KR101441908B1 - 해머 장치의 충격 공구 그리고 출강구를 개방하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축 방향으로 양방향 사용이 가능한 해머 장치의 충격 공구, 특히 야금 용기의 출강구를 개방하고 그리고 경우에 따라 폐쇄하기 위한 해머 드릴(hammer drill)의 충격 공구에 관한 것으로서, 상기 충격 공구는 충격 공구 하우징 내에서 압력 매체에 의해 축 방향으로 이동 가능한 관형 피스톤(tubular piston); 및 양측에 모루부(anvil part)를 구비하고 적어도 공구에 연결되어 있는 중앙(central) 또는 근위부(proximal)의 조절가능한 충격 에너지 전달부; 그리고 상기 관형 피스톤의 가압을 역전시키기 위한 수단을 포함하며, 이 경우 상기 관형 피스톤은 양측에, 압력 매체에 의해 작동될 수 있고 대체로 방사형인 압력면들을 가지며 그리고 관형 피스톤과 충격 공구 하우징 사이에 상기 압력면들에 공급되는 압력 매체 공급을 역전시키고 그리고 상기 압력 매체를 방출 또는 되돌리기 위한 그루브들을 갖는다.
또한, 본 발명은 내화 라이닝(refractory lining)이 제공된 야금 용기 벽 내 출강구를 개방 또는 폐쇄하기 위한 방법과도 관련이 있다.
본 발명에 따르면, 간단한 방식으로 관형 피스톤의 충격 빈도수 및 충격력을 제어하기 위해, 상기 관형 피스톤(1) 내에 제어 리세스(12)가 배치되어 있고, 상기 충격 공구 하우징(2) 내에는 관형 피스톤 압력면(11, 11')들에 공급되는 압력 매체 공급을 역전시키기 위한 적어도 2개의 제어 그루브(3, 3')가 축 방향으로 변위된 상태로 배치되어 있으며, 그리고 제어 수단(4)을 통한 연결 채널(31, 31', 42, 42')들에 의해 제어 그루브(3, 3')들이 교대로 활성화될 수 있다.

Description

해머 장치의 충격 공구 그리고 출강구를 개방하기 위한 방법 {PERCUSSION MECHANISM FOR HAMMER DEVICE AND METHOD FOR OPENING A TAPPING HOLE}

본 발명은 축 방향으로 양방향 사용이 가능한 해머 장치의 충격 공구, 특히 야금 용기의 출강구를 개방하고 그리고 경우에 따라 폐쇄하기 위한 해머 드릴(hammer drill)의 충격 공구에 관한 것으로서, 상기 충격 공구는 충격 공구 하우징 내에서 압력 매체에 의해 축 방향으로 이동 가능한 관형 피스톤(tubular piston); 및 양측에 모루부(anvil part)을 구비하고 적어도 공구에 연결되어 있는 중앙(central) 또는 근위부(proximal)의 조절가능한 충격 에너지 전달부; 그리고 상기 관형 피스톤의 가압을 역전시키기 위한 수단을 포함하며, 이 경우 상기 관형 피스톤은 양측에, 압력 매체에 의해 작동될 수 있고 대체로 방사형인 압력면들을 가지며 그리고 관형 피스톤과 충격 공구 하우징 사이에 상기 압력면들에 공급되는 압력 매체의 공급을 역전시키고 그리고 상기 압력 매체를 방출 또는 되돌리기 위한 그루브들을 갖는다.

또한, 본 발명은 내화 라이닝(refractory lining)이 제공된 야금 용기 벽 내에 있는 출강구를 개방 또는 폐쇄하기 위한 방법과도 관련이 있다.

각각 축 방향으로 양측에 압력 매체에 의해 작동될 수 있는 관형 피스톤들을 갖는 충격 공구를 구비한 공압식으로(pneumatically) 또는 유압식(hydraulically)으로 작동될 수 있는 해머들은 선행 기술에, 예를 들면 EP 0 930 476 B1호에 기술되어 있다. 상기와 같은 유형의 충격 공구들은 바람직하게, 야금 용기 및 그와 같은 부재의 출강구를 개방 및 폐쇄하기 위한 수단과 같이 공구의 전진 또는 후진을 양방향으로 실행하는 장치들에 사용된다.

관형 피스톤의 충격 에너지 및 충격 빈도수 범위 조절은 해머 장치의 구조를 개조함으로써 또는 공급되는 압력 매체의 양을 시간 단위마다 조절하고/하거나 공급되는 압력 매체의 압력을 조절함으로써 복잡한 방식으로 이루어질 수 있다.

용광로 등과 같은 야금 용기들에서는, 벽 내에 있는 출강구의 개방을 위해 공구의 충격 빈도수는 높고 충격력은 낮게 설계하는 것이 바람직할 수 있다.

드릴링 공구의 고정을 방지하기 위하여, 천공(punching) 후 상기 드릴링 공구를 출강구로부터 인출할 때에는 각각 충격 빈도수를 비교적 더 적게 하는 것 외에도 최대한으로 가능한 반동력을 사용하는 것이 공정 기술상 바람직하다.

본 발명의 과제는 도입부에 언급된 유형의 해머 드릴용 충격 공구들이 갖는 단점들을 극복하고 간단한 방식으로 관형 피스톤의 충격 빈도수 및 충격력을 제어하는 것이다. 또한, 경우에 따라 특히 제련 플랜트들에서 사용되는 해머 장치들에서 요구되는 조건들을 특수한 충족시키기 위해, 관형 피스톤의 충격 빈도수 및 충격력은 공구 하중 방향이 축 방향으로 바뀔 때 실제로 변환될 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명의 과제는 작동 안정성 상승 외에도 관련 기술이 향상된 도입부에 언급된 방식의 출강구 개방 또는 폐쇄 방법을 제시하는 것이다.

동류의 충격 공구에서 상기 과제는, 관형 피스톤 내에 제어 리세스가 배치되고, 충격 공구 하우징 내에 관형 피스톤 압력면들에 공급되는 압력 매체 공급을 전환하기 위한 적어도 2개의 제어 그루브가 축 방향으로 변위된 상태로 배치되며, 그리고 제어 수단을 통한 연결 채널들에 의해 역전 그루브(reversing groove)들이 교대로 활성화될 수 있음으로써 해결된다.

본 발명에서 얻어지는 장점들은 대체로, 축 방향으로 변위된 역전 그루브의 활성화에 따라 관형 피스톤이 상이한 변위 경로 또는 가속 거리를 설계하고, 상기와 같은 방식으로 충격 빈도수 및 충격력 또는 충격 에너지의 변동이 달성된다는 것이다. 즉, 압력 매체 공급이 역전될 때까지 관형 피스톤이 귀환 행정을 위한 경로가 길면 길수록, 해머의 충격 빈도수는 더욱 낮아지고 충격 에너지는 더욱 높아지며, 그 역도 가능하다.

해머 장치의 소정의 충격 기준에 따라, 단순한 제어 수단에 의해 역전 그루브들 중 하나의 그루브의 작용이 조절될 수 있고 그에 따라 작동 파라미터들이 정해질 수 있다.

충격 공구 하우징에 연결된 충격 공구의 제어 수단이 상기 충격 공구 하우징 내에 있는, 역전 그루브들에 연결되는 연결 채널들을 갖는 원통형 리세스를 구비하고, 제어 피스톤을 상기 리세스 내에서 축 방향으로 위치 설정함으로써 각각 하나의 역전 그루브들가 활성화될 수 있는 경우, 관형 피스톤의 운동이 매우 간단하고 효과적으로 제어될 수 있다.

제어 수단의 이러한 실시 예가 갖는 장점은, 리세스 내에서 제어 피스톤을 간단히 이동시킴으로써 유효하고 짧은 유동 채널-연결들이 각각 즉시 제공된다는 것이며, 이러한 유동 채널-연결들은 관형 피스톤 운동의 정확한 역전을 보증한다.

본 발명에 따른 한 가지 실시 변형 예에 따르면, 제어 피스톤은 수동으로 또는 압력 매체에 의한 스프링력에 저항해서 제어 수단의 리세스 내에 위치 설정될 수 있다.

이와 같이 해머 장치가 유압식으로 또는 공압식으로 작동되는 경우, 택일적으로 관형 피스톤의 운동이 자동 조절될 수 있다.

본 발명의 한 가지 추가 실시 예에서 해머 장치의 조절(adjustment) 및 후퇴(retraction)가 각각 압력 매체에 의해 특정 위치에서 이루어지고 상기 해머 장치의 충격 방향에 따라 제어 수단 내에서 제어 피스톤의 위치가 조절될 수 있다면, 예를 들어 제련 플랜트들에서는 야금 용기들의 출강구 개방 또는 폐쇄가 바람직한 방식으로 자동으로 이루어질 수 있다.

공구의 전진 및 후진이 상이한 충격 에너지 및 상이한 충격 빈도수 중 하나 이상에 의해 이루어지는 경우, 해머 장치의 전술한 충격 공구를 사용하여 내화 라이닝이 제공된 야금 용기 벽 내 출강구를 개방하거나 또는 경우에 따라 폐쇄하기 위한 바람직한 방법을 제시하고자 하는 본 발명의 상기 추가 과제가 달성된다.

내화 라이닝들 및 그와 유사한 보수 장치들 그리고 밀봉 재료들은 극히 깨지기 쉽고 균열에 민감하다. 다시 말하자면, 야금 용기의 출강구 개방시 공구가 높은 충격 에너지로 구동되면, 벽 재료(walling)에는 파열로 인한 깔때기 모양의 비교적 큰 공동들이 생성될 수 있고, 상기 공동들은 복잡한 보수 작업을 필요로 한다. 공구의 충격 에너지 및 충격 빈도수 중 하나 이상의 변환(shift)은 각각 가장 바람직한 충격 기술 선택을 가능하게 한다.

해머 장치의 구동을 전진에서 후진으로 변경함으로써 공구의 충격 에너지 및 충격 빈도수 중 하나 이상의 변환이 바람직한 방식으로 제어되면, 높은 경제적 효율과 더불어 야금 용기들의 태핑 작업과 관련한 공정 기술이 개선될 수 있다.

공구의 전진이 낮은 충격 에너지 및 높은 충격 빈도수로 이루어지고, 공구의 후진이 높은 충격 에너지 및 낮은 충격 빈도수로 이루어지는 경우가 특히 바람직한 것으로 증명되었다.

이와 같이 출강구 제조시 드릴링 공정이 최적화되고, 전진 방향에서 벽 재료에 발생하는 깔때기 모양의 공동이 전반적으로 방지되며 그리고 공구의 후진 시에는 고정됨 없이 빠른 속도로 공구가 제거된다.

단지 본 발명의 기술적 구현 방식만을 보여주는 본 발명의 실시 예는 도면에 도시되어 있으며 하기에서 기술된다.

도 1은 관형 피스톤의 제어 수단들을 갖춘 충격 공구를 도시한 도면이다.

도면 부호는 도면에 도시된 부품들 및 작동 수단들의 지정(assignment)을 편리하게 한다.

도 1에는 본 발명에 따른 충격 공구가 도시되어 있으며, 이 경우 모루부가 양측에 배치된 충격 에너지 전달부 및 공구(들)는 도시되어 있지 않다.

관형 피스톤(1)은 충격 공구 하우징(2) 내에서 축 방향으로 이동 가능하게 배치되어 있고, 말단부(distal)에 압력면(11 및 11')들을 구비하며, 상기 압력면들은 압력 매체가 면으로 개별 공급될 때 피스톤(1)을 이동시킨다.

관형 피스톤(1)의 개별 압력면(11 및 11')들의 가압 역전은 통상적인 수단에 의해 이루어지며, 이 경우 압력에 의한 스프링력 또는 조절 장치의 이완에 저항해서 압력 매체의 공급 및 방출이 변경된다.

작동을 위해, 본 발명에 따른 충격 공구에서 압력 매체 공급 라인(13)은 충격 공구 하우징(2) 내 리세스에 의해 수행된다.

관형 피스톤(1)에 형성된 압력면(11')에 압력 매체를 공급할 경우, 상기 관형 피스톤은, 상기 압력 매체 공급 라인(13)과 관형 피스톤(12) 내 제어 리세스의 연결이 달성될 때까지 하우징(2) 내에서 축 방향으로 이동된다.

그럼으로써, 관형 피스톤을 반대 방향(oposite direction)으로 구동시키는 압력면(11)으로의 가압 역전이 이루어진다.

관형 피스톤에 형성된 리세스(12)는 제어 수단(4)에 연결되는 연결 채널(31, 31')을 갖는 2개의 제어 그루브(3, 3')보다 돌출되어 있으며, 상기 제어 수단에서 연결 채널(42, 42')들은 제어 피스톤(43)에 의해 리세스(41) 내부로 계속해서 가이드 되어 있다.

제어 피스톤(43)은 외부면에 내부 공동과 연결되어 압력 매체 방출 채널을 형성하는 리세스를 가지며, 상기와 같은 방출 채널은 팽창된 압력 매체를 위한 방출 수단(5)과 협력한다.

제어 피스톤(43)은 스프링에 대항하여 이동될 수 있으며, 그 결과 외부면에 있는 상기 제어 피스톤의 리세스는 충격 공구 하우징(2) 내 채널(31 및 42)들을 제어 수단(4) 내에서 활성화하거나, 축 방향으로 간격을 두고 배치된 충격 공구 하우징(2) 내 채널(31' 및 42')들을 제어 수단(4) 내에서 활성화한다. 이로 인해 압력면(11 및 11')들에 공급되는 압력 매체 공급이 역전될 때까지 관형 피스톤(1)의 상대적으로 더 짧은 또는 상대적으로 더 긴 경로가 교대로 발생된다.

제어 수단(4) 내에 제어 피스톤(43)을 위치 설정하는 과정은 바람직하게 각각 해머 드릴의 조절 또는 후퇴를 위한 압력 매체에 의해 이루어질 수 있으며, 결과적으로 상기 해머 드릴의 축 방향의 이동 방향에 의해 자동 제어되는 충격 에너지 및 충격 빈도수 중 하나 이상이 달성될 수 있다.

1: 관형 피스톤
11, 11': 관형 피스톤에 형성된 압력면
12: 관형 피스톤에 형성된 제어 리세스
13: 압력 매체 공급 라인
2: 충격 공구 하우징
3, 3': 충격 공구 하우징 내 제어 그루브
31, 31': 연결 채널
4: 제어 수단
41: 제어 수단 내 리세스
43: 제어 피스톤
5: 팽창된 압력 매체를 위한 방출 라인
51: 충격 공구 하우징 내 방출 채널

Claims (7)

1. 축 방향으로 양방향 사용이 가능한 해머 장치의 충격 공구로서,
   상기 충격 공구는 충격 공구 하우징(2) 내에서 압력 매체에 의해 축 방향으로 이동 가능한 관형 피스톤(tubular piston)(1); 및 적어도 공구에 연결되어 양측에 모루부(anvil part)를 구비한, 중앙(central) 또는 근위부(proximal)의 조절가능한 충격 에너지 전달부; 그리고 상기 관형 피스톤의 가압을 역전시키기 위한 수단을 포함하며, 상기 관형 피스톤(1)은 양측에, 압력 매체에 의해 작동될 수 있고 대체로 방사형인 압력면(11, 11')들을 가지며 그리고 관형 피스톤(1)과 충격 공구 하우징(2) 사이에 상기 압력면들에 공급되는 압력 매체 공급을 역전시키고 그리고 상기 압력 매체를 방출 또는 되돌리기 위한 그루브들을 구비하는, 충격 공구에 있어서,
   상기 관형 피스톤(1) 내에 제어 리세스(12)가 배치되어 있고, 상기 충격 공구 하우징(2) 내에 관형 피스톤 압력면(11, 11')들에 공급되는 압력 매체 공급을 역전시키기 위한 적어도 2개의 제어 그루브(3, 3')가 축 방향으로 변위된 상태로 배치되어 있으며, 그리고 제어 수단(4)을 통한 연결 채널(31, 31', 42, 42')들에 의해 제어 그루브(3, 3')들이 교대로 활성화될 수 있는 것을 특징으로 하는,
   해머 장치의 충격 공구.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 충격 공구의 제어 수단(4)이 충격 공구 하우징(2) 내에 있고 제어 그루브(3, 3')들에 연결되는 연결 채널(42, 42')을 갖는 원통형 리세스(41)를 구비하고, 상기 리세스(41) 내에서 제어 피스톤(43)을 축 방향으로 위치 설정함으로써 각각의 제어 그루브(3, 3')가 활성화될 수 있는 것을 특징으로 하는,
   해머 장치의 충격 공구.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제어 피스톤(43)이 수동으로 또는 압력 매체에 의한 스프링력에 저항해서 상기 제어 수단(4)의 리세스(41) 내에 위치 설정될 수 있는 것을 특징으로 하는,
   해머 장치의 충격 공구.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 해머 장치의 조절 및 후퇴(retraction)가 각각 압력 매체에 의해 특정 위치에서 이루어지고, 상기 제어 수단(4) 내에서 제어 피스톤(43)의 위치가 상기 해머 장치의 충격 방향에 따라 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는,
   해머 장치의 충격 공구.
   
5. 제 1 항에 따른 해머 장치의 충격 공구를 사용하여, 내화 라이닝(refractory lining)이 제공된 야금 용기 벽 내에 있는 출강구를 개방 또는 경우에 따라 폐쇄하기 위한 방법으로서,
   공구의 전진 및 후진이 상이한 충격 에너지 및 상이한 충격 빈도수 중 하나 이상에 의해 이루어지는,
   출강구 개방 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   해머 장치의 구동을 전진에서 후진으로 변경함으로써 상기 충격 공구의 충격 에너지 및 충격 빈도수 중 하나 이상의 변환이 제어되는 것을 특징으로 하는,
   출강구 개방 방법.
   
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
   상기 공구의 전진은 낮은 충격 에너지 및 높은 충격 빈도수로 이루어지고, 상기 공구의 후진은 높은 충격 에너지 및 낮은 충격 빈도수로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
   출강구 개방 방법.
   

Images