KR890005177B1 - 육성용사장치(肉聲溶射裝置) - Google Patents

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히로쓰구 오오이시바시
다께오 아이찌
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닛뽄 고꾸유우 데쓰도오
니스기 이와오
규우슈우 데쓰도오 기끼 세이조오 가부시끼가이샤
오오노 히사오
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Abstract

내용 없음.

Description

육성용사장치(肉聲溶射裝置)
제 1도는 본 발명에 따라 육성용사장치의 1실시예를 보여주는 측면도.
제 2 도는 제 1 도의 Ⅱ - Ⅱ선을 따라 취한 단면도.
제 3 도는 제 1 도의 Ⅲ - Ⅲ선을 따라 취한 단면도.
제 4 도는 제 1 도에서 보여준 육성용사장치내에 있는 육성용사번의 예를 나타낸 정면도.
제 5 도는 제 4 도에서 보여준 육성용사버너의 저면도.
제 6 도는 제 5 도의 Ⅵ - Ⅵ선을 따라 취한 단면도.
제 7 도는 제 1 도에서 보여준 육성용사장치내에 있는 유체제어 장치의 예를 나타낸 종단면도.
제 8 도는 제어가스의 개폐주파수가 변할때 얻어지는, 제 7 도에 보여준 유체제어장치안에 육성금속분말의 용사율 분포특성을 나타낸 그래프도.
제 9 도는 제어류의 펄스형태 주사시간 비율을 변경할때 얻어지는, 제 7 도의 유체제어장치에서 육성금속분말의 용사율 분포특성을 나타낸 그래프도.
제10도는 구멍이 하나인 복수의 노즐이 제 4 도에 보여준 버너와는 다른 방식으로 배치된, 제 1 도의 육성용사장치내에 사용하기 적합한 육성용사버너의 또다른 예를 나타낸 저면도.
제11도는 제어가스 공급제어장치의 예를 보여주는 유체회로선도.
제12도는 제어가스 개폐주기고정수단의 다른예를 보여주는 유체회로선도.
제13도 및 제14도는 제12도에서 보여준 제어가스 공급제어장치내에 육성금속분말의 용사율 분포특성을 나타낸 그래프도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
22 : 트럭 74 : 육성용사버너
78,86 : 유량제어밸브 100 : 유체제어장치
110 : 슬릿 120 : 육성금속분말 분사노즐
124,126 : 제어가스분사구 134 : 화염구멍
본 발명은 육성용사장치, 특히 금속분말의 육성용사에 의하여 레일같은 금속제품의 국부적 마모를 수리하는 데 사용하기 적절한 육성용사장치에 관한 것이다. 최근 레일을 교환하지 않고 레일의 국부마모를 효과적으로 수리하는 기술이 크게 요청되어 왔으며, 이러한 요구를 만족시키기 위하여 육성용사에 의하여 레일의 그러한 마모부위에 금속분말을 용착하는 것을 제안해 왔다.
그러한 제안방법을 이용해온 종래의 육성용사장치는 육성용사와 열을 받는 부재에로 이송가스와 함께 육성 분말을 고르게 용사하기 위한 육성용사버너를 갖고 있으며 부재의 표면상에 용융금속분말을 고르게 용착시키기 위하여 버너로부터 부재까지 분출하는 화염에 의해 금속분말을 녹인다음 부재의 육성부위는 연삭기 따위에 의해 연삭하여 육성부위의 남은 부분의 표면을 평평하게 한다.
전술한 바와같이 종래의 육성용사버너는 장치의 이송방향에 수직한 육성금속분말의 용사방향으로 고른 두께를 형성하기에 적절하다. 그러한 그 버너는 국부마모에 관계없이 육성용사를 수행하므로 그러한 레일의 부부분적인 마모나 마모두께가 다른 마모를 수리하기 위하여 충분한 육성(Build-up)을 이룰 수 없다. 따라서 종래의 육성용사장치를 사용하는 수리작업은 육성을 형성한 이후에 남은 부분을 평평하게 깎아내야할 육성부분이 반드시 있게 되므로 많은 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 단점에 주안점을 두고 행해졌다.
따라서 본 발명의 목적은 일정한 두께뿐만 아니라 원하는 대로 국부두께에 상이한 육성을 선택하여 형성할 수 있는 육성용사장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 금속분말의 만족스런 용융을 얻기 위하여, 용사방향에 있어서 육성금속분말의 용사율의 차를 고려하여 열량을 조절할 수 있는 육성용사장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은 육성용사를 해야할 부재위에 장치를 설치함에 의해서 육성용사를 바로 시작할 수 있는 육성용사장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 더욱 다른 목적은 육성용사를 해야할 부재에 대하여 장치의 설치와 이동을 쉽게 수행할 수 있는 육성용사장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 육성용사장치는 육성용사를 해야할 부재위로 이동하기 위한 트럭(truck)과 상기 부재에 대한 육성용사를 수행하기 위하여 상기 트럭위에 지지된 육성용사버너를 포함하고 있다.
상기 육성용사버너는 육성금속분말을 용사하기 위한 유체제어장치(fluid control device)즉, 상기 장치의 이송방향에 수직방향으로 육성금속분말을 용사하기 위하여 상기 부재를 향하여 이송가스(carrier gas)와 함께 육성금속분말을 분출시키는 상기 유체제어장치, 용사방향에서 육성금속분말의 용사율(spraying rate)을 위치에 따라 제어하는, 펄스와 같은 방법으로 두 가지 제어가스 시스템을 교대로 제공하도록 하는 제어가스의 공급조절장치 및 상기 유체제어장치로부터 분출된 육성금속분말을 가열하기 위한 적어도 한개의 가열버너몸체(heating burner body) 즉, 용사방향에서 육성금속분말의 분사율의 차에 따라 열량을 변화시키기 위한 상기가열버너로 구성되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상기 유체제어장치는 육성금속분말을 용사하기 위한 슬릿(slit) 즉, 용사방향의 폭이 슬릿의 입구로부터 출구까지 연장되도록 이루어진 상기 슬릿, 상기슬릿속으로 육성금속분말을 분출시키기 위해 상기 슬릿에 대향하도록 상기 슬릿의 입구에 구비된 육성금속분말 분사노즐 및 용사방향에서 육성금속반말의 분사율을 위치애ㅔ 따라 제어하기 위하여 펄스형태로 상기 제어가스 공급조절장치로부터 공급된 상기 두 시스템의 제어가스를 분출하도록 육성금속분말의 용사방향을 따라 상기 슬릿의 입구 양측에 있는 한쌍의 제어가스 분사구를 작고 있다.
또한 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 가열버너몸체는 몸체의 하부분 끝에 각각 개구된 복수의 화염구멍으로 이루어지고 이 화염구멍은 용사방향으로 일렬로 배치되며 유체제어밸브가 구비된 연소촉진가스 및 연료가스공급파이프에 연결된다.
더욱이 제어가스조절장치는 제어가스의 상기 두 시스템 각각의 사이클, 펄스폭, 또는 가스압력을 변화시키기 위한 장치를 포함하고 있다.
이제 본 발명에 따른 육성용사장치를 첨부된 도면을 참고로 하여 살펴보자,
본 발명의 따른 육성용사장치의 한 실시예를 설명하는 제 1 도에서 제 7 도를 참고하면 육성용사장치(20)는 육성용사할 레일(24)위에서 움직이도록된 트럭(22)을 포함한다. 트럭(22)은 레일 (24)에 평행되게 뻗어 있는 한쌍의 섀시프레임 (26)과 섀시프레임(26)의 앞, 뒤부분에 각각 장착된 브래킷(28,30)으로 구성된다. 차륜(32,34)은 축(36,38)을 각각 관총하여 브래킷 (28,30)에 회전가능하도록 장착되어 있다. 각 섀시프레임(26)은 그 뒷부분에서 상향으로 굽어져 상승부를 형성하며 그 끝단부에 핸들(40)이 레일(24)을 가로질러 수평으로 연장되도록 고정지지된다. 운전자가 핸들(40)로 트럭(22)을 밀게되면 핸들(40)은 트럭(22)이 원하는 속도로 레일(24)위를 이동할 수 있도록 한다.
트럭(22)은 앞브래킷(28)의 중앙에 고정되고 브래킷(28)위 상부 플랜지부분(44)에 고정장착된 가이드 실린더(42)를 가진다. 가이드 실린더(42)는 관통하는 수직의 가이드구멍(45)을 갖고 있으며 그 가이드구멍안으로 나사(46)가 수직방향으로 움직일 수 있도록 끼워져 있다. (48)은 나사(46) 위에 맞물리도록 끼워진 암나사로 이루어진 블록부재를 지칭한다. 블록(48)은 나사 (46)에 대하여 회전될 수 있으나 수직으로는 움직일 수 없도록 블록호울더 (50)에 의해 지지된다. 블록호울더(50)는 가이드실린더(42)의 상부플랜지부분(44)위에 단단히 고정되어 있다. 블록호울더(50)는 가이드실린더 (42)의 가이드구멍(45)과 수직으로 정렬되도록 블록호울더를 관통하여 만들어진 가이드구멍(52)을 갖고 있다. 나사(46)는 가이드실린더(42)의 가이드 구멍(45)뿐만 아니라 블록호울더(50)의 가이드구멍(52)을 관통하여 삽입된다. 가이드 실린더(42)의 가이드구멍(45)은 가이드구멍(45)을 따라 수직으로 연장된 키이통로(54)를 가이드구멍내에 만들어 나사(46)의 측면에 접하여 만들어진 키(56)는 나사(46)가 회전하지 않고 수직으로 움직이도록 고정된다. 블록(48)은 핸들(58)을 갖고 있으며 핸들이 블록(48)을 회전시킬때 나사(46)을 수직으로 움직인다. 나사(46)꼭대기에 기초부재(base member) (60)가 수평으로 장착된다.
제 1 도에서 보이듯이 기초부재에는 연소촉진가스 압력을 일정하게 하는 수직으로 연장된 탱크(62)와 연료가스의 압력을 일정하게 하는 수직으로 연장된 탱크(64)가 놓인다. 연소촉진가스탱크(62)는 연속촉진가스, 예를들면 산소등 금속제의 주파이프(main pip)(66)를 통하여 공급받으며 연료가스탱크(64)는 금속제의 주파이프(68)를 통하여 연료가스, 예를들면 아세틸렌, 프로판 또는 그와같은 가스를 공급받는다. 연소촉진가스탱크(62)는 복수의 유량제어밸브(72)를 통하여 연결된 복수의 연소촉진가스 분배용 금속제 파이프(70)를 갖고 있으며 유량제어밸브를 통하여 연소촉진가스는 육성용사토오치 또는 버어너(74)에 공급된다.
연료가스탱크(64)는 복수의 유량제어밸브를 통하여 연결된 복수의 연료가스분배용 금속제 파이프(76)를 갖고 있으며 유량제어밸브를 통하여 연료가스는 육성용사버너(74)에 공급된다. 상향으로 연장되는 파이프 호울더(80)는 연료가스탱크위에 장착되어이며 이송가스를 공급하기 위한 금속제파이프(82)를 지지한다. 공급파이프(82)는 추후에 기술될 육성금속분말공급장치(84)에 육성금속분말을 이송하기 위하여 이송가스를 공급하는데 기여한다. 불활성기체, 예를 들면 아르곤 또는 그와 유사한 것은 육성금속분말의 산화를 효과적으로 방지하는 이송가스로 사용된다.
공급파이프(82)는 끝에 연결된 유량제어밸브(86)를 갖고 있으며 육성금속분말공급장치(84)는 유량제어밸브(86)의 출구에 연결되어 있다. 공급장치(84)는 육성금속분말을 받는 장착된 호퍼(88)를 갖고 있다. 소정량의 육성금속분말이 공급장치(84)를 통하여 호퍼(88)로부터 이송가스의 유체통로까지 공급되며 이송가스에 의하여 육성용사버너(74)로 이송된다. 좀더 상세히는 공급장치(84)는 호퍼(88)로부터 공급된 육성금속분말을 이송하기 위하여 금속파이프(90)의 출구에 연결되며 호퍼를 통하여 이송가스로 이송되는 육성금속분말은 육성용사버너(74)에 공급된다. 낮은 용융점을 갖는 자용성(self fluxing)합금분말이 육성금속분말로서 사용되기도 하며 그러한 자용성 합금은 예를들면 Ni, Cr, Mo, B, Si 및 Fe로 구성된다. 본 발명의 육성용사장치는 평균150마이크로미터 크기의 금속분말을 사용할 수 있다. 육성금속분말의 입자크기가 작으면 작을수록 육성금속분말은 더 잘 제어된다.
제어가스의 공급을 통제하기 위한 장치 또는 제어가스 공급조절장치(92)는 연소촉진가스탱크(62)위에 설치외며 금속분말의 분출방향에 따라서 원하는대로 육성용사버너로부터 분출된 육성금속분말의 분사율 또는 용사율을 위치에 따라 제어한다. 장치(92)는 제어가스의 공급을 수행하기 위하여 장치의 입구에 연결된 제어가스 공급파이프(94)를 갖고 있다. 아르곤 또는 그와 비슷한 성질을 갖는 불활성 기체는 육성금속분말의 산화를 막는 그러한 제어가스로서 적절히 사용된다. 제어가스 공급조절장치(92)는 소정의 시간폭으로 펄스형태로서 제어가스의 두 시스템에 교대로 전달하고 금속분말의 분출방향에 따른 두 시스템에 교대로 전달하고 금속분말의 분출방향에 따른 육성용사버너(74)로부터 분출된 육성금속분말의 용사율 또는 분사율을 위치에 따라 조절하기 적절하다. 장치(92)는 각각 장치의 2개의 출구에 각각 연결된 2개의 제어가스 공급파이프(96,98)를 갖고 있다. 공급파이프(96,98)는 공급시간폭이 결된된 두개의 제어가스시스템을 육성용사버너(74)에 공급하는데 이용된다.
육성용사버너(74)는 장치(20)의 이송방향 Y (제 1 도)에 수직인 X방향(제 2 도)에서 육성용사하게될 레일(24)위에 육성금속분말을 용사하거나 뿌려주는 유체제어장치(100), 유체제어장치(100)로부터 분출된 육성금속분말을 용융시키고 레일(24)을 가열시키기 위한 가열버너몸체(102) 및 가열버너몸체(102)를 냉각시키기 위한 냉각기(104)로 이루어지며 섀시프레임(26)위에 지지된다.
육성용사버너(74)는 제 1 도에서 개략적으로 보여주듯이 레일(24)의 맨윗표면으로부터 원하는 거리를 띄우고 프레임 사이에 버너를 꼭 끼우기 위하여 버너(74)의 양측면에 있는(도면에서는 나타나지 않지만)오목부와 함께 프레임(26)을 통하여 각각 삽입된 나사볼트(106)의 끝을 맞물림으로써 프레임(26)위에 지지된다. 가열버너몸체들은 유체제어장치(100)에 끼워지는 식으로 장치(20)의 이송방향을 기초로 양측에 배치되어 있다. 설명된 실시예에 있어서, 한쌍의 가열버너몸체(102)가 제공되고 육성용사버너(74)의 수직위치는 버너로부터 나사볼트(106)나 버너고정볼트를 제어하여 버너가 고정되지 않도록 하며 핸들을 회전하여 나사(46)를 수직으로 움직이고 이로써 압력을 일정하게 유지하는 탱크(62,64), 파이프(70,76,90,96 및 98)등을 지나서 버너를 수직으로 움직인다.
제 7 도에 보여주듯 육성금속분말을 용사시키거나 분사시키기 위한 유체제어장치(100)는 외부에 개방단부(112)를 통하여 교류되는 유체제어장치내에 형성된 슬릿(110)을 갖는 장치몸체(108)를 포함한다. 슬릿(110)은 단면이 직사각형 형상을 갖도록 이루어져 있으며 제 7 도에서 보여주듯 상호작용지역(116)으로부터 출구까지 육성금속분말의 X방향의 분사 또는 용사의 폭이 서서히 증가하도록 만들어진 한쌍의 측벽(114A,114B)을 갖고 있다. 슬릿(110)을 한정하는 남은쌍의 측벽은 상호작용지역(116)을 제외하고 유체제어장치의 양측에 배치된 가열버너몸체(102)의 수직으로 뻗은 부분벽을 포함한다. 유체제어장치(110)는 상호작용지역(116)한쪽 끝에 전달되도록 슬릿(110)의 입구(116)를 배치하고 슬릿(110)속으로 육성금속분말을 분출하는 분사노즐(120)로 이루어진다. 또한 분사노즐(120)은 유체제어장치(100)내에 형성된 통로와 함께 다른 끝에 연결되며 통로(122)는 금속분말 이송파이프(90)입구에 연결되어 있다.
또한 유체제어장치(100)는 한쌍의 제어가스분출구(124,126)를 포함하며 한쌍의 분출구는 용사방향 X분출구 사이 슬롯(110)의 상호작용지역(116)에 겹치도록 배치되어 있다. 제어가스분출구(124,126)는 유체제어장치(100)내에 만들어진 통로들(128,130)과 각각 전달교통되고 통로(128,130)는 각각 제어가스 공급파이프(96,98)에 연결되어 있으며 제어가스의 두 시스켐은 번갈아 제어가스 공급조절장치(92)에서 유체제어장치(100)까지 소정의 시간폭으로 펄스와 같은 방법으로 공급될 수 있도록 한다. 육성금속분말의 용사율을 위치에 따라 조절하기 위한 제어가스가 제어가스분출구(124)로부터 분출될때 육성금속분말은 측벽(114B) 을 향하도록되어 금속분말의 용사율이 결국 측벽(114B)쪽엔 증가되고 측벽(114A)쪽엔 감소한다. 제어가스 분출구(126)은 육성금속분말이 강제로 측벽(114A)을 향하도록 하여 금속분말의 용사율은 측벽(114A)에 가까운쪽에서 증가하고 반대편에서는 감소하게 된다. 따라서 제어가스를 단일화하는 두 시스템을 사용함으로써 육성금속분말 용사율의 위치제어를 수행하게 된다.
제 4 도 및 제 5 도에서 보여주듯이 유체제어장치의 양측에 배치된 각각의 가열버너몸체(102)는 서로 접촉되도록 가로방향 일렬로 배열된 복수의 한구멍노즐을 갖고 있으며, 냉각기(104)의 조임력을 이용하여 조립된다. 한구멍노즐(132) 각각은 노즐(132) 을 갖는 노즐몸체(136)의 아래끝에 개방된 하나의 긴 구멍(134)으로 이루어져 있어 육성금속분말을 녹이고 레일(24)을 가열하기 위한 화염을 분출하게 된다. 구멍(134)은 두 갈래로 갈라진 형상으로 이루어진 두개의 통로(134,140)와 통해있다. 통로(138,140)의 상부끝은 노즐몸체(136)의 상부 끝에서 개방되고 연소촉진가스파이프(70)와 연료가스 분배파이프976)에 각각 연결된다. 본 실시예에서 노즐사이에 슬릿(110)을 끼우도록 제공된 각열의 노즐들(132)은 한줄의 노즐구멍(134)이 사이에 끼워진 슬롯(110)과 함께 다른줄의 노즐구멍과 위치가 교대로 놓이도록 배치된다. 이 결과 가열버너몸체의 끝이 서로 맞지 않게 된다. 이러한 점에서 너미노즐몸체(142)는 양 가열버너몸체가 서로 정렬되도록 각 가열버너몸체의 한끝에 위치한다.
상기와 같은 방법으로 제작된 육성용사버너(74)에서 노즐(132)의 구멍들(134)로부터 분출된 화염은 슬릿(110)으로부터 분출된 육성금속분말과 육성용사하게될 레일(24)의 표면을 녹이는데 사용되어 용융금속분말은 육성을 형성할 레일(24)의 표면위에 용착된다.
이 경우에 연소촉진가스공급파이프(70)와 연료가스공급파이프(76)는 전술하였듯이 구멍들(134)에 공급하는 각 가스의 유량을 독자적으로 제어하도록 유량제어밸브(72,78)를 각각 제공하여 본 실시예의 육성용사장치는 용사방향 X로 육성금속분말의 용사율 또는 분사율의 차이에 따라 금속분말과 레일에 작용될 열량을 효과적으로 조절 할 수 있다.
제 4 도 및 제 6 도에서 보여주듯이 냉각기(104)는 각 가열버너몸체(102)의 측벽에 만들어진 오목부(146)에 고정적으로 끼워진 한쌍의 냉각수 자켓(144), 자켓을 서로 연통하기 위하여 냉각수 자켓(144) 사이에 연결된 금속제 연통파이프(148), 및 냉각수 자켓(144) 하나에 연결된 배수파이프(152)로 구성되어 있다. 본 실시예에서 냉각수 자켓(144)은 연결볼트(154) 및 너트(156)로 버너몸체(102)와 유체제어장치(100)를 자켓사이에 끼워넣는 방법으로 서로 연결되어 있어 버너몸체(102)와 유체제어장치(100)는 일체로 조립된다.
전술한 바와 같이 제작된 육성용사장치(20)의 작동방법은 도면을 참고하여 기술되어 질 것이다.
육성용사장치(20)는 레일(24)위에 트럭(22)의 차륜(32,34)을 놓아 레일위에 고정하고 육성용사를 위한 장소로 이동되어진다. 본실시예에서 장치(20) 의 고정은 레일위에 장치를 고정하지 않고 레일위에 단지 놓음으로써 수행되고 육성용사후에 장치의 제거는 장치를 들어올려 가로로 움직임으로써 수행된다. 따라서 육성용사장치(20)는 레일에 아주 적합하다는 것을 알 수 있다. 연료가스와 연소촉진가스의 혼합가스가 육성용사버너(74)내에 가열버너몸체(102)의 구멍(134)으로부터 분출되어 연소화염을 형성하기위하여 점화된다. 이때 연소화염은 유체제어장치(100)로부터 분출된 육성금속분말을 녹이고 용융금속분말을 용착시켜 육성을 형성하게한다. 이때 제어가스 공급조절장치(92)로부터 유체제어장치(100)까지 공급된 두 시스템의 제어가스는 용사방향 X에 육성금속분말의 용사율 또는 분사율을 위치에 따라 조절하기 위하여 육성용사를 하게될 레일(24)의 상태와 부분에 따라 분사노즐(120)의 양측에 제공된제어가스분출구(124,126)로부터 펄스의 형태로 번갈아 분출된다. 제어가스의 개폐주파수가 변할때 유체제어장치(100) 는 제 8 도에서 보여주는 금속분말용사분포특성을 나타낸다. 제 8 도에서 횡자표축은 육성금속분말이 용사되거나 분사되는 위치를 나타내고 종좌표축은 각 용사지점에서 용사금속분말의 중량과 용사금속의 총중량사이의 비율, 즉 육성금속분말용사의 중량비율을 지칭한다. 또한 제 8 도에서 횡좌표축은 육성금속분말용사의 중량비율을 지칭한다. 또한 제 8 도에서 (Ⅰ) 은 1㎐의 개폐주파수에서 용사율의 분포 특성을 나타낸 것이고 (Ⅱ) 및 (Ⅲ)은 5㎐ 및 10㎐의 주파수에서 용사율 분포 특성을 각각 나타낸다.
제 8 도의 결과는 제 7 도에서 용사방향 또는 분사방향 X로 우측에서 펄스의 형태로 분출되는 제어가스의 분사시간 Tr이 좌측에서 제어가스의 분사시간 T1과 같으며, 슬릿(110)의 틈의 각도가 30°, 노즐(120)이 4mm의폭, 제어가스분출구(124,126)는 각각 8mm 폭, 육성금속분말과 이송가스의 주분사는 2l/분의 유량으로 분출되며 제어가스의 제어류가 14l/분의 유량으로 분출되는 조건하에서 얻어졌다. 측벽(114A) 의 측면으로부터 제어류에 의하여 측벽(114B) 의 측면까지 주분사의 개폐는 일정한 주기의 시간을 요한다. 개폐시간(switching time)이 1사이클에서 차지하는 비율은 개폐주파수의 증가와 함께 증가된다. 육성금속분말은 주분사의 개폐시간중에 용사방향 X로 유체제어장치(100)의 중심선위에 크게 용사된다. 따라서 개폐주파수가 중앙부에 볼록부분을 갖고 있는 유체제어장치(100)의 용사분포특성이 제 8 도에서 선 -Ⅲ에 의해 보여준다. 장치(20)를 사용하여 금속분말의 일정한 용사분포를 얻기 위하여 약 5㎐의 개폐주파수가 요한다. 레일의 국부마모를 수리하는데 적절한 용사분포는 우측에 제어류의 펄스형테의 분사시간 Tr과 좌측에 펄스형태의 분사시간 T1사이의 비율을 변화시켜 얻을 수 있다.
제 9 도는 Tr과 T1사이 비율을 변화시켜 측정된 유체제어장치(100)의 용사분포특성을 보여준다. 제 9 도에서 횡축은 육성금속분말이 용사하는 부분을 나타내고 종축은 각부분에서 육성금속분말 용사의 무게와 용사금속분말의 총무게와의 비율을 나타낸다. 또한 제 9 도에서, 선 i는
Figure kpo00001
이 0.2에서 유체제어장치(100)의 용사분포 특성을 나타내고 선 ⅱ 및 ⅲ는 각각 비율이 0.6 및 1.0일때 용사분표 특성을 각각 나타낸다. 비율 Tr및 T1의 감소는 제 9 도의 선 i에 의하여 보여주듯이 육성금속분말이 보다 긴기간의 분사시간을 갖는 제어류에 의해 강제로 측면에 크게 용사되도록 한다. 따라서 레일의 국부적인 마모는 우측에 제어류의 펄스와 같은 분출시가 Tr과 국부마모에 달려있는 좌측에 분출시간 T1사이 비율을 적절히 설정하여 쉽게 수리될수 있다는 것을 알 수 있다.
용사에 의하여 원하는 두께만큼 육성이 레일(24)위에 형성된 다음에 트럭(22)은 육성용사하게될 레일의 다른 부분으로 레일위에 움직인다.
설명된 실시예에서 트럭(22)은 손으로 움직이기 적합하나 육성용사장치(20)는 모터를 이용하여 레일(24)위의 트럭(22)을 자동적으로 움직이도록 제작할 수 있다.
더욱이 사이에 슬릿(110)을 끼우도록 배치된 각열의 노즐들(132)은, 한열의 노즐들(132)의 화염구멍(134)이, 사이에 끼워진 슬릿(110)을 갖춘 다른 열의 노즐들(132)의 화염구멍과 엇갈리게 위치하는 방식으로 배열되었다. 그러나 두열의 노즐들(132)은 한열의 화염구멍(134)이 제10도에서 보여주듯이 다른열의 화염구멍에 대향하고 있는 방식으로 배열되어 있다. 게다가 각열의 한구멍 노즐(132)은 삽입된 볼트를 너트로 조여 서로 연결될 수 있다.
제11도에서 보여주듯 제어가스 공급조절장치(92)는 플립플롭타입 유체장치(flip-flop fluidic device)를 이용하는 피이드백 진동회로에 의하여 만들어진다. 특히 제11도의 제어가스 공급조절장치는 플립플롭 유체장치(158), 유체장치(158)의 양측에 연결된 한상의 피이드백파이프(160,162), 피이드백파이프(160,162)에 각각 연결된 탱크(164,166), 트로틀밸브(168,170), 스톱밸브(172,174) 및 제어가스 공급파이프(96,98)에 각각 연결된 고정된 교축부(176,178)로 구성되어 있다. 또한 유체장치(158)는 제어가스 공급파이프(94) 및 입구통로(180)로부터 분기된 출구통로(182,184)를 포함하여 고정된 교축부(176,178)를 통하여 제어가스 공급파이프(96,98)로 각각 연결되어 또한 출구 통로(182)는 유체장치(158)의 제어통로(186)에 피이드백파이프(160)를 통하여 출구에 연결되어 있으며 출구통로(184)는 유체장치(158)의 제어통로(188)에 피이드백파이프(162)를 통하여 출구에 연결되어 있다. 입구통로(180), 출구통로(182,184) 및 제어통로 (186,188)는 유체장치(158) 내에서 서로 연결된다.
전술한 바와같이 제작된 피이드백 진동회로를 포함하는 제어가스 공급조절장치(92)는 진동회로의 진동주파수 및/또는 펄스폭을 변화시키기 위하여 제어가스의 분사시간 및 /또는 탱크의 체적 (164,166)을 조절하는 수단으로 다양한 트로틀밸브(168,170)의 개방을 변화시켜 육성금속분발을 용사하기 위한 유체제어장치(100)의 입구시간 또는 진동회로 양측에 각 유출류의 유출시간을 조절할 수 있다. 제어류의 출구가 작을때엔 유체제어장치(100)에 제어류의 유량을 증가시키는 것이 필요하다. 예를들면이것은 진동회로와 유체제어장치(100) 사이에 증폭용 유체제어장치를 연결함으로써 이루어진다.
또한 유체제어장치(100)의 양측의 출구유량은 스톱밸브(172,174)를 조작하여 손으로 제어할 수 있다.
또다른 방법으로 제어가스 공급조절장치(92)는 제12도에서 보여주는 방식으로 제작된다. 특히 제12도의 제어가스 공급조절장치(92)는 전기진동장치(190), 각각 가스압력조절수단으로서 작용하는 두개의 가변 트로틀밸브(192,194) 및 각각 개폐밸브로서 작용하는 두개의 솔레노이드밸브(196,198)를 포함한다. 제12도의 제어공급조절장치(92)에서 제어가스 공급파이프(49)는 한쌍의 분기된 제어가스 공급파이프(200,202)의 출구에 연결되며 가변 트르틀밸브(192,194) 및 솔레노이드밸브(196,198)가 각각 차례로 연결된다. 솔레노이드밸브(196,198)는 제어가스 공급파이프(96,98)의 출구에 각각 연결된다. 제어가스 공급조절장치(92) 의 그러한 제작은 솔레노이드밸브 (196,198)가 전기적 진동회로(190)로부터 공급된 신호에 의하여 번갈아 작동되도록하며 제어가스는 유체제어장치(100)의 양측위에 제어가스분출구(124,126)에 교대로 공급되어진다. 이 경우 장치(100)의 양측에 있는 제어가스이 두 시스템의 각각에 공급하는 시간은 제11도에서 보여준 제어가스 공급조절장치(92)에서와 같이 유체제어장치(100)의 양측에서 제어가스의 두 시스템의 입구시간을 조정하기 위하여 전기적 진동회로(190)로부터 공급된 신호의 진동주파수 또는 펄스폭을 변화시켜 바뀌어질 수 있다.
다른 방법으로는 유량은 제어가스의 두 시스템이 서로 다른 압력하에서 공급되도록 솔레이노이드밸브(196,198)의 상향류쪽에 각각 배열된 가변 트르틀밸브(192,194)를 조정하여 변화될 수 있다. 후자는 레일의 어떤 국부적인 마모를 수리하기 위하여 적절한 육성금속분말의 용사분포를 얻을 수 있도록하며 제11도에서와 같이 유체제어장치의 양측에 제어가스이 입구시간을 변화시키는데 적합하다.
제13도 및 제14도는 제12도에서 보여준 제어가스 공급조절장치(92)에 의하여 얻어진 육성금속분말의 용사분포를 각각 보여준다. 제13도는 제어가스 분출구(124)로부터 제어가스를 배출시키지 않고 QC1=O 1/s), 제어가스의 유량이 0.5, 0.3 및 0.125 1/s에서 제어가스분출구(126)로부터 제어가스를 분출시키기 위하여 솔레노이드 밸브(198)를 열어놓는 반면 가변 트로틀밸브(192)를 닫고 가변 트로틀밸브(194)를 조정하므로써 얻어진 용사분포특성을 나타낸다.
제14도는 유량 Qc1이 0.3 및 0.15 1/s일때 제어가스분출구(124,126)로부터 제어가스의 두 시스템이 분출될 수 있도록 가변 트로틀밸브(192,194)를 서로 조정하고 전기적인 진동회로(190)로부터 신호수단에 의하여 4㎐의 주파수에서 솔레노이드밸브(196,198)를 번갈아 조작하여 얻어진 용사분포특서을 보여준다. 따라서 제12도의 제어가스 공급조절장치(92)가 수리해야할 레일의 어떤 국부 마모에 적합한 육성금속분말의 용사분포의 제공이 용이해질수 있을 것이다.
그러한 육성금속분말의 용사분포는 공기진동기로부터 받은 신호를 이용하여 작동되고 솔레노이드밸브(196,198) 대신에 공기와 같은 가스의 압력을 이용하여 작동되는 공압식 방향 제어밸브에 의하여 얻어진다.
가열버너몸체(102)는 서로 독자적인 다수의 화염구멍(134)과 함께 통상적인 하나의 노즐몸체를 형성하여 제작된다. 또한 전술한 실시예에서 가열버너몸체는 유체제어장치(100)의 각 양측에 있다. 그러나 가열버너몸체는 단지 장치의 한쪽에만 있을수도 있다.
게다가 육성용사장치는 연료가스공급파이프(70)와 연소촉진 가스공급파이프(76)가, 서로 인접한 적어도 2개의 화염구멍(134)으로 각각 구성되는 그룹에 대응하는 그룹으로 각각 나누어지고 제어밸브(72,78)는 유량제어가 모든 그룹에 수행되도록 모든 그룹에 각각 주어지도록 제작된다.
전술한 바와같이 본 발명에 따른 육성용사장치는 제어가스 공급조절장치가 원하는 용사방향에 육성금속분말의 용사율 또는 분사율을 제어하기 위하여 두개의 제어가스 시스템의 사이클, 펄스폭 및 가스압을 조정할 양측에 구비된 제어가스분사구를 갖는 유체제어장치에 펄스와 같은 방식으로 두개의 제어가스시스템을 번갈아 제공하는 방법으로 제작된다. 따라서 본 발명은 원하는 대로 일정한 육성뿐만 아니라 국부적인 육성을 이루 수 있다. 또한 본 발명의 육성분사장치에서 화염구멍에 가스를 공급하기 위한 가스공급관은 서로 인접한 적어도 2개의 화염구멍으로 구성되는 모든 그룹이나 모든 화염구멍들로 구성되는 유량제어밸브를 제공하여 육성금속분말의 가열은 용사방향의 금속분말의 용사율 차이에 따라 조정될 수 있다. 따라서 본 발명은 용사분포가 변동될때까지도 금속의 만족스런 용융을 보장할 수 있다. 게다가 본 발명에서는 육성용사버너는 트럭위에서 작동되어 육성용사작동이 육성용사할부재위에 본 발명의 장치를 단지 놓음으로써 시작될수 있다. 따라서 예를들면 레일위의 육성형성은 열차가 다니는 사이의 시간에서도 효과적으로 수행될 수 있다.
본 발명은 레일이외의 다른 부재에도 효과적으로 적용할 수 있다는 점은 당연하다.
본 발명의 전술한 실시예는 도면을 참고로하여 어느정도의 특성을 기술하였으므로 자명한 정도의 수정과 변경이 상기한 지식을 바탕으로 가능할 것이나, 첨부된 특허청구 범위내에 있는 한 그러한 모든 수정과 변경사항은 본 발명에 포함된다.

Claims (19)

  1. 육성용사하게될 부재에 대하여 육성용사를 수행할 트럭위에 지지된 육성용사버너와 상기 부재위로 이동하기 적절한 트럭으로 구성된 육성용사장치에 있어서, 상기 육성용사버너는 육성금속분말을 용사하기 위한 유체제어장치, 상기 장치의 이동방향에 수직방향으로 육성금속분말을 용사할 상기부재를 향하여 이송가스와 함께 육성금속분말을 분출시키는데 적합한 상기 유체제어장치, 용사방향에서 육성금속분말의 용사율을 위치에 따라 제어하는 펄스같은 방법으로 두 시스템의 제어가스를 교대로 공급하도록하는 제어가스 공급조절장치 및 상기 유체제어장치로부터 분출된 육성금속분말을 가열하기 위한 적어도 한개의 가열버너몸체 즉, 용사방향에서 육성금속분말의 분사율의 차이에 따라 열량을 변화시키기에 적합한 상기 가열버너몸체로 구성되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 육성금속분말을 용사하기 위한 슬릿, 용사방향의 폭이 슬릿의 입구로부터 출구까지 연장되어 있도록 만들어진 상기 슬릿, 슬릿속으로 육성금속분말을 분출하기 위해 상기 슬릿에 대향하도록 상기 슬릿의 입구에 구비된 육성금속분말 분사노즐 및 용사방향에서 육성금속분말의 용사율을 위치에 따라 제어하기 위하여 상기 제어가스 공급조절장치로부터 공급된 상기 두 시스템의 제어가스를 분출하도록 육성금속분말의 용사방향을 따라 상기 슬릿입구의 양측에 있는 한쌍의 제어가스분사구를 가지는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가열버너몸체에는 몸체의 하부끝에 각각 개구된 복수의 화염구멍이 형성되고 상기 화염구멍은 용사방향으로 일렬로 배치되며 유량제어밸브가 구비된 연소촉진가스 및 연료가스용 공급관에 연결되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 유량제어밸브가 모든 화염구멍에 설치되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 화염구멍은 서로 인접한 적어도 두개의 화염구멍으로 구성된 각 그룹으로 나뉘어지고 상기 유량제어밸브는 모든 화염구멍 그룹에 설치되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 슬릿이 상기 가열버너 몸체사이에 끼워진 상태로 상기 가열몸체가 육성금속분말의 용사방향에 수직으로 상기 유체 제어장치의 각 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 가열버너몸체가 일렬로 배열된 복수의 한구멍 노즐몸체로 구성되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제어가스 공급조절장치가 제어가스의 상기 두 시스템의 각각의 사이클을 변경하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제어가스 공급조절장치가 제어가스의 상기 두 시스템의 각각의 펄스폭을 변경시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제어가스 공급조절장치가 제어가스의 상기 두 시스템의 각각의 가스압력을 변경시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 제어가스 공급조절장치는 플립플롭타입의 유체장치를 이용하는 피이드백 진동회로롤 구성되고 상기 피이드백 진동회로는 피이드백 진동회로롤 구성되고 상기 피이드백 진동회로는 가변 트로틀밸브와 탱크로 구성되는 분출시간 조정수단을 구비한 상태로 양 피이드백 통로의 각각에 설치되어 있는것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 제어가스 공급조절장치는 피이드백 진동회로로 구성되고 상기 피이드백 진동회로에는 가변 트로틀밸브와 탱크로 구성되는 제어가스의 분출시간 조정수단이 회로의 양피이드백통로의 각각에 설치되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  13. 제 8항에 있어서, 통로의 두 시스템의 각각 연결된 가스압력조정수단, 통로의 상기 두 시스템의 각각에 연결된 솔레노이드 밸브 및 상기 양 솔레노이드 밸브으 개폐시간을 조정할 진동주파수 및 펄스폭중 적어도 하나를 변경시키기에 적합한 전기진동회로를 포함하는 상기 제어가스 공급조절장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  14. 제 9항에 있어서, 통로의 두 시스템의 각각에 연결된 가스압력조정수단, 통로의 상기 두 시스템의 각각에 연결된, 솔레노이드밸브 및 상기 양 솔레노이드밸브의 개폐시간을 조정할 진동주파수 및 펄스폭중 적어도 하나늘 변경시키기에 적합한 전기진동회로를 포함하는 상기 제어가스 공급조절장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  15. 제10항에 있어서, 통로의 두 시스템의 각각에 연결된 가스압력조정수단, 통로의 상기 두 시스템의 각각에 연결된 솔레노이드밸브 및 상기 양 솔레노이드밸브의 개폐시간을 조정할 진동주파수 및 펄스폭중 적어도 하나를 변경시키기에 적합한 전기진동회로를 포함하는 상기 제어가스 공급조절장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  16. 제8항에 있어서, 통로의 두 시스템의 각각에 연결된 가스압력조정수단, 통로의 상기 두 시스템의 각각에 연결된 공압식 방향제어밸브 및 상기 양개폐밸브의 개폐시간을 조정할 진동주파수 및 펄스폭중 적어도 하나를 변경시키기에 적합한 공압식 진동기를 포함하는 상기 제어가스 공급조절장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  17. 제9항에 있어서, 통로의 두 시스템의 각각에 연결된 가스압력조정수단, 통로의 상기 두 시스템의 각각에 연결된 공압식 방향제어밸브 및 상기 양 솔레노이드밸브의 개폐시간을 조정할 진동주파수 및 펄스폭중 적어도 하나를 변경시키기에 적합한 공압식 진동기를 포함하는 상기 제어가스 공급조절장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  18. 제10항에 있어서, 통로의 두 시스템의 각각에 연결된 가스압력조정수단, 통로의 상기 두 시스템의 각각에 연결된 공압식 방향제어밸브 및 상기 양 솔레노이드밸브의 개폐시간을 조정할 진동주파수 및 펄스폭중 적어도 하나를 변경시키기에 적합한 공압식 진동기를 포함하는 상기 제어가스 공급조절장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 육성용사장치.
  19. 육성용사할 부재에 대하여 육성용사를 수행할 트럭위에 지지된 육성용사버너와 상기 부재위를 이동하기 적절한 트럭으로 구성된 육성용사장치에 있어서 상기 육성용사버너는 육성금속분말을 용사하기 위한 유체제어장치, 상기 장치의 이동방향에 수직방향으로 육성금속분말을 용사할 상기 부재를 향하여 이송가스와 함께 육성금속분말을 분출하기에 적합한 상기 유체 제어장치, 용사방향에서 육성금속분말의 용사율을 위치에 따라 제어하는 펄스와 같은 방법으로 두 시스템의 제어가스를 번갈아 공급하도록 하는 제어가스 공급조절장치, 상기 유체제어장치로부터 분출된 육성금속분말을 가열하기 위한 적어도 한개의 가열버너몸체, 용사방향에서 육성금속분말의분사율의 차에 따라 열량을 변동시키기 위한 상기 가열버너몸체로 구성되고, 상기 유체제어장치는 육성금속분말을 용사하기 위한 슬릿, 용사방향의 폭이 슬릿의 입구로부터 출구까지 연장되도록 이루어진 상기 슬릿, 상기 슬릿속으로 육성금속분말을 분출하기 위해 상기 슬릿에 대향하도록 상기 슬릿의 입구에 구비된 육성금속분말 분사노즐, 용사방향에서 육성금속분말의 용사율을 위치에 따라 제어하기 위하여 상기 제어가스 공급조절수단으로부터 공급된 상기 두 시스템의 제어가스를 분출하도록 육성금속분말의 용사방향을 따라 상기 슬릿입구 양측에 있는 한쌍의 제어가스 분사구, 하부끝에 각각 개구된 복수의 화염구명, 용사방향에 일렬로 배치하고 유체제어밸브가 설치된 연료가스와 연소촉진가스공급관에 연결된 상기 화염구멍들로 이루어진 상기 가열버너몸체로 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 육성용사장치.
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