KR100292582B1 - 폴리에틸렌파이프에확관부를형성하기위한방법및그장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.

본 발명은 폴리에틸렌 파이프를 자동으로 이송하면서 유동되지 않는 상태로 클램프시켜 가열 공정의 순차 반복과 확관 공정을 수행하여, 폴리에틸렌 물질의 가열 특성으로 잘 알려진 약 40%는 액체 형태로 약 60%는 고체 형태를 띠게 되어 이 일부 고체 형태로 남아있는 폴리에틸렌 원료들이 최초 형태로 돌아가려는 수축 현상을 방지하여 부드러운 상태로 가열한 후 재 이송하여 금형내에서 수압 및 유공압을 이용하여 확관 공정을 수행하여 원하는 규격의 확관부를 성형하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.

종래의 폴리에틸렌 파이프 확관 방법에 있어서는 직접 가열을 통하여 일측의 관을 직접 가열시켜 확관한 다음 다른 관을 확관부에 삽입하는 방법으로 배관 작업을 수행하므로 확관 작업이 번거롭고, 확관부가 균일하게 유지되지 못하여 배관 후 기밀성이 떨어지는 폐단과, 기밀을 유지하지 하기 위하여 대부분 이음부를 접착제로 처리하므로 그 분해가 전혀 불가능하여 재 시공시 파이프 전체의 교환 또는 절단 후 재시공하여야 하는 문제점이 있는 것이다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

폴리에틸렌 파이프를 자동으로 이송하는 도중 유동되지 않는 상태로 클램프시켜 가열 공정의 순차 반복을 통하여 폴리에틸렌 물질의 가열시 일부 고체 형태로 남아있는 폴리에틸렌 원료들이 최초 형태로 돌아가려는 수축 현상을 방지하여 부드러운 상태로 가열하고, 상기 가열된 파이프를 재 이송하여 금형내에서 수압 및 유공압을 이용하여 확관 공정을 수행하여 원하는 규격의 확관부를 성형하도록 한 것이다.

라. 발명의 중요한 용도

폴리에틸렌 파이프의 확관장치.

Description

폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 방법 및 그 장치

본 발명은 수도관, 가스관, 하수관등으로 사용되는 폴리에틸렌(PE) 파이프의 이음부를 확관하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리에틸렌 파이프를 자동으로 이송하면서 유동되지 않는 상태로 클램프시켜 가열 공정의 순차 반복과 확관 공정을 수행하여, 폴리에틸렌 물질의 가열 특성으로 잘 알려진 약 40%는 액체 형태로 약 60%는 고체 형태를 띠게 되어 이 일부 고체 형태로 남아있는 폴리에틸렌 원료들이 최초 형태로 돌아가려는 수축 현상을 방지하여 부드러운 상태로 가열한 후 재 이송하여 금형내에서 수압 및 유공압을 이용하여 확관 공정을 수행하여 원하는 규격의 확관부를 성형하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래의 수도관, 가스관, 하수관등의 배관 접속을 위한 파이프는 동 파이프, 강관, 주철관, 스테인레스관 등 금속 및 비철금속이 주류를 이루어 왔으나 최근 들어 건축경기의 활성화에 따라 자재 절감 및 시공의 용이성이 중요하게 대두되면서 플라스틱 파이프의 추세로 급격하게 변모하였다.

플라스틱 파이프는 금속 및 비철금속 파이프에 비하여 투자비용이 적게들고, 시공이 비교적 간편하고 부식문제를 해결할 수 있다는 차원에서 각광을 받고 있으나, 파이프의 규격화가 미흡하고, 확관부의 성형이 용이치 못하고, 관 연결시 융착 장비 등이 필요한 문제점이 있는 것이다.

상기와 같은 제반 문제점을 감안한 종래의 일반적인 파이프 이음 방법에 있어서는 2개의 관 또는 기타 형상의 플라스틱의 잇고자 하는 말단을 가열 용융 시킨다음 서로 마주 대고 급속히 압력을 가함으로서 융접시키는 접합 방법과 스핀 융착법(spin welding)이 있으나, 이는 주로 열화온도가 낮은 플라스틱 파이프에 국한되어 사용되고 있는 것이다.

상기한 용접법중 스핀 융착법(spin welding)은 두 물체 중 어느 한쪽을 회전시켜 그 동안에 생기는 마찰열로 접합면이 융합될 때까지 두 물체에 힘을 가하여 두 물체가 함께 냉각되도록 함으로서 결합되게 한 방법이 있으며, 이는 기밀성과 융착 강도가 우수한 장점이 있으나, 수지의 상온 상태에서 용융점까지 상승 시간내에서 초기 회전 시와 압축 시에 각종 형태의 스프류 런너가 적지 않게 발생하는 단점이 있는 것이다.

또한 융착시 동심원으로 동일 평면상에 있는 제품에만 융착 가능하고 회전을 통하여만 마찰열이 발생하므로 지면에 매설되는 배관 작업 시에는 시공될 도량의 청소, 접합부 주위의 보호막 설치 등 많은 문제점으로 인하여 스핀 융착 작업을 수행하기가 상당히 어려운 단점이 있는 것이다.

또한 스핀 융착 중 주의하여할 점은 피 용착물의 사용수지가 갖고 있는 용융, 연화온도를 기본적인 설정온도로 하여야만 원하는 목적을 달성할 수 있으며 가공 능률을 중요시하여 그 이상의 온도로 설정하는 경우 열화 시간이 빨라지게 되므로 가공시간은 단축할 수 있으나 수지 열화에 의한 강도 저하가 발생하는 문제점이 있는 것이다.

또한 플라스틱 파이프의 일측단 내경을 파이프의 외경과 동일하게 단턱을 형성한 PVC 파이프가 있으며, 이는 시공시 확관된 내경으로 파이프가 몰입될 수 있어 시공의 편리성이 증대되나 주로 열화 온도가 낮은 PVC 파이프에 국한되므로 충격에 약한 PVC 파이프의 단점에 의하여 수도관 하수관 등으로는 전혀 사용할 수 없다는 문제점이 있는 것이다.

한편 열화온도가 높은 폴리에틸렌(PE) 파이프의 확관이 쉽게 되지 않은 이유는 폴리에틸렌 원료 특성상 PVC 보다 열화온도가 통상 121℃에서 128℃ 까지의 온도 폭이 매우 작으므로 확관할 수 있는 온도를 맞추기가 상당히 어려워 확관이 용이치 못한 것이다.

이때 폴리에틸렌 파이프에 적정 온도 즉, 121℃에서 128℃ 내외의 온도로 가열하면 폴리에틸렌 파이프를 계산상으로는 확관할 수 있으나, 이는 폴리에틸렌 파이프의 가열 작업시 원료의 특성상 약 40%는 액체 형태로 약 60%는 고체 형태를 띠게 되어 이 일부 고체 형태로 남아있는 폴리에틸렌 원료들이 최초 형태로 돌아가려는 수축 현상이 발생하여 폴리에틸렌 파이프의 확관이 용이치 못함은 물론 확관 작업이 번거롭고, 확관부가 균일하게 유지되지 못하여 배관 후 기밀성이 떨어지는 폐단이 있는 것이다.

따라서 하수관, 수도관등으로 사용되는 폴리에틸렌 배관 작업의 수행시 대부분 일측의 관을 직접 가열시켜 확관한 다음 다른 관을 확관부에 삽입하는 방법으로 배관 작업을 수행하므로 확관 작업이 번거롭고, 확관부가 균일하게 유지되지 못하여 배관 후 기밀성이 떨어지는 폐단이 있는 것이다.

또한 상기한 파이프 이음방법은 기밀을 유지하기 위하여 대부분 이음부를 접착제로 처리하므로 그 분해가 전혀 불가능하여 재 시공시 파이프 전체의 교환 또는 절단 후 재시공하여야 하는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 폴리에틸렌 파이프 가열시 폴리에틸렌 물질의 특성으로 약 40%는 액체 형태로 약 60%는 고체 형태를 띠게 되나 가열 공정의 순차 반복을 통하여 이 일부 고체 형태로 남아있는 폴리에틸렌 원료들이 최초 형태로 돌아가려는 수축 현상을 미연에 방지하여 원하는 규격의 확관부를 손쉽게 성형해낼 수 있는 방법과 이 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 폴리에틸렌 파이프의 가열작업을 파이프를 이송하면서 히팅 코일에서 가열된 열을 송풍기를 통하여 1차 2차로 반복 가열하여 열 전달이 우수함은 물론 상승된 온도하에서 파이프를 오래 동안 두지 않고 파이프를 이송하면서 작업하여 수축 현상을 방지함은 물론 보다 빠른 시간에 파이프를 말랑말랑한 상태로 가열할 수 있도록 하여 확관 작업을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 이송되는 폴리에틸렌 파이프를 유공압실린더에 의하여 구동되는 클램프 장치로 파이프를 고정하여 금형을 여닫거나 재료를 사출하는 동안 금형을 꼭 닫아 두는 체결력을 우수하게 하여 파이프의 확관 작업시 파이프의 흔들림이 전혀 없도록 하여 원하는 규격의 확관부를 손쉽게 성형할 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 유공압실린더에 의하여 수직 및 수평으로 작동하는 베드상에 형성된 고정대에 폴리에틸렌 파이프를 재치하여 원하는 작업위치로 파이프를 자동으로 이송하여 작업능률을 우수하게 한 것이다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 개략적인 정면도.

제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 개략적인 평면도.

제3도는 본 발명의 파이프를 이송하는 이송장치의 일부사시도.

제4도는 본 발명의 파이프를 확관시키는 확관금형의 사시도.

제5도는 본 발명의 파이프를 고정하는 클램프의 사시도.

제6도는 본 발명의 체결클램프의 사시도.

제7도는 본 발명의 체결클램프의 일부 사시도.

제8도는 본 발명의 가열장치부의 분해사시도.

제9도는 본 발명의 가열장치부의 배면사시도.

제10도는 본 발명의 확관구의 사시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 클램프장치부 11 : 로울러

12,12a : 클램프 16,16a,16b : 유공압실린더

20 : 가열장치부 22 : 샤프트

26 : 히팅코일 40 : 이송베드

42 : 고정대 43 : 지지대

44 : 주축 46 : 후레임

60 : 확관장치부 62 : 체결클램프

66 : 클램프

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 각 도면을 설명함에 있어, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 도시되더라도 가능한 한 동일한 참조부호를 갖는다.

제 1도 및 제 2도에 본 발명의 확관 방법을 수행할 수 있는 확관 장치가 개략적으로 도시되어 있으며 도면에서 보는 바와 같이, 본 발명의 본체(A)의 일측 상면으로는 유공압실린더(16a)에 의하여 수직 및 수평으로 작동하는 이송베드(40)에 의하여 자동으로 이송되는 파이프를 가열하기 위한 가열장치부(20)와 상기 가열장치부(20)에 의하여 가열된 파이프의 확관을 위한 확관장치부(60)가 등 간격을 유지하여 형성되어 있는데 이 가열장치부(20) 및 확관장치부(60)는 유공압실린더(16)에 의하여 구동되는 한쌍의 클램프장치부(10)에 의해 고정된 파이프를 가열 및 확관하도록 되어 있다.

파이프를 이송하는 이송베드(40)의 상부에는 상기한 파이프를 가열장치부(20) 및 확관장치부(60)로 자동으로 이송하기 위하여 폴리에틸렌 파이프를 수용하는 고정대(42)가 설치되어 있으며 이 고정대(42)는 가열장치부(20) 및 확관장치부(60)의 간격과 동일 간격으로 동축상에 평행하게 배열되어 있고, 본체(A) 의 상부에는 가열장치부(20)와 확관장치부(60)의 동축상에 지지대(43)가 형성되어 이송베드(40)에 의하여 이송되는 파이프를 지지할 수 있도록 되어 있다.

상기 이송베드(40)의 하부에는 본체(A)의 하측에 횡 방향으로 설치된 레일(14)의 상면에서 미끄럼 운동을 수행하기 위한 로울러(11)가 설치되고, 유공압실린더(16a)를 수직 및 수평방향으로 본체(A)와 이송베드(40)에 각각 고정하여 유공압실린더(16a)에 의하여 수직 및 수평 방향으로 이송베드(40)가 이송할 수 있도록 구성하며, 이송베드(40)의 하단에 사방 모서리에 수직 방향으로 설치된 후레임(46)의 내측으로는 주축(44)이 상하로 슬라이드되도록 설치하여 이송베드(40)에 수직 방향으로 설치된 유공압실린더(16a)의 상승 작용으로 주축(44)을 따라 이송베드(40)의 상면이 상승되도록 한다.

파이프를 고정하기 위한 클램프장치부(10)는 유공압실린더(16)에 의하여 구동되는 클램프장치로 상하 분할된 한 쌍의 클램프(12)(12a)로 설치되며 하측의 클램프(12a)는 본체(A)에 고정되고 상측의 클램프(12)는 유공압실린더(16)의 작동으로 상하 이동될 수 있도록 고정하여 체결력을 우수하게 하여 파이프의 가열 작업시 파이프가 임의로 흔들리는 폐단을 해소할 수 있는 것이다.

이때 반원형으로 대칭되게 형성된 한쌍의 클램프(12)(12a)의 내측에는 파이프의 직경에 따라 그 내경을 달리할 수 있도록 6각 렌지 보울트에 의하여 클램프(12)(12a)를 결합하여 파이프에 따라 적절히 대응할 수 있도록 하는 것이다.

상기 클램프장치부(10)와 소정간격을 띠우고 동축상으로는 클램프장치부(10)에 의하여 고정된 파이프를 가열키 위한 가열장치부(20)가 설치되며 이 가열장치부(20)는 모터와 벨트풀리(24)에 의하여 회전되는 샤프트(22)에 전류의 열 작용을 이용하여 열에너지를 발생하도록 하고 상기 샤프트(22)의 외주면으로는 히팅 코일(26)을 나선형으로 배열하며, 상기 샤프트(22)의 외측으로는 원통형 하우징(28)을 설치하여 이를 불로우(blower)(29)에 연설하여 블로우(29)에서 배출된 공기가 하우징(28)내로 유입되어 샤프트(22)와 하우징(28)의 틈새로 배출되면서 히팅 코일(26)에서 가열된 열원을 파이프로 송풍되도록 하여 파이프를 직접 가열하여 보다 효율적으로 파이프를 가열할 수 있도록 한다.

상기 가열장치부(20) 즉, 모터와 벨트풀리(24)로 연설된 샤프트(22) 및 이의 외주로 형성된 하우징(28)은 유공압실린더(16b)에 의하여 수평 방향으로 진행하는 플레이트(27)의 상면에 고정 설치하여 실린더(16b)의 작동에 따라 상기 샤프트(22)가 파이프의 내주면으로 몰입되도록 하여 파이프의 가열을 보다 빠른 시간내에 실시할 수 있도록 하며 플레이트(27)의 하단 양측으로는 고정축(25)을 설치하여 실린더(16b)의 작동시 고정축(25)에 플레이트(27)가 수평 방향으로 정확히 안내되어 원활한 미끄럼운동을 실시할 수 있도록 한다.

파이프의 확관을 위한 확관장치부(60)는 유공압실린더(16c)에 의하여 구동되는 한쌍의 클램프장치부(10a)와 상기 클램프장치부(10a)를 체결하는 한쌍의 체결클램프(62)로 구성되며, 상기 체결클램프(62)는 클램프장치부(10a)를 고정하기 위하여 원주상으로 체결홈(64)을 형성하고 유공압실린더(16c)에 의하여 상하로 작동되도록 하여 클램프(66)를 닫거나 파이프를 확관하는 동안 클램프(66)를 꼭 닫아 두는 체결력을 우수하게 하여 파이프의 확관 작업시 파이프의 흔들림이 전혀 없도록 하여 원하는 규격의 확관부를 손쉽게 성형할 수 있도록 한 것이다.

상기 한쌍의 클램프장치부(10a)의 내경은 파이프의 외경보다 그 내경을 다소 적게 구성하여 파이프의 클램프시 지지력을 보유토록 하고, 클램프(66)의 외면에 면 접촉되어 체결클램프(62)로 결합되는 확관금형(68)의 일측으로는 유공압실린더(16d)에 의하여 축 방향으로 작동되도록 확관구(67)의 일측을 실린더로드에 결합하여 확관구(67)를 축 방향으로 이동 가능토록 구성하고 상기 확관구(67)의 선단 즉, 파이프의 내경에 몰입되는 선단부는 직립된 상태에서 테이퍼진 형상으로 형성하여 가열된 파이프의 내경에 확관구(67)의 선단이 밀착되어 기밀을 유지하면서 공압에 의하여 소정 부분이 확관될 수 있도록 구성한다.

이때 확관구(67)의 선단에는 파이프의 내경에 완전 밀착되어 기밀을 유지할 수 있도록 패킹(65)이 감착되며 실린더 로드에 결합되는 부분에는 파이프의 선단을 접촉 지지할 수 있도록 하며 이의 전방 외주면으로는 환상으로 홈(63)을 형성하여 이에 등 간격을 유지하여 통공(61)을 천공하여 공압이 배출되도록 하여 파이프를 돌출 성형토록 하는 것이다.

또한 상기 확관구(67)의 내면은 내부가 빈 상태로 하여 유공압실린더(16d)에서 발생한 공압이 통공(61)을 통하여 배출되도록 하는 것이다.

또한 유공압 이외에 수압을 이용하여 파이프에 돌출부를 형성하고자 하는 경우에도 확관구(67)의 선단에 패킹(65)이 감착되어 파이프의 내주면에 확관구(67)가 긴밀히 밀착되도록 하여 기밀성을 유지시켜 수압 및 유공압을 이용하여도 본 발명의 목적을 충분히 달성할 수 있는 것이다.

또한 파이프의 선단이 원하는 규격이 형성되지 않을 경우 즉, 폴리에틸렌 파이프의 성형시 선단부가 매끄럽지 않을 경우 이를 면 처리하기 위하여 커터기를 확관장치부(60)의 다음 공정에 설치하거나 또는 가열장치부의 전 공정에 설치하면 면처리를 보다 정확하게 할 수 있는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은 우선 폴리에틸렌 파이프를 자중에 의하여 이송베드(40)에 형성된 고정대(42)에 1개씩 낙하되도록 형성된 적재대(도시안됨)에 투입하면 폴리에틸렌 파이프가 자중에 의하여 1개씩 고정대(42)로 투입되게 된다.

고정대(42)로 투입된 폴리에틸렌 파이프는 등 간격을 유지하여 형성된 고정대(42)에 의하여 수평 방향으로 재치되고 이때 이송베드(40)와 본체(A)에 형성된 유공압실린더(16a)에 유압 또는 공압이 인가되어 이송베드(40)의 사방에 형성된 주축(44)이 후레임(46)을 타고 수직 방향으로 슬라이드되어 이송베드(40)가 상승되고 이후 수평 방향으로 형성된 실린더(16a)에 공압이 인가되어 이송베드(40)를 밀어주면 이송베드(40)의 하단에 형성된 로울러(11)가 본체(A)에 형성된 레일(14)을 타고 이송베드(40)가 횡 방향으로 이동하게 된다.

횡 방향으로 이동된 이송베드(40)는 소정의 지점, 즉, 본체(A)에 형성된 지지대(43)의 직상부로 이송베드(40)의 상면에 형성된 고정대(42)가 위치되면 수직방향으로 형성된 실린더(16a)가 하측으로 작동하여 이송베드(40)를 하측으로 동작시키고 따라서 이송베드(40)의 상부 고정대(42)에 재치된 파이프가 본체(A)에 형성된 지지대(43)에 안치되므로 파이프가 클램프장치부(10)로 반입되게 된다.

클램프장치부(10)로 파이프가 반입되면 유공압실린더(16)가 작동되어 상면의 클램프(12)를 하측으로 밀어주게 되므로 파이프가 클램프(12)(12a)의 내측에 견고하게 고정되는 것이다.

클램프장치부(10)에 파이프에 고정되면 상기 클램프장치와 소정간격을 띄우고 동축상에 형성된 가열장치부(20)가 플레이트(27)의 상면에 설치되어 있으므로 공압을 인가시켜 실린더(16d)를 작동시키면 플레이트(27)가 축 방향 이동하므로 히팅 코일(26)이 배열된 샤프트(22)가 클램프(12)(12a)에 고정된 파이프의 내단측으로 몰입되게 되는 것이다.

가열장치부(20) 즉, 샤프트(22)가 축 방향 이동하여 모터에 의하여 회전하면서 파이프의 내측으로 몰입되면 전류의 열작용에 의하여 히팅 코일(26)이 발열되고 이때 불로우(29)에서 배출되는 공기가 하우징(28)내로 유입되면서 샤프트(22)와 하우징(28)의 틈새로 배출되므로 히팅 코일(26)에서 발열된 열원으로 파이프로 직접 가열하여 파이프를 효과적으로 가열할 수 있는 것이다.

이와 같이 파이프를 1차로 가열하여 말랑말랑한 상태로 가열한 후 파이프를 고정하고 있는 클램프(12)(12a)를 해제하고 이송베드(40)를 상승시켜 고정대(42)에 파이프를 안치시킨 후 다시 유공압실린더(16a)를 작동시켜 2열 배열된 가열장치부(20)로 파이프를 반입하여 전술한 방법과 마찬가지로 가열작업을 수행하면 되는 것이고 이때 파이프를 2차로 반복 가열하는 것은 폴리에틸렌 파이프 가열시 폴리에틸렌 물질의 특성으로 약 40%는 액체 형태로 약 60%는 고체 형태를 띠게 되나 가열공정의 순차 반복을 통하여 이 일부 고체 형태로 남아있는 폴리에틸렌 원료들이 최초 형태로 돌아가려는 수축 현상을 방지하여 원하는 규격의 확관부를 손쉽게 성형해낼 수 있는 가장 좋은 상태인 말랑말랑한 상태로 유지하도록 반복 가열하는 것이다.

또한 가열작업시 폴리에틸렌 파이프의 적정 온도 즉, 121℃에서 128℃ 내외의 온도로 가열하면 되는 것이다.

이와 같이 가열장치부(20)로 파이프를 반복하여 가열한 후 파이프를 고정대(42)에 위치시켜 유공압실린더(16a)에 공압을 인가하여 이송베드(40)를 수평방향으로 이동한 후 이송베드(40)를 수직방향으로 이송하여 지지대(43)에 파이프를 재치하면 확관장치부(60)로 파이프가 반입되는 것이다.

확관장치부(60)로 파이프가 반입되면 유공압실린더(16c)에 공압이 인가되어 클램프장치부(10a)를 작동시켜 클램프(66)를 하방으로 밀어주게 되고 이에 따라 클램프(66)의 내측으로 파이프가 밀착 고정되는 것이다.

클램프(66)에 파이프를 밀착 고정한 후 체결클래프(62)에 공압을 인가하면 체결클램프(66)의 내주면으로 원주상으로 형성된 체결홈(64)이 클램프(66)을 견고하게 고정하게 되어 금형을 여닫거나 재료를 사출하는 동안 금형을 꼭 닫아 두는 체결력이 우수하게 되어 파이프의 확관 작업시 파이프의 흔들림이 전혀 없도록 하는 것이다.

체결클램프(62)가 클램프(66)를 견고하게 지지하면 클램프(66)에 축 방향으로 형성된 확관금형(68)에 공압을 인가하여 확관구(67)를 축 방향 이동시켜 확관구(67)의 선단을 파이프의 내측으로 몰입하면 파이프가 말랑말랑한 상태로 가열되어 있으므로 확관구(67)의 형상에 따른 모양으로 파이프의 모양이 확관되는 것이다.

확관구(67)에 의하여 파이프의 모양이 소정 모양으로 확관되면 확관구(67)의 내측으로 공압이 인가되고 이 공압이 확관구(67)의 주면에 형성된 홈(63)에 등간격을 유지하여 천공된 통공(61)을 통하여 배출되면서 파이프를 강하게 외측으로 밀어주게 되므로 파이프에 돌출턱이 형성되는 것이다.

이때 확관구(67)의 선단에는 패킹(65)이 삽착되어 있어 파이프의 내주면에 확관구(67)가 긴밀하게 밀착되므로 압이 새어나오지 못하게 되므로 공압 또는 수압으로 원하는 확관부를 형성할 수 있으며 이때 파이프에 돌출턱을 형성하는 것은 파이프의 기밀을 유지하기 위한 패킹을 삽입하기 위하여 형성하는 것이다.

상술한 바와 같은 가열공정과 확관공정을 순차적으로 수행하면서 파이프를 연속으로 확관할 수 있는 것이다.

한편 폴리에틸렌 파이프의 선단면이 평활도가 유지되지 못하는 경우 별도의 면 처리를 수행하여야 하므로 가열장치부(20)의 전 공정 또는 확관장치부(60)의 후공정에 커터기를 설치하여 면처리를 하면 되는 것이다.

또한 본 발명에서는 폴리에틸렌 파이프의 확관 방법에 관하여만 설명하였으나 수지가 다른 플라스틱 파이프에도 적정 온도를 맞추면 확관부를 형성할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 이송베드에 의하여 자동으로 이송되는 파이프를 가열장치부가 반복 가열하여 말랑말랑한 상태로 가열한 후 확관장치부로 이송하여 확관하므로 작업성이 개선되고 원하는 규격의 확관부를 얻을 수 있는 장점이 있는 것이다.

Claims (12)

1. 가열작업에 의하여 확관부를 성형하는 방법에 있어서, 이송베드에 의하여 자동으로 이송되는 파이프를 고정하기 위한 클램프 장치부, 상기 클램프 장치부에 고정된 파이프를 히팅 코일에 의하여 열원을 발생하는 가열 장치부에 의하여 1차 2차로 반복 가열하는 가열공정과, 상기 가열공정에 의하여 폴리에틸렌 물질의 가열시 일부 고체 형태로 남아있는 폴리에틸렌 원료들이 최초 형태로 돌아가려는 수축 현상을 방지하여 가열된 파이프를 확관 장치부로 이송하여 공압 및 수압을 이용하여 확관 공정을 수행하여 확관부를 성형하도록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 가열공정시 이송되는 파이프의 성형온도에 따라 가열온도를 설정하여 가열하여 수축현상을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 방법.
3. 본체(A)의 레일을 타고 유공압실린더(16a)에 의하여 수직 및 수평방향으로 작동되는 이송베드(40), 상기 이송베드(40)에 의하여 이송되는 파이프를 고정하기 위한 한 쌍의 클램프장치부(10)와, 상기 클램프장치부(10)에 고정된 파이프를 가열하기 위한 가열장치부(20)와, 가열된 파이프의 확관을 위한 확관장치부(60)가 등 간격을 유지하여 설치되어 유공압에 의하여 파이프에 확관부를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 이송베드(40)의 상부에는 폴리에틸렌 파이프를 수용하는 고정대(42)가 본체(A)에 설치된 가열장치부(20)와 확관장치부(60)의 간격과 동일 간격으로 동축상에 설치되고, 이송베드(40)의 하부에는 본체(A)의 하측에 횡 방향으로 설치된 레일(14)의 상면에서 미끄럼 운동을 수행하기 위한 로울러(11)가 설치되어 유공압실린더(16a)에 의하여 수직 및 수평 방향으로 이송베드(40)가 동작될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 이송베드(40)의 상단을 수직 방향으로 설치된 후레임(46)과 분리시켜 사방 모서리에 원통형 주축(44)을 고정하여 후레임(46)의 내측으로 주축(44)이 상하로 출입할 수 있도록 설치하여 유공압실린더(16a)의 상승 작용으로 주축(44)을 따라 이송베드(40)의 상면이 상승되도록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 클램프장치부(10)는 상하 한쌍의 클램프(12)(12a)로 구비되어 유공압실린더(16)의 작동으로 작동되도록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 장치.
7. 제3항 또는 4항에 있어서, 상기 가열장치부(20)는 모터와 벨트풀리(24)에 의하여 회전되는 샤프트(22)의 외주면으로 히팅 코일(26)을 나선형으로 배열하며, 상기 샤프트(22)의 외측으로는 하우징(28)을 설치하여 이를 불로우(29)에 연설하여 블로우(29)에서 배출된 공기가 샤프트(22)와 하우징(28)의 틈새로 배출되면서 히팅 코일(26)에서 가열된 열원으로 파이프로 직접 가열하도록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 장치.
8. 제3항에 있어서, 상기 가열장치부(20)를 유공압실린더(16b)에 의하여 수평 방향으로 진행하는 플레이트(27)의 상면에 고정 설치하여 실린더(16b)의 작동에 따라 샤프트(22)가 파이프의 내주면으로 몰입되어 샤프트(22)에 감겨진 히팅 코일(26)을 열원으로 하여 파이프를 가열하도록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 장치.
9. 제3항에 있어서, 상기 확관장치부(60)는 유공압실린더(16c)에 의하여 구동되는 한쌍의 클램프장치부(10a)와 상기 클램프장치부(10a)를 체결하는 한쌍의 체결 클램프(62)로 구성되며, 상기 체결클램프(62)는 클램프장치부(10a)를 고정하기 위하여 원주상으로 체결홈(64)을 형성하고 유공압실린더(16c)에 의하여 상하로 작동되도록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 체결클램프(62)에 결합되는 확관금형(68)의 일측으로는 유공압실린더(16d)에 의하여 축 방향으로 작동되도록 확관구(67)를 설치하고 상기 확관구(67)의 선단 파이프의 내경에 몰입되는 선단부는 직립된 상태에서 테이퍼진 형상으로 형성하여 확관구(67)의 형상에 따른 모양으로 파이프의 모양이 확관되도록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 확관구(67)의 선단에 패킹(71)을 감착하여 확관시 기밀을 유지하도록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 장치.
12. 제10항 또는 11항에 있어서, 상기 확관구(67)의 주연부에 환상으로 홈(63)을 형성하여 이에 등 간격을 유지하여 통공(61)을 천공하여 공압이 배출토록 하여 파이프를 돌출 성형토록 한 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌 파이프에 확관부를 형성하기 위한 장치.