KR20110002086U - 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치에 관한 것으로, 상세하게는 소구경 강관 또는 주철관 내면에 삽입되는 랜스와 상기 랜스 단부에 설치되어 외부에서 공급되는 분체 도료를 관 내면에 분사하는 노즐로 이루어지는 도료분사부와, 상기 도료분사부를 이송하여 관 내면를 따라 전후진 시키는 이송부 및 관을 회전시키면서 지지하는 관회전지지부로 구성되는 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치에 있어서, 상기 이송부 상부에는 상기 도료분사부의 일측이 결합되어 상기 도료분사부를 승강시키는 승강부가 설치되고, 상기 랜스 하측에는 상기 랜스를 전후진 가능하게 지지하면서 승강시킬 수 있는 랜스지지부가 설치되어져, 상기 승강부에 의해 상기 랜스의 높이가 조절되고 상기 랜스지지부에 의해 상기 랜스의 처짐 또는 진동을 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 하며, 이에 의해 도장 중인 랜스의 처짐보완하므로 관 내부와의 간섭이 방지되어 균일한 도장 품질을 얻을 수 있고, 랜스의 좌우 혹은 상하 진동이 감소하므로 안정적으로 도장 작업이 진행된다.
Figure P2020090011047
강관, 주철관, 내면, 도장, 랜스, 롤러, 이송, 승강, 회전, 모터, 도료

Description

소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치{Internal coating device of steel pipe or ductile cast iron pipe}
본 고안은 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원심주조에 의해 제조된 소구경 강관이나 주철관을 가열하고 내면에 분체 도료를 분사하여 도장을 수행하는 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치에 관한 것이다.
강관 또는 주철관은 상하수도관 및 기타 액체의 수송에 주로 사용되며 대부분 지하에 매설되기 때문에 여러 가지 외부환경에 견디도록 내, 외주면에 도장을 한다.
이러한 도장에 사용되는 도료는 액상 또는 분말로 이루어진 것이 사용되는데, 종래 일반적으로 액상의 에폭시 도료나 역청질 도료 또는 BPA(bisphenol A)형, BPF형 분체(분말)도료를 주로 사용한다.
이때 분체 에폭시수지 분체도료를 주철관 내면에 도장하는 방법은 먼저 도료가 잘 부착되도록 주철관의 내면을 전처리(연마)하고 주철관을 가스오븐이나 인덕션 코일을 이용한 고주파 방식으로 200℃∼230℃ 정도로 예열시킨다.
다음으로 예열된 주철관을 일정한 속도로 회전시키고 내면에 분사노즐을 삽입하여 분체도료를 일정한 두께가 형성되도록 분사하여 주철관 표면에 부착되게 하면 열에 의해 분체도료는 녹으면서 코팅되어 도막을 형성하고 일정시간이 지나면 경화된다.
이와 같은 과정에 있어서, 종래에는 강관이나 주철관 내면을 도장할 때 노즐이 장착된 기다란 공급관(Lance)을 주철관 내면에 삽입하여 분체도료 분사작업을 수행하였다.
이때, 관의 길이가 길고 소구경인 강관이나 주철관 내면을 도장할 경우 상기 공급관의 길이도 길어져야 하는데, 이러한 경우 공급관이 길어질수록 처짐 또는 진동이 발생하여 관 내면과 충돌하는 경우가 발생할 위험이 존재한다.
또 원심주조에 의해 생산된 소구경 관의 경우 완전한 직관이 아니라 약간의 굴곡이 발생할 수도 있는데 이러한 휨이나 단면의 타원짐으로 인해 공급관과 간섭이 발생하여 분체 도장이나 스프레이 도장시 균일한 두께의 도장이 어려워 도장품질의 저하가 문제될 수 있다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 본 고안의 목적은 강관 또는 주철관 특히 소구경의 관 내면 도장시 분체 도료를 관 내면에 분사하는 랜스의 처짐, 전후진에 따른 진동을 감소시키고 관 내면과의 간섭을 방지하여 관 내면의 도장이 균일하게 수행될 수 있는 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 소구경 강관 또는 주철관 내면에 삽입되는 랜스와 상기 랜스 단부에 설치되어 외부에서 공급되는 분체 도료를 관 내면에 분사하는 노즐로 이루어지는 도료분사부와, 상기 도료분사부를 이송하여 관 내면를 따라 전후진 시키는 이송부 및 관을 회전시키면서 지지하는 관회전지지부로 구성되는 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치에 있어서, 상기 이송부 상부에는 상기 도료분사부의 일측이 결합되어 상기 도료분사부를 승강시키는 승강부가 설치되고, 상기 랜스 하측에는 상기 랜스를 전후진 가능하게 지지하면서 승강시킬 수 있는 랜스지지부가 설치되어져, 상기 승강부에 의해 상기 랜스의 높이가 조절되고 상기 랜스지지부에 의해 상기 랜스의 처짐 또는 진동을 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 랜스지지부는 상기 랜스 하측에 고정되는 고정프레임과, 상기 고정프레임 상에 결합되는 전동실린더와, 중앙에 'V' 형상의 오목한 홈부가 형성되 어 상기 랜스의 하부를 지지하면서 회전하고 상기 전동실린더에 결합되어 승강 구동되는 아이들롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 승강부는 상기 이송부 상에 설치되는 가이드 지지대와, 상기 가이드 지지대를 따라 상하로 슬라이딩되고 상기 랜스의 일측과 결합되는 승강체와, 상기 승강체 하부에 결합되어 상기 승강체를 승강시키는 스크류잭과, 상기 이송부 상에 설치되고 상기 스크류잭을 구동하는 승강모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 이송부는 바닥에 설치되는 이송레일과, 상기 이송레일 상에서 전후진 이동하고 상부에 상기 승강부가 고정되는 이송대차와, 상기 이송대차에 설치되어 상기 이송대차를 구동하여 이송시키는 이송모터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 관회전지지부는 강관 또는 주철관 하부를 회전 가능하게 지지하는 롤러와, 상기 롤러를 회전 구동하는 관회전모터와, 상기 관회전모터 하부에 결합되어 상기 롤러와 관회전모터를 승강 구동하는 승강실린더로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 구성에 의한 본 고안의 효과는 도장 중인 랜스의 처짐보완하므로 관 내부와의 간섭이 방지되어 균일한 도장 품질을 얻을 수 있고, 랜스의 좌우 혹은 상하 진동이 감소하므로 안정적으로 도장 작업이 진행된다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치를 나타내는 정면도이다.
도시된 바를 참조하면 본 발명은 크게 도료분사부(10), 이송부(20), 관회전지지부(30), 승강부(40), 랜스지지부(50)를 포함하여 구성될 수 있음을 볼 수 있다.
먼저, 상기 도료분사부(10)는 소구경 강관 또는 주철관(이하 '관') 내부에 삽입되어 도료를 분사하여 도장을 수행하는 것으로서, 일반적으로 랜스(12)와 노즐(14)로 구성될 수 있다.
상기 랜스(12)는 파이프 형태의 긴 부재로서 관 내부에 삽입되며 외부에서 도료가 공급되어 전달되며 전달된 도료는 상기 랜스(12) 단부에 구비된 노즐(14)을 통해 관 내부면에 일정속도로 일정량이 분사된다.
여기서, 도료는 분말형태의 분체도료이든 액상 도료이든 무방할 것이나 본 발명의 특성상 에폭시 수지와 같은 분체도료가 적절할 것이다.
이러한 분체도료를 공급하여 분사하는 기술적 내용은 공지된 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
바람직하게는 상기 랜스(12) 외주에는 냉각튜브가 더 구비되어 상기 랜스(12)를 냉각시켜주는 것이 좋다. 왜냐하면 도장 전에 관을 가열한 후 분체도료를 분사하기 때문에 관 내부의 온도는 높다. 그래서 분체도료가 상기 랜스(12) 내부에서 미리 용융되는 경우를 방지하기 위함이다.
다음으로 도 1과 도 2를 참조하여 상기 이송부(20)에 대해 설명한다. 도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 우측면도이다.
상기 이송부(20)는 상기 랜스(12)를 이송시켜 관 내부에서 전후진할 수 있게 하는 구성으로서, 도시된 바와 같이 바닥에 관의 길이방향으로 설치되는 이송레일(22)과, 상기 이송레일(22)을 따라 이동하는 이송대차(24) 그리고 상기 이송대차(24)를 구동하는 이송모터(26)로 이루어진다.
상기 이송대차(24)의 상부에는 후술하는 승강부(40)가 설치되어 상기 승강부(40)를 이송시키게 되며 상기 승강부(40)에는 상기 랜스(12)가 결합됨으로써 상기 이송대차(24)의 전후진 이송에 따라 상기 랜스(12)가 전후진 하게 되는 것이다.
그리고 상기 이송대차(24) 상에 이송모터(26)가 설치되고 상기 이송대차(24)의 하부에 결합된 휠(28)에 동력을 제공하여 상기 휠(28)이 상기 이송레일(22)을 따라 움직이게 된다.
다음은 상기 관회전지지부(30)에 대해 설명한다.
상기 관회전지지부(30)는 관을 지지하면서 회전시키는 것으로서, 롤러(32), 관회전모터(34), 승강실린더(36)로 구성될 수 있으며 도시된 바를 참조하면 지면에 상기 승강실린더(36)가 설치되고 상기 승강실린더(36) 상부에 상기 관회전모터(34) 가 구비되며 상기 관회전모터(34) 상부에 상기 관회전모터(34)에 의해 회전하는 롤러(32)가 설치되고 상기 롤러(32)에 관이 안치된다.
즉, 상기 승강실린더(36)는 상기 관회전모터(34)와 롤러(32)를 상하로 구동하므로 적정 높이로 승강시킨 상태에서 상기 롤러(32)에 관을 안치하고 상기 관회전모터(34)를 구동함으로써 관이 지지된 상태에서 회전하게 되는 것이다.
다음으로 상기 승강부(40)에 대해 설명하자면, 도시된 바처럼 가이드 지지대(42), 승강체(44), 스크류잭(46), 승강모터(48)로 구성될 수 있다.
상기 가이드 지지대(42)는 상기 이송부(20)의 이송대차(24) 상에 설치되고 한 쌍이 양측으로 세워져 설치되는데 도장을 위해 수평으로 안치되는 관보다 높게 구비된다. 상기 가이드 지지대(42)는 후술하는 승강체(44)의 승강을 가이드하는 것으로서 LM가이드인 것이 적절할 것이다. LM 가이드는 잘 알려진 바대로 미세한 승강길이 조절을 위해 직선운동을 가이드하도록 베어링이 내장된 부재이다.
그리고 상기 승강체(44)는 상기 한 쌍의 가이드 지지대(42) 사이에 결합되어 상기 가이드 지지대(42)를 따라 상하로 슬라이딩 되며 중앙부에 상기 랜스(12)의 일측이 고정된다.
바람직하게는 상기 랜스(12)가 상기 승강체(44)를 관통하여 후방으로 연장되고 연장된 부분은 별도의 보조고정부재(49)에 의해 고정된다.
상기 보조고정부재(49)는 상기 승강체(44)로부터 연장형성되고 상기 랜스의 연장된 부분이 내부에 위치하는 원통형의 고정체(49a)와 상기 고정체(49a) 외부에서 내부로 관통되어 체결되는 다수개의 체결볼트(49b)로 이루어져 상기 체결볼 트(49b)가 방사상으로 상기 랜스(12)의 외측을 가압함으로써 상기 랜스(12)를 고정한다.
한편, 상기 스크류잭(46)은 상기 승강체(44) 하부에 결합되며 상기 이송대차(24) 상에 설치되는 승강모터(48)에 의해 구동된다.
상기 스크류잭(46)은 공지된 구성으로서 간단히 설명하면 스크류축(미도시)과 웜기어(미도시) 등으로 구성되어 상기 승강모터(48)에 결합된 웜기어가 구동되면 웜기어와 수직으로 연동되는 스크류축이 상하로 이동하게 되어 물체를 들어올릴 수 있는 구조이다.
이러한 스크류잭(46)은 승강 높이를 정밀하게 조절하기에 적합하며 상기 승강모터(48)를 서보모터로 설치하여 정밀하게 제어됨으로써 상기 랜스(12)의 높이를 조절할 수 있게 된다.
다음으로 도 1과 도 3을 참조하여 상기 랜스지지부(50)에 대해 설명한다. 도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 랜스지지부를 나타내는 상세도이다.
상기 랜스지지부(50)는 상기 랜스(12)의 일측을 별도로 지지하는 것으로서 상기 랜스(12)의 처짐을 지지하면서 받쳐줄 뿐 아니라 어떤 요인에 의해 상하 혹은 좌우로 진동하는 것을 잡아주면서 흔들림을 방지하는 기능을 한다.
도 3에 도시된 바와 같이 고정프레임(52)과 전동실린더(54) 및 아이들롤러(56)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 고정프레임(52)은 지지체로서 상기 관회전지지부(30) 일측, 상기 랜스(12) 하측에 위치하면서 바닥에 고정된다.
상기 고정프레임(52) 일측에 상기 전동실린더(54)가 고정되며 상기 전동실린더(54)의 상단 로드에 아이들롤러(56)가 고정되어 상기 전동실린더(54)의 구동으로 상기 아이들롤러(56)가 상하로 구동될 수 있다.
상기 아이들롤러(56)는 상기 랜스(12)의 길이방향으로 자유롭게 회전될 수 있는 롤러로 도시된 바와 같이 중앙에 'V'자 형의 오목한 홈부(56a)가 형성되어 단면이 '▷◁'자 형상을 가진다. 다시 말해, 원추형상의 롤러 한 쌍을 마주보도록 결합시킨 형상이며 상기 홈부(56a)에 상기 랜스(12)가 안치된다.
따라서, 상기 랜스(12)는 안정적으로 지지되어 상하 또는 좌우로의 흔들림이나 진동이 감소된다. 또한, 상기 랜스(12)는 도장작업시 전후진 이송되는데, 상기 아이들롤러(56)에 지지되므로 상기 랜스(12)의 전후 이동이 원활하게 된다.
이하에서는 본 발명의 작동과정에 대해 간단히 설명한다.
도장할 관을 상기 관회전지지부(30)의 롤러(32) 위에 안치한 후 상기 승강실린더(36)를 구동하여 관을 일정 높이로 상승시키고 상기 관회전모터(34)를 작동시켜 관을 일정 속도로 회전시킨다.
그리고 회전하고 있는 관 내부에 상기 랜스(12)를 삽입하기 위해 상기 승강부(40)에 고정된 상기 랜스(12)를 일정 높이(관에 삽입될 수 있는 높이)로 상승 시킨 후 상기 이송대차(24)를 전진시켜 상기 랜스(12)가 관 내부로 끝까지 삽입되게 밀어 넣는다.
이때, 관의 구경 변화에 따라 상기 승강부(40)의 승강모터(48)를 구동하여 상기 승강체(44)가 슬라이딩 되게 하여 적절한 높이로 조절 가능함은 물론이다.
가열되어 회전하는 관에 삽입된 상기 랜스(12)의 노즐(14)을 통해 관 내면에 분체도료를 균일한 양 및 속도로 분사하는 동시에 상기 이송대차(24)가 일정 속도로 후진하게 되면 관의 회전과 상기 랜스(12)의 후진에 의한 연속적인 운동으로 관 내면에 도료가 나선을 그리면서 골고루 분사된다.
그런데 상기 랜스(12)가 상기 이송대차(24)의 후진에 의해 일정 거리 후진하게 되면 상기 랜스지지부(50)의 전동실린더(54)를 구동시켜 상기 아이들롤러(56)를 상승시키면 도 3에 확대도면에 도시된 것과 같이 상기 아이들롤러(56)의 홈부(56a)에 상기 랜스(12)의 하부면이 안치되면서 지지된다.
이때 상기 아이들롤러(56)도 자유롭게 회전하므로 상기 랜스(12)가 일정속도를 유지하면서 안정적으로 후진을 계속할 수 있게 되며, 상기 홈부(56a)에 상기 랜스(12)가 안착된 상태이므로 상하 또는 좌우로의 흔들림, 진동이 감소된다.
뿐만 아니라 상기 전동실린더(54)를 정밀하게 제어하여 상기 랜스(12)의 높이를 조절하여 상기 랜스(12)의 노즐(14)이 처짐으로 인한 관 내면와의 충돌, 간섭, 마찰 등을 방지할 수 있으며 상기 노즐(14)이 일정한 거리에서 안정적으로 도료를 분사할 수 있게 한다. 이것은 균일한 도장을 가능하게 하여 도장품질의 향상을 가져올 수 있다.
참고로 본 발명은 다수개의 관을 동시에 도장할 수 있도록 다수개의 랜스를 장착할 수 있다. 기본적인 메커니즘은 동일하게 구성하여 다수개의 관을 수평으로 배치하여 동시에 회전시키면서 상기 랜스를 각 관에 동시에 삽입하고 전후진시킬 수 있으며, 각 랜스에 각각 랜스지지부를 구비하여 지지할 수 있게 구성할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치를 나타내는 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 우측면도.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 랜스지지부를 나타내는 상세도.
<< 도면의 주요부분에 대한 설명 >>
10 : 도료분사부 12 : 랜스
14 : 노즐
20 : 이송부 22 : 이송레일
24 : 이송대차 26 : 이송모터
28 : 휠
30 : 관회전지지부 32 : 롤러
34 : 관회전모터 36 : 승강실린더
40 : 승강부 42 : 가이드 지지대
44 : 승강체 46 : 스크류잭
48 : 승강모터 49 : 보조고정부재
49a : 고정체 49b : 체결볼트
50 : 랜스지지부 52 : 고정프레임
54 : 전동실린더 56 : 아이들롤러
56a : 홈부

Claims (5)

  1. 소구경 강관 또는 주철관 내면에 삽입되는 랜스(12)와 상기 랜스(12) 단부에 설치되어 외부에서 공급되는 분체 도료를 관 내면에 분사하는 노즐(14)로 이루어지는 도료분사부(10)와, 상기 도료분사부(10)를 이송하여 관 내면를 따라 전후진 시키는 이송부(20) 및 관을 회전시키면서 지지하는 관회전지지부(30)로 구성되는 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치에 있어서,
    상기 이송부(20) 상부에는 상기 도료분사부(10)의 일측이 결합되어 상기 도료분사부(10)를 승강시키는 승강부(40)가 설치되고,
    상기 랜스(12) 하측에는 상기 랜스(12)를 전후진 가능하게 지지하면서 승강시킬 수 있는 랜스지지부(50)가 설치되어져,
    상기 승강부(40)에 의해 상기 랜스(12)의 높이가 조절되고 상기 랜스지지부(50)에 의해 상기 랜스(12)의 처짐 또는 진동을 감소시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜스지지부(50)는,
    상기 랜스(12) 하측에 고정되는 고정프레임(52)과,
    상기 고정프레임(52) 상에 결합되는 전동실린더(54)와,
    중앙에 'V' 형상의 오목한 홈부가 형성되어 상기 랜스(12)의 하부를 지지하 면서 회전하고 상기 전동실린더(54)에 결합되어 승강 구동되는 아이들롤러(56)로 구성되는 것을 특징으로 하는 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 승강부(40)는,
    상기 이송부(20) 상에 설치되는 가이드 지지대(42)와,
    상기 가이드 지지대(42)를 따라 상하로 슬라이딩되고 상기 랜스(12)의 일측과 결합되는 승강체(44)와,
    상기 승강체(44) 하부에 결합되어 상기 승강체(44)를 승강시키는 스크류잭(46)과,
    상기 이송부(20) 상에 설치되고 상기 스크류잭(46)을 구동하는 승강모터(48)로 구성되는 것을 특징으로 하는 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 이송부(20)는,
    바닥에 설치되는 이송레일(22)과,
    상기 이송레일(22) 상에서 전후진 이동하고 상부에 상기 승강부(40)가 고정되는 이송대차(24)와,
    상기 이송대차(24)에 설치되어 상기 이송대차(24)를 구동하여 이송시키는 이송모터(26)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장 장치.
  5. 제 1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관회전지지부(30)는,
    강관 또는 주철관 하부를 회전 가능하게 지지하는 롤러(32)와,
    상기 롤러(32)를 회전 구동하는 관회전모터(34)와,
    상기 관회전모터(34) 하부에 결합되어 상기 롤러(32)와 관회전모터(34)를 승강 구동하는 승강실린더(36)로 구성되는 것을 특징으로 하는 소구경 강관 또는 주철관 내면 도장장치.
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