KR101678708B1 - 액체 금속 주조용 조절 밸브의 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체 금속 주조용 조절 밸브의 구동 장치(10)에 관한 것이며, 밸브의 개방 및 폐쇄를 제어하는 메인 로드(16)를 밸브에 결합시키는 결합 수단(40)을 포함하는 구동 장치에 관한 것이다. 구동 장치는, 결합 수단(40)을 제어하는 제어 수단(60)으로서 결합 수단의 활성화 및 비활성화를 수행할 수 있는 제어 수단을 더 포함한다.

Description

액체 금속 주조용 조절 밸브의 구동 장치{DRIVE DEVICE OF A REGULATION VALVE FOR CASTING LIQUID METAL}

본 발명은 액체 금속, 예컨대 용강(liquid steel)의 연속 주조의 기술 분야에 관한 것이다.

액체 금속 주조 장치에 있어서, 액체 금속은 일반적으로 주입 레이들(pouring ladle)로부터 턴디시(turndish)로 전달되는데, 턴디시는 주조 몰드에서 액체 금속을 분배하도록 의도된다. 액체 금속을 주입 레이들로부터 턴디시로 전달하기 위해, 주입 레이들의 하부에 배치되는 조절 밸브가 일반적으로 사용된다. "슬라이드 밸브"라고 하는 이러한 조절 밸브는 일반적으로 2개의 중첩 플레이트로 이루어지며, 이들 2개의 중첩 플레이트는 서로에 대해 활주하여, 주입 레이들이 이동될 수 있는 폐쇄 구조 및 액체가 그로부터 턴디시로 진행하도록 하는 개방 구조를 밸브가 취할 수 있도록 한다. 조절 밸브를 개방 및 폐쇄하기 위해, 밸브를 구동하기 위한 장치가 사용되는데, 주입 레이들이 턴디시에 근접하게 될 때 이 장치는 주입 레이들에 또는 밸브에 부착된다.

구동 장치의 예는 문헌 US 6 045 015에 설명되어 있다. 이러한 구동 장치는 유압 액추에이터를 포함하며, 이 유압 액추에이터에는 밸브에 일시적으로 고정되는 실린더가 마련된다. 액추에이터의 로드의 단부는, 밸브를 개방 또는 폐쇄하기 위해 밸브의 플레이트들 중 하나에 또한 결합된다. 이러한 목적을 위해, 로드의 단부는 커플링 조우(coupling jaw)를 포함하는데, 밸브의 가동부의 일단부는 가동 플레이트 스냅부를 포함한다.

따라서, 구동 장치를 밸브에 장착하기 위해, 액추에이터의 실린더가 우선 밸브에 부착되며, 이후에 액추에이터 로드 및 플레이트는 액추에이터 로드를 일 방향으로 이동시킴으로써 결합되는데, 상기 일 방향은 이후 종방향이라고 한다. 그 후, 주조 작업의 종료 시점에, 밸브로부터 구동 장치를 제거하기 위해, 가동 플레이트의 단부는 상기 종방향에 수직인 횡방향으로 전체 구동 장치의 활주(및 이에 따른 커플링 조우의 활주)를 수행함으로써 커플링 조우로부터 후퇴된다. 따라서, 횡방향으로 이동시킴으로써 구동 장치를 분해해야만 하기 때문에, 그 실시를 위해 주입 레이들 아래에 충분한 공간을 제공할 필요가 있다.

그러나, 주입 레이들의 하부는, 예컨대 보강부, 주입 레이들의 족부(feet), 주입 레이들의 하부에서 기포를 분사하기 위한 장치, 파이프 등으로 인해 일반적으로 매우 거치적거린다. 분해 단계의 결과로서, 구동 장치는 난제를 수반한다.

본 발명의 목적은, 그 장착 및 분해를 실시하기에 더욱 간단한 구동 장치를 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전술한 구동 장치 및 조절 밸브를 포함하는 조립체로서, 구동 장치의 하우징 수용 부분, 밸브의 하우징 수용 부분, 및 이동 중에 결합 수단을 안내하는 안내 수단을 포함하는 안내 요소를 더 포함하는 조립체를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 구동 장치의 자동적인 장착 및 분해를 보장하도록 구성되는 장치로서, 조절 밸브 및/또는 주입 레이들 상에 전술한 바와 같은 구동 장치를 장착하고 분해하기 위한 장치를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명의 목적은 액체 금속 주조를 위한 조절 밸브 구동용 장치로서, 밸브의 개방 및 폐쇄를 제어하는 메인 로드 및 이 메인 로드를 밸브에 결합시키는 결합 수단을 포함하는 장치에 있어서, 결합 수단을 제어하여 결합 수단을 활성화 및 비활성화할 수 있는 제어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공하는 것이다.

따라서, 밸브를 분리하기 위해 구동 장치를 횡방향으로 이동시켜야만 하기보다는, 우선 결합 수단을 비활성화하는 단계를 실시하는 것이 제안되며, 이는 결합 수단이 그 초기 위치로 되돌아가도록 하고 이후 구동 장치의 분해를 진행하게 된다. 이에 따라 전술한 분해는 단순화되는데, 왜냐하면 결합 수단의 특정 분해를 위해, 결합을 위해 행해지는 종방향 이동 이외에 횡방향 이동을 더 이상 제공할 필요가 없기 때문이다. 결과적으로, 더 이상 이전의 주입 레이들 아래의 공간만큼 크게 틈새를 남길 필요가 없다.

더욱이, 결합 수단의 비활성화는 제어되기 때문에, 이러한 작동은 소정 거리에서 행해질 수 있어서 결합 수단의 분해를 위한 사람의 개입이 불필요하다. 이는 작동을 단순화하는데, 왜냐하면 주입 이후에 레이들의 하부에서의 고도의 열로 인해 사람의 개입을 실시하기가 일반적으로 곤란하기 때문이다. 추가적으로, 활성화 또는 비활성화를 제어하는 것은 조절 밸브와 구동 장치의 결합 및 분리를 완전히 자동화하는 가능성을 제공한다. 특히, 전술한 이동이 종방향 및 횡방향 양자 모두를 따라야만 할 때 이러한 결합 및 분리를 완전히 자동화하는 것은 곤란할 수 있다.

또한, 제안된 제어 수단은 밸브의 개방 및 폐쇄를 더욱 용이하게 제어할 수 있도록 한다는 것을 주목해야만 한다. 이는, 밸브가 구동 장치에 결합되어 있지 않을 때, 예컨대 주입 레이들의 이동 중에 충격에 따라, 밸브가 우연히 개방될 위험이 존재하기 때문이다. 그러나, 이동 중의 우연한 개방은, 주입 레이들이 매우 고온인 액체 금속으로 채워져 있을 때 상당한 손상을 초래할 수 있다. 이러한 위험을 줄이기 위해, 폐쇄 위치에서 밸브를 잠그기 위한 시스템을 밸브에 제공하는 것은 종래 기술에 공지되어 있다. 이때 밸브는 주입 작업을 시작하기 이전에 릴리스(release)될 필요가 있다. 본 발명에 따르면, 이러한 릴리스는 유리하게는 밸브의 결합 시점에 결합 수단을 제어하는 제어 수단에 의해 활성화될 수 있다.

구동 장치는 또한 다음의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

- 결합 수단을 제어하는 제어 수단은 커플링 로드에 연결되는 커플링 피스톤을 포함하며, 커플링 로드의 단부는 커플링 로드와 피스톤의 활주에 의해 결합 수단을 활성화 및 비활성화할 수 있다.

- 커플링 로드는 메인 로드 내부에 활주 가능하게 장착된다. 따라서 필요에 따라 구동 장치의 유압 연결부의 개수를 최적화할 필요가 있다는 사실과는 별도로, 메인 로드에 커플링 로드를 제공하는 것은 구동 장치의 크기를 줄여준다.

- 결합 수단은, 메인 로드에 부착되고 활성화 위치와 비활성화 위치 사이에서 메인 로드에 대해 이동할 수 있도록 장착되는 적어도 하나의 스터드를 포함하는데, 상기 활성화 위치에서 스터드는 메인 로드와 밸브를 결합시킬 수 있도록 메인 로드로부터 돌출하는 한편 메인 로드에 대해 횡방향으로 연장되고, 상기 비활성화 위치에서 스터드는 메인 로드와 밸브를 분리할 수 있도록 메인 로드에서 적어도 부분적으로 후퇴된다. 따라서, 스터드가 활성화 위치에 있을 때, 메인 로드 상에 형성되는 돌출부는 조절 밸브에서 대응하는 하우징 내에 이 로드가 앵커링(anchoring)될 수 있도록 할 수 있다.

- 메인 로드의 단부는 밸브에서 하우징 내에 수용되도록 의도되는데, 스터드가 활성화 위치에 있을 때 스터드는 하우징 내에 이 단부를 유지하도록 구성되는 정지면을 포함한다. 다시 말하면, 활성화 위치에서 스터드는 메인 로드의 단부를 밸브 하우징 내에 앵커링하는 기능을 제공한다. 이러한 하우징 덕분에, 메인 로드의 임의의 이동은 밸브 하우징의 유사한 이동을 유발시키며, 이에 따라 밸브의 개방 또는 폐쇄를 위해 조절 밸브의 플레이트들 중 하나의 이동을 유발시킨다.

- 구동 장치는 결합 수단을 그 비활성화 위치로 복귀시키는 복귀 수단을 포함한다. 예를 들면, 스프링에 의해 또는 커플링 로드에 의해 작동될 수 있으며 결합 수단을 구동하는 아암을 제공하는 것이 가능하다.

- 구동 장치는 밸브에 일체로 된 하우징에 수용되도록 의도되는 실린더를 포함하는데, 구동 장치는, 메인 피스톤이라고 불리고 메인 로드에 연결되는 피스톤을 포함하며, 고정 피스톤이라고 불리고 실린더를 하우징에 대해 고정시키도록 구성되는 다른 피스톤을 포함한다. 원통형 하우징이 조절 밸브 바로 위에 또는 조절 밸브가 장착되는 주입 레이들 위에 마련될 수 있다는 것에 주목해야만 한다. 이러한 실시예는 하우징에서의 실린더의 장착을 용이하게 하기에 특히 유리하다. 이는, 하우징 내에 실린더를 고정하기 위해, 일반적으로 하우징 내에 실린더를 끼워넣어야 할 필요가 있기 때문이며, 이는 압력 강하를 방지하기 위해 실린더와 하우징 사이의 틈새를 가능한 최대로 줄여준다. 이렇게 탄탄하게 끼워넣기 때문에, 하우징에서의 실린더의 장착은, 특히 로봇에 의해, 실시되기에 비교적 곤란할 수 있다. 밸브에 실린더를 고정시키는 제2 피스톤을 제공함으로써, 실린더가 수용되는 하우징의 크기에 상관없이 실린더를 고정시킬 수 있다. 이는, 고정 피스톤 덕분에, 일단 실린더가 하우징에 부착되면 틈새를 줄이거나 없애도록 실린더의 크기를 조절하는 것이 가능하기 때문이다. 다시 말하면, 제1 단계에 따라, 실린더는 하우징 내로 도입될 수 있으며, 이는 틈새의 존재를 허용하고, 제2 단계에서 이 틈새는 이러한 틈새를 없애기 위한 고정 피스톤의 이동에 의해 상쇄될 수 있다. 이러한 틈새를 없앰으로써, 메인 피스톤의 행정 중에 압력 강하가 방지되는 반면, 밸브에 대한 실린더 장착의 자동화가 가능하다.

- 구동 장치는 한편으로는 메인 피스톤에 의해 그리고 다른 한편으로는 고정 피스톤에 의해 한정되는 유압 챔버를 포함한다. 따라서, 고정 시스템은 구동 장치를 위한 어떠한 복잡한 구조를 요구하지 않고서 마련될 수 있다. 특히, 메인 피스톤 및 고정 피스톤의 기동을 위해 공통 유압 챔버가 사용되기 때문에, 메인 피스톤 및 고정 피스톤을 제어하기 위해 4개의 별도의 챔버를 제공할 필요가 없다.

- 고정 피스톤은 메인 로드가 고정 피스톤을 통과하도록 한다.

- 결합 수단을 제어하는 제어 수단은 커플링 로드에 결합되는 커플링 피스톤을 포함하며, 구동 장치는, 제어 유닛에 대한 3개의 유압 연결부를 통해, 즉 메인 피스톤 및 고정 피스톤에 의해 한정되는 유압 챔버와 제어 유닛 사이의 제1 연결부, 메인 피스톤 및 실린더에 의해 한정되는 유압 챔버와 제어 유닛 사이의 제2 연결부, 그리고 고정 피스톤 및 실린더에 의해 한정되는 유압 챔버 그리고 커플링 피스톤 및 실린더에 의해 한정되는 유압 챔버 양자를 연결하는 채널과 제어 유닛 사이의 제3 연결부를 통해, 메인 피스톤, 고정 피스톤 및 커플링 피스톤이 제어 유닛에 의해 제어될 수 있도록 구성된다. 이러한 실시예는 3개의 별도의 피스톤의 이동을 제어하기 위해 - 6개의 연결부, 즉 피스톤 당 2개씩의 연결부를 사용하는 것이 가능함 - 제어 유닛에 대해 단지 3개의 연결부가 사용된다는 점에서 특히 유리하다. 제안된 구동 장치는 이에 따라 매우 컴팩트하며, 고가이고 복잡한 임의의 연결부를 요구하지 않는다.

- 복귀 수단은 메인 피스톤의 헤드 아래에서 메인 로드의 주위에 배치된다. 이러한 복귀 수단은 탄성 와셔의 형태를 취할 수 있다. 이로 인해 메인 피스톤의 헤드를 멀리 이동시킬 수 있으며, 유압 유체의 분사가 가능하게 되고, 이에 따라 임의의 차단(blocking)의 위험이 방지된다.

- 밸브는 폐쇄 위치에서 잠길 수 있으며, 결합 수단을 제어하는 제어 수단은 또한 밸브를 잠그는 잠금 수단을 제어한다. 따라서, 밸브를 잠금으로써, 주입 레이들의 이동 중에 개방될 위험이 없다는 것이 보장된다. 추가적으로, 동일한 제어 수단은 결합 수단 및 밸브를 잠그는 잠금 수단 양자 모두를 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 목적에 따라, 전술한 바와 같은 구동 장치 및 조절 밸브를 포함하는 조립체로서, 구동 장치의 하우징 수용 부분, 밸브의 하우징 수용 부분, 및 그 이동 중에 결합 수단을 안내하는 안내 수단을 포함하는 안내 요소를 더 포함하는 조립체가 제공된다.

본 발명의 다른 목적에 따라, 구동 장치의 자동적인 장착 및 분해를 보장하도록 구성되는 장치로서, 조절 밸브 및/또는 주입 레이들 상에 전술한 바와 같은 구동 장치를 장착하고 분해하기 위한 장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 그 장착 및 분해를 실시하기에 더욱 간단한 구동 장치와; 전술한 구동 장치 및 조절 밸브를 포함하는 조립체로서, 구동 장치의 하우징 수용 부분, 밸브의 하우징 수용 부분, 및 이동 중에 결합 수단을 안내하는 안내 수단을 포함하는 안내 요소를 더 포함하는 조립체와; 구동 장치의 자동적인 장착 및 분해를 보장하도록 구성되는 장치로서, 조절 밸브 및/또는 주입 레이들 상에 전술한 바와 같은 구동 장치를 장착하고 분해하기 위한 장치를 얻을 수 있다.

본 발명은, 단지 예로서 제시되고 첨부 도면을 참고하는 후술하는 설명을 읽음으로써 더욱 양호하게 이해될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 일 실시예에 따른 구동 장치의 단면도로서, 각각 비활성화 위치 및 활성화 위치에서 결합 수단을 포함하는 구동 장치의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2f는 도 1a 및 도 1b에서의 구동 장치와 유사한 구동 장치의 기능 단계를 설명하는 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 1a 및 도 1b에서의 구동 장치와 유사한 구동 장치의 메인 로드의 단부의 단면 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 1a 및 도 1b에서의 구동 장치와 유사한 구동 장치의 개략적인 단면도로서, 안내 요소에 조립된 구동 장치의 단면도이다.
도 5는 도 1a 및 도 1b에서의 구동 장치와 유사한 구동 장치의 부분 단면도로서, 이 장치의 유압 결합부를 도시하는 부분 단면도이다.

주조 장치는 액체 금속을 주조 몰드에 분배하기 위한 턴디시를 일반적으로 포함한다. 이러한 턴디시에는 주입 레이들에 의해 액체 금속이 공급되는데, 주입 레이들은 이러한 전달을 행하기 위해 턴디시 위에서 이동 가능하다. 각각의 주입 레이들에는 주입을 조절하는 밸브가 마련되는데, 이 밸브는 종종, "슬라이드 밸브"라고 부르는 선형 밸브로 이루어진다. 이러한 조절 밸브의 개방 또는 폐쇄는, 도 1a 및 도 2a에 구체적으로 도시된 구동 장치(10)에 의해 제어된다. 일반적으로, 이러한 구동 장치는 실린더 또는 케이싱(12)을 포함하는데, 이 실린더 또는 케이싱은 밸브와 일체를 이루는 하우징(14)에 적어도 부분적으로 수용되도록 의도되며, 상기 실린더 또는 케이싱은 이러한 하우징(14)에 고정 장착된다. 이러한 하우징(14)은 조절 밸브 상에 또는 조절 밸브가 장착되는 주입 레이들 상에 직접적으로 마련될 수 있다. 더욱이, 구동 장치(10)는, 밸브의 개방 및 폐쇄를 제어하는 메인 로드(16)를 포함하는데, 이 메인 로드는 실린더(12) 내에 활주 가능하게 장착되고, 그 단부(18)는 밸브에 결합되도록 하기 위해 밸브에서 하우징(20)에 수용되도록 의도된다. 더욱 정확하게는, 밸브에서의 하우징(20)은 밸브의 가동부(13) 상에 마련된다. 서로에 대해 활주하는 2개의 중첩 플레이트가 마련되는 슬라이드 밸브의 경우에 있어서, 하우징(20)은 가동 플레이트를 수용하는 밸브의 가동부(13)에 마련되며, 일단 하우징(20)에 결합된 단부(18)의 이동은 이 플레이트가 밸브의 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동하는 것을 가능하게 한다.

구동 장치(10)에는 메인 피스톤(22)이라 부르는 제1 피스톤이 마련되며, 이 제1 피스톤은 실린더(12) 내에 활주 가능하게 장착되고 메인 로드(16)에 연결되어 메인 피스톤(22)의 임의의 운동이 상기 메인 로드(16)에 전달되도록 해준다. 이러한 메인 피스톤(22)의 운동 및 이에 따른 메인 로드(16)의 운동은 조절 밸브를 개방 또는 폐쇄시킨다. 도 1a 또는 도 1b에서 알 수 있는 바와 같이, 메인 피스톤(22)은 실린더(12)의 내측부와 함께 제1 메인 유압 챔버(24) 및 제2 메인 유압 챔버(26)를 한정한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 메인 유압 챔버(24)에는 공급 채널(28)에 의해 유체가 공급되며, 제2 메인 유압 챔버(26)에는 공급 채널(30)에 의해 유체가 공급된다. 도 1a에서 알 수 있는 바와 같이, 복귀 수단(29)이 메인 로드(16) 주위에, 메인 피스톤(22)의 헤드 아래에 배치된다. 이러한 복귀 수단은, 예컨대 탄성 와셔이다. 복귀 수단은, 피스톤 헤드를 멀리 이동시키고 심지어 메인 피스톤(22)이 행정의 종료지점에 있을 때 제2 메인 유압 챔버(26)에서 유압 유체의 분사가 가능하게 해준다.

추가적으로, 밸브와 일체를 이루는 하우징(14) 내에 실린더(12)를 고정하기 위해, 구동 장치(10)는 고정 피스톤(32)이라고도 부르는 제2 피스톤을 포함한다. 이 고정 피스톤(32)은, 하우징(14)에 대해 실린더(12)를 클램핑함으로써 잠그기 위해, 도 2c에서 알 수 있는 바와 같이, 하우징(14)의 벽(34)에 지탱하도록 구성된다. 더욱 정확하게는, 제2 피스톤은 하우징(14)의 벽(34)과 실린더(12) 사이에 심(shim)을 형성하도록 의도되는 스커트(33)를 포함한다. 고정 피스톤(32) 및 하우징(14)의 벽(34)은 메인 로드(16)가 이들을 통과하도록 하여 메인 피스톤(22)이 운동을 행할 때 상기 메인 로드(16)가 활주하도록 해준다. 도 2b에서 구체적으로 알 수 있는 바와 같이, 고정 피스톤(32)은 실린더(12)와 함께 한편으로는 제2 메인 유압 챔버(26)를 한정하며, 다른 한편으로는 제3 메인 유압 챔버(36)를 한정하는데, 제3 메인 유압 챔버는 실린더의 전방 부분에 배치된다[전방 방향은 도 2a에서 화살표(X)로 지시되어 있음]. 따라서, 제2 메인 유압 챔버(26)는 한편으로는 메인 피스톤(22)에 의해, 그리고 다른 한편으로는 고정 피스톤(32)에 의해 한정된다. 이에 따라, 공간을 절약하기 위해, 2개의 피스톤에 작용하는 공통 챔버가 사용된다. 제3 메인 유압 챔버(36)에는 공급 채널(38)에 의해 유체가 공급되며, 이는 도 5에 도시되어 있다.

구동 장치(10)는, 메인 로드(16)를 조절 밸브의 가동부(13)에 결합하는, 더욱 구체적으로 메인 로드(16)의 단부(18)를 밸브에서의 하우징(20)에 결합하는 결합 수단(40)을 더 포함한다. 이러한 예에 있어서, 결합 수단은 2개의 스터드를 포함하는데, 이 스터드는 메인 로드(16)에 부착되며 도 2d에 구체적으로 도시된 활성화 위치와 도 2a에 구체적으로 도시된 비활성화 위치 사이에서 메인 로드(16)에 대해 이동할 수 있도록 장착되고, 상기 활성화 위치에서는 메인 로드(16)와 밸브를 결합시킬 수 있도록 스터드가 메인 로드(16)에 대해 횡방향으로 연장되는 한편 이러한 메인 로드로부터 돌출되고, 상기 비활성화 위치에서는 스터드가 적어도 부분적으로 메인 로드(16)로부터 수축되어 메인 로드(16)와 밸브를 분리할 수 있도록 한다. 더욱 정확하게는, 이들 스터드가 비활성화 위치에 있을 때, 메인 로드(16)의 단부(18)의 최대 직경은 도 2a에서 알 수 있는 바와 같이 하우징(20)에 있는 개구의 높이(H)보다 작다. 따라서, 스터드의 비활성화 위치에서, 단부(18)는 하우징(20) 내부에서 도 2a에 도시된 위치로부터 도 2b에 도시된 위치만큼 멀리 진행할 수 있다. 하우징(20) 내부에서 단부(18)의 이러한 진행을 용이하게 하기 위해, 다시 말해서 스터드가 그 비활성화 위치에 있도록 돕기 위해, 경사면(42)이 스터드 앞에 마련될 수 있다. 더욱이, 스터드들 각각은 정지면(44)을 포함하며, 이 정지면은 스터드가 활성화 위치에 있을 때 하우징(20) 내에 메인 로드(16)의 단부(18)를 유지하도록 구성된다. 이러한 정지면(44)은 하우징(20)에 마련되는 정지면(46)과 협동한다.

단부(18)는 결합 수단(40)을 비활성화 위치로 복귀시키는 복귀 수단(50)을 더 포함하는데, 이는 도 1a, 도 1b 및 도 3에서 구체적으로 볼 수 있다. 이들 복귀 수단(50)은 축선(52)을 중심으로 피봇 가능하게 각각 장착되는 2개의 아암을 포함하며, 각각의 아암은 스터드와 협동하는 단부(54)를 포함하고, 이 단부는 스터드의 전방 벽에 마련되는 리세스(56)와 협동하며, 상기 아암은 이후 더욱 정확하게 설명되는 활성화 단부(58)를 포함한다.

구동 장치(10)는, 결합 수단(40)을 제어하는 제어 수단(60)으로서 결합 수단을 활성화 및 비활성화시킬 수 있는 제어 수단을 더 포함한다. 이들 제어 수단(60)은 커플링 피스톤(62)을 포함하는데, 이 커플링 피스톤은 커플링 로드(64)에 연결되며, 커플링 피스톤(62)에 대향하는 그 단부(66)는 활주에 의해 결합 수단(40)을 활성화 및 비활성화할 수 있다. 더욱 엄밀하게는, 커플링 로드(64)의 단부(66)는 스플레이(splay)된다. 이는 후방면(68)을 가지며, 이 후방면은 스터드와 함께 경사를 형성할 수 있어서, 후술하는 바와 같이, 커플링 로드(64)가 활주할 때 스터드들이 그 활성화 위치 또는 비활성화 위치로 진행하도록 해준다. 더욱이, 단부(66)는 하우징(20)의 하부에 대해 인접하도록 구성되는 실질적으로 평평한 표면을 포함하는 전방부(69)를 갖는다. 더욱이, 전방부(69)는, 후술하는 바와 같이, 결합 수단(40)을 비활성화 위치로 복귀시키기 위해, 아암의 단부(58)와 협동하도록 구성된다.

커플링 로드(64) 및 커플링 피스톤(62)은 구동 장치(10)의 메인 로드(16) 내측으로 활주 가능하게 장착된다. 더욱 엄밀하게는, 도 1a에서 볼 수 있는 것과 같이, 커플링 피스톤(62)은 메인 로드(16)와 함께 유체의 작용 하에서 메인 로드(16) 내측에서 커플링 피스톤(62)을 이동시키기 위한 후방 유압 챔버(70) 및 전방 유압 챔버(72)를 한정한다. 후방 유압 챔버(70)에는 도 5에 도시된 바와 같이 채널(74)에 의해 유체가 공급된다. 더욱이, 전방 유압 챔버(72)에는 제2 메인 유압 챔버(26)와 연통하는 통로(76)에 의해 유체가 공급된다. 따라서, 제2 메인 유압 챔버(26)와 마찬가지로, 전방 유압 챔버(72)에는 공급 채널(30)을 통해 유체가 공급된다.

제어 유닛(81)에 대한 구동 장치(10)의 유압 연결부를 이제 설명할 것이다. 구동 장치(10)는, 3개의 유압 연결부(77, 78, 79)를 통해, 즉

- 메인 피스톤(22) 및 고정 피스톤(32)에 의해 한정되는 제2 메인 유압 챔버(26)와 제어 유닛(81) 사이의 제1 연결부(77),

- 메인 피스톤(22) 및 실린더(12)에 의해 한정되는 제1 메인 유압 챔버(24)와 제어 유닛(81) 사이의 제2 연결부(79), 그리고

- 고정 피스톤(32) 및 실린더(12)에 의해 한정되는 유압 챔버(36) 그리고 커플링 피스톤(62) 및 실린더(12)에 의해 한정되는 후방 유압 챔버(70) 양자를 연결하는 채널과 제어 유닛(81) 사이의 제3 연결부(78)를 통해, 메인 피스톤(22), 고정 피스톤(32) 및 커플링 피스톤(62)이 제어 유닛(81)에 의해 제어될 수 있도록 구성된다. 이에 따라 공급 채널(74 및 38)이 서로 연결된다는 것에 주목해야 한다.

주입 레이들에 대한 구동 장치(10)의 장착을 이제 도 2a 내지 도 2f를 참고하여 설명할 것이다.

일반적으로 구동 장치(10)는 주입 레이들이 중간 위치에 있을 때, 즉 예컨대 다른 주입 레이들이 턴디시 내로 비워지는 과정에 있는 동안 해당 위치에 있을 때 주입 레이들 상에 설치된다. 주입 레이들이 이러한 중간 위치에 도달할 때, 주입 레이들은 액체 금속으로 채워져 있고 조절 밸브는 폐쇄되어 있다. 구동 장치(10)는 이때 레이들 아래에, 밸브 바로 부근에 또는 밸브에 매우 근접하게 부착된다. 구동 장치(10)의 장착은, 도 2a에 도시된 구성에서, 하우징(14) 내로의 실린더(12) 또는 실린더(12)의 적어도 전방부(80)의 도입과 함께 개시된다. 이러한 구조에 있어서, 고정 피스톤(32)은 실린더(12)에서 후퇴 위치에 있으며, 다시 말해서 챔버(36)는 실질적으로 최대 체적을 갖는다. 따라서, 고정 피스톤(32) 및 스커트(33)는 실린더(12)로부터 돌출되지 않거나, 단지 약간만 돌출되므로, 실린더(12)의 길이는 비교적 짧다. 결과로서, 실린더(12)의 전방부(80)는 틈새(82) 덕분에 하우징(14)에 용이하게 삽입될 수 있다. 하우징(14)에 실린더(12)를 삽입하는 시점에, 유압 챔버(24, 26, 36, 70, 72)에 대한 공급부는 중립 위치에 있으며, 다시 말해서 피스톤(22, 32 및 62)은 이동할 수 없다. 이러한 구조에 있어서, 메인 피스톤(22)[및 이에 따른 메인 로드(16)]은 고정 피스톤(32)과 마찬가지로 실린더(12) 내측에 후퇴 위치에 있으며, 이에 따라 밸브에 실린더(12)를 고정하는 시점에 구동 장치(10)는 소정의 컴팩트함을 갖는다. 커플링 피스톤(62) 및 커플링 로드(64)는 그 부분에 대해 전개 위치에 있으며, 스플레이 단부(66)는 메인 로드(16)의 단부(18)와 실질적으로 동일한 높이에 도달하고, 결합 수단(40)은 도 1a에 도시된 바와 같이 비활성화 위치에 있게 된다.

일단 실린더(12)가 하우징(14) 내측에 배치되면, 유체는 채널(28)을 통해 분사되어 메인 피스톤(22)이 전방부를 향하도록(X 참고) 이동시킨다(도 5). 이러한 이동 때문에, 메인 로드(16)는 또한 전방을 향하는 방향으로 이동하며, 단부(18)가 하우징(20)의 하부에 이웃하게 될 때까지 메인 로드의 단부(18)는 도 2b에 도시된 바와 같이 하우징(20) 내부에서 진행한다. 일단 단부(18)가 하우징(20)에 이웃하면, 유체는 채널(30)을 통해 제2 메인 유압 챔버(26) 내로 분사되는 반면, 유체가 채널(28)로부터 나올 수 없도록 방지한다. 채널(30)을 통한 유체의 이러한 분사는 2가지 효과를 갖는다. 이는, 제2 메인 유압 챔버(26) 내부에서 액체의 증가로 인해 고정 피스톤(32)이 전방을 향해 이동되어 스커트(33)가 실린더(12)의 전방부(80) 외부로 돌출하고 하우징(14)의 벽(34)에 대해 이웃하게 되기 때문이며, 이는 하우징(14)에서 실린더를 클램핑하는 효과 및 이에 따라 실린더를 잠그는 효과가 있다. 동시에(또는 약간 뒤에 혹은 약간 전에), 제2 메인 유압 챔버(26)에서의 액체의 통로는 통로(76) 덕분에 전방 유압 챔버(72) 내부의 액체량을 증가시킬 수 있도록 하고 이에 따라 후방을 향해 커플링 피스톤(62)이 이동하도록 하여 도 2c에 도시된 바와 같이 커플링 로드(64)가 메인 로드(16)에 대해 후퇴하도록 한다. 커플링 로드(64)의 이러한 이동 때문에, 단부(66)는 단부(18) 내부에서 후퇴하며, 이는 결합 수단(40)을 결합 수단의 비활성화 위치로부터 결합 수단의 활성화 위치로 이동시킨다. 다시 말하면, 스터드는 경사 효과에 의해 단부(18)로부터 나오게 된다.

일단 고정 피스톤(32)이 하우징(14)에서 실린더를 고정시키는 위치에 있고 커플링 로드(64)가 스터드를 작동시키기 위해 로드(18)에서의 후퇴 위치에 있으면, 채널(28)은 차단 해제되는 반면 유체가 채널(30) 내로 계속 분사되도록 한다. 결과로서, 메인 피스톤(22)은 후방을 향해 이동하여, 메인 로드(16)의 단부(18)가 약간 후퇴하도록 해준다. 결과로서, 스터드의 벽은 하우징(20)의 벽(46)에 대해 이웃하게 된다. 이 위치에 있어서, 밸브 및 구동 장치(10)는 결합된다. 밸브는 이에 따라 채널(30) 또는 채널(28)을 통한 유체의 분사 덕분에 실린더(12)에서의 메인 피스톤(22)의 이동에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 따라서, 도 2d에 도시된 구조에 있어서, 메인 피스톤(22)이 화살표(84)를 따라 후퇴할 때, 메인 피스톤은 밸브를 개방하기 위해 밸브를 구동하고, 즉 더욱 엄밀하게는 이 밸브의 플레이트들 중 하나를 구동한다. 도 2e에 도시된 구조에 있어서, 메인 피스톤(22)이 화살표(86)를 따라 전방으로 이동하게 될 때, 피스톤은 밸브를 폐쇄시킨다.

주입 레이들로부터 구동 장치(10)를 분해하고자 할 때, 다음의 과정을 채택한다. 우선 도 2f에 도시된 바와 같은 메인 피스톤(22)의 배치에 의해 밸브가 폐쇄된다. 다음으로 유체가 채널(38 및 74) 내로 분사되고, 이는 고정 피스톤(32)을 후방으로 이동시키는 효과 및 커플링 피스톤(62)을 전방으로 이동시키는 효과의 이중 효과를 가지며, 전자의 효과에 따라 하우징(14)에 대해 실린더(12)가 릴리스되고, 후자의 효과에 의해 차단 수단은 다시 비활성화 위치에 놓이게 된다. 단부(66)가 전방으로 진행할 때, 단부는 아암의 단부(58)와 협력하고, 이는 중심을 향해 아암의 단부(54)를 피봇시키고 이에 따라 스터드를 비활성화 위치로 복귀시킨다는 것에 주목해야 한다. 스터드의 이러한 비활성화 위치에 있어서, 아마도 사전에 후방을 향해 메인 피스톤(22)을 이동시키고 다음으로 하우징(14)으로부터 구동 장치를 용이하게 제거하였다면, 하우징(20)으로부터 단부(18)를 후퇴시킬 수 있다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 유리한 일 실시예에 따르면, 밸브는 폐쇄 위치에 잠길 수 있으며, 이는 그 이동 중에 우연한 개방 위험을 방지한다. 이를 위해, 밸브에 마련된 슬롯과 협동하는 랫치를 포함하는 잠금 수단(90) 및 풀림 수단(92)이 하우징(20)에 마련된다. 이러한 랫치는 스프링(94)에 의해 잠금 위치로 복귀하게 된다. 랫치는 이 예에서는 안내 요소(96)에 의해 지탱되며, 안내 요소는 주입 레이들에 대해 그리고 조절 밸브의 고정부에 대해 고정 장착되고, 밸브의 일종의 연장부를 형성한다. 이러한 안내 요소(96)는 이전에 설명한 요소와 유사한 실린더를 위한 하우징(14)을 지탱하고, 밸브의 가동부(13)의 안내를 위한 레일(98)을 더 포함하며, 이때 밸브의 가동부(13)의 하우징(20)은 활주할 수 있다.

결합 수단(40)을 제어하는 제어 수단(60)은 유리하게는 풀림 수단(92)을 제어한다. 이는, 구동 장치(10)와 밸브 사이의 결합이 이루어지기 이전에, 밸브가 도 4a에 도시된 잠금 위치에 있기 때문이다. 다음으로, 일단 실린더가 하우징(14) 및 하우징(20) 내부의 메인 로드(16) 내로 도입되면, 커플링 피스톤(62)의 활주 효과 하에서 스터드의 이동은 잠금 수단(90)의 이동, 그 잠금 위치로부터 도 4b에 도시된 그 풀림 위치로의 이동을 유발시킨다. 더욱 엄밀하게는, 경사면(42)은, 슬롯을 벗어나고 이에 따라 밸브를 릴리스하기 위해, 상방으로 이동하도록 래치의 경사면과 협동한다. 더욱이, 구동 장치(10)가 분해될 때, 또한 유리하게는, 스터드가 비활성화 위치로 진행하고 밸브가 폐쇄될 때, 랫치는 다시 한번 슬롯 내에 배치되며, 스프링(94)의 효과 하에서 이는 밸브를 폐쇄 위치에 잠근다.

전술한 방법은 용이하게 자동화될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 구동 장치(10)의 자동적인 장착 및 분해를 제공하도록 구성되는 로봇으로서, 구동 장치(10)를 장착 및 분해하는 로봇을 제공할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예로 한정되지 않는다는 것에 주목해야 한다.

구동 장치의 변형 중에서, 비활성화 위치로 결합 수단을 복귀시키는 복귀 수단(50)은 커플링 로드(64)에 의해 작동되지 않고 예컨대 스터드에 작용하여 스터드가 그 비활성화 위치에 다시 놓이게 하는 스프링을 포함할 수 있다는 것에 주목해야 한다.

당업자라면 금속의 연속 주조에 사용되는 임의의 장치로서, 그 사용 시점에 부착되어 있어야만 하는 액추에이터에 의해 작동되는 장치, 예컨대 주입 튜브, 턴디시 슬라이드, 스토퍼 로드를 제어하는 장치 등을 변경하기 위한 장치에 본 교시내용을 용이하게 전치시킬 수 있을 것이다.

10 : 구동 장치
16 : 메인 로드
40 : 결합 수단
60 : 제어 수단

Claims (13)

1. 액체 금속의 주조를 위한 조절 밸브를 구동하기 위한 구동 장치(10)로서,
   밸브의 개방 및 폐쇄를 제어하는 메인 로드(16) 및 밸브에 메인 로드(16)를 결합시키는 결합 수단(40)을 포함하는 구동 장치에 있어서, 구동 장치는 소정 거리에서 결합 수단을 제어하고 결합 수단을 활성화 및 비활성화시킬 수 있는 제어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 결합 수단을 제어하는 제어 수단은 커플링 로드(64)에 연결되는 커플링 피스톤(62)을 포함하며, 커플링 로드의 단부(66)는 커플링 로드와 피스톤의 활주에 의해 결합 수단(40)을 활성화 및 비활성화시킬 수 있는 것인 구동 장치.
3. 제2항에 있어서, 커플링 로드(64)는 메인 로드(16) 내부에 활주 가능하게 장착되는 것인 구동 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 결합 수단(40)은, 메인 로드(16)에 부착되고 활성화 위치와 비활성화 위치 사이에서 메인 로드에 대해 이동할 수 있도록 장착되는 적어도 하나의 스터드를 포함하고,
   - 상기 활성화 위치에서 스터드는 메인 로드와 밸브를 결합시킬 수 있도록 메인 로드로부터 돌출하는 한편 메인 로드(16)에 대해 횡방향으로 연장되며,
   - 상기 비활성화 위치에서 스터드는 메인 로드와 밸브를 분리할 수 있도록 메인 로드(16)에서 적어도 부분적으로 후퇴되는 것인 구동 장치.
5. 제4항에 있어서, 메인 로드의 단부(66)는 밸브에서 하우징(20) 내에 수용되도록 의도되고, 스터드가 활성화 위치에 있을 때 스터드는 하우징(20) 내에 이 단부를 유지하도록 구성되는 정지면(44)을 포함하는 것인 구동 장치.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   결합 수단(40)을 그 비활성화 구조로 복귀시키는 복귀 수단(50)
   을 더 포함하는 구동 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 구동 장치는 밸브에 일체로 된 하우징(14)에 적어도 부분적으로 수용되도록 의도되는 실린더(12)를 포함하고, 상기 구동 장치는, 메인 피스톤이라고 불리며 메인 로드(16)에 연결되는 피스톤(22)을 포함하고, 고정 피스톤이라고 불리며 실린더(12)를 하우징(14)에 대해 고정시키도록 구성되는 다른 피스톤(32)을 포함하는 것인 구동 장치.
8. 제7항에 있어서,
   한편으로는 메인 피스톤(22)에 의해 그리고 다른 한편으로는 고정 피스톤(32)에 의해 한정되는 유압 챔버(26)
   를 포함하는 구동 장치.
9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 고정 피스톤(32)은 메인 로드(16)가 고정 피스톤을 통과하도록 하는 것인 구동 장치.
10. 제9항에 있어서, 결합 수단을 제어하는 제어 수단은 커플링 로드(64)에 연결되는 커플링 피스톤(62)을 포함하고, 상기 구동 장치는, 3개의 유압 연결부(77, 78, 79)를 통해, 즉
    - 메인 피스톤 및 고정 피스톤에 의해 한정되는 유압 챔버(26)와 제어 유닛 사이의 제1 연결부(77),
    - 메인 피스톤 및 실린더에 의해 한정되는 유압 챔버(24)와 제어 유닛 사이의 제2 연결부(79), 그리고
    - 고정 피스톤 및 실린더에 의해 한정되는 유압 챔버(36) 그리고 커플링 피스톤 및 실린더에 의해 한정되는 유압 챔버(70) 양자를 연결하는 채널과 제어 유닛 사이의 제3 연결부(78)
    를 통해, 메인 피스톤(22), 고정 피스톤(32) 및 커플링 피스톤(62)이 제어 유닛(81)에 의해 제어될 수 있도록 구성되는 것인 구동 장치.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 밸브는 폐쇄 위치에서 잠겨있을 수 있으며, 결합 수단(40)을 제어하는 제어 수단(60)은 또한 밸브를 푸는 풀림 수단(92)을 제어하는 것인 구동 장치.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 따른 구동 장치 및 조절 밸브를 포함하는 조립체로서,
    구동 장치의 하우징(14) 수용 부분, 밸브(13)의 하우징 수용 부분, 및 그 이동 중에 결합 수단을 안내하는 안내 수단을 포함하는 안내 요소(96)
    를 더 포함하는 조립체.
13. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 따른 구동 장치(10)를 조절 밸브 또는 주입 레이들에 장착 및 분해하기 위한 장치로서, 구동 장치의 자동적인 장착 및 분해를 제공하도록 구성되는 장치.

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