KR102108914B1 - 송풍밸브 상승장치 - Google Patents

Abstract

송풍밸브 상승장치는 밀봉부와 상승 조작부를 포함한다. 밀봉부는, 수직부의 일부를 둘러싸며 연결관의 개구에 끼워지는 관부 및 관부의 외면에 고정되며 연결관에 조립되는 플랜지를 포함하는 밀봉 구조체와, 밀봉 구조체와 수직부 사이에 위치하는 한 쌍의 슬리브 및 그랜드 패킹을 포함한다. 상승 조작부는 플랜지와 나란하도록 수직부의 상측 가장자리에 고정된 보스와, 보스와 플랜지에 동시 체결된 복수의 조작용 볼트와, 보스의 하부에서 복수의 조작용 볼트 각각에 체결되며 회전 조작에 의해 보스와 수직부를 상승시키는 복수의 조작용 너트를 포함한다.

Description

송풍밸브 상승장치 {LIFTING DEVICE FOR COLD BLAST VALVE}

본 발명은 송풍밸브 상승장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 송풍밸브의 유격 발생에 의한 디스크 처짐 시 송풍밸브를 상승시켜 디스크를 원위치로 복귀시키는 송풍밸브 상승장치에 관한 것이다.

열풍로 설비는 연소실과, 연소실의 연소 과정에서 발생하는 배기가스 열을 이용하여 축열하는 축열실과, 축열실에 연결된 송풍관에 설치되는 송풍밸브를 포함한다. 열풍로 설비는 고로 내에 1,200℃ 정도의 열풍을 공급하기 위해 연소와 송풍을 반복한다.

축열이 완료된 축열실은 고로 내부와 동압 유지를 위해 충압 과정을 거치며, 충압 완료 시 송풍밸브가 열리면서 송풍기가 축열실로 200℃ 내지 250℃ 정도의 냉풍을 공급한다. 공급된 냉풍은 축열실을 통과하면서 열풍으로 승온된 후 고로 내에 공급된다. 송풍이 완료되면 연소 과정으로의 전환을 위해 송풍밸브가 닫힌다.

도 4와 도 5는 일반적인 송풍밸브의 구성도이다.

도 4를 참고하면, 송풍밸브(20)는 두 개의 송풍관(10)을 잇는 연결관(15)의 내부에 설치되며, 연결관(15)에 고정된 수직부(21)와, 수직부(21)에 결합된 아암(22)과, 아암(22)에 결합된 디스크(23)와, 두 개의 연결구(24)를 매개로 디스크(23)에 결합되며 액츄에이터(도시하지 않음)의 작동에 의해 디스크(23)를 개폐시키는 회전 바(25)를 포함한다.

수직부(21)는 상측 둘레에 위치하는 플랜지와 연결관(15)을 관통하는 복수의 볼트에 의해 연결관(15)에 조립된다. 수직부(21)의 하측 단부와 아암(22)의 상측 단부, 아암(22)의 하측 단부와 디스크(23)의 중앙부, 두 개의 연결구(24)와 디스크(23)의 두 지점 각각은 로드 핀(rod pin)과 부시(bush)를 매개로 회전 가능하게 결합된다. 디스크(23)는 시트면(26)에 밀착되어 차단 작용을 하며, 액츄에이터에 의해 움직여 송풍관(10)을 개방한다.

그런데 송풍밸브(20)는 반복적인 개폐 동작 시 자체 하중에 의해 로드핀과 부시에 유격이 발생하게 된다. 특히 수직부(21)의 하측 단부와 아암(22)의 상측 단부를 결합시키는 로드핀(27)과 부시(28)의 유격이 한계를 초과하면, 도 5와 같이 디스크(23)가 아래로 처지면서 정상 위치에서 이탈하게 된다. 이 경우, 디스크(23)와 시트면(26) 사이의 틈새로 냉풍이 차단되지 않고 지속적으로 공급된다.

송풍밸브(20)의 이상 발생 시 조치 방법은, 휴풍을 실시한 상태에서 임시 조치로 디스크(23)를 고정하고, 수직부(21)의 플랜지에 결합된 볼트를 해체한 후 치구를 이용하여 수직부(21)를 상승시키고, 플랜지 하부에 적당한 가스켓을 삽입한 후 밀봉을 실시하는 과정으로 이루어진다.

송풍밸브(20)의 권상 요구량은 회당 1mm 내지 3mm 정도로 미약하지만, 볼트를 풀고 플랜지를 이완시켜야 하기 때문에 휴풍을 하지 않으면 고로 기준의 냉풍이라 하더라도 230℃ 정도의 열풍이 대략 4.5kg/㎠의 압력으로 분출된다. 따라서 안전사고 예방을 위해 반드시 휴풍을 해야 하는데, 이는 생산량 감소와 노황 불안정으로 이어진다.

본 발명은 휴풍이나 감풍 없이 정상 조업 상태에서 송풍밸브를 상승시킬 수 있고, 장치의 변형과 고착 및 간섭을 최소화할 수 있으며, 연결관 내부의 열풍이 유출될 때 즉각적인 조작으로 열풍 누출을 방지할 수 있는 송풍밸브 상승장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 송풍밸브 상승장치는, 연결관의 개구를 관통하며 아암에 결합된 송풍밸브의 수직부를 밀봉하는 밀봉부와, 수직부를 상승시키는 상승 조작부를 포함한다. 밀봉부는, 수직부의 일부를 둘러싸며 연결관의 개구에 끼워지는 관부 및 관부의 외면에 고정되며 연결관에 조립되는 플랜지를 포함하는 밀봉 구조체와, 밀봉 구조체와 수직부 사이에 위치하는 한 쌍의 슬리브 및 그랜드 패킹을 포함한다. 상승 조작부는 플랜지와 나란하도록 수직부의 상측 가장자리에 고정된 보스와, 보스와 플랜지에 동시 체결된 복수의 조작용 볼트와, 보스의 하부에서 복수의 조작용 볼트 각각에 체결되며 회전 조작에 의해 보스와 수직부를 상승시키는 복수의 조작용 너트를 포함한다.

관부는 연결관의 개구에 위치하는 하측 관부와, 연결관 위로 돌출된 상측 관부를 포함할 수 있다. 플랜지는 상측 관부에 고정되어 연결관에 중첩될 수 있으며, 플랜지와 연결관에 동시 체결되는 복수의 소켓 볼트에 의해 연결관에 조립될 수 있다.

한 쌍의 슬리브는 그랜드 패킹의 상측에 위치하는 상측 슬리브와, 그랜드 패킹의 하측에 위치하는 하측 슬리브를 포함할 수 있다. 밀봉부는 상측 슬리브를 통해 그랜드 패킹을 가압하는 가압부를 더 포함할 수 있다.

가압부는, 상측 관부의 상단에 수직 방향으로 체결되는 복수의 가압용 볼트와, 복수의 가압용 볼트 각각에 체결되며 수직 방향으로 상측 슬리브와 중첩되는 복수의 가압용 블록과, 복수의 가압용 블록 각각의 상부에서 복수의 가압용 볼트 각각에 체결되는 복수의 가압용 너트를 포함할 수 있다.

하측 관부의 하단에는 안쪽을 향해 확장된 안착 돌기가 구비될 수 있고, 하측 슬리브가 안착 돌기 위에 배치될 수 있다. 수직부는 상측 슬리브와 그랜드 패킹 및 하측 슬리브와 접촉하는 부분에 표면 연마된 매끄러운 표면을 가질 수 있다.

복수의 조작용 볼트는 보스와 플랜지를 수직 방향으로 관통할 수 있다. 상승 조작부는, 보스 위에서 복수의 조작용 볼트 각각에 체결되는 복수의 상부 고정 너트와, 플랜지 위에서 복수의 조작용 볼트 각각에 체결되는 복수의 하부 고정 너트를 더 포함할 수 있다.

복수의 조작용 너트는 보스의 아래에서 복수의 조작용 볼트 각각에 체결될 수 있다. 상승 조작부는 복수의 상부 고정 너트가 이완된 상태에서 복수의 조작용 너트의 회전 조작으로 보스와 송풍밸브를 들어 올릴 수 있다.

본 발명에 의한 송풍밸브 상승장치는 구성이 단순하고 조작이 용이하며, 밀봉부에 의해 휴풍이나 감풍 없이 정상적인 조업 중에 송풍밸브의 유격을 조정할 수 있다. 또한, 장시간 사용에도 장치의 변형과 고착을 최소화할 수 있어 반복적인 상승 작업이 가능하고, 연결관 내부의 열풍이 유출될 때 즉각적인 조작으로 열풍 누출을 차단함으로써 작업자의 안전 사고를 효과적으로 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍밸브 상승장치의 분해 사시도이다.
도 2와 도 3은 도 1에 도시한 송풍밸브 상승장치의 결합 상태 단면도이다.
도 4와 도 5는 일반적인 송풍밸브의 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 송풍밸브 상승장치의 분해 사시도이고, 도 2와 도 3은 도 1에 도시한 송풍밸브 상승장치의 결합 상태 단면도이다. 도 2는 송풍밸브의 상승 이전을 나타내고, 도 3은 송풍밸브의 상승 이후를 나타낸다.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 송풍밸브(도 4의 부호 '20')는 연결관(15)의 개구(16)를 관통하는 수직부(21)를 포함한다. 송풍밸브 상승장치(30)는 연결관(15)과 수직부(21)에 연결 설치되며, 연결관(15)과 수직부(21) 사이를 밀봉함과 동시에 수직부(21)를 위로 들어올리는 기능을 한다.

수직부(21)는 연결관(15) 내부에서 로드 핀(도 4의 부호 '27')과 부시(도 4의 부호 '28')를 매개로 아암(도 4의 부호 '22')의 상측 단부에 결합되고, 로드 핀과 부시의 유격이 한계를 초과할 때 디스크(도 4의 부호 '23')가 아래로 처지면서 정상 위치에서 이탈한다(도 5 참조). 송풍밸브 상승장치(30)는 송풍밸브(20)를 상승시켜 로드 핀과 부시의 유격을 조정함으로써 디스크를 정상 위치로 복귀시킨다.

이때 송풍밸브 상승장치(30)는 연결관(15)과 수직부(21) 사이를 견고하게 밀봉하여 연결관(15) 내부의 열풍이 바깥으로 누출되지 않도록 하며, 이로써 휴풍이나 감풍 없이 정상 조업 중에 송풍밸브(20)를 상승시킬 수 있다.

송풍밸브 상승장치(30)는 크게 연결관(15)과 수직부(21) 사이를 밀봉하는 밀봉부(40)와, 수직부(21)를 상승시키는 상승 조작부(50)를 포함한다. 밀봉부(40)는 밀봉 구조체(41), 그랜드 패킹(42), 한 쌍의 슬리브(43, 44), 및 가압부(45)를 포함할 수 있다. 상승 조작부(50)는 보스(51), 복수의 조작용 볼트(52), 복수의 조작용 너트(53), 및 복수의 고정 너트(54, 55)를 포함할 수 있다.

밀봉 구조체(41)는 연결관(15)의 개구(16)에 끼워지는 관부(411)와, 관부(411)와 직교하며 연결관(15)에 중첩되는 플랜지(412)를 포함한다.

관부(411)는 수직부(21)의 일부를 둘러싸는 관 모양의 부재로서, 연결관(15)의 개구(16)에 위치하는 하측 관부(411a)와, 연결관(15) 위로 돌출된 상측 관부(411b)로 구분될 수 있다. 하측 관부(411a)의 하단에는 안쪽을 향해 확장된 안착 돌기(413)가 구비될 수 있다.

플랜지(412)는 상측 관부(411b)에 연결되며, 상측 관부(411b)의 상단 아래에 위치할 수 있다. 플랜지(412)는 연결관(15)에 중첩되고, 밀봉 구조체(41)는 플랜지(412)와 연결관(15)을 관통하는 복수의 소켓 볼트(414)에 의해 연결관(15)에 결합될 수 있다. 복수의 소켓 볼트(414)는 밀봉 구조체(41)의 원주 방향을 따라 등간격으로 배치될 수 있다.

그랜드 패킹(42)은 밀봉 구조체(41)의 관부(411)와 수직부(21) 사이에 위치하며, 한 쌍의 슬리브(43, 44)가 수직부(21)와 접촉하면서 그랜드 패킹(42)의 상측과 하측에 위치한다. 그랜드 패킹(42)은 수직부(21)의 둘레를 패킹 박스로 둘러싼 구성으로 이루어지며, 한 쌍의 슬리브(43, 44)에 의해 수직 방향으로 압축되어 밀봉 구조체(41)의 안쪽에서 수직부(21) 바깥을 밀봉한다.

한 쌍의 슬리브(43, 44)는 상측 슬리브(43)와 하측 슬리브(44)로 구분된다. 하측 슬리브(44)는 하측 관부(411a)에 마련된 안착 돌기(413) 위에 배치된다. 가압부(45)는 밀봉 구조체(41)와 상측 슬리브(43)에 결합되며, 상측 슬리브(43)를 아래로 눌러 그랜드 패킹(42)을 가압한다.

가압부(45)는 상측 관부(411b)의 상단에 수직 방향으로 체결되는 복수의 가압용 볼트(451)와, 복수의 가압용 볼트(451) 각각에 체결되는 복수의 가압용 블록(452)과, 복수의 가압용 블록(452) 각각의 상부에서 복수의 가압용 볼트(451) 각각에 체결되는 복수의 가압용 너트(453)를 포함할 수 있다.

복수의 가압용 블록(452)은 수직 방향으로 상측 슬리브(43)와 중첩되고, 복수의 가압용 너트(453)의 조임에 의해 하강하여 상측 슬리브(43)와 그랜드 패킹(42)을 가압한다.

보스(51)는 플랜지(412)와 나란하도록 수직부(21)의 상측 가장자리에 용접 등의 방법으로 고정될 수 있다. 보스(51)의 외경은 플랜지(412)의 외경과 같을 수 있다. 복수의 조작용 볼트(52)는 보스(51)와 플랜지(412)를 수직 방향으로 관통하며 보스(51)와 플랜지(412)에 동시 체결된다.

하나의 조작용 볼트(52)마다 하나의 조작용 너트(53)와 두 개의 고정 너트(54, 55)가 체결된다. 조작용 너트(53)는 보스(51) 아래에서 조작용 볼트(52)에 체결될 수 있다. 두 개의 고정 너트(54, 55)는 플랜지(412) 위에서 조작용 볼트(52)에 체결되는 하부 고정 너트(54)와, 보스(51) 위에서 조작용 볼트(52)에 체결되는 상부 고정 너트(55)로 구성될 수 있다. 상부 고정 너트(55)를 이완시킨 상태에서 조작용 너트(53)를 돌리면 보스(51)와 더불어 송풍밸브 전체가 위로 상승한다.

다음으로, 송풍밸브 상승장치(30)의 조립 순서에 대해 설명한다.

연결관(15)의 개구(16)에 밀봉 구조체(41)가 끼워지고, 복수의 소켓 볼트(414)가 플랜지(412)와 연결관(15)에 체결되어 밀봉 구조체(41)가 연결관(15)에 조립된다. 관부(411)의 안쪽에 하측 슬리브(44)와 그랜드 패킹(42) 및 상측 슬리브(43)의 순서로 배치되어 가조립되며, 관부(411)의 상단에 복수의 가압용 볼트(451)와 복수의 가압용 블록(452) 및 복수의 가압용 너트(453)가 가체결된다.

송풍밸브의 수직부(21)는 미리 용접 등의 방법으로 보스(51)와 결합되고, 상측 슬리브(43)와 그랜드 패킹(42) 및 하측 슬리브(44)의 내부에 끼워진다. 이어서 수직부(21)는 연결관(15) 내부에서 로드 핀과 부시를 매개로 아암에 결합된다. 이때 수직부(21)의 외면 중 상측 슬리브(43)와 그랜드 패킹(42) 및 하측 슬리브(44)와 접촉하는 부분은 연마가공 등에 의해 매끈한 표면을 가질 수 있다.

플랜지(412) 위에 하부 고정 너트(54)와 조작용 너트(53)가 준비된 상태에서 복수의 조작용 볼트(52)가 보스(51)와 플랜지(412)를 관통하며 이들에 체결되고, 보스(51) 위에서 상부 고정 너트(55)가 조작용 볼트(52)에 체결된다. 하부 고정 너트(54)는 플랜지(412)의 윗면과 접촉할 수 있고, 조작용 너트(53)는 보스(51)의 아랫면과 접촉할 수 있다.

다음으로, 송풍밸브 상승장치(30)의 작용에 대해 설명한다.

밀봉 구조체(41)는 연결관(15)과 수직부(21) 사이에 위치하여 기본적인 열풍 차단 작용을 하며, 특히 그랜드 패킹(42)은 가압용 너트(453)의 조임에 의해 아래 방향으로 가압되어 관부(411)와 수직부(21) 사이의 틈새를 제거함으로써 밀봉 효과를 높인다.

밀봉부(40)는 연결관(15) 내부의 열풍이 외부로 누출되는 것을 방지하여, 휴풍이나 감풍 없이 정상적인 조업 중에 상승 조작부(50)의 작동을 가능하게 한다.

송풍밸브의 반복 조작에 의해 로드 핀과 부시의 유격이 한계를 초과하여 디스크가 아래로 처지면, 조작용 볼트(52)에서 상부 고정 너트(55)를 이완시키고, 조작용 너트(53)를 돌려 보스(51)와, 보스(51)에 고정된 송풍밸브를 들어 올린다.

이때 복수의 조작용 너트(53)에 순서를 정하고, 대각선 형태로 일정 각도씩 보스(51)를 들어 올리면 균등한 조작이 가능해진다. 예를 들어, 복수의 조작용 너트(53)에 보스(51)의 둘레 방향을 따라 1부터 6까지 순서대로 번호를 정하고, 1, 4, 2, 5, 3, 6의 순서로 조작용 너트(53)를 같은 변위로 조작하면 송풍밸브를 균일하게 들어올릴 수 있다.

송풍밸브의 상승으로 유격이 조정되어 디스크는 정상 위치로 복귀한다. 송풍밸브의 상승 조작 이후 복수의 상부 고정 너트(55)가 복수의 조작용 볼트(52)에 균등하게 체결된다. 도 2의 D1과 도 3의 D2는 플랜지(412)의 상면과 보스(51)의 상면 사이의 수직 거리를 나타낸다. 송풍밸브의 상승에 의해 도 3의 D2는 도 2의 D1보다 큰 값을 가진다.

송풍밸브가 상승할 때, 매끈한 표면을 갖는 수직부(21)가 상측 슬리브(43)와 그랜드 패킹(42) 및 하측 슬리브(44)에 대해 미끄러지듯 움직여 밀봉 상태를 유지하지만, 반복적인 조작 중 만일의 경우 그랜드 패킹(42)으로부터 열풍이 미세하게 유출될 수 있다. 이 경우 작업자는 즉각적으로 복수의 가압용 너트(453)를 균일하게 조여 그랜드 패킹(42)을 누름으로써 열풍이 유출되는 것을 차단할 수 있다.

전술한 구성의 송풍밸브 상승장치(30)는 구성이 단순하고 조작이 용이하며, 밀봉부(40)에 의해 휴풍이나 감풍 없이 정상적인 조업 중에 송풍밸브의 유격을 조정할 수 있다. 또한, 장시간 사용에도 장치의 변형과 고착을 최소화할 수 있어 반복적인 상승 작업이 가능하고, 연결관(15) 내부의 열풍이 유출될 때 즉각적인 조작으로 열풍 누출을 차단함으로써 작업자의 안전 사고를 효과적으로 예방할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10: 송풍관 15: 연결관
20: 송풍밸브 21: 수직부
22: 아암 23: 디스크
24: 연결구 25: 회전 바
30: 송풍밸브 상승장치 40: 밀봉부
41: 밀봉 구조체 42: 그랜드 패킹
43: 상측 슬리브 44: 하측 슬리브
45: 가압부 50: 상승 조작부
51: 보스 52: 조작용 볼트
53: 조작용 너트 54: 하부 고정 너트
55: 상부 고정 너트

Claims (8)

1. 연결관의 개구를 관통하며 아암에 결합된 송풍밸브의 수직부를 밀봉함과 동시에 상기 수직부를 상승시키기 위한 송풍밸브 상승장치에 있어서,
   상기 수직부의 일부를 둘러싸며 상기 연결관의 개구에 끼워지는 관부 및 상기 관부의 외면에 고정되며 상기 연결관에 조립되는 플랜지를 포함하는 밀봉 구조체와, 상기 밀봉 구조체와 상기 수직부 사이에 위치하는 한 쌍의 슬리브 및 그랜드 패킹을 포함하는 밀봉부; 및
   상기 플랜지와 나란하도록 상기 수직부의 상측 가장자리에 고정된 보스와, 상기 보스와 상기 플랜지를 수직 방향으로 관통하며 상기 보스와 상기 플랜지에 동시 체결된 복수의 조작용 볼트와, 상기 보스 위에서 상기 복수의 조작용 볼트 각각에 체결된 복수의 상부 고정 너트와, 상기 보스의 하부에서 상기 복수의 조작용 볼트 각각에 체결된 복수의 조작용 너트를 포함하는 상승 조작부
   를 포함하며,
   상기 상승 조작부는 상기 복수의 상부 고정 너트가 이완된 상태에서 상기 복수의 조작용 너트의 회전 조작에 의해 상기 보스와 상기 수직부를 들어 올리는 송풍밸브 상승장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 관부는 상기 연결관의 개구에 위치하는 하측 관부와, 상기 연결관 위로 돌출된 상측 관부를 포함하고,
   상기 플랜지는 상기 상측 관부에 고정되어 상기 연결관에 중첩되며, 상기 플랜지와 상기 연결관에 동시 체결되는 복수의 소켓 볼트에 의해 상기 연결관에 조립되는 송풍밸브 상승장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 한 쌍의 슬리브는 상기 그랜드 패킹의 상측에 위치하는 상측 슬리브와, 상기 그랜드 패킹의 하측에 위치하는 하측 슬리브를 포함하고,
   상기 밀봉부는 상기 상측 슬리브를 통해 상기 그랜드 패킹을 가압하는 가압부를 더 포함하는 송풍밸브 상승장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 가압부는,
   상기 상측 관부의 상단에 수직 방향으로 체결되는 복수의 가압용 볼트와,
   상기 복수의 가압용 볼트 각각에 체결되며, 수직 방향으로 상기 상측 슬리브와 중첩되는 복수의 가압용 블록과,
   상기 복수의 가압용 블록 각각의 상부에서 상기 복수의 가압용 볼트 각각에 체결되는 복수의 가압용 너트
   를 포함하는 송풍밸브 상승장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 하측 관부의 하단에는 안쪽을 향해 확장된 안착 돌기가 구비되고,
   상기 하측 슬리브가 상기 안착 돌기 위에 배치되는 송풍밸브 상승장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 수직부는 상기 상측 슬리브와 상기 그랜드 패킹 및 상기 하측 슬리브와 접촉하는 부분에 표면 연마된 매끄러운 표면을 가지는 송풍밸브 상승장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 상승 조작부는 상기 플랜지 위에서 상기 복수의 조작용 볼트 각각에 체결되는 복수의 하부 고정 너트를 더 포함하는 송풍밸브 상승장치.
8. 삭제

Images