WO2024204885A1 - 배관 검사 장치 - Google Patents

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WO2024204885A1
WO2024204885A1 PCT/KR2023/004235 KR2023004235W WO2024204885A1 WO 2024204885 A1 WO2024204885 A1 WO 2024204885A1 KR 2023004235 W KR2023004235 W KR 2023004235W WO 2024204885 A1 WO2024204885 A1 WO 2024204885A1
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pipe
inspection device
cup
pipe inspection
folding
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PCT/KR2023/004235
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송홍석
유휘용
김동규
김대광
김재준
양승웅
유광현
오병택
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Korea Gas Corp
Original Assignee
Korea Gas Corp
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/28—Constructional aspects
    • F16L55/30—Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables
    • F16L55/38—Constructional aspects of the propulsion means, e.g. towed by cables driven by fluid pressure
    • 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
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    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/26—Pigs or moles, i.e. devices movable in a pipe or conduit with or without self-contained propulsion means
    • F16L55/28—Constructional aspects
    • F16L55/40—Constructional aspects of the body
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • 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
    • F16L2101/00—Uses or applications of pigs or moles
    • F16L2101/30—Inspecting, measuring or testing

Definitions

  • the present invention relates to a pipe inspection device.
  • Conventional pipe inspection devices generally drive the inside of the pipe by generating a pressure difference between the front and rear of the pipe inspection device by shielding the pipe inspection device and the inner wall of the pipe through a driving cup formed on the outer surface of the body.
  • the purpose of the present invention is to provide a pipe inspection device for solving the above problems.
  • a pipe inspection device may include: a body part that travels inside a pipe; at least one driving cup that is disposed on an outer surface of the body part and travels the body part along the inside of the pipe by pressure of a fluid flowing into the pipe; at least one front guide part that is disposed in front of the driving cup and includes a front wheel that can come into contact with the pipe; and at least one rear guide part that is disposed in the rear of the driving cup and includes a rear wheel that can come into contact with the pipe.
  • the front guide portion may include a rotation shaft having one end rotatably connected to the body portion and the other end connected to the front wheel; and a front support shaft having one end connected to the front wheel and the other end connected to the front of the drive cup.
  • the rear guide portion may include a rear support shaft having one end connected to the rear surface of the driving cup and the other end connected to the rear wheel.
  • At least a portion of the drive cup may be formed of an elastic material.
  • the front guide part rotates toward the body part to elastically deform at least a portion of the driving cup, thereby causing the rear guide part to rotate toward the body part so that the front wheel and the rear wheel can come into contact with the pipe.
  • the rear guide part rotates toward the body part to elastically deform at least a portion of the driving cup, thereby causing the front guide part to rotate toward the body part so that the rear wheel and the front wheel can come into contact with the pipe.
  • the front wheel and the rear wheel can be positioned while rotating toward the pipe by elastic recovery of the driving cup.
  • the device further includes an elastic member that is disposed between the front guide member and the body member and supports at least a portion of the front guide member, and the front wheel and the rear wheel can be rotated toward the pipe and restored to their positions by at least one of elastic recovery of the elastic member and elastic recovery of the drive cup.
  • the drive cup may include: a coupling portion coupled along the periphery of the body portion; a plurality of body portions extending radially from the coupling portion toward the rear outer side, the front guide portion coupled to the front side and the rear guide portion coupled to the rear side; and a plurality of folding portions connecting between the plurality of body portions and changing the gap between the body portions.
  • the folding portion includes a first folding portion and a second folding portion extending rearwardly from two adjacent body portions, and the first folding portion and the second folding portion are joined to fold forward, wherein ends of the first folding portion and the second folding portion can protrude outwardly from the edges of the body portions.
  • a first deformation portion that is sunken outwardly from one area to a predetermined length may be formed between the front surface of the first folding portion and the second folding portion, and a second deformation portion that is sunken outwardly from one area to a predetermined length may be formed between the folding portion and the back surface of the body portion.
  • the front and rear guide sections are linked in response to changes in the inner diameter and shape of the pipe, and the front and rear wheels contact the inner wall of the pipe at the front and rear of the driving cup, thereby reducing frictional force when the pipe inspection device is driven.
  • the shielding performance is improved by changing the diameter of the driving cup in response to the inner diameter of the pipe, so that the propulsive power of the pipe inspection device can be improved.
  • the front guide part and the rear guide part return to their original positions by the elastic recovery of the driving cup, additional parts for returning the front guide part and the rear guide part are not required, so that the weight of the pipe inspection device can be reduced.
  • FIG. 1 is a perspective view of a pipe inspection device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a pipe inspection device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front perspective view of a driving cup of a pipe inspection device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a rear view of a driving cup of a pipe inspection device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a front guide portion and a rear guide portion of a pipe inspection device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a front guide portion and a rear guide portion of a pipe inspection device according to one embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a bottom view of part A of Figure 6.
  • FIG. 1 is a perspective view of a pipe inspection device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a pipe inspection device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a front perspective view of a driving cup of the pipe inspection device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a rear view of a driving cup of the pipe inspection device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a front guide part and a rear guide part of the pipe inspection device according to an embodiment of the present invention.
  • a pipe inspection device (1000) is configured to travel along the inside of a pipe by the pressure of a fluid flowing into the pipe, and may include a body part (100), a driving cup (200), a front guide part (300), a rear guide part (400), an elastic part (500), and an elastic part connecting shaft (600).
  • the body part (100) is a part that forms the body of the pipe inspection device (1000) and may have a size and shape that can be inserted and moved inside the pipe.
  • the body part (100) may have a cylindrical shape with a space formed inside.
  • the inside and/or outside of the fuselage (100) may include various components such as a leakage flux detection device, a data collection device, a communication device, a pipe abnormality diagnosis device, a battery, a camera, and various sensors, so as to inspect the inside of the pipe while driving inside the pipe. Additionally, the fuselage (100) may further include at least one odometer that extends toward the inner wall of the pipe, a communication unit for providing direct connection with the inside and/or the outside or connection via a network, a program for performing operations of the pipe inspection device (1000), a memory for storing data according to the performance of operations, and the like.
  • the present invention is not limited thereto, and various shapes and configurations may be applied to the fuselage (100) according to embodiments of the present invention.
  • the fuselage section (100) may be composed of one or more.
  • another fuselage section (100) may be connected to the front and/or rear of the fuselage section (100) through an axial joint member such as a universal joint.
  • a drive cup (200) or the like may be provided in the front fuselage section (100) to act as a propulsion unit inside the pipe, and equipment necessary for pipe inspection, such as a leakage flux detection device, may be provided in the rear fuselage section (100) to act as an inspection unit inside the pipe.
  • the present invention is not limited thereto.
  • At least one rotational shaft connection part (110) may be provided on the outer surface of the body part (100).
  • a front guide part (300), which will be described later, is rotatably connected to the rotational shaft connection part (110) so that it can rotate according to changes in the inner diameter and/or shape of the pipe.
  • the drive cup (200) is arranged on the outer surface of the body part (100) and can drive the body part (100) along the inside of the pipe by the pressure of the fluid flowing into the pipe.
  • the drive cup (200) is formed to extend from the outer surface of the body part (100) toward the inner wall of the pipe and can shield the space between the pipe inspection device (1000) and the inner wall of the pipe by coming into contact with the inner wall of the pipe. Accordingly, the pressure of the fluid at the rear of the pipe inspection device (1000) becomes relatively higher than the pressure of the fluid at the front, and a driving force for driving the pipe inspection device (1000) can be generated by the pressure difference of the fluid at the front and rear.
  • the driving cup (200) may be composed of one or more.
  • the driving cups (200) may be spaced apart from each other along the length direction on the outer surface of the body part (100). Through this, the shielding performance between the pipe inspection device (1000) and the inner wall of the pipe may be improved.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the drive cup (200) may be formed of an elastic material. Accordingly, when the pipe inspection device (1000) runs inside the pipe, the drive cup (200) may be elastically deformed and come into contact with the inner wall of the pipe even when the inner diameter of the pipe changes or the shape of the pipe, such as a curved pipe, changes.
  • the drive cup (200) may be formed of a urethane material that is elastic and has sufficient durability and wear resistance to withstand damage due to contact with the inner wall of the pipe.
  • the present invention is not limited thereto, and various materials such as silicone, neoprene, polyurethane, and TPE (Thermo Plastic Elastomer) may be applied according to an embodiment of the present invention.
  • the drive cup (200) may include a coupling portion (210) coupled along the perimeter of the body portion (100), a plurality of body portions (220) extending radially toward the rear outer side from the coupling portion (210), and a plurality of folding portions (230) connecting between the plurality of body portions (220).
  • the coupling part (210) serves to fix the driving cup (200) to the body part (100), and may be formed in a shape corresponding to the outer shape of the body part (100).
  • the coupling part (210) may be formed in an annular shape.
  • the driving cup (200) and the body part (100) may be coupled by inserting at least a portion of the body part (100) into the coupling part (210).
  • at least one fixing part (211) for coupling with the body part (100) may be formed on the inner side of the coupling part (210).
  • a fixing part holder (120) may be formed on the outer surface of the body part (100), and the fixing part (211) may be coupled with the fixing part holder (120).
  • at least one fixing hole (212) is formed in the fixing part (211), and the driving cup (200) can be fixed to the body part (100) by connecting a connecting member such as a bolt or pin to the fixing hole (212) and the fixing part holder (120).
  • a connecting member such as a bolt or pin
  • the body part (220) may receive external force from the front guide part (300) and/or the rear guide part (400) and rotate with respect to the fuselage part (100).
  • the front guide part (300) may be coupled to the front surface of the body part (220)
  • the rear guide part (400) may be coupled to the rear surface of the body part (220). Accordingly, as the inner diameter and/or shape of the pipe changes, the external force applied to the front guide part (300) and/or the rear guide part (400) is transmitted to the body part (220), and the body part (220) may rotate with respect to the fuselage part (100).
  • a connecting hole (221) for coupling the front guide part (300) and/or the rear guide part (400) may be formed in one area of the body part (220).
  • a coupling member such as a bolt or a pin may be inserted into the connecting hole (221) so that the front guide part (300) and/or the rear guide part (400) may be coupled to the body part (220).
  • the front guide part (300) and the rear guide part (400) may be mutually coupled through a coupling member inserted into the connecting hole (221).
  • the present invention is not limited thereto, and various coupling methods may be applied according to embodiments of the present invention.
  • each folding portion (230) may change the gap between the body portions (220).
  • each folding portion (230) may include a first folding portion (231) and a second folding portion (232) extending rearwardly from two adjacent body portions (220).
  • the first folding portion (231) and the second folding portion (232) may be coupled to fold forward. Accordingly, when the inner diameter of the pipe decreases, the gap between the first folding portion (231) and the second folding portion (232) narrows (i.e., the gap between two adjacent body portions (220) narrows), causing the body portion (220) to rotate toward the body portion (100), thereby decreasing the diameter of the drive cup (200).
  • the gap between the first folding portion (231) and the second folding portion (232) widens due to the elastic recovery force of the drive cup (200) (i.e., the gap between two adjacent body portions (220) widens), and the body portion (220) rotates toward the pipe, thereby increasing the diameter of the drive cup (200).
  • the shielding state between the pipe inspection device (1000) and the inner wall of the pipe can be maintained.
  • the end portion of the folding portion (230) and the edge of the body portion (220) may protrude outwardly from the front guide portion (300) and the rear guide portion (400). Accordingly, when the front guide portion (300) and the rear guide portion (400) are in contact with the inner wall of the pipe, the protruding portion of the end portion of the folding portion (230) and the edge of the body portion (220) are elastically deformed and maintain a state of close contact with the inner wall of the pipe, thereby maintaining a shielding state between the pipe inspection device (1000) and the inner wall of the pipe.
  • the ends of the first folding portion (231) and the second folding portion (232) may protrude outwardly from the edge of the body portion (220).
  • the ends of the folding portion (230) can be maintained in contact with the inner wall of the pipe during the process of folding the folding portion (230) by an external force, thereby preventing a decrease in shielding performance due to a gap between the folding portion (230) and the inner wall of the pipe.
  • the present invention is not limited thereto, and the folding portion (230) may be formed in various shapes according to an embodiment of the present invention.
  • a first deformation portion (240) may be formed between the front surfaces of the first folding portion (231) and the second folding portion (232) and is sunken from one area to an outside by a predetermined length. Accordingly, the thickness of the first deformation portion (240) is formed thinner than that of the first folding portion (231) and the second folding portion (232), so that the first folding portion (231) and the second folding portion (232) can be easily folded or unfolded with the first deformation portion (240) as the center.
  • a second deformation portion (250) may be formed between the back surface of the folding portion (230) and the body portion (220) and is sunken from one area to an outside by a predetermined length. Accordingly, the thickness of the second deformation portion (250) is formed thinner than that of the body portion (220) and/or the folding portion (230), so that when the first folding portion (231) and the second folding portion (232) are folded or unfolded, the gap between the body portion (220) can be easily changed by the second deformation portion (250).
  • the joining portion (210), the body portion (220), and the folding portion (230) may be formed with different hardnesses.
  • the joining portion (210) may be formed with a hardness that does not elastically deform and is joined to the fuselage portion (100)
  • the folding portion (230) may be formed with a hardness that allows folding or elastic deformation but maintains a state of contacting the inner wall of the pipe when the fuselage portion (100) is driven
  • the body portion (220) may be formed with a hardness that is less deformed in order to support the front guide portion (300) and the rear guide portion (400).
  • the present invention is not limited thereto, and the joining portion (210), the body portion (220), and the folding portion (230) may be formed of different materials or with different thicknesses according to an embodiment of the present invention.
  • the front guide part (300) is arranged in front of the driving cup (200) and can support the body part (100) by having at least a part thereof in contact with the pipe. In addition, it can transmit an external force to the driving cup (200) by rotating in response to a change in the inner diameter and/or shape of the pipe, or can rotate by receiving an external force from the driving cup (200).
  • the front guide portion (300) may be configured as one or more.
  • a plurality of front guide portions (300) may be arranged radially apart from each other while connecting the body portion (100) and the drive cup (200), and may have a structure that can rotate with respect to the body portion (100) and contact the inner wall of the pipe from various directions.
  • the front guide part (300) may include a rotation shaft (310), a front wheel (320), and a front support shaft (330).
  • the rotation shaft (310) performs a function of supporting the fuselage part (100) and may rotate according to changes in the inner diameter and/or shape of the pipe.
  • the rotation shaft (310) has one end rotatably connected to a rotation shaft (310) connection part (110) provided on the outer surface of the fuselage part (100), and the other end is arranged to face the inner wall of the pipe, so as to rotate with respect to the fuselage part (100).
  • the rotation shaft (310) may have a shape in which a plurality of plates having a predetermined width and thickness are arranged to face each other, or may have a bar shape.
  • the present invention is not limited thereto, and the rotation shaft (310) may have various shapes according to embodiments of the present invention.
  • the front wheel (320) is connected to the other end of the rotation shaft (310) so as to contact the inner wall of the pipe and rotate, thereby preventing the rotation shaft (310) from directly contacting the inner wall of the pipe.
  • the front wheel (320) is connected to a front wheel connection portion (not shown in the drawing symbol) formed at the other end of the rotation shaft (310), and a rotation shaft such as a pin is connected so as to penetrate the center of the front wheel (320) and the front wheel connection portion, so that the front wheel (320) can be rotatably connected by contacting the inner wall of the pipe. Accordingly, when the pipe inspection device (1000) is driven, the frictional force in front of the drive cup (200) can be reduced by the front wheel (320).
  • the front support shaft (330) can transfer the external force received by the front wheel (320) to the drive cup (200), or transfer the external force received by the rear wheel (420) and the elastic force of the drive cup (200) to the rotation shaft (310).
  • the front support shaft (330) may have one end connected to the front wheel (320), and the other end connected to the front of the drive cup (200) (particularly, the front of the body part (220)). At this time, one end of the front support shaft (330) may be rotatably connected to the front wheel (320) connection part described above.
  • the front support shaft (330) presses the body part (220), so that the drive cup (200) can be elastically deformed and/or folded toward the rear.
  • the front support shaft (330) receives an external force from the drive cup (200)
  • the received external force is transmitted to the rotation shaft (310), thereby allowing the rotation shaft (310) to rotate toward the inner wall of the pipe.
  • a front coupling plate (331) that is closely fixed to the front of the body part (220) may be formed at the other end of the front support shaft (330). Accordingly, the external force transmitted from the rotation shaft (310) may be transmitted to a wider area of the driving cup (200), thereby facilitating elastic deformation and/or folding of the driving cup (200).
  • the front coupling plate (331) can maintain a state of closely contacting the front of the body part (220).
  • the rear guide member (400) is arranged at the rear of the driving cup (200) so that at least a portion thereof comes into contact with the pipe, and can transmit an external force to the driving cup (200) by rotating relative to the body member (100) in response to changes in the inner diameter and/or shape of the pipe, or can rotate relative to the body member (100) in response to folding and/or elastic deformation of the driving cup (200).
  • the rear guide portion (400) may be configured as one or more.
  • a plurality of rear guide portions (400) may be respectively arranged on the rear surfaces of the plurality of body portions (220) of the driving cup (200) so as to contact the inner wall of the pipe from various directions.
  • the rear guide part (400) may include a rear support shaft (410) and a rear wheel (420).
  • the rear support shaft (410) may perform a function of supporting the driving cup (200).
  • one end of the rear support shaft (410) may be connected to the rear surface of the driving cup (200) (in particular, the rear surface of the body part (220)), and the other end may be arranged to face the inner wall of the pipe.
  • the rear support shaft (410) may have a shape in which a plurality of plates having a predetermined width and thickness are arranged to face each other, or may have a bar shape.
  • the present invention is not limited thereto, and the rear support shaft (410) may have various shapes according to an embodiment of the present invention.
  • the rear wheel (420) may be connected to the other end of the rear support shaft (410) to prevent the rear support shaft (410) from directly contacting the inner wall of the pipe while rotating while contacting the inner wall of the pipe.
  • a rear wheel (420) is connected to a rear wheel connection part (not shown in the drawing symbol) formed at the other end of a rear support shaft (410), and a rotational shaft such as a pin is connected to penetrate the center of the rear wheel (420) and the rear wheel connection part, so that the rear wheel (420) can be rotatably connected by contacting the inner wall of the pipe. Accordingly, when the pipe inspection device (1000) is driven, the frictional force at the rear of the driving cup (200) can be reduced by the rear wheel (420).
  • one end of the rear support shaft (410) may be fixed to the rear surface of the body part (220).
  • a rear coupling plate (411) that is closely fixed to the rear surface of the body part (220) may be formed at one end of the rear support shaft (410). Accordingly, when the inclination of the body part (220) with respect to the fuselage part (100) changes, the inclination of the rear coupling plate (411) with respect to the fuselage part (100) changes accordingly, thereby allowing the rear support shaft (410) to rotate.
  • the distance from the fuselage (100) to the point where the rear wheel (420) and/or the front wheel (320) contacts the inner wall of the pipe may correspond to the distance from the fuselage (100) to the inner wall of the pipe.
  • the rear support shaft (410) may be formed to extend toward the inner wall of the pipe while having a predetermined angle with the body (220) (or, the rear coupling plate (411)). Accordingly, even if the rear guide part (400) rotates in conjunction with the rotation of the body (220), the rear wheel (420) may be maintained in contact with the pipe.
  • the elastic member (500) is arranged between the front guide member (300) and the body member (100) and can elastically support at least a portion of the front guide member (300).
  • one end of the elastic member (500) may be connected to the outer surface of the fuselage (100), and the other end may be connected to the front guide member (300) (particularly, the rotation shaft (310)).
  • an elastic member connecting shaft (600) may be provided on the outer surface of the fuselage (100), and an elastic member fixing member (drawing symbol not shown) may be provided on the inner side of the rotation shaft (310), so that the elastic member (500) may be disposed between the elastic member connecting shaft (600) and the elastic member fixing member to elastically support the front guide member (300).
  • the front wheel (320) and the rear wheel (420) may recover their positions while rotating toward the pipe by at least one of the elastic recovery of the elastic member (500) and the elastic recovery of the drive cup (200).
  • the elastic part (500) can assist the supporting force of the drive cup (200).
  • the elastic member connecting shaft (600) may be rotatably connected at one end to the body (100), and the other end may be connected to the elastic member (500). Accordingly, when the front guide member (300) (particularly, the rotation shaft (310)) rotates, the elastic member connecting shaft (600) rotates in conjunction with the front guide member (300), so that the elastic member (500) may be compressed and recovered in the axial direction of the elastic member connecting shaft (600). Through this, the loss of elastic force of the elastic member (500) may be minimized. In addition, the elastic member (500) may be prevented from being deformed outside the compression and recovery direction (i.e., the axial direction of the elastic member connecting shaft (600)), thereby improving the durability of the elastic member (500).
  • the front guide part (300) and the rear guide part (400) can rotate toward the pipe and recover their positions by the elastic recovery force of the drive cup (200) without the elastic part (500) and the elastic part connecting shaft (600).
  • the drive cup (200) (particularly, the body part (210) and the folding part (230)) can be designed to have various thicknesses and hardnesses in consideration of the driving speed of the body part (100), the shape of the pipe, etc., so that the body part (100) can be supported only by its own elastic recovery force.
  • the front wheel (320) and/or the rear wheel (420) can be maintained in contact with the inner wall of the pipe without a separate device assisting the drive cup (200).
  • FIGS. 1 to 5 are exemplary, and various configurations may be applied depending on the embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a drawing for exemplarily explaining the joint structure of a body part and a driving cup of a pipe inspection device according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a bottom view of part A of FIG. 6.
  • a support member (130 ⁇ ) that supports the coupling member (210 ⁇ ) may be arranged on the back surface of the coupling member (210 ⁇ ) (in particular, the back surface of the fixed member (211 ⁇ )).
  • the support member (130 ⁇ ) may be arranged to protrude from the outer surface of the body member (100) but be in close contact with the back surface of the coupling member (210), thereby supporting the coupling member (210 ⁇ ).
  • the support member (130 ⁇ ) may be fixed to the coupling member (210 ⁇ ) and/or the fixed member (211 ⁇ ) through a coupling member such as a bolt or a pin.
  • a coupling member such as a bolt or a pin.
  • the present invention is not limited thereto, and various coupling methods may be applied according to embodiments of the present invention.
  • the drive cup (200 ⁇ ) and the body part (100 ⁇ ) can be more firmly joined, and problems such as the drive cup (200 ⁇ ) being pushed backwards by an external force or being separated from the fixed holder (120 ⁇ ) when the pipe inspection device (1000 ⁇ ) runs inside the pipe can be prevented.
  • the pipe inspection device illustrated in FIGS. 6 and 7 is exemplary, and various configurations may be applied depending on the embodiment to which the present invention is applied.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따라, 배관 검사 장치가 제공된다. 상기 배관 검사 장치는, 배관 내부를 주행하는 동체부; 상기 동체부의 외면에 배치되어 상기 배관 내로 유동하는 유체의 압력에 의해 상기 동체부를 상기 배관 내부를 따라 주행시키는 적어도 하나의 구동컵; 상기 구동컵의 전방에 배치되고, 상기 배관과 접촉 가능한 전방 휠을 포함하는 적어도 하나의 전방 가이드부; 및 상기 구동컵의 후방에 배치되고, 상기 배관과 접촉 가능한 후방 휠을 포함하는 적어도 하나의 후방 가이드부를 포함할 수 있다.

Description

배관 검사 장치
본 발명은 배관 검사 장치에 관한 것이다.
상하수도관, 도시가스관, 석유화학공장의 플랜트관 등과 같이 여러 산업분야에서 물, 유류, 액화가스, 가스 등의 유체를 이송시키기 위해 다양한 형태의 배관이 설치되어 사용되고 있다. 특히, 가연성이나 유독성 물질이 내부를 흐르는 배관의 경우에는 결함이 생길 경우 인명 및 재산의 손실이 크게 발생할 수 있으므로, 시간이 흐름에 따라 노화, 부식 및 외력 등으로 인한 손상이 발생하지 않도록 일정 기간마다 내부 상태를 확인하는 유지보수작업이 이루어져야 한다. 이러한 배관 내부의 검사를 위해 인텔리전트 피그(Intelligent Pig) 등과 같은 배관 검사 장치가 개발되어 사용되고 있다.
종래의 배관 검사 장치는 일반적으로 동체의 외주면에 형성되는 구동컵을 통해 배관 검사 장치와 배관의 내벽 사이를 차폐하여 배관 검사 장치의 전후방에 차압을 발생시킴으로써, 배관의 내부를 주행한다.
그러나, 이러한 종래의 배관 검사 장치는 구동컵이 차폐 및 배관 검사 장치의 자세 유지 기능을 동시에 수행하기 때문에, 구동컵과 내벽 사이에 마찰력이 과도하게 발생되는 문제점이 있다. 또한, 배관 내경이 가변되는 복합형 배관이나 곡선형 배관에서 구동컵의 일부가 배관과 완전히 밀착되지 못하여 차폐 성능이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
따라서 이와 같은 문제를 해결할 수 있는 배관 검사 장치가 요구된다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 배관 검사 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 배관 검사 장치가 제공된다. 상기 배관 검사 장치는, 배관 내부를 주행하는 동체부; 상기 동체부의 외면에 배치되어 상기 배관 내로 유동하는 유체의 압력에 의해 상기 동체부를 상기 배관 내부를 따라 주행시키는 적어도 하나의 구동컵; 상기 구동컵의 전방에 배치되고, 상기 배관과 접촉 가능한 전방 휠을 포함하는 적어도 하나의 전방 가이드부; 및 상기 구동컵의 후방에 배치되고, 상기 배관과 접촉 가능한 후방 휠을 포함하는 적어도 하나의 후방 가이드부를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 전방 가이드부는, 일 단이 상기 동체부에 회동 가능하게 연결되고, 타 단이 상기 전방 휠에 연결되는 회동축; 및 일 단이 상기 전방 휠에 연결되고, 타 단이 상기 구동컵의 전면에 연결되는 전방 지지축을 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 후방 가이드부는, 일 단이 상기 구동컵의 배면에 연결되고, 타 단이 상기 후방 휠에 연결되는 후방 지지축을 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 구동컵의 적어도 일부는 탄성 재질로 형성될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 전방 휠에 외력이 가해지면, 상기 전방 가이드부가 상기 동체부를 향해 회동하여 상기 구동컵의 적어도 일부를 탄성 변형시킴으로써, 상기 후방 가이드부가 상기 동체부를 향해 회동하여 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠이 상기 배관에 접촉할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 후방 휠에 외력이 가해지면, 상기 후방 가이드부가 상기 동체부를 향해 회동하여 상기 구동컵의 적어도 일부를 탄성 변형시킴으로써, 상기 전방 가이드부가 상기 동체부를 향해 회동하여 상기 후방 휠 및 상기 전방 휠이 상기 배관에 접촉할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 구동컵의 탄성 회복에 의해 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠이 상기 배관을 향하여 회동하면서 위치 회복할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 전방 가이드부와 상기 동체부 사이에 배치되어 상기 전방 가이드부의 적어도 일부를 지지하는 탄성부를 더 포함하고, 상기 탄성부의 탄성 회복 및 상기 구동컵의 탄성 회복 중 적어도 하나에 의해 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠이 상기 배관을 향하여 회동하면서 위치 회복할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 구동컵은, 상기 동체부의 둘레를 따라 결합하는 결합부; 상기 결합부로부터 후방 외측을 향하여 방사형으로 연장되며, 전면에 상기 전방 가이드부가 결합하고 배면에 상기 후방 가이드부가 결합하는 복수의 몸체부; 및 상기 복수의 몸체부 사이를 연결하며, 상기 몸체부 사이의 간격을 변화시키는 복수의 폴딩부를 포함할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 폴딩부는 인접한 2 개의 상기 몸체부로부터 후방으로 연장하는 제 1 폴딩부 및 제 2 폴딩부를 포함하고, 상기 제 1 폴딩부와 상기 제 2 폴딩부는 전방을 향하여 접히도록 결합하되, 상기 제 1 폴딩부 및 상기 제 2 폴딩부의 단부는 상기 몸체부의 테두리보다 외측으로 돌출될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 상기 제 1 폴딩부 및 상기 제 2 폴딩부의 전면 사이에는 일 영역으로부터 외측을 향하여 소정의 길이로 함몰된 제 1 변형부가 형성되고, 상기 폴딩부 및 상기 몸체부의 배면 사이에는 일 영역으로부터 외측을 향하여 소정의 길이로 함몰된 제 2 변형부가 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 배관의 내경 및 형상 변화 등에 대응하여 전방 가이드부와 후방 가이드부가 연동하면서 전방 휠 및 후방 휠이 구동컵의 전후방에서 배관의 내벽에 접촉함으로써, 배관 검사 장치의 주행 시 마찰력을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 배관의 내경에 대응하여 구동컵의 직경이 변화함으로써 차폐 성능이 향상되어, 배관 검사 장치의 추진력이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 구동컵의 탄성 회복에 의해 전방 가이드부 및 후방 가이드부가 원위치로 복귀하도록 함으로써, 전방 가이드부 및 후방 가이드부의 복귀를 위한 추가적인 부품 등이 필요하지 않아 배관 검사 장치의 경량화가 가능하다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 구동컵의 정면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 구동컵의 배면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 전방 가이드부 및 후방 가이드부의 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 전방 가이드부 및 후방 가이드부의 확대 단면도이다.
도 7은 도 6의 A 부분의 저면도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예들을 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있다. 한편, 이하에서 기재되는 편의상 상하좌우의 방향은 도면을 기준으로 한 것이며, 해당 방향으로 본 발명의 권리범위가 반드시 한정되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 구동컵의 정면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 구동컵의 배면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 전방 가이드부 및 후방 가이드부의 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 배관 검사 장치(1000)는 배관 내로 유동하는 유체의 압력에 의해 배관 내부를 따라 주행하도록 구성된 것으로서, 동체부(100), 구동컵(200), 전방 가이드부(300), 후방 가이드부(400), 탄성부(500) 및 탄성부 연결축(600)을 포함할 수 있다.
동체부(100)는 배관 검사 장치(1000)의 몸체를 형성하는 부분으로서, 배관 내부에 삽입되어 이동할 수 있는 크기 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 동체부(100)는 내부에 공간이 형성된 원통 형상일 수 있다.
동체부(100)의 내부 및/또는 외부에는 누설자속 감지 장치, 데이터 수집 장치, 통신 장치, 배관의 이상 진단 장치, 배터리, 카메라, 각종 센서 등 다양한 구성이 포함되어, 배관 내부를 주행하면서 배관 내부를 검사할 수 있다. 부가적으로, 동체부(100)에는 배관의 내벽을 향하여 연장 형성되는 적어도 하나의 주행거리계(odometer), 내부 및/또는 외부와의 직접 연결 또는 네트워크를 통한 연결을 제공하기 위한 통신부, 배관 검사 장치(1000)의 동작 수행을 위한 프로그램, 동작 수행에 따른 데이터 등을 저장하는 메모리 등이 더 포함될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 실시예에 따라 다양한 형상 및 구성이 동체부(100)에 적용될 수 있다.
실시예에서, 동체부(100)는 하나 이상으로 구성될 수 있다. 동체부(100)가 복수로 구성되는 경우, 동체부(100)의 전방 및/또는 후방에 다른 동체부(100)가 유니버설 조인트(universal joint) 등과 같은 축이음 부재를 통하여 연결될 수 있다. 예를 들어, 전방의 동체부(100)에는 구동컵(200) 등이 구비되어 배관 내부에서 추진체 역할을 하고, 후방의 동체부(100)에는 누설자속 감지 장치 등과 같은 배관 검사에 필요한 장비가 구비되어 배관 내부를 검사하는 역할을 할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서, 동체부(100)의 외주면에는 적어도 하나의 회동축 연결부(110)가 구비될 수 있다. 회동축 연결부(110)에는 후술할 전방 가이드부(300)가 회동 가능하게 연결되어, 배관의 내경 및/또는 형상 변화에 따라 회동할 수 있다.
구동컵(200)은 동체부(100)의 외면에 배치되어 배관 내로 유동하는 유체의 압력에 의해 동체부(100)를 배관 내부를 따라 주행시킬 수 있다. 예를 들어, 구동컵(200)은 동체부(100)의 외주면으로부터 배관 내벽을 향하여 연장 형성되어 배관 내벽과 접촉함으로써 배관 검사 장치(1000)와 배관 내벽 사이를 차폐할 수 있다. 이에 따라, 배관 검사 장치(1000)의 후방에서의 유체의 압력이 전방에서의 유체 압력보다 상대적으로 높아지게 되며, 이러한 전후방에서의 유체의 압력차에 의해 배관 검사 장치(1000)의 주행을 위한 추진력이 생성될 수 있다.
실시예에서, 구동컵(200)은 하나 또는 복수로 구성될 수 있다. 구동컵(200)이 복수일 경우, 구동컵(200)은 동체부(100)의 외면에 길이 방향을 따라 이격 배치될 수 있다. 이를 통해, 배관 검사 장치(1000)와 배관 내벽 사이의 차폐 성능을 향상시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서, 구동컵(200)의 적어도 일부는 탄성 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 배관 검사 장치(1000)가 배관 내부를 주행할 때 배관의 내경이 변화하거나, 곡관과 같이 배관의 형상이 변화하는 경우에도 구동컵(200)이 탄성 변형되면서 배관의 내벽과 접촉할 수 있다. 이를 위해, 구동컵(200)은 탄성을 가지면서도 배관의 내벽과 접촉에 의한 손상을 견딜 수 있는 충분한 내구성 및 내마모성을 가지는 우레탄(urethane) 재질로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 실리콘(Silicone), 네오프렌(neoprene), 폴리우레탄(Polyurethane), TPE(Thermo Plastic Elastomer) 등 본 발명의 실시예에 따라 다양한 재질이 적용될 수 있다.
실시예에서, 구동컵(200)은 동체부(100)의 둘레를 따라 결합하는 결합부(210), 결합부(210)로부터 후방 외측을 향하여 방사형으로 연장되는 복수의 몸체부(220) 및 복수의 몸체부(220) 사이를 연결하는 복수의 폴딩부(230)를 포함할 수 있다.
실시예에서, 결합부(210)는 구동컵(200)을 동체부(100)에 고정하는 역할을 하며, 동체부(100)의 외형에 대응하는 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 동체부(100)가 원통 형상일 경우, 결합부(210)는 환형으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 동체부(100)의 적어도 일부가 결합부(210)에 삽입됨으로써 구동컵(200)과 동체부(100)가 결합될 수 있다. 이때, 결합부(210)의 내측에는 동체부(100)와의 결합을 위한 적어도 하나의 고정부(211)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 동체부(100)의 외주면에 고정부 홀더(120)가 형성되어 고정부(211)가 고정부 홀더(120)와 결합될 수 있다. 이때, 고정부(211)에는 적어도 하나의 고정공(212)이 형성되어, 볼트(bolt), 핀(pin) 등의 결합부재를 고정공(212) 및 고정부 홀더(120)에 결합함으로써 구동컵(200)이 동체부(100)에 고정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 다양한 결합 방식이 적용될 수 있다.
실시예에서, 몸체부(220)는 전방 가이드부(300) 및/또는 후방 가이드부(400)로부터 외력을 전달받아 동체부(100)에 대하여 회동할 수 있다. 이때, 몸체부(220)의 전면에는 전방 가이드부(300)가 결합되고, 몸체부(220)의 배면에는 후방 가이드부(400)가 결합될 수 있다. 이에 따라, 배관의 내경 및/또는 형상이 변화하면서 전방 가이드부(300) 및/또는 후방 가이드부(400)에 작용되는 외력이 몸체부(220)로 전달되어, 몸체부(220)가 동체부(100)에 대하여 회동할 수 있다.
실시예에서, 몸체부(220)의 일 영역에는 전방 가이드부(300) 및/또는 후방 가이드부(400)의 결합을 위한 연결공(221)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 볼트, 핀 등의 결합부재가 연결공(221)에 삽입됨으로써 전방 가이드부(300) 및/또는 후방 가이드부(400)가 몸체부(220)에 결합될 수 있다. 이때, 전방 가이드부(300)와 후방 가이드부(400) 사이의 외력 전달을 용이하게 하기 위하여, 전방 가이드부(300)와 후방 가이드부(400)는 연결공(221)에 삽입된 결합부재를 통하여 상호 연결될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 다양한 결합 방식이 적용될 수 있다.
실시예에서, 폴딩부(230)는 몸체부(220) 사이의 간격을 변화시킬 수 있다. 구체적으로, 각 폴딩부(230)는 인접한 2 개의 몸체부(220)로부터 후방으로 연장하는 제 1 폴딩부(231) 및 제 2 폴딩부(232)를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 폴딩부(231)와 제 2 폴딩부(232)는 전방을 향하여 접히도록 결합될 수 있다. 이에 따라, 배관의 내경이 감소할 경우 제 1 폴딩부(231)와 제 2 폴딩부(232) 사이의 간격이 좁혀지면서(즉, 인접한 2 개의 몸체부(220) 사이의 간격이 좁혀지면서) 몸체부(220)가 동체부(100)를 향하여 회동하여, 구동컵(200)의 직경이 감소할 수 있다. 또한, 배관의 내경이 증가할 경우 구동컵(200)의 탄성 회복력에 의해 제 1 폴딩부(231)와 제 2 폴딩부(232) 사이의 간격이 넓혀지면서(즉, 인접한 2 개의 몸체부(220) 사이의 간격이 넓혀지면서) 몸체부(220)가 배관을 향하여 회동하여, 구동컵(200)의 직경이 증가할 수 있다. 이를 통해, 배관의 내경 및/또는 형상이 변화하더라도, 배관 검사 장치(1000)와 배관 내벽 사이의 차폐 상태가 유지될 수 있다.
실시예에서, 폴딩부(230)의 단부 및 몸체부(220)의 테두리는 전방 가이드부(300) 및 후방 가이드부(400)보다 외측으로 돌출될 수 있다. 이에 따라, 배관 내벽에 전방 가이드부(300) 및 후방 가이드부(400)가 접한 상태에서, 폴딩부(230)의 단부 및 몸체부(220)의 테두리가 돌출된 부분이 탄성 변형되면서 배관 내벽에 밀착한 상태를 유지함으로써, 배관 검사 장치(1000)와 배관 내벽 사이의 차폐 상태가 유지될 수 있다.
실시예에서, 제 1 폴딩부(231)와 제 2 폴딩부(232)의 단부는 몸체부(220)의 테두리보다 외측으로 돌출될 수 있다. 폴딩부(230)의 단부를 몸체부(220)의 테두리보다 돌출되도록 함으로써, 외력에 의해 폴딩부(230)가 접히는 과정에서 폴딩부(230)의 단부가 배관 내벽과 접촉을 유지하도록 하여 폴딩부(230)와 배관 내벽 사이의 이격으로 인한 차폐 성능의 감소를 방지할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 폴딩부(230)는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.
실시예에서, 제 1 폴딩부(231) 및 제 2 폴딩부(232)의 전면 사이에는 일 영역으로부터 외측을 향하여 소정의 길이로 함몰된 제 1 변형부(240)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 제 1 변형부(240)의 두께가 제 1 폴딩부(231) 및 제 2 폴딩부(232)보다 얇게 형성되어, 제 1 변형부(240)를 중심으로 제 1 폴딩부(231)와 제 2 폴딩부(232)가 용이하게 접히거나 펴질 수 있다.
실시예에서, 폴딩부(230) 및 몸체부(220)의 배면 사이에는 일 영역으로부터 외측을 향하여 소정의 길이로 함몰된 제 2 변형부(250)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 제 2 변형부(250)의 두께가 몸체부(220) 및/또는 폴딩부(230)보다 얇게 형성되어, 제 1 폴딩부(231)와 제 2 폴딩부(232)가 접히거나 펴질 때, 제 2 변형부(250)에 의해 몸체부(220) 사이의 간격이 용이하게 변화될 수 있다.
실시예에서, 결합부(210), 몸체부(220) 및 폴딩부(230)는 서로 상이한 경도로 형성될 수 있다. 예를 들어, 결합부(210)는 탄성 변형이 되지 않는 경도로 형성되어 동체부(100)와 결합되고, 폴딩부(230)는 접히거나 탄성 변형이 가능하되 동체부(100)의 주행 시 배관 내벽에 접촉한 상태를 유지할 수 있는 경도로 형성되며, 몸체부(220)는 전방 가이드부(300) 및 후방 가이드부(400)를 지지하기 위하여 변형이 보다 적은 경도로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 결합부(210), 몸체부(220) 및 폴딩부(230)가 상이한 재질로 형성되거나, 상이한 두께로 형성될 수 있다.
전방 가이드부(300)는 구동컵(200)의 전방에 배치되며, 적어도 일부가 배관과 접촉함으로써 동체부(100)를 지지할 수 있다. 또한, 배관의 내경 및/또는 형상 변화에 대응하여 회동함으로써 구동컵(200)에 외력을 전달하거나, 구동컵(200)으로부터 외력을 전달받아 회동할 수 있다.
실시예에서, 전방 가이드부(300)는 하나 이상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 전방 가이드부(300)가 동체부(100)와 구동컵(200)을 연결하면서 방사형으로 이격 배치되어, 동체부(100)에 대하여 회동 가능한 구조를 가질 수 있으며, 다양한 방향에서 배관의 내벽에 접촉할 수 있다.
실시예에서, 전방 가이드부(300)는 회동축(310), 전방 휠(320) 및 전방 지지축(330)을 포함할 수 있다. 회동축(310)은 동체부(100)를 지지하는 기능을 수행하며, 배관의 내경 및/또는 형상 변화에 따라 회동할 수 있다. 구체적으로, 회동축(310)은 일 단이 동체부(100)의 외주면에 구비된 회동축(310) 연결부(110)에 회동 가능하게 연결되되 타 단은 배관의 내벽을 향하도록 배치되어, 동체부(100)에 대하여 회동할 수 있다. 예를 들어, 회동축(310)은 소정의 너비 및 두께를 가지는 복수의 플레이트(plate)가 대향되도록 배치된 형상이거나, 바(bar) 형상일 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 회동축(310)은 다양한 형상일 수 있다.
또한, 전방 휠(320)은 회동축(310)의 타 단에 연결되어 배관의 내벽에 접촉되어 회전하면서 회동축(310)이 배관의 내벽과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 회동축(310)의 타 단에 형성된 전방 휠 연결부(도면부호 미도시)에 전방 휠(320)이 연결되고, 핀 등의 회전축이 전방 휠(320)의 중심 및 전방 휠 연결부를 관통하도록 결합됨으로써 전방 휠(320)이 배관 내벽에 접촉하여 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 배관 검사 장치(1000)가 주행할 때, 전방 휠(320)에 의해 구동컵(200) 전방에서의 마찰력이 감소될 수 있다.
또한, 전방 지지축(330)은 전방 휠(320)이 전달받은 외력을 구동컵(200)으로 전달하거나, 후방 휠(420)이 전달받은 외력 및 구동컵(200)의 탄성력을 회동축(310)으로 전달할 수 있다. 구체적으로, 전방 지지축(330)은 일 단이 전방 휠(320)에 연결되고, 타 단은 구동컵(200)의 전면(특히, 몸체부(220)의 전면)에 연결될 수 있다. 이때, 전방 지지축(330)의 일 단은 상술한 전방 휠(320) 연결부에 회동 가능하게 연결될 수 있다. 이에 따라, 회동축(310)이 동체부(100)를 향하여 회동하면, 전방 지지축(330)이 몸체부(220)를 가압함으로써 구동컵(200)이 후방을 향해 탄성 변형 및/또는 접힐 수 있다. 또한, 전방 지지축(330)이 구동컵(200)으로부터 외력을 전달받으면, 전달받은 외력을 회동축(310)으로 전달함으로써 회동축(310)이 배관 내벽을 향하여 회동할 수 있다.
실시예에서, 전방 지지축(330)의 타 단에는 몸체부(220)의 전면에 밀착 고정되는 전방 결합 플레이트(331)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 회동축(310)으로부터 전달받은 외력이 구동컵(200)의 보다 넓은 영역에 전달됨으로써 구동컵(200)의 탄성 변형 및/또는 접힘을 용이하게 할 수 있다. 이때, 전방 지지축(330)의 일 단이 전방 휠(320) 및/또는 회동축(310)의 타 단과 회동 가능하게 연결되므로, 동체부(100)에 대한 몸체부(220)의 기울기가 변화되더라도 전방 결합 플레이트(331)가 몸체부(220)의 전면에 밀착한 상태를 유지할 수 있다.
후방 가이드부(400)는 구동컵(200)의 후방에 배치되어 적어도 일부가 배관과 접촉하며, 배관의 내경 및/또는 형상 변화에 대응하여 동체부(100)에 대해 회동함으로써 구동컵(200)에 외력을 전달하거나, 구동컵(200)의 접힘 및/또는 탄성 변형에 대응하여 동체부(100)에 대해 회동할 수 있다.
실시예에서, 후방 가이드부(400)는 하나 이상으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 후방 가이드부(400)가 각각 구동컵(200)의 복수의 몸체부(220)의 배면에 배치되어, 다양한 방향에서 배관의 내벽에 접촉할 수 있다.
실시예에서, 후방 가이드부(400)는 후방 지지축(410) 및 후방 휠(420)을 포함할 수 있다. 후방 지지축(410)은 구동컵(200)을 지지하는 기능을 수행할 수 있다. 구체적으로, 후방 지지축(410)의 일 단은 구동컵(200)의 배면(특히, 몸체부(220)의 배면)에 연결되고, 타 단은 배관의 내벽을 향하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 후방 지지축(410)은 소정의 너비 및 두께를 가지는 복수의 플레이트가 대향되도록 배치된 형상이거나, 바 형상일 수 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 후방 지지축(410)은 다양한 형상일 수 있다. 또한, 후방 휠(420)은 후방 지지축(410)의 타 단에 연결되어 배관의 내벽에 접촉되어 회전하면서 후방 지지축(410)이 배관의 내벽과 직접 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 후방 지지축(410)의 타 단에 형성된 후방 휠 연결부(도면부호 미도시)에 후방 휠(420)이 연결되고, 핀 등의 회전축이 후방 휠(420)의 중심 및 후방 휠 연결부를 관통하도록 결합됨으로써 후방 휠(420)이 배관 내벽에 접촉하여 회전 가능하게 결합될 수 있다. 이에 따라, 배관 검사 장치(1000)가 주행할 때, 후방 휠(420)에 의해 구동컵(200) 후방에서의 마찰력이 감소될 수 있다.
실시예에서, 후방 지지축(410)의 일 단은 몸체부(220)의 배면에 고정될 수 있다. 예를 들어, 후방 지지축(410)의 일 단에 몸체부(220)의 배면과 밀착 고정되는 후방 결합 플레이트(411)가 형성될 수 있다. 이에 따라, 동체부(100)에 대한 몸체부(220)의 기울기가 변화하면, 이에 대응하여 동체부(100)에 대한 후방 결합 플레이트(411)의 기울기가 변화함으로써 후방 지지축(410)이 회동할 수 있다.
실시예에서, 동체부(100)로부터 후방 휠(420) 및/또는 전방 휠(320)이 배관의 내벽과 접촉하는 지점까지의 거리는, 동체부(100)로부터 배관 내벽까지의 거리와 대응할 수 있다. 이를 위해, 후방 지지축(410)은 몸체부(220)(또는, 후방 결합 플레이트(411))와 소정의 각도를 가지면서 배관의 내벽을 향하여 연장되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 몸체부(220)의 회동에 연동하여 후방 가이드부(400)가 회동하더라도 후방 휠(420)이 배관과 접촉한 상태를 유지할 수 있다.
탄성부(500)는 전방 가이드부(300)와 동체부(100) 사이에 배치되어 전방 가이드부(300)의 적어도 일부를 탄성 지지할 수 있다.
실시예에서, 탄성부(500)의 일 단은 동체부(100)의 외면에 연결되고, 타 단은 전방 가이드부(300)(특히, 회동축(310))에 연결될 수 있다. 예를 들어, 동체부(100)의 외면에 탄성부 연결축(600)이 구비되고, 회동축(310)의 내측에 탄성부 고정부(도면부호 미도시)가 구비되어, 탄성부(500)가 탄성부 연결축(600)과 탄성부 고정부 사이에 배치됨으로써 전방 가이드부(300)를 탄성 지지할 수 있다. 이에 따라, 전방 휠(320) 및 후방 휠(420)이 동체부(100)를 향하여 회동한 후, 탄성부(500)의 탄성 회복 및 구동컵(200)의 탄성 회복 중 적어도 하나에 의해 전방 휠(320) 및 후방 휠(420)이 배관을 향하여 회동하면서 위치 회복할 수 있다. 이를 통해, 동체부(100)의 무게, 주행 속도, 배관 내벽의 급격한 변화 등에 의해 구동컵(200)의 지지력이 부족한 경우, 탄성부(500)가 구동컵(200)의 지지력을 보조할 수 있다.
탄성부 연결축(600)은 일 단이 동체부(100)와 회동 가능하도록 결합되되, 타 단은 탄성부(500)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 전방 가이드부(300)(특히, 회동축(310))가 회동하는 경우, 탄성부 연결축(600)이 전방 가이드부(300)와 연동하여 회동함으로써 탄성부(500)가 탄성부 연결축(600)의 축 방향으로 압축 및 회복될 수 있다. 이를 통해, 탄성부(500)의 탄성력의 소실을 최소화할 수 있다. 또한, 탄성부(500)가 압축 및 회복 방향(즉, 탄성부 연결축(600)의 축 방향) 밖으로 변형되는 것을 방지하여 탄성부(500)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
실시예에서, 탄성부(500) 및 탄성부 연결축(600)이 없이, 구동컵(200)의 탄성 회복력에 의해 전방 가이드부(300) 및 후방 가이드부(400)가 배관을 향하여 회동하면서 위치 회복할 수 있다. 이를 위해, 구동컵(200)(특히, 몸체부(210) 및 폴딩부(230))은 자체 탄성 회복력만으로 동체부(100)의 지지가 가능하도록, 동체부(100)의 주행 속도, 배관의 형상 등을 고려하여 다양한 두께 및 경도를 가지도록 설계될 수 있다. 이를 통해, 구동컵(200)을 보조하는 별다른 장치 없이도 전방 휠(320) 및/또는 후방 휠(420)이 배관 내벽과 접한 상태를 유지할 수 있다.
도 1 내지 도 5에서 도시되는 배관 검사 장치는 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 구성이 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배관 검사 장치의 동체부와 구동컵의 결합 구조를 예시적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6의 A 부분의 저면도이다.
도 6 및 도 7의 고정부 및 지지대를 제외한 나머지 구성은 도 1 내지 도 5의 배관 검사 장치와 마찬가지로 설명되며, 이하 중복되는 설명은 생략한다.
실시예에서, 결합부(210`)의 배면(특히, 고정부(211`)의 배면)에는 결합부(210`)를 지지하는 지지대(130`)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 결합부(210`)가 고정부 홀더(120`)와 결합한 상태에서, 지지대(130`)는 동체부(100)의 외주면에 돌출 형성되되, 결합부(210)의 배면에 밀착하도록 배치됨으로써 결합부(210`)를 지지할 수 있다. 이때, 지지대(130`)는 볼트, 핀 등의 결합부재를 통하여 결합부(210`) 및/또는 고정부(211`)에 고정될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따라 다양한 결합 방식이 적용될 수 있다.
이와 같이, 지지대(130`)가 결합부(210`)의 배면에 배치됨으로써 구동컵(200`)과 동체부(100`)가 보다 견고히 결합될 수 있으며, 배관 검사 장치(1000`)가 배관 내부를 주행할 때 외력에 의해 구동컵(200`)이 후방으로 밀려나거나, 고정부 홀더(120`)로부터 이탈하는 등의 문제를 방지할 수 있다.
도 6 및 도 7에서 도시되는 배관 검사 장치는 예시적인 것으로서, 본 발명이 적용되는 실시예에 따라 다양한 구성이 적용될 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 배관 검사 장치로서,
    배관 내부를 주행하는 동체부;
    상기 동체부의 외면에 배치되어 상기 배관 내로 유동하는 유체의 압력에 의해 상기 동체부를 상기 배관 내부를 따라 주행시키는 적어도 하나의 구동컵;
    상기 구동컵의 전방에 배치되고, 상기 배관과 접촉 가능한 전방 휠을 포함하는 적어도 하나의 전방 가이드부; 및
    상기 구동컵의 후방에 배치되고, 상기 배관과 접촉 가능한 후방 휠을 포함하는 적어도 하나의 후방 가이드부를 포함하는, 배관 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방 가이드부는, 일 단이 상기 동체부에 회동 가능하게 연결되고, 타 단이 상기 전방 휠에 연결되는 회동축; 및 일 단이 상기 전방 휠에 연결되고, 타 단이 상기 구동컵의 전면에 연결되는 전방 지지축을 포함하는, 배관 검사 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 후방 가이드부는, 일 단이 상기 구동컵의 배면에 연결되고, 타 단이 상기 후방 휠에 연결되는 후방 지지축을 포함하는, 배관 검사 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동컵의 적어도 일부는 탄성 재질로 형성되는, 배관 검사 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전방 휠에 외력이 가해지면, 상기 전방 가이드부가 상기 동체부를 향해 회동하여 상기 구동컵의 적어도 일부를 탄성 변형시킴으로써, 상기 후방 가이드부가 상기 동체부를 향해 회동하여 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠이 상기 배관에 접촉하는, 배관 검사 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 후방 휠에 외력이 가해지면, 상기 후방 가이드부가 상기 동체부를 향해 회동하여 상기 구동컵의 적어도 일부를 탄성 변형시킴으로써, 상기 전방 가이드부가 상기 동체부를 향해 회동하여 상기 후방 휠 및 상기 전방 휠이 상기 배관에 접촉하는, 배관 검사 장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 구동컵의 탄성 회복에 의해 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠이 상기 배관을 향하여 회동하면서 위치 회복하는, 배관 검사 장치.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 전방 가이드부와 상기 동체부 사이에 배치되어 상기 전방 가이드부의 적어도 일부를 지지하는 탄성부를 더 포함하고,
    상기 탄성부의 탄성 회복 및 상기 구동컵의 탄성 회복 중 적어도 하나에 의해 상기 전방 휠 및 상기 후방 휠이 상기 배관을 향하여 회동하면서 위치 회복하는, 배관 검사 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동컵은,
    상기 동체부의 둘레를 따라 결합하는 결합부;
    상기 결합부로부터 후방 외측을 향하여 방사형으로 연장되며, 전면에 상기 전방 가이드부가 결합하고 배면에 상기 후방 가이드부가 결합하는 복수의 몸체부; 및
    상기 복수의 몸체부 사이를 연결하며, 상기 몸체부 사이의 간격을 변화시키는 복수의 폴딩부를 포함하는, 배관 검사 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴딩부는 인접한 2 개의 상기 몸체부로부터 후방으로 연장하는 제 1 폴딩부 및 제 2 폴딩부를 포함하고,
    상기 제 1 폴딩부와 상기 제 2 폴딩부는 전방을 향하여 접히도록 결합하되, 상기 제 1 폴딩부 및 상기 제 2 폴딩부의 단부는 상기 몸체부의 테두리보다 외측으로 돌출되는, 배관 검사 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 폴딩부 및 상기 제 2 폴딩부의 전면 사이에는 일 영역으로부터 외측을 향하여 소정의 길이로 함몰된 제 1 변형부가 형성되고,
    상기 폴딩부 및 상기 몸체부의 배면 사이에는 일 영역으로부터 외측을 향하여 소정의 길이로 함몰된 제 2 변형부가 형성되는, 배관 검사 장치.
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