KR20200108383A - 공간 분할형 그립링 및 이를 이용한 관 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 관 연결장치의 그립링은; 압륜의 중심구에 삽입된 제1관의 둘레에 장착되어 제1관의 중심구에서 상기 압륜에서 빠지지 않도록 하는 것으로; 원호 형태를 갖는 압자가 2개 이상 서로 연결지로 연결되어 제1관 둘레에 링의 형태로 배치될 수 있게 구성되며; 상기 압자의 외주에 형성된 경사면이 상기 압륜의 중심구의 내주면에 대응되어서 상기 압륜의 이동에 의해 상기 압자가 상기 제1관 둘레에 압착될 수 있으며; 상기 압자의 내주는 상기 제1관에 압착되는 압착면이 형성되어 있고, 상기 압착면에는 원주 방향으로 길게 연장되는 압착날이 형성되어 있으며; 상기 압자들 간에 서로 접하는 면에 상기 제1관의 길이 방향으로 연장되는 계단(step)이 1개 이상 형성되어 있으며, 상기 계단의 길이 방향으로 길게 상기 연결지가 형성되어 있으며; 상기 압자들이 서로 밀착되는 힘에 의해 상기 연결지가 끊어질 수 있으며; 상기 압자들이 서로 밀착됨에 따라서 상기 압자들 사이의 공간이 축소되고 분산될 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 밀봉링을 가압하지 못하는 비가압면이 상기 압자들 간의 공간 축소와 함께 작아지고 분산될 수 있으며, 상기 연결지가 파손된 이후에 상기 압자들이 상기 제1관에 밀착될 수 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 제작 비용이 저렴하며, 체결 편의성이 향상되었고, 더하여 수밀성이 향상된 관 연결장치의 그립링을 제공하는 효과가 있다.

Description

공간 분할형 그립링 및 이를 이용한 관 연결장치 {Grip ring of space divide, and pipe connecting device using the same}

본 발명은 수밀과 이탈방지를 요하는 관의 연결장치에 관한 것으로, 상세하게는 소켓에 삽입되어 연결되는 관의 연결장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 관의 소켓식 연결장치에서 소켓에 삽입된 관이 빠지지 않도록 압륜과 함께 관을 고정하는 역할을 하는 그립링에 관한 것이다.

주철관을 비롯해서 PVC관 (Polyvinyl chloride), PE관 (Ploy Ethylene), 코팅 강관 등의 연결에 가장 일반적으로 사용되는 기계식 연결방법은 소켓 연결방식이다. 소켓 연결방식은 서로 만나서 연결되는 두 관의 끝이 한 쪽은 소켓(socket)이고, 다른 한 쪽은 소켓에 삽입되는 삽구(spigot)가 된다.

소켓 연결방식 관 연결장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 도 1은 기존의 관 연결장치의 구성을 보여주는 단면도이다. 소켓관(6)의 일단에 소켓(61)이 형성되어 있어서, 연결되는 제1관(1)의 일단이 소켓(61)에 삽입되어 있다. 밀봉링(4)이 소켓과 소켓에 삽입된 제1관 사이에 있는 틈을 메우게 된다. 도 1에서 볼트로 구성되어 있는 연결부재(7)를 조여주면 압륜(5)이 소켓 쪽으로 접근하게 된다. 압륜(5)이 이동함에 따라 압륜이 그립링(2)을 밀게 되는데, 이 때 그립링은 두 가지 역할을 순차적으로 하게 된다. 1단계로, 압륜에 의해 밀린 그립링이 관을 따라서 관의 길이 방향으로 이동하며 이웃한 와셔링(3)를 밀고, 와셔링은 상기에 설명된 밀봉링(4)를 밀게 된다. 2단계로, 압륜에 의해 밀린 그립링(2)이 더 이상 관의 길이 방향으로 진행할 수 없게 되면, 그립링은 내경이 줄어들면서 제1관의 둘레에서 제1관을 강하게 조이면서 잡는 역할을 하게 된다. 제1관에 압착된 그립링은 제1관과 함께 압륜에 걸려서 압륜을 빠져나올 수 없게 된다. 그립링이 제1관을 조이면서 잡을 때, 그립링에 잡힌 제1관이 미끄러져 빠지는 것을 방지하기 위해 그립링의 내주면에는 내주를 따라 길게 연장된 압착날(25)이 형성되어 있다.

도 2는 기존의 그립링을 보여주는 정면도와 단면도이다. 그립링(2)이 제1관(1)에 압착되기 위해서는 그립링의 내경이 축소될 수 있어야 한다. 이를 위해서 그립링은 끊어져 있으며, 끊어진 끝에는 그립링이 제1관에 압착될 때 줄어들 수 있는 여분의 공간인 압착공간(21)이 형성되어 있다. 압착공간이 있는 부분은 그립링(2)이 없으므로 밀봉링(4)를 밀어줄 수가 없다. 와셔링(3)은 그립링이 없는 부분에서도 밀봉링에 균일하게 압력을 전달한다. 와셔링(3)은 그립링과 밀봉링 사이에서 그립링의 압력을 밀봉링 전체에 균일하게 전달하는 역할을 한다.

소켓 연결방식 관 연결장치는 매우 안정되게 관을 연결할 수 있는 구조로서 많은 종류의 관에서 널리 쓰이고 있으며, 소켓 연결방식에서 제1관을 고정하는 그립링도 보편화된 기술이다. 그런데, 300A 이상의 구경에서는 소켓 연결방식에 그립링이 거의 쓰이지 않는다. 몇 개의 볼트로 간단하게 압륜과 제1관을 고정하는 방식에 비하면, 그립링과 와셔링의 제작 비용이 비싸기 때문이다. 그립링과 와셔링은 모두 단단한 금속성 재질로 형성되어야 하는데, 크기가 커질수록 금형 비용을 비롯한 제작 비용이 크게 증가하는 문제점이 있다.

압륜이 그립링을 밀 때, 앞서 설명한 1단계의 밀봉링 압착과 2단계의 제1관 압착이 순차척으로 일어나야만 한다. 그립링이 제1관 압착이 되는 2단계가 시작되면 그립링은 제1관의 길이 방향으로는 더 이상 이동할 수 없기 때문에 1단계의 밀봉링 압착은 불가능하게 된다. 따라서 1단계인 밀봉링 압착이 충분히 되지 않은 상태에서 2단계인 제1관 압착이 먼저 되는 경우에는 밀봉링이 제1관과 소켓 사이를 제대로 밀봉하지 못해 유체가 샐 수 있는 문제점이 있다. 관의 연결 공정에서 압륜 주위에 있는 연결부재(7)를 상하좌우 골고루 조금씩 전진시켜야만 하나, 실제 연결 공정에는 작업자의 실수 등으로 한 쪽의 연결부재가 다른 쪽에 비해서 과도하게 전진하는 경우가 생길 수 있으며, 이런 경우에는 그립링(2)이 기울어지면서 제1관에 끼여 밀봉링 쪽으로 전진하지 못하게 됨으로 1단계가 완료되기 전에 2단계로 넘어가는 문제점이 발생하기도 한다. 관경이 큰 경우에는 이러한 문제가 더욱 발생하기 쉬워진다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그립링에 필요한 압착공간을 분할하여 그립링 전체에 분산하는 구조를 제공한다. 압착공간이 분산되면 압착공간에서 발생하는 불균일이 분산되며, 기존의 구조에서는 필수적이었던 와셔링을 제거할 수 있다. 그립링을 두 개 이상의 부품으로 잘게 나누어 제작한 후에 조립함으로써, 금형 비용을 비롯한 제작 비용을 크게 줄일 수 있는 구조를 제공한다. 또한, 그립링이 밀봉링을 가압하기 전에, 그립링이 제1관에 끼여서 앞으로 전진할 수 없는 현상을 완화하기 위해 그립링과 제1관 사이의 공간을 충분히 확보하는 구조를 제공한다. 또한, 관의 연결부에서의 수밀성을 향상시키기 위해, 그립링이 밀봉링을 충분히 가압한 후에 그립링이 제 1관에 압착되는 구조를 제공한다.

제작 비용이 저렴하며, 체결 편의성이 향상되고, 더하여 수밀성이 향상된 관 연결장치의 그립링을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 관 연결장치의 그립링은; 압륜의 중심구에 삽입된 제1관의 둘레에 장착되어 제1관이 상기 압륜에서 빠지지 않도록 하는 것으로; 원호 형태를 갖는 압자가 2개 이상 서로 연결지로 연결되어 제1관 둘레에 링의 형태로 배치될 수 있게 구성되며; 상기 압자의 외주에 형성된 경사면이 상기 압륜의 중심구의 내주면에 대응되어서 상기 압륜의 이동에 의해 상기 압자가 상기 제1관 둘레에 압착될 수 있으며; 상기 압자의 내주는 상기 제1관에 압착되는 압착면이 형성되어 있고, 상기 압착면에는 원주 방향으로 길게 연장되어 형성되는 압착날이 형성되어 있으며; 상기 압자들 간에 서로 접하는 면에 제1관의 길이 방향으로 연장되는 계단(step)이 1개 이상 형성되어 있으며, 상기 계단의 모서리 부분에 계단의 길이 방향으로 길게 상기 연결지가 형성되어 있으며; 상기 압자들이 서로 밀착되는 힘에 의해 상기 연결지가 끊어질 수 있으며; 상기 압자들이 서로 밀착됨에 따라서 상기 압자들 사이의 공간이 축소되고 분산될 수 있다.

또한, 상기 제1관과 상기 제1관이 삽입되는 소켓 사이의 틈을 메워주는 밀봉링을 가압할 수 있는 가압면이 상기 그립링에 형성되며; 상기 가압면에 부분적으로 존재하며 밀봉링을 가압하지 못하는 비가압면이 상기 압자들 간의 공간 축소와 함께 작아지고 분산될 수 있다.

또한, 표면에 산화막(Oxides)이 자연 생성될 수 있도록, 상기 압자와 연결지의 주성분이 알루미늄(Al)일 수 있다.

또한, 상기 경사면의 외경이 커지는 방향으로 상기 그립링의 내경이 커질 수 있다.

또한, 상기 압자의 경사면 또는 상기 압륜의 중심구의 내주면이 볼록하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 압자는 두 개 이상으로 나누어질 수 있으며, 나누어진 부품은 서로 암수 방식으로 조립될 수 있다.

본 발명에 따른 관 연결장치는 제 1 관이 삽입되는 소켓과; 상기 제 1 관과 상기 소켓 사이에 개재되어 틈새를 밀봉하는 밀봉링과; 상기 제 1 관이 삽입되는 압륜과; 상기 밀봉링과 상기 압륜 사이에서 상기 제 1 관 둘레에 위치하며, 상기에 기재된 특징을 가진 그립링을 포함할 수 있다.

또한, 상기의 소켓은 강관의 일단이 확관되어 형성될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 그립링의 내경 축소에 필요한 압착공간을 분할하여 그립링 전체로 분산함에 따라, 기존의 압착공간에서 발행하던 분균일을 제거하였다. 이로 인하여 기존의 구조에서 필수적이던 와셔링을 제거할 수 있는 효과를 제공한다. 또한, 그립링 자체를 두 개 이상의 작은 부품으로 나누어 제작함으로써, 구경이 큰 관의 연결에 필요한 그립링의 제작 비용을 크게 낮출 수 있다.

압착공간을 분할하고 분산시킴에 따라서 압착공간을 기존 대비 더 많이 확보할 수도 있다. 이를 이용하여 그립링의 내경을 확대하여 그립링의 체결 편의성을 향상시키는 효과도 제공할 수 있다. 그립링의 내주면을 테이퍼 형태로 가공하여 전진하는 방향의 내경을 넓힌 구조는 체결 편의성을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 압자를 연결하는 연결지가 압륜의 이동에 의해 파손되는 과정에서 압자로 구성된 그립링이 밀봉링을 충분히 가압하게 되므로 수밀성이 향상되는 효과가 있다.

결과적으로 본 발명은 제작 비용이 저렴하며, 체결 편의성이 향상되었고, 더하여 수밀성이 향상된 관 연결장치의 그립링을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 기존의 관 연결장치의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 기존의 그립링을 보여주는 정면도와 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 압자 간의 연결 구조를 보여주는 부분 확대도이다.
도 4는 본 발명의 그립링이 관에 압착될 때, 압자들 사이의 공간 변화를 보여주는 부분 확대도이다.
도 5는 그립링 내경 변화에 따른 그립링 장착 편의성을 보여주는 개념도이다.
도 6은 그립링 내경을 확대하는 다양한 형태의 압자의 단면도이다.
도 7은 내경이 확대되는 구조를 가지는 그립링이 압륜의 이동에 의해 제1관에 압착되는 과정을 보여주는 개념도이다.
도 8은 두 개로 분리되는 압자의 조립 구조를 보여주는 정면도, 평면도, 측면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 그립링을 보여주는 정면도이다.
도 10은 본 발명의 그립링이 적용된 코팅강관 연결장치의 구성을 보여주는 단면도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

이하 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예에서 제1관과 소켓관은 주철관, 알루미늄관, 강관, 코팅강관과 같은 금속관은 물론이고, PVC관, PE관 등의 합성수지관도 포함한다. 또한, 관은 그 형태가 직관에 한정되는 것이 아니고, 곡관, T형 관 등을 포함한 다양한 형태를 가지는 이형관 및 이외의 모든 연결관을 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 관들을 서로 연결하기 위한 관 연결장치 및 이 관 연결장치에 이용되는 그립링의 여러 실시예들을 설명한다.

도 2는 기존의 그립링을 보여주는 정면도와 단면도이다. 압륜의 중앙구의 내주면과 대응되는 그립링(2)의 외주면은 테이퍼 가공되어 있는 경사면(22)이 된다. 그립링의 내주면은 제1관에 압착되는 압착면(24)을 형성하게 된다. 압착면에는 제1관의 원주방향을 따라서 길게 형성된 압착날(25)가 형성되어 있다. 그립링의 양 쪽 측면 중에서 밀봉링이 있는 쪽이 밀봉링에 압력을 가하게 되는 가압면(23)이 된다. 이렇게 경사면과 압착면 그리고 가압면을 가지고 제1관(1)과 압륜(5)사이에 쐐기처럼 박히게 되는 것이 압자(8)이다. 그리고 제1관에 압착되는 압자로 인해서 제1관은 압륜을 빠져나올 수 없게 되는 구조이다. 도2에 나타난 종래의 그립링은 전체가 하나의 압자로 이루어져 있다. 압자가 끊어진 부분이 압착공간(21)이다. 그립링의 내경이 축소되면서 압착공간도 함께 축소된다.

도 3은 본 발명에 따른 압자 간의 연결 구조를 보여주는 부분 확대도이다. 본 발명에서 제시된 그립링은 원호 형태를 가지는 압자(8)가 두 개 이상 서로 연결지(86)로 연결되어 제1관 둘레에 링의 형태로 배치된다. 서로 연결되는 두 압자들 간에 서로 접하는 면에 제1관의 길이 방향으로 연장되는 계단(89)(step)이 1개 이상 형성되어 있으며, 상기 계단의 모서리 부분에 계단의 길이 방향으로 길게 상기 연결지(86)가 형성되어 있다. 그리고 두 압자들 간에 서로 접하는 부분에 압착공간(21)이 분할되어 형성되어 있다. 도 3의 (a)에서는 계단이 1개 형성되어 있으며, 압착공간은 2개로 나뉘어져 있다. 도 3의 (b)에서는 계단이 2개 형성되어 있으며 압착공간은 3개로 나뉘어져 있다. 계단이 많을수록 압착 공간을 더 잘게 나눌 수 있게 된다. 더하여 그립링을 형성하는 압자의 숫자가 많아질수록 압자들 간에 연결되는 부분의 숫자가 늘어나며, 압착공간을 많은 숫자로 나눌 수 있게 된다. 압착 공간을 전체 그립링에 균형적으로 배분하기 위해서, 압자들이 상하좌우가 대칭이 되도록 배치하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 그립링이 관에 압착될 때, 압자들 간의 공간 변화를 보여주는 부분 확대도이다. 도 4의 (a)는 그립링이 압륜으로부터 힘을 받기 전의 초기 상태이다. 압자(8)들 이 서로 접하는 압자의 측면에 제1관의 길이 방향으로 길게 형성된 계단(89)을 만들고 이 계단의 모서리 부분에 연결지(86)가 형성되어 있으며, 연결지는 외부에 노출되지 않는 구조이다. 이러한 구조에서는 그립링이 외부에서 충격을 받는 경우에도 연결지(86)가 끊어지기 어렵다. 압륜에 의해 압자 간의 간격이 좁아지면서 압자들이 서로 밀착되는 경우에만 연결지가 쉽게 끊어질 수 있는 구조이다. 즉, 연결지는 외부에서 충격이 와도 문제가 없을 정도로 상당히 견고하게 압자들 간을 연결하며, 연결지가 필요 없는 그립링 압착 단계에서는 효과적으로 그립링이 파손되면서 연결 기능을 해제할 수 있는 구조이다. 연결지가 끊어진 부분에서 치밀한 알루미늄 산화막이 형성되어 내부식성을 갖을 수 있도록 연결지를 비롯한 압자는 알루미늄을 주성분으로 형성하는 것이 바람직하다. 압자 간 거리가 좁아질 때, 압자들이 서로 밀착되는 힘에 의해서 연결지는 원주 방향으로 전단응력(sheer stress)를 받게 된다. 상기 전단응력에 의해 연결지는 연결지가 얇게 형성된 계단의 길이 방향으로 끊어질 수 있다. 금속성 재질로 형성된 연결지가 전단응력을 받을 때 보다 확실히 원하는 방향으로 효율적으로 절단될 수 있도록 연결지(86)에 노치(87)(notch)를 형성할 수 있다. 전단응력에 의해 노치가 점점 커지면서 연결지 전체가 원하는 형태로 파단될 수 있다.

도 4의 (b)는 그립링이 압륜으로부터 힘을 받아서, 그립링을 구성하는 압자들이 제1관에 압착된 상태이다. 이 상태에서는 압자들 간의 거리도 서로 충분히 밀착되어 있다. 압자들이 서로 밀착되는 과정에서 압자들 사이의 공간(21)이 축소된다. 압자들 사이에 있던 압착공간(21)은 압자들이 밀착되면서 작아지고 조금 남게 되는데, 이렇게 남은 공간이 비가압면(88)이 된다. 비가압면은 다수의 압자들 사이에 분산될 수 있으며, 더하여 압자들 사이의 계단식 구조에 의해 다시 한 번 분산될 수 있다. 그립링을 구성하는 압자들의 숫자가 많아질 수록, 압자들이 연결되는 부분의 계단 숫자가 많아질 수록, 비가압면은 더욱 잘게 나누어져 분산될 수 있다. 비가압면이 그립링 전체에 분산되고 서로 분리된 각 비가압면들이 충분히 작아지면, 비가압면이 없어지는 효과를 볼 수 있다. 즉, 비가압면이 있어도 그립링이 밀봉링을 균일하게 가압할 수 있으며, 비가압면의 불균일성을 완화해주는 와셔링도 필요 없게 된다.

도 4에서 제시된 그립링은 연결지가 끊어져야만 그립링의 내경이 축소될 수 있다. 그런데 연결지가 끊어지기 위해서는 상당한 힘으로 압륜이 그립링을 눌러야만 한다. 즉, 밀봉링이 충분히 가압된 이후에 비로서 연결지가 끊어질 수 있다. 따라서 기존의 그립링에 비해서 밀봉링 가압 성능이 더 우수하며, 수밀 능력도 더 향상된 구조이다. 또한, 일단 가압지가 끊어져버리면 가압공간은 쉽게 축소되므로 제1관 압착 성능도 더 향상될 수 있다. 기존의 그립링은 그립링 전체의 곡률이 변화해서 그립링이 제1관에 압착하게 되는데 비해서, 본 발명의 그립립은 가압지로 연결된 공간이 줄어들면서 그립링의 길이가 줄어들어서 그립링이 제1관에 압착하게 된다. 따라서, 본 발명의 그립링에서는 가압지로 이어지는 압자가 처음부터 제1관의 외주면과 일치하는 곡률을 가지고 있다. 즉, 압자의 압착면이 가지는 원호의 원 직경이 그립링의 내경보다 작다. 일단 연결지가 끊어지면 압자의 원호의 곡률 변화 없이 제1관의 외면에 압자의 압착면이 밀착될 수 있는 구조이다. 연결지가 끊어지기 전후에 그립링의 역할이 달라지는데, 효과적인 연결지 구조로 인해서 본 발명의 그립링은 두 가지 기능을 순차적으로 하게 되는 구조이다.

도 5는 그립링 내경 변화에 따른 그립링 장착 편의성을 보여주는 개념도이다. 도 5의 (a)는 일반적인 그립링이다. 그립링(2)의 내경은 제 1관(1)이 삽입될 수 있도록 제 1관의 외경보다 더 크다. 그립링의 한 쪽이 다른 쪽 보다 일방적으로 더 많이 전진하는 경우에 그립링이 제 1관의 외벽에 끼여서 움직일 수 없게 될 수 있다. 실제로 이러한 일이 일어나면 그립링이 밀봉링을 가압하기도 전에, 압륜에 밀린 그립링이 제 1관에 압착될 수 있다. 이 경우에는 밀봉링이 제 1관과 소켓 사이를 제대로 밀봉할 수가 없어서 결국 누수로 이어지게 된다. 이러한 경우를 방지하는 간단한 방법으로 그립링의 내경을 더욱 크게 형성할 수 있다. 그립링의 내경이 커질수록 그립링은 더 많이 기울어 질 수 있으며, 제 1관 외벽에 끼일 확률도 낮아진다. 또한 제 1관에 그립링을 끼우기도 쉬워지므로 그립링의 내경이 커질수록 그립링의 장착 편의성은 향상된다.

도 5의 (b)는 그립링의 내주가 테이퍼 가공되어서, 그립링의 가압면 쪽으로 갈수록 외경과내경이 모두 확대되는 그립링이다. 내주의 일부만이 확대되어도 앞서 설명한 그립링 전체가 커지는 것과 같은 효과를 볼 수 있다. 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에 비해서 훨씬 더 많이 기울어질 수 있으며, 따라서 편심에 의해서 그립링이 기울어지는 경우에도 그립링이 제 1관에 끼일 수 있는 가능성이 훨씬 줄어들게 된다. 그립링의 내경이 점진적으로 확대되는 구조는 앞서 설명한 그립링이 커지는 장점을 그대로 취하면서도, 그립링의 중심과 제 1관의 중심이 더 잘 일치하게 된다. 그립링 전체의 내경이 커지는 경우에는 그립링이 중력에 의해 아래로 처지면서, 그립링의 중심이 제1관의 중심에서 많이 벗어나게 되며, 관의 연결과정에서 그립링이 자기 자리를 찾아가는데 어려움이 생길 수 있다. 그립링의 내경이 커질수록 그립링 압착에 필요한 가압공간도 비례해서 커지게 된다. 그립링의 내주가 테이퍼 가공되어서 내경의 일부만 커지는 경우에도 가압공간이 추가로 필요하다. 본 발명이 제시하는 가압공간 분산 구조에서는 가압공간을 훨씬 더 많이 확보할 수 있기 때문에, 내경이 확대된 그립링도 쉽게 구현할 수 있다.

도 6은 그립링 내경을 확대하는 다양한 형태의 압자의 단면도이다. 도 6의 (a)는 기존의 구조로서 그립링의 내경이 변하지 않는 구조이다. 도 6의 (b)는 내경이 일부만이 점진적으로 확대된 구조이며, 도 6의 (c)는 내경 전체가 점진적으로 확대되는 구조이다. 도 6의 (d)는 내경이 계단식으로 확대되는 구조인데, 이 경우에는 계단 끝의 모서리가 제 1관에 압착되는 압착날의 역할을 하게 된다.

도 7은 내경이 확대되는 구조를 가지는 그립링이 압륜의 이동에 의해 제1관에 압착되는 과정을 보여주는 개념도이다. 도 7의 (a)는 압륜(5)에 의해서 그립링이 제1관(1)을 따라 이동하는 단계를 보여주고 있다. 내경이 확대되는 구조의 그립링은 이 단계에서 압자(8)의 압착면(24)의 일부만이 제1관의 외면에 접촉된다.

도 7의 (b)는 압륜에 의해서 그립링이 제1관에 압착되는 단계를 보여주고 있다. 이 단계에서 압자(8)의 압착면(24)은 제1관의 외면에 압착되고 있다. 이렇게 되기 위해서는 그립링을 이루는 압자가 압자의 중심을 기준으로 회전할 수 있어야 한다. 압자의 길이가 짧아서 원호의 내각이 작을수록, 압자는 쉽게 회전하여 제1관의 표면에 밀착될 수 있다. 압자의 회전이 쉽도록 압자의 밀봉면(23)을 볼록하게 형성하는 것이 바람직하다. 압자가 회전이 되면 압자의 경사면(22)이 갖는 기울기도 낮아진다. 이렇게 압자의 경사면의 기울기가 낮아질 때, 압자의 경사면과 대응되는 압륜(5)의 중앙구(54)의 내주면이 갖는 기울기도 대응해서 낮아지는 것이 바람직하다. 이를 위해서 압륜 중앙구의 내주면도 볼록하게 형성하여 닿은 부위에 따라서 기울기가 변화하도록 하는 것이 바람직하다. 본 발명이 제시하는 구조에서는 압착 공간을 충분히 확보할 수 있으며, 압자가 다수의 조각으로 잘라져서 회전이 더 잘 되는 장점이 있다. 즉, 내경이 확대되는 그립링을 구현하기에 적합한 구조이다.

도 8은 두 개로 분리되는 압자의 조립 구조를 보여주는 정면도, 평면도, 측면도이다. 압자를 두 개 이상의 부품으로 나누어 제조하고 이를 조립하여 링 형태를 만들면, 그립링을 형성하는 금형의 크기를 크게 줄일 수 있고, 금형 내의 면적을 효율적으로 사용할 수 있기 때문에 그립링의 제조 비용을 크게 줄일 수 있다. 압자의 중간 부분에 연결지로 이어지는 압착공간을 하나 이상 형성하고, 압자의 양 단에 암수 조립이 가능하도록 조립 구조를 형성한다. 동일한 형태의 압자를 여러 개 조립 연결함으로써 그립링을 형성할 수 있다. 압자가 가진 경사면은 물론이고, 가압면과 압착도 압축 응력을 받게 된다. 암수 조립이 되는 조립부는 이 같은 압축 응력에서 조립이 더욱 단단해질 수 있도록 절개면과 요철부를 형성해야 한다.

도 9는 본 발명에 따른 그립링을 보여주는 정면도이다. 중간에 압착공간(21)이 형성된 압자(8) 4개가 서로 연결되어 그립링을 형성하고 있다. 압착공간이 형성되는 압자의 측면에 제1관의 길이 방향으로 길게 연장되는 계단이 형성되어 있으며, 계단의 모서리 부분에 양 쪽 압자를 이어주는 연결지가 계단의 길이 방향으로 연장되어 형성되어 있다. 그립링의 내경은 압착면(24)이 있는 방향으로 갈수록 더 크게 형성될 수 있다.

도 10은 본 발명의 그립링이 적용된 코팅강관 연결장치의 구성을 보여주는 단면도이다. 강관(67)의 일단이 확관되어 제1관이 삽입되는 소켓(61)이 형성된다. 이 때 강관(67)이 소켓을 가진 소켓관(6)이 된다. 강관의 외면은 내부식 코팅(68)이 되어 있다. 소켓관의 외주에는 소켓링(63)이 걸려있으며, 소켓링의 외주부분에 연결부재(7)가 걸릴 수 있는 걸림턱(66)이 형성되어 있다. 즉, 확관된 강관의 외주에 소켓링으로 제1플렌지(65)를 형성하였다. 소켓(61)과 제1관(1) 사이에 개재되어 틈새를 밀봉하는 밀봉링(4)과, 밀봉링에 압력을 가할 수 있는 그립링(2)이 제1관 둘레에서 서로 이웃하게 위치하고 있다. 그립링(2)의 외주면은 외경이 점차적으로 변화하는 경사면(22)을 가지고 있으며, 이 경사면은 압륜(5) 중앙구(54)의 내주면(55)과 대응하게 된다. 앞서 실시예에서 설명된 압착 공간을 나누고 분산시킬 수 있는 구조가 적용된 그립링이 적용되었으므로, 그립링과 밀봉링 사이에는 와셔링이 없다. 압륜의 외주에 형성된 압륜플렌지(57)와 상기 제1플렌지(65)는 연결부재(7)에 의하여 연결되고, 상호 고정된다. 도 1에 나타난 기존의 연결장치와 비교해 보면, 본 발명의 그립링이 적용되었고, 와셔링이 없는 구조이다. 더해서 도 10에서는 강관이 확관되어 형성된 소켓이 적용되었다.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 제1관 2: 그립링
3: 와셔링 4: 밀봉링
5: 압륜 6 소켓관
7: 연결부재 8: 압자
21: 압착공간 22: 경사면
23: 밀봉면 24: 압착면
25: 압착날 54: 압륜 중앙구
89: 압착공간 계단 86: 연결지
87: 노치 88: 비가압면

Claims (12)

1. 압륜의 중심구에 삽입된 제1관의 둘레에 장착되어 제1관이 상기 압륜의 중심구에서 빠지지 않도록 하는 것으로;
   원호 형태를 갖는 압자가 2개 이상 서로 연결지로 연결되어 제1관 둘레에 링의 형태로 배치될 수 있게 구성되며;
   상기 압자의 외주에 형성된 경사면이 상기 압륜의 중심구의 내주면에 대응되어서, 상기 압륜의 이동에 의해 상기 압자가 상기 제1관 둘레에 압착될 수 있으며;
   상기 압자의 내주에는 상기 제1관에 압착되는 압착면이 형성되어 있고, 상기 압착면에는 원주 방향으로 길게 연장되는 압착날이 형성되어 있으며;
   상기 압자들 간에 서로 접하는 면에 상기 제1관의 길이 방향으로 연장되는 계단(step)이 1개 이상 형성되어 있으며, 상기 계단의 길이 방향으로 길게 상기 연결지가 형성되어 있으며;
   상기 압자들이 서로 밀착되는 힘에 의해 상기 연결지가 끊어질 수 있으며;
   상기 압자들이 서로 밀착됨에 따라서 상기 압자들 사이의 공간이 축소되고 분산될 수 있는 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 그립링.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1관과 상기 제1관이 삽입되는 소켓 사이의 틈을 메워주는 밀봉링을 가압할 수 있는 가압면이 상기 그립링에 형성되어 있으며;
   상기 가압면이 상기 밀봉링에 직접 밀착될 수 있으며;
   상기 가압면에 부분적으로 존재하며 밀봉링을 가압하지 못하는 비가압면이 상기 압자들 간의 공간 축소와 함께 작아지고 분산되는 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 그립링.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 압자의 압착면이 가지는 원호의 원 직경이 상기 그립링의 내경보다 작은 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 그립링.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 압자들 사이의 공간이 축소됨에 따라서, 상기 연결지에 원주 방향으로 전단응력이 인가되는 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 그립링.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결지가 파손된 이후에, 상기 압자들이 상기 제1관에 밀착될 수 있는 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 그립링.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 연결지가 끊어진 표면에 알루미늄 산화막 (Aluminum Oxides)이 자연 생성될 수 있도록, 상기 압자와 상기 연결지의 주성분이 알루미늄(Al)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 그립링.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 경사면의 외경이 커지는 방향으로 상기 그립링의 내경이 커지는 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 그립링.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1관과 상기 제1관이 삽입되는 소켓 사이의 틈을 메워주는 밀봉링을 가압할 수 있는 가압면이 상기 그립링에 볼록하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 그립링.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 압자는 두 개 이상으로 나누어질 수 있으며, 나누어진 부품은 서로 암수 방식으로 조립될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 관 연결장치의 그립링.
10. 제 1 관이 삽입되는 소켓과;
    상기 제 1 관의 외주면과 상기 소켓 사이에 개재되어 틈새를 밀봉하는 밀봉링과;
    상기 제 1 관이 삽입되는 압륜과;
    상기 밀봉링과 상기 압륜 사이에서 상기 제1관 둘레에 위치하며, 상기 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 하나의 항에 기재된 그립링을 포함한 것을 특징으로 하는 관 연결장치.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 압륜의 중심구의 내주면이 볼록하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 관 연결장치.
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 소켓은 강관의 일단이 확관되어 형성된 것을 특징으로 하는 관 연결장치.

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