KR100774438B1 - 자주식 관로 도통시험기 - Google Patents

자주식 관로 도통시험기 Download PDF

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KR100774438B1
KR100774438B1 KR1020060105598A KR20060105598A KR100774438B1 KR 100774438 B1 KR100774438 B1 KR 100774438B1 KR 1020060105598 A KR1020060105598 A KR 1020060105598A KR 20060105598 A KR20060105598 A KR 20060105598A KR 100774438 B1 KR100774438 B1 KR 100774438B1
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이수재
신재항
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일진파워텍(주)
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Abstract

본 발명은 관로내에서 자주적으로 이동이 가능하고, 관로 내부 촬영과 내경 측정이 가능하며, 관로내 환경 정보를 제공받을 수 있고, 변형된 지점의 관로 확경이 가능토록 한 자주식 관로 도통시험기를 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 구체적인 수단은, 관로내를 이동하는 관로용 자주식 시험기에 있어서, 소정 길이를 갖는 시험기 몸체(20)와; 상기 시험기 몸체(20)에 내설된 구동수단과; 상기 구동수단에 의해 회전 구동하는 다수의 휠(38)을 갖고 몸체의 둘레에 관로 내경에 대응하여 반경방향으로 높낮이 조절되는 휠지지수단 및; 상기 구동수단의 회전력을 상기 휠에 전달하는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자주식 관로 도통시험기.
도통시험, 자주식, 관로, 도통봉

Description

자주식 관로 도통시험기{Automatic driving type cable pipeline testing implement}
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자주식 관로 도통시험기의 구성도.
도 2 및 3은 본 발명의 실시예에 따른 자주식 관로 도통시험기가 관로내를 이동하고 있는 상태도로서 정면도 및 일측면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자주식 관로 도통시험기에 탑재된 거리센서의 설치상태도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자주식 관로 도통시험기에 확관수단이 연결된 상태도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 적용되는 확관수단의 작동 전후 상태도.
도 8은 종래 관로 도통 시험방법을 나타낸 예시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20: 시험기 몸체
30: 구동모터
32: 슬라이더
34: 가동링크
36: 고정링크
40: 휠축
44: 슬라이더 스프링
52: 웜기어
54: 피니언기어
56: 타이밍벨트
58: 타이밍벨트
70: 거리센서
80: 촬상장치
104: 이송너트
106: 확관용 링크
108: 확관판
본 발명은 전선 관로의 도통시험, 내부 촬영, 내경 측정 및 배관 상태를 확인 할 수 있도록 한 장비에 관한 것으로, 특히 자주적으로 관로내 이동이 가능하 고, 관로 내부 촬영으로 배관 상태, 이물질 여부, 변형 여부 및 내경 측정이 가능하며, 관로내 환경 정보를 제공받을 수 있고, 관로 확경이 가능하여 변형된 부분을 원상태로 보수할 수 있도록 한 자주식 관로 도통시험기에 관한 것이다.
일반적으로 케이블은 전선관(예로, ELP 전선관)을 통하여 포설된다.
케이블 포설시 케이블에 외상을 줄 수 있는 이물질(예로 자갈, 모래, 나무막대, 쇠막대, 접지봉 등등)을 제거하기 위하여 걸레, 와이어 브러쉬 등을 이용하여 관로 내부를 충분히 청소하여야 한다. 또한 관로의 배관 이완 돌기 등이 없는지 케이블 외경의 최대 부분(풀링 연공부)이 쉽게 통과할 수 있는 가를 확인하기 위하여 도통시험을 실시하여야 한다. 이때 케이블에 유해한 외상이 없으면 케이블 포설 작업을 시행하게 된다.
종래, 도통 시험방법은 도 8과 같이 맨홀(2) 내에서 작업자가 수작업으로 관로(1)에 브러쉬(3) 등이 구비된 도통봉(4)을 집어넣고 화살표(A) 방향인 인입방향으로 잡아당겨서 행하는 정도였다.
그러나 이는 이물질의 종류나 특성을 확인할 수 없기 때문에 충분하고 확실한 관로 청소가 불가능하다.
또한, 도통봉(4)은 규격화된 표준것을 사용하게 되므로 관로 상태가 불량한 경우에는 여러번의 도통시험을 시행해야 하는 불편이 따른다.
또한, 관로의 곡률반경 및 직관과 파형관의 연결부 상태가 매설시공시(또는 시공후) 측압에 의한 변형 여부를 확인할 수 없었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 제반적인 사정을 감안하여 창출된 것으로, 자주적으로 이동이 가능하고, 관로 내부 촬영과 내경 및 내부온도 측정이 가능하며, 관로내 환경 정보를 제공받을 수 있고, 변형된 지점의 관로 확경이 가능토록 한 자주식 관로 도통시험기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단은,
관로내를 이동하는 관로용 자주식 시험기에 있어서,
소정 길이를 갖는 시험기 몸체와;
상기 시험기 몸체에 내설된 구동수단과;
상기 구동수단에 의해 회전 구동하는 다수의 휠을 갖고 몸체의 둘레에 관로 내경에 대응하여 반경방향으로 높낮이 조절되는 휠지지수단 및;
상기 구동수단의 회전력을 상기 휠에 전달하는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 시험기 몸체는 중공의 파이프 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 구동수단은
상기 시험기 몸체에 하나 이상 장착되어 직결된 구동모터인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 휠지지수단은
상기 시험기 몸체의 중앙에 배치되어 길이방향으로 이동가능하게 설치된 슬라이더와;
상기 슬라이더의 원주상에 방사상으로 일단이 힌지 연결된 복수개의 가동링크와;
상기 슬라이더의 양방에 위치하여 시험기 몸체측에 일단이 힌지 고정되어 방사상으로 배치된 복수개의 고정링크와;
상기 가동링크 및 고정링크의 타단에 힌지 연결되어 상기 휠들의 각 휠축을 지지하는 휠축 가이드와;
상기 슬라이더를 일방으로 밀어붙여 상기 가동링크를 반경 방향으로 세우는 힘을 부여하는 슬라이더 스프링을 포함한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 동력전달수단은,
상기 구동모터의 출력단에 연결된 웜기어와;
상기 웜기어에 방사상으로 이맞물림된 복수개의 피니언기어와;
상기 피니언기어측 회전축 및 상기 휠축에 각기 장착된 타이밍벨트 기어와;
상기 타이밍벨트 기어에 상호 이웃하게 연결된 타이밍벨트를 포함한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면,
상기 휠은 외주면이 관내면과의 슬립현상을 줄이기 위해 톱니 형태로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면,
상기 관로의 내경값을 얻기 위해 상기 시험기 몸체에는 거리센서가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면,
상기 시험기 몸체의 전단에는 관로 내경을 촬영하기 위한 촬상장치가 더 포함된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면,
상기 시험기 몸체에는 관로의 수축된 내경을 확대하기 위한 확관수단이 더 연결되고,
상기 확관수단은,
확관용 구동모터와;
상기 확관용 구동모터의 출력단 나사부에 나사결합된 이송너트와;
상기 이송너트의 외주면에 방사상으로 배치되어 일단이 힌지 연결된 복수개의 확관용 링크와;
상기 확관용 링크의 타단에 연결되어 반경방향으로 이동가능한 복수개의 확관판을 포함한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자주식 관로 도통시험기의 구성도이고, 도 2 및 3은 본 발명의 실시예에 따른 자주식 관로 도통시험기가 관로내를 이동하고 있는 상태도로서 정면도 및 일측면도이다.
도 1 내지 도 3에서와 같이 관로(1)내를 이동하는 관로용 자주식 시험기(10) 는 소정 길이를 갖는 시험기 몸체(20)가 구비된다. 본 실시예에서 시험기 몸체(20)는 바람직하게 원통형으로 구성하였으나 본 발명은 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.
상기 시험기 몸체(20)에는 구동수단으로 구동모터(30)가 설치된다. 구동모터(30)는 출력에 따라 하나 이상이 장착될 수 있다. 본 실시예에서는 도 1에서와 같이 3개의 구동모터(30)가 직결된 상태를 나타내고 있다.
상기 시험기 몸체(20)의 둘레에는 상기 구동모터(30)의 구동력으로 회전 구동하는 다수의 휠(38)을 갖고 관로(1)의 내경 변화에 대응(내경의 축소 및 확대에 대응)하여 반경방향으로 높낮이 조절되는 휠지지수단이 설치된다. 상기 휠(38)은 외주면에 관로(1)내면과의 슬립현상을 줄이기 위해 톱니 형태로 구성됨이 바람직하다.
상기 휠지지수단은, 상기 시험기 몸체(20)의 중앙에 배치되어 길이방향으로 이동가능하게 설치된 슬라이더(32)와, 상기 슬라이더(32)의 원주상에 방사상으로 배치되어 일단이 힌지 연결된 복수개의 가동링크(34)와, 상기 슬라이더(32)의 양방에 위치하여 시험기 몸체(20)측에 일단이 힌지 고정되어 방사상으로 배치된 복수개의 고정링크(36)와, 상기 가동링크(34) 및 고정링크(36)의 타단에 힌지 연결되어 상기 휠(38)들의 각 휠축(40)을 지지하는 휠축 가이드(42)와, 상기 슬라이더(32)를 일방으로 밀어붙여 상기 가동링크(34)를 반경 방향으로 세우는 힘을 부여하는 슬라이더 스프링(44)을 포함한다.
따라서 관로용 자주식 시험기(10)가 관로(1)내부에 들어가기 전에는 슬라이 더 스프링(44)의 압축 반발력에 의해 슬라이더(32)가 도 4에서 화살표 K방향으로 밀어붙여지고, 슬라이더(32)에 연결된 가동링크(34)는 휠축 가이드(42)를 들어올리게 되고, 휠축 가이드(42)의 양쪽에 배치된 고정링크(36)가 허용하는 길이만큼 세워져 휠(38)은 시험기 몸체(20) 둘레의 최외각에 위치하게 된다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자주식 관로 도통시험기에 탑재된 거리센서의 설치상태도이다.
이때 휠(38)들이 만드는 외경의 직경(D)은 관로(1)의 내경(d)보다 크게 된다.
이 상태에서 관로용 자주식 시험기(10)를 관로(1)내부로 들여보내기 위해서는 휠(38)이 먼저 관로(1)내부로 들어가야 한다. 이는 고정링크(36) 및 가동링크(34)가 접어지면서 휠(38)들이 관로(1)의 내경부로 들어가는 것을 허용하기 때문에 가능하다.
이때 슬라이더(32)는 슬라이더 스프링(44)을 압축시키게 되므로서 탄발력이 커저 휠(38)은 더욱 강하게 관로(1)의 내경에 접촉하게 된다. 이는 관로용 자주식 시험기(10)가 이동하는데 있어 관로(1)내면에서 미끌림되는 것을 방지하게 된다.
한편, 본 발명은 관로(1)내를 빠져나올 경우 슬라이더 스프링(44)의 압축 반발력에 의해 급작히 휠(38)들이 튀어올라오는 것을 방지하기 위해 슬라이더 스프링(44)의 반대쪽인 슬라이더(32)의 타측에 완충스프링(45)을 배치함이 바람직하다.
상기 구동모터(20)의 회전 구동력을 상기 휠(38)에 전달하기 위해 동력전달수단이 포함된다.
상기 동력전달수단은, 상기 구동모터(30)의 출력단에 연결된 웜기어(52)와, 상기 웜기어(52)에 방사상으로 이맞물림된 복수개의 피니언기어(54)와, 상기 피니언기어(34)측 회전축 및 상기 휠축(40)에 각기 장착된 타이밍벨트기어(56)와, 상기 타이밍벨트 기어(56)에 상호 이웃하게 연결된 타이밍벨트(58)로 구성된다. 본 실시예에서는 3개의 피니언 기어(54)가 웜기어(52)에 이맞물림되어 있다.
따라서 도 1 및 도 2에서 구동모터(30)가 구동하여 회전력이 발생되면, 웜기어(52)와 웜기어(52)에 이맞물림된 피니언기어(54)가 회전하고, 피니언기어(54) 및 각 휠축(40)에 연결된 타이밍벨트(58)를 통하여 휠(38)들이 동시에 시계방향으로 회전하여 관로용 자주식 시험기(10)는 좌측방향으로 전진하게 된다.
한편, 상기 관로(10)의 내경값을 얻기 위해 상기 시험기 몸체(20)에는 도 4와 같이 거리센서(70)가 구비되고, 상기 슬라이더(32)에는 수신부(72)가 설치되어 있다.
슬라이더(32)는 관로(1)의 내경 변화에 따라 시험기 몸체(20)의 길이방향으로 이동하게 된다. 따라서 거리센서(70)는 발신된 신호가 슬라이더(32)와 함께 이동하는 수신부(72)에서 돌아오는 시간을 가지고 거리를 판단하게 되고, 이 측정 거리를 가지고 제어부(미도시)에서 관로(1)의 내경값을 산출해내게 된다.
또한, 상기 시험기 몸체(20)의 전단에는 관로(10) 내경을 촬영하기 위한 촬상장치(80)가 더 포함될 수 있다. 이때 촬상장치(80)는 시험기 몸체(20)의 회전위치에 관계없이 정위치를 유지하도록 설치됨이 바람직하다.
한편, 시험기 몸체(20)의 후단에는 커넥터(27)가 연결되어 있고, 상기 커넥터(27)를 매개로 전원이 공급된다.
미설명 부호 '77'은 관로(1)의 내부 온도를 측정하기 위한 '온도센서'이다.
이와 같이 구성된 본 실시예의 작용을 설명한다.
먼저, 도 2와 같이 관로(1)의 입구에 관로용 자주식 시험기(10)가 투입되면, 슬라이더 스프링(44)력으로 가동링크(34)가 휠축 가이드(42)를 밀어올리게 되어 휠(38)들이 관로(10)의 내면에 도 3과 같이 3지점으로 접촉 지지된다.
이같은 상태에서 외부 전원으로부터 구동모터(30)에 전원이 공급되면 웜기어(52)가 회전하고, 웜기어(52)에 이물림된 피니언기어(54)가 회전한다.
따라서 피니언기어축(55) 및 각각의 휠축(40)에 연결된 타이밍벨트(58)를 매개로 휠축(40)이 동시에 회전 구동하고, 각 휠축(40)에 축설된 휠(38)이 관로(1)의 내면을 따라 구름운동하면서 관로용 자주식 시험기(10)가 관로(1)내를 이동하게 된다.
이때 촬상장치(80)가 관로(1) 내부를 동영상으로 촬영하여 컴퓨터로 송출하고 모니터를 통하여 모니터링을 할 수 있게 된다. 물론 촬영 중 사고점 및 필요한 개소만을 간편하게 촬영할 수 있고, 이는 원격 제어로 이루어진다.
또한 관로(1)의 내경이 변화하는 지점(내경이 작아지는 지점)을 관로용 자주식 시험기(10)가 통과하게 되면 가동링크(34)와 고정링크(36)는 기울어지게 되고, 슬라이더(32)가 슬라이더 스프링(44)을 압축하여 후방으로 이동하게 된다.
따라서 슬라이더(32)에 설치된 거리센서(70)에 의해 관로(1) 내경의 측정이 가능하게 된다, 또한 시험기 몸체(20)에 장착된 엔코더(33)에 의해 이동거리가 측정된다. 이때 엔코더(33)는 구동모터(30)에 연결되어 동작한다.
한편, 관로(1)의 내경이 좁아지는 지점(불량지점)에서는 확관용 구동모 터(102)를 작동시키면, 이송너트(104)가 나사 이동하여 확관판(108)이 반경방향으로 벌어지면서 해당 지점 부분의 관로(1)를 확관하게 된다.
이같이 본 발명의 관로용 자주식 시험기(10)는 관로(1)의 내부를 촬영하여 실시간으로 모니터링할 수 있기 때문에 이물질의 특성, 백관 이완상태, 돌기여부 등을 바로 확인할 수 있어 이때 따른 적절한 조치를 취할 수 있다.
또한 매설시공시나 시공 후 관로의 곡률반경, 직관과 파형관의 연결부 상태의 변형 여부를 즉시 확인할 수 있다.
본 실시예에서 다수의 휠(38)들을 촘촘한 간격으로 배치하여 주름형태의 관로(1)(예로, ELP 지중전선관)에 적합토록 하였으나, 본 발명은 관로의 형태에 따라 휠의 배치간격 및 설치 숫자를 증감시킬 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명은 관로(10)의 수축된 내경을 확대하기 위해 도 5 내지 도 7과 같이 확관수단이 상기 시험기 몸체(20)에 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자주식 관로 도통시험기에 확관수단이 연결된 상태도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명에 적용되는 확관수단의 작동 전후 상태도이다.
상기 확관수단은, 도 5에서와 같이 확관용 구동모터(102)와, 상기 확관용 구동모터(102)의 출력축(103) 나사부에 나사결합된 이송너트(104)와, 상기 이송너트(104)의 외주면에 방사상으로 배치되어 일단이 힌지 연결된 복수개의 확관용 링크(106)와, 상기 확관용 링크(106)의 타단에 연결되어 반경방향으로 이동가능한 복수개의 확관판(108)으로 구성된다.
따라서 확관용 구동모터(102)의 출력단 회전방향에 따라 이송너트(104)가 직선방향으로 이동하게 되고, 이송너트(104)의 이동위치에 따라 확관용 링크(106)가 접동동작을 하여 3개의 확관판(108)이 동시에 반경방향에서 이동하여 도 6과 같이 오므라들거나 도 7과 같이 펼쳐지게 된다.
즉, 3개의 확관판(108)이 이루는 최외곽 둘레의 직경이 증가될 때 관로(1)의 수축된 변형 부분을 도 7과 같이 원상태로 확장시키게 된다.
따라서 관로용 자주식 시험기(10)가 수축 또는 함몰된 관로(1)를 통과하게 되는 부분에서 확관용 구동모터(102)가 작동하여 확관판(108)이 반경방향으로 이동하여 확관을 시키게 된다.
본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 자주식 관로 도통시험기에 따르면, 자주적으로 관로내 이동이 가능하고, 관로 내부 촬영으로 배관 상태, 이물질 여부, 변형 여부 및 내경 측정이 가능하며, 관로내 환경 정보를 제공받을 수 있고, 관로 확경이 가능하여 변형된 부분을 원상태로 보수할 수 있는 이점을 갖는다.

Claims (9)

  1. 파형 관로내를 이동하는 관로용 자주식 시험기에 있어서,
    소정 길이를 갖는 파이프 형태의 시험기 몸체(20)와;
    상기 시험기 몸체(20)에 하나 이상 장착되어 직결된 구동모터(30)와;
    상기 구동모터(30)의 회전력으로 구동하는 외주면이 톱니 형태로 구성된 다수개의 나란한 휠(38)을 갖고 몸체의 둘레에 관로 내경에 대응하여 반경방향으로 높낮이 조절되는 휠지지수단 및;
    상기 구동모터(30)의 회전력을 상기 휠(38)에 전달하는 동력전달수단을 포함하고;
    상기 휠지지수단은 상기 시험기 몸체(20)의 중앙에 배치되어 길이방향으로 이동가능하게 설치된 슬라이더(32)와, 상기 슬라이더(32)의 원주상에 방사상으로 일단이 힌지 연결된 복수개의 가동링크(34)와, 상기 슬라이더(32)의 양방에 위치하여 시험기 몸체(20)측에 일단이 힌지 고정되어 방사상으로 배치된 복수개의 고정링크(36)와, 상기 가동링크(34) 및 고정링크(36)의 타단에 힌지 연결되어 상기 휠(38)들의 각 휠축(40)을 지지하는 휠축 가이드(42)와, 상기 슬라이더(32)를 일방으로 밀어붙여 상기 가동링크(34)를 반경 방향으로 세우는 힘을 부여하는 슬라이더 스프링(44)으로 구성되고;
    상기 동력전달수단은, 상기 구동모터(30)의 출력단에 연결된 웜기어(52)와; 상기 웜기어(52)에 방사상으로 이맞물림된 복수개의 피니언기어(54)와; 상기 피니언기어(34)측 회전축 및 상기 휠축(40)에 각기 장착된 타이밍벨트기어(56)와; 상기 타이밍벨트 기어(56)에 상호 이웃하게 연결된 타이밍벨트(58)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자주식 관로 도통시험기.
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  8. 제 1항에 있어서,
    상기 시험기 몸체(20)의 전단에는 관로(10) 내경을 촬영하기 위한 촬상장치(80)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 자주식 관로 도통시험기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 시험기 몸체(20)에는 관로(10)의 수축된 내경을 확대하기 위한 확관수단이 더 연결되고,
    상기 확관수단은,
    확관용 구동모터(102)와;
    상기 확관용 구동모터(102)의 출력단 나사부에 나사결합된 이송너트(104)와;
    상기 이송너트(104)의 외주면에 방사상으로 배치되어 일단이 힌지 연결된 복수개의 확관용 링크(106)와;
    상기 확관용 링크(106)의 타단에 연결되어 반경방향으로 이동가능한 복수개의 확관판(108)을 포함한 것을 특징으로 하는 자주식 관로 도통시험기.
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