JP7224590B1 - Device for vertical splitting of small-diameter pipes - Google Patents
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Abstract
【課題】内面が放射性物質で汚染されている可能性のある小口径管の汚染測定や除染を効率的に行い、放射性廃棄物を少なくするため、切断面にかえり(バリ)が無い状態で、効率的に長尺の小口径管を軸方向に縦割り切断する。【解決手段】小口径の配管や熱交換器の伝熱管(以下小口径管等)を軸方向に連続して縦割り切断する装置であって、内装ローラー保持器に保持された相互に接する1対の内装ローラーと、それの外側に接して1対の駆動回転ナイフ刃が１８０度対向して配置され、小口径管等を内装ローラーに被せるように挿入すると、小口径管等は駆動回転ナイフ刃の回転により送りこまれると同時に、駆動回転ナイフ刃が小口径管等に食い込み、連続して縦割り切断する。駆動回転ナイフ刃の押し付け力は内装ローラーで支えられるため小口径管等の変形は無く、内装ローラーが回転するため小口径管等はスムーズに送られる。【選択図】図１[Problem] In order to efficiently measure and decontaminate small-diameter pipes whose inner surfaces may be contaminated with radioactive materials, and to reduce radioactive waste, the cut surfaces should be free from burrs. To efficiently cut a long small-diameter pipe vertically in the axial direction. [Solution] A device that continuously cuts small-diameter piping and heat transfer tubes of heat exchangers (hereinafter referred to as small-diameter pipes, etc.) longitudinally in the axial direction. A pair of inner rollers and a pair of driving rotating knife blades are arranged 180 degrees opposite each other in contact with the outside of the inner rollers. At the same time as the blade rotates, the driven rotating knife blade bites into a small diameter pipe, cutting it continuously vertically. The pressing force of the driving rotating knife blade is supported by the internal rollers, so there is no deformation of small diameter pipes, etc., and because the internal rollers rotate, small diameter pipes, etc. are fed smoothly. [Selection diagram] Figure 1
Description
原子力発電所の廃炉作業では大量の廃棄配管や熱交換器が発生する。これらのうち小口径の配管や熱交換器の伝熱管(以下小口径管等と記す）においては内面に付着した放射性物質による汚染状況の測定や放射性物質の除染が困難なため、放射性廃棄物として処分せざるを得ないことが想定される。本発明はこれら小口径管等の内面の放射性物質による汚染状況の測定と除染を効率的に行うために、小口径管等を軸方向に縦割り切断する小口径管縦割り装置に関するものである。 A large amount of waste pipes and heat exchangers are generated in the decommissioning work of a nuclear power plant. Of these, small-diameter pipes and heat transfer tubes of heat exchangers (hereinafter referred to as small-diameter pipes, etc.) are difficult to measure the contamination status due to radioactive substances adhering to the inner surface and decontamination of radioactive substances, so radioactive waste It is assumed that there is no choice but to dispose of it as The present invention relates to a small-diameter pipe longitudinal splitting device for longitudinally splitting and cutting small-diameter pipes in the axial direction in order to efficiently measure and decontaminate the inner surface of such small-diameter pipes contaminated with radioactive substances. be.
従来、小口径配管を縦割り切断する装置として、バンドソーを用いたものや円形チップソーを用いたものが知られているが、いずれも切り粉や粉じんが発生し、放射性物質に汚染されたものに対しては粉じん対策が必要になり、処理速度も遅い。また、楔形のナイフ刃を用いたものも知られているが、耐久性に課題がある。本発明は切り粉も出ず、処理速度が速く、耐久性もある円形ナイフ刃を用いた小口径管縦割り装置に関するものである。 Conventionally, devices using band saws and circular tipped saws are known as devices for vertical splitting of small-diameter pipes. Countermeasures against dust are required, and the processing speed is slow. Also known is a knife using a wedge-shaped knife blade, but it has a problem of durability. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device for vertical splitting of small diameter pipes using a circular knife blade which produces no swarf, has a high processing speed and is durable.
従来、円形ナイフ刃を用いて２重管や３重管の外側管を軸方向に縦割りする装置が知られている。(例えば、特許文献１参照。）ただし、この装置は外側から円形ナイフ刃を配管に押し付けた状態で配管を軸方向に移動させることで円形ナイフ刃を配管に食い込ませ、これを繰り返して縦割り切断する構造で、これを中空の配管やチューブに適用すると円形ナイフ刃の押し付け力で配管が変形し、切断できない可能性がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus for axially splitting an outer tube of a double tube or a triple tube using a circular knife blade. (For example, see Patent Document 1.) However, in this device, the pipe is moved in the axial direction while the circular knife blade is pressed against the pipe from the outside, so that the circular knife blade bites into the pipe, and this is repeated to vertically split the pipe. It is a structure that cuts, and if it is applied to hollow piping or tubes, there is a possibility that the piping will be deformed by the pressing force of the circular knife blade and cutting will not be possible.
また、配管を固定し、対向する1対の円形ナイフ刃とそれに挟まれた中子から構成される切断部を配管に押し込むことで配管の変形を防ぎつつ配管外側に位置する円形ナイフ刃で配管を縦割り切断する装置が知られている。（例えば、特許文献２参照。）この装置は中子が配管と接しながら移動するため押込み抵抗が大きく、小口径管等への適用は困難である。 In addition, by fixing the pipe and pushing a cutting part consisting of a pair of opposing circular knife blades and a core sandwiched between them into the pipe, deformation of the pipe is prevented while the circular knife blade located on the outside of the pipe is used to cut the pipe. is known. (See, for example, Patent Document 2.) Since the core moves while being in contact with the pipe, this device has a large pushing resistance and is difficult to apply to small-diameter pipes and the like.
また、あらかじめ配管内部に挿入された軸棒と共に配管を対向して設置される1対の回転刃に送り込み、軸棒によって配管の変形を阻止しつつ縦割り切断する方法が知られている。（例えば、特許文献３参照。）この方法は、1本ごとに軸棒を配管に挿入する必要があり、長尺の配管には適用できない。 In addition, a method is known in which the pipe is fed into a pair of rotating blades installed facing each other together with a shaft rod inserted in advance into the pipe, and the pipe is cut longitudinally while preventing deformation of the pipe by the shaft rod. (See, for example, Patent Document 3.) This method requires inserting each shaft rod into the pipe, and cannot be applied to long pipes.
また、配管を順次狭隘となった対抗するローラー間に押し込み、配管を偏平に変形させその頂点の曲率半径の小さくなった部分に円形ナイフ刃を押し付け、円形ナイフ刃の押し付け力による配管の変形を最小限にして縦割り切断する方法が知られている。（例えば、特許文献４参照。）この装置は押し込み力が強大な為、座屈の可能性がある小口径管等には適用が困難である。
In addition, the pipe is pushed between the opposing rollers, which are gradually narrowed, and the pipe is flattened. A method of minimizing longitudinal cuts is known. (See, for example,
また、薄肉の小口径管材に180度対向した位置に切込み傷をつけ、その傷が頂点になるように対向するモーター駆動のローラーで偏平に押し潰し、その頂点で円形ナイフ刃で連続的に縦割り切断する装置が知られている。（例えば、特許文献５参照。）この装置では縦割り切断面にかえり（バリ）が発生し、その状況によっては放射性物質による汚染の測定や除染がし難くなる可能性がある。
In addition, a thin small-diameter tube is cut at a position facing 180 degrees, and the opposing motor-driven rollers are pressed so that the cut is at the top, and the top is continuously vertically cut with a circular knife blade. Devices for splitting are known. (See, for example,
従来、小口径配管を縦割り切断する装置として、多段回転刃による管材縦割り切断装置が知られている。（例えば、特許文献６参照。）これは油圧シリンダを用いて管材を切断部へ押し出し、管の内側に挿入される回転刃と外側の補助ローラーによって管を縦割りに切断する装置である。この装置では管の内側に回転刃ユニットが挿入されるため、構造が複雑になり且つ回転刃に油圧シリンダによる押し出し力がかかるためその強度に課題がある。 Conventionally, as a device for vertically splitting and cutting small-diameter pipes, there has been known a pipe material longitudinally splitting cutting device using a multi-stage rotating blade. (For example, see Patent Document 6.) This is a device that uses a hydraulic cylinder to push out a pipe material to a cutting section, and cuts the pipe longitudinally by a rotary blade inserted inside the pipe and an auxiliary roller on the outside. In this device, since the rotary blade unit is inserted inside the pipe, the structure is complicated and the rotary blade is subjected to a pushing force by the hydraulic cylinder, which poses a problem of its strength.
円形ナイフ刃を使用した配管の縦割り装置においては、円形ナイフ刃の押し付け力による配管の変形をいかに抑制するかが課題となってきた。従来の小口径配管の縦割り装置は配管内部に変形抑制用の中子や軸棒を挿入したもの、変形を抑制するために配管を押し潰して曲率半径の小さくなった頂点部分で縦割り切断するものがあるが、小口径管等に対しては座屈の課題や作業性の課題や切断面のかえり(バリ)の課題があった。 In the pipe vertical splitting device using the circular knife blade, how to suppress the deformation of the pipe due to the pressing force of the circular knife blade has been a problem. Conventional devices for vertical splitting of small-diameter pipes are those in which cores and shafts are inserted to suppress deformation inside the pipe. However, for small-diameter pipes, there were problems with buckling, workability, and burrs on the cut surface.
小口径管等の縦割り装置には、放射性物質による汚染の測定や除染の支障になるような切断面のかえり(バリ)が無いこと、小口径薄肉の小口径管等を扱えること、長尺の小口径管等も扱えること、切り粉や粉じんが発生しないこと、短時間で効率的に縦割り切断できることが必要である。 Vertical splitting equipment for small-diameter pipes must have no burrs on the cut surface that may interfere with measurement of radioactive contamination or decontamination. It is necessary to be able to handle small diameter pipes, etc., not to generate chips and dust, and to be able to cut vertically efficiently in a short time.
本発明は、上記課題に鑑みて、長尺の小口径管等を縦割り切断面に放射性物質による汚染の測定や除染の支障となるかえり(バリ)のない状態で縦割り切断する、小口径管縦割り装置を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a small-diameter pipe that is cut vertically without burrs that interfere with measurement of contamination by radioactive substances and decontamination. A pipe splitting device is provided.
本発明は、縦割り切断に小口径管等の外側から180度対向する1対の回転ナイフ刃を使用し、回転ナイフ刃の押し付け力による小口径管等の変形を防止するため、小口径管等の内側に1対の反力受けローラーを挿入する構造とすることで、長尺の小口径管等を短時間に効率よく連続的に縦割り切断するために発明されたものである。 The present invention uses a pair of rotating knife blades facing 180 degrees from the outside of a small-diameter pipe for vertical splitting. It was invented for efficiently and continuously longitudinally splitting a long, small-diameter pipe, etc., in a short time by adopting a structure in which a pair of reaction force receiving rollers is inserted inside the pipe.
内装ローラー保持器に、保持器の軸線と垂直な平面上で軸線が平行で相互に接触しながら回転できるように保持された1対の内装ローラーと、その1対の内装ローラーの軸線と同一平面上で平行な軸線を持ち、外側から内装ローラーに接するように１８０度対向して配置された1対の駆動回転ナイフ刃を有する装置であって、小口径管等を内装ローラーに被せるように挿入することによって、駆動回転ナイフ刃の駆動力で小口径管等を内装ローラー保持器の軸線に沿って送りつつ縦割り切断する構造を持つ。 A pair of inner rollers held in an inner roller retainer so that they can rotate while their axes are parallel and in contact with each other on a plane perpendicular to the axis of the retainer, and the axes of the pair of inner rollers are flush with each other. A device that has a pair of driven rotating knife blades that have parallel axes at the top and are arranged 180 degrees opposite to each other so as to contact the inner roller from the outside. By doing so, it has a structure in which a small-diameter pipe or the like is fed along the axis of the inner roller retainer by the driving force of the driving rotating knife blade and cut vertically.
本発明を使用することにより、通常では内面の放射性物質による汚染状況の測定や放射性物質の除染が困難な小口径管等を、放射性物質で汚染された切り粉を発生させずに長尺の小口径管等を連続的に高速で縦割り切断でき、効率的な測定、除染を行うことにより、放射性廃棄物の大幅な削減ができる。 By using the present invention, it is possible to measure the contamination status of the inner surface of a small diameter pipe, which is usually difficult to measure the contamination status of radioactive substances and decontaminate radioactive substances, without generating chips contaminated with radioactive substances. A large reduction in radioactive waste can be achieved through efficient measurement and decontamination by continuously cutting small-diameter pipes at high speed.
以下本発明を実施するための形態を説明する。 A mode for carrying out the present invention will be described below.
図１は本発明を適用した小口径管縦割り装置の一例の縦割り切断原理を説明するための原理図である。また、図2は小口径管縦割り装置の切断部の概念図である。 FIG. 1 is a principle diagram for explaining the principle of vertical splitting and cutting of an example of a device for vertical splitting of small-diameter pipes to which the present invention is applied. FIG. 2 is a conceptual diagram of the cutting section of the small-diameter pipe vertical splitting device.
内装ローラー支持腕に片持ちで支持された内装ローラー保持器に保持された相互に接する1対の内装ローラーと、それの外側に接して1対の駆動回転ナイフ刃が配置され、小口径管等を内装ローラー支持腕の反対方向から内装ローラーに被せるように挿入すると、小口径管等は駆動回転ナイフ刃の回転により内装ローラー支持腕の方向に送りこまれると同時に、駆動回転ナイフ刃が小口径管等に食い込み、連続して縦割り切断する。小口径管等が縦割り切断されることにより、内装ローラー支持腕に衝突することは無い。 A pair of mutually contacting inner rollers held by an inner roller retainer that is cantilevered on the inner roller supporting arm, and a pair of driving rotary knife blades are arranged in contact with the outer side thereof, and are used for small diameter pipes, etc. is inserted from the opposite direction of the inner roller support arm so as to cover the inner roller, the small diameter pipe etc. Etc., and continuously cut vertically. When the small-diameter pipe or the like is longitudinally cut, it does not collide with the inner roller support arm.
駆動回転ナイフ刃の小口径管等の管壁に対する押し付け力は管壁を通して内装ローラーに伝達される。同様に反対側の駆動回転ナイフ刃からの押し付け力も内装ローラーに伝達され、180度対向した押し付け力がお互いに接している1対の内装ローラーを圧縮することになる。内装ローラーは金属製で圧縮変形は微小であることから、小口径管等の管壁は駆動回転ナイフ刃の押し付け力によって変形することなく縦割り切断されることになる。 The pressing force of the driven rotary knife blade against the wall of a small diameter pipe or the like is transmitted through the wall to the interior rollers. Similarly, the pressing force from the opposite driven rotating knife blade is also transmitted to the inner rollers, and the 180 degree opposing pressing forces compress the pair of inner rollers in contact with each other. Since the inner roller is made of metal and compressive deformation is very small, the wall of a small-diameter pipe or the like is cut longitudinally without being deformed by the pressing force of the driving rotary knife blade.
1対の内装ローラーは相互に接しながら回転できるように内装ローラー保持器に保持されており、駆動回転ナイフ刃の回転力により小口径管等が内装ローラー支持腕の方向に送られてもその管壁の内側に接触しながら回転することで小口径管等の送りに対する抵抗力は微小である。また同様に内装ローラー保持器及び内装ローラー支持腕に加わる力も小さい。 A pair of inner rollers are held in an inner roller retainer so that they can rotate while being in contact with each other. By rotating while contacting the inside of the wall, resistance to feeding of small-diameter pipes is minimal. Similarly, the force applied to the inner roller retainer and the inner roller support arm is also small.
駆動回転ナイフ刃に一体化した駆動スリーブを取り付けることもできる。これは厚肉の小口径管等において、駆動回転ナイフ刃を多段に配置して順次食い込み量を増やして最終的に縦割り切断する場合、180度対向した各々の駆動回転ナイフ刃の食い込み量を同一にするために有効である。更にこの駆動スリーブの円周面と小口径管等の外面の摩擦力が小口径管等を送る駆動力になる。 A drive sleeve integral to the drive rotary knife blade can also be attached. In the case of thick-walled small-diameter pipes, etc., when driving rotary knife blades are arranged in multiple stages and the biting amount is gradually increased to finally cut vertically, the biting amount of each driven rotary knife blade facing 180 degrees is Useful for making them identical. Further, the frictional force between the circumferential surface of the drive sleeve and the outer surface of the small-diameter pipe or the like becomes the driving force for feeding the small-diameter pipe or the like.
図３に本発明の実施例の正面図を示す。180度対向した駆動回転ナイフ刃１a、１bがフレーム８に固定されている。これらは駆動モーター６a、６bにより駆動される。この駆動回転ナイフ刃に接して内装ローラー３a、３bが内装ローラー保持器４に保持される。内装ローラーは１対でも良いし、複数対でも良い。この内装ローラー保持器は薄い板状の内装ローラー支持腕５を介してフレーム８に固定される。内装ローラー保持器の断面は縦割りされる小口径管等の内径より小さくする必要がある。小口径管等の中心線が180度対向した駆動回転ナイフ刃の中心に来るようガイドローラー７a、７bを設けても良い。
FIG. 3 shows a front view of an embodiment of the present invention. Driven
また、図３に示す小口径管縦割り装置において、厚肉の小口径管等を縦割りするため駆動回転ナイフ刃及び内装ローラーを多段に装備しても良い。小口径管等の入り口側から順次食い込み量が増すように駆動回転ナイフ刃と内装ローラーの間隙を減少させ、最終段では間隙を０とすることで、厚肉の小口径管等の縦割り切断ができる。 In addition, in the apparatus for vertical splitting of small-diameter pipes shown in FIG. 3, a driven rotating knife blade and internal rollers may be provided in multiple stages for vertical splitting of thick-walled small-diameter pipes. The gap between the drive rotating knife blade and the inner roller is reduced so that the biting amount increases sequentially from the entrance side of small diameter pipes, etc., and by setting the gap to 0 at the final stage, vertical splitting of thick small diameter pipes, etc. can be done.
図４、図５は手回し式小口径管縦割り装置の一例を示す正面図と側面図である。駆動回転ナイフ刃１aに手動ハンドル９が取り付けられており、ハンドルを回すことにより伝達歯車１０a、１０bを介して駆動回転ナイフ刃１a、１bが回転する。内装ローラーを１対あるいは２対とすることで直線状の小口径管等のみではなく、湾曲した小口径管等や熱交換器のUチューブの縦割りにも対応できる。
4 and 5 are a front view and a side view showing an example of a hand-cranked device for vertical splitting of small-diameter pipes. A
P 小口径管
１a 駆動回転ナイフ刃
１b 駆動回転ナイフ刃
２a 駆動スリーブ
２b 駆動スリーブ
３a 内装ローラー
３b 内装ローラー
４ 内装ローラー保持器
５ 内装ローラー支持腕
６a 駆動モーター
６b 駆動モーター
７a ガイドローラー
７b ガイドローラー
８ フレーム
９ 手動ハンドル
１０a 伝達歯車
１０b 伝達歯車
P Small bore
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