KR910007173B1 - 전기용접되는 유니온의 용접시간 제어방법 및 장치 - Google Patents

전기용접되는 유니온의 용접시간 제어방법 및 장치 Download PDF

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KR910007173B1
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에스. 에이. 엠. 이노베비션 제네랄
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Abstract

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Description

전기용접되는 유니온의 용접시간 제어방법 및 장치
제1도는 슬리이브(sleeve)로 2개의 동축(同軸)의 튜브들을 결합하는 본 발명의 한 실시예의 단면도.
제2도는 주도관에서 분기시키는 튜브를 연결하는 본 발명의 다른 한 실시예의 단면도.
제2a도는 제2도의 선 Ⅱ-Ⅱ 방향의 단면도.
제3도는 본 발명의 방법을 실현하는 용접 제어 회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 슬리이브(sleeve) 2 : 튜브
3 : 코일 4 : 마이크로스위치
5 : 요홈부 6 : 마이크로 단자
13 : 구멍 22 : 전원
22 : 도선 23 : 릴레이(relay)
24 : 푸쉬 버튼
[산업상 이용 분야]
본 발명은 플라스틱 재료 튜부에 전기 용접되는 유니온의 연결에 관한 것이다. 본 발명은 특히 유니온 연결에 있어서 튜브의 직경에 대한 최적의 용접 시간을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
본원 명세서중 "유니온"이라함은, 튜브들을 그 말단부에서 연장시키기 위한 연결구 및 어떤 한 튜브를 횡방향으로 분기시키거나 특정갯수의 요소들이 결합되는 어떤 다른 설비에 설치하는데 적합하게 할 목적으로 사용되는 연결구를 의미한다.
예시의 명확성을 기하기위하여 전술된 특별한 종류의 슬리브의 경우를 참고하여 후술하겠지만, 그것은 본 발명의 기술을 예시하기 위한 일례에 불과하다는 것을 이해할 것이다.
[종래 기술]
2개의 플라스틱 튜브를 결합하는 경우, 같은 재료의 슬리브를 이용하여 2개의 튜브를 삽입한다. 즉, 그 슬리브가 유니온으로서 작용하며, 그 슬리브의 내면영역에는 가열용 코일이 매립되어있고, 그 코일 단부는 전류에 의해 여기(勵起)된다.
그 코일에 전류가 공급되면, 전류에 의해 발생한 열에 의해서 튜브의 표면 영역 및 튜브가 삽입되는 슬리브의 내표면 영역의 재료가 용융된다. 그 두 영역에는 대단히 큰 열팽창이 발생하므로 용융 표면은 더욱 밀접하게 접촉하여 냉각후에 견고한 폐색부를 이루게 된다.
[본원 발명이 해결하고자 하는 문제점]
그러나, 이 간단한 방법은 제어상 곤란한 문제점이 있다. 이는, 튜브와 유니온과의 폐색부가 점진적 현상에 의해 이루어지기 때문에 이 현상을 온도와 용융 재료의 양(量)이라고 하는 2가지 물리적 기준에 의해 조사할 수 있어도 외부로부터 눈으로 볼수는 없기 때문이다.
실제, 전원과 용접원이 연결되면 코일에 흐르는 전류는 다음과 같은 일련의 결과를 가져온다.
- 나선형 코일이 슬리브 재료내에 매립되어 있기 때문에, 전류에 의해 발생되는 열이 그 코일주변의 재료를 가열하여 그 표면까지 점점 용융시키고, 이어서 용융 재료가 튜브의 외표면에 접촉하여 튜브에 압력을 가하게 되고, 이 압력이 상승한다.
- 그 다음에 튜브 재료가 용융되어 튜브와 슬리브가 가압된 상태에서 용접되개 된다.
- 이 시점에서 전류가 차단되지 않으면 용융 재료의 열팽창에 의해 용접 지역에서 압력이 더욱 증가하는 바, 이는 재료의 손실을 막고, 용접 압력을 발생시키기 위하여 코일의 양측방 지역을 저온으로 유지하기 때문이다.
그러므로, 재료의 온도 또는 양을 체크하면, 그 값들중 하나가 소정치에 도달한 순간에 전류를 차단시킬 수 있으며, 따라서 확실한 용접이 보장된다. 최적의 전류 흐름 시간은 팽창압이 일정하면 슬리브의 직경과 함수 관계에 있게 된다.
그러므로, 이들 유니온의 용접 시간을 보장하기 위한 자동 제어 방법 및 장치가 필요한바, 본 발명은 이 방법 및 장치를 제공한다.
[문제점을 해결하기 위한 수단]
본 발명에 다라, 상호 접촉하는 부재의 일방에 제공된 요홈부내로 가열된 재료를 팽창시키고, 상기 요홈부내에 설치된 감지기에 의해 팽창재료의 특성 변화를 검출하여 가열용 코일의 전류 공급을 차단하는 신호를 출력한다. 이를 실행하기 위하여, 본 발명의 제1실시태양에 의하면 용융 재료 자체가 전기 기계적 또는 전자적 구성 요소와 접촉한다.
본 발명의 제2실시태양에 의하면, 변수로서 선택되는 것은 온도로서, 온도가 소기의 연화점 또는 용융점에 해당하는 값에 도달하면, 열 감지기로부터의 신호로 전원을 차단하거나 또는 열에 민감한 부분의 용융에 의한 차단을 수행함으로써 전류를 차단한다.
본 발명의 제3실시태양에 의하면, 재료의 밀도 또는 경도 변화를 감지하여 재료의 연화시에 전기 기계적 또는 전자적 구성 요소가 작용됨으로써 전류를 차단하는바, 요컨대, 전원 연결용 소자를 지지하는 재료가 연화되는 경우 그 소자가 연화된 재료내로 몰입됨으로써 연결이 끊어지게되어 전류공급이 차단될수 있다.
본 발명의 범위내에서 여러가지 다른 종류, 즉, 재료의 연화에 관한 특성 변화를 검출·이용하여 용접 전류 차단 시스템에 전달하는 것도 가능하다.
다시말해서, 본 발명은, 전기용접되는 슬리브의 용접시간 제어에 관한 것으로, 용융되는 플라스틱 재료의 특성 변화를 이용하여 이들 특성중 1개가 최적점에 도달한 시점에서 전기 기계적 또는 전자적 구성 요소에 작용되는 전류를 끊는 것이다.
본 발명의 제1실시태양을 달성하기 위한 방법에 있어서는, 용융 재료가 슬리브벽의 반경 방향 요홈부에 유입하는 것을 이용한다. 용접시에는, 슬리브 내부 지역으로부터의 용융 재료가 이 요홈부에 도입하여 슬리브 외면에 도달한다. 이 알려진 현상을 이용하여 요홈부 속에 "코르크"를 배치함으로써 시각적으로 조작 제어하는 시도가 있었으나, 이러한 시스템은 진정한 제어라고 하기에는 너무나도 부족한 것이다.
본 발명에 의하면, 이 요홈부 입구에 마이크로 접점을 배치하여 용해 재료 요홈부를 채운후 마이크로 접점과 접촉한대에 접점이 작용하도록 구성함으로써 정확한 제어를 성취할 수 있도록 한 것이다.
본 발명은, 슬리브벽내에서 코일에 인접하게 반경 방향 요홈부를 형성하고, 용융재료가 이 요홈부에 유입하여 슬리브 외면에 도달하고, 요홈부 입구에 인접하게 배치된 전기 기계적 또는 전자적 요소에 접촉해서 그 접촉 시점에 전류가 차단되도록 작용하는 용접시간 제어 장치에 관한 것이다.
물론, 정확히 용접 최적 시점에서 용해 재료가 유입하여 제어소자에 접촉해서 전류를 차단하도록 요홈부 직경을 슬리브의 치수와 관련하여 선택하지 않으면 안된다.
[실시예]
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시태양을 다시 설명한다.
제1도는 본 발명이 2개의 동축(同軸) 튜브를 슬리브로 접속할때에 이용된 예를 보여주는 것으로서, 슬리브(1)는 폴리에틸렌 등의 열가소성 재료로 이루어지고, 그 내경은 튜브(2)의 외경보다 약간 크다. 2개의 튜브(2,2')를 거의 대칭으로 슬리브(1)내에 삽입하고, 튜브(2,2')의 단부를 슬리브(1)내의 코일(3,3') 매립 영역 내측에서 대향시킨다. 코일(3,3')은 단자(6,6')에 접속하고, 단자(6,6')는 제4도에 도시된 바와 같이 전원에 연결되어 있다.
본 발명에 의하면, 2개의 코일(3,3')의 전원회로는, 제4도에 도시된 바와 같이, 조작에 의해 일단 폐쇄된후 용접 완료시점에서 자동적으로 차단된다. 이는, 슬리브(1)벽의 코일(3,3')이 매립된 영역 부근에서 단자(6,6')에 인접하게 배치된 요홈부(5,5')의 입구에 위치한 2개의 마이크로 접점(4,4')에 의해 지령되는 제어 회로에 의해서 실행된다.
전술한 바와 같은 용융 팽창의 진행중에, 슬리브(1)의 용융된 재료가 팽창압의 작용에 의해 각각의 요홈부(5,5')내에서 수위가 상승하여 각각의 마이크로 접점(4,4')에 압력을 가하여 각각의 마이크로 접점(4,4')이 코일로 흐르는 작동·전류를 차단하여 용접 작업을 중지시킨다.
제2도 및 제3도는 본 발명이 주도관에 분기용 튜브가 접속되는 경우에 이용되는 예를 도시한 것이다. 즉, 제1도의 예에 있어서 2개의 동축 튜브의 슬리브 대신에 분기용 튜브(11)의 전부 또는 일부를 덮는 새들(saddle : 10)로 용접이 수행된다.
새들(10)는 튜브(12)를 가지고 있고, 이 내측에 나사가 형성되어 있어, 도시되지 않은 나사가 형성된 송긋을 이용하여, 튜브(12)에 대향하는 튜브(11)의 벽에 구멍(13)을 형성할 수 있다.
새들(10)은 그것의 만곡부에 합치되게 만곡된 코일(14)을 가지고 있고, 단자(15,15')에 접속된 회로에 의해 전력 공급된다. 마이크로 접점(16,16')은 제1도에 요홈부(5,5')에 배치된 마이크로 접점(4,4')과 같은 형태로 요홈부(17,17')에 배치된다.
실시 방법의 순서도 제1도의 경우와 마찬가지로서, 새들 재료와 튜브 재료가 소기의 용융을 야기시키는 즉시 용융 재료가 요홈부(17,17')에 흘러들어가 마이크로 접점(16,16')을 작동시켜 코일(14)에 인가되는 전류를 차단하고 용접을 종료한다.
물론, 상기 2개의 실시예외에 특히 용융 재료의 온도를 이용한 여러 가지 변형예가 가능하다.
제4도는 전술한 바와 같은 전기 설비의 개략도이다. 저 전압 전원(20)으로부터 도선(25,22)이 용접 코일의 단자(6,6',15,15')에 접속되어 있다. 도선(22)에는 릴레이(23)를 구비한 제어 시스템이 연결되며, 초기에는 수동으로 제어하고, 차단은 마이크로 접점(4,4',16,16')에 의해서 실행된다. 수동 제어는 푸쉬 버튼(24)에 의한다. 슬리브(1)의 또는 새들(10)의 요홈부(5,5',17,17')내의 용융 재료압에 반응하는 감지기가 차단을 제어한다.
본 발명의 요지의 범위내에서의 변형예로서는 예를 들면 이들 감지기를 온도 감지형으로 하여 온도 변화만을 이용해서 제어회로에 명령을 하여도 좋고, 또, 각각의 슬리브(새들)에 2개의 요홈부가 있기 때문에 그들중 일방을 온도 감지형으로, 타방을 양(量)감지형으로 하여도 좋다.
제1도 및 제2도에 있어서, 슬리브(1) 및 새들(10)의 영역 "s"는 용접 영역을, 영역 "f"는 냉각 영역을 표시하며, 이 때문에 용융된 재료가 측방으로 빠져나가 압력 형성을 방해하는 것을 방지한다.
[발명의 효과]
이상으로부터 명확한 바와 같이, 본 발명에 의하면 일방의 부재에 형성된 요홈부가 감지기를 설치하여 팽창된 재료의 특성 변화를 검출하므로 실제로 용접이 진행하고 있는 상태를 포착할수 있고, 따라서, 현실적으로 견고한 용접이 완료된 최적 시점에 정확히 전류 공급을 차단할 수 있으므로 제어 정밀도가 대폭적으로 향상될 수 있다라고 하는 탁월한 효과를 발휘한다.

Claims (9)

  1. 열가소성 절연재료로 이루어진 2개의 부재=표면들을 상호 접촉시키고, 접촉면의 일부의 용접지역에 설치된 코일에 전류를 통전시킴으로써 코일이 설치된 부분의 재료를 가열시킴과 아울러 용접 지역에 인접한 부분의 접촉면 재료는 가열되지 않은 저온 상태로 유지하고, 상기 부재중 일방에 미리 형성된 요홈부내로 가열된 용접 지역 재료를 팽창시키고, 상기 요홈부내에 설치된 감지기로 팽창된 재료의 물리적 특성 변화를 검출하여 상기 코일로의 전류 공급을 차단하는 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 용접시간 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 검출되는 특성 변화가 용융 재료의 양(量) 변화이고, 요홈부내에서 팽창된 재료가 요홈부내에 배치된 마이크로 단자에 작용하는 것을 특징으로 하는 용접시간 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 검출되는 특성 변화가 온도 변화이고, 용접 지역의 열이 요홈부 내측에 배치된 열감지기에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 용접시간 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 검출되는 특성 변화가 재료의 밀도 또는 경도 변화이고, 요홈부내에서 재료의 연화도가 정보로서 이용되는 것을 특징으로 하는 용접시간 제어방법.
  5. 상호 접촉면을 가지는 2개의 열가소성 절연 재료로 이루어진 2개의 부재의 접촉면의 일부에 용접 지역을 형성하고 그 용접 지역에 인접한 부분의 접촉면은 저온으로 유지하도록 상기 부재중 일방의 부재의 상기 접촉면 일부의 상기 용접 지역에 설치되는 가열용 코일 및, 상기 일방의 부재에 가열된 용접 지역의 재료가 팽창될 수 있도록 형성된 요홈부내에 설치되어 상기 요홈부내에서 팽창되는 재료의 특성 변화를 검출하여 상기 코일로의 전류의 공급을 차단하는 신호를 출력하는 감지기로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기 용접되는 유니온의 용접시간 제어방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 감지기는 요홈부의 입구에 배치되어 팽창 재료에 의해 작용되는 마이크로 단자이고, 이용되는 특성 변화가 재료의 양(量)변화인 것을 특징으로 하는 용접시간 제어방법.
  7. 제5항에 있어서, 감지기가 요홈부의 내부에 배치된 열 감지기이고, 이용되는 특성 변화가 재료의 온도 변화인 것을 특징으로 하는 용접시간 제어장치.
  8. 제5항에 있어서, 감지기가 재료의 연화도를 감지하는 소자이며, 이용되는 특성 변화가 밀도 또는 경도 변화인 것을 특징으로 하는 용접시간 제어장치.
  9. 제6항에 있어서. 릴레이를 취부한 회로에 의해서 코일에 전류가 공급되며, 상기 릴레이가 수동으로 시동되며, 용접 종료를 표시하는 특성 변화를 검출하는 감지기에 의한 지령에 따라 상기 릴레이가 차단되는 것을 특징으로 하는 용접시간 제어장치.
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