KR100888319B1 - 워터재킷의 누수 감지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터재킷의 누수 감지장치에 관한 것으로서, 편평한 상부면을 갖는 작업대(10); 상기 작업대(10)의 상부에 장착되어 실린더(16)에 의해 상하 승강되는 승강판(20); 상기 승강판(20)의 하부면에 장착되어 워터재킷의 누수 가능 부위를 감싸도록 밀착되는 밀봉캡(41)과, 상기 밀봉캡(41)의 내부에 장착되어 압력 변화를 감지하여 전기적인 신호를 발생시키는 센서(43)로 이루어진 누수감지부(40); 상기 승강판(20)의 하부면에 고정되어 워터재킷의 냉각관 구멍(122)에 각각 끼워지는 끼움구(52)와, 상기 끼움구(52)를 밀봉시키는 밀봉체(56) 및 상기 밀봉체(56)를 관통하도록 형성되어 냉각수를 워터재킷의 내부로 공급시키고 워터재킷에 채워진 냉각수를 외부로 배출시키도록 연결된 냉각수 유로(57)로 이루어진 밀폐부(50); 및 상기 센서(43)에 각각 전기적으로 연결되어 점등되는 램프(91)가 구비된 설비제어부(90)가 포함됨을 특징으로 하며, 이러한 구성에 의하면 워터재킷의 냉각수 누수 부위를 신속하고 정확하게 감지할 수 있는 효과를 갖는다.

워터재킷, 누수, 감지, 다이어프램

Description

워터재킷의 누수 감지장치{Water leakage detection apparatus of water jacket}

도1은 일반적인 워터재킷이 도시된 외관사시도;

도2는 종래 기술에 따른 워터재킷의 누수 감지방법을 설명하기 위한 단면도;

도3은 본 발명에 따른 누수 감지장치를 이용하여 워터재킷의 누수 여부를 측정하는 전체적인 구성을 나타낸 사시도;

도4는 도3의 단면을 나타낸 개략도;

도5는 본 발명의 승강판 하부 구조를 설명하기 위한 사시도;

도6은 본 발명의 요부에 대한 단면 상세도;

도7은 본 발명의 누수감지부가 상세하게 도시된 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 작업대 14 : 턱

16 : 실린더 17 : 스프링

19 : 스토퍼 20 : 승강판

30 : 이동체 32 : 공기분사공

34 : 고압공기공급관 40 : 누수감지부

41 : 밀봉캡 42 : 다이어프램

43 : 센서 45 : 버튼

50 : 밀폐부 53 : 회동바

53a : 핀 54 : 밀착판

56 : 밀봉체 57 : 냉각수유로

58 : 손잡이 59 : 압력게이지

71 : 냉각수 공급관 72 : 냉각수 배출관

90 : 설비제어부 91 : 램프

120 : 워터재킷 122 : 냉각관 구멍

136 : 볼트

본 발명은 워터재킷의 누수 감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압력의 미세한 변화를 감지하여 냉각수의 누수 여부를 간단하고 정확하게 판단할 수 있도록 된 워터재킷의 누수 감지장치에 관한 것이다.

일반적으로 워터재킷(Water jacket)은 고온부 바깥쪽에서 냉각용 물을 저장 또는 냉각수를 순환시키는 부분을 말하며, 일례로서 제철소의 연속주조에 사용되는 주형의 내부 표면은 크롬 등의 합금 금속이 코팅 된 동판으로 구성되고 이 동판의 표면에 워터재킷이 설치되어 동판을 냉각시키는 작용을 수행한다.

이러한 워터재킷은 고열의 용강과 접촉되는 동판을 냉각시킴으로써 주형으로 공급된 액상의 용강 표면에 응고셀을 형성시키는데, 이러한 응고셀의 두께가 설정된 범위에서 벗어날 경우 동판 하부의 핀치롤 부분에서 터지는 브레이크아웃 현상이 발생되거나 제품에 크랙이 발생되는 등 여러 가지 문제점을 발생시킨다.

따라서, 워터재킷에서 냉각수가 누수되는지의 여부를 주기적으로 확인하고 그에 부응하는 후속조치를 취하는 것이 매우 중요하며, 종래에는 도1 및 도2에 도시된 방법으로 워터재킷의 냉각수 누수 여부를 테스트하였다.

즉, 동판(110)에 오링(132), 볼트(134) 및 너트(136) 등으로 결합된 워터재킷(120)을 동판(110)과 함께 설비에서 제거한 후 바닥 등에 수평하게 놓은 다음, 냉각수의 공급 및 배출이 이루어지는 냉각관 구멍(122) 주위에 너트(142)를 용접으로 고정시킨다. 계속하여, 상기 구멍(122)을 패킹부재(144)를 매개로 사각 판재 형상의 수밀판(150)으로 밀폐시키는바, 이때 상기 수밀판(150)의 고정 방법은 볼트(152)를 상기 너트(142)에 끼워 장착시키는 것이다. 그리고, 이와 같은 상태에서 상기 수밀판(150)에 구비된 수공급관(154)의 밸브(155)를 개방시켜 워터재킷(120)의 내부로 고압수를 공급시킴에 의하여 워터재킷(120)의 누수 여부에 대한 테스트가 수행되는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 방법에 의한 워터재킷의 누수 테스트는 작업자의 오감에 의해 워터재킷(120), 특히 동판(110)과의 결합수단인 볼트(134)와 너트(136) 장착부위가 누수되는지를 판정하는 것이기 때문에 작업자의 숙련도 정도에 따라 누수 판정이 서로 달라지는 등 누수 테스트의 신뢰성이 매우 저하되는 문제점과, 미세한 누수가 발생되는 경우 그 누수를 감지하는 것이 매우 곤란하여 연 속주조시 설비사고 및 용강의 품질을 저하시키는 문제점 등을 유발시키는 것이었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은, 압력의 미세한 변화를 감지하여 냉각수의 누수 여부를 간단하고 정확하게 판단할 수 있도록 된 워터재킷의 누수 감지장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 편평한 상부면을 갖는 작업대; 상기 작업대의 상부에 장착되어 실린더에 의해 상하 승강되는 승강판; 상기 승강판의 하부면에 장착되어 워터재킷의 누수 가능 부위를 감싸도록 밀착되는 밀봉캡과, 상기 밀봉캡의 내부에 장착되어 압력 변화를 감지하여 전기적인 신호를 발생시키는 센서로 이루어진 누수감지부; 상기 승강판의 하부면에 고정되어 워터재킷의 냉각관 구멍에 각각 끼워지는 끼움구와, 상기 끼움구를 밀봉시키는 밀봉체 및 상기 밀봉체를 관통하도록 형성되어 냉각수를 워터재킷의 내부로 공급시키고 워터재킷에 채워진 냉각수를 외부로 배출시키도록 연결된 냉각수 유로로 이루어진 밀폐부; 및 상기 센서에 각각 전기적으로 연결되어 점등되는 램프가 구비된 설비제어부가 포함된 워터재킷의 누수 감지장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도3은 본 발명에 따른 누수 감지장치를 이용하여 워터재킷의 누수 여부를 측 정하는 전체적인 구성을 나타낸 사시도로서, 대략의 직사각형 판재 형상으로 된 작업대(10)가 구비되며, 이 작업대(10)는 네 귀퉁이가 다리(12)에 의해 지지되어 작업자의 허리 높이에 작업대(10)가 위치되게 한다.

상기 작업대(10)의 가장자리, 즉 네 변은 다른 부분에 비하여 높은 높이를 갖는 턱(14)으로 형성되고, 이 작업대(10)의 일측 상부에는 사각 판재 형상의 승강판(20)이 실린더(16)에 의하여 상하 승강토록 장착된다. 이때, 상기 실린더(16)는 작업대(10)에 고정된 러그(11)에 고정 설치되고, 상기 실린더(16)의 로드(미도시됨) 끝단에 상기 승강판(20)이 볼트(21)를 매개로 장착되며, 상기 실린더(16)의 로드에는 스프링(17)이 끼워져 상기 러그(11)와 승강대(20) 사이에 배치됨으로써 상기 승강대(20)를 상승시키는 방향으로 탄성반발력을 제공하도록 구성된다.

상기 승강판(20)은 워터재킷(120)의 표면을 덮을 수 있는 정도의 크기를 가지는바, 이 승강판(20)의 구성을 도5 및 도6을 참조하여 보다 상세하게 설명하면, 승강판(20)의 하부면에는 워터재킷(120)의 누수 부위인 볼트(134)와 너트(136)의 장착 부분과 대응되는 위치에 누수감지부(40)가 각각 설치되고, 또한 상기 승강판(20)에는 워터재킷(120)의 냉각관 구멍(122)과 대응되는 위치에 그 냉각관 구멍(122)을 밀폐시키기 위한 밀폐부(50)가 각각 설치된다.

상기 누수감지부(40)는 도7에 보다 상세하게 도시된 바와 같이 워터재킷(120)의 상부면, 보다 정확하게는 너트(136)가 장착된 부분의 가장자리에 하단이 밀착될 수 있도록 하부가 개방된 대략의 콘(Cone) 형상으로 구성되어 상기 승강판(20)의 하단에 장착된 밀봉캡(41)과, 상기 밀봉캡(41)의 상단 내측에 설치되 어 밀봉캡(41)의 하부측 압력에 의해 상하로 동작되는 다이어프램(42)과, 상기 다이어프램(42)의 동작을 감지하여 설비제어컴퓨터(90)에 전기적인 신호를 제공하도록 된 센서(43)를 포함한다. 보다 바람직하게는, 상기 밀봉캡(41)의 하단에는 승강판(20)과의 접촉시 기밀성 보장을 위한 오링 등의 기밀부재(44)가 설치되고, 상기 다이어프램(42)의 상부에는 상하로 이동되도록 버튼(45)이 설치되어 그 버튼(45)에 의해 센서(43)가 동작된다.

상기 밀폐부(50)는 승강판(20)의 하단에 고정되어 워터재킷(120)의 냉각관 구멍(122)으로 삽입될 수 있도록 대략의 중공원통형상으로 형성된 끼움구(52)와, 상기 끼움구(52)의 중앙부 외표면에 플랜지 형상을 갖도록 일체로 형성되어 워터재킷(120)의 상부면에 밀착되는 밀착판(54)과, 상기 끼움구(52)의 내부에 장착되어 그 끼움구(52)를 밀폐시키는 밀봉체(56)를 포함한다.

상기 끼움구(52)는 그 외경이 상기 냉각관 구멍(122)의 내경과 거의 동일하거나 약간 작도록 형성하고, 이 끼움구(52)의 하단부 다수개소에 핀(53a)을 매개로 회동되는 회동바(53)가 장착되며, 상기 회동바(53)는 자중에 의해 하부로 쳐지는 일단이 바깥쪽으로 약간 절곡되고 이렇게 자중에 의하여 하부로 쳐진 상태일 때 타단은 끼움구(52)의 내측으로 돌출되도록 설치되어 상기 밀봉체(56)가 상기 끼움구(52)에 끼워질 때 그 밀봉체(56)의 하단에 상기 회동바(53)의 상단이 밀려지면서 핀(53a)을 매개로 회동되면서 회동바(53)의 하단이 상기 냉각관 구멍(122)의 하단 가장자리에 걸쳐지도록 구성된다.

상기 밀봉체(56)는 그 하단부 외표면에 수나사산(56a)이 형성되고 이 수나사 산(56a)과 결합되도록 상기 끼움구(52)의 하단부 내표면에 암나사산(52a)이 형성된다. 그리고, 상기 승강판(20)에 장착되는 밀봉체(56)의 2개에는 냉각수 공급 및 냉각수 배출을 위한 냉각수유로(57)가 형성되고, 이 밀봉체(56)의 상단에는 방사상으로 길게 형성되어 그 밀봉체(56)를 회동시킬 때 회전력을 가할 수 있도록 된 손잡이(58)가 고정 설치되며, 상기 밀봉체(56)의 적어도 1개소에는 워터재킷(120)의 내부 압력을 확인 가능하도록 압력게이지(59)가 설치된 것이 좋다. 물론, 도3에 도시된 바와 같이 상기 냉각수유로(57)의 하나는 냉각수 공급관(71)과 연결되고, 냉각수유로(57)의 다른 하나는 냉각수 배출관(72)과 연결된다.

그리고, 상기 작업대(10)의 상부면, 즉 턱(14)으로 에워 쌓여진 상부면에는 상기 턱(14)의 두께보다 약간 더 큰 두께를 갖는 사각 판재 형상의 이동체(30)가 놓여지는바, 상기 작업대(10)의 상부면과 이동체(30)의 하부면은 매끈한 평면으로 형성되고, 상기 이동체(30)에는 도4에 보다 상세하게 도시된 바와 같이 하부, 즉 작업대(10)쪽으로 고압공기를 분사시킬 수 있도록 다수개의 공기분사공(32)을 가지며, 이 공기분사공(32)에는 고압공기공급관(34)을 통해 고압공기가 공급된다. 이때, 상기 공기분사공(32)은 이동체(30)의 하부면 전체면적에 걸쳐 균일한 압력으로 고압공기가 분사될 수 있도록 이동체(30)의 하부면에 가로 및 세로 방향에 대하여 일정 간격으로 조밀하게 형성된다.

또한, 상기 누수감지부(40)의 센서(43)는 각각 설비제어부(90)에 구비된 램프(91)와 연결되어 그 센서(43)의 작동시 램프(91)를 점등시키도록 구성된다.

또한, 상기 작업대(10) 상부에는 워터재킷(120)이 승강판(20) 하부의 정확한 위치로 이동되었을 때 워터재킷(120)의 이동을 제한하도록 된 스토퍼(19)가 설치된다.

상기한 구성으로 된 본 발명의 작용을 설명한다.

동판(110)과 워터재킷(120)을 고정시킨 후 도3에 도시된 것처럼 이동체(30)의 상부에 올려놓는다.

이어서, 고압공기공급관(34)을 통해 상기 이동체(30)에 고압공기를 공급하면 그 이동체(30)에 구비된 공기분사공(32)을 통해 고압공기가 분사됨으로써 이동체(30)가 작업대(10)의 상부 표면에서 미세하게 부상하게 되며, 이러한 상태일 때 작업자가 워터재킷(120)을 밀어 워터재킷(120)이 스토퍼(19)에 의해 멈추어질 때까지 이동시킨다. 물론, 이러한 상태는 워터재킷(120)의 볼트(136) 부분이 누수감지부(40)의 각각의 하부에 위치되고 냉각관 구멍(122)이 밀폐부(50)의 하부에 위치된 상태가 된다.

계속하여, 스프링(17)에 의해 상승되어 있던 승강판(20)을 실린더(16)의 구동에 의해 하강시키면, 누수감지부(40)의 밀봉캡(41)은 워터재킷(120)의 볼트(136) 장착부위 가장자리에 밀착되어 기밀부재(44)에 의해 그 볼트(136) 장착부위를 외부와 완전히 차단시키며, 동시에 밀폐부(50)의 끼움구(52)가 냉각관 구멍(122)으로 삽입된다.

상기 승강판(20)이 하강되어 밀봉캡(41)의 하단이 워터재킷(120)의 상부면에 완전히 밀착된 후, 밀폐부(50)의 손잡이(58)를 돌려 밀봉체(56)를 하강시키면, 상기 밀봉체(56)의 하단에 의하여 회동바(53)가 핀(53a)을 중심으로 회동되며, 이러 한 회동바(53)의 거동에 의해 밀착판(54)이 워터재킷(120)의 상부면에 강한 압력으로 밀착된다.

이와 같은 작업이 완료되면, 냉각수공급관(71)을 통해 워터재킷(120)의 내부로 냉각수를 공급하여 워터재킷(120)의 내부를 설정압력까지 상승시킨다.

이때, 설비제어부(90)에는 전원이 공급되어 센서(43)가 동작되는지를 확인할 수 있으며, 만약 냉각수가 누수되면 그 냉각수가 밀봉캡(41)의 내부로 유입되면서 밀봉캡(41) 내부의 압력을 변화시키고, 이러한 압력변화는 다이어프램(42)을 작동시켜 센서(43)를 동작시킨다.

이때, 상기 센서(43)의 동작에 의해 설비제어부(90)의 램프(91)를 점등시켜, 냉각수의 누수를 작업자에게 알리게 된다. 특히, 상기 램프(91)는 각각의 볼트(136) 장착부분에 연결되어 있으므로 어느 부분에서 누수가 발생되는지에 대한 정확한 정보를 알려주므로 작업자는 누수에 대한 신속한 조치를 취할 수 있게 된다.

몰론, 상기한 워터재킷의 누수에 대한 체크 작업이 완료되면, 워터재킷(120)의 내부에 채워진 냉각수를 냉각수배출관(72)을 통해 외부로 배출시키고 상기와 반대의 순서에 의하여 초기 상태로 복귀되어 차기 작업을 대기하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 워터재킷의 누수 감지장치에 의하면, 워터재킷의 냉각수 누수 부위를 신속하고 정확하게 감지할 수 있는 효과를 갖는다.

특히, 냉각수 누수 가능부위를 별도의 누수감지부가 담당하고 이러한 부위의 미세한 압력 감지에 의해 냉각수 누수 여부를 감지하므로 누수가 발생된 부위를 정확하게 확인하여 그에 따른 후속조치를 신속하게 취할 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 편평한 상부면을 갖는 작업대(10);

   상기 작업대(10)의 상부에 장착되어 실린더(16)에 의해 상하 승강되는 승강판(20);

   상기 승강판(20)의 하부면에 장착되어 워터재킷의 누수 가능 부위를 감싸도록 밀착되는 밀봉캡(41)과, 상기 밀봉캡(41)의 내부에 장착되어 압력 변화를 감지하여 전기적인 신호를 발생시키는 센서(43)로 이루어진 누수감지부(40);

   상기 승강판(20)의 하부면에 고정되어 워터재킷의 냉각관 구멍(122)에 각각 끼워지는 끼움구(52)와, 상기 끼움구(52)를 밀봉시키는 밀봉체(56) 및 상기 밀봉체(56)를 관통하도록 형성되어 냉각수를 워터재킷의 내부로 공급시키고 워터재킷에 채워진 냉각수를 외부로 배출시키도록 연결된 냉각수 유로(57)로 이루어진 밀폐부(50); 및

   상기 센서(43)에 각각 전기적으로 연결되어 점등되는 램프(91)가 구비된 설비제어부(90)가 포함된 워터재킷의 누수 감지장치.
2. 제1항에 있어서, 편평한 상부면과 하부면을 갖도록 형성되어 상기 작업대(10)의 상부면에 놓여지고 상기 편평한 하부면에는 고압공기공급관(34)으로부터 고압공기를 공급받아 작업대(10)쪽으로 배출시키는 공기분사공(32)이 일정한 간격으로 배치된 이동체(30)가 더 포함됨을 특징으로 하는 워터재킷의 누수 감지장 치.
3. 제1항에 있어서, 상기 끼움구(52)는 내표면에 암나사산이 형성된 중공원통형으로 형성되고, 상기 밀봉체(56)는 외표면에 수나사산이 형성된 원통형으로 형성되며, 상기 끼움구(52)의 하단부에 핀(53a)을 매개로 2개 이상의 회동바(53)가 회동 가능하도록 장착되며, 상기 회동바(53)는 상기 밀봉체(56)의 하강시 핀(53a)을 중심으로 회동되어 냉각관 구멍(122)의 하단 가장자리부에 걸림을 특징으로 하는 워터재킷의 누수 감지장치.

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