KR101352920B1

KR101352920B1 - 더블패킹 구조를 갖는 배관 신축이음부

Info

Publication number: KR101352920B1
Application number: KR1020130052990A
Authority: KR
Inventors: 안창엽
Original assignee: 조인트유창써멀시스템 주식회사
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2014-01-20

Abstract

본 발명은 더블패킹을 갖는 배관의 신축이음부에 관한 것으로,
슬립관과, 이 슬립관의 외주면이 슬립 이동되도록 슬라이딩면을 형성하고, 이 슬라이딩면 소정위치에는 누수차단용 패킹부재가 장착되는 수밀 패킹용 홈이 설치되는 스터핑박스로 이루어지는 신축이음부에 있어서, 상기 패킹부재(40)는, 직사각 단면의 전면에 상,하돌부(401)(402)를 형성하되 상돌부(401)가 하돌부(402) 보다 길게 돌출되고, 이 상,하돌부(401)(402) 사이에 내압형성홈(404)을 형성하며, 상면에는 수밀 패킹용 홈(31)의 돌출라인(38)에 지지되는 지지홈(403)을 형성하는 패킹부재(40)를 스터핑박스(30)의 수밀 패킹용 홈(31)에 마주보게 복수 장착하여, 내측의 패킹부재(40)는 내압을 형성하여 배관내의 유체를 차단하고, 외측의 패킹부재(40)는 2차적 누설된 유체로서 내압형성홈(404)내에서 내압을 확장시켜 기밀성을 높이는 것을 특징으로 하는 더블패킹을 갖는 매립 배관의 신축이음부이다.

Description

더블패킹 구조를 갖는 배관 신축이음부{Improved packing forces expansion contraction joint part for use of double packing}

본 발명은 도심 배관에 매설되거나 지상 설치된 유체 이송용 배관의 신축이음부에 관한 것으로 구체적으로 인체에 유해하지 않은 패킹구조로 형성된 신축이음부( 일반적 신축이음부는 열에 의한 신축팽창 변위, 외적변위에 따라 신축되는 이음관을 연결하고, 신축 이음재 내부에 유체의 누설(Leakage)을 방지하고자 인체 유해성과 관계없이 단순 1차적 패킹구조로 되어 있으나 1차 패킹구조의 단점을 보완한 2차적 패킹구조를 형성한 신축 이음재 임)를 연결, 설치하는 더블패킹 구조를 갖는 배관 신축이음부에 관한 것이다.

종래에는 슬립관이 스터핑박스내에서 이동하는 신축이음부내에 여러가지 형태의 패킹방식이 제안되어 왔다. 종래 알려진 여러가지 패킹부재들을 첨부 도면 도 1a 내지 도 1b에서 제시하고 있다.
이들의 구조는 공히 패킹 수용홈에 삽입되기 위한 형태의 변경이나, 슬라이드면에 접촉력을 향상하는 돌출부를 형성하여 접촉력을 강화하는 구조를 예시하고 있다.
이러한 패킹부재들은 유체 이송용 연결관이나 슬라이드관,슬립관이 삽입되는 신축이음구조에서 이송 유체의 압력에 비하여 패킹의 가압력이 떨어지는 경우 유체의 누설이 발생된다.
이러한 이송 유체의 압력이상으로 슬라이드면에 가해지는 압력이 커야 하지만 장기간 사용되면 유체열에 의한 열화, 왕복운동에 의한 패킹의 마모, 균열 등으로 그 수명이 떨어져 유체누설이 발생 된다.
아울러 매립된 배관의 배관계는 신축이음부의 누설사고시 이를 보수하기 위하여 일일히 관로전부를 개착하여 이를 보수하게 되어 상당한 공사기간,인건비, 통행방해등의 문제점이 발생된다.
따라서 기존 배관계의 신축이음부는 물론 새로이 설치되는 배관계의 신축이음부를 개선하여 보다 수명이 보장되고 기존 관로의 보수시에도 유용한 방식의 패킹방식이 적용된 신축이음부가 필요로 되어 왔다.

등록특허 10-0849902

본 발명은 내압형 패킹(슬립관과 스터핑박스사이에 슬라이딩접촉면 사이에서 누설되는 유체의 압력으로 내압을 형성하는 패킹의 일종, 이하 내압형 패킹이라 함)을 복수개(double packing) 사용하여 패킹존((packing zone, 2개의 패킹을 마주보게 형성하여 각 패킹끼리의 내압에 의하여 패킹의 내압이 증가하는 공간, 이하 패킹존이라 함)을 형성하여 기밀성을 증가시킨 패킹방식을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 복수 패킹중 내측에 위치하는 패킹에서 패킹의 마모 및 변형에 의하여 유체 누설이 발생할 경우 유체의 압력이 커져 패킹의 기밀성이 보다 증가하게 되고 내측 메인패킹부재을 통과하여 복수의 대향하는 내,외측 메인패킹부재이 이루고 있는 패킹존에 유체 압력이 작용하여 복수의 내,외측 메인패킹부재의 슬라이딩면에 가해지는 패킹부 내압력이 증가하여 기밀성을 증가시키게 하는 데에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
슬립관과, 이 슬립관의 외주면이 슬립 이동되도록 슬라이딩면을 형성하고, 이 슬라이딩면의 소정위치에 형성된 패킹공간에 패킹부재가 장착되는 스터핑박스로 이루어지는 배관의 신축이음부에 있어서, 직사각 단면의 전면에 상,하돌부와, 상,하돌부사이에 내압형성홈을 형성하고, 돌출라에 지지되는 지지홈을 형성하는 메인패킹부재를 스터핑박스의 패킹공간에 마주보게 복수개 장착하되, 제1메인패킹부재와, 제2메인패킹부재로 이루어진 더블패킹 구조를 갖는을 갖는 배관의 신축이음부로서 달성된다.
상기 메인패킹부재는 제1메인패킹부재와 제2메인패킹부재로 이루어지고, 그 각각은,
전면에 상,하돌부를 형성하고, 상,하돌부 사이에 내압형성홈을 형성하여, 대칭적으로 마주보면서 패킹공간과 돌출라인에 지지되는 지지홈을 형성하는 구조를 갖도록 패킹공간에서 2개가 마주보게 복수 장착하여, 내측의 내압형성용 제1메인패킹부재는 배관내의 유체를 차단하고, 외측의 제2메인패킹부재는 발생된 누설유체로서 내압을 형성하여 내압형성홈을 확장시켜 패킹존을 형성하여 기밀성을 높이는 더블패킹 구조를 갖는 배관 신축이음부로서 달성된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
스터핑박스 내주면상에 슬립관 정지용 스토퍼를 갖는 배관의 신축이음부에 서, 직사각 단면의 전면에 상,하돌부와 상,하돌부 사이에 내압형성홈을 형성하되, 패킹공간과 돌출라인에 지지되는 지지홈을 형성하여 스터핑박스의 패킹공간에서 마주보게 복수개 장착하여, 내측의 내압형성용 제1메인패킹부재는 배관내의 유체를 차단하고, 외측의 제2메인패킹부재는 발생된 누설유체로서 내압을 형성하여 내압형성홈을 확장시켜 기밀성을 높이는 더블패킹 구조를 갖는 배관 신축이음부로서 달성된다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
스터핑박스 이 슬립관의 외주면이 슬립 이동하도록 슬라이딩면을 형성하고, 이 슬라이딩면의 소정 위치에 형성된 패킹공간을 형성한 스터핑박스와, 직사각 단면의 전면에 상,하돌부(401)(402)와, 상,하돌부(401)(402) 사이에 내압형성홈(404)을 형성하고, 돌출라인(38)에 지지되는 지지홈(403)을 형성하는 메인패킹부재(40)를 스터핑박스(30)의 패킹공간(31)에 마주보게 복수개 장착하여, 내측의 제1메인패킹부재는 배관내의 유체를 차단하고, 외측의 제2 메인패킹부재는 발생된 누설유체로서 내압을 형성하여 내압형성홈(404)을 확장시켜 기밀성을 높이는 더블패킹 구조를 갖는 배관 신축이음부에 있어서,
슬립관(20)과 스터핑박스(30)의 내,외주면을 따라 적어도 하나 이상의 걸림홈(22)(32)을 각각 형성하고, 이 걸림홈(22)(32)에 걸려 잠그어지는 잠금부재(25)(36)를 출몰되게 형성하여 신축이음부의 신축 변형된 길이를 표시함과 동시에 자동 잠금이 이루어지도록 하고, 슬립관(20)이 스터핑박스(30) 내면에서 이동하도록 한 뒤 슬립관(20)과 스터핑박스(30)의 경계면을 용접(50)하는 것을 특징으로 하는 더블패킹 구조를 갖는 배관의 신축이음부로서 달성된다.

이상과 같이 본 발명은 내압형 패킹을 복수 사용하므로서 기밀성을 증가하는 효과를 거두며, 기존 1개 구조의 신축이음부의 메인패킹부재에서 변형 마모가 발생되면 유체송기를 중단하고 메인패킹부재를 교체하여야 하나 본 발명에서는 교체하지 않고도 복수의 메인패킹부재들이 상호 작용하여 내측에 위치하는 제1메인패킹부재는 누설유체를 차단하지만 그럼에도 불구하고 누설된 유체는 제1메인패킹부재와 제2메인패킹부재사이의 누설유채로서 내압이 커져 패킹존을 형성하게 하므로서 메인패킹부재 각각의 기밀성(메인패킹부재를 통과하여 대향하는 내,외측 제1,제2메인패킹부재가 이루고 있는 패킹존에 유체 압력이 작용하여 각각의 메인패킹부재의 슬라이딩면에 가해지는 가압력이 증가하여 기밀성)을 증가시키는 패킹존 시스템을 제공하게 된다.
즉, 유체의 압력으로 인하여 내측 각각의 메인패킹부재의 기밀성이 떨어지더라도 내,외측사이의 제1,제2메인패킹부재가 형성한 패킹존을 통하여 누설유체의 압력이 내압력으로 작용하는 패킹기능으로 바뀌면서 슬라이딩면의 누설유체에 대한 기밀성을 상당히 높이는 효과를 갖는다.
이로써 저압유체 이송시 내압형 패킹의 기밀성이 낮은 문제점을 제거할 수 있는 것이며, 더블패킹 구조를 갖는 배관 신축이음부(더블 내압형 패킹시스템)는 유체의 압력 변화에 따라 내,외측 메인패킹부재의 기능이 누설압력에 의하여 변화하여 내압력으로 작용하므로서 기밀성을 증가시키는 특징을 갖는다.

도 1a 내지 도 1b는 종래 알려진 배관 조인트의 패킹들의 도면들이고,
도 2는 본 발명 더블패킹 구조를 갖는 구조를 갖는 배관의 신축이음부에서 패킹부재가 대향하여 복수로 장착된 신축이음부를 나타내는 요부 절개 사시도이고,
도 3은 본 발명 더블패킹 구조를 갖는 구조를 갖는 배관의 신축이음부에 적용된 메인패킹부재의 요부 발췌사시도이고,
도 4는 본 발명 더블패킹 구조를 갖는 구조를 갖는 배관의 신축이음부를 이용한 도심 지중 및 지상 유체 이송용 배관의 신축 흡수를 위한 유체 송기전에 시공될 신축이음부의 개략도면이고,
도 5는 본 발명 더블패킹 구조를 갖는 구조를 갖는 배관의 신축이음부를 이용한 도심 지중의 유체 이송용 배관의 신축 흡수를 위한 유체 송기후에 시공된 신축이음부의 개략도면이고,
도 6은 본 발명 매립 배관의 신축이음부 보수공법에서 신축이동후 용접한 상태의 단면도이고,
도 7a는 본 발명 매립 배관의 잠금 스토퍼가 부착된 매립 배관의 시공시 적용한 신축이음부의 예열하기 전 단면도이고, 도 7b는 본 발명 매립 배관의 신축이음부의 보수공법에서 신축이음부의 시공시 적용한 신축이음부의 예열 후의 단면도이다.

먼저, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기 위한 개요를 간략히 설명한다.
본 발명 기밀성 유지 방식은 내압형 패킹방식을 기본으로 내압형 패킹을 2개를 사용하여 그 기밀성을 더욱 증가 시키는 것이다. 2개 패킹의 설치 구조는 외측과 내측의 방향을 달리하여 마주보는 패킹사이의 유체를 고립시키는 더블패킹 구조를 갖는 방식이다. 내측 메인패킹부재는 배관내의 유체를 1차적으로 차단하는 패킹역할을 가지고 있으나 패킹재의 변형 마모가 발생되면 기존제품은 유체송기를 중단하고 패킹재를 교체하여야 하지만 1차측에 해당하는 내측 메인패킹부재가 유체를 차단하는 기능이 저하할 경우 내,외측 메인패킹부재가 이루고 있는 패킹존(packing zone)으로 누설유체가 내측 메인패킹부재을 통해 유입되게 된다. 이러한 유입유체는 외측으로 누출을 방지하면서 내압형태로 되어 있어 유체의 압력이 올라갈수록 기밀성은 높아지게 된다(구체적인 실시예는 이하에서 설명한다).

한편 유체의 압력이 내측의 패킹의 기밀성보다 떨어질 경우 내측의 패킹이 외측과 내측 메인패킹부재사이의 유체의 압력에 의해 내측 메인패킹부재은 내압형 패킹으로 그 기능이 바뀌어서 배관내의 유체의 기밀성을 높인다. 이는 저압에서 내압형 패킹부재의 기밀성의 문제점을 제거할 수 있다. 따라서 더블패킹의 내압형 패킹시스템은 유체의 압력의 변화에 따라 외,내측 메인패킹부재의 기능이 때에 따라서 내압형으로 작용하여 그 기밀성을 증가시키는 특징을 갖고 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면과 함께 구체적으로 설명한다.
첨부 도면중 도 2는 본 발명 더블패킹 구조를 갖는 구조를 갖는 배관의 신축이음부에서 패킹부재가 대향하여 복수로 장착된 신축이음부를 나타내는 요부 절개 사시도이고, 도 3은 본 발명 신축이음부의 더블 패킹시스템에 적용된 패킹부재의 요부 발췌사시도이고, 도 4는 본 발명 더블패킹 구조를 갖는 구조를 갖는 배관 신축이음부를 적용한 시스템을 보이는 단면도이다.
상기 도면들에 따르는 본 발명 더블패킹 구조를 갖는 구조를 갖는 배관의 신축이음부의 하나의 실시예는 슬립관(20)과, 스터핑박스(30) 및 복수의 메인패킹부재(40)로 이루어진다.
슬립관(20)은 소정의 직경을 이루어 배관에 연결되는 원통형의 관체로서, 일측단부에 배관(10)과 연결되는 연결부(21)를 형성하고, 그 외주면은 슬라이딩면(21)을 형성한다.
스터핑박스(30)는 슬립관(20)의 슬라이딩면(21)이 슬라이딩 접촉되는 슬라이딩면(34)이 형성되고, 그 슬라이딩면(34)의 내주면상 소정위치에는 누수차단용 패킹부재(40)가 장착되는 패킹공간(31)이 형성된다.
상기 메인패킹부재(40)는 직사각 단면의 전면에 상,하돌부(401)(402)와 상,하돌부(401)(402) 사이에 내압형성홈(404)을 형성하고, 내압형성홈(404)사이에 내압력 패킹존(405)를 형성한다.
즉, 패킹공간(31)과 돌출라인(38)에 지지되는 지지홈(403)을 형성하는 구조를 갖는 2개의 메인패킹부재(40)를 스터핑박스(30)의 패킹공간(31)에 마주보게 복수 장착하여, 내측의 내압형성용 제1메인패킹부재(40)는 배관내의 유체를 차단하고, 외측의 제2메인패킹부재(40)는 발생된 누설유체로서 내압을 형성하여 내압형성홈(404)을 확장시켜 내압패킹존(405)을 형성하여 기밀성을 높이는 것이다.

한편, 상기 도면들에 따르는 본 발명 더블패킹 구조를 갖는 구조를 갖는 배관의 신축이음부의 다른 실시예는 슬립관(20)과, 스터핑박스(30) 및 복수의 메인패킹부재(40)로 이루어지되, 스터핑박스(30) 내주면상에 슬립관(20) 정지용 스토퍼(33)를 형성하는 신축이음부이다. 이러한 신축이음부의 메인패킹부재(40)는, 직사각 단면의 전면에 상,하돌부(401)(402)와 상,하돌부(401)(402) 사이에 내압형성홈(404)을 형성하여서 되며, 스터핑박스(30)의 패킹공간(31)과 돌출라인(38)에 지지되는 지지홈(403)을 형성하는 구조를 갖는 메인패킹부재(40)를 스터핑박스(30)의 패킹공간(31)에 마주보게 복수개 장착하여, 내측의 내압형성용 제1메인패킹부재(40)는 배관내의 유체를 차단하고, 외측의 제2메인패킹부재(40)는 발생된 누설유체로서 내압을 형성하여 내압형성홈(404)을 확장시켜 내압패킹존(405)을 형성하여 기밀성을 높이는 것이다.
또한, 상기 도면들에 따르는 본 발명 더블패킹 구조를 갖는 구조를 갖는 배관의 신축이음부의 다른 실시예는 슬립관(20)과, 스터핑박스(30) 및 복수의 메인패킹부재(40)로 이루어지되, 스터핑박스(30) 내주면상에 형성된 슬립관(20) 정지용 스토퍼(33)까지 슬립관(20)이 최대 이동하도록 예열시킨 뒤 슬립관(20)과 스터핑박스(30)가 충분하게 신축 이동한 상태에서 그 경계면을 용접(50)한 신축이음부이다.
메인패킹부재(40)는 각각 직사각 단면의 전면에 상,하돌부(401)(402)와 상,하돌부(401)(402) 사이에 내압형성홈(404)을 형성한다.
따라서 스터핑박스(30)의 패킹공간(31)과 돌출라인(38)에 지지되는 지지홈(403)을 형성하는 구조를 갖는 2게의 제1,제2메인패킹부재(40)를 스터핑박스(30)의 패킹공간(31)에 마주보게 복수개 장착하여 내측의 내압형성용 제1메인패킹부재(40)는 배관내의 유체를 차단하고, 외측의 제2메인패킹부재(40)는 발생된 누설유체로서 내압을 형성하여 내압형성홈(404)이 확장된 내압패킹존(405)을 형성한다. 이 내압패킹존(405)는 기밀성을 크게 향상시킨다.
이와 같은 본 발명 더블패킹 구조를 갖는구조를 갖는 배관의 신축이음부의 내측 내압형성용 제1메인패킹부재(40)는 배관내의 유체를 차단하고, 외측의 제2메인패킹부재(40)는 발생된 누설유체로서 내압을 형성하여 내압형성홈(404)을 확장시켜, 결국 패킹공간(31)에서 내압패킹존(405)을 형성하여 기밀성을 높이는 더블패킹 구조를 갖는을 갖는 매립 배관의 신축이음부를 제공한다.

본 발명 더블 패킹을 갖는 매립 배관의 신축이음부의 다른 실시예를 설명한다.
첨부 도면중 도 6은 본 발명 더블 패킹을 갖는 매립 배관의 신축이음부에서 신축이동후 용접한 상태의 단면도이고, 도 7a는 본 발명 더블 패킹을 갖는 매립 배관의 신축이음부 시공시 적용한 신축이음부의 예열하기 전 단면도이고, 도 7b는 본 발명 더블 패킹을 갖는 매립 배관의 신축이음부의 시공시 적용한 신축이음부의 예열 후의 단면도이다.
즉, 슬립관(20)의 외주면을 따라 적어도 하나 이상의 걸림홈(22)을 형성하고, 스터핑박스(30)의 입구측 내주면에는 상기 걸림홈(22)에 걸려 잠그어지는 제1잠금부재(36)가 수용되어 출몰하는 제1잠금홈(35)을 형성한다. 상기 걸림홈(22)은 계산된 신축량 만큼의 신축이음부의 신축 변형된 길이를 측정하기 위하여 제1걸림홈(221), 제2걸림홈(222), 제3걸림홈(223)등 소정 간격을 두고 형성한다. 이 걸림홈들의 길이와 간격은 시공현장 사정에 따라 사전 설계치를 반영하여 적용한다.
본 발명 더블 패킹을 갖는 매립 배관의 신축이음부를 이용한 도심 지중의 유체 이송용 배관의 시공 과정에서 슬립관의 역이동후 이동길이를 단계별로 육안확인한 뒤 용접하므로서 기존 배관계에 가해지는 선형이동력을 보유하게 된다. 스터핑박스(30)의 역이동길이를 확인하여 배관계의 지중 굴곡의 정도에 따른 적당한 슬립을 흡수,완충해둔 상태에서 슬립관(20)과 스터핑박스(30)의 경계면을 용접하여 매립하므로써 기존 배관계가 가지는 선형이동력을 확보한 상태로 신축이음부를 보수하게 된다.

10:배관, 20:슬립관, 21:슬라이드외면, 22,32;걸림홈, 221,321:제1걸림홈, 222,322:제2걸림홈, 223,323:제3걸림홈, 23:제2잠금홈, 24:연결부, 25:제2잠금부재, 30:스터핑박스, 31:패킹공간, 33:스토퍼(stopper), 34:슬라이드내면, 35:제1잠금홈, 36:제1잠금부재, 38: 돌출라인, 40:패킹부재, 401,402:상,하돌부. 403:지지홈, 404:내압형성용홈, 405: 내압력 패킹존, 42:보조패킹.

Claims

삭제
삭제
슬립관과, 이 슬립관의 외주면이 슬립 이동하도록 슬라이딩면을 형성하고, 이 슬라이딩면의 소정 위치에 형성된 패킹공간을 형성한 스터핑박스와, 전면에 상,하돌부(401)(402)와, 상,하돌부(401)(402) 사이에 내압형성홈(404)을 형성하고, 돌출라인(38)에 지지되는 지지홈(403)을 형성하는 2개의 제1,제2메인패킹부재(40)를 스터핑박스(30)의 패킹공간(31)에 마주보게 장착하여, 내측의 제1메인패킹부재는 배관내의 유체를 차단하고, 외측의 제2 메인패킹부재는 발생된 누설유체로서 내압을 형성하여 내압형성홈(404)을 확장시켜 내압패킹존(405)를 형성하고, 슬립관(20)과 스터핑박스(30)의 내,외주면을 따라 적어도 하나 이상의 걸림홈(22)(32)을 각각 형성하고, 이 걸림홈(22)(32)에 걸려 잠그어지는 잠금부재(25)(36)를 출몰되게 형성하여 신축이음부의 신축 변형된 길이를 표시함과 동시에 자동 잠금이 이루어지도록 하고, 슬립관(20)이 스터핑박스(30) 내면에서 이동하도록 한 뒤 슬립관(20)과 스터핑박스(30)의 경계면을 용접(50)하는 것을 특징으로 하는 더블패킹 구조를 갖는을 갖는 배관 신축이음부.