KR101094185B1

KR101094185B1 - 피복 금속관의 제조방법 및 그 제조장치

Info

Publication number: KR101094185B1
Application number: KR1020110008564A
Authority: KR
Inventors: 방만혁
Original assignee: (주)금강
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2011-01-28
Publication date: 2011-12-14

Abstract

잔류응력을 이용하여 성형된 금속관을 용접하여, 원형관을 제조한 후 이를 진원에 가깝도록 교정하고, 외주면에 합성수지를 코팅한 후 냉각시켜 완성되는 피복 금속관의 제조방법 및 그 제조장치가 개시된다.
본 발명의 피복 금속관의 제조방법 및 그 제조장치는 굽힘 소성가공을 통해 양단부가 맞대어진 금속관을 용접부에 의해 용접시키는 공정; 상기 용접된 금속관을 교정부에서 교정하는 공정; 교정된 금속관을 인출부를 통해 인출시키는 공정; 상기 인출된 금속관을 가열하는 공정; 상기 가열된 금속관의 외주면에 합성수지를 코팅시키는 공정; 상기 합성수지가 코팅된 금속관을 냉각시켜 경화시키는 공정; 상기 경화된 금속관을 절단시키는 공정을 포함한다.

Description

피복 금속관의 제조방법 및 그 제조장치{PRODUCING METHOD AND APPARATUS FOR COATED PIPE}

본 발명은 피복 금속관의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 잔류응력을 이용하여 성형된 금속관을 용접하여, 원형관을 제조한 후 이를 진원에 가깝도록 교정하고, 외주면에 합성수지를 코팅한 후 냉각시켜 완성되는 피복 금속관의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.

주지된 바와 같이 강관은 일반적으로 저가의 탄소강 위주로 제조되어 왔으며 내식성을 위해 아연도금 및 도장 등으로 보완되어 사용되어 왔다.

또한 내식성이 우수한 수지계열의 관을 사용하였으나 열 경화와 환경 및 미관상의 이유로 스테인리스 관 등 위생적이고 고내식성인 자재의 관이 요구되며 이러한 고급소재관의 사용이 점차 증가하고 특수 용도로 고가의 소재를 사용하여야 하는 경우가 많아 졌다.

이러한 자재는 고가의 금속소재 이므로 박판으로 유체와 접촉부를 제작하고 외부는 화학물질과 전기부식등 에 자유로운 합성수지계로 구성할 필요가 있다.

또한 종래 수지코팅관은 두터운 탄소강 단관을 수지를 얇게 코딩하는 방식이며 이는 생산성이 저하되고 코팅의 파손이 우려되며 수지 코팅부 가 유체와 접촉되며 이는 음용수등에는 크게 환영받지 못했다

또 기존 피복관은 피복두께가 얇아 냉각시 문제가 대두되지 않았으나 스테인리스피복관은 스테인리스관은 얇고 수지두께가 두터워 냉각시 수축변형으로 불량이 발생하고 또한 압출후 냉각을 위한 담수시 핀홀등 표면 불량이 발생하게 된다.

이러한 이유로 고가 금속 박판관에 두터운 수지구조를 가진 관은 생산이 어려워 상용화가 되지 못하는 문제점이 있었다.

이에 새로운 조관방식과 코팅을 일관 제조 방식으로 하여 품질이 우수하고 생산성을 높일 수 있는 방법을 필요로 하게 되었다.

이에 본 발명자는 굽힘소성가공에 의해 제조된 스테인레스 금속관에 대한 도막 형성 및 냉각 등의 여러 단계의 후처리 공정이 순차적으로 연속 수행될 수 있도록 하여 제조효율을 향상시킴으로써 고품질의 금속관을 대량생산이 가능하도록 한 피복 금속관의 제조방법 및 그 제조장치를 제공하려는데 본 발명의 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 피복 금속관의 제조방법은, 굽힘 소성가공을 통해 양단부가 맞대어진 금속관을 용접시키는 1단계; 상기 용접된 금속관을 인출시키는 2단계; 상기 인출된 금속관의 외주면에 합성수지를 코팅시키는 3단계; 상기 합성수지가 코팅된 금속관을 냉각시켜 경화시키는 4단계; 상기 경화된 금속관을 절단시키는 5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 1단계를 통과한 금속관을 용접기 직후단에 위치하면서 교정홈을 갖는 지그에 통과시켜 용접이음부가 고온일때 진원과 직진도가 교정되도록 하는 2b단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 2b단계를 통해 인출되는 금속관을 가열시키는 2c단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 피복 금속관의 제조장치는, 굽힘 소성가공을 통해 양단부가 맞대어진 금속관을 용접시키는 용접부; 상기 용접된 금속관을 진원과 직진도를 갖도록 교정하는 교정부; 상기 교정된 금속관을 인출시키는 인출부; 상기 용접된 금속관을 가열시켜 온도를 상승시키는 예열부; 상기 예열된 금속관의 외주면에 합성수지를 코팅시키는 피복성형부; 상기 합성수지가 피복된 금속관을 수냉 또는 공냉시켜 냉각 및 경화시키는 냉각부; 상기 경화된 금속관을 절단하는 절단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 용접부는 일측에 관 인입구가 형성되고 타측에 관 인출구가 형성되며 측면에 확인창이 형성된 바디; 상기 바디의 내부에 용접팁이 위치되도록 바디에 형성된 용접기; 상기 용접기의 전압을 조절하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 교정부는 제1 내지 제 3교정부로 구성되고, 상기 제1 내지 제3교정부 각각은 외주면에 요홈이 형성된 제1 및 제2롤러가 상,하부에 배치되어 상호 외접되도록 장착되고, 상기 외접된 요홈에 의해 진원의 교정홈이 형성되도록 한 것이며, 상기 제1 및 제2롤러의 간극을 조절하는 간극조절수단이 포함된 것을 특징으로 한다.

상기 간극조절수단은 수직으로 장착된 복수의 안내봉체; 상기 제1 및 제2롤러가 각기 장착되며 상기 안내봉체에 결합된 제1 및 제2베드; 상기 제1 및 제2베드에 각기 나사결합되며 상기 안내봉체에 평행되게 결합된 승강봉; 상기 승강봉을 회전시켜 제1 및 제2롤러를 승강시키는 핸들을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 내지 제 3교정부는 금속관의 이동방향으로 순차적으로 배치되며, 제2교정부의 교정홈이 제1교정부의 교정홈보다 높은 위치에 배치되고, 제3교정부의 교정홈은 제1교정부의 교정홈과 동일한 높이 또는 보다 낮은 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 인출부는 하부에 구동모터가 설치된 장착대; 상기 장착대의 상부에 설치되며, 외면에 금속관이 삽입되는 요홈이 형성된 다수의 패드가 연속적으로 연결된 상부 무한궤도; 상기 장착대의 하부에 설치되며, 외면에 금속관이 삽입되는 요홈이 형성된 다수의 패드가 연속적으로 연결되며 상기 상부 무한궤도의 하부에 장착된 하부 무한궤도; 상기 구동모터의 축과 연결되며 장착대에 수직되게 설치되며 외주면에 상,하부구동기어가 형성된 구동축; 상기 상부구동기어와 기어 결합되며 상기 상부 무한궤도를 회전시키는 상부 스프로켓; 상기 하부구동기어와 기어 결합되며 상기 하부 무한궤도를 회전시키는 하부 스프로켓;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 예열부는 금속관이 통과되는 히팅파이프가 내부에 장착된 본체; 상기 히팅파이프의 외부에 부착되어 발열되는 발열장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 피복성형부는 금속관이 통과되도록 인입구와 인출구가 양단에 형성되고, 인출구의 외주면에 테이퍼가 형성된 내부다이스; 상기 내부다이스의 외부에 결합되는 가이더; 상기 가이더의 외면과 일정한 유로가 형성되도록 내주면이 이격되고, 외부에 접착수지 주입홀과 합성수지 주입홀이 형성되며, 상기 테이퍼와 대응되는 테이퍼면을 갖는 노즐공이 형성된 외부다이스; 상기 내부다이스의 위치를 조절하여 내부다이스의 테이퍼와 외부다이스의 테이퍼면의 간격을 조절하여 도막 두께를 조절하는 볼트을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 볼트은 내부다이스의 외부에 형성된 플랜지와 상기 가이더 및 외부다이스의 단부에 형성된 플랜지에 나사결합되는 장볼트인 것을 특징으로 한다.

상기 접착수지 주입홀에는 접착수지가 공급되는 접착수지 공급노즐이 장착되고, 상기 합성수지 주입홀에는 합성수지가 공급되는 합성수지 공급노즐이 장착된 것이며, 상기 접착수지 주입홀은 인입구에 가깝게 형성되고, 상기 합성수지 주입홀은 인출구에 가깝게 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각부는 공냉식이며, 피복 금속관이 수납되는 냉각조와, 상기 냉각조의 내부에 다수로 설치되며, 내부에 통공이 형성된 링 형상이고, 내주면에 다수의 에어분사공이 형성된 에어공급관 및 상기 에어공급관에 에어를 공급하는 콤프레샤를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각부는 수냉식이며, 일정한 저장공간을 가지며 일측벽에 인입구가 형성되고 타측벽에 인출구가 형성되며 내부에 냉각수가 저장된 냉각조; 상기 냉각조의 인입구에 형성된 기포제거장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 냉각부는 수냉식이며, 일측벽에 인입구가 형성되고 타측벽에 인출구가 형성되며 내부에 이송로라가 장착된 냉각조; 상기 냉각조의 인입구에 형성된 기포제거장치; 상기 냉각조의 내측 상부에 설치되며 다수의 급수노즐이 형성된 냉각수관;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 기포제거장치는 상기 인입구에 부착되며 중심부에는 피복 금속관이 통과되는 통공이 형성된 격판; 상기 격판과 이격되어 설치되며 중심부에는 피복 금속관이 통과되는 통공이 형성된 발포수지로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 굽힘소성가공에 의해 제조된 스테인레스 금속관에 대한 도막 형성 및 냉각 등의 여러 단계의 후처리 공정이 순차적으로 연속 수행될 수 있도록 하여 제조 능률이 향상되고, 진원과 직진도를 갖는 고품질의 금속관을 대량생산할 수 있는 잇점이 제공된다.

도 1은 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조방법을 보여주는 공정도,
도 2는 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치를 전체적으로 나타낸 정면도,
도 3은 상기 도 2의 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "용접부"를 확대한 도면,
도 4는 상기 도 2의 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "교정부"에 대한 정면도,
도 5는 상기 도 4의 "교정부" 중 '제1교정부'를 나타낸 정면도,
도 6은 상기 도 5의 '제1교정부'에 대한 측면도,
도 7은 상기 도 2의 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "인출부"를 나타낸 정면도,
도 8은 상기 도 7의 "인출부"에 대한 측면도,
도 9는 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "예열부"를 나타낸 정면도,
도 10은 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "피복성형부"를 나타낸 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "공냉식 냉각부"를 나타낸 도면,
도 12는 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "수냉식 냉각부"의 일 예를 나타낸 도면,
도 13은 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "수냉식 냉각부"의 다른 예를 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조방법을 보여주는 공정도, 도 2는 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치를 전체적으로 나타낸 정면도, 도 3은 상기 도 2의 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "용접부"를 확대한 도면, 도 4는 상기 도 2의 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "교정부"에 대한 정면도, 도 5는 상기 도 4의 "교정부" 중 '제1교정부'를 나타낸 정면도, 도 6은 상기 도 5의 '제1교정부'에 대한 측면도, 도 7은 상기 도 2의 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "인출부"를 나타낸 정면도, 도 8은 상기 도 7의 "인출부"에 대한 측면도, 도 9는 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "예열부"를 나타낸 정면도, 도 10은 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "피복성형부"를 나타낸 단면도, 도 11은 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "공냉식 냉각부"를 나타낸 도면, 도 12는 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "수냉식 냉각부"의 일 예를 나타낸 도면, 도 13은 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치 중에서 "수냉식 냉각부"의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조방법은, 굽힘 소성가공을 통해 양단부가 맞대어진 금속관(100)을 용접시키는 1단계(S1); 상기 용접된 금속관(100)을 인출시키는 2단계(S2); 상기 2단계(S2)를 통해 인출된 금속관(100)의 외주면에 합성수지를 코팅시키는 3단계(S3); 상기 3단계(S3)를 통해 합성수지가 코팅된 금속관(100)을 냉각시켜 경화시키는 4단계(S4); 상기 경화된 금속관을 절단시키는 5단계(S5);를 포함하여 구성된다.

그리고 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조장치(A)는, 굽힘 소성가공을 통해 양단부가 맞대어진 금속관(100)을 용접시키는 용접부(2); 상기 용접된 금속관(100)을 진원과 직진도를 갖도록 교정하는 교정부(3); 상기 용접된 금속관(100)을 가열시켜 온도를 상승시키는 예열부(5); 상기 예열된 금속관(100)의 외주면에 합성수지를 코팅시키는 피복성형부(6); 상기 합성수지가 피복된 금속관(100)을 냉각 및 경화시키는 냉각부(7)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 적용되는 금속관(100)은 앞서 설명한 바와 같이 관성형부(미도시)에서 굽힘 소성가공에 의해 성형된다.

이러한 굽힘 소성가공에 대한 구체적인 설명은 공지된 기술사상이므로 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.

이하 본 발명에 따른 피복 금속관의 제조에 대해 설명하면 다음과 같다.

1단계(S1)는 굽힘 소성가공을 통해 양단부가 맞대어진 원통형의 금속관(100)을 용접시킨다.

즉 관성형부를 통해 인출되는 금속관(100)이 인출부(4)로 인출되기 전에 용접시키는 공정이 선행되어야 하므로 인출부(4)의 전단에 용접부(2)가 배치된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 용접부(2)는, 일측에 관 인입구(221)가 형성되고 타측에 관 인출구(222)가 형성되며 측면에 확인창(223)이 형성된 바디(22); 상기 바디(22)의 내부에 용접팁(242)이 위치되도록 바디(22)에 형성된 용접기(24); 상기 용접기(24)의 전압을 조절하는 제어부를 포함하여 구성된다.

상기 바디(22)는 원통형 관체이며 전단과 후단에 각기 관 인입구(221)와 관 인출구(222)가 동일한 직선상에 형성되고, 일측면에 일정 크기의 확인창(223)이 형성되어 용접팁(242)과 금속관(100)의 간극을 확인할 수 있고, 용접이 제대로 이루어지는지도 확인하게 된다.

상기 용접기(24)는 바디(22)의 상부로부터 삽입되어 하단의 용접팁(242)이 금속관(100)의 이음부(102)에 대응되는 위치에 놓이도록 설정된다.

용접은 통상의 아크용접이나 저항용접이 적당하나 반드시 이에 한정될 필요는 없으며 관의 재질이나 용접 여건에 따라 적정한 용접방식을 선택한다.

한편 용접된 금속관(100)은 용접부위가 주로 상부이고, 이 용접부위가 냉각되면서 수축이 일어나게 되어 금속관(100)이 상부로 휘어지게 되는 원인이 된다.

따라서 상기 2단계(S2)를 통해 인출되는 금속관(100)을 진원이 되도록 교정하며, 수평이 유지되도록 직진도를 교정하기 위해 교정부(3)를 통과시키는 2b단계(S2b)를 포함한다.

도 2 및 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 교정부(3)는 제1 내지 제 3교정부(3-1)(3-2)(3-3)로 구성된다.

물론 필요에 따라서 교정부(3)의 설치 갯수를 증가시키거나 감소시킬 수 있음은 당연하다.

상기 제1 내지 제3교정부(3-1)(3-2)(3-3) 각각에 대해 설명하면, 외주면에 요홈(310)(320)이 형성된 제1 및 제2롤러(31)(32)가 외접되도록 상,하부에 장착됨으로써 상기 외접되는 요홈(310)(320)에 의해 진원(眞圓)으로 된 제1 내지 제3교정홈(330-1)(330-2)(330-3)이 각기 형성된다.

상기 제1 내지 제 3교정부(3-1)(3-2)(3-3)는 형상 및 구조가 동일하므로 제1교정부(3-1)만 상세하게 설명하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제 3교정부(3-1)(3-2)(3-3)는 금속관(100)의 이동방향을 따라 순차적으로 배열된다.

특히 중요한 점은 제2교정부(3-2)의 제2교정홈(330-2)의 위치가 앞쪽의 제1교정부(3-1)의 제1교정홈(330-1)보다 상부에 설정되도록 함으로써 제1교정부(3-1)에서 1차로 진원을 갖도록 교정되었으나 상방으로 휘어진 금속관(100)을 제2교정부(3-2)의 제2교정홈(330-2)을 통과시키면서 수평상태로 교정해주도록 한다.

이후 제3교정부(3-3)는 제3교정홈(330-3)이 제1교정부(3-1)의 제1교정홈(330-1)과 같은 위치이거나 약간 낮은 위치에 설정됨으로써 제2교정부(3-2)에서 수평상태로 교정된 금속관(100)을 다시 진원 교정과 수평 교정이 병행되도록 하여 보다 정확한 진원과 직진도를 갖도록 한다.

한편 상기 제1 내지 제 3교정부(3-1)(3-2)(3-3) 각각은 제1 및 제2롤러(31)(32)의 간극을 조절하는 간극조절수단이 각기 구비된다.

상기 간극조절수단은, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 작업대(200)에 수직으로 장착된 복수의 안내봉체(36); 상기 제1 및 제2롤러(31)(32)가 각기 장착되며 상기 안내봉체(36)에 결합된 제1 및 제2베드(33)(34); 상기 제1 및 제2베드(33)(34)에 각기 나사결합되며 상기 안내봉체(36)에 평행되게 결합된 상,하부승강봉(37)(38); 상기 상,하부승강봉(37)(38)을 회전시켜 제1 및 제2롤러(31)(32)의 간격을 조절하는 핸들(39)을 포함하여 구성된다.

상기 제2베드(34)에 결합되는 하부승강봉(38)은 하단이 작업대(200)에 결합되고 상단에 제2베드(34)가 결합되며, 하부에는 하부승강봉(38)을 회전시키기 위한 핸들(39)이 장착된다.

한편 제1베드(33)에 결합되는 상부승강봉(37)은 안내봉체(36)의 상단에 결합된 상판(362)의 하부에 결합된 것으로, 하부에 제2베드(34)에 결합되며, 상부에는 상부승강봉(37)을 회전시키기 위한 핸들(39)이 장착된다.

따라서 상부 및 하부승강봉(37)(38)의 핸들(39)을 스패너와 같은 공구로 협지한 후 회전시킴으로써 제1 및 제2베드(33)(34)가 상승 또는 하강됨에 의해 제2롤러(32)와 제1롤러(31)의 간격이 조절된다.

상기 교정부(3)에서 가공된 금속관(100)은 인출부(4)에 의해 연속으로 인출되어 후속 공정으로 이송된다.

그리고 인출부(4)는 냉각부(7)의 후단에도 더 설치되어 최종 냉각된 피복 금속관을 인출하게 된다.

상기 인출부(4)는, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 하부에 구동모터(402)가 설치된 장착대(40); 장착대(40)에 배치된 상부 및 하부 무한궤도(41)(42); 상부 및 하부 무한궤도(41)(42)를 구동시키는 구동모터(402)를 포함한다.

상부 무한궤도(41)는 상기 장착대(40)의 상부에 설치되며, 외면에 금속관(100)이 삽입되는 요홈(413)이 형성된 다수의 패드(412)가 연결된다.

하부 무한궤도(42)는 상기 장착대(40)의 하부에 설치되며, 외면에 금속관이 삽입되는 요홈(423)이 형성된 다수의 패드(422)가 연결되며 상기 상부 무한궤도(41)의 하부에 장착된다.

그리고 상기 구동모터(402)의 축과 연결되며 장착대(40)에 수직되게 설치되며 외주면에 상,하부구동기어(46)(47)가 형성된 구동축(45); 상기 상부구동기어(46)와 기어 결합되며 상기 상부 무한궤도(41)를 회전시키는 상부 스프로켓(43); 상기 하부구동기어(47)와 기어 결합되며 상기 하부 무한궤도(42)를 회전시키는 하부 스프로켓(44)을 포함하여 구성된다.

상기 상부 및 하부 무한궤도(41)(42)는 금속관(100)의 직경에 적합하도록 배치되며, 도 4의 확대도에 도시된 바와 같이, 패드(412)(422)에 형성된 반원형의 요홈(413)(423)이 맞대어져 대략 원형의 인출홈(415)을 이루게 되고, 이 인출홈(415)에 금속관(100)이 끼워져 외면이 밀착된다.

그리고 패드(412)(422)는 금속관(100)과의 접지력이 좋고 내열성을 갖는 우레탄이나 고무 소재의 재질이 바람직하다.

따라서 상부 및 하부 무한궤도(41)(42)가 회전되면 금속관(100)을 연속적으로 당기는 힘이 발생되므로 관성형부에서 인출되는 금속관(100)을 계속해서 잡아당겨 인출시킬 수 있다.

상기 구동축(45)은 상기 구동모터(402)의 축과 연결되며 장착대(40)에 수직되게 설치되는데, 그 외주면에는 상,하부구동기어(46)(47)가 각기 일정한 간격을 두고 형성된다.

상기 상,하부구동기어(46)(47)는 헬리컬기어가 적용되며, 특히 상,하부구동기어(47)의 기어치형은 상반되게 형성된다.

또한 상,하부 스프로켓(43)(44)은 상,하부 무한궤도(41)(42)의 일측 끝단에 결합되어 구동력 발생시키는 것으로, 이는 통상의 무한궤도의 구조와 동일하므로 그 상세한 설명은 생략한다.

한편 본 발명은 상,하부 스프로켓(43)(44)의 각 구동축(45)에 각기 제1 및 제2종동기어(48)(49)가 형성되며, 이 제1 및 제2종동기어(48)(49)가 구동축(45)의 상,하부구동기어(46)(47)와 맞물린다.

상기 상,하부 스포로켓(43)(44)의 제1 및 제2종동기어(48)(49)의 기어치형은 서로 상반되게 형성된다.

이와같이 구동축(45)의 상,하부구동기어(46)(47)의 기어치형을 상반되게 형성시키고, 상,하부 스포로켓(43)(44)의 제1 및 제2종동기어(48)(49)의 기어치형을 상반되게 형성시킴으로써 구동축(45)의 회전에 의해 상부 및 하부 무한궤도(41)(42)가 동시에 서로 상반되게 회전된다.

즉 도 3을 기준했을 때 좌측에서 우측으로 금속관(100)을 끌어당기기 위해서는 상부 무한궤도(41)는 반시계바향으로 회전되고, 하부 무한궤도(42)는 시계방향으로 회전되어야 하기 때문이다.

한편 교정을 마친 후 인출부(4)를 통과한 금속관(100)은 피복성형공정을 수행하기 전에 피복작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 예열부에서 가열시키는 2c단계(S2c)를 거치게 된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 예열부(5)는, 금속관(100)이 통과되는 히팅파이프(51)가 내부에 장착된 본체(52); 상기 히팅파이프(51)의 외부에 부착되어 발열되는 발열장치(53)를 포함하여 구성된다.

또 상기 본체(52)의 전단과 후단에 금속관(100)이 통과되는 홀이 각기 대향되게 형성되고, 내부에는 상기 홀과 통하는 통로를 갖는 히팅파이프(51)가 장착된다.

그리고 상기 히팅파이프(51)의 외주면에 발열장치(53)가 부착되어 히팅파이프(51)를 가열시키게 된다.

상기 발열장치(53)의 일 예는 히팅파이프(51)에 권취되는 발열코일이며, 상기 발열코일은 전기의 인가에 의해 발열되는 것으로 이는 공지된 기술사상이므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 예열을 마친 금속관(100)은 피복성형부(6)에서 외주면에 합성수지가 코팅된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 상기 피복성형부(6)는, 금속관(100)이 통과되도록 인입구(623)와 인출구(624)가 양단에 형성된 내부다이스(62); 상기 내부다이스(62)의 외부에 결합되며 합성수지 주입홀(667)과 접착수지 주입홀(666)이 형성되고, 상기 접착수지 주입홀(666)과 합성수지 주입홀(667)에 각기 통하는 유로(641,642)가 형성된 외부다이스(66)를 포함하여 구성된다.

상기 외부다이스(66)는 원통형의 드럼 형상이며, 내부에 상기 내부다이스(62)가 결합된다.

상기 내부다이스(62)는 외면이 원통형이되 인출구(624)가 형성되며, 상기 외부다이스(66)에 볼트(68)로 결합된다.

상기 외부다이스(66)의 내부에는 원통형의 공간이 형성되어 내부다이스(62)가 삽입되도록 하고, 외부다이스(66)에는 접착수지 및 합성수지가 주입되도록 유로(641,642)가 적어도 하나 이상 형성되며, 이들 유로(641,642)는 개별적으로 분리되어 형성된다.

외부다이스(66)에 형성된 유로(641)에 통하는 상기 접착수지 주입홀(666)에는 접착수지가 공급되는 접착수지 공급노즐(63)이 장착되고, 유로(642)에 통하는 합성수지 주입홀(667)에는 합성수지가 공급되는 합성수지 공급노즐(65)이 장착된다.

여기서 상기 접착수지 주입홀(666)은 인입구(623)에 가깝게 형성되고, 상기 합성수지 주입홀(667)은 인출구(624)에 가깝게 형성되어야 한다.

따라서 접착수지의 도포가 선행되고, 이후 합성수지의 피복이 후행되는 것이다.

접착수지는 합성수지가 금속관(100)의 외면에 피복시 강한 접착력을 갖도록 하기 위해 선행된다.

접착수지는 접착수지를 주입하는 접착수지 주입호퍼(632)로부터 공급되고, 합성수지는 합성수지 주입홀에 연결된 히팅부(652)와, 상기 히팅부(652)에 연결되며 수지 원료를 공급하는 수지공급호퍼(653)가 구비된다.

합성수지 원료가 히팅부(652)에서 가열에 의해 고온의 액상으로 용융되며 합성수지 주입홀(667)을 통해 피복성형부(6)로 공급된다.

이렇게 외면에 합성수지의 피복이 완료된 후 냉각부(7)에서 냉각시킴으로써 최종 완성된 피복 금속관(100)이 제조된다.

상기 냉각부(7)는 공냉 또는 수냉을 기본 공정으로 하고, 이를 변형하여 공냉-수냉-공냉-수냉이 반복되는 복합방식으로도 실시 가능하다.

먼저 본 발명의 공냉식 냉각부에 대해 설명하면 다음과 같다.

공냉식 냉각부는 피복된 금속관(100)에 상온의 에어를 분사하여 냉각시키는 방식이다.

도 11에 도시된 바와 같이, 공냉식 냉각부(7b)는, 피복 금속관(100)이 수납되는 냉각조(70b)와, 상기 냉각조(70b)의 내부에 다수로 설치되며 내주면에 다수의 에어분사공(725b)이 형성된 에어공급관(724b) 및 상기 에어공급관(724b)에 에어를 공급하는 콤프레샤(700)를 포함하여 구성된다.

상기 에어공급관(724b)은 내부에 통공이 형성된 링 형상으로 이루어지고, 내부의 통공을 관통하여 피복 금속관(100)이 통과될 수 있다.

물론 에어공급관(724b)은 반드시 링 형상으로 한정될 필요는 없으며 피복 금속관(100)이 내부로 통과할 수 있는 통공을 갖는 형태라면 다양한 변형도 가능함을 밝혀둔다.

상기 피복 금속관(100)이 에어공급관(724b)을 통과하는 동안 콤프레샤(700)로부터 발생된 고압의 에어가 에어분사공(725b)으로부터 분사되어 피복 금속관(100)을 냉각시키게 된다.

한편 본 발명의 수냉식 냉각부에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 수냉식 냉각부(7)는, 피복된 금속관(100)을 냉각조(70)의 냉각수에 침지시키는 방식을 취하며, 도 12에 도시된 바와 같이, 일정한 저장공간을 가지며 일측벽에 인입구(701)가 형성되고 타측벽에 인출구(702)가 형성되며 덮개(709)에 이송로라(703)가 장착되고 냉각수가 저장된 냉각조(70); 상기 냉각조(70)의 인입구(701)에 형성된 기포제거장치(72)를 포함하여 구성된다.

즉 상기 냉각수가 저장된 냉각조(70)에 피복 금속관(100)이 침지되면 부력에 의해 뜨게되므로 이송로라(703)가 지지하여 뜨지 못하도록 누르게 된다.

상기 기포제거장치(72)는 피복 금속관(100)의 외면에 생성된 기포를 제거시키면서 냉각조(70)에 인입되도록 하기 위한 것으로, 인입구(701)에 부착되며 중심부에는 피복 금속관(100)이 통과되는 통공이 형성되며 탄력성을 갖는 격판(721)과, 상기 격판(721)으로부터 이격되어 배치되며 중심부에는 피복 금속관(100)이 통과되는 통공이 형성된 발포수지(722)로 구성된다.

따라서 피복 금속관(100)이 상기 격판(721)이 통공으로 유입되어 냉각조(70)의 내부로 인입되면, 발포수지(722)에 의해 외면의 기포가 닦여져 제거될 수 있다.

상기 격판(721)은 내열성을 갖는 내열고무이고, 상기 발포수지(722)는 내열성의 스폰지가 바람직하다.

상기 냉각조(70)의 인입구(701) 및 인출구(702)로 오버플로우되는 냉각수는 냉각수를 회수하도록 인입구(701) 및 인출구(702)의 하부에 회수구(709)가 형성된다.

한편 수냉식 냉각부(7')의 다른 실시 형태는, 냉각수를 분사시켜 냉각시키는 샤워링 방식이다.

즉 도 13에 도시된 바와 같이, 일측벽에 인입구(701)가 형성되고 타측벽에 인출구(702)가 형성되며 내부에 이송로라(703)가 장착된 냉각조(70); 상기 냉각조(70)의 내부에 설치되며 다수의 급수노즐(725)이 형성된 냉각수관(724)을 포함하여 구성된다.

상기 냉각조(70)의 인입구(701) 및 인출구(702)에는 격판(721)이 부착된다.

따라서 냉각조(70)로 인입된 금속관(100)이 이송로라(703)를 타고 이동하면서 그 상,하 및 좌,우에 배치된 냉각수관(724)의 급수노즐(725)로부터 냉각수가 분사되어 샤워링됨으로써 냉각될 수 있다.

한편 복합방식은 공냉-수냉-공냉-수냉을 반복하는 방식으로써 상술한 공냉식과 수냉식을 교대로 배치시킨 방식이므로 각각의 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

상기 냉각공정을 통과한 후 피복 금속관(100)은 절단기에 의해 일정 크기로 절단되어 완제품이 제조된다.

따라서 상기한 제조공정과 각 제조공정을 수행하는 제조장치에 의해 합성수지가 피복된 금속관이 제조될 수 있다.

상기의 설명은 바람직한 하나의 예를 도시한 것으로 이에 본 발명의 기술적 사상이 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.

2 … 용접부, 3 … 교정부, 4 … 인출부, 5 … 예열부, 6 … 피복성형부,
7 … 냉각부

Claims

굽힘 소성가공을 통해 양단부가 맞대어진 금속관(100)을 용접시키는 1단계,
상기 1단계에서 용접된 금속관(100)을 용접기 직후단에 위치하면서 교정홈을 갖는 지그에 통과시켜 용접이음부가 고온일 때 진원과 직진도가 교정되도록 하는 2단계,
상기 2단계를 통해 인출되는 금속관(100)을 가열시키는 3단계,
상기 3단계를 통해 인출된 금속관(100)의 외주면에 합성수지를 코팅시키는 4단계,
상기 4단계를 통해 합성수지가 코팅된 피복 금속관(100)의 표면 손상을 방지하도록 공냉을 선행한 후 수냉을 후행하도록 하여 적어도 1회 이상 반복해서 냉각시켜 경화시키는 5단계 및
상기 경화된 피복 금속관을 절단시키는 6단계를 포함하고,
상기 수냉은 상기 피복 금속관(100)의 표면에 형성된 기포를 제거한 후 냉각수에 침지시키는 침지 방식 또는 냉각수를 분사시키는 샤워링 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조방법.
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양단부가 맞대어진 금속관(100)을 용접시키는 용접부(2);
상기 용접된 금속관(100)을 진원과 직진도를 갖도록 교정하는 교정부(3);
상기 교정된 금속관(100)을 인출시키는 인출부(4);
상기 용접된 금속관(100)을 가열시켜 온도를 상승시키는 예열부(5);
상기 예열된 금속관(100)의 외주면에 합성수지를 코팅시키는 피복성형부(6);
상기 합성수지가 코팅된 피복 금속관(100)을 적어도 1회 이상 반복적으로 공냉 및 수냉시켜 냉각 및 경화시키는 냉각부(7b,7,7');
상기 경화된 피복 금속관(100)을 절단하는 절단부를 포함하고,
상기 냉각부(7b,7,7')는 각각 상기 피복 금속관(100)에 상온 또는 저온의 에어를 공급하는 공냉식, 냉각수에 침지하는 수냉식 및 냉각수를 분사하는 수냉식이며,
상기 냉각부(7)는 상기 냉각수가 저장된 냉각조(70)의 인입구(701)에 형성되는 기포제거장치(72)를 포함하고,
상기 기포제거장치(72)는 상기 인입구(701)에 부착되며 중심부에는 피복 금속관(100)이 통과되는 통공이 형성되며 탄력성을 갖는 격판(721)과
상기 격판(721)으로부터 이격되어 배치되며 중심부에는 피복 금속관(100)이 통과되는 통공이 형성된 발포수지(722)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 용접부(2)는
일측에 관 인입구(221)가 형성되고 타측에 관 인출구(222)가 형성되며 측면에 확인창(223)이 형성된 바디(22);
상기 바디(22)의 내부에 용접팁(242)이 위치되도록 바디(22)에 형성된 용접기(24);
상기 용접기(24)의 전압을 조절하는 제어부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 교정부(3)는, 제1 내지 제 3교정부(3-1)(3-2)(3-3)로 구성되며,
상기 제1 내지 제3교정부(3-1)(3-2)(3-3) 각각은,
외주면에 요홈(310)(320)이 형성된 제1 및 제2롤러(31)(32)가 상,하부에 배치되어 외접되도록 장착되고, 상기 외접된 요홈(310)(320)에 의해 형성된 제1 내지 제3교정홈(330-1)(330-2)(330-3)이 각기 형성되며,
상기 제1 및 제2롤러(31)(32)의 간극을 조절하는 간극조절수단이 포함된 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.
제7항에 있어서,
상기 제2교정부(3-2)의 제2교정홈(330-2)의 위치가 제1교정부(3-1)의 제1교정홈(330-1)보다 상부에 설정되고,
상기 제3교정부(3-3)의 제3교정홈(330-3)이 제1교정부(3-1)의 제1교정홈(330-1)과 같은 위치이거나 약간 낮은 위치에 설정되도록 한 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 인출부(4)는,
하부에 구동모터(402)가 설치된 장착대(40);
상기 장착대(40)의 상부와 하부에 설치되며, 외면에 금속관(100)이 삽입되는 요홈(413)(423)이 형성된 다수의 패드(412)(422)가 연속적으로 연결된 상부 및 하부 무한궤도(41)(42);
상기 구동모터(402)의 축과 연결되며 장착대(40)에 수직되게 설치되며 외주면에 상,하부구동기어(46)(47)가 형성된 구동축(45);
상기 상,하부구동기어(46)(47)와 각기 결합되며 상기 상부 및 하부 무한궤도(41)(42)를 회전시키는 상,하부 스프로켓(43)(44)
을 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.
제7항에 있어서,
상기 간극조절수단은
수직으로 장착된 복수의 안내봉체(36);
상기 제1 및 제2롤러(31)(32)가 각기 장착되며 상기 안내봉체(36)에 결합된 제1 및 제2베드(33)(34);
상기 제1 및 제2베드(33)(34)에 각기 나사결합되며 상기 안내봉체(36)에 평행되게 결합된 상,하부승강봉(37)(38);
상기 상,하부승강봉(37)(38)을 회전시켜 제1 및 제2롤러(31)(32)의 간격을 조절하는 핸들(39)
을 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 예열부(5)는,
상기 용접된 금속관(100)이 통과되는 히팅파이프(51)가 내부에 장착된 본체(52);
상기 히팅파이프(51)의 외부에 부착되어 발열되는 발열장치(53)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 피복성형부(6)는,
상기 용접된 금속관(100)이 통과되도록 인입구(623)와 인출구(624)가 양단에 형성된 내부다이스(62);
상기 내부다이스(62)의 외부에 결합되며 합성수지 주입홀(667)과 접착수지 주입홀(666)이 형성되고, 상기 접착수지 주입홀(666)과 합성수지 주입홀(667)에 각기 통하는 유로(641,642)가 형성된 외부다이스(66)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 냉각부(7b)는 상기 합성수지가 피복된 금속관(100)이 수납되는 냉각조(70b),
상기 냉각조(70b)의 내부에 다수로 설치되며 다수의 에어분사공(725b)이 형성된 에어공급관(724b) 및
상기 에어공급관(724b)에 에어를 공급하는 콤프레샤(700)
를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 냉각부(7)는 일정한 저장공간을 가지며 일측벽에 인입구(701)가 형성되고 타측벽에 인출구(702)가 형성되며 덮개(709)에 이송로라(703)가 장착되고 냉각수가 저장된 냉각조(70)와
상기 냉각조(70)의 인입구(701)에 형성되는 기포제거장치(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.
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제5항에 있어서,
상기 냉각부(7')는 일측벽에 인입구(701)가 형성되고 타측벽에 인출구(702)가 형성되며 내부에 이송로라(703)가 장착된 냉각조(70)와
상기 냉각조(70)의 내부에 설치되며 다수의 급수노즐(725)이 형성된 냉각수관(724)을 포함하는 것을 특징으로 하는 피복 금속관의 제조장치.