KR930001525B1 - 내마모성 파이프 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내마모성 파이프 및 그 제조방법

제1도는 본 발명의 내마모성 파이프의 일부를 절단한 측단면도.

제2도는 세라믹 플레이트 밴드(ceramic plate band)가 제1도의 파이프에 통합되는 것을 나타내는 확대된 사시도.

제3도는 제2도의 밴드를 파이프체에 삽입하는 방법을 나타내는 확대된 사시도.

제4도는 제1도의 파이프 단부에 보충하여 통합되는 세라막 스트립(strip)을 나타내는 확대된 평면도.

제5도는 제2도의 밴드를 파이프체에 삽입하는 다른 방법을 나타내는 것으로, 파이프의 측단면도.

제6도는 본 발명의 내마모성 파이프를 세로로 절단한 측면도.

제7도는 제6도의 파이프 중간에 보충하여 통합되는 세라믹 스트립을 나타내는 확대된 평면도.

제8도는 변형된 주 세라믹 플레이트 밴드를 나타내는 사시도.

제9도는 변형된 다른 주 세라믹 플레이트 밴드를 나타내는 평면도.

제10도는 제9도의 X-X선 상의 단면도.

제11도는 제9도의 변형된 밴드를 통합하는 내마모성 파이프의 부분을 나타내는 횡단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 파이프체 2 : 세라믹 플레이트

3 : 내마모성 라이닝(linging) 4 : 접착테이프

5 : 나선형 밴드 6 : 돌출부

7 : 오목부 8 : 열경화성 접착층

9 : 맨드릴(mandrel) 10 : 보충하는 중간 스트립

11 : 구멍 12 : 와이어(wire)

13 : 홈 14 : 벨트

본 발명은 내부에 라이닝이 있는 파이프, 특히 내부에 내마모성 라이닝이 있는 파이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상 고체를 함유하는 액체 또는 입자, 분말이 있는 공기를 수송하는데 사용되는 파이프는 그 내벽면이 고속으로 움직이는 고체와 계속 접촉 또는 충돌하기 때문에 마모되기 쉽다.

물리적으로 가장 강하다고 알려진 인발강 파이프도 장기간 동안 고체를 함유하는 액체를 수송하기에는 충분한 내마모성을 제공하지 못한다.

더욱이 인발강 파이프로 내벽면 전체를 표면처리하여 경화하는 것은 경제적 및 기술적으로 실행이 불가능하다.

내마모성이 우수하다고 알려진 세라믹 재료로 만들어진 파이프를 사용하는 것이 있을 법하다.

그러나 이러한 생각은 성형상의 어려움과 고가의 제조 비용 때문에 또한 실현 불가능하다.

내부가 모르타르로 라이닝 된 주철 파이프는 이미 알려져 있다.

원래 파이프의 침식을 방지하기 위한 모르타르 라이닝은 파이프가 마모되는 것을 어느 정도 방지한다.

그러나 세라믹 재료 보다는 내마모성이 낮기 때문에 장기간 사용하는 데에는 적합하지 못하다.

본 발명의 목적은 세라믹 플레이트를 이용하여 제조하기 용이하고 내마모성이 우수한 파이프를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 내마모성 파이프는 오픈된 한쌍의 끝과 내벽면이 있는 파이프체 및 이에 부착되어 파이프체의 내벽면을 커버하는 내마모성 라이닝으로 구성되어 있고, 라이닝은 매 주위마다 파이프체의 축방향으로 서로 밀접하도록 나선형으로 배치된 다수의 세라믹 플레이트로 구성되어 있다.

또한 본 발명은 오픈된 한쌍의 끝과 내벽면이 있는 파이프체 및 이에 고정되어 파이프체의 내벽면 전체를 커버하는 내마모성 라이닝으로 구성된 내마모성 파이프를 제조하는 방법에 있어서, 세로로 배열된 주 세라믹 플레이트의 최소한 하나의 자기지지(self-retaining)밴드를 제조하고, 밴드를 파이프체의 오픈된 한끝을 통해 나선형 패턴으로 파이프체에 삽입하여, 나선형 패턴의 밴드를 파이프체의 내벽면에 고정시키는 단계로 구성된 방법을 제공한다.

이와같은 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면의 제1도를 참조로하여 본 발명에 따른 내마모성 파이프는 파이프체(1) 및 파이프체의 내벽에 있는 원통모양의 내마모성 라이닝(3)으로 구성되어 있다.

설명된 실시예에 따르면 파이프체(1)는 강과같은 금속으로 되어있다.

라이닝(3)은 세라믹, 바람직하기로는 소결 알루미나로 되어있고, 이하 설명되는 바와같이 예를들면 열경화성 수지접착 테이프의 층(8)으로서 파이프체(1)의 내벽에 부착된다.

더욱 구체적으로 설명하면, 내마모성 라이닝(3)은 주 세라믹 플레이트(2)의 나선형 밴드(5)와 보조 세라믹 플레이트(2')의 한쌍의 보충하는 말단 스트립(5a)으로 구성되어 있다.

주 세라믹 플레이트 밴드(5)는 밴드의 전 길이에 걸쳐 일정한 넓이를 갖는다.

각각의 보충하는 말단 스트림(5a)은 제4도에서와 같이 삼각형이고, 파이프체(1)의 상응하는 오픈된 끝에 위치해 있다.

그러므로 원통형의 라이닝(3)의 양끝단면은 파이프체(1)의 각각의 끝단면과 같은 높이로 되어있다.

제1도에서 분명히 나타나 있듯이 주 및 보조 세라믹 플레이트(2), (2')는 매주위마다 파이프체(1)의 축방향으로 서로 밀접하게 접촉되어 파이프체(1)의 내벽면은 라이닝(3)에 의해 전부 커버된다.

밴드(5)는 파이프체(1)에 나선형으로 삽입되기 전 제2도에서 나타난 바와같이, 일렬로 배치된 주 세라믹 플레이트(2)가 접착된 테이프(4)를 포함한다.

테이프(4)는 비교적 높은 장력강도를 가진 종이로 되어있다.

테이프(4)는 밴드(5)를 파이프체(1)에 삽입한 후 제거되든지 씻겨 버려지므로 녹말과 같이 비교적 부착력이 약한 접착제가 테이프(4)에 바람직하게 사용된다.

각각의 주 세라믹 플레이트(2)는 일반적으로 직사각형이고, 바람직하기로는 정사각형이며, 밴드(5)를 횡단하는 한쪽에는 돌출부(6)가 있고 다른쪽에는 오목부(7)가 있다.

한 주 세라믹 플레이트(2)의 돌출부(6)는 인접한 주 세라믹 플레이트(2)의 오목부(7)와 맞물려서 테이프(4)의 횡방향쪽 세라믹 플레이트가 서로 이탈되는 것을 방지한다.

이런 방법으로 모든 주 세라믹 플레이트(2)는 테이프(4)에 용이하게 정확히 배치될 수 있다.

나선형 밴드(5)의 한 루프당 주 세라믹 플레이트(2)의 수가 많은 경우 제2도에서 나타난 바와같이 각 플레이트(2)를 편평하게 할 수 있고, 그리고 대안으로는 주 세라믹 플레이트(2)를 파이프체(1)의 내벽의 곡율에 대응하는 곡율로 만곡되게 하여 플레이트(2)가 파이프체(1)의 내벽에 더욱 밀접하고 안정되게 고정시킬 수 있다.

제조에 있어서, 열경화성 수지 접척제(제1도)의 층(8)이 파이프체(1)의 내벽상에 처음으로 형성된다.

그 다음 첫번째 루프가 주 세라믹 플레이트 밴드(5)로부터 형성되고 오픈된 한끝(1a)을 통해 파이프체(1)에 삽입된다.

밴드(5)의 첫번째 루프에 이어진 두번째 루프가 형성되고 파이프체(1)에 삽입되어 첫번째 루프가 파이프체 안으로 축방향으로 더욱 들어간다.

첫번째 루프가 파이프체(1)의 오프된 다른끝(1a)에 이를때까지 같은 작업이 되풀이 된다.

상기와 같이 밴드(5)가 삽입되면 나선형 밴드(5)의 각 루프가 인접한 루프에 대해 축방향으로 압착되므로 파이프체(1)의 축방향으로 주 세라믹 플레이트(2)가 밀접하게 된다.

밴드(5)는 파이프체(1)로 삽입되면서 파이프체(1)의 주의의 주 세라믹 플레이트(사이에 밴드(5)의 세로 방향으로) 밀접하고 접촉될 뿐 아니라 파이프체(1)의 내벽과 밴드(5)를 밀접하게 하기 때문에 세로방향으로 압착된다.

더욱이, 계속적인 밴드(5)의 상응은 루프의 수 및 직경에 관계없이 연속적인 루프의 형성을 이루게 함으로써 다양한 길이 및 직경을 가진 파이프체 또는 길이에 따라 직경이 변하는 파이프체를 완전히 라이닝하는 것을 가능하게 한다.

라이닝 삽입 작업의 마지막 단계로서, 스트립(5a)의 넓이가 넓은 끝이 나선형 밴드(5)의 처음 또는 마지막 끝과 접촉하도록 각 보충하는 말단 스트립(5a)(제4도) 이 파이프체(1)의 상응하는 오픈된 끝(1a)에 놓여진다.

이러한 삼각형의 스트립(5a)은 제2도에서 나타난 것과 비슷한 세라믹 플레이트 밴드의 길이를 절단하여 얻어질 수 있다.

상기와 같이 라이닝 된 파이프체(1)를 가열로(도시하지 않음)에 넣고 열경화성 접착제층(8)을 접착 시킬만큼 충분한 온도까지 가열하여 모든 세라믹 플레이트(2), (2')가 파이프체(1)의 내벽에 견고하게 고정되도록 한다.

필요하다면 파이프체(1)의 내벽에 라이닝(3)을 더욱 밀접하게 부착시키기 위해 라이닝 된 파이프체(1)를 가열하기 전에 내마모성 라이닝(3)을 공지의 방법으로(예를들면 라이닝 된 파이프체(1)안으로 모래를 채워 넣음) 방사상으로 외부쪽으로 압착시킨다.

제5도는 주 세라믹 플레이트 밴드(5)를 파이프체(1)안으로 삽입하는 다른 방법을 도시한 것이다.

더욱 구체적으로 외부 직경 파이프체(1)의 내부직경에서 밴드(5)의 두께의 2배를 뺀 값과 같거나 약간 작은 원통형 또는 원주형 맨드릴(9)상에 밴드(5)가 나선상 및 축방향으로 밀접하게 미리 감겨진다.

나선형 밴드(5)는 맨드릴(9)과 함께 파이프체(1)안으로 삽입되고 그 다음 맨드릴(9)만 파이프체(1)로 부터 나온다.

각각 보충하는 말단 스트립(5a)(제4도)은 상기의 실시예와 유사한 방법으로 파이프체의 상응하는 오픈된 끝(1a)에 위치하도록 놓여진다.

제5도의 실시예에 따라 나선형 밴드(5) 및 각각의 말단 스트립(5a)을 파이프체(1)에 고정시키는 것은 상기의 실시예에서 설명된 방법과 같이하여 파이프체(1)의 내벽에 이미 적용된 열경화성 수지 접착제 층에 의해 이루어진다.

다른 방법으로는 맨드릴(9)을 빼기전에 파이프체(1) 및 원통형의 라이닝(5), (5a) 사이의 환상의 작은 틈에 용해된 금속을 부어라이닝(5), (5a)이 파이프체(1)에 더욱 견고하게 고정되도록 용해된 금속이 굳어지게 한다.

주 세라믹 플레이트의 단일 밴드를 사용하는 대신 평행한 두 개의 밴드를 사용하여 파이프체(1)를 전부 라이닝하는데 필요한 시간을 감소시킬 수도 있다.

같은 목적으로 넓은 접착 테이프 상에 접착된 평행한 두줄의 주 세라믹 플레이트로 구성된 다른 단일 밴드가 사용될 수도 있다.

본 발명은 곧은 파이프에 한정되지 않고 또한 굽은 파이프에도 적용될 수 있다.

제6도를 참조하여, 내벽에 가장 작은 굴곡된 밴드분(1b') 및 직경이 가장 큰 부분(1c')이 있는 굽은 파이프체(1')가 도시되어 있다.

제2도에서 나타난 것과 비슷한 주 세라믹 플레이트 밴드(5)는 나선형 밴드(5)의 인접한 루프 사이에 끼워진 보충하는 중간 세라믹 스트립(10)과 함께 파이프체(1')안으로 나선형으로 삽입된다.

제7도에 더욱 잘 나타난 바와같이 보충하는 중간 스트립(10)에는 한쌍의 뾰족한 팁(10a)이 있고 다수의 보조 세라믹 플레이트(2')가 구성되어 있다.

스트립(10)의 길이는 파이프체(1')의 내벽의 길이에 상응한다.

이 스트립(10)은 제2도에서 도시된 것과 비슷한 세라믹 밴드의 길이를 절단하여 얻어질 수 있다.

쉽게 이해되듯이 첨부를 가진 한쌍의 팁(10a)이 파이프체(5')의 가장 작은 굴곡 부분(1c')에 위치하는 방식으로 스트립(10)이 나선형 밴드(5)의 각각의 인접한 두 루프 사이에 배치된다.

이런 방식으로 파이프체(1')의 내벽은 완전히 나선형 밴드(5) 및 보충하는 스트립(10)으로 라이닝 되어있다.

스트립(10)의 최대 넓이는 굽은 파이프체(1')의 굴곡에 의해 결정된다.

직경이 가장 작은 부분(L1)의 반경(1b') 및 직경이 가장 큰 부분(1c')의 반경(L2)의 비율이 1/2인 경우, 스트립(10)의 최대넓이는 밴드(5)의 넓이와 같다.

제8도는 제2도에서 나타난 것과 유사하게 일렬로 배열된 주 세라믹 플레이트(2a)를 포함하는 변형된 밴드(5')를 나타낸다.

각각의 플레이트(2a)에는 한쌍의 와이어(12)가 통과되는 한쌍의 평행한 구멍(11)이 있어서 모든 플레이트(2a)가 일렬로 정돈되게 배열되고 그리고 밴드(5')의 횡방향 쪽을 플레이트가 서로 이탈되는 것을 방지한다.

유사하게 플레이트를 지지하는 기능을 지닌 와이어(12)는 밴드(5')가 파이프체(제8도에서는 나타나지 않음)로 삽입된 후에 제거하거나 세척할 필요가 없으므로 제2도에서 도시된 접착 테이프(4)보다 우수하다.

제9도에서 제11도는 금속벨트(14)에 의해 일렬로 배치된 다수의 주 세라믹 플레이트(2b)로 구성된 더욱 변형된 밴드(5")를 나타낸다.

더욱 구체적으로 플레이트(2b)는 정사각형이고 서로 교차하는 한상의 홈(13)이 형성되어 있다.

제10도에서 도시된 바와같이 각각의 홈(13)은 바닥 보다 오픈 된 입구가 더 좁고 벨트(14)는 홈(13)의 오픈된 입구보다 넓고 바닥보다는 좁다.

이와같이 교차하는 한쌍의 홈(13)에 고정된 벨트(14)는 플레이트(2b)를 지지하여 옆으로 이동되는 것을 방지한다.

플레이트(2b)가 정사각형이고 교차하는 한쌍의 홈(13)이 장치되어 있는 벨트(14)를 삽입하는데 어느 홈(13)이라도 사용하는 것이 가능한데 이것는 플레이트(2b)의 방향이 더욱 자유롭게 되므로 세라믹 플레이트 밴드(5")안으로의 더욱 신속한 조립을 의미한다.

물론 플레이트(2b)는 정삭각형이 아닌 어떤 직사각형도 될 수 있으며 교차하는 한쌍의 홈(13) 중 하나가 생략되어도 된다.

바람직하기로는 금속벨트(14)에는 세로로 배열된 홈(13)의 오픈된 입구에서 약간 돌출된 세로의 돌출부(14a)가 일체적으로 형성되어 있다.

제11도에 나타난 바와같이 세로의 돌출부(14a)는 주위에서 인접한 두 개의 세라믹 플레이트(2b) 사이의 경계에 상응하는 위치에서 금속 파이프체(1)의 내벽과 접촉하게 된다.

파이프체의 내벽에 적용된 접착층(나타나지 않았음)이 세라믹 플레이트(2b)보다 금속 벨트 돌출부(14a)에 더 잘 접촉되므로 세로의 돌출부가 장치됨으로써 파이프체(1)의 밴드(5")가 더욱 안정되게 고정된다.

상기와 같이 설명된 본 발명은 다방면으로 적용될 수 있다는 것이 분명하다.

예를들면 파이프체(1), (1')는 금속대신 염화비닐 수지와 같은 수지로 만들어 질 수 있다.

더욱이 세라믹 플레이트가 매주위마다 축방향으로 서로 밀접하도록 주 세라믹 플레이트(2), (2a), (2b)의 모양이 선택된다면 주 세라믹 플레이트(2), (2a), (2b)의 모양은 임의로 선택될 수 있다,

이러한 변형은 본 발명의 내용과 범위를 벗어나지 않으므로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 변형이 다음의 특허청구의 범위안에 포함된다는 것을 분명히 알수 있다.

Claims (20)

1. 오픈된 한쌍의 끝(1a)과 내벽면이 있는 파이프체(1), (1') 및 상기 파이프체의 내벽면에 부착되어 그것의 전체를 커버하는 내마모성 라이닝(3)으로 구성되어 있는 내마모성 파이프에 있어서, 라이닝(3)은 매 주위마다 파이프체(1), (1')의 축방향으로 서로 밀접하도록 나선형으로 배치된 다수의 세라믹 플레이트(2), (2'), (2a), (2b)로 구성된 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프.
2. 제1항에 있어서, 상기의 세라믹 플레이트가 파이프체(1)의 오프된 각각의 끝에(1a)에 위치하고 삼각형의 보충하는 말단 스트립(5a)으로 형성된 보조 세라믹 플레이트(2')를 포함하는 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프.
3. 제1항에 있어서, 각각의 주 세라믹 플레이트(2), (2a), (2b)가 직사각형인 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프.
4. 제3항에 있어서, 각각의 직사각형의 주 세라믹 플레이트(2)의 직사각형의 네면중 파이프체(1), (1')의 내벽면을 향한 면중 한쪽에는 돌출부(6)가 있고 그 반대쪽에는 오목부(7)가 있어서 돌출부(6)와 오목부(7)가 서로 맞물리도록 열을 형성하여 위치한 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프.
5. 제3항에 있어서, 각각의 직사각형 주 세라믹 플레이트(2a)에 파이프체(1), (1')의 내벽면을 향하는 방향으로 한쌍의 평행한 구멍(11)이 형성되어 있고 그 구멍을 통해 한쌍의 와이어(12)가 통과하는 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프.
6. 제3항에 있어서 각각의 직사각형 주 세라믹 플레이트(2b)에 파이프체(1), (1')의 내벽면을 향하는 방향으로 형성되어 있으며 벨트(14)를 받는 홈(13)이 있고 상기의 홈의 오픈된 입구는 상기의 벨트 보다 좁고 바닥은 상기의 벨트보다 넓은 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프.
7. 제6항에 있어서, 벨트(14)에 홈(13)의 오픈된 입구로 부터 약간 돌출된 세로의 돌출부(14a)가 전체적으로 형성된 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프.
8. 제7항에 있어서, 파이프체(1) 및 벨트(14)가 금속인 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프.
9. 제6항에 있어서, 각각의 주 세라믹 플레이트(2b)가 직사각형이고 처음에 언급된 홈과 구조가 같으나 서로 교차하는 다른 홈(13)이 형성된 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프.
10. 제1항에 있어서, 파이프체(1')가 구부러지고, 세라믹 플레이트가 상기의 열의 인접한 두 루프 사이에 위치하고 보충하는 중간 스트립(10)을 형성하는 보조 세라믹 플레이트(2')를 포함하여 상기의 보충하는 중간 스트립에 중앙은 넓이가 가장 넓고 끝이 뾰족한 한쌍의 팁이 있는 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프.
11. 오픈된 한쌍의 끝(1a)과 내벽면이 있는 파이프체(1), (1') 및 상기의 내벽면에 고정되어 그것의 전체를 커버하는 내마모성 라이닝(3)으로 구성된 내마모성 파이프를 제조하는 방법에 있어서, 세로로 배열된 주 세라믹 플레이트(2), (2a), (2b)의 최소한 하나의 자기 지지밴드(5), (5'), (5")를 제조하고, 밴드를 파이프체의 오픈된 한끝(1a)을 통해 나선형 패턴으로 파이프체(1), (1')에 삽입하며 나선형 패턴의 밴드를 파이프체의 내벽면에 고정시키는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 내마모성 파이프 제조방법.
12. 제11항에 있어서, 밴드(5)는 주 세라믹 플레이트(2)가 접착된 접착 테이프(4)로 구성되고 접착 테이프는 나선형 패턴의 밴드를 파이프체(1), (1')에 고정시킨 후 제거되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
13. 제11항에 있어서, 밴드(5')가 그 밴드를 따라 전개된 주 세라믹 플레이트(2a)의 평행한 한쌍의 구멍(11)을 통해 통과하는 한쌍의 와이어(12)로 구성된 것을 특징으로 하는 제조방법.
14. 제11항에 있어서, 밴드(5")가 그 밴드를 따라 전개된 주 세라믹 플레이트(2b)의 홈(13)을 받는 벨트(14)로 구성되고, 상기의 홈의 오픈된 입구는 벨트보다 좁고 바닥은 벨트보다 넓은 것을 특징으로 하는 제조방법.
15. 제11항에 있어서, 나선형 패턴의 밴드(5), (5'), (5")를 파이프체(1), (1')에 고정시키는 것이 밴드를 파이프체에 삽입하기 전 파이프체의 내벽면에 적용된 열경화성 수지 접착제층(8)에 의해 이루어지고 밴드를 파이프체에 삽입한 후 접착제층을 접착시키기 위해 가열하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
16. 제11항에 있어서, 밴드(5), (5'), (5")가 나선형 패턴으로 형성되면서 밴드가 파이프체(1), (1')에 삽입되는 것을 특징을 하는 제조방법.
17. 제11항에 있어서, 밴드(5)가 맨드릴(9)상에서 나선형 패턴으로 형성되고 나선형 패턴의 밴드가 맨드릴과 함게 파이프체(1)에 삽입된 후 맨드릴만 파이프체로 부터 나오는 것을 특징으로 하는 제조방법.
18. 제17항에 있어서, 나선형 패턴의 밴드(5)를 파이프체(1)의 내벽면에 고정시키는 것이 맨드릴(9)이 파이프체 안에 있을 동안 파이프체와 나선형 패턴의 밴드 사이의 환상의 틈에 용해된 금속을 주입하는 것에 의해 행해지고, 용해된 금속이 뒤이어 굳어지도록 하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
19. 제11항에 있어서, 밴드(5)를 파이프체(1)에 고정시키기 전에 보충하는 삼각형의 말단 스트립(5a)을 파이프체(11)의 오픈된 각끝(1a)에 위치하게 하고 상기의 말단 스트립에 다수의 보조 세라믹 플레이트(2')가 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.
20. 제11항에 있어서, 밴드(5)가 나선형 패턴으로 형성될때 보충하는 중간 스트립(10)이 나선형 패턴의 밴드의 인접한 두 루프 사이에 끼워지고, 상기의 중간 스트립에 중앙의 넓이가 최대이고, 끝이 뾰족한 한쌍의 팁(10a)과 다수의 보조 세라믹 플레이트(2')가 있는 것을 특징으로 하는 제조방법.

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