KR20110094612A - 강관 연결시공용 내부정형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 강관 연결시공용 내부정형장치는, 센터 프레임에 구비되어 강관의 내부를 주행할 수 있도록 이루어진 주행 장치, 센터 프레임의 둘레에 구비되어 양쪽 강관의 내면에 밀착되어 파지되는 동시에 양쪽 강관 연결부를 각각 정형하는 양쪽 정형장치, 양쪽 정형장치 사이에 구비되어 양쪽 강관을 상호 밀착시키거나 맞대어지도록 견인하는 견인장치, 양쪽 정형장치 사이에서 양쪽 강관의 연결부 내면에 밀착되어 강관 외면 용접을 보조하는 백 서포팅 장치를 포함하여 구성됨으로써, 강관의 내부에 투입되어 강관을 정형하고, 양쪽 강관을 견인하여 서로 맞댄 상태에서 양쪽 강관 연결부 내면을 지지할 수 있도록 구성되어 강관 연결 작업의 편의성 및 신속성을 도모할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

강관 연결시공용 내부정형장치{Device for shaping roundness of inside-joint portions of steel pipes}

본 발명은 대형 강관들을 직렬로 배열하여 강관을 연결하는데 이용되는 강관 내부정형장치에 관한 것이다.

본 출원인은 600mm 이상의 대형 강관 시공시에 배관 및 용접을 자동으로 시행하여 시공성, 경제성, 안전성을 높일 수 있도록 '강관의 시공방법'을 개발하여 특허출원 한 바 있고, 대한민국 특허청으로부터 위의 기술에 대하여 등록번호 10-0440555호로 특허 받은 바 있다.

이후, 본 출원인은, 강관 정형기로부터 외면 용접기를 분리하여 구성함과 아울러, 정형기와 외면 용접기를 별도로 이용하여 강관 시공을 진행함으로써 작업 준비 시간은 물론 시공 시간, 정리 시간을 크게 단축하고, 독립적인 기구도 별도 시공을 진행할 수 있도록 하여 시공의 전문성을 확보하고, 보다 우수한 시공성을 달성할 수 있는 '강관 시공 방법'을 개발하여 특허출원 한 바 있고, 대한민국 특허청으로부터 등록번호 10-0847547호로 특허 받은 바 있다.

이와 같은 본 출원인의 특허 발명들은, 대형 강관 시공시에 배관 설치 작업 및 용접 연결 작업 등을 자동으로 시행하여 시공성, 경제성, 안전성 등을 크게 향상시키는 효과가 있었다.

하지만, 본 출원인의 특허 발명들을 포함하여, 종래에는 강관의 외부 정형을 실시한 후에, 강관 연결부 외면과 내면을 각각 용접하기 때문에 두 번의 용접 작업으로 강관 시공 연결 방법을 간소화하는데 한계가 있는 문제점이 있다.

특히, 양쪽 강관을 서로 맞댄 상태의 맞대기 강관 연결 방법에는 적용하면서 정체 용접 작업을 간소화할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 강관의 내부에 투입되어 강관을 정형하고, 양쪽 강관을 견인하여 서로 맞댄 상태에서 양쪽 강관 연결부 내면을 지지할 수 있도록 구성함으로써 강관 연결 작업의 편의성 및 신속성을 도모할 수 있도록 하는 강관 연결시공용 내부정형장치를 제공하는 데 목적이 있다.

특히, 본 발명은, 양쪽 강관의 견인 작동이 가능하도록 구성됨과 아울러, 백 서포팅 장치의 서포팅 플레이트가 경사 방향으로 확장될 수 있도록 구성함으로써 양쪽 강관을 신속하게 맞댄 상태에서, 외면 용접을 위한 서포팅 작동이 원활하면서 간편하게 이루어질 수 있는 강관 연결시공용 내부정형장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관 연결시공용 내부정형장치는, 종방향으로 길게 설치된 센터 프레임과; 상기 센터 프레임에 구비되어 강관의 내부를 주행할 수 있도록 이루어진 주행 장치와; 상기 센터 프레임의 둘레에 구비되어 양쪽 강관의 내면에 밀착되어 파지되는 동시에 양쪽 강관 연결부를 각각 정형하는 양쪽 정형장치와; 상기 양쪽 정형장치 사이에 구비되어 양쪽 강관을 상호 밀착시키거나 맞대어지도록 견인하는 견인장치와; 상기 양쪽 정형장치 사이에서 양쪽 강관의 연결부 내면에 밀착되어 강관 외면 용접을 보조하는 백 서포팅 장치를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관 연결시공용 내부정형장치는, 종방향으로 길게 설치된 센터 프레임과; 상기 센터 프레임에 구비되어 강관의 내부를 주행할 수 있도록 이루어진 주행 장치와; 상기 센터 프레임의 둘레에 구비되어 양쪽 강관의 내면에 밀착되어 파지되는 동시에 양쪽 강관 연결부를 각각 정형하는 양쪽 정형장치와; 상기 양쪽 정형장치 사이에 구비되어 양쪽 강관을 상호 밀착시키거나 맞대어지도록 견인하는 견인장치를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기에서 주행 장치는, 상기 센터 프레임을 중심으로 3발이 방식으로 배치된 주행 지지대와, 상기 주행 지지대의 끝단에 설치되어 강관의 내면에 따라 회전하는 바퀴와, 상기 센터 프레임의 둘레에 설치되고 상기 주행 지지대가 센터 프레임을 중심으로 접힘 및 펼침 작동이 가능하도록 주행 지지대가 회전 가능하게 연결되는 제1주행 지지체와, 상기 제1주행 지지체와 이격된 위치에서 상기 센터 프레임의 둘레에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2주행 지지체와, 상기 제2주행 지지체와 각 주행 지지대 사이에 연결되는 펼침 지지대를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 각 정형장치는, 상기 센터 프레임의 둘레에 원판형 몸체 구조로 설치된 정형 바디, 상기 정형 바디의 내측에 센터 프레임을 중심으로 방사형 구조로 배치되어 정형 바디의 외측 둘레 밖으로 돌출되면서 강관의 내면에 밀착되는 복수의 정형 핀과, 상기 센터 프레임의 축방향으로 설치되어 정형 핀들을 밀어주는 푸시 블록과, 상기 푸시 블록을 전후 이동시키는 정형 실린더를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 양쪽 정형장치에 구비되는 양쪽 푸시 블록은 상호 마주하도록 배치되고, 양쪽 푸시 블록 사이에는 축 구조를 갖는 푸시 가이드가 설치되며, 각 푸시 블록에는 상기 푸시 가이드의 양단부가 삽입되어 결합되는 가이드 홈부가 각각 형성될 수 있다.

상기 견인장치는, 상기 양쪽 정형장치에 연결되어 양쪽 정형장치 사이의 간격을 조절하는 복수의 견인 실린더가 구비되고, 양쪽 정형장치 사이의 센터 프레임이 외통체와 그 내부에 삽입된 내통체로 연결되어 양쪽 정형장치의 간격 변화에 따라 상기 센터 프레임의 길이가 가변될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 견인장치는, 상기 견인 실린더들 사이에 양쪽 정형장치에 연결되는 가이드 봉이 설치될 수 있다.

상기 백 서포팅 장치는, 양쪽 정형장치 사이에서 양쪽에 각각 복수개가 배치되되, 양쪽 백 서포팅 장치가 서로 엇갈리게 배치되고, 각각 백 서포팅 장치는, 상기 센터 프레임 또는 한 쪽 정형장치에 지지된 서포팅 브래킷과, 상기 서포팅 브래킷에 슬라이딩 가능하게 설치된 슬라이딩체와, 상기 서포팅 브래킷에 지지된 상태에서 상기 슬라이딩체를 직선 이동시키는 서포팅 액츄에이터와, 슬라이딩체의 외곽부에 설치되어 양쪽 강관 연결부의 내면에 밀착되어 강관 연결부 외측에서 용접이 이루어질 수 있도록 지지하는 서포팅 플레이트를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 백 서포팅 장치는, 상기 각 슬라이딩체의 슬라이딩 방향이 강관 연결부 내면을 향하여 경사진 방향으로 슬라이딩 되도록 이루어져, 양쪽 전체의 백 서포팅 장치의 서포팅 플레이트가 강관의 내면 연결부에 밀착될 때 양쪽 서포팅 플레이트가 교번적으로 상호 결합되면서 전체적으로는 원형띠 구조를 형성할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

이와는 달리, 상기 백 서포팅 장치는, 양쪽 정형장치 중 어느 한쪽에 지지된 서포팅 브래킷과, 상기 서포팅 브래킷의 바깥쪽에 원주 방향으로 일정 간격마다 배치된 복수의 서포팅 지지블록과, 상기 서포팅 브래킷 측에 설치되어 각각의 서포팅 지지블록을 반경 방향으로 직선 이동시키는 복수의 서포팅 액츄에이터와, 상기 각각 서포팅 지지블록에 강관의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 각각 배치된 복수의 서포팅 플레이트와, 상기 각각의 서포팅 플레이트와 서포팅 지지블록 사이에 배치되어 서포팅 플레이트에 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하고, 상기 복수의 서포팅 플레이트는 인접한 서포팅 플레이트가 서로 반대 방향으로 슬라이딩되도록 배치되어, 서포팅 작동시에는 복수의 서포팅 플레이트가 서포팅 액츄에이터에 의해 전체적으로 상승함과 아울러 상기 탄성수단에 의해 양쪽으로 벌어져 있던 서포팅 플레이트들이 원형 띠 구조로 모아지면서 양쪽 강관의 내측 연결부를 지지할 수 있도록 구성되고, 서포팅 작동 해제시에는 상기 서포팅 액츄에이터에 의해 복수의 서포팅 플레이트가 하강함과 아울러 양쪽으로 벌어지면서 해제 작동이 이루어지도록 구성될 수도 있다.

다음, 상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관 연결시공용 내부정형장치는, 종방향으로 길게 설치된 센터 프레임과; 상기 센터 프레임의 둘레에 구비되어 양쪽 강관의 내면에 밀착되어 파지되는 동시에 양쪽 강관 연결부를 각각 정형하는 양쪽 정형장치와; 상기 양쪽 정형장치 사이에서 양쪽 강관의 연결부 내면에 밀착되어 강관 외면 용접을 보조하는 백 서포팅 장치를 포함하고, 상기 백 서포팅 장치는, 양쪽 정형장치 사이에서 양쪽에 각각 복수개가 배치되되, 양쪽 백 서포팅 장치가 서로 엇갈리게 배치되되, 각각 백 서포팅 장치는, 상기 센터 프레임 또는 한 쪽 정형장치에 지지된 서포팅 브래킷과, 상기 서포팅 브래킷에 슬라이딩 방향이 강관 연결부 내면을 향하여 경사진 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된 슬라이딩체와, 상기 서포팅 브래킷에 지지된 상태에서 상기 슬라이딩체를 직선 이동시키는 서포팅 액츄에이터와, 슬라이딩체의 외곽부에 설치되어 양쪽 강관 연결부의 내면에 밀착되어 강관 연결부 외측에서 용접이 이루어질 수 있도록 지지하는 서포팅 플레이트를 포함하여 구성되어, 양쪽 전체의 백 서포팅 장치의 서포팅 플레이트가 강관의 내면 연결부에 밀착될 때 양쪽 서포팅 플레이트가 교번적으로 상호 결합되면서 전체적으로는 원형띠 구조를 형성할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 강관 연결시공용 내부정형장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

본 발명은, 강관의 내부에 투입되어 강관을 정형하고, 양쪽 강관을 견인하여 서로 맞댄 상태에서 양쪽 강관 연결부 내면을 지지할 수 있도록 구성되기 때문에 강관 연결 작업의 편의성 및 신속성을 도모할 수 있는 효과를 제공한다.

특히, 본 발명은, 양쪽 강관의 견인 작동이 가능하도록 구성되기 때문에 강관을 일렬로 배치한 상태에서 다른 장비를 사용하지 않고도 강관의 내부에서 양쪽 강관을 밀착시킨 상태에서 용접 작업이 가능하게 되어, 강관 연결 시공 작업의 편의성 및 작업성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 본 발명은, 백 서포팅 장치의 서포팅 플레이트가 경사 방향으로 확장될 수 있도록 구성되기 때문에 서포팅 장치의 구성이 간단하게 이루어짐은 물론 외면 용접을 위한 서포팅 작동이 원활하면서 간편하게 이루어질 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 강관 내부정형장치의 제1실시예가 도시된 측면 구성도로서, 양쪽 강관을 견인하기 전의 상태를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 강관 내부정형장치의 제1실시예가 도시된 측면 구성도로서, 양쪽 강관을 견인한 상태를 보여주는 도면,
도 3은 도 1의 주요부 상세도,
도 4는 도 1의 A-A 방향의 단면 구성도로서, 정형장치 및 백 서포팅 장치 확장전의 상태를 보여주는 도면,
도 5는 도 2의 B-B 방향의 단면 구성도로서, 정형장치 및 백 서포팅 장치 확장된 상태를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 강관 내부정형장치의 제1실시예의 주행 장치의 구성을 보인 정면 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 강관 내부정형장치를 이용한 작업 상태도이다.
도 8은 본 발명에 따른 강관 내부정형장치의 제2실시예가 도시된 측면 구성도,
도 9 내지 도 14는 본 발명에 따른 강관 내부정형장치의 제3실시예가 도시된 도면들로서,
도 9 내지 도 11은 백 서포팅 장치의 서포팅 해제시의 상태를 보여주는 측면 구성도(도 9), 주요부 평면 상세도(도 10), 주요부 단면 상세도(도 11),
도 12 내지 도 14는 백 서포팅 장치의 서포팅 작동시의 상태를 보여주는 측면 구성도(도 12), 주요부 평면 상세도(도 13), 주요부 단면 상세도(도 14)이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 강관 내부정형장치의 제1실시예에 대하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 강관 내부정형장치가 도시된 측면 구성도로서, 양쪽 강관을 견인하기 전의 상태를 보여주는 도면 및 양쪽 강관을 견인한 상태를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 1의 주요부 확대도이며, 도 4는 도 1의 A-A 방향의 단면 구성도로서, 정형장치 및 백 서포팅 장치 확장전의 상태를 보여주는 도면, 도 5는 도 2의 B-B 방향의 단면 구성도로서, 정형장치 및 백 서포팅 장치 확장된 상태를 보여주는 도면이다. 그리고 도 6은 본 발명에 따른 강관 내부정형장치의 주행 장치의 구성을 보인 정면 구성도이다.

이들 도면에 예시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 강관 내부정형장치(100)는, 종방향으로 길게 설치된 센터 프레임(110)과, 이 센터 프레임(110)에 구비되어 강관(P)의 내부를 주행할 수 있도록 이루어진 주행 장치(120)와, 상기 센터 프레임(110)의 둘레에 구비되어 양쪽 강관의 내면에 밀착되어 파지되는 동시에 강관 연결부를 각각 정형하는 양쪽 정형장치(130)와, 양쪽 정형장치(130) 사이에 구비되어 양쪽 강관을 상호 밀착시키거나 맞대어지도록 견인하는 견인장치(150)와, 양쪽 정형장치(130) 사이에서 양쪽 강관의 연결부 내면에 밀착되어 강관 외면 용접을 보조하는 백 서포팅 장치(170)를 포함하여 구성된다.

이러한 강관 내부정형장치(130)의 각각의 구성에 대하여 설명한다.

먼저, 상기 센터 프레임(110)은, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 주행 장치(120), 정형장치(130), 견인장치(150), 백 서포팅 장치(170) 등이 설치될 수 있도록 강관의 길이 방향으로 길게 구성된다.

센터 프레임(110)은, 긴 통형 구조로 형성될 수 있으나, 필요에 따라서는 주행 장치(120), 정형장치(130), 견인장치(150) 등과 조합되어 구성될 수 있다. 즉, 센터 프레임(110)은 강관 내부정형장치(100)를 구성하는 전체 장치들을 일체로 연결하고 작동이 가능하도록 지지하는 구조물이다.

이러한 센터 프레임(110)의 일측(또는 전방)에는 장치 주행시에 내부 구조물을 보호할 수 있도록 커버 프레임(116)이 설치될 수 있다. 커버 프레임(116)은 도면에 예시된 바와 같이 둥근 캡 구조로 금속재로 된 다수의 부재들이 배치되어 구성될 수 있고, 센터에는 인양 또는 견인 등을 위한 고리부(117)가 설치될 수 있다.

다음, 상기 주행 장치(120)는, 본 발명의 강관 내부정형장치(100)가 강관의 내면을 따라 주행할 수 있도록 구성된 것으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 삼발이 구조를 갖는 단위 주행 세트가 센터 프레임(110)에 복수 개소에 설치된다. 본 실시예의 도면에서는 2개의 단위 주행 세트가 도시된 구성을 보여주고, 2개의 단위 주행 세트 모두 정형장치(130) 및 견인장치(150)를 중심으로 한쪽 센터 프레임(110) 쪽에 배치된 구성을 예시하고 있다.

하지만, 이에 한정되지 않고, 본 발명의 강관 내부정형장치(100)가 강관의 내면을 따라 주행할 수 있는 방식이면, 3개 이상의 단위 주행 세트가 구비되게 구성될 수 있고, 또한 복수의 단위 주행 세트가 정형장치(130) 및 견인장치(150)의 양쪽에 배치되게 구성되는 것도 가능하다.

주행 장치(120)를 구성하는 단위 주행 세트에 대하여 설명한다.

단위 주행 세트는 센터 프레임(110)을 중심으로 3발이 방식으로 주행 지지대(121)가 배치되고, 각 주행 지지대(121)의 끝단에는 강관의 내면에 따라 회전하는 바퀴(123)가 설치된다. 이때 적어도 하나 이상의 바퀴(123)는 전동 모터 등에 의해 회전할 수 있도록 구성되어 자동 주행이 가능하도록 이루어지는 것이 바람직하다. 전동 모터는 센터 프레임(110) 쪽에 설치되어 벨트나 체인 등의 동력전달수단으로 바퀴(123)에 구동력을 전달할 수 있도록 구성할 수 있다. 여기서 전동 모터 및 동력전달수단의 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 용이하게 배치하여 구성할 수 있으므로, 구체적인 도면 예시 및 이에 대한 설명은 생략한다.

이러한 단위 주행 세트는 주행 지지대(121)가 센터 프레임(110)을 중심으로 접힘 및 펼침 작동이 가능하도록 구성된다. 이를 위해 센터 프레임(110)의 둘레에 설치되어 주행 지지대(121)가 회전 가능하게 연결되는 제1주행 지지체(125), 이 제1주행 지지체(125)와 이격된 위치에 구비된 제2주행 지지체(127), 제2주행 지지체(127)에서 각 주행 지지대(121)에 연결된 펼침 지지대(128)로 이루어진다.

상기 주행 지지대(121)와 제1주행 지지체(125)의 연결 부분, 펼침 지지대(128)와 주행 지지대(121)와 연결 부분, 펼침 지지대(128)와 제2주행 지지체(127)의 연결 부분은 모두 링크 방식으로 자유 회전토록 연결되는 것이 바람직하다.

그리고 각 주행 지지대(121)의 접힘 및 펼침 작동이 가능하도록, 상기 제1주행 지지체(125)와 제2주행 지지체(127) 중 어느 하나는 센터 프레임(110)에 고정되고, 다른 하나는 센터 프레임(110)의 길이 방향으로 슬라이딩 이동할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이와 관련하여 제2주행 지지체(127)가 슬라이딩 되도록 구성된 경우를 예시하여 설명한다.

센터 프레임(110)에는 제2주행 지지체(127)를 슬라이딩 이동시킬 수 있도록 슬라이딩 구동장치(미도시)가 설치된다. 슬라이딩 구동장치는, 직선 운동력을 제공하여 제2주행 지지체(127)를 직선 이동시키도록 유압 실린더와 같은 유압식 액츄에이터, 전동식 리니어 액츄에이터 등 직선 운동력을 제공할 수 있는 공지의 액츄에이터이면 실시 조건에 따라 적절하게 선택하여 구성할 수 있다. 이러한 슬라이딩 구동장치는 센터 프레임(110)의 내측에 설치된 상태에서 제2주행 지지체(127)에 연결되어 제2주행 지지체(127)를 슬라이딩 이동시키도록 구성된다. 물론, 센터 프레임(110)에는 제2주행 지지체(127)와 슬라이딩 구동장치가 연결되어 직선 이동에 지장을 주지 않도록 긴 슬롯이 다수 개 형성되어 구성될 수 있다.

또한, 센터 프레임(110)에는 주행 지지대(121)가 완전히 펼쳐진 상태를 유지할 수 있도록 스토퍼 장치가 구비될 수 있다. 스토퍼는 제2주행 지지체(127)가 슬라이딩하여 주행 지지대(121)가 완전히 펼쳐지거나 접혀지면, 제2주행 지지체(127)의 이동을 제한하는 구조로 설치하는 것이 바람직하다. 일례로 센터 프레임(110)에 설치된 스토퍼 핀이 이를 구동하는 장치에 의해 센터 프레임(110) 밖으로 돌출되면서 제2주행 지지체(127)의 이동을 제한하도록 구성할 수 있다.

제1주행 지지체(125)가 슬라이딩 작동되도록 구성하는 경우에도 상기에 설명한 제2주행 지지체(127)의 슬라이딩 및 이동 제한 구조를 동일하게 적용하여 구성할 수 있다.

한편, 3발이 방식으로 배치된 주행 지지대(121)들은, 도 6을 참고하면, 센터를 중심으로 아래쪽에 위치된 두 개의 주행 지지대(121a)(121b)는 90도 간격으로 배치되고, 나머지 하나의 주행 지지대(121c)는 두 개의 주행 지지대(121a)(121b)로부터 135도 간격을 갖도록 배치된다. 물론, 3개의 주행 지지대(121a)(121b)(121c)들이 모두 120도 균등 간격으로 배치하는 것도 가능하나, 강관 내부정형장치(100)의 하중을 고려하여, 안정적으로 주행 및 지지할 수 있도록 아래쪽에 위치된 두 개의 주행 지지대(121a)(121b)는 본 실시예의 도면에서와 같이 120도 간격보다 작은 각도로 배치되게 구성되는 것이 바람직하다.

상기 양쪽 정형장치(130)는, 센터 프레임(110)에 방사형 구조로 확장되면서 강관의 내면에 밀착되어, 강관의 내면을 파지(내면에 고정)하는 기능을 함과 아울러, 양쪽 강관이 상호 맞대어 질 때, 단차 발생이 최소화된 상태에서 강관 연결이 이루어질 수 있도록 정형하는 장치이다.

양쪽 정형장치(130)는, 양쪽에 나란히 배치된 2개의 정형장치(130A)(130B)로 이루어지는데, 각각의 정형장치(130)는, 센터 프레임(110)의 둘레에 원판형 몸체 구조로 설치된 정형 바디(131), 이 정형 바디(131)의 내측에 센터 프레임(110)을 중심으로 방사형 구조로 배치되어 정형 바디(131)의 외측 둘레 밖으로 돌출되면서 강관의 내면에 밀착되는 복수의 정형 핀(133), 센터 프레임(110)의 축방향으로 설치되어 정형 핀(133)들을 밀어주는 푸시 블록(139)과, 이 푸시 블록(139)을 전후 이동시키는 정형 실린더(142)로 구성되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 정형 실린더(142)의 작동으로 푸시 블록(139)이 전진하면, 정형 핀(133)들이 방사형 구조로 확장되면서 강관의 내면에 밀착되면서 강관을 파지함과 아울러, 정형할 수 있도록 구성되는 것이다.

여기서 정형 바디(131)는, 두 개의 원판이 일정 간격을 두고 나란히 설치되어 센터 프레임(110)에 고정 브래킷(132)을 통해 고정되게 설치되는 것이 바람직하다.

또 정형 바디(131)의 내측에는 정형 바디(131)는 정형 핀(133)들이 직선 이동할 수 있도록 안내하는 핀 가이드(131a; 도 4 참조)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 정형 핀(133)은, 상기 핀 가이드(131a)의 내측에서 상기 푸시 블록(139)에 의해 직선 이동하는 로드부(134)와, 이 로드부(134)의 끝단부에 구비되어 정형 바디(131)의 외측 둘레 밖으로 돌출되면서 강관의 내면에 밀착되는 정형 플레이트(135)로 구성되는 것이 바람직하다.

정형 플레이트(135)는, 상기 로드부(134)의 끝단에 각각 설치된 플레이트 블록(136)과, 이 플레이트 블록(136)의 바깥쪽 면에 설치되어 강관의 내면에 밀착되는 정형 패드(137)로 이루어질 수 있다. 이때 플레이트 블록(136)은 금속판재로 이루어지는 것이 바람직하고, 정형 패드(137)는 가죽, 합성수지 등 어느 정도 탄성을 갖는 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 정형 핀(133)들이 모두 16개가 설치된 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 실시 조건에 따라 그 개수를 달리하여 구성할 수 있음은 물론이다.

상기 푸시 블록(139)은, 정형 실린더(142)에 의해 센터 프레임(110)의 중앙부에서 축방향으로 전후진할 수 있도록 구성된다.

이때 푸시 블록(139)과 정형 핀(133)은 경사진 면(139s; 도 3 참조)이 상호 접촉하도록 구성되어 푸시 블록(139)이 이동할 때 정형 핀(133)들이 동시에 밖으로 확장되거나 안쪽으로 축소될 수 있도록 구성된다.

정형 핀(133)들은 푸시 블록(139)이 앞으로 전진하여 밀어줌으로써 확장되는데, 확장 후에 다시 원위치로 이동하는 구조는, 실시 조건에 따라 다양하게 구성할 수 있다. 예들 들면, 정형 바디(131)와 정형 핀(133) 사이에 탄성 부재(미도시)를 설치하여 복원력을 이용한 구조 또는 푸시 블록(139)과 정형 핀(133) 사이의 경사진 면(139s) 인근에 자성체를 구비하여 자성체(미도시)의 자력을 이용하는 구조 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 양쪽 정형장치(130)의 푸시 블록(139)은 센터 프레임(110)의 내측에서 상호 마주하도록 배치되는데, 두 푸시 블록(139) 사이에는 축 구조를 갖는 푸시 가이드(141)가 설치될 수 있다. 물론, 각 푸시 블록(139)에는 상기 푸시 가이드(141)의 양단부가 삽입되어 결합되는 가이드 홈부(139a; 도 3 참조)가 각각 형성된다.

여기서 푸시 가이드(141)는 스플라인 방식으로 상기 각 푸시 블록의 가이드 홈부(139a)에 결합될 수 있도록 구성할 수 있다.

상기한 바와 같은 양쪽 정형장치(130)의 실시예에서는, 각 정형장치(130A)(130B)가 하나의 정형 실린더(142)로 작동되는 푸시 블록(139)에 의해 방사형으로 배치된 정형 핀(133)들이 확장 및 축소 작동이 가능한 구성을 예시하였으나, 이에 한정되지 않고, 각각의 정형 핀(133)들이 각각의 정형 실린더에 의해 작동될 수 있도록 구성하는 것도 가능하다.

다음, 상기 견인장치(150)는, 상기 양쪽 정형장치(130) 사이에 연결되게 설치되는데, 양쪽 정형장치(130)가 강관의 내면에 밀착되어 강관을 파지 및 정형한 상태에서 양쪽 정형장치(130) 사이의 간격을 좁힘으로써 양쪽 강관의 서로 밀착되어 맞댄 상태 또는 결합된 상태가 되도록 하는 장치이다.

이러한 견인장치(150)는, 양쪽 정형장치(130)에 연결되는 견인 실린더(151)로 구성되는데, 본 실시예의 도면에서는 4개의 견인 실린더(151)가 원주 방향으로 일정 간격마다 설치된 구성을 보여준다. 또한 각 견인 실린더(151)들 사이에는 가이드 봉(153)도 함께 설치된다.

견인 실린더(151)는 한 쪽의 제1 정형장치(130A)에 고정된 상태에서 제2 정형장치(130B)에 피스톤 로드가 연결됨으로써 유압으로 힘으로 견인 작동이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.

가이드 봉(153)은 견인 실린더(151)들에 의해 양쪽 정형장치(130)가 당겨질 때, 한 쪽 정형장치(130A)가 다른 쪽 정형장치(130B) 쪽으로 안정되게 견인될 수 있도록 설치된 것이다. 또한 가이드 봉(153)은 견인 실린더(151)들과 함께 양쪽 정형장치(130)를 연결하여 안정된 연결 상태가 유지되도록 하는 역할도 한다. 이를 위해 가이드 봉(153)의 일단부는 제2 정형장치(130B)에 고정되고 타단부는 제1 정형장치(130A)의 가이드 홀(155; 도 3 참조)에 끼워진 상태에서 직선 이동이 가능하도록 구성된다.

이와 같이 구성되는 견인장치(150)가 작동하기 위해서, 양쪽 정형장치(130) 사이에 위치되는 센터 프레임(110)의 길이도 가변될 수 있도록 구성되어야 하는바, 길이 가변이 가능하도록 센터 프레임(110)이 분할된 구성으로 이루어진다.

도면에 예시된 바와 같이, 양쪽 정형장치(130) 사이의 센터 프레임(110)이, 외통체(113)와 그 내부에 삽입된 내통체(112)로 연결되어 견인장치(150)가 작동될 때 길이가 가변되도록 구성될 수 있다. 이와는 달리 도면에 예시되지는 않았지만, 한 쪽 정형장치(130) 자체가 센터 프레임(110)의 둘레에서 슬라이딩 이동하도록 구성하는 것도 가능하다.

다음, 상기 백 서포팅 장치(170)에 대하여 설명한다.

백 서포팅 장치(170)는 양쪽 강관이 상호 맞대어진 상태에서 맞대어진 연결부의 내측을 지지하여, 강관 연결부 외측에서 용접이 이루어질 수 있도록 지지하는 구성 부분이다.

이러한 백 서포팅 장치(170)는, 양쪽 정형장치(130) 사이에서 양쪽에 각각 원주 방향으로 복수 개가 배치되어 구성되고, 또한 양쪽 각 백 서포팅 장치가 서로 엇갈린 위치(교번적으로)에 배치되는 것이 바람직하다.

상기 각 백 서포팅 장치는, 센터 프레임(110)과 한 쪽 정형장치(130A) 쪽에 지지된 서포팅 브래킷(171)과, 이 서포팅 브래킷(171)에 슬라이딩 가능하게 설치된 슬라이딩체(173)와, 서포팅 브래킷(171)에 지지된 상태에서 상기 슬라이딩체(173)를 직선 이동시키는 서포팅 액츄에이터(175)와, 슬라이딩체(173)의 외곽부에 설치되어 양쪽 강관 연결부의 내면에 밀착되는 서포팅 플레이트(177)로 구성되는 것이 바람직하다.

여기서 서포팅 브래킷(171)은, 좌우에 각각 구비되는데, 도 3을 참조하면, 제1 서포팅 브래킷(171A)은 센터 프레임(110)의 둘레에 수직으로 세워진 구조로 설치되고, 제2 서포팅 브래킷(171B)은 한 쪽 정형장치(130A)의 측면에 설치된 구조로 구성될 수 있다. 물론 제2 서포팅 브래킷(171B)도 제1 서포팅 브래킷(171A)과 같이 센터 프레임(110)에 지지되게 구성하는 것도 가능하다.

이러한 양쪽 서포팅 브래킷(171)은 상측의 상호 마주하는 면에 상기 슬라이딩체(173)가 슬라이딩 작동되도록 지지하고 안내하는 슬라이딩 브래킷(172; 도 3 참조)이 구비된다. 이 슬라이딩 브래킷(172)은 강관의 연결부 방향으로 경사진 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

도 3에서 참조 번호 180은 센터 프레임(110) 즉 외통체(113)에 설치된 제1 서포팅 브래킷(171A)을 구성하기 위해, 슬라이딩 브래킷(172)을 지지하기 위한 서포팅 지지구조물이다. 이 서포팅 지지구조물(180)은 정형장치(130)의 원판과 유사한 구조로 나란히 배치된 원판부(181)와, 이 원판부(181)를 센터 프레임(110)을 안정적으로 고정시키는 지지 브래킷(183)으로 이루어질 수 있다. 물론, 원판부(181)의 상측부에는 상기에서 설명한 슬라이딩 브래킷(172)이 설치된다.

상기 서포팅 액츄에이터(175)는, 상기 슬라이딩체(173)를 직선 이동시킬 수 있는 구성이면 공지의 직선 운동 기구 중 하나를 이용하여 구성하는 것이 가능하다. 본 실시예의 도면에서는, 유압 실린더로 구성된 구조를 예시하고 있다. 이때 유압 실린더는 서포팅 지지구조물(180) 또는 정형장치(130)의 원판형 몸체에 회전 가능하도록 지지된 상태에서 피스톤 로드가 슬라이딩체(173)에 연결되어 직선 이동시킬 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

서포팅 플레이트(177)는, 동판 재질과 같은 금속판재로 이루어질 수 있으며, 바깥쪽 면이 강관의 내면 곡률과 대략 일치하도록 라운드지게 형성되어, 상기 슬라이딩체(173)를 따라 내외 방향으로 이동하면서 양쪽 강관 연결부 내면에 밀착될 수 있도록 구성된다.

이때 서포팅 플레이트(177)는 도 1 및 도 4에서와 같이 축소된 상태에서 도 2 및 도 5에서와 같이 확장되면서 강관 연결부 내면에 밀착될 수 있도록 다수의 조각으로 분할되어 구성된다.

즉, 서포팅 플레이트(177)가 확장된 상태에서는 원형띠 모양을 이루면서 양쪽 강관 연결부의 내면에 밀착되고, 축소된 상태에서는 다수의 조각이 분할되어 내측으로 이동하는 동시에 양쪽 방향(각 정형장치(130) 방향)으로 벌어지도록 구성되는 것이다.

이러한 서포팅 플레이트(177)는 상호 분할된 부분 즉, 접촉되는 부분(177a; 도 3 참조)은 경사진 구조로 접촉하도록 구성되어, 확장된 상태에서 서로 지지하면서 강관 연결부 내면에 견고하게 밀착될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

본 실시예의 도면에서는, 서포팅 플레이트(177)가 8개로 분할되고, 이에 따라 슬라이딩체(173)와 이를 지지하는 서포팅 브래킷(171), 슬라이딩체(173)에 작동력을 제공하는 액츄에이터(175)도 각각 8개씩 구비된 구성을 예시하고 있다. 이러한 개수의 구성은 실시 조건에 따라 그 이하 또는 이상의 개수로 변경하여 구성 가능함은 물론이다.

따라서 상기 백 서포팅 장치(170)는, 상기 각 슬라이딩체(173)의 슬라이딩 방향이 강관 연결부 내면을 향하여 경사진 방향으로 슬라이딩 되도록 이루어져, 양쪽 백 서포팅 장치의 서포팅 플레이트(177)가 강관의 내면 연결부에 밀착될 때 양쪽 서포팅 플레이트(177)가 서로 교번적으로 상호 결합되면서 전체적으로는 원형띠 구조를 형성하여 강관 연결부 내면을 지지할 수 있도록 구성되는 것이다.

이와 같은 본 발명에 구비되는 백 서포팅 장치(170)는, 서포팅 플레이트(177)가 경사진 방향으로 이동하면서 확장되도록 구성되기 때문에 전체적으로 백 서포팅 장치(170)의 구성을 간단히 함과 아울러, 서포팅 플레이트(177) 간의 간섭을 최소화한 상태에서 작동이 가능하도록 하는 장점을 제공한다.

이제, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 강관 내부정형장치(100)의 작동 구현예를 설명한다.

도 1에서와 같이 양쪽 강관(P)이 일렬로 배치된 상태에서, 강관 내부정형장치(100)가 강관의 내부로 진입한다. 이때, 강관 내부정형장치(100)의 주행 장치(120)가 펼쳐진 상태에서 도 6에서와 같이 강관 내면에 3발이 방식으로 지지된 상태에서 이동하게 된다. 강관 내부정형장치(100)의 이동은 주행 장치(120)를 자동 주행이 가능하도록 구성할 경우에는 전동 모터 등을 작동시킴으로써 자동 주행될 수 있고, 수동 주행으로 구성된 경우에는 견인 대차 등을 이용하여 끌어서 강관 내부를 이동시킬 수 있다.

강관 내부정형장치(100)가 양쪽 강관의 연결부 쪽에 도달하면, 양쪽 백 서포팅 장치(170)의 양쪽 서포팅 플레이트(177)의 중심(C; 도 1 참조)이 강관 연결부의 센터에 일치하도록 강관 내부정형장치(100)를 위치시킨 상태에서, 제2 정형장치(130B)를 작동하여 정형 핀(133)을 확장시킴으로써 전체 강관 내부정형장치(100)를 한쪽 강관에 고정시킨다.

이후, 다른 쪽 강관 내부에 위치되는 제1 정형장치(130A)를 작동하여 정형 핀(133)을 확장시킴으로써 제1 정형장치(130A) 쪽도 다른 쪽 강관 내부에 고정시킨다. 이때, 제1 정형장치(130A)와 제2 정형장치(130B)를 확장시키면서 양쪽 강관을 정원에 가깝게 또는 상호 맞댄 상태에서 단차가 최소화될 수 있게 정형하는 작동도 동시에 구현할 수 있다.

제1 및 제2 정형장치(130)의 작동은 위에서 설명한 바와 같이 각 정형 실린더(142)가 작동되면서 각 푸시 블록(139)을 전방으로 밀어줌으로써 정형 핀(133)들이 확장되어 정형 패드(137)들이 강관의 내면에 밀착되는 작동으로 이루어진다.

이후, 양쪽 정형장치(130)를 이용하여 양쪽 강관에 고정됨과 아울러 양쪽 강관의 끝단부가 정형되면, 견인장치(150)를 작동하여, 양쪽 강관이 서로 맞대어진 상태로 밀착시킨다. 이때 양쪽 정형장치(130)의 간격을 좁혀짐과 아울러 센터 프레임(110)은 내통체(112)가 외통체(113) 내부로 슬라이딩된다.

상기와 같이 하여, 양쪽 강관이 상호 맞대어지면, 강관 용접을 위한 백 서포팅 장치(170)가 작동하여, 서포팅 플레이트(177)가 양쪽 강관 연결부 내면에 밀착된다.

이때 서포팅 플레이트(177)는 위에서도 설명한 바와 같이 양쪽 정형장치(130) 쪽에서 경사진 방향으로 상향 확장되면서 강관 내면 연결부에 밀착되고, 동시에 서포팅 플레이트(177)가 상호 경사진 면(177a)으로 접촉되므로, 전체적으로 확장되었을 때 원형 띠 구조를 이루면서 양쪽 강관 연결부 내면에 밀착되어 외부 용접을 지지할 수 있게 된다.

도 7은 강관 내부정형장치(100)의 백 서포팅 장치(170)로 지지시킨 상태에서, 자동용접로봇(250)이 구비된 강관 외면 자동용접장치(200)를 이용하여 강관 연결부의 외면 용접이 이루어진 상태를 예시한 도면으로서, 백 서포팅 장치(170)의 서포팅 플레이트(177)에 의해 강관 연결부의 내면쪽에 백 비드(back bead)가 형성되면서 용접되므로, 별도로 내면 용접을 실시하지 않고, 강관 외면 자동용접장치(200)를 이용한 강관 외면 용접만으로 강관 연결 작업을 완료할 수 있게 된다.

한편, 강관 외면 자동용접장치의 자동용접로봇(250)을 이용하여 강관 연결부 외면의 1패스 용접이 완료되면, 강관 내부의 강관 내부정형장치(100)를 다음 강관 연결부로 이동시킨 후에, 강관 연결부의 내면을 정형하고 강관 연결부 외면 용접이 가능하도록 서포팅하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 강관 내부정형장치(100)는 강관 외면을 1패스 용접 때까지만 지지하고, 신속하게 다음 강관 연결부로 이동하여 다른 강관 외면 자동용접장치를 이용하여 용접이 추가로 이루어질 수 있도록 보조하는 과정으로 전체 강관 연결 작업이 이루어지는 것이 바람직하다.

물론, 강관 연결부의 모든 패스 용접 즉, 예를 들면, 3패스 용접이 마무리될 때까지 강관의 내부에서 강관 내부정형장치(100)를 이용하여 강관 연결부 내면을 지지시킨 상태에서 외면 용접을 완료하는 공정으로 진행하는 것도 가능하다.

다음, 본 발명에 따른 강관 내부정형장치의 제2실시예에 대하여 설명한다. 참고로 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고 반복 설명은 생략한다.

도 8은 본 발명에 따른 제2실시예의 강관 내부정형장치를 보여주는 측면 구성도이다.

제2실시예의 강관 내부정형장치는, 위에서 설명한 제1실시예의 강관 내부정형장치와 전체적인 구조는 유사하나, 센터 프레임(110)의 양쪽에 주행 장치가 설치된 구성과, 백 서포팅 장치(170)가 설치되지 않은 점이 제1실시예의 구성과 다르게 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 제2실시예의 강관 내부정형장치는, 종방향으로 길게 설치된 센터 프레임(110), 이 센터 프레임(110)의 양쪽에 구비되어 강관(P)의 내부를 주행할 수 있도록 이루어진 주행 장치(120), 센터 프레임(110)의 둘레에 구비되어 양쪽 강관의 내면에 밀착되어 파지되는 동시에 강관 연결부를 각각 정형하는 양쪽 정형장치(130), 양쪽 정형장치(130) 사이에 구비되어 양쪽 강관을 상호 밀착시키거나 맞대어지도록 견인하는 견인장치(150)로 구성된다.

여기서 주행 장치(120), 정형장치(130), 견인장치(150)의 세부적인 구성은 전술한 제1실시예의 구성과 동일 유사하게 이루어질 수 있으므로 반복 설명은 생략한다.

이와 같은 제2실시예의 강관 내부정형장치는, 위에서 설명한 강관 맞대기 연결 방식이 아닌, 한쪽 강관이 다른 쪽 강관에 삽입되는 타입의 강관 연결 방식에 용이하게 적용 가능할 것이다.

다음, 본 발명에 따른 강관 내부정형장치의 제3실시예에 대하여 설명한다. 참고로 전술한 여러 실시예들과 동일 유사한 구성 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 부여하고 가급적 반복 설명은 생략한다.

도 9 내지 도 14는 본 발명에 따른 강관 내부정형장치의 제3실시예가 도시된 도면들로서, 도 9 내지 도 11은 백 서포팅 장치의 서포팅 해제시의 상태를 보여주는 측면 구성도, 주요부 평면 상세도, 주요부 단면 상세도이고, 도 12 내지 도 14는 백 서포팅 장치의 서포팅 작동시의 상태를 보여주는 측면 구성도, 주요부 평면 상세도, 주요부 단면 상세도이다.

이들 도면에 예시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 강관 내부정형장치(100)는, 센터 프레임(110), 주행 장치(120), 양쪽 정형장치(130), 견인장치(150) 등의 구성은 전술한 제1실시예의 구성과 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다.

다만, 본 발명의 제3실시예에서는, 백 서포팅 장치(190)의 구성이 전술한 본 발명의 제1실시예의 구성과 다르게 구성된다.

본 실시예의 백 서포팅 장치(190)는, 양쪽 정형장치(130) 사이에서 원주 방향으로 일정 길이로 분할된 다수의 서포팅 플레이트(197)가 좌우 방향으로 이동하면서, 서포팅 작동과 해제 작동을 실시할 수 있도록 구성된다. 즉, 서포팅 작동시에는 분할된 서포팅 플레이트(197)가 전체적으로 상승함과 아울러 양쪽에서 원형 띠 구조로 모아지면서 양쪽 강관의 내측 연결부를 지지할 수 있도록 구성되고, 서포팅 작동 해제시에는 분할된 서포팅 플레이트(197)가 하강함과 아울러 양쪽으로 벌어지면서 해제 작동이 이루어지도록 구성된다.

이때 복수의 서포팅 플레이트(197)는 인접한 서포팅 플레이트(197)들이 서로 반대 방향(측면에서 보았을 때 좌우 방향)으로 움직일 수 있게 엇갈리게 배치되는 것이 바람직하다.

이와 같은 백 서포팅 장치(190)는, 한 쪽 정형장치(130A) 쪽에 지지된 서포팅 브래킷(191)과, 이 서포팅 브래킷(191)의 바깥쪽에 원주 방향으로 일정 간격마다 배치된 복수의 서포팅 지지블록(193)과, 상기 서포팅 브래킷(191) 측에 설치되어 각각의 서포팅 지지블록(193)을 상하 방향(반경 방향)으로 직선 이동시키는 복수의 서포팅 액츄에이터(192)와, 상기 각각 서포팅 지지블록(193)에 강관의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 배치된 복수의 서포팅 플레이트(197)와, 각각의 서포팅 플레이트(197)와 서포팅 지지블록(193) 사이에 배치되어 서포팅 플레이트(197)에 탄성력을 제공하는 탄성부재(196)를 포함하여 구성된다.

여기서 서포팅 브래킷(191)은 한 쪽 정형장치(130A)의 측면에 원형 링 구조로 설치되는 것이 바람직하고, 필요에 따라서는 다른 쪽 정형장치(130B) 쪽에 서포팅 브래킷(191)과 강관의 길이 방향으로 상호 슬라이딩되게 서브 플레이트(199; 도 9 등에 점선 표시 부분)를 구성하는 것도 가능하다.

서브 플레이트(199)는 서포팅 브래킷(191)과 결합되어 정형 장치의 내부를 보호함과 아울러 서포팅 브래킷(191)의 한 쪽을 지지하는 역할을 수행할 수 있다.

서포팅 지지블록(193)은 크게 상기 서포팅 액츄에이터(192)가 결합되는 결합부(193a)와, 이 결합부(193a)로부터 강관의 길이 방향으로 수평 연장되고 상부에 상기 서포팅 플레이트(197)가 슬라이딩되는 슬라이딩부(193b)로 이루어질 수 있다.

여기서 상기 슬라이딩부(193b)에는 상기 서포팅 플레이트(197)와의 사이에 슬라이딩 기구(194)가 설치되는데, 슬라이딩 기구(194)는 서포팅 지지블록(193)에 고정된 슬라이드 가이드(194a)와, 이 슬라이드 가이드(194a)를 따라 직선 이동되고 그 상부에 서포팅 플레이트(197)가 설치되어 있는 슬라이딩 블록(194b)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 슬라이딩부(193b)의 양쪽 끝부분에는 상기 탄성부재(196)를 지지할 수 있도록 지지부(193c)가 상측(바깥쪽)으로 돌출되게 구성된다. 반대로 지지부(193c)가 돌출되지 않고 도면에 예시된 바와 같이 슬리이딩부(193b)가 전체적으로 홈 구조로 형성되어 양쪽 끝부분에 탄성부재(196)를 지지할 수 있도록 구성되는 것도 가능하다.

서포팅 액츄에이터(192)는 공압 또는 유압에 의해 작동되는 실린더(192a)로 구성될 수 있는데, 실린더가 서포팅 브래킷(191)에 지지되게 설치되고 실린더의 피스톤 로드(192b)는 서포팅 지지블록(193)의 결합부(193a)에 결합되게 구성되는 것이 바람직하다.

서포팅 플레이트(197)는 긴 플레이트 형상으로 이루어져 원주 방향으로 길게 배치되고, 상면은 강관의 내면에 밀착될 수 있도록 강관의 내측 곡률 반경과 일치하는 곡면으로 형성된다. 물론, 전체 서포팅 플레이트(197)가 곡면 구조를 갖도록 형성하는 것도 가능하다.

이러한 서포팅 플레이트(197)는 그 양단부(197a)가 경사지게 형성되어 인접한 다른 서포팅 플레이트(197)와 상호 경사면이 밀착된 상태에서 양쪽으로 벌어지거나 모아질 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

탄성부재(196)는 상기 슬라이딩부(193b)의 양쪽 지지부(193c) 중 어느 한쪽과 상기 슬라이딩 블록(194b) 사이에 설치되어 서포팅 플레이트(197)에 탄성력을 제공하도록 구성될 수 있다.

즉, 인접한 서포팅 플레이트(197)들이 서로 반대 방향으로 움직일 수 있도록 구성되는 바, 탄성부재(196)들도 각 서포팅 플레이트(197)를 중심으로 교번적으로 반대 방향으로 배치되게 구성되는 것이 바람직하다.

본 실시예의 도면에서 예시된 탄성부재(196)는 다수개의 코일 스프링이 설치된 구조를 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 서포팅 플레이트(197)가 확장되는 방향으로 탄성력을 제공할 수 있으면 공지의 다양한 탄성부재(196)를 적용하여 이용 가능함은 물론이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 제3실시예의 강관 내부정형장치도 위에서 설명한 제1실시예의 작동 방법과 동일하게 이루어진다.

다만, 제3실시예는 제1실시예의 백 서포팅 장치(190)와 구성이 다르게 이루어지는 바, 백 서포팅 장치(190)의 작동에 대해서만 설명한다.

도 9 내지 도 11은 백 서포팅 장치(190)의 서포팅 작동 해제시의 도면들로서, 서포팅 지지블록(193)들이 하강한 상태에 있고, 서포팅 플레이트(197)들은 양쪽으로 벌어져 있게 된다.

이때, 서포팅 플레이트(197)는 하강한 상태에 있게 되므로 서포팅 작동시(확장시) 보다 전체적으로 반경이 작아지게 된다. 따라서 서로 엇갈리게 배치된 인접한 서포팅 플레이트(197)의 양단부(197a)가 경사 접촉에 의해 양쪽으로 밀리면서(슬라이딩되면서) 탄성부재(196)를 압축하고 있는 상태로 있게 된다.

이와 같은 상태에서 백 서포팅 장치(190)의 서포팅 작동이 이루어지면, 도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이 서포팅 액츄에이터(192)인 실린더에 공압(또는 유압)이 제공됨에 따라 서포팅 지지블록(193)들이 상승(확장)하게 되고, 이때 서포팅 플레이트(197)들이 형성하는 전체 반경도 커지면서 서포팅 플레이트(197)가 탄성부재(196)의 탄성력에 의해 서로 모아지는 방향으로 움직여 전체적으로 원형 띠 구조를 이루게 된다.

따라서 서포팅 플레이트(197)들이 원형 띠 구조로 모아진 상태로 양쪽 강관의 내면 연결부를 지지하고, 이러한 상태로 도 7에 도시된 바와 같이 강관 연결부 외면에 강관 외면 자동용접장치를 장착하여 자동 용접을 실시할 수 있게 된다.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

1. 종방향으로 길게 설치된 센터 프레임과;
   상기 센터 프레임에 구비되어 강관의 내부를 주행할 수 있도록 이루어진 주행 장치와;
   상기 센터 프레임의 둘레에 구비되어 양쪽 강관의 내면에 밀착되어 파지되는 동시에 양쪽 강관 연결부를 각각 정형하는 양쪽 정형장치와;
   상기 양쪽 정형장치 사이에 구비되어 양쪽 강관을 상호 밀착시키거나 맞대어지도록 견인하는 견인장치와;
   상기 양쪽 정형장치 사이에서 양쪽 강관의 연결부 내면에 밀착되어 강관 외면 용접을 보조하는 백 서포팅 장치를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
   
2. 종방향으로 길게 설치된 센터 프레임과;
   상기 센터 프레임에 구비되어 강관의 내부를 주행할 수 있도록 이루어진 주행 장치와;
   상기 센터 프레임의 둘레에 구비되어 양쪽 강관의 내면에 밀착되어 파지되는 동시에 양쪽 강관 연결부를 각각 정형하는 양쪽 정형장치와;
   상기 양쪽 정형장치 사이에 구비되어 양쪽 강관을 상호 밀착시키거나 맞대어지도록 견인하는 견인장치를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
   
3. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
   상기 주행 장치는,
   상기 센터 프레임을 중심으로 3발이 방식으로 배치된 주행 지지대와, 상기 주행 지지대의 끝단에 설치되어 강관의 내면에 따라 회전하는 바퀴와, 상기 센터 프레임의 둘레에 설치되고 상기 주행 지지대가 센터 프레임을 중심으로 접힘 및 펼침 작동이 가능하도록 주행 지지대가 회전 가능하게 연결되는 제1주행 지지체와, 상기 제1주행 지지체와 이격된 위치에서 상기 센터 프레임의 둘레에 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2주행 지지체와, 상기 제2주행 지지체와 각 주행 지지대 사이에 연결되는 펼침 지지대를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
   
4. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
   상기 각 정형장치는,
   상기 센터 프레임의 둘레에 원판형 몸체 구조로 설치된 정형 바디, 상기 정형 바디의 내측에 센터 프레임을 중심으로 방사형 구조로 배치되어 정형 바디의 외측 둘레 밖으로 돌출되면서 강관의 내면에 밀착되는 복수의 정형 핀과, 상기 센터 프레임의 축방향으로 설치되어 정형 핀들을 밀어주는 푸시 블록과, 상기 푸시 블록을 전후 이동시키는 정형 실린더를 포함한 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
   
5. 청구항4에 있어서,
   상기 양쪽 정형장치에 구비되는 양쪽 푸시 블록은 상호 마주하도록 배치되고, 양쪽 푸시 블록 사이에는 축 구조를 갖는 푸시 가이드가 설치되며, 각 푸시 블록에는 상기 푸시 가이드의 양단부가 삽입되어 결합되는 가이드 홈부가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
   
6. 청구항1 또는 청구항2에 있어서,
   상기 견인장치는, 상기 양쪽 정형장치에 연결되어 양쪽 정형장치 사이의 간격을 조절하는 복수의 견인 실린더가 구비되고, 양쪽 정형장치 사이의 센터 프레임이 외통체와 그 내부에 삽입된 내통체로 연결되어 양쪽 정형장치의 간격 변화에 따라 상기 센터 프레임의 길이가 가변될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
   
7. 청구항6에 있어서,
   상기 견인장치는, 상기 견인 실린더들 사이에 양쪽 정형장치에 연결되는 가이드 봉이 설치된 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
   
8. 청구항1에 있어서,
   상기 백 서포팅 장치는, 양쪽 정형장치 사이에서 양쪽에 각각 복수개가 배치되되, 양쪽 백 서포팅 장치가 서로 엇갈리게 배치되고,
   각각 백 서포팅 장치는, 상기 센터 프레임 또는 한 쪽 정형장치에 지지된 서포팅 브래킷과, 상기 서포팅 브래킷에 슬라이딩 가능하게 설치된 슬라이딩체와, 상기 서포팅 브래킷에 지지된 상태에서 상기 슬라이딩체를 직선 이동시키는 서포팅 액츄에이터와, 슬라이딩체의 외곽부에 설치되어 양쪽 강관 연결부의 내면에 밀착되어 강관 연결부 외측에서 용접이 이루어질 수 있도록 지지하는 서포팅 플레이트를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
   
9. 청구항8에 있어서,
   상기 백 서포팅 장치는, 상기 각 슬라이딩체의 슬라이딩 방향이 강관 연결부 내면을 향하여 경사진 방향으로 슬라이딩 되도록 이루어져,
   양쪽 전체의 백 서포팅 장치의 서포팅 플레이트가 강관의 내면 연결부에 밀착될 때 양쪽 서포팅 플레이트가 교번적으로 상호 결합되면서 전체적으로는 원형띠 구조를 형성할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
   
10. 청구항1에 있어서,
    상기 백 서포팅 장치는, 양쪽 정형장치 중 어느 한쪽에 지지된 서포팅 브래킷과, 상기 서포팅 브래킷의 바깥쪽에 원주 방향으로 일정 간격마다 배치된 복수의 서포팅 지지블록과, 상기 서포팅 브래킷 측에 설치되어 각각의 서포팅 지지블록을 반경 방향으로 직선 이동시키는 복수의 서포팅 액츄에이터와, 상기 각각 서포팅 지지블록에 강관의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 각각 배치된 복수의 서포팅 플레이트와, 상기 각각의 서포팅 플레이트와 서포팅 지지블록 사이에 배치되어 서포팅 플레이트에 탄성력을 제공하는 탄성부재를 포함하고,
    상기 복수의 서포팅 플레이트는 인접한 서포팅 플레이트가 서로 반대 방향으로 슬라이딩되도록 배치되어, 서포팅 작동시에는 복수의 서포팅 플레이트가 서포팅 액츄에이터에 의해 전체적으로 상승함과 아울러 상기 탄성수단에 의해 양쪽으로 벌어져 있던 서포팅 플레이트들이 원형 띠 구조로 모아지면서 양쪽 강관의 내측 연결부를 지지할 수 있도록 구성되고, 서포팅 작동 해제시에는 상기 서포팅 액츄에이터에 의해 복수의 서포팅 플레이트가 하강함과 아울러 양쪽으로 벌어지면서 해제 작동이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
    
11. 종방향으로 길게 설치된 센터 프레임과; 상기 센터 프레임의 둘레에 구비되어 양쪽 강관의 내면에 밀착되어 파지되는 동시에 양쪽 강관 연결부를 각각 정형하는 양쪽 정형장치와; 상기 양쪽 정형장치 사이에서 양쪽 강관의 연결부 내면에 밀착되어 강관 외면 용접을 보조하는 백 서포팅 장치를 포함하고,
    상기 백 서포팅 장치는, 양쪽 정형장치 사이에서 양쪽에 각각 복수개가 배치되되, 양쪽 백 서포팅 장치가 서로 엇갈리게 배치되되,
    각각 백 서포팅 장치는, 상기 센터 프레임 또는 한 쪽 정형장치에 지지된 서포팅 브래킷과, 상기 서포팅 브래킷에 슬라이딩 방향이 강관 연결부 내면을 향하여 경사진 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된 슬라이딩체와, 상기 서포팅 브래킷에 지지된 상태에서 상기 슬라이딩체를 직선 이동시키는 서포팅 액츄에이터와, 슬라이딩체의 외곽부에 설치되어 양쪽 강관 연결부의 내면에 밀착되어 강관 연결부 외측에서 용접이 이루어질 수 있도록 지지하는 서포팅 플레이트를 포함하여 구성되어,
    양쪽 전체의 백 서포팅 장치의 서포팅 플레이트가 강관의 내면 연결부에 밀착될 때 양쪽 서포팅 플레이트가 교번적으로 상호 결합되면서 전체적으로는 원형띠 구조를 형성할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 강관 연결시공용 내부정형장치.
    

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