KR102112835B1 - 복합강관의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 그리고 복합 강관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복합강관의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 그리고 복합 강관에 관한 것으로, 강판을 권취시켜 형성되는 제1관과, 상기 제1관의 외부에 소정의 간격으로 이격되어 결합되는 제2관 및 상기 제1관과 제2관의 단부에 결합되는 플랜지로 구성되고, 제1관과 제2관 사이의 공간에 충진재가 충진되어 이루어진다.
이에 따르면, 코일 강판을 원형으로 권취시켜 관체를 형성하되 제1관과 제2관을 각기 제작한 후 내,제2관을 결합시켜 이중관을 형성하고, 내,제2관 사이의 공간에 충진재를 채워서 강도를 월등히 향상시켜 외부 충격에 파손되지 않는 효과가 있다.

Description

복합강관의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 그리고 복합 강관{Manufacturing apparatus for composite steel pipe, manufacturing method using the same, and composite steel pipe}

본 발명은 복합강관의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 그리고 복합 강관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 길이방향에 하나 이상으로 연결 설치되는 강관이송부에 강관의 용접 또는 절단이나 도장을 수행하는 복수의 로보트, 강관을 회전시키면서 이송시켜 강관을 연속 제작토록 제1강관지지부와 제2강관지부가 이격설치되는 구성으로 원하는 규격의 관을 현장에서 제작하여 공급할 수 있도록 하는 복합강관의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 그리고 복합 강관에 관한 것이다.

일반적으로 상,하수도관을 비롯한 유체수송을 위한 금속관체는 내부가 산화되어 부식되거나 이물질이 달라붙어 파이프 내부를 오염시켜 수돗물의 질을 저하시키는 것을 감안하여 관체의 내,외면을 에폭시 수지 등으로 피복하거나 코칭처리하여 사용하고 있다.

이러한, 에폭시 수지등이 피복되는 관체는, 철판시트를 둥글게 말고 접촉되는 부분을 용접에 의해 일체로 형성한 강관과 용융상태의 쇳물을 원심주조 형틀에 부어 만든 주철관등의 관체를 사용한다.

본 발명자는 한국 공개특허 10-2010-0046513호의 "현장 조립형 강관 제조장치"를 출원한 바 있다.

선행특허는 도 1에 나타낸 바와 같이, 강관이송부(100)와 그 일측에 설치되는 강관투입부(600) 및 상기 강관이송부(100)에 연결되는 제1,2강관지지부(210)(250)로서 이루어 진다.

강관이송부(100)의 일측으로 코일(650)을 지지하여 투입하는 강판투입부가 더 연결되며, 강판투입부는, 다양한 직경을 갖는 코일상태의 강판(650)을 일정한 곡률을 갖는 평면상태로 투입토록 코일지지부(631)와 코일평탄화부(633)가 구비되면서 이동가능토록 저면에 구동휠(670)이 더 구비된다.

강관의 용접 또는 절단이나 도장을 수행하도록 로보트(400)가 복수개 구비되며, 상기 강관이송부(100)에 연결된다.

이 기술은 현장에서 설치 가능하고, 현장에서 즉시 관을 제작할 수 있어 작업이 용이해질 수 있는 장점이 있었다.

한편 종래 기술은 강판이 단일로만 형성된 것이므로 강한 외력에 견딜 수 있는 성능이 미흡한 단점이 있었다.

본 발명은 본 발명자의 선행특허인 한국 공개특허 10-2010-0046513호를 개량하여 안출된 것으로, 코일 강판을 원형으로 권취시켜 관체를 형성하되 제1관과 제2관을 각기 제작한 후 내,제2관을 결합시켜 이중관을 형성하고, 내,제2관 사이의 공간에 충진재를 채워서 강도를 월등히 향상시켜 외부 충격에 파손되지 않는 복합강관의 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 그리고 복합 강관을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 강판을 공급하는 강판공급부와, 상기 강판공급부에서 공급된 강판을 외주면에 밀착한 후 권취시켜 강관을 형성하도록 하는 강관형성부로 구성되고, 상기 강관형성부는 강판에 밀착되어 원형으로 형성되도록 형상을 안내하는 지그와, 상기 지그의 외주면에 밀착되어 강판을 가압하는 로울러를 포함하고,

상기 지그는, 중심에 형성되는 원형부재; 상기 원형부재의 외면에 방사상으로 연결되는 복수의 기둥부재와, 상기 복수의 기둥부재를 각기 연결하는 호형부재로 구성되어 원형부재의 외주연에 배열되어 원형을 형성하는 피스 몰드;로 구성되고, 상기 복수의 기둥부재는 원형부재로부터 탈착 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 복합강관의 제조장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 강판공급부는 강판이 권취된 공급롤러와, 상기 공급롤러에서 인출되어 공급되는 강판의 외면에 보강부재를 부착하는 보강부재 형성부;를 포함하고, 상기 보강부재 형성부는 보강부재가 삽입된 상태로 이송되도록 삽입홈이 외주면에 형성된 가이드롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보강부재 형성부는 보강부재를 강판의 외면에 부착하는 용접부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 피스 몰드는 다수로 적층되거나 분리되어 지그의 직경을 증가시키거나 감소시킬 수 있어 강관의 직경을 설정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

2. 상기한 복합강관의 제조장치를 이용하는 제조방법에 있어서,

강관형성부에 강판을 공급하면서 원형으로 굴곡 가공하되 나선형으로 연속되게 하며 강판 간의 이음부를 용접하여 제1관을 형성하는 1공정;

상기 강관형성부의 지그의 직경을 증가시켜 제2관 형성을 위해 직경을 조절하는 2공정;

상기 2공정에서 직경이 증가된 지그에 강판을 공급하면서 원형으로 굴곡 가공하되 나선형으로 연속되게 하며 강판 간의 이음부를 용접하여 제2관을 형성하는 3공정;

상기 1공정에서 얻어진 제1관을 상기 3공정에서 얻어진 제2관의 내부에 삽입하여 이중관을 형성하는 4공정;

상기 4공정에서 제작된 이중관의 양단부를 플랜지를 결합시켜 제1관과 제2관 사이의 이격된 공간이 밀봉되도록 하는 5공정;

상기 5공정에서 형성된 이중관의 제1관과 제2관 사이의 이격된 공간에 충진재를 충진시키는 6공정;을 포함하는 복합강관의 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

상기 1공정에서 제1관의 외면에 보강부재를 부착하는 1-2공정이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 5공정에서 제2관에 구멍을 형성하고, 상기 구멍에 주입관을 결합시켜 충진재를 주입할 수 있도록 하는 5-2공정이 포함되는 것을 특징으로 한다.

3. 전술한 복합강관의 제조장치 또는 복합강관의 제조방법에 의해 제조되는 것으로,

강판을 권취시켜 형성되는 제1관과, 상기 제1관의 외부에 소정의 간격으로 이격되어 결합되는 제2관 및 상기 제1관과 제2관의 단부에 결합되는 플랜지로 구성되고,

상기 제1관과 제2관 사이의 공간에 충진재가 충진되어 이루어진 복합 강관에 의해 달성될 수 있다.

상기 제1관의 외면에 형성되어 제2관의 내면에 지지되어 보강력을 제공하는 보강부재가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 보강부재는 강판의 배면에 연속형성되거나 부분적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 충진재는 폴리카보네이트 또는 액상의 몰탈인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 코일 강판을 원형으로 권취시켜 관체를 형성하되 제1관과 제2관을 각기 제작한 후 내,제2관을 결합시켜 이중관을 형성하고, 내,제2관 사이의 공간에 충진재를 채워서 강도를 월등히 향상시켜 외부 충격에 파손되지 않는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 복합강관의 제조장치를 나타낸 사시도,
도 2는 상기 도 1에서 강판형성부의 지그를 나타낸 도면,
도 3은 상기 도 1에서 강판공급부와 강관형성부를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 따른 복합강관의 제조방법을 나타낸 공정흐름도,
도 5는 상기 도 4의 제조 공정을 예시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 복합 강관을 나타낸 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로서, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아니다.

첨부된 도면 중에서, 도 1은 본 발명에 따른 복합강관의 제조장치를 나타낸 사시도, 도 2는 상기 도 1에서 강판형성부의 지그를 나타낸 도면, 도 3은 상기 도 1에서 강판공급부와 강관형성부를 나타낸 도면, 도 4는 본 발명에 따른 복합강관의 제조방법을 나타낸 공정흐름도, 도 5는 상기 도 4의 제조 공정을 예시한 도면, 도 6은 본 발명에 따른 복합 강관을 나타낸 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 복합강관의 제조장치는,

강판(120)을 공급하는 강판공급부(100)와,

상기 강판공급부(100)에서 공급된 강판(120)을 외주면에 밀착한 후 권취시켜 강관(P)을 형성하도록 하는 강관형성부(300)로 구성된다.

상기 강관형성부(300)는 강판(120)이 밀착되며 원형으로 형성되는 지그(2)와, 상기 지그(2)의 외주면에 밀착되어 강판(120)을 가압하는 로울러(3)를 포함한다.

상기 지그(2)는, 중심에 형성되는 원형부재(22); 상기 원형부재(22)의 외면에 방사상으로 연결되는 복수의 기둥부재(24)와, 상기 복수의 기둥부재(24,24b,24c)를 각기 연결하는 호형부재(26)로 구성되어 원형부재(22)의 외주연에 배열되어 원형을 형성하는 피스 몰드(26,26b,26c);로 구성되고,

상기 복수의 기둥부재(24,24b,24c)는 볼트,너트와 같은 체결부재(242)로 탈착 가능하게 조립되므로 직경의 크기가 조절될 수 있다.

즉, 피스 몰드(26,26b,26c)는 다수로 적층되거나 분리되어 지그(2)의 직경을 증가시키거나 감소시킬 수 있어 강관(P)의 직경을 설정할 수 있도록 하는 것이다.

도 2의 (a)와 같이, 가장 작은 직경으로 지그(2)를 사용하고, 도 2의 (b)와 같이 지그(2)에 한층의 호형부재(26b)를 연결하여 직경이 증가된 지그(22b)를 형성할 수 있다.

아울러 도 2의 (c)와 같이 한층의 호형부재(26c)를 더 연결하여 더 직경이 증가된 지그(2c)를 형성할 수 있다.

한편 상기 강판공급부(100)는 도 1 및 도 3에 나타낸 바와 같이,

강판(120)이 권취된 공급롤러(160)와, 상기 공급롤러(160)에서 인출되어 공급되는 강판(120)의 외면에 보강부재(4)를 부착하는 보강부재 형성부(180);를 포함한다.

상기 보강부재 형성부(180)는 보강부재(4)가 삽입된 상태로 이송되도록 삽입홈(184)이 외주면에 형성된 가이드롤러(182)를 포함한다.

또한 상기 보강부재 형성부(180)는 보강부재(4)를 강판(120)의 외면에 부착하는 용접부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

용접부는 보강부재(4)를 강판(120)에 스폿용접으로 부착하게 된다.

도 3의 확대도에 나타낸 바와 같이, 상기 보강부재(4)는 단면이 'ㄷ'자 형상, 'ㄱ'자 형상, 봉 형상으로 이루어질 수 있다.

보강부재(4)가 삽입되도록 가이드롤러(182)의 삽입홈(184)도 'ㄷ'자 형상, 'ㄱ'자 형상, 봉 형상으로 형성된다.

물론 보강부재(4)의 형상은 이외에도 다양하게 실시될 수 있음은 당연할 것이다.

단면이 'ㄷ'자 형상, 'ㄱ'자 형상인 보강부재(4)는 충진재(500)가 통과될 수 있도록 다수의 통공(43)이 형성된다(도 3 및 도 6의 확대도 참조).

본 설명의 예시에서는 보강부재(4) 및 삽입홈(184)은 'ㄱ'자 형상의 단면을 갖는 것으로 도시하였으나 이에 한정될 필요는 없다.

한편 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 복합강관의 제조방법은,

강관형성부(300)에 강판(120)을 공급하면서 원형으로 굴곡 가공하되 나선형으로 연속되게 하며 강판(120) 간의 이음부를 용접하여 제1관(P-1)을 형성하는 1공정(S1);

상기 강관형성부(300)의 지그(2)의 직경을 증가시켜 제2관(P-2) 형성을 위해 직경을 조절하는 2공정(S2);

상기 2공정(S2)에서 직경이 증가된 지그(2)에 강판(120)을 공급하면서 원형으로 굴곡 가공하되 나선형으로 연속되게 하며 강판 간의 이음부를 용접하여 제2관(P-2)을 형성하는 3공정(S3);

상기 1공정(S1)에서 얻어진 제1관(P-1)을 상기 3공정(S3)에서 얻어진 제2관(P-2)의 내부에 삽입하여 이중관(600)을 형성하는 4공정(S4);

상기 4공정(S4)에서 제작된 이중관(600)의 양단부를 플랜지(640)를 결합시켜 제1관(P-1)과 제2관(P-2) 사이의 이격된 공간이 밀봉되도록 하는 5공정(S5);

을 포함하여 구성된다.

상기 1공정(S1)에서 제1관(P-1)의 외면에 보강부재(4)를 부착하는 1-2공정(S1-2)이 수행된다.

전술한 보강부재 형성부(180)에서 강판(120)의 외면에 보강부재(4)를 스파이럴형으로 부착하여 내부에 충진재를 충진할 수 있는 공간이 형성되도록 하는 공정이 수행되는 것이다.

보강부재(4)를 부착함으로써 제2관(P-2)에 밀착되어 제1관(P-1)이 일측으로 편중되지 않고 결합될 수 있고, 제1관(P-1)과 제2관(P-2) 간의 지지력이 안정적으로 유지될 수 있다.

한편 상기 5공정(S5)에서 형성된 이중관의 제1관(P-1)과 제2관(P-2) 사이의 이격된 공간에 충진재(500)를 충진시키는 6공정(S6);이 포함될 수 있다.

보강부재(4)로 인해 제1관(P-1)과 제2관(P-2) 사이에 형성되는 공간에 충진재(500)를 채워넣는다.

즉, 상기 5공정(S5)에서 제2관(P-2)의 일측 끝단 또는 플랜지(640)에 구멍을 형성하고, 상기 구멍에 주입관(620)을 결합시킨 후 충진재(500)를 주입할 수 있도록 하는 5-2공정(S5-2)이 포함된다.

주입된 충진재(500)는 스파이럴 형태로 형성된 보강부재(4)를 따라 형성된 공간에 순차적으로 주입된다.

이후 주입관(620)을 통해 충진재(500)를 주입한 후 주입관(620)을 제거하고 구멍에 플러그를 체결하여 밀봉시킨다.

상기 6공정(S6)에서 충진재(500)는 폴리카보네이트(PC) 또는 액상 몰탈이다.

또한 상기 충진재(500)는 강관의 사용 용도에 따라, 스티로폼재가 사용될 수 있는데 이는 화학적으로 합성한 물질을 이용한 제품으로 단열효과가 있으며, 가벼우므로 충진재로서 많이 사용된다. 상기 스티로폼재의 종류에는 발포폴리스티렌, 발포폴리우레탄, 발포염화 비닐 등이 있다.

물론 이외에도 다양한 물질을 충진재로 사용할 수 있음을 밝혀둔다.

특히, 폴리카보네이트(PC)는 엔지니어링 플라스틱이며 절연성, 내충격성, 가공성 등 기계적 성질이 우수하여 각종 기계, 전기 제품에 많이 사용된다. 투명하고 내충격성이 폴리염화비닐, 유리에 비해 대단히 뛰어나기 때문에 보통 판유리의 대체재 또는 유리를 쓸 수 없는 곡면 등에 많이 쓰인다.

한편 전술한 복합 강관의 제조장치 또는 복합 강관의 제조방법에 의해 제조되는 복합 강관(P)은,

강판(120)을 권취시켜 형성되는 제1관(P-1)과, 제1관(P-1)의 외면에 형성되어 보강력을 제공하는 보강부재(4)가 형성된다.

즉 보강부재(4)는 제1관(P-1)의 외면에 띠 형태로 연속되게 형성된다. 또는 보강부재(4)는 부분적으로 형성될 수도 있다.

보강부재(4)는 단면이 'ㄷ'자 형상, 'ㄱ'자 또는 봉 형상이다.

상기 제1관(P-1)의 외부에 소정의 간격으로 이격되어 결합되어 제2관(P-2)의 내면에 지지되는 제2관(P-2)이 더 포함된다.

상기 제1관(P-1)과 제2관(P-2)의 단부에 플랜지(640)가 결합되어 밀봉되도록 한다.

이후 제1관(P-1)과 제2관(P-2) 사이의 공간에 충진재(500)가 충진된다.

충진재(500)는 폴리카보네이트(PC) 또는 액상의 몰탈이다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타실시 예로 변경할 수 있으므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

2 : 지그 3 : 로울러
22 : 원형부재 24 : 기둥부재
26 : 피스 몰드 100 : 강판공급부
120 : 강판 180 : 보강부재 형성부
182 : 가이드롤러 P : 강관
300 : 강관형성부 500 : 충진재

Claims (13)

1. 강판을 공급하는 강판공급부와,
   상기 강판공급부에서 공급된 강판을 외주면에 밀착한 후 권취시켜 강관을 형성하도록 하는 강관형성부로 구성되고,
   상기 강관형성부는
   강판이 밀착되어 원형으로 형성되도록 형상을 안내하는 지그와, 상기 지그의 외주면에 밀착되어 강판이 가압하는 로울러를 포함하고,
   상기 지그는
   중심에 형성되는 원형부재;
   상기 원형부재의 외면에 방사상으로 연결되는 복수의 기둥부재와, 상기 복수의 기둥부재를 각기 연결하는 호형부재로 구성되어 원형부재의 외주연에 배열되어 원형을 형성하는 피스 몰드;로 구성되고,
   상기 복수의 기둥부재는 원형부재로부터 탈착 가능하게 조립되되,
   상기 강판공급부는
   강판이 권취된 공급롤러와, 상기 공급롤러에서 인출되어 공급되는 강판의 외면에 보강부재를 부착하는 보강부재 형성부;를 포함하고,
   상기 보강부재 형성부는 보강부재가 삽입된 상태로 이송되도록 삽입홈이 외주면에 형성된 가이드롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합강관의 제조장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 피스 몰드는 다수로 적층되거나 분리되어 지그의 직경을 증가시키거나 감소시킬 수 있어 강관의 직경을 설정할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 복합강관의 제조장치.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제

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