KR20200036663A - 배관 확장 장치 및 배관 확장 방법 - Google Patents

배관 확장 장치 및 배관 확장 방법 Download PDF

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KR20200036663A KR1020180116583A KR20180116583A KR20200036663A KR 20200036663 A KR20200036663 A KR 20200036663A KR 1020180116583 A KR1020180116583 A KR 1020180116583A KR 20180116583 A KR20180116583 A KR 20180116583A KR 20200036663 A KR20200036663 A KR 20200036663A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수용부가 형성되는 제1본체와; 상기 제1본체와 결합가능한 제2본체;를 구비하는 본체부; 및 상기 제1본체에 관통 결합되며, 미리 설정된 축 방향으로 왕복 이동이 가능한 확관부;를 포함하고, 상기 제1본체와 상기 제2본체 사이에 대상체가 안착되며, 상기 제1본체 및 상기 제2본체의 결합 시 발생되는 가압력에 의해 상기 대상체의 위치가 고정되는, 배관 확장 장치를 제공할 수 있다.

Description

배관 확장 장치 및 배관 확장 방법{Pipe expansion apparatus and pipe expansion method}
본 발명의 실시예들은 배관 확장 장치 및 배관 확장 방법에 관한 것이다.
일반적으로 유체를 수송하는 배관은 미리 설정된 길이를 가지도록 제작되며, 배관이 설치되는 현장 등에서 원하는 길이의 배관을 형성하기 위해 복수 개의 배관을 연결하여 설계 조건에 맞게 연장하는 작업이 요구된다.
이때 배관의 직경이 커질수록 제작 공정 상의 어려움이 발생되므로 직접 원하는 직경으로 제작하기 보다는 상대적으로 작은 직경으로 생산되는 배관을 확관 공정을 통하여 원하는 직경으로 확대하여 사용하는 것이 더 경제적이다.
열에 의해 변형이 가능한 재질로 형성되는 배관에 열을 가하고, 소성 변형이 일어나면 다른 배관을 열이 가해진 배관에 인입하며, 이로 인하여 배관의 직경이 증가되었다.
종래 작업자가 직접 직경을 확장하고자 하는 일 배관에 열을 가하고, 상기 배관의 내측에 다른 배관을 인입하여 배관의 전체 길이를 증가시켰는데, 작업자는 계속해서 일 배관에 타 배관을 인입하여 일 배관이 냉각되는 동안 계속해서 가압력을 유지해야 하나 상기 일 배관의 복원력에 의해 타 배관의 위치가 변동되고, 작업자가 오랜 시간 배관을 연결하는 동안 각 배관에 가해지는 가압력이 균일하지 않아 배관의 직경이 설계 조건에 미치지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1029344호(발명의 명칭: 압출용 관의 확관부 두께 균일형 상하수도관과 그 제조방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 제1본체 및 제2본체의 결합 시 발생되는 가압력에 의해 대상체의 위치가 고정되며, 확관부가 미리 설정된 축 방향으로 왕복 이동되어 대상체의 내경을 확장할 수 있는 배관 확장 장치 및 배관 확장 방법을 제공하고자 한다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예는, 수용부가 형성되는 제1본체와; 상기 제1본체와 결합가능한 제2본체;를 구비하는 본체부; 및 상기 제1본체에 관통 결합되며, 미리 설정된 축 방향으로 왕복 이동이 가능한 확관부;를 포함하고, 상기 제1본체와 상기 제2본체 사이에 대상체가 안착되며, 상기 제1본체 및 상기 제2본체의 결합 시 발생되는 가압력에 의해 상기 대상체의 위치가 고정되는, 배관 확장 장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 확관부는, 상기 제1본체에 관통 결합되며 왕복 이동이 가능한 이동부; 및 상기 이동부의 일 단부에 결합되며, 상기 본체부에 의해 위치 고정되는 상기 대상체에 접촉 가능한 확관본체;를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 확관본체는, 상기 대상체의 내측에 인입되는 인입부; 및 상기 인입부의 직경보다 상대적으로 더 크게 형성되며 상기 인입부의 일 단부에 연결되는 확장부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 인입부와 연결되는 상기 확장부의 일 단부에는 원주 방향을 따라 경사면이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1본체와 상기 제2본체 사이에 위치되는 상기 대상체와 마주보는 상기 제1본체의 일면에는 상기 대상체가 안착되도록 제1안착부가 형성되고, 상기 제1안착부와 마주보는 상기 제2본체의 일면에는 상기 제1안착부와 대칭을 이루도록 제2안착부가 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1본체와 상기 제2본체를 관통하며, 상기 제1본체와 상기 제2본체 사이의 상대 이동을 차단하는 고정부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 확관부에 동력을 전달하여 상기 본체부 내에서 상기 확관부가 왕복 이동되도록 상기 확관부에 동력을 전달하는 구동부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부가 중공인 원통 형상의 대상체를 본체부에 장착하는 단계; 상기 대상체에 열을 가하여 소성 변형시키는 단계; 확관부가 구동부로부터 동력을 전달받아 상기 본체부 상에서 상기 대상체 측으로 이동하여 상기 대상체의 내측에 인입되는 단계; 및 상기 확관부가 상기 대상체의 내측에서 위치 고정되어 상기 대상체의 내경을 확장시키는 단계;를 포함하는, 배관 확장 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 본체부는, 수용부가 형성되는 제1본체와; 상기 제1본체와 결합가능한 제2본체;를 포함하고, 상기 제1본체와 상기 제2본체 사이에 대상체가 안착되며, 상기 제1본체 및 상기 제2본체의 결합 시 발생되는 가압력에 의해 상기 대상체의 위치가 고정될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 확관부는, 상기 제1본체에 관통 결합되며 왕복 이동이 가능한 이동부; 및 상기 이동부의 일 단부에 결합되며, 상기 본체부에 의해 위치 고정되는 상기 대상체에 접촉 가능한 확관본체;를 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 배관 확장 장치는, 제1본체 및 제2본체의 결합 시 발생되는 가압력에 의해 대상체의 위치가 고정되고, 미리 설정된 축 방향으로 확관부가 왕복 이동되어 대상체에 인입됨으로 인하여, 균일한 가압력으로 대상체의 내경을 확장할 수 있는 효과가 있다.
또한, 고정부로 인하여, 제1본체와 제2본체 사이의 상대 이동을 차단할 수 있고, 제1본체에 결합되는 제2본체의 결합 경로를 제공하여 대상체에 균일하게 가압력이 가해질 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 배관 확장 방법은, 작업자가 대상체가 냉각되는 동안 대상체에 계속해서 가압력을 가할 필요없이, 확관부가 본체부에 위치 고정되는 대상체의 내경을 확장시키므로 미리 설정된 구간만큼 대상체의 내경을 확장할 수 있는 효과가 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확관부를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 대상체가 장착되는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치를 도시한 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 확관부에 의해 대상체의 내경이 확장되는 상태를 도시한 상태도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치에서 대상체의 내경이 확장되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 확관부를 도시한 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치를 도시한 사시도이다. 도 4는 대상체가 장착되는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치를 도시한 사시도이다. 도 5a 내지 도 5c는 확관부에 의해 대상체의 내경이 확장되는 상태를 도시한 상태도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치에서 대상체의 내경이 확장되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치(1)는, 본체부(100), 확관부(200), 고정부(300), 구동부(400), 가열부(500)를 포함할 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부(100)는 제1본체(110), 제2본체(150)를 포함할 수 있다. 제1본체(110)는 수용부(111)가 형성되는 것으로 뒤에 설명할 제2본체(150)와 결합할 수 있다.
도1, 도 6을 참조하면, 제1본체(110)에 형성되는 공간인 수용부(111)에서 뒤에 설명할 확관부(200)가 대상체(P)의 길이 방향 중심축으로 왕복 이동이 가능하며, 확관부(200)가 제1본체(110)와 제2본체(150)의 결합으로 인해 발생되는 가압력에 의해 위치가 고정되는 대상체(P)에 인입됨으로써 대상체(P)의 내경이 확장될 수 있다.
도 1, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1본체(110)와 제2본체(150) 사이에 위치되는 대상체(P)와 마주보는 제1본체(110)의 일면에는 대상체(P)가 안착되도록 제1안착부(115)가 형성될 수 있다.
제1안착부(115)는 대상체(P)의 외관 형상에 대응되며, 본 발명에서는 대상체(P)가 내부가 중공인 원통 형상으로 형성되어 제1안착부(115)도 소정 곡률 반경을 가지는 반원 형상으로 형성될 수 있다.
그러나 이에 한정하는 것은 아니고 대상체(P)가 다각 기둥 형상으로 형성되는 경우 대상체(P)의 외관 형상에 대응되도록 복수의 편평부가 형성되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.
제1안착부(115)는 뒤에 설명할 제2안착부(155)와 마주보며 대칭 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1본체(110)에는 이동부(210), 구체적으로 이동샤프트(211)가 관통 결합되며, 대상체(P)의 길이 방향을 따라 왕복 이동이 가능하다.
이동샤프트(211)의 외주면을 따라 나사산(도면부호 미설정)이 형성될 수 있고, 이동샤프트(211)는 본체부(100), 구체적으로 제1본체(110)에 나사 결합되며 이동될 수 있다.
도 1, 도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2본체(150)는 제1본체(110)와 결합가능한 것으로, 뒤에 설명할 고정부(300), 구체적으로 고정샤프트(310)가 관통되도록 홀부가 형성될 수 있다.
제2본체(150)는 제1본체(110)의 상측(도 3 기준)에 배치되고, 제2본체(150)가 고정부(300), 구체적으로 고정샤프트(310)에 끼워짐으로 인하여 제1본체(110)에 결합되고, 제1본체(110)와 제2본체(150) 사이에 배치되는 대상체(P)를 가압하며, 대상체(P)의 길이 방향으로의 이동을 차단하여 위치를 고정시킬 수 있다.
제1안착부(115)와 마주보는 제2본체(150)의 일면에는 제1안착부(115)와 대칭을 이루도록 제2안착부(155)가 형성될 수 있다.
제2안착부(155)는 대상체(P)의 외관 형상에 대응되며, 본 발명에서는 대상체(P)가 내부가 중공인 원통 형상으로 형성되어 제2안착부(155)도 소정 곡률 반경을 가지는 반원 형상으로 형성될 수 있다.
그러나 이에 한정하는 것은 아니고 대상체(P)가 다각 기둥 형상으로 형성되는 경우 대상체(P)의 외관 형상에 대응되도록 복수의 편평부가 형성되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.
도 1, 도 2, 도 4, 도 5a 내지 도 5c, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 확관부(200)는 제1본체(110)에 관통 결합되는 것으로, 미리 설정된 축 방향으로 왕복 이동이 가능하게 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 확관부(200)는 이동부(210), 확관본체(230), 지지부(250)를 포함할 수 있다. 이동부(210)는 제1본체(110)에 관통 결합되는 것으로, 왕복 이동이 가능하다. 이동부(210)는 이동샤프트(211), 이동본체(215)를 포함할 수 있다.
이동샤프트(211)는 본체부(100), 구체적으로 제1본체(110)에 관통 결합되는 것으로, 구동부(400)로부터 동력을 전달받아 대상체(P)의 길이 방향으로 왕복 이동이 가능하다.
이동샤프트(211)의 외주면을 따라 나사산이 형성될 수 있으며, 구동부(400)로부터 동력을 전달받아 이동샤프트(211)의 이동 방향 중심축을 회전 중심축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되며 제1본체(110)에 형성되는 수용부(111)의 내측에서 왕복 이동이 가능하다.
본 발명에서는 이동샤프트(211)가 제1본체(110)에 나사 결합되며, 구동부(400)로부터 동력을 전달받아 이동샤프트(211), 대상체(P)의 길이 방향축을 중심으로 이동될 수 있다.
그러나 이에 한정하는 것은 아니고, 이동부(210)가 유압 또는 공압 실린더 방식으로 형성되며, 구동부(400)로부터 동력을 전달받아 제1본체(110) 상에서 왕복 이동되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.
도 2를 참조하면, 구동부(400)에 연결되는 이동샤프트(211)의 일 단부에 대향되는 타 단부에는 회전방지부(213)가 형성될 수 있다. 회전방지부(213)는 이동샤프트(211)의 단부에서 반경 방향으로 돌출 형성될 수 있다.
회전방지부(213)는 뒤에 설명할 이동본체(215)에 형성되는 회전방지홈부(216)의 내측에 배치되며, 이로 인하여 뒤에 설명할 확관본체(230)가 결합되는 이동본체(215)와 이동샤프트(211) 사이의 체결력이 향상될 수 있다.
이에 더하여 구동부(400)로부터 회전 동력을 전달받는 이동샤프트(211)의 동력을 이동본체(215) 및 이동본체(215)에 결합되는 확관본체(230)에 전달하여 대상체(P)의 내경을 안정적으로 확장시킬 수 있는 효과가 있다.
이동샤프트(211)에는 체결홀부(212)가 형성될 수 있다. 체결홀부(212)는 이동샤프트(211)의 중심에 형성될 수 있으며, 뒤에 설명할 지지부(250), 구체적으로 지지샤프트(251)가 결합될 수 있다.
이로 인하여 이동부(210), 확관본체(230) 간 체결력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동본체(215)는 구동부(400)와 연결되는 이동샤프트(211)의 일 단부에 대향되는 타 단부에 결합되는 것으로, 회전방지홈부(216)가 형성될 수 있다.
회전방지홈부(216)의 내측에 이동샤프트(211)에 형성되는 회전방지부(213)가 위치되고, 이로 인하여 이동샤프트(211)와 이동 본체 간 상대 회전 운동을 방지하고, 이동샤프트(211)가 구동부(400)로부터 동력을 전달받으면, 동력 손실 없이 이동본체(215) 및 이동본체(215)와 결합되는 확관본체(230)에 동력을 전달할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3, 도 5a 내지 도 5c 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 확관본체(230)는 이동부(210)의 일 단부, 구체적으로 이동본체(215)에 결합되는 것으로, 제1본체(110)와 제2본체(150) 간 결합 시 발생되는 가압력에 의해 위치 고정되는 대상체(P)에 접촉 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 확관본체(230)는 인입부(231), 확장부(233), 단차부(235)를 포함할 수 있다.
본 발명에서 인입부(231), 확장부(233), 단차부(235)는 동일 재질로 일체로 형성되나, 이에 한정하는 것은 아니고 재질을 서로 다르게 하여 별물로서 독립적으로 형성되어 결합되는 등 다양한 변형실시가 가능하다.
도 2, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 인입부(231)는 대상체(P)의 내측에 인입되는 것으로, 인입부(231)의 외경은 대상체(P)의 내경보다 같거나 작게 형성될 수 있다.
이로 인하여 본체부(100)에 의해 위치 고정되는 대상체(P)의 내측으로 확관본체(230)가 이동할 시 인입부(231)는 가장 먼저 대상체(P)와 접촉 가능하며, 대상체(P)의 위치를 계속하여 고정시킬 수 있다.
확장부(233)는 외경이 인입부(231)의 직경보다 상대적으로 더 크게 형성되는 것으로, 인입부(231)의 일 단부에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 확장부(233)는 인입부(231)와 연결되는 일 단부에 원주 방향을 따라 경사면(234)이 형성될 수 있다. 경사면(234)의 둘레는 인입부(231)의 외경보다 크게 형성되며, 소정 구간에서 선형 증가되게 형성될 수 있다.
이로 인하여 가열부(500)로부터 열(H)을 전달받은 대상체(P)가 소성 변형되고, 대상체(P)에 인입부(231)가 인입된 후 구동부(400)로부터 동력을 전달받은 이동부(210) 및 이동부(210)가 결합되는 확관부(200)가 대상체(P) 측으로 이동하면서 대상체(P)가 경사면(234)을 따라 내경이 증가되는 효과가 있다.
도 2, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단차부(235)는 인입부(231)와 연결되는 확장부(233)의 일 단부에 대향되는 타 단부에 결합되는 것으로, 단차부(235)의 직경은 확장부(233)의 직경보다 더 크게 형성될 수 있다.
단차부(235)는 확장부(233)의 일 단부와 연결되는 일면이 확관본체(230)의 이동 방향축과 수직을 이루며 편평하게 형성될 수 있다.
이로 인하여 대상체(P)의 내경을 소정 구간, 즉 경사면(234)이 형성되는 확장부(233)로부터 단차부(235)에 접촉되는 구간까지 확장시킬 수 있다.
도 2, 도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(250)는 확관본체(230)와 이동부(210)를 연결하는 것으로, 확관본체(230)를 이동부(210)에 위치 고정시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 지지부(250)는 지지샤프트(251), 지지헤드(253)를 포함할 수 있다.
지지샤프트(251)는 이동부(210) 및 확관본체(230)를 관통하는 것으로, 이동샤프트(211), 이동본체(215) 및 확관본체(230)에 각각 형성되는 체결홀부(212, 217, 237)에 결합될 수 있다.
지지샤프트(251)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있으며, 지지샤프트(251)는, 이동샤프트(211), 이동본체(215) 및 확관본체(230)에 나사 결합될 수 있다.
지지헤드(253)는 이동부(210)에 결합되는 지지샤프트(251)의 일 단부에 대향되는 타 단부에 결합되는 것으로, 확관본체(230)에 걸쳐질 수 있다.
지지헤드(253)는 지지샤프트(251)의 외경보다 큰 외경을 가지며, 확관본체(230), 구체적으로 인입부(231)에 걸쳐질 수 있다. 이로 인하여 지지부(250)가 이동부(210), 확관본체(230)에 결합 시 확관본체(230), 구체적으로 인입부(231)가 대상체(P) 측으로 이탈하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고정부(300)는 제1본체(110)와 제2본체(150)를 관통하며 결합되는 것으로, 제1본체(110)와 제2본체(150) 사이의 상대 이동을 차단할 수 있다. 고정부(300)는 고정샤프트(310), 가압부재(330)를 포함할 수 있다.
고정샤프트(310)는 제1본체(110)와 제2본체(150)에 각각 형성되는 홀부를 관통하며, 일 단부가 제1본체(110)에 결합되어 위치 고정될 수 있다. 고정샤프트(310)로 인하여 대상체(P)가 제1본체(110)에 형성되는 제1안착부(115)에 안착되고, 제2본체(150)를 대상체(P)의 상측에서 제1본체(110)에 결합 시 제2본체(150)의 결합 경로를 안내하여 제1본체(110)와 제2본체(150)가 안정적으로 대상체(P)를 가압할 수 있는 효과가 있다.
고정샤프트(310)는 복수 개가 구비되어, 제1안착부(115), 제2안착부(155)의 양측에 위치할 수 있으며, 복수 개의 고정샤프트(310)가 마주보며 형성됨으로 인하여, 제1본체(110)와 제2본체(150)의 결합 위치를 보다 정확하게 형성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가압부재(330)는 고정샤프트(310)에 결합되는 것으로, 제2본체(150)를 제1본체(110) 측 방향으로 가압할 수 있다.
본 발명에서는 고정샤프트(310)의 외주면을 따라 나사산이 형성되고, 가압수단의 내측에는 나사산 형상에 대응되도록 나사홈부가 형성되어, 고정샤프트(310)와 가압수단이 볼트-너트의 나사 결합 방식으로 결합될 수 있다.
그러나 이에 한정하는 것은 아니고 스프링 등 탄성부재의 탄성복원력으로 제2본체(150)를 제1본체(110) 측으로 가압하는 등 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 방법에 관하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치를 도시한 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치에서 대상체의 내경이 확장되는 상태를 도시한 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 방법을 도시한 순서도이다.
도 1, 도 3, 도 4, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 방법은 내부가 중공인 원통 형상의 대상체를 본체부에 장착하는 단계(S10), 대상체에 열을 가하여 소성 변형시키는 단계(S20), 확관부가 구동부로부터 동력을 전달받아 본체부 상에서 대상체 측으로 이동하여 대상체의 내측에 인입되는 단계(S30), 확관부가 대상체의 내측에서 위치 고정되어 대상체의 내경을 확장시키는 단계(S40)를 포함할 수 있다
도 3, 도 4를 참조하면, 내부가 중공인 원통 형상의 대상체를 본체부에 장착하는 단계(S10)에서는 제1본체(110)와 제2본체(150)가 결합이 해제되고, 내경을 확장하고자 하는 대상체(P)를 본체부(100), 구체적으로 제1본체(110)에 형성되는 제1안착부(115)에 안착시킨다.
대상체(P)를 제1안착부(115)에 안착시키면, 제2본체(150)부(100)에 형성되는 제2안착부(155)가 대상체(P)에 접촉되도록, 제1안착부(115)가 형성되는 제1본체(110)의 상측에 결합시킨다.
이때 제1본체(110)에 결합되는 고정부(300), 구체적으로 고정샤프트(310)가 제2본체(150)에 형성되는 홀부를 관통하며, 제1본체(110)에 대한 제2본체(150)의 결합 경로를 제공하고, 제2본체(150)가 제1본체(110) 및 제1안착부(115)에 안착되는 대상체(P)의 상측에 안착된 후 가압부재(330)를 고정샤프트(310)에 결합시켜, 제2본체(150)를 제1본체(110) 측으로 가압하도록 한다.
이로 인하여 제1본체(110)와 제2본체(150), 구체적으로 제1본체(110)에 형성되는 제1안착부(115)와 제2본체(150)에 형성되는 제2안착부(155) 사이에 배치되는 대상체(P)가 제1본체(110)와 제2본체(150)의 결합 시 발생되는 가압력에 의해 위치가 고정되는 효과가 있다.
이에 더하여 대상체(P)가 본체부(100)에 위치 고정됨으로 인하여 뒤에 설명할 확관부가 대상체의 내측에 인입되는 단계(S30)에서 대상체(P)가 확관부(200)로부터 이격되는 방향으로 밀리지 않고 위치가 고정될 수 있는 효과가 있다.
도 5a를 참조하면, 대상체에 열을 가하여 소성 변형시키는 단계(S20)에서는 가열부(500)가 대상체(P)를 향해 열(H)을 가하며, 열(H) 가소성 재질의 대상체(P)가 소성 변형될 수 있다.
이로 인하여 뒤에 설명할 확관부가 대상체의 내측에 인입되는 단계(S30)에서 확관부(200)가 대상체(P)의 내측에 인입되면서 대상체(P)의 내경이 확장되고, 시간이 경과됨에 따라 대상체(P)로부터 열(H)이 제거되면, 내경이 확장된 상태로 대상체(P)가 형상 변형될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c 및 도 6을 참조하면, 확관부가 구동부로부터 동력을 전달받아 본체부 상에서 대상체 측으로 이동하여 대상체의 내측에 인입되는 단계(S40)에서 이동부(210)가 구동부(400)로부터 동력을 전달받고, 이동부(210)가 본체부(100) 상에서 이동됨에 따라 이동부(210)와 결합되는 확관본체(230)가 대상체(P)의 내측에 인입되며 대상체(P)의 내경을 확장시킬 수 있다.
구체적으로, 구동부(400)로부터 동력을 전달받은 이동샤프트(211)가 제1본체(110)를 관통하여 제1본체(110)에 형성되는 수용부(111) 상에서 이동되며, 이동샤프트(211)와 결합되는 이동본체(215) 및 이동본체(215)에 결합되는 확관본체(230)가 대상체(P)의 내측에 인입된다.
확관본체(230)는 인입부(231), 확장부(233), 단차부(235)를 포함할 수 있고, 대상체(P)의 내경보다 같거나 작은 내경을 가지는 인입부(231)가 대상체(P)의 내측에 먼저 진입하고, 제1본체(110)와 제2본체(150)에 의해 위치가 고정되는 대상체(P)를 향해 확관부(200)가 계속 이동하게 된다.
인입부(231)를 지나 경사면(234)이 형성되는 확장부(233)에 대상체(P)가 접촉 시 대상체(P)는 경사면(234)을 따라 내경이 확장될 수 있다.
이때 별도의 제어부(도면 미도시)가 구동부(400)의 구동을 제어하여 확관부(200)의 이동 거리를 제어할 수 있으며, 대상체(P)가 확장부(233)를 지나 단차부(235)에 접촉될 때까지 이동될 수 있다.
확관부가 대상체의 내측에서 위치 고정되어 대상체의 내경을 확장시키는 단계(S40)에서 대상체(P)는 경사면(234)을 포함하는 확장부(233)의 구간만큼 내경이 증가될 수 있으며, 제1본체(110)와 제2본체(150) 사이에 배치되어 위치가 고정되는 대상체(P)에 대하여, 대상체(P)의 내측에서 이동되는 확관부(200)의 위치를 고정시킴으로써 대상체(P)의 내경이 확장된 상태에서 굳어져 형상이 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치 및 배관 확장 방법으로 인하여 작업자가 별도의 배관 확장 기구를 대상체(P)에 인입시켜 대상체(P)의 내경을 확장시키는 것에 비하여, 구동부(400)로부터 동력을 전달받는 확관부(200)가 균일하게 가해지는 힘으로 대상체(P)에 인입되어 대상체(P)의 내경을 확장시키고, 구동부(400)에 대향되는 부분에서는 제1본체(110)와 제2본체(150)의 결합 시 발생되는 가압력에 의해 대상체(P)의 위치가 고정됨으로써 대상체(P)의 밀림없이 설계된 소정 구간에서 내경이 확장되는 대상체(P)를 얻을 수 있는 효과가 있다.
이에 더하여 구동부(400)로부터 동력을 전달받은 확관부(200)가 대상체(P)의 내측에 인입되어 대상체(P)의 내경을 확장함으로써 배관 확장 작업의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 일정한 힘으로 대상체(P)의 내경을 확장시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배관 확장 장치(1)로 인하여 작업자가 직접 수동으로 대상체(P)의 위치를 고정하거나, 대상체(P)에 별도의 배관 확장 기구를 인입시킨 후 양쪽에서 가압하지 않아도 자동화가 가능하며, 배관 확장에 소요되는 시간을 감축시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
1: 배관 확장 장치 P: 대상체
H: 열 100: 본체부
110: 제1본체 111: 수용부
115: 제1안착부 150: 제2본체
155: 제2안착부 200: 확관부
210: 이동부 211: 이동샤프트
213: 회전방지부 212, 217, 237: 체결홀부
215: 이동본체 216: 회전방지홈부
230: 확관본체 231: 인입부
233: 확장부 234: 경사면
235: 단차부 250: 지지부
251: 지지샤프트 253: 지지헤드
300: 고정부 310: 고정샤프트
330: 가압부재 400: 구동부
500: 가열부

Claims (10)

  1. 수용부가 형성되는 제1본체와; 상기 제1본체와 결합가능한 제2본체;를 구비하는 본체부; 및
    상기 제1본체에 관통 결합되며, 미리 설정된 축 방향으로 왕복 이동이 가능한 확관부;를 포함하고,
    상기 제1본체와 상기 제2본체 사이에 대상체가 안착되며, 상기 제1본체 및 상기 제2본체의 결합 시 발생되는 가압력에 의해 상기 대상체의 위치가 고정되는, 배관 확장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 확관부는,
    상기 제1본체에 관통 결합되며 왕복 이동이 가능한 이동부; 및
    상기 이동부의 일 단부에 결합되며, 상기 본체부에 의해 위치 고정되는 상기 대상체에 접촉 가능한 확관본체;를 포함하는, 배관 확장 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 확관본체는,
    상기 대상체의 내측에 인입되는 인입부; 및
    상기 인입부의 직경보다 상대적으로 더 크게 형성되며 상기 인입부의 일 단부에 연결되는 확장부;를 포함하는, 배관 확장 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인입부와 연결되는 상기 확장부의 일 단부에는 원주 방향을 따라 경사면이 형성되는, 배관 확장 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1본체와 상기 제2본체 사이에 위치되는 상기 대상체와 마주보는 상기 제1본체의 일면에는 상기 대상체가 안착되도록 제1안착부가 형성되고,
    상기 제1안착부와 마주보는 상기 제2본체의 일면에는 상기 제1안착부와 대칭을 이루도록 제2안착부가 형성되는, 배관 확장 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1본체와 상기 제2본체를 관통하며, 상기 제1본체와 상기 제2본체 사이의 상대 이동을 차단하는 고정부;를 더 포함하는, 배관 확장 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 확관부에 동력을 전달하여 상기 본체부 내에서 상기 확관부가 왕복 이동되도록 상기 확관부에 동력을 전달하는 구동부;를 더 포함하는, 배관 확장 장치.
  8. 내부가 중공인 원통 형상의 대상체를 본체부에 장착하는 단계;
    상기 대상체에 열을 가하여 소성 변형시키는 단계;
    확관부가 구동부로부터 동력을 전달받아 상기 본체부 상에서 상기 대상체 측으로 이동하여 상기 대상체의 내측에 인입되는 단계; 및
    상기 확관부가 상기 대상체의 내측에서 위치 고정되어 상기 대상체의 내경을 확장시키는 단계;를 포함하는, 배관 확장 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 본체부는,
    수용부가 형성되는 제1본체와; 상기 제1본체와 결합가능한 제2본체;를 포함하고,
    상기 제1본체와 상기 제2본체 사이에 대상체가 안착되며, 상기 제1본체 및 상기 제2본체의 결합 시 발생되는 가압력에 의해 상기 대상체의 위치가 고정되는, 배관 확장 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 확관부는,
    상기 제1본체에 관통 결합되며 왕복 이동이 가능한 이동부; 및
    상기 이동부의 일 단부에 결합되며, 상기 본체부에 의해 위치 고정되는 상기 대상체에 접촉 가능한 확관본체;를 포함하는, 배관 확장 방법.
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