KR100603707B1 - 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크에 설치되는 노즐내에 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성재의 슬리이브재를 고온의 열처리를 행하여 프레스성형에 의하여 확관 성형함에 있어서의 노즐의 슬리이브재고정구멍과 라이닝고정부위이 연이어지는 곡면연결부위와 같은 곡면의 슬리이브곡재면이 성형되도록 하면서 슬리이브재곡면의 성형 후 발생되는 거칠은성형부분을 선반에 장착하여 진원으로 선삭 가공처리할 수 있도록 함으로서, 슬리이브재의 성형 후 가공처리가 노즐의 슬리이브재고정구멍과 라이닝고정부위에 정확히 장착 고정될 수 있는 칫수로 정밀도 높게 행하여질 수 있도록 하고, 또한 성형된 슬리이브재를 편심공차가 거의 없이 진원으로 바로 가공할 수 있도록 함으로서, 작업성의 향상으로 작업효율을 높여 생산성을 향상시킬 수 있는 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형장치에 관한 것으로, 성형프레스의 아래고정기초대에 노즐을 고정하고 노즐의 위에 판형상의 슬리이브재를 올려놓고, 슬리이브재에 윗금형이 하강하여 상기 슬리이브재에 확관부가 형성되도록 하는 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형에 있어서, 프레스의 기초대(600)에 윗금형(400)의 성형금형(410)이 분리 결합가능하게 형성되고, 상기 성형금형(410)의 바깥둘레에 코어센터(500)가 분리 고정되도록 되어, 상기 슬리이브재(300)의 확관부(310)에 상기 코어센터(500)가 억지끼워맞춤으로 고정될 수 있도록 되어 있고, 또한 상기 윗금형(400)의 기초대(600)에 성형금형(410)과 코어센터(500)가 분리될 수 있도록 되어 있으며, 또한 상기 윗금형(400)이 상기 슬 리이브재(300)에 하강 성형되어, 슬리이브재(300)의 확관부(310)에 상기 코어센터(500)가 억지끼워맞춤되도록 되어 있다.

Description

화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형장치{Molding apparatus of nozzle sleeve for chemistry fluid tank}

도 1a,b 는 열교환기와 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크 개략도,

도 2a,b 는 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크에 장착되는 노즐의 사시도와 노즐의 장착예시도 단면도,

도 3 은 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐에 슬리이브재가 고정된 일부 절결 종단면도,

도 4a,b,c 는 종래의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브를 성형하기 위한 성형 실시 예시도와 성형가공된 슬리이브의 단면도,

도 5 은 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브를 성형하기 전의 종단면도,

도 6 는 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브를 성형한 후의 종단면도,

도 7 은 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브를 성형한 후 성형금형을 분리한 상태의 종단면도,

도 8 는 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브가 코어센터에 압착되어 고정된 상태의 종단면도,

도 9 는 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브가 코어센터에 압착된 상태에서 선반의 척에 고정한 상태의 종단면도,

도 10 은 도 5의 A-A선에서 본 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 모체 110 : 클래드재

200 : 노즐 300 : 슬리이브재

310 : 확관부 320 : 거칠은성형부분

400 : 윗금형 410 : 성형금형

420 : 성형금형고정볼트 430 : 단턱

500 : 코어센터 600 : 기초대

610 : 아래고정기초대 700 : 유지부재

710 : 유지부재고정볼트

본 발명은 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크에 설치되는 노즐에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크에 설치되는 노즐내에 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성재의 슬리이브재를 고온의 열처리를 행하여 프레스성형에 의하여 확관 성형함에 있어서의 노즐의 슬리이브재고정구멍과 라이닝고정부위이 연이어지는 곡면연결부위와 같은 곡면의 슬리이브곡재면이 성형되도록 하면서 슬리이브재곡면의 성형 후 발생되는 거칠은성형부분을 선반에 장착하여 진원으로 선삭 가공처리할 수 있도록 함으로서, 슬리이브재의 성형 후 가공처리가 노즐의 슬리이브재고정구멍과 라이닝고정부위에 정확히 장착 고정될 수 있는 칫수로 정밀도 높게 행하여질 수 있도록 하고, 또한 성형된 슬리이브재를 편심공차가 거의 없이 진원으로 바로 가공할 수 있도록 함으로서, 작업성의 향상으로 작업효율을 높여 생산성을 향상시킬 수 있는 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로, 화공유체를 저장하는 탱크 또는 폐수로부터 폐열을 회수하는 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등은 본체의 모체를 카본스틸재로 형성하며, 내면은 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성의 클래드재를 압착 성형되도록 하여 탱크내에 유출입되는 유체에 의한 부식을 방지하도록 하고 있다.

위와 같이 탱크의 구조를 2중으로 하지 않고 하나의 내부식성부재로 형성할 수도 있으나, 상기 티타늄 및 지르코늄 등의 부재의 가격이 고가일 뿐만 아니라, 기계가공처리가 난해하며 가공비용이 고가인 관계로 본체의 모체를 카본스틸로 하고 내부식성부재를 클래드재로 사용되고 있다.

또한, 상기 화공유체를 저장하는 탱크 또는 폐수로부터 폐열을 회수하는 열 교환기, 반응기 및 압력용기본체들에 유체의 공급 및 유출입되도록 하는 노즐들은 통상 본체의 모체와는 별개로 만들어져, 용접에 의하여 본체의 모체에 일체로 접합된다.

그리고, 노즐내에도 상기 본체의 모체내에 클래드재의 형성과 마찬가지로 상기 클래드재와 동종 또는 동종의 합금재를 라이닝슬리이브재가 형성된다.

이 슬리이브재는 본체의 클래드재와 마찬가지로 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성재가 사용되는데, 통상 노즐의 직경에 삽입되어 고정될 수 있는 칫수의 직경으로 원통체를 구매하여 밴딩 등의 기계가공처리를 행하여 노즐의 내면에 장착하여 본체의 모체에 고정된 클래드재와의 용접으로 고정하게 된다.

위와 같이 노즐의 슬리이브재의 칫수에 맞는 원통체의 구매에 어려움이 있고 또한 상온에서의 티타늄재의 가공성이 좋지 않아 밴딩 등의 기계가공처리에서 정밀도를 높일 수 없는 문제가 야기되고 있다.

또한, 노즐의 직경에 삽입되어 고정될 수 있는 칫수의 직경으로 원통체를 말아서 끝단을 용접하여 밴딩 등의 기계가공처리하여 노즐의 내면에 장착하여 본체의 모체에 고정된 클래드재와의 용접으로 고정하기도 하나 상온에서 기계가공으로 역시 정밀도를 높일 수 없는 과제로 되고 있다.

종래의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형에 대하여 본 출원인은 국내 특허출원 제10-2003-0037695호와 같이 제안한 바 있으며, 도 1a,b 내지 도 4a,b를 참조하여 설명한다.

도 1a,b 및 도 2a,b에 나타낸 바와 같이 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크(10)의 모체(100)내에 클래드재(110)가 압착 성형되고, 또한 탱크(10)내에 유체를 유통시키는 노즐(200)은 노즐 모체내에 라이닝슬리이브재(210)가 용접 등의 고정수단에 의하여 고정된다.

상기 노즐(200)의 플랜지부(250)에 라이닝슬리이브재(210)의 위끝단 둘레면에 시트슬리이브(230)가 용접처리되도록 하면서 상기 라이닝슬리이브재(210)와 시트링(230)의 사이에 백시트링(240)를 장착하며, 상기 라이닝슬리이브재(210)와 시트링(230)와 함께 일체로 고정되고, 상기 라이닝슬리이브재(210)의 아래에는 상기 본체 모체(100)와 연결되는 확관된 슬리이브재(300)가 용접 고정된다.

상기 슬리이브재(300)는 본체의 모체(100)의 클래드재(110)와 상기 라이닝슬리이브재(210)와 연결을 위하여 곡면을 가지는 확관부(310)로 성형되어야 한다.

또한 상기 슬리이브재(300)에 확관부(310)를 성형하기 위하여 도 4a,b에 나타낸 바와 같이 노즐(200)의 슬리이브재고정구멍(220)과 라이닝고정부위(260)와 같은 형상으로 성형되도록 하기 위하여 가공하고자 하는 슬리이브재(300)를 노즐(200)에 올려 놓고 위금형(500)의 하강으로 확관부(310)가 성형되도록 하고 있다.

상기 확관 작업에 있어서, 우선 성형프레스의 아래고정기초대(610)에 노즐(200)의 슬리이브재고정구멍(220)과 라이닝고정부위(260)가 위쪽으로 향하도록 하고, 상기 라이닝고정부위(260)의 위에 1차 가공된 판형상의 슬리이브재(300)를 올려놓고, 슬리이브재(300)가 유지부재(700)에 의하여 움직이지 않도록 고정한다.

슬리이브재(300)의 성형작업의 준비가 완료되어 윗금형(400)이 하강하면 도 4b에 나타낸 바와 같이 윗금형(400)은 노즐(200)의 슬리이브재고정구멍(220)과 라 이닝고정부위(260)를 연결하는 곡면 형상대로 슬리이브재(300)에 확관부(310)를 성형하게 되고, 성형 후 윗금형(400)은 원래의 위치로 상향 이동하게 된다.

위와 같이 슬리이브재(300)에 확관부(310)의 성형이 완료되어 슬리이브재(300)를 노즐(200)의 슬리이브재고정구멍(220)과 라이닝고정부위(260)로부터 추출하게 되면, 도 4c에 나타낸 바와 같이 슬리이브재(300)의 끝단에 거칠은성형부분(320)이 남게 되며, 이 거칠은성형부분(320)은 선반 등의 공작기계에 장착하여 후처리 가공을 행하게 된다.

상기 슬리이브재(300)의 성형가공에서 다음과 같은 문제가 있다. 첫째, 도 4b 상태에서 윗금형(400)이 성형완료 후, 윗금형(400)이 원래의 위치로 이동하기 위하여 상향 이동하면서 성형된 슬리이브재(300)의 확관부(310)에 밀려서 올라감에 따라서, 성형된 확관부(310)에 칫수의 변형을 주어서 노즐(200)의 슬리이브재고정구멍(220)과 라이닝고정부위(260)에 정확한 칫수 조립이 이루어지지 않고, 또한 라이닝슬리이브재(210)와의 용접을 위한 허용칫수 범위를 벗어나는 등의 문제로 누수 등의 원인을 유발할 수 있다.

둘째, 도 4c 와 같이 슬리이브재(300)가 성형된 후 발생하는 거칠은성형부분(320)을 제거하기 위하여 선반의 척에 고정함에 있어서, 거칠은성형부분(320)을 가공하기 위하여 확관부(310)의 성형중심과 일치시키는 작업이 매우 어렵고, 더욱이 확관부(310)가 형성된 판형상의 슬리이브재(300)를 선반의 척에 고정하는 작업, 역시 난해하여 숙련공이 라도 많은 시간을 허비하며 셋팅하여야 하는 등의 문제로 인하여 작업효율이 떨어져 결국 생산성이 저하되는 문제를 유발하게 된다.

본 발명은 상기의 문제를 해소하기 위한 것으로, 노즐의 슬리이브재고정구멍과 라이닝고정부위를 연결하는 확관부로 성형된 슬리이브재가 코어센터에 의하여 고정되어 유지되도록 하여 상기 코어센터를 선반 등의 척에 고정하여 바로 슬리이브재의 거칠은성형부분을 가공할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 확관부가 성형된 슬리이브재가 코어센터와 같은 중심축으로 성형되어 선반 등의 척에 코어센터의 중심축을 셋팅하는 것으로 후처리 작업준비가 완료되어 작업효율을 현격하게 증진 향상시킬 수 있음을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 성형 가공된 슬리이브재의 확관부와 동일의 진원으로 거칠은성형부분을 정밀한 절삭가공으로 라이닝슬리이브와 용접을 위한 허용칫수 범위를 벗어나는 일이 없이 정밀도 용접을 행할 수 있는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 성형프레스의 아래고정기초대에 노즐을 고정하고 노즐의 위에 판형상의 슬리이브재를 올려놓고, 슬리이브재에 윗금형이 하강하여 상기 슬리이브재에 확관부가 형성되도록 하는 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형에 있어서, 프레스의 기초대에 윗금형의 성형금형이 분리 결합가능하게 형성되고, 상기 성형금형의 바깥둘레에 코어센터가 분리 고정되도록 되어, 상기 슬리이브재의 확관부에 상기 코어센터가 억지끼워맞춤으로 고정될 수 있도록 됨을 기본특징으로 한다.

본 발명의 상기 윗금형의 기초대에 성형금형과 코어센터가 분리될 수 있도록 되어 있으며, 또한 상기 윗금형이 상기 슬리이브재에 하강 성형되어, 슬리이브재의 확관부에 상기 코어센터가 억지끼워맞춤되도록 되어 있다.

본 발명의 구성을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a,b 는 열교환기와 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크 개략도이고, 또한 도 2a,b 는 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크에 장착되는 노즐의 사시도와 노즐의 장착예시도 단면도이며, 또한 도 3 은 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐에 슬리이브재가 고정된 일부 절결 종단면도이며, 또한 도 4a,b,c 는 종래의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브를 성형하기 위한 성형 실시 예시도와 성형가공된 슬리이브의 단면도이고, 또한 도 5 은 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브를 성형하기 전의 종단면도이며, 또한 도 6 는 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브를 성형한 후의 종단면도이고, 또한 도 7 은 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브를 성형한 후 성형금형을 분리한 상태의 종단면도이며, 또한 도 8 는 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브가 코어센터에 압착되어 고정된 상태의 종단면도이고, 또한 도 9 는 본 발명의 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크용 노즐 슬리이브가 코어센터에 압착된 상태에서 선반의 척에 고정한 상태의 종단면도이며, 또한 도 10 은 도 5의 A-A선에서 본 평면도이다.

앞서 설명한 바와 같이 도 1a,b 및 도 2a,b에서 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크(10)의 모체(100)내에 클래드재(110)가 압착 성형되고, 또한 탱크(10)내에 유체를 유통시키는 노즐(200)은 노즐 모체내에 라이닝슬리이브재(210)가 용접 등의 고정수단에 의하여 고정된다.

그리고, 상기 노즐(200)의 플랜지부(250)에 라이닝슬리이브재(210)의 위끝단 둘레면에 시트슬리이브(230)가 용접처리되도록 하면서 상기 라이닝슬리이브재(210)와 시트링(230)의 사이에 백시트링(240)를 장착하며, 상기 라이닝슬리이브재(210)와 시트링(230)와 함께 일체로 고정되고, 상기 라이닝슬리이브재(210)의 아래에는 상기 본체 모체(100)와 연결되는 확관된 슬리이브재(300)가 용접 고정된다.

상기 슬리이브재(300)는 본체의 모체(100)의 클래드재(110)와 상기 라이닝슬리이브재(210)와 연결을 위하여 곡면을 가지는 확관부(310)로 성형되어야 한다.

본 발명은 상기 슬리이브재(300)에 확관부(310) 형성함에 있어서, 도 도 5 내지 도 10에 나타낸 바와 같은 장치에 의하여 행하도록 한다.

도 5에 나타낸 바와 같이 성형프레스의 아래고정기초대(610)에 노즐(200)을 고정하고 노즐(200)의 위에 판형상의 슬리이브재(300)를 올려놓고, 슬리이브재(300)에 윗금형(400)이 하강하여 상기 슬리이브재(300)에 확관부가 형성되도록 한다.

특히, 본 발명은 프레스의 금형고정용 기초대(600)에 윗금형(400)의 성형금형(410)이 분리 결합가능하게 형성되고, 상기 성형금형(410)의 바깥둘레에 코어센터(500)가 분리 고정되도록 한다.

상기 윗금형(400)의 성형금형(410)의 끝단은 하협상광 형상으로서 단턱(430)이 형성되어 있고, 이 단턱(430)에 원통형상의 단면의 코어센터(500)가 분리 결합 가능한 형태로 조립될 수 있도록 되어 있다.

상기 원통형상의 코어센터(500)는 상기 성형금형(410)의 바깥둘레에 결합되어 한쪽은 단턱(430)에 유지되어 있고, 다른 한쪽은 상기 성형금형(410)과 함께 프레스의 금형 고정용 기초대(600)에 성형금형고정볼트(420)들에 의하여 유지 결합되어 있다.

상기 코어센터(500)은 상기 성형금형(410)의 바깥 둘레면에 결합되어 수용되는 내,외경의 칫수로서, 내경은 상기 성형금형(410)의 단턱(430)윗쪽의 바깥면에 결합될 수 있는 칫수이며, 외경은 후술하는 슬리이브재(300)의 확관부(310)에 억지끼워맞춤 가능한 칫수이다. 즉 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이 윗금형(400)이 하향 이동하여 슬리이브재(300)에 확관부(310)를 형성한 상태에서 윗금형(400)의 코어센터(500)의 외경이 압압되어 억지끼워맞춤될 수 있는 칫수이다.

그리고, 상기 윗금형(400)의 기초대(600)에 성형금형(410)과 코어센터(500)가 분리될 수 있도록 되어 있다. 도 6과 같이 윗금형(400)이 슬리이브재(300)의 확관부(310)를 형성한 상태에서 성형금형고정볼트(420)를 풀면 도 7과 같이 윗금형(400)의 성형금형이 노즐(200)의 슬리이브재고정구멍(220)내로 낙하하고, 윗금형(400)의 코어센터(500)는 그의 외경이 슬리이브재(300)의 확관부(310)에 억지끼워맞춤 상태로 유지하게 된다.

상기 상태에서 슬리이브재(300)를 노즐(200)로부터 추출하면 되는데, 상기 유지부재(700)가 도 5 및 도 10에 나타낸 바와 같이 유지부재고정볼트(710)에 의하여 고정된 유지고정되어 있기 때문에, 상기 유지부재고정볼트(710)를 푸는 방향으 로 회전시키면, 유지부재고정볼트(710)의 나사부(711)가 프레스의 아래고정기초대(610)로부터 분리되어서 유지부재(700)를 노즐(200)의 라이닝고정부위(260)로부터 분리시키어, 도 8에 나타낸 바와 같이 코어센터(500)가 확관부(310)에 결합된 상태로 슬리이브재(300)를 노즐(200)로부터 분리 추출할 수 있게 된다.

도 8과 같이 노즐(200)로부터 추출된 슬리이브재(300)는 그의 성형 끝단이 거칠은성형부분(320)이 남게 되며, 이 거칠은성형부분(320)은 선반 등의 공작기계에 의하여 매끈하게 가공처리하여 도 3에서 라이닝슬리이브재(210)와 맞대어 용접할 수 있는 칫수로 가공되어야 한다.

본 발명은 도 8에 나타낸 바와 같이 슬리이브재(300)가 코어센터(500)에 고정된 상태에 있기 때문에, 코어센터(500)를 선반의 척에 바로 물리고 코어센터(500)의 센터를 맞춤으로서, 슬리이브재(300)의 선삭작업의 준비가 완료된다. 이로서, 바로 슬리이브재(300)의 거칠은성형부분(320)을 선삭가공할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 열교환기, 반응기 및 압력용기본체 등의 화공유체탱크에 설치되는 노즐내에 티타늄 및 지르코늄 등의 내부식성재의 슬리이브재를 고온의 열처리를 행하여 프레스성형에 의하여 확관 성형함에 있어서의 노즐의 슬리이브재고정구멍과 라이닝고정부위이 연이어지는 곡면연결부위와 같은 곡면의 슬리이브곡재면이 성형되도록 하면서 슬리이브재곡면의 성형 후 발생되는 거칠은성형부분을 선반에 장착하여 진원으로 선삭 가공처리할 수 있도록 함으로서, 슬리이브재의 성형 후 가공처리가 노즐의 슬리이브재고정구멍과 라이닝고정부위에 정확히 장착 고 정될 수 있는 칫수로 정밀도 높게 행하여질 수 있도록 하고, 또한 성형된 슬리이브재를 편심공차가 거의 없이 진원으로 바로 가공할 수 있도록 함으로서, 작업성의 향상으로 작업효율을 높여 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 성형프레스의 아래고정기초대에 노즐을 고정하고 노즐의 위에 판형상의 슬리이브재를 올려놓고, 슬리이브재에 윗금형이 하강하여 상기 슬리이브재에 확관부가 형성되도록 하는 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형에 있어서,

   프레스의 기초대(600)에 윗금형(400)의 성형금형(410)이 분리 결합가능하게 형성되고, 상기 성형금형(410)의 바깥둘레에 코어센터(500)가 분리 고정되도록 되어, 상기 슬리이브재(300)의 확관부(310)에 상기 코어센터(500)가 억지끼워맞춤으로 고정될 수 있도록 됨을 특징으로 하는 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 윗금형(400)의 기초대(600)에 성형금형(410)과 코어센터(500)가 분리될 수 있도록 됨을 특징으로 하는 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 윗금형(400)이 상기 슬리이브재(300)에 하강 성형되어, 슬리이브재(300)의 확관부(310)에 상기 코어센터(500)가 억지끼워맞춤됨을 특징으로 하는 화공유체탱크용 노즐 슬리이브의 성형장치.

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