WO2018230948A1 - 복합호스 제조장치 및 그에 의해 제조된 복합호스 - Google Patents

복합호스 제조장치 및 그에 의해 제조된 복합호스 Download PDF

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WO2018230948A1
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WO
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cover
composite hose
mandrel
roller
cover piece
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PCT/KR2018/006668
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Inventor
김경일
김희진
황영일
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주식회사 상봉코포레이션
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/82—Cores or mandrels
    • B29C53/821—Mandrels especially adapted for winding and joining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/82—Cores or mandrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/02—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall

Definitions

  • the present invention relates to a composite hose manufacturing apparatus and a composite hose manufactured thereby.
  • Composite hoses are used to transfer fluid cargoes such as liquefied natural gas and liquefied petroleum gas. Since the composite hose is used under high pressure conditions, it should be rigid and at the same time be flexible to repeat bending and bending at a certain angle.
  • Conventional composite hose manufacturing apparatus is composed of a cylindrical mandrel (Mandril).
  • the inner wire is spirally wound around the outer circumferential surface of the mandrel, and then a coating layer is formed to surround the inner wire, and then the outer wire is spirally wound on the outer circumferential surface of the coating layer.
  • the coating layer may include an inner skin layer, a reinforcing layer including a film film and a fiber film of a synthetic resin material and an outer skin layer.
  • the composite hose is pulled in the longitudinal direction to separate the composite hose from the mandrel.
  • the inner wire is pitched at regular intervals due to the frictional force between the outer circumferential surface of the mandrel and the inner wire and the outer circumferential surface of the mandrel and the inner circumferential surface of the coating layer.
  • the pitch for each part of the inner wire is different, when the pitch of any one part is wide, the coating layer may be recessed to the inside of the composite hose.
  • the inner wire supports the outer wire and the coating layer from the inside, and as the pitch of the inner wire becomes wider at a specific portion, the composite hose is depressed due to the failure of the tension of the outer wire and the weight of the coating layer.
  • the composite hose is repeatedly bent and unfolded by a worker. If the pitch of the inner wire is not constant, the pitch of the inner wire is caused by frequent bending and unfolding. Is more easily opened, the composite hose is recessed and broken. The damage of the composite hose causes the flammable fluid flowing out to the outside, and in the event of a fire, it causes an explosion and a fatal accident.
  • An object of the present invention may be to provide a composite hose manufacturing apparatus that can solve all the problems of the prior art as described above and a composite hose manufactured thereby.
  • Another object of the present invention may be to provide a composite hose manufacturing apparatus that can conveniently manufacture a composite hose.
  • Another object of the present invention may be to provide a composite hose that can improve the reliability of the product.
  • the composite hose manufacturing apparatus a mandrel of the hollow body (Mandril), a plurality of rollers rotatably installed on the outer surface side of the mandrel along the circumference of the mandrel, is installed in the form surrounding the mandrel concentric with the mandrel
  • the inner surface is in contact with the outer circumferential surface of the roller, the outer surface is wound with a composite hose to be formed, the mandrel is moved along the longitudinal direction to move the roller, the portion in contact with the outer circumferential surface of the roller is changed
  • the cover may include a cover that contracts into the center of the mandrel or expands out of the center of the mandrel.
  • the diameter of the cover is enlarged to expand the cover, and then the composite hose is wound around the outer circumferential surface of the cover to manufacture the composite hose. Thereafter, when the manufacturing of the composite hose is completed, the cover is shrunk by reducing the diameter of the cover on which the composite hose is wound. Then, a gap is created between the outer circumferential surface of the cover and the inner circumferential surface of the composite hose, so that the composite hose can be easily separated from the cover. Therefore, there is an effect that the composite hose can be conveniently manufactured.
  • the composite hose manufactured by the composite hose manufacturing apparatus the cover and the friction is separated.
  • the pitch of the inner wires constituting the inner circumferential surface side of the composite hose is not only uniform, and the inner circumferential surface side of the coating layer is not damaged, thereby improving the reliability of the composite hose.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an inflated composite hose manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view showing a state in which the composite hose manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention contracted.
  • FIG 3 is a partially exploded perspective view of the composite hose manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are sectional views taken along the line “B-B” of FIG. 2 and in plan views, respectively.
  • At least one should be understood to include all combinations which can be presented from one or more related items.
  • the meaning of "at least one of the first item, the second item, and the third item" means not only the first item, the second item, or the third item, but also two of the first item, the second item, and the third item. A combination of all items that can be presented from more than one.
  • first item, second item and / or third item means two items of first item, second item or third item as well as first item, second item or third item. It means a combination of all items that can be presented from the above.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an expanded state of the composite hose manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a perspective view showing a contracted state of the composite hose manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 Is a partially exploded perspective view of a composite hose manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the composite hose manufacturing apparatus is a composite hose 50 used to transfer a fluid cargo such as liquefied natural gas (Liquefied Natural Gas) and liquefied petroleum gas (Liquefied Petroleum Gas) (Fig. 4 and 6) and may include a mandrel 110, a support frame 130, a roller 150, and a cover 170.
  • a fluid cargo such as liquefied natural gas (Liquefied Natural Gas) and liquefied petroleum gas (Liquefied Petroleum Gas) (Fig. 4 and 6) and may include a mandrel 110, a support frame 130, a roller 150, and a cover 170.
  • the mandrel 110 may be formed in a cylindrical shape having a predetermined length, and is preferably provided as a hollow body to reduce weight.
  • the support frame 130 is formed in a ring shape and may be installed on the outer circumferential surface of the mandrel 110 along the circumferential direction of the mandrel 110. Two or more support frames 130 may be installed. When only two support frames 130 are installed, each one is preferably installed at the longitudinal end side of the mandrel 110, and when three or more are installed, it is preferable to install at equal intervals.
  • the roller 150 may be rotatably installed on each support frame 130, and a plurality of rollers may be installed on each support frame 130. Since the support frame 130 is formed in a ring shape and installed along the circumferential direction of the mandrel 110, the rollers 150 installed on each support frame 130 are also installed along the circumferential direction of the mandrel 110.
  • roller 150 rotatably installed on the support frame 130 is protruded to the outside of the support frame 130, the other side is located inside the support frame 130 to be in contact with the outer peripheral surface of the mandrel 110 desirable.
  • the roller 150 may be installed in contact with the outer circumferential surface of the mandrel 110.
  • a separate support holder for supporting the roller 150 on the outer circumferential surface of the mandrel 110 instead of the support frame 130. Can be installed.
  • the cover 170 may be formed in a cylindrical shape corresponding to the mandrel 110 and may be installed to surround the mandrel 110.
  • the cover 170 may be concentric with the mandrel 110.
  • the inner circumferential surface of the cover 170 contacts the outer circumferential surface of the roller 150, and the composite hose 50 to be formed is wound on the outer circumferential surface of the cover 170.
  • the mandrel 110 may be formed to be relatively long, but the cover 170 including the plurality of cover pieces 171 is difficult to form relatively long. Therefore, the cover 170 may be installed in a form in which a plurality of covers 170 are connected in the longitudinal direction and surround the mandrel 110.
  • the width direction of the roller 150 is perpendicular to the longitudinal direction of the mandrel 110, and thus, when the roller 150 rotates, the roller 150 moves from one end side in the longitudinal direction of the mandrel 110 to the other end side, The other end of the mandrel 110 in the longitudinal direction can be moved toward one end. That is, since the roller 150 is installed on the mandrel 110 side, when the mandrel 110 moves, the roller 150 may move together with the mandrel 110. At this time, when the mandrel 110 moves along the length direction, the roller 150 may move in the length direction of the mandrel 110 together with the mandrel 110 while rotating.
  • the roller 150 since the roller 150 is in contact with the inner circumferential surface of the cover 170, the roller 150 moves along the length direction of the mandrel 110 together with the mandrel 110 while rotating. Therefore, the roller 150 functions to support the mandrel 110 so that the mandrel 110 can easily move along its longitudinal direction.
  • the cover 170 When the mandrel 110 moves along its longitudinal direction to move the roller 150, the portion of the inner circumferential surface of the cover 170 which contacts the outer circumferential surface of the roller 150 is changed. At this time, as the portion of the roller 150 moves in contact with the inner circumferential surface of the cover 170 is changed, the cover 170 is contracted (see FIGS. 2 and 6) inside the center of the mandrel 110, or the mandrel ( And may expand out of the center of 110 (see FIGS. 1 and 4). That is, the cover 170 may be contracted in the form of a smaller diameter, and may be expanded in the form of a larger diameter.
  • FIGS. 1 to 7 are sectional views and a plan sectional view taken along the line “A-A” of FIG. 1, and FIGS. 6 and 7 are sectional views and a plan view taken along the line “B-B” in FIG.
  • the cover 170 may include a plurality of arc-like cover pieces 171, the cover piece 171 is the first cover piece 172 and the second cover piece ( 173) and the 3rd cover piece 174 is demonstrated to an example.
  • Both end surfaces of the first cover piece 172 to the third cover piece 174 face the longitudinal direction of the cover 170, and both side surfaces of the first cover piece 172 to the third cover piece 174 cover the cover 170.
  • the side of the first cover piece 172 and the side of the second cover piece 173 which are adjacent to each other face each other, and the side of the second cover piece 173 and the side of the third cover piece 174 are mutually opposite.
  • the sides of the third cover piece 174 and the side of the first cover piece 172 face each other.
  • Both end surfaces of the first cover piece 172 to the third cover piece 174 may be each provided with an elastic member 181 provided with a coil spring or the like.
  • One end side of each elastic member 181 is adjacent to each other, the first cover piece 172 and the second cover piece 173, the second cover piece 173, the third cover piece 174, and the third cover piece.
  • the first cover piece 172, the second cover piece 173, and the third cover piece 174 are provided and supported, respectively, and the other end side thereof has the second cover piece ( 173, the third cover piece 174, and the first cover piece 172 may be installed to be supported.
  • each elastic member 181 is elastically supported such that the side surfaces of the first cover piece 172 and the side of the second cover piece 173 which are adjacent to each other are in contact with each other, and the side surfaces of the second cover piece 173 and the first cover piece 173 are formed.
  • the side surfaces of the three cover pieces 174 may be elastically supported to contact each other, and the side surfaces of the third cover piece 174 and the side surfaces of the first cover piece 172 may be elastically supported to contact each other.
  • Both end surfaces of the cover piece 171 may be provided with a support groove 171a for supporting the elastic member 181 to be installed stably.
  • One side portion and the other side portion of the elastic member 181 may be inserted and supported in the support groove 171a of the first cover piece 172 and the support groove 171a of the second cover piece 173, respectively, and the second cover One side portion and the other side portion of the elastic member 181 may be inserted and supported in the support groove 171a of the piece 173 and the support groove 171a of the third cover piece 173, respectively, and the third cover piece 174
  • One side portion and the other side portion of the elastic member 181 may be inserted and supported in the support groove 171a and the support groove 171a of the first cover piece 172, respectively.
  • an inclined surface 171b in which the inner diameter linearly changes along the longitudinal direction of the cover 170 may be formed, and the roller 150 It may be in contact with the inclined surface 171b.
  • the inclined surface 171b may be formed in a form that is gradually recessed from the inner circumferential surface side of the cover 170 to the outer circumferential surface side, and portions of the cover 170 having the inclined surface 171b are different in thickness.
  • the cover 170 moves the cover piece 171 outward.
  • the cover 170 may be expanded. It may be contracted (see FIG. 6) by the elastic force of the elastic member 181.
  • roller 150 Since the roller 150 is moved by the mandrel 110, when the movement distance of the mandrel 110 is limited, the movement distance of the roller 150 is limited, and the roller 150 moves only on the inclined surface 171b and its vicinity. Can be.
  • a locking groove 171c having a predetermined length along the longitudinal direction of the cover 170 may be formed on the inner circumferential surface of the cover piece 171 of the cover 170.
  • the support frame 130 and the support frame 130 which are adjacent to each other are connected to each other by a plurality of connection bars 140, and the connection bar 140 has a stopper 141 inserted into the locking groove 171c. Can be.
  • the stopper 141 is caught by one end side and the other end side of the locking groove 171c, and thus the movement of the mandrel 110 is limited, and thus, Movement of the roller 150 is limited.
  • the roller 150 may be moved in the vicinity of the inclined surface 171b.
  • the mandrel 110 is moved (see FIG. 5) so that the roller 150 contacts the inclined surface 171b portion of the thick cover 170. Then, the cover piece 171 of the cover 170 overcomes the elastic force of the elastic member 181 by the roller 150 and moves outside the center of the cover 170. For this reason, the side surfaces of the cover pieces 171 which are adjacent to each other are not in contact with each other, so that the cover 170 is in an expanded state (see FIG. 4).
  • the inner wire When the cover 170 is in an inflated state, the inner wire is spirally wound around the outer circumferential surface of the cover 170 to form a coating layer in a form surrounding the inner wire.
  • the coating layer may include, but is not limited to, an inner skin layer of a rubber material, a reinforcing layer including a film film and a fiber film of a synthetic resin material, and an outer skin layer of a rubber material formed to surround the reinforcing layer. Thereafter, the outer wire is spirally wound around the outer circumferential surface of the reinforcing layer to manufacture the composite hose 50.
  • the mandrel 110 is moved (see FIG. 7) so that the roller 150 contacts the inclined surface 171b of the thin cover 170. Then, since the cover piece 171 moves inside the center of the cover 170 by the elastic force of the elastic member 181, the side surfaces of the cover pieces 171 adjacent to each other are in contact with each other. Thus, the cover 170 is in a contracted state (see FIG. 6).
  • the cover 170 is expanded by increasing the diameter of the cover 170, and then the components of the composite hose 50 are wound around the outer circumferential surface of the cover 170.
  • the hose 50 is manufactured.
  • the diameter of the cover 170 in which the composite hose 50 is wound is reduced to shrink the cover 170.
  • a gap is created between the outer circumferential surface of the cover 170 and the inner circumferential surface of the composite hose 50, so that the composite hose 50 can be easily separated from the cover 170. Therefore, the manufacturing of the composite hose 50 is convenient.
  • the composite hose manufactured by the composite hose manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention is separated without friction from the cover 170 of the composite hose manufacturing apparatus. Then, the pitch of the inner wire constituting the inner circumferential surface side of the composite hose is not only uniform, and the inner circumferential surface side of the coating layer is not damaged, so that the reliability of the composite hose is improved.

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Abstract

복합호스 제조장치 및 그에 의해 제조된 복합호스가 개시된다. 본 발명에 따른 복합호스 제조장치는, 커버의 직경을 크게 하여 커버를 팽창시킨 다음, 커버의 외주면에 복합호스의 구성품들을 감아서 복합호스를 제조한다. 그후, 복합호스의 제조가 완료되면, 복합호스가 감긴 커버의 직경을 줄여서 커버를 수축시킨다. 그러면, 커버의 외주면과 복합호스의 내주면 사이에는 간극이 생성되므로, 커버로부터 복합호스를 용이하게 분리할 수 있다. 그러므로, 복합호스를 편리하게 제조할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 본 발명에 따른 복합호스 제조장치로 제조된 복합호스는, 커버와 마찰 없이 분리된다. 그러면, 복합호스의 내주면측을 구성하는 내부와이어의 피치(Pitch)가 균일할 뿐만 아니라, 피복층의 내주면측이 손상되지 않으므로, 복합호스의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Description

복합호스 제조장치 및 그에 의해 제조된 복합호스
본 출원은 2017년 6월 14일자 한국 특허 출원 제10-2017-0074593호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함한다.
본 발명은 복합호스 제조장치 및 그에 의해 제조된 복합호스에 관한 것이다.
선박에서 석유화학 물질을 비롯한 액체 화물을 하역 할 때에는 통상 사용이 편리한 호스제품을 사용한다. 특히, 천연가스 및 석유가스는 평상시 기체 상태에 놓여 있으므로, 부피가 크다. 이로 인해, 천연가스 및 석유가스를 액화시켜 부피가 작은 액체 상태의 액화천연가스(Liquefied Natural Gas) 및 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas)로 만든 다음, 선박의 저장탱크에 저장하여 목적지로 운반하고, 목적지에서는 액화천연가스 및 액화석유가스를 재기화(Regasification)시켜 연료로 사용한다.
액화천연가스 및 액화석유가스 등과 같은 유체 화물을 이송하고자 할 때, 복합호스(Composite Hose)를 사용한다. 복합호스는 고압의 조건에서 사용되므로 강성을 구비하여야 함과 동시에, 일정 각도로 구부려졌다가 펴짐이 반복될 있도록 플렉시블(Flexible)하여야 한다.
종래의 복합호스 제조장치를 이용하여 복합호스를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
종래의 복합호스 제조장치는 원통형상의 맨드릴(Mandril)로 구성된다.
그리하여, 상기 맨드릴을 회전시키면서, 상기 맨드릴의 외주면에 내부와이어를 나선형으로 감고, 이어서 상기 내부와이어를 감싸는 형태로 피복층을 형성한 후, 상기 피복층의 외주면에 외부와이어를 나선형으로 감는다. 이때, 상기 피복층은 내피층, 합성수지재의 필름막과 섬유막을 포함하는 보강층 및 외피층을 포함할 수 있다.
상기 내부와이어에서부터 상기 외부와이어까지가 복합호스이다.
그 후, 상기 복합호스를 길이방향으로 당겨서, 상기 복합호스를 상기 맨드릴로부터 분리한다.
복합호스의 제조시에는, 상기 내부와이어의 장력과 상기 피복층의 형성시 작용하는 하중 및 상기 외부와이어의 장력에 의하여, 상기 맨드릴의 외주면과 상기 내부와이어 사이 및 상기 맨드릴의 외주면 상기 피복층의 내주면 사이에 큰 마찰력이 작용한다.
이러한 마찰력으로 인해, 종래의 복합호스 제조장치는 상기 복합호스를 상기 맨드릴로부터 분리하기가 매우 어렵고, 제조과정이 복합하여 생산성이 떨어진다.
또한, 상기 복합호스를 상기 맨드릴로부터 분리하였을 때, 상기 맨드릴의 외주면과 상기 내부와이어 사이의 마찰력 및 상기 맨드릴의 외주면 상기 피복층의 내주면 사이의 마찰력으로 인하여, 상기 내부와이어가 일정한 간격으로 벌어진 피치(Pitch)가 부위별로 상이하게 되고, 상기 피복층이 손상될 우려가 있으므로, 복합호스의 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
특히, 상기 내부와이어의 부위별 피치가 상이하게 되어, 어느 한 부위의 피치가 넓을 경우, 상기 피복층이 복합호스의 내측으로 함몰될 수 있다. 외부와이어와 피복층을 내측에서 지지하는 것이 내부와이어인데, 내부와이어의 피치가 특정 부위에서 넓어짐에 따라, 외부와이어의 장력과 피복층의 무게를 지지하지 못하여 복합호스가 함몰되는 현상이 발생하게 된다. 또한, 천연가스(Natural Gas) 등을 이동하기 위한 작업 환경에서, 복합호스는 작업자에 의해 잦은 구부림과 펴짐이 반복되는데, 내부와이어의 피치가 일정하지 않을 경우 잦은 구부림과 펴짐에 의해 내부와이어의 피치는 더욱 쉽게 벌어져, 복합호스가 함몰 및 파손된다. 복합호스의 파손은 내부에 흐르는 인화성 유체를 외부로 유출시키고, 화재 발생시 폭발과 함께 막대한 인명사고를 초래한다.
호스 제조장치와 관련한 선행기술은 한국공개특허공보 제10-2016-0062005호(2016년 06월 01일) 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 모든 문제점들을 해결할 수 있는 복합호스 제조장치 및 그에 의해 제조된 복합호스를 제공하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 복합호스를 편리하게 제조할 수 있는 복합호스 제조장치를 제공하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 복합호스를 제공하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 복합호스 제조장치는, 중공체의 맨드릴(Mandril), 상기 맨드릴의 둘레를 따라 상기 맨드릴의 외면측에 회전 가능하게 설치된 복수의 롤러, 상기 맨드릴을 감싸는 형태로 설치되어 상기 맨드릴과 동심을 이루며, 내면은 상기 롤러의 외주면과 접촉하고, 외면에는 형성하고자 하는 복합호스가 감기며, 상기 맨드릴이 길이방향을 따라 이동하여 상기 롤러를 이동시키면, 상기 롤러의 외주면과 접촉하는 부위가 변경되어 상기 맨드릴의 중심 내측으로 수축되거나 상기 맨드릴의 중심 외측으로 팽창되는 커버를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 복합호스 제조장치는, 커버의 직경을 크게 하여 커버를 팽창시킨 다음, 커버의 외주면에 복합호스의 구성품들을 감아서 복합호스를 제조한다. 그 후, 복합호스의 제조가 완료되면, 복합호스가 감긴 커버의 직경을 줄여서 커버를 수축시킨다. 그러면, 커버의 외주면과 복합호스의 내주면 사이에는 간극이 생성되므로, 커버로부터 복합호스를 용이하게 분리할 수 있다. 그러므로, 복합호스를 편리하게 제조할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스 제조장치로 제조된 복합호스는, 커버와 마찰 없이 분리된다. 그러면, 복합호스의 내주면측을 구성하는 내부와이어의 피치(Pitch)가 균일할 뿐만 아니라, 피복층의 내주면측이 손상되지 않으므로, 복합호스의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스 제조장치가 팽창된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스 제조장치가 수축된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스 제조장치의 일부 분해 사시도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 "A-A"선 정단면도 및 평단면도이다.
도 6 및 도 7은 도 2의 "B-B"선 정단면도 및 평단면도이다.
본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목 각각 뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 및 제3항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
"및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1항목, 제2항목 및/또는 제3항목"의 의미는 제1항목, 제2항목 또는 제3항목뿐만 아니라 제1항목, 제2항목 또는 제3항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결된다 또는 설치된다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 설치될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결된다 또는 설치된다"라고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 이웃하는"과 "∼에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 복합호스 제조장치 및 그에 의해 제조된 복합호스에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스 제조장치가 팽창된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스 제조장치가 수축된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스 제조장치의 일부 분해 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 복합호스 제조장치는 액화천연가스(Liquefied Natural Gas) 및 액화석유가스(Liquefied Petroleum Gas) 등과 같은 유체 화물을 이송하는데 사용하는 복합호스(50)(도 4 및 도 6 참조)를 제조하는데 사용할 수 있으며, 맨드릴(Mandril)(110), 지지프레임(130), 롤러(150) 및 커버(170)를 포함할 수 있다.
맨드릴(110)은 소정 길이를 가지는 원통형상으로 형성될 수 있으며, 중량을 줄이기 위하여 중공체로 마련되는 것이 바람직하다.
지지프레임(130)은 링형상으로 형성되어, 맨드릴(110)의 원주방향을 따라 맨드릴(110)의 외주면에 설치될 수 있다. 지지프레임(130)은 2개 이상 복수개가 설치될 수 있다. 지지프레임(130)이 2개만 설치될 경우에는 맨드릴(110)의 길이방향 단부측에 각각 하나씩 설치되는 것이 바람직하고, 3개 이상 설치될 경우에는 등간격으로 설치되는 것이 바람직하다.
롤러(150)는 각 지지프레임(130)에 회전 가능하게 설치될 수 있으며, 각 지지프레임(130)에 각각 복수개가 설치될 수 있다. 지지프레임(130)이 링형상으로 형성되어 맨드릴(110)의 원주방향을 따라 설치되므로, 각 지지프레임(130)에 설치된 롤러(150)도 맨드릴(110)의 원주방향을 따라 설치된 형태이다.
지지프레임(130)에 회전 가능하게 설치된 롤러(150)의 일측은 지지프레임(130)의 외측으로 돌출되고, 타측은 지지프레임(130)의 내측에 위치되어 맨드릴(110)의 외주면과 비접촉하는 것이 바람직하다. 그리고, 롤러(150)는 맨드릴(110)의 외주면과 접촉하는 형태로 설치될 수 있으며, 이때에는 지지프레임(130) 대신에 맨드릴(110)의 외주면에 롤러(150)를 지지하는 별도의 지지홀더가 설치될 수 있다.
커버(170)는 맨드릴(110)과 대응되는 원통형상으로 형성되어 맨드릴(110)을 감싸는 형태로 설치될 수 있으며, 맨드릴(110)과 동심을 이룰 수 있다. 그리고, 커버(170)의 내주면은 롤러(150)의 외주면과 접촉하고, 커버(170)의 외주면에는 형성하고자 하는 복합호스(50)가 감긴다.
맨드릴(110)은 상대적으로 길게 형성할 수 있으나, 복수의 커버편(171)으로 구성된 커버(170)는 상대적으로 길게 형성하기 어렵다. 그러므로, 커버(170)는 복수개가 길이방향으로 연결되어 맨드릴(110)을 감싸는 형태로 설치될 수 있다.
롤러(150)의 폭방향은 맨드릴(110)의 길이방향과 수직을 이루며, 이로 인해 롤러(150)가 회전하면 롤러(150)는 맨드릴(110)의 길이방향 일단부측에서 타단부측으로 이동하거나, 맨드릴(110)의 길이방향 타단부측에서 일단부측으로 이동할 수 있다. 즉, 롤러(150)는 맨드릴(110)측에 설치되므로, 맨드릴(110)이 이동하면 롤러(150)는 맨드릴(110)과 함께 이동할 수 있다. 이때, 맨드릴(110)이 길이방향을 따라 이동하면, 롤러(150)는 회전하면서 맨드릴(110)과 함께 맨드릴(110)의 길이방향으로 이동할 수 있다. 즉, 롤러(150)는 커버(170)의 내주면과 접촉되어 있으므로, 롤러(150)는 회전하면서 맨드릴(110)과 함께 맨드릴(110)의 길이방향을 따라 이동한다. 그러므로, 롤러(150)는 맨드릴(110)이 자신의 길이방향을 따라 용이하게 이동할 수 있도록, 맨드릴(110)을 지지하는 기능을 한다.
맨드릴(110)이 자신의 길이방향을 따라 이동하여 롤러(150)를 이동시키면, 롤러(150)의 외주면과 접촉하는 커버(170)의 내주면 부위는 변경된다. 이때, 롤러(150)가 이동하면서 커버(170)의 내주면과 접촉하는 부위가 변경됨에 따라, 커버(170)는 맨드릴(110)의 중심 내측으로 수축(도 2 및 도 6 참조)되거나, 맨드릴(110)의 중심 외측으로 팽창(도 1 및 도 4 참조)될 수 있다. 즉, 커버(170)는 직경이 작아지는 형태로 수축될 수 있고, 직경이 커지는 형태로 팽창될 수 있다.
커버(170)의 수축 및 팽창에 대하여 도 1 내지 도 7를 참조하여 설명한다. 도 4 및 도 5는 도 1의 "A-A"선 정단면도 및 평단면도이고, 도 6 및 도 7는 도 2의 "B-B"선 정단면도 및 평단면도이다.
도시된 바와 같이, 커버(170)는 동일하게 형성된 호 형상의 복수의 커버편(171)을 포함할 수 있으며, 도면에서는 커버편(171)이 제1커버편(172)과 제2커버편(173) 및 제3커버편(174)을 가지는 것을 예로 들어 설명한다.
제1커버편(172) 내지 제3커버편(174)의 양단면은 커버(170)의 길이방향을 향하고, 제1커버편(172) 내지 제3커버편(174)의 양측면은 커버(170)의 원주방향을 향한다. 그러므로, 상호 인접하는 제1커버편(172)의 측면과 제2커버편(173)의 측면은 상호 대향하고, 제2커버편(173)의 측면과 제3커버편(174)의 측면은 상호 대향하며, 제3커버편(174)의 측면과 제1커버편(172)의 측면은 상호 대향한다.
제1커버편(172) 내지 제3커버편(174)의 양단면에는 코일스프링 등으로 마련된 탄성부재(181)가 각각 설치될 수 있다. 각 탄성부재(181)의 일단부측은, 상호 인접하는 제1커버편(172)과 제2커버편(173), 제2커버편(173)과 제3커버편(174) 및 제3커버편(174)과 제1커버편(172)중, 제1커버편(172)과 제2커버편(173) 및 제3커버편(174)에 각각 지지 설치되고, 타단부측은 제2커버편(173)과 제3커버편(174) 및 제1커버편(172)에 각각 지지 설치될 수 있다. 그리하여, 각 탄성부재(181)는 상호 인접하는 제1커버편(172)의 측면과 제2커버편(173)의 측면이 상호 접촉하도록 탄성 지지하고, 제2커버편(173)의 측면과 제3커버편(174)의 측면이 상호 접촉하도록 탄성 지지하며, 제3커버편(174)의 측면과 제1커버편(172)의 측면이 상호 접촉하도록 탄성 지지할 수 있다.
탄성부재(181)에 의하여 제1커버편(172)의 측면과 제2커버편(173)의 측면, 제2커버편(173)의 측면과 제3커버편(174)의 측면 및 제3커버편(174)의 측면과 제1커버편(172)의 측면이 상호 접촉하면(도 6 참조), 커버(170)의 직경이 작아지므로, 커버(170)가 수축된다. 그리고, 탄성부재(181)의 탄성력 보다 큰 외력에 의하여 커버편(171)들이 커버(170)의 외측으로 밀려서, 제1커버편(172)의 측면과 제2커버편(173)의 측면, 제2커버편(173)의 측면과 제3커버편(174)의 측면 및 제3커버편(174)의 측면과 제1커버편(172)의 측면이 상호 비접촉하면(도 4 참조), 커버(170)의 직경이 커지므로, 커버(170)가 팽창된다.
커버편(171)의 양단면에는 탄성부재(181)가 안정되게 설치될 수 있도록 지지하는 지지홈(171a)이 형성될 수 있다. 제1커버편(172)의 지지홈(171a) 및 제2커버편(173)의 지지홈(171a)에 탄성부재(181)의 일측 부위 및 타측 부위가 각각 삽입 지지될 수 있고, 제2커버편(173)의 지지홈(171a) 및 제3커버편(173)의 지지홈(171a)에 탄성부재(181)의 일측 부위 및 타측 부위가 각각 삽입 지지될 수 있으며, 제3커버편(174)의 지지홈(171a) 및 제1커버편(172)의 지지홈(171a)에 탄성부재(181)의 일측 부위 및 타측 부위가 각각 삽입 지지될 수 있다.
전술한 바와 같이, 롤러(150)가 이동하여, 롤러(150)와 접촉하는 커버(170)의 내주면 부위가 변경됨에 따라, 커버(170)가 수축 및 팽창되는데, 이를 설명한다.
롤러(150)가 위치된 커버(170)의 커버편(171)의 내주면에는 커버(170)의 길이방향을 따라 내경이 선형적으로 변하는 경사면(171b)이 형성될 수 있고, 롤러(150)는 경사면(171b)과 접촉할 수 있다. 경사면(171b)은 커버(170)의 내주면측에서 외주면측으로 점점 함몰된 형태로 형성될 수 있으며, 경사면(171b)이 형성된 커버(170) 부위는 두께가 상이하다.
그리하여, 맨드릴(110)의 이동에 의하여, 두께가 두꺼운 커버(170)의 경사면(171b) 부위에 롤러(150)가 접촉(도 5 참조)하면, 커버(170)는 커버편(171)을 외측으로 미는 롤러(150)에 의하여 팽창(도 4 참조)될 수 있고, 두께가 얇은 커버(170)의 경사면(171b) 부위에 롤러(150)가 접촉(도 7 참조)하면, 커버(170)는 탄성부재(181)의 탄성력에 의하여 수축(도 6 참조)될 수 있다.
롤러(150)는 맨드릴(110)에 의하여 이동하므로, 맨드릴(110)의 이동거리를 제한하면, 롤러(150)의 이동거리가 제한되어, 롤러(150)가 경사면(171b)과 그 부근에서만 이동할 수 있다.
맨드릴(110)의 이동거리를 제한하기 위하여, 커버(170)의 커버편(171)의 내주면에는 커버(170)의 길이방향을 따라 소정 길이를 가지는 걸림홈(171c)이 형성될 수 있다. 그리고, 상호 인접하는 지지프레임(130)과 지지프레임(130)는 복수의 연결바(140)에 의하여 상호 연결되고, 연결바(140)에는 걸림홈(171c)에 삽입되는 스토퍼(141)가 형성될 수 있다.
그러면, 맨드릴(110)이 자신의 길이방향으로 이동함에 따라, 스토퍼(141)가 걸림홈(171c)의 일단부측 및 타단부측에 걸리므로, 맨드릴(110)의 이동이 제한되고, 이로 인해, 롤러(150)의 이동이 제한된다. 이때, 걸림홈(171c)의 위치 및 길이와 경사면(171b)의 위치 및 길이를 적절하게 조절하면, 롤러(150)가 경사면(171b)과 그 부근에서 이동되게 할 수 있다.
본 실시예에 따른 복합호스 제조장치를 이용하여 복합호스를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 두께가 두꺼운 커버(170)의 경사면(171b) 부위에 롤러(150)가 접촉되도록, 맨드릴(110)을 이동(도 5 참조)시킨다. 그러면, 커버(170)의 커버편(171)이 롤러(150)에 의하여 탄성부재(181)의 탄성력을 이기고 커버(170)의 중심 외측으로 이동한다. 이로 인해, 상호 인접하는 커버편(171)들의 측면은 상호 비접촉하므로, 커버(170)가 팽창된 상태(도 4 참조)가 된다.
커버(170)가 팽창된 상태가 되면, 커버(170)의 외주면에 내부와이어를 나선형으로 감고, 상기 내부와이어를 감싸는 형태로 피복층을 형성한다. 상기 피복층은 고무재의 내피층, 합성수지재의 필름막과 섬유막을 포함하는 보강층 및 상기 보강층을 감싸는 형태로 형성된 고무재의 외피층을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 그 후, 상기 보강층의 외주면에 나선형으로 외부와이어를 감아서, 복합호스(50)를 제조한다.
그 후, 복합호스(50)가 제조되면, 두께가 얇은 커버(170)의 경사면(171b) 부위에 롤러(150)가 접촉되도록, 맨드릴(110)을 이동(도 7 참조)시킨다. 그러면, 탄성부재(181)의 탄성력에 의하여 커버편(171)이 커버(170)의 중심 내측으로 이동하므로, 상호 인접하는 커버편(171)의 측면은 상호 접촉한다. 따라서, 커버(170)가 수축된 상태(도 6 참조)가 된다.
커버(170)가 수축된 상태가 되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 복합호스(50)의 내주면과 커버(170)의 외주면 사이에는 간극이 생기므로, 복합호스(50)를 커버(170)로부터 용이하게 빼낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스 제조장치는, 커버(170)의 직경을 크게 하여 커버(170)를 팽창시킨 다음, 커버(170)의 외주면에 복합호스(50)의 구성품들을 감아서 복합호스(50)를 제조한다. 그리고, 복합호스(50)의 제조가 완료되면, 복합호스(50)가 감긴 커버(170)의 직경이 줄여서 커버(170)를 수축시킨다. 그러면, 커버(170)의 외주면과 복합호스(50)의 내주면 사이에는 간극이 생성되므로, 커버(170)로부터 복합호스(50)를 용이하게 분리할 수 있다. 따라서, 복합호스(50)의 제조가 편리하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복합호스 제조장치로 제조된 복합호스는, 복합호스 제조장치의 커버(170)와 마찰 없이 분리된다. 그러면, 복합호스의 내주면측을 구성하는 상기 내부와이어의 피치(Pitch)가 균일할 뿐만 아니라, 상기 피복층의 내주면측이 손상되지 않으므로, 복합호스의 신뢰성이 향상된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
110: 맨드릴
130: 지지프레임
140: 연결바
141: 스토퍼
150: 롤러
170: 커버
171: 커버편
171a: 지지홈
171b: 경사면
171c: 걸림홈
172: 제1커버편
173: 제2커버편
174: 제3커버편
181: 탄성부재
50: 복합호스

Claims (8)

  1. 중공체의 맨드릴(Mandril);
    상기 맨드릴의 둘레를 따라 상기 맨드릴의 외면측에 회전 가능하게 설치된 복수의 롤러; 및
    상기 맨드릴을 감싸는 형태로 설치되어 상기 맨드릴과 동심을 이루며, 내면은 상기 롤러의 외주면과 접촉하고, 외면에는 복합호스가 감기며, 상기 맨드릴이 길이방향을 따라 이동하여 상기 롤러를 이동시키면, 상기 롤러의 외주면과 접촉하는 부위가 상기 맨드릴의 중심 내측으로 수축되거나 상기 맨드릴의 중심 외측으로 팽창되는 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합호스 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 맨드릴 및 상기 커버는 원통형상으로 형성되고,
    상기 맨드릴의 외주면에는 상기 맨드릴의 원주방향을 따라 링형상의 지지프레임이 설치되며,
    상기 지지프레임에 복수의 상기 롤러가 회전 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 복합호스 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 커버는 동일하게 형성된 호 형상의 복수의 커버편을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합호스 제조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 커버의 길이방향을 향하는 상기 커버편은 양단면에 상기 커버의 원주방향을 향하는 상호 인접하는 어느 하나의 상기 커버편의 측면과 다른 하나의 상기 커버편의 측면이 상호 접촉하도록 탄성 지지하는 탄성부재가 설치되고,
    상기 탄성부재에 의하여 상호 인접하는 어느 하나의 상기 커버편의 측면과 다른 하나의 상기 커버편의 측면이 상호 접촉하면 상기 커버가 수축되고,
    상기 롤러의 이동에 의하여 상기 커버편이 상기 커버의 외측으로 밀려서, 상호 인접하는 어느 하나의 상기 커버편의 측면과 다른 하나의 상기 커버편의 측면이 상호 비접촉하면 상기 커버가 팽창되는 것을 특징으로 하는 복합호스 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커버의 내면에는 상기 커버의 길이방향을 따라 내경이 선형적으로 변하는 경사면이 형성되고,
    상기 롤러는 상기 맨드릴에 의하여 이동하면서 상기 경사면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 복합호스 제조장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 커버편의 내측에는 복수개의 지지프레임이 설치되고,
    상호 인접하는 상기 지지프레임은 복수의 연결바에 의하여 상호 연결되며,
    상기 커버에는 상기 커버의 길이방향을 따라 소정 길이를 가지는 걸림홈이 형성되고,
    상기 연결바에는 상기 걸림홈에 삽입되어 상기 맨드릴의 이동거리를 제한하는 스토퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 복합호스 제조장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 커버편의 양단면에는 상기 탄성부재가 삽입 지지되는 지지홈이 형성되고,
    상호 인접하는 어느 하나의 상기 커버편의 상기 지지홈에 상기 탄성부재의 일측이 삽입 지지되고, 다른 하나의 상기 커버편의 상기 지지홈에 상기 탄성부재의 타측이 삽입 지지되는 것을 특징으로 하는 복합호스 제조장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 복합호스 제조장치에 의하여 제조된 것을 특징으로 하는 복합호스.
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