KR100981917B1

KR100981917B1 - 관 연결용 커플링

Info

Publication number: KR100981917B1
Application number: KR1020100020885A
Authority: KR
Inventors: 윤미애
Original assignee: 대왕산업 (주)
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2010-09-13

Abstract

본 발명은 두 개의 관을 연결해주기 위한 커플링에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 몸체와 끼움관 및 체결핀을 포함하여 구성되며, 상기 몸체와 끼움관에는 연결하고자 하는 두 개의 관 즉, 제1관 및 제2관이 결합되고 몸체와 끼움관에는 체결핀 결합을 위한 홈이 형성되어 상기 홈에 체결핀을 끼우는 간편한 동작으로서 두 개의 관 연결을 완료할 수 있는 관 연결용 커플링이다.

Description

관 연결용 커플링{Coupling for pipe connection}

일반적으로 유체를 이송하기 위해서는 통상적으로 관을 이용하게 되고, 이러한 관은 강관, 주철관, 구리관, 황동관, 알루미늄관 및 연관 등의 금속제관과, PVC관, GRP관(고강도유리섬유복합관) 및 PE관 등의 합성수지관과 시멘트를 원료로 하는 시멘트관 등이 사용된다.

이러한, 금속관, 합성수지관 및 시멘트관은 사용하고자 하는 환경과 개별관들의 특성에 따라 다양한 곳에 사용되고 있으며, 이중 플라스틴관 중 PE관(폴리에틸렌관)은 하수관 등의 토목자재로 사용된다.

그런데, 이러한 PE관을 하수관으로 사용할 경우 보통의 하수관은 지하에 매설되기 마련이고 이로 인해 한번 시공된 후에는 파손이나 틈새의 벌어짐 등으로 누수가 생긴다 하더라도 교체 및 보수가 용이하지 않다.

따라서, 이러한 하수관용 PE관은 무엇보다 누수의 발생이 적어야하고 이러한 누수는 각각의 관을 연결하는 연결부위에서 주로 발생되므로 두 개의 관을 서로 연결하는 관 연결용 커플링이 개발되었다.

종래의 관 연결용 커플링으로서는 플랜지 결합방식, 커플링 연결방식, 나사 결합방식 등의 있는데 첫째, 플랜지 결합방식은 서로 대응되는 부분에 각각의 플랜지를 형성하여 스크류를 이용하여 연결하는 방식으로서 파이프에 플랜지를 결합하기가 우선 용이하지 않고 플랜지끼리의 결합 역시 다수의 볼트를 사용함에 따라 현장에서의 시공시간이 길어질 뿐만 아니라 그 작업 또한 용이하지 않다.

특히나, 이런 플랜지 결합방식은 볼트 간의 체결력이 각각 다르게 작용됨으로서 체결력이 상대적으로 떨어지는 부분에는 틈이 발생하게 되고 이러한 틈으로 유체가 새는 수밀성에 문제가 있다.

둘째, 종래의 커플링 연결방식은 커플링을 이용하여 결합하되 이 역시 다수의 볼트를 이용하여 체결함으로써 플랜지 결합방식과 유사한 문제가 발생할 우려가 있다.

셋째, 나사 결합방식은 서로 대응되는 부분에 나사산이 형성된 홀을 형성하고 상기 홀에 나사를 체결하여 결합하는 방식으로서 나사산 형성에 따른 비용증대와 함께 이 역시 다수의 나사를 이용하여 체결함으로써 전술한 플랜지 결합방식, 커플링 결합방식이 가지고 있는 문제를 그대로 답습하게 된다.

실제 시공시에는 관의 매설을 위해 땅을 굴착하고 굴착된 부분에 관을 매설한 뒤 두 개의 관을 연결하는 연결작업이 이루어지게 되므로 다수의 스크류(볼트) 및 나사를 사용하게 될 경우 관 아래쪽에 위치하는 스크류(볼트) 및 나사가 생길 수밖에 없으며 아래쪽에 위치한 체결부재의 체결을 위해서는 관을 조금 든 상태에서 체결이 이루어져야 하므로 작업이 매우 번거롭고 힘들게 된다.

더군다나, 땅을 굴착한 곳에는 물이 고일 수 있으며 이로 인해 체결작업이 더욱 힘들게 되며 이러한 작업환경에서 각각의 체결부재마다 균일한 체결력이 작용될 수 있도록 체결부재를 죄는 것은 결코 용이하지 않다.

이러한 문제들을 해결하기 위해 제안된 것으로서는 대한민국 특허 제614580호에 제안되어 있는 관 연결장치가 있으며 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 관 연결장치는 관(100)의 선단 외측면에 고정홈(10)을 형성하고, 상기 연결부재(200)에 상기 고정홈과 대응되는 위치에 관통된 삽입공(20)을 형성하며, 상기 연결부재의 외부에서 상기 삽입공(20)과 고정홈(10)으로 삽입되는 고정핀(30)에 의해 상기 관(100)과 연결부재(200)가 연결되고, 상기 연결부재(200)의 선단 일면과, 그와 대응되는 상기 관(100)의 선단 일면에 관이 삽입된 후 유동되지 않도록 지지되게 그 연결부재(200)의 선단 일면에 하나 또는 하나 이상 형성되는 끼움홈(42)과, 상기 관(100)의 외측면에 형성된 플랜지(43)의 대응되는 위치에 하나 또는 하나 이상 형성되는 끼움돌기(44)로 형성되는 유동방지부(40)가 형성되는 것을 특징으로 하는 관 연결장치이다.

이러한 종래의 관 연결장치는 하나의 고정핀(30)으로서 관(100)과 연결부재(200)를 결합할 수 있다는 커다란 장점은 있으나, 관과 연결부재의 체결 후 그 수밀성을 보장할 수 없다는 근본적인 문제가 있다.

즉, 상기 고정핀과 플랜지, 끼움돌기 및 끼움홈으로 구성된 유동방지부는 관과 연결부재 간의 결합과 유동에 대한 방지를 담보할 뿐 수밀성을 보장하지는 않는다.

부연하면, 수밀성을 보장하는 것은 관에 결합되어 있는 기밀부재(50)에 의해서만 이루어지고 나머지 구성은 관과 연결부재의 결합을 위한 구성에 지나지 아니한다. 특히, 고정핀이 연결부재에 체결될 때 삽입공과 기밀상태를 유지하면서 결합이 이루어진다는 보장이 없으므로 이러한 삽입공과 고정핀의 틈새로 누수가 발생하게 되며 기밀부재 역시 아무리 정교하게 가공이 이루어진다고 하더라도 끼움돌기와 끼움홈의 결합에 의해 그 위치가 지정되므로 일측으로 치우침으로 인해 틈이 생길 경우 누수발생의 우려가 있다.

더군다나, 관 내부를 흐르는 유체와 관과의 마찰로 인해 관과 연결부재가 분리되는 방향으로 힘이 작용될 수 있으며, 이러한 경우 일반적인 가공으로 형성된 고정핀과 고정홈과의 가공오차 및 조립오차로 인해 관과 연결부재 사이에 틈이 생기게 되고 이러한 틈으로 누구가 발생될 우려가 높다.

특히나, 이러한 발명은 하수관과 같은 비교적 직경이 큰 대형관에는 누수발생의 위험이 가중되므로 적용하기가 어려우며, 재질 또한 PE 등의 합성수지관에는 누수발생의 위험으로 인해 사용이 불가능하다.

따라서, 본 발명은 관 연결용 커플링을 제공하되, 상기 커플링은 몸체, 끼움관, 오링 및 체결핀 등의 간략한 구성으로만 구성하되, 상기 체결핀이 몸체와 끼움관에 각각 형성된 체결핀결합홈에 결합된 이후에는 항상 힘을 받는 상태에 놓이게 하여 관 끼리의 수밀성이 향상된 관 연결용 커플링을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 체결핀의 형상을 다양하게 하여 사용하고자 하는 환경과 특성에 맞는 관 연결용 커플링을 제공하며, 체결핀의 끼움과 분리로서 두 개의 관을 체결 또는 분리할 수 있어 시공이 매우 용이한 관 연결용 커플링을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 관 연결용 커플링은 제1관과 용융접착이나 접착제에 의해 결합되는 몸체와, 제2관과 용융접착이나 접착제에 의해 결합되는 끼움관을 포함하여 구성되며, 상기 몸체와 끼움관의 일측에는 체결핀이 결합될 수 있는 체결핀결합홈이 형성되어 몸체와 끼움관이 결합되고 체결핀결합홈에 체결핀이 결합된 이후에는 임의로 분리되지 않으며, 상기 몸체와 끼움관에 형성된 체결핀결합홈은 끼움관이 몸체에 삽입되어 일정한 위치에 도달하였을 때 체결핀의 원주방향 단면과 일치하는 형상을 가지도록 형성한다.

본 발명에 의한 관 연결용 커플링은몸체, 끼움관, 오링 및 체결핀 등의 간략한 구성으로 구성되어 제조비용을 낮출 수 있어 경제적이며, 체결핀이 몸체와 끼움관에 동시에 형성된 체결핀결합홈에 결합된 이후에는 항상 힘을 받는 상태에 놓이게 하여 관 끼리의 수밀성이 향상된다.

또한, 상기 체결핀의 형상을 다양하게 하여 사용하고자 하는 환경과 특성에 맞는 관 연결용 커플링을 제공할 수 있으며, 체결핀을 끼우고 분리하는 간단한 동작으로서 두 개의 관을 체결 또는 분리할 수 있어 시공이 매우 용이하며, 일단 체결핀이 체결핀결합홈에 결합된 이후에는 두 개의 관이 서로 연결되어 임의로는 분리될 수 없어 부실시공을 방지할 수 있다.

도 1은 종래 관 연결장치의 구성도
도 2와 도 3은 본 발명의 구성사시도
도 4와 도 5는 본 발명의 구성단면도
도 6은 본 발명에 의한 체결핀의 일실시 예시도
도 7과 도 8은 본 발명에 의한 체결핀의 타실시 예시도

이하, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

도 2와 도 3은 본 발명의 구성사시도이고, 도 4와 도 5는 본 발명의 구성단면도로서, 본 발명에 의한 관 연결용 커플링은 두 개의 관을 연결해주기 위한 관 연결용 커플링에 있어서, 상기 커플링은 제1관(1)과 용융접착이나 접착제에 의해 결합되는 몸체(10)와, 제2관(2)과 용융접착이나 접착제에 의해 결합되는 끼움관(20)을 포함하여 구성되며, 상기 몸체(10)와 끼움관(20)의 일측에는 체결핀(30)이 결합될 수 있는 체결핀결합홈(11, 21)이 형성되어 몸체(10)와 끼움관(20)이 결합되고 상기 체결핀결합홈(11, 21)에 체결핀(30)이 결합된 이후에는 임의로 분리되지 않으며, 상기 체결핀(30)은 체결핀결합홈(11, 21)에 끼워지면서 휘어지는 것이 특징이다.

먼저, 몸체(10)와 끼움관(20)에는 유체가 통과되는 제1관(1) 및 제2관(2)이 각각 결합된다. 이때 결합되는 방식은 통상적으로 사용되는 용융접착에 의한 방법 즉, 관의 재질과 동일하거나 유사한 재질을 용융건을 이용하여 녹여서 접합부에 도포한 뒤 접착하는 방법이나 접착제를 이용하여 접착할 수도 있고, 경우에 따라 이 두 가지를 병행하여 사용할 수도 있으며, 별도의 접착부재를 이용하여 결합할 수도 있다.

또한, 상기 몸체(10)의 내부 일측에는 제1관(1) 쪽으로 갈수록 좁아지는 형태의 테이퍼면(12)이 형성되고, 상기 끼움관(20)의 외면 일측에는 상기 테이퍼면(12)과 치합되는 형상의 테이퍼면(22)이 형성되어 상기 테이퍼면들(12, 22)이 서로 접촉함으로써 끼움관(20)의 결합위치를 소망하는 결합위치로 안내하게 된다.

여기서, 상기 몸체(10)에 형성된 체결핀결합홈(11)은 몸체를 관통하여 몸체(10) 내의 원주면을 따라 슬롯 형태로 형성되며, 끼움관(20)에 형성된 체결핀결합홈(21)은 끼움관(20)의 외면을 따라 슬롯 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 몸체(10)와 끼움관(20)의 일측에 형성된 체결핀결합홈은 몸체(10)에 끼움관(20)이 결합될 때 어느 특정한 위치에 끼움관(20)이 도달하였을 때에만 체결핀(30)의 단면 형상과 일치하는 형상을 가지는 것이 가장 바람직하다.

부연하면, 상기 몸체(10)와 끼움관(20)에 형성된 체결핀결합홈(11, 21)은 끼움관(20)이 몸체(10)에 깊게 삽입될수록 즉, 몸체(10)와 끼움관(20)의 테이퍼면(12, 22)들이 서로 접촉하여 끼움관(20)이 몸체(10)에 더 이상 삽입될 수 없는 상태에서 체결핀(30)의 원주방향 단면과 일치하는 형상을 갖는 것이 가장 바람직하다.

물론, 오링(40)이 압축되어 그 반발탄성력으로 인해 끼움관(20)이 몸체(10) 내로 더 이상 들어가지 못하는 상태에 놓여있을 때 상기 체결핀결합홈(11, 21)이 체결핀(30)의 원주방향 단면과 일치하는 형상을 갖도록 형성할 수도 있다.

도면을 참조하면, 도 4의 상태는 체결핀결합홈(11, 21)이 원을 이루지 못하고 몸체(10)에 형성된 체결핀결합홈(11)의 중심점과 끼움관(20)에 형성된 체결핀결합홈(21)의 중심점이 일치되지 못하다가 끼움관(20)이 몸체(10)에 완전히 삽입된 도 5의 상태가 되면 몸체(10) 및 끼움관(20)에 형성된 체결핀결합홈(11, 21)의 중심점이 일치되어 결국 체결핀(30)의 원주방향 단면 즉, 원의 형상과 일치하는 형상을 이루게 된다.

부연하면, 도 4의 상태는 몸체(10)에 끼움관(20)이 완전히 들어가지 않은 상태의 구성단면도로서 이때에는 몸체(10) 및 끼움관(20)에 형성된 체결핀결합홈(11, 21)의 중심이 일치하지 않는 위치에 놓여 있다가, 도 4의 화살표 방향대로 끼움관(20)을 몸체(10)에 더욱 삽입시키게 되면 도 5와 같이 오링(40)의 형상이 압축되면서 몸체(10) 및 끼움관(20)에 각각 형성된 테이퍼면이 서로 밀착되면서 체결핀결합홈(11, 21)의 중심이 일치하는 위치에 놓이게 된다.

따라서, 도 5의 상태에서는 체결핀(30)을 체결핀결합홈(11, 21)에 완전히 끼워넣을 수 있고 상기 체결핀(30)이 결합된 후에는 이러한 상태를 유지하게 된다.

결국, 도 5의 상태는 오링(40)의 탄성으로 인해 끼움관(20)이 몸체(10)에서 빠져나오는 쪽으로 힘이 작용되게 되나 체결핀(30)에 의해 끼움관(20) 밀려나오지 못하고 결합된 상태를 유지하므로 상기 오링(40) 및 밀착된 테이퍼면들(12, 22)에 의해 몸체(10)와 끼움관(20)은 서로 기밀이 유지된다.

본 발명에서 사용될 수 있는 체결핀(30)은 도 6에 도시된 바와 같이 둘 이상의 원판(31)이 연결부재(32)를 사이에 두고 적층되어 있는 형태인 것을 사용할 수 있다. 즉, 몸체(10)형성된 체결핀결합홈(11)은 몸체(10)를 관통한 후 몸체의 원주면을 따라 형성되므로 체결핀(30)은 체결핀결합홈(11)에 결합되면서 휘어지는 것이 바람직하다.

상술한 형태의 체결핀(30) 외에 도 7과 같이 중공부(33)를 가지는 중공봉 형태의 체결핀을 형성하여 사용할 수도 있고, 도 8과 같이 원주방향의 단면이 다각형판(34)인 형태로 형성하여 연결부재(32)로서 연결하여 사용할 수도 있다.

중공봉 형태로 체결핀을 형성하는 경우 체결핀이 체결핀결합홈에서 임의로 빠지는 것을 방지하기 위해 외면에 널링부(35, knurling)를 형성할 수도 있고, 다각형인 형태로 체결핀을 형성하는 경우 몸체와 끼움관에 형성되는 체결핀결합홈 또한 다각형인 형태로 형성하여야함은 당연하다.

그리고, 상기 체결핀(30)은 어떠한 형태든지 손잡이(36) 부분에 체결핀의 분리를 용이하게 하기 위해 치구를 넣어서 뺄 수 있는 홀(37)을 형성할 수도 있다.

1. 제1관 2. 제2관
10. 몸체 11. (몸체)체결핀결합홈 12. (몸체)테이퍼면
20. 끼움관 21. (끼움관)체결핀결합홈 22. (끼움관)테이퍼면
30. 체결핀 31. 원판 32. 연결부재
33. 중공부 34. 다각형판 35. 널링부
36. 손잡이 37. 홀 40. 오링

Claims

두 개의 관을 연결해주기 위한 관 연결용 커플링에 있어서,
상기 커플링은 제1관(1)과 용융접착이나 접착제에 의해 결합되는 몸체(10)와, 제2관(2)과 용융접착이나 접착제에 의해 결합되는 끼움관(20)을 포함하여 구성되며, 상기 몸체(10)와 끼움관(20)의 일측에는 체결핀(30)이 결합될 수 있는 체결핀결합홈(11, 21)이 형성되어 몸체(10)와 끼움관(20)이 결합되고 상기 체결핀결합홈(11, 21)에 체결핀(30)이 결합된 이후에는 임의로 분리되지 않으며, 상기 체결핀(30)은 체결핀결합홈(11, 21)에 끼워지면서 휘어지고,
상기 몸체(10)와 끼움관(20)에 형성된 체결핀결합홈(11, 21)은 끼움관(20)이 몸체(10)에 삽입되어 일정한 위치에 도달하였을 때 체결핀(30)의 원주방향 단면과 일치하는 형상을 가지되,
상기 끼움관(20)에 결합되어 있는 오링(40)이 압축되어 그 반발탄성력으로 인해 끼움관(20)이 몸체(10) 내로 더 이상 들어가지 못하는 상태에 놓여있을 때 상기 체결핀결합홈(11, 21)이 체결핀(30)의 원주방향 단면과 일치하는 형상을 가지는 것이 특징인 관 연결용 커플링
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제1항에 있어서,
상기 체결핀(30)은 둘 이상의 원판(31)이 연결부재(32)를 사이에 두고 적층되어 있는 형태인 것이 특징인 관 연결용 커플링
제1항에 있어서,
상기 체결핀(30)은 중공봉인 것이 특징인 관 연결용 커플링
제1항에 있어서,
상기 체결핀(30)은 원주방향의 단면이 다각형인 것이 특징인 관 연결용 커플링