KR101536605B1 - Ball joint apparatus for piping - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배관용 볼 조인트장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 지중, 수중 및 대기 중에 설치하더라도 이물질의 유입을 방지할 수 있고 안정적으로 기밀을 유지할 수 있어서 내구성 및 품질을 향상시킬 수 있고, 작동의 안정성을 확보함으로써 배관의 안전성을 담보할 수 있는 배관용 볼 조인트장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a ball joint apparatus for piping, and more particularly, to a ball joint apparatus for piping that prevents inflow of foreign matter even when installed in the ground, underwater, or in the air and can stably maintain airtightness, The present invention relates to a ball joint apparatus for piping that can ensure the safety of piping by securing the stability of piping.
일반적으로, 액체 및 기체를 이송하기 위해 시공되는 배관은 내부로 유동되는 유체의 온도, 압력 등 이송유체 자체의 내부 요인 변화나, 배관이 시공되는 공간인 대기, 지중 및 수중의 온도, 압력, 하중 등 외부 요인 변화로 인해 열적 선팽창 및 수축, 선회운동 등을 수행하게 된다.Generally, a piping for transporting liquid and gas has internal factors such as the temperature and pressure of the fluid flowing into the inside of the transporting fluid itself, and the temperature, pressure, and load in the atmosphere, underground and underwater, , Thermal linear expansion, contraction, and pivoting movements are performed due to external factor changes.
예컨대, 열병합발전소, 에너지통합관리시설 등의 시설로부터 생산된 온수나 스팀을 이송하는 단열이중관은 지중 등에 매설, 시공된 상태에서 고온의 열기에 의한 팽창과 지반의 침하 등에 의해 변형력을 받게 되더라도 흡수, 완화하기 위해 대한민국 등록특허 등록번호 제10-0816716호로 개시된 바와 같은 매립형 단열이중관용 신축 조인트장치가 일정한 거리를 두고 설치되어 있다.For example, an insulating double tube for transferring hot water or steam produced from a facility such as a cogeneration power plant or an energy integrated management facility is buried in the ground. Even if it receives a deforming force due to expansion due to high temperature heat and settlement of ground, In order to alleviate this problem, a flexible joint device for a buried insulated double pipe as disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0816716 is installed at a certain distance.
그리고, 배관에는 선회운동을 흡수하기 위한 장치로서 볼 조인트 장치가 설치되어 사용되고 있다. 이러한 볼 조인트 장치로는 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 제20-0129750호(등록일자:1998. 08. 22)에 개시된 바와 같은 마그네틱 인젝숀 볼 조인트 장치가 개발되어 사용되고 있다.In the pipe, a ball joint device is installed and used as a device for absorbing the turning motion. As such a ball joint device, a magnetic injection ball joint device as disclosed in Korean Registered Utility Model Registration No. 20-0129750 (registered on Aug. 22, 1998) has been developed and used.
상기한 등록실용신안 제20-0129750호에 마그네틱 인젝숀 볼 조인트 장치는 도1에 도시된 바와 같이 중공상으로 되어 상호 연락되게 접속된 조인트 외관(10)과 조인트 내관(20)을 구비하고 있다.In the above-mentioned Registration Utility Model No. 20-0129750, a magnetic injection ball joint apparatus is provided with a joint
상기 조인트 외관(10)은 인접되는 배관(P1)과 용착되는 이음부(13)를 갖는 몸체부(11)와, 상기 몸체부(11)와 동일 외경을 이루어 일체로 용착되며 그 몸체부(11)로부터 수평으로 연장되어 내부로는 후술하는 내관(20)의 볼(Ball)부(22)를 수용하는 통상의 소켓부(12a)와, 상기 소켓부(12a)의 주연부와 일체로 되어 내측으로 절곡된 볼부위(22)를 지지하는 리테이너부(12b)로 이루어져 있다.The joint
상기 조인트 내관(20)의 어느 일단부에는 인접되는 또 다른 배관(P2)과 용착되는 이음부(23)가 구성되어 있고, 타단부에는 대략 구면부를 이루는 볼(Ball)부(22)가 형성되어 있다. 또한, 상기 조인트 내관(20)의 볼부(22)의 내주면에는 그 조인트 내관(20)을 경유하는 유체에 강력한 유도극성을 부여되게 하는 자석(60)이 설치되어 있다.At one end of the joint
상기 외관(10)의 일체형소켓부(12a) 및 리테이너부(12b)의 내주면과 조인트 내관(20)에 형성된 볼부(22)의 주면과의 사이에는 환형의 팩킹물질충전실(30)이 마련되어 있다. 상기 팩킹물질충전실(30)의 양측으로는 조인트 외관몸체(11)의 환형턱부(14a)와 소켓부(12a) 및 리테이너부(12b)의 환형턱부(14b)에 걸려서 지지되는 환형의 금속압축씨일(Metal Compression)(32a,32b)이 설치되어 있다. 상기 금속압축씨일(32a, 32b)의 설치이유는 볼 조인트로 하여금 좀더 확실한 굴절토크(Flex-Torque)값을 제공토록 하기 위해서이다. 상기 금속압축씨일(32a, 32b)의 사이로는 팩킹실린더(40)에 의해 주입되는 기밀유지용 팩킹물질(31)이 충전된다. 상기 팩킹물질(31)과 금속압축씨일(32a,32b) 사이에는, 주입되는 팩킹물질(31)의 누출(by-pass)을 방지함과 아울러 적절한 밀도를 유지시켜주는 고리형의 차단용씨일(33a, 33b)(Comtainment Seal)이 각각 설치되어 있다.An annular packing
전술한 바와 같은 종래 마그네틱 인젝숀 볼 조인트 장치에 따르면, 관의 신축 및 선회운동에 따른 충격의 흡수작용을 수행할 수 있는 효과를 발휘하지만, 이하에 기재된 바와 같은 한계점을 가지고 있다.According to the conventional magnetic injection ball joint device as described above, the effect of absorbing the shock due to the expansion and contraction of the pipe can be performed, but it has the following limitations.
첫째, 종래 마그네틱 인젝숀 볼 조인트 장치는 지중에 매설되는 경우 리테이너부(12b)의 내측 단부와 조인트 내관(20)의 외면과의 사이에 틈새가 형성되어 있으므로, 모래나 흙 입자가 유입되어 채워지게 되고 장시간 방치될 경우 고착되게 된다. 이러한 상태에서 배관에 내적 요인이나 외적 요인으로 선회력이 작용될 경우 리테이너부(12b)의 내측 단부와 조인트 내관(20)의 외면이 서로 고착된 상태에 있으므로 볼(22)의 선회운동이 원활하게 수행되지 않게 되어 배관(P1,P2)의 변형이나 손상을 초래하여 유체의 유출되는 등 안전사고의 위험성이 높아지게 된다.First, when a conventional magnetic injection ball joint device is embedded in the ground, a gap is formed between the inner end of the
금속압축씨일(32a, 32b) 등의 볼 조인트 부품이나 배관의 파손 및 손상을 초래하게 되는 문제점이 있다.There is a problem that ball joint parts such as the
그리고, 리테이너부(12b)의 내측 단부와 조인트 내관(20)의 외면과의 사이로 유입된 모래나 흙 입자가 금속압축씨일(32a, 32b) 및 차단용씨일(33a, 33b)의 표면과 볼(22)의 표면 사이로 진입하게 되므로 미세한 틈새가 형성되고 접촉면의 손상을 초래하여 기밀이 파괴되면서 배관 내부로 유동되는 스팀과 같은 유체가 외부로 누출되어 심각한 사태를 유발하는 단점이 있다.The sand or soil particles flowing between the inner end portion of the
둘째, 종래 마그네틱 인젝숀 볼 조인트 장치는 수중이나 대기중에 설치할 경우 리테이너부(12b)의 내측 단부와 조인트 내관(20)의 외면과의 사이로 물이나 빗물이 유입되므로 장시간 방치될 경우 금속압축씨일(32a, 32b) 등의 금속성 볼 조인트 부품의 부식을 초래하여 내구성이 저하되고 작동불량이 발생되는 문제점이 있었다.Second, since the conventional Magnetic Injection Ball Joint apparatus is installed in water or in the air, water or rainwater enters between the inner end of the
본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 지중, 수중 및 대기 중에 설치하더라도 이물질의 유입을 방지할 수 있고 안정적으로 기밀을 유지할 수 있어서 내구성 및 품질을 향상시킬 수 있고, 조인트 내관의 선회운동을 원활하게 수행할 수 있도록 함으로써 배관의 안전성을 담보할 수 있도록 한 배관용 볼 조인트장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in view of the above-described contents, and it is possible to prevent the inflow of foreign matter even if it is installed in the underwater, under water or in the air and to stably maintain the airtightness. Thus, durability and quality can be improved, And it is an object of the present invention to provide a ball joint device for piping that can ensure smooth operation of the pipeline by ensuring safety of the pipeline.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 배관용 볼 조인트장치는, 배관용 볼 조인트장치에 있어서, 일측 배관에 결합되는 몸체부와, 상기 몸체부에 일단이 접속되고 타단에 리테이너부가 형성되며 내측에 볼수용공간이 마련된 볼하우징부를 구비한 조인트 외관; 타측 배관에 결합되는 연결부와, 상기 연결부에 일체로 형성되어 상기 볼수용공간에 삽입되는 볼부를 구비한 조인트 내관; 및 상기 볼부와 상기 볼하우징부의 내면과의 사이에 내장되는 기밀부재를 포함하되, 상기 기밀부재를 보호하기 위해 상기 볼부의 외표면에 기밀적으로 안착되는 기밀부 보호부재; 및 상기 조인트 내관에 끼워져 상기 리테이너부의 외면에 체결되고 상기 기밀부 보호부재가 이탈되지 않게 지지하는 보호부지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a ball joint apparatus for piping according to the present invention is a ball joint apparatus for a pipe, comprising: a body portion coupled to one pipe; one end connected to the body portion; A joint housing having a ball housing part provided with a space for a ball water therein; A joint inner pipe integrally formed with the connection portion and having a ball portion inserted into the ball water space; And an airtight protecting member which is hermetically seated on an outer surface of the ball portion to protect the airtight member, the airtight protecting member including an airtight member embedded between the ball portion and the inner surface of the ball housing portion; And a protector support member which is fitted to the inner tube of the joint and is fastened to the outer surface of the retainer portion and which supports the hermetic portion protection member without detaching it.
그리고, 상기 기밀부 보호부재의 삽입을 위해 상기 리테이너부의 외측 내주면에 요입되는 보호부재삽입홈이 형성될 수 있다.A protection member insertion groove may be formed in the outer peripheral surface of the retainer for insertion of the airtight portion protecting member.
또한, 상기 조인트 내관에 끼워져 상기 리테이너부의 외면에 체결되고 상기 기밀부 보호부재의 삽입을 위해 외측 단부에 보호부재삽입홈이 요입된 보호부형성부재를 더 포함할 수 있다.The protector may further include a protector forming member which is inserted into the joint inner tube and is fastened to the outer surface of the retainer portion and is inserted into the protrusion insertion groove at the outer end for insertion of the protector.
바람직하게, 상기 기밀부 보호부재를 탄성적으로 가압하는 가압부재; 및 상기 조인트 내관에 끼워져 상기 기밀부 보호부재와 상기 보호부지지부재 사이에 설치되고 이물질 유입을 차단하기 위해 상기 조인트 내관의 표면에 접촉되는 이물질 차단부재를 포함하여 구성될 수 있다.Preferably, the urging member elastically urges the hermetic portion protecting member; And a foreign matter blocking member sandwiched between the hermetic portion protecting member and the protecting portion supporting member and being in contact with the inner surface of the joint inner tube to block foreign matter from entering the joint.
여기서, 상기 가압부재는 상기 기밀부 보호부재의 외면에 설치되고 복수의 탄성돌부를 갖는 띠형 부재로 형성되고, 상기 기밀부 보호부재는 중공홀을 갖는 링 형상으로 형성되고 내주면에 상기 볼부의 외표면에 기밀적으로 안착되도록 곡면부가 형성된 구조로 이루어지고, 상기 이물질 차단부재는 중공홀을 갖는 링 형상의 차단부재몸체와, 상기 차단부재몸체의 내주면에 설치되어 상기 조인트 내관의 표면에 접촉되는 브러쉬를 포함하여 구성되고, 상기 보호부지지부재는 중공홀을 갖는 프랜지 형상으로 형성될 수 있다.Here, the pressing member is formed of a band-shaped member provided on the outer surface of the airtight portion protecting member and having a plurality of elastic protruding portions, and the airtight portion protecting member is formed in a ring shape having a hollow hole, Wherein the foreign matter shielding member comprises a ring-shaped shielding member body having a hollow hole, a brush provided on an inner circumferential surface of the shielding member body and contacting the surface of the inner jointing pipe, And the protective limb member may be formed in a frangy shape having a hollow hole.
한편, 상기 기밀부재는 상기 볼부와 상기 볼하우징부의 내면과의 사이 중앙 부분에 채워져 내장되는 파우더패킹과, 상기 파우더패킹의 좌우측에 내장되는 링형 패킹으로 구성되고, 상기 파우더패킹을 삽입하기 위해 상기 볼하우징부에 형성된 주입로와, 상기 주입로로 패킹물질을 주입하기 위해 설치되는 패킹실린더를 더 포함할 수 있다.The hermetic member may include a powder packing filled in a center portion between the ball portion and the inner surface of the ball housing portion and a ring packing embedded in the right and left sides of the powder packing, An injection path formed in the housing part, and a packing cylinder installed to inject the packing material into the injection path.
본 발명에 따른 배관용 볼 조인트장치에 의하면, 조인트 내관 및 조인트 외관의 외측 틈새 부분에 기밀부 보호부재가 설치되어 있으므로 지반에 매설되어 있는 경우에는 토사와 같은 이물질의 유입을 차단하고, 대기나 수중에 설치된 경우 외부로부터 먼지, 빗물이나 물의 유입을 차단할 수 있어서 이물질의 고착에 따른 조인트 내관의 선회운동 불량을 미연에 방지할 수 있다. 이로 인해 배관의 변형이나 손상을 방지할 수 있고, 링형 패킹 및 파우더패킹 등과 같은 부품의 부식, 변형 및 손상을 방지할 수 있으므로 작동의 안정성과 내구성을 향상시킬 수 있다.According to the ball joint apparatus for piping according to the present invention, since the airtight portion protecting member is provided at the outer clearance portion of the inner joint pipe and the outer surface of the joint, when it is buried in the ground, the inflow of foreign matter such as gravel is prevented, It is possible to prevent the inflow of dust, rainwater or water from the outside, so that the defective turning motion of the joint inner pipe due to the adhesion of the foreign matter can be prevented in advance. Therefore, it is possible to prevent the pipe from being deformed or damaged, and corrosion, deformation and damage of the parts such as the ring packing and the powder packing can be prevented, so that the stability and durability of the operation can be improved.
그리고, 본 발명에 따른 배관용 볼 조인트장치의 기밀부 보호부재는 가압부재에 의해 탄성적으로 이동 가능하게 구성된 것이므로 조인트 내관이 선회운동을 수행하더라도 선회 각도에 따라 탄성적으로 이동되면서 기밀상태를 항상 안정적으로 유지할 수 있으므로 이물질 유입을 효과적으로 차단할 수 있다. 또한 기밀부 보호부재는 배관 내부로 유동되는 유체의 누출을 최종적으로 한번 더 차단하는 기능을 수행할 수 있어서 기밀 특성이 배가되므로 품질과 상품성이 향상되는 효과가 있다.Since the hermetic portion protecting member of the ball joint unit for piping according to the present invention is configured to be elastically movable by the urging member, even if the inner joint of the joint performs the swing motion, the hermetic member is elastically moved in accordance with the swing angle, So that foreign matter can be effectively blocked. In addition, the hermetic portion protecting member can perform the function of finally shutting off the leakage of the fluid flowing into the piping once, thereby doubling the hermetic characteristic and improving the quality and merchantability.
아울러, 본 발명의 제2 실시예에 나타난 바와 같이 기밀부 보호부재가 설치되는 보호부형성부재를 독립적으로 구성할 경우 기존 배관에 설치된 종래 볼 조인트장치를 교체하지 않고 기밀부 보호부재가 설치된 보호부형성부재와, 이물질 차단부재 및 보호부지지부재만을 설치하는 방식으로 간편하고 저렴한 비용으로 볼 조인트장치의 안정성과 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, in the case where the protective portion forming member on which the airtight protective member is provided is constituted independently as shown in the second embodiment of the present invention, the conventional ball joint device provided on the existing pipe is not replaced, It is possible to improve the stability and durability of the ball joint device simply and inexpensively by providing only the forming member, the foreign matter blocking member, and the protecting part.
도1은 종래 마그네틱 인젝숀 볼 조인트 장치를 설명하기 위한 도면,
도2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치를 나타낸 단면도,
도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치의 요부 확대 단면도,
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치의 요부를 나타낸 확대분리 사시도,
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치의 변형예를 나타낸 단면도이다.FIG. 1 is a view for explaining a conventional magnetic injection ball joint device,
FIG. 2A is a sectional view of a ball joint apparatus for pipes according to a first embodiment of the present invention, FIG.
FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of the main part of the ball joint apparatus for pipes according to the first embodiment of the present invention, FIG.
3 is an enlarged exploded perspective view showing a main part of a ball joint apparatus for pipes according to a first embodiment of the present invention,
4 is a cross-sectional view showing a modified example of the ball joint apparatus for piping according to the second embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2a 내지 도4에 의거하여 상세히 설명하고, 도2a 내지 도4에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2A to 4, and the same reference numerals are given to the same constituent elements in FIGS. 2A to 4B. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
도2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치를 나타낸 단면도, 도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치의 요부 확대 단면도, 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치의 요부를 나타낸 확대분리 사시도이다.FIG. 2B is an enlarged cross-sectional view of a main part of a ball joint apparatus for a pipe according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view of the ball joint apparatus for pipes according to the first embodiment of the present invention, 1 is an enlarged and separated perspective view showing a main part of a ball joint apparatus for piping according to one embodiment.
도2a 내지 도3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치는 일측 배관(P1)에 결합되는 조인트 외관(1), 타측 배관(P2)에 결합되는 조인트 내관(2), 조인트 외관(1)과 조인트 내관(2)의 접속 부위에 내장되는 기밀부재(3), 조인트 외관(1)과 조인트 내관(2)의 접속 부위로의 이물질 유입을 차단하는 기밀부 보호부재(4) 및 조인트 내관에 끼워져 조인트 외관에 체결되는 보호부지지부재(9)를 구비한다.2A to 3, the ball joint apparatus for piping according to the first embodiment of the present invention includes a joint
조인트 외관(1)은 일측 배관(P1)에 결합되는 몸체부(11)와, 이 몸체부(11)에 일단이 접속되고 타단에 리테이너부(12b)가 형성되며 내측에 볼수용공간(12c)이 마련된 볼하우징부(12)를 구비한다.The joint
볼하우징부(12)는 대략 원통 형상으로 형성된 하우징몸체(12a)의 일단이 용접 결합방식으로 몸체부(11)에 접속되고 하우징몸체(12a)의 타단에 중심부를 향해 리테이너부(12b)가 일체로 연장, 형성되어 있다. 그리고, 리테이너부(12b)에는 기밀부 보호부재(4)의 삽입을 위해 내주면에 요입되는 보호부재삽입홈(123)과, 외표면에 후술되는 체결부재(93)의 체결을 위한 체결공(124)가 형성되어 있다.One end of the
조인트 내관(2)은 타측 배관(P2)에 결합되고 원통형 파이프 형상으로 형성된 연결부(21)와, 이 연결부(21)에 일체로 형성되어 볼하우징부(12)의 내측에 마련되는 볼수용공간(12c)에 삽입되는 볼부(22)로 구성되어 있다.The joint
기밀부재(3)는 볼부(22)와 볼하우징부(12)의 내면과의 사이에 내장되는 부재로서, 볼부(22)와 볼하우징부(12)의 내면과의 사이에 내장되되, 중앙 부분에 채워져 형성되는 파우더패킹(31)과, 이 파우더패킹(31)의 좌우측에 내장되는 링형 패킹(32)으로 구성된 것으로 이하에서 구체적으로 설명한다.The
기밀부 보호부재(4)는 리테이너부(12b)의 내주면에 설치되어 대응되는 볼부(22)의 외표면에 안착되어 기밀을 유지하기 위한 부재로서, 중공홀을 갖는 링 형상으로 형성되고 내주면이 볼부(22) 또는 연결부(21)에 안착되도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는 도3의 확대부에 도시된 바와 같이 볼부(22)의 외표면에 기밀적으로 안착되도록 곡면부(41)가 형성된 구조로 되어 있다.The airtight
그리고, 기밀부 보호부재(4)는 조인트 내관(2)이나 조인트 외관(1)으로 인가되는 부하에 대응하여 보다 효과적으로 선회운동을 수행할 수 있도록 곡면부(41)의 내주면 둘레를 따라 돌출되는 복수의 기밀돌기(42)가 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 기밀부 보호부재(4)에 복수의 기밀돌기(42)가 형성되면 다단으로 기밀을 유지하면서도 볼부(22)의 표면에는 기밀돌기(42)의 단부만이 접촉되는 것이므로 접촉면적이 최소화되어 마찰저항이 감소되므로 볼부(22)의 선회운동이 보다 효과적으로 수행된다.The
또한, 기밀부 보호부재(4)는 단열성, 내열성, 낮은 마찰계수를 갖는 소재라면 특별한 제한없이 선택하여 적용할 수 있다. 본 실시예에서는 기밀부 보호부재(4)로서 내열 실리콘수지로 형성된 것이 적용되지만, 조인트 내관(2) 내부로 유동되는 유체의 종류에 따라 테프론(TEFLON)과 같이 불소탄화물계 섬유를 편조하여 제작한 것을 적용할 수 있다The hermetic
가압부재(5)는 기밀부 보호부재(4)를 탄성적으로 가압하는 부재로서, 도3의 확대부에 도시된 바와 같이 기밀부 보호부재(4)의 외면에 설치되어 있다. 그리고 가압부재(5)는 탄성을 갖는 박판을 이용한 띠형 부재로 구성되고, 이 띠형 부재에는 일정한 간격으로 복수의 탄성돌부(51)를 갖도록 굴곡, 형성되어 있다.The
한편, 본 발명에 배관용 볼 조인트장치에 적용되는 기밀부재(3)를 보다 구체적으로 설명하면, 파우더패킹(31)은 파우더나 입자 형태로 형성된 패킹용 물질이 후술되는 패킹실린더(6)를 통해 주입되어 형성되는 것이고, 링형 패킹(32)은 고리형으로 형성된 패킹재를 삽입하여 구성한다.In the powder packing 31, a packing material, which is formed in the form of powder or particles, is introduced through a
그리고, 링형 패킹(32)은 중앙 부위에 채워지는 패킹용 파우더의 누출을 방지하는 동시에 패킹용 파우더 적절한 밀도로 채워지도록 하기 위해 파우더패킹(31)을 중심으로 좌우측으로 금속압축씨일(321,metal compression seal)과 차단용씨일(322,comtainment seal)이 차례로 삽입되어 구성된다.The ring-shaped
여기서, 차단용씨일(322)은 내열 특성과 기밀성이 우수한 것으로 알려진 흑연입 테프론 섬유 아라미드 섬유 패킹(GFO, aramid fiber packing), 그라파이트 섬유 패킹(Graphite fiber packing) 등을 적용할 수 있다.Here, the
한편, 조인트 외관(1)의 볼하우징부(12)에는 상기한 파우더패킹(31)을 삽입하기 위해 주입로(122)가 형성되고, 이 주입로와 대응하는 볼하우징부(12)의 외면에는 패킹파우더 입자를 주입하기 위해 패킹실린더(6)가 설치되어 있다.On the other hand, an
패킹실린더(6)는 볼하우징부(12)의 둘레를 따라 복수 개가 일정한 각도로 이격되어 둘레를 따라 배치되어 있다. 이때, 패킹실린더(6)의 형성 수량은 조인트 외관(1)이나 조인트 내관(2)이 설치되는 배관(P1,P2)의 관경이 증가함에 따라 증가하게 되는데, 통상의 관경 사이즈 20 내지 65A일 경우 2개, 80 내지 150A일 경우 3개, 200 내지 250A일 경우 5개, 300 내지 350A일 경우 6개, 400 내지 450A일 경우 8개, 500 내지 1000A일 경우 10개가 원주방향을 따라 등각도로 설치된다.A plurality of packing
이러한, 패킹실린더(6)는 본 실시예에서 볼하우징부(3)의 둘레인 원주방향을 따라 한 열로 구성되어 있지만, 보다 완벽하게 기밀을 유지하고자 하는 경우에는 2개 이상의 열을 갖도록 구성할 수도 있다.In this embodiment, the
또한, 패킹실린더(6)는 볼하우징부(12)에 형성되고 주입로를 갖는 실린더몸체(61), 이 실린더몸체(61)에 체결되고 중앙에 주입로를 갖는 주입돌부(62a)가 형성된 실린더연결부재(62), 및 실린더연결부재(62)의 주입로 상부에 체결되는 실린더캡(63)으로 구성되어 있다.The
전술한 패킹실린더(6)는 패킹파우더를 충진하거나 보충하고자 할 경우 실린더캡(63)을 해제하고 주입도구(미도시)를 이용하여 패킹물질을 주입한 후 다시 체결하는 방식으로 주입작업을 간편하게 수행할 수 있는 것으로, 도2b에 도시된 구조 외에도 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 전술한 배경기술의 설명 부분에 기재된 매립형 단열이중관용 신축조인트장치(등록특허 등록번호 제10-0816716호 참조)에 개시된 것을 적용할 수 있다.When the
한편, 보호부지지부재(9)는 조인트 내관(2)에 끼워져 리테이너부(12b)의 외면에 체결되는 프랜지 형상의 부재로서, 중공홀을 갖는 링형 몸체(91)에 일정한 각도로 볼트와 같은 체결부재(93)의 삽입을 위한 다수의 체결공(92)이 형성되어 있다.The
한편, 본 발명에 따른 배관용 볼 조인트장치는 일측 배관(P1)에 결합되는 조인트 외관(1), 타측 배관(P2)에 결합되는 조인트 내관(2), 조인트 외관(1)과 조인트 내관(2)의 접속 부위에 내장되는 기밀부재(3), 조인트 외관(1)과 조인트 내관(2)의 접속 부위로의 이물질 유입을 차단하는 기밀부 보호부재(4) 및 조인트 내관에 끼워져 조인트 외관에 체결되는 보호부지지부재(9)를 구비하는 한편 기밀부 보호부재(4)의 외측에 배치되는 이물질 차단부재(8)를 더 구비한다.The ball joint apparatus for pipes according to the present invention includes a joint
이물질 차단부재(8)는 기밀부 보호부재(4)로의 이물질 유입을 차단하기 위해 리테이너부(12b)의 외측에 설치되고 내주면 부분이 조인트 내관(2)의 표면에 접촉되는 구성요소이다.The foreign
이물질 차단부재(8)는 기밀부 보호부재(4) 방향으로 토사와 같은 이물질의 유입을 차단할 수 있다면 특별히 구조나 형태에 제한은 없지만, 본 실시예에서는 중공홀을 갖는 링 형상의 차단부재몸체(81)와, 상기 차단부재몸체(81)의 내주면에 설치되어 조인트 내관(2)의 표면에 접촉되는 브러쉬(82)로 이루어진다.The foreign
그리고, 차단부재몸체(81)는 대략 프랜지 형상으로 형성된 것으로 보호부지지부재(9)의 체결공(92)과 연통되는 체결공(83)이 형성된 구조로 이루어지고, 개재된 상태에서 가스켓의 기능을 수행할 수 있도록 실리콘이나 고무 소재로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 브러쉬(82)는 금속 미세선이나 내열성 섬유사로 구성되는 것이 바람직하다.The shielding
이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치의 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the ball joint apparatus for pipes according to the first embodiment of the present invention will be described.
전술한 바와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치의 조립과정을 간략하게 살펴보면, 조인트 내관(2)의 볼부(22)에 링형 패킹(32)을 조립하고, 조인트 외관(1)의 몸체부(11)를 위치시킨 다음 패킹실린더(6)가 결합된 볼하우징부(12)를 용접한다. 이후, 패킹실린더(6)를 통해 볼부(22)와 볼하우징부(12)의 내면과의 사이로 패킹파우더을 주입하여 파우더패킹(31)을 형성한다.The assembly process of the ball joint apparatus for piping according to the first embodiment of the present invention as described above will be briefly described as follows. A ring type packing 32 is assembled to the
그리고, 기밀부 보호부재(4)의 외면에 본딩 등의 방식으로 가압부재(5)를 결합한 다음 리테이너부(12b)의 외측 단부에 요입된 보호부재삽입홈(123)에 삽입하고, 이물질 차단부재(8)와 보호부지지부재(9)를 정위치시킨 다음 볼트와 같은 체결부재(93)를 이용하여 리테이너부(12b)의 체결공(124)에 체결하게 되면 도2a에 도시된 형태로 조립, 완료되는데, 이러한 조립방식은 이해를 돕기 위해 하나의 조립방법을 예시한 것으로 이 방법에 제한됨이 없이 여러 가지 방법으로 조립할 수 있다.The
이와 같이 조립된 배관용 볼 조인트장치를 대기, 수중, 또는 지반 내부에 시공한 일측 배관(P1) 및 타측 배관(P2) 사이에 삽입하고, 조인트 내관(2) 및 조인트 외관(1)에 용접 작업을 수행하여 배관과 연결 시킨 다음 유체를 공급하게 되면 볼부(22)와 볼하우징부(12) 내측 접속부위에 위치된 차단용씨일(322) 및 금속압축씨일(321)에 의해 배관 배부 유체의 누설을 1차적으로 차단하는 기능이 수행되고, 파우더패킹(31)에 의해 유체의 누설을 2차적으로 차단하는 기능이 수행된다. 아울러, 리테이너부(12b)와 접한 부위에 위치한 차단용씨일(322) 및 금속압축씨일(321)은 3차적으로 기밀을 유지하게 된다.The ball joint device for pipe assembly thus assembled is inserted between one pipe P1 and the other pipe P2 which are installed in the atmosphere, under water, or the ground, and the joint
그리고, 기밀부 보호부재(4)는 리테이너부(12b)의 내주면에 설치되어 대응하는 볼부(22)의 외표면에 안착되어 있으므로 지반에 매설되어 있는 경우에는 토사와 같은 이물질의 유입을 차단하고, 대기나 수중에 설치된 경우 외부로부터 먼지, 빗물이나 물이 유입되지 않도록 기밀을 유지하여 내측의 링형 패킹(32) 및 파우더패킹(31)을 보호하게 된다.The airtight
그리고, 이물질 차단부재(8)는 브러쉬(82)에 의해 토사와 같은 고형 이물질을 사전에 걸려내게 되므로 기밀부 보호부재(4)의 곡면부(41)와 볼부(22)의 표면 사이로 입자 형태의 이물질 유입을 사전에 차단하여 미세 입자에 의한 틈새의 발생을 원천적으로 방지할 수 있다. 이로 인해 그 내측에 위치한 기밀부 보호부재(4)는 고형 이물질에 의해 오염되지 않으므로 액상의 이물질만을 효과적으로 차단할 수 있게 되어 볼 조인트장치의 금속성 부품의 부식을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.Since the foreign
한편, 상기한 바와 같은 상태에서 배관의 내부로 유동되는 유체의 열기, 압력 등 이송유체 자체의 내부 요인 변화나, 배관이 시공되는 공간인 대기, 지중 및 수중에서의 온도, 압력, 하중 등 외부 요인 변화로 인해 일측 및 타측 배관에 회전모멘트가 작용되면 조인트 내관(2)이 선회운동을 수행하게 된다. 이와 같이 조인트 내관(2)이 선회운동을 수행하게 되면 볼부(22)의 표면이 기밀부재(3)의 표면을 타고 각운동을 시행하게 되고, 이때 각운동 되는 볼부(22) 표면으로부터 가압력을 인가받는 기밀부 보호부재(4) 부분은 가압부재(5)에 의해 이동 가능하게 설치되어 있으므로 눌러지면서 탄성적으로 이동된다. 이와 동시에 기밀부 보호부재(4) 중에서 눌러지는 부분과 대향되는 방향에 해당되는 부분은 틈새 간격이 상대적으로 벌어지게 되는데, 이때 해당 부분에 위치한 가압부재(5)의 탄성력에 의해 기밀부 보호부재(4)가 돌출되므로 여전히 곡면부(41)가 볼부 표면에 밀착되면서 기밀상태를 안정적으로 유지할 수 있는 작용을 수행한다. 이때, 이물질 차단부재(8)는 브러쉬(82)가 조인트 내관(2)의 움직임에 대응하여 어느 정도 변형되면서 고형 이물질의 유입을 차단하게 된다.On the other hand, in the above-described state, the internal factors such as the heat of the fluid flowing into the pipe, the pressure of the transfer fluid itself and the external factors such as temperature, pressure and load in the air, When the rotation moment is applied to one pipe and the other pipe due to the change, the joint
이와 같이 본 발명에 따른 배관용 볼 조인트장치는 조인트 내관(2)이 선회운동을 수행하더라도 내측에 위치한 기밀부 보호부재(4)가 선회 각도에 따라 탄성적으로 이동되면서 기밀상태를 항상 안정적으로 유지할 수 있으므로 이물질 유입을 효과적으로 차단할 수 있어서 작동의 안정성 및 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한 기밀부 보호부재(4)는 배관 내부로 유동되는 유체의 누출을 최종적으로 한번 더 차단하는 기능을 수행할 수 있어서 기밀 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.As described above, even if the joint
이하, 본 발명에 따른 제2 실시예를 설명하되, 전술한 제1 실시예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다.Hereinafter, a second embodiment according to the present invention will be described, and a description of components similar to those of the first embodiment will be omitted, and components having differences will be mainly described.
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치를 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a ball joint apparatus for pipes according to a second embodiment of the present invention.
도4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치는 일측 배관(P1)에 결합되는 조인트 외관(1), 타측 배관(P2)에 결합되는 조인트 내관(2), 조인트 외관(1)과 조인트 내관(2)의 접속 부위에 내장되는 기밀부재(3), 조인트 외관(1)과 조인트 내관(2)의 접속 부위로의 이물질 유입을 차단하는 기밀부 보호부재(4) 및 조인트 내관(2)에 끼워져 조인트 외관(2)에 체결되는 보호부지지부재(9) 및 기밀부 보호부재(4)의 외측에 배치되는 이물질 차단부재(8)를 구비하되, 기밀부 보호부재(4)가 설치되는 부분이 독립적인 부재로 구성된 점에 특징이 있다.4, the ball joint apparatus for piping according to the second embodiment of the present invention includes a joint
보다 구체적으로 설명하면, 제2 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치는 기밀부 보호부재(4)의 삽입을 위해 외측 단부에 보호부재삽입홈(141)이 요입된 보호부형성부재(14)가 더 구비되어 있다. 이 보호부형성부재(12d)는 중공홀을 갖는 프랜지 형상으로 형성되고, 조인트 내관(2)에 끼워져 리테이너부(12b)의 외면에 체결되도록 다수의 체결공(142)이 일정한 각도로 천공되어 있다.More specifically, in the ball joint apparatus for pipes according to the second embodiment, the protection
그리고, 리테이너부(12b)의 외면에는 볼트의 체결을 위해 체결공(124)이 형성되고, 보호부형성부재(14)는 리테이너부(12b)의 외면 사이에 개재되는 가스켓(15)을 매개로 설치되어 기밀성이 보다 향상되도록 구성하는 것이 바람직하다.A
한편, 상기한 제2 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치의 작용효과는 제1 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치와 유사하므로 구체적인 설명을 생략하고 차별화된 작용효과에 대해서만 간략하게 설명한다.The operation and effect of the ball joint apparatus for piping according to the second embodiment are similar to those of the ball joint apparatus for piping according to the first embodiment, so that detailed description will be omitted and only differentiated actions and effects will be briefly described.
제2 실시예에 따른 배관용 볼 조인트장치는 별도로 마련된 보호부형성부재(14)에 기밀부 보호부재(4)가 설치되어 있으므로 기존 배관에 설치된 종래 볼 조인트장치에도 간편하게 적용할 수 있는 장점이 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 도1에 도시된 바와 같은 종래 볼 조인트의 리테이너부에 체결공을 천공하고, 기밀부 보호부재(4)가 설치된 보호부형성부재(14)와, 이물질 차단부재(8) 및 보호부지지부재(9)를 차례로 조립하여 구성할 경우 조인트 내관(2)이 선회운동을 수행하더라도 내측에 위치한 기밀부 보호부재(4)가 선회 각도에 따라 탄성적으로 이동되면서 기밀상태를 항상 안정적으로 유지할 수 있도록 구현할 수 있다.The ball joint device for pipes according to the second embodiment is advantageous in that it can be easily applied to a conventional ball joint device provided in existing pipes because the hermetic
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 배관용 볼 조인트장치를 실시하기 위한 실시예들에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be applied to a ball joint apparatus for piping according to the present invention, It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.
상기한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the above embodiments are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
1:조인트 외관 11:몸체부
12:볼하우징부 12a:하우징몸체
12b:리테이너부 12c:볼수용공간
14:보호부형성부재 15:가스켓
2:조인트 내관 21:연결부
22:볼부 3:기밀부재
31:파우더패킹 32:링형 패킹
321:금속압축씨일 322:차단용씨일
4:기밀부 보호부재 41:곡면부
42:기밀돌기 5:가압부재
51:탄성돌부 6:패킹실린더
61:실린더몸체 62:실린더연결부재
63:실린더캡 8:이물질 차단부재
81:차단부재몸체 82:브러쉬
9:보호부지지부재 P1:일측 배관
P2:타측 배관1: joint external appearance 11:
12:
12b:
14: Protective part forming member 15: Gasket
2: Inner joint pipe 21: Connection
22: ball 3: sealing member
31: powder packing 32: ring packing
321: Metal Compression Seal 322: Sealing Seal
4: hermetic portion protecting member 41: curved portion
42: airtight projection 5: pressing member
51: elastic protrusion 6: packing cylinder
61: cylinder body 62: cylinder connecting member
63: cylinder cap 8: foreign matter blocking member
81: blocking member body 82: brush
9: Protective portion supporting member P1: One side piping
P2: Other piping
Claims (6)
일측 배관에 결합되는 몸체부와, 상기 몸체부에 일단이 접속되고 타단에 리테이너부가 형성되며 내측에 볼수용공간이 마련된 볼하우징부를 구비한 조인트 외관;
타측 배관에 결합되는 연결부와, 상기 연결부에 일체로 형성되어 상기 볼수용공간에 삽입되는 볼부를 구비한 조인트 내관; 및
상기 볼부와 상기 볼하우징부의 내면과의 사이에 내장되는 기밀부재를 포함하되,
상기 기밀부재를 보호하기 위해 상기 볼부의 외표면에 기밀적으로 안착되는 기밀부 보호부재; 및
상기 조인트 내관에 끼워져 상기 리테이너부의 외면에 체결되고 상기 기밀부 보호부재가 이탈되지 않게 지지하는 보호부지지부재를 포함하고,
상기 기밀부 보호부재를 탄성적으로 가압하는 가압부재; 및
상기 조인트 내관에 끼워져 상기 기밀부 보호부재와 상기 보호부지지부재 사이에 설치되고 이물질 유입을 차단하기 위해 상기 조인트 내관의 표면에 접촉되는 이물질 차단부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 볼 조인트장치.In a ball joint device for piping,
A joint body having a body portion coupled to one pipe, a ball housing portion having one end connected to the body portion and a retainer portion formed at the other end, and a ball housing portion provided inside the ball pipe;
A joint inner pipe integrally formed with the connection portion and having a ball portion inserted into the ball water space; And
And a hermetic member embedded between the ball portion and the inner surface of the ball housing portion,
An airtight protective member that is hermetically seated on an outer surface of the ball portion to protect the airtight member; And
And a protector support member which is fitted to the joint inner tube and is fastened to the outer surface of the retainer portion and which supports the hermetic section protection member so as not to be detached,
A pressing member for elastically pressing the hermetic portion protecting member; And
And a foreign matter blocking member installed between the airtight portion protecting member and the protecting portion supporting member and interposed between the airtight portion protecting member and the protecting portion supporting member so as to contact the surface of the inner joint pipe to block the inflow of foreign matter.
상기 기밀부 보호부재의 삽입을 위해 상기 리테이너부의 외측 내주면에 요입되는 보호부재삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 배관용 볼 조인트장치.The method according to claim 1,
And a protective member insertion groove is formed in the outer peripheral surface of the retainer for insertion of the airtight portion protecting member.
상기 조인트 내관에 끼워져 상기 리테이너부의 외면에 체결되고 상기 기밀부 보호부재의 삽입을 위해 외측 단부에 보호부재삽입홈이 요입된 보호부형성부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 볼 조인트장치.The method according to claim 1,
Further comprising: a protector formed on the outer surface of the retainer and inserted into the joint inner tube, and a protector insertion groove is formed on an outer end of the protrusion for insertion of the protector.
상기 가압부재는 상기 기밀부 보호부재의 외면에 설치되고 복수의 탄성돌부를 갖는 띠형 부재로 형성되고,
상기 기밀부 보호부재는 중공홀을 갖는 링 형상으로 형성되고 내주면에 상기 볼부의 외표면에 기밀적으로 안착되도록 곡면부가 형성된 구조로 이루어지고,
상기 이물질 차단부재는 중공홀을 갖는 링 형상의 차단부재몸체와, 상기 차단부재몸체의 내주면에 설치되어 상기 조인트 내관의 표면에 접촉되는 브러쉬를 포함하여 구성되고,
상기 보호부지지부재는 중공홀을 갖는 프랜지 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 배관용 볼 조인트장치.The method according to claim 1,
Wherein the pressing member is formed of a strip-shaped member provided on an outer surface of the hermetic-sealing member and having a plurality of elastic protrusions,
Wherein the airtight portion protecting member is formed in a ring shape having a hollow hole and has a curved surface portion formed on the inner circumferential surface so as to be hermetically seated on the outer surface of the ball portion,
Wherein the foreign matter shielding member comprises a ring-shaped shielding member body having a hollow hole, and a brush provided on an inner circumferential surface of the shielding member body and contacting the surface of the inner joint pipe,
Wherein the protrusion support member is formed in a flange shape having a hollow hole.
상기 기밀부재는 상기 볼부와 상기 볼하우징부의 내면과의 사이 중앙 부분에 채워져 내장되는 파우더패킹과, 상기 파우더패킹의 좌우측에 내장되는 링형 패킹으로 구성되고,
상기 파우더패킹을 삽입하기 위해 상기 볼하우징부에 형성된 주입로와, 상기 주입로로 패킹물질을 주입하기 위해 설치되는 패킹실린더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 볼 조인트장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the airtightness member is composed of a powder packing which is filled in a center portion between the ball portion and the inner surface of the ball housing portion and a ring packing which is embedded in right and left sides of the powder packing,
An injection path formed in the ball housing to insert the powder packing; and a packing cylinder installed to inject the packing material into the injection path.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140009455A KR101536605B1 (en) | 2014-01-27 | 2014-01-27 | Ball joint apparatus for piping |
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| KR (1) | KR101536605B1 (en) |
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2014
- 2014-01-27 KR KR1020140009455A patent/KR101536605B1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |