WO2014081111A1 - 배관연결용 클램프 및 이를 포함하는 파이프 커플러 - Google Patents

배관연결용 클램프 및 이를 포함하는 파이프 커플러 Download PDF

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WO2014081111A1
WO2014081111A1 PCT/KR2013/008123 KR2013008123W WO2014081111A1 WO 2014081111 A1 WO2014081111 A1 WO 2014081111A1 KR 2013008123 W KR2013008123 W KR 2013008123W WO 2014081111 A1 WO2014081111 A1 WO 2014081111A1
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WO
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pipe
packing
clamping body
clamp
body portion
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PCT/KR2013/008123
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김종재
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주식회사 하이스텐
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L21/00—Joints with sleeve or socket
    • F16L21/06—Joints with sleeve or socket with a divided sleeve or ring clamping around the pipe-ends
    • F16L21/065—Joints with sleeve or socket with a divided sleeve or ring clamping around the pipe-ends tightened by tangentially-arranged threaded pins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L21/00—Joints with sleeve or socket
    • F16L21/08—Joints with sleeve or socket with additional locking means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L21/00—Joints with sleeve or socket
    • F16L21/02—Joints with sleeve or socket with elastic sealing rings between pipe and sleeve or between pipe and socket, e.g. with rolling or other prefabricated profiled rings
    • F16L21/03—Joints with sleeve or socket with elastic sealing rings between pipe and sleeve or between pipe and socket, e.g. with rolling or other prefabricated profiled rings placed in the socket before connection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L23/00—Flanged joints
    • F16L23/04—Flanged joints the flanges being connected by members tensioned in the radial plane

Definitions

  • the present invention relates to a pipe connection clamp and a pipe coupler including the same, and more particularly, to a clamp and a pipe coupler for providing a fixing force when connecting the pipe.
  • Water pipes buried underground to supply tap water must have corrosion resistance to protect the internal water quality, and require watertightness at the connection, separation prevention due to water pressure, convenience of construction, and structural stability to cope with changes in the external environment. do.
  • Stainless steel pipes are known to have material properties that best match the requirements of these water pipes. In the case of small-diameter 13A (0.8T) to 50A (1.2T), the stainless steel pipe is made by inserting a rubber ring into the socket with the pipe end closed, pushing the pipe in, and pressing it with a mechanical force. It is possible to use
  • a stainless steel pipe for water supply (hereinafter referred to as a prior art) of Korea Patent Registration No. 10-0999881 has been proposed.
  • the prior art is characterized in that the synthetic resin coating layer is formed on the outer surface of the stainless steel pipe.
  • the high rigidity of the stainless steel pipe is relatively difficult to secure the clamp for the connection of the seam, making it difficult to actively work in the field.
  • the present invention has been made to solve the problems of these conventional techniques.
  • the present invention provides a pipe connecting means having a structure capable of minimizing the preceding work to be applied to the connection between the stainless steel pipe or large diameter pipe.
  • the present invention provides a pipe connection means that is easy to construct without using a separate dedicated tool.
  • the present invention also provides a pipe connection means having a more improved watertight structure.
  • the clamping body portion may include a pressing portion fixing member which is provided on the inner circumferential surface, and accommodates the remaining portion of the pressing portion so that at least a portion of the pressing portion is exposed in the center direction of the clamping body portion.
  • the pressing unit fixing member may be formed of a synthetic resin material.
  • the pressing part fixing member may have a constant elasticity in the center direction of the second pipe.
  • the inner circumferential surface of the clamping body portion may be formed to be stepped to a predetermined depth, and a fixing member accommodating part may be formed to accommodate the pressing member fixing member so as not to escape to the outside.
  • a fixing protrusion protruding radially may be formed at one end of the outer circumferential surface of the clamping body part.
  • At least two fixing protrusions may be provided at predetermined intervals.
  • the other end portion of the outer peripheral surface of the clamping body portion may be provided with a hook portion formed in a ring shape so that the fixing projection can be caught.
  • the fixing protrusion may be fastened by penetrating the hook portion from the inside toward the outside.
  • clamping body portion may be formed by combining at least two assembly members formed in an arc shape.
  • each end of the assembly member may be formed with an extension extending outwardly, and a fastener for fastening between the assembly members through the extension.
  • any one of adjacent pairs of extension portions may be formed with a spaced portion spaced apart from the pair of extension portions.
  • first pipe and the second pipe may be formed of a stainless material.
  • At least one of the first pipe and the second pipe may be a non-coated steel pipe.
  • any one of the first pipe and the second pipe may be any one of a straight, T-shaped or L-shaped pipe or valve.
  • the pressing portion may be integrally formed on the inner circumferential surface of the clamping body portion.
  • the pressing portion may be formed such that the bottom edge protrudes in the center direction of the second pipe.
  • the pipe coupler includes a first receiving portion for receiving one end of the first pipe, the first pipe and the first A body portion having a second receiving portion for receiving one end of the second pipe is formed between the two pipes to form a continuous flow path, and is provided between the outer peripheral surface of the second pipe and the inner peripheral surface of the second receiving portion to form a watertight structure.
  • clamping body portion may be formed by combining at least two assembly members formed in an arc shape.
  • each end of the assembly member may be formed with an extension extending outwardly, and a fastener for fastening between the assembly members through the extension.
  • any one of the adjacent pairs of extension portions may be formed with a separation spaced apart from the pair of extension portions.
  • a hook-shaped first fixing protrusion to which the clamp is fastened may be formed at an end portion of the flange body of the second pipe entry side.
  • the first fixing protrusion may be provided around the outer peripheral surface of the flange body portion at least two or more at regular intervals.
  • a second fixing protrusion may be formed to correspond to the interval of the first fixing protrusion and protrude radially.
  • the other end of the outer peripheral surface of the clamping body portion may be provided with a hook portion formed in a ring shape so that the first fixing protrusion and the second fixing protrusion can be caught.
  • the hook portion of the clamping body portion is fastened to the first fixing protrusion of the flange body portion, and the hook portion provided on the clamping body portion of the other clamp is fastened to the second fixing protrusion of the clamping body portion.
  • the clamps can be connected in series.
  • the plurality of clamps connected to the series may be connected in a twisted manner so that the positions of the extensions of adjacent clamps do not overlap.
  • the packing part of the flange may include a first packing having a plurality of fluid receiving grooves for receiving fluid moving in the first pipe and the second pipe.
  • the fluid receiving groove may include a reinforcing ring inserted into the fluid receiving groove so as to secure the flow path even when the fluid receiving groove is compressed by an external force to maintain a constant cross-sectional shape.
  • the first packing may be formed with an inner space for connecting the plurality of fluid receiving grooves in fluid communication with the inside of the first packing.
  • the inner space may have a longitudinal cross-sectional shape in one of elliptical and fusiform shapes.
  • the inner space portion may be formed such that the short axis of the longitudinal cross-sectional shape faces the central axis of the second pipe.
  • an incision line cut from the inner space portion to the outside may be formed between the plurality of fluid receiving grooves.
  • the fluid receiving groove may be formed in any one of the shape of elliptical and fusiform.
  • the fluid receiving groove may be provided such that the long axis of the longitudinal cross-sectional shape faces the central axis of the second pipe.
  • it may further include an insertion limiting portion protruding from the inner peripheral surface of the second receiving portion to limit the insertion depth of the second pipe.
  • the packing part may further include a second packing interposed between the end of the second pipe and the insertion limiting part.
  • the packing part may further include a third packing interposed between the first packing and the second packing and at the same time between the second pipe and the inner circumferential surface of the second receiving part.
  • the third packing may have a curved surface that is in contact with the outer circumferential surface of the second pipe.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the flange and the clamp for pipe connection according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a partially cutaway view of a flange according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a cutaway perspective view illustrating a state of cut along a central axis of a flange according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating a state of a first packing according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a first packing according to one embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a shape cut along a central axis of the flange according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a clamp according to an embodiment.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating a clamp according to an embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged view illustrating a pressurizing unit and a pipe pressurized by the pressurizing unit according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a pipe connected to a flange and a clamp according to one embodiment.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating a clamp according to another embodiment.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view illustrating a clamp according to another embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a state of a first packing in another embodiment.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view showing a state of a first packing according to another embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the flange and the clamp for pipe connection according to an embodiment of the present invention.
  • the device for pipe connection comprises a flange 20 and a clamp 10 as shown in FIG. 1.
  • the flange 20 is a component that is fixed to one of the pipes by welding or the like by preliminary work or the like, and accommodates the ends of the other pipes to be connected to provide a watertight structure.
  • each of the pipes may be any one or end of the straight pipe, T-shaped or L-shaped pipe or valve, the present invention is not limited by the type of pipe. Each component is demonstrated concretely below.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a partially cutaway view of a flange according to an embodiment
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating a cutaway view along a central axis of a flange according to an embodiment
  • Figure 4 is a perspective view showing a state of the first packing according to an embodiment
  • Figure 5 is a cross-sectional view of the first packing according to an embodiment
  • Figure 6 is a view cut along the central axis of the flange according to an embodiment It is sectional drawing to show.
  • the flange 20 includes a packing part 250 forming a watertight structure between the flange body part 200 forming the outer housing and the pipe received therein.
  • the flange body 200 is formed in a hollow tubular shape as shown in FIGS. 2 and 3. On the inner circumferential surface of the flange body portion 200, a first packing receiving portion 201, a second packing receiving portion 202, and an insertion limiting portion 205 are formed from above, based on the drawings.
  • the first packing accommodating part 201 is formed of a constant space part formed by protruding outward from the other inner circumferential surface of the flange body part 200.
  • the first packing accommodating part 201 accommodates the first packing 260 to be described later and fixes the inner packing surface of the flange body part 200.
  • the second packing accommodating part 202 is formed as a space between the first protrusion 202 and the second protrusion 204 protruding inward and circumferentially surrounding the inner circumferential surface of the flange body part 200.
  • the second packing accommodating part 202 receives the second packing 270 to be described later and fixes the inner packing surface of the flange body part 200.
  • the insertion limiting portion 205 is a component that limits the insertion depth of the pipe inserted in the direction of the second packing receiving portion 202 from the first packing receiving portion 201 side. Insertion restricting portion 205 is formed around the inner circumferential surface of the flange body portion 200 to protrude inwardly. On the other hand, the inner end of the insertion limiting portion 205 may be further formed with an extension portion 206 protruding upward along the central axis direction. The extension part 206 functions to limit the movement of the pipe to be inserted or to prevent the third packing 280 provided between the pipe and the pipe.
  • a hook-shaped first fixing protrusion 220 may be formed at an upper end of the flange body part 200, that is, at an end portion of a side into which the pipe enters.
  • a section in which the pipe 1 is inserted and accommodated in the flange body part 200 is referred to as a first accommodating part P1 for convenience of description.
  • a portion in which the other pipe connected to the pipe 1 is received and fixed is called a second accommodation portion P2.
  • the other pipe may be fixed by welding to the weld 209 provided at the end of the second accommodating part P2.
  • the flange according to the present invention can use all existing pipe fastening methods such as a screw fastening method as well as such a welding method.
  • the second packing 270 is formed in a ring shape.
  • the inner circumferential surface of the second packing 270 that is, the surface in contact with the pipe may be formed as a curved surface.
  • the third packing 280 is formed in a ring shape.
  • the third packing 280 is formed with an end packing portion 281 extending inward from one end, the cross-sectional shape is formed in an L-shape. The end packing portion 281 is in contact with the end of the pipe described above to form a watertight structure.
  • the first packing 260 has a plurality of fluid receiving grooves 262 formed in the pressing direction D1.
  • the fluid receiving groove 262 receives the fluid in the flange 200 and expands when the pressure of the fluid increases, thereby expanding the first packing 260 itself.
  • the pipe 200 may be contracted to some extent so that the pipe 1 may be inserted without a separate tool. Can be.
  • the fluid receiving hole 262 may have an elliptical shape or a spindle shape.
  • the long axes a1 and a2 of the fluid receiving hole 262 may be formed to face the central axis Q of the first packing 260. Since the fluid receiving hole 262 is formed in an elliptical or fusiform shape, there is an effect of maintaining a flow path of a predetermined area or more so that the fluid can move even when the fluid receiving hole 262 is compressed.
  • a reinforcing ring 265 is inserted into the fluid receiving groove 262.
  • the reinforcing ring 265 has an outer circumferential surface formed in a ring shape corresponding to the shape of the flow path receiving groove 262. The reinforcing ring 265 reinforces the rigidity of the fluid receiving groove 262 to maintain a constant flow path even when compressed by external force.
  • an inner space portion 263 may be further formed to connect the inner ends of the fluid receiving holes 262 as shown in FIG. 5.
  • the inner space portion 263 in this embodiment is connected to the fluid receiving hole 262 and the fluid around the inner circumference of the first packing 260.
  • an incision line 264 may be formed between the inner space part 262 and the outer side.
  • the incision line 264 may be used in a process for forming the inner space portion 262, or may be used when various other members are inserted into the inner space portion 262.
  • the incision line 264 may perform a function of assisting the fluid to flow into the inner space portion 262 when the external pressure is greatly increased by making a V-shaped cut from the outside.
  • the inner space portion 262 can also be filled with a hygroscopic expansion portion of the hygroscopic material.
  • the hygroscopic expansion portion expands the volume when absorbing the fluid, thereby further expanding the watertight structure by expanding more than the case where only the fluid flows into the inner space 262.
  • the inner space portion 262 is preferably formed such that the short axes B1 and B2 face the central axis of the pipe 1.
  • the pressure is concentrated in the direction of the short axis B1 and B2, and the most expansion occurs. That is, when the short axis (B1, B2) is formed to face the central axis of the pipe 1, the first packing 260 is most expanded to the pipe 1 side to further strengthen the watertight structure.
  • the fluid pressure in the pipe 1 rises, the fluid flows out through the end of the pipe 1 and then travels between the outer circumferential surface of the pipe 1 and the inner circumferential surface of the flange 260, and thus The first packing 260 is reached through the packing 280 and the second packing 270.
  • the third packing 280 and the second packing 270 sequentially form a watertight structure, and when a relatively large pressure is generated, such as when the pressure of the fluid increases instantaneously, the first packing 260. ) To maintain the watertight structure.
  • the second packing 270 and the third packing 280 correspond to maintain a watertight structure
  • 1 packing 260 correspondingly maintains the watertight structure
  • FIGS. 7 to 10 A clamp according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 10.
  • 7 is a perspective view illustrating a clamp according to an embodiment
  • FIG. 8 is an exploded perspective view illustrating a clamp according to an embodiment
  • 9 is an enlarged view illustrating a pressurized part and a pipe pressurized by the pressurized part according to an embodiment
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a pipe connected to a flange and a clamp according to an exemplary embodiment.
  • the clamp 10 includes a clamping body 110 and a pressing unit 160.
  • the clamping body part 110 is formed by fixing a pair of assembling members formed in an arc shape to each other.
  • a second fixing protrusion 120 is formed at one end of the outer circumferential surface of the clamping body 110.
  • the second fixing protrusion 120 is used for fastening and connecting between adjacent clamps when fixing a pipe by continuously connecting a plurality of clamps.
  • the second fixing protrusion 120 may be provided in plurality at regular intervals.
  • the other end portion of the outer peripheral surface of the clamping body portion 110 is formed with a hook portion 130 formed in a ring shape so that the second fixing protrusion 120 is caught and fastened.
  • the second fixing protrusion 120 penetrates from the inside of the hook portion 130 of the other clamp to the outside to connect the two clamps.
  • Each assembly member constituting the clamp body 110 is formed with an extension 140 at both ends.
  • the extension part 140 extends outward from both ends of each assembly member.
  • the extension 140 is formed with a fastener 141 penetrated to accommodate the bolt.
  • the clamping body part 110 is fixed in such a manner that the nut 172 is fastened to the bolt 171 after the bolt 171 passes through each fastener 140.
  • each one of the adjacent pair of extension portion 140 is formed with a spaced apart portion 142 spaced apart between the pair of extension 140.
  • the spacer 142 may be spaced apart from the extension 140 to form a gap in which the gap may be adjusted by the bolt 171 and the nut 172.
  • Each assembly member may be formed such that the above-described spacer 142 is formed only on one extension 140, and as shown in FIG. 8, the spacer is spaced only at both ends of one pair of assembly members. It is also possible to allow the 142 to be formed and to be fastened with the assembly member for which the spacer 142 is not formed.
  • This clamp-to-clamp or clamp-to-flange connection makes it possible to quickly and continuously install as many clamps as needed on site.
  • the inner circumferential surface of the clamping body portion 110 is formed with a fixing member receiving portion 111 for receiving the pressing portion fixing member 150.
  • the fixing member accommodating part 111 is formed to be stepped to a predetermined depth relative to the other inner circumferential surface to prevent the accommodated pressing part fixing member 150 from being separated outward.
  • the pressing unit fixing member 150 is an injection molded product formed of a synthetic resin material and is provided such that the pressing unit 160 is partially exposed to the inside thereof.
  • the pressing part fixing member 150 may be formed to have elasticity in the center direction of the pipe.
  • the pressing unit 160 may have a horn shape having a longitudinal cross-sectional shape in a circular or polygonal shape, or a truncated truncated cone or a polygonal truncated cone shape.
  • the pressing unit 160 fixes the inner pipe so as not to slip or slip off by pressing the inner pipe.
  • the pressing unit 160 is provided so that the vertex of the horn facing the direction in which the pipe is separated, the bottom surface of the horn is preferably provided so as to face the direction in which the pipe is inserted.
  • the pressing portion of the horn bearing shape has an effect of fixing without slipping even in the case of a pipe formed of a material having high rigidity such as stainless steel.
  • the pressing unit 160 pressurizes the pipe 1 by an edge provided between the bottom surface and the side surface. That is, at the time of pressing, the pipe 1 is formed with an intaglio corner groove 5 corresponding to the side and bottom surfaces of the pressing unit 160. 9A, the corner groove 5 may have a curved first side surface 5a corresponding to the side surface of the pressing unit 160 and a planar second side surface corresponding to the bottom surface of the pressing unit 160. 5b). At this time, the first side surface 5a is arranged in the direction D2 in which the pipe 1 leaves, and the second side surface 5b is in the reverse direction of the direction D2 in which the pipe 1 leaves, that is, the pipe 1. Is arranged in the direction of insertion.
  • the first side surface 5a forms an acute angle relatively to the outer circumferential surface of the pipe 1
  • the second side surface 5b is formed relatively close to or perpendicular to the outer circumferential surface of the pipe 1.
  • the second side surface 5b is caught by the pressing unit 160 or penetrated into the pipe 1, thereby preventing the detachment.
  • the pressing unit 160 may be easily inserted into the first side surface 5a having a relatively acute angle.
  • the V-shaped groove is formed by using a protrusion that protrudes in a wedge shape.
  • the groove 6 formed in the cross-sectional shape is formed in the V-shape, the clamping ability of the clamp is low, there is a difficulty in fixing the pipe, such as stainless steel pipe without any additional work.
  • the pipe may be fixed using an appropriate number of clamps 10, 10a after being inserted into and received in the flange 20 according to the required clamping force.
  • each of the extension parts 140 and 140a of adjacent clamps 10 and 10a are twisted so as to secure a space for fastening the continuous clamps 10. It is desirable to fasten.
  • FIGS. 11 and 12 are perspective views illustrating a clamp according to another embodiment
  • FIG. 12 is an exploded perspective view illustrating a clamp according to another embodiment.
  • the clamp 10a according to the present embodiment is different from the previous embodiment in that there is no pressing part fixing member inside the clamping body part 110a.
  • the pressing portion 160a is directly formed on the inner circumferential surface of the clamping body portion 110a.
  • the pressing portion 160a protrudes from the inner circumferential surface of the clamping body portion 110a in a shape in which the horn is cut in the longitudinal direction.
  • the pressing unit 160a may be formed in a row along the inner circumferential surface, or may be provided to intersect in the longitudinal direction as shown in FIG. 11 to improve the fixing force.
  • the flanges and clamps for pipe connection according to the present invention can be easily installed even in the case of stainless steel pipes without additional work or coating work by improving the sealing force corresponding to the fixing force and water shock compared to the conventional device. have.
  • a first packing 260 according to another embodiment will be described with reference to FIG. 13. 13 is a perspective view showing a first packing according to another embodiment.
  • the first packing 260 according to the present embodiment is formed to have the same configuration as the first packing 260 of FIG. 4 described above, but the first packing 260 is not cut in the initial state other than the state of being installed in the pipe. 264) is different in that it is formed in the open state.
  • the incision line 264 is initially formed in an open state, and when the watertight structure is formed using the first packing 260, the incision lines 264 contact each other.
  • the water flowing in the pipe may be actively received through the incision line 264 that is opened, but after the installation of the first packing 260, the inflow passage for accommodating the water may include the fluid receiving hole 262. In this case, the pressure inside the first packing 260 may be increased.
  • FIG. 14 is a partial cross-sectional view showing a state of a first packing according to another embodiment.
  • the first packing 260a according to the present embodiment has a difference in shape of the fluid receiving hole 262a as compared with the first packing described above.
  • the fluid receiving hole 262a in this embodiment is the same as the fluid receiving holes described above in the forming position or the direction. However, there is a difference in that the fluid receiving hole 262a according to the present embodiment has a structure in which the cross sectional area decreases toward the inner space portion 263, that is, the inner surface is formed in a tapered shape.
  • the tapered fluid receiving hole 262a serves as a check valve to facilitate water from entering the inner space portion 263, but consequently, it is difficult for water to escape from the inner space portion 263. .

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)

Abstract

제1 파이프에 제2 파이프를 체결하기 위한 플랜지에 연결되어 상기 제2 파이프의 이탈을 방지하는 장치로서, 본 발명에 따른 클램프는 내주면에, 원뿔, 원뿔대, 다각뿔 및 다각뿔대 중 어느 하나의 밑면 모서리를 포함하는 적어도 일부의 형상으로 돌출되도록 구비되어 상기 제2 파이프의 외주면을 가압하는 가압부가 적어도 하나 이상 구비되는 클램핑 몸체부를 포함하고, 상기 가압부는 삽입방향으로의 이동은 용이하고 이탈방향으로의 이동은 어렵도록 뿔의 꼭지점이 상기 제2 파이프의 이탈방향을 향하고 상기 뿔의 밑면이 상기 제2 파이프의 삽입방향을 향하도록 배열된다. 본 발명에 따르면 강종에 관계없이 미끌림 발생을 최소화 함으로써 배관 이음매에 있어서의 구조적 안정성을 증대시킬 수 있다.

Description

배관연결용 클램프 및 이를 포함하는 파이프 커플러
본 발명은 배관연결용 클램프 및 이를 포함하는 파이프 커플러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관의 연결 시에 고정력을 제공하는 클램프와 파이프 커플러에 관한 것이다.
최근, 상수도의 수질문제에 대한 관심이 커지고 있고, 이와 같이 수질문제를 중요시 하는 경향에 따라 수질에 가장 적합한 것으로 알려진 스테인리스 강관에 대한 수도관 사용이 주목 받고 있다.
지하에 매설되어 수돗물을 공급하는 수도관은 내부의 수질을 보호하는 내부식성이 있어야 하고, 연결부의 수밀성, 수압에 의한 이탈저지성, 및 시공의 편리성, 외부 환경 변화에 대응하는 구조적 안정성 등이 요구된다. 스테인리스 강관은 이러한 수도관에 요구되는 조건에 가장 부합한 재질특성을 갖는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 스테인리스 강관은 소구경13A(0.8T)~50A(1.2T)일 경우에는, 관 끝을 확관한 소켓에 고무링을 넣고 관을 밀어 넣은 후 기계힘으로 눌러 접합하는 방식 통칭 프레스식 관 이음쇠를 사용하는 것이 가능하다.
그러나, 80A이상은 관두께가 2.0T이상으로 프레스식으로는 현장작업이 불가능하기 때문에 용접작업을 통해서 관연결해야 하는 문제가 있다. 이때, 80A이상의 관을 작업현장에 용접하여 연결하는 것은 매우 어려운 작업으로서, 숙련된 용접기술자를 필요로 하게 되며, 작업공정이 지연되는 문제를 갖게 된다.
따라서, 80A 이상의 수도관은 대부분 주철관을 사용하게 되는데, 이와 같은 주철관은 무게가 무겁기 때문에 운반 및 설치작업이 어렵고, 분기관 형성시 분기공 주변에서 녹이 발생되는 문제가 있었고, 관로 내부에 녹 발생을 위한 별도의 코팅공정을 수행하는 등의 불편함이 있었으며, 이로 인한 제조비용이 과다하게 발생되는 문제가 있었다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 대한민국 등록특허 10-0999881호의 상수도용 스테인리스 강관(이하 선행기술이라 함) 등이 제안되고 있다. 상기 선행기술은 상기 스테인리스 강관 외표면에 합성수지 코팅층이 형성되도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.
그러나, 스테인리스 강관 외표면에 합성수지 코팅층을 형성함으로써 제조비용이 고가인 문제점이 있고, 스테인리스 관끼리의 연결 작업시, 고정밴드를 일측 스테인리스 관의 관삽입부 외경에 결합하는 선행작업이 요구되며, 이 후, 전용 작업공구를 이용해 연결 작업해야 하기 때문에 작업이 번거로운 문제가 있어 이에 대한 개선이 요구된다.
또한 스테인리스 강관의 경우 강성이 높아 이음매의 연결을 위한 클램프 등의 고정이 상대적으로 어려워 현장에서의 능동적인 배관 작업을 어렵게 하는 주요 요인이 되고 있다.
본 발명은 이러한 종래의 기술들의 문제점을 해결하기 위하여 안출되었다.
본 발명은 스테인리스 강관이나 대구경 파이프 간의 연결에도 적용될 수 있도록 선행작업을 최소화 할 수 있는 구조의 배관 연결 수단을 제공한다.
또한 본 발명은 별도의 전용 공구를 이용하지 않고도 시공이 편리한 배관 연결 수단을 제공한다.
또한 본 발명은 보다 향상된 수밀구조를 구비하는 배관 연결 수단을 제공한다.
제1 파이프에 제2 파이프를 체결하기 위한 플랜지에 연결되어 상기 제2 파이프의 이탈을 방지하는 장치로서, 본 발명에 따른 클램프는 내주면에, 원뿔, 원뿔대, 다각뿔 및 다각뿔대 중 어느 하나의 밑면 모서리를 포함하는 적어도 일부의 형상으로 돌출되도록 구비되어 상기 제2 파이프의 외주면을 가압하는 가압부가 적어도 하나 이상 구비되는 클램핑 몸체부를 포함하고, 상기 가압부는 삽입방향으로의 이동은 용이하고 이탈방향으로의 이동은 어렵도록 뿔의 꼭지점이 상기 제2 파이프의 이탈방향을 향하고 상기 뿔의 밑면이 상기 제2 파이프의 삽입방향을 향하도록 배열된다.
또한 상기 클램핑 몸체부 내주면에 구비되고, 상기 가압부의 적어도 일부가 상기 클램핑 몸체부의 중심 방향으로 노출되도록 상기 가압부의 나머지 일부를 수용하는 가압부 고정부재를 포함할 수 있다.
또한 상기 가압부 고정부재는 합성 수지 재질로 형성될 수 있다.
나아가 상기 가압부 고정부재는 상기 제2 파이프의 중심방향으로 일정한 탄성을 갖을 수 있다.
또한 상기 클램핑 몸체부 내주면에는 일정 깊이 단차지도록 형성되어 상기 가압부 고정부재가 외부로 이탈하지 않도록 수용하는 고정부재 수용부가 형성될 수 있다.
또한 상기 클램핑 몸체부의 외주면 일 단부에는 방사상으로 돌출되는 고정돌기가 형성될 수 있다.
나아가 상기 고정돌기는 일정 간격으로 적어도 둘 이상 구비될 수 있다.
또한 상기 클램핑 몸체부의 외주면 타 단부에는 상기 고정돌기가 걸릴 수 있도록 링형상으로 형성된 걸이부가 구비될 수 있다.
나아가 상기 고정돌기는 상기 걸이부를 내측으로부터 외측을 향하여 관통함으로써 체결될 수 있다.
또한 상기 클램핑 몸체부는 원호 형상으로 형성된 조립용 부재가 적어도 둘 이상 결합되어 형성될 수 있다.
나아가 상기 조립용 부재의 단부 각각에는 외측으로 연장된 연장부와, 상기 연장부를 관통하여 상기 조립용 부재 간의 체결을 위한 체결구가 형성될 수 있다.
더 나아가 상기 클램핑 몸체부의 조립 시 인접하는 각각 연장부 쌍 중 어느 하나에는 상기 연장부 쌍 간을 이격시키는 이격부가 형성될 수 있다.
또한 상기 제1 파이프 및 상기 제2 파이프는 스테인리스 재질로 형성될 수 있다.
나아가 상기 제1 파이프 및 제2 파이프 중 적어도 어느 하나는 무코팅 강관일 수 있다.
또한 상기 제1 파이프 및 상기 제2 파이프 중 어느 하나는 일자형, T자형 또는 L자형의 파이프 또는 밸브 중 어느 하나일 수 있다.
또한 상기 가압부는 상기 클램핑 몸체부의 내주면에 일체형으로 형성될 수 있다.
나아가 상기 가압부는 상기 밑면 모서리가 상기 제2 파이프의 중심 방향으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
한편, 제1 파이프와 제2 파이프의 체결 시 수밀구조를 제공하는 장치로서, 본 발명에 따른 파이프 커플러는 상기 제1 파이프의 일 단부를 수용하는 제1 수용부와, 상기 제1 파이프와 상기 제2 파이프가 연속적인 유로를 형성하도록 상기 제2 파이프의 일 단부를 수용하는 제2 수용부가 형성되는 몸체부와, 상기 제2 파이프의 외주면과 상기 제2 수용부 내주면 사이에 구비되어 수밀구조를 형성하는 패킹부를 포함하는 플랜지; 및 상기 플랜지에 체결되어 상기 제2 파이프의 이탈을 방지하고, 내주면에, 원뿔, 원뿔대, 다각뿔 및 다각뿔대 중 어느 하나의 밑면 모서리를 포함하는 적어도 일부의 형상으로 돌출되도록 구비되어 상기 제2 파이프의 외주면을 가압하는 가압부가 적어도 하나 이상 구비되는 클램핑 몸체부를 구비하며, 상기 가압부는 삽입방향으로의 이동은 용이하고 이탈방향으로의 이동은 어렵도록 뿔의 꼭지점이 상기 제2 파이프의 이탈방향을 향하고 상기 뿔의 밑면이 상기 제2 파이프의 삽입방향을 향하도록 배열되는 클램프;를 포함한다.
또한 상기 클램핑 몸체부는 원호 형상으로 형성된 조립용 부재가 적어도 둘 이상 결합되어 형성될 수 있다.
나아가 상기 조립용 부재의 단부 각각에는 외측으로 연장된 연장부와, 상기 연장부를 관통하여 상기 조립용 부재 간의 체결을 위한 체결구가 형성될 수 있다.
더 나아가 상기 클램핑 몸체부의 조립 시 인접하는 각각 연장부 쌍 중 어느 하나에는 상기 연장부 쌍 간을 이격 시키는 이격부가 형성될 수 있다.
더 나아가 상기 플랜지 몸체부의 제2 파이프 진입 측 단부에는 상기 클램프가 체결되는 후크형상의 제1 고정돌기가 형성될 수 있다.
더 나아가 상기 제1 고정돌기는 상기 플랜지 몸체부의 외주면을 일주하며 일정 간격으로 적어도 둘 이상 구비될 수 있다.
더 나아가 상기 클램핑 몸체부의 외주면 일 단부에는 상기 제1 고정돌기의 간격에 대응하고, 방사상으로 돌출되는 제2 고정돌기가 형성될 수 있다.
더 나아가 상기 클램핑 몸체부의 외주면 타 단부에는 상기 제1 고정돌기 및 제2 고정돌기가 걸릴 수 있도록 링형상으로 형성된 걸이부가 구비될 수 있다.
더 나아가 상기 플랜지 몸체부의 제1 고정돌기에는 상기 클램핑 몸체부의 걸이부가 체결되고, 상기 클램핑 몸체부의 제2 고정돌기에는 타 클램프의 클램핑 몸체부에 구비되는 걸이부가 체결되는 방식으로 하나의 플랜지에 다수의 클램프가 시리즈로 연결될 수 있다.
더 나아가 상기 시리즈로 연결되는 복수의 클램프들은 인접하는 클램프들의 연장부의 위치가 중첩되지 않도록 비틀어져 연결될 수 있다.
또한 상기 플랜지의 패킹부는 상기 제1 파이프 및 제2 파이프 내에서 이동하는 유체를 수용하는 복수의 유체 수용홈이 형성되는 제1 패킹을 포함할 수 있다.
나아가 상기 유체 수용홈에 유체소통 가능하도록 삽입되고, 상기 유체 수용홈이 일정한 단면형상을 유지하여 외력에 의하여 압축되는 경우에도 유로를 확보하도록 강성을 보강하는 보강링을 포함할 수 있다.
또한 상기 제1 패킹은 상기 제1 패킹 내측에서 상기 복수의 유체 수용홈들을 유체 소통가능하도록 연결하는 내측 공간부가 형성될 수 있다.
나아가 상기 내측 공간부는 종방향 단면 형상이 타원형 및 방추형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
더 나아가 상기 내측 공간부는 종방향 단면 형상의 단축이 상기 제2 파이프의 중심축을 향하도록 형성될 수 있다.
또한 상기 복수의 유체 수용홈들 간에는 상기 내측 공간부로부터 외측에 이르기까지 절개된 절개선이 형성될 수 있다.
또한 상기 유체 수용홈은 타원형 및 방추형 중 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다.
나아가 상기 유체 수용홈은 종방향 단면 형상의 장축이 상기 제2 파이프의 중심축을 향하도록 구비될 수 있다.
또한 상기 제2 수용부 내주면으로부터 돌출되어 상기 제2 파이프의 삽입 깊이를 제한하는 삽입 제한부를 더 포함할 수 있다.
나아가 상기 패킹부는 상기 제2 파이프의 단부와 상기 삽입 제한부 사이에 개재되는 제2 패킹을 더 포함할 수 있다.
더 나아가 상기 패킹부는 상기 제1 패킹과 상기 제2 패킹 사이에, 동시에 상기 제2 파이프와 상기 제2 수용부 내주면 사이에 개재되는 제3 패킹을 더 포함할 수 있다.
더 나아가 상기 제3 패킹은 상기 제2 파이프 외주면과 접하는 면이 곡면으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면 강종에 관계없이 미끌림 발생을 최소화 함으로써 배관 이음매에 있어서의 구조적 안정성을 증대시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 현장 가공성이 떨어지는 스테인리스 강을 별도의 사전 작업 없이 현장에서 시공이 가능하도록 함으로써 작업의 효율 뿐 아니라 배관 자체의 위생성을 향상시키는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면, 배관에 이용되는 파이프, 플랜지 및 클램프 등을 스테인리스와 같은 동일 재질을 이용함으로써 이종 재질간의 전위차 부식의 염려가 없다.
또한 본 발명에 따르면, 고정력의 향상을 위하여 배관 표면에 페인팅이나 Pe코팅 작업을 추가로 하여야할 필요가 없어 코팅이 벗겨지거나 찍힘으로써 발생하는 표면 흠집에 의한 부식이 없어서 안정성이 높다.
또한 본 발명에 따르면, 이러한 향상된 고정력을 기반으로 클램프 간 또는 클램프와 플랜지 간의 체결부를 후크 걸이 구조를 이용함으로써 지반 침하 등에 대응하여 상대적으로 큰 가동각을 가지는 기능성 이음쇠를 제공함으로써 외력에 의한 변위에 대응하는 구조적 안정성이 뛰어나다.
또한 본 발명에 따르면 클램프의 시공이 현장에서 용이하게 이루어 짐으로써 필요에 따라 파이프 이탈 저지력이 많이 필요한 L자 또는 T자형 배관 등에는 다수의 클램프를 연속적으로 구비함으로써 구조적 안정성을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 연결용 플랜지 및 클램프의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 플랜지의 일부 절개된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 플랜지의 중심축을 따라 절개된 모습을 나타내는 절개 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 제1 패킹의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제1 패킹의 횡단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 플랜지의 중심축을 따라 자른 모습을 나타내는 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 클램프의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 클램프의 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 가압부 및 가압부에 의하여 가압되는 파이프의 모습을 나타내는 확대도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 플랜지 및 클램프에 파이프가 연결된 모습을 나타내는 사시도이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 클램프의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 클램프의 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
도 13은 다른 실시예에 제1 패킹의 모습을 나타내는 사시도이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 제1 패킹의 모습을 나타내는 부분 단면도이다.
제1 파이프에 제2 파이프를 체결하기 위한 플랜지에 연결되어 상기 제2 파이프의 이탈을 방지하는 장치로서, 본 발명에 따른 클램프는 내주면에, 원뿔, 원뿔대, 다각뿔 및 다각뿔대 중 어느 하나의 밑면 모서리를 포함하는 적어도 일부의 형상으로 돌출되도록 구비되어 상기 제2 파이프의 외주면을 가압하는 가압부가 적어도 하나 이상 구비되는 클램핑 몸체부를 포함하고, 상기 가압부는 삽입방향으로의 이동은 용이하고 이탈방향으로의 이동은 어렵도록 뿔의 꼭지점이 상기 제2 파이프의 이탈방향을 향하고 상기 뿔의 밑면이 상기 제2 파이프의 삽입방향을 향하도록 배열된다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다. 또한 각 실시예를 통하여 동일한 도면부호는 동일한 부재를 가리킨다. 한편, 도면상에서 표시되는 각 구성은 설명의 편의를 위하여 그 두께나 치수가 과장될 수 있으며, 실제로 해당 치수나 구성간의 비율로 구성되어야 함을 의미하지는 않는다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 배관 연결용 장치에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 연결용 플랜지 및 클램프의 모습을 나타내는 사시도이다.
본 발명에 따른 배관 연결용 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 플랜지(20)와 클램프(10)를 포함한다. 플랜지(20)는 어느 한 파이프에 사전 작업 등에 의하여 용접 등으로 고정되고, 연결하고자 하는 다른 파이프의 단부를 수용하여 수밀 구조를 제공하는 구성부이다.
플랜지(10)는 플랜지(20)에 결합하여 플랜지(20)에 삽입된 파이프가 이탈하지 않도록 고정하는 기능을 수행한다. 이 때 각 파이프들은 일자형, T자형 또는 L자형의 파이프 또는 밸브 중 어느 하나 또는 그의 단부일 수 있으며, 본 발명은 파이프의 종류에 의하여 제한되지 않는다. 이하 각 구성부에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 플랜지를 설명한다. 도 2는 일 실시예에 따른 플랜지의 일부 절개된 모습을 나타내는 사시도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 플랜지의 중심축을 따라 절개된 모습을 나타내는 절개 사시도이다. 또한 도 4는 일 실시예에 따른 제1 패킹의 모습을 나타내는 사시도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 제1 패킹의 횡단면도이며, 도 6은 일 실시예에 따른 플랜지의 중심축을 따라 자른 모습을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 플랜지(20)는 외부 하우징을 형성하는 플랜지 몸체부(200)와 수용되는 파이프 사이에 수밀구조를 형성하는 패킹부(250)를 포함한다.
플랜지 몸체부(200)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 중공의 관형으로 형성된다. 플랜지 몸체부(200)의 내주면에는 도면을 기준으로 상부로부터 제1 패킹 수용부(201) 및 제2 패킹 수용부(202) 및 삽입 제한부(205)가 형성된다.
제1 패킹 수용부(201)는 플랜지 몸체부(200)의 타 내주면에 비하여 외부로 돌출됨으로써 형성되는 일정한 공간부로 형성된다. 제1 패킹 수용부(201)는 후술할 제1 패킹(260)을 수용하여 플랜지 몸체부(200)의 내주면 상에서 고정시킨다.
제2 패킹 수용부(202)는 플랜지 몸체부(200)의 내주면을 일주하며 내측으로 돌출된 제1 돌출부(202) 및 제2 돌출부(204) 사이의 공간부로 형성된다. 제2 패킹 수용부(202)에는 후술할 제2 패킹(270)을 수용하여 플랜지 몸체부(200)의 내주면 상에서 고정시킨다.
삽입 제한부(205)는 제1 패킹 수용부(201) 측으로부터 제2 패킹 수용부(202) 방향으로 삽입되는 파이프의 삽입 깊이를 제한하는 구성부이다. 삽입 제한부(205)는 플랜지 몸체부(200)의 내주면을 일주하며 내측으로 돌출된 형상으로 형성된다. 한편, 삽입 제한부(205)의 내측 단부에는 중심축 방향을 따라 상향 돌출된 형상의 연장부(206)가 더 형성될 수 있다. 연장부(206)는 삽입되는 파이프의 움직임을 제한하거나, 파이프 와의 사이에 구비되는 제3 패킹(280)이 이탈하는 것을 방지하는 기능을 한다.
또한 플랜지 몸체부(200)의 상단에는 즉, 파이프가 진입하는 측의 단부에는 클램프가 체결될 수 있도록 후크 형상의 제1 고정돌기(220)이 형성될 수 있다.
한편, 이하에서는 도 3에 도시된 바와 같이 설명의 편의를 위하여 플랜지 몸체부(200) 중 파이프(1)가 삽입 및 수용되는 구간을 제1 수용부(P1)라 한다. 또한 파이프(1)와 연결되는 타 파이프가 수용되어 고정되는 부분을 제2 수용부(P2)라 한다. 이 때 타 파이프는 제2 수용부(P2)의 단부에 구비되는 용접부(209)에 용접에 의하여 고정될 수 있다. 다만, 본 발명에 따른 플랜지는 이러한 용접 방식뿐 아니라 나사 체결 방식 등 기존의 관 체결 방식을 모두 이용할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 제2 패킹(270)은 링형상으로 형성된다. 이 때 제2 패킹(270)의 내주면, 즉 파이프와 접하는 면을 곡면으로 형성할 수 있다. 제3 패킹(280)은 링형상으로 형성된다. 또한 제3 패킹(280)은 일 단부로부터 내측으로 연장되는 단부 패킹부(281)가 형성되어, 단면 형상이 L자형으로 형성된다. 단부 패킹부(281)는 상술한 파이프의 단부에 접촉하여 수밀구조를 형성하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 패킹(260)은 가압방향(D1)으로 형성된 다수의 유체 수용홈(262)이 형성된다. 유체 수용홈(262)은 플랜지(200) 내의 유체를 수용하여 해당 유체의 압력이 증가하는 경우 확장되어 제1 패킹(260) 자체를 팽창시킨다. 또한 제1 패킹(260)을 포함하는 플랜지(200)가 시공 시 파이프(1)를 수용하는 경우 어느 정도 수축을 할 수 있도록 함으로써 별도의 공구 없이도 파이프(1)를 삽입할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
이 때 유체 수용홀(262)은 도 4에 도시된 바와 같이 그 단면 형상이 타원형 또는 방추형으로 형성될 수 있다. 이 경우 유체 수용홀(262)의 장축(a1, a2)는 제1 패킹(260)의 중심축(Q)을 향하도록 형성되는 것이 바람직하다. 유체 수용홀(262)이 타원형 또는 방추형으로 형성됨으로써 유체 수용홀(262)이 압축되는 경우에도 유체가 이동할 수 있도록 일정한 면적 이상의 유로가 유지되도록 하는 효과가 있다.
한편, 이러한 효과를 증가시키기 위하여 유체 수용홈(262)에 삽입되는 보강링(265)을 더 구비할 수 있다. 보강링(265)은 도 4에 도시된 바와 같이 외주면이 유로 수용홈(262)의 형상에 대응하는 링 형상으로 형성된다. 보강링(265)은 외력에 의하여 압축되는 경우에도 일정한 유로를 유지할 수 있도록 유체 수용홈(262)의 강성을 보강한다.
또한 유체를 수용하고 확장함으로써 수밀구조를 강화하는 효과를 증대시키기 위하여 도 5에 도시된 바와 같이 유체 수용홀(262)의 내측 단부간을 연결하는 내측 공간부(263)를 더 형성할 수 있다. 본 실시예에서의 내측 공간부(263)는 제1 패킹(260)의 내측을 일주하며 유체 수용홀(262)과 유체 소통가능하도록 연결된다.
또한 내측 공간부(262)와 외측 사이에는 절개선(264)을 형성할 수 있다. 절개선(264)은 내측 공간부(262)의 형성을 위한 공정 상에서 이용되거나, 내측 공간부(262) 상에 기타 다양한 부재를 삽입하는 경우에도 이용될 수 있다. 또한 절개선(264)은 외측으로부터 V자형으로 절개함으로써 외부의 압력이 크게 증가하는 경우에 내측 공간부(262) 상으로 유체가 유입되도록 보조하는 기능을 수행할 수도 있다.
한편, 내측 공간부(262)에는 흡습성 재질의 흡습팽창부를 채워 넣는 것도 가능하다. 흡습팽창부는 유체를 흡수하는 경우 부피가 팽창함으로써 내측 공간부(262)에 유체만을 유입시키는 경우에 비하여 더욱 팽창함으로써 수밀구조를 더욱 강화시키는 기능을 한다.
도 6을 참조하면, 내측 공간부(262)는 단축(B1, B2)이 파이프(1)의 중심축을 향하도록 형성되는 것이 바람직하다. 내측 공간부(262)에 유체가 유입되어 압력이 높아지는 경우 단축(B1, B2) 방향으로 압력이 집중되어 가장 많이 팽창된다. 즉, 단축(B1, B2)이 파이프(1)의 중심축을 향하도록 형성되는 경우 제1 패킹(260)이 파이프(1) 측으로 가장 많이 팽창함으로써 수밀 구조를 더욱 강화시키게 된다.
앞서 설명한 바와 같이 파이프(1)의 내의 유체 압력이 상승하는 경우 유체는 파이프(1)의 단부를 통하여 유출된 후 파이프(1)의 외주면과 플랜지(260)의 내주면 사이를 따라 진행하면서, 제3 패킹(280) 및 제2 패킹(270)을 지나 제1 패킹(260)에 도달한다. 이 때 제3 패킹(280) 및 제2 패킹(270)이 순차적으로 수밀 구조를 형성하게 되고, 순간적으로 유체의 압력이 증가하는 경우와 같이 상대적으로 큰 압력이 발생하는 경우에는 제1 패킹(260)에 의하여 수밀 구조를 유지하게 된다. 즉, 약한 수 충격이나 낮은 유체 압력이 발생하는 경우에는 제2 패킹(270) 및 제3 패킹(280)이 대응하여 수밀구조를 유지하게 되고, 높은 수 충격이나 높은 유체 압력이 발생하는 경우에는 제1 패킹(260)이 대응하여 수밀구조를 유지하게 된다.
도 7 내지 도 10을 참조하여 일 실시예에 따른 클램프를 설명한다. 도 7은 일 실시예에 따른 클램프의 모습을 나타내는 사시도이고, 도 8은 일 실시예에 따른 클램프의 모습을 나타내는 분해 사시도이다. 또한 도 9는 일 실시예에 따른 가압부 및 가압부에 의하여 가압되는 파이프의 모습을 나타내는 확대도이고, 도 10은 일 실시예에 따른 플랜지 및 클램프에 파이프가 연결된 모습을 나타내는 사시도이다.
클램프(10)는 클램핑 몸체부(110)와 가압부(160)를 포함한다.
도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 클램핑 몸체부(110)는 호형으로 형성된 한 쌍의 조립용 부재를 서로 맞대어 고정시킴으로써 형성된다. 클램핑 몸체부(110)의 외주면 일 단부에는 제2 고정돌기(120)가 형성된다. 제2 고정돌기(120)는 다수개의 클램프를 연속적으로 연결하여 파이프를 고정시키는 경우에 각각의 인접하는 클램프간을 체결 및 연결하기 위한 용도로 사용된다. 제2 고정돌기(120)는 일정한 간격으로 다수개 구비될 수 있다. 한편, 클램핑 몸체부(110)의 외주면 타단부에는 제2 고정돌기(120)가 걸려서 체결될 수 있도록 링형상으로 형성된 걸이부(130)가 형성된다. 제2 고정돌기(120)는 타 클램프의 걸이부(130)의 내측으로부터 외측을 향하여 관통됨으로써 두 클램프 간을 연결시키게 된다.
클램프 몸체부(110)를 구성하는 각 조립부재들은 양 단부에 연장부(140)가 형성된다. 연장부(140)는 각 조립부재들의 양단부로부터 외측으로 연장형성된다. 연장부(140)에는 볼트가 수용될 수 있도록 관통된 체결구(141)가 형성된다. 도 8에 도시된 바와 같이 클램핑 몸체부(110)는 각각의 체결구(140)를 볼트(171)가 관통한 후 해당 볼트(171)에 너트(172)가 체결되는 방식으로 고정된다. 한편, 클램핑 몸체부(110)의 조립 시 인접하는 각각 연장부(140) 쌍 중 어느 하나에는 연장부(140) 쌍 간을 이격 시키는 이격부(142)가 형성된다. 이격부(142)는 연장부(140)간을 이격 시킴으로써 볼트(171) 및 너트(172)에 의하여 간격이 조절될 수 있는 틈을 형성할 수 있도록 한다.
각 조립용 부재는 상술한 이격부(142)가 한 쪽 연장부(140)에만 형성되도록 하는 것도 가능하고, 도 8에 도시된 바와 같이 한 쌍의 조립용 부재 중 어느 하나의 양 단부에만 이격부(142)가 형성되도록 하고 이격부(142)가 형성되지 않은 조립용 부재와 체결되도록 하는 것도 가능하다.
이와 같은 클램프 간 또는 클램프와 플랜지간 연결구조로 인하여 현장에서 신속 용이하게 필요한 만큼의 클램프를 연속적으로 설치할 수 있게 되었다.
클램핑 몸체부(110)의 내주면에는 가압부 고정부재(150)를 수용하는 고정부재 수용부(111)가 형성된다. 고정부재 수용부(111)는 타 내주면에 비하여 일정 깊이 단차지도록 형성됨으로써 수용된 가압부 고정부재(150)가 외부로 이탈하지 않도록 방지한다.
가압부 고정부재(150)는 합성수지 재질로 형성되는 사출물로서 내측에 가압부(160)가 내측으로 일정부분 노출되도록 구비된다. 가압부 고정부재(150)는 파이프의 중심방향으로 탄성을 갖도록 형성될 수 있다.
가압부(160)는 종단면 형상이 원형 또는 다각형 형상으로 형성된 뿔형상, 또는 꼭지점이 잘린 원뿔대 또는 다각뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 가압부(160)는 클램핑 몸체부(110)가 조여지는 경우 내측의 파이프를 가압함으로써 미끄러지거나 파이프가 이탈하지 않도록 고정시킨다. 이 때 가압부(160)는 뿔의 꼭지점이 파이프가 이탈되는 방향을 향하도록 구비되고, 뿔형상의 바닥면이 파이프가 삽입되는 방향을 향하도록 구비되는 것이 바람직하다. 이 경우 파이프가 용이하게 삽입되는 반면, 뿔형상의 바닥면 모서리에 의하여 가압됨으로써 파이프의 이탈이 어려운 환경을 형성한다. 이러한 혼 베어링 형상의 가압부는 스테인리스 강과 같이 강성이 높은 재질로 형성된 파이프의 경우에도 미끄러짐 없이 고정시키는 효과가 있다.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 가압부(160)는 밑면과 측면 사이에 구비되는 모서리에 의하여 파이프(1)를 가압한다. 즉, 가압 시에 파이프(1)에는 가압부(160)의 측면과 밑면에 대응하는 음각 형상의 모서리형상의 홈(5)이 형성된다. 도 9a를 살펴보면, 이러한 모서리 형상의 홈(5)은 가압부(160)의 측면에 대응하는 곡면 형상의 제1 측면(5a)과 가압부(160)의 밑면에 대응하는 평면형상의 제2 측면(5b)을 포함한다. 이 때 제1 측면(5a)이 파이프(1)가 이탈하는 방향(D2)으로 배열되고, 제2 측면(5b)이 파이프(1)가 이탈하는 방향(D2)의 역방향, 즉 파이프(1)가 삽입되는 방향으로 배열된다. 이 때 제1 측면(5a)은 파이프(1)의 외주면과 상대적으로 예각을 이루고, 제2 측면(5b)은 파이프(1)의 외주면과 상대적으로 수직에 가깝거나 수직으로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 파이프(1)가 클램프로부터 이탈하려는 경우에는 제2 측면(5b)이 가압부(160)에 걸리거나 파이프(1)로 파고들게 됨으로써 이탈을 방지하는 효과가 있으며, 반대로 파이프(1)가 클램프로 삽입되는 경우에는 가압부(160)가 상대적으로 예각으로 형성되어 있는 제1 측면(5a)을 타고 용이하게 삽입이 가능하도록 하는 효과가 있다.
한편, 도 9b의 확대도를 참조하여 보면 종래에는 단순히 쐐기 형상으로 돌출된 돌출부를 이용하여 V자형의 홈을 형성하는 데에 그쳤다. 이 경우 형성되는 홈(6)은 단면형상이 V형으로 형성됨으로써 클램프의 고정능력이 떨어져 스테인리스 강관과 같은 파이프를 별도의 사전작업 없이 고정하기에는 어려움이 있었다.
도 10을 참조하여 설명하면, 파이프는 플랜지(20) 내로 삽입 및 수용된 후 필요한 고정력에 따라 적당한 개수의 클램프(10, 10a)를 이용하여 고정될 수 있다. 이 때 다수의 클램프(10)가 연결되는 경우 연속적인 클램프(10)의 체결을 위한 공간을 확보하기 위하여 인접하는 클램프(10, 10a)들의 연장부(140, 140a)가 중첩되지 않도록 각각 비틀어서 체결하는 것이 바람직하다.
도 11 및 도 12를 참조하여 다른 실시예에 따른 클램프를 설명한다. 도 11은 다른 실시예에 따른 클램프의 모습을 나타내는 사시도이고, 도 12은 다른 실시예에 따른 클램프의 모습을 나타내는 분해 사시도이다.
본 실시예에 따른 클램프(10a)는 클램핑 몸체부(110a)의 내측에 가압부 고정부재가 없는 면에서 앞선 실시예와 차이가 있다.
즉, 본 실시예에서는 클램핑 몸체부(110a)의 내주면에 직접 가압부(160a)가 형성된다. 본 실시예에서의 가압부(160a)는 뿔이 종방향으로 절반이 잘린 형상으로 클램핑 몸체부(110a) 내주면으로부터 돌출된다. 이 때 가압부(160a)는 내주면을 따라 일 열로 형성되는 것도 가능하고, 고정력을 향상시키기 위하여 도 11에 도시된 바와 같이 종방향으로 교차되도록 구비되는 것도 가능하다.
클램핑 몸체부(110a)의 조립 시에는 도 12에 도시된 바와 같이 가압부 고정부재 없이 조립된다. 볼트(171)와 너트(172)가 체결구(141)를 관통하여 체결된 후에 조여지는 경우 가압부(160a)가 내측의 파이프를 가압하여 고정시키게 된다. 고정부(160a) 이외의 다른 구성부들은 앞서 설명한 실시예와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
위와 같이 본 발명에 따른 배관 연결용 플랜지 및 클램프는 고정력이 종래의 동일 장치에 비하여 고정력 및 수 충격에 대응하는 밀폐력을 향상시킴으로써 스테인리스 강관의 경우에도 별도의 사전 작업이나 코팅 작업 없이도 용이하게 시공할 수 있다.
도 13을 참조하여 다른 실시예에 따른 제1 패킹(260)을 설명한다. 도 13은 다른 실시예에따른 제1 패킹을 나타내는 사시도이다.
본 실시예에 따른 제1 패킹(260)은 앞서 설명한 도 4의 제1 패킹(260)과 동일한 구성을 갖도록 형성되나, 제1 패킹(260)이 파이프에 설치된 상태가 아닌 초기 상태에서는 절개선(264)이 벌어진 상태로 형성된다는 점에서 차이가 있다.
즉, 도 13에 도시된 바와 같이 절개선(264)은 초기에 벌어진 상태로 형성되며, 제1 패킹(260)을 이용하여 수밀구조를 형성하는 경우 절개선(264)이 서로 맞닿게 된다. 이 경우 초기에는 벌어진 절개선(264)을 통하여 파이프 내부를 이동하는 물을 적극적으로 수용할 수 있으나, 제1 패킹(260)의 설치 이후에는 물이 수용될 수 있는 유입 통로가 유체 수용홀(262)로 한정됨으로써 제1 패킹(260) 내부의 압력을 증가시킬 수 있다.
도 14를 참조하여 다른 실시예에 따른 제1 패킹을 설명한다. 도 14는 다른 실시예에 따른 제1 패킹의 모습을 나타내는 부분 단면도이다.
본 실시예에 따른 제1 패킹(260a)은 앞서 설명한 제1 패킹에 비하여 유체 수용홀(262a)의 형상면에서 차이가 있다. 본 실시예에서의 유체 수용홀(262a)은 형성 위치나 방향면에서는 앞서 설명한 유체 수용홀들과 동일하다. 다만, 본 실시예에 따른 유체 수용홀(262a)은 내측 공간부(263) 측으로 갈수록 횡단면적이 적어지는 구조, 즉 내측면이 테이퍼진 형상으로 형성된다는 점에서 차이가 있다.
이와 같은 테이퍼 구조의 유체 수용홀(262a)은 체크 벨브와 같은 역할을 수행함으로써 물이 내측 공간부(263)로 들어가는 것은 용이하게 하되, 반대로 물이 내측 공간부(263)로부터 빠져나오는 것은 어렵게 한다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 배관연결용 클램프로 구현될 수 있다.

Claims (39)

  1. 제1 파이프에 제2 파이프를 체결하기 위한 플랜지에 연결되어 상기 제2 파이프의 이탈을 방지하는 장치로서,
    내주면에, 원뿔, 원뿔대, 다각뿔 및 다각뿔대 중 어느 하나의 밑면 모서리를 포함하는 적어도 일부의 형상으로 돌출되도록 구비되어 상기 제2 파이프의 외주면을 가압하는 가압부가 적어도 하나 이상 구비되는 클램핑 몸체부를 포함하고,
    상기 가압부는 삽입방향으로의 이동은 용이하고 이탈방향으로의 이동은 어렵도록 뿔의 꼭지점이 상기 제2 파이프의 이탈방향을 향하고 상기 뿔의 밑면이 상기 제2 파이프의 삽입방향을 향하도록 배열되는 클램프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑 몸체부 내주면에 구비되고, 상기 가압부의 적어도 일부가 상기 클램핑 몸체부의 중심 방향으로 노출되도록 상기 가압부의 나머지 일부를 수용하는 가압부 고정부재를 포함하는 클램프.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가압부 고정부재는 합성 수지 재질로 형성되는 클램프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가압부 고정부재는 상기 제2 파이프의 중심방향으로 일정한 탄성을 갖는 클램프.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 클램핑 몸체부 내주면에는 일정 깊이 단차지도록 형성되어 상기 가압부 고정부재가 외부로 이탈하지 않도록 수용하는 고정부재 수용부가 형성되는 클램프.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑 몸체부의 외주면 일 단부에는 방사상으로 돌출되는 고정돌기가 형성되는 클램프.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고정돌기는 일정 간격으로 적어도 둘 이상 구비되는 클램프.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 클램핑 몸체부의 외주면 타 단부에는 상기 고정돌기가 걸릴 수 있도록 링형상으로 형성된 걸이부가 구비되는 클램프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정돌기는 상기 걸이부를 내측으로부터 외측을 향하여 관통함으로써 체결되는 클램프.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 클램핑 몸체부는 원호 형상으로 형성된 조립용 부재가 적어도 둘 이상 결합되어 형성되는 클램프.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 조립용 부재의 단부 각각에는 외측으로 연장된 연장부와, 상기 연장부를 관통하여 상기 조립용 부재 간의 체결을 위한 체결구가 형성되는 클램프.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 클램핑 몸체부의 조립 시 인접하는 각각 연장부 쌍 중 어느 하나에는 상기 연장부 쌍 간을 이격 시키는 이격부가 형성되는 클램프.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파이프 및 상기 제2 파이프는 스테인리스 재질로 형성되는 플랜지.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 파이프 및 제2 파이프 중 적어도 어느 하나는 무코팅 강관인 클램프.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파이프 및 상기 제2 파이프 중 어느 하나는 일자형, T자형 또는 L자형의 파이프 또는 밸브 중 어느 하나인 클램프.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 가압부는 상기 클램핑 몸체부의 내주면에 일체형으로 형성되는 클램프.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 가압부는 상기 밑면 모서리가 상기 제2 파이프의 중심 방향으로 돌출되도록 형성되는 클램프.
  18. 제1 파이프와 제2 파이프의 체결 시 수밀구조를 제공하는 장치로서,
    상기 제1 파이프의 일 단부를 수용하는 제1 수용부와, 상기 제1 파이프와 상기 제2 파이프가 연속적인 유로를 형성하도록 상기 제2 파이프의 일 단부를 수용하는 제2 수용부가 형성되는 몸체부와, 상기 제2 파이프의 외주면과 상기 제2 수용부 내주면 사이에 구비되어 수밀구조를 형성하는 패킹부를 포함하는 플랜지; 및
    상기 플랜지에 체결되어 상기 제2 파이프의 이탈을 방지하고, 내주면에, 원뿔, 원뿔대, 다각뿔 및 다각뿔대 중 어느 하나의 밑면 모서리를 포함하는 적어도 일부의 형상으로 돌출되도록 구비되어 상기 제2 파이프의 외주면을 가압하는 가압부가 적어도 하나 이상 구비되는 클램핑 몸체부를 구비하며, 상기 가압부는 삽입방향으로의 이동은 용이하고 이탈방향으로의 이동은 어렵도록 뿔의 꼭지점이 상기 제2 파이프의 이탈방향을 향하고 상기 뿔의 밑면이 상기 제2 파이프의 삽입방향을 향하도록 배열되는 클램프;를 포함하는 파이프 커플러.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 클램핑 몸체부는 원호 형상으로 형성된 조립용 부재가 적어도 둘 이상 결합되어 형성되는 파이프 커플러.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 조립용 부재의 단부 각각에는 외측으로 연장된 연장부와, 상기 연장부를 관통하여 상기 조립용 부재 간의 체결을 위한 체결구가 형성되는 파이프 커플러.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 클램핑 몸체부의 조립 시 인접하는 각각 연장부 쌍 중 어느 하나에는 상기 연장부 쌍 간을 이격 시키는 이격부가 형성되는 파이프 커플러.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 플랜지 몸체부의 제2 파이프 진입 측 단부에는 상기 클램프가 체결되는 후크형상의 제1 고정돌기가 형성되는 파이프 커플러.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제1 고정돌기는 상기 플랜지 몸체부의 외주면을 일주하며 일정 간격으로 적어도 둘 이상 구비되는 클램프.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 클램핑 몸체부의 외주면 일 단부에는 상기 제1 고정돌기의 간격에 대응하고, 방사상으로 돌출되는 제2 고정돌기가 형성되는 파이프 커플러.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 클램핑 몸체부의 외주면 타 단부에는 상기 제1 고정돌기 및 제2 고정돌기가 걸릴 수 있도록 링형상으로 형성된 걸이부가 구비되는 파이프 커플러.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 플랜지 몸체부의 제1 고정돌기에는 상기 클램핑 몸체부의 걸이부가 체결되고, 상기 클램핑 몸체부의 제2 고정돌기에는 타 클램프의 클램핑 몸체부에 구비되는 걸이부가 체결되는 방식으로 하나의 플랜지에 다수의 클램프가 시리즈로 연결되는 파이프 커플러.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 시리즈로 연결되는 복수의 클램프들은 인접하는 클램프들의 연장부의 위치가 중첩되지 않도록 비틀어져 연결되는 파이프 커플러.
  28. 제18항에 있어서,
    상기 플랜지의 패킹부는 상기 제1 파이프 및 제2 파이프 내에서 이동하는 유체를 수용하는 복수의 유체 수용홈이 형성되는 제1 패킹을 포함하는 파이프 커플러.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 유체 수용홈에 유체소통 가능하도록 삽입되고, 상기 유체 수용홈이 일정한 단면형상을 유지하여 외력에 의하여 압축되는 경우에도 유로를 확보하도록 강성을 보강하는 보강링을 포함하는 파이프 커플러.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 제1 패킹은 상기 제1 패킹 내측에서 상기 복수의 유체 수용홈들을 유체 소통가능하도록 연결하는 내측 공간부가 형성되는 파이프 커플러.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 내측 공간부는 종방향 단면 형상이 타원형 및 방추형 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 파이프 커플러.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 내측 공간부는 종방향 단면 형상의 단축이 상기 제2 파이프의 중심축을 향하도록 형성되는 파이프 커플러.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 복수의 유체 수용홈들 간에는 상기 내측 공간부로부터 외측에 이르기까지 절개된 절개선이 형성되는 파이프 커플러.
  34. 제28항에 있어서,
    상기 유체 수용홈은 타원형 및 방추형 중 어느 하나의 형상으로 형성되는 파이프 커플러.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 유체 수용홈은 종방향 단면 형상의 장축이 상기 제2 파이프의 중심축을 향하도록 구비되는 파이프 커플러.
  36. 제18항에 있어서,
    상기 제2 수용부 내주면으로부터 돌출되어 상기 제2 파이프의 삽입 깊이를 제한하는 삽입 제한부를 더 포함하는 파이프 커플러.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 패킹부는 상기 제2 파이프의 단부와 상기 삽입 제한부 사이에 개재되는 제2 패킹을 더 포함하는 파이프 커플러.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 패킹부는 상기 제1 패킹과 상기 제2 패킹 사이에, 동시에 상기 제2 파이프와 상기 제2 수용부 내주면 사이에 개재되는 제3 패킹을 더 포함하는 파이프 커플러.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제3 패킹은 상기 제2 파이프 외주면과 접하는 면이 곡면으로 형성되는 파이프 커플러.
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