WO2009154387A2 - 합성수지관용 전기융착이음관 - Google Patents

합성수지관용 전기융착이음관 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to electrofusion joint pipes for synthetic resin pipes used to connect the ends and ends of synthetic resin pipes, such as gas pipes, water pipes, or sewer pipes, which are made of polyethylene resin.
  • synthetic resin pipes such as gas pipes, water pipes, or sewer pipes, which are made of polyethylene resin.
  • a part of the outer surface of the synthetic resin pipe to be connected is melted, and the inner surface of the joint pipe socket is foamed during fusion bonding, so that volume expansion occurs so that the gap between the synthetic resin pipe and the joint pipe socket can be completely sealed. It's about the sound tube.
  • the electrofusion joint pipe which is conventionally composed of polyethylene resin and is also used to connect a gas pipe or a water pipe of a polyethylene pipe, is manufactured in the shape of a cylindrical socket and has a structure in which heating wires are disposed in close proximity to the inner surface of the socket. After inserting the pipe into the inside of the pipe socket and applying electricity, the inner surface of the pipe to be connected to the inner surface of the pipe pipe is melted by the heating of the heating wire and the interface of the melted polyethylene resin is mixed with each other and connected completely by cooling. It has a structure.
  • Such a socket type joint pipe generally does not cause any problem in connection construction when there is no difference between the outer diameter of the pipe to be connected and the inner diameter of the pipe socket, but the difference between the outer diameter of the pipe to be connected and the inner diameter of the pipe socket If melt occurs, the polyethylene resin constituting the pipe socket or pipe to be connected to it is not melted enough to fill the tolerance part, so it is not connected properly and gaps or micro holes are generated, which prevents complete connection. It has a downside. In addition, due to the nature of polyethylene resin, a material constituting the pipe of a gas pipe or a water pipe, when one year of legal permitting time passes, the upper part of the pipe is crushed under the influence of the load of the pipe itself, surface temperature rise due to hot sun, and gravity.
  • the highest tolerance among the outer diameter tolerances of the pipes is made with the average inner diameter of the pipe sockets. Even if it is manufactured as a reality, pores or micropores are inevitably generated during fusion welding. On the contrary, if the pipe is manufactured with the maximum tolerance and the pipe socket is made with the minimum tolerance, the pipe cannot be inserted even inside the pipe socket. In order to solve this problem, there is a case that the tolerance of the outer diameter of the polyethylene pipe constituting the gas pipe or the water pipe is equal to the tolerance of the inner diameter of the joint pipe socket so as to secure the airtightness of the melt connection. Since the outer surface of the pipe must be cut to a certain thickness to be inserted into the joint pipe socket, the thickness of the pipe becomes thin, and the construction time and the construction cost are high.
  • Republic of Korea Utility Model Registration No. 380678 (announcement dated April 7, 2005) describes 'electric welding joints having a hot wire structure that is wound in multiple divisions', but it is also connected by inserting a plurality of hot wires to improve connection efficiency. It is said that the inner surface of the socket and the outer surface of the pipe are fusion-connected, but there is no solution for the case of tolerance, so it is not a reliable connection method.
  • the present invention was made in view of such a conventional point, and the present invention provides an electrofusion joint pipe for synthetic resin pipes used to connect the ends and ends of synthetic resin pipes such as gas pipes, water pipes, or sewer pipes made of polyethylene resin.
  • the purpose of the present invention is to provide an inner surface of a cylindrical socket of a joint pipe and a part of an outer surface of a synthetic pipe to be connected by such a joint pipe, so that the inner surface of the joint socket is foamed at the time of fusion bonding, thereby forming a volume expansion.
  • the present invention provides an electrofusion joint pipe for a synthetic resin pipe that allows the gap between the pipe sockets to be completely sealed.
  • the joint pipe socket is composed of polyethylene resin It provides an electrofusion joint pipe for a synthetic resin pipe to be molded.
  • a foaming agent is mixed at a ratio of 0.5% by weight to 3.0% by weight to the polyethylene resin for forming the fitting pipe socket, and the heating wire disposed inside the fitting pipe socket close to the inner surface of the fitting pipe socket. Characterized in that the temperature sensor is disposed on the outside.
  • the blowing agent is a low-density polyethylene resin as the blowing agent carrier resin, and the foaming agent is mixed in a proportion of 30% to 50% by weight to form a master batch and 0.5 to the polyethylene resin constituting the joint socket. It may also be mixed in a ratio of weight percent to 3.0 weight percent.
  • the blowing agent may be mixed with the polyethylene resin coating of the heating wire embedded in the inner surface of the fitting socket.
  • the inner surface of the cylindrical socket of the joint pipe and a portion of the outer surface of the synthetic resin pipe to be connected by the joint pipe is melted and fusion-bonded, the inner surface of the joint pipe socket is foamed to make volume expansion between the synthetic pipe and the joint socket.
  • the gap of can be completely sealed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a cut-out part of the joint pipe socket constituting the electrofusion joint pipe of the present invention.
  • FIG. 2 is a sectional view of the fitting socket shown in FIG. 1; FIG.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the use of the joint socket shown in FIG.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the dotted circle portion shown in FIG.
  • Figure 5 is an enlarged cross-sectional view similar to Figure 4 showing another embodiment of the present invention.
  • the electrofusion joint pipe for the synthetic resin tube of the present invention is composed of a cylindrical joint pipe socket (10).
  • a heating wire 12 wound many times close thereto.
  • the heating wire 12 is divided into two heating wire groups 12a and 12b and disposed on both sides of the inner surface of the fitting pipe socket 10 at a portion close to the inner surface of the fitting pipe socket 10.
  • the heating wire 12 is connected to the power source through the electrical connection terminals 14a and 14b disposed on both sides of the outer surface of the fitting socket 10.
  • the inner surface of the joint socket 10 has a plurality of stop projections 16 formed at the center thereof, and when the two pipes 18a and 18b are inserted into the joint socket 10 from both sides, the joint socket 10 is formed.
  • the end insertion amounts of the pipes 18a and 18b to be inserted at both sides of are equal.
  • the electrofusion joint pipe for synthetic resin pipe described above is known.
  • the joint pipe socket 10 is manufactured by injection or extrusion using a medium density polyethylene resin (MDPE) or a high density polyethylene resin (HDPE).
  • MDPE medium density polyethylene resin
  • HDPE high density polyethylene resin
  • the pipes 18a and 18b used as gas pipes, water pipes, and the like are also polyethylene resin pipes produced by conventional methods.
  • the heating wire 12 which is divided into two heating wire groups 12a and 12b and disposed close to the inner surface of the fitting pipe socket 10, is supplied in a state of being wound several times in the cylindrical core before the fitting pipe socket 10 is formed. It is arranged to be embedded at a position close to the inner surface of the fitting pipe socket 10 during molding.
  • the heating wire 12 wound several times may use an insulating coating so that an electrical short does not occur in an adjacent portion.
  • an appropriate amount of blowing agent is mixed with the polyethylene resin used for the production of the joint socket 10.
  • the foaming agent is molded into the joint pipe socket 10 using the mixed polyethylene resin composite.
  • the blowing agent mixed with the polyethylene resin is azodicarbonamide or modified azodicarbonamide as a chemical foaming agent.
  • These blowing agents are mixed in the proportion of 0.5% to 3.0% by weight to the polyethylene resin constituting the joint socket 10.
  • a blowing agent is not directly mixed with the polyethylene resin constituting the joint socket 10, but using a low density polyethylene resin (LDPE) as a carrier resin of the blowing agent, the blowing agent is mixed at a ratio of 30% by weight to 50% by weight to a master batch.
  • the master batch was mixed with polyethylene resin to form the joint and the socket 10 so as to have a result of mixing at a ratio of 0.5% to 3.0% by weight to the polyethylene resin constituting the pipe socket 10 as mentioned above. It may also be molded.
  • LDPE low density polyethylene resin
  • the molding temperature of the pipe joint socket 10 should be set to a low 190 ⁇ 200 °C close to the minimum melting temperature range of the polyethylene resin.
  • azodicarbonamide or modified azodicarbonamide used as a foaming agent starts foaming at 220-230 ° C., and thus the foaming should not be performed in the joint socket socket 10 in the state of being mixed with polyethylene resin.
  • the temperature sensor 20 is disposed in the fitting pipe socket 10.
  • the lead 22 of the temperature sensor 20 extends to the outer surface of the fitting socket 10 and is connected to a temperature measuring instrument (not shown). Subsequently, the temperature sensor 20 is disposed outside the heating wire 12 disposed inside the fitting pipe socket 10 near the inner surface of the fitting pipe socket 10.
  • the temperature sensor 20 is used to control the fusion time by detecting the fusion temperature at which the fusion is performed.
  • the joint pipe socket 10 of the present invention is a joint pipe in a state where the ends of the pipes 18a and 18b are inserted from both sides of the joint pipe socket 10 when connecting the ends of the two pipes 18a and 18b.
  • the electric power is connected to the electrical connection terminals 14a and 14b disposed on the outer surface side of the socket 10 to supply electricity.
  • the fusion temperature by the heating wire 12 disposed inside the inner surface of the fitting pipe socket 10 to reach 230 ⁇ 250 °C.
  • the outer surface side of the fitting pipe socket 10 does not reach a high temperature because the heat conduction is slow, the external shape of the fitting pipe socket 10 is maintained as it is to support the two pipes (18a, 18b) connected thereto.
  • the heating temperature by the heating wire 12 reaches 230-250 degreeC which is a fusion temperature
  • the heating wire 12 is disposed in close proximity to the inner surface of the fitting socket 10 to which the ends of the two pipes 18a (only one pipe is shown in FIG. 5) to be connected are inserted.
  • the heating wire 12 of this embodiment is a form coat
  • Such another embodiment of the present invention is the connection of the power supply to the heating wire 12 when the electrical heating occurs when the foaming agent of the coating 24 is foamed and the joint socket socket 10 in close proximity to the melting of this coating (24)
  • the melting of the inner surface portion of the at the same time can be made of the electrical fusion of the two pipes (18a) (18b) that the gap between the inner surface of the pipe socket 10 and the outer surface of the pipe (18a, 18b) is completely sealed.
  • the foaming agent mixed with the polyethylene resin constituting the joint socket 10 has been described as a chemical foaming agent, but such a foaming agent may be a physical foaming agent other than the chemical foaming agent.
  • a polyethylene pipe for water pipes with a nominal diameter of 100 and SDR 8 is to be connected.
  • the outer diameter of the polyethylene pipe to be connected was molded to the minimum allowable value of 114.0 mm, but deformation occurred and one diameter was 116.0 mm and the other diameter was 112.0 mm.
  • the inner diameter of the joint socket of the electric fusion joint for connecting the pipes is 116.9 mm considering the maximum allowable 115.9 mm and considering the safety factor.
  • a pipe was inserted into a conventional fusion joint pipe, and the gap on one side of the joint socket reached 4.9 mm, and the other side showed a gap of 0.9 mm. I tried to connect by applying electricity and melting the inner resin of the pipe socket and the outer surface of the pipe, but failed to connect because the gap was too large.
  • the pipes 18a and 18b having the same conditions are inserted into the fitting socket 10 of the present invention.
  • the joint socket of the present invention also generated a gap of 4.9 mm and 0.9 mm.
  • the electrical connection terminals 14a and 14b disposed on the outer surface of the joint pipe socket are connected to a power source and the electric power is applied, the heating wires 12 disposed on the inner surface of the joint pipe socket generate heat, thereby reducing the temperature of the inner resin.
  • the internal resin composite of the joint socket will foam.
  • the outer surfaces of the pipes 18a and 18b are also melted by heat.
  • the temperature of the fitting pipe is checked in real time, and the temperature is controlled by a program previously input through the temperature control panel. After a certain period of time, the electricity was automatically cut off, and the inside of the pipe was connected with continuous foaming due to latent heat, and by performing a leak test or a watertight test, it was confirmed that the connection was well established because no leakage occurred.
  • the present invention can be used to connect a polyethylene pipe for gas or a polyethylene pipe for water using an electrofusion joint pipe, even though a large gap occurs between the pipe and the pipe socket to be connected to the joint pipe.
  • the polyethylene resin composite constituting the foam expands, the volume expands to close the void space, thereby improving the quality of the connection construction so that leaks do not occur and high reliability is achieved.

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Abstract

본 발명은 폴리에틸렌 수지로 제작되는 가스관, 수도관 또는 하수도관과 같은 합성수지관의 단부와 단부를 연결하는데 사용되는 합성수지관용 전기융착이음관에 관한 것이다. 연결될 두 파이프(18a)(18b)의 단부가 삽입되는 원통형의 이음관 소켓(10)으로 구성되고 상기 이음관 소켓(10)의 내면에는 이에 근접하여 다수회 권취된 전열선(12)이 매입되며, 상기 이음관 소켓(10)이 폴리에틸렌 수지로 성형된다. 본 발명에 따라서, 상기 이음관 소켓(10)을 성형하는 폴리에틸렌 수지에 0.5중량% ~ 3.0중량%의 비율로 발포제가 혼합되고, 상기 이음관 소켓(10)의 내면에 근접하여 이음관 소켓(10)의 내부에 배치된 전열선(12)의 외측에 온도센서(20)가 배치된다.(도 1)

Description

합성수지관용 전기융착이음관
본 발명은 폴리에틸렌 수지로 제작되는 가스관, 수도관 또는 하수도관과 같은 합성수지관의 단부와 단부를 연결하는데 사용되는 합성수지관용 전기융착이음관에 관한 것으로, 특히, 이음관의 원통형 소켓의 내면과 이러한 이음관에 의하여 연결될 합성수지관의 외면 일부가 용융되어 융착결합시에 이음관 소켓의 내면이 발포되어 체적팽창이 이루어짐으로서 합성수지관과 이음관 소켓 사이의 간극이 완벽하게 밀폐연결될 수 있도록 한 합성수지관용 전기융착이음관에 관한 것이다.
종래 폴리에틸렌 수지로 구성되어 역시 폴리에틸렌 파이프의 가스관 또는 수도관 등을 연결하는데 사용되는 전기융착이음관은 원통형의 소켓형태로 제작되고 소켓의 내면에 근접하여 전열선이 배치되는 구조로 되어 있으며, 연결하고자 하는 폴리에틸렌 파이프를 이음관 소켓의 내부로 삽입한 후 전기를 가하면 전열선의 발열에 의해 이음관 소켓의 내면과 연결하고자 하는 파이프의 외면이 용융되고 용융된 폴리에틸렌 수지의 계면이 서로 섞이면서 연결되고 냉각에 의해 완전히 연결되는 구조를 지니고 있다. 이러한 소켓형의 이음관은 일반적으로 연결을 하고자 하는 파이프의 외경과 이음관 소켓의 내경 차이가 없을 경우에는 연결시공에 전혀 문제가 발생하지 않지만 연결을 하고자 하는 파이프의 외경과 이음관 소켓의 내경 차이가 발생할 경우 이음관 소켓 또는 이에 의화여 연결될 파이프를 구성하고 있는 폴리에틸렌 수지를 용융시켜도 공차부분을 채울 정도의 양이 되지 않기 때문에 제대로 연결이 되지 않고 간극이나 미세 구멍이 발생하여 완전한 연결이 수행되지 못하는 단점을 지니고 있다. 또한 가스관이나 수도관의 파이프를 구성하는 물질인 폴리에틸렌 수지의 특성상 법정허용 야적기간인 1년의 시간이 흐르게 되면 파이프 자체의 하중, 뜨거운 햇살에 의한 표면온도상승과 중력의 영향을 받아 파이프의 윗부분이 찌그러져 단면이 원형에서 타원형으로 바뀌는 정원도의 차이가 발생하는 것이 일반적인 현상이다. 이러한 현상이 발생할 경우 정원도가 약간만 벗어나게 되어도 연결될 파이프가 전기융착이음관에 삽입조차 되지 않는 경우가 다반사인 현실이다. 이러한 경우 정원도가 벗어난 부분의 파이프 외피를 깎아낸 후 삽입 연결을 시도하는 경우가 왕왕 있어 연결의 품질을 떨어뜨리는 경우가 발생하게 되는데 그럼에도 불구하고 현재 제작되는 모든 소켓형의 이음관 구조는 이러한 문제점을 해결할 방법이 없어 연결의 기밀성 확보 측면에 불량이 발생되는 등 시공의 품질이 저하되어 가스 누출 혹은 수돗물의 누수 등의 사고가 발생할 확률이 항상 존재하고 있는 현실이다.
현재 사용되는 폴리에틸렌 파이프의 가스관 또는 수도관의 경우 파이프의 외경 허용차 중 가장 높은 허용차가 이음관 소켓의 평균 내경으로 제작되어 있으므로 연결하고자 하는 파이프가 최소 허용차의 범위로 제작된 경우 이음관 소켓이 최소 허용차 범위로 제작이 되었다 하더라도 용융 융착시에 공극이나 미세 구멍이 발생할 수밖에 없는 현실이다. 반대로 파이프가 최대 허용차로 제작이 되고 이음관 소켓이 최소 허용차로 제작된 경우는 거꾸로 파이프를 이음관 소켓의 내부에 삽입조차 할 수 없는 현상이 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 가스관 또는 수도관을 구성하는 폴리에틸렌 파이프의 외경의 허용 공차가 이음관 소켓의 내경의 허용 공차와 같도록 하여 용융연결의 기밀성을 확보하도록 하는 경우가 있으나, 이러한 경우에도 연결하고자 하는 파이프의 외면을 일정 두께로 잘라내어야 이음관 소켓에 삽입되기 때문에 파이프의 두께가 얇아지고, 시공 시간과 시공 가격이 높아지는 단점이 있다 할 것이다.
현재 사용되는 전기융착이음관에 관련된 선행기술을 살펴보면 다음과 같다.
대한민국 실용신안등록 제398508호(2005년 10월 12일자 공고, '합성수지관용 전기 융착 연결구')의 내용을 살펴보면, 이는 연결하고자 하는 파이프를 소켓에 삽입한 후 전기를 가하여 소켓의 내면과 파이프의 외면을 용융시킨 후 연결을 하는 것으로, 소켓의 내경과 파이프의 외경의 차이가 발생할 경우에 대한 연결방법에 대하여 언급이 없다.
또한 대한민국 실용신안등록 제380678호(2005년 4월 7일자 공고)에는 '복수 분할 권회되는 열선구조를 갖는 전기 융착 조인트'가 기술되어 있으나, 역시 연결효율을 높이기 위하여 복수 분할되는 열선을 삽입하여 연결소켓의 내면과 파이프의 외면을 용융 연결한다는 내용이 있을 뿐 공차가 발생할 경우에 대한 해결방법이 없어 확실한 연결방법이라 할 수 없을 것이다.
대한민국 특허 제546443호(2006년 1월 26일자 공고, '합성수지관용 전기 융착식 연결구')의 경우, 상기 소켓이 내경과 외경의 공차 때문에 연결 시공의 불량이 일어나는 것을 막아보기 위해 제안된 것이지만 여러 개의 연결판을 연결하고자 하는 파이프의 외면에 끼워 맞춘 후 전기를 가하여 용융 압착에 의한 연결을 한다는 것으로 현실성이 없고 현장에 적용하기에 어려우며 이 특허문헌의 내용대로 시공을 한다 하더라도 파이프 내부의 유체가 고압에 의해 흘러가는 가스관이나 수도관의 경우 가스 누출이나 수돗물의 누출 위험이 상존하여 사용하기에 어려운 기술이라 할 것이다.
본 발명에 있어서는 종래의 이와 같은 점을 감안하여 창안한 것으로, 본 발명은 폴리에틸렌 수지로 제작되는 가스관, 수도관 또는 하수도관과 같은 합성수지관의 단부와 단부를 연결하는데 사용되는 합성수지관용 전기융착이음관을 제공하는데 그 목적이 있으며, 이음관의 원통형 소켓의 내면과 이러한 이음관에 의하여 연결될 합성수지관의 외면 일부가 용융되어 융착결합시에 이음관 소켓의 내면이 발포되어 체적팽창이 이루어짐으로서 합성수지관과 이음관 소켓 사이의 간극이 완벽하게 밀폐연결될 수 있도록 한 합성수지관용 전기융착이음관을 제공한다.
이를 위하여, 본 발명에 있어서는 연결될 두 파이프의 단부가 삽입되는 원통형의 이음관 소켓으로 구성되고 상기 이음관 소켓의 내면에는 이에 근접하여 다수회 권취된 전열선이 매입되며, 상기 이음관 소켓이 폴리에틸렌 수지로 성형되는 합성수지관용 전기융착이음관을 제공한다. 본 발명에 따라서, 상기 이음관 소켓을 성형하는 폴리에틸렌 수지에 0.5중량% ~ 3.0중량%의 비율로 발포제가 혼합되고, 상기 이음관 소켓의 내면에 근접하여 이음관 소켓의 내부에 배치된 상기 전열선의 외측에 온도센서가 배치됨을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 발포제는 발포제 캐리어수지로서 저밀도 폴리에틸렌 수지를 이용하여 이에 상기 발포제를 30중량% ~ 50중량%의 비율로 혼합하여 마스터 배치로 성형하고 상기 이음관 소켓을 구성하는 폴리에틸렌 수지에 0.5중량% ~ 3.0중량%의 비율로 혼합될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따라서 발포제는 상기 이음관 소켓의 내면에는 이에 근접하여 매입된 전열선의 폴리에틸렌 수지 피복체에 혼합될 수도 있다.
본 발명에 따라서, 이음관의 원통형 소켓의 내면과 이러한 이음관에 의하여 연결될 합성수지관의 외면 일부가 용융되어 융착결합되 때 이음관 소켓의 내면이 발포되어 체적팽창이 이루어져 합성수지관과 이음관 소켓 사이의 간극이 완벽하게 밀폐연결될 수 있다.
도 1은 본 발명 전기융착이음관을 구성하는 이음관 소켓의 일부를 절개표시한 사시도.
도 2는 도 1에서 보인 이음관 소켓의 단면도.
도 3은 도 1에서 보인 이음관 소켓의 사용상태 단면도.
도 4는 도 3에서 보인 점선원 부분의 확대단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태를 보인 도 4와 유사한 확대단면도.
도 1은 본 발명에 따른 합성수지관용 전기융착이음관을 보인 것이다. 본 발명의 이러한 합성수지관용 전기융착이음관은 원통형의 이음관 소켓(10)으로 구성된다. 통상적인 전기융착이음관의 경우와 같이, 이음관 소켓(10)의 내면에는 이에 근접하여 다수회 권취된 전열선(12)이 매입되어 있다. 이러한 전열선(12)은 두 전열선그룹(12a)(12b)으로 나누어 이음관 소켓(10)의 내면에 근접한 부분에서 이음관 소켓(10)의 내면 양측에 배치된다. 이러한 전열선(12)은 이음관 소켓(10)의 외면 양측에 배치된 전기연결단자(14a)(14b)를 통하여 전원에 연결된다. 이음관 소켓(10)의 내면에는 중앙에 수개의 정지돌기(16)가 형성되어 있어 이음관 소켓(10)에 양측으로부터 두개의 파이프(18a)(18b)가 삽입될 때 이음관 소켓(10)의 양측에 삽입되는 파이프(18a)(18b)의 단부삽입량이 동일하도록 한다. 이상으로 설명된 합성수지관용 전기융착이음관은 공지된 것이다.
여기에서 이음관 소켓(10)은 중밀도 폴리에틸렌 수지(MDPE) 또는 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE)를 이용하여 사출 또는 압출가공으로 제작된다. 또한 가스관 또는 수도관 등으로 사용되는 파이프(18a)(18b)도 통상적인 방법으로 제작되는 폴리에틸렌 수지의 파이프이다.
두 전열선그룹(12a)(12b)으로 나누어져 이음관 소켓(10)의 내면에 근접하여 배치되는 전열선(12)은 이음관 소켓(10)의 성형전에 원통형 코어에서 다수회 권취된 상태로 공급되어 이음관 소켓(10)의 성형시에 그 내면에 근접한 위치에 매입되게 배치된다. 다수회 권취되는 전열선(12)은 인접한 부분에서 전기적인 단락이 일어나지 않도록 절연코팅된 것을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따라서, 이음관 소켓(10)은 중밀도 또는 고밀도 폴리에틸렌 수지를 이용하여 사출 또는 압출가공으로 제작되기 전에, 이음관 소켓(10)의 제조에 사용되는 폴리에틸렌 수지에 적량의 발포제가 혼합되고 이러한 발포제가 혼합된 폴리에틸렌 수지복합체를 이용하여 이음관 소켓(10)으로 성형된다.
이와 같은 경우, 폴리에틸렌 수지에 혼합되는 발포제는 화학발포제로서 아조디카본아미드(Azodicarbonamide) 또는 변성 아조디카본아미드이다. 이러한 발포제는 이음관 소켓(10)을 구성하는 폴리에틸렌 수지에 0.5중량% ~ 3.0중량%의 비율로 혼합된다. 실제로 이러한 발포제는 이음관 소켓(10)을 구성하는 폴리에틸렌 수지에 직접 혼합되지 않고 발포제 캐리어수지로서 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를 이용하여 이에 발포제를 30중량% ~ 50중량%의 비율로 혼합하여 마스터 배치로 성형하고 상기 언급된 바와 같이 이음관 소켓(10)을 구성하는 폴리에틸렌 수지에 0.5중량% ~ 3.0중량%의 비율로 혼합된 결과를 갖도록 마스터 배치를 폴리에틸렌 수지에 혼합하여 이음과 소켓(10)을 성형할 수도 있다.
이와 같은 성형단계에서 주의하여야 할 것은 이음관 소켓(10)의 성형온도를 폴리에틸렌 수지의 최저 용융온도 범위에 가까운 190~200℃로 낮게 설정하여야 한다. 예를 들어 발포제로 사용된 아조디카본아미드 또는 변성 아조디카본아미드는 220~230℃에서 발포가 시작되므로 폴리에틸렌 수지에 혼합된 상태에서 이음관 소켓(10)으로 성형에 발포가 이루어지지 않아야 한다.
또한, 본 발명에 따라서, 이음관 소켓(10)에는 그 내부에 온도센서(20)가 배치된다. 이 온도센서(20)의 도선(22)은 이음관 소켓(10)의 외면으로 연장되어 온도측정기(도시하지 않았음)에 연결된다. 이어한 온도센서(20)는 이음관 소켓(10)의 내면에 근접하여 이음관 소켓(10)의 내부에 배치된 전열선(12)의 외측에 배치된다. 온도센서(20)는 전기융착이 이루어지는 융착온도를 검출하여 전기융착시간을 제어하기 위하여 사용되는 것이다.
이와 같은 본 발명의 이음관 소켓(10)은 두 파이프(18a)(18b)의 단부를 연결할 때 이음관 소켓(10)의 양측으로부터 파이프(18a)(18b)의 단부가 삽입된 상태에서 이음관 소켓(10)의 외면측으로 배치된 전기연결단자(14a)(14b)에 전원을 연결하여 전기를 공급한다. 온도센서(20)에 의하여 검출되는 가열온도를 참조하여 이음관 소켓(10)의 내면에 근접한 내부에 배치된 전열선(12)에 의한 융착온도가 230~250℃에 이르도록 한다. 이때에 이음관 소켓(10)의 외면측은 열전도가 느려 높은 온도에 이르지 않아 이음관 소켓(10)의 외형이 그대로 유지되어 이에 연결되는 두 파이프(18a)(18b)를 지지하는 기능을 발휘한다. 한편으로 전열선(12)에 의한 가열온도가 융착온도인 230~250℃에 이르면 전열선(12)이 배치된 이음관 소켓(10)의 내면이 용융됨과 동시에 이에 포함되어 있는 발포제가 발포되어 체적팽창이 이루어짐으로서 이음관 소켓(10)의 내면과 파이프(18a)(18b)의 외면 사이의 간극이 체적팽창되는 이음관 소켓(10)의 내면에 의하여 완벽한 밀폐가 이루어지면서 두 파이프(18a)(18b)를 전기융착하는 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태를 보인 것이다. 이는 연결될 두 파이프(18a)(도 5에서는 하나의 파이프만을 도시하였음)의 단부가 삽입될 이음관 소켓(10)의 내면에 근접하여 그 내부에 전열선(12)이 배치되는 것이 상기 언급된 선행 실시형태와 동일하다. 그러나, 이 실시형태의 전열선(12)은 도시된 바와 같이 피복체(24)로 피복된 형태이며 이러한 피복체(24)는 폴리에틸렌 수지이고, 본 발명에 따라서 이 폴리에틸렌 수지의 피복체(24)에는 체적팽창이 이루어질 수 있도록 하는 발포제가 혼합된다. 이와 같은 본 발명의 다른 실시형태는 전열선(12)에 전원이 연결되어 전기가열이 일어날 때 피복체(24)의 발포제가 발포되면서 이러한 피복체(24)의 용융과 이에 근접한 이음관 소켓(10)의 내면부분의 용융이 동시에 이루어져 이음관 소켓(10)의 내면과 파이프(18a)(18b)의 외면 사이의 간극이 완벽하게 밀폐되는 두 파이프(18a)(18b)의 전기융착이 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 이음관 소켓(10)을 구성하는 폴리에틸렌 수지에 혼합되는 발포제가 화학발포제인 것으로 설명되었으나, 이러한 발포제는 화학발포제가 아닌 물리발포제가 사용될 수 있을 것이다.
호칭 지름 100, SDR 8인 수도관용 폴리에틸렌 파이프를 연결 시공하고자 한다. 이때 연결하고자 하는 폴리에틸렌 파이프의 바깥지름은 최소 허용치인 114.0 mm로 성형이 되어 있으나 변형이 일어나 한쪽 지름은 116.0 mm 다른 쪽 지름은 112.0 mm로 되어 있었다. 이 파이프를 연결하기 위한 전기융착이음관의 이음관 소켓의 내경은 관의 최대 허용치인 115.9 mm를 고려하고 안전계수를 고려한 116.9 mm로 제작되어 있다. 이들 파이프를 연결하기 위해 종래의 전기융착이음관에 파이프를 삽입하였더니 이음관 소켓의 일측의 간극은 4.9 mm에 이르고 다른 쪽은 0.9 mm의 간극을 나타내었다. 전기를 가하고 이음관 소켓의 내부 수지와 파이프의 외표면을 용융시켜 연결을 시도하였으나 간극이 너무 커서 연결시공에 실패를 하였다.
같은 조건의 파이프(18a)(18b)를 본 발명의 이음관 소켓(10)의 내부에 삽입한다. 본 발명의 이음관 소켓 역시 4.9 mm와 0.9 mm의 간극이 발생하였다. 이 상태에서 이음관 소켓의 외면에 배치된 전기연결단자(14a)(14b)를 전원에 연결하여 전기를 가하게 되면 이음관 소켓의 내면 부위에 배치된 전열선(12)이 발열하면서 내면 수지의 온도를 올리게 되고 약 200℃ 에 이르게 되면 이음관 소켓의 내부 수지 복합체가 발포를 하게 된다. 이때 열에 의해 파이프(18a)(18b)의 외표면도 용융이 일어나게 된다. 이때 가해지는 온도에 의한 발포의 정도를 제어하기 위한 온도센서(20)를 통하여 실시간으로 이음관의 온도가 어느 정도인지를 확인하고 온도 제어반을 통하여 미리 입력된 프로그램에 의해 온도가 제어되도록 한다. 일정 시간이 흐른 후 전기가 자동으로 끊기고 이음관 내부에서는 잠열에 의해 지속적인 발포와 연결이 일어나게 되고 기밀 시험이나 수밀 시험을 수행하여 본 결과 누수가 발생하지 않아 연결 시공이 잘 이루어졌음이 확인되었다.
이와 같이, 본 발명은 전기융착이음관을 사용하여 가스용 폴리에틸렌 파이프나 수도용 폴리에틸렌 파이프를 연결시공하는데 이용될 수 있는 것으로, 연결하고자 하는 파이프와 이음관 소켓의 공차가 커서 공극이 많이 발생하더라도 이음관을 구성하는 폴리에틸렌 수지 복합체가 발포하면서 체적이 팽창하여 빈공간을 빈틈없이 막게 되어 연결시공의 품질을 향상시켜 누수가 발생하지 않고 기밀성이 높아 신뢰성이 높은 연결을 할 수 있게 된다.

Claims (3)

  1. 연결될 두 파이프(18a)(18b)의 단부가 삽입되는 원통형의 이음관 소켓(10)으로 구성되고 상기 이음관 소켓(10)의 내면에는 이에 근접하여 다수회 권취된 전열선(12)이 매입되며, 상기 이음관 소켓(10)이 폴리에틸렌 수지로 성형되는 것에 있어서, 상기 이음관 소켓(10)을 성형하는 폴리에틸렌 수지에 0.5중량% ~ 3.0중량%의 비율로 발포제가 혼합되고, 상기 이음관 소켓(10)의 내면에 근접하여 상기 이음관 소켓(10)의 내부에 배치된 상기 전열선(12)의 외측에 온도센서(20)가 배치됨을 특징으로 하는 합성수지관용 전기융착이음관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발포제가 발포제 캐리어수지로서 저밀도 폴리에틸렌 수지를 이용하여 이에 상기 발포제를 30중량% ~ 50중량%의 비율로 혼합하여 마스터 배치로 성형하고 상기 이음관 소켓(10)을 구성하는 폴리에틸렌 수지에 0.5중량% ~ 3.0중량%의 비율로 혼합함을 특징으로 하는 합성수지관용 전기융착이음관.
  3. 연결될 두 파이프(18a)(18b)의 단부가 삽입되는 원통형의 이음관 소켓(10)으로 구성되고 상기 이음관 소켓(10)의 내면에는 이에 근접하여 다수회 권취된 전열선(12)이 매입되며, 상기 전열선(12)이 폴리에틸렌 수지의 피복체(24)로 피복된 것에 있어서, 상기 전열선(12)의 상기 피복체(24)를 성형하는 폴리에틸렌 수지에 0.5중량% ~ 3.0중량%의 비율로 발포제가 혼합되고, 상기 이음관 소켓(10)의 내면에 근접하여 상기 이음관 소켓(10)의 내부에 배치된 상기 전열선(12)의 외측에 온도센서(20)가 배치됨을 특징으로 하는 합성수지관용 전기융착이음관.
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