KR100808606B1 - 배관내경 용접헤드 이송장치 - Google Patents

배관내경 용접헤드 이송장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배관내경 용접헤드 이송장치에 관한 것으로서, 본체로 하기 위한 연동척과; 상기 연동척에 부착하여 상기 본체를 배관 내에 고정시키기 위한 고정부와; 배관의 원주방향으로의 용접을 위한 동력을 발생하는 회전구동 모터와; 상기 회전커버로 상기 회전구동 모터의 동력을 전달하는 회전구동부와; 상기 회전구동부를 보호하고, 길이방향 이송장치가 부착되도록 마련되어 배관의 원주방향으로 회전하는 회전커버와; 상기 회전커버와 연결할 수 있는 회전부 부착 바(BAR)와; 배관의 길이방향으로의 용접을 위한 동력을 발생하는 전후이송 모터와; 용접토치와 카메라가 설치된 용접헤드부와; 상기 용접헤드부로 상기 전후이송 모터의 동력을 전달하는 길이방향 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 상기 배관내경 용접헤드 이송장치는 배관의 크기에 따라 상기 고정부의 길이를 조절할 수 있기 때문에 배관의 크기에 따라 별도로 상기 장치를 다시 제작하지 않아도 되어 비용을 절감시키면서 상기 장치의 제조사에 관계없이 사용범위를 확대할 수 있다.

Description

배관내경 용접헤드 이송장치{WELDING HEAD FEEDING MACHINE FOR INSIDE OF PIPE OR SHELL}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배관내경 용접헤드 이송장치를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배관의 원주방향으로의 회전을 나타낸 측면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배관의 길이방향으로의 이송을 나타낸 측면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회전커버에 부착되는 용접헤드의 길이방향으로의 이송장치를 나타낸 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 파이프 3 : 연동척
5 : 고정부 7 : 용접헤드부
9 : 용접토치 11 : 카메라
13 : 회전구동모터 15 : 회전구동부
15-1 : 피니언기어 15-2 : 메인기어
16 : 고정판 17 : 회전커버
19 : 회전부 부착바(BAR) 21 : 전후이송모터
23 : 길이방향 구동부 23-1 : 스크류 샤프트
23-2, 23-3 : 가이드 샤프트 23-4 : 너트브라켓
24 : 동력전달벨트 25 : 용접헤드 장착판
31-1, 31-2, 31-3, 31-4 : 축베어링
33 : 모터 컨트롤러 35 : 용접기
37 : 용접 컨트롤러 39 : 디스플레이부
41 : 카메라 컨트롤러
본 발명은 배관내경 용접헤드 이송장치에 관한 것으로서, 원자력 발전소에서 증기발생기의 교체공사시 주배관인 원자로냉각재 루프 연결부의 내부용접을 수행할 수 있는 배관내경 용접헤드 이송장치에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전소의 증기발생기는 증기터빈과 발전기로부터 전력을 생산하는데 필요한 증기를 발생시키는 가장 중요한 핵심기기 중의 하나로 원자로에서 생성된 방사능이 함유된 고온, 고압의 1차 냉각수(PRIMARY COOLANT)가 튜브 내면을 흐르게 함으로써 상기 튜브 외부의 차가운 급수(FEED WATER)를 데워서 증기를 발생시킨 다음, 이 증기를 터빈으로 공급하는 역할을 하는 설비이다.
상기 증기발생기의 교체공사시 용접은 상기 증기발생기가 작동되고 난 후에 이루어지는 작업이므로, 그 주변이 방사능으로 오염되어 상기와 같은 환경속에서는 작업시간을 제한하게 되고, 더구나 그러한 환경속에서 작업하는 사람은 반드시 부피가 크고 무거운 보호장구를 착용하여야 하기 때문에 거동과 전망 및 작업력에 심한 제한을 받게 되므로, 최근 상기와 같은 작업을 수행하기 위한 용접이송장치가 개발되고 있는 실정이다.
종래의 트랙방식의 용접헤드 이송장치는 상기 용접헤드가 트랙을 따라 이동하는 방식이기 때문에 상기 용접헤드나 상기 트랙을 다른 모델로 변경시 서로간에 조합이 되지 않아 개조가 요구되거나 사용을 하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 용접장치는 내경원형 트랙을 이용하여 용접헤드부를 이송시켜 용접을 수행하는 장치로서, 상기 용접헤드부의 배관길이 방향의 이송기능이 없어 트랙의 장착시 용접선에 정확하게 장착을 하여야만 상기 용접헤드부가 용접선을 따라 용접을 수행하였다.
이로 인해, 정확한 트랙장착을 위한 작업의 불편함이 있었고, 상기 트랙과 용접헤드의 마찰방식에 의한 이송시 미끄러짐 현상이 발생할 경우 이를 조정하지 못해 용접불량이 발생하는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 배관의 크기에 따라 상기 고정부의 길이를 조절할 수 있어 배관의 크기에 따라 별도로 상기 장치를 다시 제작하지 않아도 되어 비용을 절감시키며, 상기 용접헤드의 제조사에 관계없이 장착이 용이하여 사용범위를 크게 확대할 수 있는 배관내경 용접헤드 이송장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 용접헤드부를 배관의 길이방향으로 이송하고, 배관의 원주방향으로 회전이 가능하도록 구성하여 상기 용접헤드부의 용접토치를 용접선에 맞춰 조정하기가 수월해 보다 정확한 용접을 수행할 수 있는 배관내경 용접헤드 이송장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 본체로 하기 위한 연동척과; 상기 연동척에 부착하여 상기 본체를 배관 내에 고정시키기 위한 고정부와; 배관의 원주방향으로의 용접을 위한 동력을 발생하는 회전구동 모터와; 상기 회전커버로 상기 회전구동 모터의 동력을 전달하는 회전구동부와; 상기 회전구동부를 보호하고, 길이방향 이송장치가 부착되도록 마련되어 배관의 원주방향으로 회전하는 회전커버와; 상기 회전커버와 연결할 수 있는 회전부 부착 바(BAR)와; 배관의 길이방향으로의 용접을 위한 동력을 발생하는 전후이송 모터와; 용접토치와 카메라가 설치된 용접헤드부와; 상기 용접헤드부로 상기 전후이송 모터의 동력을 전달하는 길이방향 구동부를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 고정부는 상기 연동척에 장착되도록 마련되어 고정이 용이하고, 배관의 크기에 따라 상기 고정부의 길이가 조절가능하도록 마련되어 배관의 크기에 관계없이 적용이 가능한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정부는 다수 개가 마련되어 안정적으로 고정되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 회전구동 모터와 상기 전후이송 모터는 원격으로 제어되며, 가역 으로 속도가 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용접헤드부는 용접기와 연결되어 원격으로 용접을 수행하도록 마련되고, 상기 용접헤드부는 상기 용접토치를 중심으로 다수 개의 카메라가 마련되어 용접상황을 디스플레이부로 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 카메라는 원격으로 제어되며, 장기간 사용으로 인한 과열방지를 위해 냉각수를 순환시키는 냉각펌프와 연결되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배관내경 용접헤드 이송장치를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 상기 배관내경 용접헤드 이송장치는 본체로 하기 위한 연동척(3)과; 상기 연동척(3)에 부착하여 상기 본체를 배관(1) 내에 고정시키기 위한 고정부(5)와; 배관(1)의 원주방향으로의 용접을 위한 동력을 발생하는 회전구동 모터(13)와; 상기 회전커버(17)로 상기 회전구동 모터(13)의 동력을 전달하는 회전구동부(15)와; 상기 회전구동부(15)를 보호하고, 길이방향 이송장치가 부착되도록 마련되어 배관(1)의 원주방향으로 회전하는 회전커버(17)와; 상기 회전커버(17)와 연결할 수 있는 회전부 부착 바(BAR)(19)와; 배관(1)의 길이방향으로의 용접을 위한 동력을 발생하는 전후이송 모터(21)와; 용접토치(9)와 카메라(11)가 설치된 용접헤 드부(7)와; 상기 용접헤드부(7)로 상기 전후이송 모터(21)의 동력을 전달하는 길이방향 구동부(23)를 포함하여 이루어진다.
이하, 각 구성별로 상세히 설명한다.
상기 연동척(3)은 한 개의 핸들을 돌리면 세 개의 조(JAW)가 모두 동시에 같은 거리를 움직여 규칙적인 모양의 공작물을 고정하는 척으로서, 본체로 하여 배관(1)에 고정되도록 마련된다.
상기 고정부(5)는 상기 연동척(3)에 장착되도록 마련되어 고정이 용이하며, 상기 배관(1)의 크기에 따라 상기 고정부(5)의 길이가 조절가능하도록 마련되어 상기 배관(1)의 크기에 관계없이 적용이 가능하고, 다수 개가 마련되어 안정적으로 고정되도록 마련된다.
상기 회전구동 모터(13)는 상기 배관(1)의 원주방향으로의 용접을 위한 동력을 발생하고, 모터 컨트롤러(33)에 의해 원격으로 제어되며, 가역으로 속도가 조절되도록 마련된다.
여기서, 상기 모터 컨트롤러(33)는 프리 볼티지 컨트롤러(FREE VOLTAGE CONTROLLER)로 마련될 수 있다.
상기 회전커버(17)는 상기 회전구동부(15)를 보호하고, 길이방향 이송장치가 부착되도록 마련되며, 상기 회전커버(17)의 재질은 설치가 용이해야 되므로, 가벼운 알루미늄으로 마련될 수 있다.
상기 회전부 부착바(BAR)(19)는 상기 길이방향 이송장치가 상기 회전커버(17)에 안정적으로 부착되도록 하며, 다수 개가 마련될 수 있다.
상기 전후이송 모터(21)는 상기 배관(1)의 길이방향으로의 이동을 위한 동력을 발생하고, 상기 모터 컨트롤러(33)에 의해 원격으로 제어되며, 가역으로 속도가 조절되도록 마련된다.
상기 용접헤드부(7)는 산소와 연소가스를 혼합실에서 혼합해 팁(tip)에서 분출 연소해 용접을 하도록 하는 상기 용접토치(9)와 용접상황을 디스플레이부(39)로 확인할 수 있도록 해주는 카메라(11)가 상기 용접토치(9)를 중심으로 다수 개가 마련될 수 있다.
여기서, 상기 용접헤드부(7)는 상기 용접기(35)와 연결되어, 용접컨트롤러(37)에 의해 원격으로 제어되어 용접을 수행할 수 있으며, 상기 용접토치(9)는 텅스텐으로 마련될 수 있다.
상기 카메라(11)는 카메라 컨트롤러(41)에 의해 원격으로 제어되도록 마련되며, 장기간 사용으로 인한 과열방지를 위해 냉각수를 순환시키는 냉각펌프(미도시)와 연결되는 것이 바람직하다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 모터 컨트롤러(33)에 의해 상기 회전구동 모터(13)가 작동을 하게 되면, 피니언기어(15-1)가 메인기어(15-2)를 회전시켜, 상기 길이방향 이송장치가 결합된 상기 회전커버(17)가 상기 배관(1)의 원주방향으로 용접을 하기 위해 회전을 하게 된다.
여기서, 상기 피니언기어(15-1)와 메인기어(15-2)로 구성되는 회전구동 부(15)는 상기 연동척(3)에 부착된 고정판(16)에 의해 지지된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 모터 컨트롤러(33)에 의해 상기 전후이송 모터(21)가 작동을 하게 되면, 동력전달 벨트(24)에 의해 동력이 전달되어 스크류 샤프트(SCREW SHAFT)(23-1)가 회전을 하게 되고, 상기 스크류 샤프트(23-1)는 가이드 샤프트(GUIDE SHAFT)(23-2, 23-3)의 안내를 받아 상기 용접헤드부(7)가 부착되는 너트브라켓(23-4)에 의해 상기 배관(1)의 길이방향으로 이송을 하게 되는데, 이때 상기 가이드 샤프트(23-2, 23-3)는 축베어링(33-1, 33-2, 33-3, 33-4)과 함께 원할한 전후 이송을 가능하도록 해준다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배관내경 용접헤드 이송장치는 배관의 크기에 따라 상기 고정부의 길이를 조절할 수 있기 때문에 배관의 크기에 따라 별도로 상기 장치를 다시 제작하지 않아도 되어 비용을 절감시키며, 상기 용접헤드의 제조사에 관계없이 장착이 용이하여 사용범위를 크게 확대할 수 있다.
또한, 상기 배관내경 용접헤드 이송장치는 용접헤드부를 배관의 길이방향으로 이송하고, 배관의 원주방향으로 회전이 가능하도록 구성되어 상기 용접헤드부의 용접토치를 용접선에 맞춰 조정하기가 수월해져 보다 정확한 용접을 수행할 수 있다.

Claims (9)

  1. 본체로 하기 위한 연동척과;
    상기 연동척에 부착하여 상기 본체를 배관 내에 고정시키기 위한 고정부와;
    배관의 원주방향으로의 용접을 위한 동력을 발생하는 회전구동 모터와;
    상기 회전커버로 상기 회전구동 모터의 동력을 전달하는 회전구동부와;
    상기 회전구동부를 보호하고, 길이방향 이송장치가 부착되도록 마련되어 배관의 원주방향으로 회전하는 회전커버와;
    상기 회전커버와 연결할 수 있는 회전부 부착 바(BAR)와;
    배관의 길이방향으로의 용접을 위한 동력을 발생하는 전후이송 모터와;
    용접토치와 카메라가 설치된 용접헤드부와;
    상기 용접헤드부로 상기 전후이송 모터의 동력을 전달하는 길이방향 구동부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배관내경 용접헤드 이송장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정부는 상기 연동척에 장착되도록 마련되어 고정이 용이한 것을 특징으로 하는 배관내경 용접헤드 이송장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고정부는 배관의 크기에 따라 상기 고정부의 길이가 조절가능하도록 마 련되어 배관의 크기에 관계없이 적용이 가능한 것을 특징으로 하는 배관내경 용접헤드 이송장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 고정부는 다수 개가 마련되어 안정적으로 고정되는 것을 특징으로 하는 배관내경 용접헤드 이송장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 회전구동 모터와 상기 전후이송 모터는 원격으로 제어되며, 가역으로 속도가 조절되는 것을 특징으로 하는 배관내경 용접헤드 이송장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 용접헤드부는 용접기와 연결되어 원격으로 용접을 수행하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 배관내경 용접헤드 이송장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 용접헤드부는 상기 용접토치를 중심으로 다수 개의 카메라가 마련되어 용접상황을 디스플레이부로 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 배관내경 용접헤드 이송장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 카메라는 원격으로 제어되는 것을 특징으로 하는 배관내경 용접헤드 이송장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 카메라는 장기간 사용으로 인한 과열방지를 위해 냉각수를 순환시키는 냉각펌프와 연결되는 것을 특징으로 하는 배관내경 용접헤드 이송장치.
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