KR101173819B1 - 열교환기 튜브플러그의 유압 삽입 인출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기를 구성하는 튜브에 문제가 발생하여 해당 튜브를 폐쇄하고자 삽입하는 플러그를 삽입하거나 인출하기 위한 열교환기 튜브플러그의 유압 삽입 인출장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 열교환기의 튜브에 삽입하고자 하는 플러그를 삽입 또는 인출하고자 하는 삽입 인출장치로서 유압램의 내측에 가압바를 길게 결합 설치하고, 상기 가압바의 전방 소정위치엔 로크너트를 체결 설치하고, 상기 유압램의 후방으로서 가압바엔 와셔와 지지기구를 설치하고, 상기 가압바의 후방 위치엔 별도의 로크너트를 체결 설치하고, 상기 지지기구는 본체의 외측에 방사상으로 다수의 수직고정구를 설치하되, 상기 수직고정구는 수직바지지구, 수직바 및 후트(Foot)의 결합구성으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

열교환기 튜브플러그의 유압 삽입 인출장치{Hydraulic Type Insert and Removal Device for Heat Exchanger Tube Plug}

본 발명은 열교환기를 구성하는 튜브에 문제가 발생하여 해당 튜브를 폐쇄하고자 삽입하는 플러그를 삽입하거나 인출하기 위한 열교환기 튜브플러그의 유압 삽입 인출장치에 관한 것이다.

일반적으로 유체를 냉각시키거나 가열하기 위하여 사용되는 열교환기는 쉘(Shell)과 튜브로 구성되며, 열교환의 효율을 극대화하기 위하여 튜브의 두께를 얇게 유지하도록 생산되므로, 운전 중에 마모, 부식 등의 원인에 의하여 튜브가 누설되는 경우 또는 튜브 확관부와 쉘과의 시일부에서 누설되는 경우가 있는데, 이러한 경우 계통에 사용되는 유체와 열교환용 유체가 서로 섞이게 되며 결국 열교환효율이 감소하기도 하고 오염의 문제가 발생하기도 하므로, 이를 방지하기 위한 차원에서 통상 튜브 누설현상이 발생하게 되는 경우 누설튜브의 입구와 출구를 플러그로 폐쇄하는 작업을 시행하고 있다.

이러한 폐쇄작업의 기존 방식은 누설부위의 기밀정도에 따라 청동이나 튜브와 유사한 재질 등을 소재로 하여 절두원추형(切頭圓推型)의 테이퍼진 구조로 가공하여 플러그를 제작하고 이러한 플러그를 사용하여 튜브에 삽입한 다음 해머로 타격하여 강제로 압입한 다음에 튜브와 쉘, 그리고 플러그를 서로 용접하여 폐쇄하는 작업을 시행하고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 폐쇄작업방식은 해머에 의한 플러그의 타격으로 충격이 발생하고 이러한 충격에 의하여 주변의 확관된 튜브와 쉘과의 시일부에 손상을 주게 되어 또 다른 누출문제를 발생시켜 큰 사고의 원인이 되기도 한다.

또한 강제로 삽입된 플러그가 폐쇄작업 중 제대로 잘 삽입되지 않아 잘못 삽입되거나 아니면 다른 필요에 의하여 이미 삽입 폐쇄된 플러그를 다시 교체하여야 하는 경우 기존 방식으로 강제 삽입된 플러그는 다시 인출할 수 있는 방법이 없는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 연구 개발이 이루어진 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.

본 발명의 목적은 열교환기 튜브에 플러그를 삽입하는 경우 타격방식이 아닌 유압에 의한 압입방식을 채택하여 가압력이나 압입속도를 조정하면서 삽입작업이 가능하도록 하여 확관된 튜브와 쉘과의 시일부에 손상이 끼치지 않아 누출의 염려가 없으며, 안전하게 플러그 삽입작업이 가능하도록 하고자 함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 플러그의 가압이 이루어지는 가압바의 구조를 개선하여 튜브에 플러그의 삽입작업이 일단 완료되었더라도 플러그를 상기 가압바로 서로 고정한 상태에서 강제 인출이 가능하도록 하여 플러그의 교체가 용이하도록 하고자 함에 있다.

본 발명은 이와 같은 목적들을 달성하기 위하여 유압램의 내측에 가압바를 길게 결합 설치하고, 상기 가압바의 전방 소정위치엔 로크너트를 체결 설치하고, 상기 유압램의 후방으로서 가압바엔 와셔와 지지기구를 설치하고, 상기 가압바의 후방 위치엔 별도의 로크너트를 체결 설치하고, 상기 지지기구는 본체의 외측에 방사상으로 다수의 수직고정구를 설치하되, 상기 수직고정구는 수직바지지구, 수직바 및 후트(Foot)의 결합구성으로 이루어지는 열교환기 튜브플러그의 유압 삽입 인출장치를 제공한다.

또한, 상기 가압바가 플러그를 가압하거나 인출하기에 적합하게 선단에 체결부를 형성하여 이루어지는 열교환기 튜브플러그의 유압 삽입 인출장치를 제공한다.

그리하여 본 발명에 의하면, 열교환기 튜브에 플러그를 삽입하는 경우 타격방식이 아니라 유압에 의한 압입방식으로 가압바에 의한 가압력이나 압입속도를 조정하면서 삽입작업이 가능하여 열교환기에 있어서 확관된 튜브와 쉘과의 시일부에 손상이 발생하지 않고 누출의 염려가 없으며, 안전하게 플러그 삽입작업이 가능하다.

또한 플러그의 가압 또는 인출이 이루어지는 가압바의 선단에 체결부를 형성하여 튜브에 플러그를 삽입하는 작업은 물론, 삽입작업이 완료된 이후에라도 필요에 따라 플러그의 강제 인출이 가능하여 플러그의 교체가 용이하게 된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일례로서 본 발명을 나타내는 일부 절결 측면도,
도 2는 도 1의 일부 생략 우측면도,
도 3은 도 1에 있어서 플러그를 삽입하는 경우를 예시한 작동상태 측면도,
도 4는 도 1에 있어서 플러그를 인출하는 경우를 예시한 작동상태 측면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 예를 중심으로 상세하게 살펴보기로 한다.

본 발명의 바람직한 예에 의하면, 유압램(1)의 내측에 가압바(2)를 길게 결합 설치하고, 상기 가압바(2)의 전방 소정위치엔 로크너트(3)를 체결 설치하고, 상기 유압램(1)의 후방으로서 가압바(2)엔 와셔(4)와 지지기구(5)를 설치하고, 상기 가압바(2)의 후방 위치엔 별도의 로크너트(6)를 체결 설치하고, 상기 지지기구(5)는 본체(50)의 외측에 방사상으로 다수의 수직고정구(7)를 설치하되, 상기 수직고정구(7)는 수직바지지구(70), 수직바(72) 및 후트(74)의 결합구성으로 이루어지게 된다.

또한, 상기 가압바(2)는 플러그(8)를 가압하거나 인출하기에 적합하게 선단에 체결부(20)를 형성하여 이루어진다.

또한, 상기 가압바(2)의 체결부(20)는 플러그(8)에 형성한 체결부(80)와 서로 체결이 가능하게 구성하되, 예를 들면 상기 가압바(2)의 체결부(20)는 수나사부 형태로 구성하고 상기 플러그(8)의 체결부(80)는 암나사부 형태로 구성하여 서로 나사결합에 의한 체결이 가능하게 구성할 수 있다.
미설명 부호로서 1a는 유압램(1)의 왕복로드를 나타내고, 10은 열교환기를 나타내고, 12는 열교환기(10)의 파이프를 나타내며, 14는 열교환기(10)의 내벽을 나타낸다.

다음은 본 발명의 작동이 이루어지는 과정을 살펴보기로 한다.

우선, 도 1 내지 도 3을 참조하여 열교환기(10)의 파이프(12)에 플러그(8)를 삽입하고자 하는 경우부터 살펴보기로 한다.

가압바(2)의 선단부에 로크너트(3)를 나사결합한 상태에서 플러그(8)의 체결부(80)와 가압바(2)의 체결부(20)를 서로 체결하고 가압바(2)의 로크너트(3) 후부에 유압램(1)이 위치하도록 위치시킨 다음, 유압램(1)의 후부에 위치한 가압바(2)에 와셔(4)를 삽입하여 결합한 다음, 가압바(2)를 지지기구(5) 내측으로 끼워 결합하고 그 후부엔 로크너트(6)를 나사 결합한다.

다음, 지지기구(5)의 본체(50) 외주연에 수직고정구(7)를 방사상으로 다수를 결합하되, 수직고정구(7)의 수직바지지구(70)를 본체(50)에 나사 결합하여 고정한 상태에서 후트(74)가 결합된 수직바(72)를 수직바지지구(70)와 나사 결합한다.

이때, 수직바(72)와 수직바지지기구(70) 상호간 나사 결합되는 상호간 길이를 조절하여 방사상으로 설치되는 다수의 수직고정구(7)에 의하여 삽입하고자 하는 열교환기(10)의 파이프(12) 위치와 플러그(8)의 위치를 서로 일치하도록 하면서 열교환기(10)의 내벽(14)과의 사이 적정위치에 플러그(8)를 포함한 유압램(1)의 위치를 고정시키게 된다.

다음, 유압램(1)을 작동시켜 왕복로드(1a)가 로크너트(3)의 후부를 가압하게 되면 유압램(1)은 후부가 지지기구(5)에 의하여 후진하지 못하고 제자리에 그대로 멈춘 상태에 있게 되므로, 로크너트(3)와 나사 결합되어 있던 가압바(2)가 전진하면서 플러그(8)가 열교환기의 파이프(12) 내측으로 강제로 삽입시키는 작업을 수행하게 된다. 이와 같은 플러그(8)의 강제 삽입작업이 완료되면 유압램(1)의 작동을 중단시키고 수직고정구(7)를 풀어 수직고정구(7)와 내벽(14)과의 상호 가압 체결 상태를 해제하고 로크너트(6)를 가압바(2)로부터 분리한 다음, 지지기구(5)와 유압램(1)을 와셔(4)와 함께 가압바(2)로 분리하고 플러그(8)의 체결부(80)와 가압바(2)의 체결부(20)를 서로 분리하여 강제 삽입된 플러그(8)로부터 가압바(2)를 분리하고 플러그(8)에 대한 파이프(12)의 강제 삽입작업을 완료하게 된다.

그리고 열교환기(10)의 파이프(12)에 삽입된 플러그(8)를 인출하고자 하는 경우에는 도 4에 예시한 바와 같이, 다음과 같은 순서로 작업이 이루어지도록 한다.

플러그(8)의 체결부(20)와 가압바(2)의 체결부(20)를 서로 체결하고 가압바(2)의 중간엔 지지기구(5)를 끼워 위치시킨 상태에서 지지기구(5)의 본체(50) 외주연에 수직고정구(7)를 방사상으로 다수를 결합하되, 수직고정구(7)의 수직바지지구(70)를 본체(50)에 나사 결합하여 고정한 상태에서 후트(74)가 결합된 수직바(72)를 수직바지지구(70)와 나사 결합하되, 수직바(72)와 수직바지지기구(70) 상호간 나사 결합되는 상호간 길이를 조절하여 방사상으로 설치되는 다수의 수직고정구(7)에 의하여 분리하고자 하는 열교환기(10)의 파이프(12) 위치와 플러그(8)의 위치를 서로 일치하도록 하면서 열교환기(10)의 내벽(14)과의 사이 적정위치에 가압바(2)와 함께 지지기구(5)를 정위치시킨다.
다음, 지지기구(5)의 후부로 돌출되는 가압바(2)에 지지기구(5)의 후부와 밀착되게 와셔(4)를 끼워 결합하고 와셔(4)의 후부 위치엔 유압램(1)를 끼워 밀착되게 위치시키고 유압램(1)의 후부 위치엔 로크너트(6)를 가압바(2)에 체결 고정시켜 플러그(8)의 분리를 위한 준비작업을 마치게 된다.

이때, 유압램(1)을 작동시키게 되면 지지기구(5)는 제자리에서 움직이지 않고 정위치에 있게 되는 관계로 유압램(1)의 왕복로드(1a)가 전진하게 되지만 실제로는 왕복로드(1a)가 전진하게 되는 거리만큼 가압바(2)가 유압램(1) 및 로크너트(6)와 함께 후진하게 되므로, 결국 가압바(2)의 선단부 체결부(20)에 체결되어있던 플러그(8)는 열교환기(10)의 파이프(12)에 이미 삽입되어 있던 상태에서 열교환기(10)의 파이프(12)로부터 강제로 외부로 인출시키는 작업이 수행되게 되며, 결국 이와 같은 강제 인출작업이 완료된 후엔 유압램(1)의 작동을 중단시키고 가압바(2)로부터 로크너트(6)를 분리하고 유압램(1) 및 와셔(4)도 분리하고 수직고정구(7)와 지지기구(5)도 분리하면 자연스럽게 가압바(2)도 열교환기(10)로부터 분리될 수 있게 되므로 가압바(2)와 플러그(8)의 체결 상태를 분리하게 되면 파이프(12)로부터 플러그(8)의 분리 인출작업을 완료하게 된다.

그리하여 본 발명에 의하면, 열교환기(10)의 튜브(12)에 플러그(8)를 삽입하는 경우 타격방식이 아니라 유압램(1)에 의한 압입방식으로 가압바(2)에 의한 가압력이나 압입속도를 조정하면서 삽입작업이 가능하여 열교환기(10)에 있어서 확관된 튜브와 쉘과의 시일부에 손상이 발생하지 않고 누출의 염려가 없게 되며, 안전하게 플러그(8)의 삽입작업이 가능하게 된다.

또한 플러그(8)의 가압 또는 인출이 이루어지는 가압바(2)의 선단에 체결부(20)를 형성하여 튜브에 플러그(8)를 삽입하는 작업은 물론, 삽입작업이 완료된 이후에라도 필요에 따라 플러그(8)의 강제 인출이 가능하여 플러그(8)의 교체가 용이하게 된다.

1: 유압램, 2: 가압바,
3, 6: 로크너트, 4: 와셔,
5: 지지기구, 7: 수직고정구,
8: 플러그, 50: 본체,
70: 수직바지지구, 72: 수직바,
74: 후트

Claims (2)

1. 유압램(1)의 내측에 가압바(2)를 길게 결합 설치하고,
   상기 가압바(2)의 전방 소정위치엔 로크너트(3)를 체결 설치하고,
   상기 유압램(1)의 후방으로서 가압바(2)엔 와셔(4)와 지지기구(5)를 설치하고,
   상기 가압바(2)의 후방 위치엔 별도의 로크너트(6)를 체결 설치하고,
   상기 지지기구(5)는 본체(50)의 외측에 방사상으로 다수의 수직고정구(7)를 설치하되, 상기 수직고정구(7)는 수직바지지구(70), 수직바(72) 및 후트(74)의 결합구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브플러그의 유압 삽입 인출장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가압바(2)가 플러그(8)를 가압하거나 인출하기에 적합하게 선단에 체결부(20)를 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기 튜브플러그의 유압 삽입 인출장치.

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