제2 피복강관(200)을 제1 피복강관(100)으로 삽입하여 연결하는 시공 과정이 다소 까다로워지게 될 수도 있다.
한편, 관단 보호 캡(500)은, 관단 영역에 결합되어 수용 홈에 관단 영역이 수용된 때, 수용 홈이 탄성 변형에 의하여 관단 영역의 두께만큼 확대되어 관단 영역에 밀착된다. 물론, 관단 보호 캡(500)은, 관단 영역에서 분리되면, 수용 홈이 원상으로 복원된다.
스파이크(611)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 소켓 링(600)의 내주면에 형성되고, 제1 피복강관(100)과 제2 피복강관(200)에 분리되는 방향으로 힘이 작용하면 확관 엔드(113)의 외주면을 구성하는 외면 코팅에 박혀 체결 어셈블리(400)와 함께 제1 피복강관(100)과 제2 피복강관(200)의 분리를 저지한다.
이와 같은 소켓 링(600)의 스파이크(611)는, 확관 엔드(113)의 외주면에 용이하게 박히도록 선단을 포함하는 부분이 뾰족한 형상으로 형성되고, 돌출 길이와 너비가 일정해지도록 형성될 수 있다. 그리고, 스파이크(611)는 닫힌 링 형상을 가지도록 형성될 수 있다.
한편, 확관 엔드(113)의 외주면에는 스파이크(611)가 박힘에 따라 스파이크(611)의 형상에 대응하는 형상의 요부가 형성될 수 있다. 즉, 오목한 요부가 확관 엔드(113)의 외주 방향을 따라 닫힌 링의 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예로서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 소켓 링(600)은 내륜(610)과 외륜(620)을 포함한다. 내륜(610)은, 내주에 스파이크(611)가 형성되고, 후단의 외주에 외주 방향을 따라 패인 형상으로 결합 턱(613)이 형성된다.
또한, 내륜(610)은 내주면이 확관 엔드(113)의 외주 쪽의 경사면에 대응하는 경사면을 가지도록 형성된다.
이러한 내륜(610)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 원주 방향을 따라 배열된 복수의 단위체로 분할되는 구성을 갖는다.
외륜(620)은, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 내륜(610)의 결합 턱(613)에 배치되고, 확관 엔드(113)의 최대 외주에 비하여 큰 내주를 가지도록 형성된다.
이와 같은 소켓 링(600)은, 먼저 외륜(620)을 확관 엔드(113) 쪽에서 끼우는 방식으로 확관 엔드(113)의 외주에 배치하고, 다음으로 내륜(610)을 구성하는 복수의 단위체를 확관 엔드(113)의 외주에 배치한 후, 외륜(620)을 내륜(610)의 결합 턱(613)에 배치함으로써, 확관 엔드(113)의 외주에 간단하고 신속하게 배치할 수 있다.
시험예 1: 체결 시험
상기 제품에 관련하여 체결 시험을 진행하였다. 기존 관단보호링의 경우 사람의 손으로 체결하는 것은 불가능하여 도구를 이용해 체결하였고, 본 발명의 이중 수밀 관단보호링의 경우 끝부분만 늘려 끼우는 강제 끼임 방식으로 쉽게 체결할 수 있었다.
또한, 이중 수밀 관단보호링을 수도관에 체결하고 수도관과 관단보호링의 내·외면 공차를 확인하였는데, 내·외면 모두 밀착되어 있는 것을 확인하였다.
시험예 2: 절연 시험
타사 제품, 기존 제품, 본 발명 제품 제품에 대하여, 300A 수도관 3m 4본을 연결한 후 수도관의 1.5m 지점에 5cm X 5cm 크기로 피복을 제거했다. 이후 수도관에 물을 절반 이상 채운 후 핀홀 시험기를 이용하여 1kV 전기를 투입하였을 때 제품별 절연 여부를 확인하였다. 그 결과를 도 9에 나타내었다.
타사 제품과 기존 제품은 핀홀이 발생되었으며, 본 발명 제품의 경우 핀홀이 발생되지 않았다. 이에 따라, 고무 재질인 개선 제품이 절연 효과가 있는 것을 확인하였다.
시험예 3: 휨 각도에 따른 누수 저항성 시험
최초 시험 계획 시 시편의 중심부를 크레인으로 들어 올려 자중으로 인한 휨각도를 측정하려고 했으나, 하중으로 인한 측정이 더 정확한 결괏값을 얻을 수 있을 것으로 판단하여, 만능재료시험기를 활용, 하중 재하 시 누수가 발생되는 시점의 휨 각도를 확인하였다. 그 결과를 도 10에 나타내었다.
기존 제품은 6˚에서 누수가 발생되었으며, 본 발명 제품은 경우 8˚에서 누수가 발생되어, 기존 대비 33% 성능 향상 효과를 확인하였다.
시험예 4: 관단 염수 부식 저항성 시험
KS D 9502에 따라 5% 염수(수돗물 275L, 천일염 13.8kg)를 제조하였다. 이 염수를 타사 제품, 기존 제품, 개선 제품에 분사하여 14일 뒤 결과를 확인하였다. 그 결과를 도 11에 나타내었다. 타사 제품과 기존 제품은 단면이 부식되었으며, 본 발명 제품은 내면, 단면, 외면을 모두 막아주기 때문에 부식이 발생하지 않았다.
시험예 5: 수압 시험
300A 수도관의 확관부와 직관부를 0.7m로 절단 후 기존 제품과 개선 제품의 시편을 제작하여 수압 시험을 진행하였다. 그 결과를 도 12에 나타내었다.
기존 제품은 2.5MPa 이상 압력을 가할 시 누수가 발생되고, 본 발명 제품은 3.0MPa 이상의 수압에도 누수가 발생되지 않았다. 이에 따라, 기존 대비 20% 성능 향상 효과를 확인하였다.
시험예 6: 충격에 의한 내부 피복 파손 시험
타사 제품, 기존 제품, 본 발명 제품에 대하여 관단보호링을 체결한 직관부를 확관부에 삽입하여 만능재료시험기(UTM)로 100kN의 수직 하중을 주었을 때, 수도관의 내부 피복 파손 여부를 확인하였다. 그 결과를 도 13에 나타내었다. 타사 제품과 기존 제품은 관단보호링이 충격을 흡수하지 못하여 원형의 띠가 내면 피복에 형성되었고, 본 발명 제품은 고무의 이물질이 묻은 것 외의 파손은 없었다.
상기 시험 결과를 표 1 및 도 9 내지 13에 나타내었다.
도 9는 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 절연 저항 시험 결과도이고, 도 10은 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 누수 저항성 시험 결과도이며, 도 11은 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 관단 염수 부식 저항성 시험 결과도이고, 도 12는 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 수압시험 결과도이며, 도 13은 본 발명에 따른 이중 수밀 관단 보호링을 체결한 피복 강관의 피복 강관의 피복 파손 시험 결과도이다.
| 측정항목 | 달성기준 | 시험방법 |
| 절연 저항 시험 | 타사 제품: 절연 불가 기존 제품: 절연 불가 본 발명 제품: 절연 가능 |
공인기관 시험 성적서 |
| 휨 각도에 따른 누수 저항성 시험 |
기존 제품: 6˚ 본 발명 제품: 8˚ ※ 계획: 20% 성능 향상 → 13% 추가 향상 |
상동 |
| 관단 염수 부식 저항성 시험 |
타사 제품: 적녹 발생 기존 제품: 적녹 발생 본 발명 제품: 적녹 발생 없음 |
상동 |
| 수압 시험 | 기존 제품: 2.5MPa 본 발명 제품: 3.0MPa ※ 계획: 20% 성능 향상 → 목표 달성 |
상동 |
| 충격에 의한 내부 피복 파손 시험 |
타사 제품: 피복 손상 기존 제품: 피복 손상 본 발명 제품: 손상 없음 |
상동 |
상기 시험 결과로 부터 본 발명에 따른 이중 수밀 관단보호링을 체결한 피복 강관은 절연 저항성, 누수 저항성, 염수 부식 저항성, 수입 시험 및 피복 파손 시험에 있어서 현저히 개선된 결과를 나타내었다.
상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 제1 피복강관 110 : 확관부
111 : 확관 바디 113 : 확관 엔드
200 : 제2 피복강관 210 : 삽입부
300 : 실링부재 400 : 체결 어셈블리
410 : 압륜 420 : 관 체결 기구
430 : 위치 고정 기구 500 : 관단 보호 캡
510 : 이너 링 520 : 아우터 링
530 : 연결 링 600 : 소켓 링
610 : 내륜 611 : 스파이크
613 : 결합 턱 620 : 외륜
111 : 확관 바디 113 : 확관 엔드
200 : 제2 피복강관 210 : 삽입부
300 : 실링부재 400 : 체결 어셈블리
410 : 압륜 420 : 관 체결 기구
430 : 위치 고정 기구 500 : 관단 보호 캡
510 : 이너 링 520 : 아우터 링
530 : 연결 링 600 : 소켓 링
610 : 내륜 611 : 스파이크
613 : 결합 턱 620 : 외륜
Claims (3)
- 일측으로 내경이 확장된 확관부(110)를 갖는 제1 피복강관(100);
상기 제1 피복강관(100)의 확관부(110)로 끼워지는 삽입부(210)를 갖는 제2 피복강관(200);
상기 확관부(110)로 끼워진 삽입부(210)와 상기 확관부(110)의 사이에 개재되며, 전체적으로는 링의 형태를 갖도록 마련되어, 상기 제1 피복강관(100)과 제2 피복강관(200)의 사이에 1차적으로 수밀 구조가 이뤄지도록 하는 실링부재(300);
상기 실링부재(300)를 상기 확관부(110)와 상기 삽입부(210) 사이로 압박하고 상기 확관부(110)와 상기 삽입부(210)가 분리되는 것을 방지하도록 구비된 체결 어셈블리(400); 및
상기 삽입부(210)의 관단을 감싸도록 상기 삽입부(210)의 관단을 감싸는 부분이 ‘ㄷ’자의 단면 형상을 갖도록 마련되며, 전체적으로는 링의 형태를 갖도록 마련되어, 상기 제1 피복강관(100)과 제2 피복강관(200)의 사이에 2차적으로 수밀 구조가 이뤄지도록 상기 삽입부(210)의 관단 영역에 구비된 관단 보호 캡(500);을 포함하고,
상기 실링부재(300)와 상기 관단 보호 캡(500)은 EPDM 고무 재료를 포함하는 재질로 이루어지되, 에틸렌 프로필렌 디엔 고무(Ethylene propylene diene rubber)로 이루어진 폴리머 재질 30 ~ 45 중량%, 카본블랙 25 ~ 45 중량%, 탄산칼슘 8 ~ 15 중량%, 발포제 4~13 중량%, 자외선 안정제 0.1~3 중량%,의 조성비를 갖는 재질로 마련된 것을 특징으로 하는 수도용 피복강관의 수밀 연결구조. - 제1항에 있어서,
상기 실링부재(300)와 상기 관단 보호 캡(500)은 EPDM 고무 재료를 포함하는 재질 100 중량부에 대하여 나노자석 분말 5 ~ 15 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조. - 제1항에 있어서,
상기 실링부재(300)와 상기 관단 보호 캡(500)은 EPDM 고무 재료를 포함하는 재질 100 중량부에 대하여 10 나노미터 크기의 자철석-산화 그래핀 화합물 분말 5 ~ 15 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조.
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|---|---|---|---|
| KR1020220108113A KR20240029843A (ko) | 2022-08-29 | 2022-08-29 | 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조 |
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| KR1020220108113A KR20240029843A (ko) | 2022-08-29 | 2022-08-29 | 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조 |
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| KR1020220108113A KR20240029843A (ko) | 2022-08-29 | 2022-08-29 | 이중 수밀 관단보호링이 구비된 수도용 피복 강관의 연결구조 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101037586B1 (ko) | 2011-04-25 | 2011-05-27 | 주식회사 휴비코 | 이탈방지 압륜용 피복 강관 |
| KR101924450B1 (ko) | 2017-11-10 | 2018-12-03 | 주식회사 코팅코리아 | 소켓이 구비된 금속관, 이를 이용한 금속관 연결장치 및 금속관의 소켓 형성 방법 |
| KR102095325B1 (ko) | 2018-10-05 | 2020-03-31 | 주식회사 코팅코리아 | 소켓을 가진 피복강관, 피복강관 제조방법 및 피복강관 연결구조 |
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2022
- 2022-08-29 KR KR1020220108113A patent/KR20240029843A/ko unknown
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