KR101834353B1 - 플랜지 정렬 장치 - Google Patents

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KR101834353B1
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장항희
김태진
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삼성중공업 주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 플랜지 정렬 장치는, 제1플랜지가 형성된 공급파이프에 연결되며, 상기 제1플랜지의 기준위치를 제시하는 탐침부를 구비하는 도킹유닛, 제2플랜지가 형성된 수급파이프에 연결되며, 상기 제2플랜지에 상기 제1플랜지가 면접하여 1차정렬될 수 있도록 상기 탐침부가 인입 및 가이드 되는 가이드부를 구비하는 가이드유닛 및 상기 수급파이프에 연결되며, 상기 공급파이프 및 수급파이프가 동심축 상에 일치하여 연통되도록 상기 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬하는 얼라인유닛을 포함한다.

Description

플랜지 정렬 장치{Flange Alignment Apparatus}
본 발명은 플랜지 정렬 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선박간에 유체 등을 이송하기 위하여 플랜지가 구비된 배관을 정확히 연결할 수 있도록 하는 플랜지 정렬 장치에 관한 것이다.
일반적으로 배관은 기체, 액체 등 각종 유체를 이송하기 위하여 관(Pipe)을 이어 배치한 것이나 연결된 관들을 의미한다. 배관(Pipe)에는 연속적인 관이음을 위해 그 일단 또는 양단에 플랜지(Flange)가 형성된다.
선박간에 유체 등을 이송하기 위하여는 선박간에 설치된 배관을 연결하는 작업이 필요하다. 배관을 연결하는 방법은 여러 가지 방법이 있지만, 그 중에서 플랜지를 통한 볼트체결 방법이 가장 보편적이라 할 수 있다. 특히 고압으로 이송되는 천연가스의 누출을 방지할 수 있도록 배관을 연결하는 작업은 매우 중요하다.
그러나, 중량이 큰 배관을 연결하여 조립하거나 비틀어진 배관을 정렬시키는 데는 체인블럭, 지렛대 등의 기구를 사용하여야 하므로, 작업이 불편하고 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 공급파이프에 구비된 제1플랜지의 기준위치를 제시하는 탐침부를 포함하는 도킹유닛을 상기 공급파이프에 연결하고, 수급파이프에 구비된 제2플랜지에 상기 제1플랜지가 면접하여 1차정렬될 수 있도록 탐침부가 인입 및 가이드 되는 가이드부를 포함하는 가이드유닛을 상기 수급파이프에 연결하며, 얼라인유닛을 이용하여 공급파이프 및 수급파이프가 동심축 상에 일치하여 연통되도록 상기 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬하고자 하는 플랜지 정렬 장치를 제공함에 있다.
본 출원의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플랜지 정렬 장치는, 제1플랜지가 형성된 공급파이프에 연결되며, 상기 제1플랜지의 기준위치를 제시하는 탐침부를 구비하는 도킹유닛, 제2플랜지가 형성된 수급파이프에 연결되며, 상기 제2플랜지에 상기 제1플랜지가 면접하여 1차정렬될 수 있도록 상기 탐침부가 인입 및 가이드 되는 가이드부를 구비하는 가이드유닛 및 상기 수급파이프에 연결되며, 상기 공급파이프 및 수급파이프가 동심축 상에 일치하여 연통되도록 상기 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬하는 얼라인유닛을 포함할 수 있다.
도킹유닛은 공급파이프의 일단에 인접하여 결합되며, 상기 공급파이프의 측면 방향으로 이격되어 형성되는 연결부 및 상기 연결부의 일단에 결합되며, 상기 공급파이프의 길이방향과 일치되도록 상기 공급파이프의 끝단보다 이격되어 형성되는 탐침부를 포함할 수 있다.
탐침부는 길이방향으로 연장형성되는 기둥부; 상기 기둥부로부터 길이방향을 따라 직경이 감소하도록 연장형성되는 삽입부 및 상기 삽입부의 끝단에 형성되는 첨단부를 포함할 수 있다.
가이드유닛은 상기 탐침부의 첨단부를 내측으로 가이드하는 깔때기 형상의 가이드부 및 상기 가이드부의 중앙부 내측으로 상기 삽입부와 대응되는 형상의 관통공을 구비하는 삽입홈부를 포함하며, 상기 삽입부는 상기 삽입홈부의 관통공에 인입되어 상기 삽입부의 끝단이 상기 관통공의 끝단에 밀착되어 상기 도킹유닛과 상기 가이드유닛이 1차정렬할 수 있다.
얼라인유닛은 측면에 경사장홀이 형성된 하우징, 상기 하우징내에 회전가능하게 인입 또는 인출되는 유압실린더, 상기 유압실린더의 상부에 고정결합되어 상기 제1플랜지 및 제2플랜지의 외주면이 동심축 상에 일치되도록 상기 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬하는 정렬부 및 상기 정렬부의 상부에 결합되어 상기 제1플랜지를 제2플랜지에 밀착시키는 결속부를 포함할 수 있다.
유압실린더는 측면에 돌출형성된 회전핀을 더 포함하며, 상기 회전핀은 상기 하우징의 경사장홀 외부로 돌출되어 상기 회전핀이 회전함에 따라 상기 유압실린더가 상기 하우징 내에 인입 및 회전될 수 있다.
정렬부는 원호 형상의 슬라이딩부 및 상기 슬라이딩부의 끝단으로부터 수직방향으로 형성되는 고정부를 포함하며, 상기 유압실린더가 회전함에 따라 상기 슬라이딩부가 상기 1차정렬된 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬하며, 상기 고정부가 상기 2차정렬된 제1플랜지 및 제2플랜지의 2차정렬 상태를 유지할 수 있다.
결속부는 상기 결속부의 하부 내측에 돌출 형성된 결속돌기를 더 포함하며, 상기 유압실린더가 회전함에 따라 상기 결속돌기가 상기 제1플랜지의 하면에 안착되어 상기 제1플랜지를 상기 제2플랜지에 밀착시킬 수 있다.
얼라인유닛은 상기 제1플랜지 및 제2플랜지의 1차정렬 상태를 감지하는 센싱부 및 상기 1차정렬된 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬되도록 상기 유압실린더의 회전을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 플랜지 정렬 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 도킹유닛과 가이드유닛을 이용하여, 공급파이프의 제1플랜지와 수급파이프의 제2플랜지를 1차정렬할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 상기 1차정렬된 제1플랜지와 제2플랜지를 얼라인유닛을 이용하여, 공급파이프 및 수급파이프가 동심축 상에 일치하여 연통되도록 상기 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 얼라인유닛에 제1플랜지 및 제2플랜지의 1차정렬 상태를 감지하는 센싱부 및 상기 1차정렬된 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬되도록 유압실린더의 회전을 제어하는 제어부를 더 포함하여 작업자의 작업편의성을 높일 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 출원을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플랜지 정렬 장치의 도킹유닛과 가이드유닛의 사용상태를 나타낸 평면도;
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 플랜지 정렬 장치의 도킹유닛과 가이드유닛의 사용상태의 모습을 나타낸 도면;
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 플랜지 정렬 장치의 얼라인유닛의 사용상태를 나타낸 정면도;
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 플랜지 정렬 장치의 얼라인유닛의 사용상태를 나타낸 도면;
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 플랜지 정렬 장치의 얼라인유닛과 가이드유닛의 사용상태를 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 도면에 도시된 구성은 상세한 설명에 대한 이해를 돕기 위한 예시일 뿐, 그 형상에 대하여는 제한 없이 다양할 수 있으며 이로 인해 권리범위가 제한되지 않음을 명시한다.
본 발명은 제1선박(미도시)에 설치된 공급파이프(50)를 통해 제2선박(미도시)에 설치된 수급파이프(70)로 유체를 이동시키기 위하여 상기 공급파이프(50)와 수급파이프(70)가 동심축 상에 일치하여 연통되도록 상기 공급파이프(50)와 수급파이프(70)에 각각 구비된 플랜지(55, 75)를 정렬하기 위한 장치에 관한 것이다.
도 1 및 도 3을 참조하면,
본 발명에 따른 플랜지 정렬 장치는 개략적으로, 도킹유닛(200), 가이드유닛(300) 및 얼라인유닛(500)으로 구성된다.
여기서, 도 1은 본 발명에 따른 플랜지 정렬 장치의 도킹유닛(200)과 가이드유닛(300)의 사용상태를 나타내는 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 플랜지 정렬 장치의 가이드유닛(300)의 사용상태를 나타낸 정면도이다.
도킹유닛(200)은 제1플랜지(55)가 형성된 공급파이프(50)에 연결되며, 상기 제1플랜지(55)의 기준위치를 제시하는 탐침부(250)를 포함한다.
도킹유닛(200)의 연결부(230)는 공급파이프(50)의 일단에 인접하여 결합되며, 상기 공급파이프(50)의 측면 방향으로 이격되어 형성된다.
상기 연결부(230)는 도 2에 도시된 바와 같이, 부채꼴 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
도킹유닛(200)의 탐침부(250)는 상기 연결부(230)의 일단에 결합되며, 상기 공급파이프(50)의 길이방향과 일치되도록 상기 공급파이프(50)의 끝단보다 이격되어 형성되며, 상기 탐침부(250)는 전술한 바와 같이, 제1플랜지(55)의 기준위치를 제시한다.
도 1을 참조하면,
탐침부(250)는 길이방향으로 연장형성되는 기둥부(253), 상기 기둥부(253)로부터 길이방향을 따라 직경이 감소하도록 연장형성되는 삽입부(255) 및 상기 삽입부(255)의 끝단에 형성되는 첨단부(257, 尖端部)로 구성된다.
상기 탐침부(250)의 삽입부(255)는 후술할 가이드유닛(300)에 삽입된다.
도 1 및 도 2를 참조하면,
가이드유닛(300)은 제2플랜지(75)가 형성된 수급파이프(70)에 연결되며, 가이드부(320) 및 삽입홈부(350)로 구성된다.
가이드부(320)는 도킹유닛(200)에 구비된 탐침부(250)의 첨단부(257)를 상기 가이드부(320)의 내측으로 가이드하며, 상기 첨단부(257)가 용이하게 가이드될 수 있도록 깔때기 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
삽입홈부(350)는 상기 가이드부(320)의 중앙부 내측으로 연장형성되며, 삽입부(255)의 형상과 대응되는 형상의 관통공(357)을 구비한다.
공급파이프(50)에 구비된 도킹유닛(200)의 탐침부(250)가 수급파이프(70)에 구비된 가이드부(320)에 접촉하면, 상기 탐침부(250)의 첨단부(257) 및 삽입부(255)가 상기 깔때기 형상의 가이드부(320)의 내측으로 안내되어 삽입홈부(350)의 관통공(357)에 인입(引入) 되고, 상기 탐침부(250)의 삽입부(255)는 상기 관통공(357)의 끝단에 걸리도록 밀착된다.
이로써, 상기 도킹유닛(200)과 상기 가이드유닛(300), 즉, 공급파이프(50)의 제1플랜지(55)와 수급파이프(70)의 제2플랜지(75)가 면접하여 1차정렬된다.
1차정렬이란, 상기 제1플랜지(55)와 제2플랜지(75)가 정확히 동심축 상에 일치하여 연통되지는 않지만, 상기 제1플랜지(55)와 제2플랜지(75)가 면접(面接)이 되어 있는 상태를 말한다.
이하, 상기 1차정렬된 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)를 2차정렬하는 얼라인유닛(500)에 대하여 설명한다.
도 3 내지 도 6을 참조하면,
얼라인유닛(500)은 수급파이프(70)에 연결되며, 공급파이프(50) 및 수급파이프(70)가 동심축 상에 일치하여 연통되도록 상기 공급파이프(50)에 구비된 제1플랜지(55) 및 상기 수급파이프(70)에 구비된 제2플랜지(75)를 2차정렬한다.
2차정렬이란, 제1플랜지(55)와 제2플랜지(75)가 정확히 동심축 상에 일치하여 연통되도록, 상기 제1플랜지(55)와 제2플랜지(75)가 면접(面接)이 되어 있는 상태를 말한다.
얼라인유닛(500)은 개략적으로, 하우징(510), 유압실린더(520), 정렬부(530) 및 결속부(550)로 구성된다.
하우징(510)은 길이방향의 원통 형상이며, 상기 하우징(510)의 측면에는 후술할 회전핀(522)이 돌출되는 경사장홀(513)이 측면에 형성되어 있다.
유압실린더(520)는 상기 하우징(510)내에 회전가능하게 인입(引入) 또는 인출(引出)될 수 있도록 설치되며, 상기 유압실린더(520)의 측면에는 회전핀(522)이 돌출형성되어 있다.
경사장홀(513)은 하향 경사지게 형성되어 있으므로, 상기 경사장홀(513)의 외부로 돌출되어 있는 회전핀(522)이 회전을 하게 되면, 유압실린더(520)가 상기 하우징(510) 내에서 회전함과 동시에 인입 또는 인출된다.
상기 유압실린더(520)의 인입 또는 인출은 회전핀(522)을 수동으로 회전시켜서 작동시킬 수 있으며, 제어부(미도시) 및 별도의 동력장치(미도시)를 연결하여 자동으로 인입 또는 인출되도록 상기 하우징(510) 및 유압실린더(520)를 구성할 수도 있다.
정렬부(530)는 상기 유압실린더(520)의 상부에 고정결합되며, 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)의 외주면이 동심축 상에 일치되도록 상기 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)를 2차정렬한다.
정렬부(530)는 원호 형상의 슬라이딩부(533) 및 상기 슬라이딩부(533)의 끝단으로부터 수직방향으로 형성되는 고정부(535)로 구성된다.
유압실린더(520)가 회전하면, 슬라이딩부(533)는 상기 1차정렬된 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)가 동심축 상에 일치하도록 상기 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)를 2차정렬하며, 고정부(535)는 상기 2차정렬된 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)의 2차정렬 상태를 유지한다.
결속부(550)는 상기 정렬부(530)의 상부에 고정결합되어 상기 제1플랜지(55)를 제2플랜지(75)에 밀착시키는 기능을 한다.
결속부(550)의 결속돌기(553)는 상기 결속부(550)의 하부 내측에 돌출 형성되어 있고, 유압실린더(520)가 회전함에 따라 상기 결속돌기(553)가 제1플랜지(55)의 하면에 안착되어 상기 제1플랜지(55)를 상기 제2플랜지(75)에 밀착시키게 된다.
즉, 정렬부(530)는 정면도인 도 3 및 도 4에 도시된 실시예를 기준으로, 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)를 상, 하, 정면 및 배면 방향으로 정렬시키는 기능을 하며, 결속부(550)의 결속돌기(553)는 제1플랜지(55)를 제2플랜지(75) 방향으로 밀착시키는 기능을 한다.
상기 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)를 2차정렬한 후에는 볼트와 너트를 상기 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)에 형성된 나사통공(58, 59)에 관통하여 체결함으로써, 상기 2차정렬된 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)를 더욱 강하게 밀착시킬 수 있다.
이후에는 공급파이프(50)를 통해 수급파이프(70)로 유체를 이송시키면 된다.
그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 본 발명에 따른 플랜지 정렬장치의 얼라인유닛(500)은 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)의 1차정렬 상태를 감지하는 센싱부 및 상기 1차정렬된 제1플랜지(55) 및 제2플랜지(75)를 2차정렬되도록 유압실린더(520)의 회전을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
50: 공급파이프 55: 제1플랜지
70: 수급파이프 75: 제2플랜지
58, 59: 나사통공 200: 도킹유닛
230: 연결부 250: 탐침부
253: 기둥부 255: 삽입부
257: 첨단부 300: 가이드유닛
320: 가이드부 350: 삽입홈부
357: 관통공 500: 얼라인유닛
510: 하우징 513: 경사장홀
520: 유압실린더 522: 회전핀
530: 정렬부 533: 슬라이딩부
535: 고정부 550: 결속부
553: 결속돌기

Claims (9)

  1. 제1플랜지가 형성된 공급파이프에 연결되며, 상기 제1플랜지의 기준위치를 제시하는 탐침부를 구비하는 도킹유닛;
    제2플랜지가 형성된 수급파이프에 연결되며, 상기 제2플랜지에 상기 제1플랜지가 면접하여 1차정렬될 수 있도록 상기 탐침부가 인입 및 가이드 되는 가이드부를 구비하는 가이드유닛; 및
    상기 수급파이프에 연결되며, 상기 공급파이프 및 수급파이프가 동심축 상에 일치하여 연통되도록 상기 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬하는 얼라인유닛;
    을 포함하는 플랜지 정렬 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 도킹유닛은
    공급파이프의 일단에 인접하여 결합되며, 상기 공급파이프의 측면 방향으로 이격되어 형성되는 연결부; 및
    상기 연결부의 일단에 결합되며, 상기 공급파이프의 길이방향과 일치되도록 상기 공급파이프의 끝단보다 이격되어 형성되는 탐침부;
    를 포함하는 플랜지 정렬 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 탐침부는
    길이방향으로 연장형성되는 기둥부;
    상기 기둥부로부터 길이방향을 따라 직경이 감소하도록 연장형성되는 삽입부; 및
    상기 삽입부의 끝단에 형성되는 첨단부;
    를 포함하는 플랜지 정렬 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 가이드유닛은
    상기 탐침부의 첨단부를 내측으로 가이드하는 깔때기 형상의 가이드부; 및
    상기 가이드부의 중앙부 내측으로 상기 삽입부와 대응되는 형상의 관통공을 구비하는 삽입홈부;를 포함하며,
    상기 삽입부는 상기 삽입홈부의 관통공에 인입되어 상기 삽입부의 끝단이 상기 관통공의 끝단에 밀착되어 상기 도킹유닛과 상기 가이드유닛이 1차정렬되는 플랜지 정렬 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 얼라인유닛은
    측면에 경사장홀이 형성된 하우징;
    상기 하우징내에 회전가능하게 인입 또는 인출되는 유압실린더;
    상기 유압실린더의 상부에 고정결합되어 상기 제1플랜지 및 제2플랜지의 외주면이 동심축 상에 일치되도록 상기 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬하는 정렬부; 및
    상기 정렬부의 상부에 결합되어 상기 제1플랜지를 제2플랜지에 밀착시키는 결속부;
    를 포함하는 플랜지 정렬 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 유압실린더는
    측면에 돌출형성된 회전핀을 더 포함하며,
    상기 회전핀은 상기 하우징의 경사장홀 외부로 돌출되어 상기 회전핀이 회전함에 따라 상기 유압실린더가 상기 하우징 내에 인입 및 회전되는 플랜지 정렬 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 정렬부는
    원호 형상의 슬라이딩부; 및
    상기 슬라이딩부의 끝단으로부터 수직방향으로 형성되는 고정부;
    를 포함하며,
    상기 유압실린더가 회전함에 따라 상기 슬라이딩부가 상기 1차정렬된 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬하며, 상기 고정부가 상기 2차정렬된 제1플랜지 및 제2플랜지의 2차정렬 상태를 유지하는 플랜지 정렬 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 결속부는
    상기 결속부의 하부 내측에 돌출 형성된 결속돌기를 더 포함하며,
    상기 유압실린더가 회전함에 따라 상기 결속돌기가 상기 제1플랜지의 하면에 안착되어 상기 제1플랜지를 상기 제2플랜지에 밀착시키는 플랜지 정렬 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 얼라인유닛은
    상기 제1플랜지 및 제2플랜지의 1차정렬 상태를 감지하는 센싱부; 및
    상기 1차정렬된 제1플랜지 및 제2플랜지를 2차정렬되도록 상기 유압실린더의 회전을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 플랜지 정렬 장치.
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