KR100592094B1 - 조관기 및 이에 적용된 성형관 내로의 조관유 유출방지장치 - Google Patents

조관기 및 이에 적용된 성형관 내로의 조관유 유출방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조관기 및 이에 적용된 성형관 내로의 조관유 유출방지 장치에 관한 것으로서, 조관유 유출 방지 장치는 스트립상의 파이프 모재를 다수의 성형 롤러에 의해 환봉 형태로 형성하고, 고주파 유도가열장치에 의해 파이프 모재를 가열하여 용접하는 조관기의 고주파 유도가열장치의 작업코일 내측에 설치되며 일측에 냉각용 조관유를 제1공급관을 통해 유입받을 수 있도록 되어 있고 유입된 조관유가 내부 유통경로를 거쳐 외측으로 배출될 수 있는 배출홀을 갖는 임피더와, 임피더의 타측으로부터 파이프 모재의 진행방향을 따라 일정길이 연장된 패킹로드와, 용접과정을 거쳐 성형된 파이프의 관내를 밀폐시킬 수 있도록 패킹로드의 단부에 설치된 패킹부재를 구비한다. 이러한 조관기 및 이에 적용된 성형관 내로의 조관유 유출방지 장치에 의하면, 임피더 내부를 경유하여 성형된 파이프 관내로 유출되는 조관유 및 파이프 성형 전에 공급되어 성형된 파이프 모재 내에 묻어 있는 조관유의 유출을 차단함과 아울러 용접과정에서 성형 파이프 내에 발생되는 비드, 이물질 및 조관유를 파이프 내벽으로부터 제거할 수 있는 장점을 제공한다.

Description

조관기 및 이에 적용된 성형관 내로의 조관유 유출방지 장치{pipe manufacturing machine and cooling oil removing apparatus thereof}
도 1은 본 발명에 따른 조관유 유출방지 장치가 적용된 조관기를 나타내 보인 개략적인 사시도이고,
도 2는 도 1의 임피더와 연결된 패킹부재 부분을 발췌하여 확대 도시한 사시도이고,
도 3은 도 1의 조관기의 제1공급관과 제2공급관을 통해 공급된 조관유의 흐름 경로를 보여주기 위한 부분 절단 단면도이고,
도 4는 도 3의 파이프 내에 설치된 임피더와 패킹부재와의 연결구조의 일 예를 상세하게 나타내 보인 단면도이고,
도 5는 도 4의 하우징 내에 설치되는 코어의 배치구조의 일 예를 나타내 보인 단면도이고,
도 6은 도 4의 하우징 내에 설치되는 코어의 배치구조의 또 다른 예를 나타내 보인 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
101: 파이프 모재 140: 임피더
160: 패킹로드 170: 패킹부재
본 발명은 조관기 및 이에 적용된 성형관 내로의 조관유 유출방지 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 조관유가 성형된 파이프 내부를 통해 유출되는 것을 방지할 수 있도록 된 조관기 및 이에 적용된 성형관 내로의 조관유 유출방지 장치에 관한 것이다.
일반적으로 성형 금속파이프는 스트립상의 금속 파이프 모재를 성형롤러에 의해 환형형태로 성형하고, 성형된 파이프모재를 고주파 유도가열방식에 의해 용접하여 제조된다.
이러한 성형 파이프를 제조하는 조관기는 판상의 코일을 일정크기로 절단하는 절단기, 절단된 판상의 코일을 환형형태로 성형하는 성형롤러, 성형된 파이프 모재를 고주파 유도가열에 의해 용접하는 용접장치, 성형된 파이프를 일정크기로 절단하는 절단기를 기본적으로 갖추고 있다.
한편, 판상의 파이프 모재를 성형롤러에 의해 환형형태로 성형할 때 성형롤러의 마모를 줄이고, 성형과정에서 발생하는 마찰열을 식히기 위해 성형롤러와 파이프 모재 사이에 조관유를 공급한다. 또한, 고주파 유도 가열장치의 작업코일의 내측에 위치한 임피더는 용접과정에서 발생하는 고열에 의해 초자관 및 코어가 파손될 수 있고, 성형된 파이프가 변형될 수 있기 때문에 임피더 내부로 조관유를 공급하여 임피더 및 성형 파이프를 냉각시킬 수 있도록 되어 있다.
그런데, 성형된 파이프 내부로 유출되는 조관유는 성형된 파이프의 진행방향을 따라 흐르면서 성형된 파이프의 절단작업을 행할 때에 조관유가 외부로 비산되어 작업환경 및 주위의 장비들을 오염시키고, 파이프 내에 잔류된 조관유는 파이프의 이송시 및 도장시에도 문제가 되는 등 후속공정에 여러가지 문제점을 야기시킨다. 또한, 비산된 조관유는 회수가 불가능해 경제적 손실이 큰 문제점이 있다.
이러한 문제점을 개선하기 위해 임피더 내로 유입되는 조관유를 회수할 수 있는 구조가 국내 공개실용신안 제1996-028413호, 국내 등록실용신안제 0228352호 에 개시되어 있다.
그런데 상기한 종래의 조관유 회수구조는 임피더 내부에서만 조관유가 유통 및 회수 될 수 있도록 되어 있고, 조관유가 임피더와 성형된 파이프의 내벽 사이에는 공급되지 않음으로써 성형된 파이프의 냉각이 원할하지 않아 파이프의 변형을 유발시키는 문제점이 있다. 또한, 비 봉합상태로 개방된 파이프모재와 성형롤러 사이에 공급된 조관유는 성형된 파이프 내부를 따라 흐르기 때문에 파이프 내부로의 조관유 차단은 근본적으로 해결되지 않은 문제점이 있다.
그 밖에도 용접과정에서 성형된 파이프 내측에서 발생되는 비드를 제거할 수 없는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 성형된 파이프 내부를 통해 조관유가 유출되는 것을 억제시킬 수 있는 조관기 및 이에 적용된 성형관 내로의 조관유 유출방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 성형된 파이프 내부를 통해 조관유가 유출되는 것을 억제시킬 수 있으면서도 비드를 포함한 이물질을 제거할 수 있는 조관유 유출방지 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조관기의 성형관 내로의 조관유 유출방지 장치는 스트립상의 파이프 모재를 다수의 성형 롤러에 의해 환봉 형태로 형성하고, 고주파 유도가열장치에 의해 상기 파이프 모재를 가열하여 용접하는 조관기의 상기 고주파 유도가열장치의 작업코일 내측에 설치되며 일측에 냉각용 조관유를 제1공급관을 통해 유입받을 수 있도록 되어 있고 유입된 상기 조관유가 내부 유통경로를 거쳐 몸체 외측으로 배출될 수 있는 배출홀을 갖는 임피더와; 상기 임피더의 타측으로부터 상기 파이프 모재의 진행방향을 따라 일정길이 연장된 패킹로드와; 용접과정을 거쳐 성형된 파이프의 관내를 밀폐시킬 수 있도록 상기 패킹로드의 단부에 설치된 패킹부재;를 구비한다.
바람직하게는 상기 패킹부재는 고무소재로 형성된다.
더욱 바람직하게는 상기 임피더는 속이 비어 있고 상기 배출홀이 형성된 하우징과; 상기 하우징의 일측 개구와 결합되며 상기 제1공급관과 연결되어 상기 조관유를 유입받을 수 있게 형성된 전방캡과; 상기 하우징의 타측 개구와 결합되는 후방캡과; 일단이 상기 전방캡과 연결되어 있으며 상기 후방캡을 관통하여 상기 하우징 외측으로 연장되며 비자성소재로 형성된 봉형의 심재와; 상기 심재 주위의 상기 하우징 내에 설치된 자성소재로 된 적어도 하나의 코어;를 구비하고, 상기 패킹 로드는 상기 심재의 타단과 결합된다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조관기는 스트립상의 파이프 모재를 다수의 성형 롤러에 의해 환봉 형태로 형성하는 성형롤러부와, 상기 성형롤러부를 거쳐 진행되는 상기 파이프모재의 외측 및 내측에 설치된 워크코일과 임피더에 의해 용접하는 고주파 유도가열장치 및 상기 임피더의 일단을 통해 상기 임피더 내로 조관유를 공급하는 제1공급관을 구비하는 조관기에 있어서, 상기 임피더의 타측으로부터 상기 파이프 모재의 진행방향을 따라 일정길이 연장된 패킹로드와; 용접과정을 거쳐 성형된 파이프의 관내를 밀폐시킬 수 있도록 상기 패킹로드의 단부에 설치된 패킹부재;를 더 구비한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조관기 및 이에 적용된 성형관 내로의 조관유 유출방지 장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 조관유 유출방지 장치가 적용된 조관기를 나타내 보인 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1의 임피더 및 이에 연결된 패킹부재를 발췌하여 나타내 보인 사시도이고, 도 3은 도 1의 조관기의 제1공급관 및 제2공급관을 통해 공급된 조관유의 흐름 경로를 보여주기 위한 개략적인 부분 절단 단면도이다.
도면을 참조하면, 조관기(100)는 복수의 성형롤러(110a 내지 110d), 작업코일(130), 임피더(140), 제1공급관(150), 패킹로드(160) 및 패킹부재(170)를 구비한다.
성형롤러(110a 내지 110d)는 스트립상의 파이프 모재(101)를 환봉 형태로 성형할 수 있도록 상호 쌍을 이루어 순차적으로 배치되어 있다. 도시된 예에서는 도 면의 복잡성을 피하기 위하여 성형롤러부로서 두 조의 성형롤러(110a 내지110d)가 적용되었지만, 더욱 많은 성형롤러(110a 내지 110d)가 적용될 수 있음은 물론이다.
참조부호 120a, 120b는 스퀴즈 롤러이고, 참조부호 125a, 125b는 이송롤러이다.
작업코일(130)은 고주파 유도 가열장치의 일 요소로서 파이프 모재(101)의 진행방향을 따라 최종단의 성형롤러(110c)(110d) 후단에서 파이프 모재(101)의 외측에서 감싸는 방향으로 권선되어 있다. 작업코일(130)은 미도시된 구동드라이브에 의해 교류상으로 구동된다.
참조부호 128은 외측에 설치된 바이트로서 용접과정을 거쳐 융합된 파이프(103)의 용접선에 발생된 비드와 같은 이물질을 제거하기 위한 것이다.
임피더(140)는 고주파 유도 가열장치의 일 요소로서 작업 코일(130)의 내측 즉, 성형롤러(110a 내지110d)에 의해 환형 형태로 형성된 파이프 모재의 내측에서 파이프 모재(101)의 진행방향을 따라 연장되게 설치되어 있다.
임피더(140)는 하우징(141) 내부에 코어(미도시)가 설치되어 있고, 하우징(141) 내부에는 제1공급관(150)을 통해 공급되는 조관유가 유통될 수 있는 유통관로가 형성되어 있다.
임피더(140)의 하우징(141) 외측에는 내부 유통관로를 통해 유입된 조관유가 배출될 수 있는 배출홀(141a)이 형성되어 있다.
임피더(140)의 일단은 제1공급관(150)과 연결되어 있고, 타단은 일정길이 연장된 패킹로드(160)가 연결되어 있다.
임피더(140)의 바람직한 구조를 도 4 내지 도 6을 함께 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
임피더는 하우징(141), 전방캡(142), 후방캡(143), 코어(144) 및 심재(145)를 갖는 구조로 되어 있다.
하우징(141)은 속이빈 중공을 갖으며 양단 개구를 통해 전방캡(142)과 후방캡(143)이 결합되어 있다.
도시된 예에서는 전방캡(142)과 후방캡(143)이 하우징(141)과 나사결합된 구조가 적용되었고, 도시된 예와 다르게 열압착 등에 의해 상호 결합할 수 있음은 물론이다.
전방캡(142)은 제1공급관(150)을 통해 유입된 조관유를 유입받을 수 있게 내부 유로가 형성되어 있다. 전방캡(142)의 유로는 단일 인입구(143a)로부터 하우징(141)내의 코어(144)와 하우징(141) 내벽 사이로 공급될 수 있게 "Y"자 형태로 분기된 분할경로(143b)(143c)를 갖는 구조로 되어 있다.
또한, 전방캡(142)은 심재(145)와의 결합용 결합홈을 갖고 있다.
참조부호 146은 전방캡(142)과 제1공급관(150)과의 관로 결합용 어댑터이고, 참조부호 제1공급관(150)에 형성된 결합홈에 인입되게 어댑터(146)를 통해 삽입죄된 고정핀이다.
후방캡(143)은 하우징(141)의 타단에 결합되어 있고 심재(145)가 통과할 수 있게 관통홀이 형성되어 있다. 또한 하우징(141) 내로 유입된 조관유를 배출할 수 있게 배출홀(143a)이 부분적으로 형성되어 있다.
심재(145)는 전방캡(142)과 결합되어 후방캡(143)을 관통하여 일정길이 연장되어 있고 내부가 폐쇄된 봉형상의 것이 적용되었다. 도시된 예에서는 심재(145)가 전방캡(142)과 나사결합에 의해 상호 결합된 구조가 예시되었으나, 심재(145)와 전방캡(142)이 일체로 형성된 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.
심재(145)는 조입용 너트(149)에 의해 전방캡(142)과 후방캡(143)을 하우징(141)에 밀착 결합시키는 기능도 한다.
코어(144)는 자성소재로 형성된 것으로 하우징(141)과 심재(145) 사이에 설치되어 있다.
코어(144)의 적용방식은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 심재(145)와 하우징(141) 사이에 원주방향을 따라 다수개의 코어(144a)가 적용되거나, 심재(145)를 중심으로 동심상으로 외측에 하나의 코어(144b)가 설치된 구조를 적용하면 된다.
이러한 구조에서 적어도 심재(145), 전방 캡(142) 및 후방캡(143)은 비자성소재로 형성되는 것이 바람직하다. 비자성 소재의 예로서는 스테인레스, 신주, 황동, 청동, 구리 알루미늄, 또는 강화 플라스틱 등이 있다. 더욱 바람직하게는 어댑터(146)(148)도 비자성 소재로 형성한다. 이와 같이 임피더 내측에 설치되는 심재(145), 전방 캡(142), 후방캡(143) 및 어댑터(146)(148)가 비자성소재로 형성되면 파이프 성형과정에서 발생되는 내부의 비드 등이 하우징(141) 외측에 부착되는 것을 억제시킬 수 있다.
한편, 성형된 파이프의 접합선 내측에 발생된 비드를 제거하기 위한 내측 바이트(180)를 패킹부재(170) 안측 또는 바깥측의 패킹로드(160) 상에 더 설치할 수 있음은 물론이다.
제1공급관(150)은 스트립상의 파이프 모재(101)의 이송경로 외측에 설치된 지지블록(155)에 지지되어 임피더(140)와 접속되어 있다. 제1공급관(150)의 형성소재는 제한하지 않으며 일 예로서 동파이프가 적용된다.
도시된 예와 다르게 임피더(140)의 지지력을 보강하기 위해 별도의 지지로드를 후술되는 지지블록(155)까지 임피더(140)의 일단에 연결시키고 지지로드 내측 또는 외측에 제1공급관(150)을 결합하여 임피더(140)에 접속시킬 수 있음은 물론이다.
패킹로드(160)는 임피더(140)의 타단 즉, 심재(145)의 종단과 어댑터(148)를 통해 성형된 파이프(103)의 이송 방향을 따라 일정길이 연장되어 있고 종단에 패킹부재(170)가 장착되어 있다. 패킹로드(160)는 성형하고자 하는 관의 구경에 대응되게 적절한 것을 적용하면 되고, 성형하는 관 구경이 35mm 이하이면 철사선을 적용하여도 된다.
패킹로드(160)는 도시된 예와 다르게 임피더(140)에 용접에 의해 결합할 수도 있음은 물론이다. 또 다르게는 패킹로드(160)은 성형된 파이프(103)의 진행방향을 중심으로 임피더(140)에 대해 선회할 수 있는 구조로 결합하여도 된다.
패킹로드(160)의 임피더(140)로부터의 연장길이는 용접과정을 거쳐 성형된 파이프(103)를 적절하게 냉각시키기 위해 요구되는 정도로 적용하면 되고, 일 예로서 임피더(140)의 하우징(141) 타단으로부터 1.5 내지 2.0미터 정도로 적용한다.
패킹부재(170)는 성형된 파이프(103)의 관을 밀폐시킬 수 있는 소재로 형성 된다. 일 예로서, 패킹부재(140)는 탄성을 갖는 고무소재로 형성된 것을 적용한다.
패킹부재(170)의 외경은 성형된 파이프의 내경 이상으로 형성되어 성형된 파이프의 내부를 밀폐시킴과 아울러 성형된 파이프(103)의 내벽에 적절한 가압력을 작용하여 파이프(103) 내벽에 부착된 이물질을 제거할 수 있게 하면 된다.
바람직하게는 패킹부재(170)의 사용경과에 따른 마모시 교체를 용이하게 하기 위해 도시된 바와 같이 패킹로드에 끼움 결합할 수 있게 중공을 갖는 구조의 패킹부재(170)를 적용한다. 이 경우 패킹로드(160)에 일정길이 나사선을 형성하고, 너트(165)와 패킹부재(170)를 교번으로 장착하여 밀폐성 및 이물질 제거능력을 높일 수 있게 하는 것이 바람직하다.
한편, 참조부호 108은 성형롤러(110a)(110b)와 파이프 모재(101) 사이에 조관유를 공급하는 제2공급관이다. 제2공급관(108)은 파이프 모재(101) 및 성형된 파이프(103)를 가압하는 부분에 조관유를 공급할 수 있도록 적절한 개수로 설치되어 있고 도시된 예에서는 도면의 복잡성을 피하기 위해 하나만 예시하였다.
제2공급관(108)을 통해 공급된 조관유에 의해 파이프 모재(101)는 내측 및 외측에 조관유가 묻어 이송된다.
이러한 조관기(100)의 구조에 의하면, 도 3에 도시된 바와 같이 스트립상의 파이프 모재(101)가 성형롤러(110a 내지 110d), 워크코일(130) 및 스퀴즈 롤러(120a)(120b) 사이를 지나면서 파이프 형태로 성형되고, 이 과정에서 제1공급관(150)을 통해 유입된 조관유는 임피더(140)의 내부 유통경로를 거쳐 배출홀(142)을 통해 배출되고, 임피더(140)에서 배출된 조관유 및 제2공급관(108)에서 공급된 조 관유 중 파이프(103)내에 묻어있는 조관유는 패킹부재(170)에 의해 더 이상 파이프(103)의 진행방향을 따라 이송되지 못함과 아울러 성형된 파이프(103)의 내벽은 패킹부재(170)에 의해 조관유 및 이물질이 제거된 후 이송경로를 따라 이송된다.
한편, 성형된 파이프(103) 외측에 묻어 있는 조관유는 후속공정에서 에어분사에 의해 제거시키고, 이후 절단기에 의해 절단처리된다.
지금까지 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 조관기 및 이에 적용된 성형관 내로의 조관유 유출방지 장치에 의하면, 임피더 내부를 경유하여 성형된 파이프 관내로 유출되는 조관유 및 파이프 성형 전에 공급되어 성형된 파이프 모재 내에 묻어 있는 조관유의 유출을 차단함과 아울러 용접과정에서 성형 파이프 내에 발생되는 비드, 이물질 및 조관유를 파이프 내벽으로부터 제거할 수 있는 장점을 제공한다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 스트립상의 파이프 모재를 다수의 성형 롤러에 의해 환봉 형태로 형성하고, 고주파 유도가열장치에 의해 상기 파이프 모재를 가열하여 용접하는 조관기의 상기 고주파 유도가열장치의 작업코일 내측에 설치되며 일측에 냉각용 조관유를 제1공급관을 통해 유입받을 수 있도록 되어 있고 유입된 상기 조관유가 내부 유통경로를 거쳐 외측으로 배출될 수 있는 배출홀을 갖는 임피더와;
    상기 임피더의 타측으로부터 상기 파이프 모재의 진행방향을 따라 일정길이 연장된 패킹로드와;
    용접과정을 거쳐 성형된 파이프의 관내를 밀폐시킬 수 있도록 상기 패킹로드의 단부에 설치된 패킹부재;를 구비하고,
    상기 임피더는
    속이 비어 있고 상기 배출홀이 형성된 하우징과;
    상기 하우징의 일측 개구를 통해 결합되며 상기 제1공급관과 연결되어 상기 조관유를 유입받을 수 있게 형성된 전방캡과;
    상기 하우징의 타측 개구를 통해 결합되는 후방캡과;
    일단이 상기 전방캡과 연결되어 있으며 상기 후방캡을 관통하여 상기 하우징 외측으로 연장되며 비자성소재로 형성된 봉형의 심재와;
    상기 심재 주위의 상기 하우징 내에 설치된 자성소재로 된 적어도 하나의 코어;를 구비하고,
    상기 패킹로드는 상기 심재의 타단과 결합되어 있고, 상기 하우징의 타단으로부터 연장길이가 1. 5 내지 2미터인 것을 특징으로 조관기의 성형관 내로의 조관유 유출방지 장치.
  4. 스트립상의 파이프 모재를 다수의 성형 롤러에 의해 환봉 형태로 형성하는 성형롤러부와, 상기 성형롤러부를 거쳐 진행되는 상기 파이프모재의 외측 및 내측에 설치된 워크코일과 임피더에 의해 용접하는 고주파 유도가열장치 및 상기 임피더의 일단을 통해 상기 임피더 내로 조관유를 공급하는 제1공급관을 구비하는 조관기에 있어서,
    상기 임피더의 타측으로부터 상기 파이프 모재의 진행방향을 따라 일정길이 연장된 패킹로드와;
    용접과정을 거쳐 성형된 파이프의 관내를 밀폐시킬 수 있도록 상기 패킹로드의 단부에 설치된 패킹부재;를 더 구비하고,
    상기 임피더는
    속이 비어 있고 상기 배출홀이 형성된 하우징과;
    상기 하우징의 일측 개구를 통해 결합되며 상기 제1공급관과 연결되어 상기 조관유를 유입받을 수 있게 형성된 전방캡과;
    상기 하우징의 타측 개구를 통해 결합되는 후방캡과;
    일단이 상기 전방캡과 연결되어 있으며 상기 후방캡을 관통하여 상기 하우징 외측으로 연장되며 비자성소재로 형성된 봉형의 심재와;
    상기 심재 주위의 상기 하우징 내에 설치된 자성소재로 된 적어도 하나의 코어;를 구비하고,
    상기 패킹로드는 상기 심재의 타단과 결합되어 있고, 상기 하우징의 타단으로부터 연장길이가 1. 5 내지 2미터인 것을 특징으로 하는 조관기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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