KR102188245B1 - 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치 - Google Patents

파이프 내면 그리트 블라스팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파이프 내면에 형성된 스케일 또는 이물질을 블라스팅하기 위한 장치에 있어서, 상기 파이프를 따라 이동하면서 내부벽면에 그리트를 분사시키는 대차; 상기 대차의 연결호스에 연결되며, 압축공기와 함께 그리트 저장부에 저장된 그리트를 상기 대차측으로 공급하는 그리트공급수단; 워터제트를 상기 대차측으로 공급하는 워터제트공급수단; 및 상기 그리트와 상기 워터제트를 선택적으로 상기 대차측으로 공급하도록 제어하는 공급밸브;를 포함하고, 상기 대차는, 연결호스와 연결되어 공급되는 그리트를 회전분사시키기 위한 스핀들과, 상기 스핀들 전방측에 연결되며 서로 특정각도 이격되어 분기되는 복수의 공급헤드와, 상기 공급헤드 각각의 끝단에 탈부착되는 노즐부와, 상기 공급헤드를 상기 스핀들의 길이방향축을 기준으로 회전시키는 구동부와, 상기 대차를 주행시키기 위한 주행유닛과, 전방측을 촬영하는 비전시스템을 포함하며, 상기 스핀들과 상기 구동부는 스핀들케이스 내에 내장되고, 상기 주행유닛은, 상기 스핀들케이스 하부로 지지대에 의해 연결되는 몸체와, 상기 몸체 하단에 구비되어 상기 파이프에 부착되어 이동될 수 있는 마그네틱휠과 상기 마그네틱 휠을 구동시키는 구동수단을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치에 관한 것이다.

Description

파이프 내면 그리트 블라스팅 장치{Pipe inside grit blasting apparatus}
본 발명은 마그네틱 휠과 비전시스템을 갖는 워터제트 겸용 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치에 대한 것이다.
일반적으로 수도물을 공급하는 중대형 직경의 송수관이나 작은 직경의 상수도관, 하수가 배출되는 하수관로, 플랜트관 등은 설치 후 장기간에 걸쳐 사용하게 되면, 관로가 노후화되면서 그 내벽면에 물, 오물, 가스 등의 유체에 함유되어 있는 각종 이물질이 퇴적되면서 오니화(汚泥化)되고, 관로가 금속재로 이루어진 경우 관로 내면이 산화되어 녹이 생성되고, 이들이 고형화되어 스케일(Scale)층이 형성된다.
이와 같은 유체관로의 내면에 형성되는 발청된 녹 및 이물질 퇴적에 의한 오니나 스케일층은 시간이 경과함에 따라 점차적으로 두터워지면서 고형화되기 때문에 유체의 원활한 흐름을 방해하는 것은 물론, 유체압을 떨어뜨리는 문제가 있으며, 또한 관로에 부착된 스케일층이 유체에 녹아들게 되어 유체를 오염시키는 원인이 된다.
특히, 원자력 해수 배관에 있어서는 이물질 유입으로 인한 원자로의 가동이 중단되는 사례가 보고되고 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 관로를 관세척을 하여야 하고, 별도의 장비를 관로 내부로 견인하여 관로의 내부에 쌓여 있는 퇴적물을 준설(Dredging)하는 스크레이퍼(Scrapers)방식과 고압수를 이용한 워터제트(Water Jet)방식을 혼합한 공법과, 고압에 의하여 폴리피그(Polly pigs)를 돌진시켜 관로 내면의 스케일층을 제거하는 폴리피그공법 등이 개발되어 현장에서 적용되고 있다.
이러한 선행 기술에는 대한민국 특허청에 출원되어 등록된 등록특허 제10-0956291호, 출원번호 제10-2005-0090648호 등이 있다.
그러나, 종래의 이러한 선행기술은 사람이 직접 투입되어 관 내부 벽면을 청소하므로 미세분진의 흡입으로 인한 작업자의 건강 손상 염려가 있고, 다양한 크기의 관로 내부를 청소할 수 없다는 문제점과 발청된 녹의 제거가 완벽하게 이루어지지 않아 단순한 청소용으로만 적용 사용되고 있는 실정이다.
또한, 종래 공개된 "관로 청소용 이동 대차(등록번호:10-1236341호)"가 기재되어 있으나, 이러한 종래기술은 액상의 물을 이용한 수압으로 관로 내부의 벽면을 청소하는 장치로, 수압으로는 장시간 방치됨에 따라 매우 두꺼워진 오니나 스케일층 및 발청된 녹의 제거가 다소 곤란하여 관로의 청소효율이 다소 낮다는 문제점이 있었다.
또한, 관로의 청소가 수행되면 통상 관로 벽면 내부에 도장재를 도포하여 도장하는 도장작업이 수행되는데, 통상 수압을 통해 관로 내부 벽면이 청소되면 벽면 표면의 조도(거칠기)가 다소 낮게 형성되어 관로 벽면에 도포되는 도장재의 부착력이 다소 낮아 벽면으로부터 도장재가 쉽게 박리되는 문제점을 유발시키는 원인이 되었다.
대한민국 등록특허 10-1583071 대한민국 등록특허 10-2079166 대한민국 공개특허 10-2009-0098265 대한민국 등록특허 10-0910320
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 파이프 내면에 발생된 스케일 또는 이물질을 소립자의 그리트를 분사, 투사하여 표면을 클리닝하기 위한 장치로서, 워터제트 겸용으로 사용할 수 있도록 구성되며, 설치된 파이프 내부에 직접 투입하여 작업하기 위한 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마그네틱 휠을 적용하게 됨으로써, 자력조절을 통해 대차가 수직면이나 경사진 파이프 절곡파이프의 표면을 이동 또는 블라스팅 시 발생하는 반력에 의한 전도 방지 및 흔들림을 견딜 수 있고 미끄러지지 않고 이동할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치에 따르면, 4방향 거리검출센서를 통해 주행방향을 제어할 수 있으며, 스핀들 센터가 파이프 직경에 맞게 높이가 맞추어질 수 있으며 파이프의 사이즈 실시간 감지에 따라 공급헤드 간의 이격 각도를 자동으로 조절할 수 있으며, 블라스팅 시 발생하는 반력 또는 표면 요철 등으로 인하여 주행방향이 틀어졌을 경우 스스로 위치를 보정하며 주행할 수 있는 AGV기능을 갖는 장점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치에 따르면, 비전시스템을 탑재하여 실시간으로 블라스팅 시 전방을 모니터링하면서 주행이 가능하도록 하며, 영상분석부를 통해 실시간으로 전방의 파이프 내면의 스케일, 이물질의 부착정도를 분석하여 그리트의 분사량과 분사속도, 주행속도를 자동제어할 수 있으며, 스케일, 이물질 제어에 따라 전방 하면에 스케일과 이물질이 과다하게 쌓이게 된 경우 이를 영상분석부에서 분석하여 자동으로 대차의 주행을 중단하고, 분석데이터를 알림수단을 통해 알리고, 통신수단을 통해 관리자 단말기 등과 같은 기 설정된 사용자 단말기로 전송할 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 목적은, 파이프 내면에 형성된 스케일 또는 이물질을 블라스팅하기 위한 장치에 있어서, 상기 파이프를 따라 이동하면서 내부벽면에 그리트 또는 워터제트를 분사시키는 대차; 상기 대차의 연결호스에 연결되며, 압축공기와 함께 그리트 저장부에 저장된 그리트를 상기 대차측으로 공급하는 그리트공급수단; 워터제트를 상기 대차측으로 공급하는 워터제트공급수단; 및 상기 그리트와 상기 워터제트를 선택적으로 상기 대차측으로 공급하도록 제어하는 공급밸브;를 포함하고, 상기 대차는, 연결호스와 연결되어 공급되는 그리트를 회전분사시키기 위한 스핀들과, 상기 스핀들 전방측에 연결되며 서로 특정각도 이격되어 분기되는 복수의 공급헤드와, 상기 공급헤드 각각의 끝단에 탈부착되는 노즐부와, 상기 공급헤드를 상기 스핀들의 길이방향축을 기준으로 회전시키는 구동부와, 상기 대차를 주행시키기 위한 주행유닛과, 전방측을 촬영하는 비전시스템을 포함하며, 상기 스핀들과 상기 구동부는 스핀들케이스 내에 내장되고, 상기 주행유닛은, 상기 스핀들케이스 하부로 지지대에 의해 연결되는 몸체와, 상기 몸체 하단에 구비되어 상기 파이프에 부착되어 이동될 수 있는 마그네틱휠과 상기 마그네틱 휠을 구동시키는 구동수단을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치로서 달성될 수 있다.
그리고 상기 대차는, 상기 파이프 내면과의 거리를 측정하는 4방향 거리검출센서와, 복수의 상기 공급헤드 간의 이격각도를 조절하는 각도조절유닛과, 상기 공급헤드의 길이를 조절하는 길이조절유닛과, 상기 비전시스템에서 촬영한 영상데이터와 상기 거리검출센서의 측정데이터를 기반으로 상기 구동부와, 상기 구동수단과, 상기 마그네틱 휠의 자력을 조절하는 자력조절부와, 상기 각도조절유닛과, 상기 길이조절유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 스핀들케이스의 높이를 조절하기 위해 상기 지지대에 구비되는 높이조절수단을 갖고, 상기 마그네틱 휠은 무한궤도로 구성되며, 상기 주행유닛은 상기 대차의 방향을 전환하기 위한 방향전환용 휠과, 상기 방향전환용 휠을 조절하는 방향조절수단을 포함하고, 상기 제어부는 상기 거리검출센서의 측정데이터를 기반으로 주행방향이 설정된 방향에서 벗어난 경우 상기 구동수단과, 상기 방향조절수단을 통해 자세를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고 상기 비전시스템의 촬영데이터를 분석하여 상기 대차 전방의 파이프 내면에 부착된 스케일, 이물질 정도를 분석하고, 제거되어 상기 파이프 내면 하단에 적층된 이물질, 스케일의 양을 분석하는 영상분석부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 영상분석부의 분석데이터를 기반으로 구동수단을 제어하여 주행속도를 조절하고, 상기 그리트 공급수단과 상기 워터제트공급수단을 제어하여 그리트 또는 워터제트의 분사속도를 조절하며, 상기 구동부를 제어하여 스핀들의 회전속도를 조절하고, 상기 촬영데이터와 분석데이터를 실시간으로 확인할 수 있도록 표시되는 디스플레이부와, 상기 영상분석부에서 적층된 이물질, 스케일의 양이 설정된 범위를 초과하는 경우 알림데이터를 송출하는 알림수단과, 상기 알림데이터를 설정된 사용자 단말기로 전송하는 통신수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 블라스팅이 완료된 구간의 전방측에 집진기와 연결된 전방격벽튜브를 장착하고, 후방측에 항온항습기와 연결된 후방격벽튜브를 설치하여, 상기 전방격벽튜브와 후방격벽튜브에 의해 구획된 영역 내에 집진과 도료 작업을 위한 설정된 온도와, 습도를 갖도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치에 따르면, 파이프 내면에 발생된 스케일 또는 이물질을 소립자의 그리트를 분사, 투사하여 표면을 클리닝할 수 있고, 또한 워터제트 겸용으로 사용할 수 있으며, 설치된 파이프 내부에 직접 투입하여 작업할 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치에 따르면, 마그네틱 휠을 적용하게 됨으로써, 자력조절을 통해 대차가 수직면이나 경사진 파이프 절곡파이프의 표면을 이동 또는 블라스팅 시 발생하는 반력에 의한 전도 방지 및 흔들림을 견딜 수 있고 미끄러지지 않고 이동할 수 있는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치에 따르면, 4방향 거리검출센서를 통해 주행방향을 제어할 수 있으며, 스핀들 센터가 파이프 직경에 맞게 높이가 맞추어질 수 있으며 파이프의 사이즈 실시간 감지에 따라 공급헤드 간의 이격 각도를 자동으로 조절할 수 있으며, 블라스팅 시 발생하는 반력 또는 표면 요철 등으로 인하여 주행방향이 틀어졌을 경우 스스로 위치를 보정하며 주행할 수 있는 AGV기능을 갖는 장점이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치에 따르면, 비전시스템을 탑재하여 실시간으로 블라스팅 시 전방을 모니터링하면서 주행이 가능하도록 하며, 영상분석부를 통해 실시간으로 전방의 파이프 내면의 스케일, 이물질의 부착정도를 분석하여 그리트의 분사량과 분사속도, 주행속도를 자동제어할 수 있으며, 스케일, 이물질 제어에 따라 전방 하면에 스케일과 이물질이 과다하게 쌓이게 된 경우 이를 영상분석부에서 분석하여 자동으로 대차의 주행을 중단하고, 분석데이터를 알림수단을 통해 알리고, 통신수단을 통해 관리자 단말기 등과 같은 기 설정된 사용자 단말기로 전송할 수 있는 효과를 갖는다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치를 전방에서 바라본 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치를 후방에서 바라본 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치를 하부에서 바라본 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치의 측면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공급헤드, 노즐부, 회전커플러, 스핀들, 스핀들케이스, 연결호스 부분의 측면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 집진기와 연결된 전방격벽튜브와, 항온항습기와 연결된 후방격벽튜브가 설치된 관로를 모식적으로 나타낸 단면도를 도시한 것이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치의 구성, 기능 및 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치의 구성도를 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 이물질, 스케일 제거의 대상이 되는 파이프(6) 내부로 투입되어 이동될 수 있는 대차(1) 형태를 가지며, 연결호스(2)에 의해 그리트공급수단(3)과 워터제트공급수단(5)에 연결되게 된다. 그리트공급수단(3)과 워터제트공급수단(5)은 파이프(6) 외부에 구비될 수도 있고 공급대차 형태로 파이프(6) 내로 같이 투입될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치를 전방에서 바라본 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치를 후방에서 바라본 사시도를 도시한 것이다. 또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치를 하부에서 바라본 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치의 측면도를 도시한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치(100)는 전체적으로, 파이프(6) 내부를 따라 이동하면서 내부벽면에 그리트 또는 워터제트를 분사시키는 대차(1)와, 이러한 대차(1)의 연결호스(2)에 탈부착 연결되며 압축공기와 함께 그리트 저장부에 저장된 그리트를 대차(1)측으로 공급하는 그리트공급수단(3)과, 워터제트를 대차(1)측으로 공급하는 워터제트공급수단(5)을 포함하여 구성될 수 있다.
또한 공급밸브(4)를 통해 그리트와 워터제트를 선택적으로 대차(1)측으로 공급하도록 제어할 수 있다. 따라서 필요에 따라 스케일, 이물질을 제거하기 위해 워터제트 또는 그리트를 선택적으로 분사시킬 수 있게 된다.
그리고 대차(1)는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 연결호스(2)와 연결되며 내부에 스핀들(20)이 설치되는 스핀들 케이스(10)와, 2개로 분기되어 스핀들(20) 전방에 회전커플러(21)를 통해 연결되는 공급헤드(31), 공급헤드(31) 끝단 각각에 설치되는 노즐부(32) 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
스핀들(20)은 파이프(6) 내면에서 그리트를 회전하며 분사하기 위한 로테이션 헤드로서, 그리트 저장부에 저장된 그리트를 압축공기와 함께 연결호스(2)를 통해 공급되면 회전하는 노즐부(32)로 원활하게 공급하기 위한 장치이다. 그리트를 이송하는 스핀들(20) 내의 샤프트 및 실링부재 등은 마모를 최소화할 수 있는 재질로 구성된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공급헤드(31), 노즐부(32), 회전커플러(21), 스핀들(20), 스핀들케이스(10), 연결호스(2) 부분의 측면도를 도시한 것이다.
그리고 스핀들(20)의 전방 끝단에는 회전커플러(21)에 의해 2개의 공급헤드(31)가 연결된다. 이러한 공급헤드(31)는 서로 특정각도로 이격되며 특정각도로 이격된 상태에서 스핀들(20)의 길이방향 축으로 기준으로 회전구동하게 된다. 그리고 노즐부(32)는 공급헤드(31) 각각의 끝단에 탈부착될 수 있도록 구성된다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 공급헤드(31) 간의 이격각도를 조절하는 각도조절유닛(33)과, 공급헤드(31) 각각의 길이를 조절하는 길이조절유닛(34)을 포함하여 구성된다.
그리고 스핀들케이스(10) 내부에는 스핀들(20)을 회전시키기 위한 구동부(11)가 설치된다. 보다 구체적으로 구동부(11)는 공급헤드(31)를 스핀들(20) 길이방향 축 기준으로 회전시키는 회전구동모터, 공급헤드(31) 간 이격각도를 조절하는 각도조절용 모터, 공급헤드(31)의 길이를 가변시키기 위한 길이조절용 모터 등을 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치(100)는, 파이프(6) 내면과의 거리를 측정하는 4방향 거리검출센서(71)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
또한, 장착부(61)를 통해 비전시스템(60)이 설치되어 전방측 파이프(6) 내면을 실시간을 촬영하도록 구성된다. 이러한 비전시스템(60)은 CCD 카메라, 모니터 등으로 구성될 수 있다.
그리고 이러한 스핀들 케이스(10)는 주행유닛(40)에 지지대(50)를 통해 연결되도록 구성된다. 이러한 지지대(50)에는 높이조절수단(12)이 구비되어 스핀들 케이스(10)의 높이가 조절될 수 있으며, 이때 제어부(70)는 4방향 거리검출센서(71)에 의해 측정된 위치 포지셔닝을 통해 자동으로 높이가 조절될 수 있도록 구성된다.
그리고 주행유닛(40)은, 스핀들케이스(10) 하부로 지지대(50)에 의해 연결되는 몸체(41)와, 이러한 몸체(41) 하단에 구비되어 상기 파이프(6)에 부착되어 이동될 수 있는 마그네틱휠(43)과, 마그네틱휠(43)을 구동시키는 구동수단(42)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 이러한 마그네틱휠(43)은 도시된 바와 같이, 4개의 바퀴형태로 구성될 수도 있으며, 복수의 바퀴를 벨트에 의해 감싸는 무한궤도 형태로 구성될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치(100)에 따르면, 마그네틱휠(43)을 적용하게 됨으로써, 자력조절을 통해 대차(1)가 수직면이나 경사진 파이프 절곡파이프의 표면을 이동 또는 블라스팅 시 발생하는 반력에 의한 전도 방지 및 흔들림을 견딜 수 있고 미끄러지지 않고 이동할 수 있게 된다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 대차(1)는, 파이프(6) 내면과의 거리를 측정하는 4방향 거리검출센서(71)와, 복수의 상기 공급헤드(31) 간의 이격각도를 조절하는 각도조절유닛(33)과, 공급헤드(31)의 길이를 조절하는 길이조절유닛(34)를 포함하여 구성된다.
따라서 제어부(70)는 비전시스템(60)에서 촬영한 영상데이터와 거리검출센서(71)에서 측정된 측정데이터를 기반으로 구동부(11)를 제어하여 노즐부(32)의 회전속도를 조절하게 되며, 구동수단(42)을 제어하여 대차(1)의 주행속도를 조절하고, 마그네틱 휠(43)의 자력을 조절하는 자력조절부(44)를 제어하게 된다. 그리고 각도조절유닛(33)을 제어하여 2개의 공급헤드(31) 간의 이격 각도를 조절하며, 길이조절유닛(34)을 제어하여 공급헤드(31) 각각의 길이응 자동 조절할 수도록 구성된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 주행유닛(40)은 전방측에 대차(1)의 방향을 전환하기 위한 방향전환용 휠(45)이 구비되며, 이러한 방향전환용 휠(45)을 구동하는 방향조절수단(46)을 포함하여 구성된다.
따라서 제어부(70)는 거리검출센서(71)의 측정데이터를 기반으로 주행방향이 설정된 방향에서 벗어난 경우 구동수단(42)과, 방향조절수단(46)을 통해 자세를 제어하도록 구성된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 4방향 거리검출센서(71)를 통해 주행방향을 제어할 수 있으며, 높이조절수단(12)을 통해 스핀들(20) 센터가 파이프(6) 직경에 맞게 높이가 맞추어질 수 있으며, 파이프(6)의 사이즈 실시간 감지에 따라 공급헤드(31) 간의 이격 각도를 자동으로 조절할 수 있으며, 블라스팅 시 발생하는 반력 또는 표면 요철 등으로 인하여 주행방향이 틀어졌을 경우 스스로 위치를 보정하며 주행할 수 있는 AGV기능을 갖게 된다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치(100)는 비전시스템(60)의 촬영데이터를 분석하여 대차(1) 전방의 파이프(6) 내면에 부착된 스케일, 이물질 정도를 분석하는 영상분석부(72)를 포함하여 구성된다.
즉, 비전시스템(60)을 탑재하여 실시간으로 블라스팅 시 전방을 모니터링하면서 주행이 가능하도록 하며, 영상분석부(72)를 통해 실시간으로 전방의 파이프(6) 내면의 스케일, 이물질의 부착 정도를 분석하여 그리트의 분사량, 분사속도, 주행속도를 자동제어할 수 있게 된다.
또한, 영상분석부(72)는 촬영데이터를 분석하여, 제거되어 파이프(6) 내면 하단에 적층, 쌓인 이물질, 스케일의 양을 분석하도록 구성된다.
그리고 제어부(70)는 이러한 영상분석부(72)의 분석데이터를 기반으로 쌓여진 이물질, 스케일 양이 설정된 범위를 초과하게 되는 경우, 이러한 정보를 알림수단(74)을 통해 송출할 수 있도록 구성된다.
또한, 디스플레이부(73)를 통해 촬영데이터와 분석데이터를 실시간으로 모니터링 할 수 있도록 구성되며, 앞서 언급한 바와 같이, 영상분석부(72)에서 적층된 이물질, 스케일의 양이 설정된 범위를 초과하는 경우, 알림데이터를 관리자 단말기 등과 같은 설정된 사용자 단말기(75)로 전송하는 통신수단(76)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 집진기와 연결된 전방격벽튜브와, 항온항습기와 연결된 후방격벽튜브가 설치된 관로를 모식적으로 나타낸 단면도를 도시한 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 블라스팅이 완료된 구간에 대하여 전방격벽튜브(7)와 후방격벽튜브(8)를 설치하여, 전방격벽튜브(7)와 후방격벽튜브(8)가 설치된 구간에 대하여 파이프(6) 도료 작업 전에 집진과, 도료작업에 최적화된 온도와 습도를 갖도록 할 수 있다.
즉, 전방격벽튜브(7)는 집진기 연결용 호스(121)에 의해 집진기(120)와 연결되어지며, 후방격벽튜브(8)는 항온항습기 연결용 호스(111)에 의해 항온항습기(110)에 연결되도록 구성된다. 따라서 집진기(120)에 의해 전방격벽튜브(7)와 후방격벽튜브(8)가 설치된 구간 내에 집진을 진행하고, 항온항습기(110)를 통해 구간 내부를 도료 작업에 최적화된 분위기를 형성하도록 한다.
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
1:대차
2:연결호스
3:그리트공급수단
4:공급밸브
5:워터제트공급수단
6:파이프
7:전방격벽튜브
8:후방격벽튜브
10:스핀들케이스
11:구동부
12:높이조절수단
20:스핀들
21:회전커플러
31:공급헤드
32:노즐부
33:각도조절유닛
34:길이조절유닛
40:주행유닛
41:몸체
42:구동수단
43:마그네틱 휠
44:자력조절부
45:방향조절휠
46:방향조절수단
50:지지대
60:비전시스템
61:비전시스템 장착부
70:제어부
71:거리검출센서
72:영상분석부
73:디스플레이부
74:알림수단
75:사용자단말기
100:파이프 내면 그리트 블라스팅 장치
110:항온항습기
120:집진기

Claims (5)

  1. 파이프 내면에 형성된 스케일 또는 이물질을 블라스팅하기 위한 장치에 있어서,
    상기 파이프를 따라 이동하면서 내부벽면에 그리트 또는 워터제트를 분사시키는 대차;
    상기 대차의 연결호스에 연결되며, 압축공기와 함께 그리트 저장부에 저장된 그리트를 상기 대차측으로 공급하는 그리트공급수단;
    워터제트를 상기 대차측으로 공급하는 워터제트공급수단; 및
    상기 그리트와 상기 워터제트를 선택적으로 상기 대차측으로 공급하도록 제어하는 공급밸브;를 포함하고,
    상기 대차는,
    연결호스와 연결되어 공급되는 그리트를 회전분사시키기 위한 스핀들과, 상기 스핀들 전방측에 연결되며 서로 특정각도 이격되어 분기되는 복수의 공급헤드와, 상기 공급헤드 각각의 끝단에 탈부착되는 노즐부와, 상기 공급헤드를 상기 스핀들의 길이방향축을 기준으로 회전시키는 구동부와, 상기 대차를 주행시키기 위한 주행유닛과, 전방측을 촬영하는 비전시스템을 포함하며,
    상기 스핀들과 상기 구동부는 스핀들케이스 내에 내장되고,
    상기 주행유닛은, 상기 스핀들케이스 하부로 지지대에 의해 연결되는 몸체와, 상기 몸체 하단에 구비되어 상기 파이프에 부착되어 이동될 수 있는 마그네틱휠과 상기 마그네틱 휠을 구동시키는 구동수단을 가지며,
    상기 대차는, 상기 파이프 내면과의 거리를 측정하는 4방향 거리검출센서와, 상기 공급헤드의 길이를 조절하는 길이조절유닛과, 상기 스핀들케이스의 높이를 조절하기 위해 상기 지지대에 구비되는 높이조절수단을 포함하고,
    상기 주행유닛은 상기 대차의 방향을 전환하기 위한 방향전환용 휠과, 상기 방향전환용 휠을 조절하는 방향조절수단을 포함하며,
    상기 비전시스템에서 촬영한 영상데이터와 상기 거리검출센서의 측정데이터를 기반으로 상기 구동부와, 상기 마그네틱 휠의 자력을 조절하는 자력조절부와, 상기 길이조절유닛을 제어하고, 상기 거리검출센서의 측정데이터를 기반으로 주행방향이 설정된 방향에서 벗어난 경우 상기 구동수단과, 상기 방향조절수단을 통해 자세를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마그네틱 휠은 무한궤도로 구성되는 것을 특징으로 하는 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 비전시스템의 촬영데이터를 분석하여 상기 대차 전방의 파이프 내면에 부착된 스케일, 이물질 정도를 분석하고, 제거되어 상기 파이프 내면 하단에 적층된 이물질, 스케일의 양을 분석하는 영상분석부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 영상분석부의 분석데이터를 기반으로 구동수단을 제어하여 주행속도를 조절하고, 상기 그리트 공급수단과 상기 워터제트공급수단을 제어하여 그리트 또는 워터제트의 분사속도를 조절하며, 상기 구동부를 제어하여 스핀들의 회전속도를 조절하고,
    상기 촬영데이터와 분석데이터를 실시간으로 확인할 수 있도록 표시되는 디스플레이부와, 상기 영상분석부에서 적층된 이물질, 스케일의 양이 설정된 범위를 초과하는 경우 알림데이터를 송출하는 알림수단과, 상기 알림데이터를 설정된 사용자 단말기로 전송하는 통신수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 블라스팅이 완료된 구간의 전방측에 집진기와 연결된 전방격벽튜브를 장착하고, 후방측에 항온항습기와 연결된 후방격벽튜브를 설치하여, 상기 전방격벽튜브와 후방격벽튜브에 의해 구획된 영역 내에 집진과 도료 작업을 위한 설정된 온도와, 습도를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 파이프 내면 그리트 블라스팅 장치.


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