KR20090095257A - 파이프 커넥터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프를 연결하여 관로를 구축하기 위한 클램프에 축(Axis)을 수평체결한 상태에서 볼트 및 너트만을 이용하여 플랜지의 접속상태를 유지시킴으로써, 체결편의성 향상을 통한 신속한 관로 구축이 이루어질 수 있도록 하고, 실링을 통한 이중기밀구조로 인해 파이프를 따라 이송하는 가스, 증기 등의 외부누출이 방지되어 관로가 구축된 작업장의 안전성을 높이기 위한 파이프 커넥터에 관한 것이다.

파이프, 허브, 클램프, 커넥터, 플랜지, 연결, 접속, 기밀

Description

파이프 커넥터{PIPE CONNECTOR}

본 발명은 파이프 커넥터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스, 증기 등을 이송하는 파이프를 연결하여 관로를 구축하고, 상기 파이프의 기밀을 유지하여 관로 구축에 따른 안전성을 도모하기 위한 파이프 커넥터에 관한 것이다.

일반적으로, 파이프 커넥터는 예컨대 고ㆍ저온, 고압용 파이프를 연결하여 관로를 구축하기 위해 사용되고 있으며, 이 파이프 커넥터의 선행특허로는 [문헌 1]을 예로 들 수 있다.

즉, 상기 [문헌 1]은 플로라인 클램프 커넥터(Flowline clamp connector)에 관한 것으로, 그 기술구성을 개략적으로 살펴보면 두 개의 관을 연결하기 위한 클램프 커넥터(Clamp connector)는 상기 관의 끝 부분에 형성된 플랜지(Flanges)를 감싸는 상부클램프(Clamp half)와 하부클램프(Clamp half)로 분할 형성되고, 상기 상부클램프와 하부클램프의 양단(Each lug)은 볼트와 너트의 조합으로 체결하고 있다.

또한, 상기 상부클램프와 하부클램프에 의해 결속된 플랜지 사이에는 리브(Rib)가 돌출 형성된 금속재질의 메탈 실링(Metal seal ring)을 삽입하여 기밀하 고 있으며, 이 메탈 실링을 통한 기밀성을 높이기 위하여 플랜지와 실링 사이에는 합성수지로 형성된 고무 실(Elastomeric Seal)을 배치하고 있다.

[문헌 1] US 7,204,525 B2 2007.04.17.

그러나, 상기 [문헌 1]은 다음과 같은 문제점을 내포하고 있는바, 이를 구체적으로 설명하면, 먼저 클램프 커넥터는 상부클램프와 하부클램프로 분할 형성되어 그 양단이 각각 볼트와 너트의 조합으로 별도 체결됨에 따라 체결편의성이 떨어진다.

즉, 분할 형성된 상부클램프와 하부클램프의 양단을 각각 볼트와 너트의 조합으로 별도 체결함에 따라 이를 순차적으로 체결하기 위한 체결과정이 필요하고, 이는 시간의 소요가 필요한 부분으로 클램프 커넥터의 체결시 체결지연을 유발하고 있다.

이러한 클램프 커넥터의 체결지연은 그 체결대상이 고ㆍ저온, 고압용 파이프인 관계로, 관로의 구축지연으로 이어질 수 있으며, 이로 인해 가스, 증기 등의 이송지연도 발생하는 등 연속성이 있어 의외의 심각성으로 다가올 수 있다.

더욱 문제점은 [문헌 1]에 따른 클램프 커넥터의 경우 볼트 및 너트를 통한 체결이 수직방향으로 동일하여 파이프로부터 전달되는 진동 또는 자체진동에 매우 취약하다는 것이며, 이는 클램프 커넥터의 체결해제를 유발할 수 있어 앞선 체결에 따른 문제점보다 심각하다.

한편, 클램프 커넥터는 관로를 신속하게 구축하는 것이 선결 과제라면 파이프로부터 고ㆍ저온, 고압이 외부로 누출하지 않도록 기밀을 유지하는 것이 중요한 다음 과제이다.

이를 [문헌 1]은 플랜지의 내부에 메탈 실링을 설치하여 기밀유지하고 있으나, 하나의 기밀구조만이 형성되어 있어 기밀유지에 최적화된 구조라고 볼 수 없다.

예컨대, 파이프를 따라 고압의 증기가 흐른다면 [문헌 1]에 따른 기밀구조의 경우 소소할 것으로 예상되나, 일부 증기의 외부 누출이 발생할 수 있고, 이는 작업장의 안전성을 크게 위협하는 요소로 작용할 수 있다.

물론, [문헌 1]은 실링과 플랜지 사이에 고무 실을 배치하여 어느 정도는 해소방안을 제시하고 있으나, 메탈 실링의 기밀성을 보완한 것일 뿐 근본적인 문제해결에는 접근하지 못하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하여 고ㆍ저온, 고압용 파이프를 연결하여 관로를 신속하게 구축하는데 따른 체결편의성, 안전성 및 더욱 향상된 기밀성을 동시에 확보할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적은, 고ㆍ저온, 고압용 파이프를 체결하여 신속하게 관로를 구축할 수 있도록 한 파이프 커넥터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 관로로부터 전달되는 진동 등에 의해 그 체결상태가 쉽게 분리되는 것을 방지할 수 있도록 한 파이프 커넥터를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기밀유지를 통한 작업장의 안전성을 보장할 수 있도록 한 파이프 커넥터를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 두 개의 파이프를 연결하기 위한 플랜지를 상 호 접속시키는 상부몸체 및 하부몸체의 일단에는 수평방향으로 서로 마주보는 고정부가 형성되고, 다른 일단에는 수직방향으로 서로 마주보는 힌지부가 엇갈리게 형성된 클램프와;

상기 고정부에 수직체결되어 클램프의 수직방향 벌어짐을 단속하는 체결수단과;

상기 힌지부에 수평체결되어 클램프의 수평방향 벌어짐을 단속하는 힌지축과;

상기 클램프에 의해 상호 접속된 플랜지 사이에 배치되어 기밀을 유지하는 실링(Seal ring)으로 구성되어 달성된다.

한편, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 플랜지와 실링 사이가 이중기밀 되도록 실링에는 접속돌기가 형성되고, 상기 실링이 밀착되는 플랜지에는 결합홈이 형성되어 달성된다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 클램프에 힌지축이 체결된 상태에서 볼트 및 너트의 조합으로 이루어진 체결수단을 이용하여 클램프를 수직체결함으로써, 고ㆍ저온, 고압용 파이프를 연결하기 위한 체결편의성이 향상되고, 이로 인해 신속한 관로 구축이 가능하다.

또한, 클램프를 단속하기 위한 체결수단은 수직으로 체결되고, 힌지축은 수평으로 체결됨으로써, 그 체결방향이 서로 교차하여 관로로부터 전달되는 진동 등에 의해 클램프의 체결상태가 다소 헐거워지거나 쉽게 해제되는 것을 방지하게 된 다.

아울러, 플랜지와 실링 사이가 접속돌기 및 결합홈에 의해 이중기밀 됨으로써, 가스나 증기의 외부누출을 방지하고, 이를 통해 관로가 구축된 작업장의 안전성을 보장할 수 있게 되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 커넥터를 분해 사시도로 보인 것으로, 파이프를 연결하여 관로를 구축하기 위한 허브, 클램프 및 실링을 포함하는 파이프 커넥터를 보이고 있다.

도 2는 본 발명에 따른 파이프 커넥터를 통한 플랜지의 접속상태를 일부 확대하여 단면도로 보인 것으로, 상부몸체 및 하부몸체를 통해 플랜지를 감싸 상호 접속토록 하고, 이 플랜지 사이에 실링이 배치되어 기밀을 유지토록 하는 것을 보이고 있다.

도 3은 본 발명에 따른 파이프 커넥터를 통한 기밀유지상태를 일부 확대하여 단면도로 보인 것으로, 플랜지 사이에 배치된 실링에 접속돌기를 형성하고, 상기 플랜지의 일면에는 결합홈을 형성하여 이중기밀 하는 것을 보이고 있다.

즉, 도 1 내지 도 2에서 보인 것과 같이, 본 발명은 파이프(1)(1a) 연결을 위한 클램프(10), 이 클램프(10)를 단속하기 위한 체결수단(20) 및 힌지축(30)을 포함하고, 상기 클램프(10)를 통해 접속된 플랜지(2)(2a)의 기밀을 유지하기 위한 실링(40)으로 구성된 것을 보이고 있다.

여기서, 상기 클램프(10)에 의해 접속되는 플랜지(2)(2a)는 파이프(1)(1a)에 일체로 형성되거나, 본 발명에서 도시하고 있는 바와 같이 허브(3)(3a)에 형성되고 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 상기 허브(3)(3a)에 형성된 것으로 설명한다는 것을 밝혀둔다.

상기 허브(3)(3a)는 파이프(1)(1a)를 연결하기 위하여 제공하는 것으로, 플랜지(2)(2a)가 일단에 형성되고, 다른 일단은 파이프(1)(1a)의 내경에 삽입되어 상기 파이프(1)(1a)의 연결을 도모하게 된다.

따라서, 클램프(10)를 통한 반복적인 체결과정에서 플랜지(2)(2a)가 마모되거나 일부 파손될 경우 파이프(1)(1a)를 교체하지 않고, 허브(3)(3a)만을 교체하여 보수할 수 있게 되며, 이는 작업편의성은 물론이고, 유지관리비용의 절감효과로 이어지게 된다.

상기 클램프(10)는 앞서 설명한 바와 같이, 파이프(1)(1a) 또는 허브(3)(3a)에 형성된 플랜지(2)(2a)의 둘레를 감싸며 체결되어 파이프(1)(1a)를 연결하는 것으로, 이를 위해 본 발명은 클램프(10)를 상부몸체(11) 및 하부몸체(12)로 분할 형성하여 구성하게 된다.

이러한 상부몸체(11) 및 하부몸체(12)의 일단에는 수평방향으로 서로 마주보는 고정부(13)가 형성되고, 다른 일단에는 수직방향으로 서로 마주보는 힌지부(14)를 형성하되, 상기 힌지부(14)는 상부몸체(11) 및 하부몸체(12)에 각각 엇갈리게 돌출 형성하여 마주보는 것이 가능하도록 하게 된다.

이와 같은 상부몸체(11) 및 하부몸체(12)의 안쪽 중심부에는 클램프리브(Clamp lib)가 형성되어 클램프(10)의 체결위치를 안내하고, 관로로부터 전달되는 진동 등에 의한 상기 클램프(10)의 유동이 발생하는 것을 예방하게 되며, 이는 당업자에게 널리 알려진 자명한 사항이다.

본 발명에 따른 체결수단(20)은 앞서 설명한 고정부(13)에 수직체결되어 클램프(10)의 수직방향 벌어짐을 단속하게 되고, 이는 통상의 볼트(21) 및 너트(22)의 조합에 의해 구현 가능하다.

즉, 상기 체결수단(20)은 고정부(13)에 형성된 조립구멍(15)을 볼트(21)가 수직으로 관통한 상태에서 상기 볼트(21)의 끝 부분을 너트(22)로 조여 체결하게 되고, 이를 통해 클램프(10)의 수직방향 벌어짐을 단속하여 파이프(1)(1a)의 단락을 방지하게 된다.

이러한 볼트(21)가 수직관통하는 조립구멍(15)은 클램프(10)의 크기에 따라 고정부(13)에 다수로 형성할 수 있고, 이를 본 발명에서는 상기 고정부(13)의 두 곳에 조립구멍(15)을 형성한 것으로 보이고 있으나, 그 수를 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 힌지축(30)은 상술한 바와 같이, 서로 수직방향으로 마주보는 힌지부(14)에 수평체결되어 클램프(10)의 수평방향 벌어짐을 단속하게 되고, 이는 통상의 액슬(Axls)에 의해 구현된다.

바람직하게는 상기 힌지축(30)의 의도하지 않은 분리를 예방할 수 있도록 리테이너(Retainer)를 제공하여 단속할 수 있고, 이는 상기 리테이너(31)를 힌지 축(30)에 끼워넣어 힌지부(14)에 밀착시키는 것으로 가능한 것이다.

따라서, 상기 리테이너(31)에 의해 분리되지 않는 힌지축(30)이 힌지부(14)에 수평체결되어 클램프(10)의 수평방향 벌어짐을 단속함에 따라 앞서 설명한 체결수단(20)의 수직체결과는 그 체결상태가 교차하게 되고, 이 교차체결로 인하여 관로로부터 전달되는 진동 등에 의해 클램프(10)의 체결상태가 다소 헐거워지거나 해제되는 것을 방지하게 된다.

또한, 상기 힌지축(30)은 파이프(1)(1a)의 교체를 위한 클램프(10)의 분해시 체결수단(20)과는 달리 상부몸체(11) 및 하부몸체(12)로부터 빼내지 않고 중심축 기능을 하여 원활한 상부몸체(11) 및 하부몸체(12)의 회동을 유도하고, 이를 통해 파이프(1)(1a)의 신속한 교체, 연결작업이 이루어질 수 있도록 하게 된다.

이로 인하여 본 발명에 따른 파이프 커넥터가 배경기술에서 언급한 [문헌 1]에 따른 클램프 커넥터보다 신속하게 관로를 구축할 수 있다는 근거가 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 실링(40)은 클램프(10)에 의해 상호 접속된 플랜지(2)(2a) 사이에 배치되어 기밀을 유지하되, 파이프(1)(1a)를 통해 이송되는 가스 또는 증기의 원활한 이송을 유도하기 위하여 내부에 중공부(41)가 형성된 것을 보이고 있다.

즉, 상기 실링(40)은 금속 또는 합성수지로 형성되고, 내부에는 중공부(41)가 형성되어 클램프(10)에 의해 상호 접속된 플랜지(2)(2a) 사이에 배치됨에 따라 외면이 각각의 플랜지(2)(2a)에 밀착되어 파이프(1)(1a)를 따라 이송되는 가스 또 는 증기의 외부 누출을 방지하고 이를 통한 작업장의 안전성을 높이게 된다.

여기서, 상기 실링(40)의 외면 및 이와 접하는 플랜지(2)(2a)의 일면에는 도 3에서 보인 것과 같이, 이중기밀이 이루어질 수 있도록 각각 접속돌기(42)와 결합홈(2b)을 형성하되, 본 발명은 상기 접속돌기(42)를 실링(40)의 외면에 돌출 형성하고, 플랜지(2)(2a)의 일면에 결합홈(2b)을 형성한 것으로 보이고 있으나, 반대의 경우도 이중기밀은 가능하다.

따라서, 상기 접속돌기(42)가 결합홈(2b)에 삽입됨에 따라 플랜지(2)(2a)와 실링(40) 사이에는 이중기밀구조가 형성되고, 이는 하나의 기밀구조를 갖는 [문헌 1]의 클램프 커넥터에 비해 기밀성이 우수하다.

이로 인하여 파이프(1)(1a)를 통해 이송되는 고ㆍ저온, 고압의 가스 또는 증기가 외부로 누출되는 것을 방지하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 커넥터를 보인 분해 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 파이프 커넥터를 통한 플랜지의 접속상태를 일부 확대하여 보인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 파이프 커넥터를 통한 기밀유지상태를 일부 확대하여 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1, 1a - 파이프 2, 2a - 플랜지

2b - 결합홈 3, 3a - 허브

10 - 클램프 11 - 상부몸체

12 - 하부몸체 13 - 고정부

14 - 힌지부 20 - 체결수단

30 - 힌지축 40 - 실링

42 - 접속돌기

Claims (3)

1. 두 개의 파이프를 연결하기 위한 플랜지를 상호 접속시키는 상부몸체 및 하부몸체의 일단에는 수평방향으로 서로 마주보는 고정부가 형성되고, 다른 일단에는 수직방향으로 서로 마주보는 힌지부가 엇갈리게 형성된 클램프와;

   상기 고정부에 수직체결되어 클램프의 수직방향 벌어짐을 단속하는 체결수단과;

   상기 힌지부에 수평체결되어 클램프의 수평방향 벌어짐을 단속하는 힌지축과;

   상기 클램프에 의해 상호 접속된 플랜지 사이에 배치되어 기밀을 유지하는 실링(Seal ring)으로 구성됨을 특징으로 하는 파이프 커넥터.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 플랜지와 실링 사이에는 이중기밀 되도록 접속돌기 및 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 커넥터.
3. 두 개의 파이프를 연결하기 위한 플랜지를 상호 접속시키는 상부몸체 및 하부몸체로 분할 형성된 클램프와;

   상기 상부몸체 및 하부몸체에 수직체결되어 클램프의 수직방향 벌어짐을 단속하는 체결수단과;

   상기 클램프에 의해 상호 접속된 플랜지 사이에 배치되어 기밀을 유지하는 실링(Seal ring)을 구성된 것에 있어서,

   상기 플랜지와 실링 사이가 이중기밀 되도록 실링에는 접속돌기가 형성되고, 상기 실링이 밀착되는 플랜지에는 결합홈이 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 커넥터.

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