KR100417651B1 - A environmental-friendly cutting system - Google Patents
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Abstract
본 발명의 환경친화 가공시스템은, 대기 중의 공기를 압축 냉각하여 이용하고 식물성 절삭유제를 사용하여 연삭 가공함으로써 환경오염을 방지하는 가공시스템에 대한 것이다.The environmentally friendly processing system of the present invention relates to a processing system which prevents environmental pollution by compressing and cooling the air in the air and grinding using a vegetable cutting oil.
본 발명은 대기 중의 공기를 흡입 및 압축하여 고압공기를 생성하는 공기압축기; 공기압축기로부터 입력한 고압공기를 건조 및 정화하는 공기건조기; 공기건조기로부터 입력된 고압공기를 1차 냉각하고 습기를 제거한 후 1차냉각 고압공기로 변화시키는 항온조장치; 항온조장치로부터 입력된 1차냉각 고압공기 내의 습기성분을 걸러내는 흡습필터; 상기 1차냉각 고압공기의 압력을 측정하는 압력계; 적어도 하나 이상의 보텍스튜브를 구비하여, 흡입되는 상기 1차냉각 고압공기를 냉각하여 2차냉각 고압공기를 생성하는 보텍스튜브 모듈; 및, 생성된 2차냉각 고압공기를 받아 연삭가공시 식물성 절삭유제를 공급하는 연삭기를 각각 포함하여 구성된다.The present invention provides an air compressor for generating high pressure air by sucking and compressing air in the atmosphere; An air dryer for drying and purifying the high pressure air input from the air compressor; A constant temperature apparatus for firstly cooling the high pressure air input from the air dryer, removing moisture, and then changing the first high pressure air to a first cooling high pressure air; Hygroscopic filter for filtering moisture components in the primary cooling high-pressure air input from the thermostat; A pressure gauge for measuring the pressure of the primary cooling high pressure air; A vortex tube module having at least one vortex tube and generating secondary cooled high pressure air by cooling the primary cooled high pressure air; And a grinding machine that receives the generated secondary cooling high pressure air and supplies a vegetable cutting oil during grinding.
따라서 본 발명은 대기 중의 공기를 압축 냉각하여 연삭가공 등에 이용함으로써 가공의 효율을 향상시킴은 물론, 가공시 식물성 절삭유제를 사용함으로써 작업자의 건강 및 작업환경이 개선하고 환경오염을 방지하는 효과가 있다.Therefore, the present invention improves the processing efficiency by compressing and cooling the air in the air and using it for grinding, etc., as well as improving the health and working environment of workers and preventing environmental pollution by using vegetable cutting oil during processing. .
Description
본 발명은 가공시스템에 관한 것으로, 자세하게는 대기 중의 공기를 압축냉각하여 이용하고 식물성 절삭유제를 사용하여 연삭가공함으로써 환경오염을 방지하는, 환경친화 가공시스템에 대한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a processing system, and more particularly, to an environmentally friendly processing system which uses an air in the air by compression cooling and grinds with a vegetable cutting oil to prevent environmental pollution.
절삭공구를 연마하거나 기계부품의 다듬질 등 정밀한 가공분야에 이용되고 있는 연삭가공은 굳기가 높은 광물의 입자나 숫돌로 물체의 표면을 갈아 정밀가공하는 것을 의미한다.Grinding, which is used in precision machining fields such as grinding cutting tools and finishing of mechanical parts, refers to precision machining by grinding the surface of an object with particles or grindstones of high hardness minerals.
연삭 및 절삭가공은 기계부품의 제작하는 핵심 가공 과정이다. 따라서 기계분야를 포함한 산업분야에서 차지하는 중요성만큼이나 연삭기구에 대한 연구개발과 연삭기의 고정밀화 등에 대한 연구는 활발히 진행되고 있다.Grinding and cutting are the key processes for the production of mechanical parts. Therefore, as much as the importance in the industrial field including the mechanical field, research on the development of the grinding mechanism and the precision of the grinding machine are actively being conducted.
절삭유를 이용한 종래의 가공기술은 가공면에 절삭유를 분무시키는 방식으로, 가공상의 온도와 공구의 마모를 방지하고 또 표면의 조도를 향상시키기 위해서 절삭유제를 이용한 가공방식을 채택하고 있다. 가공중에 분무하는 이러한 절삭유에는 염소, 황, 인 등의 극압첨가제가 첨가되고 있어서, 분무시 호흡을 통해 흡입되는 등 작업자의 건강에 심각한 문제를 초래하고 있는 실정이다. 또한 작업후 사용되고 남은 절삭유제는 폐기시 고온의 처리가 필요하며, 많은 처리비용을 소모하고도 잔여 절삭유제의 완전한 처리는 불가능한 실정이다. 아울러 절삭유제를 이용한 종래의 가공방식은 거의 필연적으로 환경문제를 초래한다.Conventional processing technology using cutting oil is a method of spraying cutting oil on the processing surface, and adopts a processing method using cutting oil in order to prevent processing temperature and wear of the tool and to improve surface roughness. Extreme cutting additives such as chlorine, sulfur, and phosphorus are added to the cutting oil sprayed during processing, which causes serious problems for the health of workers, such as being inhaled through breathing when spraying. In addition, the remaining cutting fluid used after the operation requires high temperature treatment when discarded, and it is impossible to completely process the remaining cutting oil even though a large processing cost is consumed. In addition, the conventional processing method using the cutting oil almost inevitably causes an environmental problem.
따라서, 보다 효율적인 연삭가공기술의 개발과 더불어 환경문제를 방지할 수 있는 가공시스템이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for a processing system that can prevent environmental problems along with the development of more efficient grinding technology.
따라서, 전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 대기 중의 공기를 압축냉각하여 이용하고 식물성 절삭유제를 사용하여 연삭가공함으로써 환경오염을 방지하는, 환경친화 가공시스템에 대한 기술을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above-described problems is to provide a technology for an environmentally friendly processing system that uses air in the air by compression cooling and grinding by using vegetable cutting oil to prevent environmental pollution. .
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 환경친화 가공시스템의 구성도.1 is a block diagram of an environmentally friendly processing system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 실시예에 구비되는 보텍스모듈(60)의 동작원리를 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the principle of operation of the vortex module 60 provided in the present embodiment.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10 : 공기압축기 20 : 공기건조기10: air compressor 20: air dryer
30 : 항온조장치 40 : 흡습필터30: thermostat 40: moisture absorption filter
50 : 압력계 60 : 보텍스튜브 모듈50: pressure gauge 60: vortex tube module
60a,60b : 보텍스튜브 601 : 공기흡입구60a, 60b: Vortex tube 601: Air intake
602 : 제너레이터 603 : 고정장치602: generator 603: fixed device
604 : 제어기 605 : 고온머플러604: controller 605: high temperature muffler
606 : 저온머플러 70 : 연삭기606: low temperature muffler 70: grinding machine
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 환경친화 가공시스템은, 물체의 가공에 있어서,Environmentally friendly processing system according to the present invention for achieving the above object, in the processing of the object,
대기 중의 공기를 흡입하여 3 내지 7 기압 정도로 압축하여 고압공기를 생성하는 공기압축기; 상기 공기압축기로부터 입력한 고압공기를 건조 및 정화하는 공기건조기; 상기 공기건조기로부터 입력된 고압공기를 약 -20℃ 이하의 제1온도로 1차 냉각하고 포함된 습기를 제거하여 1차냉각 고압공기를 생성하여 유지시키는 항온조장치; 상기 항온조장치로부터 입력된 1차냉각 고압공기 내의 습기성분을 걸러내는 흡습필터; 상기 흡습필터의 후단에 설치되어 상기 1차냉각 고압공기의 압력을 측정하는 압력계; 적어도 하나 이상의 보텍스튜브를 구비하여, 흡입되는 상기 1차냉각 고압공기로부터 내부 제너레이터(generator)에서의 와류형성과 내외부 동심원적 2중구조 공기흐름에 의한 상호열교환을 통해 약 -30∼-40℃ 이하의 제2온도로 냉각하여 2차냉각 고압공기를 생성하는 보텍스튜브 모듈; 및, 물체의 연삭가공시 식물성 절삭유제를 공급받고, 상기 보텍스튜브 모듈에서 분사되는 2차냉각 고압공기를 받아 냉각에 이용함으로써 가공효율을 향상시키는 연삭기를 포함하고 있다.An air compressor that sucks air in the atmosphere and compresses the air to about 3 to 7 atmospheres to generate high pressure air; An air dryer for drying and purifying the high pressure air input from the air compressor; A thermostat device for first cooling the high pressure air input from the air dryer to a first temperature of about −20 ° C. or lower and removing moisture included to generate and maintain a primary cooling high pressure air; Hygroscopic filter for filtering the moisture component in the primary cooling high-pressure air input from the thermostat; A pressure gauge installed at a rear end of the moisture absorption filter to measure the pressure of the primary cooling high pressure air; At least about 30 to -40 ° C having at least one vortex tube through mutual heat exchange by vortex formation in the internal generator and internal and external concentric dual structure air flow from the primary cooled high-pressure air to be sucked Cooling to the second temperature of the vortex tube module to generate a secondary cooling high-pressure air; And a grinding machine that is supplied with a vegetable cutting oil when grinding the object, and receives the secondary cooling high pressure air injected from the vortex tube module for cooling to improve processing efficiency.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 환경친화 가공시스템을 자세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an environmentally friendly processing system according to the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 환경친화 가공시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of an environmentally friendly processing system according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 본 실시예의 환경친화 가공시스템은 공기압축기(10), 공기건조기(20), 항온조장치(30), 흡습필터(40), 압력계(50), 보텍스튜브 모듈(60), 그리고 연삭기(70)를 포함하고 있다.As shown, the environmentally friendly processing system of the present embodiment is the air compressor 10, the air dryer 20, the thermostat 30, the moisture absorption filter 40, the pressure gauge 50, the vortex tube module 60, and The grinding machine 70 is included.
최초 공기압축기(10)는 대기중의 공기를 흡입한 후, 약 3∼7정도의 기압 그 중에서도 5기압(약 0.5Mpa, 5bar)의 압력으로 압축하여 후단의 공기건조기(20)로 배출한다.The first air compressor 10 sucks the air in the atmosphere, compresses it to 5 atm (about 0.5 Mpa, 5 bar), and discharges it to the air dryer 20 at the rear end.
후단의 공기건조기(20)는 흡입된 압축공기내의 수분과 이물질을 제거하는 등 공기를 건조 및 정화시켜 연결된 관을 통해 배출한다.The air dryer 20 at the rear stage dries and purifies the air, such as removing moisture and foreign matter in the compressed air sucked and discharged through a connected pipe.
공기건조기(20)에서 배출된 건조된 고압공기는 후단의 항온조장치(30)로 인가된다. 항온조장치(30)는 건조된 고압공기를 1차로 냉각시킨다. 이 항온조장치(30)는 흡입된 공기를 약 -20℃정도까지 냉각하여 1차냉각 고압공기로 변화시키며, 자체에 장착된 항온조 습기필터(30f)를 통해 1차냉각 고압공기에 포함된 습기를 제거하여 배출한다.The dried high pressure air discharged from the air dryer 20 is applied to the thermostat device 30 at the rear stage. The thermostat 30 primarily cools the dried high pressure air. The thermostat 30 cools the sucked air to about -20 ° C to change the primary cooling high pressure air, and the moisture contained in the primary cooling high pressure air through the thermostat moisture filter 30f mounted thereon. Remove and discharge.
흡습필터(40)는 1차냉각 고압공기에 포함될 수 있는 습기를 최종적으로 걸러내어 후단의 보텍스튜브(Vortex tube) 모듈(60)로 배출한다. 관 중간에는 압력계(50)가 설치되어 있어 보텍스튜브 모듈(60)로 인가되는 1차냉각 고압공기의 압력을 전시하며, 이를 통하여 공기압축기(10)에서 정확한 압력으로 흡입공기를 압축할 수 있도록 해 준다.The hygroscopic filter 40 finally filters the moisture that may be included in the primary cooling high-pressure air and discharges it to the rear vortex tube module 60. The pressure gauge 50 is installed in the middle of the tube to display the pressure of the primary cooling high pressure air applied to the vortex tube module 60, thereby allowing the air compressor 10 to compress the intake air at the correct pressure. give.
후단의 보텍스튜브 모듈(60)은 제1보텍스튜브(60a)과 제1보텍스튜브(60b)를포함하여 구성되며, 필요에 따라 보텍스튜브를 추가적으로 연결할 수 있다.The rear vortex tube module 60 is configured to include a first vortex tube 60a and a first vortex tube 60b, and additionally connect the vortex tube as necessary.
도 2는 본 실시예에 구비되는 보텍스모듈(60)의 동작원리를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the principle of operation of the vortex module 60 provided in the present embodiment.
도시한 바와 같이, 각각의 보텍스튜브(60a, 60b ; vortex tube)는 공기흡입구(601), 제너레이터(602 ; generator), 고정장치(603 ; magnetic base), 제어기(604 ; controller), 고온머플러(605 ; hot muffler), 저온머플러(606 ; cold muffler)를 포함하여 구성된다.As shown, each vortex tube (60a, 60b; vortex tube) is an air inlet 601, generator (602; generator), fixing device (603; magnetic base), controller (604), high temperature muffler ( 605; hot muffler, cold muffler 606;
상기 항온조장치(30)에서 배출된 1차냉각 고압공기는 보텍스튜브의 공기흡입구(601)로 흡입된다. 공기흡입구(601)의 부근에는 제너레이터(602)가 위치하고 있으며, 이 제너레이터(602)는 흡입된 1차냉각 고압공기를 와류형태로 고속 회전시키면서 제어기(604) 방향으로 이동시킨다. 이 때 발생된 와류는 흡입된 1차냉각 고압공기의 압력으로 원심력이 작용하며, 압력과 밀도가 급상승하므로써 1차냉각된 고압공기의 온도가 증가하게 된다. 중간의 고정장치(603)는 보텍스튜브를 움직이지 않도록 고정하며, 보텍스튜브 후단의 고온머플러(605)는 고압공기를 와류형태로 이동시키면서 온도가 상승된 공기를 후단으로 배출한다.The primary cooling high pressure air discharged from the thermostat 30 is sucked into the air inlet 601 of the vortex tube. The generator 602 is located in the vicinity of the air inlet 601, and the generator 602 moves the sucked primary cooling high pressure air in the vortex form at high speed in the direction of the controller 604. The vortex generated at this time acts as a centrifugal force by the pressure of the suctioned high-pressure high-pressure air, and the temperature of the primary-cooled high-pressure air increases as the pressure and density increase rapidly. The intermediate fixing device 603 is fixed so as not to move the vortex tube, and the high temperature muffler 605 at the rear end of the vortex tube discharges the air whose temperature has risen while moving the high pressure air in a vortex form.
보텍스튜브의 관을 타고 흐르는 와류는 빠르고 압력이 높은 반면, 와류 중심부에서 저온머플러(606)방향으로 흐르는 공기는 와류에 열량을 빼앗기고 더욱 냉각되어 2차냉각 고압공기로 변화된다. 그리고 이렇게 더욱 냉각된 2차냉각 고압공기는 저온머플러(606)에서 토출된다. 압축과정의 차이는 있지만, 통상 2차냉각 고압공기의 온도는 -30℃∼-40℃까지 하강하게 된다.While the vortex flowing through the vortex tube is fast and high in pressure, the air flowing from the vortex center to the low temperature muffler 606 is deprived of heat to the vortex and further cooled to be converted into secondary cooling high pressure air. The further cooled secondary high-pressure air is discharged from the low temperature muffler 606. Although there is a difference in the compression process, the temperature of the secondary cooling high-pressure air is usually lowered to -30 ℃ ~ -40 ℃.
이후 도 2에 도시한 바와 같이, 보텍스모듈(60)에서 생성된 2차냉각 고압공기는 연삭기(70 ; Grinding Machine) 방향으로 토출된다. 연삭하려는 가공물체(80)는 연삭휠(701; Grinding Wheel) 아래의 연삭대(702; Grinding Machine Bed)의 상부에 올려진다.Afterwards, as shown in FIG. 2, the secondary cooling high pressure air generated by the vortex module 60 is discharged in the direction of the grinding machine 70. The workpiece 80 to be ground is mounted on an upper portion of the grinding table 702 below the grinding wheel 701.
연삭휠(701)은 자체 회전함과 동시에 좌우로 이동하면서 가공물체(80) 상부를 연삭하며, 본 실시예에서는 이러한 연삭과정에서 식물성 절삭유제가 사용된다. 이러한 식물성 절삭유제는 종래의 절삭유제와 달리 환경에 해를 가하지 않는다.The grinding wheel 701 rotates itself and simultaneously rotates the upper part of the workpiece 80 while moving left and right, and in this embodiment, a vegetable cutting oil is used in this grinding process. Such vegetable cutting oils do not harm the environment unlike conventional cutting oils.
따라서 본 발명은 연삭휠(701)에서 발생되는 열이 곧바로 냉각됨으로써 가공효율이 증가할 뿐만 아니라, 식물성 절삭유제를 사용함으로써 각종 물체의 가공과정에서 발생하는 환경오염의 문제를 방지할 수 있다. 아울러 본 발명은 본 발명의 기술적 개념을 바탕으로 보다 다양하게 실시하는 것이 가능하다.Therefore, the present invention not only increases the processing efficiency by directly cooling the heat generated from the grinding wheel 701, but also prevents the problem of environmental pollution occurring during the processing of various objects by using vegetable cutting oil. In addition, the present invention can be carried out more variously based on the technical concept of the present invention.
본 발명은 대기 중의 공기를 압축냉각하여 연삭가공 등에 이용함으로써 가공의 효율을 향상시킨다. 아울러 이러한 가공에 있어서 식물성 절삭유제를 사용함으로써 작업자의 건강 및 작업환경이 개선은 물론 환경오염을 방지하는 염원에 부응하는 효과가 있다.The present invention improves the processing efficiency by compressing and cooling the air in the atmosphere and using it for grinding processing. In addition, the use of vegetable cutting oil in such processing has the effect of meeting the desire to improve the health and working environment of the worker as well as to prevent environmental pollution.
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