KR102235648B1 - 파이프 융착기 및 이를 포함하는 파이프 융착기 세트 - Google Patents
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Abstract
파이프 융착기 및 이를 포함하는 파이프 융착기 세트가 개시된다. 개시된 파이프 융착기는 두 개의 파이프를 클램핑하여 각 단부들끼리 서로 마주보도록 길이방향으로 나란히 정렬시킨 후, 면취기 및 히터를 순차적으로 장착하여 상기 두 개의 파이프를 면취 및 가열하여 서로 융착시키도록 구성된다.
Description
파이프 융착기 및 이를 포함하는 파이프 융착기 세트가 개시된다. 보다 상세하게는, 경량화되고 안전사고 예방이 가능하도록 구성된 파이프 융착기 및 이를 포함하는 파이프 융착기 세트가 개시된다.
종래의 파이프 융착기 세트는 고중량의 융착기, 히터 및 면취기로 구성되어 작업 생산성이 저하되고, 콘트롤러가 사용자 편의성이 낮게 설계되어 있으며, 작업자의 손과 발이 융착기에 끼는 등의 사고방지 기능이 없어서 작업 안전성이 확보되지 못하였다.
또한, 종래의 파이프 융착기 세트는 고소 및 협소한 작업공간에서 사용될 경우, 고중량 융착기로 인해 이동 및 사용시 작업자의 허리 통증을 유발하는 등 안전사고가 발생할 위험이 높다.
또한, 종래의 파이프 융착기 세트는 파이프랙의 상부 융착시 배관을 인양한 후 융착 작업을 실시해야 하므로, 작업이 번거로운 문제점이 있다.
또한, 종래의 파이프 융착기 세트는 융착 중 오류가 발생하여 융착 품질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 일 구현예는 경량화되고 안전사고 예방이 가능하도록 구성된 파이프 융착기를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 파이프 융착기를 포함하는 파이프 융착기 세트를 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
두 개의 파이프를 클램핑하여 각 단부들끼리 서로 마주보도록 길이방향으로 나란히 정렬시킨 후, 면취기 및 히터를 순차적으로 장착하여 상기 두 개의 파이프를 면취 및 가열하여 서로 융착시키도록 구성된 파이프 융착기를 제공한다.
상기 파이프 융착기는 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트상에 배치된 U자 형상의 하부 고정 클램프, 상기 베이스 플레이트상에 상기 하부 고정 클램프와 마주보도록 배치된 U자 형상의 제1 하부 이동 클램프, 상기 베이스 플레이트상에 상기 제1 하부 이동 클램프와 마주보도록 배치된 U자 형상의 제2 하부 이동 클램프, 상기 베이스 플레이트상에 상기 제2 하부 이동 클램프와 마주보도록 배치된 U자 형상의 고정 파이프 가이드, 상기 제1, 제2 하부 이동 클램프의 양쪽 상단부를 하나씩 관통하여 각각의 일단부는 상기 하부 고정 클램프에 결합되고 각각의 타단부는 상기 고정 파이프 가이드에 결합된 한쌍의 이동 클램프 가이드, 상기 하부 고정 클램프에 결합되도록 구성된 ∩자 형상의 상부 고정 클램프, 상기 제1 하부 이동 클램프에 결합되도록 구성된 ∩자 형상의 제1 상부 이동 클램프, 및 상기 제2 하부 이동 클램프에 결합되도록 구성된 ∩자 형상의 제2 상부 이동 클램프를 포함할 수 있다.
상기 파이프 융착기는 상기 각 이동 클램프 가이드 위로 슬라이딩하여 상기 제1, 제2 하부 이동 클램프를 동시에 전후진시키도록 구성된 한쌍의 유압실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 각 유압실린더는 각각의 일단부가 상기 제1 하부 이동 클램프의 상단부에 결합되고 각각의 타단부가 상기 제2 하부 이동 클램프의 상단부에 결합될 수 있다.
상기 각 유압실린더는 양단부가 부분적으로 개방되고 양단부에 하나씩 형성된 한쌍의 유체 출입구를 갖는 원통형 본체, 및 외주면은 상기 원통형 본체의 내벽에 결합되고 중앙부에는 상기 각 이동 클램프 가이드가 삽입되도록 구성된 관통홀이 형성된 디스크를 포함할 수 있다.
상기 파이프 융착기는 상기 유압실린더로의 유체의 주입 시기, 주입 위치 및 유압을 조절하여 상기 제1, 제2 하부 이동 클램프의 이동방향, 이동거리 및 이동속도를 조절하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
상기 컨트롤러는 범용 PLC(programmable logic controller)를 포함하고, 상기 제1, 제2 하부 이동 클램프의 이동방향, 이동거리 및 이동속도 조절은 상기 범용 PLC에 의해 수행될 수 있다.
상기 컨트롤러는 상기 유압실린더 외에 상기 면취기 및 상기 히터 중 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다.
상기 파이프 융착기는 상기 하부 고정 클램프 또는 상기 각 하부 이동 클램프에 회동가능하게 결합된 것으로, 상기 하부 고정 클램프와 상기 상부 고정 클램프를 결합시키거나, 상기 각 하부 이동 클램프와 상기 각 상부 이동 클램프를 결합시키도록 구성된 클램프 잠금부재를 더 포함할 수 있다.
상기 파이프 융착기는 상기 고정 파이프 가이드 및 이에 인접한 상기 하부 이동 클램프 간의 최근접 거리가 0mm를 초과하도록 구성될 수 있다.
상기 파이프 융착기는 상기 고정 파이프 가이드의 적어도 일측에 설치되어 상기 고정 파이프 가이드 및 이에 인접한 상기 하부 이동 클램프 사이에 물체가 존재할 경우 이를 감지하도록 구성된 안전센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 안전센서로부터 물체 감지 신호를 수신하여 상기 파이프 융착기의 작동을 중지하도록 구성될 수 있다.
상기 안전센서는 상기 각 하부 이동 클램프가 상기 고정 파이프 가이드 쪽으로 이동할 경우 작동되어 상기 고정 파이프 가이드 쪽에서 상기 각 하부 이동 클램프 쪽으로 레이저를 발사하되 상기 각 하부 이동 클램프를 비껴가도록 발사하여, 반사되는 레이저가 존재하는 경우 이를 감지하도록 구성될 수 있다.
상기 파이프 융착기는 상기 고정 파이프 가이드 및 상기 컨트롤러 중 적어도 하나에 설치되어 작동시 상기 파이프 융착기의 작동을 중지시키도록 구성된 비상스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 파이프 융착기는 상기 고정 파이프 가이드 및 상기 컨트롤러 중 적어도 하나에 설치되어 상기 각 하부 이동 클램프의 전후진시 경고음을 울리도록 구성된 경고음 발생기를 더 포함할 수 있다.
상기 하부 고정 클램프, 상기 각 하부 이동 클램프, 상기 고정 파이프 가이드, 상기 상부 고정 클램프 및 상기 각 상부 이동 클램프 중 적어도 하나는 측면에 형성된 복수개의 살빼기홈을 포함할 수 있다.
상기 파이프 융착기는 상기 하부 고정 클램프와 상기 제1 하부 이동 클램프 사이의 거리를 측정하도록 구성된 거리센서를 더 포함할 수 있다.
상기 거리센서는 스케일 및 상기 스케일의 눈금을 읽어 들이도록 구성된 헤드를 포함하고, 상기 스케일은 일단부가 상기 하부 고정 클램프에 결합되고 타단부는 상기 헤드에 삽입되도록 구성되고, 상기 헤드는 일단부가 상기 제1 하부 이동 클램프에 결합되고 타단부는 상기 스케일의 타단부를 수용하도록 구성될 수 있다.
상기 파이프 융착기는 상기 하부 고정 클램프와 상기 제1 하부 이동 클램프 사이에 설치되어 상기 히터를 전후진시키도록 구성된 히터 이동유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 파이프 융착기는 상기 각 유압실린더에 유체를 공급하도록 구성된 유압 호스 어셈블리를 더 포함하고, 상기 유압 호스 어셈블리는 2개의 유압 호스를 1차 퀵 커플링 방식 및 2차 나사결합 방식에 의해 결합시키도록 구성된 이중 결합구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
상기 파이프 융착기;
상기 파이프 융착기에 장착되어 상기 파이프 융착기에 클램핑 및 정렬된 두 개의 파이프의 단부들을 면취하도록 구성된 면취기; 및
상기 파이프 융착기에 장착되어 상기 면취기에 의해 면취된 상기 두 개의 파이프의 단부들을 가열하여 서로 융착시키도록 구성된 히터를 포함하는 파이프 융착기 시스템을 제공한다.
상기 파이프 융착기 시스템은 상기 면취기 및 히터를 장착하여 보관하도록 구성된 홀더를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 파이프 융착기는 경량화되어 작업 생산성 및 안전성이 향상되고 안전사고를 예방할 수 있을 뿐만 아니라 우수한 융착 품질을 균일하게 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 파이프 융착기 세트를 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 8, 도 10 및 도 11은 본 발명의 일 구현예에 따른 파이프 융착기 세트의 구성 및 작동 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 9는 도 1의 파이프 융착기 세트 중 히터를 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 14는 도 2 내지 도 8, 도 10 및 도 11의 파이프 융착기를 각기 다른 각도에서 도시한 도면이다.
도 15는 도 1의 파이프 융착기에 구비된 유압실린더의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 16은 도 1의 파이프 융착기에 구비된 거리센서의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 17은 도 1의 파이프 융착기에 구비된 히터 이동유닛의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 18은 도 1의 파이프 융착기에 구비된 유압 호스 어셈블리의 결합구조의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2 내지 도 8, 도 10 및 도 11은 본 발명의 일 구현예에 따른 파이프 융착기 세트의 구성 및 작동 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
도 9는 도 1의 파이프 융착기 세트 중 히터를 도시한 도면이다.
도 12 내지 도 14는 도 2 내지 도 8, 도 10 및 도 11의 파이프 융착기를 각기 다른 각도에서 도시한 도면이다.
도 15는 도 1의 파이프 융착기에 구비된 유압실린더의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 16은 도 1의 파이프 융착기에 구비된 거리센서의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 17은 도 1의 파이프 융착기에 구비된 히터 이동유닛의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 18은 도 1의 파이프 융착기에 구비된 유압 호스 어셈블리의 결합구조의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구현예들에 따른 파이프 융착기 및 이를 포함하는 파이프 융착기 시스템을 상세히 설명한다.
또한 본 명세서에서, "상부"란 상대적으로 중력의 역방향에 위치한 부분을 의미하고, "하부"란 상대적으로 중력방향에 위치한 부분을 의미한다.
또한 본 명세서에서, "상단부"란 상부에 위치하는 일정 영역을 의미하고, "하단부"란 하부에 위치하는 일정 영역을 의미한다.
또한 본 명세서에서, “면취(chamfer)”란 융착될 파이프의 단면을 고르게 하기 위해 대패질하여 갈아내는 작업을 의미한다.
또한 본 명세서에서, “U자 형상"이란 U자 형상 또는 이와 유사한 형상을 모두 포함한다.
또한 본 명세서에서, “∩자 형상"이란 ∩자 형상 또는 이와 유사한 형상을 모두 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 파이프 융착기 세트를 도시한 도면이고, 도 2 내지 도 8, 도 10 및 도 11은 본 발명의 일 구현예에 따른 파이프 융착기 세트의 구성 및 작동 과정을 순서대로 도시한 도면이고, 도 9는 도 1의 파이프 융착기 세트 중 히터를 도시한 도면이고, 도 12 내지 도 14는 도 2 내지 도 8, 도 10 및 도 11의 파이프 융착기(100)를 각기 다른 각도에서 도시한 도면이고, 도 15는 도 1의 파이프 융착기(100)에 구비된 유압실린더(152, 154)의 구체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 따른 파이프 융착기 세트는 파이프 융착기(100), 면취기(10), 히터(20) 및 홀더(30)를 포함한다.
파이프 융착기(100)는 두 개의 파이프(P1, P2)를 클램핑하여 각 단부들끼리 서로 마주보도록 길이방향으로 나란히 정렬시킨 후, 면취기(10) 및 히터(20)를 순차적으로 장착하여 두 개의 파이프(P1, P2)를 면취 및 가열하여 서로 융착시키도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 파이프 융착기(100)는 베이스 플레이트(110), 하부 고정 클램프(122), 제1 하부 이동 클램프(124), 제2 하부 이동 클램프(126), 고정 파이프 가이드(128), 한쌍의 이동 클램프 가이드(142, 144), 상부 고정 클램프(132), 제1 상부 이동 클램프(134) 및 제2 상부 이동 클램프(136)를 포함할 수 있다.
베이스 플레이트(110)는 베이스 플레이트(110) 및 컨트롤러(180)를 제외한 파이프 융착기(100)의 나머지 부분을 지지하는 역할을 수행한다.
또한, 베이스 플레이트(110)는 진동 충격 흡수를 위해 목재 또는 고무로 형성된 것일 수 있다.
하부 고정 클램프(122)는 위치고정되어 파이프(P2)의 하부를 지지 및 클램핑하는 역할을 수행한다.
또한, 하부 고정 클램프(122)는 베이스 플레이트(110)상에 배치된 것으로 U자 형상으로 구성될 수 있다.
또한, 하부 고정 클램프(122)는 전면 및 배면에 각각 복수개의 살빼기홈(g)을 포함할 수 있다. 이러한 살빼기홈(g)은 파이프 융착기(100)를 경량화시키는 역할을 수행한다.
제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126)는 파이프(P1)의 하부를 지지 및 클램핑하여 전후진시키는 역할을 수행한다.
제1 하부 이동 클램프(124)는 베이스 플레이트(110)상에 하부 고정 클램프(122)와 마주보도록 배치된 것으로, U자 형상으로 구성될 수 있다.
제2 하부 이동 클램프(126)는 베이스 플레이트(110)상에 제1 하부 이동 클램프(124)와 마주보도록 배치된 것으로, U자 형상으로 구성될 수 있다.
또한, 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126)는 전면 및 배면에 각각 복수개의 살빼기홈(g)을 포함할 수 있다. 이러한 살빼기홈(g)은 파이프 융착기(100)를 경량화시키는 역할을 수행한다.
고정 파이프 가이드(128)는 위치고정되어 파이프(P1)를 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126)쪽으로 안내함과 동시에 파이프(P1)의 일부분을 지지하는 역할을 수행한다.
또한, 고정 파이프 가이드(128)는 베이스 플레이트(110)상에 제2 하부 이동 클램프(126)와 마주보도록 배치된 것으로, U자 형상으로 구성될 수 있다.
또한, 고정 파이프 가이드(128)는 전면 및 배면에 각각 복수개의 살빼기홈(g)을 포함할 수 있다. 이러한 살빼기홈(g)은 파이프 융착기(100)를 경량화시키는 역할을 수행한다.
한쌍의 이동 클램프 가이드(142, 144)는 하부 고정 클램프(122), 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126) 및 고정 파이프 가이드(128)를 서로 결합시키는 역할 및 면취기(10)와 히터(20)를 장착하는 역할을 수행함과 동시에, 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126)를 전후진시키는 주행 케이블(traveling cable)로 작용한다.
또한, 한쌍의 이동 클램프 가이드(142, 144)는 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126)의 양쪽 상단부를 하나씩 관통하여 각각의 일단부는 하부 고정 클램프(122)에 결합되고 각각의 타단부는 고정 파이프 가이드(128)에 결합될 수 있다.
상부 고정 클램프(132)는 위치고정되어 파이프(P2)의 상부를 지지 및 클램핑하는 역할을 수행한다.
또한, 상부 고정 클램프(132)는 하부 고정 클램프(122)에 결합되도록 구성될 수 있다. 또한, 상부 고정 클램프(132)는 ∩자 형상으로 구성될 수 있다.
또한, 상부 고정 클램프(132)는 전면 및 배면에 각각 복수개의 살빼기홈(g)을 포함할 수 있다. 이러한 살빼기홈(g)은 파이프 융착기(100)를 경량화시키는 역할을 수행한다.
제1, 제2 상부 이동 클램프(134, 136)는 파이프(P1)의 상부를 클램핑하여 전후진시키는 역할을 수행한다.
제1 상부 이동 클램프(134)는 제1 하부 이동 클램프(124)에 결합되도록 구성될 수 있다. 또한, 제1 상부 이동 클램프(134)는 ∩자 형상으로 구성될 수 있다.
제2 상부 이동 클램프(136)는 제2 하부 이동 클램프(126)에 결합되도록 구성될 수 있다. 또한, 제2 상부 이동 클램프(136)는 ∩자 형상으로 구성될 수 있다.
또한, 제1, 제2 상부 이동 클램프(134, 136)는 전면 및 배면에 각각 복수개의 살빼기홈(g)을 포함할 수 있다. 이러한 살빼기홈(g)은 파이프 융착기(100)를 경량화시키는 역할을 수행한다.
또한, 파이프 융착기(100)는 한쌍의 유압실린더(152, 154)를 더 포함할 수 있다.
한쌍의 유압실린더(152, 154)는 각 이동 클램프 가이드(142, 144) 위로 슬라이딩하여 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126) 및 이에 결합된 제1, 제2 상부 이동 클램프(134, 136)를 동시에 전후진시키도록 구성될 수 있다.
각 유압실린더(152, 154)는 각각의 일단부가 제1 하부 이동 클램프(124)의 상단부에 결합되고 각각의 타단부가 제2 하부 이동 클램프(126)의 상단부에 결합될 수 있다.
이하, 도 15를 참조하여 각 유압실린더(152, 154)의 구체적인 구성을 상세히 설명한다.
도 15를 참조하면, 각 유압실린더(152, 154)는 원통형 본체(152a, 154a) 및 디스크(152b, 154b)를 포함할 수 있다.
원통형 본체(152a, 154a)는 양단부가 부분적으로 개방되고, 양단부에 하나씩 형성된 한쌍의 유체 출입구(F1, F2)를 가질 수 있다. 유체 출입구(F1, F2)로는 호스(도 12의 hs)를 통해 오일과 같은 유체가 교대로 주입되고, 유체 출입구(F1)로 유체가 주입될 경우에는 디스크(152b, 154b)가 유체 출입구(F2) 쪽으로 이동하게 되고, 유체 출입구(F2)로 유체가 주입될 경우에는 디스크(152b, 154b)가 유체 출입구(F1) 쪽으로 이동하게 된다.
디스크(152b, 154b)는 외주면이 원통형 본체(152a, 154a)의 내벽(구체적으로, 중앙 내벽)에 결합되고, 중앙부에는 각 이동 클램프 가이드(142, 144)가 삽입되도록 구성된 관통홀(미도시)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 디스크(152b, 154b)가 전후진함에 따라 원통형 본체(152a, 154a)도 함께 전후진하게 되고, 원통형 본체(152a, 154a)에 결합된 하부 이동 클램프(124, 126) 및 하부 이동 클램프(124, 126)에 결합된 상부 이동 클램프(134, 136)도 다 함께 전후진하게 된다.
또한, 파이프 융착기(100)는 컨트롤러(180)를 더 포함할 수 있다.
컨트롤러(180)는 유압실린더(152, 154)로의 유체의 주입 시기, 주입 위치 및 유압을 조절하여 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126) 및 이들 각각에 결합된 상부 이동 클램프(134, 136)의 이동방향, 이동거리 및 이동속도를 조절하도록 구성될 수 있다.
또한 비록 도면에는 도시되어 있지 않지만, 파이프 융착기(100)는 유압실린더(152, 154)에 액체를 공급하도록 구성된 펌프, 호스(도 12의 hs) 및 액체 저장조를 더 포함할 수 있다.
컨트롤러(180)는 범용 PLC(programmable logic controller)를 포함할 수 있다.
상기 범용 PLC는 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126) 및 이들 각각에 결합된 상부 이동 클램프(134, 136)의 이동방향, 이동거리 및 이동속도를 조절하도록 구성될 수 있다.
상기 범용 PLC는 설계변경이 자유로워 사용자의 요구에 따라 맞춤 수정이 가능하고, 제어 설계 용이성과 부품 배치 간략화로 인해 시운전 및 회로 변경이 용이하며, 동작 기능, 모니터 기능, 자가진단 기능 등을 내장하고 있어 수리하기가 쉽고, 쉬운 프로그램 언어를 사용하여 프로그램 작성 및 수정이 용이하며, 터치 패드로 되어 있어 사용이 편리할뿐만 아니라 고장 가능성이 낮고, 고장 수리시 프로그램이 설치된 PC로 짧은 시간 내에 저비용으로 해결이 가능하며, 컴퓨터와 정보교환이 가능하여 모든 기록을 전산적으로 보관할 수 있는 이점을 갖는다.
또한, 컨트롤러(180)는 유압실린더(152, 154) 외에 면취기(10) 및 히터(20) 중 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(180)는 면취기(10) 및 히터(20) 중 적어도 하나를 작동시키거나 작동 중지시킬 수 있다.
또한, 파이프 융착기(100)는 클램프 잠금부재(hd)를 더 포함할 수 있다.
클램프 잠금부재(hd)는 하부 고정 클램프(122) 또는 각 하부 이동 클램프(124, 126)에 회동가능하게 결합된 것일 수 있다.
또한, 클램프 잠금부재(hd)는 하부 고정 클램프(122)와 상부 고정 클램프(132)를 결합시키거나, 또는 각 하부 이동 클램프(124, 126)와 각 상부 이동 클램프(134, 136)를 결합시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 고정 클램프(122)에 회동 가능하게 결합된 클램프 잠금부재(hd)가 상부 고정 클램프(132)에 형성된 홈에 삽입됨으로써 상부 고정 클램프(132)가 하부 고정 클램프(122)에 결합될 수 있다. 마찬가지로, 각 하부 이동 클램프(124, 126)에 회동 가능하게 결합된 클램프 잠금부재(hd)가 각 상부 이동 클램프(134, 136)에 형성된 홈에 삽입됨으로써 각 상부 이동 클램프(134, 136)가 각 하부 이동 클램프(124, 126)에 결합될 수 있다.
또한, 파이프 융착기(100)는 고정 파이프 가이드(128) 및 이에 인접한 하부 이동 클램프(126) 간의 최근접 거리가 0mm를 초과하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 최근접 거리는 25mm일 수 있다.
또한 파이프 융착기(100)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 안전센서(162, 164)를 더 포함할 수 있다.
안전센서(162, 164)는 고정 파이프 가이드(128)의 일측 및/또는 양측에 설치되어 고정 파이프 가이드(128) 및 이에 인접한 하부 이동 클램프(126) 사이에 물체가 존재할 경우 이를 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 안전센서(162, 164)가 하부 이동 클램프(124, 126)가 고정 파이프 가이드(128) 쪽으로 이동할 경우 작동되어 고정 파이프 가이드(128)로부터 하부 이동 클램프(126) 쪽으로 30mm 이내에 물체(예를 들어, 작업자의 발 등)가 존재하는 것을 감지하게 되면, 컨트롤러(180)가 안전센서(162, 164)로부터 물체 감지 신호를 수신하여 파이프 융착기(100)로 공급되는 전원 및 유체를 차단함으로써 파이프 융착기(100)의 작동(구체적으로, 하부 이동 클램프(124, 126) 및 이에 결합된 상부 이동 클램프(134, 136)의 이동)을 중지시킬 수 있다.
또한, 안전센서(162, 164)는 하부 이동 클램프(124, 126)가 고정 파이프 가이드(128) 쪽으로 이동할 경우 작동되어 고정 파이프 가이드(128) 쪽에서 각 하부 이동 클램프(124, 126) 쪽으로 레이저를 발사하되 각 하부 이동 클램프(124, 126)를 비껴가도록 발사하여, 반사되는 레이저가 존재하는 경우 이를 감지하도록 구성될 수 있다.
또한 파이프 융착기(100)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 비상스위치(170)를 더 포함할 수 있다.
비상스위치(170)는 고정 파이프 가이드(128) 및 컨트롤러(180) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다.
또한, 비상스위치(170)는 작동시(즉, 눌릴 경우) 파이프 융착기(100)의 작동(구체적으로, 하부 이동 클램프(124, 126) 및 이에 결합된 상부 이동 클램프(134, 136)의 이동)을 중지시키도록 구성될 수 있다.
또한 파이프 융착기(100)는, 비록 도면에는 도시되어 있지 않지만, 경고음 발생기를 더 포함할 수 있다.
상기 경고음 발생기는 고정 파이프 가이드(128) 및 컨트롤러(180) 중 적어도 하나에 설치될 수 있다.
또한, 상기 경고음 발생기는 각 하부 이동 클램프(124, 126)의 전후진시 경고음을 울리도록 구성될 수 있다.
도 16은 도 1의 파이프 융착기(100)에 구비된 거리센서(129)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
거리센서(129)는 컨트롤러(180)와 연결되어 면취기(10)에 의해 실제 면취된 파이프(P1, P2)의 길이 및 히터(20)에 의해 실제 융착된 파이프(P1, P2)의 길이를 작업자가 확인하도록 할 수 있으므로, 면취 품질 및 히팅 품질과 같은 융착 품질을 검증하는 역할을 수행한다. 만일, 거리센서(129)가 존재하지 않을 경우에는 미리 설정된 시간 및 유압 조건에 따라 면취기(10)가 작동되고, 미리 설정된 시간, 온도 및 유압 조건에 따라 히터(20)가 작동되기 때문에 실제로 면취가 잘 되었는지 또는 히팅이 잘 되었는지는 육안으로 검사하지 않고는 확인할 수 있는 방법이 없게 된다. 따라서, 융착 품질 검증을 위해 많은 시간이 소요될뿐만 아니라 육안 검사의 한계로 인해 융착 불량을 파악하지 못하여 실제 융착된 파이프를 사용한 후에야 비로소 불량을 파악하게 되어 보수, 철거 및 교체에 많은 시간 및 비용이 소요되게 된다.
또한, 거리센서(129)는 융착 한계(fusion limit)를 설정할 수 있다. 구체적으로, 거리센서(129)는 이에 의해 실제로 측정된 거리가 컨트롤러(180)에 사전 입력된 목표 거리와 같아질 때까지 면취 및/또는 히팅을 실시하도록 컨트롤러(180)를 통해(즉, 컨트롤러(180)와 연계되어) 파이프 융착기(100)의 운전을 제어할 수 있다.
도 16을 참조하면, 거리센서(129)는 스케일(129a) 및 헤드(129b)를 포함한다. 예를 들어, 거리센서(129)는 리니어 엔코더(linear encoder)일 수 있다.
스케일(129a)은 다수의 등간격 눈금이 매겨져 있는 것으로, 일단부는 하부 고정 클램프(122)에 결합되고 타단부는 헤드(129b)에 삽입되도록 구성될 수 있다.
헤드(129b)는 일단부가 제1 하부 이동 클램프(124)에 결합되고 타단부는 스케일(129a)의 타단부를 수용하도록 구성될 수 있다.
스케일(129a)은 일단부가 고정 클램프(122)에 결합되어 위치 고정되어 있고, 헤드(129b)는 그 일단부가 결합되어 있는 제1 하부 이동 클램프(124)가 전후진함에 따라 전후진하여 스케일(129a) 위로 전후진할 수 있다. 이때, 헤드(129b)는 다양한 방식(optical, magnetic, inductive, capacitive, eddy current)으로 스케일(129a)의 눈금을 읽어 들여 고정 클램프(122)에 대한 제1 하부 이동 클램프(124)의 상대적인 위치를 파악하여 그 수치를 컨트롤러(180)로 전송할 수 있다.
도 17은 도 1의 파이프 융착기(100)에 구비된 히터 이동유닛(138)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
히터 이동유닛(138)은 히터(20)를 지지함과 동시에 히터(20)를 전진시켜 두 개의 파이프(P1, P2)와 밀착시키거나, 히터(20)를 후진시켜 두 개의 파이프(P1, P2)로부터 분리시키는 역할을 수행한다.
도 17을 참조하면, 히터 이동유닛(138)은 베이스부(138a), 제1 걸림턱(138b), 제2 걸림턱(138c) 및 제3 걸림턱(138d)을 포함한다.
베이스부(138a)는 베이스 플레이트(110)상에 설치될 수 있다.
제1 걸림턱(138b)과 제2 걸림턱(138c) 사이에는 하부 이동 클램프(124)의 일단부가 배치될 수 있다. 이에 따라, 하부 이동 클램프(124)가 도면의 우측으로 이동할 경우에는 하부 이동 클램프(124)의 일단부가 제2 걸림턱(138c)에 밀착되어 제2 걸림턱(138c)을 우측으로 밀어줌으로써 히터(20)도 우측으로 이동할 수 있다. 그 결과로서 두 개의 파이프(P1, P1) 사이에 히터(20)가 밀착될 수 있다. 이와는 반대로, 하부 이동 클램프(124)가 도면의 좌측으로 이동할 경우에는 하부 이동 클램프(124)의 일단부가 제1 걸림턱(138b)에 밀착되어 제1 걸림턱(138b)을 좌측으로 밀어줌으로써 히터(20)도 좌측으로 이동할 수 있다. 그 결과로서 두 개의 파이프(P1, P1)로부터 히터(20)가 분리될 수 있다.
히터(20)는 제2 걸림턱(138c) 및 제3 걸림턱(138d) 사이에 삽입되어 위치 고정될 수 있다. 이에 따라, 제2 걸림턱(138c)과 제3 걸림턱(138d) 사이의 거리는 히터(20)의 두께보다 약간 클 수 있다.
또한, 베이스부(138a)의 상부, 제2 걸림턱(138c)의 우측부 및 제3 걸림턱(138d)의 좌측부에는 단열재(미도시)가 배치되어 히터(20)의 열을 차단할 수 있다. 다르게는, 베이스부(138a), 제2 걸림턱(138c) 및 제3 걸림턱(138d) 자체가 단열재(미도시)로 형성될 수 있다.
도 18은 도 1의 파이프 융착기(100)에 구비된 유압 호스 어셈블리(미도시)의 결합구조의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
상기 유압 호스 어셈블리는 각 유압실린더(152, 154)에 유체를 공급하도록 구성된 것일 수 있다.
도 18을 참조하면, 상기 유압 호스 어셈블리는 2개의 유압 호스(hs)를 1차 퀵 커플링 방식(CP1) 및 2차 나사결합 방식(CP2)에 의해 결합시키도록 구성된 이중 결합구조를 포함할 수 있다.
상기 1차 퀵 커플링 방식은 빠른 결합을 위한 것이고, 상기 2차 나사결합 방식은 작업자의 부주의로 상기 1차 퀵 커플링 방식에 의한 결합이 불완전할 경우 호스(hs)가 분리되면 튀어나와 안전사고가 발생하는 위험을 미연에 방지하기 위한 것이다.
이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 파이프 융착기 세트에 구비된 면취기(10), 히터(20) 및 홀더(30)를 상세히 설명한다.
면취기(10)는 파이프 융착기(100)에 장착되어 이 파이프 융착기(100)에 클램핑 및 정렬된 두 개의 파이프(P1, P2)의 단부들을 면취하도록 구성될 수 있다.
히터(20)는 파이프 융착기(100)에 장착되어 면취기(10)에 의해 면취된 두 개의 파이프(P1, P2)의 단부들을 가열하여 서로 융착시키도록 구성될 수 있다.
홀더(30)는 면취기(10) 및 히터(20)를 장착하여 보관하도록 구성될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 11을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 파이프 융착기 세트의 작동 과정을 상세히 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 파이프 융착기(100)는 상부 고정 클램프(132) 및 제1, 제1 상부 이동 클램프(134, 136)가 결합되지 않은 상태로 존재한다.
이어서, 도 3을 참조하면, 면취기(10)가 이동 클램프 가이드(142, 144)에 장착된다. 이후, 파이프(P1)가 고정 파이프 가이드(128) 위로 투입되어 그 일부분은 고정 파이프 가이드(128)에 의해 하부쪽이 지지되고 나머지 부분은 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126)에 의해 하부쪽이 지지 및 클램핑된다. 이후, 제1, 제2 상부 이동 클램프(134, 136)가 클램프 잠금부재(hd)에 의해 각각 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126)에 결합됨으로써 파이프(P1)의 상부가 클램핑된다.
이어서, 도 4를 참조하면, 파이프(P2)가 하부 고정 클램프(122) 위로 투입되어 그 일부분이 하부 고정 클램프(122)에 의해 하부쪽이 지지 및 클램핑된다. 이후, 상부 고정 클램프(132)가 클램프 잠금부재(hd)에 의해 하부 고정 클램프(122)에 결합됨으로써 파이프(P2)의 상부가 클램핑된다. 이후, 컨트롤러(180)에 의해 면취기(10)가 작동하여 두 개의 파이프(P1, P2)의 서로 마주보는 단부들이 면취된다.
이어서, 도 5 및 도 6을 참조하면, 면취 작업이 완료되면 파이프 융착기(100)로부터 면취기(10)가 제거되고, 이후 절단된 파이프 조각들(WP)이 제거된다.
이어서, 도 7을 참조하면, 유압실린더(152, 154)가 작동하여 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126) 및 제1, 제2 상부 이동 클램프(134, 136)가 각각 하부 고정 클램프(122) 및 상부 고정 클램프(132)쪽으로 이동하여 파이프(P1)가 파이프(P2)에 밀착된다.
이어서, 도 8을 참조하면, 유압실린더(152, 154)가 작동하여 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126) 및 제1, 제2 상부 이동 클램프(134, 136)가 각각 하부 고정 클램프(122) 및 상부 고정 클램프(132)의 반대쪽으로 이동하여 파이프(P1)가 파이프(P2)로부터 분리된다. 이후, 도 9에 도시된 것과 같은 히터(20)가 이동 클램프 가이드(142, 144)에 장착된다. 이후, 유압실린더(152, 154)가 작동하여 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126) 및 제1, 제2 상부 이동 클램프(134, 136)가 각각 하부 고정 클램프(122) 및 상부 고정 클램프(132)쪽으로 이동하여 파이프(P1)가 파이프(P2)에 밀착된다.
이어서, 도 10을 참조하면, 가열 작업이 완료되면 유압실린더(152, 154)가 작동하여 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126) 및 제1, 제2 상부 이동 클램프(134, 136)가 각각 하부 고정 클램프(122) 및 상부 고정 클램프(132)의 반대쪽으로 이동하여 파이프(P1)가 파이프(P2)로부터 분리된다. 이후, 파이프 융착기(100)로부터 히터(20)가 제거된다.
이어서, 도 11을 참조하면, 유압실린더(152, 154)가 작동하여 제1, 제2 하부 이동 클램프(124, 126) 및 제1, 제2 상부 이동 클램프(134, 136)가 각각 하부 고정 클램프(122) 및 상부 고정 클램프(132)쪽으로 이동하여 파이프(P1)가 파이프(P2)에 밀착된 후 서로 융착된다. 결과로서, 단부들끼리 서로 융착된 두 개의 파이프(P1, P2)가 얻어진다.
본 발명은 도면을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 구현예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 면취기 20: 히터
100: 파이프 융착기 110: 베이스 플레이트
122: 하부 고정 클램프 124, 126: 하부 이동 클램프
128: 고정 파이프 가이드 129: 거리센서
129a: 스케일 129b: 헤드
132: 상부 고정 클램프 134, 136: 상부 이동 클램프
138: 히터 이동유닛 138a: 베이스부
138b: 제1 걸림턱 138c: 제2 걸림턱
138d: 제3 걸림턱 142, 144: 이동 클램프 가이드
152, 154: 유압실린더 152a, 154a: 원통형 본체
152b, 154b: 디스크 162, 164: 안전센서
170: 비상스위치 180: 컨트롤러
30: 홀더 hd: 클램프 잠금부재
g: 살빼기홈 F1, F2: 유체 출입구
100: 파이프 융착기 110: 베이스 플레이트
122: 하부 고정 클램프 124, 126: 하부 이동 클램프
128: 고정 파이프 가이드 129: 거리센서
129a: 스케일 129b: 헤드
132: 상부 고정 클램프 134, 136: 상부 이동 클램프
138: 히터 이동유닛 138a: 베이스부
138b: 제1 걸림턱 138c: 제2 걸림턱
138d: 제3 걸림턱 142, 144: 이동 클램프 가이드
152, 154: 유압실린더 152a, 154a: 원통형 본체
152b, 154b: 디스크 162, 164: 안전센서
170: 비상스위치 180: 컨트롤러
30: 홀더 hd: 클램프 잠금부재
g: 살빼기홈 F1, F2: 유체 출입구
Claims (21)
- 두 개의 파이프를 클램핑하여 각 단부들끼리 서로 마주보도록 길이방향으로 나란히 정렬시킨 후, 면취기 및 히터를 순차적으로 장착하여 상기 두 개의 파이프를 면취 및 가열하여 서로 융착시키도록 구성된 파이프 융착기로서,
베이스 플레이트;
상기 베이스 플레이트상에 배치된 U자 형상의 하부 고정 클램프;
상기 베이스 플레이트상에 상기 하부 고정 클램프와 마주보도록 배치된 U자 형상의 제1 하부 이동 클램프;
상기 베이스 플레이트상에 상기 제1 하부 이동 클램프와 마주보도록 배치된 U자 형상의 제2 하부 이동 클램프;
상기 베이스 플레이트상에 상기 제2 하부 이동 클램프와 마주보도록 배치된 U자 형상의 고정 파이프 가이드;
상기 제1, 제2 하부 이동 클램프의 양쪽 상단부를 하나씩 관통하여 각각의 일단부는 상기 하부 고정 클램프에 결합되고 각각의 타단부는 상기 고정 파이프 가이드에 결합된 한쌍의 이동 클램프 가이드;
상기 하부 고정 클램프에 결합되도록 구성된 ∩자 형상의 상부 고정 클램프;
상기 제1 하부 이동 클램프에 결합되도록 구성된 ∩자 형상의 제1 상부 이동 클램프; 및
상기 제2 하부 이동 클램프에 결합되도록 구성된 ∩자 형상의 제2 상부 이동 클램프를 포함하고,
상기 각 이동 클램프 가이드 위로 슬라이딩하여 상기 제1, 제2 하부 이동 클램프를 동시에 전후진시키도록 구성된 한쌍의 유압실린더를 더 포함하고,
상기 각 유압실린더는 각각의 일단부가 상기 제1 하부 이동 클램프의 상단부에 결합되고 각각의 타단부가 상기 제2 하부 이동 클램프의 상단부에 결합되고,
상기 각 유압실린더는 양단부가 부분적으로 개방되고 양단부에 하나씩 형성된 한쌍의 유체 출입구를 갖는 원통형 본체, 및 외주면은 상기 원통형 본체의 내벽에 결합되고 중앙부에는 상기 각 이동 클램프 가이드가 삽입되도록 구성된 관통홀이 형성된 디스크를 포함하고,
상기 유압실린더로의 유체의 주입 시기, 주입 위치 및 유압을 조절하여 상기 제1, 제2 하부 이동 클램프의 이동방향, 이동거리 및 이동속도를 조절하도록 구성된 컨트롤러를 더 포함하고,
상기 컨트롤러는 범용 PLC(programmable logic controller)를 포함하고, 상기 제1, 제2 하부 이동 클램프의 이동방향, 이동거리 및 이동속도 조절은 상기 범용 PLC에 의해 수행되고,
상기 컨트롤러는 상기 유압실린더 외에 상기 면취기 및 상기 히터 중 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성되고,
상기 하부 고정 클램프 또는 상기 각 하부 이동 클램프에 회동가능하게 결합된 것으로, 상기 하부 고정 클램프와 상기 상부 고정 클램프를 결합시키거나, 상기 각 하부 이동 클램프와 상기 각 상부 이동 클램프를 결합시키도록 구성된 클램프 잠금부재를 더 포함하고,
상기 고정 파이프 가이드 및 이에 인접한 상기 하부 이동 클램프 간의 최근접 거리가 0mm를 초과하도록 구성되고,
상기 고정 파이프 가이드의 적어도 일측에 설치되어 상기 고정 파이프 가이드 및 이에 인접한 상기 하부 이동 클램프 사이에 물체가 존재할 경우 이를 감지하도록 구성된 안전센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 안전센서로부터 물체 감지 신호를 수신하여 상기 파이프 융착기의 작동을 중지하도록 구성되고,
상기 안전센서는 상기 각 하부 이동 클램프가 상기 고정 파이프 가이드 쪽으로 이동할 경우 작동되어 상기 고정 파이프 가이드 쪽에서 상기 각 하부 이동 클램프 쪽으로 레이저를 발사하되 상기 각 하부 이동 클램프를 비껴가도록 발사하여, 반사되는 레이저가 존재하는 경우 이를 감지하도록 구성되고,
상기 고정 파이프 가이드 및 상기 컨트롤러 중 적어도 하나에 설치되어 작동시 상기 파이프 융착기의 작동을 중지시키도록 구성된 비상스위치를 더 포함하고,
상기 고정 파이프 가이드 및 상기 컨트롤러 중 적어도 하나에 설치되어 상기 각 하부 이동 클램프의 전후진시 경고음을 울리도록 구성된 경고음 발생기를 더 포함하고,
상기 하부 고정 클램프, 상기 각 하부 이동 클램프, 상기 고정 파이프 가이드, 상기 상부 고정 클램프 및 상기 각 상부 이동 클램프 중 적어도 하나는 측면에 형성된 복수개의 살빼기홈을 포함하고,
상기 하부 고정 클램프와 상기 제1 하부 이동 클램프 사이의 거리를 측정하도록 구성된 거리센서를 더 포함하고,
상기 거리센서는 스케일 및 상기 스케일의 눈금을 읽어 들이도록 구성된 헤드를 포함하고, 상기 스케일은 일단부가 상기 하부 고정 클램프에 결합되고 타단부는 상기 헤드에 삽입되도록 구성되고, 상기 헤드는 일단부가 상기 제1 하부 이동 클램프에 결합되고 타단부는 상기 스케일의 타단부를 수용하도록 구성되고,
상기 하부 고정 클램프와 상기 제1 하부 이동 클램프 사이에 설치되어 상기 히터를 전후진시키도록 구성된 히터 이동유닛을 더 포함하고,
상기 각 유압실린더에 유체를 공급하도록 구성된 유압 호스 어셈블리를 더 포함하고, 상기 유압 호스 어셈블리는 2개의 유압 호스를 1차 퀵 커플링 방식 및 2차 나사결합 방식에 의해 결합시키도록 구성된 이중 결합구조를 포함하는 파이프 융착기. - 삭제
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- 제1항에 따른 파이프 융착기;
상기 파이프 융착기에 장착되어 상기 파이프 융착기에 클램핑 및 정렬된 두 개의 파이프의 단부들을 면취하도록 구성된 면취기; 및
상기 파이프 융착기에 장착되어 상기 면취기에 의해 면취된 상기 두 개의 파이프의 단부들을 가열하여 서로 융착시키도록 구성된 히터를 포함하는 파이프 융착기 시스템. - 제20항에 있어서,
상기 면취기 및 히터를 장착하여 보관하도록 구성된 홀더를 더 포함하는 파이프 융착기 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200134621A KR102235648B1 (ko) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 파이프 융착기 및 이를 포함하는 파이프 융착기 세트 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200134621A KR102235648B1 (ko) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 파이프 융착기 및 이를 포함하는 파이프 융착기 세트 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102235648B1 true KR102235648B1 (ko) | 2021-04-05 |
Family
ID=75461746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200134621A KR102235648B1 (ko) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 파이프 융착기 및 이를 포함하는 파이프 융착기 세트 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102235648B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230035741A (ko) | 2021-09-06 | 2023-03-14 | 정기 | 합성수지관 융착을 위한 수작업용 합성수지관 클램핑 장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010047858A (ko) * | 1999-11-23 | 2001-06-15 | 오동찬 | 자동 융착장치 및 그 제어방법 |
| KR102146520B1 (ko) * | 2019-07-30 | 2020-08-20 | 이관민 | 파이프 클램핑 장치 |
-
2020
- 2020-10-16 KR KR1020200134621A patent/KR102235648B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010047858A (ko) * | 1999-11-23 | 2001-06-15 | 오동찬 | 자동 융착장치 및 그 제어방법 |
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Cited By (1)
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| KR20230035741A (ko) | 2021-09-06 | 2023-03-14 | 정기 | 합성수지관 융착을 위한 수작업용 합성수지관 클램핑 장치 |
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