KR101935560B1 - 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소화기 용기에 소화기 밸브를 확실하게 조인 후 불연성 가스를 주입할 수 있는 축압식 분말소화기용 불연성 가스 주입기를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 수평 상태로 누운 소화기 용기를 떠받쳐 지지하는 용기받침, 상기 소화기 용기에 결합된 소화기 밸브를 받쳐주는 밸브 지그, 상기 소화기 밸브의 방출구멍에 밀착되면서 잡아주고 가스공급장치에서 보내진 일정량의 불연성 가스를 상기 소화기 용기 내부로 주입하는 노즐, 상기 소화기 밸브에 결합된 소화기 레버를 눌러주는 푸셔, 유압을 공급받아 작동하는 유압실린더에 의해 조가 자동으로 이동하는 유압척이 장치되고, 모터로부터 회전력을 전달받아 상기 유압척에 회전을 주는 헤드 스톡, 상기 유압척의 조에 고정되고, 상기 유압척의 작동에 따라 상기 용기받침 위에 올려 놓인 소화기 용기의 끝부분을 클램핑 또는 언클램핑하는 클램핑 조, 상기 헤드 스톡을 탑재하여 상기 클램핑 조에 물린 채 회전하는 상기 소화기 용기를 상기 밸브 지그 쪽으로 슬라이딩 이동시키는 새들을 포함하는 축압식 분말소화기용 불연성 가스 주입기를 개시한다.

Description

축압식 소화기용 불연성 가스 주입기{UNCOMBUSTIBILITY GAS INJECTOR FOR STORED PRESSURE TYPE DRY CHEMICAL FIRE EXTINGUISHER}

본 발명은 노즐을 사용하여 축압식 분말소화기의 본체용기(소화기 용기) 내부에 질소, 이산화탄소 등의 불연성 가스를 자동으로 주입 및 충전할 수 있는 축압식 분말소화기용 불연성 가스 주입기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 소화기 용기의 주둥이에 체결하는 소화기 밸브(헤드)를 확실하게 조여 불연성 가스가 밖으로 누출되지 않도록 차단한 상태에서 불연성 가스를 주입하고, 아울러 소화기 용기의 크기(규격)에 상관없이 범용적으로 안전하게 불연성 가스를 주입할 수 있는 축압식 분말소화기용 불연성 가스 주입기에 관한 것이다.

일반적으로 분말소화기는 본체용기(소화기 용기) 안에 분말소화약제를 가압 또는 축압해서 방사하는 것으로, 크게 가압식 분말소화기와 축압식 분말소화기로 분류된다.

이 중에서 가압식 분말소화기는 분말소화약제가 담긴 본체용기와 별도의 가압용 가스용기에 압축가스를 봉입하여 장치하고, 소화기를 작동시키기 위해 윗레버와 밑레버를 함께 모아 힘껏 움켜쥐면 가압용 가스용기(CO₂충전)의 봉판이 뚫리고, 이때 가압용 가스용기 압력이 본체용기 내로 유도되어 분말소화약제를 밖으로 방출하는 구조로, 압력 확인이 어렵고 본체용기가 부식되거나 분출구가 막힌 상태에서 사용할 경우 폭발 위험이 있어 현재는 생산이 중단되었다.

축압식 분말소화기는 본체용기에 분말소화약제와 함께 압력원인 불연성 가스를 같이 압축 충전하여 안전핀을 제거한 후 소화기 헤드의 윗레버(이하, '레버'라 칭함)와 밑레버(손잡이)를 함께 모아 힘껏 움켜쥐어 밸브를 개방 작동시키면 질소, 이산화탄소 등 불연성 가스의 가압작용에 의해 분말소화약제가 사이폰관(약제방출관)을 통해 밖으로 방출되는 구조로, 소화기 헤드 부분에 불연성 가스의 충압 여부를 확인할 수 있도록 지시압력계가 부착되어 있다.

이러한 축압식 분말소화기는 본체용기의 주둥이를 통해 분말소화약제를 일정량 주입하고, 그 주둥이에 소화기 밸브(이하, 윗레버와 밑레버 및 지시압력계를 포함하는 소화기 헤드 전체를 통칭하여 일컫음)를 나사 결합 방식으로 작업자가 일일이 조여서 조립한 후 불연성 가스를 주입 및 충전하는데, 특히 불연성 가스는 윗레버(레버)를 눌러 밸브를 개방한 상태에서 소화기 밸브의 방출구멍을 통해 주입한다.

그런데 이 과정을 일일이 수작업으로 할 경우 작업에 시간이 많이 들어가고 불연성 가스의 주입량을 일정하게 유지하는데 상당한 어려움이 따를 수밖에 없다.

이에 따라 분말소화기의 본체용기를 고정한 채 윗레버를 눌러 소화기 밸브의 방출구멍을 개방하고 노즐을 사용하여 불연성 가스를 자동으로 주입할 수 있는 장치가 제안된 바 있다.

예컨대, 대한민국 등록특허공보 제10-0593877호에 '소화기 질소가스 주입장치'가 개시되어 있다.

그러나 이는 단순히 분말소화기의 본체용기를 고정한 채 윗레버를 눌러 소화기 밸브의 방출구멍을 개방한 상태에서 본체용기 내에 불연성 가스를 주입하는 것에 불과하여 작업의 효율성과 생산성이 현저히 떨어지는 한계가 있다.

또한, 분말소화기의 본체용기 자체가 압력용기인 구조적 특성상 불연성 가스를 주입하는 과정에서 자칫 소화기 밸브가 풀리면서 순간적으로 튀어 날아가는 사고를 일으킬 수 있는 데다 분말소화약제가 비산되면서 작업장 내 환경을 오염시키고, 작업자의 호흡기 질환을 유발하는 등의 안전사고를 야기하는 문제점이 있다.

여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.

KR 10-0593877 B1(2006.06.20) KR 20-1990-0010022 Y1(1990.06.02) KR 10-1880120 B1(2018.07.13)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하면서 기존의 축압식 분말소화기용 불연성 가스 주입기가 지닌 기술적 한계 및 문제점을 해결하려는 발상에서 착안하여 불연성 가스가 밖으로 누출되지 않도록 소화기 밸브를 확실하게 조여 소화기 용기를 밀봉한 후 불연성 가스를 주입할 수 있고, 아울러 소화기 용기의 크기(규격)에 상관없이 범용적으로 안전하게 불연성 가스를 주입할 수 있는 등 범용성(다양한 크기의 소화기 용기를 적용할 수 있는)이 있으면서 안전성과 작업의 효율성을 향상시키는 효과를 도모함 물론이고, 자동화로 작업의 편리성과 용이성 및 생산성을 제고할 수 있는 새로운 구조의 축압식 분말소화기용 불연성 가스 주입기를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 불연성 가스가 밖으로 누출되지 않도록 소화기 용기를 밀봉한 후 불연성 가스를 주입할 수 있도록 하는 축압식 분말소화기용 불연성 가스 주입기를 제공하는 데 있는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제 및 목적은 소화기 용기의 크기에 상관없이 범용적으로 안전하게 불연성 가스를 주입할 수 있도록 하는 축압식 분말소화기용 불연성 가스 주입기를 제공하는 데 있는 것이다.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 태양에 따른 구체적 수단은, 베드(bed), 상기 베드의 상면에 고정되고, 수평 상태로 누운 소화기 용기를 일정한 높이로 떠받쳐 지지하는 용기받침, 상기 베드의 상면 한쪽에 고정되고, 상기 소화기 용기에 결합된 소화기 밸브를 받쳐주는 밸브 지그, 상기 밸브 지그에 장착되고, 제1액추에이터의 작동에 따라 상기 소화기 밸브의 방출구멍에 밀착되면서 잡아주고 가스공급장치에서 보내진 일정량의 불연성 가스를 상기 소화기 용기 내부로 주입하는 노즐, 상기 밸브 지그에 장착되고, 제2액추에이터의 작동에 따라 상기 소화기 밸브에 결합된 소화기 레버를 눌러주는 푸셔, 상기 베드의 상면 다른 한쪽에 구비되고, 유압을 공급받아 작동하는 유압실린더에 의해 조(jaw)가 자동으로 이동하는 유압척이 장치되고, 모터로부터 회전력을 전달받아 상기 유압척에 회전을 주는 헤드 스톡(head stock), 상기 유압척의 조에 고정되고, 상기 유압척의 작동에 따라 상기 용기받침 위에 올려 놓인 소화기 용기의 끝부분을 클램핑 또는 언클램핑하는 클램핑 조(clamping jaw), 상기 베드와 상기 헤드 스톡 사이에 위치되고, 상기 헤드 스톡을 탑재하여 상기 클램핑 조에 물린 채 회전하는 상기 소화기 용기를 제3액추에이터의 신장 작용으로 상기 밸브 지그 쪽으로 슬라이딩 이동시키는 새들 및 상기 제1 내지 제3액추에이터, 상기 가스공급장치, 상기 유압척 및 상기 모터의 전반적인 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 축압식 분말소화기용 불연성 가스 주입기를 제시한다.

이로써 본 발명은 축압식 분말소화기의 본체용기 내부에 질소, 이산화탄소 등의 불연성 가스를 주입 및 충전할 때 불연성 가스가 밖으로 누출되지 않도록 소화기 밸브를 확실하게 조여서 소화기 용기의 주둥이를 밀봉한 후 노즐을 사용하여 불연성 가스를 주입할 수 있을 뿐만 아니라 소화기 용기의 크기에 상관없이 범용적으로 안전하게 불연성 가스를 주입할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양은, 상기 베드와 상기 새들 사이에 장치되고, 상기 클램핑 조와 상기 용기받침의 설치 간격을 조절하기 위해 핸들의 회전 방향에 따라 상기 헤드 스톡과 상기 새들을 직선 운동으로 일정 거리를 이동시키는 리니어 액추에이터를 더 포함하여 구성됨으로써 소화기 용기의 크기(규격)에 상관없이 범용적으로 사용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양은, 상기 모터의 동작에 따른 기계적인 저항을 감지 및 측정하여 상기 제어부로 검출 신호를 출력하는 회전압력센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 회전압력센서의 출력 값이 미리 정해진 값을 초과하면 상기 모터의 작동을 정지시키고, 제1액추에이터를 작동시켜 노즐을 소화기 밸브의 방출구멍에 밀착시키고, 상기 제2액추에이터를 작동시켜 푸셔로 상기 소화기 레버를 눌러 상기 소화기 밸브를 개방시킨 후, 상기 가스공급장치를 펌핑 작동시켜 상기 소화기 밸브의 방출구멍에 밀착된 상기 노즐을 통해 소화기 용기 내부로 일정량의 불연성 가스를 주입하도록 제어함으로써 불연성 가스가 밖으로 누출되지 않도록 소화기 밸브를 안전하게 장착할 수 있고, 이로 인해 불연성 가스를 주입하는 과정에서 소화기 밸브가 풀려서 순간적으로 튀어 날아가거나 분말소화약제가 비산되면서 작업장 내 환경을 오염시키는 등의 안전사고를 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양은, 상기 유압척에, 상기 클램핑 조 중 분할된 적어도 하나 이상과 상기 소화기 용기 사이에서 작용하는 압력을 감지 및 측정하여 상기 제어부로 검출 신호를 출력하는 물림압력센서가 구비되고, 상기 제어부는, 상기 물림압력센서의 출력 값과 미리 정해진 설정 값을 비교하여 그 출력 값이 설정 값보다 작으면 상기 모터의 회전수를 감속하면서 정지하도록 제어함으로써 클램핑 조가 소화기 용기를 제대로 물지 못한 상태로 작동하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양으로 상기 밸브 지그에, 상기 소화기 용기에 결합된 소화기 밸브의 일부분이 삽입 및 흔들림 없이 자리 잡도록 움푹하게 패인 안착홈이 형성됨으로써 불연성 가스가 밖으로 누출되지 않도록 소화기 밸브를 더욱 안정적으로 밀봉함은 물론 정확하고 안전하게 불연성 가스를 주입할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양은, 상기 소화기 밸브의 지시압력계 정보를 검지하여 전기적인 영상신호로 변환하는 이미지센서가 상기 밸브 지그의 상측에 장치되고, 상기 제어부는, 상기 이미지센서의 작동을 제어하는 센서구동부 및 상기 이미지센서에서 획득한 영상정보를 분석하여 소화기 용기의 압력이 미리 정해진 설정값 이상으로 상승했는지를 판단하는 영상판독부를 포함하여 이루어져 상기 영상판독부가 소화기 용기의 압력이 미리 정해진 설정값 이상으로 상승한 것으로 판단하면 제1 및 제2액추에이터를 원래대로 복귀시키고 가스공급장치의 작동을 중지시킬 수 있다.

상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 태양은, 축압식 분말소화기의 본체용기(소화기 용기) 내부에 질소, 이산화탄소 등의 불연성 가스를 주입 및 충전하기 전에 불연성 가스가 밖으로 누출되지 않도록 소화기 밸브를 확실하게 조여서 소화기 용기를 밀봉한 후 노즐을 사용하여 불연성 가스를 주입함으로써 소화기 용기에 불연성 가스를 주입하는 과정에서 압력에 의해 소화기 밸브가 풀려서 순간적으로 튀어 날아가거나 분말소화약제가 비산되면서 작업장 내 환경을 오염시키는 등의 안전사고를 예방할 수 있다.

또한, 소화기 용기의 밀봉력을 극대화하여 불연성 가스의 압력이 조기에 감소되는 것을 방지함으로써 소화기의 교체 및 충전 주기 등 사용연한을 늘릴 뿐만 아니라 화재 발생 시 분말소화약제의 방출하는 힘을 상실하여 소화기가 제대로 작동하지 않거나 오작동하는 것을 막을 수 있다.

더구나 유압실린더에 의해 조(jaw)가 자동으로 이동하는 유압척(파워척)의 작동에 따라 클램핑 조가 용기받침 위에 올려 놓인 소화기 용기의 끝부분을 자동으로 클램핑 또는 언클램핑하고, 아울러 리니어 액추에이터에 의해 클램핑 조와 용기받침의 간격을 조절하는 구조이기 때문에 소화기 용기의 크기에 상관없이 범용적으로 안전하게 불연성 가스를 주입할 수 있다.

그뿐만 아니라 소화기 용기에 불연성 가스를 누출됨 없이 자동으로 정량 주입하기 때문에 작업의 편리성과 용이성을 제고함은 물론이고, 효율성과 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기를 개략적으로 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기의 구성요소 중 일부를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기의 구성요소 중 일부를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기의 구성요소 중 노즐을 확대하여 나타낸 부분 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기의 작동 상태를 나타낸 평면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 본 명세서에서 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함하는 의미이며, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

즉, 본 명세서에서 설시하는 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해해야 한다.

이외에도 "부" 및 "유닛"의 용어에 대한 의미는 시스템에서 목적하는 적어도 하나의 기능이나 어느 일정한 동작을 처리하는 단위 또는 역할을 하는 모듈 형태를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 혹은 하드웨어 및 소프트웨어의 결합 등을 통한 수단이나 독립적인 동작을 수행할 수 있는 디바이스 또는 어셈블리 등으로 구현할 수 있다.

그리고 상단, 하단, 상면, 하면, 또는 상부, 하부, 상측, 하측 등의 용어는 각 구성요소에 있어 상대적인 위치를 구별하기 위해 편의상 사용한 것이다. 예를 들어, 도면상의 위쪽을 상부로 아래쪽을 하부로 명명 및 지칭할 수 있다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있다. 즉, 제1, 제2 등의 용어는 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 구성요소는 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 또 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기의 주요 구성은 크게 베드(10), 용기받침(20), 밸브 지그(30), 노즐(40), 푸셔(50), 헤드 스톡(60), 새들(70), 이송대(80) 및 제어부(100)를 포함하고 있다.

베드(10)는 상면이 평평한 판 형상으로 이루어져 튼튼한 기반이나 기대(基臺) 기능 및 역할을 하는 것으로, 작업의 편의를 위해 일정한 높이를 갖는 테이블 위에 설치되어 있다.

여기서 베드(10)의 하부에는 수평 등을 용이하게 맞출 수 있도록 높낮이 조절이 가능한 다리(미부호)가 사방의 모서리 등에 장착될 수 있다.

용기받침(20)은 수평 상태로 누운 소화기 용기(1)를 일정한 높이로 떠받쳐 지지하기 위해 베드(10)의 상면 가운데 부분에 고정되어 있다.

즉, 용기받침(20)의 가운데 부분은 소화기 용기(1)의 바깥쪽 면 둘레와 대응되는 반원형의 패인 홈을 갖는 형상으로 형성되어 있다.

밸브 지그(30)는 수평 상태로 누운 소화기 용기(1)에 체결된 소화기 밸브(2)를 받쳐주기 위해 베드(10)의 상면 한쪽, 즉 용기받침(20)의 근처에 고정되어 있다.

그리고 밸브 지그(30)의 상면에는 수평 상태로 누운 소화기 용기(1)에 결합된 소화기 밸브(2) 일부분이 삽입 및 흔들림 없이 자리 잡도록 그 소화기 밸브(2)의 바깥쪽 면 둘레와 대응되게 움푹하게 패인 안착홈(31)이 형성되어 있다.

즉, 안착홈(31)은 노즐(40)이 소화기 밸브(2)와 안정적으로 도킹하는 것을 돕는 기능 및 역할을 한다.

노즐(40)은 제1액추에이터(41)의 작동에 따라 소화기 밸브(2)의 방출구멍에 밀착되면서 소화기 밸브(2)가 흔들리지 않도록 위치를 잡아주고, 가스공급장치에서 보내진 일정량의 불연성 가스를 소화기 용기(1) 내부로 주입하기 위해 밸브 지그(30)의 근처에 장착되어 있다.

즉, 노즐(40)은 소화기 밸브(2)를 통해 소화기 용기(1) 속으로 질소, 이산화탄소 등의 불연성 가스를 일정량 주입할 수 있도록 하기 위해 제어부(100)의 제어명령에 따른 제1액추에이터(41)의 신장 작용으로 소화기 밸브(2)의 방출구멍과 밀착되면서 소화기 밸브(2)가 흔들리지 않도록 위치를 잡아주고, 이 상태에서 제어부(100)의 제어명령에 따른 가스공급장치의 펌핑 작동에 의해 소화기 용기(1) 내부로 일정량의 불연성 가스를 주입한 후 제1액추에이터(41)의 수축 작용으로 원래대로 복귀하는 기능 및 역할을 한다.

여기서 노즐(40)의 끝부분은 소화기 밸브(2)의 방출구멍 속으로 용이하게 삽입되도록 형성되어 있고, 아울러 소화기 밸브(2)와 밀착이 안정적으로 이루어져서 불연성 가스를 주입하는 과정에서 누출되는 것을 방지하도록 간극을 막아주는 오링(42)이 장착되어 있다.

한편, 노즐(40)은 제어부(100)의 제어명령에 따라 불연성 가스를 저장하는 탱크에서 일정량씩 펌핑하여 압송하는 가스공급장치로부터 불연성 가스를 배관이나 호스 등의 유체 통로를 통해 일정하게 공급받을 수 있다.

즉, 노즐(40)에 불연성 가스를 공급하는 가스공급장치로는 예를 들면, 불연성 가스를 압축해 압력 및 속도를 높여서 송출하는 통상의 에어 컴프레서(air compressor)를 채용할 수 있고, 또는 분사 압력이 일정하게 유지되도록 정압작용을 위한 별도의 레귤레이터(regulator)를 통해 일정한 압력으로 불연성 가스를 공급하는 통상의 구조를 채택하여 적용할 수 있다.

푸셔(50)는 제2액추에이터(52)의 작동에 따라 소화기 밸브(2)에 결합된 소화기 레버(3)를 눌러주기 위해 밸브 지그(30)의 근처에 장착되어 있다.

즉, 푸셔(50)는 소화기 용기(1)의 내부로 질소, 이산화탄소 등의 불연성 가스를 주입 및 충전할 수 있도록 제어부(100)의 제어명령에 따른 제2액추에이터(52)의 신장 및 수축 작용으로 소화기 레버(3)를 눌러 소화기 밸브(2)를 개방하거나 폐쇄하는 기능 및 역할을 한다.

헤드 스톡(60)은 소화기 용기(1)를 가압하여 잡아주는 유압척(61)을 일정 높이에 위치시킨 상태로 지지하고, 모터(64)로부터 회전력을 전달받아 유압척(61)에 회전을 주도록 베드(10)의 한쪽 상면에 위치 이동이 가능하게 장치되어 있다.

즉, 헤드 스톡(60)은 지지 및 회전 마찰력을 줄여주기 위한 유닛 베어링(67)에 의해 새들(70)에 고정된 채로 모터(64)의 회전력으로 회전 가능하게 구비되어 있고, 그 끝에는 유압을 공급받아 작동하는 유압실린더(63) 또는 공기압을 이용하여 작동하는 공압실린더에 의해 여러 개의 조(62)를 개폐하는 유압척(61)이 장치되어 있다.

여기서 유압척(61)은 유압실린더(63)에 의해 여러 개의 조(62)가 연동하여 자동으로 동시에 이동하면서 클램핑 및 언클램핑하는 통상의 유압 클램핑 메커니즘 구조를 채용할 수 있다.

예를 들면, 유압척(61)은 유압장치 또는 공압장치나 유압 또는 공압 액추에이터에서 발생하는 압력을 동력원으로 사용하며, 드로우 바를 통해 압력을 전달하여 조(jaw)를 움직여서 소재를 파악(chucking)하는, 즉 유압 또는 공압 액추에이터의 작동 방향에 따라 소재를 클램핑 또는 언클램핑하는 구조의 파워척으로 이루어질 수 있다.

그리고 모터(64)는 헤드 스톡(60)을 일정한 회전수로 회전시키기 위해 베드(10)의 한쪽 상면에 브래킷 등에 의해 고정 설치되어 있다.

또한, 모터(64)는 제어부(100)의 개폐 신호에 따라 회전력을 헤드 스톡(60)에 전달하도록 그 작동축이 전동유닛에 의해 헤드 스톡(60)의 스핀들(65)과 연결되어 있다.

여기서 모터(64)로는 작동이 확실하고 자동 원격조작이 가능하며 속도의 조정과 정지·역전 등이 쉽게 이루어지도록 전동기나 엔진 등에 의해서 구동되는 유압펌프로 발생시킨 고압을 작동축에 주어 동력을 발생시키는 유압모터를 채용할 수 있다.

또한, 모터(64)로는 제어신호에 따른 전압 입력을 회전각으로 바꾸어 정지 및 반전 동작이 신속하게 이루어지는 서보 모터나 일정 각도만큼 회전하는 스텝 모터를 채용할 수 있고, 그밖에 모터의 회전수를 감속하여 구동에 필요한 힘으로 출력하도록 조절하는 감속기를 포함하는 기어드 모터를 채용할 수도 있다.

아울러 모터(64)와 스핀들(65)을 연결하는 전동유닛으로는 모터(64)의 작동축과 스핀들(65)의 바깥쪽 둘레에 장치한 풀리에 벨트를 걸고 전동하는 벨트 전동 방식이나 스프로킷에 체인을 걸고 전동하는 체인 전동 방식 등을 채용할 수 있다.

한편, 모터(64)의 동작에 따른 기계적인 저항을 감지 및 측정하여 제어부(100)로 검출 신호를 출력하는 회전압력센서(PS1)가 구비되어 있다.

그리고 유압척(61)의 조(62)에는 유압척(61)의 작동에 따라 용기받침(20) 위에 올려 놓인 수평 상태로 누운 소화기 용기(1)의 끝부분을 감싸듯이 클램핑 또는 언클램핑하는 클램핑 조(66)가 각각 고정되어 있다.

즉, 클램핑 조(66)는 유압척(61)의 작동에 따라 조(62)와 함께 작동하면서 소화기 용기(1)의 끝부분을 안정적으로 물고 회전과 동시에 이동시키기 위해 원통형을 여러 개로 분할한 호형으로 형성되어 있다.

또한, 유압척(61)에는 여러 개의 클램핑 조(66) 중 적어도 하나 이상의 클램핑 조(66)와 소화기 용기(1) 사이에서 작용하는 압력을 감지 및 측정하여 제어부(100)로 검출 신호를 출력하는 물림압력센서(PS2)가 구비되어 있다.

새들(70)은 헤드 스톡(60)을 탑재하여 유압척(61)의 작동에 따라 클램핑 조(66)에 물린 채 회전하는 소화기 용기(1)를 제3액추에이터(73)의 신장 및 수축 작용으로 밸브 지그(30) 쪽으로 슬라이딩 이동하도록 안내하기 위해 베드(10)와 헤드 스톡(60) 사이에 위치되어 있다.

즉, 새들(70)은 소화기 용기(1)를 회전과 동시에 서서히 이동시킴으로써 소화기 밸브(2)를 확실하게 조여 소화기 용기(1)를 밀봉할 수 있도록 제어부(100)의 제어명령에 따른 제3액추에이터(73)의 신장 작용으로 슬라이딩 이동한다.

여기서 새들(70)은 베드(10)의 상면에 고정되어 슬라이딩 이동을 안내하는 가이드 레일(74)과, 이 가이드 레일(74)을 따라 슬라이딩 왕복 운동하는 가이드 블록(75) 및 이 가이드 블록(75) 위에 고정되고 헤드 스톡(60)이 탑재되는 슬라이더(76)로 이루어질 수 있다.

또한, 새들(70)의 가이드 레일(74)과 가이드 블록(75)은 이송에 따른 관성력 및 편하중 등의 힘을 고르게 분산시켜 유격이나 편마모에 의한 손상을 방지할 뿐만 아니라 진동 및 비틀림 현상을 최소화함으로써 한층 원활한 이송이 가능하면서 고도의 정밀한 동작을 유지하도록 좌우 또는 상하 한 쌍으로 설치하는 것이 바람직하다.

아울러 새들(70)은 위치 이동을 정확하게 인식 및 제어하기 위해 슬라이딩 이동에 따른 위치를 제어하는 센서 또는 속도 및 위치를 감지하기 위한 엔코더와 비전 시스템 등이 구비될 수도 있다.

이송대(80)는 새들(70)을 탑재하여 베드(10) 위에 장착된 가이드 레일(84)을 따라 일정 거리를 이동한다.

즉, 핸들(81)의 회전 방향에 따라 리니어 액추에이터(82)가 이송대(80)를 직선 운동으로 원하는 위치에 이동시켜서 클램핑 조(66)와 용기받침(20)의 최초 설치 간격을 조절한다.

여기서 이송대(80)는 베드(10)의 상면에 고정되어 슬라이딩 이동을 안내하는 가이드 레일(84)과, 이 가이드 레일(84)을 따라 슬라이딩 왕복 운동하는 가이드 블록(85) 및 이 가이드 블록(85) 위에 고정되고 새들(70)이 탑재되는 슬라이더(86)로 이루어질 수 있다.

또한, 이송대(80)의 가이드 레일(84)과 가이드 블록(85)은 이송에 따른 관성력 및 편하중 등의 힘을 고르게 분산시켜 유격이나 편마모에 의한 손상을 방지할 뿐만 아니라 진동 및 비틀림 현상을 최소화함으로써 한층 원활한 이송이 가능하면서 고도의 정밀한 동작을 유지하도록 좌우 또는 상하 한 쌍으로 설치하는 것이 바람직하다.

한편, 제3액추에이터(73)는 헤드 스톡(60)이 탑재된 새들(70)을 이송시키기 위해 제어부(100)의 제어명령에 따라 작동하도록 이송대(80)의 한쪽에 탑재되어 있다.

여기서 제1 내지 제3액추에이터(41)(52)(73)로는 제어부(100)가 컴프레셔 등의 구동원에 제어 신호를 전달하여 유압이나 공기압으로 실린더(푸시 로더, 피스톤 또는 플런저)를 가동시키면 전후진 또는 승강하는 구조의 통상적인 유압 또는 공압실린더와 같이 에너지와 제어 신호를 기계적인 일로 변환하는 장치 및 액추에이터 기구를 채택하여 적용할 수 있다.

아울러 리니어 액추에이터(82)로는 나사축이 회전하면 볼의 회전으로 마찰이나 진동 없이 너트가 이동하는 너트 이동형 볼스크류나 볼스크류잭을 채용할 수 있다. 이 경우 볼스크류의 나사축 부분이 베드(10)에 고정되어 회전 마찰력을 줄여주기 위한 유닛 베어링(87)에 의해 지지되고, 너트(88) 부분이 이송대(80)에 고정된 채로 전진 및 후진 운동이 이루어지게 된다.

이외에 서보 모터와 랙 및 피니언과 같은 기어 구동방식으로 맞물려 서보 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 리드 스크류 등과 같은 구조를 채용할 수도 있다.

제어부(100)는 제1 내지 제3액추에이터(41)(52)(73), 가스공급장치(미도시), 모터(64) 및 유압척(61)의 작동을 미리 입력된 설정 프로그램에 의해 유기적이고 순차적으로 작동시키는 등 전반적인 가동을 제어한다.

즉, 제어부(100)는 전원 및 동작 제어 등을 위한 스위치 개폐 신호와, 회전압력센서(PS1) 및 물림압력센서(PS2)로부터 검출 신호를 각각 수신받고, 이를 기초로 하여 미리 입력된 설정 프로그램에 의해 모터(64)와 제1 내지 제3액추에이터(41)(52)(73)의 순차적인 작동과 함께 전반적인 가동을 제어한다.

여기서 제어부(100)는 발로 밟아 조작하는 풋(페달) 스위치나 푸시 스위치 등의 조작 및 개폐에 따라 신호를 인가하고, 모터(64)의 작동 및 회전 속도와, 제1 내지 제3액추에이터(41)(52)(73)의 작동을 감시, 제어하여 목표하는 결과나 값을 얻는 제어시스템으로 이루어질 수 있다.

아울러 새들(70)의 위치 이동을 정확하게 인식 및 제어하기 위해 슬라이딩 이동에 따른 위치를 제어하는 센서 또는 속도 및 위치를 감지하기 위한 엔코더와 비전 시스템 등이 구비될 수도 있다.

또한, 제어부(100)는 스위치 등을 작업자 직접 조작하거나 특정 명령을 선택 및 입력할 수 있는 조작패널 형태로 구비될 수도 있다.

한편, 제어부(100)는 회전압력센서(PS1)의 출력 값과 미리 정해진 설정 값을 비교하여 그 출력 값이 설정 값을 초과하면 모터(64)의 작동을 정지시키도록 제어함으로써 소화기 밸브(2)를 확실하게 조일 수 있을 뿐만 아니라 지나치게 많이 조여서 소화기 용기(1)와 결합 부분이 파손되는 것을 막을 수 있다.

아울러 제어부(100)는 물림압력센서(PS2)의 출력 값과 미리 정해진 설정 값을 비교하여 그 출력 값이 설정 값보다 작으면 모터(64)의 회전수를 감속하면서 정지하도록 제어함으로써 클램핑 조(66)가 소화기 용기(1)를 제대로 물지 못한 상태로 회전할 때 작용하는 원심력으로 인한 불규칙한 진동을 막을 수 있다.

한편, 밸브 지그(30)의 상측에는 제어부(100)의 제어명령에 따라 주기적으로 소화기 밸브(2)의 지시압력계 정보를 검지하여 전기적인 영상신호로 변환하는 이미지센서(90)가 장치되어 있다.

이와 더불어 제어부(100)는 이미지센서(90)의 작동을 미리 정해진 주기 또는 가스공급장치의 작동 시 제어하는 센서구동부(101) 및 이미지센서(90)에서 획득한 영상정보를 분석하여 소화기 용기(1)의 압력이 미리 정해진 설정값 이상으로 상승했는지를 판단하는 영상판독부(103)를 포함하여 구성되어 있다.

즉, 영상판독부(103)는 이미지센서(90)에서 획득한 영상정보를 분석하여 소화기 용기(1)의 현재 압력을 수치데이터로 변환하고, 변환된 압력값이 미리 정해진 설정값과 비교하여 기준치 이상인지를 판단하거나, 이미지센서(90)에서 획득한 영상정보를 분석하여 지시압력계의 바늘이 정상위치(녹색범위)에 있는지 여부를 확인해 판단할 수도 있다.

따라서 제어부(100)는 영상판독부(103)가 소화기 용기(1)의 압력이 설정값 이상으로 상승한 것으로 판단하면, 제1 및 제2액추에이터(41)(52)를 원래대로 복귀시키고 가스공급장치의 작동을 중지시키도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(100)는 별도의 디스플레이 소자나 음향출력기를 통하여 작업자에게 소화기 용기(1)의 불연성 가스 압력이 정상으로 주입 및 충전되었음을 시각적 및/또는 청각적으로 알릴 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기의 작용 및 작동 원리를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 8에 도시된 바와 같이 별도의 선행 작업을 통해 내부에 분말소화약제가 담기고 주둥이에 소화기 밸브(2)가 체결된 소화기 용기(1)를 용기받침(20) 위에 수평 상태로 눕히고, 소화기 밸브(2)는 밸브 지그(30) 위에 위치시킨 상태에서 스위치 조작 등으로 제어부(100)를 작동시킨다.

이렇게 되면, 도 9에 도시된 바와 같이 제어부(100)의 제어명령에 따라 제1액추에이터(41)가 신장 작동하여 노즐(40)을 소화기 밸브(2)의 방출구멍에 밀착시켜 소화기 밸브(2)가 흔들리거나 움직이지 않도록 위치를 견고하게 잡아주고, 아울러 새들(70)이 제3액추에이터(73)의 신장 작용으로 일정한 거리를 슬라이딩 이동하여 클램핑 조(66)가 용기받침(20)의 일부분을 감싸듯이 클램핑할 수 있는 위치로 헤드 스톡(60)을 이동시킨다.

계속해서, 도 10에 도시된 바와 같이 유압척(61)의 작동에 따라 클램핑 조(66)가 용기받침(20) 위에 올려 놓인 소화기 용기(1)의 끝부분을 자동으로 클램핑한 후, 모터(64)의 작동에 따라 소화기 용기(1)를 회전시킨다.

이때, 제3액추에이터(73)의 신장 작용으로 새들(70)이 서서히 슬라이딩 이동함으로써 유압척(61)의 작동에 따라 클램핑 조(66)에 물린 채 회전하는 소화기 용기(1)를 자연스럽게 밸브 지그(30) 쪽으로 이동시키고, 그 결과로 도 11에 도시된 바와 같이 소화기 밸브(2)가 확실하게 조여져 소화기 용기(1)는 밀봉된다.

이 상태에서 제1액추에이터(41)의 신장 작용으로 노즐(40)이 소화기 밸브(2)의 방출구멍에 밀착되고, 이어서 제2액추에이터(52)의 신장 작용으로 푸셔(50)가 소화기 레버(3)를 눌러 소화기 밸브(2)의 방출구멍을 개방시킨다.

이렇게 되면, 가스공급장치가 작동하여 소화기 밸브(2)의 지시압력계 바늘이 정상 압력 범위 내로 가리킬 때까지 노즐(40)을 통해 소화기 용기(1) 안에 불연성 가스를 주입한 후, 노즐(40)과 푸셔(50) 및 헤드 스톡(60)이 역순으로 작동한다.

즉, 제어부(100)는 이미지센서(90)에 의해 촬영된 영상정보를 분석하여 소화기 용기(1)의 압력이 미리 정해진 설정값 이상으로 상승한 것으로 판단되면, 제1 및 제2액추에이터(41)(52)를 원래대로 복귀시키고 가스공급장치의 작동을 중지시키기 위한 제어를 수행하고, 이에 따라 제1액추에이터(41)의 수축 작용으로 노즐(40)이, 제2액추에이터(52)의 수축 작용으로 푸셔(50)가 원래대로 복귀하며, 아울러 유압척(61)의 작동에 따라 클램핑 조(66)가 용기받침(20) 위에 올려 놓인 소화기 용기(1)를 언클램핑한 다음 제3액추에이터(73)의 수축 작용으로 이동하는 새들(70)에 의해 헤드 스톡(60)이 원래대로 복귀한다.

이 과정에서 회전압력센서(PS1)가 모터(64)의 동작에 따른 기계적인 저항을 감지 및 측정하여 제어부(100)로 검출 신호를 출력하며, 제어부(100)는 회전압력센서(PS1)의 출력 값이 미리 정해진 설정 값을 초과하면 모터(64)의 작동을 정지시키고, 제1액추에이터(41)를 작동시켜 노즐(40)을 소화기 밸브(2)의 방출구멍에 밀착시키고, 제2액추에이터(52)를 작동시켜 푸셔(50)로 소화기 레버(3)를 눌러 소화기 밸브(2)를 개방시킨 후, 가스공급장치를 펌핑 작동시켜 소화기 밸브(2)의 방출구멍에 밀착된 노즐(40)을 통해 소화기 용기(1) 내부로 일정량의 불연성 가스를 주입하도록 제어한다.

따라서 소화기 용기(1) 속에 불연성 가스를 주입 및 충전하기 전에 불연성 가스가 밖으로 누출되지 않도록 소화기 밸브(2)를 확실하게 조여 안전하게 장착할 수 있고, 이로 인해 소화기 용기(1) 속에 불연성 가스를 주입하는 과정에서 소화기 밸브(2)가 풀려서 순간적으로 튀어 날아가거나 분말소화약제가 비산되면서 작업장 내 환경을 오염시키는 등의 안전사고를 예방할 수 있다.

또한, 클램핑 조(66)가 유압척(61)과 연동하여 유압 및 공압으로 용기받침(20) 위에 올려 놓인 소화기 용기(1)의 끝부분을 자동으로 클램핑 또는 언클램핑하기 때문에 파악력(chucking force)이 강하며 작동 수고를 줄일 수 있어 작업의 효율성 및 생산성을 향상시킬 수 있다.

이와 더불어 리니어 액추에이터(82)에 의해 클램핑 조(66)와 용기받침(20)의 간격을 필요나 선택에 따라 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 소화기 용기(1)의 크기(규격)에 구애받지 않고 범용적으로 안전하게 사용할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지로 다양하게 변형하고 응용할 수 있음은 물론이고 각 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백하다.

그러므로 본 발명의 기술적 특징을 변형하고 응용하는 것에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

10: 베드 11: 슬릿
20: 용기받침 30: 밸브 지그
31: 안착홈 40: 노즐
41: 제1액추에이터 50: 푸셔
52: 제2액추에이터 60: 헤드 스톡
61: 유압척 62: 조
63: 유압실린더 64: 모터
65: 스핀들 66: 클램핑 조
70: 새들 73: 제3액추에이터
74: 가이드 레일 75: 가이드 블록
76: 슬라이더 80: 이송대
81: 핸들 82: 리니어 액추에이터
84: 가이드 레일 85: 가이드 블록
86: 슬라이더 100: 제어부
PS1: 회전압력센서 PS2: 물림압력센서
1: 소화기 용기 2: 소화기 밸브
3: 소화기 레버

Claims (4)

1. 베드(bed);
   상기 베드의 상면에 고정되고, 수평 상태로 누운 소화기 용기를 일정한 높이로 떠받쳐 지지하는 용기받침;
   상기 베드의 상면 한쪽에 고정되고, 상기 소화기 용기에 체결된 소화기 밸브를 받쳐주는 밸브 지그;
   상기 밸브 지그의 근처에 장착되고, 제1액추에이터의 작동에 따라 상기 소화기 밸브의 방출구멍에 밀착되면서 잡아주고, 가스공급장치에서 보내진 일정량의 불연성 가스를 상기 소화기 용기에 주입하는 노즐;
   상기 밸브 지그의 근처에 장착되고, 제2액추에이터의 작동에 따라 상기 소화기 밸브에 결합된 소화기 레버를 눌러주는 푸셔;
   상기 베드의 상면 다른 한쪽에 구비되고, 유압을 공급받아 작동하는 유압실린더에 의해 여러 개의 조(jaw)를 개폐하는 유압척이 장치되고, 모터로부터 회전력을 전달받아 상기 유압척에 회전을 주는 헤드 스톡(head stock);
   상기 유압척의 조에 고정되고, 상기 유압척의 작동에 따라 상기 용기받침 위에 올려 놓인 소화기 용기의 끝부분을 클램핑 또는 언클램핑하는 클램핑 조(clamping jaw);
   상기 베드와 상기 헤드 스톡 사이에 위치되고, 상기 헤드 스톡을 탑재하여 상기 유압척의 작동에 따라 상기 클램핑 조에 물린 채 회전하는 상기 소화기 용기를 제3액추에이터의 신장 작용으로 상기 밸브 지그 쪽으로 슬라이딩 이동시키는 새들; 및
   상기 제1 내지 제3액추에이터, 상기 가스공급장치, 상기 유압척 및 상기 모터의 전반적인 작동을 제어하는 제어부;
   를 포함하는 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 소화기 용기에 결합된 소화기 밸브의 일부분이 삽입 및 흔들림 없이 자리 잡도록 상기 밸브 지그에 형성된 안착홈;
   상기 새들을 탑재하여 상기 베드 위에 장착된 가이드 레일을 따라 일정 거리를 이동하는 이송대; 및
   핸들의 회전 방향에 따라 상기 이송대를 직선 운동으로 원하는 위치에 이동시켜 상기 클램핑 조와 상기 용기받침의 간격을 조절하는 리니어 액추에이터;
   를 더 포함하는 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 모터의 동작에 따른 기계적인 저항을 감지 및 측정하여 상기 제어부로 검출 신호를 출력하는 회전압력센서;
   를 더 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 회전압력센서의 출력 값과 미리 정해진 설정 값을 비교하여 그 출력 값이 설정 값을 초과하면 상기 모터의 작동을 정지시키고, 상기 제1액추에이터를 작동시켜 상기 노즐을 소화기 밸브의 방출구멍에 밀착시키고, 상기 제2액추에이터를 작동시켜 푸셔로 상기 소화기 레버를 눌러 상기 소화기 밸브를 개방시킨 후, 상기 가스공급장치를 펌핑 작동시켜 상기 소화기 밸브의 방출구멍에 밀착된 상기 노즐을 통해 소화기 용기 내부로 일정량의 불연성 가스를 주입하도록 제어하는 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 밸브 지그의 상측에 장치되고, 상기 소화기 밸브의 지시압력계 정보를 검지하여 전기적인 영상신호로 변환하는 이미지센서;
   를 더 포함하며,
   상기 제어부는, 상기 이미지센서의 작동을 제어하는 센서구동부; 및
   상기 이미지센서에서 획득한 영상정보를 분석하여 소화기 용기의 압력이 미리 정해진 설정값 이상으로 상승했는지를 판단하는 영상판독부;
   를 포함하여,
   상기 영상판독부가 소화기 용기의 압력이 미리 정해진 설정값 이상으로 상승한 것으로 판단하면 제1 및 제2액추에이터를 원래대로 복귀시키고 가스공급장치의 작동을 중지시키는 축압식 소화기용 불연성 가스 주입기.

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