KR101329499B1 - 충진재 토출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 충진재 토출장치는, 실린더튜브 내의 충진재를 피스톤이 토출시키도록 구성되는 본체; 및 상기 실린더튜브에 제공되어, 충진재가 상기 실린더튜브와 피스톤 사이로 역류되는 것을 차단하면서 충진재를 상기 실린더튜브에 형성된 배출구 측으로 가이드하는 가이드패드;를 포함한다.
이와 같은 본 발명은, 실린더튜브와 피스톤 사이로 충진재가 역류되는 것을 차단하면서 충진재를 배출구 측으로 가이드하도록 가이드패드가 구성됨으로써, 실린더튜브와 피스톤 사이로 역류되는 충진재가 스크래퍼링과 함께 가이드패드에 의해 차단되며, 나아가 차단된 충진재가 잔류되지 않고 외부로 배출되도록 상기 가이드패드가 배출구 측으로 가이드 유도함함에 따라, 역류되는 충진재로 인하여 발생하는 본체 구성품들의 손상 및 피스톤의 기능상실을 사전에 방지할 수 있다.

Description

충진재 토출장치{Apparatus for discharging filling meterial}

본 발명은 충진재 토출장치로서, 실린더튜브와 피스톤 사이로 충진재가 역류되는 것을 차단하면서 배출구 측으로 가이드하는 충진재 토출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고로에 있어서 산화 및 환원 작용에 의해 용융된 쇳물을 배출시키는 출선구가 하나의 고로에 2개 내지 4개 정도 형성된다.

이러한 출선구를 통해 출선을 완료한 후, 머드재를 출선구에 주입함으로써 출선구를 폐쇄하게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 충진재 토출장치를 나타낸 도이고, 도 2는 도 1의 충진재 토출장치에서 실린더튜브에 충진된 충진재가 피스톤의 후진시 실린더튜브와 피스톤 사이로 역류하는 것을 나타낸 도이다.

도면을 참조하면, 충진재 토출장치는 일례로서 출선구를 폐쇄하기 위해 머드재를 출선구에 주입시키도록 머드로 이루어진 충진재(1)를 토출하는 머드건으로서, 원통형의 실린더튜브(2)와 그 내부의 피스톤(3)으로 구성된다.

상기 실린더튜브(2)는 내부에 충진재(1)를 넣을 수 있도록 상부에 인입구(2a)가 형성되고, 전단에는 내부에 수용된 충진재(1)가 외부로 토출되는 통로로서 토출노즐이 형성된다.

또한, 실린더튜브(2) 내부에는 전후진 왕복운동 하도록 피스톤(3)이 구성되는데, 피스톤(3)의 전진 시 피스톤(3)의 전면에 장착된 압력플레이트(3a)에 의해 충진재(1)가 밀려서 상기 토출노즐을 통해 외부로 토출하게 된다.

그런데, 충진재(1)가 피스톤(3)의 전진 시 피스톤(3) 전면의 압력플레이트(3a)에 의해 밀리지 않고, 실린더튜브(2)의 내면에 부착될 수 있다.

나아가, 실린더튜브(2)와 피스톤(3) 사이의 틈으로 인입된 충진재(1)는, 피스톤(3)이 왕복 운동함에 따라 점차적으로 피스톤(3)의 후방 측으로 역류할 수 있다.

이때, 피스톤(3)의 외주면에 장착된 피스톤링(5)과, 피스톤(3) 둘레의 실린더튜브(2) 내면에 설치된 스크래퍼링(8)과, 홀드링(9)이 일정 정도 굳어버린 충진재(1)에 의해 찢기거나 끊어지는 등 손상될 수 있다.

그리고, 시간이 지남에 따라 피스톤(3)의 후방 측으로 역류된 충진재(1)가, 실린더튜브(2) 내 피스톤(3) 후방 측에 형성되는 피스톤로드실에 누적될 수 있다.

피스톤(3)의 후방 측에는 피스톤(3)과 구동력을 제공하는 구동부재와 연결시키는 피스톤로드(4)가 배치되어 있는데, 이와 같이 피스톤로드(4)가 배치된 피스톤로드실로 충진재(1)가 역류되어 누적될 수 있는데, 누적된 충진재(1)가 굳어짐에 따라 결국에는 피스톤(3)의 전후진 왕복운동도 할 수 없는 지경에 이를 수 있다.

물론, 이때 피스톤(3)튜브의 후부에는 상기와 같이 역류되는 충진재(1)가 외부로 배출되도록 배출구(2b)가 형성될 수 있다.

그러나, 실제로 이러한 배출구(2b)를 통해서는 아주 미미한 양만이 배출될 뿐, 상술된 문제들이 여전히 발생하는 한계점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 실린더튜브와 피스톤 사이로 충진재가 역류되는 것을 차단하면서 배출구 측으로 가이드 배출하도록 가이드패드가 구성되는 충진재 토출장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충진재 토출장치는, 실린더튜브 내의 충진재를 피스톤이 토출시키도록 구성되는 본체; 및 상기 실린더튜브에 제공되어, 충진재가 상기 실린더튜브와 피스톤 사이로 역류되는 것을 차단하면서 충진재를 상기 실린더튜브에 형성된 배출구 측으로 가이드하는 가이드패드;를 포함한다.

이때, 상기 가이드패드는, 상기 배출구 측으로 테이퍼지면서 연장되는 가이드면이 형성된 것이 바람직하다.

구체적으로, 상기 가이드면은, 상기 가이드패드의 양측방향으로 테이퍼지게 형성되고, 상기 피스톤 측으로 테이퍼지게 형성된 것이 바람직하다.

아울러, 상기 가이드패드는, 상기 실린더튜브의 하부 양측에 각각 형성된 상기 배출구들 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 충진재 토출장치.

또한, 상기 가이드패드는, 상기 피스톤 측으로 물 또는 가스가 분사되는 분사라인이 형성된 것이 바람직하다.

이러한 분사라인은, 상기 가이드패드의 일측에 유입구가 형성되고, 상기 피스톤과의 슬라이드면 또는 상기 가이드면에 적어도 하나 이상의 분사구가 형성된 것이 바람직하다.

아울러, 상기 가이드패드는, 상기 실린더튜브 측에 탄성부재가 장착되어 탄성 지지되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 충진재가 머드로서, 고로의 출선구 폐쇄 시 토출되어 상기 출선구를 막는 머드건인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 충진재 토출장치는, 실린더튜브와 피스톤 사이로 충진재가 역류되는 것을 차단하면서 배출구 측으로 가이드 배출하도록 가이드패드가 구성됨으로써, 실린더튜브와 피스톤 사이로 역류되는 충진재가 스크래퍼링과 함께 가이드패드에 의해 차단되며, 나아가 차단된 충진재가 잔류되지 않고 외부로 배출되도록 상기 가이드패드가 배출구 측으로 가이드 유도함함에 따라, 역류되는 충진재로 인하여 발생하는 본체 구성품들의 손상 및 피스톤의 기능상실을 사전에 방지할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 종래기술에 따른 충진재 토출장치를 나타낸 도이다.
도 2는 도 1의 충진재 토출장치에서 실린더튜브에 충진된 충진재가 피스톤의 후진시 실린더튜브와 피스톤 사이로 역류하는 것을 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충진재 토출장치를 나타낸 도이다.
도 4는 도 3의 충진재 토출장치에서 가이드패드를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 가이드패드를 나타낸 정면도, 평면도, 및 우측면도이다.
도 6(a)는 A-A선에 따른 단면도이고, 도 6(b)는 B-B선에 따른 단면도이다.
도 7(a)는 도 3의 충진재 토출장치 내부에서 실린더튜브에 고정된 홀딩링에 가이드패드가 설치되기 전을 나타낸 도이고, 도 7(b)는 상기 홀딩링에 가이드패드가 설치된 것을 나타낸 도이다.
도 8은 도 7(b)에서의 홀딩링에 가이드패드가 장착된 것을 나타낸 확대도이다.

본 발명은 내부에 충진재가 충진되어 이를 외부로 토출하도록, 내부에 왕복되는 피스톤이 구성된 충진재 토출장치로서, 본 명세서에서는 일례로서 충진재로서 머드가 충진되며, 출선이 완료된 고로의 출선구를 폐쇄하기 위해 충진재를 고로의 출선구에 토출시키는 머드건을 일례로 들어 충진재 토출장치에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

물론, 본 발명의 본체는 내부 충진재를 토출시키는 기능을 구현하도록 구성되는 기본구성으로서, 머드건의 본체를 의미한다.

본 발명은 이와 같은 본체에 가이드패드가 설치되는데, 상기 가이드패드가 실린더튜브와 피스톤 사이로 충진재가 역류되는 것을 차단하면서 충진재를 배출구 측으로 가이드하도록 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

이에 따라, 실린더튜브와 피스톤 사이로 역류되는 충진재가, 스크래퍼링과 함께 가이드패드에 의해 차단되며, 나아가 차단된 충진재가 잔류되지 않고 외부로 배출되도록 상기 가이드패드가 배출구 측으로 가이드 유도함으로써, 역류되는 충진재로 인하여 발생하는 본체 구성품들의 손상 및 피스톤의 기능상실을 사전에 방지할 수 있다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 충진재 토출장치를 나타낸 도이고, 도 4는 도 3의 충진재 토출장치에서 가이드패드를 나타낸 사시도이다.

또한, 도 5는 도 4의 가이드패드를 나타낸 정면도, 평면도, 및 우측면도이고, 도 6(a)는 A-A선에 따른 단면도이고, 도 6(b)는 B-B선에 따른 단면도이다.

도면을 참조하면, 실린더튜브(2) 내의 충진재(도 2의 1)를 피스톤(3)이 토출시키도록 구성되는 본체와, 상기 실린더튜브(2) 측에 설치되어 위치고정되는 가이드패드(10)를 포함한다.

상기 본체는 내부에 충진재가 충진될 수 있도록 충진공간이 형성된 실린더튜브(2)와, 상기 실린더튜브(2) 내에서 전후진 왕복운동되도록 구성되는 피스톤(3)을 구비할 수 있다.

이때, 상기 실린더튜브(2)는 충진재가 인입될 수 있도록 상부에 인입구(2a)가 형성될 수 있고, 내부에 충진된 충진재가 외부로 토출될 수 있도록 전단부에 토출노즐(2c)이 형성될 수 있다.

아울러, 역류되는 머드재가 외부로 배출되도록 배출구(2b)가 적어도 하나 이상 형성될 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 일례로서 양측부에서 상측과 하측에 각각 총 네 개가 형성될 수 있다.

또한, 상기 피스톤(3)은 전면에 압력플레이트(3a)가 장착되어 피스톤(3)이 피스톤로드(4)에 의해 전방으로 이동시, 압력플레이트(3a)가 충진재를 밀어서 실린더튜브(2) 전단부의 토출노즐(2c)을 통해 토출시킬 수 있다. 물론, 이때 상기 피스톤로드(4)는 후측에 배치된 구동원에 의해 전후진 왕복원동을 하면서 피스톤(3)을 전후진 왕복운동시킨다.

이와 같이 구성되는 본체는, 비록 구체적인 설명이 모두 이루어지지는 않았지만, 실린더튜브(2) 내부에 충진된 충진재를 왕복운동하는 피스톤(3)에 의해 토출시키는 구성이라면 어떠한 구성도 활용될 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 본체는 기밀을 위한 부재로서, 피스톤(3)의 전단부를 감싸도록 외주면에 장착된 피스톤링(5)을 구비할 수 있다.

또한, 본체는 실린더튜브(2)와 피스톤(3) 사이의 틈을 막으면서 역류하는 머드재를 막도록 실린더튜브(2) 측에 배치된 스크래퍼링(8)과, 상기 스크래퍼링(8)을 잡아서 고정하며 실린더튜브(2) 측에 설치고정된 홀드링(9)을 구비할 수 있다.

한편, 상기 가이드패드(10)는, 실린더튜브(2) 측에 설치되며 실린더튜브(2)와 피스톤(3) 사이로 충진재가 역류되는 것을 차단하면서 배출구(2b) 측으로 가이드하도록 구성된다.

여기에서, 상기 가이드패드(10)는 피스톤(3) 둘레에 배치되면서 실린더튜브(2)에 고정된 홀드링(9)에 고정될 수 있다.

이때, 상기 가이드패드(10)와 홀드링(9) 사이에는 상기 스크래퍼링(8)이 끼워진 상태로 배치된다. 이러한 스크래퍼링(8)이 가이드패드(10)가 배치되지 않은 부분에서 스크래퍼(scraper) 기능을 수행하고, 가이드패드(10)가 배치된 부분에서는 가이드패드(10)가 스크래퍼링(8)과 같은 기능을 수행할 수 있다.

구체적으로, 상기 홀드링(9)은 도 3, 도 7, 및 도 8에 도시된 바와 같이, 원형의 링부(9a)와, 상기 링부(9a)의 상하좌우에 각각 돌출된 돌출턱(9b)이 형성될 수 있는데, 가이드패드(10)는 이러한 홀드링(9)의 상하측 돌출턱(9b)에 각각 설치고정될 수 있다. 이에 따라, 역류되는 충진재가 상측과 하측에 배치되는 가이드패드(10)에 의해 측부의 배출구(2b) 측으로 가이드 유도될 수 있다.

아울러, 상기 가이드패드(10)는 실린더튜브(2) 측에 탄성부재(40)가 장착되어 탄성 지지될 수 있는데, 상기 탄성부재(40)가 홀드링(9)의 돌출턱(9b)에 접하여 지지됨으로써, 피스톤(3)에 의한 밀림, 압박, 충격 등에 안정적으로 지지될 수 있다.

이에 더하여, 상기 가이드패드(10)는, 피스톤(3)과 마주보는 부위에 전후진 왕복운동하는 피스톤(3)에 마찰 슬라이드되는 슬라이드면(10b)이 형성되는데, 피스톤(3)의 형상과 대응되게 굴곡된 형상을 이룬다.

그리고, 상기 가이드패드(10)는 실린더튜브(2)에 형성된 배출구(2b) 측으로 테이퍼지면서 연장되는 가이드면(10a)이 형성될 수 있다.

실린더튜브(2)와 피스톤(3) 사이로 역류되는 충진재가 스크래퍼링(8)에 의해 차단될 수 있는데, 이때 차단된 충진재가 실린더튜브(2)에 형성된 배출구(2b)로 배출되어야 하는데, 용이하게 이동되어 배출되지 않는 한계점이 있다.

나아가, 차단된 충진재가 계속해서 스크래퍼링(8) 앞에 잔류누적되면서, 그 누적압력으로 결국에는 스크래퍼링(8)을 넘어, 실린더튜브(2) 내 피스톤(3) 후방 측에 형성된 피스톤로드실로 역류하게 되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 상기 가이드면(10a)이 형성된 가이드패드(10)가 구성되는데, 상기 가이드면(10a)은 차단된 충진재가 잔류되지 않고 외부로 배출되도록 가이드패드(10)가 배출구(2b) 측으로 가이드 유도하는 역할을 수행한다.

이때, 상기 가이드패드(10)는, 적어도 상기 실린더튜브(2)의 하부 양측에 각각 형성된 상기 배출구(2b)들 사이에 배치될 수 있고, 나아가 실린더튜브(2)의 상부 양측에 각각 형성된 상기 배출구(2b)들 사이에 배치될 수 있다.

실린더튜브(2)와 피스톤(3) 사이에서, 상부와 하부를 제외한 양측부에서는 스크래퍼링(8)에 의해 차단된 충진재가 자중에 의해 하측으로 낙하하게 되는데, 하측부에서는 잔류누적될 수 있기 때문에, 바람직하게 상기 가이드패드(10)는 실린더튜브(2)와 피스톤(3) 사이에서 상부와 하부에 각각 배치될 수 있다.

물론, 여기에서 상기 가이드패드(10)는 스크래퍼링(8)과 함께 역류되는 충진재를 차단하는 역할도 수행할 수 있다.

그러면, 상기 가이드면(10a)에 대해 더욱더 구체적으로 살펴보면, 상기 가이드면(10a)은, 가이드패드(10)의 양측방향으로 테이퍼지게 형성되고, 피스톤(3) 측으로 테이퍼지게 형성될 수 있다.

즉, 가이드면(10a)은 양측에 배치된 배출구(2b) 측으로 충진재를 각각 가이드 유도하기 위해, 가이드패드(10)의 중앙부로부터 양측방향으로 테이퍼지게 형성될 수 있다.

또한, 실린더튜브(2)의 내주면에 충진재가 많이 부착되기 때문에, 부착된 충진재를 긁어내기 위해, 테이퍼진 방향이 실린더튜브(2) 측으로부터 피스톤(3) 측으로 경사진 구조를 이루어, 하측부가 뾰족한 구조를 이루는 것이 바람직하다.

아울러, 이와 같은 가이드면(10a)은, 피스톤(3)이 전진하면서도 외주면에 충진재를 부착하여 끌어올 수 있기 때문에, 바람직하게 가이드패드(10)에서 전면부와 후면부에 각각 형성될 수 있다.

한편, 상기 가이드패드(10)는 피스톤(3) 측으로 물 또는 가스가 분사되는 분사라인(11)이 형성될 수 있다.

상기 분사라인(11)은, 가이드패드(10)가 왕복이동하는 피스톤(3)에 대한 마찰을 줄이면서 충진재가 부착하는 것을 방지할 수 있도록, 물 또는 가스를 피스톤(3)에 대해 분사하는 기능을 수행한다.

여기에서, 상기 분사라인(11)은 가이드패드(10)의 일측에 유입구(11a)가 형성되고, 피스톤(3)과의 슬라이드면(10b) 또는 가이드면(10a)에 적어도 하나 이상의 분사구(11b)가 형성될 수 있다.

도면에서는, 일례로서 가이드패드(10)의 양측면(10c)에 유입구(11a)가 각각 형성되고, 분사구(11b)는 슬라이드면(10b)에 일정 간격으로 두 개, 가이드패드(10)의 전면부 양측 가이드면(10a)과 후면부 양측 가이드면(10a)에 각각 한 개씩 형성된다.

이러한 분사라인(11)에는 물을 공급하는 워터공급라인(20), 또는 가스를 공급하는 가스공급라인(30)이 결합니플(31)에 의해 연계될 수 있으며, 상기 워터공급라인(20)과 가스공급라인(30)은 PLC( Programmable Logic Controller)와 같은 제어부(C)에 의해 제어작동될 수 있다.

아울러, 분사라인(11)에서 분사되는 가스는 고온 환경에서의 고로의 선출구 폐쇄작업에 본 발명의 충진재 토출장치가 활용되기 때문에, 바람직하게 안정적인 불활성가스가 사용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 가이드패드(10)의 설치구조에 대한 보다 정확한 이해를 돕기 위해, 도 7 및 도 8을 살펴보기로 한다.

도 7(a)는 도 3의 충진재 토출장치 내부에서 실린더튜브(2)에 고정된 홀딩링에 가이드패드(10)가 설치되기 전을 나타내고, 도 7(b)는 상기 홀딩링에 가이드패드(10)가 설치된 것을 나타내며, 도 8은 도 7(b)에서의 홀딩링에 가이드패드(10)가 장착된 것을 확대하여 나타내고 있다.

이때, 도 7(b)에서는 일례로서 가이드패드(10)가 홀딩링의 하부 돌출부에만 설치된 것을 나타낸 것이고, 도 8에서는 홀딩링의 하부 돌출부에 탄성부재(40)에 의해 탄성지지되는 것을 나타낸다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은, 실린더튜브(2)와 피스톤(3) 사이로 충진재가 역류되는 것을 차단하면서 배출구(2b) 측으로 가이드 되도록 가이드패드(10)가 구성됨으로써, 실린더튜브(2)와 피스톤(3) 사이로 역류되는 충진재가 스크래퍼링(8)과 함께 가이드패드(10)에 의해 차단되며, 나아가 차단된 충진재가 잔류되지 않고 외부로 배출되도록 상기 가이드패드(10)가 배출구(2b) 측으로 가이드 유도함함에 따라, 역류되는 충진재로 인하여 발생하는 본체 구성품들의 손상 및 피스톤(3)의 기능상실을 사전에 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

2 : 실린더튜브 2a : 인입구
2b : 배출구 3 : 피스톤
3a : 압력플레이트 4 : 피스톤로드
5 : 피스톤링 8 : 스크래퍼링
9 : 홀드링 9a : 링부
9b : 돌출턱 10 : 가이드패드
10a : 가이드면 10b : 슬라이드면
10c : 측면 11 : 분사라인
11a : 유입구 11b : 분사구
20 : 워터라인 30 : 가스라인
40 : 탄성부재 C : 제어부

Claims (8)

1. 실린더튜브(2) 내의 충진재(1)를 피스톤(3)이 토출시키도록 구성되는 본체; 및
   상기 실린더튜브(2)에 제공되어, 충진재(1)가 상기 실린더튜브(2)와 피스톤(3) 사이로 역류되는 것을 차단하면서 충진재(1)를 상기 실린더튜브(2)에 형성된 배출구(2b) 측으로 가이드하는 가이드패드(10);
   를 포함하는 충진재 토출장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 가이드패드(10)는, 상기 배출구(2b) 측으로 테이퍼지면서 연장되는 가이드면(10a)이 형성된 것을 특징으로 하는 충진재 토출장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가이드면(10a)은, 상기 가이드패드(10)의 양측방향으로 테이퍼지게 형성되고, 상기 피스톤(3) 측으로 테이퍼지게 형성된 것을 특징으로 하는 충진재 토출장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 가이드패드(10)는, 적어도 상기 실린더튜브(2)의 하부 양측에 각각 형성된 상기 배출구(2b)들 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 충진재 토출장치.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 가이드패드(10)는, 상기 피스톤(3) 측으로 물 또는 가스가 분사되는 분사라인(11)이 형성된 것을 특징으로 하는 충진재 토출장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 분사라인(11)은, 상기 가이드패드(10)의 일측에 유입구(11a)가 형성되고, 상기 피스톤(3)과의 슬라이드면(10b) 또는 상기 가이드면(10a)에 적어도 하나 이상의 분사구(11b)가 형성된 것을 특징으로 하는 충진재 토출장치.
   
7. 제2항에 있어서,
   상기 가이드패드(10)는, 상기 실린더튜브(2) 측으로 탄성부재(40)가 장착되어 탄성 지지되는 것을 특징으로 하는 충진재 토출장치.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 충진재(1)가 머드로서, 고로의 출선구 폐쇄 시 토출되어 상기 출선구를 막는 머드건인 것을 특징으로 하는 충진재 토출장치.

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