KR101083422B1 - 파이프 라이닝 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프의 라이닝 제조장치에 관한 것으로, 파이프에 플렌지를 결합하고, 상기 파이프에 합성수지관을 라이닝하고 플레어된 파이프단체를 형성하는 장치에 있어서, 상기 파이프단체의 끝단에 플레어모양을 형성하는 제1플레어금형, 상기 파이프관과 상기 합성수지관 사이의 공기를 밀폐 및 흡인하기 위해 상기 파이프단체의 양끝에 위치하는 밀폐고무링 및 흡인고무링, 상기 공기를 흡인하는 진공모터, 상기 파이프관과 상기 합성수지관을 열에 의해서 접착하는 고주파 가열장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 파이프의 라이닝 제조장치를 이용하는 것에 의해, 무용접으로 용접부위의 부식을 없애고, 용접을 하지 않으므로 가스의 무배출로인한 환경공해방지와 인체에 무해한 제조공법으로 생산성 향상과 대량생산이 가능할 수 있다.

플레어, 금속관, 합성수지관, 진공모터, 플렌지

Description

파이프 라이닝 제조장치{Manufacturing apparatus for lining of pipe}

본 발명은 파이프의 라이닝 제조장치에 관한 것으로, 특히 금속관에 플레어형상을 구비하여 합성수지관을 라이닝 함에 있어서, 가열금형을 이용하여 합성수지관에 플레어형상을 갖추어 금속관과 합성수지관을 진공처리하여 열접착하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 화학플랜트 또는 환경플랜트에서 부식성이 매우 강한 유체수송에 사용되는 금속관을 플레어형상으로 제작하고, 합성수지관으로 라이닝하는 방법은 화학플랜트 등에 사용되는 금속관에 플렌지를 용접하여 부착하고, 고무튜브 또는 폴리프로필렌 등을 삽입하고, 그 양 끝단부를 확관하여 사용하거나 합성수지 또는 불소수지로 코팅하여 사용하였다.

이러한 관들은 금속관 양 끝단부에 플렌지를 용접으로 부착하여 확관하여 사용하는 기술이 개시되었다.

또한, 이러한 일 예가 미국등록 특허공보 4,968,241호(1990년11월06일) 등에 개시되어 있다.

즉, 상기 문헌에 있어서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 라이너(10)는 격납가 능한 앵커(16)에 의해 파이프 안에 위치하고, 라이너의 끝(18)은 플레어하고, 플렌지의 일어선 면(19)을 충분히 덮을 수 있도록 파이프의 플렌지(14)의 끝까지 확장된다.

도시한 번호(22)는 이 라이너의 끝을 플레어하기 위한 플레어 유니트를 나타내고, 이 플레어 유니트(22)는 공압실린더 단체(24)에 의해 라이너로 밀어지는 기술을 제시하고 있다.

여기서, 도면부호 12는 금속파이프, 도면부호 46은 돌출부, 도면부호 48은 공압실린더, 도면부호 54는 제2 플렌지, 도면부호 50은 슬리브, 도면부호 52는 공기입구를 나타낸다.

그러나, 상술한 미국등록 특허공보 4,968,241호 등에 개시된 기술에 있어서, 금속관 양 끝단부에 플렌지를 용접으로 부착하여 확관을 시켜 사용하는 것으로 용접비용과 용접으로 인한 환경공해를 발생시키고, 금속관 내,외부의 용접부위가 쉽게 부식된다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 금속관에 플레어형상을 제작하여 라이닝하는 제조방법으로 플렌지를 용접하지 않아 용접비용 절감과, 또한 금속관의 내부에 라이닝되는 합성수지관을 진공상태에서 열접착하여 금속관의 내부표면의 부식발생을 방지하는 파이프의 라이닝 제 조장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 파이프의 라이닝 제조장치에 의하면, 무용접으로 용접부위의 부식을 없애고, 용접을 하지 않으므로 가스의 무배출로인한 환경공해방지와 인체에 무해한 제조공법으로 생산성 향상과 대량생산이 가능할 수 있다는 효과가 얻어진다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 파이프 라이닝 제조장치는 파이프관에 플렌지를 결합하고, 상기 파이프관에 합성수지관을 라이닝하고 플레어된 파이프단체를 형성하는 장치에 있어서, 상기 파이프단체의 끝단에 플레어모양을 형성하는 제1플레어금형, 상기 파이프관과 상기 합성수지관 사이의 공기를 밀폐 및 흡인하기 위해 상기 파이프단체의 양끝에 위치하는 밀폐고무링 및 흡인고무링, 상기 공기를 흡인하는 진공모터, 상기 파이프관과 상기 합성수지관을 열에 의해서 접착하는 고주파 가열장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하며, 이를 통하여 본 발명의 목적과 특징이 더욱 명확하게 될 것이다.

여기서, 도 2는 본 발명에 따른 파이프단체의 부분측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 파이프단체의 진공 및 열접착장치를 나타내는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프단체의 끝단을 플레어하는 장치를 나타내는 측면도 이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파이프단체의 끝단을 플레어하는 장치를 나타내는 측면도이고, 도 6은 도 3에 따른 밀폐고무링 및 흡인고무링을 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 T자형 합성수지링을 이용한 파이프단체의 진공 및 열접착장치를 나타내는 측면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프단체의 부분측면도는 금속관(110), 합성수지관(120), 플렌지(140)로 구성되고, 금속관(110)은 원기둥의 형태로 이루어져 그 내부(내면) 및 외부(외면)를 표면처리하여 사용용도에 따라 외면은 폴리에틸렌 피복, 분체코팅 또는 부식방지 페인트를 하며, 그 내면은 부식방지 페인트를 하거나 표면처리하여, 상기 금속관(110)의 내면에 합성수지관(120)으로 라이닝을 한다.

합성수지관(120)은 용도에 따라 경질염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 및 유리섬유관을 라이닝 재료로 사용할 수 있고, 또한 두께도 용도에 따라 조절할 수 있다.

금속관(110)을 표면처리하여 용도에 맞게 외면을 부식방지하고, 플렌지(140) 2개를 상기 금속관(110)에 삽입하고, 기 공지된 플레어방법을 이용하여 금속관의 양 끝단면을 플레어형상으로 확관시킨다.

플레어형상은 금속관(110)에 장착된 플렌지(140)가 이탈되지 않도록 플렌지(140)의 내경보다 크게 플레어형상을 제작한다.

여기서, 플레어 또는 플레어형상은 금속관 또는 합성수지관의 양 끝단이 금 속관 또는 합성수지관의 몸체로부터 수직으로 꺾인 부분을 말한다.

플레어형상으로 제조된 금속관(110)에 합성수지관(120)을 금속관(110)의 플레어형상 이전의 길이보다 100~150mm 길게 제작하여 금속관(110)에 삽입 및 플레어하여 금속관 플레어형상에 밀착시켜 라이닝을 한다.

상기 플레어로 금속관(110)의 양 끝단부와 합성수지관(120)의 양 끝단부는

접착되어 있고, 또한 금속관(120)의 플레어된 면과 플렌지(140)의 면이 밀착되어져 있다.

상기 플레어로 형성된 금속관(110), 합성수지관(120) 및 플렌지(140)를 금속관단체라 명명한다.

본 발명은 금속관을 일례로 들어 설명하지만, 금속관을 대체하는 강관, 유리섬유관 등으로 형성된 파이프관으로 대체하여도 가능하고, 이때 상기 파이프관에 합성수지관(120) 및 플렌지(140)가 형성된 것을 파이프단체로 명명할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파이프단체의 진공 및 열접착장치를 나타내는 측면도는 금속관(110), 합성수지관(120), 플렌지(140), 제1플레어금형(450), 고정클램프(440), 이동레일(480), 가열코일부 이동레일(481), 고주파 가열코일부(482), 열접착금형(460), 전후진 실린더(470), 밀폐고무링(430), 흡인고무링(420) 및 진공모터(410)를 포함한다.

금속관(110)과 합성수지관(120)은 완전히 접착되지 않고, 그 사이에 틈이 생겨 그 틈에 공기가 발생함으로 부식을 야기한다.

본 발명은 상기 부식을 방지하기 위하여 금속관(110)의 일단의 끝에 밀폐고무링(430)을 삽입하고, 다른 한쪽의 끝에 흡인고무링(420)을 삽입하여, 상기 흡인고무링(420)으로부터 공기를 흡입하여 진공을 만들기 위한 공기흡입관을 연결하고, 진공모터(410)를 이용하여 상기 틈 사이의 공기를 흡입함으로 진공상태로 만든다.

진공상태의 금속관단체를 제1플레어금형(450)에 밀접하여 고정하고, 고주파전원의 고주파 가열코일부(482)를 이용하여 내면과 합성수지관(120)의 외면을 열로써 녹여 접착한다.

제1플레어금형(450) 및 열접착금형(460)은 금속관단체를 고정하여 회전을 시킴으로 금속관을 균일하게 가열할 수 있고, 제1플레어금형(450) 및 열접착금형(460)을 금속관단체에 고정하기 위하여 볼트, 너트, 나사 등의 고정클램프(440)도 이용할 수 있다.

고주파 가열코일부(482)는 인덕턴스 성분을 가지는 코일을 발열체(미도시)로 내장하여 주파수에 비례한 코일의 가열온도를 높일 수 있고, 상기 고주파 가열코일부(482)에 장착된 온도센서(483)로 가열되는 틈 부근의 온도를 감지하여 자동으로 가열온도를 조정하고, 상기 금속관단체를 따라서 틈을 가열 및 열접착하기 위한 고주파 가열코일부(482)의 이동을 위한 가열코일부 이동레일(481)을 구비한다.

고주파 가열장치는 이동레일(480), 가열코일부 이동레일(481), 고주파 가열코일부(482) 등을 구비하여 금속관단체를 그 내부에 고정하고, 고주파 가열코일부(482)는 밀폐고무링(430)이 삽입된 금속관단체의 끝에서 흡인고무링(420)이 삽입된 금속관의 끝까지 이동하면서 접착을 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프단체의 끝단을 플레어하는 장치를 나타내는 측면도는 제2금형(200)을 전,후진 시키기위한 전후진 실린더(270)를 구비하고, 제2금형(200)은 제2가열금형(210), 제2고정금형(220), 시작부금형(230) 및 제2플레어금형(240)으로 구성되며, 이동레일(480)에 금속관 받침대(250) 및 금속관 고정구(280)를 이용하여 파이프단체를 고정한다.

상기 고정된 파이프단체의 파이프관 및 파이프관에 라이닝된 합성수지관을 플레어하기 위하여 제2고정금형(220)은 파이프관 내부의 합성수지관 내부에 삽입되어 합성수지관을 고정시키고, 제2가열금형(210)은 열을 생성하여 그 열을 제2플레어금형(240)으로 전달하고, 제2플레어금형(240)과 시작부금형(230)을 이용하여 합성수지관을 플레어한다.

이러한 합성수지관 플레어방법을 이용하여 합성수지관을 독립적으로 플레어형상이나 플렌지형상으로 제작하여 연결구로 사용할 수 있다.

제2플레어금형(240) 및 시작부금형(230)을 전진시키는 방법은 제2고정금형(220)을 축으로 하는 이중실린더를 이용하여 전후진을 용이하게 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파이프단체의 끝단을 플레어하는 장치를 나타내는 측면도는 유리섬유관(유리섬유관의 내부에는 라이닝이 안된 상태임)을 플레어 하는 장치로서 금속관 없이 유리섬유관에 플레어 및 플렌지형상을 제작할 경우에 유리섬유관 제3금형(300)을 이용한다.

유리섬유관 제3금형(300)은 제3가열금형(310), 제3플레어금형(320), 플렌지 볼트금형(360)으로 구성되며, 유리섬유관은 유리섬유관 받침대(250), 유리섬유관 고정장치(370), 플레어 외금형(340) 및 플렌지 외금형(350)을 이용하여 고정되고, 제3가열금형(310)은 유리섬유관 내면에 밀접하며, 고주파 가열코일부(482)로 상기 제3가열금형(310)을 가열하여 유리섬유가 융점에 도달하여 물성변화가 일어나는 시점에서 제3플레어금형(320)을 전후진 실린더(270)로 전진하여 플레어형상을 제작하며, 유리섬유관의 플렌지형상을 제작하기 위해서 제3플레어금형(320)에 탈부착이 가능한 플렌지 볼트금형(360)을 장착하여 고주파 가열코일부(482)로 가열금형(310)을 가열하면서, 플렌지 볼트금형(360)이 장착된 제3플레어금형(320)을 전진시켜 플렌지형상을 형성하고, 플렌지 볼트구멍을 제작한다.유리섬유관 제작에 사용되는 제3금형(300)은 고온에 견디는 크롬니켈 합금금속으로 금형을 제작해야 고온에서 변형이 없다.

유리섬유관 고정장치(370)는 음각으로 제작되고, 플레어 외금형(340) 및 플렌지 외금형(350)은 양각으로 제작되어 장착과 탈착이 쉽도록 한다.

또한, 유리섬유관을 금속관(미도시) 내면에 라이닝 할 경우에 플레어형상을 제작할 수 있는 길이가 확보된 유리섬유관을 금속관에 삽입하고, 고정하여 유리섬유관 내면에 제3가열금형(310)을 삽입하여 밀접하고, 고주파 가열코일부(482)로 제3가열금형(310)을 1000℃에서 1400℃까지 서서히 가열시키면서 제3플레어금형(320)을 전진시켜 유리섬유관 플레어를 형성하여 상기 금속관에 접착시킨다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 밀폐고무링 및 흡인고무링을 나타내는 사시도는 흡인고무링(420)을 도시한 사시도 6a 및 밀폐고무링(430)을 도시한 사시도 6b로 구성되며, 밀폐고무링(430)은 진공을 만들기 위해 전면이 완전이 밀폐되어 공기가 새지 않는 원형으로 형성되고, 흡인고무링(420)은 진공모터(410)로 틈사이의 공기를 뽑아내기 위해 공기흡입관을 삽입 및 연결하기 위한 전면의 부분에 흡입구가 형성된 금속관을 삽입하여 원형으로 형성된다.

고무링은 원형고무에 흡입금속링을 설치한 흡인고무링(420), 흡인금속관(420a) 및 밀폐고무링(430)으로 구분되며, 합성수지관의 두께가 두꺼운 경우에 원형의 고무링을 사용하고, 두께가 작은 경우에 ㄷ자형 고무링을 사용한다.

고무링의 재료는 열에 잘 견디는 내열성 고무를 사용하며, 밀폐고무링(430)을 사용하지 않는 경우의 제조방법은 열접착금형(460)과 제1플레어금형(450)으로 금속관 플레어 끝단부에 합성수지관 플레어를 열접착 시키고, 반대편에 흡인고무링(420)을 설치하여 진공상태를 유지하면서 가열하여 열접착한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 T자형 합성수지링을 이용한 파이프단체의 진공 및 열접착장치를 나타내는 측면도는 고주파 가열장치의 이동레일(480)에 구비된 받침대롤러(483a,483b,483c)에 금속관단체를 올려놓고, 확관용 고무튜브(510)에 공기를 투입하여 합성수지관(120)의 한쪽 내면에 밀착(공기 밀폐기능을 함) 및 고정하고, 다른쪽 끝단의 합성수지관(120)과 밀폐리드금형(550) 사이에 흡인고무링(420)을 정착시키고, T자형 합성수지링(530)을 금속관(110)과 밀 폐리드금형(550)사이에 설치하고, 밀폐클램프(540) 및 밀폐튜브(520)로 진공을 유지하면서 고주파 가열장치의 이동레일(481)에 매달린 고주파 가열코일부(482)로 금속관(110)의 내면과 합성수지관(120)의 외면을 열접착 및 금속관 끝단부를 T자형 합성수지링(530)으로 열접착하는 것이다.

받침대롤러(483a)부분을 고주파코일이 지나갈 때는 받침대롤러(483a)는 미도시한 열접착장치대 아래로 다운되어 고주파코일이 이동함에 간섭이 없도록하며 금속관을 받침대롤러(483b,483c)로 고정시키고, 상기 금속관이 받침대롤러(483b)를 지날때는 받침대롤러(483a,483c)가 고정되고, 받침대롤러(483c)를 지날때는 받침대롤러(483a,483b)가 금속관을 고정시키면서 가열접착시킨다.

그리고 진공모터(410)를 흡인고무링(420)에 연결하여 금속관과 합성수지관 사이의 공기를 흡인하여 진공상태를 만든다.

흡인고무링(420)은 밀폐리드금형(550)끝단부와 밀폐튜브(520)내부에 설치되어 금속관(110)과 합성수지관(120)사이를 진공시키며 밀폐튜브 보호금형(560)은 흡인고무링(420) 및 밀폐튜브(520)의 파손을 방지하며, T자형 합성수지링(530)은 금속관(110)과 합성수지관(120)으로 형성되는 통로의 양쪽 끝단의 밀폐리드금형(550)사이에 밀접하게 설치되며, 상기 T자형 합성수지링(530)은 그 위에 설치된 밀폐클램프(540)에 의해 밀폐되어 금속관 내부에 진공을 유지시키는 흡인부를 구성한다.상기 밀폐튜브(520)는 밀폐리드금형(550)위에 설치되어 진공을 유지하는 역할을 한다.

고주파 가열장치는 업다운장치(미도시)를 이용하여 금속관단체를 받침대롤러(483a,483b,483c)상부에 정착하고, 확관용 고무튜브(510)에 공기를 주입하여 금속관 끝단부에 밀폐된 상태에서 상기 가열장치의 상부에 위치한 이동레일(481)에 매달린 고주파 가열코일부(482)를 금속관단체 부근에 정착 가열하여 한쪽 금속관 끝단부를 열접착한 후 진공상태를 유지하여 받침대롤러(483a,483b,483c)를 회전시키면서 금속관단체의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 이동하면서 가열 및 열접착시킨다

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경가능한 것은 물론이다.

도 1은 종래에 따른 파이프를 플레어하는 장치의 부분측면도,

도 2는 본 발명에 따른 파이프단체의 부분측면도,

도 3은 본 발명에 따른 파이프단체의 진공 및 열접착장치를 나타내는 측면도,

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파이프단체의 끝단을 플레어하는 장치를 나타내는 측면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 파이프단체의 끝단을 플레어하는 장치를 나타내는 측면도,

도 6은 도 3에 따른 밀폐고무링 및 흡인고무링을 나타내는 사시도,

도 7은 본 발명에 따른 T자 금형을 이용한 파이프단체의 진공 및 열접착장치를 나타내는 측면도,

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

110 : 금속관

120 : 합성수지관

140 : 플렌지

Claims (10)

1. 파이프관에 플렌지를 결합하고, 상기 파이프관의 내측면에 합성수지관을 라이닝하고 플레어된 파이프단체를 형성하는 장치에 있어서,

   상기 파이프관에 플레어를 형성하는 제1플레어금형;

   상기 파이프관과 상기 합성수지관 사이의 공기를 밀폐 및 흡인하기 위해 상기 파이프단체의 양끝에 위치하는 밀폐고무링 및 흡인고무링;

   상기 공기를 흡인하는 진공모터; 및

   상기 파이프관과 상기 합성수지관을 열에 의해서 접착하는 고주파 가열장치

   를 포함하되, 상기 파이프관과 상기 파이프관의 플렌지가 결합되고 상기 파이프관에 플레어가 형성된 것이 금속관단체인 파이프의 라이닝 제조장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 파이프관은 금속관인 것을 특징으로 하는 파이프의 라이닝 제조장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 파이프단체는 상기 고주파 가열장치의 내부에 고정되어 열접착이 되는 것을 특징으로 하는 파이프의 라이닝 제조장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 고주파 가열장치는 가열코일부를 구비하며, 상기 가열코일부는 레일에 따라 상기 파이프단체의 밀폐부위에서 흡입부로 이동하면서 열접착하는 것을 특징으로 하는 파이프의 라이닝 제조장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 파이프의 라이닝 제조장치는 상기 파이프단체를 고정하는 제2고정금형;

   상기 합성수지관에 플레어를 형성하는 제2플레어금형;

   상기 제2플레어금형을 가열하는 제2가열금형; 및

   상기 플레어를 개시하는 시작부금형

   으로 구성된 제2금형을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프의 라이닝 제조장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 파이프관에 합성수지관을 라이닝하는 장치에 있어서,

   상기 합성수지관의 한쪽 끝을 고정하며, 상기 파이프관과 상기 합성수지관 사이의 일측 단부를 밀폐하는 확관용 고무튜브;

   상기 합성수지관과 상기 파이프관 사이의 타측 단부를 밀폐하는 흡인부;

   상기 흡인부로부터 상기 파이프관과 상기 합성수지관 사이의 공기를 흡인하는 진공모터; 및

   상기 파이프관과 합성수지관을 열접착하여 접착하는 고주파 가열장치

   를 포함하되, 상기 흡인부는

   흡인고무링에 밀접하는 밀폐리드금형;

   상기 흡인고무링을 밀폐시키는 밀폐튜브;

   상기 밀폐튜브를 보호하는 밀폐튜브 보호금형;

   상기 밀폐리드금형 앞에 밀접하게 설치되는 T자형 합성수지링; 및

   상기 T자형 합성수지링의 위에 설치되어 누르는 밀폐클램프

   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프의 라이닝 제조장치.
10. 삭제

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