KR100957910B1 - 파이프 내면 연마장치 - Google Patents

Abstract

파이프 특히, 열간선재 권취설비인 레잉헤드에 구비되어 열간선재가 내부를 통과하는 선재 권취용 파이프 등의 파이프 내면 연마장치가 제공된다.

상기 파이프 내면 연마장치는 그 구성 일예로서, 고압 유체를 공급하면서 파이프 내부에서 장치 견인수단으로 제공되는 고압유체 공급관;과, 상기 고압유체 공급관에 연결되어 파이프 내부에서 견인되는 장치 바디수단;과, 상기 장치 바디수단에 구비되고 공급되는 고압유체를 이용하여 회전동력을 발생시키는 동력발생수단; 및, 상기 동력발생수단과 연계되어 파이프 내면을 연마하는 파이프 연마수단을 포함하고, 상기 연마수단은, 상기 동력발생수단을 구성하는 회전축의 단부 또는 공급되는 고압에어로 작동되는 에어모터에, 회전시 펼쳐지도록 연결되는 링크 및, 상기 링크의 단부에 설치되는 연마부재를 포함하여 구성될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 내부를 통하여 특정 소재가 통과하는 파이프의 내면을 연마하여 파이프 내면에 형성된 돌출부들을 제거함으로써, 파이프 내부를 통과하는 소재의 표면 결함 발생을 효과적으로 방지하도록 하고, 궁극적으로 파이프를 통과하여 생산되는 소재의 품질을 향상시키는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

파이프, 냉헤드 파이프, 열간선재, 파이프 내면 연마장치

Description

파이프 내면 연마장치{APPARATUS FOR GRINGING INNER SURFACE OF PIPE}

본 발명은 파이프 특히, 열간선재 권취설비인 레잉헤드에 구비되어 열간선재가 통과하면서 배출시 권취되는 파이프의 내면 연마장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 냉헤드 파이프와 같이 내부에 특정 소재가 통과하는 파이프의 내면을 연마하여 파이프 내면에 형성된 돌출부들을 제거함으로써, 파이프 내부를 통과하는 소재의 표면 결함이 발생되는 것을 효과적으로 방지하도록 하고, 이에 따라 궁극적으로 파이프를 통과하여 생산되는 소재의 품질을 향상시키도록 한 파이프 내면 연마장치에 관한 것이다.

파이프 내면에 특정 소재가 통과하면서 제품이 생산되는 설비는 통상 선재 제품 생산설비를 일 예로 제시할 수 있다.

예컨대, 가열로에 의하여 고온 가열된 빌렛을 이용하여 공형 형상을 갖는 선재 공형 압연공정을 거쳐 소정의 직경을 갖는 열간선재는 통상 레잉헤드라 불리는 설비를 통하여 연속적으로 권취되면서 선재코일로 생산된다.

한편, 도 1에서는 이와 같은 열간선재를 선재코일로 권취 생산하는 공정을 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 빌렛(billet)이 여러 단계의 열간 압연 공정을 거쳐 권취되기 직전 직선 형태의 열간선재(110)가 선재코일(110')로 생산되지 위하여 레잉헤드(120)에서 연속적으로 원형의 링형상으로 권취된다.

이때, 상기 레잉헤드(120)의 냉헤드(122)에는 링형태의 냉헤드 파이프(124)가 헤드를 따라 설치되고, 이와 같은 냉헤드(122)의 원형 파이프(124)를 열간선재(110)가 고속으로 통과 배출되면서 원형 링형상의 선재코일(10)로 권취된다.

그런데, 이와 같은 냉헤드 파이프(124)의 제작을 살펴보면, 파이프를 가열로에서 가열하고, 레잉레드의 냉헤드 형상에 맞추어 나선 형상으로 파이프를 성형시키고, 이와 같이 성형된 냉헤드 파이프를 열처리한다.

그런데, 이와 같은 냉헤드 파이프의 가열, 권취 및 열처리 과정에서 파이프(124)의 내면에는 산화 스케일이나 기타 미세한 돌출부들이 형성될 수 있다.

따라서, 이와 같은 레잉헤드(120)의 냉헤드 파이프(124)를 열간선재(110)가 고속 통과하면, 파이프 내면에 고착된 산화 스케일이나 돌출부에 의하여 선재의 표면에 제품 품질에 치명적인 표면결함을 발생시킨다.

그러나, 지금까지 이와 같은 소재 특히, 열간선재가 통과하는 냉헤드 파이프(124)의 내면을 연마하여 선재의 표면 품질이 손상되는 것을 방지하는 냉헤드 파이프 내면 연마장치가 제안된 바가 없었다.

이에 따라서, 본 발명의 출원인은 파이프 특히 고온의 소재가 통과하는 파이프의 내면을 간단한 기기를 이용하여 쉽게 연마시킴으로써, 파이프를 통과하여 생산되는 제품의 품질을 향상시키는 본 발명의 파이프 내면 연마장치를 제안한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적 측면은, 내부를 통하여 특정 소재가 통과하는 파이프의 내면을 연마하여 파이프 내면에 형성된 돌출부들을 제거함으로써, 파이프 내부를 통과하는 소재의 표면 결함이 발생되는 것을 효과적으로 방지하도록 하고, 궁극적으로 파이프를 통과하여 생산되는 소재의 품질을 향상시키는 파이프 내면 연마장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적 측면을 달성하기 위한 기술적인 일 측면으로서 본 발명은,고압 유체를 공급하면서 파이프 내부에서 장치 견인수단으로 제공되는 고압유체 공급관;
상기 고압유체 공급관에 연결되어 파이프 내부에서 견인되는 장치 바디수단;
상기 장치 바디수단에 구비되고 공급되는 고압유체를 이용하여 회전동력을 발생시키는 동력발생수단; 및,
상기 동력발생수단과 연계되어 파이프 내면을 연마하는 파이프 연마수단;
을 포함하고,
상기 연마수단은, 상기 동력발생수단을 구성하는 회전축의 단부 또는 공급되는 고압에어로 작동되는 에어모터에, 회전시 펼쳐지도록 연결되는 링크 및, 상기 링크의 단부에 설치되는 연마부재를 포함하여 구성된 파이프 내면 연마장치를 제공한다.

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바람직하게는, 상기 고압유체 공급관은 고압 기체 또는 고압수를 공급하되 상기 장치 바디수단의 일측 단부에 연결되되 견인력을 유지하도록 고압용 플렉시블 관으로 제공되고, 상기 파이프는 열간선재가 통과하는 레잉헤드 파이프로 구성될 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 장치 바디수단은, 상기 고압유체 공급관이 연결되고 파이프에 삽입 가능한 크기로 된 원통형 장치바디와, 상기 장치바디의 외측에 구비되면서 파이프 내면과 접촉하여 장치바디의 이동을 가능하게 하는 이동 볼을 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 이동 볼은 상기 장치바디 외표면에 조립되는 외곽바디에 형성된 홈부에 이탈 방지되도록 끼워지고 스프링이 연계된다.

또한, 상기 동력발생수단의 회전축은, 상기 장치 바디수단에 구비된 원통형 장치바디의 내측에 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전축의 단부에는 공급되는 고압 유체가 충돌하여 회전력을 발생시키는 날개들이 설치될 수 있다.

이때, 상기 회전축은 상기 장치바디의 내부에 설치된 고정대로서 지지되는 베어링의 내측에 조립되어 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 고압유체 공급관은 상기 에어모터에 공압 에어를 공급토록 에어 공급관으로 제공되고, 상기 동력발생수단의 에어모터는 상기 장치 바디수단에 연결되는 에어 공급관과 연계되면서 장치 바디수단에 구비된 원통형 장치바디의 내측에 배치되고 전방에는 상기 연마수단의 링크가 연결된다.

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더 바람직하게는, 상기 연마부재는 연마용 볼로 제공되고, 상기 연마수단의 링크는 회전축의 단부 또는 에어모터의 회전축에 구비된 돌부에 핀으로 회전 가능하게 설치되되 한쌍으로 구성되어 회전축 회전시 2 이상의 연마 볼이 파이프 내면 양측에서 회전하면서 연마토록 구성될 수 있다.

이와 같이 본 발명인 파이프 내면 연마장치에 의하면, 냉헤드 파이프와 같이 내부에 특정 소재가 통과하는 파이프의 내면을 연마하여 파이프 내면에 형성된 돌출부들을 제거함으로써, 파이프 내부를 통과하는 소재의 표면 결함이 발생되는 것을 효과적으로 방지하도록 하는 우수한 효과를 제공하는 것이다.

이에 따라서, 본 발명의 파이프 내면 연마장치는, 궁극적으로 파이프를 통과하여 생산되는 소재의 품질을 향상시키도록 하는 것이다.

그리고, 전기 동력이 아닌 유체 동력 형식으로 되어 있어 장치의 구조가 간소화됨으로써, 제작이나 유지,보수 관리를 용이하게 하고 비용도 크게 부담이 되지 않아 매우 실용적인 파이프 내면 연마장치를 제공하는 것을 가능하게 한다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.

먼저, 도 2에서는 본 발명에 따른 파이프 내면 연마장치(1)의 사용상태를 도시하고 있고, 도 3 내지 도 5에서는 이와 같은 본 발명의 장치 전체 구성을 각각 구성도 및 정면도로 도시하고 있다.

즉, 도 2에서 도시한 바와 같이 본 발명의 파이프 내면 연마장치(1)는 파이프(2) 예를 들어, 도 1에서 설명한 레잉헤드(120)의 냉헤드 파이프에 해당하는 굴곡된 파이프(2)의 내부를 이동하면서 파이프 내면의 스케일이나 돌출부들을 연마 제거한다.

한편, 이와 같은 본 발명의 장치(1)는, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 크게 고압의 유체를 공급하면서 파이프(2) 내부에서 장치 견인수단으로 제공되는 고압유체 공급관(10)과, 상기 고압유체 공급관(10)에 연결되어 파이프 내부에서 견인되는 장치 바디수단(30)과, 상기 장치 바디수단(30)에 구비되고 공급되는 고압유체가 충돌하여 회전동력을 발생시키는 동력발생수단(50) 및, 상기 동력발생수단(50)과 연계되어 파이프 내면을 연마하는 연마수단(70)으로 구성될 수 있다.

따라서, 도 2와 같이 작업자는 고압유체 공급관(10)을 파이프(2)의 내부에 도시하지 않은 견인용 끈이나 철사들을 이용하여 파이프(2)를 통과하게 하여 고압유체 공급관(10)을 커플러(14)로 연결한 상태로 파이프(2)를 통과시킨다.

그리고, 고압유체 공급관(10)을 릴(12)에 감은 상태에서 그 끝에는 블로잉 설비(16) 또는 고압수를 공급하는 고압수 공급설비(미도시)와 연결 파이프(18)로 연결하고, 릴(12)을 감으면서 고압유체 공급관(10)을 당긴다.

이때, 다음에 상세하게 설명하듯이 상기 고압유체 공급관(10)에 연결되는 장치바디수단(30), 상기 장치 바디수단(30)에 구비된 연마수단(70)은 공급관이 파이프 내부에서 당겨질 때, 일체로 이동하면서 파이프(2)의 내면을 순차적으로 연마 처리하게 된다.

즉, 도 3과 같이 파이프(2)의 내면을 따라 이동하는 고압유체 공급관(10)으로 장치 바디수단(30)이 견인되고, 장치 바디수단(30)에 설치된 동력발생수단(50)은 공급되는 고압유체와 충돌하여 회전되고, 상기 동력발생수단(50)에 연계된 연마수단(70)은 회전하여 연마 볼(74)이 파이프 내면과 접촉하여 연마하면서 연속 이동하게 된다.

따라서, 견인수단으로 제공되는 고압유체 공급관(10)이 파이프에서 인출될 때까지 본 발명의 장치는 가동된다. 물론 고압유체의 공급이 같이 구현되는 것이 전제됨은 물론이다.

예를 들어, 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치에서 고압유체 공급관(10)을 통하여 고압유체(도 3의 G 참조)가 공급되지 않으면 동력발생수단(50)의 가동이 이루어 지지않아 연마수단(70)의 연마 볼(74)은 링크(72)가 처진 상태로 된다.

한편, 이와 같은 본 발명의 파이프 내면 연마장치(1)의 각 구성수단(10)(30) (50)(70)들에 대하여 구체적으로 살펴본다.

먼저, 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치(1)에서 상기 고압유체 공급관(10)은, 고압 기체 예를 들어 고압에어 또는 고압수를 공급하되 상기 장치바디(30)의 일측 단부에 연결되고 견인력을 유지하도록 고압용 플렉시블 관으로 제공될 수 있다.

예를 들어, 이와 같은 본 발명의 고압유체는 고압의 에어 또는 고압수를 사용해도 가능한데, 고압에어의 경우에는 처리수가 발생되지 않아 마무리 처리작업이 필요없고, 고압수의 경우에는 연마 볼(74)이 파이프 내면을 접촉하여 연마할 때 이물들을 세정하는 역할을 하기 때문에 바람직할 것이다.

그리고, 상기 고압유체 공급관(10)은 도 4와 같이, 장치 바디수단(30)의 장치바디(32) 일단부의 연결단(33)에 체결밴드(35)로 견고하게 연결되는 것이 바람직하고, 이때 상기 공급관은 유압호스로 사용되는 심이 개재되는 고압용 플레시블관(통상 고무로 외피가 된 관)으로서 휘어짐이 가능한 관을 사용한다.

그리고, 상기 파이프(2)는 일 실시예로 앞에서 설명한 열간선재가 통과하는 레잉헤드 파이프용으로 제공될 수 있다.

물론, 반드시 이에 한정되는 것은 아님은 당연하다.

다음, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치에서 상기 장치 바디수단(30)는, 상기 고압유체 공급관이 연결되고 파이프에 삽입 가능한 크기로 된 원통상의 장치바디(32)와 상기 장치바디(32)의 외측에 구비되면서 파이프 내면과 접촉하여 장치바디의 이동을 가능하게 하는 이동 볼(34)을 포함하여 구성될 수 있다.

더하여, 상기 이동 볼(34)은 상기 장치바디 외표면에 조립되는 외곽바디(36) 에 형성된 홈부(38)에 이탈 방지되도록 끼워지고 스프링(40)이 연계되어 조립된다.

따라서, 원통상의 장치바디(32)은 다음에 설명하는 동력발생수단(50)의 내부 설치를 가능하게 하면서, 외연의 하나 이성의 이동 볼(34)들은 파이프(2)의 내면에 밀착되어 장치의 이동을 가능하게 한다.

이때, 상기 외곽바디(36)는 소정의 두께를 갖는 고강도 플라스틱이나 금속 가공물을 사용하고, 외곽바디(36)는 상기 원통 장치바디(32)의 외연에 억지 끼움 형태로 조립되기 전에 그 홈부(38)에 스프링(40)을 개재하여 이동 볼(34)을 조립한다.

한편, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 홈부(38)는 그 선단부(38a)가 돌출되어 있어 상기 이동 볼(34)은 스프링(40)으로 밀려지는 힘을 받지만, 홈부(38)에서 이탈되지는 못한다.

그러나, 쉽게 마모되는 이와 같은 이동 볼(34)은 상기 외곽바디(36)를 장치 바디에서 분해하면 쉽게 교체할 수 있다.

그리고, 이와 같은 이동 볼(34)은 실제 장치 사용시 장치바디수단(30)의 회전이 발생되어도 이동 볼(34)이 파이프 내면에 접촉하기 때문에 방향성에 문제가 없고, 구조적으로도 간소화된 장치를 제공하는 이점을 제공할 것이다.

다음, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치에서, 상기 장치 바디수단(30)에 구비되는 동력발생수단(50)은, 상기 원통상의 장치바디(32)의 내측에 회전 가능하게 설치되는 회전축(52)과, 상기 회전축(52)의 단부에 설치되어 공급되는 고압유체가 충돌하여 회전력을 발생시키는 날개(54)들로 구성되어 있다.

이때, 상기 동력발생수단(50)의 회전축(52)은 상기 장치바디(32)의 내부에 설치된 고정대(56)로서 지지되는 베어링(58)의 내측에 조립되어 회전 가능하게 설치된다.

따라서, 도 4와 같이, 고압유체 예를 들어, 고압 에어가 공급관(10)을 통하여 공급되면 상기 회전축(52)은 베어링(58)으로 장치바디(32)의 내부에서 지지된 상태에서 고압의 에어(G)가 날개(54)와 충돌하면서 통과하기 때문에, 이때 날개에 의하여 회전축(52)은 회전하게 된다.

따라서, 상기 회전축(52)의 단부에 연계된 연마수단(70)은 도 6의 상태에 있다가 도 3의 상태로 회전하면서 파이프(2)의 직경에 맞추어 길이가 조정된 링크(72)가 펼쳐지면서 연마 볼(74)의 파이프 내면 접촉이 구현되어 파이프 내면의 연마가 수행된다.

다음, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 연마수단(70)은, 상기 동력발생수단(50)에 구비된 회전축(52)의 단부에 회전축 회전시 원심력으로 펼쳐지도록 구비되는 링크(72) 및, 상기 링크(72)의 단부에 설치되는 연마 볼(74)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 도 3과 같이, 상기 링크(72)는 회전축(52)의 단부에 형성된 돌부(52a)에 핀(72a)으로 회전 가능하게 설치되는데, 적어도 한쌍으로 구성되어 상기 회전축(52)의 회전시 2 이상의 연마 볼이 파이프 내면 양측에서 회전하면서 파이프 내면을 연마하게 된다.

한편, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 도 4에서 동력발생수단(50)의 회 전축(52)과 베어링(58) 대신에 에어모터(미도시)를 고정대(56)를 이용하여 장치바디수단의 원통형 장치바디(32)의 내측에 배치하고, 에어모터의 회전축에 앞에서 설명한 연마수단을 연결하는 것도 가능하다.

이 경우, 도 4에서 고압유체 공급관(10)은 장치바디 내측에 연결되면서 상기 에어모터에 에어를 공급하게 구조를 조정하면 된다. 이때 관의 직경은 도 4 보다는 작아질 수 있을 것이다.

따라서, 에어 공급시 에어모터가 회전하면 그 회전축 단부에 링크(72)로서 연결된 연마볼의 연마부재(74)는 파이프 내면을 연마하게 된다.

이와 같은 에어모터를 사용하는 경우, 실제 연마부재 회전력을 에어모터의 용량으로 일정하게 조정하는 것을 가능하게 하고, 구조도 다소 간소화시킬 것이다.

이에 따라서, 본 발명의 파이프 내면 연마장치(1)는 전기 동력을 이용하지 않고, 고압의 에어나 고압수를 동력원으로 하여 장치의 전체 구조를 간소화시키는 한편, 특히 파이프 내면의 연마를 효과적으로 수행하여, 선재의 권취를 수행하는 경우 선재의 표면 굵힘과 같은 결함발생을 방지하게 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 파이프 내면 연마장치와 관련된 파이프의 일 예로 선재 권취용 파이프를 도시한 개략도

도 2는 본 발명에 따른 파이프 내면 연마장치의 사용예를 도시한 개략도

도 3은 본 발명의 장치 작동을 도시한 요부도

도 4는 도 3의 본 발명 장치 전체 구성을 도시한 구조도

도 5는 도 4의 개략 정면도

도 6은 본 발명의 장치가 가동되지 않는 경우 연마수단 대기상태를 도시한 개략도

도 7은 본 발명 장치를 도시한 요부도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 파이프 내면 연마장치 10.... 피연마 파이프

10.... 고압유체 공급관 30.... 장치 바디수단

32.... 장치바디 34.... 이동 볼

36.... 외곽바디 38.... 홈부

40.... 스프링 50.... 동력발생수단

52.... 회전축 54.... 날개

56.... 고정대 58.... 베어링

70.... 동력발생수단 72.... 링크

74.... 연마 볼

Claims (9)

1. 고압 유체를 공급하면서 파이프 내부에서 장치 견인수단으로 제공되는 고압유체 공급관;

   상기 고압유체 공급관에 연결되어 파이프 내부에서 견인되는 장치 바디수단;

   상기 장치 바디수단에 구비되고 공급되는 고압유체를 이용하여 회전동력을 발생시키는 동력발생수단; 및,

   상기 동력발생수단과 연계되어 파이프 내면을 연마하는 파이프 연마수단;

   을 포함하고,

   상기 연마수단은, 상기 동력발생수단을 구성하는 회전축의 단부 또는 공급되는 고압에어로 작동되는 에어모터에, 회전시 펼쳐지도록 연결되는 링크 및, 상기 링크의 단부에 설치되는 연마부재를 포함하여 구성된 파이프 내면 연마장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 고압유체 공급관은 고압 기체 또는 고압수를 공급하되 상기 장치 바디수단의 일측 단부에 연결되되 견인력을 유지하도록 고압용 플렉시블 관으로 제공되고,

   상기 파이프는 열간선재가 통과하는 레잉헤드 파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프 내면 연마장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 장치 바디수단은, 상기 고압유체 공급관이 연결되고 파이프에 삽입 가 능한 크기로 된 원통상의 장치바디;

   상기 장치바디의 외측에 구비되면서 파이프 내면과 접촉하여 장치바디의 이동을 가능하게 하는 이동 볼;

   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 내면 연마장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 이동 볼은 상기 장치바디 외표면에 조립되는 외곽바디에 형성된 홈부에 이탈 방지되도록 끼워지고 스프링이 연계되는 것을 특징으로 하는 파이프 내면 연마장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 동력발생수단의 회전축은, 상기 장치 바디수단에 구비된 원통형 장치바디의 내측에 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전축의 단부에는 공급되는 고압 유체가 충돌하여 회전력을 발생시키는 날개들이 설치된 것을 특징으로 하는 파이프 내면 연마장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 회전축은 상기 장치바디의 내부에 설치된 고정대로서 지지되는 베어링의 내측에 조립되어 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 파이프 내면 연마장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 고압유체 공급관은 상기 에어모터에 고압 에어를 공급토록 에어 공급관으로 제공되고,

   상기 동력발생수단의 에어모터는 상기 장치 바디수단에 연결되는 에어 공급관과 연계되면서 장치 바디수단에 구비된 원통형 장치바디의 내측에 배치되고 전방에는 상기 연마수단의 링크가 연결되는 것을 특징으로 하는 파이프 내면 연마장치.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,

   상기 연마부재는 연마용 볼로 제공되고,

   상기 연마수단의 링크는 상기 회전축의 단부 또는 에어모터의 회전축에 구비된 돌부에 핀으로 회전 가능하게 설치되되 한쌍으로 구성되어 회전축 회전시 2 이상의 연마 볼이 파이프 내면 양측에서 회전하면서 연마토록 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 내면 연마장치.

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