KR930001490B1 - 밀봉장치를 갖춘 강철 튜브용의 나삿니가 있는 조인트 및 그 제조방법. - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

밀봉장치를 갖춘 강철 튜브용의 나삿니가 있는 조인트 및 그 제조방법

제1도는 석유산업용으로 사용되는 종래형의 조인트의 단면도이다.

제2도는 종래형의 조인트의 나삿니를 나타내는 확대 단면도이다.

제3도는 종래형의 다른 조인트의 나삿니를 나타내는 확대 단면도이다.

제4도는 종래형의 또다른 조인트의 나삿니를 나타내는 확대 단면도이다.

제5도는 본 발명에 따른 한쌍의 암나삿니와 숫나삿니의 단면도이다.

제6도는 본 발명에 따라 나사를 만드는 장치를 나타낸 것이다.

제7도는 제6도의 "Ⅶ"부분의 확대도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 암요소 2, 4, 9 : 나삿니

3 : 숫요소 5 : 멈추게

10 : 리세스 11, 12, 18, 19 : 측면

17 : 틈 20 : 합성물질

24 : 만드릴(mandrel) 25 : 채널

26 : 주채널

본 발명은 나삿니의 레벨에서 밀봉 장치를 함유하고 있는 특히 석유산업용으로 유용한 강철튜브용의 나삿니가 있는 조인트(joint)에 관한 것이다.

석유산업에서 사용되는 조인트에는 여러가지 특성 즉 조작하기 쉽고, 잘 손상되지 않아야 하며, 조인트의 내외측으로 부터 가해지는 높은 압력에 잘 견딜수 있게 단단하게 조여져야 하는 등의 조건을 갖추어야한다.

조인트 요소를 교환할때 다른 요소로 조인트를 다시 조이는 동안 갖추어진 밀봉상태의 정도를 손상시키는 일이 없어야 한다.

석유산업에서 사용되는 나삿니가 있는 조인트에는 원추형(원통형도 가능함)으로 된 숫요소와 암요소가 있다.

일반적으로 공지되어있는 조인트에는 소위 나사 멈추개가 있는데 이것의 목적은 조임 토오크가 적용될때 암요소에 대해 숫요소가 이동하지 못하게 하는 것이다.

이러한 경우에 조인트를 풀고 다시 조여서 요소를 교환할 경우 요구되는 정도로 조임상태를 보존시키는 것이 일반적으로 불가능하다.

본 발명은 석유산업용에 사용되는 나삿니의 레벨에서 조임상태가 완전하고 크기가 다른 틈을 막아 단일체형으로 만드는 강철튜브용의 조인트를 만드는 것이다.

튜브의 두 요소를 기계적으로 경합시키기 위해서 숫요소의 나삿니가 축방향으로 그리고 종종 방사방향으로 암요소의 대응하는 나삿니에 적용 되도록 하여야 한다.

이러한 것은 조여진 상태에서 조인트 나사의 윤곽선을 조인트를 조우는 동안 서로 강하게 적용되는 표면에다 밀어 넣을 수 있고, 그리고 암요소와 숫요소의 표면이 적당한 간격을 두고 서로 마주보며 이에 의해 나삿니의 사이에는 틈이 형성되어진다는 것을 의미한다.

숫요소와 암요소의 표면이 서로 분리된 부분이 존재하기 때문에 이런형의 조인트의 나삿니의 레벨에서 만족스런 조임 상태를 기대하기 어렵다.

암요소와 숫요소의 대응하는 표면상에 존재하는 틈 때문에 이런 레벨에서 조임상태를 방해하는 나사선을 따라 형성된 나선형으로 된 누설 통로가 생기게 된다.

본 발명은 나사로 형성되어있는 암요소와 숫요소의 표면 사이가 계속적으로 접촉될 수 있도록 완전하게 대응하는 암요소와 숫요소 나사를 만들어 나삿니의 레벨에서 조임상태가 완전한 것을 만드는 것이다.

본 발명의 목적은 석유산업용에 사용할 수 있는 숫요소와 암요소가 나삿니에 의해 연결되어진 강철 튜브용의 나삿니가 있는 조인트를 만드는 것이다.

본 발명에서, 나삿니의 윤곽선 표면의 각 부분은 조여진 상태에서 다른 요소의 나삿니에 강하게 적용되어진다.

본 발명의 특징은 조인트의 첫번째 요소에 있는 나사의 적어도 일부분의 표면상에 합성물질이 내장되어있다는 것이다.

상기 합성물질로 내장되어 있는 것의 크기와 형태는 조여진 상태에서 첫번째 요소와 두번째 요소 사이에 형성되어 있는 틈의 크기와 형태에 정확하게 대응하는 것으로 되어 있다.

첫번째 요소와 두번째 요소의 크기는 조인트의 설치조건에서 가능한 최대의 틈을 허락하는 오차를 가지고 있다.

이러한 조건하에서, 본 발명에 따른 조인트의 첫번째 조인트 요소는 복합구조로 되어있고, 두번째 요소(숫요소 또는 암요소)는 종래의 것과 같은 금속으로 되어있다.

나사를 조우는 동안 두번째 요소의 나삿니에 압축력을 가하는 첫번째 요소에 있는 나삿니의 외부 표면이 금속으로 되어 있으므로 죄는 동안 두번째 요소와 첫번째 금속요소의 나삿니의 외부 표면 사이에 틈이 형성 될 수 있기 때문에 첫번째 금속요소의 나삿니의 외부표면에다 합성물질을 내장시켜 본 발명에 따라 두개의 요소를 조우는 동안 금속으로 된 두번째 요소의 전부분에 틈이 생기지 않게 된다 .

첫번째 요소에 상기와 같이 적용된 합성 물질은 그것이 두번째 요소의 나삿니의 형태에 적합하도록 하기 위해 나사를 조우는 동안 굳어지지 않아야 된다.

그러나 상기 합성물질이 조작하는 동안의 오차에 의해 생기는 작은 압축력에는 견딜 수 있어야 한다.

본 발명에 따라 두번째 요소에다 합성물질을 피복 시킬 수도 있다.

본 발명에 따른 방법에서, 첫번째 요소에다 내장재를 넣기 위해 나삿니가 있는 만드릴(mandrel)을 첫번째 요소속에다 조여넣는다.

만드릴에 있는 나삿니의 크기는 첫번째 요소와 두번째 요소의 오차에 정확하게 대응하도록 되어 있다.

본 발명에 따라 나삿니가 단단하게 조여지도록 하기위해, 첫번째 요소에 접착되어질 합성물질을 만드릴에 형성되어 있는 여러개의 채널을 이용하여 첫번째 요소와 두번째 요소에 있는 나삿니들 사이에다 주입시킨다.

본 발명에 따라, 합성물질이 중합되어지도록 그 합성물질을 첫번째 요소의 금속부분에다 피복시키고, 두번째 요소의 나삿니의 금속 표면이 첫번째 요소의 나삿니의 대응하는 금속표면에 맞닿지 않는 부분에만 상기 합성물질이 존재하도록 그의 나머지 부분에 있는 합성물질을 제거시켜 조인트를 죄는 동안 암나사와 숫나사사이에 있는 공간이 완전히 채워질 수 있도록 할 수도 있다.

본 발명에 따라 사용되는 합성물질은 미세한 세포질 구조로된 폴라탄(polathane) XPE 또는 RIM160 등과 같은 우레탄 일레스토머(urethane elastomer), 폴리카보네이트, 폴리올레핀 또는 폴리아미드로 된 것이다.

이하 본 발명을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에는 석유산업에서 주로 사용되는 조인트의 단면이 도시되어있다.

이러한 조인트에는 암 요소(1)가 있고, 암요소의 내부에는 원추형으로된 나삿니(2)가 있다.

상기 나삿니(2)는 숫요소(3)의 외부에 있는 대응하는 나삿니(4)와 맞물려지게 되어있다.

암요소의 내부에 배치되어 있는 멈추개(5)는 숫요소가 죄여지는 것을 제한하기 위해 숫요소의 끝단(6)을 지지하는 역할을 한다.

이러한 것에 의해 암 요소와 숫요소상에 배치되어 있는 한쌍의 표면(7), (8)이 조인트의 죄임을 보장하게 된다.

제2도는 제1도의 조인트 나삿니를 확대 시킨 것이다.

제2도로부터 숫요소(3)의 나삿니(9)가 암요소(1)의 리세스(recess)(10)에 맞물려 지는 상태를 볼 수 있다.

나사의 멈추개(5)가 있기 때문에 나삿니(9)의 측면(11)이 리세스(10)의 측면(12)에 맞대어 축으로 강하게 적용되어진다.

그리고 또 숫요소(3)에 있는 나삿니의 바닥(13)이 나삿니가 원추형으로 되어있기 때문에 암요소에 있는 나삿니의 상단(14)과 맞대어 방사형으로 강하게 적용되어진다.

도시된 예에서, 암나사의 상단이 숫나사의 리세스와 맞대어져 있지만 나삿니(9)의 높이틀리세스(10)의 높이보다 더 높게 만들 수도 있다.

숫요소에 있는 한 나삿니의 주변 전체를 고려해 볼때 나삿니의 바닥(13)과 나삿니의 측면(11)에서 암요소는 숫요소에 맞대어서 강하게 적용되어지기 때문에 이러한 지역에서 죄임상태는 양호하게 된다.

즉 숫요소에 있는 나삿니(9)의 상단(15)과 뒷면(16)에서 암요소와 숫요소 사이에 틈이 생기게 된다.

지금까지는 제2도에 "17"로 표시된 이러한 틈이 있다는 것은 나사들이 단단하게 죄여질 수 없다는 것을 의미했었다.

제2도에 도시된 한 나삿니의 레벨에 있는 이러한 틈은 숫요소와 암요소 사이에서 나선을 따라 나선형으로 형성되어있다.

제3도에 도시된 다른형의 나삿니에 있어서, 끝부분이 절단된 암나사에 끝이 절단된 숫나사를 죄는 동안 가해지는 힘은 나삿니의 양측면(18), (19)상에 가해지고, 숫나사와 암나사의 상단에 틈(17)이 형성되어진다.

제4도에 도시되어있는 것은 숫요소의 지지면인 측면(11)과 암요소의 지지면인 측면(12)이 조인트의 방사면에 대해 앞쪽으로 기울어져 있다는 것이 제2도의 것과 다르다.

이런형의 나사에서는 틈(17)이 숫나삿니(9)의 상단과 뒷면(16)상에 형성되어진다.

제3도는 본 발명에 따라 나사의 레벨에서 완전히 조일 수 있다는 것을 나타낸다.

제5도에는 숫요소의 나삿니(9), 측면(11), 상단(15), 뒷면(16) 그리고 나삿니의 리세스인 바닥(13)이 도시되어 있다.

상기에서 숫요소는 종래 조인트의 한 요소이고, 암요소(1)는 본 발명에 따른 요소이다.

암요소(1)에는 나삿니의 리세스(10), 지지면인 측면(12) 및 나삿니의 상단(14)이 있다.

본 발명에 따라 나삿니의 리세스(10)에는 암요소(1)의 금속부분에 부착되어지는 합성 물질(20)이 내장되어 있고, 그것의 바닥(21)과 뒷면(22)의 형태는 숫요소의 나삿니가 조여진 상태일때 측면에 대응하는 형으로 되어있다.

암요소(1)속으로 숫요소를 조여서 넣을때 암요소와 숫요소 사이에 틈이 전혀 생기지 않게 된다.

이때 숫요소는 암요소의 금속으로된 측면(12)이나 상단(14) 또는 암요소의 합성물질이 내장되어있는 주변부분인 바닥(21)이나 뒷면(22)과 접촉되어진다.

일반적으로 나사를 조이는 동안 숫요소의 나사가 암요소의 합성물질(20)을 약간 압축시키게 되므로 단단하게 조여지게 된다.

암요소에 표시되어있는 점선(23)은 조인트가 조여진 상태에서의 숫요소의 나사의 주변을 나타내는 것이다.

이러한 조건하에서 본 발명에 따른 조인트는 나사의 레벨에서 완전하게 조여지게 된다.

숫요소의 나삿니의 크기는 나삿니의 나선형으로 된 길을 따라 변하기 때문에 나선형으로 된 길의 한 지역에서 숫요소의 나삿니의 상단(15)과 뒷면에 이 합성물질(20)을 충분히 압축시켜 나사를 완전하게 조이게 된다.

본 발명에서, 전체 나사를 따라 합성물질(20)을 내장시킬 필요가 없고 일부의 주어진 부분에만 합성 물질을 내장시키면 된다.

그렇지만, 조인트를 단일체로 형성시키기 위해 특히 암요소에 대해 숫요소가 옆으로 이동 가능하게된 하나이상의 원통형 나삿니에다 조인트를 적용시킬 경우에 그 조인트를 단일체로 형성시키기 위해 합성물질(20)을 전체 나사에다 내장시키는 것도 좋다.

제6도와 제7도는 제5도에 도시된 암요소를 만드는 장치를 나타낸 것이다.

제6도에는 암요소(1)의 단면이 도시되어 있고, 그위에다 본 발명에 따라 단단하게 조우기 위해 합성물질(20)을 적용시킨다.

이러한 것을 수행하기 위해 암요소에다 만드릴(24)을 조여서 넣는다.

만드릴(24)에 있는 나사는 숫요소가 암요소에 끼워질 수 있도록 최소크기로 정교하게 제작되어진다.

만드릴(24)은 암나사와 숫나사의 측면, 바닥면 및 지지면과 접촉될 수 있게 충분한 죄임토오크에 의해 암요소(1)속으로 조여지게된다.

만드릴에는 만드릴(24)의 외부 나사와 암요소(1)의 나삿니(2) 사이의 틈(17)속으로 통하는 여러개의 채널(25)이 있다.

압력을 가하여 틈(17)속에다 합성물질을 주입시킬 수 있도록 이러한 채널(25)들은 주채널(26)과 통할 수 있도록 되어있다.

제7도는 숫요소의 나삿니의 상단(15)과 뒷면(22) 그리고 암요소의 바닥인 리세스(10)와 뒷면(16)사이에 있는 틈(17) 속에다 암요소에 부착되는 합성물질(20)을 주입시키는 것을 나타내기 위해 채널(25)이 끝나는 것을 확대하여 나타낸 것이다.

나사를 풀어 모울드(mold)를 해제시키는 동안 만드릴에 합성물질(20)이 접착되지 않게 하기 위해 접착저지물질을 만드릴의 표면에다 충분히 피복시켜야 한다.

본 발명에서 사용되는 합성물질은 폴라탄 XPE로 알려져 있는 우레탄 일레스토머이다.

본 발명의 다른 예에서, 나삿니가 없는 만드릴을 사용하여 합성물질이 암요소의 나삿니를 평평하게 피복시키고 완전한 내장을 형성할 수 있도록 합성물질을 주입 시키는 것도 가능하다.

이러한 경우에는 합성물질(20)이 굳어진 후에 제7도에 도시된 것과 대응하는 형태로 만들기 위해 기계를 사용하여 합성물질을 제거시키면 된다.

암요소에다 합성물질층을 형성시키는 것이 상술되어 있지만 암요소형이 만드릴을 사용하여 숫요소에다 합성물질을 적용시키는 것도 본 발명의 범위내에서 가능하다.

본 발명의 취지내에서 상술한 것외에도 다양하게 변형시켜 활용할 수 있다.

Claims (4)

1. 암요소(1)와 숫요소(3)가 나삿니(2), (4)에 의해 결합되고, 나삿니의 측면(11) 및 바닥(13)의 외부표면이 다른 요소의 나삿니의 측면(12) 및 상단(14)에 조여진 상태에서 강하게 적용되어지며, 합성물질이 조임상태를 완전하게 하기위해 나삿니의 사이에 형성되어 있는 석유산업용으로 유용한 강철튜브용의 분리가능하고 교환가능한 나삿니가 있는 조인트에 있어서, 조인트의 첫번째 요소인 암요소(1)의 금속부분과 두번째 요소인 숫요소(2)사이에 존재하는 틈(17)의 형태 및 크기에 정확하게 대응하는 형태와 크기로된 합성물질(20)로된 내장재가, 암요소(1)나사의 적어도 일부분에 피복된 구조로 된 것을 특징으로 하는 석유산업용으로 융용한 강철튜브용의 나삿니가 있는 조인트.
2. 제1항에 있어서, 내장재를 구성하는 합성물질이 미세한 세포질 구조로된 폴라탄 XPE 또는 PIM160등과 같은 우레탄 일래스토머, 폴리카보네이트, 폴리올레핀 또는 폴리아미드인 것을 특징으로하는 조인트.
3. 암요소(1)에 합성물질(20)로된 내장재를 넣기 위해 암요소(1)에나 암요소속에 죄여질 금속으로된 숫요소(3)에 대한 오차에 정확하게 대응하는 크기로된 나삿니(4)를 함유하고 있는 만드릴(24)을 조여서 넣고, 만드릴에 형성되어 있는 채널(25)을 이용하여 두개의 나삿니(2), (4) 사이에다 합성물질(20)을 주입시키는 단계로 구성된 것을 특징으로하는 석유산업용으로 유용한 강철튜브용의 분리가능하고 교환가능한 나삿니가 있는 조인트를 제조하는 방법.
4. 합성물질(20)의 중합되어지도록 그 합성물질(20)을 암요소(1)의 금속부분에다 피복시키고, 숫요소의 나삿니의 상단(15)과 뒷면(16)이 암요소의 나삿니의 대응하는 금속표면에 맞닿지 않는 부분에만 상기 합성물질이 존재하도록 그외 나머지부분에 있는 합성물질을 제거시켜, 조인트를 죄는 동안 암나사와 숫나사사이에 있는 공간을 완전히 채우는 단계로 구성된 것을 특징으로하는 석유산업용으로 유용한 강철 튜브용의 분리가능하고 교환가능한 나삿니가 있는 조인트를 제조하는 방법.

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