KR100308002B1 - 튜브관연결체,튜브관커넥터및튜브관연결방법 - Google Patents

Abstract

튜브 도관(導管) 연접(連接), 튜브 도관 콘넥터, 튜브 도관 연접을 위한 수압장치.

튜브 도관 연접은 연접부분( 2, 2', 2" ) 의 적어도 하나와, 열팽창력 있고 교차연결된 폴리오레핀(Polyolefin) 과, 확장과 튜브끝의 자가 재전환(self-reconversion) 에 의해 견고하게 그리고 개스가 새지않게 연접부분에 연결된 튜브끝( 6 )을 포함하고 있다.

연결부분( 2, 2', 2" )은 모를 둥글게 한 끝( 5, 5', 5" )을 가진 연장선( 4, 4', 4" ) 이 바깥으로 따르는 표면구조를 포함한다.

Description

튜브관 연결체, 튜브관 커넥터 및 튜브관 연결 방법

제1도는 본 발명에 따른 튜브관 연결체의 단면도.

제2도는 제1도에 보인 튜브관 연결을 만드는 유압 견인 장치의 개략도.

본 발명은, 표면구조물을 구비한 커넥팅 부재를 갖는 튜브관 커넥터, 상온에서 확장되고 상온에서 복원(즉, 수축)될 수 있는 튜브 단부(tube end)로 구성되고, 튜브 단부는 커넥팅 부재에 견고하게 밀봉되며 연결되는 튜브관 연결체에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 튜브관을 견고하게 밀봉시키며 연결하는 튜브관 커넥터에 관한 것으로, 튜브관 커넥터는 표면구조물을 갖는 하나 이상의 커넥팅 부재를 구비한다.

그리고, 본 발명은 튜브관 커넥터를 튜브단부에 연결시키는 유압 견인장치를 사용하는 방법에 관한 것으로, 이 견인장치는 하나 이상의 유압실린더-피스톤 유닛, 튜브 단부 또는 튜브관 커넥터 중 하나를 지지하는 유지수단, 나머지 하나를 지지하는 이동식 유지수단 및 하나 이상의 유압 실린더-피스톤 유닛에 연결된 유압펌프를 구비한다.

유럽 특허출원 제530,387호에, 중밀도(medium density), 고밀도(high density) 또는 열-탄성적(thermo-elastic), 가교(架橋:cross-link)된 폴리올레핀과 같은 물질로 만들어진 튜브를 사용하여 견고하고 가스가 새지 않는 튜브관 연결체를 상온에서 만드는 것이 나와 있다. 튜브 단부는 확장되어져 튜브관 커넥터의 커넥팅 부재에 끼워진다. 여기에는 보통 팽창 심봉(expanding mandrel)이 사용된다. 이러한 조건(상온) 하에서도 튜브 물질, 특히 열-탄성적 가교 폴리올레핀은 원래 상태로 복원(수축)되어진다. 확장이후 튜브관 커넥터로 견고하고 가스가 새지 않게 연결되기에 충분한 정도로 상온에서도 복원(수축)된다. 튜브관 커넥터의 커넥팅 부재에 있는 표면 구조물에 의해 견고하고 가스가 새지 않는 연결이 만들어지고, 튜브 단부와 튜브관 커넥터의 커넥팅 부재 사이에 넓은 접촉면적을 갖는 매우 단단한 연결이 이루어지도록 확장된 튜브 단부가 이 표면 구조물의 둘레에서 수축된다.

팽창 심봉(expanding mandrel)을 사용하며 만들어지는 이러한 공지의 튜브관 연결은 튜브 직경이 50 mm 이상의 범위에서는 잘 만들어질 수 있다. 더 작은 직경에서는, 좁은 튜브관은 상대적으로 유연하고, 튜브관을 구부리면 튜브 단부가 튜브관 커넥터의 커넥팅 부재에서 약간 빠질 수 있다는 점에서 문제가 있다. 이 '약간' 빠지는 것은 연결 부위에서의 바람직하지 않은 누설을 야기하기에 충분하다.

이에 따라, 본 발명의 목적은 튜브관을 구부릴 때에도 충분히 단단한 연결을 유지하는 튜브관 연결을 제공하는 것이고, 또한 이러한 충분히 단단한 연결을 만드는 것이 가능한 튜브관 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 표면 구조물로부터 연장되어 커넥팅 부재의 자유단(말단)을 형성하는 연장부가 상기 커넥팅 부재에 구비되는, 튜브관 연결체로 이러한 목적이 달성된다.

본 발명에 따른 튜브관 커넥터는, 표면 구조물로부터 연장되어 커넥팅 부재의 자유단을 형성하는 연장부를 상기 커넥팅 부재가 구비하는 것을 특징으로 한다.

이에 의해, 튜브가 벤딩 응력(굽힘)을 받더라도, 튜브관 커넥터의 커넥팅 부재에 끼워지는 튜브 단부가 견고하고 가스가 새지 않게 튜브관 커넥터에 연결된 채 유지되는 것이 달성된다.

본 발명에 따른 튜브관 연결체와 튜브관 커넥터의 부가적인 특징들은 종속항에 나와 있다.

팽창 심봉(expanding mandrel)을 사용하여 튜브 단부를 확장시키는 것은 작은 직경을 갖는 튜브의 경우 문제가 발생할 수 있다. 플라스틱 튜브를 사용하며 연결체를 만드는 데 쓰이는 유압 견인 장치(hydraulic pulling device)가, 열-탄성적 가교 폴리올레핀과 같은 상대적으로 딱딱한 물질로 만들어진 튜브를 상온에서 연결시키는데 사용될 수 있는데, 이 물질은 확장된 후 원상태로 복원(수축)되어 견고하고 가스가 새지 않는 연결을 만든다.

본 발명의 실시예가 도면에 도시되었고, 하기에서 도면부호와 함께 자세히 설명된다.

제1도에서는, 세 개의 커넥팅 부재(2)(2')(2'')를 갖는 T-자 형태의 튜브관 커넥터(1)를 보인다. 커넥팅 부재(2)(2')(2'') 각각은 보강물(3)(3')(3'')의 형태로 표면 구조물(surface structure)을 구비하는데, 이는 홈(groove), 비드(bead) 등으로도 형성될 수 있다. 실시예에서는, 보강물은 내측에서는 가파르게 각 커넥팅 부재의 외측면(외경) 쪽으로 내려 앉아 있고 외측에서는 자유단(끝단)쪽으로 테이퍼져 있다. 그리하여 이렇게 형성된 구조물은, 그 경사형태로 인해 튜브 단부에 미끄러져 끼워지는 것이 용이하고, 반면 내측의 가파르게 내려앉은 부분에 의해, 끼워진 튜브 단부가 이탈되지 않도록 충분한 저항을 제공한다.

보강물(3)(3')(3'')은 각각의 연장부(4)(4')(4'')에 의해 외측으로 뻗는데, 이 연장부는 해당 커넥팅 부재(2)(2')(2'')와 동일한 내경을 갖고, 요구된다면 도시된 바와 같이 해당 커넥팅 부재의 외경보다 약간 작은 외경을 갖는다. 연장부(4)(4')(4'')의 자유단(끝단)에는, 해당 튜브 단부에 끼워지는 것이 쉽도록 챔퍼(chamfer)(5)(5')(5'')가 형성되어 있다.

커넥팅 부재(2)(2')(2'')에 끼워지는 동일하게 형성된 튜브 단부(6)가 도시되었는데, 특히 이 튜브 단부 또는 튜브의 내경이 각 커넥팅 부재(2)(2')(2'')의 내경과 같도록 설계되었다. 이에 따라 튜브 단부(6)에서 대응 커넥팅 부재로 넘어가는 내부 통로에 모서리가 형성되지 않게 되는데, 내경이 서로 다른 경우에 형성되는 모서리는 내부를 통과하는 매체 흐름에 흐름 저항을 제공한다. 이러한 흐름 저항이 별 상관없다면, 서로 다른 내경이 선택될 수 있다.

실시예에서, 튜브 또는 튜브 단부(6)는 열-탄성 가교 폴리올레핀으로 만들어져, 상온에서 확장되고 확장된 상태에서 대응 커넥팅 부재(2)(2')(2'')에 밀어 끼워진다. 확장된 튜브 단부(6)는 복원(수축)에 의해 대응 커넥팅 부재에 단단히 연결되고 각 보강물(3)(3')(3'') 둘레로 수축한다. 연장부(4)(4')(4'')에 의해, 연결부의 길이는 증대되고, 각 커넥팅 부재의 표면 구조물에서 걸림에 의해 넓은 접촉면적을 갖는 연결이 이루어지는데 튜브가 굽힘응력을 받을 때에도 견고하고 가스가 새지 않는 연결을 유지한다.

확장 작업 후, 전술한 튜브관 연결체는, 확장된 튜브 단부(6) 부근의 외측에 끼워진 외측보강물(20)(제2도)을 구비할 수 있다. 그러한 외측보강물(20)은 튜브 재질보다 더 큰 탄성을 갖는 탄성, 열가소성 또는 열-탄성물질로 만들어질 수 있는데, 튜브와 같은 재질일 수도 있다.

실시예에서, 튜브관 커넥터는 T-자 형 커넥터인데, Y-자 형 또는 다른 형태, 예를 들어 두 개의 커넥팅 부재만을 갖는 단순한 튜브 커넥터일 수도 있다. 가장 간단한 경우, 두 튜브 단부가 직접 연결되는 것이 요구되면, 커넥팅 부재가 일측 튜브 단부에 직접 형성될 수도 있다. 실시예에서, 튜브관 커넥터는 금속, 특히 청동으로 만들어졌는데, 유리, 플라스틱과 같은 다른 물질 또는 열-탄성 가교 폴리올레핀으로도 만들어질 수 있다.

전술한 타입의 커넥팅 부재와 튜브 단부를 연결시키는데 있어서, 예를 들어 제2도에 개략적으로 보인 것과 같은 유압 견인 장치(hydraulic pulling device)가 사용될 수 있다. 이러한 견인 장치는 플라스틱 튜브를 연결하는데 사용되는 것으로 알려져 있다. 이러한 유압견인 장치가 열-탄성 가교 폴리올레핀으로 만들어진 튜브의 단부를 상온에서 확장시키는 데에도 유리하게 사용될 수 있다.

제2도에, 두 유압 실린더(7)(8)가 제1유지 수단(9)으로 연결되며 서로 평행하게 배열되어 있다. 제1유지 수단(9)은 너얼링된 나사(knurled screw)(10)와 같은 나사를 일측에 구비하고 타측에는 힌지(11)를 구비한다. 제1유지수단(9)의 두 유지 부재는 힌지(11)에 의해 서로 연결되는데, 유지부재들이 열려서 그 사이에 튜브(12)의 단부(6)를 수용한 다음, 닫혀서 튜브 단부(6)를 지지하게 된다.

유압 실린더(7)(8)로부터 각 피스톤(13)(14)이 돌출하여 서로 평행하게 뻗어 있다; 그 자유단(끝단)은 제2 유지 수단(15)에 의해 연결된다. 제2 유지수단도 힌지-연결된 유지 부재들을 구비하는데 그 사이에 튜브 커넥터(1)가 수용되고, 커넥팅 부재(2)가 제2유지수단(15)에서 튜브 단부(6) 쪽으로 돌출되며 지지된다.

수작동(manually operated) 유압 펌프(16)가 유압라인(17)을 통해 각 유압 실린더(7)(8)의 커넥터(18)(19)에 연결되어 있다. 유압펌프(16)를 가동하면, 피스톤 로드(13)(14)가 유압실린더(7)(8) 안으로 들어가고, 제2유지수단(15)이 커넥팅 부재(2)와 함께 튜브 단부(6) 쪽으로 당겨져 끼워진다. 이러한 방식으로, 커넥팅 부재(2)와 튜브 단부(6) 사이에 견고하고 가스가 새지 않는 연결이 만들어진다.

커넥팅 부재(2)를 당기는 작업 중 튜브 단부(6)가 휘지 않도록 지지하기 위해, 커넥팅 부재(2)에 끼워지지 않거나, 확장될 튜브 단부(6)에 인접한, 제1유지수단(9)에서 돌출해 나온 튜브 부분의 둘레에 탄성, 열가소성 또는 열-탄성 물질로 만들어진 외측보강물(20)이 제공된다. 외측보강물(20)의 재질은 튜브 재질보다 더 큰 탄성을 가질 수도 있고 동일한 재질일 수도 있다. 튜브 단부(6)가 확장된 후, 외측보강물(20)은 제거되거나 튜브 단부(6)에 남겨질 수 있다.

유압 견인 장치는 물론, 튜브 단부(6)가 제2유지수단(15)에 끼워지고 커넥팅 부재(2)를 갖는 튜브관 커넥터가 제1유지수단(9)에 끼워지는 방식으로도 작동될 수 있다.

전술한 유압 견인 장치 대신, 하나의 유압 실린더를 갖는 다른 유압장치가 사용될 수도 있다. 여기서, 튜브 단부 또는 튜브관 커넥터를 유지하는 유지수단 중 하나가 고정 지지부(stationary support)에 부착되고, 다른 유지 수단은 피스톤 로드에 연결되어 가이드 수단에 의해 가이드된다. 유압실린더는 수작동 펌프에 연결되고 이 수작동펌프가 작동하면 튜브 단부가 튜브관 커넥터로 당겨져 끼워진다.

Claims (15)

1. 표면 구조물을 갖는 커넥팅 부재(2)(2')(2'')를 구비한 튜브관 커넥터(1)와, 상온에서 확장될 수 있고 상온에서 복원되어지는 튜브 단부(6)로 구성되어, 튜브 단부가 커넥팅 부재(2)(2')(2'')에 견고하고 밀봉되게 연결되는 튜브관 연결체에 있어서, 표면구조물에서 연장되어 커넥팅 부재(2)(2')(2'')의 자유단을 형성하는 연장부(4)(4')(4'')가 상기 커넥팅 부재(2)(2')(2'')에 구비되는 것을 특징으로 하는 튜브관 연결체.
2. 제1항에 있어서, 상기 표면 구조물은, 연장부(4)(4')(4'')쪽으로 테이퍼지고 상기 연장부와 일체로 형성되는 보강물(3)(3')(3'')로 구성된 것을 특징으로 하는 튜브관 연결체.
3. 제2항에 있어서, 연장부(4)(4')(4'')의 자유단(5)(5')(5'')에 챔버(chamfer)가 형성된 것을 특징으로 하는 튜브관 연결체.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 튜브 단부(6)는 커넥팅부재(2)(2')(2'')의 내경과 동일한 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 튜브관 연결체.
5. 제2항에 있어서, 튜브관 커넥터는 두 개 또는 세 개 이상의 커넥팅 부재를 갖는 커넥터이거나, 일측 튜브 단부에 직접 형성되는 것을 특징으로 하는 튜브관 연결체.
6. 제4항에 있어서, 튜브 재질은 중밀도(medium density), 고밀도(high density), 또는 열-탄성 가교 폴리올레핀 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 튜브관 연결체.
7. 제6항에 있어서, 커넥팅 부재(2)(2')(2'')에 연결되는 확장된 튜브 단부(6) 부근에 튜브 단부(6)를 둘러싸는 탄성재질의 외측보강물(20)이 튜브에 제공되는 것을 특징으로 하는 튜브관 연결체.
8. 표면 구조물을 갖는 하나 이상의 커넥팅 부재(2)(2')(2'')를 구비하고 튜브관과 견고하고 밀봉되게 연결되는 튜브관 커넥터에 있어서, 표면구조물에서 연장되어 커넥팅 부재(2)(2')(2'')의 자유단을 형성하는 연장부(4)(4')(4'')가 상기 커넥팅 부재(2)(2')(2'')에 구비되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
9. 제8항에 있어서, 상기 표면 구조물은, 연장부(4)(4')(4'')쪽으로 테이퍼지고 상기 연장부와 일체로 형성되는 보강물(3)(3')(3'')로 구성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 연장부(4)(4')(4'')의 자유단(5)(5')(5'')에 챔퍼(chamfer)가 형성된 것을 특징으로 하는 커넥터.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 커넥터가 두 개 또는 세 개 이상의 커넥팅 부재를 구비하거나, 일측 튜브 단부에 직접 형성되는 것을 특징으로 하는 커넥터.
12. 하나 이상의 유압 실린더-피스톤 유닛과, 튜브 단부 또는 튜브관 커넥터 중 하나를 지지하는 유지 수단과, 나머지 하나를 지지하는 이동식 유지 수단과, 하나 이상의 유압 실린더-피스톤 유닛에 연결된 유압 펌프를 구비한 유압 견인 장치를 사용하고, 상기 이동식 유지수단을 이동시켜 열-탄성 가교 폴리올레핀으로 된 튜브와 튜브관 커넥터를 연결시키는 방법.
13. 제12항에 있어서, 튜브 단부 또는 튜브관 커넥터에서, 탄성 물질로 만들어진 외측보강물이, 확장될 튜브 단부 부근에 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 피스톤을 포함하고 수작동(manually operated) 펌프에 연결되는 하나의 실린더가 유압 실린더-피스톤 유닛에 구비되고, 튜브 커넥터 또는 튜브 단부 중 하나를 지지하는 고정식 유지 수단과, 나머지 하나를 지지하고 가이드 수단을 통해 가이드되는 이동식 유지수단이 유압 견인 장치에 제공되어, 상기 이동식 유지 수단을 이동시킴에 의해 튜브관을 연결시키는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 각각 유압실린더와 피스톤 로드를 포함하는 두 개의 유압 실린더-피스톤 유닛이 상기 유압 견인 장치에 제공되고, 서로 평행하게 배열된 상기 두 유압 실린더를 연결하는 유지 수단과, 상기 유압 실린더에서 돌출하여 서로 평행하게 뻗은 피스톤 로드에 부착된 이동식 유지 수단을 구비한 유압 견인 장치를 사용하여, 상기 이동식 유지수단을 이동시킴에 의해 튜브관을 연결시키는 것을 특징으로 하는 방법.