KR200173381Y1 - 고압용기의 밸브 교체장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 고압용기의 밸브가 손상되었을 때 기계적 수단을 이용하여 신속하고 용이하게 교체토록 함으로써 노동력의 절감은 물론 작업의 안전성까지 구비토록 개선된 고압용기의 밸브 교체장치에 관한 것이다.

본 고안은 동력을 발생시키는 구동부와, 상기 구동부의 동력을 전달받아 고압용기에 밸브를 탈착 혹은 부착시키기 위한 밸브홀더와, 고압용기의 크기에 따라 상기 밸브홀더의 높이를 조절하도록 상기 밸브홀더에 부착된 높이조절기와, 상기 고압용기를 견고하게 고정하는 고정부재와, 상기 고압용기를 작업위치로 용이하게 이동시킬 수 있도록 로울러를 구비한 이동부재로 구성함으로써 기계적인 힘을 이용하여 고압용기의 밸브를 매우 용이하게 교체할 수 있도록 하며 이로 인해 작업능률의 향상은 물론 노동력도 절감시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

고압용기의 밸브 교체장치{APPARATUS FOR EXCHANGING VALVE OF HIGH-PRESSURE CONTAINER}

본 고안은 고압용기의 밸브 교체장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고압용기의 밸브가 손상되었을 때 기계적 수단을 이용하여 신속하고 용이하게 교체토록 함으로써 노동력의 절감은 물론 작업의 안전성까지 구비토록 개선된 고압용기의 밸브 교체장치에 관한 것이다.

일반적으로, 산업설비에서 많이 사용되고 있는 고압용기는 산소, 질소, 아르곤, 수소 등의 가스가 고압으로 충전된 상태에서 사용되는 용기이다.

그런데, 이러한 고압용기는 재충전하여 사용되기 때문에 종종 그 밸브가 손상되는 경우가 발생한다.

이때에는, 밸브를 교체하여 사용하여야 한다.

도 1 및 도 2는 이러한 종래 밸브교체 작업의 일 예를 도시한 것이다.

도시와 같이, 기존에는 수동식 밸브 교체장치를 이용하여 밸브 교체작업을 행했던 바, 이를테면 고압용기(1)를 한쌍의 로울러(2) 위에 수평으로 올려놓은 상태에서 장축의 스패너(3)로 작업자가 팔의 힘을 이용하여 상기 스패너(3)와 고압용기(1)를 회전시키면서 밸브를 탈착시키거나 부착시키고 있었다.

따라서, 고압용기의 밸브를 교체하는데에 장시간의 작업시간이 소요되고 많은 노동력이 요구되었다.

뿐만 아니라 작업자의 착오로 인해 용기 내부의 잔류가스를 완전히 제거하지 않은 상태에서 밸브를 탈착하게 되면 분출되는 가스의 추진력에 의해 용기가 매우 빠른 속도로 비상하면서 인명사고나 시설물을 파괴하는 경우도 있었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 안출한 것으로, 작업자가 기계적인 힘을 이용하여 고압용기의 밸브를 매우 용이하게 교체할 수 있도록 함으로써 작업능률을 향상시킴은 물론 노동력의 절감과 아울러 사고위험을 현저히 감소시킬 수 있도록 한 밸브 교체장치의 제공을 그 목적으로 한다.

본 고안의 이러한 목적은 동력을 발생시키는 구동모터와, 상기 구동모터에 연결되어 그 회전력을 감속시키는 감속기를 갖는 구동부와; 상기 구동부의 수평회전력이 수직으로 전달될 수 있도록 축과 연결되며 높이 조절이 가능하게 설치된 원통형의 높이조절기와; 상기 높이조절기의 하단 양측에 구비된 인장스프링에 의해 탄성적으로 고정되고 전후좌우 유격을 가지며 상기 높이조절기와 연동되어 상하이동 및 회전가능하게 설치된 홀더가이드와; 상기 홀더가이드의 하단에 일정길이 만큼 상하이동가능하게 고정되고 그 하단부에는 고압용기의 밸브를 취부할 수 있도록 밸브삽입구가 형성된 원통형의 밸브홀더와; 상기 밸브홀더에 취부된 밸브의 고압용기를 그 양측면에서 견고히 고정하는 클램프와 같은 고정부재로 구성함에 의해 달성된다.

도 1은 종래 기술에 따른 고압용기 밸브 교체장치의 사용예를 도시한 측면도,

도 2는 도 1의 정면도,

도 3은 본 고안에 따른 고압용기 밸브 교체장치의 개략적인 전체 구성도,

도 4는 본 고안에 따른 고압용기의 밸브 교체장치를 구성하는 높이조절기의 분해사시도,

도 5는 본 고안에 따른 고압용기의 밸브 교체장치를 구성하는 홀더가이드 및 밸브홀더의 분해 사시도,

도 6은 본 고안에 따른 고압용기의 밸브 교체장치를 구성하는 고정부재의 분해 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 구동부, 13 : 축,

14 : 작업대, 30 : 높이조절기,

31 : 상부드럼, 32 : 가이드링,

33 : 하부드럼, 34 : 래크,

35 : 피니언, 37 : 밸브핸들,

40 : 홀더가이드, 41 : 회전판,

42 : 유격부재, 43 : 연결봉,

44 : 인장스프링, 50 : 밸브홀더,

51 : 밸브삽입구, 54 : 삽입홈,

60 : 고정부재, 61 : 제1아암,

62 : 제2아암, 67 : 홀더,

C : 고압용기.

이하에서는, 본 고안에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 예시적으로 상세히 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 고압용기 밸브 교체장치의 개략적인 전체 구성도이다.

도시와 같이, 본 고안의 구동부(10)는 동력원인 구동모터(M)와, 동력전달수단의 일환인 감속기(12)로 구성되고, 구동모터(M)는 교류전원 220Ｖ를 사용하며 정방향과 역방향 선택스위치에 의해 회전방향을 바꿀 수 있고 회전력은 감속기(12)에 의해 조절된다.

감속기(12)는 서로 직각방향으로 교차되는 잇수가 다른 2개의 베벨기어에 의해 구동모터(M)의 고속회전을 저속회전으로 감소시키며 회전력은 축(13)을 통해 수직으로 전달된다.

작업대(14)는 상기 구동모터(M) 및 감속기(12)가 설치되는 상판(15)과, 바닥면에 설치되는 하판(16)과, 상기 상판(15) 및 하판(16) 사이를 연결하는 포스트(17)로 구성된다.

특히, 상기 하판(16)의 중앙부에는 후술할 용기의 이동부재(20)가 장탈착될 수 있도록 가이드(18)가 구비된다.

용기의 이동부재(20)는 용기를 손쉽게 상기 작업대(14)까지 이동시킬 수 있도록 로울러(21)를 구비한 이동식 대차(22)로 이루어진다.

상기 로울러(21)의 양측은 트러스트베어링(23)에 지지되어 지지대(24)에 회전가능하게 설치된다.

상기 대차(22)는 고압용기를 얹기에 충분한 크기의 사각형 철판으로 형성되고 그 하단면에는 구름수단을 구비하여 상기 가이드(18)를 따라 원활하게 활주되도록 한다.

한편, 상기 축(13)의 하부에는 높이조절기(30), 홀더가이드(40), 밸브홀더(50) 및 고압용기(C)를 견실히 지지고정하는 용기 고정부재(60)가 순차 구비된다.

도 4는 본 고안에 따른 밸브 교체장치를 구성하는 용기의 높이조절기를 나타낸 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 도 3의 구동부(10)에서 발생된 회전력은 높이조절기(30)를 통해 고압용기(C)의 밸브를 잡고있는 밸브홀더(50)로 전달된다.

축(13)은 하부를 육각으로 가공하여 원통상의 상부드럼(31) 내측 상단면의 육각홈에 끼워 맞춘 다음 볼트로 고정한다.

그리고, 상기 상부드럼(31)과 동일형상을 갖고 상부드럼(31) 보다는 다소 길게 형성된 하부드럼(33)을 구비하며, 이들 두 드럼(31,33) 사이에는 가이드링(32)을 개재시킨 후 상,하부드럼(31,33)의 외주연을 볼트로 체결한다.

따라서, 상기 축(13)의 회동에 따라 상,하부드럼(31,33)이 연동되어 동시 회전가능하게 된다.

한편, 하부드럼(33) 내부에는 래크(34), 피니언(35)이 구비되고 그 외부에는 밸브핸들(37)이 설치된다.

상기 래크(34)는 상기 가이드링(32) 및 하부드럼(33)의 바닥면을 상하로 관통하여 상하 이동가능하게 삽입설치된 샤프트(34a) 상에 구비되며 상기 샤프트(34a)의 하단부는 일정길이 만큼 스플라인(34b)이 형성되어 있어 키결합 가능하게 된다.

상기 래크(34)와 치합되는 피니언(35)은 상기 하부드럼(33)의 중앙부를 횡방향으로 관통하여 회전가능하게 고정된 피니언기어축(36)상에 구비되며, 상기 피니언기어축(36)의 일단에는 밸브핸들(37)이 고정된다.

따라서, 상기 밸브핸들(37)을 돌리게 되면, 그 회전방향에 따라 피니언(35)과 치합된 래크(34)가 승하강동작되게 되며 이에 따라 샤프트(34a)가 이동되게 된다.

그리고, 상기 샤프트(34a)의 하단부에 형성된 스플라인(34b)은 상기 하부드럼(33)의 외측하단면에 밀착고정되는 밑판(38)과 결합된다.

상기 밑판(38)은 소정두께를 갖는 원반형으로 상기 하부드럼(33)과 후술할 홀더가이드(40)의 회전판(41) 간의 유격공간을 줄여주는 부재이다.

도 5는 본 고안에 따른 밸브 교체장치를 구성하는 홀더가이드 및 밸브홀더의 분해 사시도이다.

도 5에서, 홀더가이드(40)는 크게 회전판(41), 유격부재(42) 및 연결봉(43)으로 구성된다.

회전판(41)은 도 4의 스플라인(34b)이 삽입된 후 고정되어 상기 스플라인(34b)이 형성된 샤프트(34a)와 연동되도록 유도하는 삽입공(41c)이 그 중심에 형성된 대략 원반형의 부재이다.

또한, 상기 회전판(41)의 하단면 양측에는 서로 대향되게 하향연장된 한쌍의 연장편(41b)이 형성되고 상기 연장편(41b)을 연결하는 임의의 가상선과 직교하는 회전판(41)의 양측에는 연결링(41a)이 형성된다.

유격부재(42)는 십자형상으로 형성된 것으로 각 단부에는 트러스트베어링이 고정되어 약간의 유격을 갖도록 하고 그 양단은 상기 회전판(41)의 연장편(41b)에 고정되고 나머지 양단은 상기 연결봉(43)에 고정된다.

연결봉(43)은 'Ｙ'형상으로 형성되고, 그 상단 양측은 상술한 바와 같이 상기 유격부재(42)에 고정되며 그 대향단인 하단일부에는 스플라인(43b)이 형성된다.

상기 스플라인(43b)의 길이(d)는 상술한 래크(34)와 피니언(35)의 작동에 으해 샤프트(34a)가 상하 이동할 수 있는 최대폭과 대응되게 형성한다.

밸브홀더(50)는 고압용기(C)의 밸브를 고정하여 상기 밸브를 탈착시키거나 장착시키는 기능을 수행하는 것으로, 밸브가 삽입되어 걸려지는 원통상의 밸브삽입구(51)와, 상기 밸브삽입구(51)의 상단면에서 상향연장되되 그 내부에 상기 연결봉(43)의 스플라인(43b)이 인출입가능하게 삽입되는 삽입홈(54)을 갖는 끼움구(52)와, 상기 끼움구(52)의 상단 양측에 상기 연결링(41a)과 대응되는 형상과 크기로 형성된 연결링(53)으로 구성된다.

특히, 상기 끼움구(52)는 상기 스플라인(43b)의 형성길이(d)와 대응되는 길이로 형성된다.

그리고, 상기 연결링(53)에는 각각 한쌍의 인장스프링(44)이 체결되어 상기 밸브홀더(50)와 홀더가이드(40)의 회전판(41)을 상호 탄력적으로 연결한다.

도 6은 본 고안에 따른 밸브 교체장치를 구성하는 용기의 고정부재를 도시한 분해 사시도이다.

도 6에서, 본 고안의 고정부재(60)는 포스트(17)에 회전가능하게 서로 거리를 두고 고정된 한쌍의 제1아암(61)과, 상기 각 제1아암(61)에 링크 연결되고 각 단부측이 서로 회전축(64)을 중심으로 대략 '??'형상으로 교차 고정된 한쌍의 제2아암(62)과, 상기 제1,2아암(61,62)이 서로 연결된 링크절(65)에 설치된 회전축(64) 및 상기 회전축(64)의 일단에 고정된 조절핸들(63)과, 상기 제2아암(62)의 각 단부에 고정된 'ㄷ'형상의 홀더(67)로 구성된다.

상기 제1아암(61) 및 제2아암(62)의 연결형상은 대략 마름모형을 이루며, 특히 상기 제2아암(62)은 상기 제1아암(61)과 대응되는 직선형으로 형성되다가 그 단부측에 이르러 마치 가위와 같은 형상으로 절곡된 후 외향만곡진 타원형을 이루게 된다.

그리고, 상기 각 제2아암(62)은 중심축(66)을 중심으로 서로 회전가능하게 설치된다.

회전축(64)은 그 외주연에 다수의 나사산이 형성된 것으로 제1아암(61)과 제2아암(62)이 연결되는 링크절(64)에 치합되어 이동가능하게 고정된다.

따라서, 상기 조절핸들(63)을 돌리게 되면 상기 회전축(64)이 전진 혹은 후진 동작하게 되는 바, 만약 전진하게 될 경우라면(시계방향으로 회전될 때) 상기 제1아암(61) 및 제2아암(62)은 서로 대향측을 향해 접근하게 되고 이에 따라 상기 제2아암(62)의 각 단부는 서로 근접되면서 구비된 고압용기를 견고하게 취부하게 된다.

반면에, 상기 회전축(64)이 후진하게 되면(반시계방향으로 회전될 때) 상기 링크절(65)이 벌어지면서 제2아암(62)의 단부는 서로 벌어지게 되어 고압용기를 용이하게 이탈시킬 수 있게 된다.

아울러, 상기 제2아암(62)의 각 단부에는 'ㄷ'형의 클램프와 같은 홀더(67)가 구비되는 바, 상기 홀더(67)의 내면에는 고무판과 같은 미끄럼방지수단을 부착하여 용기를 취부할 때에 쉽게 미끄러지지 않도록 함이 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안의 고압용기 밸브 교체장치는 상술한 도면들과 같이, 작업자가 고압용기(C)의 밸브를 교체하고자 할 경우에 고압용기를 용기 이동부재(20)의 대차(22)에 올려놓고 밀면 로울러(21)와 가이드(18)를 타고 대차(22)가 쉽게 작업대(14)에 장착되게 된다.

이어, 용기를 견고하게 고정시키기 위해 고정부재(60)의 조절핸들(63)을 시계방향으로 돌리게 되면 제1아암(61) 및 제2아암(62)의 각도가 커지면서 여기에 연결된 홀더(67)가 용기쪽으로 오므려지면서 용기를 강하게 취부하게 된다.

이 상태에서, 밸브를 탈착하려면 먼저 밸브홀더(50)의 밸브삽입구(51)에 탈착하고자 하는 밸브를 삽입키켜야 하는데 이때, 홀더가이드(40)를 전후좌우 및 상하로 약간씩 움직이면서 삽입하게 되면 매우 용이하게 밸브를 밸브삽입구(51)에 삽입할 수 있게 된다.

만약, 용기의 길이가 너무 길거나 짧을 경우에는 높이조절기(30)의 밸브핸들(37)을 조작하여 밸브홀더(50)의 높낮이를 조절하여야 한다.

이렇게 하여, 고압용기의 밸브를 장,탈착할 수 있는 상태가 되면 구동부(10)의 구동모터(M)를 정방향 혹은 역방향으로 선택제어함으로써 밸브를 장착 내지 탈착시킬 수 있게 된다.

즉, 구동모터(M)가 회전하면서 그 힘이 감속기(12)에 전달되고 서로 다른 잇수의 기어비에 의해 회전속도가 현저히 감소되면서 회전력이 수평에서 수직방향으로 전환된다.

이어, 축(13)의 회전력은 높이조절기(30)의 상,하부드럼(31,33)을 타고 회전판(41)에 전달되고 밸브홀더(50)를 회전시켜 밸브를 탈착시키게 된다.

반대로, 밸브장착시에는 구동모터(M)의 회전방향을 전환하기만 하면 상술한 과정을 거쳐 용이하게 장착시킬 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안에 따른 고압용기의 밸브 교체장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 고압용기에 부착된 밸브가 손상되거나 용기를 검사할 필요에 의해 용기의 밸브를 교체할 때에 신속한 교체작업이 이루어져 작업능률이 향상되는 장점이 있다.

둘째, 고압용기의 취급시 기계적인 수단에 의해 밸브의 교체작업이 이루어지므로 각종 안전사고로부터 작업자를 보호할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 동력을 발생시키는 구동모터(M)와, 상기 구동모터(M)와 연결되어 그 회전력을 감속시키는 감속기(12)를 갖는 구동부(10)와;

   상기 구동부(10)의 수평회전력이 수직으로 전달될 수 있도록 축(13)과 연결되며 높이 조절이 가능하게 설치된 원통형의 높이조절기(30)와;

   상기 높이조절기(30)의 하단 양측에 구비된 인장스프링(44)에 의해 탄성적으로 고정되고 전후좌우 유격을 가지며 상기 높이조절기(30)와 연동되어 상하이동 및 회전가능하게 설치된 홀더가이드(40)와;

   상기 홀더가이드(40)의 하단에 일정길이(d) 만큼 상하이동가능하게 고정되고 그 하단부에는 고압용기(C)의 밸브를 취부할 수 있도록 밸브삽입구(51)가 형성된 원통형의 밸브홀더(50)와;

   상기 밸브홀더(50)에 취부된 밸브의 고압용기(C)를 그 양측면에서 견고히 고정하는 클램프와 같은 고정부재(60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고압용기의 밸브 교체장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 높이조절기(30)는 하단외주에 플랜지를 갖고 상기 축(13)에 고정되는 원통형의 상부드럼(31)과;

   상기 상부드럼(31)과 동일 형성으로 형성되되 다소 길게 형성되어 상부드럼(31)과 플랜지부위가 볼트체결되는 하부드럼(33)과;

   상기 상,하부드럼(31,33) 사이에 개재되며 그 중앙에 관통공이 형성된 가이드링(32)과;

   상기 하부드럼(33) 및 가이드링(32)을 관통하여 설치된 샤프트(34a) 상에 고정되어 상기 하부드럼(33) 내부에서 그 길이방향으로 이동가능하게 구비된 래크(34)와;

   상기 래크(34)에 치합되고 상기 하부드럼(33)을 횡방향으로 관통하여 설치되고 그 일단에 밸브핸들(37)이 구비된 피니언기어축(36) 상에 고정되는 피니언(35)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고압용기의 밸브 교체장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 홀더가이드(40)는 상기 높이조절기(30)의 샤프트(34a) 하단이 삽입고정되는 삽입공(41c)을 그 중심에 갖고, 그 하단면 양측에는 서로 대향되게 하향연장된 한쌍의 연장편(41b)이 형성되며, 상기 연장편(41b)을 연결하는 임의의 가상선과 직교하는 양측에는 연결링(41a)이 형성된 원반형의 회전판(41)과;

   대략 'Ｙ'형상을 갖고 그 하단에는 상기 밸브홀더(50)에 인출입가능하게 삽입되는 스플라인(43b)이 형성된 연결봉(43)과;

   상기 회전판(41) 및 연결봉(43) 사이에 개재되도록 그 일측 양단은 상기 회전판(41)의 연장편(41b)에 고정되고, 나머지 양단은 상기 연결봉(43)에 고정되며, 각 단에는 트러스트베어링이 설치된 십자형상의 유격부재(42)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고압용기의 밸브 교체장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 고정부재(60)는 고압용기(C)가 안치되는 작업대(14)의 포스트(17)에 회전가능하게 서로 거리를 두고 고정된 한쌍의 제1아암(61)과,

   상기 각 제1아암(61)에 링크 연결되고 각 단부측이 서로 회전축(64)을 중심으로 대략 '??'형상으로 교차 고정된 한쌍의 제2아암(62)과,

   상기 제1,2아암(61,62)이 서로 연결된 링크절(65)에 설치된 회전축(64)과,

   상기 회전축(64)의 일단에 고정된 조절핸들(63)과,

   상기 제2아암(62)의 각 단부에 고정된 'ㄷ'형상의 홀더(67)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고압용기의 밸브 교체장치.