KR101170762B1 - 내압시험을 위한 튜브형 용기의 자동 클램핑장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 가스를 고압으로 저장하는 튜브형 용기의 내압시험 과정에서 튜브형 용기를 견고하게 클램핑하여 용기의 센터 위치를 일정하게 유지시키는 데 사용되는 클램핑장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 튜브형 용기의 클램핑을 위한 한 쌍의 클램핑지그를 스크류너트에 설치하는 한편, 각각의 스크류너트가 종동기어축의 양측부에 제공된 이송스크류를 따라 벌어지거나 오므라드는 식으로 이동될 수 있도록 함으로서, 클램핑장치를 매우 콤펙트하게 구성하면서도 튜브형 용기의 클램핑작업은 보다 세밀하고 견고하며 정숙하게 수행할 수 있도록 하고, 클램핑지그의 사이에 용기의 이송을 위한 롤러수단을 용이하게 설치할 수 있도록 하여 튜브형 용기의 안정적이고 정확한 센터클램핑이 가능토록 하며, 이로 인하여 튜브형 용기의 내압시험에 따른 편의성과 효율성 및 공간활용도를 극대화시키는 동시에, 내압시험의 결과로서 도출된 데이터의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 한 튜브형 용기의 자동 클램핑장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 바닥판 형상을 가지는 장치대(4)의 하측에는 구동모터(10)가 설치되고, 상기 구동모터(10)의 모터축(10a)에는 구동기어(11)가 설치되며, 상기 장치대(4)의 상부에는 기어축(13)이 회전 지지되도록 설치되고, 상기 기어축(13)의 일측 단부에는 구동기어(11)와 맞물리는 종동기어(12)가 설치되며, 상기 기어축(13)의 좌,우 양측부는 서로 반대되는 방향의 나사산이 제공된 이송스크류(13a)(13b)로 형성되고, 상기 좌,우측 이송스크류(13a)(13b)에는 스크류너트(14)가 각각 조립 설치되며, 상기 각각의 스크류너트(14)에는 지그장착대(19)가 설치되고, 상기 각각의 지그장착대(19) 상부면에는 튜브형 용기(2)의 클램핑지그(15)가 서로 마주보는 방향으로 대향 설치되며, 상기 지그장착대(19)의 하단부에는 가이드프레임(19a)이 단지게 돌출 형성되고, 상기 장치대(4)의 상부면에는 지그장착대(19)의 가이드프레임(19a)이 삽입되어 클램핑지그(15)의 이동을 안내하는 가이드레일(16)이 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

내압시험을 위한 튜브형 용기의 자동 클램핑장치{Apparatus for automatic clamping of a tube-type vessel for pressure test}

본 발명은 튜브형 용기의 내압시험 과정에서 튜브형 용기를 견고하게 클램핑하여 용기의 센터 위치를 일정하게 유지시키는 데 사용되는 클램핑장치에 관한 것으로서, 한 쌍의 클램핑지그를 스크류너트에 설치하는 한편, 각각의 스크류너트가 종동기어축의 양측부에 제공된 이송스크류를 따라 벌어지거나 오므라드는 식으로 이동될 수 있도록 함으로서, 클램핑장치를 매우 콤펙트하게 구성하면서도 보다 세밀하고 견고하며 정숙한 클램핑작업이 수행되도록 하고, 클램핑지그의 사이에 용기의 이송을 위한 롤러수단을 용이하게 설치할 수 있도록 하여 튜브형 용기의 안정적이고 정확한 센터클램핑이 가능토록 한 것이다.

일반적으로 산업용이나 의료용으로 사용되는 각종 가스용기는 그 내부에 천연가스(Natural gas)나 질소 또는 산소 등이 일정한 압력으로 충전되는 튜브 형상의 용기로 제조되는 바, 이러한 가스용기는 고압가스를 저장하는 용기의 특성상 우수한 기밀성능 및 내압성능을 발휘할 수 있도록 대부분이 이음매 없는 금속용기로 제조되며, 가스용기의 제조 직후에는 내압시험과 같은 용기의 성능검사를 수행하게 된다.

상기와 같이 가스용기로 사용되는 튜브형 용기의 내압시험시에는 용기의 균열이나 팽창률 및 각종 이상유무를 고압수를 매개체로 하여 검사하게 되는 데, 용기의 내부에 물을 1차적으로 충진시킨 다음, 고압수 주입용 파이프라인을 이용하여 약 250 Kg/cm² 정도의 수압을 용기의 내부에 가함으로서, 용기의 외부로 누수가 발생하는 지의 여부 및 주입된 수압으로 인한 용기의 팽창률과 기타 다른 여러 가지의 이상유무를 검사하게 된다.

상기와 같은 내압시험의 과정에서 튜브형 용기의 내부로 물을 충진시키는 작업 및 고압수 주입용 파이프라인을 튜브형 용기와 연결시키는 작업을 위하여 튜브형 용기의 센터가 일정하게 유지되도록 용기를 견고하게 클램핑시키는 것이 필요하며, 이러한 튜브형 용기의 클램핑장치가 본 출원인이 2008년 특허출원 제 62648호(출원일자: 2008년 06월 30일)로 선출원한 로봇을 이용한 튜브형 용기의 내압시험장치에 기재되어 알려져 있다.

상기와 같이 본 출원인이 선출원한 내압시험장치에 기재된 클램핑장치는 해당 명세서에서 도면 제 12도를 기초로 한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 용기고정실린더의 피스톤로드 선단에 막대 형상의 슬라이드기어를 설치하고, 상기 슬라이드기어와 맞물려 회전하는 한 쌍의 구동기어를 레일브라켓상에 설치하며, 상기 각각의 구동기어와 맞물리는 랙기어가 후방측에 구비된 한 쌍의 용기고정핑거를 레일브라켓 선단측의 가이드레일에 설치한 구성으로 이루어진다.

따라서, 용기고정실린더를 작동시켜 막대 형상의 슬라이드기어를 피스톤로드와 함께 전방측으로 이동시키게 되면, 슬라이드기어와 맞물린 각각의 구동기어가 서로 반대 방향으로 회전하게 되며, 이로 인하여 각각의 구동기어와 맞물린 랙기어 및 이와 결합된 용기고정핑거가 레일브라켓의 가이드레일을 따라 오므라드는 식으로 작동하여 튜브형 용기를 클램핑할 수 있게 된다.

그러나, 상기와 같은 방식으로 클램핑장치를 설치하게 되면, 용기고정실린더의 작동에 따라 막대 형상의 슬라이드기어가 전,후방으로 이동하게 됨으로서, 용기고정실린더의 돌출길이 및 슬라이드기어의 길이와 이동폭에 의하여 클램핑장치의 전체적인 설치부피가 다소 크게 되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 내압시험장치를 설치하여 사용함에 따른 공간활용도가 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 용기고정핑거에 의한 튜브형 용기의 클램핑작동이 모두 기어의 맞물림 구동에 의하여 이루어짐으로서, 클램핑장치의 작동시에 기어치간의 맞물림에 의하여 많은 소음이 발생하게 됨은 물론이고, 기어치 사이에 발생하는 간극으로 인하여 튜브형 용기의 클램핑작업이 보다 세밀하게 이루어지기 어려울 뿐만 아니라, 튜브형 용기의 클램핑력 또한 안정적이지 못한 문제점이 있었다.

특히, 막대 형상의 슬라이드기어가 용기고정핑거의 사이로 출몰되기 때문에, 용기고정핑거의 사이에 튜브형 용기의 이송을 위한 롤러수단을 설치하기가 어려운 문제점이 발생하게 되며, 이로 인하여 이송컨베이어로부터 클램핑장치로 이송되어져 오는 튜브형 용기를 클램핑장치가 안정적으로 수납하여 정확한 센터클램핑을 수행하기 어려운 상황을 유발시키게 된다.

상기와 같은 상황은 그 길이가 짧게 되는 튜브형 용기를 이송컨베이어로부터 클램핑장치로 이송시키는 과정에 있어 보다 큰 문제점으로 대두되며, 이러한 각종 문제점들로 말미암아 종래의 클램핑장치로는 튜브형 용기의 센터를 정확하게 유지시킨 상태에서 내압시험을 수행하기가 까다롭게 되며, 이로 인하여 튜브형 용기의 내압시험에 따른 편의성과 효율성이 저하됨은 물론이고, 내압시험의 결과로서 도출된 데이터의 신뢰도 또한 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 튜브형 용기의 자동 클램핑장치는, 튜브형 용기의 클램핑을 위한 한 쌍의 클램핑지그를 스크류너트에 설치하는 한편, 각각의 스크류너트가 종동기어축의 양측부에 제공된 이송스크류를 따라 벌어지거나 오므라드는 식으로 이동될 수 있도록 함으로서, 클램핑장치를 매우 콤펙트하게 구성하면서도 튜브형 용기의 클램핑작업은 보다 세밀하고 견고하며 정숙하게 수행할 수 있도록 하고, 클램핑지그의 사이에 용기의 이송을 위한 롤러수단을 용이하게 설치할 수 있도록 하여 튜브형 용기의 안정적이고 정확한 센터클램핑이 가능토록 하며, 이로 인하여 튜브형 용기의 내압시험에 따른 편의성과 효율성 및 공간활용도를 극대화시키는 동시에, 내압시험의 결과로서 도출된 데이터의 신뢰도를 향상시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 튜브형 용기의 내압시험을 수행할 수 있도록 튜브형 용기를 클램핑하는 장치에 있어서, 바닥판 형상을 가지는 장치대의 하측에는 구동모터가 설치되고, 상기 구동모터의 모터축에는 구동기어가 설치되며, 상기 장치대 상부에는 기어축이 회전 지지되도록 설치되고, 상기 기어축의 일측 단부에는 구동기어와 맞물리는 종동기어가 설치되고, 상기 기어축의 좌,우 양측부는 서로 반대되는 방향의 나사산이 제공된 이송스크류로 형성되고, 상기 좌,우측 이송스크류의 회전지지부에는 부시가 개재된 회전지지대가 설치되며 좌,우측 이송스크류에는 스크류너트가 각각 조립 설치되고, 상기 각각의 스크류너트에는 하단부에 가이드프레임이 단지게 돌출 형성된 지그장착대가 설치되며, 상기 각각의 지그장착대 상부면에는 튜브형 용기의 클램핑지그가 서로 마주보는 방향으로 대향 설치되고, 상기 장치대의 상부면에는 지그장착대의 가이드프레임이 삽입되어 클램핑지그의 이동을 안내하는 슬라이드앵글과 레일프레임과 슬라이드판과 커버판으로 이루어진 가이드레일이 설치되고, 상기 장치대의 상측 중앙부에는 한 쌍의 롤러브라켓이 수직 방향으로 설치되며 상기 롤러브라켓에는 클램핑지그의 사이를 통하여 튜브형 용기를 삽입시키기 위한 용기이송롤러와 보조롤러가 설치되고, 상기 장치대의 후방측에는 위치조정대가 설치되며, 상기 위치조정대의 상부측에는 클램핑지그의 사이로 삽입되는 튜브형 용기의 스토퍼가 설치되는 것을 특징으로 한다.

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상기와 같은 본 발명에 따르면, 클램핑지그에 의한 튜브형 용기의 클램핑작동을 이송스크류와 스크류너트에 의한 나사이송방식으로 수행할 수 있도록 함으로서, 클램핑장치의 작동을 매우 정숙하게 수행할 수 있고, 튜브형 용기의 클램핑작업이 보다 세밀하게 이루어지도록 함은 물론, 튜브형 용기의 클램핑력 또한 매우 안정적으로 유지되도록 하는 효과가 있다.

이로 인하여, 튜브형 용기의 내부로 물을 충진시키는 작업 및 고압수 주입용 파이프라인이 내장된 용기 탈고착장치를 튜브형 용기와 결착시키는 작업시, 클램핑장치에 의하여 튜브형 용기의 센터가 안정적으로 유지될 수 있기 때문에, 튜브형 용기의 내압시험에 따른 편의성과 효율성 및 내압시험의 결과로서 도출된 데이터의 신뢰도를 크게 향상시키는 효과가 있다.

특히, 본 발명의 클램핑장치는 클램핑지그에 의한 튜브형 용기의 클램핑작동을 위한 구동기구로서, 구동모터와, 이송스크류가 형성된 기어축과, 스크류너트를 각각 사용함에 따라, 용기고정실린더를 사용하여 막대 형상의 슬라이드기어를 전,후방으로 이동시키도록 한 종래의 클램핑장치와 비교하여 매우 콤펙트한 장치를 제공하는 효과가 있음은 물론이고, 클램핑지그의 사이에 튜브형 용기의 이송 및 수납을 위한 롤러수단의 손쉬운 적용이 가능한 효과가 있다.

상기와 같이 클램핑장치를 콤펙트하게 구성하여 클램핑장치의 전체적인 설치부피를 최대한으로 축소시킴으로서, 내압시험장치를 설치하여 사용함에 따른 공간활용도를 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 스토퍼와 연계된 롤러수단에 의하여 튜브형 용기의 안정적인 수납과 정확한 센터클램핑이 가능하게 되는 등의 매우 유용한 효과를 가지는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 튜브형 용기의 자동 클램핑장치를 나타내는 측면도이고,
도 2는 본 발명에 의한 클램핑장치의 요부발췌 정단면도이며,
도 3은 본 발명의 클램핑장치에 의한 튜브형 용기의 클램핑상태를 나타내는 정단면도이고,
도 4는 본 발명에 의한 클램핑장치의 클램핑지그용 가이드구조를 나타내는 요부발췌 측단면도이며,
도 5는 본 발명에 의한 클램핑장치의 사용상태도이다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 튜브형 용기(2)의 자동 클램핑장치(1)는 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 바닥판 형상을 가지는 장치대(4)를 기초로 하여 설치되는 것으로서, 상기 장치대(4)의 하측에 구동모터(10)가 설치되는 한편, 장치대(4)의 측벽부를 관통하여 외부로 연장되는 구동모터(10)의 모터축(10a)에는 구동기어(11)가 설치되며, 상기 구동모터(10)로서는 유압모터를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 장치대(4)의 상부에는 장치대(4)의 폭 방향에 걸쳐 기어축(13)이 설치되고, 장치대(4)의 외부로 연장되는 상기 기어축(13)의 일측(도면상 좌측) 단부에는 구동기어(11)와 맞물리는 종동기어(12)가 설치되며, 상기 기어축(13)은 장치대(4)의 상부면에 고정된 회전지지대(17) 및 보조베어링(18)에 의하여 회전 지지되도록 설치되고, 상기 기어축(13)과 회전지지대(17)의 사이에는 부시(17a)가 개재되어 있다.

상기 기어축(13)은 회전지지대(17)를 관통하는 중앙측 회전지지부(13c)를 기준으로 하여 그 좌,우 양측부가 이송스크류(13a)(13b)로 형성되는 바, 각각의 이송스크류(13a)(13b)는 서로 반대되는 방향의 나사산, 다시 말해서 일측의 이송스크류(13a)는 나사산이 시계 방향으로 감겨지는 오른나사 방식의 스크류로 형성되고, 타측의 이송스크류(13b)는 나사산이 시계 반대 방향으로 감겨지는 왼나사 방식의 스크류로 형성된다.

상기와 같이 기어축(13)의 양측부에 제공된 각각의 이송스크류(13a)(13b)에는 부시(Bush) 형상의 스크류너트(14)가 조립 설치되며, 상기 스크류너트(14)의 내주면에는 이송스크류(13a)(13b)의 나사산과 대응되는 나선홈이 제공됨으로서, 구동모터(10)에 의하여 기어축(13)이 회전하게 되면, 각각의 스크류너트(14)가 해당 이송스크류(13a)(13b)를 따라 벌어지거나 오므라드는 식으로 이동하게 된다.

그리고, 각각의 스크류너트(14)에는 도면상 사각 블록 형태를 가지는 지그장착대(19)가 조립 설치되고, 각각의 지그장착대(19) 상부면에는 튜브형 용기(2)의 클램핑지그(15)가 서로 마주보는 방향으로 대향 설치되며, 상기 클램핑지그(15)의 내측면, 다시 말해서 각각의 클램핑지그(15)가 마주보는 면에는 마찰력에 의한 클램핑력의 증대 및 충격완화를 위하여 완충패드(15a)가 부착 설치된다.

도면상 각각의 스크류너트(14)가 지그장착대(19)를 관통하는 방식으로 설치되는 한편, 스크류너트(14)의 일측 단부에서 플랜지 형상으로 형성된 헤드부가 렌치볼트에 의하여 지그장착대(19)와 조립 설치된 것으로 도시되어 있으나, 지그장착대(19)의 형상 및 스크류너트(14)와의 조립방식은 도면에 도시된 것 이외에도 다른 여러 가지 형태와 방식이 적용될 수 있다.

그리고, 도면상 클램핑지그(15)는 개략 "< >" 형상을 가지는 것으로 도시되어 있으나, 클램핑지그(15) 자체의 형상 또한 다른 형상으로 변경이 가능하며, 상기 완충패드(15a)는 경도와 마찰력이 우수한 합성수지 재질의 패드를 사용하는 것이 바람직하지만, 이외에도 다른 여러 가지 재질의 완충패드(15a)가 사용될 수 있음은 물론이고, 완충패드(15a)가 부착되는 위치 및 그 개수 또한 도면에 도시된 형태와는 다르게 될 수 있음을 밝혀두는 바이다.

한편, 도 4에 보다 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 상기 지그장착대(19)의 하단부에는 가이드프레임(19a)이 단지게 돌출 형성되고, 상기 장치대(4)의 상부면에는 지그장착대(19)의 가이드프레임(19a)이 삽입되는 가이드레일(16)이 설치됨으로서, 스크류너트(14)에 의한 클램핑지그(15)의 이동을 가이드레일(16)이 안내할 수 있도록 이루어진다.

이와 더불어, 스크류너트(14)에 의한 클램핑지그(15)의 이동을 보다 더 안정적으로 지지할 수 있도록, 상기 가이드프레임(19a)은 지그장착대(19)의 전,후방측 하단부에 날개 형상으로 돌출 형성시킴과 동시에, 상기 가이드레일(16) 또한 장치대(4)의 전,후방 상부측에 각각 1개씩, 총 2개의 레일로 설치하는 것이 가장 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 클램핑장치(1)가 수압에 의한 튜브형 용기(2)의 내압시험에 사용된다는 점을 감안할 때, 물에 의한 가이드레일(16)의 부식과 작동불능을 미연에 방지토록 하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 지그장착대(19)의 가이드프레임(19a)과 접촉하는 가이드레일(16) 부분에 내부식성이 우수한 비철금속 재질의 윤활성 라이너를 제공함으로서, 가이드레일(16) 자체가 오일리스 베어링의 기능을 수행토록 하게 된다.

상기와 같은 기능을 제공할 수 있도록, 가이드레일(16)용 레일프레임(16c)을 장치대(4)의 상부면에 일차적으로 고정 설치하는 한편, 지그장착대(19)의 가이드프레임(19a) 하측면과 접촉하는 레일프레임(16c)의 표면에 윤활성 라이너인 슬라이드판(16b)을 렌치볼트로서 조립 설치하게 된다.

이와 더불어, 상기 레일프레임(16c)의 상부측에는 윤활성 라이너로서 "ㄱ"자 형상의 슬라이드앵글(16a)을 조립 설치하되, 상기 슬라이드앵글(16a)의 상부면에 커버판(16d)이 위치토록 한 상태에서, 상기 커버판(16d)과 슬라이드앵글(16a)을 렌치볼트에 의하여 레일프레임(16c)과 조립 설치하게 된다.

상기와 같이 가이드레일(16) 자체가 오일리스 베어링의 기능을 수행할 수 있도록 제공되는 슬라이드앵글(16a) 및 슬라이드판(16b)의 재질로서는, 황동이나 동합금과 같이 기계적 강도와 내마모성 및 윤활성이 우수한 비철금속 소재가 가장 바람직하지만, 이러한 기능을 달성할 수 있는 것이라면 다른 종류의 비철금속 소재가 적용될 수 있다.

도 4를 기초로 하여 위에서 설명되어진 가이드레일(16)의 구조는 본 발명에 적용될 수 있는 하나의 대표적인 실시예에 불과하며, 이와는 달리 지그장착대(19)의 가이드프레임(19a)과 접촉하는 가이드레일(16)의 내측면에 얇은 두께의 윤활성 라이닝을 부착시킬 수도 있고, 가이드레일(16)의 내측면에 윤활성 라이닝의 코팅층을 형성시킬 수도 있다.

위에서 설명되어진 것과 같이, 본 발명의 클램핑장치(1)는 튜브형 용기(2)의 클램핑지그(15)가 종동기어(12)용 기어축(13)에 형성된 이송스크류(13a)(13b)를 따라 스크류너트(14)와 함께 이동하는 방식이 적용됨으로서, 종래의 클램핑장치와는 달리 클램핑지그(15)의 사이에 튜브형 용기(2)의 이송 및 수납을 위한 롤러수단을 용이하게 적용시킬 수 있게 된다.

상기 롤러수단으로서 도 1 및 도 2에 각각 도시된 바와 같이, 장치대(4)의 전,후방 상측 중앙부에 한 쌍의 롤러브라켓(5)이 수직 방향으로 설치되고, 상기 각각의 롤러브라켓(5)에는 용기이송롤러(20) 및 보조롤러(20a)가 설치되며, 전방측에 위치하는 용기이송롤러(20)의 롤러축에는 롤러모터(21)의 모터축(21a)이 연결 설치됨으로서, 이송컨베이어로부터 클램핑장치(1)측으로 이송되는 튜브형 용기(2)를 상기 롤러수단에 의하여 손쉽고 정확하게 수납할 수 있게 된다.

상기 롤러수단 또한 도면에 도시된 형태 이외에도 다양한 형태로 설치가 가능하며, 롤러수단에 의하여 클램핑지그(15)의 사이로 이송되어져 들어오는 튜브형 용기(2)를 그 길이에 맞추어 정확한 위치에서 정지시킬 수 있도록, 도 1에 도시된 바와 같이 장치대(4)의 후방측에는 위치조정대(8)가 설치되는 한편, 상기 위치조정대(8)의 상부측에는 스토퍼(9)가 설치되어 있다.

상기 스토퍼(9)는 위치조정대(8)의 상부면을 따라 이동 가능하게 설치되는 한편, 위치조정대(8)의 임의 위치에서 위치조정대(8)상에 견고히 위치 고정될 수 있도록 설치되며, 이로 인하여 클램핑작업을 수행하고자 하는 튜브형 용기(2)의 길이에 맞추어 스토퍼(9)의 위치를 조정시킴으로서, 튜브형 용기(2)의 센터 부분이 클램핑지그(15) 사이에 정확히 위치되도록 할 수 있는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 클램핑장치(1)는 도 1 및 도 5에 각각 도시된 바와 같이, 형강을 이용한 골조구조물이 되는 지지프레임(3)의 상부측에 설치되는 한편, 장치대(4)의 후방측 하단부에는 푸싱실린더(22)의 피스톤로드(22a) 선단부와 링크식으로 연결되는 링크암(4a)이 설치되어 있다.

이와 더불어, 상기 장치대(4)의 후방측에는 소정의 길이를 가지는 회전지지대(6)가 연결 설치되고, 상기 회전지지대(6)의 후단부에는 지지프레임(3)에 고정된 베어링(7)으로 삽입되는 회전지지축(6a)이 설치됨으로서, 본 발명에 따른 클램핑장치(1)를 푸싱실린더(22)에 의하여 튜브형 용기(2)와 함께 직립시킬 수 있도록 이루어진다.

도 1 및 도 5에서 본 발명의 클램핑장치(1)를 제외한 나머지 구성요소는, 클램핑장치(1)를 튜브형 용기(2)와 함께 직립시켜 내압시험을 수행토록 하는 부가적인 구성요소가 되며, 이러한 부가적인 구성요소는 본 발명의 클램핑장치(1)를 사용하기 위한 하나의 예시에 불과한 것으로서, 본 발명의 클램핑장치(1)에 포함되는 구성요소가 아님을 밝혀두는 바이다.

다시 말해서, 본 발명에 따른 클램핑장치(1)를 튜브형 용기(2)와 함께 직립시키기 위한 수단으로서, 푸싱실린더(22)와 지지프레임(3) 및 이와 연계되는 다른 구성요소를 하나의 대표적인 사용례로 하여 도 1 및 도 4에 도시한 것에 불과하며, 푸싱실린더(22) 이외의 다른 기구를 사용하여 클램핑장치(1)를 직립시킬 수도 있는 바, 이 경우에는 도면에 도시된 것과 다른 형태의 장치나 설비가 사용될 수 있다는 것이다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명의 작용관계를 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 내부가 비어 있는 상태의 튜브형 용기(2)가 이송컨베이어(25)를 따라 클램핑장치(1)측으로 이송되도록 하는 동시에, 상기 롤러모터(21)를 작동시킴으로서 전방측 용기이송롤러(20)가 회전되도록 하면, 튜브형 용기(2)가 이송컨베이어(25)로부터 용기이송롤러(20) 및 보조롤러(20a)를 따라 클램핑장치(1)의 내부로 용이하게 밀려 들어오게 된다.

상기와 같이 용기이송롤러(20) 및 보조롤러(20a)를 따라 클램핑장치(1)의 내부로 밀려 들어오는 튜브형 용기(2)는 후방측 스토퍼(9)에 의하여 기설정된 위치, 즉 클램핑지그(15)에 의한 센터클램핑이 가능한 위치에서 정지하게 되며, 이와 같이 튜브형 용기(2)가 정해진 위치에 정지됨과 동시에, 미도시된 센서가 이를 감지하여 롤러모터(21)의 작동을 중지시키는 한편 구동모터(10)를 작동시키게 된다.

상기와 같이 구동모터(10)가 작동되면, 구동모터(10)의 동력이 구동기어(11)와 종동기어(12)를 거쳐 일정 비율로 감속된 상태로 기어축(13)에 전달됨에 따라 기어축(13)이 회전하게 되며, 이로 인하여 기어축(13)의 이송스크류(13a)(13b)에 설치된 스크류너트(14)가 해당 이송스크류(13a)(13b)를 따라 오므라드는 식으로 이동하게 된다.

상기와 같이 스크류너트(14)가 해당 이송스크류(13a)(13b)를 따라 오므라드는 식으로 이동하게 되면, 지그장착대(19)에 의하여 스크류너트(14)와 조립된 클램핑지그(15) 또한 가이드레일(16)을 따라 오므라드는 식으로 이동하게 되며, 이로 인하여 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 클램핑지그(15)가 튜브형 용기(2)를 견고하게 클램핑한 상태가 된다.

상기와 같은 클램핑 상태에서 푸싱실린더(22)를 작동시키게 되면, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 클램핑장치(1)가 회전지지축(6a)을 중심으로 하여 튜브형 용기(2)와 함께 수직 방향으로 직립되며, 이와 같은 상태에서 미도시된 물충수장치를 사용하여 튜브형 용기(2)의 내부에 물을 충진시키게 된다.

상기와 같이 튜브형 용기(2)의 내부에 물을 충진시킨 다음에는, 고압수 주입용 파이프라인이 내장된 미도시된 용기 탈고착장치를 튜브형 용기(2)의 입구가 되는 네크링에 결착시키게 되며, 튜브형 용기(2)와 탈고착장치와의 결착작업이 완료되는 즉시, 미도시된 센서가 이를 감지하여 상기 구동모터(10)를 역방향으로 작동시키게 된다.

상기와 같이 구동모터(10)가 역방향으로 작동되면, 기어축(13) 또한 클램핑 방향과 반대되는 방향으로 회전하게 됨으로서, 기어축(13)의 이송스크류(13a)(13b)에 설치된 스크류너트(14)가 해당 이송스크류(13a)(13b)를 따라 벌어지는 식으로 이동하는 동시에, 클램핑지그(15) 또한 가이드레일(16)을 따라 벌어지는 식으로 이동하게 된다.

이로 인하여, 도 3에 도시된 튜브형 용기(2)의 클램핑 상태가 도 2에 도시된 해제상태로 복원됨으로서 튜브형 용기(2)가 탈고착장치에 매달린 상태가 되며, 이와 같은 상태에서 튜브형 용기(2)를 탈고착장치와 함께 하강시켜 튜브형 용기(2)를 수조(23)의 내부로 장입시키게 된다.

상기와 같이 튜브형 용기(2)를 수조(23)의 내부로 장입시킨 다음, 고압수 주입용 파이프라인을 통하여 튜브형 용기(2)의 내부에 고압수의 압력을 인가시킴으로서, 고압수의 압력에 의하여 용기의 외부로 누수가 발생하는 지의 여부 및 주입된 수압으로 인한 용기의 팽창률과 기타 다른 여러 가지의 이상 유무를 수조(23)에 채워진 물의 수위증감을 통하여 검사하는 내압시험을 행하게 된다.

상기와 같은 용기의 내압시험 도중에, 본 발명의 클램핑장치(1)는 푸싱실린더(22)의 복원작동에 따라 빈 용기의 수납 및 클램핑을 위한 초기 위치로 복원되는 것이며, 내압시험이 완료된 용기는 탈고착장치와 분리시켜 배수 및 건조장치로 이동시킴으로서, 용기의 내부에 채워진 물을 빼내는 한편 용기의 내부를 건조시키게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명의 클램핑장치(1)를 사용하여 튜브형 용기(2)의 내압시험을 수행토록 하게 되면, 클램핑지그(15)에 의한 튜브형 용기(2)의 클램핑작동이 이송스크류(13a)(13b)와 스크류너트(14)에 의한 나사이송방식으로 이루어짐에 따라, 클램핑장치(1)의 작동이 매우 정숙하게 수행되고, 튜브형 용기(2)의 클램핑작업이 보다 세밀하게 이루어짐은 물론, 튜브형 용기(2)의 클램핑력 또한 매우 안정적으로 유지될 수 있다.

이로 인하여, 튜브형 용기(2)의 내부로 물을 충진시키는 작업 및 고압수 주입용 파이프라인이 내장된 용기 탈고착장치를 튜브형 용기(2)와 결착시키는 작업시, 클램핑장치(1)에 의하여 튜브형 용기(2)의 센터가 안정적으로 유지될 수 있으므로, 튜브형 용기(2)의 내압시험에 따른 편의성과 효율성 및 내압시험의 결과로서 도출된 데이터의 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 클램핑장치(1)는 클램핑지그(15)에 의한 튜브형 용기(2)의 클램핑작동을 위한 구동기구로서, 구동모터(10)와, 이송스크류(13a)(13b)가 형성된 기어축(13)과, 스크류너트(14)를 각각 사용함에 따라, 용기고정실린더를 사용하여 막대 형상의 슬라이드기어를 전,후방으로 이동시키도록 한 종래의 클램핑장치와 비교하여 매우 콤펙트(Compact)한 장치를 제공할 수 있음은 물론이고, 클램핑지그(15)의 사이에 튜브형 용기(2)의 이송 및 수납을 위한 롤러수단을 용이하게 설치할 수 있게 된다.

상기와 같이 클램핑장치(1)를 콤펙트하게 구성하여 클램핑장치(1)의 전체적인 설치부피를 최대한으로 축소시킴으로서, 내압시험장치를 설치하여 사용함에 따른 공간활용도를 극대화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이송컨베이어(25)로부터 클램핑장치(1)로 이송되어져 오는 튜브형 용기(2)를 스토퍼(9)와 연계된 롤러수단에 의하여 보다 안정적으로 수납시킬 수 있음은 물론, 클램핑지그(15)에 의한 정확한 센터클램핑이 가능하게 되는 것이다.

1 : 클램핑장치 2 : 튜브형 용기 3 : 지지프레임
4 : 장치대 4a : 링크암 5 : 롤러브라켓
6 : 회전지지대 6a : 회전지지축 7 : 베어링
8 : 위치조정대 9 : 스토퍼 10 : 구동모터
10a,21a : 모터축 11 : 구동기어 12 : 종동기어
13 : 기어축 13a,13b : 이송스크류 13c : 회전지지부
14 : 스크류너트 15 : 클램핑지그 15a : 완충패드
16 : 가이드레일 16a : 슬라이드앵글 16b : 슬라이드판
16c : 레일프레임 16d : 커버판 17 : 회전지지대
17a : 부시 18 : 보조베어링 19 : 지그장착대
19a : 가이드프레임 20 : 용기이송롤러 20a : 보조롤러
21 : 롤러모터 22 : 푸싱실린더 22a : 피스톤로드
23 : 수조 24 : 덮개클램퍼 25 : 이송컨베이어

Claims (5)

1. 튜브형 용기(2)의 내압시험을 수행할 수 있도록 튜브형 용기(2)를 클램핑하는 장치에 있어서,
   바닥판 형상을 가지는 장치대(4)의 하측에는 구동모터(10)가 설치되고, 상기 구동모터(10)의 모터축(10a)에는 구동기어(11)가 설치되며,
   상기 장치대(4)의 상부에는 기어축(13)이 회전 지지되도록 설치되고, 상기 기어축(13)의 일측 단부에는 구동기어(11)와 맞물리는 종동기어(12)가 설치되고,
   상기 기어축(13)의 좌,우 양측부는 서로 반대되는 방향의 나사산이 제공된 이송스크류(13a)(13b)로 형성되고, 상기 좌,우측 이송스크류(13a)(13b)의 회전지지부(13c)에는 부시(17a)가 개재된 회전지지대(17)가 설치되며 좌,우측 이송스크류(13a)(13b)에는 스크류너트(14)가 각각 조립 설치되고,
   상기 각각의 스크류너트(14)에는 하단부에 가이드프레임(19a)이 단지게 돌출 형성된 지그장착대(19)가 설치되며, 상기 각각의 지그장착대(19) 상부면에는 튜브형 용기(2)의 클램핑지그(15)가 서로 마주보는 방향으로 대향 설치되고,
   상기 장치대(4)의 상부면에는 지그장착대(19)의 가이드프레임(19a)이 삽입되어 클램핑지그(15)의 이동을 안내하는 슬라이드앵글(16a)과 레일프레임(16c)과 슬라이드판(16b)과 커버판(16d)으로 이루어진 가이드레일(16)이 설치되고,
   상기 장치대(4)의 상측 중앙부에는 한 쌍의 롤러브라켓(5)이 수직 방향으로 설치되며, 상기 롤러브라켓(5)에는 클램핑지그(15)의 사이를 통하여 튜브형 용기(2)를 삽입시키기 위한 용기이송롤러(20)와 보조롤러(20a)가 설치되고,
   상기 장치대(4)의 후방측에는 위치조정대(8)가 설치되며, 상기 위치조정대(8)의 상부측에는 클램핑지그(15)의 사이로 삽입되는 튜브형 용기(2)의 스토퍼(9)가 설치되는 것을 특징으로 하는 내압시험을 위한 튜브형 용기의 자동 클램핑장치.
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