KR200271656Y1 - 파이프 교정기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 파이프 교정기에 관한 것으로, 프레임의 지주(22)에서 관형의 축부가 회전가능하게 설치된 중공의 회전체(23) 내측에 표면이 장구형으로 된 복수쌍의 교정롤러들로 된 교정수단이 제공되고, 대향된 교정롤러들의 간격을 조정하고 서로에 대한 엇걸림 각도를 조정하는 조정수단을 구비하여 교정롤러들 사이로 파이프가 통과되면서 직진도 및 진원도를 교정하도록 하는 것으로, 상기 교정수단은 인입되는 파이프를 국부적으로 만곡 변형을 회전과 동시에 반복하여 연속적으로 가하여 응력제거를 하도록 서로 대응된 구조의 S자형 윤곽을 가진 제 1 쌍의 롤러(30,31)(30',31')와 그에 이어서 배치되어 제 1 쌍의 롤러들에 의한 만곡 변형에 의한 응력을 제거하도록 제 2 쌍의 오목형 롤러(32)들로 이루어진 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 파이프의 반복된 만곡 변형되는 과정을 파이프의 회전과 동시에 연속적으로 받게 되어, 파이프는 제 1 롤러쌍 사이의 마찰과 함께 연속적인 변형에 의해 응력이 제거되고 이러한 변형 과정에서 발생되는 응력 또한 후속 배치된 제 2 롤러쌍에 의해 제거되어 후속적인 표면 연마과정을 거치더라도 열응력에 의한 변형이 발생되지 않게 되는 장점이 있다.

Description

파이프 교정기{APPARATUS FOR REFORMING A PIPE}

본 고안은 파이프 교정기에 관한 것으로, 특히 스테인리스 파이프를 성형하는 조관기 후미에 채용되어 파이프를 길게 성형할 때 발생된 응력을 제거하도록 마찰열과 함께 국부적인 굴곡변형을 반복적으로 그리고 연속적으로 파이프에 가함으로써 파이프의 잔류 응력을 제거하여 교정후에도 파이프변형이 발생되지 않게 하는 파이프 교정기에 관한 것이다.

이러한 파이프 교정기의 한 예가 한국 특허출원 제 1995-10502호(1995.04.29)에 개시되어 있으며, 상기 출원의 파이프 교정기는 도 1에 도시된 바와같은 조관기(1)에 채용되어 있다. 조관기(1)는 핫코일, 예를들어 스테인리스 금속판(2)을 파이프 형태로 둥글게 성형한 다음 용접기(6)로 용접하여 파이프를 형성하고 용접 비드를 제거한 다음, 절단기(3)에서 일정한 길이로 절단하고 최종적으로 연마기(4)에서 파이프 표면을 매끄럽게 가공하여 파이프를 성형하게 되는데, 파이프 교정기(5)가 파이프 조관 및 용접 공정을 거치는 동안에 파이프는 국부적으로 가열됨에 따라 열변형되어 휘게 되므로 이를 직선으로 교정하도록 절단기(3)와 연마기(4) 사이에 제공되어 있다.

상기한 조관기용의 파이프 교정기(5)는 도 2에 구체적으로 도시된 바와같이 장구형태로 중간부가 오목하게 만곡된 표면을 갖는 동일한 롤러(7,7')들이 서로 엇갈리게 배치된 3쌍의 롤러들이 서로 이격되어 중공형태의 회전프레임(8) 내측에 배치되고, 그 회전프레임(8)의 양측 단부에서 돌출형성되고 회전프레임의 내부와 연통된 관형의 축부(9)들이 수직의 지주(10)들에 의해 회전가능하게 지지되고 상기 축부(9)들중 일측에는 풀리(11)가 제공되어 도면에 도시되지 않은 구동수단에 의해 회전프레임을 회전시키도록 구성되어 있다.

이러한 교정기(5)에서의 파이프 휨 및 찌그러짐의 교정은, 교정할 파이프가 축부(9)를 관통하여 두 개의 서로 엇갈리게 배치된 3쌍의 롤러들의 만곡된 표면들이 회전프레임을 회전시킬 때 롤러들의 만곡된 표면들 사이에 배치된 파이프의 외주면을 감싸고 회전함으로써 수행하게 되어 있다.

그러나, 위와같은 교정기(5)는 만곡된 표면의 롤러들이 파이프 외주면과 밀착되지 않은 상태로 파이프 외주면을 스치면서 회전함에 따라 교정되는 파이프의 직진 및 진원의 정밀도가 낮게 되어 불량률이 클 뿐만 아니라, 동파이프와 같이 연한 재질의 파이프의 경우 파이프 표면을 거칠게 하는 문제점이 있었다.

또한, 교정기의 전후측에 가이드롤러가 배치되어 있으나 길다랗고 휘어진 파이프가 교정기와 함께 회전하는 롤러들에 의해 회전하게 될 때 파이프의 먼쪽의 단부는 보다 큰 회전반경으로 회전함에 따라 파이프가 손상되거나 주변의 작업자 안전을 위태롭게 하게 되는 문제가 있었다.

이러한 종래 기술의 파이프 직진도 교정기에서 파이프의 직진도를 개선하기 위하여 한국 실용신안등록 제 0187051호에서는 도 3에 도시된 바와같이 보조적으로 다수의 롤러들로 이루어져 보다 정밀하게 교정하기 위한 2차교정기(12)를 부가적으로 설치하는 것이 제안되었다.

그러나, 이와같이 한국 특허출원 제 1995-10502호(1995.04.29)에 개시된 조관기의 교정기(5)에 의한 파이프 직진도 교정을 보완하기 위하여 2차교정기(12)를 사용함으로서 전체적인 조관기 설비가 복잡해지고 넓은 면적을 필요로 하며 조관기 비용의 증가를 초래하는 문제가 있었다.

그럼에도 불구하고 위와 같은 종래의 파이프 교정기는 파이프를 성형하는 조관기에 설치되어 사용하는데에 한정되며, 예를들어 비닐하우스에 사용된 휘어진 파이프를 재사용하기 위한 교정은 할 수 없는 단점이 있었다.

또한, 위에 대한 개선책으로 실용신안등록 제 255240호에는 원기둥형상의 하측 교정롤러와 장구형으로 외주면이 오목하게 된 교정롤러들을 포함하고 대향된 교정롤러들의 간격과 엇갈림 각도를 보다 정밀하게 구성하여 파이프의 진원도와 직진도를 정밀하게 교정할 수 있게 하고 그때 발생되는 마찰열에 의해 열응력을 제거하도록 하여 종래 교정기에서 진원도 및 직진도 교정시 파이프의 용접부위가 파손되는 문제점이 제거되어 불량률을 감소시키도록 하였다.

그러나, 이러한 종래 기술의 마찰열에 의한 열응력 제거에도 불구하고 교정 롤러들을 통과할 때에는 직진도가 유지되었지만 후속적으로 필수적인 연마석에 의한 표면 연마공정에서의 열응력에 의해 냉각후에는 교정된 파이프가 다시 만곡되는 문제점이 남아 있었다.

본 고안의 목적은 상기한 종래 파이프 교정기들의 문제점을 해소하기 위하여 파이프가 회전되면서 교정롤러들을 통과할 때 파이프를 회전시키면서 국부적인 미세한 변형을 반복적으로, 그리고 연속적으로 파이프의 길이방향으로 발생되게 하여 잔존하는 응력을 완전히 제거하여 교정후 및 표면 연마공정후에도 파이프의 변형이 발생되지 않고 교정된 직진도가 유지되도록 한 개선된 구조의 파이프 교정기를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 조관기에서 용접기 후측에 설치하여 성형되는 파이프의 휨 상태를 교정하기 위하여 사용할 수도 있을 뿐만 아니라 비닐하우스나 건축 공사장의 비계용으로 사용되던 휘어진 파이프를 재활용하기 위해 파이프의 진원도 및 직진도 교정을 위해 단독으로 사용될 수도 있는 파이프 교정기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 조관기의 개략적인 구성을 보여주는 구성도.

도 2는 도 1에 채용되는 종래 파이프 교정기의 개략적인 구성을 보여주는 측면도.

도 3은 종래의 또 다른 조관기의 개략적인 구성을 보여주는 구성도.

도 4는 본 고안에 따른 파이프 교정기의 개략적인 종단면도.

도 5는 도 4의 롤러쌍들의 상대적 위치를 보여주는 부분적인 측단면도.

도 6은 파이프 인입부의 지지대의 구조를 보여주는 개략적인 단면도.

도 7은 롤러 조정장치의 개략적인 구조를 보여주는 단면도.

도 8과 9는 본 고안에 따른 제 1 롤러쌍의 상하 롤러들을 각각 보여주는 단면도.

도 10과 11은 본 고안에 따른 다른 실시예의 제 1 롤러쌍의 상하 롤러들의 윤곽을 보여주는 단면도.

도 12는 본 고안에 따른 제 2 롤러쌍의 윤곽을 보여주는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 교정기 23 : 회전체

29 : 브라켓 30,31,32 : 롤러

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 파이프 교정기는 프레임에서 회전가능하게 설치된 중공의 회전체 내측에 대향되게 장착된 제 1 및 제 2 쌍의 교정롤러들을 포함하며, 상기 제 1 교정롤러쌍은 직진도 교정용으로서 변형응력을 제거하기 위하여 회전하면서 전진되는 파이프에 국부적인 변형을 반복적으로 연속적으로 가하도록 서로 대응되게 S자형으로 만곡된 표면을 가지며, 제 2 교정롤러상은 파이프 직진도 및 진원도 교정을 위하여 장구형으로 오목한 표면을 가지는 것을 특징으로 하여 구성된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 고안을 보다 상세히 설명하도록 한다.

도 4와 도 5에 있어서, 본 고안의 파이프 교정기(20)는 프레임(21)에 고정된양측 지주(22)들에서 중공형 축부가 베어링에 의해 회전가능하게 장착된 원통형상의 된 중공의 회전체(23)와, 그 회전체의 내부 공간에는 회전체의 외주면에서 대향된 위치에 제공되어 후술하는 교정 롤러쌍들을 장착하는 브라켓(29)을 지지하고 그 상대적인 수평 및 수직 위치를 조정하는 조정장치(24,25)(26,27)쌍들이 제공되어 있으며, 상기 브라켓(29)들에는 제 1 및 제 2 쌍의 교정롤러(30,31)(32,33)들이 각각 장착되어 있다. 상기 회전체(23)는 프레임에 장착된 모터(50)에 의해 벨트(51)로 연결된 풀리(52)에 의해 회전된다.

상기 조정장치들은 도 6에 도시된 바와같이 상기 브라켓(29) 상부에는 내측면에 나사가 형성된 중공부재(34)가 형성되고 그 내측면의 나사부분과 나사결합되는 축부(35)가 형성된 핸들(34)에 의해 각쌍의 교정롤러들의 간격이 조정될 수 있다. 또한, 상기 조정장치들에는 브라켓 상부의 중공부재(34) 외측에 웜(37)이 장착되고 그 웜과 맞물려 웜을 회전시키도록 웜기어(38)가 장착되어 있다. 상기 웜기어(38)의 축(39)은 회전체에 제공된 베어링에 의해 지지되며, 외부로 돌출된 자유단부에서 스패너로 축(39)을 회전시킴으로써 결국 웜기어와 중공부재, 즉 브라켓의 수평 회전 위치를 조정할 수 있게 되어 있다. 상기와 같은 조정장치들에 의해, 각 쌍의 대향된 교정롤러들 사이의 간격과, 서로에 대한 엇갈림 위치등을 교정할 파이프의 직경에 따라 임의로 조정할 수 있어서 진원도 및 직진도를 교정할 파이프의 직경에 따라 적합하게 정밀 조정할 수 있다.

도 7에는 본 고안의 파이프 교정장치로의 교정할 파이프 이송을 위한 지지롤러(40)가 장착된 지지대(41)가 고정되어 있으며, 상기 지지롤러(40)를 파이프의 직경의 크기에 따라 상하 위치 조정가능하도록 지지대의 외측 지지판(42)에 장공(43)이 형성되어 있어서 내측의 지지판(44)에 고정된 축부(45)에서 회전가능하게 지지롤러(40)를 지지하고, 내측 지지판에 고정되어 외측으로 돌출된 축부의 단부는 외측 지지판(42)의 장공(43)을 관통하여 너트로 위치 고정된다.

도 8에는 본 고안에 따른 파이프 교정용 제 1 롤러쌍(30,31)에서 롤러(31)의 윤곽 형상을 보여주고 있으며, 도 9에는 롤러(31)의 윤곽형상을 보여주고 있다. 도 8과 도 9에 도시된 롤러(30,31)들은 파이프 직경이 50.8 내지 128 mm까지의 파이프 교정용이다. 도 8의 롤러(30)의 좌측부는 반경 1270mm의 곡면으로 오목하게 형성되어 있고, 우측부에는 반경 780 mm의 곡면으로 볼록하게 형성되어 있다. 이에 대하여 도 9에 도시된 롤러(31)는 그 좌측이 반경 1270mm의 곡면으로 오목하게 형성되어 있는 한편, 그 우측에는 반경 780 mm의 곡면으로 오목하게 형성되어 있다. 이로써 교정되는 파이프는 먼저 롤러(30,31)의 우측부분을 통하여 인입되어 오목하게 만곡되는데 계속하여 회전됨과 동시에 롤러의 좌측부분에서는 다시 오목하게된 부분이 다시 볼록하게 되어 결국은 직선형으로 되는데, 이와 같이 파이프의 오목한 변형과 그 오목한 부분이 평탄하게 되는 파이프의 국소부분의 변형과정이 파이프의 회전과 동시에 연속적으로 이루어짐으로써, 파이프는 상하 롤러들 사이의 마찰과 함께 연속적인 변형에 의해 응력이 제거되어 후속적인 표면 연마과정을 거치더라도 열응력에 의한 변형이 발생되지 않게 된다.

또한, 도 10과 도 11에는 다른 실시예의 제 1 롤러쌍(30',31')을 보여주고 있으며, 본 실시예의 제 1 롤러쌍은 파이프 직경이 50.8 mm 이하의 파이프 교정용롤러들의 윤곽 형상을 보여주고 있다. 본 실시예에서의 롤러(30')는 전체적으로 반경 1270mm의 오목한 곡면을 기준으로 하여 중앙부는 0.8 mm 더 오목하게 되어 있고 그 양측으로는 0.8 mm 돌출되어 하나의 롤러 곡면에서 볼록한 부분과, 오목한 부분 및 다시 볼록한 부분으로 이루어져 있고, 그 하측에 배치된 롤러(31')는 상기 롤러(30')의 곡면과 반대적인 형상, 즉 전체적으로는 반경 1270 mm의 오목한 곡면으로 이루어지되 중앙부는 0.8 mm 볼록하게 되고, 그 양측에는 각각 0.8 mm 낮게 된 윤곽을 가짐으로써 회전하면서 롤러쌍의 우측에서 좌측으로 이동되는 파이프들은 볼록하게 만곡되었다가 중앙부를 지나면서 다시 오목하게 된 다음 배출될 때에는 다시 볼록하게 변형됨으로써 파이프는 상기한 실시예에서 보다 많은 변형응력을 받게 되면서 파이프가 조관작업에서 받은 열응력이 제거되고 및 구부러져 변형된 파이프가 교정될 때 파손되지 않도록 풀림작용을 하게 된다.

도 12에는 본 고안의 제 2쌍의 롤러(32)의 오목한 윤곽이 도시되어 있으며, 상하측의 롤러가 동일한 형상으로서 그 사이를 통과하는 파이프들은 상하 롤러(32)들 사이를 압착된 상태로 회전되면서 지나게 되어 제 1 롤러쌍을 통과하는 동안 파이프가 미세 변형을 반복적으로 겪는 과정에서의 응력을 제거하는 작용을 한다.

또한, 교정롤러들의 표면이 파이프 외주면과 밀착되어 회전함에 따라 파이프 표면이 손상되기 쉬운데, 특히 동과 같은 연한 재질의 파이프 표면의 손상을 방지하도록 교정롤러를 SKD 11로 제조하고 표면처리를 하는 것이 바람직하다.

본 고안의 교정기는 도 1의 조관기에서 성형된 파이프의 직진도 및 진원도 교정을 위하여 절단기 후측에 배치되어 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 비닐하우스에서 사용된 굽은 파이프나 건축 공사장에서 사용된 비계용 파이프를 재활용하도록 진원도 및 직진도를 교정하기 위하여 단독으로 사용될 수도 있다.

본 고안에 따라, 제 1 롤러쌍(30,31)의 우측부분을 통하여 인입되어 오목하게 만곡되면서 계속하여 회전됨과 동시에 롤러의 좌측부분에서는 다시 오목하게된 부분이 다시 볼록하게 되어 결국은 직선형으로 되는데, 이와 같이 파이프의 오목한 변형과 그 오목한 부분이 평탄하게 되는 파이프의 국소부분의 변형과정이 마치 줄넘기의 줄과 같은 윤곽으로 만곡 변형되는 과정을 파이프의 회전과 동시에 연속적으로 받게 되어, 파이프는 제 1 롤러쌍 사이의 마찰과 함께 연속적인 변형에 의해 응력이 제거되고 이러한 변형 과정에서 발생되는 응력 또한 후속 배치된 제 2 롤러쌍에 의해 제거되어 후속적인 표면 연마과정을 거치더라도 열응력에 의한 변형이 발생되지 않게 된다.

Claims (3)

1. 프레임의 지주(22)에서 관형의 축부가 회전가능하게 설치된 중공의 회전체(23) 내측에 표면이 장구형으로 된 복수쌍의 교정롤러들로 된 교정수단이 제공되고, 대향된 교정롤러들의 간격을 조정하고 서로에 대한 엇걸림 각도를 조정하는 조정수단을 구비하여 교정롤러들 사이로 파이프가 통과되면서 직진도 및 진원도를 교정하도록 하는 파이프 교정기에 있어서, 상기 교정수단은 인입되는 파이프를 국부적으로 만곡 변형을 회전과 동시에 반복하여 연속적으로 가하여 응력제거를 하도록 서로 대응된 구조의 S자형 윤곽을 가진 제 1 쌍의 롤러(30,31)(30',31')와 그에 이어서 배치되어 제 1 쌍의 롤러들에 의한 만곡 변형에 의한 응력을 제거하도록 제 2 쌍의 오목형 롤러(32)들로 이루어진 것을 특징으로 하는 파이프 교정기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 쌍의 롤러(30,31)들은 전체적으로 롤러(30)의 좌측부는 반경 1270mm의 곡면으로 오목하게 형성되어 있고, 우측부에는 반경 780 mm의 곡면으로 볼록하게 형성되어 있으며, 이에 대하여 하측의 롤러(31)는 그 좌측이 반경 1270mm의 곡면으로 오목하게 형성되어 있는 한편, 그 우측에는 반경 780 mm의 곡면으로 오목하게 형성된 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 교정기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 롤러쌍(30',31')의 롤러(30')는 전체적으로 반경 1270mm의 오목한 곡면을 기준으로 하여 중앙부는 0.8 mm 더 오목하게 되어 있고그 양측으로는 0.8 mm 돌출되어 하나의 롤러 곡면에서 볼록한 부분과, 오목한 부분 및 다시 볼록한 부분으로 이루어져 있고, 그 하측에 배치된 롤러(31')는 상기 롤러(30')의 곡면과 반대적인 형상, 즉 전체적으로는 반경 1270 mm의 오목한 곡면으로 이루어지되 중앙부는 0.8 mm 볼록하게 되고, 그 양측에는 각각 0.8 mm 낮게 된 윤곽을 갖는 것을 특징으로 하는 파이프 교정기.