KR102225376B1 - 이중관의 용접장치 - Google Patents

Abstract

이중관의 용접장치가 개시된다. 실시예에 따르면, 금속판재가 내관의 외주면을 감싸서 이루어진 이중관이 삽입되도록 호형의 홈이 형성되어 상,하에 배치되는 제1,2지그를 구비한 다이스; 제1,2지그를 통과한 이중관의 금속관의 이음부를 용접하는 용접기;를 포함하고, 용접기는 노즐과, 노즐의 중심으로부터 하방으로 돌출된 용접봉을 포함하고, 용접봉의 끝단이 뾰족하게 형성되어 이루어진다.
이에 따르면, 합성수지 내관의 외부에 금속관을 밀착시키되 금속관의 용접부위의 열 발생 면적을 최소화하여 합성수지관의 용융으로 인한 손상을 방지할 수 있다.

Description

이중관의 용접장치{Coating Inspection Apparatus Composite Pipe}

개시되는 발명은 음용수관 또는 난방관을 연결하기 위해 사용되고 내관과 외부 금속관으로 이루어지는 이중관의 용접장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

관(pipe 또는 tube)은 유체(기체·액체)나 분체(粉體)의 수송용뿐만 아니라, 같은 무게의 봉재(棒材)보다 굽힘에 대한 강도가 높으므로 건축물이나 각종 기계기구의 구조용으로도 널리 쓰인다.

구조용에는 열간압연 또는 냉간압연에 의한 강판대를 원통형으로 말아서 이음매를 용접으로 접합시킨 용접강관이 주로 사용되는데, 강도가 높고, 부식에 대한 염려가 거의 없으며, 특히 표면광택이 좋은 스테인리스강관(stainless steel pipe)이 일반 강관(steel pipe)보다도 선호되고 있다.

그러나 스테인리스강관은 그 재료인 스테인리스강이 매우 고가여서 큰 부담을 초래한다.

고가의 스테인리스강관을 대체하기 위한 저렴한 강관재로서, 일반 강관의 표면을 아연이나 크롬 등의 금속으로 도금하여 표면처리한 강관이 잘 알려져 있다.

금속도금은 원래 강관의 방청을 목적으로 한 것이지만, 도금 금속에 따라 특유의 빛깔과 광택효과를 얻을 수 있는 것이다.

그러나 도금에 의한 피막은 그 두께가 매우 얇기 때문에 외부충격에 쉽게 손상되고 균열이나 국부적 탈락 및 마모 등으로 그 수명이 오래가지 못하였다.

한편, 대한민국 공개특허공보 공개번호 특1995-0028902에는, 금속관과 합성수지관이 결합된 복합관의 제조에 관한 것으로, 합성수지관상에서 기존의 연속 강관 제조방법의 하나인 롤포밍(roll forming) 방식으로 알루미늄판을 성형하여 피복하는 방안이 제시되어 있다.

한편 종래 기술은 합성수지 내관의 외면에 금속판을 감싸도록 한 후 금속관판의 이음부를 용접하였다.

이러한 용접 과정에서 맞대기 용접을 하게 되는데 용접부위의 미세한 틈이 발생되는 문제점이 있었다.

또한 용접과정에서 발생되는 용접열이 넓은 범위로 분포됨으로써 합성수지 내관을 용융시키게 되는 문제점이 있었다.

1) 합성수지 내관의 외부에 금속판을 감싸서 밀착시킨 후 용접을 실시함에 있어서 금속판의 용접부위의 열 발생 면적을 최소화하여 합성수지 내관의 용융으로 인한 손상을 방지할 수 있도록 한다.

2) 용접부위에 발생될 우려가 높은 미세한 틈을 방지할 수 있도록 용접공정을 개선한다.

실시예의 목적은, 금속판재가 내관의 외주면을 감싸서 이루어진 이중관이 삽입되도록 호형의 홈이 형성되어 상,하에 배치되는 제1,2지그를 구비한 다이스; 제1,2지그를 통과한 이중관의 금속관의 이음부를 용접하는 용접기;를 포함하고, 용접기는 노즐과, 노즐의 중심으로부터 하방으로 돌출된 용접봉을 포함하고, 용접봉의 끝단이 뾰족하게 형성되어 이루어진 복합관의 제조장치에 의해 달성될 수 있다.

상기 용접봉의 끝단은 원추형이고, 선단부의 직경이 1~2mm로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 다이스의 제1지그는 제2지그의 일측에 힌지부로 결합되어 개폐가능하게 결합되며, 제2지그의 양단부에 부착되는 양측 기대와, 양측 기대가 상면에 부착된 베이스판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 다이스의 높이를 조절하는 높이조절수단;을 포함하고, 상기 높이조절수단은 베이스판과 이격되어 하부에 형성되며 작업대에 장착되는 지지판; 지지판과 베이스판을 관통하여 결합되는 수직의 높이조절축; 높이조절축에 나사결합되며 베이판의 저면을 지지하는 하부너트와, 베이스판의 상면에 지지되는 상부너트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

1) 합성수지 내관의 외부에 금속관을 밀착시키되 금속관의 용접부위의 열 발생 면적을 최소화하여 합성수지관의 용융으로 인한 손상을 방지할 수 있다.

2) 용접부위에 발생될 우려가 높은 미세한 틈을 방지할 수 있도록 용접공정을 개선될 수 있다.

3) 외부의 금속관과 내부에 합성수지관의 분리를 방지할 수 있도록 금속관의 압출공정에서 합성수지관에 밀착될 수 있도록 압출공정을 개선될 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 이중관의 용접장치를 나타낸 사시도,
도 2는 일 실시예에 따른 이중관의 용접장치를 나타낸 정면도,
도 3은 일 실시예에 따른 이중관의 용접장치를 나타낸 측면도,
도 4는 일 실시예에 따른 이중관의 용접장치에서 다이스 통과 전후의 금속관을 나타낸 평면도,
도 5는 일 실시예에 따른 이중관의 용접장치에서 다이스 통과 후 완성된 이중관(P2)을 가압하는 가압장치를 나타낸 평면도.

이하 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 설명될 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있으며, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있고, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 함을 밝혀둔다.

실시예를 설명하기에 앞서 실시예가 적용되는 이중관에 대해 설명한다.

이중관을 제조하는 공정은, 압출기(100)를 이용하여 합성수지로 된 내관(P1)이 압출성형된다.

이후 압출된 내관(P1)을 냉각수조(200)에 침지시켜 냉각시킨다.

이후 냉각된 내관(P1)의 외주면에 접착제를 도포한 후 금속판재(M)를 합지기와 만곡기로부터 공급시켜 내관(P1)의 외주면에 원형으로 말아서 금속관(M2)이 내관(P1)의 외주면을 감싸도록 한다.

이후 원형으로 말아진 금속관(M2)의 양단부를 길이방향으로 용접함으로써 금속관(M2)과 내관(P1)으로 된 이중관(P2)이 완성된다.

본 실시예는 금속관(M2)의 양단부를 용접하기 위한 용접장치에 관한 것이다.

금속판재(M)는 판재공급롤에 권취된 상태이며 띠 형태로부터 공급된다. 금속판재(M)는 내부식성을 가지면서 강도가 높은 스테인레스를 사용한다.

금속판재(M)는 다수의 롤러를 경유하여 이동하게 되고, 이동하는 과정에서 양측단부가 절단되어 규격에 맞는 폭길이로 재단된다.

금속판재(M)의 폭길이는 원형으로 말아졌을때 내관(P1)의 외주면을 감쌀 수 있을 정도로 형성됨이 바람직하다.

금속판재(M)를 복수의 만곡기를 통과시키면서 길이방향으로 구부려서 곡률을 갖도록 가공한다.

즉, 금속판재(M)는 판재공급부의 권취롤로부터 공급되고, 이렇게 공급된 금속판재(M)를 복수개의 만곡기(410,420,440,460,480)를 통과시키면서 원형에 가깝게 호형으로 구부려서 점차로 곡률 반경이 작아지도록 구부리게 된다.

바람직하게는 복수개의 만곡기(410,420,440,460,480)에 금속판재(M)가 순차적으로 통과되면서 점진적으로 구부려서 호형으로 곡률을 갖도록 하여 최종에는 관형 지그(420)의 내경과 동일한 직경으로 말아져서 단면이 원형이 된다.

전술한 금속판이 내관의 외주면에 감싸진 상태인 이중관이 본 실시예에 따른 복합관의 제조장치에 투입되고, 외측 금속관의 양단부가 용접되는 용접작업이 수행된다.

첨부된 도면 중에서 도 1은 일 실시예에 따른 이중관의 용접장치를 나타낸 사시도, 도 2는 일 실시예에 따른 이중관의 용접장치를 나타낸 정면도, 도 3은 일 실시예에 따른 이중관의 용접장치를 나타낸 측면도, 도 4는 일 실시예에 따른 이중관의 용접장치에서 다이스 통과 전후의 금속관을 나타낸 평면도이다.

실시예에 따른 복합관의 제조장치는, 금속판재가 내관(P1)의 외주면을 감싸서 이루어진 이중관(P2)이 삽입되도록 호형의 홈(111,121)이 형성되어 상,하에 배치되는 제1,2지그(110,120)를 구비한 다이스(100); 제1,2지그(110,120)를 통과한 이중관(P2)의 금속관(M2)의 이음부를 용접하는 용접기(300);를 포함하고, 용접기(300)는 노즐(320)과, 노즐(320)의 중심으로부터 하방으로 돌출된 용접봉(340)을 포함하고, 용접봉(340)의 끝단이 뾰족하게 형성되어 이루어진다.

다이스(100)는 제2지그(120)가 하부에 형성되고, 제2지그(120)의 상부에 제1지그(110)가 결합되며 제1지그(110)는 개폐 가능하도록 일측에 힌지부(130)가 형성되어 제2지그(120)와 힌지 결합된다.

다이스(100)의 제1지그(110)는 제2지그(120)의 일측에 힌지부(130)로 결합되어 개폐가능하게 결합되며,

제2지그(120)의 양단부에 부착되는 양측 기대(140)와,

양측 기대(140)가 상면에 부착된 베이스판(150);을 포함한다.

제1지그(110)의 일측에는 제2지그(120)와 잠금상태를 유지할 수 있는 조임구(160)가 구비된다.

제1지그(110)를 회전시켜 제2지그(120)의 상단에 밀착되도록 한 후 조임구(160)를 장착시켜 잠금상태가 유지될 수 있는 것이다.

조임구(160)는 제1지그(110)에 수직하게 나사 체결되어 하단이 돌출되고, 상단에는 노브(162)가 형성된 볼트이며,

제2지그(120)에는 조임구(160)의 하단이 나사결합되도록 나사산이 내주연에 형성된 나사홈(125)이 형성된다.

따라서 조임구(160)를 회전시켜 하단이 인입되도록 한 상태에서 제1지그(110)를 제2지그(120)의 상단에 밀착되도록 한 후 조임구(160)를 반대방향으로 회전시켜 나사홈(125)에 나사결합되도록 하여 고정시키게 된다.

이렇게 제1,2지그(110,120)를 맞결합시킨 상태로 고정함으로써 각각의 홈(111,121)이 맞대어져 원형을 이루게 되므로 이를 통해 이중관(P2)이 삽입될 수 있고, 흔들림이 최소화될 수 있게 된다.

한편 바람직하게는 상기 다이스(100)의 높이를 조절하는 높이조절수단;을 포함하게 된다.

높이조절수단은 베이스판(150)과 이격되어 하부에 형성되며 작업대(T)에 장착되는 지지판(220); 지지판(220)과 베이스판(150)을 관통하여 결합되는 수직의 높이조절축(240); 높이조절축(240)에 나사결합되며 베이스판(150)의 저면을 지지하는 하부너트(244)와, 베이스판(150)의 상면에 지지되는 상부너트(242);를 포함한다.

용접기(300)는 TIG 용접을 적용하고, 금속관(M2)의 이음부에 최소접촉면적으로 용접하기 위해 용접봉은 그 끝단이 뾰족하게 형성된다.

바람직하게는 용접봉(340)의 끝단은 원추형이고, 선단부의 직경이 1~2mm로 형성된다.

따라서 용접면적이 최소화됨으로써 발열 면적이 축소되고, 금속관(M2)의 하부에 위치한 내관에 가해지는 열손상이 방지될 수 있다.

한편 완성된 이중관(P2)을 가압장치(800)에 넣고 금속관(M2)을 가압하여 내관(P1)에 밀착되도록 한다.

즉, 용접을 마친 이중관(P2)의 외면을 가압하여 금속관(M2)과 내관(P1)이 밀착되도록 하는 가압장치(800)를 통과시킨다.

도 5는 일 실시예에 따른 이중관의 용접장치에서 다이스 통과 후 완성된 이중관(P2)을 가압하는 가압장치를 나타낸 평면도이다.

가압장치(800)는 외주면에 요홈이 형성된 복수의 롤러가 외접하게 배치되어 이루어지는 것으로, 수평하게 2개의 롤러가 배열된 횡방향 가압기(820)와, 수직하게 2개의 롤러가 배열된 종방향 가압기(840) 및 각 횡방향 가압기(820)와 종방향 가압기(840)의 롤러를 회전시키는 동력부(미도시)를 포함한다.

이중관(P2)이 횡방향 가압기(820)와 종방향 가압기(840)를 통과하는 과정에서 양측면 및 상,하면이 가압되어 금속관이 내관에 밀착되도록 함으로써 들뜸현상 또는 분리현상이 방지될 수 있다.

비록 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

100 : 다이스 110 : 제1지그
120 : 제2지그 130 : 힌지부
140 : 기대 150 : 베이스판
160 : 조임구 162 : 노브
300 : 용접기 320 : 노즐
340 : 용접봉

Claims (7)

1. 금속판재가 내관(P1)의 외주면을 감싸서 이루어진 이중관(P2)이 삽입되도록 호형의 홈(111,121)이 형성되어 상,하에 배치되는 제1,2지그(110,120)를 구비한 다이스(100);
   제1,2지그(110,120)를 통과한 이중관(P2)의 금속관(M2)의 이음부를 용접하는 용접기(300);
   상기 다이스(100)의 높이를 조절하는 높이조절수단;를 포함하되,
   
   상기 용접기(300)는 노즐(320)과, 상기 노즐(320)의 중심으로부터 하방으로 돌출되며 끝단이 원추형으로 형성된 용접봉(340)을 포함하며,
   
   상기 다이스(100)의 제1지그(110)는,
   상기 제2지그(120)의 양단부에 부착되는 양측 기대(140)와, 양측 기대(140)가 상면에 부착된 베이스판(150);을 구비하며, 상기 제2지그(120)의 일측에 힌지부(130)로 결합되어 개폐가능하게 결합되고,
   
   상기 높이조절수단은,
   상기 베이스판(150)과 이격되어 하부에 형성되며 작업대(T)에 장착되는 지지판(220);
   상기 지지판(220)과 베이스판(150)을 관통하여 결합되는 수직의 높이조절축(240);
   상기 높이조절축(240)에 나사결합되며 베이스판(150)의 저면을 지지하는 하부너트(244);
   상기 베이스판(150)의 상면에 지지되는 상부너트(242); 및
   용접을 마친 이중관(P2)의 외면을 가압하여 금속관(M2)과 내관(P1)이 밀착되도록 하는 가압장치(800);를 포함하며,
   
   상기 가압장치(800)는
   수평하게 2개의 롤러가 배열된 횡방향 가압기(820)와,
   수직하게 2개의 롤러가 배열된 종방향 가압기(840) 및
   각 횡방향 가압기(820)와 종방향 가압기(840)의 롤러를 회전시키는 동력부를 구비하며,
   
   상기 롤러는 이중관에 외접되도록 외주면에 요홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 복합관의 제조장치.
   
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