KR20170017254A - 금속용접파이프 내면 비드 제거장치 - Google Patents

금속용접파이프 내면 비드 제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속용접파이프 내면 비드 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판형상의 소재를 관형상으로 성형한 후 맞대어진 부분에 용접을 실시함에 따라 관의 내측 용접부분에 생성된 용접비드를 제거시켜주는 바이트의 수명을 연장시켜줌과 아울러 용접비드를 제거시키는 과정에서 효율적으로 냉각이 이루어지도록 한 금속용접파이프 내면 비드 제거장치에 관한 것이다.
이러한 목적 달성을 위한 본 발명은 금속파이프의 내면에 형성된 비드를 제거해주는 제1,제2,제3비드제거수단(110)(120)(130)과, 상기 비드제거수단을 지지해주며, 다수개의 롤러(101)가 장착된 지지대(200)와, 냉각수가 유입되는 유입공(311)이 형성되며 유입된 냉각수가 배출되는 다수개의 배출홈(312)이 형성된 코어(310)가 내장되고, 양끝단에는 각각 다수의 냉각수로(321)(331)가 형성된 가이드캡(320)(330)으로 밀폐된 임피더(300)가 구비되되, 상기 지지대(200)와 임피더(300)의 사이에는 지지대와 임피더를 일체로 연결해주는 연결대(400)가 구비되고, 상기 지지대(200)의 내부에는 요홈(202)이 형성되며, 상기 요홈에는 각 비드제거수단에 구비된 바이트에 절삭오일을 분사시켜주는 오일분사노즐(230)이 설치되고, 상기 임피더(300)의 타단에는 상기 오일분사노즐에 절삭오일을 공급시켜주는 오일공급관(500)과, 냉각수를 공급시켜주는 냉각수공급관(600) 및 공급된 냉각수를 배출시켜주는 냉각수배출관(700)이 관통 연결되는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치를 제공한다.

Description

금속용접파이프 내면 비드 제거장치{Welding pipe inner bead removal device}
본 발명은 금속용접파이프 내면 비드 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판 형상의 소재를 관형상으로 성형한 후 맞대어진 부분에 용접을 실시함에 따라 관의 내측 용접부분에 생성된 용접비드를 제거시켜주는 바이트의 수명을 연장시켜줌과 아울러 용접비드를 제거시키는 과정에서 효율적으로 냉각이 이루어지도록 한 금속용접파이프 내면 비드 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 성형 금속파이프는 스트립상의 파이프 모재를 성형롤러에 의해 환형형태로 성형하고, 성형된 파이프 모재를 고주파 유도가열방식에 의해 용접하여 제조된다.
이렇게 제조되는 금속파이프의 용접부위에는 내면과 외면에 용접비드가 형성되는데, 이때 파이프의 내면에 형성된 용접비드는 바이트를 갖는 비드 제거장치를 이용하여 제거하게 된다.
기존 대부분의 금속파이프 내면 비드 제거장치는 금속파이프의 원활한 진행을 위해 롤러수단을 채용하고 있으며, 바이트 홀더에 장착되는 바이트를 이용하여 파이프의 진행력에 의한 상대적인 절삭력으로 비드를 제거하는 방식을 갖는다.
또한 비드 제거장치에는 고온의 용접열에 의하여 인피더로드에 부하가 걸리는 것을 방지하도록 냉각수를 공급시켜주는 냉각구조를 갖는다.
그러나 종래의 금속파이프 내면 비드 제거장치는 바이트가 장착된 바이트 홀더가 구비되고 롤러수단이 구비되는 지지대와 코어와 코어케이스로 이루어진 임피더가 일체로 이루어져 작업시 임피더에 과부하가 걸리는 문제점이 있었다.
더하여 종래에는 용접롤 중심에 근접한 임피더에 고온의 용접열이 직사되어 과부하가 걸리는 문제점이 있었다.
또한 종래에는 용접비드를 제거해주는 종래의 바이트는 절삭날이 상/하부 중 어느 한 곳에만 형성되어있어 양면으로 사용할 수 없어 하나의 바이트를 오랫동안 사용할 수 없는 단점이 있었다.
더하여 종래에는 임피더에 공급되는 냉각수가 외부로 유출되어 작업장이 매우 더러워지는 문제점이 있었다.
대한민국 특허등록 제0682318호가 등록된바 있다. 대한민국 등록실용신안 제0308445호가 등록된바 있다. 대한민국 등록실용신안 제0198990호가 등록된바 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 상기 바이트를 상/하 양면으로 사용가능함은 물론 바이트에 절삭오일을 분사시켜줌으로써 바이트의 수명을 증대시켜주며, 고온의 용접열이 직사되는 것을 차단하여주어 임피더에 부하가 걸리는 것을 방지하도록 하고, 냉각수를 순환방식으로 공급시키고 배출시켜줌으로써 금속파이프의 내부에 물이 생겨 산화되는 것을 방지함은 물론 냉각수가 외부로 유출되지 않아 작업장을 깨끗하게 사용할 수 있도록 한 것이다.
이러한 목적 달성을 위한 본 발명은 금속파이프의 내면에 형성된 비드를 제거해주는 제1,제2,제3비드제거수단과, 상기 비드제거수단을 지지해주며, 다수개의 롤러가 장착된 지지대와, 냉각수가 유입되는 유입공이 형성되며 유입된 냉각수가 배출되는 다수개의 배출홈이 형성된 코어가 내장되고, 양끝단에는 각각 다수의 냉각수로가 형성된 가이드캡으로 밀폐된 임피더가 구비되되, 상기 지지대와 임피더의 사이에는 지지대와 임피더를 일체로 연결해주는 연결대가 구비되고, 상기 지지대의 내부에는 요홈이 형성되며, 상기 요홈에는 비드제거수단에 구비된 바이트에 절삭오일을 분사시켜주는 오일분사노즐이 설치되고, 상기 임피더의 타단에는 상기 오일분사노즐에 절삭오일을 공급시켜주는 오일공급관과, 냉각수를 공급시켜주는 냉각수공급관 및 공급된 냉각수를 배출시켜주는 냉각수배출관이 관통 연결되는 것을 특징으로 하는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치.
상기한 기술적 구성에 의한 본 발명은 상기 바이트를 상/하 양면으로 사용가능함은 물론 바이트에 절삭오일을 분사시켜줌으로써 바이트의 수명을 증대시키도록 한 것이다.
또한, 용접롤 중심에 근접한 인퍼더에 고온의 용접열이 직사되는 것을 차단하여주어 부하가 걸리는 것을 방지하도록 한 것이다.
그리고, 냉각수를 순환방식으로 공급시키고 배출시켜줌으로써 금속파이프의 내부에 물이 생겨 산화되는 것을 방지함은 물론 냉각수가 외부로 유출되지 않아 작업장을 깨끗하게 사용할 수 있도록 한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 금속파이프의 내면 비드 제거장치를 전체적으로 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 금속파이프의 내면 비드 제거장치를 전체적으로 나타낸 분리 단면도.
도 3은 도 1의 A-A 선 횡단면도.
도 4는 본 발명에 따른 제1비드제거수단을 계략적으로 나타낸 측단면도.
도 5는 본 발명에 따른 제2비드제거수단을 계략적으로 나타낸 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 제2비드제거수단의 각 바이트가 설치된 상태를 계략적으로 나타낸 평단면도.
도 7은 본 발명에 따른 제3비드제거수단을 계략적으로 나타낸 측단면도.
도 8은 본 발명에 따른 제3비드제거수단의 원 바이트가 설치된 상태를 계략적으로 나타낸 평단면도.
도 9는 도 1의 B-B 선 횡단면도.
도 10은 본 발명에 따른 임피더에 오일공급관 및 냉각수공급관 및 냉각수배출관이 연결된 상태에서 냉각수가 이동되는 것을 계략적으로 나타낸 측단면도.
도 11은 도 1의 C-C 선 횡단면도.
도 12는 본 발명에 따른 고열차폐커버가 설치된 상태를 나타낸 부분확대 측단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
먼저, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 금속파이프의 내면에 형성된 비드를 제거해주는 제1,제2,제3비드제거수단(110)(120)(130)과, 상기 비드제거수단을 지지해주며, 다수개의 롤러(101)가 장착된 지지대(200)가 구비된다.
여기서, 상기 지지대(200)의 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이 요홈(202)이 형성되며, 상기 요홈(202)에는 각 비드제거수단(110)(120)(130)에 구비된 각 바이트(111)(121)(131)에 절삭오일을 분사시켜주는 오일분사노즐(230)이 설치된다.
또한, 상기 오일분사노즐(230)의 일단은 상기 각 바이트(111)(121)(131)의 일측에 구비되며, 타단은 하기에 설명될 절삭오일을 공급해주는 오일공급관(400)에 연결된다.
한편, 상기 오일분사노즐(230)에서 유출되는 절삭오일은 원뿔 분사방식으로 제공됨이 바람직하다.
상기 제1비드제거수단(110)은 도 4에 도시된 바와 같이 금속파이프의 내면 비드를 제거해주는 링 바이트(111)가 구비되고, 상기 링 바이트가 고정되어 받쳐주는 바이트 홀더(112)가 구비된다.
또한, 상기 링 바이트(111)의 상/하부 각 외측에는 비드를 제거할 수 있도록 각각 절삭날(111a)이 형성되고, 중앙에는 제거되는 비드를 배출시키도록 홀(111b)이 형성된다.
이때, 상기 원 바이트(110)는 상/하부 각 외측에 절삭날을 형성시킨 것으로서, 어느 한 면의 절삭날이 마모되거나 파손되면 뒤집어 장착하여 양면으로 사용할 수 있으므로 사용 수명을 증대시키도록 한 것이다.
그리고, 상기 제2비드제거수단(120)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 금속용접파이프의 내면 비드를 제거해주는 사다리꼴 형상으로 이루어진 각 바이트(121)가 구비되고, 상기 각 바이트(121)가 고정되어 받쳐주는 바이트 홀더(122)가 구비된다.
또한, 상기 각 바이트(121)의 상/하 외측에는 양방향으로 교체하여 비드를 제거할 수 있도록 각각 절삭날(121a)이 형성되고, 중앙에는 바이트 홀더에 볼트 체결되도록 축 볼트(140)가 관통되는 통공(121b)이 형성된다.
또한, 상기 바이트 홀더(122)의 일측에는 상기 각 바이트(121)의 일부분이 삽입되어 볼트 체결되도록 키홈(122a)이 형성된다.
이때, 상기 각 바이트(120)는 상/하부 각 외측에 절삭날을 형성시킨 것으로서, 어느 한 면의 절삭날이 마모되거나 파손되면 뒤집어 장착하여 양면으로 사용할 수 있으므로 사용 수명을 증대시키도록 한 것이다.
그리고, 상기 제3비드제거수단(130)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 금속용접파이프의 내면 비드를 제거해주는 사다리꼴 형상으로 이루어진 원 바이트(131)가 구비되고, 상기 원 바이트(131)가 고정되어 받쳐주는 바이트 홀더(132)가 구비된다.
또한, 상기 원 바이트(131)의 일면 외측에는 비드를 제거할 수 있도록 절삭날(131a)이 형성되고, 중앙에는 바이트 홀더(132)에 볼트 체결되도록 축 볼트(140)가 관통되는 통공(131b)이 형성된다.
이때, 상기 원 바이트(121)에 형성된 통공(121b)의 내경과 축 볼트(140)의 외경의 틈새공차를 0.02mm~0.05mm 이내로 형성되고, 상기 원 바이트(121)와 바이트 홀더(122)의 사이 간격의 공차를 0.02mm~0.05mm 이내로 형성하여 원 바이트(121)가 내면 비드를 제거시 부하의 힘으로 자동으로 회전되는 것이다.
즉, 상기 원 바이트(110b)에 형성된 통공(111)의 내경과 축 볼트(130)의 외경의 틈새공차가 0.02mm 이하일 경우에는 원 바이트(110b)가 축 볼트(130)에 의해 바이트 홀더(120)에 장착된 상태에서 내면 비드를 제거시 부하가 걸려도 슬립 작동하지 못하고, 상기 틈새공차가 0.05mm 이상일 경우에는 내면 비드를 제거시 원 바이트(110b)가 흔들리게 되어 정밀성이 떨어짐은 물론 마모가 빨리 진행되기 때문에 상기 통공(111)의 내경과 축 볼트(121)의 외경의 틈새공차 및 원 바이트(110b) 바이트 홀더(120)의 사이 간격의 공차는 0.02mm~0.05mm 이내로 형성시킴이 바람직하다.
더하여, 상기 각 바이트(121)와 원 바이트(131)는 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이 금속파이프의 내면 비드를 제거시 제거되는 비드가 빠져나갈 수 있는 틈새(C)를 형성하도록 1~ 5°의 각도로 틀어진 상태로 구비된다.
또한, 상기 각 바이트(121)(131)에 체결되는 축 볼트(140)의 하단에는 축 볼트가 회전되는 것을 방지해주는 고정볼트(150)가 설치된다.
또한, 상기 각 바이트들(111)(121)(131)에 형성된 절삭날의 두께는 0.1mm ~ 0.5mm로 형성됨이 바람직하다.
그리고, 냉각수가 유입되는 유입공(311)이 형성되며 유입된 냉각수가 배출되는 다수개의 배출홈(312)이 형성된 코어(310)가 내장되고, 양끝단에는 각각 다수의 냉각수로(321)(331)가 형성된 가이드캡(320)(330)으로 밀폐된 임피더(300)가 구비된다.
아울러, 상기 임피더(300)의 타단에는 상기 오일분사노즐에 절삭오일을 공급시켜주는 오일공급관(500)과, 냉각수를 공급시켜주는 냉각수공급관(600) 및 공급된 냉각수를 배출시켜주는 냉각수배출관(700)이 관통 연결된다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 도 1 및 도 10에 도시된 바와 같이 상기 오일공급관(500)은 오일투입구(510)를 통하여 공급되는 절삭오일을 오일분사노즐(230)에 공급해주며, 상기 냉각수공급관(600)은 냉각수 투입구(610)를 통하여 공급되는 냉각수를 코어(310)에 형성된 유입공(311)으로 유입시키고, 상기 유입공(311)으로 유입된 냉각수는 임피더(300)의 일단에 밀폐된 가이드캡(320)에 형성된 다수의 냉각수로(321)를 통하여 상기 코어(310)에 형성된 배출홈(312)으로 이동되어 재차 임피더(300)의 타단에 밀폐된 가이드캡(330)에 형성된 다수의 냉각수로(331)를 통하여 냉각수배출관(700)으로 유입되어 마지막으로 냉각수 배출구(710)로 배출되는 것이다.
그리고, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 지지대(200)와 임피더(300)의 사이에는 지지대와 임피더를 일체로 연결해주는 연결대(400)가 구비된다.
이때, 상기 연결대(400)의 일측 끝단에는 지지대(200)의 축(201)이 삽입되어 고정되도록 홀(410)이 형성되되, 상기 홀(410)의 하단에는 바이트가 내면 비드를 제거시 바이트의 중심을 잡아주도록 키홈(420)이 형성된다.
한편, 상기 임피더(300)를 기준으로 각 양측에는 외부의 공기가 진입하는 것을 차단하도록 씰링부재(340)가 각각 구비됨이 바람직하다.
그리고, 도 12에 도시된 바와 같이 용접롤 센터에 근접하는 상기 임피더(300)의 일단 외측에는 고온의 용접열이 직사되는 것을 차단하여 임피더에 부하가 걸리는 것을 방지해주는 고열차폐커버(800)가 더 설치된다.
이때, 상기 고열차폐커버(800)는 격자형상으로 이루어져 측면에는 볼트 체결되도록 구멍(810)이 형성된다.
한편, 상기 고열차폐커버(800)의 재질은 합성수지에 1,000°의 고열에서도 견딜 수 있도록 특수 코팅됨이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명은 상기 원 바이트를 상/하 양면으로 사용할 수 있도록 하여 바이트의 수명을 증대시키도록 한 것이다.
또한, 비드를 제거하는 바이트에 절삭오일을 분사시켜줌으로써 바이트의 수명을 증대시키도록 한 것이다.
또한, 바이트를 자유회전방식으로 비드를 제거시켜줌으로 비드를 깔끔하게 제거해줌은 물론 바이트의 수명을 증대시킬 수 있도록 한 것이다.
그리고, 냉각수를 순환방식으로 공급시키고 배출시켜줌으로써 금속파이프의 내부에 물이 생겨 산화되는 것을 방지함은 물론 냉각수가 외부로 유출되지 않아 작업장을 깨끗하게 사용할 수 있도록 한 것이다
더하여, 용접롤 중심에 근접한 인퍼더에 고온의 용접열이 직사되는 것을 차단하여주어 부하가 걸리는 것을 방지하도록 한 것이다.
본 발명 금속용접파이프 내면 비드 제거장치의 기술적 사상은 실제로 동일결과를 반복 실시 가능한 것으로, 특히 이와 같은 본 발명을 실시함으로써 기술발전을 촉진하여 산업발전에 이바지할 수 있어 보호할 가치가 충분히 있다.
110 : 제1비드제거수단 111 : 링 바이트
120 : 제2비드제거수단 121 : 각 바이트
130 : 제3비드제거수단 131 : 원 바이트
140 : 축 볼트 150 : 고정볼트
200 : 지지대 210 : 롤러
220 : 요홈 230 : 오일분사노즐
300 : 임피더 310 : 코어
311 : 유입공 312 : 배출홈
320,330 : 가이드캡 340 : 씰링부재
400 : 연결대 410 : 홀
420 : 키홈 500 : 오일공급관
600 : 냉각수공급관 700 : 냉각수배출관

Claims (9)

  1. 금속파이프의 내면에 형성된 비드를 제거해주는 제1,제2,제3비드제거수단(110)(120)(130)과, 상기 비드제거수단을 지지해주며, 다수개의 롤러(210)가 장착된 지지대(200)와, 냉각수가 유입되는 유입공(311)이 형성되며 유입된 냉각수가 배출되는 다수개의 배출홈(312)이 형성된 코어(310)가 내장되고, 양끝단에는 각각 다수의 냉각수로(321)(331)가 형성된 가이드캡(320)(330)으로 밀폐된 임피더(300)가 구비되되,
    상기 지지대(200)의 내부에는 요홈(220)이 형성되며, 상기 요홈에는 각 비드제거수단에 구비된 바이트에 절삭오일을 분사시켜주는 오일분사노즐(230)이 설치되고,
    상기 지지대(200)와 임피더(300)의 사이에는 지지대와 임피더를 일체로 연결해주는 연결대(400)가 구비되며,
    상기 임피더(300)의 타단에는 상기 오일분사노즐에 절삭오일을 공급시켜주는 오일공급관(500)과, 냉각수를 공급시켜주는 냉각수공급관(600) 및 공급된 냉각수를 배출시켜주는 냉각수배출관(700)이 관통 연결되는 것을 특징으로 하는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1비드제거수단(110)은,
    금속파이프의 내면 비드를 제거해주는 링 바이트(111)가 구비되고, 상기 링 바이트가 고정되어 받쳐주는 바이트 홀더(112)가 구비되되,
    상기 링 바이트(111)의 상/하부 각 외측에는 비드를 제거할 수 있도록 각각 절삭날(111a)이 형성되고, 중앙에는 제거되는 비드를 배출시키도록 홀(111b)이 형성됨을 특징으로 하는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2비드제거수단(120)은,
    금속용접파이프의 내면 비드를 제거해주는 사다리꼴 형상으로 이루어진 각 바이트(121)가 구비되고, 상기 각 바이트(121)가 고정되어 받쳐주는 바이트 홀더(122)가 구비되되,
    상기 각 바이트(121)의 상/하부 각 외측에는 비드를 제거할 수 있도록 각각 절삭날(121a)이 형성되고, 중앙에는 바이트 홀더에 볼트 체결되도록 축 볼트(140)가 관통되는 통공(121b)이 형성되고,
    상기 바이트 홀더(122)의 일측에는 상기 각 바이트(121)의 일부분이 삽입되어 볼트 체결되도록 키홈(122a)이 형성됨을 특징으로 하는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제3비드제거수단(130)은,
    금속용접파이프의 내면 비드를 제거해주는 사다리꼴 형상으로 이루어진 원 바이트(131)가 구비되고, 상기 원 바이트(131)가 고정되어 받쳐주는 바이트 홀더(132)가 구비되되,
    상기 원 바이트(131)의 일면 외측에는 비드를 제거할 수 있도록 절삭날(131a)이 형성되고, 중앙에는 바이트 홀더(132)에 볼트 체결되도록 축 볼트(140)가 관통되는 통공(131b)이 형성됨을 특징으로 하는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 원 바이트(131)에 형성된 통공(131b)의 내경과 축 볼트(140)의 외경의 틈새공차를 0.02mm~0.05mm 이내로 형성되고, 상기 원 바이트(131)와 바이트 홀더(132)의 사이 간격의 공차를 0.02mm~0.05mm 이내로 형성하여 원 바이트(131)가 내면 비드를 제거시 부하의 힘으로 자동으로 회전되도록 한 것을 특징으로 하는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치.
  6. 제3항 또는 제5항에 있어서,
    상기 각 바이트(121)와 원 바이트(131)는 금속파이프의 내면 비드를 제거시 제거되는 비드가 빠져나갈 수 있는 틈새(C)를 형성하도록 1~ 5°의 각도로 틀어진 상태로 구비되고,
    상기 각 바이트(121)(131)에 체결되는 축 볼트(140)의 하단에는 축 볼트가 회전되는 것을 방지해주는 고정볼트(150)가 설치됨을 특징으로 하는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서,
    상기 각 바이트들(111)(121)(131)에 형성된 절삭날의 두께는 0.1mm ~ 0.5mm로 형성됨을 특징으로 하는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 연결대(400)의 일측 끝단에는 지지대(200)의 축(201)이 삽입되어 고정되도록 홀(410)이 형성되되, 상기 홀(410)의 하단에는 바이트가 내면 비드를 제거시 바이트의 중심을 잡아주도록 키홈(420)이 형성됨을 특징으로 하는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치.
  9. 제1항에 있어서,
    용접롤 센터에 근접하는 상기 임피더(300)의 일단 외측에는 고온의 용접열이 직사되는 것을 차단하여 임피더에 부하가 걸리는 것을 방지해주는 고열차폐커버(800)가 더 설치됨을 특징으로 하는 금속용접파이프 내면 비드 제거장치.
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