KR930000487B1 - 관내자주대차 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

관내자주대차

제1도는 본 발명의 관내자주대차의 일실시예를 일부 파단하여 도시한 도면.

제2a도 및 제2b도는 주행체확축기구에 의해 주행체가 확축하는 상태를 도시한 설명도.

제3도는 작업해야할 관의 내벽면에 주행체가 접근 이간하는 상태를 도시한 설명도.

제4도는 회전노즐기구의 다른 실시예를 도시한 도면.

제5도는 본 발명에 관한 자주대차의 공기압계의 일실시예를 도시한 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주형체 2 : 주행체확축기구

3 : 구행체구동장치 4 : 회전노즐기구

5 : 주행력전달기구 8 : 평행링크기구

9 : 대차기본몸체 43 : 노즐

81 : 제1링크 83 : 제2링크

본 발명은 배관계에 있어서의 관체내면의 세정, 도장 등의 관내 작업을 행하기 위한 관내자주대차(管內自走台車)에 관한 것이다. 석유탱커등의 하유관, 지중 또는 지상의 상·하수배관, 가스배관 등의 각종 배관계에 있어서의 관체내면의 세정, 도장등의 관내작업은 안전위생, 작업효율등의 점에서 관내에 대차를 주행시킴으로써 행하여지고 있다. 예컨대 세정작업의 경우, 세정스프레이장치를 탑재한 대차를 관내로 반입하여 관축방향으로 대차를 이동시키면서 세정작업이 행하여진다. 도장작업의 경우는 도료스프레이장치를 탑재한 대차를 사용하여 같은 요령으로 도정작업이 행하여진다.

그러나, 종래의 대차는 자주식이 아니기때문에, 대차를 이동시키는데는, 대차에 로우프를 설치하고, 로우프에 의해 견인할 필요가 있다. 따라서 종래의 대차를 사용하여 관내작업을 행하는데는 우선 작업자가 관내로 들어가 견인용 로우프를 관외로 작업자의 바로 옆까지 뻗어 건네는 작업을 하지 않으면 안된다. 이 때문에, 작업자가 관내로 들어가지 않는 배관계의 경우 일단 단위의 관체를 플랜지 접속부등에서 배관계에서 떼고, 계외에서 대차에 의한 관내작업을 실시하고, 작업종료후, 재차 그 관체를 배관계에 조립하지 않으면 안되고, 극히 번거롭고, 또한 대규모인 작업을 필요로 하는 결점이 있었다.

또, 종래의 대차는 세정용 대차의 경우 세정작업만을 행하고 도장용 대차의 경우 도장작업만을 행하는 전용대차이다. 이때문에 1개의 관에 대하여 세정과 세정후의 도장과 같이 다른 작업을 행하는 경우 작업내용마다 대차의 교체를 행하지 않으면 안된다. 이경우 세정작업의 완료후, 도장작업을 행하기전에 세정용 대차의 관외로의 반출, 관내로의 도장용 대차의 반입 견인용 로우프의 뻗어 건네기등의 작업이 필요로 되고 많은 시간과 노력을 제공해야 되는 문제가 있었다.

본 발명은 관내작업을 실시하기 전에 작업자가 관내에 들어가지 않아도, 관내작업을 행할 수 있는 자주식의 대차를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 작업내용이 변하여도 그 작업내용에 맞추어서 관내작업을 행할 수 있도록 하기위해, 구동원에 압축공기를 이용한 자주식의 대차를 제공하는 것을 또한 목적으로 한다.

본 발명의 자주식 대차는 대차기본몸체와 제1 및 제2링크의 양 기단부가 대차기본몸체에 회전자유롭게 설치되고 대차기본몸체의 축심에 대하여 대략 같은 각도간격으로 배설된 적어도 3조의 평행링크기구와, 평행링크기구의 링크선단부에 연결되고 작업해야할 관의 내벽면을 따라서 주행가능한 주행체와, 평행링크기구에 연결되고 주행체를 관의 내벽면에 접근이간시키는 주행체확축기구와, 대차기본몸체내에 배설된 주행체를 주행시키기 위한 주행체구동장치와 주행체구동장치의 구동력을 주행체에 전달하기 위한 주행력전달기구와, 대차기본몸체의 앞부분에 붙이고 떼기 가능하게 설치되고 노즐을 회전시키면서 작업해야 할 관의 내면에 대하여 스프레이할 수 있도록 한 회전노즐기구를 구비하고 있다.

이하, 본 발명의 관내자주대차에 대하여 첨부도면을 참조하면서 설명한다.

제1도 내지 제3도는 주행체(1)가 3조 배설된 자주식대차의 실시예를 도시하고 있고, 주행체(1) (1) (1)는 평행링크기구(8) (8) (8)를 통하여 대차기본몸체(9)에 연계되고, 주행체확축기구(2)에 의해 작업해야할 관(P)의 내벽면에 가압된 상태로 주행체구동장치(3) 및 주행력전달기구(5) (5) (5)의 작용에 의해 관의 내벽면에 따라서 주행한다. 주행시에는 회전노즐기구(4)의 회전축(47)과 대략 직교하는 방향으로 배설된 노즐(43)이 회전한다. 또, 주행체(1)는 필요에 따라서 4조 또는 그 이상으로 할 수도 있다.

또, 본 발명의 자주대차는 세정과 도장의 양 작업을 바꿀 수 있도록 하기위해, 동력원으로서 압축공기를 사용한다. 이것은 도장작업에서는 휘발성 용제를 사용하기 때문에 전기를 동력원으로서 사용하는 것은 폭발의 위험이 있어 바람직하지 못하기 때문이다.

평행링크기구(8)는, 대차기본몸체(9)와 주행체(1)를 연결하는 것이다. 평행링크기구(8)는 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이 동일 길이의 제1링크(81) 및 제2링크(83)를 한쌍으로 하여 구성된다. 제1링크(81)는 제1연접간(81a) (81a)을 소정의 간격을 가지고 대향 배설한 것이고, 기단은 대차기본몸체(9)에 설치된 주행력전달기구(5)의 회전축(55)에, 타단은 주행체(1)의 전부회전축(14)에 각각 회동 자유롭게 설치되어 있다. 제2링크(83)는 제1연접간(83a) (83a)을 소정의 간격을 가지고 대향 배설한 것이고, 기단은 주행력전달기구(5)의 회전축(55)에 타단은 주행체(1)의 후부회전축(15)에 각각 회동자유롭게 설치되어 있다. 평행링크기구(8)는 대차기본몸체(9)의 축심에 대하여 대략 120도의 각도간격으로 3조 배설되고, 주행체확축기구(2)에서의 힘 및 주행체구동장치(3)의 구동력은 이 평행링크기구(8)를 통하여 주행체(1)로 전달된다.

주행체(1)는 작업해야할 관의 내벽면을 따라서 관의 축방향으로 주행함으로써 대차를 이동시키는 것이다. 주행체(1)는 대략 동일형상의 2매의 틀판(11) (11)을 복수의 연결판(12)을 통하여 대향 배설하고, 틀판의 앞부 및 후부에 각각 제1 및 제2회전축(14) (15)을 끼우고 제1회전축(14)의 양단에 한쌍의 주풀리(16) (16), 제2회전축(15)의 양단에 한쌍의 주풀리(17) (17), 각 연결핀의 양단에 보조풀리(19) (19)가 회전가능하게 설치되어 있고, 이들 주풀리 및 보조풀리의 위에 벨트(18) (18)가 각각 무단형상으로 뻗어 설치되어 있다.

주행체확축기구(2)는 주행체(1)를 작업해야할 관의 내벽면에 접근이간시킴과 동시에 주행체(1)를 관의 내벽면에 공기압으로 가압할 수 있도록 한 것이다. 주행체확축기구(2)는, 대차기본몸체(9)의 후부에 고정된 에어실린더(25)와, 대차기본몸체(9)의 내부에 설치된 나사축(21)과, 이 나사축의 나사부에 나사맞춤한 암나사블록(22)과, 암나사블록(22)에 연결된 지지틀(23)과, 지지틀(23)속에 위치결정가능하게 설치되어서 주행체(1)에 연결된 지지간(24)으로 구성된다.

에어실린더(25)는 피스톤로드(26)가 대차기본몸체(9)의 내부로 향해서 출몰가능하게 설치되고 피스톤로드(26)의 선단부는 드러스트베어링(20b)에 끼워진다.

나사축(21)은 회전가능 또한 축방으로 소정거리만큼 이동가능하게 대차기본몸체(9)에 배설된다. 나사축(21)은 소경부와 대경부로 이루어지고, 나사부는 대경부에 형성된다. 나사부의 후단에는 플랜지(21a)를 돌출설치하고, 플랜지부의 단면을 드러스트베어링(20b)의 단면에 맞댈 수 있도록 되어 있다. 나사부의 후단에는 다시 연장로드(27)를 매설하고, 이 연장로드는 에어실린더(25)의 피스톤로드(26)속을 관통하여 선단부에 머리부(28)를 형성하고 있다. 나사축의 회전조작은 머리부(28)를 통하여 행하여진다. 나사축(21)의 소경부는 대차기본몸체(9)의 격벽(95)에 설치된 드러스트베어링(20a)에 끼워진다. 격벽(95)에는 나사축의 소경부가 통과할 수 있는 구멍이 설치되어 있다.

지지틀(23)속에는 지지간(24)이 미끄럼이동 가능하게 끼워져 있고, 지지틀(23)의 기부가 암나사블록(22)에 지지간(24)에 선단부가 평행링크기구(8)의 제2링크(83)의 대략 중앙부에 각각 피버트되어 있다. 지지틀 및 지지간에는 복수의 구멍(29)이 일정간격마다에 설치되고, 위치결정핀(도시하지 않음)을 구멍속에 끼워넣음으로써 지지간(24)의 돌출길이를 결정할 수가 있다.

주행체(1)가 수축상태에 있을 때에는 에어실린더(25)에는 공기를 통하게 하지 않기 때문에 제2a도에 도시한 바와 같이 나사축(21)의 플랜지부(21a)의 단면이 드러스트베어링(20b)에 맞닿아서 축지지된다. 주행체(1)가 신장상태에 있을때에는 에어실린더에 공기를 통하게 함으로써 제2b도에 도시한 바와 같이 나사축(21)의 대경부의 단부의 단면이 드러스트베어링(20a)의 단면과 맞닿아서 축지지된다.

주행체확축기구(2)의 작동은 다음과 같이 행한다. 우선, 3조의 주행체(1)의 주행면과 작업해야할 관의 내벽면과의 사이에 약간의 여유(예컨대 약 25mm)가 설치되도록 제1 및 제2링크(81) (83)의 경사각을 결정한다. 다음에 지지간(24)을 임시로 나오게 하여 상기 경사각의 근방에서 링크가 고정되도록 위치결정핀을 사용하여 지지간(24)을 지지틀(23)에 고정한다. 다음에 에어실린더(25)의 피스톤로드(26)를 작동시킨다. 이것에 의해, 나사축(21)은 대차기본몸체(9)의 전방으로 향하여 이동(예컨대 약 100mm)하고, 지지간(24)에 연계된 평행링크기구(8)의 경사각은 더욱 변화하고, 주행체(1)의 주행면과 작업해야 할 관의 내벽면이 접촉한다. 이 상태에서는 주행체(1)는 공기압의 작용에 의해 관의 내벽면에 강압하고 있다. 강압하는 힘의 강도는 나사축(21)을 회전시켜, 암나사블록을 이동시킴으로써 또한 조절할 수 있다.

주행체구동장치(3)는 작업해야할 관의 축방향으로 주행체(1)를 이동시키기 위한 것이다. 주행체구동장치는 출력축의 회전방향이 전환 가능한 2대의 에어모우터(31a) (31b)를 출력축의 회전방향을 서로 다른 방향으로 하여 대향시켜 대차기본몸체(9)의 내부에 배설한 것이다. 즉, 대향시켜 배설한 2대의 에어모우터는 제1의 에어모우터(31a)가 정회전할때는 제2의 에어모우터(31b)는 역회전하고, 제1의 에어모우터(31a)가 역회전할때는 제2의 에어모우터(31b)는 정회전하기때문에, 주행체(1)의 회전축(14) (15)은 함께 같은 방향으로 회전한다.

주행력전달기구(5)는 주행체구동장치(3)의 구동력을 제1벨트(57) 및 제2벨트(50)를 통하여 주행체(1)에 전달하도록 한 것이다. 주행력전달기구는 2대의 에어모우터(31a) (31b)의 각 출력축(32a) (32b)에 연계된다.

제1도 및 제3도를 참조하면 원통형의 대차기본몸체(9)의 원주방향으로 3등분된 위치에 있어서, 3개의 축지지축(53) (53) (53)이 대차기본몸체(9)의 내면에서 축심으로 향하여 돌출설치되어 있고, 각 축지지축의 선단부에는 각각 풀리(54) 및 베벨기어(52)를 끼우고 있다. 대차기본몸체(9)의 외측에는 각각의 축지지축(52)를 끼우고 있다. 대차기본몸체(9)의 외측에는 각각의 축지지축(53)과 평행으로 회전축(55)이 적당한 브래킷수단(55a)을 통하여 축지지되어 있고, 회전축(55)에는 상기 풀리(54)의 회전면과 동일 평면내의 위치에 풀리(56)가 끼워져 있다. 회전축(55) 및 상기 주행체(1)의 회전축(14)에는 각각 풀리(58) (59)가 끼워져 있다. 풀리(54, 56)에는 벨트(57)가 무단형상으로 뻗어 설치된다. 풀리(58, 59)에는 벨트(50)가 무단형상으로 뻗어 설치된다. 또, 에어모우터(31a) (31b)의 출력축(32a) (32b)에 각각 베벨기어(51a) (51b)가 끼워져 있고 베벨기어(51a) 또는 (51b)에 상술한 베벨기어(52)가 맞물린다. 그결과 에어모우터(31a)의 회전이 베벨기어(51a)에서 베벨기어(53)를 통하여 회전축(53)에 전달되고, 다음에 벨트(57)를 통하여 회전축(55)에 전달되고, 또한 벨트(50)를 통하여 주행체(1)의 앞부회전축(14)에 전달된다. 동일한 방식으로 에어모우터(31b)의 회전도 주행체(1)의 후부회전축(15)에 전달된다. 제1의 에어모우터(31a)가 정회전일 때는 제2의 에어모우터(31b)는 역회전이고, 양 모우터는 대향 배설되어 있기 때문에 회전축(14)과 (15)는 같은 방향으로 회전하여 주행체(1)는 전진시킨다. 양 에어모우터의 회전방향을 전환함으로써 주행체(1)는 후퇴한다.

회전노즐기구(4)는 관내면의 세정 또는 도장작업을 행하는 것이다. 제4도를 참조하여, 회전노즐기구(4)는 기대(41)에 노즐관 탑재대(42)를 배설비치하고 이 탑재대(42)에 축지지된 회전축(47)의 선단에서 노즐관(45)을 돌출설치하고, 노즐관(45)의 선단에는 노즐관과 직교하는 방향으로 노즐(43)을 설치하여 관내면으로 향하여 액을 분사할 수 있도록 되어 있다. 노즐관 탑재대(42)에는 에어모우터(44)가 설치되고, 이 모우터가 회전축(47)에 연계되어서 노즐관(45)이 회전구동한다. 노즐관(45)은 급액구금구(49)를 통하여 액공급원(도시하지 않음)에 접속된다. 기대(41)의 기부에는 플랜지(40)를 돌출설치하고, 볼트등의 연결수단을 통하여 대차기본몸체(9) 선단부에 돌출설치된 플랜지(93)에 붙이고 떼기 가능하게 설치된다. 이 실시예는 주로 도장작업에 적합하다.

세정작업의 경우, 세정효과를 높이기 위해 제1도에 도시한 바와 같이 노즐관의 개수를 증가시키는 것이 바람직하다. 제1도를 참조하면 대략 90도의 간격을 가지고 설치된 4개(단, 도면에서는 1개 생략하고 있다)의 노즐관(45)이 회전축(47)과 직교하는 평면내에서 회전가능하게 배설되어 있다.

또, 세정효과를 한층 높이고 싶을 경우 제1도에 도시한 바와 같이 노즐관 탑재대(42)를 기대(41)에 대하여 분리 가능하게 배설하고, 별개로 설치된 노즐왕복운동기구(6)에 의해 노즐관 탑재대(42)를 대차기본몸체(9)의 축방향으로 왕복운동시켜 에어모우터(44)에 의해 노즐(43)을 회전운동시키면서, 그위에 노즐(43)을 작업해야할 관의 전후방향으로 왕복운동시킬 수도 있다.

노즐왕복운동기구(6)의 회전축(64)은 주행력전달기구(5)의 회전축(55)과 평행으로 대차기본몸체(9)의 내부에서 축지지되고, 회전축(64)과 (55)과의 사이에는 벨트(61)가 무단형상으로 뻗어 설치된다. 또한, 에어실린더(65)를 기대(41)에 고정하고, 피스톤로드(66)의 선단부를 노즐관 탑재대(42)에 설치하고 노즐관 탑재대(42)를 축방향으로 가동하게 되어 있다. 회전축(64)에는 캠(62)이 끼워져 있고, 주행체구동장치(3)의 에어모우터(31a)의 회전구동력이 벨트(57) (61)를 통하여 회전축(64)에 전달되어서 캠이 회전한다. 캠의 회전에 의해, 기대(41)에 설치한 리미트스위치(63)에 일정주기로 맞닿고, 그 신호를 받아서 에어실린더(65)의 피스톤로드(66)가 출몰한다.

제5도에 본 발명에 관한 자주대차의 공기압회로의 일실시예를 도시하고 있다. 또, 이 실시예에서는 관내에서의 작업성을 고려하여, 1개의 에어배관으로 모두의 조작을 행하도록 되어 있으나, 복수의 에어배관에 의해 모우터 및 에어실린더를 개별로 구동 또는 제어할 수도 있는 것은 물론이다.

제5도를 참조하면, 에어의 공급을 필요로 하는 요소로서, 주행체확축기구(2)의 에어실린더(25)와, 주행체구동장치(3)의 에어모우터(31a) (31b)와, 회전노즐기구(4)의 에어모우터(44)와, 노즐왕복운동기구(6)의 에어실린더(65)를 도시하고 있다. 또, 5포오트리미트스위치(112)에 연계되어 에어모우터(31a) (31b)의 회전을 전환하기 위한 에어실린더(106)와, 이 에어실린더(106)의 동작을 콘트롤하는 에어실린더(100)에 대하여도 에어가 공급된다. 에어실린더(100)는 압축스프링(101)을 내장하고 있고, 에어가 공급되면 스프링힘에 저항하여 피스톤로드(102)가 돌출설치되고, 십자캠(103)을 바꾼다.

에어실린더(106)는 2포오트리미트스위치(108) (110)가 연계되고, 이들 리미트스위치는 십자캠(103)에 연계된 캠(104)의 회전에 의해 온, 오프가 전환된다.

다음에 주행체(1)의 전진, 후퇴의 전환에 대하여 설명한다. 예컨대 회로내에 에어를 공급했을때 모우터(31a)가 정회전 모우터(31b)가 역회전일때, 주행체(1)는 전진한다. 에어의 공급을 정지하면, 모우터(31a) (31b)는 정지하고, 에어실린더(100)의 피스톤로드(102)는 압축스프링(101)의 작용에 의해 후퇴한다. 다음에 에어를 공급하면 에어실린더(100)의 피스톤로드(102)는 돌출하고, 십자캠(103)을 90도 회전시킨다. 이 십자캠의 회전은 캠(104)에 전달하고 각 리미트스위치(108) (110)의 온, 오프가 전환되어 에어실린더(106)를 통하여, 또한 리미트스위치(112)의 온, 오프가 전환된다. 이것에 의해 모우터(31a) (31b)의 회전방향이 각각 전환되고 모우터(31a)는 역회전, 모우터(31b)는 정회전으로 되고, 주행체(1)는 후퇴한다.

상기 자주대차를 사용해서 관내의 작업을 행하는데는 우선 관내자주대차를 관내에 넣고, 나사축(21) 및 지지간(24)을 조작하고, 또한 에어실린더(25)를 작동시킴으로써 제3도에 도시한 바와 같이 관내면에 각 주행체(1)의 주행면을 밀어서 대차기본몸체 (9)를 관내의 공간에 고정한다. 다음에 에어모우터(31a) (31b)을 회전구동시켜서 자주대차를 전진 또는 후퇴 이동시킨다. 대차의 주행시에 회전노즐기구(4)의 노즐관(45)을 회전시켜 이 관의 선단부에 설치한 노즐(43)에서 액을 관의 내면에 내뿜을 수가 있다. 노즐왕복운동기구(6)를 동시에 작동시키면, 노즐의 전후운동에 의해 관의 내면에 반복하여 액을 내뿜을 수가 있다.

또, 제3도에 도시한 바와 같이 대차기본몸체(9)의 외주에 설치대(91)를 설치하고, 이 설치대(91)에 예컨대 텔레비젼 카메라를 설치하면 관내의 상황을 관찰하면서 소정의 관내작업을 행할 수가 있다.

또, 작업해야할 관체가 지관을 가지고 있는 경우, 그 지관의 개구부로 자주 대차의 주행에 방해될 염려가 있다. 그래서, 주행체(1)의 각각에 장척의 활주보조판(7)을 설치하여 두면 안정된 주행을 행하게 할 수 있다.

본 발명의 관내자주대차에 의하면 배관내를 자주시키면서 관내의 세정 또는 도장등의 작업을 실시할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 견인용 로우프를 사용하여 주행대차를 이동시키는 작업, 및 견인의 절차를 행하기위해 배관내에 견인로우프를 뻗어 건내주는 작업이 불필요하게 된다. 그위에 작업자가 들어갈 수 없는 배관이라도, 배관계에서 관체를 떼는 일없이 소정의 관내작업을 행할 수가 있다. 주행체는 확축기구에 의해 방사형상으로 이동할 수 있고, 작업해야 할 관의 내면에 접근이간할 수 있기 때문에, 관지름이 다른 여러가지의 관체의 관내작업을 사용할 수 있다.

또, 주행체의 주행면은 공기압에 의해 관내면에 가압되어 있기때문에 소위 쿠션작용을 구비하고 있다. 따라서 불착물등때문에 관의 내경치수가 국부적으로 작아진 곳이라도 에어실린더(25)의 공기압에 저항하여 나사축(21)이 후방으로 향하여 이동해서 주행체(1)의 주행면의 직경 치수도 작아지기 때문에, 관내주행의 안정성에 극히 뛰어나 있다.

회전노즐기구는 대차기본몸체에 대하여 붙이고 떼기 가능하게 배설하고 있기 때문에 회전노즐기구를 바꾸는 것만으로 세정, 도장등의 관내작업을 적당히 선택하여 행할 수 있다.

자주대차의 주행의 구동원으로서 공기를 사용하고 있어 휘발성 용제를 사용하는 관내작업에도 폭발의 위험이 없고, 높은 안정성을 확보할 수 있다.

Claims (2)

1. 배관계에 있어서 관체 내면의 세정, 도장등의 작업용에 사용되는 자주식대차이고 대차기본몸체와, 기단부가 대차기본몸체에 회동자유롭게 설치된 제1 및 제2의 링크로부터 구성되고, 대차기본몸체의 축심에 대하여 대략 같은 각도 간격으로 배설된 적어도 3조의 평행링크기구와, 평행링크기구의 제1 및 제2링크의 선단부에 연결되고, 작업해야할 관의 내벽면을 따라서 주행가능한 적어도 3조의 주행체와, 평행링크기구에 연결되고, 주행체를 관의 내벽면에 접근이간시키기 위한 주행체확축기구와, 대차기본몸체내에 배설되고, 주행체를 주행시키기 위한 구동력을 제공하는 주행체구동장치와, 주행체구동장치의 구동력을 각 주행체에 전달하기 위해 설치된 적어도 3조의 주행력전달기구와, 대차기본몸체의 앞부분에 붙이고 떼기 가능하게 설치되고 관내면에 대하여 노즐을 회전시키면서 스프레이할 수 있도록 한 회전노즐기구로부터 구성되는 것을 특징으로 하는 관내자주대차.
2. 제1항에 있어서, 노즐을 대차기본몸체의 축방향으로 왕복운동시키기 위한 노즐왕복운동기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 관내자주대차.

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