KR102197210B1

KR102197210B1 - 파손배관 교체 장치 및 이를 이용한 파손배관 교체방법

Info

Publication number: KR102197210B1
Application number: KR1020200031146A
Authority: KR
Inventors: 신주용
Original assignee: 신주용
Priority date: 2020-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2020-12-31

Abstract

본 발명은 파손된 배관의 유체를 유동시키는 상태에서 파손 부분을 절단 후 자동화 방식으로 교체하는 배관 수리 및 교체 기술 파손배관 교체 장치 및 이를 이용한 파손배관 교체방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체가 유동하는 배관이 파손되어 누수가 발생할 경우 배관의 파손된 부분을 교체하는 파손배관 교체장치에 관한 것으로, 배관에 설치하는 케이스, 상기 케이스의 내부에 설치하여 파손배관을 제거하는 제거부, 상기 교체배관을 설치하기 위한 교체부, 제거부와 교체부를 제어하는 제어부로 구성하여; 파손배관과 교체배관의 교체작업시 유체를 차단하지 않은 상태에서 시행할 수 있어 가동 손실을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

파손배관 교체 장치 및 이를 이용한 파손배관 교체방법{Damage replacement device and replacement method of the damaged pipe using the same}

본 발명은 배관의 파손된 부분을 교체하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파손된 배관의 유체를 유동시키는 상태에서 파손 부분을 절단 후 자동화 방식으로 용접작업까지 완료하여 교체하는 배관 수리 및 교체 기술로 상하수도 배관, 다양한 액체가 유동하는 화학, 유류 등을 취급하는 수자원공사나 플랜트 업계에 적용가능한 파손배관 교체 장치 및 이를 이용한 파손배관 교체방법에 관한 것이다.

일반적으로 상하수도, 석유 및 가스와 같은 인류 생활에 필수적인 유체들은 생산지로부터 최종 수요지 까지 배관을 통해 기계적으로 이송되고 있다. 예를 들어 주택가의 지하에는 상하수도 및 가스 배관 같은 다양한 배관들이 매설되어 있다.

이러한 배관들의 노후 또는 외부 충격에 의해 배관에 크랙이 발생하여 배관의 교체, 이설 및 유지보수 등의 작업이 필요한 경우에는 먼저, 지하에 매설된 배관의 크랙부분을 절단장치를 이용하여 절단한 후, 크랙부위가 포함된 절단된 배관을 이송장치를 이용하여 지상으로 들어올린다.

그 다음, 상기 지상으로 들어 올려진 크랙부위가 포함된 배관과 동일한 크기와 형태로 가공된 교체용 배관을 상기 이송장치를 이용하여 상기 지하에 매설한다.

이때, 상기 지하에 매설되어 크랙이 발생된 배관의 크랙부위를 절단하기 위해서는 소정의 절단장치를 이용하는데, 상기 크랙부위를 중심으로 소정의 폭만큼 양측에서 상하로 배관을 절단하게 된다.

이러한 배관의 절단에 있어서 현재의 일반적인 배관 절단공법으로는 배관의 수직방향으로 오차 없는 정확한 절단이 이루어지는 것이 불가능할 뿐만 아니라, 절단면이 고르지 못한 문제점이 있다.

그리고 지하에 매설된 배관의 절단된 부위에 교체용 배관을 매설할 때, 이송장치를 이용하여 수직방향으

로 상기 교체용 배관이 매설되기 때문에 상기 교체용 배관의 길이가 매설되는 부위에 비해 짧게 가공하여 매설해야 한다.

이렇게 매설된 교체용 배관의 경우 그 양단이 기 매설된 배관에 밀착할 수 없기 때문에 상기 교체용 배관의 양단과 기 매설된 배관 사이에 소정의 이음관이 더 설치되어야만 한다.

상기 이음관이 상기 교체용 배관의 양단과 기 매설된 배관 사이에 설치됨으로써, 상기 교체용 배관과 기 매설된 배관 사이의 벌어진 간격을 감쌀 수 있으나, 상기 이송용 배관의 내부에서 고압의 유체가 이송할 때, 유체의 높은 압력으로 인해 상기 교체용 배관과 기 매설된 배관 사이에 벌어진 사이 간격으로 압력이 집중될 수밖에 없기 때문에 상기 이음관이 설치된다 하더라도 사이 간격이 약해 유체의 고압으로 인한 유체의 외부 유출, 더 나아가 배관의 파손을 유발할 수 있는 문제점이 발생한다.

이로 인하여, 유체를 단수시키지 않은 상태에서 배관의 파손된 부분을 절단 후 교체 및 용접 작업을 시행할 수 있는 자동화 장치 개발 및 교체 방법이 절실히 요구되는 실정이다.

등록특허 10-0657587 (부단수 배관 요소 교체 및 신설 방법) 공개특허 10-2014-0031349 (부단수 차단 장치를 이용한 배관 연결 방법)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 파손배관과 교체배관의 교체작업시 유체를 차단하지 않은 상태에서 시행할 수 있는 파손배관 교체 장치 및 이를 이용한 파손배관 교체방법을 제공하는데 목적이 있다.

그리고, 본 발명에 다른 목적은 파손배관의 절단 및 제거와 교체배관의 설치 및 연결을 자동화 방식으로 이루어지도록 하는 데 있다.

아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 교체배관 제거시 금속가루를 회수하여 유체가 오염되는 것을 방지 하는 데 있다.

더불어, 본 발명의 다른 목적은 지수배관을 이용한 방식으로 배관과 교체배관을 연결함으로써 비용을 절감할 수 있도록 하는 데 있다.

여기서, 본 발명의 또 다른 목적은 수작업을 통해 이루어지는 용접작업을 자동화방식으로 시행함으로써 작업의 원활성을 증대시키도록 하는 데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 파손배관 교체 장치는 유체가 유동하는 배관이 파손되어 누수가 발생할 경우 배관의 파손된 부분을 교체하는 파손배관 교체장치에 있어서, 배관의 파손배관 지점을 감싸며 결합되는 케이스, 상기 케이스의 내부에서 이동하도록 설치되어 파손배관을 클램핑하며 파손배관을 벗어난 양 끝단을 절단하는 제거부, 상기 제거부의 파손배관를 절단하여 이동하면 교체배관 및 지수배관을 클램핑 한 상태로 이동하여 파손배관이 제거된 지점에 교체배관을 삽입하고, 배관과 교체배관의 사이에 발생하는 연결지점에 지수배관을 슬라이드 끼움하는 교체부, 상기 교체부와 함께 슬라이드 작동하며 배관과 교체배관의 연결지점에 끼워지는 지수배관과 배관, 지수배관과 교체배관을 자동화 방식으로 용접하는 용접부, 상기 제거부와 교체부의 전력 및 작동제어를 위한 제어부, 상기 교체부의 지수배관에 의해 누수가 차단되면 케이스내의 유체를 제거 후 배관과 지수배관의 접촉 끝단을 용접하는 과정이 자동화방식으로 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 파손배관 교체 장치를 이용한 파손배관 교체방법은 유체가 유동하는 배관이 파손되어 누수가 발생할 경우 배관의 파손된 부분을 교체하는 파손배관 교체하는 방법에 있어서, 배관의 파손지점을 확인하여 파손배관의 절단 위치를 확인 및 결정하는 교체지점선정단계, 상기 교체지점선정단계를 거친 후, 제거부와 교체부가 설치된 하부케이스를 배관의 후방측에 설치하는 하부케이스설치단계, 상기 하부케이스설치단계를 거친 후, 제거부의 제1클램프을 이용하여 파손배관의 양 끝 지점을 클램핑하고 절단기는 파손배관의 절단 지점 상부에 위치시키고, 교체배관의 양 끝단 지점에 지수배관을 끼움한 상태로 교체배관의 중앙지점을 제2클램프를 이용하여 클램핑하여 제거부와 교체부를 준비하는 준비단계, 상기 준비단계를 거친 후 하부케이스와 상부케이스를 파손배관의 양 측 지점인 배관을 감싸며 밸브는 폐쇄하는 케이스설치단계, 상기 케이스설치단계를 거친 후, 제어부를 조작하여 제거부의 절단기를 작동시켜 파손배관의 양 끝단을 동시에 절단하는 절단단계, 상기 절단단계를 거친 후, 제어부를 조작하여 제1이송모터의 작동으로 레일을 따라 제1이송판을 배관에서 멀어지도록 절단된 파손배관을 제1클램프에 의해 클램핑한 상태로 제거부를 이동시키는 제거부이동단계, 상기 제거부이동단계를 거친 후, 제어부를 조작하여 제2이송모터의 작동으로 레일을 따라 제2이송판을 파손배관이 제거된 위치에 제2클램프에 클램핑된 교체배관을 끼워넣는 교체배관설치단계, 상기 교체배관설치단계를 거친 후, 제3클램프가 외측으로 이동하도록 작동하면서 클램핑된 지수배관을 배관과 교체배관의 연결 지점에 위치시키는 지수배관설치단계, 상기 지수배관설치단계를 거친 후, 지수배관의 지수부재가 유체를 흡수하여 배관과 교체배관의 연결 지점에 폐쇄한 시점이 지나면 밸브를 이용하여 케이스의 내부에 충진되어진 유체를 배출하는 유체배출단계, 상기 유체배출단계를 거친 후, 상부케이스를 하부케이스로부터 해체하고 교체배관에 결합된 제2클램프와 지수배관에 결합된 제3클램프를 해체하는 해체단계, 상기 해체단계를 거친 후, 교체배관과 지수배관 및 배관과 지수배관의 접촉 지점을 용접부를 이용하여 자동화방식으로 용접하여 완료하는 용접완료단계로 구성하는 것을 특징으로 하는 파손배관 교체방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 파손배관과 교체배관의 교체작업시 유체를 차단하지 않은 상태에서 시행할 수 있어 가동 손실을 절감할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 파손배관의 절단 및 제거와 교체배관의 설치 및 연결을 자동화 방식으로 이루어져 작업시간이 단축되는 효과가 있다.

아울러, 교체배관 제거시 금속가루를 회수하여 유체가 오염되는 것을 방지 하는 효과가 있다.

더불어, 지수배관을 이용한 방식으로 배관과 교체배관을 연결함으로써 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 배관에 따른 파손배관이 형성된 배관 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치의 평면 투영 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치 중 제거부의 평면 투영 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치 중 제거부의 측면 투영 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치 중 교체부의 평면 투영 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치 중 교체부의 측면 투영 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치 중 용접부를 측면 투영 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치의 제거부가 배관 및 파손배관에 설치된 평면 투영 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치의 교체부가 배관에 교체배관을 설치하는 평면 투영 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치 중 용접부의 이동을 나타낸 작동도,
도 11은 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치의 케이스가 배관에 설치된 설치 예시도,
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치의 제거부에 의해 파손배관이 제거되고 교체부의 작동으로 교체배관이 설치되는 과정을 나타낸 작동도,
도 14는 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치 중 용접부를 이용하여 교체배관과 배관, 교체배관과 지수배관의 용접 과정을 나타낸 작업도,
도 15는 본 발명에 따른 파손배관 교체 장치를 이용하여 제거부에 의해 파손배관이 제거되고 교체부의 작동으로 교체배관이 설치되는 과정을 나타낸 순서도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

이하 본 발명의 구성을 첨부되는 도면을 참조로 설명하면, 유체가 유동하는 배관이 파손되어 누수가 발생할 경우 배관의 파손된 부분을 교체하는 파손배관 교체장치에 관한 것으로, 배관(1)에 설치하는 케이스(10), 상기 케이스(10)의 내부에 설치하여 파손배관(2)을 제거하는 제거부(20), 상기 교체배관(3)을 설치하기 위한 교체부(30), 상기 교체부(30)와 함께 수평 이동한 후 자동화방식으로 용접하는 용접부(40), 제거부(20)와 교체부(30), 용접부(40)를 제어하는 제어부(50)로 배관교체장치(100)를 구성한다.

도 1 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 배관교체장치(100)는 배관(1)의 파손배관(2) 지점을 감싸며 결합되는 케이스(10)를 형성한다.

상기 케이스(10)는 상부케이스(11)와 하부케이스(12)가 볼트와 너트방식으로 결합되도록 배관홈(13)을 형성하는데, 상기 상부케이스(11)와 하부케이스(12)는 각 끝단에 플랜지가 형성되며 실링을 위한 패킹이 부착되어 있으며 플랜지는 볼트와 너트를 이용하여 체결하여 기밀성을 증대시키고, 상기 배관홈(13)은 배관(1)의 직경에 따라 맞는 크기로 제작한다.

상기 하부케이스(12)의 일측면에는 유체를 배수하는 밸브(14)를 형성하는데 밸브(14)는 수동으로 개폐 가능하도록 형성한다.

상기 하부케이스(12)의 바닥면에는 제거부(20)와 교체부(30)가 이동하는 레일(15)을 구성하는데, 상기 레일(15)은 렉기어 방식으로 제작한다.

그리고, 상기 케이스(10)의 내부에서 이동하도록 설치되어 파손배관(2)을 클램핑하며 파손배관(2)을 벗어난 양 끝단을 절단하는 제거부(20)를 형성한다.

상기 제1이송판(21)의 상부에는 파손배관(2)의 파손지점 양 측을 클램핑하는 한 쌍의 제1클램프(23)를 형성하는데, 상기 제1클램프(23)의 외측 끝단에는 자석(23a)을 형성한다.

상기 제1클램프(23)의 외측으로 배관(1)에서 파손배관(2)을 절단하는 한 쌍의 절단기(24)를 형성한다.

상기 절단기(24)는 제1이송판(21)의 상부에 설치되는 절단모터(24a)에는 상하 방향으로 이동하는 작동을 하는 띠 톱형태의 절단날(24b)을 형성한다.

아울러, 상기 제거부(20)가 파손배관(2)을 절단하여 이동하면 교체배관(3) 및 지수배관(35)을 클램핑 한 상태로 이동하여 파손배관(2)이 제거된 지점에 교체배관(3)을 삽입하고, 배관(1)과 교체배관(3)의 사이에 발생하는 연결지점에 지수배관(35)을 슬라이드 끼움하는 교체부(30)를 형성한다.

상기 교체부(30)는 제거부(20)에 간섭되지 않도록 레일(15)의 상부 일측에 위치하는 제2이송판(31)의 상부면에 설치된 한 쌍의 제2이송모터(32)의 회전력으로 이동하도록 형성한다.

상기 제2이송판(31)의 상부에는 교체배관(3)이 클램핑되는 제2클램프(33)를 형성한다.

상기 교체배관(3)에 끼워진 상태로 제3클램프(34)에 클램핑되어 이동 후 교체배관(3)이 배관(1)의 연결지점에 끼움되어 누수를 차단하도록 내면에 지수부재(36)가 설치된 지수배관(35)을 형성한다.

상기 제3클램프(34)는 제2이송판(31)의 상부에 설치된 실린더(34a)의 로더(34b)에 연결되어 수평방향으로 이동하도록 형성한다.

상기 제1클램프(23)와 제2클램프(33) 및 제3클램프(34)는 원통 형태의 양 끝단에 플랜지가 형성되어 볼트와 너트로 체결한다.

여기서, 상기 제거부(20) 및 교체부(30)는 각각 레일(15)의 상부에 위치하는 제1이송판(21) 및 제2이송판(31)의 상부면에 설치된 한 쌍의 제1이송모터(22) 및 제2이송모터(32)의 회전력으로 이동하도록 형성하는데, 상기 제1이송모터(22) 및 제2이송모터(32)에는 레일(15)과 기어 연결 가능한 피니언기어를 형성한다.

한편, 상기 교체부(30)와 함께 슬라이드 작동하며 배관(1)과 교체배관(3)의 연결지점에 끼워지는 지수배관(35)과 배관(1), 지수배관(35)과 교체배관(3)을 자동화 방식으로 용접하는 용접부(40)를 형성한다.

상기 용접부(40)는 제3클램프(34)의 양 측으로 지수배관(35)과 배관(1), 지수배관(35)과 교체배관(3)을 용접하기 위해 가스공급부(45)로부터 불활성가스를 공급받는 링 형태로 상부에 용접모터(41)를 설치하는 용접몸체(42)를 형성한다.

상기 용접몸체(42)의 일측면은 클램프부(30)의 실린더(34a)의 구동력에 의해 작동하는 로더(34b)에 연결된다.

상기 용접몸체(42)의 밀폐된 내부에서 용접모터(41)의 구동력을 전달받아 회전하며 불활성가스가 유동하는 링 형태의 용접지그(43)를 형성한다.

상기 용접몸체(42)는 측면에서 투영시 링 형태로써 세로 절단 단면을 투영하게 되면 용접지그(43)가 밀폐 되도록 내부에 설치되어 함체형상으로 제작되며, 용접지그(43)의 외면에는 용접모터(41)의 용접기어(41a)와 기어 연결되는 지그기어(43a)가 형성되고, 용접지그(43)의 내면은 용접몸체(42)와 슬라이드 결합으로 조립되어 용접모터(41)의 구동력으로 회전하도록 형성한다.

상기 용접지그(43)의 일측면에는 지수배관(35)과 배관(1), 지수배관(35)과 교체배관(3)이 맞닿는 끝단을 향하며 용접용 전극이 내장된 용접노즐(44)을 형성한다.

상기 용접노즐(44)은 용접지그(43)의 일측에 고정 설치되어 함께 회전하고 용접을 위한 불활성가스는 용접몸체(42)를 통해 유입되어 용접노즐(44)과 연통되도록 형성한다.

아울러, 상기 용접부(40)는 교체부(30)의 제3클램프(34)의 양측에 각각 설치되어 배관(1)과 지수배관(35) 및 교체배관(3)과 지수배관(35)의 접촉 끝단 지점을 각각 동시에 용접하도록 형성한다.

아울러, 상기 제거부(20)와 교체부(30)의 전력 및 작동제어를 위한 제어부(50)를 형성한다.

상기 교체부(30)의 지수배관(35)에 의해 누수가 차단되면 밸브(14)를 개방하여 케이스(10)의 내부 유체를 모두 배출시킨 다음 케이스(10)내의 유체를 제거 후 배관(1)과 지수배관(35) 및 교체배관(3)과 지수배관(35)의 접촉 끝단을 용접하도록 형성한다.

상기와 같이 구성되는 파손배관 교체 장치를 이용한 파손배관 교체방법은 유체가 유동하는 배관이 파손되어 누수가 발생할 경우 배관의 파손된 부분을 교체하는 파손배관 교체하는 방법에 관한 것으로 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

도 1 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 배관(1)의 파손지점을 확인하여 파손배관(2)의 절단 위치를 확인 및 결정하는 교체지점선정단계(S1)를 시행한다.

상기 교체지점선정단계(S1)는 배관(1)에서 파손배관(2)의 위치를 정확히 파악 및 절단 위치를 파악하는 단계이다.

이후, 상기 교체지점선정단계(S1)를 거친 후, 제거부(20)와 교체부(30)가 설치된 하부케이스(12)를 배관(1)의 후방측에 설치하는 하부케이스설치단계(S2)를 시행한다.

다음으로, 상기 하부케이스설치단계(S2)를 거친 후, 제거부(20)의 제1클램프(23)을 이용하여 파손배관(2)의 양 끝 지점을 클램핑하고 절단기(24)의 절단날(24b)은 파손배관(2)의 절단 지점 상부에 위치시키고, 교체배관(3)의 양 끝단 지점에 지수배관(35)을 끼움한 상태로 교체배관(3)의 중앙지점을 제2클램프(33)를 이용하여 클램핑하여 제거부(20)와 교체부(30)를 준비하는 준비단계(S3)를 시행한다.

상기 준비단계(S3)에서 제거부(20)를 설치시 절단기(24)는 교체지점선정단계(S1)에서 선정된 파손배관(2)의 절단지점 상부에 절단날(24b)을 위치시킨다.

그 다음으로, 상기 준비단계(S3)를 거친 후 하부케이스(12)와 상부케이스(11)를 파손배관(2)의 양 측 지점인 배관(1)을 감싸며 밸브(14)는 폐쇄하는 케이스설치단계(S4)를 시행한다.

이후, 상기 케이스설치단계(S4)를 거친 후, 제어부(50)를 조작하여 제거부(20)의 절단기(24)를 작동시켜 파손배관(2)의 양 끝단을 동시에 절단하는 절단단계(S5)를 시행한다.

상기 절단단계(S5)에서는 절단기(24)의 절단모터(24a)가 작동하면 절단날(24b)이 회전함과 동시에 하부로 이동하면서 배관(1)에서 파손배관(2)의 양 끝단을 절단하는데, 상기 파손배관(2)을 절단시 발생하는 금속가루는 제1클램프(23)의 자석(23a)에 부착되어 배관(1)을 유동하는 유체에 섞이지 않도록 하는 특징이 있다.

상기 제어부(50)에서는 배관(1)의 크기에 따라 절단기(24)의 위치를 조정한다.

다음으로, 상기 절단단계(S5)를 거친 후, 제어부(50)를 조작하여 제1이송모터(22)의 작동으로 레일(15)을 따라 제1이송판(21)을 배관(1)에서 멀어지도록 절단된 파손배관(2)을 제1클램프(23)에 의해 클램핑한 상태로 제거부(20)를 이동시키는 제거부이동단계(S6)를 시행한다.

상기 제거부이동단계(S6)는 교체부(30)가 이동하는 이동거리를 제어부(50)에서 제어 하여 제1이송모터(22)를 가동시켜 이동 작동한다.

그 다음으로, 상기 제거부이동단계(S6)를 거친 후, 제어부(50)를 조작하여 제2이송모터(32)의 작동으로 레일(15)을 따라 제2이송판(31)을 파손배관(2)이 제거된 위치에 제2클램프(33)에 클램핑된 교체배관(3)을 끼워넣는 교체배관설치단계(S7)를 시행한다.

이후, 상기 교체배관설치단계(S7)를 거친 후, 제3클램프(34)가 외측으로 이동하도록 작동하면서 클램핑된 지수배관(35)을 배관(1)과 교체배관(3)의 연결 지점에 위치시키는 지수배관설치단계(S8)를 시행한다.

다음으로, 상기 지수배관설치단계(S8)를 거친 후, 지수배관(35)의 지수부재(36)가 유체를 흡수하여 배관(1)과 교체배관(3)의 연결 지점에 폐쇄한 시점이 지나면 밸브(14)를 이용하여 케이스(10)의 내부에 충진되어진 유체를 배출하는 유체배출단계(S9)를 시행한다.

상기 지수부재(36)는 표면에 얇은 합성수지 코팅막이 형성되어 제거부(20)의 작동시에는 유체를 흡수하지 않으며 배관(1)과 교체배관(3)의 연결 지점에 결합을 위해 이동시 마찰에 의해 코팅이 제거되면서 유체를 흡수한다.

그 다음으로, 상기 유체배출단계(S9)를 거친 후, 상부케이스(11)를 하부케이스(12)로부터 해체하고 교체배관(3)에 결합된 제2클램프(33)와 지수배관(35)에 결합된 제3클램프(34)를 해체하는 해체단계(S10)를 시행한다.

마지막으로, 상기 해체단계(S10)를 거친 후, 교체배관(3)과 지수배관(35) 및 배관(1)과 지수배관(35)의 접촉 지점을 용접부(40)를 이용하여 자동화 방식으로 용접하여 완료하는 용접완료단계(S11)를 시행한다.

상기 용접부(40)는 제3클램프(34)를 제거한 후 불활성가스는 가스공급부(45)를 통해 공급되고 용접모터(41)의 구동력에 의해 용접지그(43)이 회전하면서 용접노즐(44)에서 분사되는 용접불꽃에 의해 교체배관(3)과 지수배관(35) 및 배관(1)과 지수배관(35)의 접촉 지점을 용접하게 된다.

즉, 상기 용접부(40)를 이용하여 배관(1)의 직경에 알맞게 용접모투(51)의 일정한 구동력에 의해 용접이 이루어짐으로써 균일한 품질이 보장되는 특징이 있다.

즉, 상기 절단단계(S5), 제거부이동단계(S6), 교체배관설치단계(S7), 지수배관설치단계(S8)에서는 케이스(10)의 내부에 유체가 충진되어 부단수방식으로 파손배관(2)과 교체배관(3)을 교체하는 동시에 자동방식으로 용접을 시행함으로써 시간과 인건비를 절감할 수 있는 특징이 있는 것이다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본원발명인 파손배관 교체 장치 및 이를 이용한 파손배관 교체방법을 설명함에 있어 특정형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 배관 2 : 파손배관
3 : 교체배관
10 : 케이스 11 : 상부케이스
12 : 하부케이스 13 : 배관홈
14 : 밸브 15 : 레일
20 : 제거부 21 : 제1이송판
22 : 제1이송모터 23 : 제1클램프
24 : 절단기
30 : 교체부 31 : 제2이송판
32 : 제2이송모터 33 : 제2클램프
34 : 제3클램프 35 : 지수부재
40 : 용접부 41 : 용접모터
42 : 용접몸체 43 : 용접지그
44 : 노즐 45 : 가스공급부
50 : 제어부 100 : 배관교체장치
S1 : 교체지점선정단계 S2 : 하부케이스설치단계
S3 : 준비단계 S4 : 케이스설치단계
S5 : 절단단계 S6 : 제거부이동단계
S7 : 교체배관설치단계 S8 : 지수배관설치단계
S9 : 유체배출단계 S10 : 해체단계
S11 : 용접완료단계

Claims

유체가 유동하는 배관이 파손되어 누수가 발생할 경우 배관의 파손된 부분을 교체하는 파손배관 교체장치에 있어서,
배관(1)의 파손배관(2) 지점을 감싸며 결합되는 케이스(10),
상기 케이스(10)의 내부에서 이동하도록 설치되어 파손배관(2)을 클램핑하며 파손배관(2)을 벗어난 양 끝단을 절단하는 제거부(20),
상기 제거부(20)가 파손배관(2)을 절단하여 이동하면 교체배관(3) 및 지수배관(35)을 클램핑 한 상태로 이동하여 파손배관(2)이 제거된 지점에 교체배관(3)을 삽입하고, 배관(1)과 교체배관(3)의 사이에 발생하는 연결지점에 지수배관(35)을 슬라이드 끼움하는 교체부(30),
상기 교체부(30)와 함께 슬라이드 작동하며 배관(1)과 교체배관(3)의 연결지점에 끼워지는 지수배관(35)과 배관(1), 지수배관(35)과 교체배관(3)을 자동화 방식으로 용접하는 용접부(40),
상기 제거부(20)와 교체부(30)의 전력 및 작동제어를 위한 제어부(50),
상기 교체부(30)의 지수배관(35)에 의해 누수가 차단되면 케이스(10)내의 유체를 제거 후 배관(1)과 지수배관(35) 및 교체배관(3)과 지수배관(35)의 접촉 끝단을 용접하는 과정이 자동화방식으로 구성되는 것을 특징으로 하는 파손배관 교체 장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 제거부(20)는 레일(15)의 상부에 위치하는 제1이송판(21)의 상부면에 설치된 한 쌍의 제1이송모터(22)의 회전력으로 이동하도록 형성하며,
상기 제1이송판(21)의 상부에는 파손배관(2)의 파손지점 양 측을 클램핑하는 한 쌍의 제1클램프(23),
상기 제1클램프(23)의 외측으로 배관(1)에서 파손배관(2)을 절단하는 한 쌍의 절단기(24)를 구성하는 것을 특징으로 하는 파손배관 교체 장치.
제 1항에 있어서, 상기 교체부(30)는 제거부(20)에 간섭되지 않도록 레일(15)의 상부 일측에 위치하는 제2이송판(31)의 상부면에 설치된 한 쌍의 제2이송모터(32)의 회전력으로 이동하도록 형성하며,
상기 제2이송판(31)의 상부에는 교체배관(3)이 클램핑되는 제2클램프(33),
상기 교체배관(3)에 끼워진 상태로 제3클램프(34)에 클램핑되어 이동 후 교체배관(3)이 배관(1)의 연결지점에 끼움되어 누수를 차단하도록 내면에 지수부재(36)가 설치된 지수배관(35)을 구성하는 것을 특징으로 하는 파손배관 교체 장치.
제 1항에 있어서, 상기 용접부(40)는 제3클램프(34)의 양 측으로 지수배관(35)과 배관(1), 지수배관(35)과 교체배관(3)을 용접하기 위해 불활성가스를 공급받는 링 형태로 상부에 용접모터(41)를 설치하는 용접몸체(42),
상기 용접몸체(42)의 밀폐된 내부에서 용접모터(41)의 구동력을 전달받아 회전하며 불활성가스가 유동하는 링 형태의 용접지그(43),
상기 용접지그(43)의 일측면에는 지수배관(35)과 배관(1), 지수배관(35)과 교체배관(3)이 맞닿는 끝단을 향하며 용접용 전극이 내장된 용접노즐(44)로 구성하는 것을 특징으로 하는 파손배관 교체 장치.
유체가 유동하는 배관이 파손되어 누수가 발생할 경우 배관의 파손된 부분을 교체하는 파손배관 교체하는 방법에 있어서,
배관(1)의 파손지점을 확인하여 파손배관(2)의 절단 위치를 확인 및 결정하는 교체지점선정단계(S1),
상기 교체지점선정단계(S1)를 거친 후, 제거부(20)와 교체부(30)가 설치된 하부케이스(12)를 배관(1)의 후방측에 설치하는 하부케이스설치단계(S2),
상기 하부케이스설치단계(S2)를 거친 후, 제거부(20)의 제1클램프(23)을 이용하여 파손배관(2)의 양 끝 지점을 클램핑하고 절단기(24)는 파손배관(2)의 절단 지점 상부에 위치시키고, 교체배관(3)의 양 끝단 지점에 지수배관(35)을 끼움한 상태로 교체배관(3)의 중앙지점을 제2클램프(33)를 이용하여 클램핑하여 제거부(20)와 교체부(30)를 준비하는 준비단계(S3),
상기 준비단계(S3)를 거친 후 하부케이스(12)와 상부케이스(11)를 파손배관(2)의 양 측 지점인 배관(1)을 감싸며 밸브(14)는 폐쇄하는 케이스설치단계(S4),
상기 케이스설치단계(S4)를 거친 후, 제어부(50)를 조작하여 제거부(20)의 절단기(24)를 작동시켜 파손배관(2)의 양 끝단을 동시에 절단하는 절단단계(S5),
상기 절단단계(S5)를 거친 후, 제어부(50)를 조작하여 제1이송모터(22)의 작동으로 레일(15)을 따라 제1이송판(21)을 배관(1)에서 멀어지도록 절단된 파손배관(2)을 제1클램프(23)에 의해 클램핑한 상태로 제거부(20)를 이동시키는 제거부이동단계(S6),
상기 제거부이동단계(S6)를 거친 후, 제어부(50)를 조작하여 제2이송모터(32)의 작동으로 레일(15)을 따라 제2이송판(31)을 파손배관(2)이 제거된 위치에 제2클램프(33)에 클램핑된 교체배관(3)을 끼워넣는 교체배관설치단계(S7),
상기 교체배관설치단계(S7)를 거친 후, 제3클램프(34)가 외측으로 이동하도록 작동하면서 클램핑된 지수배관(35)을 배관(1)과 교체배관(3)의 연결 지점에 위치시키는 지수배관설치단계(S8),
상기 지수배관설치단계(S8)를 거친 후, 지수배관(35)의 지수부재(36)가 유체를 흡수하여 배관(1)과 교체배관(3)의 연결 지점에 폐쇄한 시점이 지나면 밸브(14)를 이용하여 케이스(10)의 내부에 충진되어진 유체를 배출하는 유체배출단계(S9),
상기 유체배출단계(S9)를 거친 후, 상부케이스(11)를 하부케이스(12)로부터 해체하고 교체배관(3)에 결합된 제2클램프(33)와 지수배관(35)에 결합된 제3클램프(34)를 해체하는 해체단계(S10),
상기 해체단계(S10)를 거친 후, 교체배관(3)과 지수배관(35) 및 배관(1)과 지수배관(35)의 접촉 지점을 용접부(40)를 이용하여 자동화 방식으로 용접하여 완료하는 용접완료단계(S11)로 구성하는 것을 특징으로 하는 파손배관 교체방법.
제 6항에 있어서, 상기 절단단계(S5), 제거부이동단계(S6), 교체배관설치단계(S7), 지수배관설치단계(S8)에서는 케이스(10)의 내부에 유체가 충진되어 부단수방식으로 파손배관(2)과 교체배관(3)을 교체할 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 파손배관 교체방법.