KR100381078B1

KR100381078B1 - 블라스트시스템

Info

Publication number: KR100381078B1
Application number: KR1019960704518A
Authority: KR
Inventors: 후베르터스 빌헬무스 스빈켈스 페트루스; 하름 조네벨드 마르텐; 조제프 리그트하르트 헨리커스
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 2003-08-19
Also published as: US6036584A; TW330882B; JPH09509622A; KR970701116A; DE69517516D1; CN1145047A; WO1996019319A1; EP0745018A1; EP0745018B1; CN1069076C; DE69517516T2

Abstract

본 발명은, 연마재 입자(2)용 혼합 호퍼(1)와, HP 공긴 파이프(10)가 들어가 있고 차례로 송풍관(11)이 밖으로 나와 있는 혼합실(9)에 의하여 구성된 혼합 장치(3)와, 연마재 입자가 호퍼에서 혼합실까지 운송되는 라인을 통하여 호퍼와 혼합실 사이의 운송 라인(5)과, 송풍관으로부터 유출되는 공기와 연마재 입자의 혼합물을 만들기 위한 HP 공기 파이프를 통하여 혼합실에 공급되는 HP 공기(P) 발생 수단(6) 및 운송 라인을 통하여 연자재 입자를 운송하기 위한 운송 메카니즘(4)을 구비하는, 연마재 입자로써 구성부품을 처리하는 블라스트 시스템에 관한 것으로, 대량 생산하기 위한 에너지 효율이 높은 시스템을 획득하기 위해서, 본 발명의 시스템은 2와 4.5 bar 사이의 HP 공기의 절대 압력 P 에서 작동하고, 여기서 혼합실 안으로 유입되는 HP 공기 파이프의 최소 직경 d₁대 송풍관의 최소 직경 d₂의 비 d₁/d₂가 0.6과 0.9 사이에 있고, P<13.25-12.5(d₁/d₂)이다.

Description

블라스트 시스템{Blast system}

연마재 블라스트 시스템은 표면 클리닝(블라스트 클리닝)과, 표면으로부터 버어(burr) 제거(디버링(deburring))와, 피로 한계를 증가시키기 위한 표면으로의 압축 응력의 도입(쇼트 피닝(shot peening))에 주로 사용된다. 새로운 출원에는 예를 들면 EP-A-0562670(PHN 14.374)에 설명된 바와 같이, 전기 절연 물질의 플레이트에서 복수개의 작은 캐비티 및/또는 구멍을 제조하기 위한 취성 재료로 된 구성 부품을 제조하는 것이 있다. 상기에서는 정확성이 주로 중요하게 취급된다. 실행되는 작동상의 공기 출력과 연마재 입자의 흐름 밀도가 가능한 항상 일정하다는 것을 보장할 때에만 높은 정확성이 얻어질 수 있게 된다. 그러므로, 플레이트에서 구멍의 정확성은 혼합실 안으로 연마재 입자의 유입에 주로 의존된다는 것을 알았다.

호퍼에서 혼합실까지 연마재 입자의 운송은 대부분의 블라스트 시스템에서 혼합실에 연결된 HP 공기로써 혼합실에 저압을 생성함으로써 이루어지고 있다. 연마재 입자는 저압 때문에 흡입됨으로써 끌어당겨진다. 압축기로써 공급된 대부분의 동력은 상기 저압을 발생하기 위해 필요하다. 그러나, HP 공기로써 혼합실에 생성된 저압은 처리하는 동안 송풍관으로부터 연마재 입자의 균일한 흐름을 발생시키지 못하고 있다. 그러므로 상기 시스템에는 독립된 연마재 입자용 운송 메카니즘이 설치되어야 한다. 미국 특허 제3,139,705호에는 특히, 배를 샌드블라스팅하기 위한 샌드블라스팅 시스템이 개시되어 있고, 여기서 연마재 입자의 운송은 HP 공기에 의해 발생된 저압에 의해서가 아닌 자동자 메카니즘에 의해 이루어진다. 이러한 모든 블라스트 시스템은 지금까지는 대략 7 bar의 HP 절대압으로 작동되어지고 있다. 그러나, 상기 고압을 얻기 위해서는 너무 많은 동력이 요구되어진다. 그러므로, 대량 생산에서의 이러한 블라스트 시스템의 사용은 매우 비효율적이다. 그러나, 작동 압력을 낮추면, 혼합물이 송풍관으로 이동되는 속도가 너무 늦기 때문에 이 또한 비효율적이어서 해결책이 못된다.

본 발명은 연마재 입자용 호퍼와, HP 공기 파이프가 들어가 있고 차례로 송풍관(blast pipe)이 밖으로 나와있는 혼합실에 의해 형성된 혼합 장치와, 연마재 입자를 호퍼에서 혼합실까지 운송하는 호퍼와 혼합실 사이의 운송 라인과, 송풍관에서 유출되는 공기와 연마재 입자의 혼합물을 만들기 위해 HP 공기 파이프를 통하여 혼합실에 공급하는 HP 공기 발생 수단, 및 운송 라인을 통하여 연마재 입자를 운송하기 위한 운송 메카니즘을 포함하는, 연자재 입자로서 구성부품(components)을 처리하기 위한 블라스트 시스템(blast system)에 관한 것이다.

도 1은 블라스트 시스템을 나타낸 도면.

도 2는 블라스트 시스템의 작동 범위를 나타낸 도면.

본 발명의 목적은, 송풍관으로부터 유출되는 공기와 연마재 입자의 혼합물의 유동 밀도가 가능한 일정하고 에너지 효율이 가능한 높은 블라스트 시스템을 제공하기 위한 것이다.

이 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 블라스트 시스템은 2와 4.5 bar 사이의 HP 공기의 절대 압력 P에서 작동하고, 여기서 혼합실 안으로 유입되는 HP 공기 파이프의 최소 직경 d₁대 송풍관의 최소 직경 d₂의 비 d₁/d₂가 0.6과 0.9 사이에 있고. P<13.25 - 12.5(d₁/d₂)로 된 것을 특징으로 한다. 현재까지 공지된 블라스트 시스템에 있어서, 혼합 장치는 HP 공기 파이프의 최소 직경 d₁이 3 mm이고, 송풍관의 최소 직경 d₂이 6 mm로서 사용된다. 따라서 상기 직경 사이의 비 d₁/d₂는 0.5이다. 본 발명은, HP 공기 파이프와 송풍관의 최소 직경의 비가 0.6과 0.9 사이에서 선택될 때 실제로 작동 압력을 크게 감소시킬 수 있다는 인식에 기초를 이룬다. 그때 절대 압력 P 는 2와 4.5 bar 사이이다. 송풍관의 직경이 상기 비에서 적어도 4mm와 20 mm 사이에서 선택될 때, 송풍관으로부티 유출되는 혼합물의 속도는 실질적 으로 변하지 않고, 또한 출력 즉, 처리될 단위 표면적 및 단위시간당 연마재 입자의 양이 거의 변하지 않는다. 다른 한편, HP 압력의 상당한 감소는 얇은 플레이트에서 작은 구멍을 많이 제조하는 것과 같이, 시스템은 대량 생산에 있어 사용하기에 적합한 에너지 효율을 갖게 한다. 송풍관의 최소 직경 d₂가 6 mm 그리고 HP 공기 파이프의 최소 직경 d₁이 4.5 mm 즉, 비가 0.75인 것에 대하여 절대 압력(P)이 3.7 bar 까지 감소하면, 각각 3 mm와 6 mm의 직경으로 7 bar에서 작동되는 시스템과 비교하여 대략 45 %의 동력 절감을 초래한다.

절대 압력 P와 비 d₁/d₂에 대해 선택한 값이 P<13.25-12.5(d₁/d₂)라는 값이 되어야 하는데, 그렇지 않으면 충분한 벤투리 작용을 획득하기 위해 P값을 더 높게하면 혼합실에서의 저압이 너무 작게 된다. 이것은 오히려 역류 효과를 발생할 가능성이 있다.

그러나, 작동 압력에서의 감소는, 혼합 장치로의 연마재 입자의 운송이 작동 압력에 의존하지 않을 때에만 가능하다. 바람직하게는, 운송 메카니즘은 진동자 메카니즘이다. 진동자 운송 메카니즘은 운송되는 동안 연마재 입자가 균일하게 분포되도록 한다. 입자가 호퍼로부터 진동자 메카니즘의 진동 컨베이어 안으로 들어가는 동안 비록 불규칙한 분포가 있었을지라도, 진동자 메카니즘은 입자가 균일하게 분포되는 것을 보장할 것이다. 입자의 균일한 분포는 혼합실 안으로 입자의 일정한 유압을 초래하고, 또한 송풍관으로부터 유출되는 혼합물의 흐름 밀도를 가능한 일정하게 하는데 기여한다. 진동자 운송 메카니즘의 사용은 일정한 입자 흐름에 유익을 제공할 뿐만 아니고, 입자 흐름의 양이 간단한 방법으로 조절될 수 있도록 하므로, 상기 블라스트 시스템으로 구성부품을 끝마무리하는 공정은 제어 공정이 된다. 유량은 진동자 메카니즘의 진폭 및/또는 주파수를 변화시킴으로써 변화될 수있다.

또한, 본 발명은 상기 블라스트 시스템에 사용하기 위한 혼합 장치에 관한 것이다. 공기 파이프가 들어가 있고 송풍관이 밖으로 나와있는 혼합실을 갖춘 혼합 장치는, 혼합실 안으로 유입되는 HP 공기 파이프의 최소 직경 d₁대 송풍관의 최소 직경 d₂의 d₁/d₂가 0.6과 0.9 사이에 있는 것을 특징으로 한다.

블라스트 시스템은 실질적으로, 연마재 분말 입자(2)용 호퍼(1)와, 혼합 장치(3)와, 상기 호퍼에서 혼합 장치까지 운송 라인(5)을 통하여 연마재 분말 입자를 운송하기 위한 운송 메카니즘(4). 및 상기 혼합 장치로 공급되는 HP 공기를 발생시키기 위한 압축기(6)와 같은 수단으로 구성되어 있다. 운송 메카니즘(4)은 여자기유니트(8)에 의해 진동되는 진동 컨베이어(7)를 포함한다. 상기 혼합 장치는 HP 공기 파이프(10)가 안으로 들어가 있는 혼합실(9)을 포함한다. 상기 혼합실에서 송풍관(11)이 밖으로 나와 있다. 분말 입자(2)는 진동 컨베이어(7)에 의하여 혼합실(9)로 운송되어진다. 진동 컨베이어로 운송될 분말의 목표량은 여자기 유니트의 진폭과 주파수를 변화시킴으로써 정확하게 조정될 수 있다. 분말은 혼합실에서 HP 공기와 혼합되어진다. HP 공기 파이프(10)의 최소 직경(d₁) 대 송풍관(11)의 최소 직경(d₂)의 비 d₁/d₂는 0.6과 0.9 사이에 있다. HP 공기 파이프를 통하여 혼합실로 공급되는 절대 작동 압력 P는 2와 4.5 사이에 있다. 혼합 장치가 벤투리관(Venturi tube)으로서 작동되기 때문에, 공기와 분말 입자의 혼합물은 송풍관으로부터 고속으로 유출된다.

본 발명의 일예에 있어서, 블라스트 시스템은 얇은 유리판(13)에 작은 구멍을 형성하도록 만들어져 있다. 이를 위하여 혼합 장치는 유리판과 평행하며 유리판 위에서 이동할 수 있는 슬라이드(14)에 부착되어 있다. 구멍(16)의 패턴을 지닌 마스크(15)가 유리판에 제공된다. 혼합 장치와 슬라이드가 일정 속도로 유리판 위에서 이동되는 동안에 마스크는 연마재 분말 입자의 흐름에 의해 균일한 타격을 받는다. 유리판이 마스크의 구멍 부분에서 타격을 받기 때문에, 유리가 재료 제거 처리를 받게 된다. 그러므로 도면에 도시된 바와 같이, 캐비티 또는 구멍이 높은 정확도로 유리판에 구성될 수 있다. 명백하게, 복수의 혼합 장치가 슬라이드에 설치될수 있기 때문에, 구멍은 유리판의 큰 영역에 걸쳐 동시에 제공될 수 있다.

도 2에 있어서는 블라스팅(blasting)이 효율적으로 발생될 수 있는 작동 범위가 강조되어 도시되어 있다. 가장 효율적인 블라스팅 모드는 최대 가능한 d₁/d₂비와 관련하여 가능한 낮은 압력 P에서, 즉. 2<p<3 및 0.75<d₁/d₂<0.9 인 도면 하부 오른편의 범위에서 얻어질 수 있다.

Claims

연마재 입자용 호퍼와, HP 공기 파이프가 들어가 있고 차례로 송풍관이 밖으로 나와있는 혼합실에 의하여 구성된 혼합 장치와, 연마재 입자가 호퍼에서 혼합실까지 운송되는 호퍼와 혼합실 사이의 운송 라인과, 송풍관으로부터 유출되는 공기와 연마재 입자의 혼합물을 만들기 위해 HP 공기 파이프를 통하여 혼합실에 공급되는 HP 공기 발생 수단, 및 운송 라인을 통하여 연마재 입자를 운송하기 위한 운송 메카니즘을 구비하는, 연마재 입자로써 구성부품을 처리하기 위한 블라스트 시스템에 있어서,

상기 블라스트 시스템은 2와 4.5 bar 사이의 HP 공기의 절대 압력 P에서 작동하고, 여기서 혼합실 안으로 유입되는 HP 공기 파이프의 최소 직경 d₁대 송풍관의 최소 직경 d₂의 비 d₁/d₂가 0.6과 0.9 사이에 있고, P<13.25 - 12.5(d₁/d₂)로 된 것을 특징으로 하는 블라스트 시스템.
공기 파이프가 들어가 있고 송풍관이 밖으로 나와있는 혼합실을 갖추고 있으며, 제1항의 블라스트 시스템에서 사용하기 위한 혼합 장치에 있어서,

상기 혼합실 안으로 유입되는 HP 공기 파이프의 최소 직경 d₁대 송풍관의 최소 직경 d₂의 비 d₁/d₂가 0.6과 0.9 사이에 있는 것을 특징으로 하는 혼합 장치.