(57)【要約】  開示のパイプスカッフィング装置は、フレームと、フレームに結合され、中心軸を中心に回転するように構成されたシャフトとを含む。パイプスカッフィング装置はまた、シャフトの回転を駆動するように構成された駆動モータを含む。パイプスカッフィング装置は、シャフトの周りに配置され、シャフトと共に回転するときに、パイプの外面と係合して、パイプの外面から１つ又は複数の汚染物質を除去するように構成された研磨外面を有する、１つ又は複数の研磨ホイールを更に含む。
2020503184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨面を有し、パイプの外面に接触するように構成された、１つ又は複数の研磨ホイールを含む研磨ホイール組立体を備える、パイプスカッフィング装置と、
前記パイプスカッフィング装置を制御して、前記１つ又は複数のフラップホイールを前記パイプの外面と選択的に係合及び係合解除するように構成された制御システムと、
を備える、パイプスカッフィングシステム、
を備える、パイプ処理システム。
【請求項２】
前記パイプを支持するように構成された支持体を備える、パイプ位置決めシステムを更に備える、請求項１に記載のパイプ処理システム。
【請求項３】
前記パイプ位置決めシステムが、前記支持体の移動を駆動することによって、前記パイプと前記１つ又は複数の研磨ホイールとの間の相対的な位置を変えるように構成された駆動機構を備える、請求項２に記載のパイプ処理システム。
【請求項４】
前記駆動機構が、前記パイプの回転方向が前記１つ又は複数の研磨ホイールの回転方向と反対になるように、前記支持体の移動を駆動するように構成されている、請求項３に記載のパイプ処理システム。
【請求項５】
前記研磨ホイール組立体が、前記フレームの垂直方向の長さに沿って昇降して、前記パイプと係合及び係合解除するように構成されるように、前記パイプスカッフィング装置が、前記研磨ホイール組立体を支持し、かつ前記支持体に結合するように構成されたフレームを更に含む、請求項２に記載のパイプ処理システム。
【請求項６】
前記パイプが前記パイプスカッフィング装置によってスカッフ処理された後に前記パイプを受け入れ、かつ、追加の材料層を前記パイプに追加するように構成されたパイプ包装システムを更に備える、請求項１に記載のパイプ処理システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つのプロセッサが、前記１つ又は複数の研磨ホイールを制御して、前記パイプの回転方向とは反対の方向に回転させるように構成されている、請求項１に記載のパイプ処理システム。
【請求項８】
前記１つ又は複数の研磨ホイールが、１つもしくは複数のフラップホイール、又は、１つもしくは複数のワイヤホイールを含む、請求項１に記載のパイプ処理システム。
【請求項９】
前記パイプ内の波形のピッチに対する、前記１つ又は複数の研磨ホイールのそれぞれの幅の比が、１／３から１／６の間である、請求項１に記載のパイプ処理システム。
【請求項１０】
前記パイプスカッフィング装置が、前記１つ又は複数のフラップホイールが前記パイプのスカッフの深さを決定する距離で前記パイプと係合するときに、前記パイプと係合するように構成されたガイドローラを更に備える、請求項１に記載のパイプ処理システム。
【請求項１１】
フレームと、
前記フレームに結合され、中心軸を中心に回転するように構成されたシャフトと、
前記シャフトの回転を駆動するように構成された駆動モータと、
前記シャフトの周りに配置され、前記シャフトと共に回転するときに、パイプの外面と係合して、前記パイプの前記外面から１つ又は複数の汚染物質を除去するように構成された研磨外面を備える、１つ又は複数の研磨ホイールと、
を備える、パイプスカッフィング装置。
【請求項１２】
前記１つ又は複数の研磨ホイールのそれぞれの幅と、前記パイプ内の波形のピッチとの比は、１／３から１／６の間である、請求項１１に記載のパイプスカッフィング装置。
【請求項１３】
前記フレームに結合され、前記１つ又は複数の研磨ホイールが前記パイプと係合するときに、前記パイプと係合して、前記パイプのスカフィングの深さを決定するように構成されたガイドローラを更に備える、請求項１１に記載のパイプスカッフィング装置。
【請求項１４】
前記駆動モータと前記シャフトとに結合され、前記パイプに対する係合解除位置と係合位置との間で前記シャフトの位置を変えるように構成されたプーリアームを更に備える、請求項１１に記載のパイプスカッフィング装置。
【請求項１５】
前記フレームが、前記シャフトの並進運動を可能にするように構成された１つ又は複数のトラックと、前記１つ又は複数のトラックの長さに沿った、１つ又は複数の研磨ホイールと、を更に含む、請求項１１に記載のパイプスカッフィング装置。
【請求項１６】
前記１つ又は複数のトラックが、前記パイプを支持するための支持体に結合するように構成された、前記フレームのブラケット上に配置されている、請求項１５に記載のパイプスカッフィング装置。
【請求項１７】
前記１つ又は複数の研磨ホイールが、１つもしくは複数のフラップホイール、又は、１つもしくは複数のワイヤホイールである、請求項１１に記載のパイプスカッフィング装置。
【請求項１８】
前記１つ又は複数の研磨ホイールが複数のフラップホイールを含み、前記複数のフラップホイールのそれぞれが均一な距離で離間している、請求項１１に記載のパイプスカッフィング装置。
【請求項１９】
波形の谷によって分離された、軸方向に隣接し、外側に延びる、波形の頂部を有する波形外壁に沿って配置された、１つ又は複数の波形によって画定されるピッチを有する波形パイプと、
それぞれが研磨面を有する、複数の研磨ホイールを備えるパイプスカッフィング装置であって、前記波形パイプの前記ピッチに対する前記複数のフラップホイールのそれぞれの幅の比が１／３から１／６の間である、パイプスカッフィング装置と、
を含む、パイプスカッフィングシステム。
【請求項２０】
前記パイプスカッフィング装置を制御して、前記複数の研磨ホイールを前記波形パイプの回転方向と反対の方向に回転させるように構成された、少なくとも１つのプロセッサを備える制御システムを更に備える、請求項１９に記載のパイプスカッフィングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、パイプ処理システム及び方法に関し、より詳細には、パイプスカッフィング（pipe scuffing）システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
波形パイプは、一般的に、土壌の排水及び地表水の輸送に使用される。波形は、典型的に、急勾配の側面と深い谷を持つパイプの断面を生み出す。これらのパイプが典型的にプラスチックを使用して構築されるとすると、波形は、必要な半径方向剛性を提供することによって、パイプに必要とされる構造健全性を提供することができる。
【０００３】
波形パイプが排水又は水の輸送に使用される前に、波形パイプは、典型的には他のパイプと共に屋内又は屋外の施設に保管される。時間が経つにつれて、この波形パイプのストックは、その外面に１つ又は複数の汚染物質を発生させることがあり、及び／又は、外面の酸化が生じることがある。ただし、波形パイプの下流での使用の多くは、波形パイプを被覆する、包装する、又はその他のプロセスで更に処理することが望ましいことがある。波形パイプの表面に発生する汚染物質は、波形パイプの更なる処理又は使用が行われ得る前に除去される必要があり得る。ただし、波形の外部のために、汚染物質を除去するプロセスは時間がかかることがあり、下流での使用のために波形パイプを準備するための金銭的なコストを増加させ得る。したがって、これらの欠点のうちの１つ又は複数に対処するパイプ処理システムが必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、パイプ処理システムはパイプスカッフィングシステムを含む。パイプスカッフィングシステムは、１つ又は複数の研磨ホイールを含む研磨ホイール組立体を有する、パイプスカッフィング装置を含む。１つ又は複数のフラップホイールは研磨面を有し、パイプの外面に接触する。パイプスカッフィングシステムはまた、パイプスカッフィング装置を制御して、１つ又は複数のフラップホイールをパイプの外面と選択的に係合及び係合解除させるように構成された、少なくとも１つのアクチュエータを含む、制御システムを含む。
【０００５】
別の実施形態では、パイプスカッフィング装置は、フレームと、フレームに結合され、中心軸を中心として回転するように構成されたシャフトとを含む。パイプスカッフィング装置はまた、シャフトの回転を駆動するように構成された駆動モータと、シャフトの周りに配置された１つ又は複数の研磨ホイールとを含む。１つ又は複数の研磨ホイールは、シャフトと共に回転するときに、パイプの外面と係合して、パイプの外面から１つ又は複数の汚染物質を除去するように構成された研磨外面を含む。
【０００６】
別の実施形態では、パイプスカッフィングシステムは、波形の谷によって分離された、軸方向に隣接し、外向きに延びる、波形の頂部を有する波形外壁に沿って配置された、１つ又は複数の波形によって画定されるピッチを有する、波形パイプを含む。パイプスカッフィングシステムはまた、それぞれが研磨面を有する複数の研磨ホイールを含む、パイプスカッフィング装置を含む。波形パイプのピッチに対する、複数の研磨ホイールの各々の幅の比は、１／３から１／６の間である。
【０００７】
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、共に例示的及び説明的なものにすぎず、特許請求の範囲に記載の本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、例示的な実施形態を示し、その説明と共に、開示の原理を説明するのに役立つ。
【０００９】
【図１】開示の実施形態による、パイプ処理システムを示す図。
【００１０】
【図２Ａ】開示の実施形態による、パイプスカッフィング装置の正面上方斜視図。
【００１１】
【図２Ｂ】開示の実施形態による、フラップホイール組立体の概略図。
【００１２】
【図２Ｃ】開示の実施形態による、ワイヤホイール組立体の概略図。
【００１３】
【図３】図２のパイプスカッフィング装置の背面上方斜視図。
【００１４】
【図４】開示の実施形態による、パイプスカッフィング装置の制御方法を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下で更に詳細に説明するように、パイプ処理システム及び方法の様々な実施形態が、下流での１つ又は複数の使用に備えてパイプを処理するために提供される。パイプ処理システムの実施形態は、パイプの外面から材料層（例えば、汚染物質）を除去するように動作可能なパイプスカッフィング装置を含み得る。いくつかの実施形態では、パイプから材料層を取り除くことが、取り除かれたパイプの表面と適用された外側包装材との間の分子結合の成立を可能にし得、これにより、最初に材料層を除去せずにパイプを包装する場合と比較して、外側包装材とパイプとが一体化する可能性が増大する。更に、材料層を取り除くことにより、パイプの外面を他の方法で処理することが可能になり得る。例えば、外面は塗装してもよい。更なる例では、外面は印刷してもよい。更に、外面を取り除いて、接着剤（例えば、ステッカー）の塗布を可能にしてもよい。
【００１６】
パイプスカッフィング装置のいくつかの開示の実施形態は、波形の外部など、様々な輪郭及び構成を備えるパイプのスカッフィングを可能にする、１つ又は複数の特徴を含む。例えば、一実施形態では、フラップホイール組立体は、波形パイプの山と谷の両方がスカッフ処理されるように、パイプの波形形状に適合するように構成された、１つ又は複数のフラップホイールを含む。更なる例では、いくつかの実施形態では、１つ又は複数のフラップホイールの寸法は、波形パイプの寸法との適合性のために選択され、１つ又は複数のフラップホイールがパイプの輪郭に追従する可能性が高められ得る。現在企図されている実施形態のこれら及び他の特徴は、以下で更に詳細に説明される。
【００１７】
ここで図面を見ると、図１は、本開示の一実施形態によるパイプ処理システム１０の実施形態を示す。図示の実施形態では、パイプ処理システム１０は、複数のパイプ１２のストック、パイプスカッフィングシステム１４、パイプ位置決めシステム１６、及びパイプ包装システム１８を含む。動作中、複数のパイプ１２からのパイプ１４は、パイプスカッフィングシステム１４によるスカッフィング用パイプ位置決めシステム１６によって位置決めされ、パイプ１４と比較して材料層が除去された、スカッフ処理されたパイプ１４’を製造し得る。例えば、スカッフ処理されたパイプ１４’は、スカッフィング前にパイプ１４上に存在する汚染物質２０を含まなくてもよい。次に、スカッフ処理されたパイプ１４’をパイプ包装システム１８によって更に処理して、スカッフ処理されたパイプ１４’に外側包装材を適用し得る。
【００１８】
図１に示す実施形態では、パイプ１４は、外面２２が輪郭を描き、一連の波形２４を含むように、波形を付けられている。波形２４は、パイプ１４の全長に沿って、又は波形パイプ１４の一部分のみに沿って配置され得る。更に、他の実施形態では、波形２４は、実装固有の考慮事項に応じて、螺旋状の波形又は環状の波形など、任意の所望の形状に形成され得る。例えば、波形１２０はパイプ１４の円周の周りで長手方向に螺旋形になり、パイプ１４の壁がプラスチックで形成される実装において、より高い構造健全性を可能にし得る。
【００１９】
いくつかの実施形態では、波形２４は、波形２４を形成する山２８及び谷３０によって画定されるピッチ２６を有し得る。本明細書で使用されるとき、ピッチ２６は、隣接する山２８及び／又は隣接する谷３０の間で測定される勾配測定値であり得る。ピッチ２６は、所与の実装に応じて変化し得、例えば、パイプの下流での使用に基づいて決定され得る。例えば、パイプ１４が下水を輸送するために使用される一実施形態では、ピッチ２６は約３インチ（例えば、２．８インチから３．２インチの間）であり得る。ただし、現在企図されている実施形態は、いかなる特定のピッチ２６にも限定されず、ピッチ２６は他の実装形態では異なってもよい。更に、他の実施形態では、パイプ１４は波形を付けられていないことがある。実際、いくつかの実施形態では、外面２２は、パイプ１４の長さの一部又は全部に沿って滑らか（例えば、山２８及び谷３０が存在しない）であってもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、パイプ１４の端部３２は、２つ以上のパイプ１２を共に結合することを可能にするコネクタ３４を含み得る。例えば、コネクタ３４は、受け口（例えば、図示のパイプ１４にあるように）又は差し口であり得る。そのような実施形態では、受け口は、他のパイプの差し口端部を囲み、かつ包含するように構成されてもよい。他の実施形態では、コネクタ３４は、他のパイプの受け口端部に受け入れられるように構成された差し口であってもよい。そのような実施形態では、差し口は受け口よりも小さい外径を有しもよく、それによって差し口は受け口に嵌合し得る。ただし、他の種類のコネクタ３４もパイプ１４と共に使用してもよい。例えば、当業者に知られている任意の種類のカプラを使用して、パイプ１２のいくつか、又は全てを一つに接続してもよい。
【００２１】
実際、図示のパイプ１４は、実装固有の様々な変形を受ける、単なる例であることに留意されたい。パイプスカッフィングシステム１４及びパイプ位置決めシステム１６は、本明細書に示す実施形態に限定されず、任意の適切な種類のパイプ１４と共に使用され得ることを理解されたい。更に、複数のパイプ１２のストックが３つのパイプ１４を含むように示されているが、他の実施形態では任意の数のパイプが含まれ得る。実際、パイプ１４は、複数のパイプ１２のストックから、又はパイプスカッフィングシステム１４の上流の他の任意の場所から供給され得る。
【００２２】
更に、汚染物質２０はパイプ１４の表面上に示されているが、汚染物質２０は裸眼で認識されてもよく、又は裸眼で認識されなくてもよく、パイプ１４の長さに沿った任意の位置（例えば、谷３０内、山２８上、コネクタ３４上など）に配置され得、パイプ１４の外層に存在する不純物などであり得ることを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、パイプ１４は（汚染物質２０によって代表される）表面酸化を受け得る。いくつかの実施形態では、パイプストック１２が屋内に保管されているか屋外に保管されているかに関わらず、酸化が起こり得る。表面酸化は、パイプ１４の表面に所望のものを接着させる能力を損なう場合あるので、本開示の実施形態は、酸化層の除去を可能にし得る。実際、汚染物質２０は、パイプ１４の外面２２を形成する材料層の上又は内部に存在し得る不純物の単なる例示である。
【００２３】
ここでパイプスカッフィングシステム１４に着目すると、パイプスカッフィングシステム１４は、パイプ１４の外面２２から材料層を除去することを可能にする、１つ又は複数の構成要素を含み得る。図示の実施形態では、パイプスカッフィングシステム１４は、パイプスカッフィング装置３６と、パイプスカッフィング装置３６を制御するように構成された制御システム３８とを含む。動作中、パイプスカッフィング装置３６は、パイプ１４の外面２２から材料層を除去して、１つ又は複数の汚染物質２０を除去するように構成されている。スカッフィングによって除去された汚染物質２０の例としては、錆、汚物、岩石、酸化物（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）、水、他の流体もしくは液体、又は他の任意の汚染物質が挙げられ得る。そのために、パイプスカッフィング装置３６は、パイプ１４と接触したときにパイプ１４の外面２２を研磨するように構成された、１つ又は複数の研磨要素を含み得る。例えば、パイプスカッフィング装置３６は、研削ホイール、フラップディスク、フラップホイール、サンドペーパー、鋼砥、ワイヤホイールなどを含み得る。
【００２４】
図示の制御システム３８は、１つ又は複数のプロセッサ４０及びメモリ４２を含む。１つ又は複数のプロセッサ４０（例えば、マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）など）は、制御アルゴリズムを実行するように構成されている。一例として、制御アルゴリズムは、メモリ４２などの機械可読媒体に記憶された機械可読符号化命令として提供され得、パイプスカッフィング装置３６の動作を制御するための制御信号を提供し得る。制御信号は、パイプスカッフィング装置３６を制御して、例えば所望のレベルのスカッフに基づいて、１つ又は複数の研磨要素をパイプ１４と選択的に係合及び係合解除させ得る。
【００２５】
メモリ４２は、有形の非一時的な機械可読媒体であってもよい。例えば、メモリ４２は、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、磁気記憶メモリ、光記憶メモリ、又はそれらの組み合わせなどの揮発性メモリ又は不揮発性メモリであってもよい。更に、様々な制御パラメータが、動作中、パイプスカッフィング装置３６に特定の出力（例えば、パイプ１４との接触を可能にする、パイプ１４との接触を不可能にする、など）を提供するように構成されたコードと共に、メモリ４２に記憶され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ４０はまた、ユーザがプロセスを選択し、及び／又は、所望のパラメータ（例えば、所望のスカッフの深さ、パイプの種類、パイプ１４上の波形のピッチなど）を入力し得る、ユーザインターフェースからの入力を受信し得る。
【００２６】
パイプ位置決めシステム１６は、パイプスカッフィング装置３６に対してパイプ１４を位置決めして、パイプ１４のスカッフィングを可能にするように構成された、１つ又は複数の構成要素を含む。具体的には、図示の実施形態では、パイプ位置決めシステム１６は、パイプ１４を支持するように構成された支持体４４を含む。支持体４４は、当業者に知られている、任意の適切なテーブル、コンベヤベルト、フレームなどを含み得る。駆動機構４６は、支持体４４、パイプ１４、又はその両方の移動を駆動して、パイプ１４の所望の位置決めを可能にするように構成されている。駆動機構４６は、支持体４４及び／又はパイプ１４の移動を駆動するためのモータ、エンジン、回路などを含む。駆動機構４６は、１つ又は複数のプロセッサ５０及びメモリ５２を含む制御システム４８によって制御され得る。１つ又は複数のプロセッサ５０及びメモリ５２は、パイプスカッフィングシステム１４内の１つ又は複数のプロセッサ４０及びメモリ４２について上述したものと同様の構成要素を含み得る。ただし、制御システム４８は、そのような構成要素を利用して、パイプスカッフィング装置３６に対するパイプ１４の位置を制御し得る。そのために、制御システム３８及び制御システム４８は、任意の既知の手段（例えば、無線、有線接続経由など）によって通信し、パイプスカッフィング装置３６の制御及びパイプ１４の位置を調整し得る。例えば、一実施形態では、制御システム３８及び制御システム４８は、パイプスカッフィング装置３６の１つ又は複数のフラップホイール又はワイヤホイールが、パイプ１４の回転方向とは反対の方向に回転するように協調し得る。
【００２７】
更に、いくつかの実施形態では、制御システム３８及び制御システム４８は、パイプ１４とパイプスカッフィング装置３６との相対的な移動を制御して、パイプ１４の端部３２に、パイプ１４の残りの長さとは異なるようにスカッフ処理されることを可能にし得る。例えば、コネクタ３４は、例えば異なるレベルのスカッフを得るために、パイプ１４の残りの長さとは異なる期間処理する必要があり得る。更なる例では、一実施形態では、端部３２の処理中に、パイプスカッフィング装置３６を横方向に並進させながら、パイプ１４を、その長手方向軸を中心に回転させてもよい。
【００２８】
パイプ１４がパイプスカッフィング装置３６によってスカッフ処理されると、スカッフ処理されたパイプ１４’は、下流での任意の所望の処理又は使用が可能であり得る。例えば、図示の実施形態では、スカッフ処理されたパイプ１４’は、追加の材料層を適用するためにパイプ包装ステーション１８に移送され得る。例えば、パイプ包装ステーション１８は、繊維及び／又はプラスチックを使用して形成された外側包装材を適用し得る。適用された外側包装材の一実施形態では、繊維（例えば、ガラス繊維又は炭素繊維）がプラスチックに埋め込まれてもよい。ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、又はＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などのポリマーが、プラスチックとして使用され得る。実装固有の考慮事項に応じて、他の繊維又はプラスチックも使用され得る。更に、パイプ包装システム１８は、別のプロセスでパイプ１４’を処理するように構成されてもよい。例えば、パイプ包装システム１８は、スカッフ処理された表面に塗料を塗布したり、スカッフ処理された表面に接着剤を塗布したりしてもよい。
【００２９】
外側包装材を適用する前に、パイプ包装ステーション１８によってパイプ１４から材料層を除去することは、包装前のパイプのスカッフィングを含まないシステムよりも、１つ又は複数多く利点を提供し得る。例えば、いくつかの実施形態では、パイプ１４’は、パイプ１２のストックを一定期間保管することにより存在し得る、汚染物質２０のレベルが低減しているため、パイプ１４のスカッフィングは、適用される外側包装材とパイプ１４’の外面２２との間の分子結合の形成をしやすくする。
【００３０】
図２Ａ及び図３は、それぞれ、パイプスカッフィング装置３６の一実施形態の正面斜視図及び背面斜視図を示す。この実施形態では、パイプスカッフィング装置３６は、１つ又は複数のスカッフィング構成要素及び接続構成要素を支持するフレーム５４を含む。具体的には、図示の実施形態では、フレーム５４は、研磨ホイール組立体５６、駆動システム５８、及びガイドローラ組立体６０を支持する。フレーム５４は、パイプスカッフィング装置３６をパイプ１４に対して位置決めすることを可能にするように構成された位置システム６２に結合されている。
【００３１】
図示の実施形態では、フレーム５４は、研磨ホイール組立体５６用の部分カバー６４と、シャフト６８の一端が取り付けられたパネル６６とを含む。シャフト６８の他端はピボットアーム７０に取り付けられている。図示の実施形態では、研磨ホイール組立体５６は、複数の研磨ホイール７２がシャフト６８の周りで半径方向に延びるように、シャフト６８に取り付けられている。研磨ホイール７２は、任意の適切な種類の研磨ホイール７２であり得る。例えば、図２Ｂに示す実施形態では、各研磨ホイール７２はフラップホイール７９である。更なる例として、図２Ｃに示す実施形態では、各研磨ホイール７２はワイヤホイール８１である。ただし、他の実施形態では、研磨ホイール７２は実装固有の変形を受ける。
【００３２】
研磨ホイール７２は幅７４を有し、隣接する各研磨ホイール７２から距離７６をおいて配置されている。いくつかの実施形態では、距離７６は各研磨ホイール７２の間で均一であり得る。ただし、他の実施形態では、距離７６は、実装固有の考慮事項に応じて変わってもよい。例えば、距離７６は、研磨ホイール７２のサブセット間で均一であり、最後の研磨ホイール７２は隣接する研磨ホイール７２からより大きな距離で離れていてもよい。そのような構成は、研磨ホイールのサブセットがパイプ１４の波形２４をスカッフ処理するように構成された実装において、また、離間した研磨ホイールがパイプ１４のコネクタ３４をスカッフ処理するように構成された実装において望ましい場合がある。
【００３３】
各研磨ホイール７２は、パイプ１４のスカッフィングを可能にする、１つ又は複数の特徴を含み得る。例えば、図２Ｂに示す実施形態では、フラップホイール７９は、パイプ１４をスカッフ処理するように構成された研磨材料８０を有する、複数のフラップ７８を含む。研磨材料８０は、縁部８２上及び／又は表面８４上に配置する、フラップ７８を形成する材料に一体化させるなど、任意の望ましい方法でフラップ７８に一体化され得る。更に、いくつかの実施形態では、フラップホイール７９上の、例えばフラップ７８の縁部８２及び表面８４に沿った研磨材料８０の配置は、フラップ７８を有しない連続ホイールと比較して、フラップホイール７９のより長期間の使用を可能にし得る。例えば、時が経つにつれて研磨材料８０が摩耗し得、この研磨摩耗を複数のフラップ７８の複数の部分に分散させることによって、フラップホイール７９の全体的な研磨品質が良好なまま、摩耗領域が存在し得る。更に、研磨材料８０は、サンドペーパー、ワイヤブラシ（例えば、鋼、真鍮）、セラミックブラシ、鋼砥、やすり、研磨材を付けた柔軟な指、酸化アルミニウム、セラミックなど、任意の好適な研磨材料又は研磨複合材料であり得るが、これらには限定されない。
【００３４】
研磨ホイール組立体５６の特徴は、研磨ホイール組立体５６がパイプ１４の輪郭に追従することを可能にし得る。例えば、いくつかの実施形態では、フラップ７８の各々は、フラップ７８がパイプ１４の輪郭に適合することを可能にするように可撓性であってもよい。例えば、研磨ホイールの直径は、いくつかの実施形態における波形の深さと一致し得る。更なる例では、フラップ７８は、山２８及び谷３０の両方のスカッフィングを可能にするように曲がってもよい。
【００３５】
図２Ｃに示す実施形態では、研磨ホイール組立体５６は、１つ又は複数のワイヤ８３を有する、１つ又は複数のワイヤホイール８１を含み得る。この実施形態では、１つ又は複数のワイヤ８３が、ワイヤホイール８１の周囲に円周方向に配置されたワイヤ群８５に束ねられてもよい。ただし、他の実施形態では、ワイヤ８３は任意の好適な方法で配置され得る。例えば、ワイヤ８３は圧着されてもよい。ワイヤ８３は共に巻いて撚り合わされて、ワイヤ群８５を形成してもよい。実際、ワイヤ８３は、図示の実施形態に限定されず、研磨ワイヤホイール８１を形成するための任意の好適な方法で配置され得る。
【００３６】
更に、いくつかの実施形態では、研磨ホイール７２の幅７４は、パイプ１４内の波形２４のピッチ２６に基づいて決定され得る。例えば、いくつかの実施形態では、ピッチ２６が狭くなるにつれて幅７４も狭くなるように、ピッチ２６と幅７４との間に関係性が存在する場合がある。より具体的には、いくつかの実施形態では、研磨ホイール７２の幅７４とパイプ１４のピッチ２６との比は、約１／３（例えば、０．３から０．３６の間）と約１／６（例えば、０．１３から０．１９の間）の間であり得る。例えば、ピッチ２６は３インチであり得、幅７４は、比率が１／３となるように１インチであり得る。更なる例では、研磨ホイール７２は１／２インチから１インチの幅を有し得、波形は３インチから６インチのピッチを有し得る。前述の比率は、フラップ７８がパイプ１４の波形３０の輪郭を追従可能にすることなどによって、１つ又は複数の利点を提供し得る。
【００３７】
図示の研磨ホイール組立体５６は複数の研磨ホイール７２を含むが、他の実施形態では、単一の研磨ホイール７２のみが使用され得る。更に、他の実施形態では、研磨ホイール組立体５６は、シャフト６８の周りに配置され、その上に研磨材料８０を有し、及び／又は、それと一体化した、１つ又は複数の円筒形ホイールと交換され得る。そのような配置は、パイプ１４が波形ではない実装において望ましい場合がある。実際、本明細書に示されるパイプスカッフィング装置３６及び研磨ホイール組立体５６は、単なる例である。
【００３８】
ガイドローラ組立体６０は、支持構造９０及びローラフレーム９２を介してフレーム５４に結合されている。支持構造９２は、それに沿ってブラケット９６が移動して、ガイドローラ９８の位置決めを可能にすることができるトラック９４を含む。ブラケット９６は、位置決めのためにトラック９４に沿って移動し、ファスナ１００を介してトラック９４に沿った定位置に固定されるように構成されている。スカッフィング動作中に、研磨ホイール組立体５６がパイプ１４と接触するように位置決めされると、ガイドローラ９８はパイプ１４の外面２２上に静止し、パイプ１４の輪郭に受動的に追従するように構成されている。前述の特徴により、ガイドローラ９８は、パイプ１４の所望の部分だけがスカッフ処理される可能性を高め得る。
【００３９】
更に、ガイドローラ９８はまた、スカッフの深さを決定し得る。具体的には、ガイドローラ９８が研磨ホイール組立体５６の上方に配置されているため、ガイドローラ９８は、研磨ホイール７２がパイプ１４に接触することができる深さを決定し得る。例えば、ガイドローラ９８と研磨ホイール組立体５６との間の距離９９は、研磨ホイール組立体５６とパイプ１４との間の相対的な距離を固定することによって、研磨ホイール７２がスカッフ処理することができる深さを決定し得る。いくつかの実施形態では、距離９９は、動作のためのスカッフの深さを設定するために、スカッフィング動作の前に予め定められ得、及び／又は、パイプ１４のスカッフの深さを制御するために再調整され得る。
【００４０】
いくつかの実施形態では、図２Ａに示すように、パイプスカッフィング装置３６は拭き取り装置１１３を含み得る。一実施形態では、拭き取り装置１１３は剛毛１１５を有するブラシであってもよい。拭き取り装置１１３は、研磨ホイール組立体５６と協働して、パイプ１４がスカッフ処理されるときにパイプ１４の外面を清掃し得る（例えば、研磨ホイール組立体５６が汚染物２０を取り除いた後に、パイプ１４の表面から汚染物質２０を除去する）。拭き取り装置１１３はまた、動作中に汚染物質２０の封じ込めを可能にし得る。いくつかの実施形態では、拭き取り装置１１３は、図２Ａに示されるように、研磨ホイール組立体５６の下流側に配置されて、研磨ホイール７２が材料を除去し、いかなるゴミも捕え、波形を拭き取ることを可能にし得る。ただし、拭き取り装置１１３の位置及び数量は単に例示である。実際、いくつかの実施形態では、拭き取り装置１１３が代わりに研磨ホイール組立体５６の上流側に（例えば、ガイドローラ９８に隣接して）位置してもよい。更なる実施形態では、拭き取り装置１１３は、一方が研磨ホイール組立体５６の下流に位置し、他方が研磨ホイール組立体５６の上流に位置する、２つの拭き取り装置を含み得る。更に、いくつかの実施形態では、拭き取り装置１１３はまた、拭き取り装置１１３がパイプ１４の輪郭に追従するように、可撓性であり得る。
【００４１】
駆動システム５８は、研磨ホイール組立体５６の移動を駆動するように構成されている。そのために、図示の実施形態における駆動システム５８は、駆動モータ１０２及び係合／係合解除シリンダ１０４を含む。動作中、駆動モータ１０２及び係合／係合解除シリンダ１０４は、プロセッサ４０の制御下で協働して、研磨ホイール組立体５６が配置されているシャフト６８を回転させる。プロセッサ４０はまた、駆動モータ１０２及びシリンダ１０４を制御して、研磨ホイール組立体５６のパイプ１４に向かう移動、及び、研磨ホイール組立体５６のパイプ１４から離間する移動を制御して、選択的に研磨ホイール組立体５６をパイプ１４に係合させ、また、研磨ホイール組立体５６をパイプ１４から係合解除させ得る。例えば、プロセッサ４０は、ピボットアーム７０が研磨ホイール組立体５６をパイプ１４に向かって移動させるように、シリンダ１０４を係合位置に制御し得、また、シリンダ１０４を係合解除位置に制御して、研磨ホイール組立体５６をパイプ１４から係合解除させ得る。
【００４２】
位置システム６２は、研磨ホイール組立体５６の位置をパイプ１４の長手方向軸に沿って変えることができるように構成されている。図示の実施形態では、位置システム６２は、パイプ１４用の支持体４４、又はパイプ位置決めシステム１６内の他の任意の好適な構造体に取り付けるように構成された、フレーム１１０を含む。パイプスカッフィング装置３６のフレーム５４は、ブラケット１１２及びプレート１１４を介して位置システム６２のフレーム１１０に結合するように構成されている。プレート１１４は、フレーム１１０上に配置されたレール１１８を受け入れるように構成されたトラック１１６を含む。スライドシリンダ１２０は、トラック１１６の長さに沿ったフレーム５４の移動を可能にして、研磨ホイール組立体５６を長手方向に位置決め及び再位置決めするように構成されている。前述の特徴により、研磨ホイール組立体５６は、パイプ１４の長さに沿って第１の長手方向の位置をスカッフ処理することができ、かつ、追加の長手方向の位置に移動して、パイプ１４の長さに沿って追加の部分をスカッフ処理することができる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、研磨ホイール組立体５６がパイプ１４の軸線方向に長手方向に移動して、より大きな操作上の柔軟性を可能にすることが望ましくあり得る。例えば、研磨ホイール７２がパイプ１４の外部と接触したままであるように、スカッフィング周期の最後では並進運動が望ましくあり得る。例えば、一実施形態では、レール１１８はパイプ１４の長さ以上であり得る。この実施形態では、研磨ホイール組立体５６の長手方向の移動は、パイプ１４を並進させる必要なしに、パイプ１４をスカッフ処理することが可能である。別の実施形態では、レール１８８は研磨ホイール組立体５６の長さの半分に等しい長さであり得る。この実施形態では、スカッフィング周期の最後に達したときに、並進運動を使用して、研磨ホイール組立体５６をパイプ１４と接触し続けさせる場合がある。
【００４４】
図４は、一実施形態によるパイプ処理システム１０を制御するために使用され得る、方法１３０の実施形態を示すフローチャートである。方法１３０は、パイプスカッフィングシステム１４内のプロセッサ４０、パイプ位置決めシステム１６内のプロセッサ５０、それらの組み合わせ、又は、他の制御システムと組わせたプロセッサ４０、プロセッサ５０のいずれかによって実行され得る。
【００４５】
図示の実施形態では、方法１３０は、パイプスカッフィング動作が起動したときに始まる（ブロック１３２）。方法１３０は、所望のレベルのスカッフィングを受けることを含む（ブロック１３４）。例えば、方法１３０を実行するプロセッサは、ユーザがパイプ１４を研磨したい、又はパイプ１４を抉りたい（ｇｏｕｇｅ）ことを示す信号を受信し得る。更なる例では、ユーザはスカッフィングによってパイプから除去される材料層の深さを指示し得る。いくつかの実施形態では、スカッフィングによって除去される材料層の深さは、製造後にパイプ１４が保管された時間の長さに基づいて自動的に決定され得る。
【００４６】
方法１３０はまた、所望のスカッフレベルに基づいて、研磨ホイール組立体５６の回転速度を設定することを含み得る（ブロック１３６）。例えば、回転速度は、より深いスカッフに対してはより高く設定され、より浅いスカッフに対してはより低く設定され得る。方法１３０は、パイプスカッフィング装置３６を制御して、研磨ホイール７２をパイプ１４と係合させることを含み得る（ブロック１３８）。例えば、係合シリンダ１０４を作動して、ピボットアーム７０を再配置し、研磨ホイール組立体５６をパイプ１４に向かって移動させることができる。次に、方法１３０は、パイプ１４、パイプスカッフィング装置３６、又はその両方の位置を制御して、パイプ１４と研磨ホイール組立体５６との間の相対的な回転をもたらすことを含む（ブロック１４０）。例えば、一実施形態では、研磨ホイール組立体５６は第１の回転方向（例えば時計回り）に回転し得、パイプ１４は、例えば支持体４４を介して、第１の回転方向と反対の、第２の回転方向（例えば反時計回り）に回転し得る。反対のスピン方向は、特定の実装において、より効率的なスカッフィングを可能にし得る。ただし、他の実施形態では、パイプ１４と研磨ホイール組立体５６とは同じ方向に回転してもよい。また更に、いくつかの実施形態では、研磨ホイール組立体５６及びパイプ１４の一方のみが回転してもよい。
【００４７】
更に方法１３０は、所望の回転数に達したか否かを照会し得る（ブロック１４２）。例えば、いくつかの実施形態では、パイプ１４及び研磨ホイール組立体５６はそれぞれ、係合解除前に３６０度の回転を１回完了するように制御され得る。ただし、他の実施形態では、係合解除前に複数の回転が完了し得る。図示の方法１３０において、所望の回転数にまだ達していない場合、パイプスカッフィング装置はパイプ１４との係合を維持する。ただし、所望の回転数に達した場合、方法１３０は、パイプスカッフィング装置３６を制御して、研磨ホイール７２をパイプ１４から係合解除させることを含む（ブロック１４４）。
【００４８】
方法１３０は、スカッフィングが完了したか否かを照会し得る（ブロック１４６）。スカッフィングが完了した場合、動作は終了する（ブロック１４８）。スカッフィングの完了は、任意の好適な方法で決定され得る。例えば、スカッフィングは、パイプ１４の所望の全長がスカッフ処理されたと自動的に、又は手動的に決定されたときに完了し得る。更なる例では、一実施形態では、コネクタ３４の存在が決定され得、コネクタ３４が到達したときにスカッフィングが完了したと決定され得る。
【００４９】
スカッフィングが完了していない場合、方法１３０は、研磨ホイール７２とパイプ１４との間の相対的な横方向の位置を調整することを含み得る（ブロック１５０）。例えば、スライドシリンダ１２０を作動させて、トラック１１６の長さに沿ってフレーム５４を移動させて、研磨ホイール組立体５６を移動させ得る。他の実施形態では、パイプ１４用の支持体４４を調整して、研磨ホイール組立体５６に対してパイプ１４を再配置し得る。
【００５０】
方法１３０は、パイプ１４の係合解除領域に到達したか否かを照会し得る（ブロック１５２）。係合解除領域に到達した場合、方法１３０は、研磨ホイール７２とパイプ１４との間の相対的な位置を調整して、係合解除領域を回避することを含み得る（ブロック１５４）。例えば、コネクタ３４は係合解除領域として設定され得る。コネクタ３４が検出されると、方法１３０は別の領域に進み、従って、スカッフ処理することが望ましくない領域が回避され得る。ただし、他の実施形態では、コネクタ３４はスカッフ処理される領域に含まれ得る。
【００５１】
開示の製品及び／又はプロセスは、組み合わせて、又は別々に使用されることに留意されたい。更に、例示的な実施形態は、添付の図面を参照して説明される。都合のよい場合はいつでも、図面全体を通して同様の参照番号を使用して、同様の部品又は類似の部分を指す。本明細書では開示の原理の例及び特徴が説明されているが、開示の実施形態の精神及び範囲から逸脱することなく、変更、適合、及び他の実装が可能である。先の詳細な説明は例示的なものにすぎないと見なされるべきであり、真の範囲及び精神は以下の特許請求の範囲によって示される。
【００５２】
本明細書に提示する実施例は例示を目的としており、限定を目的としていない。更に、機能構築ブロックの境界は、説明の便宜上、本明細書では任意に定義されている。特定の機能及びそれらの関係が適切に実行される限り、代替の境界を定義することができる。代替形態（本明細書に記載されたものの等価物、拡張形態、変形形態、逸脱形態などを含む）は、本明細書に含まれる教示に基づいて、当業者には明らかであろう。そのような代替は、開示の実施形態の範囲及び精神に含まれる。また、用語「備える（comprising）」、「有する（having）」、「含有する（containing）」、及び「含む（including）」並びに他の同様の形態は、意味において同等であり、これらの用語のうちのいずれか１つに続く１つの項目又は複数の項目は、そのような１つの項目又は複数の項目の網羅的なリストであることを意味しないか、又はリストされた１つの項目又は複数の項目だけに限定されることを意味する、という点において制限がないことを意図している。本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されているように、単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、複数の言及を含む。
【図１】
2020503184.tif 000003
【図２Ａ−２Ｃ】
2020503184.tif 000004
【図３】
2020503184.tif 000005
【図４】
2020503184.tif 000006
【国際調査報告】
2020503184.tif 000007
2020503184.tif 000008