KR200476179Y1 - 오토 커플러 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 오토 커플러 장치에 필수적으로 요구되는 패킹을 신속하고도 편리하게 교체할 수 있도록 패킹과 그 연결 구조를 개량한 오토 커플러 장치에 관한 것이다.
본 고안의 오토 커플러 장치는 패킹 부재를 구비하여 선철이 담긴 래들을 대차에 탑재하는 과정에서 래들과 대차의 배관을 밀봉한 채로 자동으로 연결하는 오토 커플러 장치에 있어서, 내주면 상부에 암나사가 형성되어 있는 가스 이동공이 수직으로 형성되어 있는 보스가 중심의 하면에 돌출 형성되어 있는 원판 구조로 이루어지고 상면에는 환형 철부가 돌출 형성되어 있는 플랜지; 중심에 상기 플랜지와의 결합 및 불활성 가스의 통과를 위한 관통공이 형성되고, 가장자리를 따라 환형의 결합살이 형성된 원판 구조로 이루어지고, 상기 환형 결합살의 하면에는 상기 환형 철부와 요철 결합되는 환형 요홈이 형성되어 있는 패킹 부재 및 외주면에 수나사가 형성되어 있는 금속 재질의 튜브로 이루어져서 상기 패킹 부재를 끼운 채로 상기 플랜지의 암나사와 나사 결합되어 상기 패킹 부재를 상기 플랜지에 고정시키는 피팅 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 피팅 부재의 하반부와 상반부는 서로 다른 방향의 수나사로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 플랜지의 가장자리에는 상기 패킹 부재의 결합시 그 내면이 상기 패킹 부재의 하부 외주면에 밀착되는 환형의 걸림턱이 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

오토 커플러 장치{auto coupling apparatus}

본 고안은 오토 커플러 장치에 관한 것으로, 특히 오토 커플러 장치에 필수적으로 요구되는 패킹을 신속하고도 편리하게 교체할 수 있도록 패킹과 그 연결 구조를 개량한 오토 커플러 장치에 관한 것이다.

제강 공정에 있어서 고로에서 나온 선철을 전로로 옮겨 담을 때 선철을 담을 래들을 싣고 이동할 수 있는 대차를 사용하는데, 제강 공정에 소요되는 시간을 단축하고자 선철이 담긴 래들을 대차에 싣고 이동할 때에도 불순물을 제거하는 공정을 추가할 수 있다. 용선예비처리 공정은 불활성 기체를 래들 내부에 공급하여 용선을 래들 하부에서부터 버블링시켜 인, 황 및 불순물 가스 등을 분리하는 공정을 일컫는바, 이러한 용선예비처리 공정을 수행할 수 있도록 제작된 래들 및 대차를 용선예비처리 설비라고 부른다.

한편, 용선예비처리 공정에서 불활성 가스를 공급하기 위한 배관은 대차측의 배관을 통해 래들측 배관으로 이어지며, 대차측 배관과 래들측 배관의 연결을 위해 커플러 장치가 사용된다.

종래의 커플러 장치는 그 설치 위치 또는 구조적인 문제로 인해 수동으로 연결되어 왔는데, 이 방식에 따르면 배관을 연결하는 작업이 번거롭고 시간도 많이 걸려서 작업 효율이 낮은 문제가 있었다.

이를 감안하여 본 출원인은 단시간 내에 용이하게 연결될 수 있으며, 좋지 않은 주변 환경에서도 작동 가능한 오토 커플러 장치를 특허출원하여 제 890890호로 특허받았는바, 도 1은 이러한 오토 커플러 장치의 종단면도이다. 도 2는 종래 오토 커플러 장치가 적용되는 용선예비처리 설비의 정면도이고, 도 3은 종래 오토 커플러 장치가 적용되는 용선예비처리 설비에서 래들의 정면도이며, 도 4는 종래 오토 커플러 장치가 적용되는 용선예비처리 설비에서 대차의 사시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 종래 오토 커플러 장치가 적용되는 용선예비처리 설비는 크게 래들(100)과 대차(200)로 이루어진다. 래들(100)과 대차(200)에는 아르곤 가스나 질소 가스 등의 불활성 가스를 공급하기 위한 배관(102),(202)이 각각 설치되는데, 이러한 배관(102),(202)은 래들(100) 내부로 이어지며, 래들(100)의 하부에 있는 세 지점까지 연장되어 래들(100)의 하부로부터 불활성 가스를 공급하도록 구성된다.

래들 (100)이 대차(200)에 안착될 때, 래들측 배관(102)과 대차측 배관(202)은 오토 커플러 장치(20)에 의해 연결된다. 한편, 래들(100)의 측면에는 안착부(103)가 형성되는데, 래들측 배관(102)의 일단부가 안착부(103) 내를 통과하여 안착부(103) 내에 배치된 소켓(104)에 연결된다. 래들측 배관(102)의 다른 단부는 래들(100)의 하부를 통해 래들(100) 내부로 연결된다. 안착부(103)의 하단면에는 드릴 가공 등에 의해 소켓(104)까지 연결되는 구멍(105)이 형성되어 있는바, 대차(200) 측으로부터 공급되는 가스가 이러한 구멍(105)을 통해 래들측 배관(102)으로 공급될 수 있다. 배관(102)의 일단부와 소켓(104)의 접합부, 소켓(104)과 구멍(105)의 접합부는 용접 등에 의해 외부로부터 밀봉되도록 처리되어 가스의 누설을 방지한다. 도면에서 참조번호 203은 오토 커플러 장치(20)가 고정되는 기단을 나타내고, 204는 기단(203) 위에 형성되어 래들(100)의 안착부(103)를 정위치로 안내하는 안내부를 나타내며, 205는 래들(100)의 안착부(103)와 접촉하는 수평대를 나타낸다.

한편, 도 1에 도시한 바와 같이 본 출원인의 선행특허에 따른 오토 커플러 장치(20)에서는 2개의 O-링(25)이 플랜지(24)의 상면에 형성된 오-링 삽입홈에 장착되어 있는바, 플랜지(24)와 O-링 (25)은 서로 부착된 일체의 상태로 보호관(22)의 내벽을 따라 상하로 이동할 수 있다. 플랜지(24)의 중심 부위에는 대차측 배관(202)과 연결되는 가스 이동공(24a)이 형성되어 있고, 가스 이동공(24a)의 내주면에는 암나사가 형성되어 있다.

플랜지(24)의 위쪽에는 O-링(25)을 둘러싸는 형태로 O-링 커버(26)가 배치되는데, 이러한 O-링 커버(26)는 보호관(22)의 상단부에 복수, 예를 들어 3~4개의 볼트(27)에 의해 고정되어 플랜지(24)와 O-링(25)이 위쪽으로 이탈하는 것을 방지한다. 따라서, 플랜지(24)와 O-링(25)은 O-링 커버(26)에 의해 한정되는 간극 내에서 상하로 이동할 수 있다.

한편, 오토 커플러 장치(20)에 사용되는 O-링(25)은 래들(100)에 형성된 안착부(103)의 하중에 의해 쉽게 파손되기 때문에 자주 교체를 해주어야 할 필요가 있다.

그러나 전술한 종래 오토 커플러 장치에 따르면, 이동 대차(200)의 수평대(205)와 오토 커플러 장치(20) 사이에 볼트(27)를 풀었다 조였다 할 수 있는 작업 공간을 확보하기가 어렵기 때문에 작업 공간을 확보하기 위해 오토 커플러 장치(20)를 들어 올려야 한다. 그리고 이를 위해서는 오토 커플러 장치(20)와 대차측 배관(202)의 분리 -> 플랜지(24)의 가스 이동공(24a) 내주면의 암나사(24b)에 아이 볼트(eye bolt) 연결 -> 오토 커플러 장치(20) 상승 -> 볼트(27)를 풀어서 O-링 커버(26) 분해 -> O-링(25) 교체 -> 볼트(27)를 조여서 O-링 커버(26) 결합 -> 오토 커플러 장치(20) 하강 -> 아이 볼트 제거 -> 오토 커플러 장치(20)와 대차측 배관(202)의 연결이라는 매우 번거롭고 시간이 많이 소요되는 과정을 거쳐야 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 오토 커플러 장치에 필수적으로 요구되는 패킹을 신속하고도 편리하게 교체할 수 있도록 패킹과 그 연결 구조를 개량한 오토 커플러 장치를 제공함을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 오토 커플러 장치는 패킹 부재를 구비하여 선철이 담긴 래들을 대차에 탑재하는 과정에서 래들과 대차의 배관을 밀봉한 채로 자동으로 연결하는 오토 커플러 장치에 있어서, 내주면 상부에 암나사가 형성되어 있는 가스 이동공이 수직으로 형성되어 있는 보스가 중심의 하면에 돌출 형성되어 있는 원판 구조로 이루어지고 상면에는 환형 철부가 돌출 형성되어 있는 플랜지; 중심에 상기 플랜지와의 결합 및 불활성 가스의 통과를 위한 관통공이 형성되고, 가장자리를 따라 환형의 결합살이 형성된 원판 구조로 이루어지고, 상기 환형 결합살의 하면에는 상기 환형 철부와 요철 결합되는 환형 요홈이 형성되어 있는 패킹 부재 및 외주면에 수나사가 형성되어 있는 금속 재질의 튜브로 이루어져서 상기 패킹 부재를 끼운 채로 상기 플랜지의 암나사와 나사 결합되어 상기 패킹 부재를 상기 플랜지에 고정시키는 피팅 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 피팅 부재의 하반부와 상반부는 서로 다른 방향의 수나사로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 플랜지의 가장자리에는 상기 패킹 부재의 결합시 그 내면이 상기 패킹 부재의 하부 외주면에 밀착되는 환형의 걸림턱이 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 오토 커플러 장치에 따르면, 용선예비처리 설비에 적용되어 그 패킹 부재를 교체하는데 소요되는 작업 공수를 획기적으로 단축시킬 수가 있다.

도 1은 종래 오토 커플러 장치의 종단면도.
도 2는 종래 오토 커플러 장치가 적용되는 용선예비처리 설비의 정면도.
도 3은 종래 오토 커플러 장치가 적용되는 용선예비처리 설비에서 래들의 정면도.
도 4는 종래 오토 커플러 장치가 적용되는 용선예비처리 설비에서 대차의 사시도.
도 5는 본 고안의 오토 커플러 장치의 결합된 상태의 종단면도.
도 6은 본 고안의 오토 커플러 장치의 분리된 상태의 종단면도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 오토 커플러 장치의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.

도 5는 본 고안의 오토 커플러 장치의 결합된 상태의 종단면도이고, 도 6은 본 고안의 오토 커플러 장치의 분리된 상태의 종단면도인바, 도 1과 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 부여하고 그 상세한 설명을 생략한다. 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 고안의 오토 커플러 장치(20')에서 플랜지(24')는 전술한 바와 같이 중심의 하면에 보스(24i)가 돌출 형성되어 있는 원판, 예를 들어 금속 재질의 원판 구조로 이루어지는데, 보스(24i)에는 수직으로 가스 이동공(24c)이 형성되어 있다. 가스 이동공(24c)의 내주면 상부에는 암나사(24d)가 형성되어 있다.

한편, 이러한 플랜지(24')의 원판 상면에는 패킹 부재(본 고안에서는 'O-링'이라는 용어 대신에 이 용어를 사용한다)(25')와 요철 결합되는 환형의 철(凸)부(24e)가 형성되어 있는데, 이러한 환형의 철부(24e)가 패킹 부재(25')의 대응되는 부위에 형성되어 있는 환형의 요(凹)홈(25c)과 요철 결합됨으로써 보다 확실한 결합이 이루어질 수 있다. 패킹 부재(25')는 태프론 등의 합성수지 재질로 구현될 수 있을 것이다.

플랜지(24')에는 또한 그 가장자리를 따라 수직으로 소정 높이만큼 연장된 환형 턱(24f)이 형성되어 있는데, 패킹 부재(25')의 결합시 이러한 환형 턱(24f)의 내면이 패킹 부재(25')의 하부 외주면에 밀착된다. 결과적으로 플랜지(24')와 패킹 부재(25')가 이중으로 요철 결합될 뿐만 아니라 패킹 부재(24')와의 접촉 면적이 그 만큼 넓어져서 밀봉 성능을 더욱 향상시킬 수가 있다.

한편, 패킹 부재(25')는 중심에 플랜지(24')와의 결합 및 불활성 가스의 통과를 위한 관통공(25a)이 형성되고 그 가장자리를 따라 환형의 결합살(25b)이 형성되어 이루어진다. 환형 결합살(25b)의 하면에는 상기한 환형 요홈(25c)이 형성되어 있어서 플랜지(24')에 형성되어 있는 환형 철부(24e)와 요철 결합된다.

패킹 부재(24')의 환형 결합살(24b)의 상면 및 하면에는 탄성력을 향상시키기 위한 물결파 또는 삼각파 형상의 요철이 형성되어 있어서 패킹 부재(25')가 래들(100)의 안착부(103)에 보다 밀착 결합될 수 있다.

도면에서 참조번호 28는 패킹 부재(25')를 플랜지(24')에 연결하기 위한 피팅 부재를 나타내는바, 이러한 피팅 부재(28)는 금속 재질의 튜브의 외주면에 수나사, 바람직하게는 그 상반부와 하반부의 방향이 다른 수나사, 즉 상반부에는 오른나사(또는 왼나사)(28b)가 형성되고 하반부에는 왼나사(또는 오른나사)(28a)가 형성되어 이루어진다.

전술한 구성을 갖는 본 고안의 오토 커플러 장치를 조립함에 있어서는 먼저 플랜지(2')의 상면에 패킹 부재(25')를 정확하게 안착시킨 상태에서 피팅 부재(28)를 플랜지(24')의 보스(24i)에 형성되어 있는 암나사(24d)에 나사 결합에 의해 고정시킨다. 이 상태에서, 피팅 부재(24')에 와셔(29)를 개재시킨 채로 피팅 부재(24')의 상반부에 너트(23)를 체결함으로써 패킹 부재(25')가 플랜지(24')에 확실하게 고정되는데, 플랜지(24')와 패킹 부재(25')가 피팅 부재(28)에 의해 서로 다른 방향으로 나사 결합되어 있기 때문에 비록 진동이 발생하더라도 플랜지(24')와 패킹 부재(25')가 느슨해짐이 없이 결합될 수 있다. 결합된 상태에서의 피팅 부재(28)의 높이는 당연히 패킹 부재(25')의 환형 결합살(25b)의 높이보다 낮아야 한다.

이 상태에서 패킹 부재(25')가 손상되어 이를 교체함에 있어서는 패킹 부재(25')를 압박하고 있는 너트(23)를 푼 상태에서 와셔(29)를 빼고 이어서 손상된 패킹 부재(25')를 새 것으로 교체한 후에 와셔(29)를 개재하여 너트(23)를 조이면 되는데, 결과적으로 패킹 부재(24')를 교체하는데 요구되는 공정 수를 종래에 비해 대폭적으로 축소시킬 수가 있다.

이상, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나 이는 예시에 불과한 것이며, 본 고안의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변형과 변경이 가능할 것이다. 따라서, 본 고안의 권리범위는 이하의 청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.

20, 20': 오토 커플러 장치, 22: 보호관,
23: 너트, 24, 24': 플랜지,
24a: 가스 이동공, 24b: 암나사,
24c: 가스 이동공, 24d: 암나사,
24e: 환형 철(凸)부, 24f: 환형 턱,
25: O-링, 25': 패킹 부재,
25a: 관통공, 25b: 환형 결합살,
25c: 환형 요(凹)홈, 26: O-링 커버,
27: 볼트, 28: 피팅 부재,
28a: 왼나사(오른나사), 28b: 오른나사(왼나사),
29: 와셔, 100: 래들,
102, 202: 배관, 103: 안착부,
104: 소켓, 105: 구멍,
200: 대차, 203: 기단,
204: 안내부, 205: 수평대,
241: 관통 구멍

Claims (3)

1. 패킹 부재를 구비하여 선철이 담긴 래들을 대차에 탑재하는 과정에서 래들과 대차의 배관을 밀봉한 채로 자동으로 연결하는 오토 커플러 장치에 있어서,
   내주면 상부에 암나사가 형성되어 있는 가스 이동공이 수직으로 형성되어 있는 보스가 중심의 하면에 돌출 형성되어 있는 원판 구조로 이루어지고 상면에는 환형 철부가 돌출 형성되어 있는 플랜지;
   중심에 상기 플랜지와의 결합 및 불활성 가스의 통과를 위한 관통공이 형성되고, 가장자리를 따라 환형의 결합살이 형성된 원판 구조로 이루어지고, 상기 환형 결합살의 하면에는 상기 환형 철부와 요철 결합되는 환형 요홈이 형성되어 있는 패킹 부재;
   외주면에 수나사가 형성되어 있는 금속 재질의 튜브로 이루어지되, 상기 수나사의 하반부는 상기 플랜지의 암나사와 나사 결합되고, 상기 수나사의 상반부는 상기 패킹 부재를 삽입한 상태에서 고정 너트와 나사 결합되어 상기 패킹 부재를 상기 플랜지에 고정시키는 피팅 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 오토 커플러 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 피팅 부재의 하반부와 상반부는 서로 다른 방향의 수나사로 이루어진 것을 특징으로 하는 오토 커플러 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 플랜지의 가장자리에는 상기 패킹 부재의 결합시 그 내면이 상기 패킹 부재의 하부 외주면에 밀착되는 환형의 걸림턱이 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 오토 커플러 장치.

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