KR101246324B1 - 커플링 제조장치 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

유체 이송 수단으로 사용되는 일정 길이의 배관용 파이프를 기밀을 유지한 상태로 상호 접속하여 사용할 수 있도록 한 형상기억합금 커플링(coupling) 제조장치 및 이의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 제조장치는 형상기억합금으로 이루어진 파이프 형상의 모재 내측 빈 공간에 배치되는 용접부 받침대; 상기 모재의 용접단부를 상호간에 서로 밀착시키기 위한 가압력을 제공하는 제1 밀착 부재; 및 상기 모재의 용접단부를 상기 용접부 받침대에 밀착시키기 위한 가압력을 제공하는 제2 밀착 부재를 포함한다. 상기 제1 밀착 부재는 모재 및 용접부 받침대가 설치되는 반원형의 모재 설치부를 각각 구비하며 서로 마주보도록 배치되는 한쌍의 블록과, 상기 양 블록 사이의 간격을 조절하는 간격 조절 나사를 구비하며, 제2 밀착 부재는 블록의 개구부를 통해 상기 용접단부를 용접부 받침대에 밀착시키는 밀착 롤러로 이루어진다.

파이프, 커플링, 형상기억합금, 용접, 롤 성형,

Description

커플링 제조장치 및 제조 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FABRICATING A COUPLING}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 커플링 제조장치에 구비되는 제1 및 제2 밀착부재에 모재 및 용접부 받침대가 설치된 상태를 나타내는 도면이다.

본 발명은 유체 이송 수단으로 사용되는 일정 길이의 배관용 파이프를 기밀을 유지한 상태로 상호 접속하여 사용할 수 있도록 한 커플링(coupling)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형상기억합금으로 커플링을 제조하는 커플링 제조장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 파이프를 연결하는 커플링은 가정이나 업소 등과 같은 장소에 수도 및 가스를 공급하기 위한 용도로 사용되는 배관용 파이프를 길이방향으로 연결하기 위한 수단으로 주로 사용되며, 그 연결 방향에 따라 직관, 꺽음관, T자관 등 다양한 형태를 지니고 있다.

이에, 종래의 커플링은 대부분 파이프와 나사 결합되고, 그 결합 부위에 오링 등과 같은 패킹 수단이 개재된 구성을 취하고 있으나, 이는 결합시 강한 조임력 이 요구될 뿐만 아니라 별도의 조임 공구가 필요하여 작업이 난해하고 번거로웠다. 또한, 커플링과 파이프의 결합이 견고하게 이루어지지 않았을 경우에는 밀폐 효과가 급격히 저하되어 기밀 유지의 신뢰성을 기대하기 어려운 실정이었다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 근래에 들어서는 형상기억합금으로 이루어진 커플링이 개발되고 있다.

이에, 종래에는 롤 포밍 방식을 이용한 소성 가공에 의해 형상기억합금을 파이프 형상의 모재로 제조하고, 모재 내부에 원형의 용접부 받침대를 배치한 상태에서 상기 모재의 양쪽 단부를 용접하여 커플링을 제조하고 있다.

그러나, 상기한 종래의 커플링 제조 방법에서는 상기한 용접부 받침대만을 사용하여 모재를 용접하고 있다.

따라서, 형상기억합금의 탄성으로 인해 모재의 양쪽 단부가 상호간에 서로 밀착되지 않은 상태에서 용접이 이루어지게 되고, 이로 인해 용접부가 파이프의 곡률에 따라 형성되지 않고 예리한 각도를 가지게 된다.

또한 모재의 양쪽 단부와 용접부 받침대 사이에 일정한 간격이 형성된 상태에서 용접이 이루어지게 되므로, 상기 간격으로 인해 언더컷과 이면 비드가 형성되거나 용입 부족 및 부분적인 용락이 발생되며, 커플링 두께가 얇으므로 용접 후 이면 비드 가공이 곤란한 문제점이 있다.

따라서, 상기 용접부에 응력이 집중되어 최종 공정인 확관 작업시 용접부가 파단되거나, 미융합과 같은 결함이 형성되기 쉬워 불균일한 커플링 두께로 인해 기밀성을 확보할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 용접부를 형성이 가능한 커플링 제조장치 및 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

형상기억합금으로 이루어진 파이프 형상의 모재 내측 빈 공간에 배치되는 용접부 받침대;

상기 모재의 용접단부를 상호간에 서로 밀착시키기 위한 가압력을 제공하는 제1 밀착 부재; 및

상기 모재의 용접단부를 상기 용접부 받침대에 밀착시키기 위한 가압력을 제공하는 제2 밀착 부재

를 포함하는 커플링 제조장치를 제공한다.

본 발명을 실시함에 있어서, 상기 제1 밀착 부재는 상기한 모재 및 용접부 받침대가 설치되는 반원형의 모재 설치부를 각각 구비하며 서로 마주보도록 배치되는 한쌍의 블록과, 상기 양 블록 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부를 포함하며, 상기 간격 조절부는 간격 조절 나사로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 한쌍의 블록은 상기 모재의 용접단부를 노출시키기 위한 개구부를 구비한다.

그리고, 상기 제2 밀착 부재는 상기 개구부를 통해 상기 용접단부를 상기 용접부 받침대에 밀착시키는 밀착 롤러로 이루어진다.

그리고, 상기 용접부 받침대는 용접시 발생되는 용접열을 효과적으로 흡수할 수 있도록 구리 소재로 형성한다.

이러한 구성의 커플링 제조장치에 의하면, 롤 포밍 방식을 이용한 소성 가공에 의해 커플링 형상의 모재를 제조한 후, 상기 모재의 내부에 용접부 받침대를 배치하고, 모재 및 용접부 받침대를 블록의 모재 설치부에 배치한다.

그리고, 간격 조절 나사를 이용하여 양 블록 사이의 간격이 최소가 되도록 조절한다. 이와 같이 하면, 모재의 양쪽 용접단부가 서로 밀착된다.

이어서, 상기 밀착 롤러를 이용하여 모재의 양쪽 용접단부를 용접부 받침대에 밀착시키면서 용접을 실시한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 커플링 제조장치에 구비되는 제1 및 제2 밀착부재에 모재 및 용접부 받침대가 설치된 상태를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 커플링 제조장치는 소성 가공부를 구비한다.

상기 소성 가공부는 한쌍의 하부 롤 및 이 롤들의 상측에 배치되는 상부 롤을 구비하는 공지의 롤 성형장치로 이루어질 수 있다.

상기한 롤 성형장치는 형상기억합금으로 이루어진 판재를 롤 포밍 방식에 의해 소성 가공하여 파이프 형상의 모재를 제조한다.

상기한 롤 성형장치에 의해 제조된 모재를 커플링으로 사용하기 위해서는 모재의 단부를 용접해야 한다.

그런데, 상기한 롤 성형장치에 의해 제조된 모재는 형상기억합금의 탄성으로 인해 상기 용접이 실시될 용접단부가 서로 밀착되지 않게 된다.

따라서, 상기한 용접단부를 서로 밀착시킨 상태에서 용접을 실시하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 커플링 제조장치는 제1 밀착부재(10) 및 제2 밀착부재(20)를 구비한다. 그리고, 용접단부의 용접시에 발생되는 용접열을 흡수할 수 있도록 하기 위해 구리 소재의 용접부 받침대(30)를 구비한다.

상기 제1 밀착 부재(10)는 모재(40)의 용접단부를 상호간에 서로 밀착시키기 위한 가압력을 제공하기 위한 것으로, 서로 마주보도록 배치되는 한쌍의 블록(12,14)과, 상기 양 블록(12,14) 사이의 간격을 조절하는 간격 조절 나사(16)를 구비한다.

상기 블록(12,14)의 서로 마주보는 면에는 용접부 받침대(30)가 내부에 배치된 모재(40)를 설치하는 반원형의 모재 설치부(12a,14a)가 각각 제공되고, 모재 설치부(12a,14a)의 상측에는 모재 설치부(12a,14a)에 설치된 모재(40)의 용접단부를 상측으로 노출시키기 위한 개구부(12b,14b)가 형성된다.

그리고, 상기 제2 밀착 부재(20)는 모재(40)의 용접단부를 상기 용접부 받침대(30)에 밀착시키기 위한 가압력을 제공하기 위한 것으로, 상기 블록(12,14)의 개구부(12b,14b)에 설치되어 상기 용접단부를 용접부 받침대(30)에 밀착시키는 밀착 롤러로 이루어진다.

이하, 상기한 구성의 커플링 제조장치를 이용하여 커플링을 제조하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공지의 롤 성형장치를 이용한 롤 포밍 방식을 사용하여 형상기억합금 판재를 커필링 형상의 모재(40)로 제조한다.

이어서, 상기 모재(40)의 내부에 용접부 받침대(30)를 배치하고, 모재(40) 및 용접부 받침대(30)를 블록(12,14)의 모재 설치부(12a,14a)에 배치한다.

이후, 간격 조절 나사(16)를 조절하여 양 블록(12,14) 사이의 간격을 최소로 유지한다. 이와 같이 하면, 모재(40)의 양쪽 용접단부가 서로 밀착된다.

이어서, 상기 밀착 롤러(20)로 모재(40)의 양쪽 용접단부를 용접부 받침대(30)에 밀착시키면서 용접을 실시한다.

이때, 용접 열원을 최소화하여 용접하는 것이 바람직하며, 밀착 롤러(20)는 용접 방향의 전방에서 용접단부를 용접부 받침대쪽으로 가압하는 것이 바람직하다.

이상에서 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 응력 집중, 두께 편차 등의 결함이 없는 용접부를 갖는 커플링을 제조할 수 있다.

따라서, 확관시에 상기 용접부가 모재와 동일한 조건으로 소성 변형되므로, 커플링 사용시 기밀성을 확보할 수 있다.

그리고, 상기한 커플링을 사용하면 파이프 연결 작업을 용이하고 신속하게 할 수 있으며, 경제적인 시공이 가능한 효과가 있다.

Claims (9)

1. 형상기억합금으로 이루어진 파이프 형상의 모재 내측 빈 공간에 배치되는 용접부 받침대; 및

   상기 모재의 용접단부를 상호간에 서로 밀착시키기 위한 가압력을 제공하는 제1 밀착 부재;

   를 포함하고,

   상기 모재의 용접단부를 상기 용접부 받침대에 밀착시키기 위한 가압력을 제공하는 제2 밀착 부재를 구비하고,

   상기 제1 밀착 부재는 상기한 모재 및 용접부 받침대가 설치되는 반원형의 모재 설치부를 각각 구비하며 서로 마주보도록 배치되는 한쌍의 블록과, 상기 양 블록 사이의 간격을 조절하는 간격 조절부를 포함하는 커플링 제조장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 간격 조절부는 간격 조절 나사로 이루어지는 커플링 제조장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 한쌍의 블록은 상기 모재의 용접단부를 노출시키기 위한 개구부를 구비하는 커플링 제조장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 제2 밀착 부재는 상기 개구부를 통해 상기 용접단부를 용접부 받침대에 밀착시키는 밀착 롤러로 이루어지는 커플링 제조장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 밀착 롤러는 상기 용접단부를 용접하는 지점의 전방에서 상기 용접단부를 용접부 받침대에 밀착시키는 커플링 제조장치.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 용접부 받침대는 구리 소재로 형성되는 커플링 제조장치.
9. 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항의 커플링 제조장치를 이용하여 커플링을 제조하는 방법으로서,

   형상기억합금으로 이루어진 판재를 소성 가공하여 모재를 제조하는 단계;

   상기 제1 밀착 부재를 이용하여 상기 모재의 용접단부를 서로간에 밀착시키는 단계;

   상기 제2 밀착 부재를 이용하여 상기 모재의 용접단부를 상기 용접부 받침대에 밀착시키는 단계; 및

   상기 모재의 용접단부를 용접하는 단계

   를 포함하는 커플링 제조 방법.

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