KR101814780B1

KR101814780B1 - 압력차를 이용한 배관내부의 칩 제거장치

Info

Publication number: KR101814780B1
Application number: KR1020150188398A
Authority: KR
Inventors: 이우각; 송민호
Original assignee: 동화산업 주식회사; 주식회사 한국가스기술공사
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2018-01-04
Also published as: KR20170078157A; US10189058B2; JP2017120128A; US20170182524A1

Abstract

본 발생은 고압유체가 흐르는 배관의 천공작업 시 발생하여 배관 내부에 떨어져 있는 금속 칩(chip)들을 외부로 제거하기 위하여, 배관 내부의 압력과 외부 대기압의 압력 차이를 이용하여 배관내의 칩들을 유체일부와 함께 외부로 제거하도록 함으로써 편리하고 신속하게 칩들을 제거하는 장치이다.
본 발명의 배관내부의 칩 제거장치는 고압유체가 흐르는 배관의 천공부분에 설치된 핏팅(4)과, 상기 핏팅(4)에 결합된 샌드위치밸브(5), 상기 샌드위치밸브(5)의 상부에 설치된 칩제거 아답타(10)와, 배관(1) 내부에 떨어져 있는 칩을 제거하기 위하여 상기 칩 제거 아답타(10)를 관통하여 배관(1)의 내면까지 뻗어 있는 흡입튜브(20)와, 상기 흡입튜브(20)를 상하로 이동시키는 상하 이동수단과, 상기 흡입튜브(20)의 상단에 연결되어 칩을 이송하는 이송튜브(40)와, 상기 이송튜브(40)의 끝부분에 설치되어 이송되어온 칩을 분리하는 스트레이너(50)를 포함하는 배관 내부의 칩 제거장치에 있어서, 상기 흡입튜브(20)의 하단에, 배관내면의 굴곡면과 대응하도록 굴곡 된 흡입플레이트(21)가 결합되어 있으며, 그 흡입 플레이트(21)의 저면에는 유체가 저면 양측 중앙으로만 유입되도록 하는 안내돌부(21b)가 형성되어 있으며; 상기 흡입튜브(20)의 상하 이동수단은 상기 칩제거 아답타(10)에 설치되어 있는 유압실린더(30), 상기 유압 실린더(30)의 로드에 결합되어 있는 것으로서 상기 흡입튜브(20)의 상단이 결합되어 있는 브라켓트(31)로 이루어져 있으며; 상기 흡입튜브(20)의 하향이동거리를 제한하기 위한 스토퍼(22)가 설치되어 있다.

Description

압력차를 이용한 배관내부의 칩 제거장치{Apparatus of removing chips in pipe, using pressure difference}

본 발명은 고압가스가 흐르는 가스관, 지역난방의 온수관, 상수도관 등 각종 배관의 천공작업 시 발생하여 배관 내부에 떨어져 있는 금속 칩(chip)들을 외부로 제거하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배관 내부의 압력과 외부 대기압의 압력 차이를 이용하여 배관내의 칩들을 가스 등 유체일부와 함께 외부로 제거하도록 함으로써 편리하고 신속하게 칩들을 제거하는 칩 제거장치에 관한 것이다.

최근 건물 및 주택에서는 도시가스를 이용하고 있기 때문에 사람이 거주하는 지역의 땅속에는 도시가스회사에서 도시가스를 공급하기 위한 가스관들이 매립되어 있으며, 또한 지역난방을 위한 온수관을 비롯하여 상하수도관 등 각종 배관들이 거미줄처럼 매설되어 있다. 이러한 배관은 도시가스회사와 같은 공급원과 연결되는 메인 배관과, 그 메인 배관으로부터 가스, 온수 등을 필요로 하는 주택, 건물 등의 사용 장소까지 설치된 분기 배관 등이 있다.

상기와 같이 메인 배관에서 분기 배관을 연결하는 경우나 배관의 정비를 위하여 정비지역의 상류에 있는 배관을 차단하여야 하는 경우에는 그 부분에 필요한 구성부품을 설치하여 배관을 천공하여야 한다.

메인 배관과 분기 배관의 연결장치 및 그 연결방법에 대해서는 특허공고 1993-0011585호에 자세히 설명되어 있다. 이 경우에 배관을 천공할 때 배관을 원형으로 절삭하는데 이 때 금속 칩들이 발생하여 배관의 내부에 떨어지게 된다.

또한 배관의 교체, 수리, 분기관연결 등의 정비작업 시에 배관정비작업장소로의 유체흐름을 일시 차단하는 장치에 대해서는 실용신안등록 제20-0157683호에 자세히 설명 되어 있다. 이 경우에도 배관을 천공할 때 배관을 원형으로 절삭하는데 이 때 금속 칩들이 발생하여 배관의 내부에 떨어지게 된다.

상기와 같이 배관 내부에 떨어진 칩들은 외부로 제거하지 않을 경우에 가스, 온수 등의 유체와 함께 흘려 최종 사용 장소의 노즐을 막히게 하는 등 여러 가지 부작용을 일으키므로 제거하는 것이 바람직하다.

종래 이와 같이 발생된 칩을 제거하는 장치는 실용신안등록 제20-0153590호와 같이 자석을 천공된 개구부를 통하여 배관 내부에 접근시켜 칩들이 자석에 달라붙게 하고 그 자석 및 칩들을 상부로 끌어올리는 방식으로 칩들을 제거하였다.

그러나 상기와 같이 자석을 이용한 칩 제거장치는 한번에 모든 칩들을 제거하지 못하고 상기와 같이 제거작업을 4~5번 반복하여야 한다. 그런데 배관의 직경은 1~2미터 정도로 대형인 경우가 많고 배관 내부에는 고압의 유체가 흘러 안전을 위한 조치를 해야 할 뿐 아니라 칩 제거장치의 구성부품들이 중량물이어서 칩 제거 1회 작업에 많은 시간이 소요된다. 따라서 자석을 이용한 칩 제거장치는 많은 노동력과 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 한번의 작업으로 배관 내부에 떨어져 있는 칩들을 제거할 수 있도록 함으로써 신속하고 편리하게 배관 내부의 칩들을 제거하는 칩 제거장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배관내부의 칩 제거장치는 고압유체가 흐르는 배관의 천공부분에 설치된 핏팅과, 상기 핏팅에 결합된 샌드위치밸브, 상기 샌드위치밸브의 상부에 설치된 칩제거 아답타와, 배관 내부에 떨어져 있는 칩을 제거하기 위하여 상기 칩 제거 아답타를 관통하여 배관의 내면까지 뻗어 있는 흡입튜브와, 상기 흡입튜브를 상하로 이동시키는 상하 이동수단과, 상기 흡입튜브의 상단에 연결되어 칩을 이송하는 이송튜브와, 상기 이송튜브의 끝부분에 설치되어 이송되어온 칩을 분리하는 스트레이너를 포함하는 배관 내부의 칩 제거장치에 있어서, 상기 흡입튜브의 하단에, 배관내면의 굴곡면과 대응하도록 굴곡 된 흡입플레이트가 결합되어 있으며, 그 흡입 플레이트의 저면에는 유체가 저면 양측 중앙으로만 유입되도록 하는 안내돌부가 형성되어 있으며; 상기 흡입튜브(20)의 상하 이동수단은 상기 칩제거 아답타에 설치되어 있는 유압실린더, 상기 유압 실린더의 로드에 결합되어 있는 것으로서 상기 흡입튜브의 상단이 결합되어 있는 브라켓트로 이루어져 있으며; 상기 흡입튜브의 하향이동거리를 제한하기 위한 스토퍼가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 칩 제거장치는 또한 상기 흡입튜브의 하향이동거리를 제한하기 위한 스토퍼는 칩제거 아답타 외부에 있는 흡입튜브 부분에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 칩 제거장치는 또한 상기 칩 제거 아답타는 상기 샌드위치밸브에 결합되어 있는 본체와, 상기 본체의 상부에 분리가능하게 설치되는 것으로서 상기 흡입튜브가 관통하는 관통공이 형성되어 있는 밀폐판과, 상기 밀폐판과 흡입튜브 사이를 밀폐하기 위하여 설치된 패킹을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 배관 내부의 칩 제거 장치는 배관 내부의 고압의 유체압력과 외부의 대기압의 차이를 이용하여 유체 일부가 외부로 배출되면서 칩들도 함께 배출되도록 하고 있기 때문에 칩 제거작업 한번으로 칩들을 제거할 수 있으며, 그에 따라 신속하고 편리하게 배관 내부의 칩들을 제거할 수 있는 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명에 따른 배관 내부의 칩 제거 장치의 구성을 나타내는 입단면도,
도 2는 본 발명에 따른 배관 내부의 칩 제거 장치의 일부 평면도,
도 3a는 본 발명에 따른 배관 내부의 칩 제거 장치의 구성부품인 흡입플레이트의 저면도,
도 3b는 도 3a의 흡입플레이트의 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 배관 내부의 칩 제거 장치의 구성부품인 브라켓트의 평면도이다.

이하 첨부 도면을 참고하여 본 발명에 따른 배관 배부의 칩 제거장치에 대하여 보다 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배관 내부의 칩 제거장치는 고압유체가 흐르는 배관(1)의 천공부분에 설치된 핏팅(4)과, 상기 핏팅(4)에 결합된 샌드위치밸브(5), 칩제거 아답타(10), 흡입튜브(20), 상기 흡입튜브(20)를 상하로 이동시키는 상하 이동수단, 이송튜브(40), 스트레이너(strainer)(50)를 구비하고 있다.

배관(1)을 천공하는 경우에는 배관(1)의 천공부분 상부와 하부에는 각각 보강판(2)(3)을 용접하며, 핏팅(fitting)(4)과 샌드위치밸브(5)를 설치하고, 이들은 천공 후에도 제거하지 않고 그대로 설치상태를 유지하며, 본 발명의 칩 제거장치는 이들 부품들을 이용하고 있다.

칩제거 아답타(10)는 샌드위치밸브(5)의 상부에 설치되는 것으로서, 샌드위치밸브(5)에 결합되어 있는 본체(11)와, 상기 본체(11)의 상부에 분리가능하게 설치되는 것으로서 상기 흡입튜브(20)가 관통하는 관통공이 형성되어 있는 밀폐판(12)과, 상기 밀폐판(12)과 흡입튜브(20) 사이를 밀폐하기 위하여 설치된 패킹(13)을 포함한다. 패킹(13)은 여러 개의 V 패킹을 적층하여 유체가 새어나오지 않도록 하고 또한 패킹커버(14)에 의하여 패킹의 설치상태를 견고하게 하고 있다.

상기 밀폐판(12)은 나사에 의하여 본체(11)에 견고하게 결합되어 있으며, 그 상부에 유압실린더(30)를 설치된다. 배관(1)의 직경에 따라 흡입튜브(20) 및 유압실린더(30)의 크기 및 용량이 달라질 수 있는데 이 경우에 본체(11)는 그대로 이용하고 밀폐판(12)만 다른 것으로 교체하여 이용할 수 있다.

흡입튜브(20)는 배관(1) 내부에 떨어져 있는 칩을 제거하기 위하여 상기 칩 제거 아답타(10)를 관통하여 배관(1)의 내면으로부터 외부로 뻗어 있다. 흡입튜브(20)의 하단에는 깔때기 형태의 흡입관(20a)이 연결되어 있다.

그리고 상기 흡입관(20a)의 하단에는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 배관(1) 내면의 굴곡면과 대응하도록 굴곡 된 흡입플레이트(21)가 결합되어 있는데 흡입플레이트(21)의 중앙에는 관통공(21a)이 형성되어 있으며, 저면 가장자리에는 안내돌부(21b)가 형성되어 있다. 안내돌부(21b)는 그 내부에 칩들이 위치하도록 되어 있으며 양측 중앙에만 개방되어 있다. 따라서 칩 제거 시에 양측 개방부와 안내돌부(21b)와 배관(1) 사이의 틈새를 통하여 유체가 강하게 들어오면서 내부의 칩들을 흡입튜브(20)로 흡입하게 된다.

흡입튜브(20)에는 흡입튜브(20)를 상하로 이동시키는 상하 이동수단이 연결되어 있다. 상기 상하 이동수단은 상기 칩제거 아답타(10)의 밀폐판(12)에 설치되어 있는 유압실린더(30), 상기 유압 실린더(30)의 로드에 결합되어 있는 것으로서 상기 흡입튜브(20)의 상단이 결합되어 있는 브라켓트(31)로 이루어져 있다.

유압 실린더(30)는 흡입튜브(20)를 좌우유동 없이 수직으로 이동시키기 위하여 3개가 균일간격으로 설치되어 있으며 브라켓트(31)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 가장자리에 유압실린더(30)의 선단이 결합하고 중앙에 흡입튜브(20)의 상단이 관통하는 삼각형상판으로 형성되어 있다.

유압실린더(30)는 에어실린더로 대체할 수 있는 것으로서, 흡입튜브(20)의 상하이동거리가 길므로 다단실린더를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 칩제거 아답타(10) 외부에 있는 흡입튜브(20) 부분에는 흡입튜브(20)의 하향이동거리를 제한하기 위한 스토퍼(stopper)(22)가 설치되어 있다. 스토퍼(22)는 흡입튜브(20)의 외부에 설치된 스토퍼 링을 나비볼트로 체결하여 고정하는 형태로 되어 있다.

이송튜브(40)는 상기 흡입튜브(20)의 상단에 연결되어 칩을 이송하는 적절한 장소로 튜브이다. 이송튜브(40)는 개폐밸브(41)(42)가 설치되어 있다.

상기 이송튜브(40)의 끝부분에는 이송되어온 칩을 분리하는 스트레이너(50)가 설치되어 있다. 스트레이너(50)는 칩(chip)들을 유체로부터 분리하고 유체는 배출시키는 것으로서 칩들이 일정량 모이면 분해하여 폐기, 처리한다.

상기 스트레이너(50)로부터 유체가 직접 공기중으로 유출되는 경우에는 큰 소음이 발생하므로 스트레이너(50)의 유출튜브에 소음기(60)가 설치되어 있다. 또한 상기 소음기(60)의 유출튜브에 유체가 지상보다 높은 곳에서 배출되도록 배출파이프(70)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 칩 제거장치의 작용에 대하여 배관이 가스관인 경우를 예를 들어 설명한다.

샌드위치밸브(5)가 닫쳐진 상태에서 흡입튜브(20) 및 유압실린더(30) 등이 결합된 칩 제거 아답타(10)를 샌드위치밸브(5)에 결합하고 흡입튜브(20)의 상단에는 스트레이너(50)와 연결되어 있는 이송튜브(40)를 연결한다. 이 상태에서는 흡입플레이트(21)가 칩 제거 아답타(10)의 내부에 위치하고 있다.

다음에 샌드위치밸브(5)를 개방하고 유압실린더(30)를 작동하여 브라켓트(31) 및 흡입튜브(20)를 서서히 하강시키다가 흡입플레이트(21)가 일정 위치에 도달할 때 유압실린더(30)의 작동을 멈춘다. 흡입플레이트(21)는 흡입튜브(20)와 함께 자중에 의하여 계속 하향 이동할 수 있으나 스토퍼(22)가 밀폐판(12)에 접촉하면 더 이상 하강하지 않는다. 이 상태에서는 흡입플레이트(21) 하부, 구체적으로 안내돌부(21b)의 내부에 칩들이 위치하게 된다.

그리고 이송튜브(40)에 있는 개폐밸브(41)(42)를 개방하면 배관(1) 내부의 압력에 의하여 흡입플레이트(21) 저면의 가스가 흡입튜브(20) 및 이송튜브(40)를 통하여 스트레이너(50)쪽으로 흐른다. 이때 흡입플레이트(21) 저면에 있는 칩들은 하부와 함께 배출되어 스트레이너(50)로 이송한다. 흡입튜브(20)의 하단에 있는 깔때기 형태의 흡입관(20a)으로 인하여 칩들이 큰 저항을 받지 않고 흡입튜브(20) 내부로 흡입된다.

스트레이너(50)에는 칩들이 걸려지고 가스는 소음기(60)를 통과하면서 소음을 소멸시킨 후 배출파이프(70)를 통하여 지상보다 훨씬 높은 곳에서 배출된다. 유체가 온수나 상수인 경우에는 상기 소음기(60)나 배출파이프(70)는 없어도 무방하다.

상기와 같은 칩 제거작업이 완료되면 이송튜브(40)의 개폐밸브(41)(42)를 닫고 유압실린더(30)를 상승시켜 흡입플레이트(21)를 칩 제거 아답타(10)의 내부로 끌어올리고, 샌드위치밸브(5)를 닫아 유체의 유출을 완전히 차단한다. 그리고 나서 칩 제거 아답타(10)를 샌드위치밸브(5)로부터 제거함으로써 칩 제거작업이 완료된다.

칩 제거 작업 후에 스트레이너(50)에 모아진 칩들은 스트레이너(50)를 분해하여 제거한다.

본 발명에 따른 칩 제거 장치는 배관 내부의 고압의 유체압력과 외부의 대기압의 차이를 이용하여 고압의 유체 일부가 외부로 배출되면서 칩들도 함께 배출되도록 하고 있으므로 칩 제거작업 한번으로 칩들을 제거할 수 있으며, 그에 따라 신속하고 편리하게 배관 내부의 칩들을 제거할 수 있다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게는 명백한 것이며, 따라서 그러한 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

1: 배관 2, 3: 보강판
4: 핏팅 5: 샌드위치밸브
10: 칩 제거 아답타 11: 본체
12: 밀폐판 13: 패킹
14: 패킹커버
20: 흡입튜브 20a: 흡입관
21: 흡입플레이트 21a: 관통공
21b: 안내돌부 22: 스토퍼
30: 유압실린더 31: 브라켓트
40: 이송튜브 41, 42: 개폐밸브
50: 스트레이너(strainer) 60: 소음기
70: 배출파이프

Claims

고압유체가 흐르는 배관의 천공부분에 설치된 핏팅(4)과, 상기 핏팅(4)에 결합된 샌드위치밸브(5), 상기 샌드위치밸브(5)의 상부에 설치된 칩제거 아답타(10)와, 배관(1) 내부에 떨어져 있는 칩을 제거하기 위하여 상기 칩 제거 아답타(10)를 관통하여 배관(1)의 내면까지 뻗어 있는 흡입튜브(20)와, 상기 흡입튜브(20)를 상하로 이동시키는 상하 이동수단과, 상기 흡입튜브(20)의 상단에 연결되어 칩을 이송하는 이송튜브(40)와, 상기 이송튜브(40)의 끝부분에 설치되어 이송되어온 칩을 분리하는 스트레이너(50)를 포함하는 배관 내부의 칩 제거장치에 있어서,
상기 흡입튜브(20)의 하단에, 배관내면의 굴곡면과 대응하도록 굴곡 된 흡입플레이트(21)가 결합되어 있으며, 그 흡입 플레이트(21)의 저면에는 유체가 저면 양측 중앙으로만 유입되도록 하는 안내돌부(21b)가 형성되어 있으며;
상기 흡입튜브(20)의 상하 이동수단은 상기 칩제거 아답타(10)에 설치되어 있는 유압실린더(30), 상기 유압 실린더(30)의 로드에 결합되어 있는 것으로서 상기 흡입튜브(20)의 상단이 결합되어 있는 브라켓트(31)로 이루어져 있으며;
상기 흡입튜브(20)의 하향이동거리를 제한하기 위한 스토퍼(22)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배관내부의 칩 제거장치.
제1항에 있어서, 상기 스트레이너(50)의 유출튜브에 설치된 소음기(60)와, 상기 소음기(60)의 유출튜브에 설치된 배출파이프(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관내부의 칩 제거장치.
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제1항에 있어서, 상기 흡입튜브(20)의 하향이동거리를 제한하기 위한 스토퍼(22)는 칩제거 아답타(10) 외부에 있는 흡입튜브(20) 부분에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 배관내부의 칩 제거장치.
제1항에 있어서, 상기 칩 제거아답타(10)는 상기 샌드위치밸브(5)에 결합되어 있는 본체(11)와, 상기 본체(11)의 상부에 분리가능하게 설치되는 것으로서 상기 흡입튜브(20)가 관통하는 관통공이 형성되어 있는 밀폐판(12)과, 상기 밀폐판(12)과 흡입튜브(20) 사이를 밀폐하기 위하여 설치된 패킹(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관내부의 칩 제거장치.