KR101924450B1

KR101924450B1 - 소켓이 구비된 금속관, 이를 이용한 금속관 연결장치 및 금속관의 소켓 형성 방법

Info

Publication number: KR101924450B1
Application number: KR1020170149745A
Authority: KR
Inventors: 김일
Original assignee: 주식회사 코팅코리아
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2018-12-03
Anticipated expiration: 2037-11-10

Abstract

본 발명에 따른 소켓이 구비된 금속관은, 다른 금속관이 삽입될 수 있도록 금속관의 일단이 확관되어 형성되는 제 1 소켓부와; 상기 제 1 소켓부에 연결되어 형성되며, 실링 부재가 위치할 수 있도록 상기 금속관이 확관되어 형성되는 제 2 소켓부와; 상기 제 1 소켓부와 상기 제 2 소켓부 중 적어도 어느 한 쪽 소켓부의 외면에 밀착 고정되되, 상기 금속관을 수직으로 세웠을 때 자중에 의해서는 금속관에 밀착된 위치에서 이탈하지 않도록 고정되어, 걸림부를 형성하는 소켓링을 포함하여 구성됨으로써, 관 연결 작업의 편의성이 형상되고, 관 연결 후에는 안정된 연결 상태가 유지되어 내구 성능이 향상될 수 있으며, 이에 따라 배관 연결 구조의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

Description

소켓이 구비된 금속관, 이를 이용한 금속관 연결장치 및 금속관의 소켓 형성 방법{METAL PIPE WITH SOCKET, METAL PIPE CONNECTION DEVICE USING SAME, AND METHOD FOR FORMING SOCKET OF METAL PIPE}

본 발명은 금속관을 서로 연결하는데 이용되는 소켓과, 이를 이용한 금속관 연결장치 및 금속관 소켓 형성 방법에 관한 것이다.

일반적으로 상수, 하수, 가스, 원유 등 유체의 수송을 목적으로 하는 관이나 전선, 통신선 등 케이블의 수용을 목적으로 하는 관으로는 강도가 우수하고 경량인 강관이 많이 사용되고 있다.

강관을 기계식으로 연결할 때는 통상 서로 연결할 두 강관 중 어느 한쪽 강관의 소켓에 다른 쪽 강관을 끼우는 식으로 상호 연결하여 배관을 구성하게 된다.

이러한 강관 연결 구조는 대한민국 등록특허 제10-1780411호 등에 공지되어 있다.

그러나, 상기 등록특허를 비롯하여 종래 기술에는 한쪽 강관에 소켓을 구성하는 데 있어서, 강관을 확장한 상태에서 소켓링을 끼우고, 다른 강관을 삽입한 다음 체결 장치로 연결하도록 구성된다. 이에 따라 소켓링이 강관에 일체로 고정되지 못하여 관 연결 작업이 복잡해지고, 관 연결 후에도 소켓링의 움직임 등에 의해 안정성이 떨어질 수 있는 등 결과적으로 관 연결 구조의 신뢰성을 높이는 데는 한계가 있는 문제점이 있다.

또한, 소켓링과 강관을 각각 보관 및 운반해야 하므로 이송 및 보관에 있어서도 편의성이 떨어지는 문제점이 있다.

한국 등록특허 제10-1780411호 한국 등록특허 제10-1779515호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 별도의 고정 수단 없이도 소켓링이 금속관의 소켓부에 밀착 고정되도록 구성함으로써 관 연결 작업의 편의성이 형상되고, 관 이음 후에는 안정된 연결 상태가 유지되도록 하여 내구 성능이 향상될 수 있으며, 이에 따라 배관 연결 구조의 신뢰성을 높일 수 있는 소켓이 구비된 금속관, 이를 이용한 금속관 연결장치 및 금속관 소켓 형성 방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 소켓이 구비된 금속관은, 관의 끝단부에 배관 연결을 위해 다른 관의 끝단부가 삽입될 수 있는 소켓부와, 상기 소켓부의 외면에 장착되어 소켓부의 외면에 걸림부를 형성하는 소켓링을 포함하되; 상기 소켓링은 상기 관에서 소켓부를 확장시켜 형성하는 과정에서 상기 소켓부 외면에 밀착되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 소켓이 구비된 금속관은, 금속관의 일단에 다른 금속관이 삽입될 수 있도록 확관가공으로 확장시켜 형성한 제 1 소켓부 및 상기 제 1 소켓부의 끝에 연결 형성되고 실링 부재가 위치될 수 있도록 확관가공으로 확장시켜 형성한 제 2 소켓부로 구성된 소켓부와; 상기 제 1 소켓부와 상기 제 2 소켓부 중 적어도 어느 하나의 외주면에 밀착되어 상기 소켓부에 고정되되, 상기 금속관을 수직으로 세웠을 때 자중에 의해서는 상기 금속관에 밀착된 위치에서 이탈하지 않도록 고정되어, 상기 금속관을 상기 소켓부에 삽입된 상기 다른 금속관과 연결 시 결합 부재가 걸리는 걸림부을 형성하는 소켓링을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 확관가공은, 상기 금속관에서 상기 소켓부를 형성할 부분(이하, 확관부라 한다.)의 외주에 상기 소켓링을 위치시키고, 상기 소켓부에 대응되는 외경을 가진 확관 금형을 상기 확관부 내로 삽입하여 상기 확관부를 확장시킴으로써, 외주면이 상기 소켓링의 내주면과 밀착되어 상기 소켓링을 고정시키는 상기 소켓부를 형성하도록 수행된다.

상기 소켓부는 상기 금속관의 일부를 소성 변형시켜 형성된 것으로, 소성 변형된 외경이 상기 소켓링의 내경과 같거나 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 소켓링은 최소 내경이 상기 금속관의 확관되지 않은 부분의 외경보다 크고 상기 제 1 소켓부 또는 제 2 소켓부의 외경보다 작거나 같게 형성할 수 있다.

상기 소켓링은 내경이 커지도록 확관했을 때, 확관에 드는 힘을 감소시키거나, 탄성 변형량을 증가시킬 수 있는 탄성 제공부를 갖고, 상기 탄성 제공부는 내주면과 외주면 중 적어도 한 쪽 면에 하나 또는 그 이상 형성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 탄성 제공부는 홈 구조 또는 돌기 구조로 형성될 수 있다.

또한, 상기 탄성 제공부는 상기 소켓링의 내주면과 외주면에 각각 균일 간격으로 형성되되, 서로 엇갈린 대칭 구조를 갖도록 배치될 수 있다.

다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 소켓이 구비된 금속관을 이용한 금속관 연결장치는, 상기 소켓이 구비된 금속관(이하 '소켓관'이라 함)에 삽입되는 다른 금속관(이하 '삽입관'이라 함)을 서로 연결하기 위한 것으로, 상기 삽입관 둘레에 장착되며, 상기 실링 부재를 상기 소켓관의 내주면과 상기 삽입관의 외주면에 밀착시키는 압륜과; 상기 압륜과 상기 소켓링을 상호 결합시키는 결합 부재와; 상기 삽입관 둘레에서 상기 압륜과 상기 소켓관의 소켓부 사이에 개재되는 실링 부재를 포함한 것을 특징으로 한다.

다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 금속관 소켓 형성 방법은, 관에서 소켓부를 형성할 부분(이하'확관부'라 함)의 둘레에 소켓링을 위치시키는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 후에, 확관 장치를 이용하여 상기 확관부를 확장시켜 상기 소켓링을 고정하는 제 2 단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 소켓부를 구성하는 금속관의 소성 변형량이 상기 소켓링의 소성변형량 보다 더 큰 것이 바람직하다.

상기 제 1 단계 전에, 상기 소켓부의 외면과 소켓링을 코팅재를 이용하여 각각 코팅할 수 있다. 이와 유사하게 상기 제 1 단계에서, 상기 금속관 및 소켓링은 외면이 코팅된 것을 이용할 수 있다.

이와는 달리, 상기 제 2 단계 후에, 상기 소켓부와 상기 소켓링이 밀착되어 고정된 상태에서, 고정된 상기 소켓부와 상기 소켓링의 외면을 코팅재를 이용하여 코팅할 수 있다.

또한, 상기 제 1 단계 전에, 상기 소켓부에서 상기 소켓링이 장착될 부분을 코팅재를 이용하여 코팅하고, 상기 제 2 단계 후에, 상기 소켓부와 소켓링의 외면을 코팅재를 이용하여 코팅할 수도 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 소켓이 구비된 금속관은, 관의 끝단부에 배관 연결을 위해 형성되는 소켓부와, 상기 소켓부 둘레에 장착되는 소켓링을 포함하되; 상기 소켓링은 상기 관에서 소켓부를 확장시켜 형성하는 것에 의해 상기 소켓부 둘레에 밀착되어 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 소켓이 구비된 금속관은, 관의 끝단부에 배관 연결을 위해 형성되는 소켓부와; 상기 소켓부 둘레에 관을 수직으로 세웠을 때 자중에 의해 빠지지 않도록 밀착 고정된 소켓링을 포함한다.

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 발명에 따른 소켓이 구비된 금속관, 이를 이용한 금속관 연결장치 및 금속관 소켓 형성 방법은, 소켓링을 끼운 상태에서 관을 확관하여 소켓링을 일체화시켜 구성하기 때문에 다음과 같은 여러 가지 효과를 갖는다.

본 발명은, 금속관과 소켓링이 일체로 구성되므로, 배관 연결 부품의 보관 및 이송이 용이한 효과가 있다.

또한 본 발명은, 소켓링이 금속관에 고정되어 있는 상태에서 배관 연결 작업을 실시할 수 있기 때문에 배관 연결 작업이 보다 용이하고 편리하게 이루어질 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 소켓링이 관 둘레에 고정된 상태에서 압륜 등과 상호 연결되기 때문에 배관 연결 후에 소켓링이 유동하거나 움직이는 등의 문제를 최소화할 수 있고, 이에 따라 배관의 안정된 연결 상태가 유지되어 내구 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 소켓링이 소켓부와 일체가 되어 소켓부의 외면을 감싸며 고정되므로써, 소켓부 끝단부가 외부의 충격이나 압력에 의해 변형되는 것을 막아주게 되어 배관 연결부의 내구성 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 금속관과 소켓링이 서로 밀착 고정된 복잡한 형태를 갖기 전, 즉, 금속관이 완전한 직관 형태일 때, 금속관 외면에 부식 방지 등의 기능을 갖는 코팅을 실시할 수 있게 되고, 이에 따라 코팅 작업이 용이하고, 코팅 효과도 높아지는 효과가 있다.

결과적으로, 본 발명은 배관 연결 구조의 편의성 및 신뢰성을 높일 수 있는 효과를 갖게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓이 구비된 금속관이 도시된 단면 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓이 구비된 금속관의 소켓 형성 과정이 도시된 주요부 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 금속관의 소켓 형성 과정에서 소성 변형 상태가 도시된 참고 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 금속관의 소켓 형성 방법이 도시된 순서도이다.
도 5는 본 발명에서 확장 금형을 이용한 금속관 확관 상태가 도시된 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에서 소켓링의 탄성 제공 구조가 도시된 여러 실시예의 정면도들이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 금속관의 소켓 형성 방법에서 코팅에 대한 여러 실시예의 도면들이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓이 구비된 금속관을 이용한 금속관 연결장치가 도시된 분해 상태의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓이 구비된 금속관을 이용한 금속관 연결장치가 도시된 연결 상태의 단면도이다.
도 13은 본 발명에 따른 소켓이 구비된 금속관이 이형관 형태의 관류에 적용된 것을 보여주는 도면들이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 11 및 도 12를 참고하면, 본 발명에 따른 소켓이 구비된 금속관(이하 '소켓관'이라고도 함)은, 기본적으로 배관 연결을 위해 다른 금속관(이하 '삽입관'이라 함)이 삽입된 상태에서, 소켓관(10)과 삽입관(30)에 각각 장착된 소켓링(20)과 압륜(40)을 상호 결합시켜 금속 배관을 연결할 수 있도록 구성된다. 그리고, 소켓관(10)과 삽입관(30) 사이에는 누수 방지를 위해 실링 부재(50)가 설치된다. 이러한 금속관 연결장치에 대해서는 도 11 및 도 12를 참조하여 아래에서 자세히 설명한다.

여기서, 금속관은 강관일 수 있으며, 이외에도 알루미늄, 아연, 철 등 금속 소재로 이루어진 관을 비롯하여 이들의 합금으로 이루어진 관을 포함한다.

또한, 금속관은 그 형태가 직관에 한정되는 것이 아니고, 곡관, T형 관 등을 포함한 다양한 형태를 가지는 이형관 및 이외의 모든 연결 관류를 포함할 수 있다.

상기와 같은 금속관 연결장치에 이용되는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓이 구비된 금속관의 구조 및 금속관의 소켓 형성 방법에 대하여 설명한다.

먼저, 소켓이 구비된 금속관의 구조에 대하여 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓이 구비된 금속관 및 소켓 형성 방법이 도시된 도면들로서, 도 1은 단면 구성도, 도 2는 소켓 형성 과정의 주요부 단면 구성도, 도 3은 소성 변형 상태의 참고 그래프, 도 4는 소켓 형성 방법의 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓이 구비된 금속관은, 관(11)의 끝단부에 배관 연결을 위해 형성되는 소켓부(15)와, 이 소켓부(15) 둘레에 장착되는 소켓링(20)을 포함하여 구성된다. 특히, 소켓링(20)은 관(11)에서 소켓부(15)를 확장시켜 형성하는 것에 의해 소켓부(15) 둘레에 밀착되어 고정되도록 구성된다.

상기 소켓부(15)와 소켓링(20)의 구조에 대하여 자세히 설명한다.

상기 소켓부(15)는 도 1에 예시된 바와 같이 삽입관(30; 도 11 등 참조)의 일부만 삽입되는 제 1 소켓부(13)와, 상기 제 1 소켓부(13)보다 더 넓게 확장되어 삽입관의 일부와 함께 실링 부재(50; 도 11 등 참조)가 삽입되는 제 2 소켓부(14)로 구성될 수 있다.

제 1 소켓부(13)는 관의 끝단부에서 상기 삽입관(30)이 삽입될 정도의 내경을 갖도록 확장되게 형성되는 것이 바람직하다.

제 2 소켓부(14)는 삽입관(30)과 함께 실링 부재(50)가 삽입될 수 있도록 관의 끝단으로 갈수록 내경이 커지도록 확장되게 형성된다. 이러한 제 2 소켓부(14)는, 도 12를 참조하면, 경사 확장 구조를 통해 소켓링(20)이 아래에서 설명할 압륜(40)과 후크 볼트(43)로 체결될 때 빠지지 않도록 하는 걸림 기능이 있을 수 있으며, 삽입관(30)과의 사이에 관 내에 흐르는 유체가 연결부에서 관 밖으로 새지 않도록 밀봉하는 역할의 실링 부재(50)가 위치되도록 하는 실링 장착 기능을 할 수 있도록 구성된다.

이러한 제 2 소켓부(14)는 경사지게 형성하는 것이 바람직하나, 실시 조건에 따라서는 관의 길이 방향에 대하여 직교하게 플랜지형 구조로 형성하는 것도 가능하다.

이와 같은 소켓부(15)는 도 5에 도시된 바와 같은 확관 금형(100)을 이용하여 금속관의 끝단부를 소성 변형시켜 형성하게 된다. 이때, 소켓부(15) 둘레에 소켓링(20)을 함께 고정하게 된다.

상기 소켓링(20)은 소켓부(15) 둘레에 위치되도록 환형 구조로 형성되고, 소켓부(15)에 밀착되는 내주면은 제 1 소켓부(13)와 제 2 소켓부(14)에 각각 밀착되는 경사부(22)와 내면부(24)로 이루어질 수 있다. 이 때, 소켓링(20)의 형상에 따라서는 제 1 소켓부(13)에만 밀착되는 형태도 있을 수 있다.

그리고 소켓링(20)의 외주면은 결합 부재인 후크 볼트(43)가 결합될 수 있도록 걸림턱(26)을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 소켓링(20) 구조는 하나의 예시에 불과한 것으로, 이에 한정되지 않고, 압륜(40) 및 후크 볼트(43)와의 결합 구조 등 실시 조건에 따라 그 형상 및 구조를 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이제, 도 2 내지 도 5를 참조하여, 소켓부(15) 둘레에 소켓링(20)을 고정하는 구조 및 방법에 대하여 설명한다.

소켓관(10)의 소켓 형성 방법은, 관(11)에서 소켓부(15)를 형성할 부분(이하'확관부'라 함)의 둘레에 소켓링(20)을 위치시키고, 확관 금형를 이용하여 확관부를 확장시켜 소켓링(20)을 고정한다.

이러한 소켓 형성 방법은 도 4, 도 5 등을 참조하여 보다 자세히 설명한다.

먼저, 관의 확관부 둘레에 소켓링(20)을 끼워서 위치시킨다(S1). 이때 소켓링(20)의 내경은 확관부의 외경보다 크므로 고정되지 않고 관(11)의 둘레에서 움직일 수 있는 상태로 있게 된다.

다음, 관(11)의 확관부의 내측에 확관 금형를 삽입하여 확관부를 확관시킨다(S2). 즉, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 확관 금형(100)를 삽입하여 관을 반경 방향으로 확장시키게 되면, 관(11)과 함께 그 둘레에 위치된 소켓링(20)도 일정 정도 함께 확장된다.

여기서, 도 5는 직관(12)을 확관하여 제 1 소켓부(13)와 제 2 소켓부(14)를 단계별로 만들 수 있는 확관 금형(100) 및 이를 이용한 확관 상태를 개략적으로 도시한 단면도로서, 확관 금형(100)은 제 1 소켓부(13)의 내경에 해당하는 외경을 가지는 직선부(110)가 구비되고, 이어서 제 2 소켓부(14)의 내경에 해당하는 외경을 가지는 경사부(120)가 구비되어 있다. 확관 금형(100)이 직관(12)의 내부로 들어갈 때 쉽게 들어갈 수 있도록 확관 금형(100)의 맨 앞부분(130)의 외경은 확관하고자 하는 직관(12)의 내경보다 작으며, 제 1 소켓부(13)를 형성하는 부분까지 부드러운 곡선 형태로 확대되는 형상을 가지도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 확관 금형(100)은 관을 확관시키는 확관 장치의 일례를 도시한 것으로, 공지의 확관 장치를 이용하여 금속관을 확관시킬 수 있다.

다음, 관(11)에서 확관 금형(100)을 최초 삽입방향에서 반대 방향으로 빼게 되면, 확관부에 소성 변형이 이루어지면서 소켓링(20)이 소켓부(15) 둘레에 밀착되어 일체로 고정된다(S3)(S4).

즉, 도 2 및 도 3을 참고하면, 확관부 둘레에 소켓링(20)이 끼워진 상태에서 확관 금형(100)을 이용하여 하중을 가하여 확관하게 되면, 금속관의 확관부는 외경이 A 상태에서 Z(B) 상태까지 확장되면서 변형되고, 이후 확관 금형을 제거하면 탄성 변형량만큼 복원되면서 최종적으로 C 상태로의 소성 변형이 이루어지게 된다. 이때, 소켓링(20)은 내경이 M 상태에서 Z(N) 상태까지 확장되면서 변형되나, 이 변형량은 소켓링의 탄성변형 구역에 있으므로, 이후 확관 금형을 제거하면 소켓링(20)의 변형이 다시 복원되면서 최종적으로 M 상태로 다시 돌아오게 된다. 결과적으로 확관 금형을 이용한 확관 공정이 완료되면, 확관부의 외경 C 가 소켓링의 내경 M 보다 크거나 같아져서 확관부의 외면에 소켓링(20)이 완전히 밀착 고정되게 된다. 이러한 확관 공정에서는 소켓부(15)의 소성 변형된 외경이 소켓링(20)의 소성 변형된 내경과 같거나 더 크게 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 과정을 통해 소켓링(20)이 소켓부(15) 둘레에 완전히 밀착되면서 고정된다. 또한, 소켓링(20)이 소켓부(15) 외면을 압착하게 되면서, 소켓관을 수직으로 세웠을 때 별도의 고정 수단 없이도 자중에 의해서는 소켓링(20)이 소켓부(15)에서 빠지지 않도록 밀착 고정될 수 있게 된다.

확관 공정에서 금속관의 소켓부(15) 외경은 소성 변형되어서 소켓링(20)의 내경과 동일하거나 소켓링(20)의 내경 보다 더 커지는 것이 바람직하며, 소켓링(20)의 내경은 소성 변형이 없거나 작아서 확관된 소켓부(15)의 외경보다 작은 상태를 유지하는 것이 바람직하다.

따라서 금속관은 가소성 소재로서 탄성 영역이 작고, 탄성 계수(modulus of elasticity)도 적은 것이 유리하고, 소켓링은 탄성 영역이 커서 확관 공정에서 상당히 확관된 후에도 다시 원형으로 복원되거나, 원형에 가깝게 돌아올 수 있는 것이 바람직하다. 일례로, 관은 강관으로 구성되고, 소켓링(20)은 주철 소재로 제작되어 구성될 수 있다.

한편, 도 6 및 도 7은 본 발명에서 소켓링의 탄성 제공 구조가 도시된 여러 실시예의 정면도들이다.

동일한 소재도 형태에 따라서 탄성 계수와 탄성 변화량이 모두 변화할 수 있다. 소켓링(20)은 걸림턱을 형성하기 때문에 어느 정도의 두께가 필요하며, 이로 인해 소켓링의 탄성 계수가 지나치게 커질 수 있다. 이 때, 소켓링(20)의 형태를 변화시킴으로써 탄성 계수를 낮출 수 있으며, 탄성 변형량도 확대할 수 있다. 구체적으로는 소켓링(20)의 외주면 또는 내주면에 홈 구조 또는 돌기 구조의 탄성 제공부를 형성하여 탄성 계수도 낮추고, 탄성 변형량도 크게 만들 수 있다.

도 6에서는 소켓링(20A)의 내주면과 외주면에 홈 구조로 탄성 제공부(27a)(27b)가 형성된 구조를 보여준다.

도 7에서는 소켓링(20B)의 내주면과 외주면에 홈 및 돌출 구조로 탄성 제공부(28a)(28b)가 형성된 구조를 보여준다.

이러한 탄성 제공부들은 소켓링(20A)(20B)의 내주면과 외주면에 각각 균일 간격으로 형성되는 것이 바람직하고, 내주면 외주면에서 서로 엇갈린 대칭 구조를 갖도록 배치될 수 있다.

또한, 도 6 및 도 7에서는 소켓링(20A)(20B)의 내주면과 외주면에 탄성 제공부가 모두 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 내주면 또는 외주면 어느 한쪽에만 형성하여 구성하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같은 소켓이 구비된 금속관은 다양한 방법으로 코팅재를 이용하여 코팅할 수 있는데, 이에 대하여 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다.

도 8 내지 도 10은 본 발명에 따른 금속관의 소켓 형성 방법에서 코팅에 대한 여러 실시예의 도면들이다.

도 8에서는 관(11)의 외면과 소켓링(20)의 외면에 모두 코팅(C1)(C2)을 실시한 다음, 관(11)을 확관시켜 소켓을 구성한 상태를 보여준다.

도 9에서는 관(11)을 확관하여 소켓링(20)을 고정한 다음, 관과 소켓링(20)의 외면에 코팅(C3)을 실시한 상태를 보여준다.

도 10에서는 관(11)을 확관하기 전에 소켓링(20)이 장착될 부분만 코팅(C4)한 다음, 관(11)을 확관하여 소켓링(20)을 고정하고, 이후 관(11)과 소켓링(20)의 외면에 코팅(C5)을 실시한 상태를 보여준다.

이제, 상기한 바와 같은 소켓이 구비된 금속관을 이용한 금속관 연결장치에 대하여 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.

도 11은 금속관 연결장치의 분해 상태 단면도이고, 도 12는 금속관 연결장치의 연결 상태 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 금속관 연결장치는 앞서 설명한 바와 같이 삽입관(30)을 소켓관(10)에 삽입한 상태에서, 소켓관(10)과 삽입관(30) 둘레에 각각 장착된 소켓링(20)과 압륜(40)을 상호 결합시켜 연결할 수 있도록 구성된다. 물론, 소켓관(10)과 삽입관(30) 사이에는 실링 부재(50)가 배치된다.

여기서, 압륜(40)은 삽입관(30)의 둘레에 장착된 상태에서 소켓관(10)에 고정된 소켓링(20)의 걸림턱(26)에 결합 부재인 후크 볼트(43) 및 체결 너트(45)를 통해 상호 결합될 수 있다. 이때 후크 볼트(43)의 헤드부(44)는 소켓링(20)의 걸림턱(26)에 결합된다.

또한 압륜(40)은 반경 방향으로 스파이크 볼트(47)가 체결되도록 구성되어 삽입관(30)에 고정될 수 있다.

실링 부재(50)는 삽입관(30)의 외주면, 소켓관(10)의 소켓부(15) 내주면, 그리고 압륜(40) 사이에 밀착되어 개재된다.

이와 같은 구조로 조립된 금속관 연결장치는 소켓링(20)이 소켓부(15) 둘레에 고정되어 일체화된 상태에서 압륜(40) 쪽과 조립되기 때문에 배관 연결 작업이 보다 용이해지고, 배관 연결 후에는 흔들림 없이 안정적으로 연결 상태를 유지하도록 도모하게 된다.

도 13은 본 발명에 따른 소켓이 구비된 금속관 구조가 이형관에 적용된 상태를 예시한 도면들이다.

금속 이형관은 주로 관 이음매에 사용되는 관으로서 형태에 따라 T관, 十자관, Y자관, 곡관 등이 있다.

이러한 금속 이형관에도 관 연결에 필요한 부분에 앞서 설명한 것과 동일한 구조 및 방법으로, 관의 일단을 확장하여 소켓부를 형성하면서 이 소켓부 외면에 소켓링을 고정하는 구조 및 방법으로 구성할 수 있다.

도 13의 (a)는 T관에 적용한 것을 보여주고, 도 13의 (b)에서는 곡관에 적용한 것을 보여주고 있다. 이러한 이형관의 관 연결 부분에 도 1, 도 2 등을 참조하여 설명하였던 소켓이 구비된 금속관 구조를 적용하여 구성할 수 있는 것이다.

도 13에서 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 도면 번호를 부여하고, 반복 설명은 생략한다.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 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.

10 : 소켓관 13 : 제 1 소켓부
14 : 제 2 소켓부 15 : 소켓부
20, 20A, 20B : 소켓링 27a, 27b, 28a, 28b : 탄성 제공부
30 : 삽입관 40 : 압륜
43 : 후크 볼트 45 : 체결 너트
47 : 스파이크 볼트 50 : 실링 부재
100 : 확관 금형

Claims

금속관의 일단에 다른 금속관이 삽입될 수 있게 확관가공으로 확장시켜 형성한 제 1 소켓부 및 상기 제 1 소켓부의 끝에 실링 부재가 위치될 수 있게 확관가공으로 확장시켜 형성한 제 2 소켓부로 구성되는 소켓부와;
상기 제 1 소켓부와 상기 제 2 소켓부 중 적어도 어느 하나의 외주면에 내주면이 밀착되어 상기 소켓부에 고정되며, 상기 금속관을 상기 소켓부에 삽입된 상기 다른 금속관과 연결 시 결합 부재가 걸리는 걸림부를 형성하는 소켓링을 포함하되,
상기 확관가공은, 상기 금속관에서 상기 소켓부를 형성할 부분(이하, 확관부라 한다.)의 외주에 상기 소켓링을 위치시키고, 상기 소켓부에 대응되는 외경을 가진 확관 금형을 상기 확관부 내로 삽입하여 상기 확관부를 확장시킴으로써, 외주면이 상기 소켓링의 내주면과 밀착되어 상기 소켓링을 고정시키는 상기 소켓부를 형성하도록 수행되는 것을 특징으로 하는 소켓이 구비된 금속관.
청구항 1에 있어서
상기 소켓링은 최소 내경이 상기 금속관의 확관되지 않은 부분의 외경보다 크고 상기 제 1 소켓부 또는 제 2 소켓부의 외경보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 소켓이 구비된 금속관.
청구항 1에 있어서,
상기 소켓링은 내주면에 상기 제 1 소켓부의 외주면에 밀착되는 내면부와 상기 제 2 소켓부의 외주면에 밀착되는 경사부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 소켓이 구비된 금속관.
청구항 1에 있어서,
상기 소켓링은 내경이 커지도록 확관했을 때, 확관에 드는 힘을 감소시키거나, 탄성 변형량을 증가시킬 수 있는 탄성 제공부를 갖고,
상기 탄성 제공부는 내주면과 외주면 중 적어도 한 쪽 면에 하나 또는 그 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 소켓이 구비된 금속관.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 기재된 소켓부와 소켓링을 포함하는 소켓이 구비된 금속관 및 상기 소켓부에 삽입된 다른 금속관을 서로 연결하기 위한 것으로,
상기 소켓부의 제 2 소켓부와 상기 다른 금속관 사이에 개재된 실링 부재와;
상기 다른 금속관의 둘레에 장착되며, 상기 실링 부재를 밀착시키기 위한 압륜과;
상기 소켓링의 걸림부에 걸린 상태로 상기 압륜과 상기 소켓링을 결합시키는 결합 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 소켓이 구비된 금속관 연결장치.
금속관에서 제 1 소켓부 및 상기 제 1 소켓부 끝의 제 2 소켓부로 구성되는 소켓부를 형성할 일단 부분(이하, 확관부라 한다.)의 외주에 소켓링을 위치시키는 제 1 단계와;
상기 제 1 단계 후에, 상기 소켓부에 대응되는 외경을 가진 확관 금형을 상기 확관부 내로 삽입하여 상기 확관부를 확장시킨 다음 상기 확관 금형을 빼냄으로써, 외주면이 상기 소켓링의 내주면과 밀착되어 상기 소켓링을 고정시키는 상기 소켓부를 형성하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속관의 소켓 형성 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 금속관의 소켓부 소성 변형량이 상기 소켓링의 소성 변형량보다 더 큰 것을 특징으로 하는 금속관의 소켓 형성 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제 1 단계에서, 상기 금속관은 외면에 코팅된 관을 이용하는 것을 특징으로 하는 금속관의 소켓 형성 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 제 2 단계 이후에, 상기 금속관과 상기 소켓링의 외면을 코팅하는 것을 특징으로 하는 금속관의 소켓 형성 방법.