KR101837054B1 - 파이프 평판화 가공장치 - Google Patents

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KR101837054B1
KR101837054B1 KR1020170001412A KR20170001412A KR101837054B1 KR 101837054 B1 KR101837054 B1 KR 101837054B1 KR 1020170001412 A KR1020170001412 A KR 1020170001412A KR 20170001412 A KR20170001412 A KR 20170001412A KR 101837054 B1 KR101837054 B1 KR 101837054B1
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김희철
임상학
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Abstract

본 발명은 파이프를 평판화 가공하기 위한 장치에 관한 것으로, 파이프(P)를 고정하여 수평 이송하기 위한 수평 구동부(110)와; 상기 수평 구동부(110)에 의해 수평 이송되는 파이프(P)를 수평 방향으로 안내하게 위한 수평 가이드부(120)와; 상기 수평 가이드부(120)에 구비되어 상기 파이프(P)를 길이 방향으로 절개하기 위한 절삭부(130)와; 상기 수평 가이드부(120)에서 인출된 파이프(P)의 절개홈을 확장하여 전개하기 위한 제1평판화 롤러부(210)와, 상기 제1평판화 롤러부(210)와 대면하도록 배치되어 회전 구동에 의해 상기 파이프(P)를 수평 이송하기 위한 제2평판화 롤러부(220)와, 상기 제2평판화 롤러부(220)를 회전 구동하기 위한 구동부(230)를 포함하여 상기 제1평판화 롤러부(210)와 상기 제2평판화 롤러부(220) 사이를 통과하는 파이프(P)의 평판화 가공이 이루어지는 평판 가공부(200)를 포함한다.

Description

파이프 평판화 가공장치{PIPE-FLATTING APPARATUS}
본 발명은 방사능에 오염된 파이프를 제염 처리하기 위하여 파이프를 평판화 가공하기 위한 장치에 관한 것이다.
원자력 발전소는 수많은 배관을 통해 연결되어 있으며, 이러한 배관들은 방사능 오염 정도를 평가하여 제염 처리를 거쳐 핵종별 농도가 자체처분 허용농도 미만으로 확인된 것으로 자원으로 재활용함으로서 방사성 폐기물의 저장 공간과 관리비용을 크게 절감할 수 있다.
한편 파이프는 내면의 제염 처리가 어렵고 방사능 제염 여부를 검사하기가 매우 어려우며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록특허공보 제10-1441502(공고일자: 2014.09.18)에서는 방사능에 오염된 파이프를 절단, 평판화 가공하기 위한 장치를 개시하고 있으며, 오염된 파이프를 평판화하여 평판화된 파이프를 제염 처리하고 오염 검사를 실시하는 것을 제안하고 있다.
그러나 상기 등록특허에서는 파이프를 절단하는 공정과, 절단된 파이프를 평판화 가공하는 공정이 별도로 분리된 공정에 의해 이루어지는 불편함이 있다.
등록실용신안공보 제20-0313807호(공고일자: 2003.05.22)
등록특허공보 제10-1441502(공고일자: 2014.09.18)
본 발명은 파이프의 내면을 제염하거나 오염검사를 수행하기 위하여 파이프를 절단하고 평판화할 수 있는 공정을 하나의 연속된 공정으로 수행이 가능한 파이프의 평판화 가공장치를 제공하고자하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파이프 평판화 가공장치는, 파이프를 고정하여 수평 이송하기 위한 수평 구동부와; 상기 수평 구동부에 의해 수평 이송되는 파이프를 수평 방향으로 안내하게 위한 수평 가이드부와; 상기 수평 가이드부에 구비되어 상기 파이프를 길이 방향으로 절개하기 위한 절삭부와; 상기 수평 가이드부에서 인출된 파이프의 절개홈을 확장하여 전개하기 위한 제1평판화 롤러부와, 상기 제1평판화 롤러부와 대면하도록 배치되어 회전 구동에 의해 상기 파이프를 수평 이송하기 위한 제2평판화 롤러부와, 상기 제2평판화 롤러부를 회전 구동하기 위한 제1구동부를 포함하여 상기 제1평판화 롤러부와 상기 제2평판화 롤러부 사이를 통과하는 파이프의 평판화 가공이 이루어지는 평판 가공부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 수평 가이드부는 프레임에 고정되는 하부 가이드블록과; 상기 하부 가이드블록에 자유 회동 가능하게 마련되어 파이프의 하단과 접하여 회전 구동이 이루어지는 하부 가이드롤러와; 상기 프레임에 대해 상하 이동이 가능한 상부 가이드블록과; 상부 가이드블록에 자유 회동 가능하게 마련되어 파이프의 상단과 접하여 회전 구동이 이루어지는 상부 가이드롤러와; 상기 가이드블록을 상하 구동하기 위한 제2구동부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 평판 가공부는 프레임에 고정되는 하부 브라켓과; 일렬로 배치되어 상기 하부 브라켓에 회동 가능하게 마련되는 복수의 하부 평판롤러와; 상기 하부 평판롤러의 상부에 위치하여 상하 이동 가능하게 마련되는 상부 브라켓과; 상기 상부 브라켓에 회동 가능하게 구비되어 상기 하부 평판롤러와 각각 대응되어 일렬로 배치되는 복수의 상부 평판롤러와; 상기 상부 평판롤러를 회전 구동하기 위한 제3구동부와; 상기 상부 브라켓을 상하 승강 구동하기 위한 제4구동부를 포함한다.
보다 바람직하게는, 상기 하부 평판롤러는, 파이프의 절개홈과 접하여 절개홈을 확장 전개하게 되는 평판날이 형성되되, 각 하부 평판롤러의 평판날은 파이프의 진행 방향으로 단면의 각도가 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 파이프 평판화 가공장치는, 파이프를 수평 이송하면서 길이 방향으로 절개홈을 형성하며, 절개홈이 형성된 파이프를 복수의 평판화 롤러 유닛을 통해 연속적으로 확장 전개하여 파이프의 평판화 가공이 이루어짐으로서, 방사능에 오염된 파이프의 제염 또는 오염검사의 작업 효율을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 파이프 평판화 가공장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 파이프 평판화 가공장치의 수평 가이드부의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 파이프 평판화 가공장치의 평판 가공부의 단면 구성도,
도 4의 (a)는 본 발명에 따른 파이프 평판화 가공장치에 있어서 제1평판화 롤러부의 바람직한 실시예이고 (b)는 그에 따른 파이프의 평판화 과정을 도식적으로 보여주는 도면.
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함한다" 또는 "가지다"등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 파이프 평판화 가공장치의 구성도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 파이프 평판화 가공장치(이하, "가공장치"로도 약칭함)는 파이프(P)를 고정하여 수평 이송하기 위한 수평 구동부(110)와; 수평 구동부(110)에 의해 수평 이송되는 파이프(P)를 수평 방향으로 안내하게 위한 수평 가이드부(120)와; 수평 가이드부(120)에 구비되어 파이프(P)를 길이 방향으로 절개하기 위한 절삭부(130)와; 수평 가이드부(120)에서 인출되어 절개된 파이프(P)를 순차적으로 확장 전개하여 평판화 가공 처리가 이루어지는 평판 가공부(200)를 포함한다.
수평 구동부(110)는 프레임(101)에 구비되어 파이프(P)를 수평 이송하기 위한 것으로, 프레임(101)에 수평하게 고정 설치되는 가이드레일(111)과, 가이드레일(111)을 따라서 수평 이동이 가능한 푸셔 블록(112)과, 푸셔 블록(112) 상부에 구비되어 파이프(P) 일단을 고정 지지하는 푸셔 플레이트(113)와, 푸셔 블록(112)을 수평 구동하기 위한 제1구동부(114)를 포함할 수 있다. 제1구동부(114)는 주지의 유압 또는 공압의 실린더가 사용될 수 있다.
수평 구동부(110)는 푸셔 플레이트(113)와 함께 파이프(P)를 지지하는 복수의 가이드롤러(115)가 마련될 수 있으며, 제1가이드롤러(115)는 프레임(101)에 자유 회동 가능하게 마련되어 파이프(P)의 수평 이동을 안내한다.
수평 가이드부(120)는 프레임(101)에 고정되는 하부 가이드블록(121)과, 하부 가이드블록(121)에 자유 회동 가능하게 마련되어 파이프(P)의 하단과 접하여 회전 구동이 이루어지는 하부 가이드롤러(122)와, 프레임(101)에 대해 상하 이동이 가능한 상부 가이드블록(123)과, 상부 가이드블록(123)에 자유 회동 가능하게 마련되어 파이프(P)의 상단과 접하여 회전 구동이 이루어지는 상부 가이드롤러(124)와, 상기 가이드블록(123)을 상하 구동하기 위한 제2구동부(125)를 포함할 수 있다.
도 2에 예시된 것과 같이, 하부 가이드롤러(122)와 상부 가이드롤러(124)는 각각 일정 각도의 경사면을 갖는 가이드요홈(122a)(124a)이 형성되어 파이프(P)와 접하게 된다. 한편 상부 가이드블록(123)의 높이에 따라서 다양한 사이즈의 파이프(P)가 하부 가이드롤러(122)와 상부 가이드롤러(124) 사이에 고정되어 수평 이동이 이루어질 수 있다.
도시되지 않았으나, 상기 가이드블록(123)은 프레임(101)에 대해 상하 이동이 이루어질 수 있도록 상하 이동 방향을 안내하기 위한 리니어 가이드가 구비될 수 있다.
다시 도 1을 참고하면, 절삭부(130)는 수평 가이드부(120)가 배치되는 구간에는 마련되어 파이프(P)를 축방향으로 절개한다. 이러한 절삭부(130)는 회전 톱날과 이 회전 톱날을 회전 구동하기 위한 구동원에 의해 제공될 수 있으며, 수평 가이드부(120)를 따라서 이동하는 파이프(P)가 회전 톱날을 통과하면서 파이프(P)는 길이 방향으로 절개된다.
평판 가공부(200)는 수평 가이드부(120)에서 인출된 파이프(P)의 절개홈을 확장 전개하여 평판화 가공 처리가 이루어지는 것으로, 파이프(P)의 절개홈을 확장하여 전개하기 위한 제1평판화 롤러부(210)와, 제1평판화 롤러부(210)에 대면하도록 배치되어 회전 구동에 의해 파이프(P)를 수평 이송하기 위한 제2평판화 롤러부(220)를 포함한다.
도 3은 본 발명에 따른 파이프 평판화 가공장치의 평판 가공부의 단면 구성도이다.
도 3에 예시된 것과 같이, 평판 가공부(200)는 제1평판화 롤러부(210), 제2평판화 롤러부(22) 및 제3구동부(230)를 포함한다.
제1평판화 롤러부(210)는 복수의 하부 평판롤러(212)가 일렬로 배치되어 구성되며, 각 하부 평판롤러(212)는 프레임에 고정되는 하부 브라켓(211)에 회동 가능하게 구비된다.
제2평판화 롤러부(220)는 하부 평판롤러(212)의 상부에 위치하여 상하 이동 가능하게 마련되는 상부 브라켓(221)과, 상부 브라켓(221)에 회동 가능하게 구비되는 일렬로 배치되는 복수의 상부 평판롤러(222)를 포함한다.
상부 브라켓(221)은 가이드플레이트(223)에 의해 상하 이동 가능하게 마련되며, 이 가이드플레이트(223)는 제4구동부(224)에 의해 승강이 이루어지고 파이프(P)의 평판화 과정에서 상부 평판롤러(222)를 아래로 가압하는 역할도 한다. 제4구동부(224)는 주지의 유압 또는 공압의 실린더가 사용될 수 있다.
상부 평판롤러(222)는 체인(231)에 의해 제3구동부(230)와 연결되어 회전 구동이 이루어지며, 또한 복수의 상부 평판롤러(222) 끼리는 다시 체인(미도시)로 연결되어 제3구동부(230)의 회전 구동력은 복수의 상부 평판롤러(222)에 전달되어 파이프(P)의 수평 이송이 이루어진다.
도 4의 (a)는 본 발명에 따른 파이프 평판화 가공장치에 있어서 제1평판화 롤러부의 바람직한 실시예이고 (b)는 그에 따른 파이프의 평판화 과정을 도식적으로 보여주는 도면이다.
도 4의 (a)를 참고하면, 하부 평판롤러(212)는 복수 개가 일렬로 배치되며, 이때 각 하부 평판롤러(212)는 평판날(212a)이 형성되고 각 하부 평판롤러(212)의 평판날(212a)은 파이프(P)의 진행 방향으로 단면의 각도가 점진적으로 증가한다.
예를 들어, 하부 평판롤러(212) 중에서 첫 번째 하부 평판롤러(#1)는 평판날의 각도(θ1)가 가장 작으며, 두 번째 하부 평판롤러(#2)의 평판날 각도(θ2)는 첫 번째 하부 평판롤러(#1) 보다 크며(θ1<θ2), 세 번째 하부 평판롤러(#3)의 평판날 각도(θ3)는 두 번째 하부 평판롤러(#2) 보다 크다(θ2<θ3). 이와 같이 각 하부 평판롤러(212)는 파이프(P)의 진행 방향으로 평판날의 각도가 점차 증가하며(θ1<θ2<θ3), 맨 마지막 단의 하부 평판롤러(#15)의 평판날(212b)은 거의 수평면(~180°)에 가깝다.
다음으로 도 4의 (b)를 참고하면, 이와 같이 복수의 하부 평판롤러(212)는 각 평판날의 단면 각도가 점차 증가하게 되므로, 절개홈이 형성된 파이프(P)는 각 하부 평판롤러를 거치면서 절개홈이 확장 전개되면서 평판 가공이 이루어지며, 특히 연성이 큰 동관의 평판화에 매우 효과적이다.
이와 같이 구성된 본 발명의 가공장치의 작동예를 설명한다.
도 1을 참고하면, 방사능에 오염된 파이프(P)를 수평 구동부(110)에 위치시켜 고정한 상태에서 푸셔 플레이트(113)가 작동하여 파이프(P)를 좌측 방향으로 수평 이동시키며, 수평 가이드부(120)를 통과하는 파이프(P)는 절삭부(130)에서 길이 방향으로 절개된 후에 평판 가공부(200)로 이동한다.
절개홈이 형성된 파이프(P)는 평판 가공부(200)에서 복수의 하부 평판롤러(212)에 의해 절개홈이 확장 전개되면서 하부 평판롤러(212)와 상부 평판롤러(222) 사이에서 압착되어 평판화 가공이 이루어져 평판 가공부(200) 바깥으로 배출된다.
평판화 가공된 파이프는 방사능의 제염 처리(압축공기 및 증기분사)가 이루어진 후에 오염검사(표면 방사선량 측정)를 실시하여 검출 방사선량과 기준 방사선량을 비교하여 허용 제한치 이하의 방사선량이 검출된 파이프에 대해서는 자체처분이 이루어져 재활용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
110 : 수평 구동부 111 : 가이드레일
112 : 푸셔 블록 113 : 푸셔 플레이트
114 : 제1구동부 115 : 가이드롤러
120 : 수평 가이드부 121 : 하부 가이드블록
122 : 하부 가이드롤러 123 : 상부 가이드블록
124 : 상부 가이드롤러 125 : 제2구동부
130 : 절삭부 200 : 평판 가공부
210 ; 제1평판화 롤러부 211 : 하부 브라켓
212 : 하부 평판롤러 221 : 상부 브라켓
222 : 상부 평판롤러 220 : 제2평판화 롤러부
230 : 제3구동부

Claims (4)

  1. 파이프를 고정하여 수평 이송하기 위한 수평 구동부와;
    상기 수평 구동부에 의해 수평 이송되는 파이프를 수평 방향으로 안내하게 위한 수평 가이드부와;
    상기 수평 가이드부에 구비되어 상기 파이프를 길이 방향으로 절개하기 위한 절삭부와;
    상기 수평 가이드부에서 인출된 파이프의 절개홈을 확장하여 전개하기 위한 제1평판화 롤러부와, 상기 제1평판화 롤러부와 대면하도록 배치되어 회전 구동에 의해 상기 파이프를 수평 이송하기 위한 제2평판화 롤러부와, 상기 제2평판화 롤러부를 회전 구동하기 위한 제1구동부를 포함하여 상기 제1평판화 롤러부와 상기 제2평판화 롤러부 사이를 통과하는 파이프의 평판화 가공이 이루어지는 평판 가공부;를 포함하는 파이프 평판화 가공장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수평 가이드부는,
    프레임에 고정되는 하부 가이드블록과;
    상기 하부 가이드블록에 자유 회동 가능하게 마련되어 파이프의 하단과 접하여 회전 구동이 이루어지는 하부 가이드롤러와;
    상기 프레임에 대해 상하 이동이 가능한 상부 가이드블록과;
    상부 가이드블록에 자유 회동 가능하게 마련되어 파이프의 상단과 접하여 회전 구동이 이루어지는 상부 가이드롤러와;
    상기 가이드블록을 상하 구동하기 위한 제2구동부를 포함하는 파이프 평판화 가공장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 평판 가공부는,
    프레임에 고정되는 하부 브라켓과;
    일렬로 배치되어 상기 하부 브라켓에 회동 가능하게 마련되는 복수의 하부 평판롤러와;
    상기 하부 평판롤러의 상부에 위치하여 상하 이동 가능하게 마련되는 상부 브라켓과;
    상기 상부 브라켓에 회동 가능하게 구비되어 상기 하부 평판롤러와 각각 대응되어 일렬로 배치되는 복수의 상부 평판롤러와;
    상기 상부 평판롤러를 회전 구동하기 위한 제3구동부와;
    상기 상부 브라켓을 상하 승강 구동하기 위한 제4구동부;를 포함하는 파이프 평판화 가공장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 하부 평판롤러는, 파이프의 절개홈과 접하여 절개홈을 확장 전개하게 되는 평판날이 형성되되, 각 하부 평판롤러의 평판날은 파이프의 진행 방향으로 단면의 각도가 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 파이프 평판화 가공장치.
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KR101441502B1 (ko) 2013-04-24 2014-09-18 한국원자력연구원 방사능에 오염된 파이프의 절단장치, 평판화 가공장치 및 처리방법

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