KR200174620Y1 - 복원력을 구비한 피스톤링 - Google Patents

Abstract

본 고안은 클레이건(clay gun)에 설치되는 피스톤링(piston ring)에 관한 것으로, 보다 상세히는 열변형 및 탄성에 강한 피스톤링을 갖추어 머드재의 후방밀림에 의한 설비고장의 유발과 피스톤링의 수명단축, 출선구 폐쇄실패등을 방지하여 안정된 조업을 도모하는 복원력을 구비한 피스톤링에 관한 것이다.

본 고안은 노즐팁(11), 노즐(12), 머드재가 충진되는 전방몸체(13), 램실린더(15)가 내장되는 후방몸체(14), 상기 램실린더(15)의 선단에 압력플레이트(16a)와 고정링(16b)를 갖는 피스톤부(16) 및 머드재를 제거하는 스크래퍼링(17)등으로 구성되어 출선구를 머드재로서 폐쇄하는 클레이건(10)에 있어서, 상기 압력플레이트(16a)와 고정링(16b)사이에 형성되는 환고리형 링조립홈(5)에는 사다리꼴단면의 제 1피스톤링(4)을 장착하고, 상기 제 1피스톤링(4)의 좌우양측면에 일측면이 각각 경사지게 면접하고, 상기 압력플레이트(16a)와 고정링(16b)에 타측면이 각각 경사지게 면접하여 방사방향으로 확장되도록 사다리꼴단면의 제 2,3피스톤링(3a)(3b)을 갖추어 상기 전방몸체(13)의 내주면에 상기 제 2,3피스톤링(3a)(3b)의 외주면이 항상 밀착되어 머드재의 후방유출을 방지하는 복원력을 구비한 피스톤링를 제공한다.

Description

복원력을 구비한 피스톤링{PISTON RING WHICH HAVING RETURN FORCE}

본 고안은 클레이건(clay gun)에 설치되는 피스톤링에 관한 것으로, 보다 상 세히는 열변형 및 탄성에 강한 피스톤링을 갖추어 머드재의 후방밀림에 의한 설비고장의 유발과 피스톤링의 수명단축, 출선구 폐쇄실패등을 방지하여 안정된 조업을 도모하는 복원력을 구비한 피스톤링에 관한 것이다.

일반적으로 클레이건은 고로 및 코렉스공장의 주상에서 개공된 출선구를 통해 용강출선이 완료된 후, 상기 출선구를 원격조작으로 안전하고, 확실하게 머드(mud)재로 폐쇄시키는 주요설비로서 고열 및 분진등의 열악한 환경조건에서도 충분한 내구성을 갖추도록 설계제작된다.

이러한 클레이건(10)은 도 1과 2에 도시한 바와같이, 노즐팁(11), 노즐(12), 머드재가 충진되는 전방몸체(13), 미도시된 왕복작동부재에 의해서 전후진되는 램실린더(15)가 내장되는 후방몸체(14)와, 상기 램실린더(ram cylinder)(15)의 선단에 장착되는 피스톤부(16) 및 상기 램실린더(15)의 외주면에 묻은 머드재를 제거하는 스크래퍼링(scraper ring)(17)등으로 구성된다.

한편, 상기 피스톤부(16)는 도 2와 3에 도시한 바와같이, 상기 램실린더(15)의 선단에 조립되는 압력플레이트(16a), 고정링(16b)과, 이들사이에 형성되는 환고리형의 링조립홈에 장착되고, 외부면이 상기 전방몸체의 내주면에 밀착되는 전,후방피스톤링(18a)(18b)으로 구성된다.

따라서, 상기와 같은 클레이건(10)을 이용하여 출선완료된 출선구를 폐쇄하고자 하는 경우, 상기 후방몸체(14)에 내장된 램실린더(15)을 전진작동하면, 머드재가 채워져 있는 전방몸체(13)내에 배치된 피스톤부(16)가 전진되면서 머드재가 노즐(12)측으로 압축되기 때문에, 압축된 머드재가 노즐팁(11)을 통하여 출선구로 이송되면서 상기 출선구를 머드재로서 막는 것이다.

그러나, 상기 클레이건(10)을 이용하여 다수개 출선구에 대한 폐쇄작업을 일정기간 반복하게 되면, 상기 램실린더(15)의 반복적인 왕복운동과 더불어 전방몸체(13)내에서 왕복운동하는 피스톤부(16)의 피스톤링부재(18a)(18b)는 마모되어 외경이 축소되고, 고열로 인한 탄성력의 저하와 방사방향으로 확장 복원력이 상실되는 한편, 상기 전,후방피스톤링(18a)(18b)의 주변에 부착, 고착되는 머드재에 의해서 방사방향으로의 확장력이 상실되기 시작한다.

이로 인하여 상기 전방몸체(13)의 내주면과 전,후방피스톤링(18a)(18b)의 외주면사이에는 큰 틈새가 생기게 되고, 출선구 폐쇄작업을 위한 머드재충진작업시 전방으로 압착되어야할 머드재가 상기 틈새를 통하여 후방측으로 유출되고, 밀린 머드재가 제때에 제거되지 않을 경우, 후방몸체(14)로의 역압축현상에 의해서 램실린더(15)의 고장, 피스톤커버의 고장, 스크래퍼링(17)의 파손을 초래하였다. 또한, 충진량 지시기의 고장을 유발하여 머드충진량을 운전자가 감지할수 없게 되어 감각에 의한 위험한 운전을 수행하는등의 조업불안전의 요인되고 있다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로써, 그 목적은, 머드재의 후방밀림을 예방하고, 사용수명을 연장하며, 출선구의 폐쇄밀봉작업을 안정적으로 수행하여 작업생산성을 향상시킬 수 있는 복원력을 구비한 피스톤링을 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 클레이건을 도시한 외관도,

도 2는 일반적인 클레이건을 도시한 종단면도,

도 3은 종래기술에 따른 클레이건의 피스톤부를 도시한 종단면도,

도 4는 본 고안에 따른 복원력을 구비한 피스톤링을 도시한 종단면도,

도 5는 본 고안에 따른 복원력을 구비한 피스톤링을 도시한 분해사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

3a ..... 제 2피스톤링 3b ..... 제 3피스톤링

4 ...... 제 1피스톤링 5 ...... 환고리형 링조립홈

11 ..... 노즐팁 12 ..... 노즐

13 ..... 전방몸체 14 ..... 후방몸체

15 ..... 램실린더 16 ..... 피스톤부

16a .... 압력플레이트 16b .... 고정링

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 고안은,

노즐팁, 노즐, 머드재가 충진되는 전방몸체, 램실린더가 내장되는 후방몸체, 상기 램실린더의 선단에 압력플레이트와 고정링를 갖는 피스톤부 및 머드재를 제거하는 스크래퍼링등으로 구성되어 출선구를 머드재로서 폐쇄하는 클레이건에 있어서,

상기 압력플레이트와 고정링사이에 형성되는 환고리형 링조립홈에는 사다리꼴단면의 제 1피스톤링을 장착하고, 상기 제 1피스톤링의 좌우양측면에 일측면이 각각 경사지게 면접하고, 상기 압력플레이트와 고정링에 타측면이 각각 경사지게 면접하여 방사방향으로 확장되도록 사다리꼴단면의 제 2,3피스톤링을 갖추어 상기 전방몸체의 내주면에 상기 제 2,3피스톤링의 외주면이 항상 밀착되어 머드재의 후방유출을 방지함을 특징으로 하는 복원력을 구비한 피스톤링을 마련함에 의한다.

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

도 4는 본 고안에 따른 복원력을 구비한 피스톤링을 도시한 종단면도이고, 도 5는 본 고안에 따른 복원력을 구비한 피스톤링을 도시한 분해사시도이다.

본 고안의 피스톤링(1)은 도 4 내지 5에 도시한 바와같이, 전방몸체(13)내에 채워진 머드재를 전방으로 압축하도록 후방몸체(14)에 내장된 램실린더(15)의 선단에 갖추어지는 피스톤부(16)에 갖추어지는 것이다.

즉, 상기 피스톤부(16)을 구성하도록 램실린더(15)의 선단에 체결부재(6)로서 장착되는 압력플레이트(16a)와 고정링(16b)사이에는 환고리형 링조립홈(5)을 형 성하고, 상기 링조립홈(5)에는 사다리꼴단면을 갖는 제 1피스톤링(4)이 장착된다.

그리고, 상기 제 1피스톤링(4)의 좌우양측에는 사다리꼴단면을 갖는 제 2,3피스톤링(3a)(3b)이 각각 장착되는바, 상기 제 2피스톤링(3a)은 경사진 좌우양측면이 상기 압력플레이트(16a)의 경사진 후방 일측면과 상기 제 1피스톤링(4)의 경사진 전방 일측면에 각각 경사지게 면접하여 방사방향으로 확장되도록 상기 압력플레이트(16a)와 제 1피스톤링(4)사이에 형성되는 사다리꼴단면형상의 홈에 조립된다. 이것에 의해서 상기 제 2피스톤링(3a)은 방사방향으로 확장되어 그 외주면은 머드재의 후방유출을 방지하도록 상기 전방몸체(13)의 내주면에 항상 밀착된다.

또한, 상기 제 3피스톤링(3b)은 경사진 좌우양측면이 상기 고정링(16b)의 경사진 전방 일측면과 상기 제 1피스톤링(4)의 경사진 후방 타측면에 각각 경사지게 면접하여 방사방향으로 확장되도록 상기 고정링(16b)과 제 1피스톤링(4)사이에 형성되는 사다리꼴단면형상의 또다른 홈에 조립된다. 이것에 의해서 상기 제 3피스톤링(3b)도 제 2피스톤링(3b)과 마찬가지로 방사방향으로 확장되어 그 외주면이 머드재의 후방유출을 방지하도록 상기 전방몸체(13)의 내주면에 항상 밀착되는 것이다.

이때, 상기 제 1,2 및 3피스톤링(4)(3a)(3b)이 배치되는 환고리형 링조립홈(5)은 상기 제 2,3피스톤링(3a)(3b)의 방사방향 확장이 가능하도록 상기 제 2,3피스톤링(3a)(3b)의 단면과 유사한 사다리꼴형상으로 갖추어지며, 상기 전방몸체(13)의 내주면에 외주면이 밀착되는 제 2,3피스톤링(3a)(3b)은 구리재료와 같은 연질금속재로 구성되고, 제 1피스톤링(4)은 영구변형이 없는 스프링강과 같은 경질금속재로 구성되는 것이 좋다.

상기한 바와같은 구성으로 이루어진 본 고안의 작용을 설명한다.

먼저, 도 5에 도시한 바와같이, 램실린더(15)의 선단에 제 3피스톤링(3b), 제 1피스톤링(4), 제 2피스톤링(3a)순으로 삽입한 다음, 상기 램실린더(15)의 전면에 복수개의 체결부재(6)로서 압력플레이트(16a)를 장착하면, 상기 램실린더(15)에 조립된 고정링(16b)과 상기 압력플레이트(16a)사이에 형성되는 사다리꼴단면형상을 갖는 환고리형 링조립홈(5)에 제 2,3피스톤링(3a)(3b)이 방사방향으로 확장되도록 이들 사이에 제 1피스톤링(4)이 각각 조립된다.

여기서, 상기 제 1피스톤링(4) 및 제 2,3피스톤링(3a)(3b)은 각 몸체에 탄성력을 발생시키도록 절개형성된 각 절개부(9)는 길이방향으로 서로 중첩되지 않도록 상기 링조립홈(5)에 조립되어야 한다.

상기와 같이 피스톤링부재(3a)(3b)(4)가 조립완료된 상태에서, 출선완료된 출선구를 밀폐하기 위해 미도시된 왕복작동부재의 전진작동에 의해 후방몸체(14)에 내장된 램실린더(15)를 전진작동시키면, 머드재가 충진된 전방몸체(13)내의 압력플레이트(16a), 고정링(16b)이 전진되면서 머드재를 노즐팁(11)측으로 압착하여 출선구를 밀봉폐쇄한후에 전진된 램실린더(15)는 후방으로 복귀동작된다. 이러한 출선구의 폐쇄작업은 복수개의 출선구에 대하여 동일하게 반복하여 이루어진다.

이러한 경우, 상기 링조립홈(5)에 조립되는 제 1피스톤링(4)의 경사진 일측면과 상기 압력플레이트(16a)의 경사진 후방일측면사이에 형성되는 사다리꼴의 홈에 제 2피스톤링(3a)의 좌우양측면이 경사지게 면접되도록 배치되고, 상기 제 1피스톤링(4)의 경사진 타측면과 상기 고정링(16b)의 경사진 전방일측면사이에 형성되 는 사다리꼴의 홈에 제 3피스톤링(3b)의 좌우양측면이 경사지게 면접되도록 배치되어 있기 때문에, 상기 전방몸체(13)의 내경보다 큰 외경크기를 갖는 제 2,3피스톤링(3a)(3b)은 상기 전방몸체(13)내에서 항상 방사방향으로 확장되려는 탄성력에 의하여 전방몸체(13)의 내주면과 상기 제 2,3피스톤링(3a)(3b)의 외주면사이는 틈새없이 확고히 밀착된다.

이것에 의해서, 상기 램실린더(15)와 더불어 제 2,3피스톤링(3a)(3b)의 반복적인 전,후진작동시 그 외주면과 전방몸체(13)사이의 틈새를 형성하여 이를 통하여 머드재가 후방으로 유출되고, 고착되는 것을 방지하며, 후방으로 유출된 머드재에 의한 역압축현상을 방지할수 있는 것이다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 본 고안에 의하면, 램실린더의 선단에 장착되는 압력플레이트와 고정링사이에 사다리꼴단면 형상의 환고리형 링조립홈을 형성하고, 이에 방사방향으로 확장되도록 사다리꼴단면 형상의 제 1,2 및 3피스톤링을 장착함으로서, 머드재가 충진되는 전방몸체의 내주면과 제 2,3피스톤링의 외주면사이기 틈새발생이 없도록 확고히 밀착되기 때문에 종래와 같이 머드재가 후방으로 유출되는 것에 기인하는 역압축현상을 방지하여 설비정비비를 절감하며, 반복적인 출선구 폐쇄작업을 설비고장없이 안정적으로 수행할수 있는 실용적인 효과가 얻어진다.

Claims (3)

1. 노즐팁(11), 노즐(12), 머드재가 충진되는 전방몸체(13), 램실린더(15)가 내장되는 후방몸체(14), 상기 램실린더(15)의 선단에 압력플레이트(16a)와 고정링(16b)를 갖는 피스톤부(16) 및 머드재를 제거하는 스크래퍼링(17)등으로 구성되어 출선구를 머드재로서 폐쇄하는 클레이건(10)에 있어서,

   상기 압력플레이트(16a)와 고정링(16b)사이에 형성되는 환고리형 링조립홈(5)에는 사다리꼴단면의 제 1피스톤링(4)을 장착하고, 상기 제 1피스톤링(4)의 좌우양측면에 일측면이 각각 경사지게 면접하고, 상기 압력플레이트(16a)와 고정링(16b)에 타측면이 각각 경사지게 면접하여 방사방향으로 확장되도록 사다리꼴단면의 제 2,3피스톤링(3a)(3b)을 갖추어 상기 전방몸체(13)의 내주면에 상기 제 2,3피스톤링(3a)(3b)의 외주면이 항상 밀착되어 머드재의 후방유출을 방지함을 특징으로 하는 복원력을 구비한 피스톤링.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1,2 및 3피스톤링(4)(3a)(3b)이 배치되는 환고리형 링조립홈(5)은 상기 제 2,3피스톤링(3a)(3b)의 방사방향 확장이 가능하도록 상기 제 2,3피스톤링(3a)(3b)의 단면과 유사한 사다리꼴형상으로 갖추어짐을 특징으로 하는 복원력을 구비한 피스톤링.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 전방몸체(13)의 내주면에 외주면이 밀착되는 제 2,3피스톤링(3a)(3b)은 구리재료와 같은 연질금속재로 구성되고, 상기 제 1피스톤링(4)은 영구변형이 없는 스프링강과 같은 경질금속재로 구성됨을 특징으로 하는 복원력을 구비한 피스톤링.