KR102517139B1 - 확관에 따른 두께 감소를 보완하는 편수칼라형 상하수도관과 그 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 확관에 따른 두께 감소를 보완하는 편수칼라형 상하수도관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관을 압출하는 과정에서 확관을 수행하게 되는 경우 두께가 감소하는 것을 보완할 수 있도록 일정한 구간에서 기준두께보다 두께를 조절해 더 두껍게 성형함으로써, 확관을 수행하더라도 두께가 감소되어도 정상적인 규격에 포함할 수 있도록 자동성형하는 확관에 따른 두께 감소를 보완하는 편수칼라형 상하수도관과 그 성형장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 기준두께(t)를 갖도록 상하수도관을 압출성형하며, 상기 기준두께(t)를 갖도록 압출성형하는 과정에서 압출속도를 인버터로 조절하여 두께 성형폭(H)에서 상기 기준두께(t)에 비하여 1.1∼1.5배 더 두꺼운 조절두께(T)를 갖도록 압출 성형하고, 상기 조절두께(T)를 갖는 두께 조절부의 폭이 패킹홈과 확관홈에서 기준두께(t)의 0.8∼1.2배의 두께로 성형되는 확관부를 갖도록 하되;
상기 조절두께(T)는,
기준두께(t)에 대하여 인버터를 구동시켜 900 rpm을 790∼830 rpm으로 5∼15% 더 압출속도를 늦추어 220∼240mm의 두께 성형폭(H)에서 10.3mm의 두께를 11.1∼11.9mm의 두께를 갖도록더 두껍게 압출 성형하는 것을 포함하고;
상기 두께 조절부는,
상하수도관의 한쪽 선단에서 10.3mm의 기준두께(t)에 비하여 11.1∼11.9mm의 조절두께(T)를 갖고 220∼240mm의 두께 성형폭(H)을 갖도록 하고, 상기 두께 성형폭(H) 이내에서 편수칼라형으로 확관부가 확관되는 것을 포함하며;
상기 확관부는,
수밀 패킹이 삽입되는 패킹홈과 관체가 삽입되는 확관홈으로 이루어지되;
상기 수밀 패킹은 외경으로 패킹홈과 접촉되는 홈 경사면을 형성하고 상기 홈 경사면의 끝에서 가로방향으로 홈 접촉부를 형성하며 상기 홈 접촉부의 끝에서 안쪽으로 내부홈 경사면이 형성된 후 상기 내부홈 경사면의 끝에서 내부 수밀돌기가 외측 방향으로 경사지게 돌출되고, 상기 홈 경사면에서 내경으로 안내 경사면을 형성한 다음, 상기 안내 경사면의 안쪽에서 일정한 간격을 두고 내측돌기의 안쪽에서 내경방향으로 형성되는 고정 돌출부와 내부 수밀돌기는 연결 경사면으로 연결되는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

확관에 따른 두께 감소를 보완하는 편수칼라형 상하수도관과 그 성형장치{Single-collar water supply and sewer pipes and their molding devices to compensate for the decrease in thickness due to expansion}

본 발명은 확관에 따른 두께 감소를 보완하는 편수칼라형 상하수도관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관을 압출하는 과정에서 확관을 수행하게 되는 경우 두께가 감소하는 것을 보완할 수 있도록 일정한 구간에서 기준두께보다 두께를 조절해 더 두껍게 성형함으로써, 확관을 수행하더라도 두께가 감소되어도 정상적인 규격에 포함할 수 있도록 자동성형하는 확관에 따른 두께 감소를 보완하는 편수칼라형 상하수도관과 그 성형장치에 관한 것이다.

상하수도용 관 이음은 견고함과 더불어 시공이 간편할 것을 요구하며, 일반적으로 상하수도용 관은 취급이 용이한 6m 정도의 길이로 절단하여 제작되고, 현장에서 필요한 형태로 배열하여 상하수도관의 방향에 따라 소켓(socket), 리듀서(reducer), 티(Tee). 엘보우(elbow)를 이용하여 용접하거나 나사 결합 또는 강제로 끼워 맞춤하는 방법을 사용하여 상하수도관을 연결하여 왔다.

상기한 방법에 의한 상하수도관의 이음 작업은 견고한 장점이 있으나 작업성이 현저하게 떨어지는 단점과, 용접부위에 균열이 발생하기 쉬운 단점과 부식으로 인한 누수가 발생하는 등 여러 가지 문제점이 노출되었다.

나아가서 상기한 문제점이 식수가 통과하는 수도관에서 발생한다면 중금속의 오염 등의 위생적인 문제가 발생하게 되고, 하수관에서 발생한다면 주변의 땅속이 오염되어 결국에는 지하수가 오염되는 원인이 된다.

그리고 기후변화에 따른 온도편차에 의해 상하수도관의 길이가 수축 또는 팽창하는 열팽창계수가 발생하게 되고, 외부 충격 및 지진 등에 의해 발생하는 상하수도관의 유동에 적절하게 대응할 수 없다는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 연결구조 이외에 상하수도관을 연결하는 방법으로 고무패킹을 이용하는 방법이 널리 사용되고 있으나, 수평방향 또는 수직 방향의 외력이 작용하거나 열팽창계수에 의해 상하수도관이 고무패킹으로부터 이탈하는 문제점이 발생한다.

또한, 고무패킹을 적용해 수밀을 유지하기 위해서는 다양한 구조의 상하수도관을 먼저 압출을 수행하여 직관의 형태를 완성하고, 후작업에 의해 패킹을 삽입하기 위한 확관작업을 수행하게 되며, 상기 확관작업을 수행하는 과정에서 합성수지관의 내경과 외경에 열을 가한 후 금형을 이용하여 관경을 넓혀 합성수지관의 선단 일부분과 패킹이 삽입되는 구성을 갖게 되고, 이러한 결합으로 인하여 편수칼라 형태의 연결부분에서 수밀을 유지할 수 있게 된다.

그러나 직관을 압출 성형하게 되는 경우에는 두께가 ISO 1452-2 또는 수도관(KS M 3401, 홈을 제외하고 소켓부 임의 지점의 관벽 두께는 관의 최소 관벽두께보다 작으면 안된다)의 편수부 압력강화 개정으로 요구하는 규격의 두께를 유지할 수 있게 성형하게 되지만, 한쪽 선단을 편수칼라 형태로 확관하는 작업을 수행함에 따라 관경이 커지게 되면서 두께가 얇아져 요구하는 규격의 두께를 유지할 수 없게 되므로 다양한 시험을 수행하는 과정에서 확관을 수행한 부분에서 부풀어 올라 결국에는 파손되어 시험을 통과할 수 없게 되는 결점이 발생하며, 규격을 충족시키기 위해서는 전체적인 두께를 상승시켜야 하므로 이로 인한 원가의 상승으로 경쟁력이 저하되는 결점이 발생하게 되었다.

[문헌 1] 특허등록번호 제1011018호(201. 01. 19. 등록) [문헌 2] 특허등록번호 제1183606호)(2012. 09. 11. 등록) [문헌 3] 특허등록번호 제1562936호(2015. 10. 19. 등록) [문헌 4] 특허등록번호 제0854316호(2008. 08. 20. 등록)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는, 상하수도관 압출 과정의 일정한 구간에서 길이와 두께를 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 해결과제는, 압출 성형한 상하수도관을 확관부를 가열한 후 패킹과 관체를 삽입할 수 있도록 확관하며, 확관한 부분의 두께가 규격에 해당되도록 함으로써 압력을 강화하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 해결과제는, 상하수도관을 성형하는 과정에서 두께를 조절할 관두께 폭 조절장치를 통해 인버터의 속도를 제어함으로써 다양한 두께와 폭을 조절할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 기준두께(t)를 갖도록 상하수도관을 압출성형하며, 상기 기준두께(t)를 갖도록 압출성형하는 과정에서 압출속도를 인버터로 조절하여 두께 성형폭(H)에서 상기 기준두께(t)에 비하여 1.1∼1.5배 더 두꺼운 조절두께(T)를 갖도록 압출 성형하고, 상기 조절두께(T)를 갖는 두께 조절부의 폭이 패킹홈과 확관홈에서 기준두께(t)의 0.8∼1.2배의 두께로 성형되는 확관부를 갖도록 하되;
상기 조절두께(T)는,
기준두께(t)에 대하여 인버터를 구동시켜 900 rpm을 790∼830 rpm으로 5∼15% 더 압출속도를 늦추어 220∼240mm의 두께 성형폭(H)에서 10.3mm의 두께를 11.1∼11.9mm의 두께를 갖도록더 두껍게 압출 성형하는 것을 포함하고;
상기 두께 조절부는,
상하수도관의 한쪽 선단에서 10.3mm의 기준두께(t)에 비하여 11.1∼11.9mm의 조절두께(T)를 갖고 220∼240mm의 두께 성형폭(H)을 갖도록 하고, 상기 두께 성형폭(H) 이내에서 편수칼라형으로 확관부가 확관되는 것을 포함하며;
상기 확관부는,
수밀 패킹이 삽입되는 패킹홈과 관체가 삽입되는 확관홈으로 이루어지되;
상기 수밀 패킹은 외경으로 패킹홈과 접촉되는 홈 경사면을 형성하고 상기 홈 경사면의 끝에서 가로방향으로 홈 접촉부를 형성하며 상기 홈 접촉부의 끝에서 안쪽으로 내부홈 경사면이 형성된 후 상기 내부홈 경사면의 끝에서 내부 수밀돌기가 외측 방향으로 경사지게 돌출되고, 상기 홈 경사면에서 내경으로 안내 경사면을 형성한 다음, 상기 안내 경사면의 안쪽에서 일정한 간격을 두고 내측돌기의 안쪽에서 내경방향으로 형성되는 고정 돌출부와 내부 수밀돌기는 연결 경사면으로 연결되는 것을 특징으로 하는 것이다.

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본 발명의 원료를 공급해 용융 압출하는 압출기와, 상기 압출기에서 생산된 상하수도관을 냉각시키는 냉각장치와, 상기 냉각장치에서 냉각된 상하수도관을 원하는 속도로 압출성형하는 인취기와, 상기 인취기에서 배출된 상하수도관을 일정한 길이로 절단하는 절단기 및 상기 절단기에서 절단된 상하수도관을 배출하는 배출장치와, 상기 배출장치에 설치하며 상하수도관의 선단을 터치해 두께 성형폭(H)에서 조절두께(T)를 갖도록 압출 성형하는 관두께 폭 조절장치로 이루어지되;
상기 인취기에 설치되며 인취속도를 5∼15% 늦추어 220∼240mm의 두께 성형폭(H)에서 기준두께(t)에 대하여 1.1∼1.5배 더 두꺼운 조절두께(T)를 압출성형하는 인버터를 포함하고;
상기 관두께 폭 조절장치는,
기준두께(t)를 갖도록 생한하던 압출속도 900 rpm을 790∼830 rpm으로 5∼15% 더 늦추어 220∼240mm의 두께 성형폭(H)에서 10.3mm의 두께를 11.1∼11.9mm의 두께를 갖도록 1.1∼1.5배 더 두껍게 압출 성형하는 것과,
일정한 간격에 설치한 기둥의 상측에 설치한 기둥 연결대를 가로방향으로 연결하는 폭 조절대에 이동대가 이동 고정핸들을 통하여 결합하며, 상기 이동대 하측으로 상하수도관의 조절두께(T)가 조절되도록 1차 터치하는 이동 감지로라를 갖는 이동 감지기와,
상기 폭 조절대에 이동 가능하게 결합된 기준 감지기에 기준 고정핸들을 설치해 폭 조절대에서 이동 감지기와 기준 감지기의 폭을 조절하여 두께 성형폭(H)을 갖도록 설치하며, 상기 기준대에는 상하수도관이 10.3mm의 기준두께(t)가 되도록 2차 터치하는 기준 감지로라를 갖는 기준 감지기를 포함하는 것이다.

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본 발명은 상하수도관 압출 과정에서 필요로 하는 구간을 정한 후 원하는 길이와 두께를 관두께 폭 조절장치로부터 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 압출 성형한 상하수도관을 확관부를 가열한 후 패킹과 관체를 삽입할 수 있도록 확관하며, 확관한 부분의 두께가 압출한 두께보다는 얇아지지만 기준두께의 0.8배 이상이거나 더 두꺼워 규격에 해당되어 품질과 강성을 향상시고, 압력을 강화시키는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 상하수도관을 성형하는 과정에서 두께를 조절할 관두께 폭 조절장치를 통해 인버터의 속도를 제어함으로써 기준두께와 대비하여 다양한 두께와 폭을 조절해 확관작업을 수행하는 경우라도 얇아지는 두께가 기준치해 해당할 수 있도록 자동으로 성형되는 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 상하수도관의 성형장치에 대한 정면도
도 2 는 본 발명의 상하수도관 성형장치에 관두께 폭 조절장치를 적용한 평면도
도 3 은 본 발명의 관 두께 폭 조절장치에 대한 설치상태 사시도
도 4 는 본 발명의 관두께 폭 조절장치에 대한 평면도
도 5 는 본 발명의 관두께 폭 조절장치에 대한 정면도
도 6 은 본 발명의 상하수도관을 압출한 상태의 단면도
도 7 은 본 발명의 상하수도관을 압출한 상태의 두께 성형폭에 대한 확대 단면도
도 8 은 본 발명의 상하수도관을 확관한 상태의 두께 성형폭에 대한 확대 단면도
도 9 는 본 발명의 상하수도관 확관부에 대한 패킹 분리 사시도
도 10 은 본 발명의 상하수도관 확관부에 대한 관체 연결 전의 단면도
도 11 은 본 발명의 상하수도관 확관부에 대한 관체 연결 후의 단면도
도 12 는 본 발명의 상하수도관 확관부에 대한 요부확대 단면도
도 13 은 본 발명의 상하수도관 확관부에 삽입되는 패킹의 요부확대 단면도

본문에 게시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예 들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본문에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사싱 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 아니 된다. 본 발명에 기재된 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "설치되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 설치되어 있을 수도 있지만. 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표면은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표면을 포함한다, 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시(設示)된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하는 것이지, 하나 도는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 이해하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하에서 첨부한 도면을 통하여 본 발명의 주요 구성과 구체적인 내용에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 상하수도관의 성형장치에 대한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 상하수도관 성형장치에 관두께 폭 조절장치를 적용한 평면도를 나타낸 것이다.

상하수도관(10)을 압출하기 위한 원료를 준비, 분말상태로 공급해 용융 압출하는 압출기(50)와;

상기 압출기(50)에서 압출되는 상하수도관(10)이 공기 또는 물과 접촉되어 냉각되도록 하는 냉각기(51)와;

상기 냉각기(51)에서 냉각되는 상하수도관(10)을 상측과 하측 또는 양쪽 측면에서 외경의 일부를 가압해 회전하면서 당기는 속도를 조절함으로써 두께와 함께 생산 속도를 조절하는 인취기(52)를 포함한다.

상기 인취기(52)에는 인버터(52a)를 설치해 상하수도관(10)의 두께 및 당기는 속도를 조절함으로써 일정한 구간의 폭에서 두께를 조절할 수 있도록 하고, 상기 인버터(52a)는 후방의 관두께 폭 조절장치(30)를 통하여 구동위치가 조절될 수 있도록 하는 것을 포함한다.

상기 인취기(52)를 통하여 공급된 상하수도관(10)을 일정한 길이(약 6미터)로 절단하는 절단기(53)와;

상기 절단기(53)에서 절단되거나 생산된 상하수도관(10)이 배출로라(55)가 하측에서 지지되어 배출되도록 하는 배출장치(54)를 포함한다.

상기 배출장치(54)의 한 부분에는 상하수도관(10)의 선단이 최초 감지되는 지점에서부터 일정한 폭에 이르도록 하는 부분을 감지해 인버터(52a)를 자동제어함으로써 두께 성형폭(H)을 자유롭게 조절할 수 있도록 하는 관두께 폭 조절장치(30)를 포함한다.

도 3은 본 발명의 관 두께 폭 조절장치에 대한 설치상태 사시도이고, 도 4는 본 발명의 관두께 폭 조절장치에 대한 평면도, 도 5는 본 발명의 관두께 폭 조절장치에 대한 정면도를 나타낸 것이다.

상기 배출장치(54)의 한 부분에 설치하는 관두께 폭 조절장치(30)는, 상하수도관(10)의 관체(11)가 압출하는 과정에서 선단을 1차 터치하는 것을 감지해 인출속도를 늦추어 조절할 수 있도록 하며, 일정한 간격을 두고 두께가 더 두껍게 성형된 후 선단을 2차 터치하는 것을 감지해 인출속도를 정상으로 조절할 수 있도록 설치하는 것이 바람직하다.

상기 관두께 폭 조절장치(30)는 기둥(31)을 일정한 간격으로 조절하여 관체(11)의 선단을 1, 2차로 터치할 수 있도록 하고, 상기 기둥(31)의 상측 선단에는 기둥 연결대(33)를 설치해 폭 조절대(32)로 가로방향에 연결한 후 조절대 고정핸들(34)과 기둥 고정핸들(35)로 기둥(31)과 폭 조절대(32)를 고정할 수 있도록 설치하는 것을 포함한다.

상기 폭 조절대(32)에는 기준대(35)가 결합되어 기준 고정핸들(36)로 위치를 고정할 수 있도록 하며, 상기 기준대(35)에는 기준 감지기(37)가 설치되어 하측으로 기준 감지로라(38)를 설치해 상하수도관(10)의 관체(11)를 2차 터치하는 것을 감지할 수 있도록 설치하는 것을 포함한다.

상기 기준대(35)와 일정한 간격을 두고 두께 성형폭(H)을 조절할 수 있도록 설치하는 이동대(40)는 이동 고정핸들(41)로 위치를 고정할 수 있도록 하며, 상기 이동대(40)에는 이동 감지기(42)가 설치되어 하측으로 이동 감지로라(43)를 설치해 상하수도관(10)의 관체(11)를 1차 터치하는 것을 감지할 수 있도록 설치하는 것을 포함한다.

본 발명에서는 수도관 150mm(PN 16) 기준을 아래의 표 1과 같다.

구 분	단 위	기 준	조 절	비 고
두 께	mm	10.3	11.1∼11.9	접합부성형 전 두께
압출속도	rpm	900	790∼830	인취기 콘트롤박스
성형폭	mm	-	220∼240	-

상기 1차 터치하는 이동 감지로라(43)와 2차 터치하는 기준 감지로라(38)의 간격을 2배로 더 넓게 설치함으로써 두께 성형폭(H)을 2배 더 넓게 조절두께(T)를 성형하고, 상기 두께 성형폭(H)의 중간 부분을 절단해 상하수도관(10)의 한쪽 선단이 위치하도록 함으로써 2개의 상하수도관(10)을 성형한 후 1회씩 관두께 폭 조절장치(30)에 의해 조절두께(T)를 성형할 수 있도록 설치하는 것을 포함한다.

도 6은 본 발명의 상하수도관을 압출한 상태의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 상하수도관을 압출한 상태의 두께 성형폭에 대한 확대 단면도, 도 8은 본 발명의 상하수도관을 확관한 상태의 두께 성형폭에 대한 확대 단면도, 도 9는 본 발명의 상하수도관 확관부에 대한 패킹 분리 사시도, 도 10은 본 발명의 상하수도관 확관부에 대한 관체 연결 전의 단면도, 도 11은 본 발명의 상하수도관 확관부에 대한 관체 연결 후의 단면도를 나타낸 것이다.

단일층과 이중 또는 삼중 구조를 갖도록 압출 성형하는 관체(11)로 이루어지는 상하수도관(10)가 확관부(12)보다 더 폭이 큰 두께 성형폭(H)의 범위에서 관체(11)의 기준두께(t)를 기준으로 1.1∼1.5배 더 두꺼운 조절두께(T)를 압출 성형하는 것을 포함한다.

상기 두께 성형폭(H)의 범위가 설정되면 두께 성형폭(H)과 조절두께(T)는 자유롭게 조절할 수 있는 것을 포함한다.

상기 상하수도관(10)은 두께 조절부(14)를 포함하는 관체(11)를 압출 성형한 후 일정한 간격에서 절단하여 공급함으로써 직관 상태로 사용하거나, 두께 조절부(14)를 확관하는 편수칼라 형태로 후가공하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 두께 조절부(14)를 확관하는 경우에는 두께 성형폭(H)의 폭보다 더 짧은 폭에서 외경을 가열하고, 다시 내경을 가열한 후 확관금형을 내경에 공급해 확관부(12)를 확관하는 작업을 수행함으로써 선단 부분에 수밀 패킹(20)이 삽입되는 패킹홈(15)과 내부 체결홈(16)을 성형하는 동시에 관체(11)가 삽입되어 결합하는 확관홈(13)을 일체형으로 성형하는 것을 포함한다.

상기 패킹홈(15)에는 수밀 패킹(20)의 홈 경사면(21)과 홈 접촉부(22) 및 내부홈 경사면(23)이 접촉되어지고, 내부 체결홈(16)에는 내부 수밀돌기(24)와 고정 돌출부(27)가 위치하며, 수밀이 유지될 수 있도록 설치되는 것이다.

상기 확관부(12)를 성형하는 경우에는 조절두께(T)를 통하여 기준두께(t)에 비하여 더 두껍게 압출 성형한 후 확관하게 되므로 확관한 후에는 기준두께(t)에 비하여 0.8∼1.2배 더 두꺼운 성형두께(T')를 갖도록 확관하는 것을 포함하며, 바람직하게는 1.0배가 되도록 하는 것이다.

도 12는 본 발명의 상하수도관 확관부에 대한 요부확대 단면도이고, 도 13은 본 발명의 상하수도관 확관부에 삽입되는 패킹의 요부확대 단면도를 나타낸 것이다.

수밀 패킹(20)은 외경으로 패킹홈(15)과 접촉되는 홈 경사면(21)을 외경 방향으로 경사지게 형성하고, 상기 홈 경사면(21)의 끝에서 가로방향으로 홈 접촉부(22)를 형성하며, 상기 홈 접촉부(22)의 끝에서 안쪽으로 내부홈 경사면(23)이 형성된 후 상기 내부홈 경사면(23)의 끝에서 내부 수밀돌기(24)가 외측 방향으로 경사지게 돌출되어 패킹홈(13)의 내경에서 발생하는 수밀을 유지할 수 있도록 설치한다.

상기 수밀 패킹(20)은 홈 경사면(21)에서 내경으로 안내 경사면(25)을 형성하고, 상기 안내 경사면(25)의 안쪽에서 일정한 간격을 둑 내측돌기(26)를 형성한다.

상기 내측돌기(26)의 안쪽에서 내경방향으로 형성되는 고정 돌출부(27)와 내부 수밀돌기(24)는 연결 경사면(28)으로 연결되어 있으며, 상기 고정 돌출부(27)는 상하수도관(10)의 외경을 감아 수밀을 유지하도록 설치한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 확관에 따른 두께 감소를 보완하는 편수칼라형 상하수도관과 그 제조방법은, 단일층이나 이층 및 삼층구조의 관체(11)를 압출하여 소정의 길이로 절단한 후 확관장치에 공급하여 1차로 외경을 가열하고 2차로 내경을 가열한 상태에서 금형을 공급하는 방법으로 패킹홈(15)을 형성한 확관부(12)를 확관하여 성형하는 것이다.

상기 관체(11)로 이루어진 상하수도관(10)은 압출기(50)로 공급된 원료가 용융되는 과정을 통하여 단일층이나 이증 및 삼층구조를 선택 압출하는 것이며, 압출된 관체(11)는 냉각기(51)에서 공냉 또는 수냉 중 어느 하나의 방법으로 냉각되어 공급되는 과정에서 인취기(52)로부터 관체(11)의 상측과 하측을 일부 밀착하여 압출되는 속도를 조절하게 되고, 상기 인취기(52)에 설치한 인버터(52a)를 통하여 압출 속도를 조절함에 따라 관체(11)의 두께를 조절할 수 있게 된다.

상기 관체(11)의 두께는 각종 규격에 부합하하도록 성형하는 것이 바람직하며, 관체(11)를 인취한 후 공급되는 과정에서 소정의 길이를 갖도록 절단하거나, 일반적으로 6미터의 길이를 갖도록 절단기(53)에서 절단해 배출장치(54)에 공급하는 것이다.

상기 배출장치(54)에는 관두께 폭 조절장치(30)가 설치되어 관체(11)의 일부 폭에서 기준두께(t)와 비교하여 1.1∼1.5배 더 두꺼운 조절두께(T)를 두께 성형폭(H)에서 성형되도록 하는 것이다.

더욱 상세하게는, 두께 성형폭(H)에서 기준두께(t)와 비교하여 확관부(12)를 성형한 후 0.8∼1.2배 더 두껍게 성형되도록 하는 조절두께(T)를 갖도록 압출 성형되도록 하는 것을 포함한다.

상기 관체(11)가 기준두께(t)를 유지하며 압출 성형되는 과정에서 선단이 관두께 폭 조절장치(30)의 이동 감지로라(43)를 1차 터치하면 이를 감지한 신호가 이동 감지기(42)를 통하여 인버터(52a)에 전달되어 인취기(52)의 인취(압출) 속도를 5∼15% 정도 늦추게 되고, 생산 속도가 늦춰지게 되면 기준두께(t)를 유지하면서 관체(11)를 생산하던 도중에 기준두께(t)와 비교하여 1.1∼1.5배 더 두껍게 성형되는 조절두께(T)를 갖도록 압출 성형되는 것이다.

상기 조절두께(T)를 갖도록 압출 성형되는 관체(11)의 선단이 기준 감지로라(38)에 2차 터치되면 이를 감지한 신호가 기준 감지기(37)를 통하여 인버터(52a)에 전달되어 인취기(52)의 인취 속도를 원상태로 빨라지게 되고, 생산 속도가 빨라지게 되면 조절두께(T)를 유지하면서 관체(11)를 생산하던 것을 중지하고 점점 두께가 얇아져 기준두께(t)와 같은 두께를 갖도록 압출 성형되는 것이다.

상기 관체(11)가 두께 성형폭(H)에서 두께 조절부(14)를 갖도록 조절두께(T)가 성형되어 절단기(53)에서는 일정한 길이를 갖도로 절단된 후 배출장치(54)에 공급되므로 절단된 선단에서 두께 성형폭(H)을 갖도록 조절두께(T)가 성형되는 것이며, 상기 두께 성형폭(H)은 두께 조절부(14)와 이동 감지로라(43)의 1차 터치에서 기준 감지로라(38)의 2차 터치 폭과 같게 되므로 이동 감지로라(43)와 기준 감지로라(38)의 폭이 두께 성형폭(H)이 되므로 기준 고정핸들(36)과 이동 고정핸들(41)을 사용하여 기준대(35)와 이동대(40)의 간격을 조절함에 따라 다양한 성형폭을 갖도록 압출 성형하는 것이 가능하다.

상기 두께 성형폭(H)은 상하수도관(10)의 지름에 따라 두께 조절부(14)의 길이가 달라지게 되며, 두께 조절부(14)는 확관부(12)의 폭보다 더 넓은 폭을 갖도록 함으로써 변형이 일어난 확관부(12)의 폭보다 조금 더 넓게 설정해 내경의 압력 변화에 따른 기준두께(t)와 최소한 같은 두께를 갖도록 함으로써 안정된 확관부(12)를 제공할 수 있게 되는 것이다.

한편, 기둥(31)에서 관두께 폭 조절장치(30)를 설치하는 높이는 기둥 연결대(33)에서 기둥 고정핸들(35)을 통하여 조절하고, 폭 조절대(32)는 조절대 고정핸들(34)을 통하여 조절할 수 있게 되므로 상하수도관(10)의 지름에 따라 높이를 조절해 적용할 수 있도록 하는 것이다.

또한 두께 성형폭(H)은 하나의 확관부(12)를 갖도록 설정한 폭에 해당하므로 두께 성형폭(H)을 2배로 늘려 중앙부분을 절단한 후 상하수도관(10)의 선단부분에서 확관부(12)를 갖도록 성형하는 부분이 두께 성형폭(H)에 해당하도록 할 수 있으므로 2개의 상하수도관(10) 길이를 제조하는 과정에서 한번의 관두께 폭 조절장치(30)를 구동시킬 수 있도록 하는 것을 포함한다.

상기 상하수도관(10)을 생산한 후에는 직관상태로 지중에 매설하거나 필요한 위치에 사용하는 것이 바람직하며, 편수칼라 형태로 적용하기 위해서는 한쪽 선단을 확관해야만 한다.

상하수도관(10)을 확관하기 위해 두께 성형폭(12)에서 기준두께(t)에 비하여 1.1∼1.5배 더 두껍게 성형한 두께 조절부(14)를 조절두께(T)로 성형한 부분을 확관부(12)로 확관하게 되며, 두께 조절부(14)의 외경을 1차로 가열하고 내경을 2차로 가열한 후 전방에서 금형을 두께 조절부(14)의 내경에 공급해 패킹홈(15)의 안쪽으로 확관홈(13)을 갖도록 확관부(12)를 확관 성형하는 것이다.

이와 같이 확관부(12)를 성형하게 되면 두께 조절부(14)에서 조절두께(T)를 갖도록 압출 성형한 상태에서 확관을 통하여 두께가 감소하게 되어 기준두께(t)를 기준으로 0.8∼1.2배의 성형두께(T')를 갖게 되고, 상기 성형두께(T')는 조절두께(T)에 비하여 두께가 감소하게 되지만 기준두께(t)에 비하여 같은 두께를 유지하거나 더 두꺼운 두께를 갖도록 확관부(12)를 성형하게 되므로 두께 성형폭(H)에서 규격이 한정하는 두께를 안정되게 유지할 수 있게 되며, 실제 실험에서도 확관부(12)에서 변형이 발생하거나 누수가 발생하지 않게 되어 안정적인 제품의 성형 및 공급이 가능하게 되는 것이다.

상기 패킹홈(15)에는 수밀 패킹(20)을 삽입해 결합하면 전체적으로 원형의 링 형태가 되도록 결합되면서 수밀 패킹(20)에 외경방향으로 힘을 가하여 패킹홈(13)에 견고하게 고정된 상태를 제공하게 된다.

상기 확관부(12)의 외경에서 관체(11)를 밀어 넣어 누수를 방지하도록 연결함으로써 상하수도관(10)을 연속해서 연결하는 방법으로 설치되는 것이다.

상기 상하수도관(10)을 연결하게 되면 관체(11)의 선단이 확관홈(13)에 위치하게 되고, 외경으로 수밀 패킹(20)이 패킹홈(15)에 설치되어 누수를 방지하게 되는 것이다.

더욱 상세하게, 상하수도관(10)의 끝 부분인 관체(11)의 선단이 안내 경사면(25)의 중앙 부분에 위치한 상태에서 관체(11)를 더 밀어 넣으면 수밀 패킹(20)의 내경인 내측돌기(26)를 통과하여 확관부(12)의 안쪽 끝부분인 확관홈(13)의 선단에 닿아 더 이상 진입할 수 없는 위치로 진입하여 결합하는 것이다.

상기 관체(11)를 밀어 넣을 때 끝 부분이 안내 경사면(25)의 중앙부분에서 안쪽으로 밀려 들어가기 때문에 관체(11)를 밀어 넣어도 끝 부분이 안내 경사면(25)을 쉽게 타고 넘어가서 안으로 진입되므로 수밀 패킹(20)이 삽입하는 관체(11)로 인하여 안으로 밀려 들어가거나 말리는 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

확관부(12)에 관체(11)를 밀어 넣어 결합이 종료되면 고정 돌출부(27)가 관체(11)의 외경을 감싸서 수밀을 유지할 수 있도록 하며, 관체(11)의 외경과 수밀 킹(20)의 사이에서 수밀을 유지할 수 있고 수밀 패킹(20)의 외경과 패킹홈(13)에서 누수가 발생할 수 있게 되지만, 내부 수밀돌기(24)가 패킹홈(13)과의 밀착력을 향상시켜 수밀을 유지하면서 홈 경사면(21)과 홈 접촉부(22) 및 내부홈 경사면(23)과 패킹홈(13)의 결합력을 향상시켜 수밀을 안정되게 유지할 수 있도록 하는 것이다.

이하에서 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면을 통하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

(150mm 수도관 기준)

가. 원료 준비 공급단계

상하수도관(10)을 압출 성형하기 위한 원료를 혼합해 준비한 후 압출기(50)에 공급하는 원료 준비 공급단계를 수행하는 것이다.

나. 상하수도관 압출단계

압출기(50)에 공급된 원료를 용융 성형시켜 압출에 의해 단일층과 이중구조 및 삼중구조 중 어느 하나로 이루어지는 상하수도관(10)을 900rpm의 속도로 압출 성형하는 상하수도관 압출단계를 수행하는 것이다.

다. 상하수도관 냉각단계

압출 성형한 상하수도관(10)을 공급하는 과정에서 수냉 또는 공냉 중 어느 하나의 방법으로 냉각기(51)에서 냉각되도록 성형하는 상하수도관 냉각단계를 수행하는 것이다.

라. 상하수도관 두께 조절단계

냉각 성형한 상하수도관(10)을 궤도형으로 상측과 하측에서 감싸 지지하면서 압출기(50)에서 압출 성형하는 속도(900rpm)를 인취기(52)에 조절 함으로써 10.3mm의 기준두께(t)를 갖도록 하고, 인취속도를 5∼10% 늦추어 1.1∼1.5배 더 두꺼운 조절두께(T)를 갖도록 두께를 조절하는 상하수도관 두께 조절단계를 수행하는 것이다.

상기 인취기(52)에는 인버터(52a)가 설치되어 관두께 폭 조절장치(30)를 통하여 상하수도관(10)의 인취속도를 5∼15% 늦추도록 조절함으로써 두께 성형폭(H)에서 10.3mm의 기준두께(t)와 대비하여 1.1∼1.5배 더 두꺼운 두께 조절부(14)를 갖도록 하는 것을 포함한다.

마. 상하수도관 절단단계

상하수도관(10)이 압출되어 성형되는 과정에서 한쪽 선단에 두께 성형폭(H)을 갖도록 절단기(53)에서 6미터 길이와 소정의 길이 중 어느 하나로 절단하는 상하수도관 절단단계를 수행하는 것이다.

바. 상하수도관 두께 폭 조절단계

상하수도관(10)의 절단된 선단이 배출장치(54)의 관두께 폭 조절장치(30)의 이동감지 로라(43)에 1차 터치되면 이동 감지기(42)를 통하여 인버터(52a)에 신호를 보내 10.3mm의 기준두께(t)를 갖도록 생한하던 900rpm의 속도를 790∼830rpm으로 5∼15% 늦추어 두께 성형폭(H)에서 기준두게(t)에 비하여 더 두꺼운 11.1∼11.9mm의 조절두께(T)는 갖도록 압출성형하게 되고, 상하수도관(10)의 선단이 배출장치(54)의 관두께 폭 조절장치(30)의 기준감지 로라(38)에 2차 터치되면 기준 감지기(37)를 통하여 인버터(52a)에 신호를 보내 조절두께(T)를 갖도록 생산하던 속도를 증가시켜 기준두께(t)를 갖도록 압출성형 함으로써 두께 조절부(14)를 갖는 상하수도관 두께 폭 조절단계를 수행하는 것이다.

사. 상하수도관 배출단계

상하수도관(10)의 두께와 폭을 조절하며 생산한 후에는 6미터의 길이 또는 소정의 길이를 갖도록 절단되어 공급된 후에는 배출되도록 하는 상하수도관 배출단계를 수행하는 것이다.

아. 상하수도관 확관단계

상하수도관(10)을 공급해 외경을 가열한 후 내경을 가열해 금형으로 두께 성형폭(H)에서 내경을 확관해 패킹홈(15)과 확관홈(13)을 갖도록 확관부(12)를 확관하며, 상기 확관부(12)는 기준두께(t)의 0.8∼1.2배 더 두껍게 성형하는 상하수도관 확관단계를 더 수행할 수 있는 것이다.

본 발명은 다양한 구조의 상하수도관을 압출 성형하는 과정에서 인취기에 설치된 인버터와 관두께 폭 조절장치로부터 상하수도관을 원하는 폭에서 기준두께를 갖도록 압출 성형하다가 원하는 두께를 갖도록 압출 성형할 수 있도록 하며, 원하는 두께는 갖는 두께 성형폭에서 두께를 조절해 확관을 수행하는 경우에도 조절두께가 기준두께와 같거나 더 두껍게 성형되도록 함으로써 확관부분의 취약성을 제거하는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

10 : 상하수도관 11 : 관체
12 : 확관부 13 : 확관홈
14 : 두께 조절부 20 : 수밀 패킹
21 : 홈 경사면 22 : 홈 접촉부
23 : 내부홈 경사면 24 : 내부 수밀돌기
25 : 안내 경사면 26 : 내측돌기
27 : 고정 돌출부 28 : 연결 경사면
30 : 관두께 폭 조절장치 31 : 기둥
32 : 폭 조절대 33 : 기둥 연결대
34 : 조절대 고정핸들 35 : 기준대
36 : 기준 고정핸들 37 : 기준 감지기
38 : 기준감지 로라 40 : 이동대
41 : 이동 고정핸들 42 : 이동 감지기
43 : 이동감지 로라 50 : 압출기
51 : 냉각기 52 : 인취기
52a : 인버터 53 : 절단기
54 : 배출장치

Claims (7)

1. 기준두께(t)를 갖도록 상하수도관을 압출성형하며, 상기 기준두께(t)를 갖도록 압출성형하는 과정에서 압출속도를 인버터(52a)로 조절하여 두께 성형폭(H)에서 상기 기준두께(t)에 비하여 1.1∼1.5배 더 두꺼운 조절두께(T)를 갖도록 압출 성형하고, 상기 조절두께(T)를 갖는 두께 조절부(14)의 폭이 패킹홈(15)과 확관홈(13)에서 기준두께(t)의 0.8∼1.2배의 두께로 성형되는 확관부(12)를 갖도록 하되;
   상기 조절두께(T)는,
   기준두께(t)에 대하여 인버터(52a)를 구동시켜 900 rpm을 790∼830 rpm으로 5∼15% 더 압출속도를 늦추어 220∼240mm의 두께 성형폭(H)에서 10.3mm의 두께를 11.1∼11.9mm의 두께를 갖도록더 두껍게 압출 성형하는 것을 포함하고;
   상기 두께 조절부(14)는,
   상하수도관의 한쪽 선단에서 10.3mm의 기준두께(t)에 비하여 11.1∼11.9mm의 조절두께(T)를 갖고 220∼240mm의 두께 성형폭(H)을 갖도록 하고, 상기 두께 성형폭(H) 이내에서 편수칼라형으로 확관부(12)가 확관되는 것을 포함하며;
   상기 확관부(12)는,
   수밀 패킹(20)이 삽입되는 패킹홈(15)과 관체(11)가 삽입되는 확관홈(13)으로 이루어지되;
   상기 수밀 패킹(20)은 외경으로 패킹홈(15)과 접촉되는 홈 경사면(21)을 형성하고 상기 홈 경사면(21)의 끝에서 가로방향으로 홈 접촉부(22)를 형성하며 상기 홈 접촉부(22)의 끝에서 안쪽으로 내부홈 경사면(23)이 형성된 후 상기 내부홈 경사면(23)의 끝에서 내부 수밀돌기(24)가 외측 방향으로 경사지게 돌출되고, 상기 홈 경사면(21)에서 내경으로 안내 경사면(25)을 형성한 다음, 상기 안내 경사면(25)의 안쪽에서 일정한 간격을 두고 내측돌기(26)의 안쪽에서 내경방향으로 형성되는 고정 돌출부(27)와 내부 수밀돌기(24)는 연결 경사면(28)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 확관에 따른 두께 감소를 보완하는 편수칼라형 상하수도관.
   
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5. 원료를 공급해 용융 압출하는 압출기(50)와, 상기 압출기(50)에서 생산된 상하수도관을 냉각시키는 냉각장치(51)와, 상기 냉각장치(51)에서 냉각된 상하수도관을 원하는 속도로 압출성형하는 인취기(52)와, 상기 인취기(52)에서 배출된 상하수도관을 일정한 길이로 절단하는 절단기(53) 및 상기 절단기(53)에서 절단된 상하수도관(10)을 배출하는 배출장치(54)와, 상기 배출장치(54)에 설치하며 상하수도관(10)의 선단을 터치해 두께 성형폭(H)에서 조절두께(T)를 갖도록 압출 성형하는 관두께 폭 조절장치(30)로 이루어지되;
   상기 인취기(52)에 설치되며 인취속도를 5∼15% 늦추어 220∼240mm의 두께 성형폭(H)에서 기준두께(t)에 대하여 1.1∼1.5배 더 두꺼운 조절두께(T)를 압출성형하는 인버터(52a)를 포함하고;
   상기 관두께 폭 조절장치(30)는,
   기준두께(t)를 갖도록 생한하던 압출속도 900 rpm을 790∼830 rpm으로 5∼15% 더 늦추어 220∼240mm의 두께 성형폭(H)에서 10.3mm의 두께를 11.1∼11.9mm의 두께를 갖도록 1.1∼1.5배 더 두껍게 압출 성형하는 것과,
   일정한 간격에 설치한 기둥(31)의 상측에 설치한 기둥 연결대(33)를 가로방향으로 연결하는 폭 조절대(32)에 이동대(40)가 이동 고정핸들(41)을 통하여 결합하며, 상기 이동대(40) 하측으로 상하수도관(10)의 조절두께(T)가 조절되도록 1차 터치하는 이동 감지로라(43)를 갖는 이동 감지기(42)와,
   상기 폭 조절대(32)에 이동 가능하게 결합된 기준 감지기(37)에 기준 고정핸들(36)을 설치해 폭 조절대(32)에서 이동 감지기(42)와 기준 감지기(37)의 폭을 조절하여 두께 성형폭(H)을 갖도록 설치하며, 상기 기준대(35)에는 상하수도관(10)이 10.3mm의 기준두께(t)가 되도록 2차 터치하는 기준 감지로라(38)를 갖는 기준 감지기(37)를 포함하는 확관에 따른 두께 감소를 보완하는 편수칼라형 상하수도관 성형장치.
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