KR101056269B1 - 얀 및 글랜드패킹 - Google Patents

Abstract

글랜드패킹을 작성하기 위해 비틀림가공 또는 편조할 때의 부분적인 팽창흑연의 결락이 생기지 않도록, 팽창흑연을 기재로 하는 얀을 통상의 구부림가공에 있어서의 팽창흑연의 비어져나옴이 생기지 않는 유연성이 풍부한 개선된 것으로 한다. 0.1㎜직경 인코넬선(2)을 뜨거나 또는 짜는 것에 의해서 이루어지는 통형상부재(3)내에, 폭 w를 두께 t로 나눈 값인 종횡비가 1∼5로 설정되는 단면을 갖는 섬유형상의 섬유형상 팽창흑연(4)을 충전하여, 글랜드패킹용의 얀(1)을 형성한다.

종횡비, 인코넬선, 편조, 팽창흑연, 비틀림가공

Description

얀 및 글랜드패킹{YARN AND GLAND PACKING}

본 발명은 얀 및 글랜드패킹에 관한 것으로서, 상세한 것은 편조(編組)타입의 글랜드패킹이나 끈형상 가스켓, 내화 크로스 등에 이용되는 얀, 및 그 얀을 이용하여 작성되는 글랜드패킹에 관한 것이다.

유체기기의 축밀봉부 등에 이용하는 글랜드패킹이나, 그것에 이용하는 얀(편사)에 관한 종래기술로서는 특허문헌 1이나 특허문헌 2에 개시된 것과 같이, 기재(基材)로서 팽창흑연을 이용한 것이 알려져 있다. 이들 특허문헌 1, 2에 있어서는 글랜드패킹용으로서의 얀을, 섬유재를 뜨거나 또는 짜는 것(편물이나 편조 등)에 의해서 이루어지는 통형상부재 내에 장척(長尺)형상의 팽창흑연 시트를 충전함으로써 형성하는 것이 개시되어 있다. 그리고, 상기와 같이 하여 형성되는 얀을 복수개 이용한 비틀림가공 또는 편조(예： 8개의 편사에 의한 8타각편(打角編))에 의해, 글랜드패킹이 작성된다.

이러한 구성의 팽창흑연제 얀을 이용하는 종래기술은 팽창흑연 기재의 외주(바깥둘레)를 보강 선재로 편물 등하여 피복하고 있으므로, 이들 복수의 얀을 편조하여 글랜드패킹을 제조할 때에 각 얀에 생기는 인장력이나 비틀림력에 대해, 보강 선재를 뜨거나 또는 짜는 것에 의해 이루어지는 통형상부재가 이것에 대항하여, 그 통형상부재내에 있는 팽창흑연 기재의 파단이 방지되는 것을 의도하여 이루어진 것이다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개공보 소화 63-1863호

특허문헌 2: 일본국 특허공고공보 평성6-27546호

그러나, 이들 종래기술에 의한 얀을 이용한 편조에 의해 글랜드패킹을 작성한 경우, 부분적으로 팽창흑연이 절단 결락하여 그 부분에는 보강섬유 밖에 존재하지 않는다고 하는 불합리가 생기는 경우가 있었다. 이것은 다음과 같은 원인에 의한 것이다. 즉, 얀을 비틀림가공 또는 편조하기 위해 구부리거나 비튼 경우에, 통형상부재내의 팽창흑연 시트가 그 구부림이나 비틀림에 추종할 수 없는 부분이 있고, 그러한 부분은 통형상부재를 형성하는 섬유재끼리의 사이로부터 비어져 나와 버리게 된다. 이 불합리는 얀으로서의 최소 구부림 반경이 그다지 작게 되지 않는 것에 기인하고 있다.

따라서, 부분적으로 섬유재 사이로부터 팽창흑연이 비어져 나와 있는 상태의 얀의 복수를, 글랜드패킹으로 하기 위해 비틀림가공 또는 편조하면, 그것에 수반하는 인접하는 얀끼리의 스침에 의해, 섬유재 사이로부터 비어져 나와 있는 팽창흑연이 깎아내어져 버린다고 하는 불합리이다. 상술한 바와 같은 불합리가 생기면, 그 불합리 부분, 즉 팽창흑연의 결락부분에 있어서의 시일성이 저하하게 되어, 상태가 좋지 않다.

본 발명의 목적은 섬유재를 뜨거나 또는 짜는 것에 의해서 이루어지는 통형상부재내에 기재로서의 팽창흑연을 충전하여 이루어지는 얀을 더욱 개량하는 것에 의해, 글랜드패킹을 작성하기 위해 비틀림가공 또는 편조할 때의 부분적인 팽창흑연의 결락이 생기지 않도록, 팽창흑연을 기재로 하는 얀을 통상의 구부림처리에 있어서의 팽창흑연의 비어져 나옴이 생기지 않는 유연성이 풍부한 개선된 것으로 하는 점에 있다. 또, 그 개선된 얀에 의해서 형성되는 시일성이 우수한 글랜드패킹을 얻는 것도 목적이다.

청구항 1에 관한 발명은 얀(1)에 있어서, 섬유재(2)를 뜨거나 또는 짜는 것에 의해서 이루어지는 통형상부재(3)내에, 폭 w를 두께 t로 나눈 값인 종횡비 h가 1∼5로 설정되는 단면을 각각 갖는 길이가 200㎜ 전후인 복수의 섬유형상 팽창흑연(4)을, 그 단부들을 어긋나게 하여 넣어서 충전하여 형성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 2에 관한 발명은 청구항 1에 기재된 얀(1)에 있어서, 상기 단면의 종횡비 h가 1.0∼3으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 3에 관한 발명은 청구항 1 또는 2에 기재된 얀(1)에 있어서, 상기 섬유형상 팽창흑연(4)의 두께 t가 0.25㎜∼0.50㎜로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

청구항 4에 관한 발명은 글랜드패킹(5)에 있어서, 청구항 1 내지 3 중의 어느 한 항에 기재된 얀(1)의 복수개를 집속하여 비틀림가공 또는 편조하여 끈형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.

[발명의 효과]

청구항 1의 발명에 따르면, 섬유재를 뜨거나 또는 짜는 것에 의해서 이루어지는 통형상부재내에 충전하는 팽창흑연으로서 종횡비가 1∼5로 설정된 단면을 갖는 섬유형상 팽창흑연을 이용하는 수단이며, 이것에 의해서 얀으로서의 최소 구부림(특히 폭방향의 구부림) 반경이, 종래품에 비해 명확히 작아지는 것이 확인되었다(도 4 참조). 고로, 얀을 비틀림가공 또는 편조하기 위해 구부리거나 비튼 경우에, 통형상부재내의 팽창흑연 시트가 그 구부림이나 비틀림에 충분히 추종할 수 있게 되어, 섬유재끼리의 사이로부터 비어져 나와 버리는 일이 해소되고, 글랜드패킹으로 하기 위해 복수의 얀을 비틀림가공 또는 편조할 때에, 인접하는 얀끼리의 스침에 의해서 섬유재 사이로부터 비어져 나와 있는 팽창흑연이 깎아 내어져 버린다고 하는 불합리가 생기지 않게 된다. 따라서, 글랜드패킹에 있어서의 팽창흑연의 결락에 기인한 시일성 저하가 회피되게 되는 것이다.

그 결과, 글랜드패킹을 작성하기 위해 비틀림가공 또는 편조할 때의 부분적인 팽창흑연의 결락이 생기지 않도록, 팽창흑연을 기재로 하는 얀을 통상의 구부림처리에 있어서의 팽창흑연의 비어져 나옴이 생기지 않는 유연성이 풍부한 개선된 것으로서 제공할 수 있다. 그리고, 청구항 4와 같이, 얀의 복수개를 집속하여 비틀림가공 또는 편조하여 끈형상으로 구성하는 것에 의해, 팽창흑연의 결락에 의한 시일성 저하가 생기게 않아, 장기간에 걸쳐 양호한 시일성을 갖는 개선된 글랜드패킹을 제공할 수 있다.

청구항 2의 발명에 따르면, 섬유형상 팽창흑연의 단면의 종횡비를 1∼3으로 설정하는 것에 의해, 상술한 최소 구부림 반경이 비약적으로 작아지는 것이 확인되고, 청구항 1의 발명에 의한 상기 작용효과가 더욱 강화되는 얀을 제공할 수 있다. 이 경우, 청구항 3과 같이, 섬유형상 팽창흑연의 두께를 0.25㎜∼0.50㎜로 설정하면, 실용에 적합한 바람직한 얀을 구성하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 얀의 개략적인 형성방법을 나타내는 작용도.

도 2는 도 1의 얀의 편조에 의한 글랜드패킹을 나타내는 사시도.

도 3은 섬유형상 팽창흑연의 단면형상 및 치수비율을 나타내는 설명도.

도 4는 섬유형상 팽창흑연의 단면의 폭/두께의 비율과 최소 구부림 반경의 대비표를 나타내는 도면.

도 5는 섬유형상 팽창흑연의 단면의 폭/두께의 비율과 최소 구부림 반경의 관계 그래프를 나타내는 도면.

도 6은 글랜드패킹의 사용예를 나타내는 주요부의 단면도.

도 7은 얀의 종래품과 본 발명품의 특성 비교표를 나타내는 도면.

[부호의 설명]

1; 얀

2; 섬유재

3; 통형상부재

4; 섬유형상 팽창흑연

5; 글랜드패킹

t; 섬유형상 팽창흑연의 단면 두께

w; 섬유형상 팽창흑연의 단면 폭

이하에, 본 발명에 의한 얀 및 그것을 이용한 글랜드패킹의 실시형태를 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 얀의 제작상황을 나타내는 개략 설명도, 도 2는 도 1의 얀을 이용하여 작성된 글랜드패킹을 나타내는 도면, 도 3은 섬유형상 팽창흑연의 단면 치수를 나타내는 확대도, 도 4, 도 5는 섬유형상 팽창흑연의 종횡비와 구부림 반경의 관계 데이터를 나타내는 도면, 도 6은 글랜드패킹의 사용예를 나타내는 도면이다.

본 발명에 의한 글랜드패킹용의 얀(편사)(1)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 섬유재(2)의 편조에 의해서 이루어지는 통형상부재(3)내에, 폭을 두께로 나눈 값인 종횡비 h가 1∼5(1≤h≤5)로 설정되는 단면을 갖는 섬유형상 팽창흑연(4)을 충전하여 형성되어 있다. 상기 종횡비 h는 도 3에 나타내는 바와 같이, 섬유형상 팽창흑연(4)의 단면 치수에 있어서의 폭 w를 두께 t로 나눈 값(h=w/t)이다. 또한, 섬유형상 팽창흑연(4)의 단면형상은 예를 들면, 타원형이나 타원직경 등, 직사각형 이외의 형상이어도 좋다.

도 4 및 도 5에 있어서는 섬유형상 팽창흑연(4)의 두께 t가 0.25㎜, 0.38㎜, 0.50㎜의 3종류에 대해, 종횡비 h가 1.5, 2, 3, 4, 5의 5종류의 합계 15가지의 샘플(얀(1))에 대해, 폭방향의 구부림가능 반경을 측정하여 데이타를 취한 것이다. 이 경우의 「구부림가능 반경」은 섬유형상 팽창흑연(4)의 절단, 균열이 생기지 않는 정상적인 상태로 구부릴 수 있는 최소직경을 말한다. 섬유형상 팽창흑연(4)의 두께 t가 0.25㎜인 것은 소경 글랜드패킹용의 얀에, 0.38㎜의 것은 보급형의 글랜 드패킹용의 얀에, 그리고 0.50㎜의 것은 대경 글랜드패킹용의 얀에 각각 적합하다는 사용형태가 고려된다.

예를 들면, 단면형상의 종횡비 h가 10과 같은 평평한 단면형상을 갖는 팽창흑연 시트를 이용한 얀에서는 그 긴쪽방향의 인장력이 작용하면, 단면형상에 있어서의 긴쪽방향인 폭치수가 길기 때문에 그 양단에서의 응력에 차가 쉽게 나오기 때문에, 그 내부응력을 완화하기 위해 인장력이 작용함에 수반하여 자연스럽게 단면형상이 C형 등의 만곡형상으로 변화하는 성질이 있다. 그러나, 통형상부재내에 충전되어 있는 상태에서는 팽창흑연 시트가 하나하나로 둥글게 단면 변화하는 것이 물리적으로 곤란한 상황에 있기 때문에, 종래품에 있어서는 인장력이 강해지면 내부응력의 완화를 할 수 없고, 따라서 끊겨져 버릴 수 밖에 없던 것이다. 그래서, 본 발명에 의한 얀(1)에서는 상술한 바와 같이 단면형상의 종횡비 h가 5이하로 된 섬유형상 팽창흑연(4)을 이용하고 있으므로, 인장에 수반하는 단면 만곡형으로의 변화를 필요로 하는 일 없이 어느 정도의 내부응력의 완화가 가능하게 되는 동시에, 인접하는 섬유형상 팽창흑연끼리의 미끄러짐도 양호하게 되고, 따라서, 실용상 충분한 구부림성능을 갖는 얀(1)을 실현할 수 있었다고 고려된다.

그러나 도 4의 표나 도 5의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 섬유형상 팽창흑연(4)의 종횡비 h가 5이하가 되면 실용에 견딜 수 있는 최소 구부림 반경값이 얻어지는 것이고, 종횡비 h가 3이하가 되면, 최소 구부림 반경이 극단적으로 작아지는 것이 고려된다. 따라서, 종횡비 h의 범위는 바람직하게는 1.0∼3.0의 범위(1.0≤h≤3.0)로 설정되는 것이 바람직하다. h가 1이라는 것은 두께가 0.25㎜인 경우에는 폭도 0.25㎜로 되고, 물리적으로 절단하는 것이 곤란하게 되기 때문에, 절단작업의 실정상, 종횡비 h의 하한을 1로 설정하는 것이 현실적이라고 고려된다. 또한, 도 4, 도 5의 실험데이터로부터는 종횡비 h가 1.5∼3.0의 범위의 얀(1)이 좋다.

도 2에 나타내는 글랜드패킹(5)은 상술한 얀(1)의 8개(복수개의 일예)를 심재 S의 주위에(심재 S가 없어도 좋음) 집속하여 비틀림가공 또는 편조(8타각편 등)하여 끈형상으로 구성된 것이고, 이것을 연속해서 둥글게 하여 압축성형하는 것에 의해, 단면이 직사각형이고 전체형상이 도넛형인 링형의 글랜드패킹 G로 할 수 있다. 예를 들면, 도 6에 나타내는 바와 같이, 글랜드패킹 G는 회전축(6)의 축방향에 복수개 배열된 상태에서 패킹박스(7)에 장비되고, 또한 패킹누르개(8)에 의해서 축방향으로 압압되는 것에 의해, 회전축(6)의 외주면(6a)에 대해 시일 작용하도록 이용된다.

<실시예 1>

실시예 1에 의한 얀은 다음과 같이 작성된다. 섬유재(2)로서 직경 0.1㎜정도의 인코넬선(또는 스테인리스선 등)을 이용하여 편조(편물)에 의해서 이루어지는 통형상부재(3)내에, 두께 0.38㎜×폭 1.0㎜의 직사각형 단면형상을 이루고 또한 길이가 200㎜ 전후의 섬유형상 팽창흑연(4)의 다수를, 그들 단부를 20㎜ 어긋나게 하면서 넣어 충전시키고, 단면형상이 원형(환형)인 얀(1)으로 하였다. 이 실시예 1에 의한 제 1 얀(1)에 있어서의 섬유형상 팽창흑연(4)의 단면의 종횡비 h는 h=1.0/0.38≒2.63이며, 또, 제 1 얀(1)의 중량은 5g/m이었다.

도 2에, 실시예 1의 얀(1)을 이용하여 이루어지는 글랜드패킹(5)이 도시되어 있다. 이 글랜드패킹(5)은 실시예 1의 얀(1)을 8개 이용하여 편조(8타각편 등)한 후에, 표면에 흑연을 도포하고, 단면이 세로 8㎜이고 가로 8㎜인 정방형을 띠는 글랜드패킹(5)을 제작하였다.

<실시예 2>

실시예 2에 의한 얀은 다음과 같이 하여 작성된다. 단면 사이즈가 두께 0.38㎜이고, 폭 1.0㎜, 길이 200㎜인 섬유형상 팽창흑연(4)을, 그 단부를 30㎜씩 어긋나게 하면서 집속시켜 장척품으로 하고, 그의 외주를 선직경 0.1㎜의 인코넬선에 의한 섬유재(2)를 이용하여 편물하여 이루어지는 통형상부재(3)로 피복하고, 단면형상이 원형(환형)인 얀(1)을 제작하였다. 이 실시예 2에 의한 제 2 얀(1)에 있어서의 섬유형상 팽창흑연(4)의 종횡비 h는 h=1.0/0.38≒2.63이고, 또, 제 2 얀(1)의 중량은 4g/m이었다.

이 실시예 2에 의한 얀(1)을 8개 이용하여 편조하고 나서, 표면에 흑연을 도포하고, 단면이 세로 6.5㎜이고 가로 6.5㎜인 정방형을 띠는 글랜드패킹(5)을 제작하였다(도 2 참조).

참고로, 본 발명의 상기 실시예 1, 2의 얀과, 종래 구조에 의한 종래품 1∼5의 얀의 특성 비교표를 도 7에 나타낸다. 종래품의 개략 구성은 다음과 같다. 종래품 1의 얀은 가느다란 폭의 팽창흑연 시트의 복수개를 적층하여, 그 외주를 섬유로 보강하는 구조의 것이다. 종래품 2의 얀은 광폭의 팽창흑연 테이프를 접어 포개어서 이루어지는 끈형상체의 외주를 섬유로 보강하는 구조의 것이다. 종래품 3의 얀 은 섬유로 보강된 광폭의 팽창흑연 테이프를 접어포개거나 또는 꼬임을 가하는 구조의 것이다. 종래품 4의 얀은 종래품 3의 얀의 외주를 또한 섬유로 보강하는 구조의 것이다. 종래품 5의 얀은 섬유로 형성한 통형상부재내에 단책<strip>형상의 팽창흑연 시트를 충전하는 구조의 것이다.

도 7의 특성 비교표로부터, 실시예 1, 2의 얀(1)의 늘어남은 종래품 1∼5의 어느 것보다 명확히 우수하며, 레벨이 높은 것으로 되어 있는 것을 이해할 수 있다.

이상으로부터, 본 발명에 의한 얀(1), 및 그것에 따른 글랜드패킹(5)에는 다음과 같은 이점이 있다. 1. 섬유형상 팽창흑연의 집속 개수를 변경함으로써, 임의의 굵기의 얀을 제작하는 것이 가능하다. 2. 섬유형상 팽창흑연끼리의 미끄러짐이 좋고, 그 때문에 팽창흑연이 끊기는 일이 없는 동시에 늘어남도 크다. 3. 섬유다발은 용이하게 단면이 변형되어 환형이 되므로 보강재와의 밀착성이 좋고, 또한 구부리기 쉽다. 4. 장척의 재료를 사용하지 않으므로, 생산이 용이하다. 5. 접착제 없이 얀을 제작하는 것이 가능하다.

Claims (4)

1. 섬유재를 뜨거나 또는 짜는 것에 의해서 이루어지는 통 형상부재 내에, 폭을 두께로 나눈 값인 종횡비가 1∼5로 설정되는 단면을 각각 갖는 길이가 200㎜인 복수의 섬유형상 팽창흑연을, 그 길이 측의 단부들이 서로 어긋나게 하여 넣어서 충전하여 형성되는 것을 특징으로 하는 얀.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 종횡비가 1∼3으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 얀.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 섬유형상 팽창흑연의 두께가 0.25㎜∼0.50㎜로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 얀.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 얀의 복수개를 집속하여 비틀림가공 또는 편조하여 끈형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 글랜드패킹.

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