KR20180035882A - 공압식으로 작동되는 죠우를 포함하는 토치 핸들 - Google Patents

Abstract

전극과 결합되어 작동 가능한 공압 작동식 죠우를 포함하는 토치 핸들이 제공된다. 일 측에 따르면, 토치 핸들 내에 가스를 분배하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 토치 핸들의 메인 하우징 내에 공압 실린더를 포함한다. 공압 실린더는 죠우의 제 2 부재에 대해 제 1 부재를 작동시키기 위해, 샤프트에 연결된다. 상기 시스템은 메인 하우징을 통하는 가스 통로를 더 포함하며, 가스 통로는 제 2 부재 내에 배치된 출구 오리피스까지 연장된다. 유동 제어부는 가스의 유동을 공압 실린더 또는 가스 통로 중 하나 안내하도록 작동 가능하다. 일 측에 따르면, 제 1 부재는 가스가 가스 통로를 통해 유도될 때, 제 2 부재를 향해 작동되고, 가스가 공압 실린더로 유도될 때, 제 2 부재로부터 멀어지게 작동된다.

Description

공압식으로 작동되는 죠우를 포함하는 토치 핸들

본 발명은 일반적으로 가우징 토치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 공압식으로 작동되는 죠우를 갖는 토치 핸들을 갖는 가우징 토치에 관한 것이다.

공기 탄소-아크 시스템(air carbon-arc systems) 및 공정은 금속 제조 및 주조 마무리, 화학 및 석유 기술, 건설, 채광, 일반 수리 및 유지 보수와 같은 다양한 응용 분야에서 사용될 수 있다. 금속 제조 및 주조 마무리와 관련하여 공기 탄소-아크 금속 제거 시스템 및 공정을 사용하여 표면에서 금속을 가우징(gouge) 하거나, 그루브를 가공하거나, 절단하거나, 플러싱(flush) 할 수 있다.

공기 탄소-아크 절단 및 가우징 토치는 전기 아크가 전극과 공작물 사이에서 발생 및 유지 될 수 있도록 공작물에 대해 전극을 위치시킴으로써 작동 할 수 있다. 아크의 영향으로 금속이 녹을 때, 전극을 따라 아크로 향하는 고압 공기의 유동은 용융 금속을 아크의 영향으로부터 강제로 제거하게 하여, 공작물의 표면에 홈 또는 가우지를 남긴다. 이 공정은 또한 전극과 아크가 가로 지르는 영역에서 공작물을 완전히 절단하는 데 사용될 수 있다.

그러나 가우징 토치의 전극은 마모를 나타내므로 주기적으로 교체해야 한다. 현재 기술의 접근법은 수동 가우징 토치 레버들을 사용하여 탄소 전극의 삽입 및 위치 변경을 위해 토치의 죠우를 열고 닫는 것이다. 이것은, 가우징 토치 레버에 필요한 손으로 잡는 힘이 중요 할 수 있기 때문에 특히 많은 수의 주기에 걸쳐 작업자의 피로를 초래한다.

본원의 예시적인 접근법은 전극과 맞물릴 수 있는 공압 제어식 죠우를 포함하는 토치 핸들을 제공하는 것이다.

일 측에 따르면, 토치 핸들 내에 가스를 분배하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 토치 핸들의 메인 하우징 내에 공압 실린더를 포함한다. 공압 실린더는 죠우의 제 2 부재에 대해 제 1 부재를 작동시키기 위해, 샤프트에 연결되는 피스톤을 포함할 수 있다. 상기 시스템은 메인 하우징을 통하는 가스 통로를 더 포함하며, 가스 통로는 죠우의 제 2 부재 내에 배치된 출구 오리피스까지 연장된다. 유동 제어부는 가스의 유동을 공압 실린더 또는 가스 통로 중 하나 안내하도록 작동 가능하다. 일 측에 따르면, 제 1 부재는 가스가 가스 통로를 통해 유도될 때, 제 2 부재를 향해 작동되고, 가스가 공압 실린더로 유도될 때, 제 2 부재로부터 멀어지게 작동된다. 공압식으로 보조되는 죠우를 제공함으로써, 가우징 토치 레버를 작동시키는데 전형적으로 요구되는 손의 파지력이 크게 감소될 수 있다.

본 발명에 따른 예시적인 토치 핸들은 메인 하우징 및 메인 하우징에 결합 된 죠우를 포함하며, 죠오는 전극과 맞물릴 수 있는 제 1 부재 및 제 2 부재를 포함한다. 토치 핸들은 메인 하우징 내에 배치 된 공압 실린더를 더 포함하고, 공압 실린더는 제 2 부재에 대해 제 1 부재를 작동시키기 위한 암에 결합된다. 토치 핸들은 메인 하우징을 통해 제 2 부재 내에 배치 된 출구 오리피스로 연장되는 가스 통로와, 공압 실린더 및 가스 통로 중 하나에 가스를 안내하기 하기 위한 유동 제어부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 토치 핸들 내에 가스를 분배하기 위한 예시적인 시스템은 메인 하우징 내에 배치 된 공압 실린더를 포함하고, 공압 실린더는 죠우의 제 1 부재를 죠우의 제 2 부재에 대해 작동시키기 위한 샤프트를 포함한다. 시스템은 메인 하우징을 통하는 가스 통로를 더 포함하며, 상기 가스 통로는 죠우의 제 2 부재 내에 배치 된 출구 오리피스를 포함한다. 시스템은 공압 실린더 및 가스 통로 중 하나에 가스의 유동을 안내하기 위한 유동 제어부를 더 포함한다.

본 발명에 따른 토치 핸들을 작동하기 위한 예시적인 방법은 토치 핸들의 유동 제어부에서 가스의 유동을 수용하는 단계 및 토치 핸들의 메인 하우징 내에 배치 된 공압 실린더 또는 상기 메인 하우징을 통하는 가스 통로로 가스를 안내하는 단계를 포함하고, 상기 공압 실린더는 죠우의 제 1 부재를 작동시키기 위한 샤프트를 포함하고, 상기 가스 통로는 죠우의 제 2 부내 내에 배치된 출구 오리피스를 포함한다. 상기 방법은 가스에 반응하여 죠우의 제 1 부재를 죠우의 제 2 부재에 대해 작동시키는 단계를 더 포함한다.

첨부된 도면은 원리의 실제적인 적용을 위해 지금까지 고안된 공압 작동식 죠우를 포함하고 개시된 토치 핸들의 예시적인 접근법을 도시한다.
도 1은 예시적인 접근법에 따른 토치 핸들의 등각도이다.
도 2는 예시적인 접근법에 따른 도 1의 토치 핸들의 등각 부분 절취도이다.
도 3은 예시적인 접근법에 따른 도 1의 토치 핸들의 측면 절취도이다.
도 4는 예시적인 접근법에 따라도 1의 토치 핸들 내에 가스를 분배하기 위한 시스템의 등각 투시도이다.
도 5는 예시적인 접근법에 따른 도 1의 토치 핸들 내의 유동 제어부의 밸브의 등각도이다.
도 6a는 예시적인 접근법에 따른 도 1의 토치 핸들의 반투명, 등각 부분 절취도이다.
도 6b는 예시적인 접근법에 따른 도 1의 토치 핸들의 측면 반투시 절취도이다.
도 7a는 예시적인 접근법에 따른 도 1의 토치 핸들의 등각 반투시 부분 절취도이다.
도 7b는 예시적인 접근법에 따른 도 1의 토치 핸들의 측면 반투시 절취도이다.
도 8은 공압 작동식 죠우를 갖는 토치 핸들을 갖는 가우징 토치를 작동시키는 예시적인 방법을 나타내는 순서도이다.

본 발명은 다양한 접근법이 도시 된 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 개시된 토치 핸들은 다양한 상이한 형태로 구현 될 수 있고 본 명세서에 설명된 접근법으로 제한되는 것으로 해석되어서는 안됨을 이해할 것이다. 오히려, 이러한 접근법은 본 개시가 철저하고 완전하게 이루어질 수 있고, 본 개시의 범위를 통상의 기술자들에게 완전히 전달할 수 있도록 제공될 것이다. 도면에서, 동일한 번호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 명세서에 사용 된 바와 같이, 단수로 인용되는 구성 요소 또는 동작은 명시적으로 언급되지 않는 한 복수의 구성 요소 또는 동작을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 개시의 "하나의 접근법"에 대한 언급은 인용된 특징을 또한 포함하는 추가적인 접근법의 존재를 배제하는 것으로 해석되지 않는다.

또한, "아래", "밑", "하부", "중심", "위" "상부"등과 같은 공간적으로 관련된 용어는 하나의 요소의 다른 요소와의 관계를 용이하게 설명하기 위해 여기서 사용될 수 있다

공간적으로 관련된 용어는 도면에 도시 된 방향에 부가하여 사용 또는 작동 시 장치의 상이한 방향을 포함 할 수 있음을 이해할 것이다.

도 1을 참조하면, 예시적인 실시 예에 따른 가우징 토치(gouging torch)의 토치 핸들(10, torch handle)이 보다 상세히 설명 될 것이다. 도시 된 바와 같이, 토치 핸들(10)은 함께 조립되고 작업자의 손에 유지되도록 적합하게 성형된 하나 이상의 피스들을 포함 할 수 있는 메인 하우징(14, main housing)을 포함한다. 토치 핸들(10)은 메인 하우징(14)의 원위 단부(18, distal end)에 결합 된 죠우(22, jaw)를 더 포함한다. 도시되지 않았지만, 토치 핸들(10)은 근위 단부(20, proximal end)에서 메인 하우징(14) 내에 배치 된 토치 바디를 포함한다. 일 실시 예에서, 토치 핸들(10) 및 죠우는 유리 충전 페놀(glass-filled phenolic)과 같은 내열성 재료로 만들어진다.

예시적인 실시 예에서, 죠우(22)는 제 2 부재(26, second member)에 대향하여 배치 된 제 1 부재(24, first member)를 포함한다. 제 1 부재(24)와 제 2 부재(26)는 함께 그 사이의 전극(30)과 결합하도록 작동 할 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 죠우(22)는 메인 하우징(14)의 개구(38) 내에서 부분적으로 리세스 된 스위치(34)를 통해 사용자 제어 될 수 있다. 보다 구체적으로는, 스위치(34)는 메인 하우징(14) 내의 유동 제어부와 함께 작동하여, 후술하는 바와 같이 죠우(22)의 공압식으로 보조되는 사용자-제어(pneumatically assisted user-control)를 제공할 수 있다.

예시적인 실시 예에서, 제 1 부재(24)는 죠우(22)가 폐쇄 위치에 있을 때, 전극(30)과 접촉하도록 구성된 돌출부(32, protrusion)를 포함한다. 제 2 부재(26)는 전극(30)을 수용하기 위한 홈(groove)이 형성된 노즐(36)을 포함한다. 노즐(36)은 전극(30)의 움직임과 함께 자유롭게 움직일 수 있다. 노즐(36)에는 절단 또는 가우징 작용을 수행하는 고속 가스 스트림(high velocity gas stream)이 유동하는 다수의 오리피스(39)가 제공된다. 작업을 수행하는 데 필요한 가스 압력은 다양하지만 일반적으로 이 토치는 약 80 psi ~ 100 psi의 압력을 갖는 가스 소스에서 작동한다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 예시적인 실시 예에 따른 토치 핸들(10)이보다 상세히 설명 될 것이다. 도시 된 바와 같이, 토치 핸들(10)은 메인 하우징(14) 내에 배치 된 공압 실린더(40)를 포함한다. 공압 실린더(40)는 제 1 단부에서 암(44, arm) 및 제 2 단부에서 챔버(48) 내에 배치 된 피스톤(46)에 연결된 샤프트(42)를 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 피스톤(46)은 공압 실린더 입구(50)를 통한 가스 유동에 응답하여 챔버(48) 내에서 슬라이딩 되도록 구성된다. 피스톤(46)은 피스톤(46) 및 챔버(48)의 벽 사이에 시일을 생성하기 위해 원주 둘레로 연장하는 한 세트의 O-링(52A-B)을 포함 할 수 있다.

다양한 실시 예에서, 공압 실린더(40)는 채용 된 공압 실린더의 유형에 따라 외관, 크기 및 기능이 다를 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에서, 단동 실린더(SAC, single-acting cylinder)는 압축 공기에 의해 부여 된 압력을 사용하여 일 방향으로 구동력을 생성하는 반면, 스프링은 피스톤(46)을 원위치로 복귀 시키는데 사용될 수 있다. 다른 실시 예에서, 복동 실린더(double-acting cylinder)는 양 방향으로 피스톤(46)을 이동시키기 위해 공기의 힘을 사용할 수 있다. 실린더는 공기를 실린더 내로 유입되도록 허용하는 2개의 포트를 포함할 수 있다(하나는 아웃스트로크(outstroke), 다른 하나는 인스트로크(instroke)를 위한 것). 또 다른 실시 예에서, 단일 또는 복동일 수 있는 다단(multi-stage) 텔레스코핑(telescoping) 실린더는 직경이 증가하는 일련의 중공 스테이지들(hollow stages) 내에 중첩된 피스톤 로드(piston rod)를 포함한다. 작동 시, 피스톤 로드와 각 후속 스테이지 "텔레스코프"는 분할된 피스톤으로 나간다. 이것은 동일한 접힌 길이(collapsed length)의 단일 스테이지 실린더로 달성되는 것보다 더 긴 스트로크를 허용한다.

추가로 도시 된 바와 같이, 암(44)은 샤프트(42)의 방사상 핀(54, radial pin)을 슬라이딩 가능하게 수용하기 위한 하나 이상의 슬롯(52)을 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 암(44)은 메인 하우징(14) 내에 배치 된 제 1 섹션(60) 및 죠우(22)의 제 1 부재(24)에 결합 된 제 2 섹션(62)을 포함한다. 작동 중에, 암(44)은 슬롯(52) 내에서 방사상 핀(54)의 이동에 응답하여 받침점(58, fulcrum)을 중심으로 피벗될 수 있다. 예를 들어, 샤프트(42)가 피스톤(46)에 의해 메인 하우징(14)의 원위 단부(18)를 향해 가압 될 때, 핀(54)은 슬롯(54)의 상단에 위치되고, 이는 암(44)의 제 1 섹션(60) 의 선형 이동을 가로 지르는 방향으로 하향 이동하고, 암(44)의 제 2 섹션(62)이 전극(30)으로부터 멀어 지도록 상향 이동하도록 유발한다. 반대로, 샤프트(42)가 메인 하우징(14)의 근위 단부(20)를 향해 후퇴 할 때, 핀(54)은 슬롯(54)의 하단부에 위치되고, 이는 암의 제 1 섹션(60)이 일반적으로 피스톤(46)의 움직임을 가로지르는 방향으로 상향 이동하고, 암(44)의 제 2 섹션(62)은 전극(30)을 향해 하향 이동하도록 유발한다.

일 실시 예에서, 토치 핸들(10)은 제 1 부재(24)의 암(44)에 결합 된 스프링(64)을 더 포함한다. 도시 된 바와 같이, 스프링(64)은 피스톤(46)의 움직임에 대해 일반적으로 수직하게 배향되고, 이는 암의 제 1 섹션(60)이 피스톤(46)의 운동에 대해 대체로 가로 지르는 방향으로 편향되게 하고, 암(44)이 전극(30)을 향해 이동하도록 유발한다. 사용 중에 스프링(64)은 죠우(22)가 개방 될 때 노즐(36) 및 돌출부(32) 사이에 전극(30)을 고정하기에 충분한 가벼운 힘을 제 1 부재(24)에 인가한다.

도 3 내지 도 4를 참조하면, 예시적인 실시 예에 따라 토치 핸들(10) 내의 가스 분배(distribution of a gas)를 제어함으로써 죠우(22)를 공압식으로 작동시키는 시스템(66)이보다 상세히 설명 될 것이다. 도시 된 바와 같이, 시스템(66)은 죠우(22)의 제 2 부재(26)의 노즐(36)내에 배치 된 하나 이상의 출구 오리피스(39)를 포함하는 메인 하우징(14)을 통한 가스 통로(68) 및 공압 실린더(40)를 포함한다. 사용 중에, 출구 오리피스(39)로부터 방출된 가압된 가스는 전극(30)을 따라 통과하여 전기 아크의 영역에서 작업 표면으로부터 용융 금속을 제거한다. 일 실시 예에서, 각각의 오리피스(39)는 충분한 힘을 유지하고 작업 표면 상에 작용하는 가스의 스트림을 발생 시키도록 전극(30)에 평행하게 배향된다.

도시 된 바와 같이, 토치 핸들(10)을 작동시키기 위한 가스의 공급(72)은 메인 하우징(14)을 통하여 가스 입구(74)에 수용된다. 가스의 공급(72)은 토치 핸들(10) 내에서 추가 분배를 위해 유동 제어부(78)로 전달되는 압축 공기일 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 유동 제어부(78)는 밸브 챔버(81, valve chamber) 내에 배치되는 밸브 어셈블리(79, valve assembly)이고, 스위치(34)를 통해 선택 가능한 토치 작동 모드(예를 들어, "가우징 (gouging)"또는 "방출(release)")에 응답하여, 가스의 공급(72)을 제 1 밸브(82)를 통해 공압 실린더 입구(50, pneumatic cylinder inlet) 또는 제 2 밸브(82)를 통해 가스 통로(68)로 안내하도록 구성된다. 일 실시 예에서, 토치 핸들(10)은 또한 가스의 공급(72)을 차단하는 "오프(OFF)"모드를 포함 할 수 있다.

일 실시 예에서, 가우징 모드가 선택되는 경우, 가스는 가스 통로(68)를 통해 안내 될 수 있고, 이는 챔버(48) 내부를 비교적 낮은 압력으로 감소 시키거나 유지시키고, 토치 핸들(10)의 근위 단부(20)를 향해 피스톤(46)을 슬라이딩 하도록 하여, 제 1 부재(24)를 제 2 부재(26)를 향해 작동시킨다. 방출 모드가 선택되는 경우, 유동 제어부(78)는 가스의 공급(72)을 공압 실린더(40)로 전환시킬 수 있으며, 이는 가스의 유동을 챔버(48)로 향하게 한다. 챔버(48) 내의 압력 증가는, 피스톤(46)을 토치 핸들(10)의 말단 단부(18)쪽으로 작동하도록 하여, 제 1 부재(24)가 제 2 부재(26)로부터 멀리 이동하도록 유발한다.

도 5를 참조하면, 예시적인 실시 예에 따른 밸브 어셈블리(79)의 제 1 밸브(82) 및 제 2 밸브(84)의 작동이 보다 상세히 설명 될 것이다. 단순화를 위해, 단지 하나의 밸브가 도시된다. 이 실시 예에서, 밸브(82, 84)는 그것의 제 1 단부(89)에 입구(87, inlet)를 포함하는 베이스 섹션(86, base section) 및 O-링(90)에 의해 베이스 섹션(86)으로부터 분리 된 중앙 섹션(88, central section)을 구비하는 정상적으로 폐쇄된3-방향 카트리지 밸브(3-way cartridge valve)를 나타낸다. 도시 된 바와 같이, 중앙 섹션(88)은 그것을 관통하여 형성된 도관(94, conduit)을 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 중앙 섹션(88) 및 도관(94)은 공압 실린더 입구(50)와 정렬된다(도 3 참조). 밸브(82, 84)는 O-링(98)에 의해 중앙 섹션(88)으로부터 분리 된 상부 섹션(96, upper section) 및 밸브(82, 84)의 제 2 단부(101)에 배치 된 스템(100, stem)을 더 포함한다. 예시적인 실시 예에서, 스템(100)은 눌려 질 때 및/또는 해제 될 때 가스 유동 경로를 변경 시키도록 구성된다. 도시 된 바와 같이, 스템(100)은 스템(100)으로부터의 고압 가스를 방출하기 위한 배기구(102, exhaust)를 포함 할 수 있다.

예시적인 실시 예들에서, 스위치(34, 도 4)는 스템(100)이 밸브(82, 84) 내에서 원하는 깊이로 리세스 되도록 스템(100)과 결합한다. 예를 들어, 밸브(82, 84)가 3-위치 밸브(three-position valve)인 경우, 스위치(34)는 스템(100)을 상부 섹션(96)의 상부 표면(91)에 대해 거리(D1)만큼 후퇴시킬 수(recess) 있다. 제 1 위치에서, 스템(100)의 통로(미도시)는 밸브(82, 84)의 중앙 섹션(88)에서 도관(94)과 정렬되어 그로부터 반경 방향으로 가스를 방출한다. 다른 위치에서, 스위치(34)는 상부 섹션(96)의 상부 표면(91)에 대해 스템(100)을 거리(D2)만큼 후퇴시켜, 배기구(102)가 상부 섹션(96)에 인접한 제 1 밸브(82) 내로 후퇴되어 배기구(102)로부터의 유체 유동을 방지하고, 스템의 통로가 도관(94)과 정렬 되지 않게 한다. 이 위치에서, 밸브(82, 84) 내의 가스는 배기구(102) 및/또는 도관(94)을 통해 방출되는 것이 방지된다.

이제도 6a 및 도 6b를 참조하면, 예시적인 실시 예에 따른 밸브 어셈블리(79)의 추가적인 동작이 보다 상세히 설명 될 것이다. 도시 된 바와 같이, 제 1 부재 및 제 2 부재의 상대적 위치를 변경하기 위해, 밸브 어셈블리(79)는 가스 입구(74)를 통해 가스의 공급(72)을 수용하고 이를 공압 실린더 입구(50)를 통해 챔버(48)로 전달하도록 구성된 제 1 밸브(82)를 포함한다. 이 실시 예에서, 가스의 공급(72)은 가스 입구(74, gas inlet)를 통과하여 제 1 밸브(82)의 베이스 섹션(86-A)를 감싼다. 가스가 제 1 밸브(82)의 외부 측면을 따라 중앙 섹션(88-A)을 향해 이동하는 것을 방지하기 위해, O-링(90-A)이 제공된다. 도시 된 바와 같이, O-링(90-A)은 밸브 챔버(81)의 내벽과 실링(seal)을 형성한다. 따라서, 가스는 스템(100-A)의 위치에 따라 도관(94-A)을 통해 안내될 수 있는 입구(87, 도 5)로 향하게 된다. 가스가 도관(94-A)을 통해 배출되는 것이 방지되는 경우, 가스는 베이스 섹션(86-A)의 외부를 따라 제 2 밸브(84)를 향하여 재 지향된다.

작동 중에, 가스를 챔버(48)로 향하게 하기 위해, 스템(100-A)은 밸브(82)의 상부 표면(91-A)에 대해 하강되고 스템(100-A)을 따르는 개구(미도시)는 도관(94-A)에 정렬된다. 가스는 스템(100-A) 내의 내부 도관(미도시)을 횡단하여 도관(94-A)을 통해 반경 방향으로 배출된다. 가스는 하부 O-링(90-A), 상부 O-링(98-A) 및 밸브 챔버(81)에 의해 구속되는 밸브(82)의 중앙 섹션(88-A)을 감싼다. 가스는 공압 실린더 입구(50)로 유입되고, 챔버(48)로 전달된다. 가스 유동에 의해 야기 된 챔버(48) 내의 전체 압력 증가는 밸브(82)로부터 멀어지는 직선 방향으로 피스톤(46)을 작동시키고, 이는 죠우의 제 1 부재가 죠우의 제 2 부재로부터 멀어지도록 하여, 예를 들어, 가우징 작업 사이에서 전극을 교체 하거나, 재위치(repositioning) 시킬 수 있게 한다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 밸브 어셈블리(79)의 작동이 보다 상세히 설명 될 것이다. 도시 된 바와 같이, 전술한 바와 같이, 가스를 노즐(36)에 제공하기 위해(도 1 내지 3), 밸브 어셈블리 (79)는 가스 입구(74)를 통해 가스의 공급(72)을 수용하고 가스 통로(68)에 전달하도록 구성된 제 2 밸브(84)를 포함한다. 보다 구체적으로, 가스는 가스 입구(74)를 통해 밸브 챔버(81)를 향해 안내되고, 밸브(84)의 베이스 섹션(86-B)를 감싼다. O-링(90-B)은 가스의 공급이 중앙 섹션(88-B)을 향하여 밸브(84)의 외부를 따라 유동하는 것을 방지하기 위해, 밸브(84)의 원주 주위로 연장하는 밸브 챔버(81)의 벽과 실링을 형성한다. 따라서, 가스는 스템(100-B)의 위치에 따라 도관(94-B)을 통해 안내될 수 있는 입구(87, 도 5)로 들어갈 수 있다. 가스가 도관(94-B)을 통해 배출되는 것이 방지되는 경우, 가스는 베이스 섹션(86-B)의 외부를 따라 제 1 밸브(82)를 향하여 재지향된다.가스를 가스 통로(68)로 향하게 하기 위해, 스템(100-B)은 밸브(84)의 상부면(91-B)에 대해 하강되고 스템(100-B)을 따르는 개구(도시되지 않음)는 도관(94-B)과 정렬된다. 가스는 스템(100-B)의 내부 도관(미도시)을 횡단하여 도관(94-B)을 통해 반경 방향으로 배출된다.

따라서, 가스는 하부 O-링(90-B), 상부 O-링(98-B) 및 밸브 챔버(81)에 의해 구속되는 밸브(82)의 중앙 섹션(88-B)을 둘러싼다. 그 다음 가스는 가스 통로(68)의 내부 도관(108)으로 들어가서 노즐(36)에 전달된다(도 1 내지 3). 예시적인 실시 예에서, 가스 통로(68) 내의 압력은 가스의 유동으로 인해 증가하여, 공압 실린더(40)의 챔버(48) 내에서 결과적인 압력 감소가 발생한다. 이러한 압력의 감소는 피스톤(46)이 밸브(82)를 향한 방향으로 챔버(48) 내에서 작동하여 죠우의 제 1 부재가 죠우의 제 2 부재를 향하여 이동하게 한다.

도 8을 참조하면, 예시적인 실시 예에 따른 토치 핸들을 작동시키는 방법(200)이보다 상세히 설명 될 것이다. 방법(200)은 블록(201)에 도시 된 바와 같이, 토치 핸들의 유동 제어부에서 가스의 유동을 수용하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예에서, 가스는 토치 핸들의 가스 입구를 통해 유동 제어부에 제공되는 압축 공기 일 수 있다. 일부 실시 예들에서, 유동 제어부는 제 1 및 제 2 밸브를 포함하는 밸브 어셈블리이다.

상기 방법(200)은 또한 블록(203)에 도시 된 바와 같이 메인 하우징 내에 배치 된 공압 실린더 또는 가스 통로 중 하나로 가스의 유동을 안내하는 단계를 포함한다. 일부 실시 예에서, 공압 실린더는 죠우의 제 1 부재를 작동 시키도록 구성된 샤프트를 갖는 피스톤을 포함한다. 일부 실시 예에서, 가스 통로는 메인 하우징을 통해 죠우의 제 2 부재 내에 배치 된 출구 오리피스로 연장된다. 일부 실시 예에서, 스위치는 유동 제어부의 사용자 조작을 허용하기 위해 유동 제어부에 연결된다. 일부 실시 예에서, 피스톤의 샤프트는 제 1 부재 내에 부분적으로 배치되고 제 1 부재를 작동 시키도록 구성된 암에 결합된다.

방법 (200)은 블록(205)에 도시 된 바와 같이, 가스의 유동에 응답하여 죠우의 제 2 부재에 대해 죠우의 제 1 부재를 작동시키는 단계를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 가스 유동이 가스 통로를 통해 안내 될 때 제 1 부재는 제 2 부재를 향해 작동되고, 가스 유동이 공압 실린더로 안내될 때 제 2 부재로부터 멀어지도록 작동된다.

이해될 수 있는 바와 같이, 수동 레버(manual level)를 본원에 기술 된 공압 실린더 및 밸브 어셈블리로 대체하여 탄소 전극 삽입 및 재위치 결정을 위한 토치 죠우의 개폐를 돕는 것이 유리할 수 있다. 또한, 가우징 공정 중에 압축 공기가 노즐로 흐르기 때문에, 죠우를 개방하기 위해서 압축 공기를 공압 실린더로 전환시키기 위한 밸브 어셈블리를 기술 된 바와 같이 포함하는 것이 유리할 수 있다. 수동 레버(manual level) 대신에 밸브 어셈블리 및 공압 실린더를 사용하면 유리하게 핸들 직경의 감소를 허용하여, 사용자를 위한 인체 공학적 측면이 향상되고 사용자의 피로를 감소시킬 수 있다는 것이 이해될 것이다.

본 개시가 특정 접근법들을 참조하여 설명되었지만, 첨부 된 청구 범위에서 정의 된 바와 같이, 본 개시의 범위 및 범주를 벗어나지 않으면 서 설명된 접근법에 대한 다양한 수정, 변경 및 교체가 가능하다. 따라서, 본 개시는 설명된 접근법에 한정되지 않고, 다음의 청구 범위의 언어 및 그 등가물에 의해 정의되는 전체 범위를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 청구 범위에 정의 된 바와 같이, 본 개시가 특정 접근법을 참조하여 설명되었지만, 개시된 접근법에 대한 많은 수정, 변경 및 교체가 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 가능할 수 있다. 따라서, 본 개시는 설명된 접근법에 한정되지 않고, 다음의 청구 범위의 언어 및 그 등가물에 의해 정의된 전체 범위를 포함한다.

Claims (20)

1. 메인 하우징;
   상기 메인 하우징에 연결되고, 전극과 맞물릴 수 있는 제 1 부재 및 제 2 부재를 포함하는 죠우;
   상기 메인 하우징 내에 배치되고, 상기 제 2 부재에 대해 상기 제 1 부재를 작동시키기 위해 암에 연결되는 공압 실린더;
   상기 메인 하우징을 통해 상기 제 2 부재 내에 배치된 출구 오리피스로 연장하는 가스 통로; 및
   가스를 상기 공압 실린더 및 가스 통로 중 하나로 향하게 하는 유동 제어부를 포함하는 토치 핸들.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유동 제어부는 밸브 어셈블리를 포함하는 토치 핸들.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 밸브 어셈블리는, 가스를 공압 실린더로 전달하도록 작동 가능한 제 1 밸브 및 가스를 상기 가스 통로에 전달하도록 작동 가능한 제 2 밸브를 포함하는 토치 핸들.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 유동 제어부에 가스의 공급을 전달하기 위한 가스 입구를 더 포함하는 토치 핸들.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   가스는 압축된 공기를 포함하는 토치 핸들.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 유동 제어부의 사용자 조작을 제공하기 위해, 상기 유동 제어부에 연결된 스위치를 더 포함하는 토치 핸들.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 공압 실린더는,
   챔버 내의 피스톤; 및
   상기 챔버로 가스를 전달하기 위한 공압 실린더 입구를 포함하는 토치 핸들.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 암은, 상기 공압 실린더의 샤프트를 슬라이딩 가능하게 수용하기 위한 슬롯을 포함하는 토치 핸들.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 부재의 상기 암에 연결되는 스프링을 더 포함하는 토치 핸들.
   
10. 토치 핸들 내에 가스를 분배하는 시스템에 있어서,
    메인 하우징;
    상기 메인 하우징에 연결되고, 전극과 맞물릴 수 있는 제 1 부재 및 제 2 부재를 포함하는 죠우;
    상기 메인 하우징 내에 배치되고, 상기 제 2 부재에 대해 상기 제 1 부재를 작동시키기 위해 암에 연결되는 공압 실린더;
    상기 메인 하우징을 통해 상기 제 2 부재 내에 배치된 출구 오리피스로 연장하는 가스 통로; 및
    가스를 상기 공압 실린더 및 가스 통로 중 하나로 향하게 하는 유동 제어부를 포함하는 시스템.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유동 제어부는 밸브 어셈블리를 포함하는 시스템.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 밸브 어셈블리는, 가스를 공압 실린더로 전달하도록 작동 가능한 제 1 밸브 및 가스를 상기 가스 통로에 전달하도록 작동 가능한 제 2 밸브를 포함하는 시스템.
    
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 유동 제어부의 사용자 조작을 제공하기 위해, 상기 유동 제어부에 연결된 스위치를 더 포함하는 시스템.
    
14. 제 10 항에 있어서,
    상기 유동 제어부에 가스의 공급을 전달하기 위한 가스 입구를 더 포함하는 시스템.
    
15. 제 10 항에 있어서,
    상기 암은, 상기 공압 실린더의 샤프트를 슬라이딩 가능하게 수용하기 위한 슬롯을 포함하는 시스템.
    
16. 토치 핸들의 유동 제어부에서 가스의 유동을 수용하는 단계;
    가스를 상기 토치 핸들의 메인 하우징 내에 배치된 공압 실린더 및 상기 메인 하우징을 통한 가스 통로 중 하나로 안내하는 단계 -상기 공압 실린더는 죠우의 제 1 부재를 작동시키기 위한 샤프트를 포함하고, 상기 가스 통로는 상기 죠우의 제 2 부재 내에 배치된 출구 오리피스를 포함함-; 및
    가스에 응답하여 상기 죠우의 상기 제 2 부재에 대해 상기 죠우의 제 1 부재를 작동시키는 단계를 포함하는 방법.
    
17. 제 16 항에 있어서,
    가스의 유동이 상기 가스 통로를 통해 안내될 때, 상기 제 1 부재를 상기 제 2 부재를 향하여 작동시키는 단계; 및
    가스의 유동이 상기 공압 실린더로 안내될 때, 상기 제 1 부재를 상기 제 2 부재로부터 멀어지게 작동시키는 단계를 더 포함하는 방법.
    
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 공압 실린더의 상기 샤프트를 상기 제 1 부재 내에 부분적으로 배치된 암에 연결하는 단계를 더 포함하는 방법.
    
19. 제 16 항에 있어서,
    밸브 어셈블리를 사용하여 가스의 유동을 안내하는 단계를 더 포함하고,
    상기 밸브 어셈블리는, 가스를 상기 공압 실린더에 전달하도록 구성된 제 1 밸브 및 가스를 상기 가스 통로에 전달하도록 구성된 제 2 밸브를 포함하는 방법.
    
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 공압 실린더로의 가스의 전달을 제어하기 위해 상기 제 1 밸브 내의 스템의 위치를 조절하는 단계; 및
    상기 가스 통로로의 가스의 전달을 제어하기 위해 상기 제 2 밸브 내의 스템의 위치를 조절하는 단계를 더 포함하는 방법.

Images