KR100707673B1 - 배관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치에 관한 것으로, 배관의 내부면(유체와의 접촉면)의 특성을 양호하게 하기 위한 피막의 형성시, 배관 내면의 형상에 따라 균일하게 처리할 수 있도록 한 용사장치에 관한 것이다.

본 발명은 배관의 내부에서 이동가능하도록 안치되는 베이스부재와,이 베이스부재에 이동가능하게 구비되는 컬럼부재와, 이 컬럼부재로부터 연장되어 고정되는 붐대와, 이 붐대의 일단에 고정되는 기어부와,연결부재를 통해 붐대와 연결되면서 상,하 이동가능하도록 구비된 슬라이더와, 이 슬라이더에 연결되어 함께 연동하도록 갖추어진 용사토치와, 배관의 내면 상태를 감지하도록 하는 감지부와, 상기 기어부를 따라 슬라이더, 용사토치, 감지부가 동시에 회전할 수 있도록 기어부에 맞물려서 모터에 의해 구동하는 피니언기어부로 이루어진 구조이다.

이러한 구조를 가지는 본 발명은 배관의 내면에 균일한 피막을 형성할 수 있으며, 또한 모든 동작이 제어반에 의해 제어되어 움직이므로, 신속한 동작을 구현할 수 있어 열악한 환경하에서의 작업을 보다 쉽게 처리할 수 있는 효과가 있다.

배관, 피막, 균일, 용사, 슬라이더, 토치, 센서, 접촉

Description

배관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치{Spray Apparatus for Constant Deposite Thickness}

도 1은 본 발명에 따른 용사장치가 배관의 내부에 구비된 상태를 나타낸 도면,

도 2는 도 1의 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 용사장치와 슬라이더 및 감지부만을 도시한 도면,

도 4는 도 3의 측면도로서, 슬라이더의 내부를 일부 절개한 모습을 나타낸 단면도,

도 5(a)는 본 발명에 따른 감지부에 의해 감지되는 상태를 설명하기 위한 블럭도,

도 5(b)는 본 발명에 따른 제어반을 통해 용사토치 및 붐대 이송을 제어하는 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

10 : 배관

20 : 베이스부재

21 : 볼스크류

22 : 모터

23 : 장공

30 : 컬럼부재

31 : 볼너트

40 : 붐대

42 : 기어부

44 : 연결부재

46 : 지지축

50 : 슬라이더

51 : 모터

52 : 볼스크류

53 : 볼너트

54 : 연결판

55 : 장공

60 : 용사토치

61 : 브라켓

70 : 감지부

71 : 프루브(probe)

72 : 접촉식 센서

73 : 링크부재

80 : 모터

90 : 피니언기어부

100 : 제어반

110 : 센서조정기

본 발명은 배관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배관의 내부면(유체와의 접촉면)의 특성을 양호하게 하기 위한 피막의 형성시, 배관 내면의 형상에 따라 균일하게 처리할 수 있도록 한 용사장치에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 설비에 사용되는 배관은 그 내부로 다양한 종류의 유체가 유동하게된다. 이러한 배관의 내부면은 유체와의 접촉상태에 있게되고, 상기 유체와의 접촉면은 내부식, 내침식, 내마모성의 특성이 요구된다. 이러한 요구사항을 충족하기 위해 배관의 제작이나 보수시, 용접 또는 용사방법으로 유체 접촉부에 피막을 형성하는 작업이 시행된다.

즉, 배관 내면의 유체접촉부를 홈이나 덧살용접방법으로 용착층을 형성하거나 또는 다양한 용사방법으로 피막을 형성하는 것이 적용된다. 용접공정은 모재와 용접재의 용융공정으로 완전융합이 가능하지만, 모재에 직접 열을 가하는 공정이므로, 융합자체가 모재 특성에 따라 제한될 수 있으며, 현장시공이 복잡하고, 모재의 변형이 발생하는 단점이 있다.

이런 반면에, 용사공정은 모재의 열변형이 거의 없으며, 모재에 신속한 피막형성이 가능하고, 시공이 간단하여 적용성이 증대되는 추세에 있다.

종래에는 이러한 배관 내면에 피막을 형성하기 위한 방법으로서, 용사장치를 이용하여 피막을 형성하는데, 종래의 용사장치는 작업자가 용사장치의 토치를 통해 수작업으로 수행하였다.

따라서, 작업자는 분진이나 고온분위기에 노출된 열악한 환경에서 작업을 해야하므로, 그 만큼 작업능률이 저하되고, 더욱이 용사품질이 불균일하고, 작업시간이 지체되는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 배관의 내면에 피막형성시 내면의 형상에 맞추어 균일하면서도 신속하게 할 수 있도록 한 배관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치를 제공함에 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 배관의 내부에서 이동가능하도록 안치되는 베이스부재와, 이 베이스부재에 이동가능하게 구비되는 컬럼부재와, 이 컬럼부재로부터 연장되어 고정되는 붐대와, 이 붐대의 일단에 고정되는 기어부와, 연결부재를 통해 붐대와 연결되면서 상,하 이동가능하도록 구비된 슬라이더와, 이 슬라이더에 연결되어 함께 연동하도록 갖추어진 용사토치와, 배관의 내면 상태를 감지하도록 하는 감지부와, 상기 기어부를 따라 슬라이더, 용사토치, 감지부가 동시에 회전할 수 있도록 기어부에 맞물려서 모터에 의해 구동하는 피니언기어부로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.

상기 베이스부재의 내부에는 길이방향을 따라 모터에 의해 회전하는 볼스크류가 구비되고, 상기 컬럼부재의 하단부에 형성되어 상기 볼스크류에 결합되어 이동하도록 하는 볼너트가 갖추어져 있는 구조이다.

또한, 상기 베이스부재의 상면에는 컬럼부재가 이동할 수 있도록 하는 장공이 형성된 구조이다.

또한, 상기 슬라이더의 내부에는 모터에 의해 회전하는 볼스크류가 구비되고, 이 볼스크류에는 볼스크류의 회전에 따라 볼스크류를 따라 이동할 수 있도록 하는 볼너트가 구비되며, 이 볼너트는 상기 감지부와 용사토치가 함께 상하 이동가능하도록 하는 연결판과 연결된 구조이다.

또한, 상기 감지부는 용사두께유지와 형상 변화를 인식하도록 하는 프루부와, 이 프루부로부터 인식된 용사표면의 형상변화량을 미세전류변화량으로 인식하는 접촉식 센서를 포함한 구조이다.

상기 베이스부재의 볼스크류 구동용 모터에 지정된 값의 출력신호를 인가하여 붐대의 속도변화가 가능하도록 하는 제어반이 더 포함된 구조이다.

또한, 접촉식 센서에 의해 인식된 미세전류변화량을 기설정된 기준 미세전류와 비교하여 설정오차범위내의 구동량에따른 출력신호를 슬라이더에 구비된 모터에 인가하도록 하는 센서조정기가 더 포함된 구조이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명 한다.

도 1은 본 발명에 따른 용사장치가 배관의 내부에 구비된 상태를 나타낸 도면, 도 2는 도 1의 측면도, 도 3은 본 발명에 따른 용사장치와 슬라이더 및 감지부만을 도시한 도면, 도 4는 도 3의 측면도로서, 슬라이더의 내부를 일부 절개한 모습을 나타낸 단면도, 도 5(a)는 본 발명에 따른 감지부에 의해 감지되는 상태를 설명하기 위한 블럭도, 도 5(b)는 본 발명에 따른 제어반을 통해 용사토치 및 붐대 이송을 제어하는 동작을 설명하기 위한 블럭도이다.

본 발명은 첨부된 예시도면 도 1에 도시된 바와 같이, 배관(10)의 내부에서 보수하기 위한 용사장치에 관한 것으로, 배관(10)의 내부에서 이동가능하도록 안치되는 베이스부재(20)와, 이 베이스부재(20)에 이동가능하게 구비되는 컬럼부재(30)와, 이 컬럼부재(30)로부터 연장되어 고정되는 붐대(40)와, 이 붐대(40)의 일단에 고정되는 기어부(42)가 구비되어 있다.

또한, 상기 붐대(40)와 연결부재(44)를 통해 연결되면서 상,하 이동가능하도록 구비된 슬라이더(50)와, 이 슬라이더(50)에 연결되어 함께 연동하도록 갖추어진 용사토치(60)와, 상기 배관(10)의 내면 상태를 감지하도록 하는 감지부(70)와, 상기 기어부(42)를 따라 슬라이더(50), 용사토치(60), 감지부(70)가 동시에 회전할 수 있도록 상기 기어부(42)에 맞물려서 모터(80)에 의해 구동하는 피니언기어부(90)로 이루어진 구조이다.

상기 베이스부재(20)의 내부에는 길이방향을 따라 볼스크류(21)가 구비되는데, 이 볼스크류(21)는 일단에 연결되는 모터(22)에 의해 회전하도록 되어 있다.

또한, 상기 컬럼부재(30)의 하단부에는 상기 볼스크류(21)에 결합되어 이동하도록 하는 볼너트(31)가 갖추어져 있다.

또한, 상기 베이스부재(20)의 상면에는 컬럼부재(30)가 이동할 수 있도록 하는 장공(23)이 형성된 구조이다.

상기 연결부재(44)는 그 일단이 붐대(40)와 착탈가능하게 연결되어 있고, 타단은 지지축(46)을 통해 슬라이더(51)와는 일체로 결합된 상태에서,상기 피니언기어부(90)와 착탈가능하게 연결되어서 지지하도록 되어 있다.

또한, 상기 슬라이더(50)의 내부에는 모터(51)에 의해 회전하는 볼스크류(52)가 구비되고, 이 볼스크류(52)에는 볼스크류(52)의 회전에 따라 볼스크류(52)를 따라 이동할 수 있도록 하는 볼너트(53)가 구비되며, 이 볼너트(53)는 상기 감지부(70)와 용사토치(60)가 함께 상,하 이동가능하도록 하는 연결판(54)과 연결된 구조이다.

상기 슬라이더(50)면에는 상기 연결판(54)이 상기 슬라이더(50)의 상,하방향으로 이동가능하도록 하는 장공(55)이 형성된 구조이다.

또한, 상기 감지부(70)는 용사두께유지와 형상 변화를 인식하도록 하는 프루부(71)와, 이 프루부(71)로부터 인식된 용사표면의 형상변화량을 미세전류변화량으로 인식하는 접촉식 센서(72)를 포함한 구조이다.

상기 감지부(70)에는 상기 연결판(54)과 결합되는 링크부재(73)가 구비되는데, 이 링크부재(73)는 각도조절이 되도록 힌지를 통해 복수 연결된 구조이다.

또한, 상기 용사토치(60)는 연결판(54)과 브라켓(61)을 통해 결합되어 일체 로 움직이도록 구성되어 있다.

또한, 상기 베이스부재(20)의 볼스크류 구동용 모터(22)에 지정된 값의 출력신호를 인가하여 붐대(40)의 속도변화가 가능하도록 하는 제어반(100)이 더 포함된 구조이다.

또한, 상기 접촉식 센서(72)에 의해 인식된 미세전류변화량을 기설정된 기준 미세전류와 비교하여 설정오차범위내의 구동량에 따른 출력신호를 슬라이더(50)에 구비된 모터(51)에 인가하도록 하는 센서조정기(110)가 더 포함된 구조이다.

상기 제어반(100)과 센서조정기(110)는 연결대(120)를 통해 컬럼부재(30)에 연결하여 지지되도록 하므로써, 컬럼부재(30)의 이동시 함께 이동되도록 한다. 그러나, 이에 국한되지 않고, 여러가지 다른 변형된 형태로 설치하여 사용할 수 있다.

이러한 구성을 가지는 본 발명은 배관(10)의 내부 결함부위에 피막을 형성하여 보수하고자 하는 경우, 먼저 배관(10)의 내부에 본 발명에 따른 용사장치를 설치한다.

상기 본 발명의 용사장치를 설치한 상태에서, 용사토치(60)를 결함위치까지 맞춘 다음, 용사작업을 하면 되는데, 만일 배관(10)의 둘레면을 따라서 용사작업을 하고자 하는 경우에는 제어반(100)을 조작하여 피니언기어부 구동을 위한 모터(80)를 가동시키면, 피니언기어부(90)가 회전하고, 이 피니언기어부(90)와 맞물린 기어부(42)가 붐대(40)를 회전중심으로 하여 회전하기 시작한다.

이와 동시에, 연결부재(44)도 회전하게되고, 이 연결부재(44)와 결합된 슬라 이더(50), 용사토치(60), 감지부(70) 전체도 함께 회전하게된다. 그에따라 원형을 이루는 배관(10)의 내부 둘레면을 따라서, 용사토치(60)가 회전이동하면서 피막을 형성하는 용사작업을 수행한다.

한편, 용사토치(60)를 전,후진시킬 필요가 있는 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스부재(20)의 일단에 연결된 모터(22)를 가동시켜서 종방향으로 세워진 컬럼부재(30)를 베이스부재(20)의 상면에서 전,후진시키면 되는데, 이것은 베이스부재(20)의 내부에 볼스크류(21)가 갖추어져 있고, 이 볼스크류(21)에는 상기 컬럼부재(30)와 연결되는 볼너트(31)가 구비되어 있어 상기 볼스크류(21)가 모터(22)의 구동으로 회전하게되면, 볼너트(31)는 볼스크류(21)의 회전방향에 따라 전진 또는 후진한다. 그에따라 볼너트(31)와 연결된 컬럼부재(30)가 동시에 이동할 수 있는 것이다. 상기 베이스부재(20)의 상면에는 장공(23)이 형성되어 있어, 이 장공(23)을 통해 컬럼부재(30)가 이동하는 것이다. 이 컬럼부재(30)의 이동에따라, 컬럼부재(30)와 함께 결합된 붐대(40), 연결부재(44)를 통해서 슬라이더(50), 용사장치(60), 감지부(70)가 동시에 이동한다.

여기서, 용사작업시, 1차적으로 용사표면과 용사토치(60)의 거리를 유지하여도 용사표면이나 형상변화가 존재하므로, 용사표면의 변화와 형상변화의 정보를 인식하고, 이를 피드백한 후 그 결과값을 변환하여 용사토치(60)가 변화에 추종하면서 구동할 수 있도록 해야 한다.

이에 본 발명은 배관(10)의 내면 상태에 따라서 이를 감지하여 적절하게 용사작업을 수행하는데, 이는 용사토치(60)의 앞쪽에 설치된 감지부(70)를 통해서 가 능하다. 즉, 감지부(70)는 프루브(71)와 접촉식센서(72)로 이루어져 있는데, 프루브(71)에서 용사두께와 형상변화를 인식하여 실제거리와 기 설정거리를 비교한 변화신호를 센서조정기(110)로 송신하고, 조정된 신호는 기 설정된 길이 오차범위내에서 다시 슬라이더(50)의 상부에 구비된 모터(51)로 전달한다.

이때, 상기 모터(51)가 가동하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 슬라이더(50)의 내부에 구비된 볼스크류(52)가 회전하고, 그에따라 이 볼스크류(52)에 결합된 볼너트(53)는 볼스크류(52)의 길이방향을 따라 상부 또는 하부로 이동한다. 상기 볼너트(53)는 연결판(54)과 연결되어 있고, 다시 이 연결판(54)은 복수로 힌지결합된 링크부재(73) 및 브라켓(61)과 결합되어 있어 결국, 용사토치(60)와 감지부(70)가 동시에 상,하 이동하게되는 것이다.

여기서, 감지부(70)를 이루는 접촉식센서(72)의 프루브(71)는 배관(10)의 내면과 항상 접촉되어 있는데, 상기 볼스크류(52)의 회전에 의해 상승동작이 이루어지는 경우, 용사토치(60)는 상승하지만, 접촉식센서(72)의 프루브(71)는 미리 프리로드(preload)로 눌려져 있어 상승하지 않고 계속해서 배관(10)의 내면에 접촉하고 있게된다. 실제로 용사토치(60)의 상승동작거리는 얼마되지 않는 양이므로, 상기 접촉식센서(72)의 선단에 구비되는 프루브(71)는 배관(10)의 내면과 접촉된 상태를 유지할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 용사장치 전체를 배관(10)내에서 이동시키고자 하는 경우에는 용사장치를 이루는 베이스부재(20)를 원하는 방향으로 밀면된다.

또한, 배관(10)의 내경이 다른 경우에는 연결부재(44)를 붐대(40)와 피니언 기어부(90)에 축설된 지지축(46)으로부터 분리한 다음, 적절한 길이의 연결부재(44)를 마련하여 다시 결합시켜서 사용하면 된다.

이와 같이 본 발명은 배관의 내면에 균일한 피막을 형성할 수 있으며, 또한 모든 동작이 제어반에 의해 제어되어 움직이므로, 신속한 동작을 구현할 수 있어 열악한 환경하에서의 작업을 보다 쉽게 처리할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 편의상 첨부된 예시도면에 의거 본 발명을 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범주내에서 여러가지 변형 및 수정이 가능함은 자명한 사실이다.

Claims (7)

1. 배관의 내부에서 이동가능하도록 안치되는 베이스부재와,

   이 베이스부재에 이동가능하게 구비되는 컬럼부재와,

   이 컬럼부재로부터 연장되어 고정되는 붐대와,

   이 붐대의 일단에 고정되는 기어부와,

   연결부재를 통해 붐대와 연결되면서 상,하 이동가능하도록 구비된 슬라이더와,

   이 슬라이더에 연결되어 함께 연동하도록 갖추어진 용사토치와,

   배관의 내면 상태를 감지하도록 하는 감지부와,

   상기 기어부를 따라 슬라이더, 용사토치, 감지부가 동시에 회전할 수 있도록 기어부에 맞물려서 모터에 의해 구동하는 피니언기어부로 이루어지고,

   상기 감지부는 용사두께유지와 형상 변화를 인식하도록 하는 프루부와, 이 프루부로부터 인식된 용사표면의 형상변화량을 미세전류변화량으로 인식하는 접촉식 센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 배관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베이스부재의 내부에는 길이방향을 따라 모터에 의해 회전하는 볼스크류가 구비되고, 상기 컬럼부재의 하단부에 형성되어 상기 볼스크류에 결합되어 이동하도록 하는 볼너트가 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 배관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 베이스부재의 상면에는 컬럼부재가 이동할 수 있도록 하는 장공이 형성된 것을 특징으로 하는 배관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 슬라이더의 내부에는 모터에 의해 회전하는 볼스크류가 구비되고, 이 볼스크류에는 볼스크류의 회전에 따라 볼스크류를 따라 이동할 수 있도록 하는 볼너트가 구비되며, 이 볼너트는 상기 감지부와 용사토치가 함께 상하 이동가능하도록 하는 연결판과 연결된 것을 특징으로 하는 배관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치.
5. 삭제
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 베이스부재의 볼스크류 구동용 모터에 지정된 값의 출력신호를 인가하여 붐대의 속도변화가 가능하도록 하는 제어반이 더 포함된 것을 특징으로 하는 배 관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 접촉식 센서에 의해 인식된 미세전류변화량을 기설정된 기준 미세전류와 비교하여 설정오차범위내의 구동량에따른 출력신호를 슬라이더에 구비된 모터에 인가하도록 하는 센서조정기가 더 포함된 것을 특징으로 하는 배관의 균일한 피막두께를 유지할 수 있는 용사장치.

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