KR900006814B1 - 파이프 커플링 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

파이프 커플링
제 1 도는 서로 연결시킬 파이프의 끝에 조립할 수 있게 준비되어 있는 파이프 커플링(pipe coupling)의 정면도.
제 2 도는 파이프 커플링내에 삽입되는 파이프의 끝과 제 1 도의 상부반의 측면도와 파이프 커플링의 하부반의 세로 단면도.
제 3 도는 적층 고정링의 확대 단면도.
제 4 도는 제 3 도의 화살표(IV)방향에서 본 도면.
제 5 도는 제 3 도의 V-V선을 따라 취한 단면도.
제 6 도는 외측단부 또는 외부가 하우징의 내벽에 지지되어 있고 그 안쪽단부 또는 내부가 파이프의 외면에 삽입되는 고정링의 단면도.
제 7 도 및 8도는 다른 실시예의 고정링을 제 3 도에서와 같이 확대하여 도시한 단면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 파이프 커플링 11,12 : 파이프 단부
13 : 하우징 14,15 : 플랜지
17,18 : 플랩 21,24 : 고정막대
22,23 : 횡축공 27,28 : 볼트
29 : 밀봉가스킷 30,31 : 밀봉립
34,35 : 스프링링 36 : 웨브
37 : 비이드 38,39 : 고정링
40,41 : 서클립 또는 스냅링
본 발명은 서로 연결시킬 파이프의 끝을 함께 결합시키고 안쪽으로 구부러지거나 반전된 단부 플랜지를 갖는 하우징으로 구성된 파이프 커플링에 관한 것이다.
일반적으로 말하면, 파이프 커플링은 하우징내에 실질적으로 C자형의 축방향 단면을 갖고 합성고무와 같은 탄성물질로 만들어진 내측으로 개방되어있는 밀봉 가스킷을 설치한 형태이다. 이러한 밀봉 가스킷의 양단은 지름이 축소될 수 있는 원뿔형 또는 절두 원추형 고정링의 내부 또는 마주보는 재킷표면에 의하여 지지되어 있다. 축방향으로 각 절두 원추형 고정령의 외측단부 또는 외부는 하우징내에 접하고 그 안쪽단부 또는 내부는 서로 연결시키고자 하는 파이프의 끝부분의 바깥 둘레에 기계적으로 맞물려 있다.
상기 형태의 파이프 커플링은 스위스 특허 제620,510호, 1978년 3월 9일에 공고된 독일특허 제2,731,464호 및 1978년 8월 22일에 등록된 미합중국 특허 제4,108,479호에 기재되어 있다. 이와같은 공지의 파이프 커플링은 실제로 다음과 같은 것으로 알려져 있다. 고정링들은 그 소경부가 직선 또는 J자형 절개부에 의해 적층이 형성되어 있고 이 적층은 비늘형상으로 서로 중첩되도록 이들의 측단부중의 적어도 한쪽에 약간 비꼬여진 상태로 되어있다. 이와같은 방법으로 적층은 하우징을 고정시키는 동안 서로 연졀되어질 파이프의 외표면내에 파고 들어가도록 고정링의 안쪽단부 또는 내부에 클로우(claw) 또는 이빨을 형성한다. 이와같은 클로우 또는 이빨은 고정링이 지지되어 있는 파이프 커플링의 하우징에 의하여 서로 연결되어질 파이프의 단부사이에 미끄럼 끼워맞춤을 하게된다.
공지의 파이프 커플링의 파이프의 외표면에 파고들어가는 적층 또는 이빨의 단부는 원뿔형 또는 절두 원추형 고정링의 내부 및 외부 재킷표면에 대하여 직각인 평탄한 전면부로 형성되어진다.
만약 상기 공지의 파이프 커플링이 비교적 경고한 물질(예,주철)로 만들어진 파이프의 단부와 서로 연결시키는데 사용된다면 고정링의 안쪽단부 또는 내부가 파이프의 주위의 외표면에 상당히 그리고 충분히 파고 들어갈때까지 하우징을 고정하는데는 상당한 힘을 필요로 한다.
또한, 만약 상기 공지의 파이프 커플링이 늘어날 수 았는 비교적 연질의 물질(예,알루미늄 또는 구리)로만들어진 파이프의 끝을 서로 연결시키는데 사용된다면 고정링의 안쪽단부 또는 내부가 파이프의 단부에 파고들어 갈때까지 하우징을 고정시키는데 필요한 힘은 실제로 더 약하다. 그런데 고징링의 안쪽단부 또는 내부에 적층 또는 이빨의 침투깊이는 미정이나 불확실하므로 특히 엷은 벽두께의 파이프에서는 이들 고정링은그 안쪽단부 또는 내부의 접촉선에서 파이프 끝의 외부단면과 맞물림을 약화시키게 된다.
그러므로 상기 사실을 감안하여 본 발명의 1차목적은 상기 단점들과 기술적 구성의 결함을 시정한 새롭고 개선된 구조의 파이프 카플링을 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 심지어 단단한 재료로 제조된 파이프를 고정할때 조차도 고정시키는데 힘을 필요로 하지 않는 전술한 유형의 파이프 커플링의 새롭고 개선된 구조를 제공함과 아울러 연질재료로된 파이프내로 고정링의 안쪽단부 또는 내부가 침투되는 깊이를 더욱 양호하게 규제하여 두께가 얇은 파이프의 약화 위험을 실질적으로 배제할 수 있는 파이프 커플링을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 한가지 목적은 전술한 성질의 파이프 커플링으로서, 구조와 설계가 비교적 간단하고, 매우 경제적으로 제조할 수 있으며 조작에 있어서, 신뢰도가 높고, 쉽게 파괴되거나 기능장애를 일으키지 아니하며, 최소의 정비 및 서비스를 필요로하는 파이프 커플링의 새로운 개량된 구조를 제공하는데 있다.
이하의 설명에서 더 명백히 알 수 있는 바와같이, 전술한 본 발명의 목적뿐 아니라 기타의 목적도 실현하기 위하여 본 발명의 파이프 커플링은 서로 연결될 파이프의 외부표면에 기계적으로 맞물리거나 파고 들어 가게 하기위하여 고정링의 안쪽단부 또는 내부가 오목한 윤곽을 갖는 형태로 구성하는 것이 특징이다.
고정링의 안쪽단부 또는 내부에 오목한 윤곽을 가지므로서 파이프의 외부표면과 제일 먼저 접촉되는 안쪽단부 또는 내부의 단부 또는 립이 예각이 된다. 그러므로 예각 단부 또는 립의 침투에 의한 밀려난 파이프 재료가 오목한 윤곽에 채워질때까지 상기 예각단부는 거의 힘의 소모가 없이 파이프 재료내부에 파고들어 가게된다. 이것은 하우징을 고정시키는 과정에서 명확히 인식할 수 있다.
오목한 윤곽은 V자형이 유리하며, 이러한 오목 윤곽은 90°와 150°사이의 개방각(opening angle)을 갖는다. 전술한 파이프 커플링의 고정링의 안쪽단부 또는 내부의 적층 또는 절편은 작은 공칭 또는 정격지름을 가진 파이프에까지 필요로 하지는 않는다. 한편 제의된 파이프 커플링의 고정링의 안쪽단부 또는 내부는 절편을 뒤틀리게 하거나 휘게하지 않고도 절취시킬 수 있다.
본 발명을 첨부된 도면에 의하여 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도면을 설명함에 있어서, 본 발명에 의한 파이프 커플링의 구조를 이 기술분야의 숙련자가 본 발명의 주요원리와 개념을 쉽제 이해하는데 필요한 정도로만 도시한 것으로 충분하다고 본다. 제 1 도 및 제 2 도에서, 예시된 파이프 커플링(10)은 고정작용으로 하게하기 위하여 서로 연결시킬 파이프 단부(11) (12)를 고정시킬 수 있는 죄임 클램프 또는 칼라(collar)와 대략 같은 형태의 하우징(13)으로 구성되어 있음을 들 수 있을 것이다. 이들 파이프 단부(11)(12)는 제 2도의 하반부에 점선으로 나타내었다. 하우징(13)은 그 양단쪽으로 향한 플랜지(14,15)(제2도와 비교) 및 이들 양단플랜지(14,15) 사이에 반드시 원통형 하우징 몸체(16)가 있다.
제 1 도에서, 2개의 플랩(17,18)은 하우징 몸체(16)의 가장 긴 단부와 일체로 또는 한가닥으로 형성되고, 서로 외측으로 구부러지거나 번형되어 있다. 플랩(17,18)의 자유단부는 각각 위치(19,20)에서 하우징 몸체(16)의 재킷 또는 셀표면에 용접시키는 것이 유리하다. 플랩(17)은 원통형 고정막대(21) 또는 이와 유사한 구조물을 둘러싸며 이 원통형 고정막대(21)는 이 고정막대(21)를 완전히 관통하는 2개의 횡축공(22,23)을갖는다. 또한 플랩(18)은 예를들어, 원통형 고정막대(24) 또는 이와 유사한 구조물을 둘러싸고 있다. 이러한 고정막대(24)에는 내부에 나사홈이 파인 2개의 횡축공(25,26)이 제공되어 있다. 플랩(17,18)에 의해서 각각 지지되어 있는 고정막대(21,24)는 회전할 수 있으며 2개의 나사볼트(27,28)에 의해서 서로 연결되어있다. 2개의 나사볼트(27,28)의 각 헤드는 각 횡축공(22,23)에 의하여 고정막대(21)에 직접 연결되어 있다. 상술한 것에 의하여 하우징(13)은 볼트(27,28)를 죄임으로써 죄임클램프 또는 칼라와 같은 방식으로 수축시킬 수 있다는 것을 알수 있다.
단부 플랜지(14,15) 사이의 하우징(13)내에 존재하는 구성 부품들은 특히 제 2 도에 도시되어 있는데 이것을 살펴보기로 한다. 하우징(13)은 탄성물질, 예를들어 적합한 합성고무 재료로 형성된 밀봉 가스킷(29)를 둘러싸고 있다. 이러한 밀봉 가스킷(29)은 내측으로 개방되어 있고, 그 축방향 단면이 C자형으로 되어 있다. 밀봉 가스킷(29)의 안쪽으로 구부러진 밀봉립(30)(31)은 각각의 예리한 밀봉에지(32,33)에서 중단되어 밀봉 가스킷(29)의 웨브(36)상에 있는 각 원뿔형 스프링 링(34,35)에 의하여 지지되어 있다. 밀봉 가스킷(29)의 웨브(36)는 이 웨브(36)를 보강시키게하는 안쪽으로 돌출한 비이드(37)로 되어있다. 또는 이들 비이드(37)는 밀봉 가스킷(29)의 열량을 계속해서 변화시키는 동안 웨브(36)가 하우징(13)의 내벽으로부터 들어올려지는 것을 예방한다.
밀봉 가스킷(29)의 양단부면은 특히 각각 경사진 원뿔형 또는 절두 원추형 고정링(38,39)의 내부 또는 마주보는 재킷 표면상에 각각 놓여있다. 고정링(38,39)은 파이프의 양단과 기계적으로 맞물려 지거나 파고들어가게 하기위하여 고정작용동안 수축시킬 수 있다. 한편 이들 고정링(38,39)은 하우징 몸체(16)와 단부플랜지(14,15) 사이의 전이구역을 한정짓는 필릿 또는 목(46)내에서 외부단부 또는 외부가 지지되어 있다. 또한, 여기서 고정링(38,39)은 원형단면을 갖는 원형 또는 스냅링(41)은 물론 삼각형 단면을 갖는 원형 또는 스냅링(40)에 의하여 둘러싸여있다. 또한 고정링(38,39)이 이들의 안쪽단부 또는 내부에 적층을 형성하여 이 적층이 각 고정링으로부터 분파되어 있다는 사실을 제1도에서 알 수 있을 것이다.
만약 고정되어 있지않은 파이프 커플링(10)을 서로연결시킬 파이프의 단부(11,12)에 놓고 볼트(27,28)로 조이면, 하우징(13)을 조임 클랭프 또는 칼라와 같은 방식으로 수축하여 고정기능을 제공하게 된다. 밀봉가스킷(29)은 서로 잡아늘여지게되고 이러한 작용에 의하여 그것의 내경을 번화시키기 위하여 축소 또는 늘려지게 한다. 그래서 밀봉에지(32,33)를 파이프의 외부 주위에 밀착시켜 볼트(27,28)로 고정시키고, 또한 고정링(38,39)의 안쪽단부 또는 내부를 파이프의 외부와 접착시킨다·
본 발명에 의한 파이프 커플링(10)의 가장 중요한 특징중의 몇가지가 제 3 도 내지 6도에 도시되어 있으며 다음에 상세히 설명하고자 한다.
제 3 도는 고정링(38,39)중의 하나를 확대하여 나타낸 단면도이다. 고정링의 외측단부 또는 외부는 참고번호 "43"로 나타내고, 안쪽단부 또는 내부는 참고번호 "43"으로 나타내었다. 안쪽단부 또는 내부(43)에는 J자형 절개부(44)가 형성되어 있다. 적층 또는 탭(45)은 원뿔형 또는 절두 원추형 고정링(38,39)의 재킷표면으로 부터 약간 비틀어져 있거나 절곡되어 있는 절개부(44)로 형성되어 있다. 제 5도에서 고정링(38,39)의 안쪽단부 또는 내부(43)는 오목한 윤곽을 갖고 있으며 이 윤곽은 양쪽 다리(47,50) 사이에 형성된 V자형둔각으로 나타나 있다는 사실을 알수있다. 한편 고정링(38,39)의 외측단부 또는 외부(42)는 둥글게 되어 있다.
제 6 도에서, 안쪽단부 또는 내부(43)에 특수한 오목형 또는 V자형을 갖는 고정링(38,39)의 작동방법에 대하여 다음에 설명한다. 제 6 도를 간단히 표시하기 위하여 고정링(38,39)의 한 단면을 간단히 나타내었으며 여기에 둘러싸여 있는 원형 또는 스냅링(40,41)은 도시되지 않았다. 외측단부 또는 외부(42)에 있는 외부 원주면은 하우징(13)의 단부 플랜지(15)와 원통형 하우징 몸체(16)사이의 전이구역을 한정하는 목 또는필렛(46)내에서 지지된다. 안쪽단부 또는 내부(43)는 V자형으로 되어있다. 이 오목한 윤곽을 가진 다리 또는 측면(47)은 절두 원뿔형 고정링(38,39)의 외부 또는 비대칭 재킷면(48)과 함께 예각 절단부 또는 나이프단부(49)를 형성한다. 이 예각 절단부(49)는 나사 볼트(27,28)를 조이는 동안 파이프 단부(11,12)내에 파고 들어간다. 이때 파이프 재료는 변형되거나 부풀어 오른다. 한편, 안쪽단부 또는 내부(43)의 V자형의 다른 다리 또는 측면(50)은 예각 절단부(49)에 의해 밀려난 파이프 재료와 함께 정지쌍을 형성하므로서 예각 절단부(49)가 파이프재내로 더욱 깊이 침투하는 것을 방지한다. 제 6 도에 도시된 상태, 즉 파이프 단부(11,12)에 만족스런 기계적 연결을 위해 필요한 하우징(12)의 고정상태는, 볼트(27,28)로 조일때에 V자헝 윤곽이 밀려난 파이프재료로 채워지는 즉시 파이프 커플링을 조이기 위해 가해지는 회전력이 갑자기 증가함으로서 명확하게 인식할 수 있다.
조작방법은 제 3 도 내지 제 5 도에 따른 고정링(38,39)을 사용하는 것과 유사하다. 이들 도면에서 안쪽단부 또는 내부(43)의 단면은 하향 탭(45)과 결합된 파이프 단부(11,12)의 외표면상에 맞물리거나 걸려있다. 그후 볼트(27,28)를 더욱 조이면 대부분이 하향으로 메워진 안쪽단부 또는 내부의 단면이 파이프 단부(11,12)의 외표면과 접촉하여 그 위치에서 파고들어 갈때까지 이 단면의 경사가 부분적으로 감소된다.
제 7 도 및 제 8 도에 도시된 고정링(38,39)의 실시예는 고정링(38,39)의 안쪽단부 또는 내부(43)가 제 3 도내지 제 5 도에 도시한 것과 마찬가지로 절취되지만 제 3 도 내지 제 5 도에 도시된 것과 같이 각 절취부가 절곡되어 있지 않다는 점만 다르다. 제 7 도에서 절취부는 아치형 홈(51)이고 제 8 도에서는 슬롯(52) 형상이다. 이들 실시예에서 또한 외측단부 또는 외부(42)는 둥글게 되어있고 이와같이 절취된 안쪽단부 또는 내부(43)는 마찬가지로 오목한 V자형 윤곽을 갖게된다.
고정링(38,39)의 안쪽단부 또는 내부(43)의 오목한 윤곽은 반드시 V자형이 되어야 할 필요는 없고 호형 또는 아치형으로 될 수 있다. 그러나 이러한 아치형 윤곽은 볼트(27,28)를 조일때 안쪽단부 또는 내부(43)가 파이프단부(11,12)내에 삽입되는데 필요한 양을 V자형 윤곽보다는 명확하게 인식할 수 없다.
이상에서 본 발명의 적당한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이것만으로 한정시키지 아니하고, 다음의 청구범위내에서 여러가지로 달리 구현할 수 있다.

Claims (5)

  1. 양단부, 하우징 몸체 및 상기 양단부에서 각기 방사상 내향으로 연장되고 상기 하우징 몸체와 공통으로 전이구역을 형성하는 플랜지로 구성되며 파이프 단부와 맞물리도록 고정기능을 갗는 하우징, C자형 축방향 단면을 갖고 그 단부에서 내향 돌출된 밀봉립을 구비하며 상기 하우징내에 수납되는 탄성중합체로 제조된 밀봉가스킷, 상기 밀봉가스킷은 내향으로 개방되고 양단부면을 갖고, 상기 밀봉가스킷의 상기 각 단부면과 결합하며 상기 단부면중의 관련된 일측 단부면과 직면하는 내부재킷표면을 갖으며 서클립 또는 스냅링에 의해 지지되는 각 절두 원추형 고정링, 상기 절두 원추형 고정링은 외측단부 및 상기 외측단부보다 작은안쪽단부를 갖고, 상기 절두 원추형 고정링은 상기 전이구역중의 관련된 일측 전이구역에서 상기 외측단부가 지지되며, 상기 절두 원추형 고정링은 고정작동시 파이프단부중 관련된 일측 파이프단부에 상기 안쪽단부가 기계적으로 맞물리는 구조로 되어 있고, 상기 절두 원추형 고정링의 상기 안쪽단부는 오목한 윤곽을 갖는 것을 특징으로하는 연결될 파이프의 단부를 함께 연결시키는 파이프 커플링.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 오목한 윤곽이 V자형인 것이 특징인 파이프 커플링.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 V자형 오목한 윤곽은 개방각을 나타내고 이 개방각이 최소 90℃에서 최대 150℃인 것이 특징인 파이프.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 각 절두 원추형 고정링의 안쪽단부가 분할되어 있는 것이 특징인 파이프 커플링.
  5. 양단부, 하우징 몸체 및 상기 양단부에서 각기 방사상 내향으로 연장되고 상기 하우징 몸체와 공동으로 전이구역을 형성하는 플랜지로 구성되며 파이프 단부와 맞물리도록 고저기능을 갖는 하우징, 상기 하우징내에 수납되며 단부면을 갖는 밀봉 가스킷, 상기 밀봉 가스킷의 상기 각 단부면과 결합하며 상기 단부면중의 관련된 일측 단부면과 직면하는 내부재킷표면을 갖으며 서클립 또는 스냅링에 의해 지지되는 각 경사진 고정링, 상기 경사진 고정링은 외측단부 및 상기 외측단부보다 작은 안쪽단부를 갖고, 상기 경사진 고정링은 상기 전이구역중이 관련된 일측 전이 구역에서 상기 외측단부가 지지되며, 상기 경사진 고정링은 고정작동시 파이프단부중 관련된 일측 파이프단부에 상기 안쪽단부가 기계적으로 맞물리는 구조로 되어 있고, 상기 경사진 고정링의 상기 안쪽단부는 오목한 윤곽을 갖는 것을 특징으로하는 연결될 파이프의 단부를 함께 연결시키는 파이프 커플링.
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