KR920000342B1 - 금속링을 내삽한 압착식 관이음쇠를 사용하는 관의 접속방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

금속링을 내삽한 압착식 관이음쇠를 사용하는 관의 접속방법

제1도는 접속동체 일부를 압착하지 않는 경우 관이음쇠에 관을 삽입하여 놓은 압착체결전 상태의 부분 단면도.

제2도는 관과 관이음쇠를 접속동체 일부를 압착하지 않는 경우의 본 발명의 접속방법을 사용하여 압착체결 완료한 상태의 부분 단면도.

제3도는 축직각 환상 또는 다각형 돌출부(16)을 형성하지 않고 있는 압착용 프레스 다이스의 축방향 절단 단면도.

제4도는 접속동체 일부를 압착하는 경우의 관이음쇠에 관을 삽입하여 놓은 압착체결전 상태의 부분 단면도.

제5도는 접속동체 일부를 압착하는 경우의 본 발명의 접속방법을 사용하여 압착 체결완료한 상태의 부분 단면도.

제6도는 축직각 환상 또는 다각형 돌출부(16)를 형성하고 있는 압착용 프레스 다이스(9)의 축방향 절단 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 관이음쇠 본체 2 : 금속링홈(溝)

3 : 금속링(RING) 4 : 탄성체링홈

5 : 탄성체링 6 : 접속동체(接續胴體)

7 : 관(管) 8 : 관벽내면의 환상(環狀)돌출부

9 : 압착용 프레스 다이스 10 : 압착작동 방향표시 화살표

11 : 환상요홈(環狀凹溝) 12 : 환상산형(山形)돌출부

13 : 환상 경계선(境界線) 14 : 압착축경된 접속동체의 일부

15 : 접속동체 일부 내면의 환상 또는 다각형 돌출부

16 : 축직각 환상 또는 다각형 돌출부

d₁, d₂: 환상요홈의 직경(d₁=d₂)

ds₁: 압착된 금속링홈(2)의 외경

ds₂: 압착후 금속링홈(2)의 외경

dr₁: 압착전 탄성체링홈(4)의 외경

dr₂: 압착후 탄성체링홈(4)의 외경

본 발명은 옥내배관용 스테인레스 강관(KSD.3595)등 박육(薄肉)원형금속관의 접속시공에 있어서, 금속링을 내삽한 압착식 관이음쇠를 사용하는 관의 접속방법에 관한 것이다.

근래 우리나라에서도 각종 건물의 수명과 위생성을 중요시하게 되어 옥내 배관 또는 지하매설용 상수도 관용으로 내식성 자재인 스테인레스 강관(STAINLES 鋼管) 또는 동관(銅管)등을 사용하여 가는 추세에 있음은 이미 주지의 사실이다.

그런데 이들 스테인레스 강(鋼)이나 동(銅)이라는 금속소재는 매우 고가의 금속으로 이들 소재로 관(管)을 만들 때는 경제성을 위하여 그 관벽의 두께를 가능한 한 얇게 할 수 밖에 없는데, 이와같은 얇은 두께의 관을 서로 접속하여 배관 시공하기 위하여는 그 벽의 살이 얇으므로 용접을 하거나 나사를 가공하는 일이 매우 어려우며, 납땜이나 접착제에 의한 접속은 위생성 및 내구성을 신뢰할 수가 없어 결국 가장 적합한 방법으로 기계적 압착 접속방법이 널리 보급 사용되고 있는 실정이다.

그런데 현재까지 국내외에서 가장 널리 채용되어온 압착접속방법으로는 관이음쇠에 체결용 금속링(3)이 없이 접속동체(6)의 일부만을 관(7)의 원주길이에 변화없이 다각형으로 압착 체결하는 방식을 사용하는 일본의 벤칸사(社)제품인“몰코죠인트(MOLCO JOINT)” 방법과, 둘레에 절개부가 있는 씨형(C形)금속링을 팩킹용 고무링과 동시에 관이음쇠의 동일한 한 개의 홈(溝)속에 내삽시킨 다음, 관(7)의 축방향으로 이동 작동하는 프레스 다이스에 의하여 압착 체결하는 방식을 사용하는 일본 미에호로사(社)의 제품인 “미에그립”이 있어 왔다.

그런데 벤칸사의 몰코죠인트 방법에서는 체결부의 관의 축경소성 변형이 없이 단지 다각형으로의 형상변화에만 의존하는 체결방법이므로 충격적인 수압이나 배관계통의 진동, 기타 인장력 등의 외력(外力)에 약한 문제점과, 고무링을 높은 수압 작용시 지지하여 빠지지 않게 하는 수단이 관이음쇠의 컬링(Curling)부 밖에 없으므로 워터함마 등의 높은 수압이 걸리면 고무링이 밀려나게 되는 취약점, 그리고 압착체결부가 관단(管端)과 매우 가까운 곳에 오게 되므로 작업자의 작업방법에 따라서는 관이 체결부로부터 빠져나오는 사고가 발생하는 빈도가 높은 문제점들이 있고, 또 미에호로사의 미에그립 방법에서는 그 둘레에 절개부가 있는 “씨형(C形)” 금속링과 고무링을 관이음쇠의 한 개의 같은 홈속에 동시에 넣고 축방향으로 이동 작동하는 프레스 다이스의 기구(機構, Mechanism)를 사용하기 때문에, 우선 본 발명의 금속링(3)(그 둘레에 절개부가 없는 “O형”)에서와 같은 금속링(3)자체의 축경에 따른 체결력을 얻을 수가 없고, 압착시 씨형링의 절개부로 관벽의 일부가 쭈그러지며 밀려나가는 문제가 있으며, 축방향으로 이동하는 프레스 다이스의 기구이므로 씨형링의 체결위치가 체결시마다 동일하게 일정치 못하고 씨형링의 체결각도 역시 관과의 마찰계수 여건에 따라 정확히 축직각이 되지 못하고 삐뚤어진 각도로 체결되는 경향이 많으며, 고무링이 압착시 씨형의 절개부로 밀려 나오는 부작용을 막기 위하여 씨형링과 고무링 사이에 추가로 한 개의 링을 더 장착해야 하는 작업성 및 경제성 측면에서의 불리한 점들이 있었다.

결국 위와 같은 배관 시공시의 불리한 결점들 때문에 상기 “몰코죠인트”나 “미에그립”방법의 접속시공으로는 누수문제, 관이 빠지는 문제를 완전히 해결할 수가 없었다.

여기에 본 발명에서는 관이음쇠 본체(1)의 수구단부 내에 기밀용 탄성체링(5)과 환상(環狀)의 금속링(둘레에 절개부가 없는 “0”형의 링)(3)이 서로 인접한 두 개의 홈(2)(4)속에 동시에 인접하여 내삽(內揷)되고 두 개의 홈(2)(4)를 압착용 프레스 다이스(9)에 의하여 홈(4)(2)의 외곽으로부터 관(7)의 축직각(軸直角)방향(10)에서 관(7)의 중심을 향하여 동시에 가압축경하여 금속링홈(2)와 금속링(3) 그리고 관(7)의 금속링(3)과의 접촉부의 관벽이 같이 동시에 축직각 방향으로의 단면형상이 환상(環狀) 또는 다각형(多角形)이 되도록 축경압착 되어 서로 강력한 체결력을 발생시키고, 한편 탄성체링홈(4)도 동시에 같이 프레스 다이스(9)에 의하여 구속되어 축경소성 변형되면서 내부의 탄성체링(5)를 가압함으로써, 관(7)과 관이음쇠 본체(1)사이의 기밀성(氣密性)을 얻게 되며, 이때 동일한 프레스 다이스(9)에 의하여 상기(上記)압착작용과 동시에 접속동체(6)상의 일부를 축직각 단면환상 또는 다각형으로 가압축경 소성변형 시키므로써 관(7)과 관이음쇠 본체(1)사이의 체결력을 일층 강화할 수도 있다. 이제 이와같은 본 발명의 내용을 일실시의 예로써 상세히 설명하면 다음과 같다.

관(7)과의 접속수구 단부에 서로 접하여 형성된 두 개의 축직각 환상홈(2)(4)의 내면에, 관이음쇠의 수구단부에 더 가까이 위치한 금속링홈(2)에는 체결용 금속링(3)을, 그리고 금속링홈(2)에 접하여 관이음쇠의 수구단부로부터 금속링홈(2)보다 먼쪽 위치에 탄성체링홈(4)을 형성하되, 압착전 금속링홈의 외경(ds₁)을 압착전 탄성체링홈의 외경(dr₁)보다 크게(ds₁〉dr₁)하고, 그 탄성체링홈(4)에는 기밀용 탄성체링(5)을 각각 동시에 내삽(內揷)장착하고 있는 압착식 관이음쇠를 사용하는 관과 관이음쇠의 접속방법에 있어서, 관이음쇠 본체(1)의 수구단부에 관(7)을 삽입한 후 축직각 방향으로부터 관(7)의 중심을 향하여 가압 압착하는 프레스 다이스(9)에 의하여 두 개의 홈(2)(4)을 동시에 가압 축경시키게 된다. 이때 프레스 다이스(9)의 내면에는 축방향 절단 단면 형상에서 그 중앙에 첨단부가 뾰족한 산형(山形)돌출부, 즉 환상산형 돌출부(12)를 두고 이 돌출부를 중심으로 좌우 대칭을 이루며 배치된 두 개의 동일치수의 축직각 환상요홈(11)을 형성하게 되는데, 프레스 다이스(9)의 압착작동이 시작되면 외경이 더 큰 금속링홈(2)이 먼저 환상요홈(11)에 구속되고 동시에 관이음쇠 수구단부에 있는 두 개의 환상홈(2)(4)의 경계선인 환상경계선(13)에는 환상산형 돌출부(12)가 접촉되어 압착되면서 축경이 시작되고, 이어서 더 작은 외경의 탄성체링홈(4)이 구속 압착되기 시작한다.

이처럼 하여 압착변형이 진행되면 금속링홈(2)은 그 내부의 금속링(3)과 이 금속링(3)의 내면과 접촉되는 관(7)의 관벽부분과 함께 축경소성변형을 일으켜 축경된 관벽부분에는 축경에 의한 관벽내면의 환상돌출부(8)를 형성하면서 함께 서로 압착되어 관이음쇠 본체(1)와 관(7)을 강력히 체결하게 되며, 이와함께 탄성체 링홈(4)도 구속되어 축경소성 변형되고 그 내부의 탄성체링(5)이 가압되면서 탄성체링홈(4)의 내면과 관(7)의 표면에 각각 동시에 강력히 밀착되게 되는데, 이와같은 프레스 다이스(9)의 압착작동이 완료되면 축경소성 변형된, 압착후 금속링홈(2)의 외경(ds₂)과 압착후 탄성체링홈(4)의 외경(dr₂)은 거의 같게 되므로 결국 금속링홈(2)의 축경량은 탄성체링홈(4)의 축경량 보다 크게(ds₁-ds₂〉dr₁-ds₂)된다. 그리고 이와같은 관이음쇠의 압착체결력을 더욱 강화하기 위하여 상기 압착과 동시에 프레스 다이스(9)에 별도로 형성시킨 축직각 환상 또는 다각형 돌출부(16)에 의하여 제5도에서와 같이 접속동체(6)의 일부를 압착 축경된 접속동체의 일부(14)로 축경소성 변형시키고, 동시에 해당 축경부의 관(7)의 내면에는 접속동체 일부내면의 환상 또는 다각형 돌출부(15)가 형성되면서 관(7)과 관이음쇠 본체(1)의 체결력을 더욱 강화하는 방법도 있다.

Claims (2)

1. 관이음쇠의 접속(接續)수구단부(受口端部)에 서로 인접하여 형성된 두 개의 축직각(軸直角)환상홈(環狀溝)(2)(4)의 내면에, 관이음쇠의 수구단부에 인접하여 형성된 금속링홈(2)에는 체결용 금속링(3)을, 그리고 관이음쇠 수구단부로부터 금속링홈(2)보다 더 먼쪽 위치에 금속링홈(2)보다 작은 외경(外徑)으로 금속링홈(2)에 인접하여 형성된 탄성체링홈(4)에는 기밀용 탄성체링(5)을 각각 동시에 내삽(內揷)장착하고 있는 압착식(壓着式, PRESS식) 관이음쇠를 사용하는 관과 관이음쇠의 접속방법에 있어서, 관이음쇠의 수구부(受口部)에 관(7)을 삽입한 후, 조립 압착상태에서 그 내면에 서로 입접한 동일치수의 두 개의 축직각 환상요홈(環狀凹溝)(11)를 서로 대칭으로 형성하고, 그 두 환상요홈(11)간의 대칭중심 경계부에 축방향 절단단면 형상이 돌출첨단이 뾰죽하게 되어 산형(山形)을 이루는 축직각 환상의 돌출부, 즉 환상산형 돌출부(12)를 가지도록 구성된 압착용 프레스 다이스(9)의 관(7)의 중심을 향한 축직각 방향으로부터의 가압작동(加壓作動)에 의하여, 먼저 금속링홈(2)과 그 내부의 금속링(3)이 프레스 다이스(9)내의 환상요홈(11)내에 구속된 상태에서, 금속링홈(2)와 금속링(3), 그리고 금속링(3)의 내경면과 접하는 관(7)의 관벽부분이 함께 동시에 축경(縮經) 소성변형(塑性變形)되어 관벽 내면에 환상돌출부(8)를 형성하면서 서로 압착되어 관(7)과 관이음쇠 본체(1)를 서로 강력하게 체결 접속되게 하고, 이어서 탄성체링홈(4)도 상기 환상요홈(11)에 인접한 또 하나의 환상요홈(11)내에 동시에 구성되어 축직각 방향으로 축경 소성변형 되면서, 그 내부에 장착되어 있는 탄성체링(5)을 가압하게 되어 탄성체링(5)이 관이음쇠의 탄성체링홈(4)의 내면과 삽입된 관(7)의 표면에 각각 동시에 강력히 밀착되면서 높은 기밀(機密)효과를 발생시키게 하여 관(7)과 관이음쇠 본체(1)를 안전하게 접속시키는 것을 특징으로 하는 금속링을 내삽한 압착식 관이음쇠를 사용하는 관의 접속방법.
2. 제1항에 있어서, 프레스 다이스(9)에 별도로 형성시킨 축직각 환상 또는 다각형 돌출부(16)에 의하여 접속동체(6)의 일부도 압착 축경된 접속동체의 일부(14)로 함께 축경 소성변형시키고, 동시에 해당 축경부의 관(7)의 내면에는 접속동체 일부내면의 환상 또는 다각형 돌출부(15)가 형성되면서 관(7)과 관이음쇠 본체(1)의 체결력을 더욱 강화하는 것을 특징으로 하는 금속링을 내삽한 압착식 관이음쇠를 사용하는 관의 접속방법.

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