KR101217701B1 - 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치에 관한 것이다. 이는, 가스압력치가 저장되어 있는 데이터저장부와; 연료가스를 그 내부로 통과시키며 데이터저장부의 연료가스압력치로 유지하는 제 1압력조절부와; 상기 제 1압력조절부를 통과한 연료가스의 압력을 체크하는 제 1압력검출부와; 산소공급부로 부터 제공되는 산소를 통과시키며, 상기 데이터저장부의 산소압력치로 유지하는 산소압력조절부와; 상기 산소압력조절부를 통과한 산소의 압력을 체크하는 압력검출부와; 상기 압력검출부에서 검출된 연료가스와 산소의 압력치를 데이터저장부에 설정되어 있는 설정압력으로 맞추는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치는, 절단할 소재의 두께와 종류에 대응한 가스의 공급압력을 자동으로 유지시키므로 절단품질이 항상 우수하고, 또한 가스의 압력이 절단작업의 시작과 동시에 원하는 목표치를 유지하므로 이를테면 불꽃조절에 들어가는 가스나 시간의 낭비가 없으며, 더 나아가 작업자가 모르는 사이에 비정상적인 이유로 가스압력이 목표압력치로부터 벌어진 경우 자동으로 점검신호를 발생할 수 있다.

Description

가스절단기용 가스압력 자동 조절장치{Gas pressure adjusting device for Gas-cutting machine}
본 발명은 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치에 관한 것이다.
강재(鋼材)를 절단하기 위한 여러 가지 절단장치 중, 가스의 열을 이용하는 가스절단기는, 토오치에 아세틸렌이나 프로판가스를 공급하여 불을 붙이고 저압의 산소를 공급하여 높은 온도의 화염을 만든 후, 상기 토오치를 절단하려는 대상의 표면에 가하여 해당 표면을 가열 산화시키면서 고압의 산소를 분사하여 산화물을 불어내는 원리를 갖는다.
상기한 가스절단에는, 작업자가 토오치를 직접 휴대하여 수동으로 절단하는 수동절단방식과, 자율주행이 가능한 소형캐리지에 가스절단기를 설치하고 캐리지가 강재를 왕복하며 절단을 수행하게 하는 반자동절단과, CNC 머신과 연계한 자동절단방식이 있다.
한편, 상기한 가스절단에 있어서 절단이 잘 되었는지 그렇지 않은지의 여부는, 절단부의 언더컷(under-cut)이나 드로스(dross)의 발생여부, 또는 절단면의 수직도나 절단면의 거칠기 등으로 판단된다.
상기한 가스절단의 품질은 작업자의 숙련도와 작업자세(수동절단방식일 경우)와 주변의 작업환경 등에 따라 어느 정도의 차이가 발생한다. 하지만 결정적인 차이는, 절단할 소재의 종류와 두께에 대응하는 가스의 압력 유지와 절단속도이다.
그런데 상기한 절단속도는, 수동절단방식의 경우, 작업자가 절단과 동시에 절단면의 상태를 수시로 체크하면서 경험에 따라 적절히 조절할 수 있고, 반자동절단과 자동절단방식은 오랜시간 축적된 경험데이터를 기준으로 가령 구동모터의 회전수를 제어하는 방식으로 조절할 수 있다.
　결국, 소재의 종류와 두께에 해당하는 적절한 가스의 압력을 유지하는 것이 고품질의 절단면을 얻는 가장 중요한 요소이다.
그러나 가스의 압력유지는 여러 가지 변수가 관여되어 있기 때문에, 압력을 원하는 압력치로 안정적으로 유지하기가 매우 힘들다. 가령 가스봄베 내의 가스가 소모됨에 따라 압력이 서서히 떨어진다거나, 전체 공장내의 가스부하에 따라 자신의 절단기로 들어오는 가스의 압력이 변화할 수 도 있고, 외부의 온도에 따라 압력이 변동할 수 도 있는 것이다.
본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 절단할 소재의 두께와 종류에 대응한 가스의 공급압력을 자동으로 유지시키므로 절단품질이 항상 우수하고, 또한 가스의 압력이 절단작업의 시작과 동시에 원하는 목표치를 유지하므로 이를테면 불꽃조절에 들어가는 가스나 시간의 낭비가 없으며, 더 나아가 비정상적인 이유로 가스압력이 목표압력치로부터 벌어진 경우 점검신호를 자동으로 발생하는 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치를 제공함에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치는, 강재(鋼材)를 절단하기 위해 사용되는 강재 절단토오치에, 연료가스와 저압산소와 고압산소를 일정한 압력으로 공급하기 위한 것으로서, 절단할 강재의 두께와 종류에 따른 최적의 연료가스압력치와 저압산소압력치와 고압산소압력치가 저장되어 있는 데이터저장부와; 상기 연료가스가 저장되어 있는 연료가스공급부로부터 제공되는 연료가스를 그 내부로 통과시키며, 상기 데이터저장부에 설정되어 있는 연료가스압력치로 유지하는 제 1압력조절부와; 상기 제 1압력조절부를 통과한 연료가스의 압력을 체크하는 제 1압력검출부와; 상기 제 1압력검출부를 통과한 연료가스를 상기 절단토오치로 유도하는 연료가스공급호스와; 산소가 저장되어 있는 산소공급부로 부터 제공되는 산소를 그 내부로 통과시키며, 상기 데이터저장부에 설정되어 있는 저압산소압력치로 유지하는 제 2압력조절부와; 상기 제 2압력조절부를 통과한 산소의 압력을 체크하는 제 2압력검출부와; 상기 제 2압력검출부를 통과한 산소를 상기 절단토오치로 유도하는 저압산소공급호스와; 산소가 저장되어 있는 산소공급부로부터 제공되는 산소를 그 내부로 통과시키며, 상기 데이터베이스에 설정되어 있는 고압산소압력치로 유지하는 제 3압력조절부와; 상기 제 3압력조절부를 통과한 산소의 압력을 체크하는 제 3압력검출부와; 상기 제 3압력검출부를 통과한 산소를 상기 절단토오치로 유도하는 고압산소공급호스와; 상기 제 1,2,3압력검출부와 연결되며, 제 1,2,3압력검출부에서 검출된 연료가스와 저압산소와 고압산소의 압력치를 상기 데이터저장부에 저장되어 있는 압력치와 각각 비교하여 차이가 있을 경우, 상기 제 1,2,3압력조절부를 제어하여 데이터저장부에 설정되어 있는 설정압력으로 맞추는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 콘트롤러의 제어에 의해 동작하는 것으로서, 상기 절단토오치에 근접 위치하며 절단토오치로부터 가스가 분출될 때 가스에 불을 붙이는 점화부와; 상기 점화부의 동작에 의한 화염 발생 여부를 감지하여, 상기 콘트롤러로 알려주는 화염센서가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 콘트롤러에는; 상기 데이터저장부에 연료가스, 저압산소, 고압산소의 목표 압력치를 입력하기 위한 입력부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 콘트롤러에는; 상기 제 1,2,3압력검출부가 검출한 연료가스, 저압산소, 고압산소의 압력을 작업자에게 알려주는 디스플레이부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1,2,3압력조절부에 의해 체크된 압력이 데이터저장부에 설정되어 있는 압력보다 허용치 이상 차이날 때 그 사실을 작업자에게 알려주는 점검신호발생부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치는, 절단할 소재의 두께와 종류에 대응한 가스의 공급압력을 자동으로 유지시키므로 절단품질이 항상 우수하고, 또한 가스의 압력이 절단작업의 시작과 동시에 원하는 목표치를 유지하므로 이를테면 불꽃조절에 들어가는 가스나 시간의 낭비가 없으며, 더 나아가 작업자가 모르는 사이에 비정상적인 이유로 가스압력이 목표압력치로부터 벌어진 경우 자동으로 점검신호를 발생할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치의 구성 및 작동을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치의 구성 및 작동을 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
기본적으로 본 실시예에 따른 가스압력 자동 조절장치는, 절단토오치(41)로 공급되는, 연료가스, 저압산소, 고압산소의 압력을 작업전 설정한 상태로 일정하게 유지시키는 기본 기능을 갖는다.
도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 가스압력 자동조절장치는, 연료가스탱크(17)로부터 공급된 연료가스를 그 내부로 통과시키며 설정압력으로 맞추는 제 1압력조절부(21)와, 상기 제 1압력조절부(21)를 통과한 연료가스의 현재 압력을 측정하고 그 결과를 콘트롤러(11)로 전달하는 제 1압력검출부(31)와, 상기 제 1압력검출부(31)를 통과한 연료가스를 절단토오치(41)로 유도하는 연료가스공급호스(47)를 포함한다. 상기 연료가스는 가스절단에 사용되는 아세틸렌가스 또는 프로판 가스이다.
또한 상기 가스압력 자동조절장치에는, 산소탱크(19)에 이어지며 산소탱크(19)로부터 공급된 산소를 그 내부로 통과시키며 설정된 저압의 압력으로 유지시키는 제 2압력조절부(23)와, 상기 제 2압력조절부(23)를 통과한 산소의 압력을 측정하여 상기 콘트롤러(11)로 보내는 제 2압력검출부(33)와, 상기 제 2압력검출부(33)를 통과한 저압의 산소를 상기 절단토오치(41)로 보내는 저압산소공급호스(49)와, 상기 산소탱크(19)로부터 산소를 전달받아 통과시키며 설정된 고압의 압력으로 유지하는 제 3압력조절부(25)와, 상기 제 3압력조절부(25)를 통과한 고압산소의 압력을 체크하여 상기 콘트롤러(11)로 보내는 제 3압력검출부(35)와, 상기 제 3압력검출부(35)를 통과한 고압의 산소를 절단토오치(41)로 유도하는 고압산소공급호스(51)를 포함한다.
상기 제 2압력조절부(23)에 의한 저압의 압력에서의 저압은, 통상의 가스절단에 사용되는 저압산소의 압력을 의미한다. 또한 제 3압력조절부(25)에 의한 고압의 압력에서의 고압은, 통상의 가스절단에 사용되는 고압산소의 압력을 의미한다.
상기 제 1,2,3압력조절부(21,23,25)에 의한 연료가스, 저압산소, 고압산소의 조절 목표압력은, 절단할 소재의 두께나 종류에 따라 당연히 달라지며, 가령 연료가스는 0.2 내지 0.3bar, 저압산소는 2 내지 3bar, 고압산소는 6 내지 7bar로 유지할 수 있다.
상기 제 1압력조절부(21)는 연료가스탱크(17)로부터 전달받은 연료가스의 압력을, 콘트롤러(11)의 제어하에, 목표하는 압력치로 교정 및 유지하는 압력조절시스템이다. 또한 제 2,3압력조절부(23,25)는 산소탱크(19)로부터 각각 전달된 저압산소와 고압산소를, 콘트롤러(11)의 제어하에, 목표 압력으로 교정 및 유지하는 압력조절 시스템이다. 상기 제 1,2,3압력조절부(21)의 구성과 압력의 교정 및 유지 원리는 일반적인 레귤레이터에 준한다.
한편, 상기 절단토오치(41)의 선단부에는 점화부(43)가 구비되어 있다. 상기 점화부(43)는 절단토오치(41)를 통해 연료가스가 분출되는 순간 연료가스에 불을 붙이는 역할을 한다. 상기 점화부(43)의 동작은 콘트롤러(11)의 제어에 의해 이루어진다.
또한 상기 점화부(43)의 측부에는 화염센서(45)가 위치한다. 상기 화염센서(45)는 절단토오치(41)에 점화가 성공적으로 이루어졌는지 여부를 파악하고 그 사실을 콘트롤러(11)로 보낸다. 상기 콘트롤러(11)는 화염센서(45)로부터 받은 정보를 통해 점화의 성공 또는 실패를 판단한다. 점화가 실패했다면 점화부(43)를 다시 작동하여 재차 점화를 시도한다.
상기 콘트롤러(11)는, 제 1,2,3압력검출부(31,33,35)로부터 연료가스와, 저압산소와, 고압산소의 압력을 각각 독립적으로 받아들이고, 연료가스와 저압산소와 고압산소의 현재 압력이, 설정된 압력과 다를 경우 제 1,2,3압력조절부(21,23,25)를 동작시킨다. 특히 상기 제 1,2,3압력조절부(21,23,25)는 독립적으로 제어된다. 따라서 가령 제 2압력조절부(23)만 동작시켜 저압산소의 압력만 조절할 수 도 있다.
상기한 콘트롤러(11)의 제어동작은 데이터저장부(12)로부터 제공된 자료에 기초하여 이루어진다. 상기 데이터저장부(12)에는, 절단할 각 소재의 종류와 두께에 따라 테스트를 통해 확보된 가스의 최적 압력설정치가 저장되어 있다. 따라서 상기 콘트롤러(11)는 상기 데이터저장부(12)에 저장되어 있는 설정압력과 현재의 제1,2,3압력검출부(31,33,35)를 통해 전달받은 압력을 비교하고, 그 결과에 따라 제1,2,3압력조절부(21,23,25)를 제어하는 것이다.
상기 설정압력과 실제압력과의 허용 오차 크기는 요구되는 절단 품질에 따라 달라진다. 가령 절단품질이 그다지 요구되지 않아 상기 오차의 크기가 허용 범위 내부라면 제 1,2,3압력조절부(21,23,25)를 현상태로 유지한다. 여하튼 상기 콘트롤러(11)는 현재의 가스압력을 허용 오차범위내에서 설정된 압력으로 유지하는 기본 기능을 수행한다.
도면부호 53은 점검신호발생부이다. 상기 점검신호발생부(53)는 절단장치의 기계적 고장이나 기타의 원인에 의해, 상기 오차가 조절되지 않는 시간이 설정된 시간동안 계속될 경우 그 사실을 알려주는 역할을 한다. 상기한 설정된 시간도 사용자에 의해 결정된다. 가령 3초 내지 7초 정도로 세팅할 수 있다. 상기 점검신호발생부로서 스피커나 부저 또는 경광등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 콘트롤러(11)에는 입력부(13)와 디스플레이부(15)가 접속되어 있다. 상기 입력부(13)는 콘트롤러(11)에 여러 가지 필요한 정보를 입력하는 것으로서, 예컨대 절단 작업할 소재의 두께와 종류, 또는 실제압력과 설정압력과의 허용오차, 또는 점검신호발생부(53)의 작동시점 등을 입력할 수 있는 것이다.
또한 상기 디스플레이부(15)는 입력부(13)에서 입력한 내용은 물론 현재 작업상태를 작업자에게 보여주는 화면이다. 상기 작업상태라 함은, 현재 화염의 온도와 절단작업의 진행시간, 연료가스, 저압산소, 고압산소의 설정압력과 현재압력, 오차의 허용치 등을 포함한다.
결국, 상기한 바와같이 이루어지는 본원발명의 가스절단기용 가스압력 자동조절장치는, 콘트롤러와 압력조절부를 통해 압력을 실시간으로 연속 제어하므로, 작업의 종료시까지 설정된 압력이 유지되므로 고품질의 용접을 할 수 있는 것이다.
이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
11:콘트롤러　　　　　　　　　　　　　　 12:데이터저장부
13:입력부　　　　　　　　　　　　　　　　 15:디스플레이부
17:연료가스탱크　　　　　　　　　　 19:산소탱크
21:제 1압력조절부　　　　　　　　 23:제 2압력조절부
25:제 3압력조절부　　　　　　　　 31:제 1압력검출부
33:제 2압력검출부　　　　　　　　 35:제 3압력검출부
41:절단토오치　　　　　　　　　　　　 43:점화부
45:화염센서　　　　　　　　　　　　　　 47:연료가스공급호스
49:저압산소공급호스　　　　　　 51:고압산소공급호스
53:점검신호발생부

Claims (5)

  1. 강재(鋼材)를 절단하기 위해 사용되는 강재 절단토오치에, 연료가스와 저압산소와 고압산소를 일정한 압력으로 공급하기 위한 것으로서,
    절단할 강재의 두께와 종류에 따른 최적의 연료가스압력치와 저압산소압력치와 고압산소압력치가 저장되어 있는 데이터저장부와;
    상기 연료가스가 저장되어 있는 연료가스공급부로부터 제공되는 연료가스를 그 내부로 통과시키며, 상기 데이터저장부에 설정되어 있는 연료가스압력치로 유지하는 제 1압력조절부와;
    상기 제 1압력조절부를 통과한 연료가스의 압력을 체크하는 제 1압력검출부와;
    상기 제 1압력검출부를 통과한 연료가스를 상기 절단토오치로 유도하는 연료가스공급호스와;
    산소가 저장되어 있는 산소공급부로 부터 제공되는 산소를 그 내부로 통과시키며, 상기 데이터저장부에 설정되어 있는 저압산소압력치로 유지하는 제 2압력조절부와;
    상기 제 2압력조절부를 통과한 산소의 압력을 체크하는 제 2압력검출부와;
    상기 제 2압력검출부를 통과한 산소를 상기 절단토오치로 유도하는 저압산소공급호스와;
    산소가 저장되어 있는 산소공급부로부터 제공되는 산소를 그 내부로 통과시키며, 상기 데이터저장부에 설정되어 있는 고압산소압력치로 유지하는 제 3압력조절부와;
    상기 제 3압력조절부를 통과한 산소의 압력을 체크하는 제 3압력검출부와;
    상기 제 3압력검출부를 통과한 산소를 상기 절단토오치로 유도하는 고압산소공급호스와;
    상기 제 1,2,3압력검출부와 연결되며, 제 1,2,3압력검출부에서 검출된 연료가스와 저압산소와 고압산소의 압력치를 상기 데이터저장부에 저장되어 있는 압력치와 각각 비교하여 차이가 있을 경우, 상기 제 1,2,3압력조절부를 제어하여 데이터저장부에 설정되어 있는 설정압력으로 맞추는 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 콘트롤러의 제어에 의해 동작하는 것으로서, 상기 절단토오치에 근접 위치하며 절단토오치로부터 가스가 분출될 때 가스에 불을 붙이는 점화부와;
    상기 점화부의 동작에 의한 화염 발생 여부를 감지하여, 상기 콘트롤러로 알려주는 화염센서가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 콘트롤러에는;
    상기 데이터저장부에 연료가스, 저압산소, 고압산소의 목표 압력치를 입력하기 위한 입력부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 콘트롤러에는;
    상기 제 1,2,3압력검출부가 검출한 연료가스, 저압산소, 고압산소의 압력을 작업자에게 알려주는 디스플레이부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1,2,3압력조절부에 의해 체크된 압력이 데이터저장부에 설정되어 있는 압력보다 허용치 이상 차이날 때 그 사실을 작업자에게 알려주는 점검신호발생부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 가스절단기용 가스압력 자동 조절장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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