KR101101605B1 - 배관연결용 플랜지 용접장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배관에 플랜지를 접합할 때 사용하는 용접장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빠르고 균일하고 용접을 할 수 있으면서 작업자 없이도 용접이 가능한 배관연결용 플랜지 용접장치에 관한 것이다.
본 발명인 배관연결용 플랜지 용접장치(이하 '용접장치'라 칭함)의 구성은 크게 지지대(10), 조절부(20), 걸이대(30)로 나눌 수 있는데,
걸이대(30)의 일측 끝에는 용접봉홀더걸이(34)가 형성되고, 조절부(20)와 용접봉홀더걸이(34)의 사이의 걸이대(30)에 경보장치(40)가 형성되고, 경보장치(40)에는 스피커(41)와 경보등(42)이 형성되며, 경보장치(40)의 전방 또는 후방의 걸이대(30)에 바형태의 센서지지대(31)가 형성되는데, 센서지지대(31)의 끝단부에는 플랜지 외면(62)과 마주보는 형태로 센서(32)가 장착되어 있으며, 센서는 전선(33)으로 경보장치(40)와 연결된다.
본 발명인 용접장치(1)는 작업자가 용접봉홀더를 손에 들고 용접작업을 할 때보다 정확하고 균일한 용접을 할 수 있으며, 용접도중 작업자가 자리를 이탈하여도 용접이 계속 이루어지도록 할 수 있으며, 용접이 완료되기 전에 경보음과 불빛의 점멸을 통해 용접이 완료되기 전임을 주변에서 알 수 있도록 함으로써, 작업자가 용접을 마무리 하도록 하거나 다른 플랜지로 교체하도록 할 수 있어서, 작업속도와 업무효율을 높일 수 있다.
플랜지 , 배관 , 용접 , 장치 , 무인

Description

배관연결용 플랜지 용접장치{WELDING EQUIPMENT FOR WELD FLANGE JUNCTION OF USABLE PIPE CONNECTIONS}
본 발명은 배관과 배관을 연결하기 위하여 배관에 플랜지를 용접으로 장착할 때 빠르고 균일하게 용접이 되도록 하기 위한 용접장치에 관한 것이다.
배관은 급수·배수·급탕·냉방·난방·가스등의 공급을 위하여 배치된 관을 말하는데, 배관재료에는 주로 주철관·강관(흑가스관)·아연도금강관(백가스관)·비닐관·구리관 등이 사용된다.
강관은 부식의 우려가 적은 냉난방 배관에, 아연도금 강관은 일반 배관에 사용되는 경우가 많다.
비닐관은 열이나 힘이 걸리지 않는 배관에 적합하며, 구리관은 급탕 ·난방용 배관이나 패널히팅(panel heating)의 매설배관과 같이 내식성(耐蝕性)과 열전도효과를 필요로 할 경우에 적합하다. 액체나 가스를 통하게 하는 배관 외에 전기배선용 배관이나 물품을 운반해 보내기 위한 기송용(氣送用) 배관도 있다.
플랜지는 배관의 이음을 위하여 배관의 끝 또는 접합부 주위에 붙인 둥근 테두리를 말하며, 일반적으로 플랜지에 볼트공이 형성되어, 배관에 부착된 플랜지끼 리 맞닿게 한 다음 볼트공에 볼트를 삽입하고 너트로 조임으로써 배관과 배관을 연결한다.
용접은 같은 종류 또는 다른 종류의 금속과 금속을 가열 용해하여 접합시켜서 일체로 만드는 작업으로, 용접 방법에는 아크용접·가스용접·전기용접 등이 있다.
전기 용접은 전극 사이에 방전에 의한 아크를 만들고 그 발열에 의하여 금속을 녹여 용접하는 방식을 말하며, 아크용접, 비활성 가스 용접 등으로 또 나눈다. 이 중 피복이 된 용접봉을 사용하는 피복금속 아크용접이 일반적이므로 아크 용접이라고 하며, 전원·전압 발생기·용접봉 홀더·용접봉으로 구성되어 있다. 용접 모재와 용접봉 사이에 전압을 걸어서 열을 발생시키며, 용접봉은 녹아서 접합부의 틈을 메꾸어 용접이 된다.
배관에 플랜지를 접합하는데 있어서, 기존에는 배관과 연결된 플랜지를 플랜지 회전장치에 올려놓고, 플랜지 테두리의 상부와 하부에 위치한 롤러에 의해 플랜지가 회전할 때 용접작업자가 용접봉공급기와 연결된 용접봉 홀더를 들고 플랜지와 배관의 연결부위인 용접부에 직접 용접을 하였는데, 작업자는 균일한 용접을 위하여 플랜지가 한바퀴 회전할때까지 중단하지 못하고 선 채로 움직이지 않고 매우 집중을 하여 작업을 하여야 하기 때문에 작업의 피로도가 매우 클 뿐만 아니라 손의 흔들림이나 작업환경에 의하여 균일한 용접을 하기에 어려움이 많았다.
그로인하여 제품의 완성도와 품질에 문제가 발생할 가능성이 많았기 때문에 보다 효율적으로 작업할 수 있으면서 우수한 품질의 용접이 되도록 할 수 있는 수 단이 요구되었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플랜지와 배관을 접합하는 용접이 균일하게 이루어 지도록 하는 용접장치를 제공하는 것이며, 본 발명이 해결하고자 하는 두번째 과제는 작업자가 직접 용접하지 않아도 장치에 의해 자체적으로 용접이 이루어질 수 있도록 하는 무인 용접장치를 제공하는 것이며, 본 발명이 해결하고자 하는 세번째 과제는 작업자가 플랜지에서 일정거리만큼 떨어져 있어도 용접이 어느정도 진행되었는지 시각적으로 확인할 수 있는 용접장치를 제공하는 것이며, 본 발명이 이루고자 하는 네번째 과제는 용접이 완료되기전에 경보를 통하여 알 수 있도록 하여 작업자가 용접작업을 마무리하거나 다른 플랜지로 교체할 수 있도록 하는 용접장치를 제공하는 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명인 용접장치(1)의 구성은 크게 지지대(10), 조절부(20), 걸이대(30)로 나눌 수 있는데,
하부에 용접장치를 받쳐 균형을 잡는 받침부재(10)가 있고, 받침부재(10)의 중앙에는 세로방향으로 길이가 긴 봉형태의 지지대(11)가 있으며, 지지대(11)의 상부에는 조절부(20)가 위치하는데,
조절부(20)는 걸이대(30)의 높낮이를 조절하는 높낮이조절부재(21)와 걸이대(30)를 가로방향으로 움직여 길이조절을 하는 길이조절부재(24)가 일체를 이루는데, 높낮이조절부재(21)는 지지대(11)가 끼워질 수 있도록 세로방향으로 관통 된 관통공이 형성되고, 길이조절부재(24)는 걸이대(30)가 끼워질 수 있도록 가로방향으로 관통된 관통공이 형성되어, 높낮이조절부재(21)의 세로방향 관통공에 지지대(11)가 끼워지고, 길이조절부재(24)의 가로방향 관통공에 걸이대(30)가 끼워지며, 높낮이조절부재(21)의 측면에는 세로방향 관통공과 연결되도록 관통되면서 암나선이 형성된 구멍인 높낮이조절 암나선공(22)이 형성되어, 높낮이조절 볼트손잡이(23)를 높낮이조절 암나선공(22)에 삽입하여 지지대(11)를 조여줌으로써 걸이대(30)의 높낮이를 조절하고, 길이조절부재(24)의 측면에는 가로방향 관통공과 연결되도록 관통되면서 암나선이 형성된 구멍인 길이조절 암나선공(25)이 형성되어, 길이조절볼트손잡이(26)를 길이조절 암나선공(25)에 삽입하여 걸이대(30)를 조여줌으로써 걸이대(30)의 길이를 조절하며,
걸이대(30)의 일측 끝에는 용접봉홀더걸이(34)가 형성되고, 길이조절부재(24)와 용접봉홀더걸이(34)의 사이의 걸이대(30)에 경보장치(40)가 형성되고, 경보장치(40)에는 스피커(41)와 경보등(42)이 형성되어 있으며, 경보장치(40)의 전방 또는 후방의 걸이대(30)에 바형태의 센서지지대(31)가 형성되는데, 센서지지대(31)의 끝단부에는 플랜지 외면(62)과 마주보는 형태로 센서(32)가 장착되어 있으며 센서는 전선(33)으로 경보장치(40)와 연결됨으로써 본 발명인 용접장치(1)가 완성된다.
본 발명인 용접장치(1)는 플랜지 회전장치(50)가 일정한 속도로 느리게 회전할 때 용접구(71)가 용접부(81)의 최적의 위치에 고정될 수 있도록 하여 흔들림이 없이 용접작업을 할 수 있기 때문에 작업자가 용접봉홀더를 손에 들고 용접작업을 할 때보다 정확하고 균일한 용접을 할 수 있으며, 용접도중 작업자가 자리를 이탈하여도 용접이 계속 이루어 지도록 할 수 있으며, 무인으로 용접이 진행 될 시 센서접촉부의 움직임을 통해 용접의 진행경과를 멀리서도 시각적으로 알 수 있기 때문에 용접작업자가 안심하고 다른 작업을 병행할 수 있으며, 용접이 완료되기 전에 경보음과 불빛의 점멸을 통해 작업자에게 용접이 완료되기 전임을 알 수 있도록 함으로써 작업자가 용접을 마무리 하도록 하거나 다른 플랜지로 교체하도록 할 수 있어서, 작업속도와 업무효율을 높일 수 있다.
이하 본 발명인 배관연결용 플랜지 용접장치(1)를 첨부도면 도 1 내지 도 3 을 참조하면서 상세히 설명한다.
첨부도면 도 1 에 도시된 바와같이, 본 발명인 용접장치(1)의 구성은 크게 지지대(10), 조절부(20), 걸이대(30)로 나눌 수 있으며,
하부에 용접장치를 받쳐 균형을 잡는 받침부재(10)가 있고, 받침부재(10)의 중앙에는 세로방향으로 길이가 긴 봉형태의 지지대(11)가 있으며, 지지대(11)의 상부에는 조절부(20)가 위치하는데,
조절부(20)는 걸이대(30)의 높낮이를 조절하는 높낮이조절부재(21)와 걸이대(30)를 가로방향으로 움직여 길이조절을 하는 길이조절부재(24)가 일체를 이루는데, 높낮이조절부재(21)는 지지대(11)가 끼워질 수 있도록 세로방향으로 관통된 관통공이 형성되고, 길이조절부재(24)는 걸이대(30)가 끼워질 수 있도록 가로방 향으로 관통된 관통공이 형성되어, 높낮이조절부재(21)의 세로방향 관통공에 지지대(11)가 끼워지고 길이조절부재(24)의 가로방향 관통공에 걸이대(30)가 끼워지며, 높낮이조절부재(21)의 측면에는 세로방향 관통공과 연결되도록 관통되면서 암나선이 형성된 구멍인 높낮이조절 암나선공(22)이 형성되어, 높낮이조절 볼트손잡이(23)를 높낮이조절 암나선공(22)에 삽입하여 지지대(11)를 조여줌으로써 걸이대(30)의 높낮이를 조절하고, 길이조절부재(24)의 측면에는 가로방향 관통공과 연결되도록 관통되면서 암나선이 형성된 구멍인 길이조절 암나선공(25)이 형성되어, 길이조절볼트손잡이(26)를 길이조절 암나선공(25)에 삽입하여 걸이대(30)를 조여줌으로써 걸이대(30)의 길이를 조절한다.
걸이대(30)의 일측 끝에는 용접봉홀더걸이(34)가 형성되고, 길이조절부재(24)와 용접봉홀더걸이(34) 사이의 걸이대(30)에 경보장치(40)가 형성되고, 경보장치(40)에는 스피커(41)와 경보등(42)이 형성되어 있으며, 경보장치(40)의 전방 또는 후방의 걸이대(30)에 바형태의 센서지지대(31)가 형성되는데, 센서지지대(31)의 일측 끝단은 걸이대(30)와 이어지고 타측 끝단부에는 플랜지 외면(62)과 마주보는 형태로 센서(32)가 장착되어 있으며, 센서는 전선(33)으로 경보장치(40)와 연결됨으로써 본 발명인 용접장치(1)가 완성된다.
본 발명인 용접장치(1)를 사용하여 배관과 플랜지를 접합하는 과정을 상세히 설명하면 먼저 첨부도면 도 2 에 도시한 바와 같이, 용접을 하기 전에 플랜지 회전장치(50)에 배관(80)을 끼운 플랜지(60)를 올려 놓는다.
플랜지 회전장치(50)는 배관(80)이 끼워진 플랜지(60)를 회전시키기 위한 장 치로, 선반(51)의 상단에는 2개의 하부롤러(52)가 형성되고, 하부롤러(52)의 상부에는 높이조절이 되는 상부롤러장치대(54)의 하단으로 2개의 상부롤러(53)가 형성되어, 배관(80)이 끼워진 플랜지(60)가 상부롤러(53)와 하부롤러(52)의 사이에 위치한 상태에서 상부롤러(53)와 하부롤러(52)가 회전할 때 플랜지(60)를 상부롤러(53)와 하부롤러(52)가 회전하는 반대방향으로 회전시키게 된다.
첨부도면 도 3 에 도시한 바와 같이, 배관(80)이 끼워진 플랜지(60)를 플랜지 회전장치(50)의 상부롤러(53)와 하부롤러(52)의 사이에 올려 놓은 다음, 본 발명인 용접장치(1)를 플랜지 외면(62)이 있는 방향으로 향하도록 한 다음, 용접구(75)를 걸이대(30) 끝단에 있는 용접봉홀더걸이(34)에 끼워 고정시킨다.
용접구(75)는 용접봉홀더(74)와 이어지며, 용접봉홀더(74)는 용접봉공급케이블(73)을 통해 용접봉공급기(70)와 연결되는데, 용접봉공급기(70)는 용접봉 권취부(71)에 감겨있는 용접봉(72)을 밀어서 용접봉공급케이블(73)을 통해 용접구(75)의 끝으로 계속해서 용접봉(72)이 공급되도록 한다.
용접작업을 실시할 때 작업자는 플랜지 회전장치(50)에 배관(80)을 끼운 플랜지(60)를 위치시키고, 본 발명인 용접장치(1)를 플랜지 외면(62)이 있는 방향으로 향하도록 한 다음 플랜지(60)의 내부와 배관(80)의 내부가 접한 부위인 용접부(81)에 용접구(75)의 끝이 위치하도록 조정한 다음 용접을 시작하게 된다.
그러면 플랜지 회전장치(50)에 의해 플랜지(60)가 회전하더라도 본 발명인 용접장치(1)에 의해서 흔들림없이 일정하게 용접구(75)가 용접부(81)에 용접을 하게 되는데, 이때 작업자는 용접작업이 본 발명인 용접장치(1)에 의해 이루어지도록 한 상태에서 자리를 이탈하여 다른 작업을 할 수 있다. 본 발명인 용접장치(1)에 의해 용접의 무인작업이 가능해 지는 것이다.
작업자가 용접장소를 이탈하면 용접이 진행되는 경과시간을 알 수 없게 되는데, 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명인 용접장치(1)는 걸이대(30)에 센서(32)가 장착된 바형태의 센서지지대(31)와 경보장치(40)가 장치된다.
본 발명인 용접장치(1)를 사용하여 용접작업을 할 때 작업자는 먼저 탈착이 가능한 센서접촉부(35)를 플랜지 외면(62)에 부착한 다음 용접작업을 시작한다.
이때 센서접촉부(35)가 탈착이 가능하도록 하기 위한 방법으로는 센서접촉부(35)가 자석이거나 자석과 일체가 되도록 하여 자성을 띄도록 하는 방법, 접착제를 사용하는 방법, 걸이부재를 사용하여 플랜지테두리에 걸리도록 하는 방법, 끼움부재를 사용하여 플랜지테두리 또는 볼트공에 끼우는 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
플랜지(60)가 회전하면 플랜지 외면(62)에 부착된 센서접촉부(35)도 같이 회전하게 되는데, 용접작업 중 작업자가 자리를 이탈하여도 본 발명인 용접장치(1)에 의해 용접은 계속 진행되게 되고, 용접이 완료되기 전에 회전하는 플랜지 외면(62)에 부착된 센서접촉부(35)는 센서지지대(31)의 끝단부에서 플랜지 외면(62)과 마주보는 형태로 장착된 센서(32)와 근접 또는 접촉하게 되면서, 센서(32)가 센서접촉부(35)를 감지하게 되어 경보장치(40)에 신호를 보내게 된다.
이때 센서(32)가 경보장치(40)에 신호를 보내는 방법은 전선(33)등 유선에 의한 방법과 무선에 의한 방법 등 공지된 모든 방법이 가능하다.
경보장치(40)에는 센서(32)에서 보내는 신호를 유선 또는 무선으로 수신하는 수신부가 내장되고, 경보장치(40)에 신호가 수신되면 경보장치(40)에 구비된 스피커(41)를 통하여 소리를 내거나, 경보등(42)을 통하여 불빛을 점멸하여 주변에서 다른 작업을 하던 작업자가 용접이 완료되기전임을 알 수 있도록 하여 다시 와서 용접을 마무리 하거나 다른 플랜지로 용접작업을 교체할 수 있도록 한다.
그리고 무인으로 용접이 진행 될 시 플랜지 외면(62)에 부착된 센서접촉부(35)가 회전하는 상태를 멀리서 시각적으로 확인할 수 있어서 용접이 진행되고 있는 시간의 경과를 멀리서도 알 수 있다.
또한 기존의 용접작업은 작업자가 용접봉 홀더(74)를 손에 들고 작업하였기 때문에 떨림으로 인하여 균일한 용접이 어려웠던 반면, 본 발명인 용접장치(1)는 플랜지(60)가 일정한 속도로 회전할 때 흔들림없이 균일한 용접이 이루어지도록 하기 때문에 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있다.
본 발명인 용접장치(1)는 용접구(75)가 용접부(81)에 고정되도록 함으로써 균일한 용접이 가능하도록 하기 위하여 지지대(10), 조절부(20), 걸이대(30)로 구성된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명인 용접장치(1)의 걸이대(30)에는 센서(32)가 장치된 센서지지대(31)와 경보장치(40)가 구비되어 무인으로 용접작업이 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
그리고 조절부(20)는 지지대(10)와 걸이대(30)를 조절하는 역할을 하기 위한 것이므로, 상기한 내용뿐만 아니라 현재 건설현장에서 가로방향과 세로방향의 봉을 결착하는데 사용되는 클램프와 같은 부재로 대체하여 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명인 배관연결용 플랜지 용접장치(1)는 상술한 것에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 기술사상 역시 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1 은 본 발명인 배관연결용 플랜지 용접장치(1)를 도시한 사시도.
도 2 는 플랜지 회전장치(50)에 배관(80)을 끼운 플랜지(60)를 올려 놓은 것을 도시한 정면도.
도 3 은 본 발명인 배관연결용 플랜지 용접장치(1)의 사용예를 도시한 예시도.
< 도면 부호의 간단한 설명 >
1 : 배관연결용 플랜지 용접장치.
10 : 지지대. 11 : 받침부재.
20 : 조절부.
21 : 높낮이조절부재. 22 : 높낮이조절 암나선공.
23 : 높낮이조절 볼트손잡이. 24 : 길이조절부재.
25 : 길이조절 암나선공. 26 : 길이조절볼트손잡이.
30 : 걸이대. 31 : 센서지지대.
32 : 센서. 33 : 전선.
34 : 용접봉홀더걸이. 35 : 센서접촉부.
40 : 경보장치. 41 : 스피커.
42 : 경보등.
50 : 플랜지 회전장치.
51 : 선반. 52 : 하부롤러.
53 : 상부롤러. 54 : 상부롤러 장치대
60 : 플랜지.
61 : 볼트공. 62 : 플랜지 외면.
70 : 용접봉공급기. 71 : 용접봉 권취부.
72 : 용접봉. 73 : 용접봉공급케이블.
74 : 용접봉 홀더. 75 : 용접구.
80 : 배관. 81 : 용접부.

Claims (4)

  1. 용접을 위한 장치에 있어서,
    하부에 용접장치를 받쳐 균형을 잡는 받침부재(10)가 있고, 받침부재(10)의 중앙에는 세로방향으로 지지대(11)가 있으며, 지지대(11)의 상부에는 걸이대(30)의 높낮이와 길이를 조절하기 위한 조절부(20)가 위치하는데,
    조절부(20)는 걸이대(30)의 높낮이를 조절하는 높낮이조절부재(21)와 걸이대(30)를 가로방향으로 움직여 길이조절을 하는 길이조절부재(24)가 일체를 이루는데, 높낮이조절부재(21)는 지지대(11)가 끼워질 수 있도록 세로방향으로 관통된 관통공이 형성되고, 길이조절부재(24)는 걸이대(30)가 끼워질 수 있도록 가로방향으로 관통된 관통공이 형성되어, 높낮이조절부재(21)의 세로방향 관통공에 지지대(11)가 끼워지고 길이조절부재(24)의 가로방향 관통공에 걸이대(30)가 끼워지며, 높낮이조절부재(21)의 측면에는 세로방향 관통공과 연결되도록 관통되면서 암나선이 형성된 구멍인 높낮이조절 암나선공(22)이 형성되어, 높낮이조절 볼트손잡이(23)를 높낮이조절 암나선공(22)에 삽입하여 지지대(11)를 조여줌으로써 걸이대(30)의 높낮이를 조절하고, 길이조절부재(24)의 측면에는 가로방향 관통공과 연결되도록 관통되면서 암나선이 형성된 구멍인 길이조절 암나선공(25)이 형성되어, 길이조절볼트손잡이(26)를 길이조절 암나선공(25)에 삽입하여 걸이대(30)를 조여줌으로써 걸이대(30)의 길이를 조절하며,
    걸이대(30)의 일측 끝에는 용접봉홀더걸이(34)가 형성되고, 길이조절부재(24)와 용접봉홀더걸이(34) 사이의 걸이대(30)에 경보장치(40)가 형성되고, 경보장치(40)의 전방 또는 후방의 걸이대(30)에 바형태의 센서지지대(31)가 형성되는데, 센서지지대(31)의 일측 끝단은 걸이대(30)와 이어지고, 타측 끝단부에는 플랜지 외면(62)에 부착된 센서접촉부(35)를 감지하기 위하여 플랜지 외면(62)과 마주보는 형태로 센서(32)가 장착되어 있으며, 센서는 유선 또는 무선으로 경보장치(40)와 연결되어 무인으로 용접이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 배관연결용 플랜지 용접장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    경보장치(40)는 유선 또는 무선으로 신호를 수신하는 수신부가 내장되고, 스피커(41)와 경보등(42)이 구비되어 경보장치(40)에 신호가 수신되면 소리와 불빛으로 경보를 하는 것을 특징으로 하는 배관연결용 플랜지 용접장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    센서(32)의 감지를 위하여 플랜지 외면(62)에 부착하는 센서접촉부(35)는 탈착이 가능하도록 하기 위하여 자성을 띄는 물체 또는 접착제 또는 걸이부재 또는 끼움부재를 사용하는 것을 특징으로 하는 배관연결용 플랜지 용접장치.
  4. 삭제
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