KR102627163B1

KR102627163B1 - 열수축 케이싱 자동 시공 장치

Info

Publication number: KR102627163B1
Application number: KR1020230001578A
Authority: KR
Inventors: 이재호; 김희연
Original assignee: 에이아이다이콤 (주); 엠리그 주식회사
Priority date: 2023-01-05
Filing date: 2023-01-05
Publication date: 2024-01-19

Abstract

본 발명은 2개 파이프의 연결을 위해 설치되는 열수축 케이싱의 시공 작업을 수작업이 아닌 자동으로 수행하여 작업 품질 향상 및 작업 시간 단축이 가능한 열수축 케이싱 자동 시공 장치에 관한 것이다.

Description

열수축 케이싱 자동 시공 장치{AUTOMATIC APPARATUS FOR CONSTRUCTING HEAT SHRINK CASING}

본 발명은 열수축 케이싱 자동 시공 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 2개 파이프의 연결을 위해 설치되는 열수축 케이싱의 시공 작업을 수작업이 아닌 자동으로 수행하여 작업 품질 향상 및 작업 시간 단축이 가능한 열수축 케이싱 자동 시공 장치에 관한 것이다.

열병합 발전소, 쓰레기 소각장 등에서 발생되는 열은 지역난방시스템을 통하여 아파트 단지나 상업용 건물들 등의 대단위 지역에 공급되고 있는데, 열 공급은 물을 가열한 후 그 가열된 온수를 열수송관을 통해 난방 및 급탕이 필요한 건물에 공급하는 방식으로 이루어진다. 온수 공급시 열손실을 최소화하기 위해 열 수송관은 일반적으로 이중 보온관이 사용된다.

이중 보온관은, 온수(열)가 흐르는 강관(steel pipe) 재질의 내관과, 내관의 외부 공간을 감싸는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High Density PolyEthylene) 재질의 외관과, 내관과 외관 사이에 채워지는 단열재 등으로 구성된다. 지역난방시스템을 구성하는 배관 라인은 다수개의 이중 보온관들을 서로 연결하여 이루어진다.

이러한 이중 보온관의 연결 작업시 주로 열수축 케이싱이 사용된다. 열수축 케이싱은 열을 가하면 수축하는 열 수축 특성을 갖는 원통형 제품으로, 대형 열수송관, 전선 및 케이블 등의 연결 작업에 주로 사용된다.

도 1은 열수축 케이싱을 이용한 이중 보온관의 연결 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이중 보온관은 강관 재질이 내관(10)과, 내관(10)의 외부 공간을 감싸는 외관(20)과, 내관(10)과 외관(20) 사이 공간에 충전되는 단열재(40)로 구성된다. 단열재(40)는 폴리우레탄폼 등이 사용될 수 있다.

이중 보온관의 연결 작업을 위해 이중 보온관의 양끝단에서는 내관(10)이 외관(20)보다 더 돌출되게 형성되며, 서로 인접한 2개의 내관(10,10')을 용접 등의 방식으로 접합한 이후, 서로 이격 배치된 2개의 외관(20,20')을 별도의 열수축 케이싱(30)을 이용하여 밀봉되게 연결하는 방식으로 이중 보온관의 연결 작업이 진행된다.

좀더 자세히 살펴보면, 먼저, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 먼저 2개의 내관(10,10')을 용접 등의 방식으로 상호 접합한다. 이때, 2개의 외관(20,20')은 내관(10,10')의 접합 부위를 중심으로 서로 이격되게 배치된다. 2개의 내관(10,10')을 상호 접합하기 이전에 열수축 케이싱(30)을 어느 하나의 외관(10)에 관통 삽입하고, 내관(10,10')의 접합 작업이 완료된 이후, 연결 대상인 2개의 외관(20,20') 사이 공간에 열수축 케이싱(30)을 배치한다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 열수축 케이싱(30)은 양단부가 2개의 외관(20,20') 끝단부에 오버랩되게 배치되며, 오버랩되는 부분(PA)을 2개의 외관(20,20') 외주면에 밀봉되게 접합한다.

열수축 케이싱(30)을 외관(20,20')에 접합하기 위해 가열 및 압착 과정이 진행되며, 이러한 가열 및 압착 과정은 일반적으로 작업자의 수작업을 통해 진행된다. 예를 들면, 열수축 케이싱(30)의 양단 오버랩 부분(PA)을 가스 토치 등을 통해 열을 가하여 수축시키고, 가열된 상태에서 열수축 케이싱(30)을 외관(20,20')을 향해 가압함으로써, 열수축 케이싱(30)의 내측면이 열융착 형태로 외관(20,20')의 외측면에 밀착 접합된다. 필요에 따라 별도의 열융착 테이프가 추가적으로 접합될 수도 있다. 도시되지는 않았으나, 열수축 케이싱(30)의 접합 과정 이후에는 열수축 케이싱(30)의 내부 공간에 단열재를 추가로 충진할 수 있다.

이와 같이 2개의 외관(20,20')에 열수축 케이싱(30)을 접합시키는 과정은 수작업으로 진행되기 때문에, 작업자의 숙련도에 따라 접합 품질이 차이가 나고, 일반적으로 현장 작업 공간이 협소하기 때문에 작업하기가 어려우며 작업 시간이 오래걸리는 등의 문제가 있다. 특히, 열수축 케이싱(30)의 가열 과정에서 가스 토치 등을 이용하기 때문에, 열수축 케이싱(30)에 대한 균일한 가열이 어렵고, 국소 부위에 대한 과도한 가열로 인해 열수축 케이싱(30)이 타거나 녹아버리는 등의 문제가 있으며, 화염에 의한 안전 사고 발생 위험 또한 높다는 문제가 있다.

국내등록특허 제10-2404567호

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 본 발명은 2개 파이프의 연결을 위해 설치되는 열수축 케이싱의 시공 작업을 수작업이 아닌 자동으로 수행하여 작업 품질 향상 및 작업 시간 단축이 가능한 열수축 케이싱 자동 시공 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 본 발명은 열수축 케이싱의 가열 압착 공정을 원주 방향을 따라 회전함과 동시에 길이 방향으로 직선 이동하며 수행하도록 함으로써, 열수축 케이싱의 접합 품질의 균일성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 열수축 케이싱 자동 시공 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 2개 파이프의 연결을 위해 설치되는 열수축 케이싱의 시공 작업을 자동으로 수행하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치로서, 베이스 프레임; 상기 열수축 케이싱의 길이 방향 일부 구간에서 상기 열수축 케이싱의 외부 공간을 원주 방향을 따라 감쌀 수 있도록 형성되며, 감싸는 부위를 상기 파이프에 접합시키도록 작동하는 접합 유닛; 및 상기 베이스 프레임에 결합되며 상기 접합 유닛에 의해 상기 열수축 케이싱의 양단부가 2개의 상기 파이프에 각각 접합되도록 상기 접합 유닛을 이동시키는 이송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치을 제공한다.

이때, 상기 열수축 케이싱 자동 시공 장치는, 상기 베이스 프레임에 결합되어 상기 파이프의 위치를 기준으로 상기 베이스 프레임의 배치 상태를 가이드하는 센터링 유닛을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 센터링 유닛은 끝단이 상기 파이프의 외주면에 가압 접촉할 수 있도록 상기 베이스 프레임에 상기 파이프의 반경 방향을 따라 직선 이동 가능하게 결합되는 적어도 3개의 센터링 로드를 포함하고, 상기 적어도 3개의 센터링 로드는 원주 방향을 따라 등간격으로 이격되게 배치될 수 있다.

또한, 상기 접합 유닛은, 상기 열수축 케이싱의 길이 방향 일부 구간에서 상기 열수축 케이싱의 외부 공간을 원주 방향을 따라 감싸도록 링 형태로 형성되며 상기 이송 유닛에 결합되어 상기 이송 유닛에 의해 이동하는 작동 링; 상기 작동 링의 내주면에 원주 방향을 따라 이격되게 복수개 장착되어 상기 열수축 케이싱을 가열하는 히터; 및 상기 작동 링의 내주면에 원주 방향을 따라 이격되게 복수개 배치되며, 반경 방향을 따라 직선 이동 가능하게 결합되어 상기 열수축 케이싱을 상기 파이프에 가압 접착시키는 가압 롤러를 포함할 수 있다.

또한, 상기 접합 유닛은 상기 가압 롤러를 반경 방향으로 직선 이동시키는 액츄에이터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 히터와 가압 롤러는 원주 방향을 따라 서로 교번하여 배치될 수 있다.

또한, 상기 작동 링은 원주 방향을 따라 복수개로 분리 가능하게 형성될 수 있다.

또한, 상기 이송 유닛은 상기 작동 링을 상기 열수축 케이싱의 길이 방향을 따라 직선 이동시키는 직선 이송 모듈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 직선 이송 모듈은, 상기 열수축 케이싱의 길이 방향과 평행한 방향으로 배치되며 상기 베이스 프레임에 길이 방향 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 리드 스크류; 상기 리드 스크류에 관통 결합되며 상기 리드 스크류의 회전시 상기 리드 스크류를 따라 직선 이동하는 가동 블록; 및 상기 리드 스크류를 회전 구동하는 직선 구동부를 포함하고, 상기 작동 링은 상기 가동 블록에 연결 결합되어 상기 가동 블록과 함께 직선 이동할 수 있다.

또한, 상기 이송 유닛은 상기 작동 링을 원주 방향을 따라 회전 이동시키는 회전 이송 모듈을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전 이송 모듈은, 상기 작동 링에 대한 회전 동력을 발생시키는 회전 구동부; 및 일측이 상기 작동 링에 결합되어 상기 회전 구동부의 회전 동력을 상기 작동 링에 전달하는 동력 전달 수단을 포함하고, 상기 회전 이송 모듈에 의해 상기 작동 링이 회전함에 따라 상기 가압 롤러가 원주 방향을 따라 상기 열수축 케이싱을 가압할 수 있다.

본 발명에 의하면, 2개 파이프의 연결을 위해 설치되는 열수축 케이싱의 시공 작업을 수작업이 아닌 자동으로 수행하도록 함으로써, 작업 품질 향상 및 작업 시간 단축이 가능하고, 작업 현장의 위험을 방지하고 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 접합 유닛 및 이송 유닛을 구비하여 열수축 케이싱을 원주 방향으로 회전함과 동시에 길이 방향으로 직선 이동시킬 수 있도록 함으로써, 열수축 케이싱의 접합 과정에서 접합 품질의 균일성 및 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 센터링 유닛을 통해 전체 장치의 배치 상태를 가이드함으로써, 작업 위치의 정확도를 유지할 수 있어 열수축 케이싱 접합 작업의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 열수축 케이싱을 이용한 이중 보온관의 연결 구조를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열수축 케이싱 자동 시공 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열수축 케이싱 자동 시공 장치의 외형을 개략적으로 도시한 정면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열수축 케이싱 자동 시공 장치의 외형을 개략적으로 도시한 측면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유닛의 작동 링에 대한 분리 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유닛과 이송 유닛의 결합 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 접합 유닛과 이송 유닛의 결합 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유닛의 회전 이동 상태를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열수축 케이싱 자동 시공 장치의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열수축 케이싱 자동 시공 장치의 외형을 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 열수축 케이싱 자동 시공 장치의 외형을 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유닛의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유닛의 작동 링에 대한 분리 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유닛과 이송 유닛의 결합 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 열수축 케이싱 자동 시공 장치는, 2개 파이프(20,20')를 연결하기 위해 설치되는 열수축 케이싱(30)의 시공 작업을 자동으로 수행하는 장치로서, 베이스 프레임(100)과, 접합 유닛(200)과, 이송 유닛(300)과, 센터링 유닛(400)을 포함하여 구성된다.

여기서, 연결 대상인 2개 파이프(20,20')는 배경 기술에서 설명한 바와 같이 이중 보온관의 외관 또는 단순 배관이 적용될 수도 있고, 전선 또는 케이블의 피복 파이프 등이 적용될 수도 있으며, 적용 범위에 특별한 제한이 없이 열수축 케이싱(30)을 이용하여 연결할 수 있는 다양한 종류의 파이프가 적용될 수 있다.

베이스 프레임(100)은 전체 장치에 대한 지지 구조를 이루는 것으로, 수평 프레임과 수직 프레임 등을 통해 지면에 지지될 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 이러한 베이스 프레임(100)은 현장 설치의 용이성을 위해 파이프(20,20')의 길이 방향을 기준으로 좌측 프레임 모듈(110) 및 우측 프레임 모듈(120)로 분리 형성될 수 있으며, 좌측 프레임 모듈(110) 및 우측 프레임 모듈(120)은 파이프(20,20')의 길이 방향으로 배치된 회전축(101)을 중심으로 회동 가능하게 상호 결합될 수 있다. 따라서, 베이스 프레임(100)을 시공 현장에 설치하는 과정에서 현장 사정에 따라 베이스 프레임(100)을 좌우 분리하여 회동시킬 수 있고, 이에 따라 현장 설치 과정을 더욱 용이하게 수행할 수 있다.

접합 유닛(200)은 열수축 케이싱(30)을 가열 및 압착하여 파이프(20,20')에 접합시키는 구성이고, 이송 유닛(300)은 이러한 접합 유닛(200)을 이동시키는 구성인데, 이들은 모두 베이스 프레임(100)에 결합된다. 따라서, 열수축 케이싱(30)의 접합 과정을 정확하게 수행하기 위해서는 베이스 프레임(100)의 설치 위치를 정확하게 유지하는 것이 중요하다.

센터링 유닛(400)은 베이스 프레임(100)의 설치 위치를 정확하게 가이드하기 위한 구성으로, 베이스 프레임(100)에 결합되어 파이프(20,20')의 위치를 기준으로 베이스 프레임(100)의 배치 상태를 가이드하도록 구성된다.

예를 들면, 센터링 유닛(400)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 적어도 3개의 센터링 로드를 포함하여 구성될 수 있다. 센터링 로드(410)는 베이스 프레임(100)에 결합되는데, 끝단이 파이프(20,20')의 외주면에 가압 접촉할 수 있도록 파이프(20,20')의 반경 방향을 따라 직선 이동 가능하게 결합된다. 또한, 3개의 센터링 로드(410)는 원주 방향을 따라 등간격으로 이격되게 배치된다.

도 4에 도시된 바와 같이 베이스 프레임(100)을 파이프(20,20')에 인접하게 배치시킨 상태에서, 3개의 센터링 로드(410)를 직선 이동시켜 각각 파이프(20,20')의 외주면에 가압 접촉시키면, 파이프(20,20')의 위치를 기준으로 베이스 프레임(100)의 위치를 정확하게 가이드할 수 있다. 필요에 따라 센터링 로드(410)를 전후 이동시킴으로써, 베이스 프레임(100)의 위치를 미세 조절하여 배치 정확도를 향상시킬 수 있다.

도시되지는 않았으나, 센터링 로드(410)는 별도의 액츄에이터(미도시)를 통해 직선 이동 가능하도록 구성될 수 있다. 또한, 베이스 프레임(100)의 하단에는 베이스 프레임(100)의 배치 위치가 정확히 가이드된 상태에서 베이스 프레임(100)을 지면에 대해 지지할 수 있도록 상하 조절 서포트(130)가 장착될 수 있다. 상호 조절 서포트(130)는 별도 액츄에이터(미도시)를 통해 상하 이동 가능하게 결합될 수 있으며, 베이스 프레임(100)이 센터링 유닛(400)을 통해 위치 가이드된 상태에서 상하 조절 서포트(130)가 하향 이동하여 베이스 프레임(100)이 지면에 의해 지지되도록 구성될 수 있다.

접합 유닛(200)은 열수축 케이싱(30)의 길이 방향 일부 구간에서 열수축 케이싱(30)의 외부 공간을 원주 방향을 따라 감쌀 수 있도록 형성되며, 감싸는 부위를 가열 및 압착하여 파이프(20,20')에 접합시키도록 작동한다. 이송 유닛(300)은 베이스 프레임(100)에 결합되며 접합 유닛(200)에 의해 열수축 케이싱(30)의 양단부가 2개의 파이프(20,20')에 각각 접합되도록 접합 유닛(200)을 이동시키도록 구성된다.

이러한 구성에 따라 도 3에 도시된 바와 같이 서로 이격된 2개의 파이프(20,20') 사이 공간에 열수축 케이싱(30)이 배치된 상태에서, 접합 유닛(200)은 이송 유닛(300)에 의해 열수축 케이싱(30)의 일단부 측으로 이동하여 열수축 케이싱(30)의 일단부를 2개의 파이프(20,20') 중 어느 하나에 접합시키고, 접합이 완료되면, 접합 유닛(200)은 이송 유닛(300)에 의해 열수축 케이싱(30)의 타단부 측으로 이동하여 열수축 케이싱(30)의 타단부를 2개의 파이프(20,20') 중 나머지 하나에 접합시킨다.

접합 유닛(200)은, 열수축 케이싱(30)의 길이 방향 일부 구간에서 열수축 케이싱(30)의 외부 공간을 원주 방향을 따라 감싸도록 링 형태로 형성되는 작동 링(210)과, 작동 링(210)의 내주면에 노출되도록 원주 방향을 따라 이격되게 복수개 장착되어 열수축 케이싱(30)을 가열하는 히터(220)와, 작동 링(210)의 내주면에 돌출되도록 원주 방향을 따라 이격되게 복수개 배치되어 열수축 케이싱(30)을 파이프(20,20')에 가압시키는 가압 롤러(230)를 포함하여 구성된다.

작동 링(210)은 이송 유닛(300)에 결합되어 이송 유닛(300)에 의해 이동하도록 구성된다. 가압 롤러(230)는 도 5에 도시된 바와 같이 작동 링(210)의 반경 방향을 따라 직선 이동 가능하게 결합되며 열수축 케이싱(30)의 외주면을 가압하여 파이프(20,20')의 외주면에 접착시키도록 구성된다. 작동 링(210)에는 가압 롤러(230)를 직선 이동시킬 수 있는 별도의 액츄에이터(240)가 결합될 수 있다. 히터(220)는 단순히 작동 링(210)의 내주면에 노출되는 형태로 위치 고정되게 장착될 수 있다.

가압 롤러(230)와 히터(220)는 각각 작동 링(210)의 원주 방향을 따라 등간격으로 복수개 장착될 수 있는데, 원주 방향을 따라 서로 교번하여 배치될 수 있다. 예를 들면, 가압 롤러(230)는 원주 방향을 따라 60°간격을 이루며 6개 배치될 수 있고, 그 사이사이마다 히터(220)가 하나씩 배치될 수 있다.

히터(220)는 가압 롤러(230)와 달리 작동 링(210)의 내주면에 위치 고정되게 장착되는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 가압 롤러(230)와 함께 반경 방향으로 직선 이동 가능하게 장착될 수도 있다. 이 경우, 가압 롤러(230)와 히터(220)는 별도로 분리되지 않고 하나의 일체형으로 형성될 수 있으며, 하나의 액츄에이터를 통해 동시에 직선 이동할 수 있다.

한편, 작동 링(210)은 열수축 케이싱(30)의 길이 방향 일부 구간에서 열수축 케이싱(30)의 외부 공간을 원주 방향을 따라 감싸도록 링 형태로 형성되는데, 이러한 작동 링(210)은 열수축 케이싱(30)의 외부 공간을 감싸는 설치 작업의 용이성을 위해 원주 방향을 따라 복수개로 분리 형성될 수 있다.

예를 들면, 작동 링(210)은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 원주 방향을 따라 2개로 분리 형성될 수 있다. 즉, 일면이 개방된 반원 형태의 부분 링(210a,210b) 2개로 분리 형성될 수 있고, 2개의 부분 링(210a,210b)은 별도의 결합 수단을 통해 상호 결합 또는 분리되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 베이스 프레임(100)의 위치를 센터링 유닛(400)을 통해 세팅한 이후, 2개의 부분 링(210a,210b)을 열수축 케이싱(30)의 외부 공간을 감싸도록 결합함으로써, 하나의 작동 링(210)을 이루도록 할 수 있다.

이와 달리 작동 링(210)은 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 2개의 부분 링(210a,210b)이 하나의 힌지축(201)을 중심으로 회동 가능하게 결합될 수 있다. 이 경우, 2개의 부분 링(210a,210b)을 분리 또는 결합 회동시킴으로써, 열수축 케이싱(30)의 외부 공간을 감싸는 하나의 작동 링(210)을 이루도록 할 수 있다.

이송 유닛(300)은 전술한 바와 같이 접합 유닛(200)의 작동 링(210)을 이동시키도록 구성되는데, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이 작동 링(210)을 열수축 케이싱(30)의 길이 방향을 따라 직선 이동시키는 직선 이송 모듈(300a)과, 작동 링(210)을 원주 방향을 따라 회전 이동시키는 회전 이송 모듈(300b)을 포함한다.

직선 이송 모듈(300a)은 열수축 케이싱(30)에 대한 접합 작업이 열수축 케이싱(30)의 양단부에서 각각 수행되도록 접합 유닛(200)을 열수축 케이싱(30)의 길이 방향으로 이동시키는 구성이다.

이러한 직선 이송 모듈(300a)은, 열수축 케이싱의 길이 방향과 평행한 방향으로 배치되며 베이스 프레임(100)에 길이 방향 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 리드 스크류(310)와, 리드 스크류(310)에 관통 결합되며 리드 스크류(310)의 회전시 리드 스크류(310)를 따라 직선 이동하는 가동 블록(320)과, 리드 스크류(310)를 회전 구동하는 직선 구동부(330)를 포함한다. 이때, 작동 링(210)은 가동 블록(320)에 연결 결합되어 가동 블록(320)과 함께 직선 이동한다. 또한, 베이스 프레임(100)에는 가동 블록(320)의 직선 이동 경로를 가이드하도록 가이드 레일(340)이 장착될 수 있으며, 직선 구동부(330)는 전기 모터로 적용될 수 있다.

이러한 직선 이송 모듈(300a)의 구성은 예시적인 것으로, 다양한 기계 요소를 통해 다양하게 변경 가능하다.

회전 이송 모듈(300b)은 접합 유닛(200)의 작동 링(210)을 원주 방향을 따라 회전시키는 구성으로, 도 8에 도시된 바와 같이 작동 링(210)과 직선 이송 모듈(300a)을 연결하며, 직선 이송 모듈(300a)을 통해 작동 링(210)과 함께 직선 이동하며 작동 링(210)을 회전시키도록 구성될 수 있다. 이러한 회전 이송 모듈(300b) 또한 다양한 기계 요소를 통해 다양한 방식으로 구성될 수 있는데, 이에 대한 예시적인 구조 및 작동 상태는 도 8 및 도 9를 중심으로 후술한다.

도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 접합 유닛과 이송 유닛의 결합 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합 유닛의 회전 이동 상태를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 회전 이송 모듈(300b)은, 작동 링(210)에 대한 회전 동력을 발생시키는 회전 구동부(350)와, 일측이 작동 링(210)에 결합되어 회전 구동부(350)의 회전 동력을 작동 링(210)에 전달하는 동력 전달 수단(360)을 포함하여 구성된다. 회전 구동부(350)는 전기 모터가 적용될 수 있고, 동력 전달 수단(360)은 기어, 벨트, 체인 등 다양한 기계 요소를 통해 다양한 방식으로 구성될 수 있고, 기어의 경우, 예를 들면, 랙 피니언 기어가 적용될 수 있다.

이때, 작동 링(210)의 원활한 회전 동작을 위해 동력 전달 수단(360)에는 작동 링(210)의 길이 방향 일단에 결합되는 별도의 지지 바디(370)가 구비될 수 있다. 지지 바디(370)는 일면이 개방된 반원호 형상을 갖는 반원링 형태로 형성될 수 있다.

이러한 구조에 따라 회전 구동부(350)에 의한 회전 동력은 랙 피니언과 같은 동력 전달 수단(360)을 통해 지지 바디(370)에 전달되어 지지 바디(370)가 원주 방향으로 회전하게 되고, 지지 바디(370)의 회전과 함께 작동 링(210)이 회전하게 된다.

이와 같이 작동 링(210)이 회전함에 따라 작동 링(210)에 결합된 가압 롤러(230) 및 히터(220)가 함께 회전하게 되고, 이러한 회전에 의해 열수축 케이싱(30)의 외주면을 원주 방향 전체 구간에서 균일하게 가열 및 압착할 수 있어 더욱 안정적인 접합 과정을 수행할 수 있다.

한편, 작동 링(210)의 회전 각도는 일정 각도 이하로 제한될 수 있다. 예를 들면, 도 9에 도시된 바와 같이 서로 인접한 2개의 가압 롤러(230)가 이루는 각도(α)만큼 시계 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 가압 롤러(230) 및 히터(220)가 원주 방향으로 복수개 장착되므로, 이와 같이 일정 각도(α)만큼만 회전하더라도 원주 방향 전체 구간에 대한 가열 및 압착 과정이 균일하게 이루어진다.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

20, 20': 파이프
30: 열수축 케이싱
100: 베이스 프레임
130: 상하 조절 서포트
200: 접합 유닛
210: 작동 링
220: 히터
230: 가압 롤러
240: 액츄에이터
300: 이송 유닛
300a: 직선 이송 모듈
300b: 회전 이송 모듈
310: 리드 스크류
320: 가동 블록
330: 직선 구동부
350: 회전 구동부
360: 동력 전달 수단
370: 지지 바디
400: 센터링 유닛
410: 센터링 로드

Claims

2개 파이프의 연결을 위해 설치되는 열수축 케이싱의 시공 작업을 자동으로 수행하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치로서,
베이스 프레임;
상기 열수축 케이싱의 길이 방향 일부 구간에서 상기 열수축 케이싱의 외부 공간을 원주 방향을 따라 링 형태로 감싸는 작동 링; 및 상기 작동 링 내주면에 원주 방향을 따라 이격 배치되며, 반경 방향을 따라 직선 이동 가능하게 결합되는 복수 개의 가압 롤러;를 구비하는 접합 유닛; 및
상기 베이스 프레임에 결합되며 상기 접합 유닛에 의해 상기 열수축 케이싱의 양단부가 2개의 상기 파이프에 각각 접합되도록 상기 접합 유닛을 이동시키는 이송 유닛;을 포함하되,
상기 이송 유닛은 상기 작동 링을 원주 방향을 따라 회전 이동시키기 위하여, 상기 작동 링에 대한 회전 동력을 발생시키는 회전 구동부; 및 일측이 상기 작동 링에 결합되어 상기 회전 구동부의 회전 동력을 상기 작동 링에 전달하는 동력 전달 수단;을 구비하는 회전 이송 모듈을 포함하고,
상기 회전 이송 모듈에 의해 상기 작동 링이 회전함에 따라 상기 가압 롤러가 원주 방향을 따라 상기 열수축 케이싱을 가압하는 것을 특징으로 하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 베이스 프레임에 결합되어 상기 파이프의 위치를 기준으로 상기 베이스 프레임의 배치 상태를 가이드하는 센터링 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 센터링 유닛은
끝단이 상기 파이프의 외주면에 가압 접촉할 수 있도록 상기 베이스 프레임에 상기 파이프의 반경 방향을 따라 직선 이동 가능하게 결합되는 적어도 3개의 센터링 로드를 포함하고, 상기 적어도 3개의 센터링 로드는 원주 방향을 따라 등간격으로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 접합 유닛은 상기 작동 링의 내주면에 원주 방향을 따라 이격되게 복수개 장착되어 상기 열수축 케이싱을 가열하는 히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 접합 유닛은 상기 가압 롤러를 반경 방향으로 직선 이동시키는 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 히터와 상기 가압 롤러는 원주 방향을 따라 서로 교번하여 배치되는 것을 특징으로 하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 작동 링은 원주 방향을 따라 복수개로 분리 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이송 유닛은 상기 작동 링을 상기 열수축 케이싱의 길이 방향을 따라 직선 이동시키는 직선 이송 모듈을 포함하며,
상기 직선 이송 모듈은 상기 회전 이송 모듈을 매개로 상기 작동 링과 연결되는 것을 특징으로 하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 직선 이송 모듈은
상기 열수축 케이싱의 길이 방향과 평행한 방향으로 배치되며 상기 베이스 프레임에 길이 방향 축을 중심으로 회전 가능하게 결합되는 리드 스크류;
상기 리드 스크류에 관통 결합되며 상기 리드 스크류의 회전시 상기 리드 스크류를 따라 직선 이동하는 가동 블록; 및
상기 리드 스크류를 회전 구동하는 직선 구동부;를 포함하고, 상기 작동 링은 상기 가동 블록에 연결 결합되어 상기 가동 블록과 함께 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 열수축 케이싱 자동 시공 장치.
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