KR102079166B1

KR102079166B1 - 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템 및 이를 이용한 세정물질 배출 방법

Info

Publication number: KR102079166B1
Application number: KR1020180034765A
Authority: KR
Inventors: 정성현; 윤호장; 유형식; 홍문택; 김태우
Original assignee: 수자원기술 주식회사
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-03-26
Publication date: 2020-04-08
Also published as: KR20190112594A

Abstract

본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템은 관로 내부를 이송하는 구동 로봇과, 구동 로봇에 연결되어 관로내부 표면 처리를 하는 갱생 모듈 고정기구부와, 상기 갱생 모듈 고정기구부에 연결된 것으로 관로 내부를 세정하기 위한 세정 모듈과, 일측이 세정모듈의 와이어 고정부에 연결되고 타측은 석션 스크레이퍼의 연결 조인트에 체결되는 로프 와이어와, 상기 3개의 로프 와이어에 체결되는 것으로 베어링이 내부에 장착되어 회전하는 로토 타입의 연결 조인트와, 상기 연결 조인트에 체결되는 석션 스크레이퍼와, 관로 바닥면을 통하여 석션을 용이하게 하도록 구동 로봇의 이동에 따라서 동일방향으로 이동하는 석션 스크레이퍼 하부에 체결된 석션 라인과, 상기 석션 라인에 체결되는 진공 펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템 및 이를 이용한 세정물질 배출 방법{Cleaning Trash Drain System of Progress of Pipe Rehabilitation Robot with Suction Scraper}

본 발명은 관로 내부를 이동하는 구동 로봇에 장착된 갱생 모듈에 의하여 관로 내부를 세정 및 표면 처리를 하게 되며 세정 및 표면처리 후 생성되는 잔재물들을 관로 내부에서 신속히 제거하여 갱생 작업이 순조롭게 이루어지고 작업 효율로 높일 수 있는 것이다.

본 발명과 관련된 종래의 기술은 대한민국 등록특허 제10-0774153호(2007. 11. 07. 공고)에 개시되어 있는 것이다. 도 1은 상기 종래의 노후된 관로 세관용 자주차 구성도이다. 상기도 1에서 종래의 노후된 관로 세관용 자주차는 외부로부터 고압유체를 이송시키기 위한 플렉시블 호스(2a)가 구비된 중공형상의 본체(2)와 일단이 상기 본체(2)의 외주면에 소정 각도로 고정되며, 타단이 관로(100) 내면에 접촉하면서 구름동작하여 본체(2)를 전,후진시키기 위한 이동수단(4)과 상기 본체(2)의 선단에 설치된 회전력 제공수단(6)과 상기 회전력 제공수단(6)의 중심 축상에 연결되어 회전하고, 선단부에는 관로(100)면에 접촉하여 구름동작하는 제1 바퀴(10)가 구비되며, 상기 제1 바퀴(10)에 가해지는 신축압력에 대응하여 완충적으로 길이를 가변하는 업소버(absorber)(8)와 일측은 회전력 제공수단(6)의 중심축상에 장착되고, 타측은 상기 업소버(8)의 상측부에 설치되어 관로의 내면에 성장한 스케일층을 제거하는 스케일층 제거수단(12) 및 상기 본체(2)의 외주면에 장착되며, 상기 관로(100) 내면에 성장된 스케일층의 상황데이타를 촬영하는 카메라(14)를 포함한다. 또한, 상기 본체(2)는 그의 중심과 관로(100)의 중심이 일치된 상태를 유지하면서 통과할 수 있도록 하기 위한 다수의 스프링 분절관(16)으로 이루어질 수 있다. 이 구조에 따르면 상기 본체(2)가 곡관을 통과할 때 발생하는 편심오차를 상쇄시키면서 유연한 굽힘성을 제공하며, 가변되는 곡률을 일정하게 수용하여 본체(2)의 중심이 관로(100)의 중심과 일치되도록 유도한다. 상기 본체(2)는 스프링 분절관(16)의 탄성력에 의해 최대 90°까지 구부러질 수 있어 관로의 중심에 정확히 일치시킨 상태에서 곡관을 무리없이 통과할 수 있다. 상기 이동수단(4)은 본체(2)의 외주면에 소정 간격을 두고 끼워져 고정되며, 120°등각도로 관로면을 향하여 연장하는 돌출편(20a, 22a)을 구비한 제1 및 제2 링 브라켓(20, 22)과; 일단은 상기 링 브라켓(20, 22)들의 돌출편(20a, 22a)에 각각 고정되고 타단은 X자방향으로 상호 교차되게 설치되어 교차점에 구비된 힌지(26)을 중심점으로 좁혀지고 벌어지는 신축운동하며, 타단부에 돌기(24a)가 각각 구비되어 있는 지지부재(24)와; 상기 제1 링 브라켓(20)의 바깥쪽 위치의 본체(2)에 끼워지며, 지지부재(24)의 신축운동시 원위치 복원력을 제공하는 복원 스프링(28)과; 상기 지지부재(24)의 타단부에 설치되며, 지지부재(24)의 신축운동거리를 제한하기 위해 상기 돌기(24a)가 끼워지는 장공(30a)이 양측에 형성되어 있는 바퀴브라켓(30)과; 상기 바퀴브라켓(30)의 양측 상부에 각각 설치되며, 관로(100)의 내면과 접촉하여 구름동작하는 제2 바퀴(32); 및 일단은 상기 바퀴브라켓(30)의 일측면에 설치되며, 타단의 축이 제2 바퀴(32)의 중심에 연결되어 정,역회전하면서 제2 바퀴(32)에 회전력을 제공하는 제1 기어박스(34)를 포함한다. 여기서, 상기 제1 기어박스(34)는 감속모터와 제2 바퀴(32)에 회전동력을 제공하는 기어열로 이루어져 있다. 상기 회전력 제공수단(6)은 스케일 제거장치(12)의 선단을 축으로 하여 그의 외면에 끼워지는 종동기어(42)와 상기 본체(2)와 종동기어(42) 사이에 설치된 베어링(43)과; 상기 종동기어(42)에 치합되는 원동기어(44) 및 상기 원동기어(42)에 회전동력을 제공하는 감속모터(46)를 포함한다. 상기 업소버(8)는 제1 바퀴(10)에 가해지는 압력에 대응하여 신축적으로 길이를 가변시키는 구조로서 종동기어(42)의 축에 연결되는 십자(+) 형상의 중앙 브라켓(50)과 상기 중앙 브라켓(50)으로부터 90°등각도를 가지고 반경방향으로 연장하는 제1 실린더(51) 및 상기 제1 실린더(51) 내에 구비되며, 제1바퀴(10)가 눌릴 때 완충력을 제공하는 완충스프링(52)을 포함하는 것이다.

상기와 같이 구성된 종래의 노후된 관로 세관용 자주차는 관로 내에서 고압에 의하여 세정을 하고 있으나 세정 후의 관로 내 잔존물에 대한 처리 방법을 제공하고 있지 아니하여 지속적인 세정 작업이 어려운 문제점이 있는 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 관로 내부의 세정 및 표면 처리와 동시에 관로 내부에 생성되는 잔존물에 대하여 실시간으로 관로 외부로 배출하기 위한 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템은 관로 내부를 이송하는 구동 로봇과, 구동 로봇에 연결되어 관로내부 표면 처리를 하는 갱생 모듈 고정기구부와, 상기 갱생 모듈 고정기구부에 연결된 것으로 관로 내부를 세정하기 위한 세정 모듈과, 일측이 세정모듈의 와이어 고정부에 연결되고 타측은 석션 스크레이퍼의 연결 조인트에 체결되는 로프 와이어와, 상기 3개의 로프 와이어에 체결되는 것으로 베어링이 내부에 장착되어 회전하는 형상의 연결 조인트와, 상기 연결 조인트에 체결되는 석션 스크레이퍼와, 관로 바닥면을 통하여 석션을 용이하게 하도록 구동 로봇의 이동에 따라서 동일방향으로 이동하는 석션 스크레이퍼 하부에 체결된 석션 라인과, 상기 석션 라인에 체결되는 진공 펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템 및 이를 이용한 세정물질 배출 방법은 구동 로봇의 이동 방향과는 반대 방향으로 관로 내부의 처리 물질을 배출하도록 함으로써 관로 내부의 세정 표면 처리 작업를 효율적으로 할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 효과는 관로 내부의 세정 및 표면 처리 공정과 동시에 처리 물질을 실시간으로 배출할 수 있으므로 작업을 지속적으로 할 수 있는 효과가 있는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 효과는 구동 로봇이 이동하면서 처리 물질을 관로 외부로 배출할 수 있는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래의 노후된 관로 세관용 자주차 구성도,
도 2는 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템 전체 사시 구성도,
도 3은 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템 단면 구성도,
도 4는 본 발명에 적용되는 연결 조인트 회전 사시도,
도 5는 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출 방법 흐름도이다.

상기와 같은 목적을 가진 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템 및 이를 이용한 처리 물질 배출 방법을 도 2 내지 도 5를 기초로 하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템 전체 사시 구성도이다. 상기도 2에서 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템은 관로(1000) 내부를 이송하는 구동 로봇(200)과, 구동 로봇에 연결되어 관로 내부 표면 처리를 하는 갱생 모듈 고정기구부(300)와, 상기 갱생 모듈 고정기구부에 연결된 것으로 관로 내부를 세정하기 위한 세정 모듈(400)과, 일측이 세정모듈의 각 와어어 고정부(430)에 연결되고 타측은 석션 스크레이퍼의 연결 조인트에 체결되는 로프 와이어(500)와, 상기 로프 와이어에 체결되는 것으로 베어링이 내부에 장착되어 회전하는 형상의 연결 조인트(710)와, 상기 연결 조인트에 체결되는 것으로 하부 일측에 석션 파이프가 통과하도록 설치되는 석션 스크레이퍼(700)와, 관로 바닥면을 통하여 석션을 용이하게 하도록 구동 로봇의 이동에 따라서 동일방향으로 이동하는 석션 스크레이퍼 하부에 체결되는 석션 파이프(800)와, 상기 석션 파이프에 체결되는 진공 펌프(900)로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다. 상기에서 석션 스크레이퍼(700)는 구동 로봇(200)이 일측 방향으로 이동하면 구동 로봇에 연결된 갱생 모듈 고정기구부(300)가 따라서 이동하게 되고, 또한 갱생모듈 고정기구부(300)에 연결된 세정 모듈(400)이 따라서 이동하게 되며, 또한, 세정 모듈(400)에 연결된 석션 스크레이퍼(700)도 구동 로봇의 진행방향과 동일하게 이동하게 되는 것이다. 상기와 같이 구동 로봇이 이동하면서 세정 모듈(400)이 관로 표면 도막을 제거하고 관로 내부를 세정을 하게 되면 관로 바닥면에 잔존물인 처리 물질이 고이게 되고 이때 석션 파이프(800)에 연결된 진공 펌프(900)를 구동하면 석션 스크레이퍼의 이동에 따라 점점 세정물질이 모여 증가한 처리 물질을 석션 스크레이퍼(700)에 체결된 석션 파이프(800)를 통하여 구동 로봇의 진행방향과는 반대 방향으로 배출할 수 있는 것이다. 또한, 상기 석션 스크레이퍼(700)는 관로 내부를 밀착하여 용이하게 이동하도록 내부에 일부만 채워진 원뿔대 형상의 피그로 이루어져 있으며 상기 피그 형상의 석션 스크레이퍼(700)에 석션 파이프(800)가 체결된 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

도 3은 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템 단면 구성도이다. 상기도 3에서 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템은 구동 로봇(200)의 이동에 따라 종속하여 이동하는 석션 스크레이퍼(700)에는 하부에 석션 파이프(800)가 체결되어 관로 하부에 고인 처리 물질들을 후미로 배출할 수 있도록 구성되어 있는 것이고, 석션 스크레이퍼(700)는 피그 모양으로 관로 내부를 일측 방향으로 이동하면 처리 물질이 관로의 하부에 고이게 되는 구조임을 알 수 있는 것이다. 또한, 상기 석션 스크레이퍼(700)의 일측 끝단에는 내부에 베어링이 장착되는 로터 타입의 연결 조인트(710)가 체결 구성되고, 상기 연결 조인트에는 세정 모듈과 체결되는 로프 와이어(500)가 체결되는 구조이며, 또한 상기 로프 와이어는 회전하는 세정 모듈의 와이어 고정부(430)에 체결되는 구조인 것이다. 또한, 상기 세정 모듈(400)에는 갱생 모듈 고정기구부(300)가 연결되고 상기 갱생 모듈 고정기구부(300)는 구동 로봇(200)에 연결되어 같이 이동되는 구조인 것이다.

도 4는 본 발명에 적용되는 연결 조인트 회전 사시도 이다. 상기도 4에서 본 발명에 적용되는 연결 조인트(750)는 석션 스크레이퍼의 일측 끝단에 체결 구성되어 회전하는 연결 조인트(710)와, 상기 연결 조인트에 체결되는 다수의 로프 와이어(500)와, 상기 로프 와이어(500)에 체결되는 와이어 고정부(430)로 구성된 것임을 나타내고 있는 것이다. 상기와 같이 구성된 연결 조인트(710)는 세정 모듈이 회전하여도 연결 조인트에 의하여 셕션 스크레이퍼(700)는 회전하지 않고 관로 내부를 구동 로봇 진행방향으로 진행할 수 있는 것이다.

도 5는 본 발명 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출 방법 흐름도이다. 상기도 5에서 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출 방법은 관로 내부를 이동하는 구동 로봇과 체결된 갱생 모듈 고정 기구부를 이용하여 관로 내부 표면을 처리하는 단계(S11)와, 구동 로봇이 이동에 따라 갱생 모듈 고정 기구부에 연결된 세정 모듈을 이용하여 관로 내부 표면을 세정하는 단계(S12)와, 구동 로봇의 이동에 따라 세정 모듈의 후부에 연결된 석션 스크레이퍼가 구동 로봇의 이동방향으로 이동하면서 처리 물질을 관로 내부의 하부 일측에 모으는 단계(S13)와, 상기 석션 스크레이퍼에 체결된 석션 파이프에 연결된 진공 펌프를 작동시켜 일측에 모인 처리 물질을 구동 로봇의 진행 방향과는 반대 방향으로 관로 외부로 배출하는 단계(S14)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

200 : 구동 로봇, 300 : 갱생모듈 고정기구부,
400 : 세정 모듈, 500 : 로프 와이어,
700 : 석션 스크레이퍼, 800 : 석션 파이프,
900 : 진공 펌프

Claims

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관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템에 있어서,
상기 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템은,
관로(1000) 내부를 이송하는 구동 로봇(200)과;
구동 로봇에 연결되어 관로 내부 표면 처리를 하는 갱생 모듈 고정기구부(300)와;
상기 갱생 모듈 고정기구부에 연결된 것으로 관로 내부를 세정하기 위한 세정 모듈(400)과;
일측이 세정모듈의 와이어 고정부(430)에 연결되고 타측은 석션 스크레이퍼의 회전하는 연결 조인트에 체결되는 3가닥의 로프 와이어(500)와;
상기 3가닥의 로프 와이어에 체결되는 것으로 베어링이 내부에 장착되어 회전하는 형상의 연결 조인트(710)와 상기 연결 조인트에 체결되는 것으로 하부 일측에 석션 파이프가 통과하도록 설치되며 관로 내부에 밀착하여 용이하게 이동하도록 내부에 일부만 채워진 원뿔대 형상의 피그로 이루어져 관로 내부를 일측방향으로 이동하면 처리 물질이 하부에 고이는 석션 스크레이퍼(700)와;
관로 바닥면을 통하여 석션을 용이하게 하도록 구동 로봇의 이동에 따라서 동일방향으로 이동하는 석션 스크레이퍼 하부에 체결된 것으로 관로 내부 세정 후 관로 바닥면에 고인 잔존물을 진공 펌프(900)의 구동에 따라 구동 로봇의 진행방향과는 반대 방향으로 배출할 수 있는 석션 파이프(800);
및 상기 석션 파이프에 체결되는 진공 펌프(900)로 구성된 것으로 구동 로봇(200)이 일측 방향으로 이동하면 구동 로봇에 연결된 갱생 모듈 고정기구부(300)가 따라서 이동하게 되고, 갱생모듈 고정기구부(300)에 연결된 세정 모듈(400)이 따라서 이동하게 되며, 세정 모듈(400)에 연결된 석션 스크레이퍼(700)도 구동 로봇의 진행방향과 동일하게 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템.
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관로(1000) 내부를 이송하는 구동 로봇(200)과 구동 로봇에 연결되어 관로 내부 표면 처리를 하는 갱생 모듈 고정기구부(300)와 상기 갱생 모듈 고정기구부에 연결된 것으로 관로 내부를 세정하기 위한 세정 모듈(400)과 일측이 세정모듈의 와이어 고정부(430)에 연결되고 타측은 석션 스크레이퍼의 회전하는 연결 조인트에 체결되는 3가닥의 로프 와이어(500)와 상기 로프 와이어에 체결되는 것으로 베어링이 내부에 장착되어 회전하는 형상의 연결 조인트(710)와 상기 연결 조인트에 체결되는 것으로 하부 일측에 석션 파이프가 통과하도록 설치되며 관로 내부에 밀착하여 용이하게 이동하도록 내부에 일부만 채워진 원뿔대 형상의 피그로 이루어져 관로 내부를 일측방향으로 이동하면 처리 물질이 하부에 고이는 석션 스크레이퍼(700)와 관로 바닥면을 통하여 석션을 용이하게 하도록 구동 로봇의 이동에 따라서 동일방향으로 이동하는 석션 스크레이퍼 하부에 체결된 것으로 관로 내부 세정 후 관로 바닥면에 고인 잔존물을 진공 펌프(900)의 구동에 따라 구동 로봇의 진행방향과는 반대 방향으로 배출할 수 있는 석션 파이프(800) 및 상기 석션 파이프에 체결되는 진공 펌프(900)로 구성된 것으로 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템의 처리 물질 배출 방법에 있어서,
상기 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템의 처리 물질 배출방법은,
관로 내부를 이동하는 구동 로봇에 체결된 갱생 모듈 고정 기구부를 이용하여 관로 내부 표면을 처리하는 단계(S11)와;
구동 로봇이 이동에 따라 갱생 모듈 고정 기구부에 연결된 세정 모듈을 이용하여 관로 내부 표면을 세정하는 단계(S12)와;
구동 로봇의 이동에 따라 세정 모듈에 연결된 것으로 내부에 일부만 채워진 원뿔대 형상으로 관로 내부에 밀착할 수 있는 석션 스크레이퍼가 구동 로봇의 이동방향으로 이동하면서 처리 물질을 관로 내부의 하부 일측에 모으는 단계(S13);
및 상기 석션 스크레이퍼에 체결된 석션 파이프에 연결된 진공 펌프를 작동시켜 관로 내부 하부 일측에 모인 처리 물질을 구동 로봇의 진행 방향과는 반대 방향으로 관로 외부로 배출하는 단계(S14)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 관로 내부를 이동하면서 관로 내부 표면처리 및 세정과 동시에 처리물질을 실시간으로 배출하는 원뿔대 형상의 셕션스크레이퍼를 구비한 처리 물질 배출시스템의 처리 물질 배출 방법.
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