KR100324124B1

KR100324124B1 - 금속관체의 관연결장치

Info

Publication number: KR100324124B1
Application number: KR1019990017142A
Authority: KR
Inventors: 차경민
Original assignee: 공의식
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2002-02-20
Anticipated expiration: 2019-05-13
Also published as: KR20000073697A

Abstract

본 발명은 냉·온수 등 유체공급용 배관으로 사용되는 동관 접속에 적합하도록 기계적 및 화학적인 밀봉 접합을 동시에 수행하는 금속관체의 관연결장치에 관한 것으로, '-'자형, 'L'자형, 'T'자형으로 된 연결구 본체와, 상기 연결구 본체의 각 연결단 외주면에 형성되는 수나사에 나사조립되는 조임너트와, 상기 조임너트의 나사조임력에 의해 상기 연결구 본체의 연결단 선단에 형성된 경사진 내주면과 동관의 외주면에 밀착되면서 유체의 누설을 방지하는 패킹 및 동관의 중심을 향해 조여들면서 동관의 외주면을 압착하는 압착링으로 구성되는 관연결장치에 있어서, 상기 연결구 본체의 내부에 중심을 향해 돌출되게 형성되며, 상기 연결단 내경보다 작은 내경을 가지는 돌출내경부와, 상기 돌출내경부 각각의 끝부분과 상기 연결단의 내측 끝부분과의 사이에 형성되는 단턱이 상기 연결단의 개구부를 향해 역으로 경사지게 형성되어 동관의 삽입단 내부로 진입되는 역경사단턱을 구성하고 또한 상기 연결구 본체의 각 연결단 내주면과 동관의 삽입단 외주면 사이에 생긴 틈새에 혐기성 밀봉 접합제를 충진하므로서 유체의 누설방지에 탁월한 효과를 나타내는 특징을 지닌 발명이다.

Description

금속관체의 관연결장치{Tube connecting device for metal tube body}

본 발명은 유체를 이송하는 배관라인에 사용되는 금속관체를 연결하기 위한관연결구에 관한 것으로, 특히 냉온수공급용 배관으로 사용되는 동관 접속에 적합하도록 기계적 및 화학적인 밀봉 접합을 동시에 수행하는 금속관체의 관연결장치에 관한 것이다.

일반적으로 유체를 이송하는 금속관체의 연결방법으로는 관연결구 내경으로 관체를 삽입하여 용접하거나 금속관체 일단의 끝부분에 나사를 가공하여 타측 연결부재와 나사체결하는 방법이 사용되거나 또는 대직경의 관체나 고압관체를 접속할 때에는 접속플랜지를 사용하여 접속하는 방식이 널리 사용되고 있다.

금속관체 중 냉온수공급용으로 널리 사용되는 동관의 경우는 두께가 얇고 재질이 강하지 않기 때문에 동관의 외주에 나사를 형성시킬 수 없으므로 동관의 외주면을 압착하는 구조의 관연결장치가 사용된다.

종래 기술에서 동관 접속에 가장 널리 사용되는 관연결장치는 '-'자형, 'L'자형', 'T'자형 등의 연결구 본체와, 상기 연결구 본체 각각의 연결단 외주면에 형성된 수나사에 나사조립되는 조임너트 그리고 상기 연결구 본체의 연결단과 조임너트 사이에 개재되어 수밀작용을 하는 패킹과 동관의 외주를 압착하는 압착링으로 구성되어 있으며, 이러한 구성으로 된 종래의 관연결장치로 동관을 접속하기 위해서는 연결구 본체의 내주면으로 동관을 삽입한 다음 조임너트를 나사조임하므로서 압착링이 연결구 본체의 연결단쪽으로 강제 삽입될 때 패킹을 압착토록 하므로서 상기 패킹이 상기한 연결단의 내주면과 동관의 외주면에 밀착되게 하는 한편, 상기 압착링이 동관의 중심을 향해 조여들면서 동관의 외주를 강하게 압착하여 동관을 붙잡아 주도록 구성되어 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 관연결장치는 동관의 삽입단이 단순히 상기 연결구 본체의 내주면에 긴밀하게 삽입된 상태일 뿐이기 때문에 동관 내부를 흐르는 수압이 동관의 삽입단과 연결구 본체의 내주면 사이에 생긴 틈새에 작용하게 되며, 이렇게 동관의 삽입단과 연결구 본체의 내주면 사이의 틈새로 수압이 작용하게 되면 동관의 삽입단이 중심을 향해 수축되는 현상이 발생하게 되므로 앞서 조임너트의 조임력에 의해 동관의 삽입단 외주면을 밀착하고 있던 패킹의 밀착력이 약해지면서 틈새가 발생되어 수압이 누설되는 문제점이 있게 되며, 또한 연결구 본체의 내주면으로 삽입된 동관이 그 내부를 흐르는 냉수 또는 온수에 의해 수축 또는 팽창되는 현상이 나타나게 될 경우에는 상기한 틈새가 더욱 크게 나타나게 되는 문제점이 있게 된다.

또한 상기와 같은 관연결장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 연결구 본체의 내주면과 동관의 외주면 사이에 혐기성 밀봉 접합제를 충진시켜 밀봉하는 관연결장치가 공개특허공보 제 2744 호에 공개번호 제 98-3128 호로 소개된 바 있으나, 이러한 공개된 특허 역시 연결구 본체 내부로 삽입된 동관의 삽입단이 중심을 향해 수축되는 것을 방지하지 못하기 때문에 동관 내부를 흐르는 수압이 동관의 삽입단 외주에 작용하게 되는 문제점이 발생되거나 또는 냉온수 유체에 의해 동관의 삽입단이 수축 및 팽창되는 현상이 나타나게 되어 연결구 본체의 연결단 내주면과 동관의 삽입단 외주면에 충진된 혐기성 밀봉 접합제가 손상되어 제기능을 발휘하지 못하게 되는 문제점이 있으며, 또한 상기한 공개된 특허의 경우는 연결구 본체의 내부에 연결단의 내경보다 작은 내경을 가지며 동관의 삽입단이 밀착되는 스토퍼구조와 상기 스토퍼구조의 양쪽에 패킹을 설치하기 위한 요홈을 형성시키는 가공작업이 매우 힘들고 까다로워 연결구 본체의 가공비가 비싸져 연결구 본체의 생산비가 고가가되는 것이 문제점으로 지적되고 있으며, 또 금속관체를 절단하게 되면 그 절단면이 날카로운 상태가 되기 때문에 연결구 본체에 금속관체를 삽입시킬 때 상기의 스토퍼구조의 양측에 형성된 요홈에 삽입된 패킹을 손상시키게 되는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제점을 감안하여 창출한 것으로, 관연결장치의 주체가 되는 연결구 본체의 내부에 연결하고자 하는 동관의 삽입단이 중심을 향해 수축되지 못하게 하는 수축방지턱을 형성시키는 수단으로 동관 내부를 흐르는 유체의 압력이 동관의 삽입단 외주면으로 작용하지 못하게 함과 동시 연결구 본체의 연결단 내측으로 삽입된 동관의 삽입단 전체가 수축 또는 팽창되는 현상이 나타나지 않게 하므로서 상기 연결구 본체와 동관이 최초에 연결시킨 상태를 오랫 동안 유지할 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

'-'자형, 'L'자형, 'T'자형으로 된 연결구 본체와, 상기 연결구 본체의 각 연결단 외주면에 형성되는 수나사에 나사조립되는 조임너트와, 상기 조임너트의 나사조임력에 의해 상기 연결구 본체의 연결단 선단에 형성된 경사진 내주면과 동관의 외주면에 밀착되면서 유체의 누설을 방지하는 패킹 및 동관의 중심을 향해 조여들면서 동관의 외주면을 압착하는 압착링으로 구성되는 관연결장치에 있어서,

상기 연결구 본체의 내부에 중심을 향해 돌출되게 형성되며, 상기 연결단 내경보다 작은 내경을 가지는 돌출내경부와;

상기 돌출내경부 각각의 끝부분과 상기 연결단의 내측 끝부분과의 사이에 형성되는 단턱이 상기 연결단의 개구부를 향해 역으로 경사지게 형성되어 동관의 삽입단 내부로 진입되는 역경사단턱;

을 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 것이며, 또한 상기 연결구 본체의 각 연결단 내주면과 동관의 삽입단 외주면 사이에 생긴 틈새에 혐기성 밀봉 접합제를 충진시킨 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 일실시예의 일부 단면도.

도 2 내지 도 3은 도 1의 A부분을 발췌한 확대도로서,

도 2는 연결구 본체에 금속관체를 삽입한 상태이며,

도 3은 연결구 본체에 삽입된 금속관체를 체결한 상태이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 연결구 본체 2 : 돌출내경부

3 : 동관 4 : 패킹

5 : 압착링 6 : 조임너트

11 : 연결단 12 : 수나사

13 : 내주면 14 : 경사면

21 : 역경사단턱 31 : 삽입단

51 : 링형돌기 61 : 걸림턱

본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설면하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 일실시예의 일부 단면도이며, 도 2는 연결구 본체에 금속관체를 삽입한 상태이고, 도 3은 연결구 본체에 삽입된 금속관체를 체결한 상태를 도시한 것으로,

도면부호 1은 연결구 본체를 나타내는 것으로, 상기 연결구 본체(1)의 각 연결단(11)의 외주면에는 수나사(12)가 형성되어 있으며, 또한 상기 연결단(11)의 내주면(13) 선단은 외부를 향해 확관되는 경사면(14)으로 형성되어 있다.

상기 연결구 본체(1)의 내부에는 상기 연결단(11)의 내주면(13)보다 작은 내경을 갖도록 돌출내경부(2)를 형성시키는데, 상기 돌출내경부(2)의 각 끝부분에 형성되는 단턱은 상기한 내주면(13) 끝부분에서 외측을 향해 역으로 경사지게 돌출되는 역경사단턱(21)으로 형성되어 있다.

상기 역경사단턱(21)은 연결단(11) 내부로 동관(3)을 삽입하였을시 동관(3)의 삽입단(31) 안쪽으로 침입하여 상기한 삽입단(31)의 내주연과 접촉하게 된다.

상기 연결구 본체(1)의 각 연결단(11) 선단에는 경사면(14)에 밀착되는 패킹(4)과 일부가 절개된 압착링(5)이 차례로 조립되며, 상기 압착링(5)의 외주면은 경사면(14)과 같은 경사각도로 경사지게 형성되고, 또한 내주면에는 동관(3) 외주면의 압착력을 높이기 위해 링형돌기(51)가 형성되어 있다.

상기 연결구 본체(1)의 각 연결단(11) 외주면에 형성된 수나사(12)에 나사조립되는 조임너트(6)에는 상기 압착링(5)을 압착하는 걸림턱(61)이 형성되어 있다.

그리고 상기 연결구 본체(1)의 연결단(11) 내주면(13)과 동관(3)의 외주면 사이에 생긴 틈새(t)에는 혐기성 밀봉 접합제(7)가 충진되는데, 상기한 틈새(t)는 0.03mm∼0.5mm를 형성되며 보다 바람직하게는 0.04mm∼0.2mm를 유지하도록 하며, 또한 상기한 혐기성 밀봉 접합제(7)는 공기가 없는 공간에서 금속과 금속 사이에서 화학반응하여 경화하는 성질을 가지며 재질로서는 액상인 메타크릴레이트 수지(Methacrylate resin)를 주성분으로 하여 단독 또는 활성개시제인 3염화에탄과 함께 액상으로 도포 충진하게 되는 것이며, 이때 상기한 혐기성 밀봉 접합제(7)의 도포 충진수단은 상기 틈새(t)에 모세관 작용으로 침투시키는 것으로서 이를 위해 상기한 접합제의 점도는 10∼30cps가 좋다. 또한 상기 혐기성 밀봉 접합제(7)를 동관(3) 외주면에 미리 도포한 후 연결시킬 경우에는 400∼550,000cps 정도의 점도를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 틈새(t)가 설정치보다 너무 클 경우에는 공기가 침투하게 되어 혐기성의 작용을 기대하기 어려우며, 이와 반대로 너무 작으면 혐기성 밀봉 접합제(7)의 도포층이 너무 얇아져 소기의 목적을 기대하기 어렵게 되므로 틈새(t)는 앞에서 언급한 바와 같은 미세한 간격을 유지시켜야 한다.

한편, 도면에서는 상기한 연결구 본체(1)를 '-'자형으로 구성된 것을 실시예로 하였으나 'L'자형이나 'T'자형으로 구성된 연결구 본체(1)에도 동일하게 적용된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

상기 연결구 본체(1)의 각 연결단(11)에서 조임너트(6)를 나사풀림하여 분리한 다음 그 분리된 조임너트(6)와 압착링(5) 및 패킹(4)을 동관(3) 외주에 미리 끼워준 상태에서 상기 동관(3)을 연결단(11) 내부로 삽입시킨다.(도 2 참조)

상기와 같이 연결구 본체(1)의 연결단(11) 내부로 삽입된 동관(3)의 삽입단(31)은 그 내부에 형성된 돌출내경부(2)의 역경사단턱(21)에 밀착하게 되는데, 상기한 돌출내경부(2)의 내경이 동관(3)의 내경보다 작으므로 역경사단턱(21)의 돌출 끝부분은 동관(3)의 삽입단(31) 내측으로 진입된 상태가 되는 한편, 상기 연결단(11)의 내주면(13)과 동관(3)의 외주면 사이에는 미세한 틈새(t)가 형성된다.

상기와 같은 상태에서 동관(3) 외주로 액상의 혐기성 밀봉 접합제(7)를 주입하게 되면 모세관 작용으로 틈새(t)에 혐기성 밀봉 접합제(7)가 충진되는 것이며, 또는 상기 혐기성 밀봉 접합제(7)를 연결구 본체(1)의 연결단(11) 내주면(14)과 동관(3)의 삽입단(31) 외주면에 도포한 상태에서 상기한 동관(3)을 연결구 본체(1)의연결단(11)에 삽입하고, 이어서 패킹(4)을 내주면(13)의 선단에 형성된 경사면(14)에 밀착시키고 그 다음으로 압착링(5)을 패킹(4)에 밀착시킨 상태에서 상기 조임너트(6)를 연결단(11)의 수나사(12)에 나사조임하게 되면 걸림턱(61)이 압착링(5)을 압착하게 되면 상기한 압착링(5)은 경사면(14)에 의해 중심방향을 향해 조여들면서 패킹(4)을 압착하게 되므로서 상기한 패킹(4)의 뽀족한 선단부가 틈새(t)를 향해 진입하면서 경사면(14)과 동관(3)의 외주면에 압착되어 틈새(t)를 기밀하게 차단하게 되고, 이같은 패킹(4)의 기밀작용에 의해 틈새(t)는 공기가 없는 혐기성 분위기화 되어 혐기성 밀봉 접합제(7)는 화학반응으로 경화되는 것이며, 또한 상기 조임너트(6)의 조임력에 의해 중심방향으로 조여드는 압착링(5)은 패킹(4)을 압착함과 동시 동관(3)의 외주면을 압착하면서 동관(3)을 돌출내경부(2)쪽으로 미는 작용을 하게 되므로서 상기 동관(3)의 삽입단(31)은 상기 역경사단턱(21)에 강하게 압착되는 작용과 함께 역경사단턱(21)의 경사면에 의하여 확관되려는 작용이 나타나게 되는데, 이와 같이 동관(3)의 외주면을 압착하면서 돌출내경부(2)쪽으로 압착하는 압착링(5)의 작용과 동관(3)의 삽입단(31)이 더 이상 압착되지 못하게 막고 있는 역경사단턱(21)의 작용에 의하여 상기한 압착링(5)에서 부터 역경사단턱(21) 사이에 삽입된 부분은 압축응력이 가해진 상태가 된다.

따라서 동관(3) 내부를 흐르는 유체가 냉수일 경우 또는 온수일 경우 온도변화에 의하여 동관(3) 자체에는 수축 또는 팽창되는 현상이 나타나게 되더라도 상기와 같이 압축응력이 주어진 부분 즉, 연결단(11) 내부에 삽입되어 압착링(5)과 역경사단턱(21) 사이의 부분은 수축 및 팽창현상이 나타나지 않게 되므로 상기 연결구 본체(1)의 각 연결단(11)에 삽입, 연결된 부분은 동관(3)을 최초에 접속시킨 상태를 그대로 유지하고 있게 되는 특징을 나타낸다.

또한 상기 연결구 본체(1) 내부에 형성된 돌출내경부(2)와 연결단(11)의 내주면(13)과의 사이에 형성된 역경사단턱(21)은 동관(3)의 삽입단(31) 내측으로 진입된 상태이므로 동관의 삽입단(31)은 중심을 향해 수축될 수 없는 상태이므로 상기 동관의 삽입단(31)과 연결단의 내주면(13) 사이에 충진, 경화된 혐기성 밀봉 접합제(7)는 틈새(t)를 밀봉시키고 있는 상태를 그대로 유지시키게 되며, 이에 따라 상기 틈새(t)로 수압이 스며들지 못하게 되므로 연결구 본체(1)와 동관(3)은 밀봉 접속상태를 장구히 유지하게 되는 특징을 나타낸다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 연결구 본체의 각 연결부에 동관을 삽입시킨 다음 조임너트를 나사조임할 때 중심을 향해 조여드는 압착링이 동관의 외주면을 압착하면서 동관 자체를 연결단쪽으로 밀어줄 때 동관 삽입단은 연결구 본체의 내부에 형성된 돌출내경부의 역경사단턱에 밀착된 상태에서 더이상 밀리지 않게 되므로서 상기한 압착링과 역경사단턱 사이의 범위안에 있는 동관의 삽입단 자체에 압축응력이 가해진 상태가 되게 하여 동관을 흐르는 냉·온수 유체의 온도변화 또는 외부의 기온변화에도 상기한 동관의 삽입단이 수축 또는 팽창되는 현상이 발생되지 않게 하는 효과가 있으며, 또한 연결구 본체의 내부에 형성된 돌출내경부의 역경사단턱이 동관의 삽입단 내부로 진입하여 상기 한 동관의 삽입단 자체가 중심을 향해 수축되는 현상을 사전에 차단하는 효과가 있는 바, 이와 같은 본 발명은 연결구 본체의 각 연결단에 금속관체를 접속시킨 후 오랜 시간이 경과하게 되더라도 처음 접속 당시의 상태를 그대로 유지시킬 수 있으므로 유체의 누설방지에 탁월한 효과를 나타내는 발명이다.

Claims

'-'자형, 'L'자형, 'T'자형으로 된 연결구 본체(1)와, 상기 연결구 본체의 각 연결단(11)의 내경보다는 작은 내경을 가지도록 연결구 본체의 내부에 중심을 향해 돌출되는 돌출내경부(2)와, 상기 연결구 본체의 각 연결단 외주면에 형성되는 수나사(12)에 나사조립되는 조임너트(6)와, 상기 조임너트의 나사조임에 의해 상기 연결구 본체의 연결단 선단에 형성된 경사면(14)과 동관(3)의 외주면에 밀착되면서 유체의 누설을 방지하는 패킹(4) 및 동관의 중심을 향해 조여들면서 동관의 외주면을 압착하는 압착링(5)으로 구성되는 관연결장치에 있어서,

상기 연결구 본체(1)의 내부에 형성된 돌출내경부(2) 각각의 끝부분과 상기 각 연결단(11)의 내측 끝부분과의 사이에 형성되는 각 단턱이 상기 연결단(11)의 개구부를 향해 역으로 경사지게 형성되어 각 연결단 내측으로 삽입되는 동관(3)의 삽입단(31)을 외측으로 확장시키면서 상기 삽입단(31) 내부로 진입되도록 역경사단턱(21)을 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 금속관체의 관연결장치.
제 1 항에 있어서,

상기 연결구 본체의 각 연결단 내주면과 동관의 삽입단 외주면 사이에 생긴 틈새에 혐기성 밀봉 접합제를 충진시킨 것을 특징으로 하는 금속관체의 관연결장치.