KR102233789B1 - 파이프 절삭 및 용접장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프의 단부를 용접하기 용이하게 절삭하고, 절삭된 단부에 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프를 용접하되, 직선파이프 및 연결파이프를 회전시키면서 절삭 및 용접을 할 수 있게 함에 따라 절삭 및 용접을 용이하게 할 수 있게 한 파이프 절삭 및 용접장치에 관한 것이다.

Description

파이프 절삭 및 용접장치{cutting and welding equipments for pipe}

본 발명은 파이프 절삭 및 용접장치에 관한 것으로 상세하게는 파이프의 단부를 용접하기 용이하게 절삭하고, 절삭된 단부에 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프를 용접하되, 직선파이프 및 연결파이프를 회전시키면서 절삭 및 용접을 할 수 있게 함에 따라 절삭 및 용접을 용이하게 할 수 있게 한 파이프 절삭 및 용접장치에 관한 것이다.

파이프(pipe)는 액체나 기체 등의 다양한 유체를 특정 위치로 이송하는 데 사용되는 것으로, 금속이나 합성수지로 만들어지고, 다수를 연결하여 하나의 이송라인을 구성한다.

파이프들 중에는 금속으로 제작된 파이프를 서로 연결하기 위해 직선파이프와 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프를 연결하여 이송라인을 형성하고, 이렇게 다수의 파이프를 연결하기 위해서는 직선파이프 단부에 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프를 연결하여야 한다.

이렇게 금속파이프를 연결하는 방법은 통상적으로 용접이 사용되고 있고, 파이프의 용접을 위해서는 파이프 단부의 표면을 절삭하여야 용접이 쉽게 이루어진다.

파이프의 단부를 절삭하는 통상적인 방법은 그라인더(grinder)를 사용하고 있고, 그라인더로 파이프의 단부의 안팎을 연삭하여 표면을 거칠게 한 후 용접이 이루어진다.

그러나 그라인더로 파이프의 단부를 연삭하기 위해서는 파이프의 내외면을 따라 그라인더를 움직여야 하지만 이러한 동작으로 파이프의 단부를 절삭하기에는 작업성이 떨어지는 문제가 있다.

이에 파이프의 단부를 가공하기 위한 다양한 장치들이 개발되고 있고, 그 예로 특허문헌 1내지 3이 있다.

특허문헌 1은 파이프 단부 가공장치로서, 모터, 기어 조립체, 가공될 파이프의 일단을 가공장치에 확실히 고정시키기 위한 클램핑 수단 , 중공 로드 및 공구 지지부를 구비한 파이프 단부가공 장치에 있어서, 모터와 기어 조립체는 서로 나란히 배치되며, 컴팩트하고 간단한 구조를 위해 공구 홀더를 제외한 모든 구성요소들은 하우징 안에 내장되고, 또한 하우징은 입지면으로서 역할을 하는 바닥면을 가지며 가공장치의 취급을 간단하게 해주는 것을 특징으로 하는 파이프 단부 가공장치이고,

특허문헌 2는 파이프를 "T"자 형으로 용접 연결하도록 하기 위하여 파이프의 일단을 만곡지게 가공하도록 하는 파이프 단부 가공장치에 있어서, 파이프를 삽입하여 고정하는 파이프 결합홀과 절삭기 슬라이드홀이 직교하도록 관통 형성된 절삭금형 본체와, 절삭금형 본체에 진출입하면서 파이프 결합홀에 삽입된 파이프의 단부를 라운딩 절삭처리하는 절삭기와, 절삭기를 절삭금형 본체에 진출입 작동시키는 압축실린더를 베이스에 장착하여 구성한 파이프 단부 가공장치이며,

특허문헌 3은 입력된 정보에 의해 파이프를 레이저가공 하는 가공수단, 가공수단에 의해 가공되는 파이프를 입력된 수치에 따라 회전시키는 회전수단, 회전수단의 전방에 구비되며, 파이프의 높이를 조절하는 높이조절수단으로 이루어지는 파이프의 가공수단과 회전수단 및 높이조절수단을 갖는 파이프가공장치에 있어서, 높이조절수단은, 회전수단의 전방에 회전수단에서 수직 방향으로 한쌍이 각각 수평 구비되는 수레일; 수레일의 상부에 수레일과 대응되게 각각 구비되는 암레일; 암레일 각각의 상부에 연결 구비되는 평판형의 하부프레임; 하부프레임의 좌우 양측에 각각 상측으로 연장 형성되며, 중앙부에 관통 형성되어 하부베어링이 각각 끼움 결합되는 지지구; 지지구의 사이에 지지구와 평행하게 한쌍이 각각 형성되며, 중앙부에 관통 형성되어 내측에 나사산이 형성된 작동구가 각각 결합되는 수평작동체; 지지구의 각각 하부베어링에 양측이 결합되며, 외주면에 형성된 나사산이 수평작동체의 작동구 내측에 대응되게 각각 결합되는 스크류; 수평작동체의 전후방에 각각 일측이 회전가능하게 링크결합되는 링크브라켓; 링크브라켓 각각의 타측에 회전가능하게 링크결합되며, 하부프레임의 상부에 하부프레임과 평행하게 형성되는 평판형의 상부프레임; 상부프레임의 좌우 양측에서 외측으로 연장 형성되어 각각 구비되며, 전후방이 각각 하향 절곡 형성되는 스크랩커버; 상부프레임의 상부 전후방에 각각 상측으로 연장 형성되며, 연장 형성된 좌우 양측에 각각 관통형성된 결합공을 갖는 상부브라켓; 상부브라켓의 결합공에 각각 결합 구비되며, 외주면의 상측이 상부브라켓의 상부보다 높게 구비되는 상부베어링; 상부프레임 및 하부프레임의 전후방에 수직되게 각각 구비되며, 상부가 상부프레임의 전후방에 각각 연결 구비된 홀더에 의해 각각 고정되고, 하부는 하부프레임의 전후방에 각각 연결 구비된 원통형의 안내구 내에 각각 삽입되는 원통형의 수직가이드를 포함하여 이루어진 파이프의 가공수단과 회전수단 및 높이조절수단을 갖는 파이프가공장치이다.

이러한 파이프 단부 가공 장치들은 파이프의 단부를 용이하게 가공할 수 있으나, 장치가 복잡하여 제작이 어렵고 고가인 단점이 있다.

또한 종래의 파이프 단부 가공 장치는 직선형 파이프의 단부만을 가공할 수 있어 직선파이프의 단부에 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프의 단부는 가공할 수 없는 단점이 있다.

또한 파이프의 단부를 절삭 가공만 할 수 있을 뿐 후속 과정인 용접 과정에서는 사용할 수 없는 단점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-1999-0064176호 대한민국 공개특허 제10-2010-0022636호 대한민국 등록특허 제10-1426384호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 구조가 단순하여 제작이 용이한 파이프 절삭 및 용접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히 본 발명은 직선형파이프는 물론 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프의 단부도 절삭하여 가공할 수 있는 파이프 절삭 및 용접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 절삭 가공은 물론 직선파이프 및 연결파이프를 회전시키면서 용접을 할 수 있게 함에 따라 용접을 용이하게 할 수 있게 한 파이프 절삭 및 용접장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명에 따른 파이프 절삭 및 용접장치는 직선파이프와, "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프의 단부를 절삭 가공하고, 두 파이프를 용접하는 파이프 절삭 및 용접장치에 있어서, 원통형 파이프 또는 원통형 파이프와 유사한 원형축의 일측 단부가 고정된 상태에서 회전함에 의해 파이프나 원형축을 회전시키는 회전클램프와, 상기 회전클램프에 탈착 가능하게 설치되어 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프를 회전클램프에 연결시키는 연결파이프고정구, 및 상기 회전클램프를 회전 구동시키는 구동수단을 포함하는 회전장치; 작업자의 발에 의해 조절되어 상기 구동수단의 구동을 제어하는 제어페달; 및 장치의 하단 일측에 설치되어 높낮이를 조절함에 의해 장치의 기울기를 조절하는 기울기조절수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 회전클램프의 동축상에는 직선파이프의 일단을 회전 가능하게 지지하는 회전지지수단이 더 설치되고, 상기 회전지지수단은 직선파이프의 양측 하부 외주면을 지지하는 두 개의 롤러; 및 상기 롤러를 회전클램프의 동축상에 위치되도록 지지하는 롤러지지대로 이루어질 수 있다.

상기 롤러지지대는 두 개 이상의 신축파이프로 이루어져 롤러의 높이가 조절되게 하는 것이 바람직하다.

상기 연결파이프고정구는 상기 회전클램프에 탈착가능하게 연결되는 회전축과, 상기 회전축의 일측 단부에 일체로 설치되고 내부에 연결파이프의 외경과 같은 폭의 파이프고정공간을 갖는 고정블록과, 상기 고정블록의 양측에 관통된 고정홀을 관통하여 연결파이프의 외주면에 가압 접촉되어 연결파이프를 고정블록에 고정시키는 고정볼트로 이루어질 수 있다.

상기 롤러지지대의 일측에는 신축파이프로 이루어져 장치와 회전지지수단 사이의 거리를 조절할 수 있는 거리조절구가 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 파이프 절삭 및 용접장치는 직선파이프는 물론 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프의 단부도 용이하게 절삭 가공할 수 있게 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 긴 직선파이프를 안정적으로 지지한 상태에서 회전시킴에 따라 용접을 할 때 용접도구를 일정한 위치에 고정시킨 상태에서 용접을 할 수 있어 용접을 쉽게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 파이프 절삭 및 용접장치를 연결파이프 절삭에 사용하는 상태의 사시도
도 2는 본 발명에 따른 파이프 절삭 및 용접장치를 용접에 사용하는 상태의 사시도
도 3은 본 발명에 따른 파이프 절삭 및 용접장치를 구성하는 연결파이프고정구의 일예의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 파이프 절삭 및 용접장치를 구성하는 연결파이프고정구에 연결파이프를 설치한 상태의 정면도
도 5는 본 발명에 따른 파이프 절삭 및 용접장치를 이용하여 지선파이프의 단부에 연결파이프를 용접하는 과정에서 가고정상태의 사시도

본 발명은 다양한 변경을 가하여 실시할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명을 통해 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 직선파이프는 물론 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프의 단부도 용이하게 절삭 가공할 수 있을 뿐만 아니라, 두 파이프를 용접하여 연결할 때도 용접을 쉽게 할 수 있다.

이러한 본 발명에 따른 파이프 절삭 및 용접장치는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 직선파이프(100)와, "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프(200)의 단부를 절삭 가공하고, 두 파이프를 용접하는 파이프 절삭 및 용접장치로, 고정된 파이프를 회전시키는 회전장치(10), 상기 회전장치의 작동을 제어하는 제어패달(20), 및 회전장치의 기울기를 조절하는 기울기조절수단(30)을 포함한다.

상기 회전장치(10)는 진선파이프나 연결파이프를 회전시키기 위한 장치로, 파이프의 형태에 따라 회전클램프(11)와 연결파이프고정구(12)를 모두 사용하거나 연결파이프고정구는 사용하지 않을 수 있다.

즉, 상기 회전클램프(11)는 통상적인 공작기계에서 공구나 소재를 회전가능하게 고정시키는 것과 동일 유사한 것으로, 본 발명에서는 직선파이프(100) 또는 연결파이프고정구를 구성하는 회전축(12s)이 탈착 가능하게 고정되어 구동수단의 구동에 의해 진선파이프 또는 연결파이프고정구를 회전시킨다.

상기 연결파이프고정구(12)는 상기 회전클램프에 탈착 가능하게 설치되고, "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프(200)를 회전클램프에 연결시키는 것으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 회전클램프에 탈착가능하게 연결되는 회전축(21s)과, 상기 회전축의 일측 단부에 일체로 설치되고 내부에 연결파이프의 외경과 같은 폭의 파이프고정공간을 갖는 고정블록(12c)과, 상기 고정블록의 양측에 관통된 고정홀을 관통하여 연결파이프의 외주면에 가압 접촉되어 연결파이프를 고정블록에 고정시키는 고정볼트(12b)로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 파이프연결고정구(12)는 도 1에 도시한 바와 같이 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프를 회전클램프(11)에 연결하여 회전클램프가 회전하면 회전하고, 작업자는 이렇게 회전하는 연결파이프의 내부면 또는 외주면에 그라인더 등을 접촉시켜 절삭 가공한다.

상기 연결블록(12c)는 도시한 바와 같이 일측이 개방된 육면체 형상을 이루고 있고, 개방된 면의 반대면 중앙이 회전축(12s)에 연결되어 있다.

이렇게 연결된 연결블록(12c)의 내부에 연결파이프를 끼워 넣은 후, 고정볼트(12b)를 조이면 고정볼트가 연결블록에 조여지면 고정볼트의 단부가 연결파이프의 외주면을 가압하여 연결블록에 고정된다.(도 4참조)

상기 고정볼트(12b)가 조여지는 구멍의 위치는 연결파이프의 형태에 따라 달라질 수 있다.

이렇게 내부에 연결파이프가 고정된 연결블록은 도 4에 도시한 바와 같이 연결파이프의 일측으로 돌출된 부분이 있고, 이 돌출된 부분이 무게중심을 흩뜨려 연결블록의 회전이 원활하지 않을 뿐만 아니라 진동을 일으키면 연결파이프의 단부가 정밀하게 절삭되지 못하게 된다.

이에 따라 연결파이프의 돌출된 부분의 무게만큼 반대 측에 무게추(12w)를 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 연결블록(12c)의 내부 일측에 무게추(12w)를 일체로 설치하여 무게중심이 연결블록에 연결된 회전축의 중심이 되게 하는 것이다.

상기 회전클램프(11)는 일측에 설치된 구동수단(13)의 구동에 의해 회전한다.

물론, 회전클램프의 회전축과 구동수단의 회전축 사이에는 체인이나 벨트 등의 동력전달 수단을 설치하여 구동수단의 동력을 회전클램프에 전달할 수 있다.

상기와 같이 구성된 회전장치(10)의 구동수단(13)은 작업자가 손으로 조작하지 않고 제어될 수 있는 것이 바람직하다.

이에 따라 제어패달(20)을 구비하고 있으며, 이 제어패달(20)은 작업자의 발에 의해 조절되어 상기 구동수단의 구동을 제어한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 파이프 절삭 및 용접장치는 다양한 신체 조건을 갖는 작업자가 사용할 수 있고, 이때 회전클램프의 높이가 높으면 회전장치의 회전클램프의 전방을 기울여 가공대상 파이프의 단부를 낮춤에 따라 작업성이 좋아질 수 있다.

이에 따라 회전장치의 기울기를 조절하는 기울기조절수단(30)을 구비하고 있으며, 이 기울기조절수단은 잭(jack)이나 유압 또는 공압실린더가 사용될 수 있다.

본 발명의 파이프 절삭 및 용접장치는 상기한 바와 같이 바이프의 단부를 절삭 가공할 때 파이프를 회전시키면서 절삭공구를 사용할 수 있게 함에 의해 절삭을 쉽게 할 수 있다.

또한 본 발명의 파이프 절삭 및 용접장치는 파이프의 단부 절삭은 물론 용접할 때에도 파이프를 회전시키면서 용접을 할 수 있게 함에 따라 작업자는 자신과 용접도구의 위치를 고정한 상태에서 용접을 할 수 있어 용접을 쉽게 할 수 있다.

이렇게 용접할 때 파이프 절삭 및 용접장치를 사용하기 위해 회전지지수단(40)을 더 구비하였다.

물론 회전지지수단은 길이가 긴 직선파이프(100)를 절삭 가공할 때에도 사용될 수 있다.

상기 회전지지수단(40)은 도 2에 도시한 바와 같이 상기 회전클램프에 일단이 결합된 직선파이프의 타단을 회전클램프와 동축상에서 회전하도록 직선파이프의 일단을 회전 가능하게 지지한다.

상기 회전지지수단(40)은 도 2에 도시한 바와 같이, 직선파이프의 양측 하부 외주면을 지지하는 두 개의 롤러(41); 및 상기 롤러(41)를 회전클램프의 동축상에 위치되도록 지지하는 롤러지지대(42)로 이루어진다.

상기 회전지지수단(40)는 상기한 바와 같이 긴 직선파이프의 일측 단부를 회전가능하게 지지하기 위한 수단으로, 직선파이프의 길이에 따라 회전장치(10)와의 거리가 조절되는 것이 바람직하고, 이를 위해 상기 롤러지지대(42)의 일측에는 신축파이프로 이루어져 장치와 회전지지수단 사이의 거리를 조절할 수 있는 거리조절구(43)가 설치되는 것이 바람직하다.

상기 거리조절구(43)는 다수의 관체로 이루어져 관체들 사이가 텔레스코픽하게 신축되게 구성되어 있으며, 회전지지수단(40)과 연결된 단부의 하부에는 이동바퀴(44)를 설치하여 회전지지수단의 위치를 보다 쉽게 조절할 수 있게 하였다.

또한 상기 롤러지지대(42)는 두 개 이상의 신축파이프로 이루어져 롤러의 높이가 조절되게 하였다.

상기한 바와 같이 회전장치에는 기울기조절수단(30)을 구비하고 있고, 기울기조절수단의 조작에 의해 회전장치의 기울기가 조절되면 회전클램프에 일단이 고정된 파이프의 타단의 높이가 달라질 수 있고, 이렇게 높이가 달라진 파이프의 타단을 안정적으로 지지하기 위해서 상기 롤러지지대(42)를 신축 가능하게 하여 높이가 조절되게 한 것이다.

10: 회전장치
11: 회전클램프
12: 연결파이프고정구 12s: 회전축
12c: 고정블록 12w: 무게추
12b: 고정볼트
13: 구동수단
20: 제어패달
30: 기울기조절수단
40: 회전지지수단
41: 롤러 42: 롤러지지대
43: 거리조절구 44: 이동바퀴
100: 직선파이프
200: 연결파이프

Claims (5)

1. 직선파이프(100)와, "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프(200)의 단부를 절삭 가공하고, 두 파이프를 용접하는 파이프 절삭 및 용접장치로,
   원통형 파이프 또는 원통형 파이프와 유사한 원형축의 일측 단부가 고정된 상태에서 회전함에 의해 파이프나 원형축을 회전시키는 회전클램프(11)와, 상기 회전클램프에 탈착 가능하게 설치되어 "ㄱ"자형 또는 "T"형 연결파이프(200)를 회전클램프에 연결시키는 연결파이프고정구(12), 및 상기 회전클램프를 회전구동시키는 구동수단(13)을 포함하는 회전장치(10); 작업자의 발에 의해 조절되어 상기 구동수단의 구동을 제어하는 제어페달(20); 및 장치의 하단 일측에 설치되어 높낮이를 조절함에 의해 장치의 기울기를 조절하는 기울기조절수단(30)을 포함하고,
   상기 회전클램프의 동축상에는 직선파이프의 일단을 회전 가능하게 지지하는 회전지지수단(40)이 더 설치되고, 상기 회전지지수단(40)은 직선파이프의 양측 하부 외주면을 지지하는 두 개의 롤러(41); 및 두 개 이상의 신축파이프로 이루어져 롤러의 높이가 조절됨에 따라 상기 롤러(41)를 회전클램프의 동축상에 위치되도록 지지하는 롤러지지대(42); 상기 롤러지지대(42)의 일측에 설치되고, 신축파이프로 이루어져 장치와 회전지지수단 사이의 거리를 조절할 수 있는 거리조절구(43)로 이루어진 파이프 절삭 및 용접장치에 있어서,
   상기 연결파이프고정구(12)는, 상기 회전클램프에 탈착가능하게 연결되는 회전축(12s)과; 상기 회전축의 일측 단부에 일체로 설치되고 내부에 연결파이프의 외경과 같은 폭의 파이프고정공간을 갖으며 일측이 개방된 육면체의 고정블록(12c); 상기 고정블록의 양측에 관통된 고정홀을 관통하여 연결파이프의 외주면 각각 접촉되어 연결파이프를 고정블록에 고정시키는 다수의 고정볼트(12b)로 이루어지되,
   상기 고정블록은 그 측벽이 연결파이프(200)의 측면에 대응되는 폭을 갖고, 고정블록에 형성된 고정홀은 연결파이프와 고정블록이 접촉되는 연결파이프의 중심선을 지나는 양측 외벽과 대응되는 부분에 형성되고,
   "ㄱ"자형 연결파이프는 일측 단부가 회전축(12s)의 중심과 일치하도록 상기 고정블록의 내부에 설치되며,
   상기 고정블록의 내부에는 "ㄱ"자형 연결파이프의 회전축(12s) 중심에서 측방으로 돌출된 부분의 무게와 같은 무게를 갖는 무게추(12w)가 돌출된 부분과 반대측에 설치된 것을 특징으로 하는 파이프 절삭 및 용접장치.
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