KR102389635B1

KR102389635B1 - 합성수지관 이음매의 내부 융착비드 제거 장치

Info

Publication number: KR102389635B1
Application number: KR1020210079728A
Authority: KR
Inventors: 옥영일
Original assignee: (주)한국해양기술
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2021-06-21
Publication date: 2022-04-22

Abstract

본 발명은 합성수지관의 이음매의 내부 융착비드와 합성수지관의 내주면 사이를 따라 커터가 관의 축방향으로 이동하면서 내부 융착비드를 합성수지관으로부터 분리시키는 방식으로 합성수지관 이음매의 내부 융착비드를 제거하는 장치에 관한 것으로, 내부에 회전축용 중공이 형성되는 회전축 지지관 ; 상기 회전축 지지관이 탑재되며 하부에 이동 롤러가 마련된 지지관 이동대 ; 상기 회전축 지지관의 회전축용 중공을 따라 배치되며 상기 회전축용 중공을 축중심으로 회전 가능하게 마련되는 회전축 ; 상기 회전축의 전단에 고정 마련되는 고정 헤드 ; 상기 회전축 지지관과 상기 고정 헤드 사이에서 상기 회전축을 따라 슬라이딩 가능하게 상기 회전축에 결합되는 이동 헤드 ; 상기 고정 헤드와 상기 이동 헤드 사이에 마련되어 상기 이동 헤드를 탄성 지지하는 탄성부재 ; 일단이 상기 고정 헤드에 회동 가능하게 결합되며 타단에 커터가 결합되는 복수의 커터 결합 다리 ; 일단이 상기 이동 헤드에 회동 가능하게 결합되며 타단이 상기 커터 결합 다리의 중간부에 회동 가능하게 결합되는 복수의 보조 다리 ; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

합성수지관 이음매의 내부 융착비드 제거 장치{Apparatus for removing inner-bead of joint of plastic pipe}

본 발명은, PE 파이프 등의 합성수지관의 열융착에 의한 이음매의 내부 융착비드를 제거하기 위한 장치에 관한 것이다.

다양한 합성수지관이 널리 이용되고 있으며, 이하에서는 PE관을 예시로 설명한다.

폴리에틸렌(Polyethylene, PE)은, 세계에서 가장 널리 보급된 합성 고분자 물질 중 하나로서, 산, 알칼리, 및 각종 화학물질에 침해를 받지 않아 부식되지 않는 특성이 있고, 내한성, 내후성, 유연성, 내마모성에 있어 탁월한 특성을 가지므로, 꾸준히 그 수요가 증가하여, 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다.

특히, HDPE(high density polyethylene)관은 중량이 가벼워 운반, 취급, 시공이 용이하므로, 아파트, 주택 등 도시 시가지 하수, 오수, 및 우수관, 지중전선관 보호 및 각종 CABLE의 DUCT용 관, 관개수로, 간척지, 개간지 농업용수용(농지정리)관, 공장 및 양축장 등의 오,폐수관, 및 하수종말처리장, 분뇨처리장, 쓰레기 매립장 등의 차집관거(유공관)관 등으로 사용되고 있으며, 특히, 쓰레기 매립장에 있어서, 쓰레기 매립 전에 매설되어 침출수 이송관, 가스 이송관으로 사용되고 있다.

따라서, 상기 PE관은 용도의 특성상 다수의 관을 연결하여야 하며, 수밀소켓(이음관) 이용법, 열 융착법, 전기 융착법 등의 연결 방법이 있으며, 열융착법이 주로 사용되고 있다.

열융착법은 두 개의 PE관의 접합 부위를 서로 접합시킨 후 모재 자체를 용융시켜 일정한 압력으로 압착 연결하는 것을 말하며, 이 경우, PE관의 접합 부위, 즉 이음매의 내부 및 외부에는 일정 두께의 융착비드(bead)가 형성된다.

특히, 내부에 형성된 융착비드로 인해 PE관의 내경이 작아지고, 융착비드로 인한 돌출부가 형성되어 유속이 감소되고, 시간이 지남에 따라 돌출부에 슬러지 등의 오물질이 쌓여서, 계속해서 직경이 작아지게 되어 유속이 감소하는 현상이 발생한다.

특히, PE관의 내부 청소, 관리, 교체 작업을 할 수 없는 경우, PE관의 내부는 누적된 침전물로 인하여 PE관의 기능을 수행할 수 없게 된다.

이와 같은 합성수지관의 이음매의 내부 융착비드를 제거하기 위한 다양한 장치들이 제안되었으며, 대한민국 등록특허 제10-0844902호 "내부비드 제거 장치 및 제거 방법" (1808. 7. 2. 등록), 대한민국 실용신안등록 제20-0275400호 "하수도관 연결비드 제거장치"(1802. 4.30. 등록)는 종래 기술의 예이다.

그러나 종래 기술들은 이음매의 내부 융착비드가 완전히 경화된후 칼날로 내부 융착비드를 깍아내는 방식으로 내부 융착비드를 제거하려고 한다. 즉 관의 중심측에서 칼날이 방사상 방향 외측으로 이동하면서 내부 융착비드를 점차적으로 깍아내는 방식이다.

그러나 이와 같은 방식은 내부 융착비드를 모두 깍아내야, 내부 융착비드가 제거되는 방식이므로 매우 많은 시간이 걸려 실용화되기 어렵다는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-0844902호 "내부비드 제거 장치 및 제거 방법" (1808. 7. 2. 등록) 대한민국 실용신안등록 제20-0275400호 "하수도관 연결비드 제거장치"(1802. 4.30. 등록)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 합성수지관의 이음매의 내부 융착비드가 완전히 굳기 전에, 내부 융착비드와 합성수지관의 내주면 사이를 따라 커터가 관의 축방향으로 이동하면서 내부 융착비드를 합성수지관으로부터 분리시키는 방식으로 합성수지관 이음매의 내부 융착비드를 제거하는 장치를 제안하고자 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 내부에 회전축용 중공이 형성되는 회전축 지지관 ; 상기 회전축 지지관이 탑재되며 하부에 이동 롤러가 마련된 지지관 이동대 ; 상기 회전축 지지관의 회전축용 중공을 따라 배치되며 상기 회전축용 중공을 축중심으로 회전 가능하게 마련되는 회전축 ; 상기 회전축의 전단에 고정 마련되는 고정 헤드 ; 상기 회전축 지지관과 상기 고정 헤드 사이에서 상기 회전축을 따라 슬라이딩 가능하게 상기 회전축에 결합되는 이동 헤드 ; 상기 고정 헤드와 상기 이동 헤드 사이에 마련되어 상기 이동 헤드를 탄성 지지하는 탄성부재 ; 일단이 상기 고정 헤드에 회동 가능하게 결합되며 타단에 커터가 결합되는 복수의 커터 결합 다리 ; 일단이 상기 이동 헤드에 회동 가능하게 결합되며 타단이 상기 커터 결합 다리의 중간부에 회동 가능하게 결합되는 복수의 보조 다리 ; 상기 회전축을 회전시키고 상기 회전축을 후방향으로 당기기 위하여 상기 회전축의 후단에 마련되는 회전 손잡이 ; 를 포함하며, 상기 회전축 지지관은 상기 지지관 이동대에 고정 결합되며, 상기 이동 헤드는 상기 회전축과 함께 회전 가능하며, 외력이 없을 경우 상기 탄성부재에 의하여 상기 고정 헤드와 상기 이동 헤드 사이의 간격이 최대화되면서 상기 커터 결합 다리와 상기 보조 다리가 접혀진 상태로 되며, 상기 회전축을 후방향으로 당기면 상기 고정 헤드와 상기 이동 헤드 사이의 간격이 좁혀지면서 상기 커터 결합 다리와 상기 보조 다리가 벌어지면서 상기 커터가 합성수지관 이음매의 내부 융착비드를 제거할 수 있는 상태가 되는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 고정 헤드에 복수의 안내용 슬롯이 형성된 다리 회동 안내구가 마련되며, 상기 커트 결합 다리는 상기 다리 회동 안내구의 안내용 슬롯을 따라 접혀지거나 펼쳐지는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 커터는 강판이 절곡된 형태일 수 있다.

상기와 같이 본 발명은, 내부 융착비드와 합성수지관의 내주면 사이를 따라 커터가 관의 축방향으로 이동하면서 내부 융착비드를 합성수지관으로부터 분리시키는 방식으로 합성수지관 이음매의 내부 융착비드를 간단하게 제거할 수 있다.

또한 본 발명은 커터의 작동을 위하여 커터 결합 다리와 보조 다리의 펼쳐지고 오므라드는 과정이 매우 간단하게 이루어져 신속한 작업이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시례에 의한 내부 융착비드 제거 장치의 정면 개념도,
도 2는 도 1의 개념 단면도,
도 3은 도 2의 분리 단면도,
도 4는 도 1의 내부 융착비드 제거 장치가 합성수지관 내부로 진입한 상태의 개념 단면도,
도 5는 도 4의 A-A 기준 개념도,
도 6은 도 4 이후 커터 결합 다리가 펼쳐진 상태의 개념 단면도,
도 7은 도 6의 주요 부위 확대도,
도 8은 도 7의 B-B 기준 개념도,
도 9는 도 7 이후 내부 융착비드가 제거된 상태의 도면.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시례를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시례에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시례에 의한 내부 융착비드 제거 장치의 정면 개념도이며, 도 2는 도 1의 개념 단면도이며, 도 3은 도 2의 분리 단면도이며, 도 4는 도 1의 내부 융착비드 제거 장치가 합성수지관 내부로 진입한 상태의 개념 단면도이며, 도 5는 도 4의 A-A 기준 개념도이며, 도 6은 도 4 이후 커터 결합 다리가 펼쳐진 상태의 개념 단면도이며, 도 7은 도 6의 주요 부위 확대도이며, 도 8은 도 7의 B-B 기준 개념도이며, 도 9는 도 7 이후 내부 융착비드가 제거된 상태의 도면이다.

먼저 본 발명의 일 실시례에 의한 내부 융착비드 제거 장치(100)를 설명한다.

내부 융착비드 제거 장치(100)는, 회전축 지지관(110), 지지관 이동대(120), 회전축(130), 고정 헤드(140), 이동 헤드(150), 탄성부재(160), 커터 결합 다리(170), 보조 다리(172), 커터(172), 안내구(190) 등이 결합된 것이다.

회전축 지지관(110)은 내부에 회전축용 중공(111)이 형성된다.

회전축 지지관(110)의 후단부에는 고정 손잡이(112)가 마련되어 있다.

회전축 지지관(110)은 지지관 이동대(120)에 탑재되며, 지지관 이동대(120)에 고정 결합된다.

지지관 이동대(120)의 하부에는 한 쌍의 이동 롤러(121)가 마련되며, 상부에는 유볼트(122)에 의하여 회전축 지지관(110)이 고정되어 있다(도 2 및 도 5 참조).

회전축 지지관(110)은 하나의 합성수지관의 길이에 대응하도록 길게 형성되며, 회전축 지지관(110)에 복수(본 실시례는 3개)의 지지관 이동대(120)가 마련된다.

회전축 지지관(110)의 회전축용 중공(111)을 따라 회전축(130)이 마련되며, 회전축(130)은 회전축용 중공(111)을 축중심으로 회전 가능하다.

회전축(130)의 길이는 회전축 지지관(110)의 길이보다 길며, 따라서 회전축(130)의 전단부 및 후단부 각각은 회전축 지지관(110)의 전단부 및 후단부 각각으로부터 돌출되어 있다.

회전축(130)의 후단부에는 회전 손잡이(131)가 마련되어 있다.

따라서 사용자는 회전 손잡이(131)를 잡고 돌려서 회전축(130)을 회전시킬 수 있으며 또한 회전 손잡이(131)를 이용하여 회전축(130)을 후방향으로 당길 수 있다.

회전 손잡이(131)는 회전축(130)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

회전축(130)의 전단에 고정 헤드(140)가 고정 마련된다.

회전축(130)과 고정 헤드(140)의 고정 결합은 용접이나 나사 결합 등 다양한 방식이 채택될 수 있다.

고정 헤드(140)는 회전축 지지관(110)의 전단으로부터 전방으로 이격되어 있다.

회전축(130)의 전단부에 이동 헤드(150)가 슬라이딩 가능하게 결합된다.

본 실시례의 경우 이동 헤드(150)는 짧은 관 형태이며, 그 내부를 따라 회전축(130)이 삽입 관통된다. 이동 헤드(150)는 회전축 지지관(110)과는 별개로 구성요소로서, 회전축(130)이 회전할 때 회전축(130)과 함께 회전될 수 있다.

이동 헤드(150)는 특히 회전축 지지관(110)과 고정 헤드(140) 사이에 배치된다.

고정 헤드(140)와 이동 헤드(150) 사이에 탄성부재(160)가 마련되며, 탄성부재(160)는 이동 헤드(150)를 탄성 지지한다.

고정 헤드(140)에 다리 회동 안내구(190)가 결합된다.

다리 회동 안내구(190)에는 복수의 안내용 슬롯(191)이 형성되어 있다.

고정 헤드(140)에 복수의 커터 결합 다리(170)가 회동 가능하게 결합된다.

커터 결합 다리(170)는 일단이 고정 헤드(140)에 회동 가능하게 결합되며 타단에 커터(180)가 결합되며, 중간부가 다리 회동 안내구(190)의 안내용 슬롯(191)을 지나도록 배치된다.

따라서 커터 결합 다리(170)는 고정 헤드(140)에 회동 가능하게 결합된 지점을 중심으로 다리 회동 안내구(190)의 안내용 슬롯(191)을 따라 접혀지거나 펼쳐지는 것이 가능하다.

보조 다리(172)는 일단이 이동 헤드(150)에 회동 가능하게 결합되며 타단이 커터 결합 다리(170)의 중간부에 회동 가능하게 결합된다.

본 실시례는 8개의 커터 결합 다리(170)가 마련되며, 따라서 보조 다리(172), 다리 회동 안내구(190)의 안내용 슬롯(191), 커터(180) 또한 8개가 마련된다.

커터(180)는 강판이 절곡된 형태이다.

본 내부 융착비드 제거 장치(100)의 작동을 설명한다.

도 4와 같이 합성수지관(10)이 열융착되기 전에 내부 융착비드 제거 장치(100)를 합성수지관(10) 내부에 집어넣는다.

이때 탄성부재(160)에 의하여 고정 헤드(140)와 이동 헤드(150)간의 간격은 최대화되며, 커터 결합 다리(171)와 보조 다리(172)는 접혀진 상태이다.

즉 외력이 없는 경우 커터 결합 다리(171)와 보조 다리(172)는 접혀진 상태로서, 본 장치를 합성수지관(10)의 내부에 집어넣거나 꺼내는 과정이 매우 순조롭게 진행될 수 있다.

내부 융착비드 제거 장치(100)를 합성수지관(10) 내부에 집어넣은 후, 하나의 합성수지관(10)을 다른 합성수지관(10)에 열융착한다.

이에 의하여 합성수지관(10)이 열융착에 의하여 서로 연결되면서 합성수지관 이음매에는 내부 융착비드(11) 및 외부 융착비드가 형성된다. 본 발명에서 문제가 되는 것은 내부 융착비드(11)이다.

이와 같이 내부 융착비드(11)가 형성된 후, 도 6 및 도 7과 같이 회전축 지지관(110)을 정지된 상태로 유지하고 회전축(130)을 후방향으로 당기면, 이동 헤드(150)는 회전축 지지관(110)에 의하여 축방향 기준으로 정지된 상태에서 고정 헤드(140)가 후방향으로 이동하여 이동 헤드(150)와 고정 헤드(140)간의 간격이 좁혀지고 이에 연동하여 커터 결합 다리(171)와 보조 다리(172)가 방사상 방향 외측으로 벌어진다.

이에 의하여 커터 결합 다리(171)와 보조 다리(172)는, 커터(180)가 합성수지관(10)의 내주면에 밀착될 때까지 벌어진다.

이 상태에서 도 9와 같이 회전 손잡이(131)를 이용하여 회전축(130)을 회전시키면서 회전축 지지관(110)과 회전축(130)을 후방향으로 당기면 커터(180)는 내부 융착비드(11)와 합성수지관(10)의 내주면 사이를 따라 후방향으로 이동하면서 회전하여 내부 융착비드(11)를 합성수지관(10)으로부터 분리시킨다. 회전축(130)이 회전될 때 고정 헤드(140), 커터 결합 다리(171), 보조 다리(172), 이동 헤드(150) 등이 함께 회전된다.

이와 같은 과정은 내부 융착비드(11)가 완전히 굳기 전에 진행되는 것이 바람직하다.

또한 내부 융착비드(11)가 굳은 후에 제거 작업을 수행하는 경우에도 실질적으로 커터(180)에 의하여 깍이는 부분은 내부 융착비드(11)의 일부이므로, 신속한 제거 작업이 가능하다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시례들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 합성수지관 11 : 내부 융착비드
100 : 내부 융착비드 제거 장치
110 : 회전축 지지관 111 : 회전축용 중공
112 : 고정 손잡이
120 : 지지관 이동대 121 : 이동 롤러
122 : 유볼트
130 : 회전축 131 : 회전 손잡이
140 : 고정 헤드
150 : 이동 헤드
160 : 탄성부재
171 : 커터 결합 다리 172 : 보조 다리
180 : 커터
190 : 다리 회동 안내구 191 : 안내용 슬롯

Claims

내부에 회전축용 중공이 형성되는 회전축 지지관 ;
상기 회전축 지지관이 탑재되며 하부에 이동 롤러가 마련된 지지관 이동대 ;
상기 회전축 지지관의 회전축용 중공을 따라 배치되며 상기 회전축용 중공을 축중심으로 회전 가능하게 마련되는 회전축 ;
상기 회전축의 전단에 고정 마련되는 고정 헤드 ;
상기 회전축 지지관과 상기 고정 헤드 사이에서 상기 회전축을 따라 슬라이딩 가능하게 상기 회전축에 결합되는 이동 헤드 ;
상기 고정 헤드와 상기 이동 헤드 사이에 마련되어 상기 이동 헤드를 탄성 지지하는 탄성부재 ;
일단이 상기 고정 헤드에 회동 가능하게 결합되며 타단에 커터가 결합되는 복수의 커터 결합 다리 ;
일단이 상기 이동 헤드에 회동 가능하게 결합되며 타단이 상기 커터 결합 다리의 중간부에 회동 가능하게 결합되는 복수의 보조 다리 ;
상기 회전축을 회전시키고 상기 회전축을 후방향으로 당기기 위하여 상기 회전축의 후단에 마련되는 회전 손잡이 ;
를 포함하며,
상기 회전축 지지관은 상기 지지관 이동대에 고정 결합되며, 상기 이동 헤드는 상기 회전축과 함께 회전 가능하며,
외력이 없을 경우 상기 탄성부재에 의하여 상기 고정 헤드와 상기 이동 헤드 사이의 간격이 최대화되면서 상기 커터 결합 다리와 상기 보조 다리가 접혀진 상태로 되며,
상기 회전축을 후방향으로 당기면 상기 고정 헤드와 상기 이동 헤드 사이의 간격이 좁혀지면서 상기 커터 결합 다리와 상기 보조 다리가 벌어지면서 상기 커터가 합성수지관 이음매의 내부 융착비드를 제거할 수 있는 상태가 되는 것
을 특징으로 하는 합성수지관 이음매의 내부 융착비드 제거 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고정 헤드에 복수의 안내용 슬롯이 형성된 다리 회동 안내구가 마련되며, 상기 커터 결합 다리는 상기 다리 회동 안내구의 안내용 슬롯을 따라 접혀지거나 펼쳐지는 것을 특징으로 하는 합성수지관 이음매의 내부 융착비드 제거 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 커터는 강판이 절곡된 형태인 것을 특징으로 하는 합성수지관 이음매의 내부 융착비드 제거 장치.