KR100747202B1 - 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템에 관한 것으로, 분사 후 집수탱크(100)에 모여든 이형제액(이물질 포함)을 세퍼레이터(210)와, 제 1,2교반기(240,250) 및 스텝스크린(230)을 구비한 이물질 분리탱크(220)를 차례로 통과시켜 이물질을 제거하고, 이 재생 이형제액을 이형제원액과 물이 공급되는 혼합탱크(350)에 공급하여 소정의 농도로 희석한 뒤, 분사펌프(360)로 분사노즐(370)을 통해 금형에 분사토록 된 구성으로 이루어진다.
따라서, 종래에 분사 후 폐기되던 이형제액을 재사용할 수 있게 됨으로써 불필요한 이형제 소모로 인한 비용을 감소시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 이형제 재활용 시스템의 전체 구성을 나타내는 블록도,
도 2는 본 발명의 일 구성인 집수탱크와 이에 연결된 이물질 분리장치의 구성도,
도 3은 상기 이물질 분리장치의 일 구성인 세퍼레이터의 절개사시도,
도 4는 도 2의 상기 이물질 분리장치에 연결되는 혼합 및 분사장치의 구성도이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
100 : 집수탱크, 110 : 레벨게이지,
120 : 펌프, 200 : 이물질 분리장치,
210 : 세퍼레이터, 220 : 이물질 분리탱크,
230 : 세퍼레이터, 240,250 : 제 1,2교반기,
270 : 레벨스위치, 280 : 농도게이지,
300 : 혼합 및 분사장치, 310 : 이형제탱크,
320 : 물탱크, 330,340 : 정량펌프,
350 : 혼합탱크, 351,352,353 : 1,2,3차혼합탱크,
360 : 분사펌프, 370 : 분사노즐,
380 : 교반기, 390 : 레벨스위치,
400 : 컨트롤러, 410 : 솔레노이드밸브,
420 : 압력게이지, 430 : 솔레노이드밸브,
440 : 비상레벨스위치, 450 : 솔레노이드밸브유닛,
460 : 릴리프밸브.
본 발명은 프레스 단조공정에서 분사된 이형제를 회수하여 재사용할 수 있도록 된 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템에 관한 것이다.
예를 들어 자동차 엔진의 크랭크샤프트와 같은 부품은 프레스로 단조 가공하여 성형하게 되는데, 이와 같이 프레스 단조를 통해 제품을 제작하는 경우에 금형과 제품간의 소착을 막고 양호한 성형성을 부여하기 위하여 이형제를 사용하게 된다.
이형제로서는 흑연계열의 분말을 널리 사용하며, 물에 소정 비율로 혼합하여 프레스 금형(상형과 하형) 내측의 성형면에 제품 취출 후 매 사이클마다 분사한다.
그리고, 상기와 같이 분사되어 금형의 성형면에 도포되고 흘러내린 잔여량은 프레스 하부의 피트(Pit) 내에 마련된 집수탱크로 유입된 후, 폐수처리장으로 이동하여 처리된다.
따라서, 상당량의 이형제가 불필요하게 낭비되어 비용증가의 원인이 되고 있으나, 현재는 폐기되는 이형제를 회수하여 재활용하는 시스템이 전무한 실정이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 폐기되던 이형제를 회수하여 재활용함으로써 이형제 소모로 인한 비용을 감소시킬 수 있도록 된 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 단조 프레스 하부의 피트 내부에 마련되어 금형의 성형면에 도포되고 남은 잔여 이형제액이 흘러 내려 모이고, 레벨게이지와 이 레벨게이지의 리미트신호에 의해 작동되는 펌프가 설치된 집수탱크와; 상기 집수탱크의 펌프에 연결되는 세퍼레이터, 이 세퍼레이터를 통과한 이형제액이 집수되는 이물질 분리탱크, 이 이물질 분리탱크를 전후로 분할하도록 설치되는 스텝스크린, 이 스텝스크린 전후의 공간에 각각 설치되는 제 1,2교반기 및 상기 이물질 분리탱크 후방공간의 이형제액을 펌핑하는 펌프를 포함하는 이물질 분리장치 및; 상기 이물질 분리장치의 펌프에 연결되어 재생 이형제액을 보충받는 이형제탱크, 물이 저장되는 물탱크, 상기 이형제탱크와 물탱크에 각각 연결된 정량펌프로부터 이형제액과 물을 공급받아 이를 혼합/희석하는 혼합탱크, 이 혼합탱크로부터 분사펌프를 통해 희석 이형제액을 공급받아 금형에 분사하는 분사노즐을 포 함하는 혼합 및 분사장치로 구성된다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 블록도로서, 본 발명은 단조 프레스의 하부에 형성된 피트(Pit) 내부에 마련되어 분사 후 금형내 성형면에 도포되지 않은 잔여 이형제액이 흘러 내려 모이는 집수탱크(100)와, 상기 집수탱크(100)로부터 유입된 이형제액으로부터 이물질을 걸러내는 이물질 분리장치(200) 및, 상기 이물질 분리장치(200)로부터 유입된 재생 이형제액에 이형제 원액 및 물을 혼합하여 소정 농도로 희석된 이형제액을 만든 후 단조 프레스의 금형에 분사하는 혼합 및 분사장치(300)로 구성된다.
상기 집수탱크(100)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 레벨게이지(110)와 이 레벨게이지(110)의 수위 상승에 따른 리미트(limit)신호에 의해 작동되는 펌프(120)가 설치된다. 상기 레벨게이지(110)와 펌프(120)는 후술할 컨트롤러(400; 도 3에 도시)에 연결되어 레벨게이지(110)의 리미트신호를 전달받은 컨트롤러(400)가 펌프(120)를 작동시키도록 되어 있다.
상기 이물질 분리장치(200)는 상기 펌프(120)에 연결되는 세퍼레이터(210)와, 이 세퍼레이터(210)를 통과하여 1차로 이물질이 걸러진 이형제액이 집수되는 이물질 분리탱크(220)와, 이 이물질 분리탱크(220)의 내부공간을 전후로 분할하도록 설치되는 스텝스크린(step screen;230)과, 이 스텝스크린(230) 전후의 공간에 각각 설치되는 제 1,2교반기(240,250) 및 상기 이물질 분리탱크(220) 후방공간의 이형제액을 상기 혼합 및 분사장치(300)로 압송하는 펌프(260)를 포함하여 구성된 다.
상기 세퍼레이터(210)는 도 3에 도시된 바와 같이, 원통형 몸체의 상부 측면에 원주방향으로 유입관(211a)이 형성된 상부케이스(211)와, 상부가 상기 상부케이스(211)의 하면 중심으로 삽입된 원통형 관으로서 상기 상부케이스(211)의 내부에 위치된 부분에는 원주방향으로 다수의 유입공(212a)들이 형성된 분리관(212)과, 원통형으로 형성되어 상기 분리관(212)의 하단에 연결된 하부케이스(213)와, 상기 하부케이스(213)의 내부 중앙에 하부케이스(213)에 내주면에 장착된 지지대(214a)에 지지되어 상기 분리관(212) 하단과의 사이에 소정 간격의 틈(C)이 형성되도록 설치되고 상면이 구면으로 볼록하게 형성된 차단판(214) 및, 상기 분리관(212)의 내경과 소정 간격을 갖는 외경을 가지며 상기 분리관(212)의 상반부에 삽입되어 상기 상부케이스(212)의 상면 중앙으로 돌출된 배출관(215)으로 구성된다.
상기 하부케이스(213)의 중앙 하면에는 배출구(213a)가 형성되며, 이 배출구(213a)에는 자동 또는 수동으로 작동되는 드레인밸브(도시하지 않음)가 장착된다.
한편, 상기 상부케이스(211)에 형성되는 유입관(211a)과 상기 분리관(212)에 형성되는 유입공(212a)들의 형성방향을 설명 편의상 "원주방향"이라고 기재하였으나, 정확히는 원주방향에 대하여 최대한 작은 차이의 유입각을 가지도록 형성되어 이들을 통해 유입되는 액체(이형제액)가 상기 상부케이스(211) 및 분리관(212)의 내주면을 따라 원활히 회전될 수 있도록 하기 위한 것으로 "상기 유입관(211a)과 유입공(212a)이 형성되는 지점에 인접한 접선에 평행한 방향"으로 달리 표현할 수 있겠다.
또한, 상기 하부케이스(213)에 있어서 상기 틈(C)에 인접한 부분으로부터 상기 상부케이스(211)를 관통하여 분리관(212)의 어느 한 유입공(212a)을 연결하는 연결관(216)이 설치된다.
그리고, 상기 상부케이스(211)의 유입관(211a)은 상기 집수탱크(100)의 펌프(120)에 연결되고, 상기 배출관(215)는 상기 이물질 분리탱크(220)에 연결된다.
한편, 상기 혼합 및 분사장치(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이물질 분리장치(200)의 펌프(260)에 연결되어 재생 이형제액을 보충받는 이형제탱크(310)와, 이형제 희석용 물이 저장되는 물탱크(320), 상기 이형제탱크(310)와 물탱크(320)에 연결된 각각의 정량펌프(330,340)에 의해 이형제 원액과 재생 이형제액이 혼합된 혼합 이형제액 및 물을 공급받아 이를 혼합하여 이형제액을 소정 농도로 희석하는 혼합탱크(350), 상기 혼합탱크(350)로부터 분사펌프(360)를 통해 희석 이형제액을 공급받아 단조 프레스의 상/하 금형에 분사하는 분사노즐(370)을 포함하여 구성된다.
상기 혼합탱크(350)는 상호 밀착된 1차혼합탱크(351)와 2차혼합탱크(352) 및 3차혼합탱크(353)로 이루어지는데, 상기 이형제탱크(310)의 정량펌프(330)에 연결된 주관로로부터 상기 1,2,3차혼합탱크(351,352,353) 각각에 이형제액을 공급하는 분지관로가 형성되고, 상기 물탱크(320)의 정량펌프(340)에 연결된 관로는 상기 1차혼합탱크(351)에만 물을 공급하도록 설치된다.
그리고, 상기 1차혼합탱크(351)와 2차혼합탱크(352) 및 2차혼합탱크(352)와 3차혼합탱크(353)의 상호 맞닿은 몸체 상부 각각에는 이형제액이 1차혼합탱크(351) 에서 2차혼합탱크(352)로 그리고 2차혼합탱크(352)에서 3차혼합탱크(353)로 흘러갈 수 있도록 상부유입구(351a,352a)가 형성된다. 이 상부유입구(351a,352a)는 상기 1,2,3차혼합탱크(351,352,353)를 소정 간격 서로 이격시키고 관(pipe)으로 대체할 수 있음은 물론이다.
또한, 상기 1차혼합탱크(351)와 2차혼합탱크(352)의 내부에는 내부공간중 상기 상부유입구(351a,352a)측에 탱크내 주 공간과는 분리된 별도의 공간이 마련되도록 분리격벽(351b,352b)이 형성되며, 이 분리격벽(351b,352b)의 하부에는 분리된 측부의 공간을 탱크내 주 공간과 연결하는 하부유입구(351c,352c)가 형성된다.
한편, 상기 1,2,3차혼합탱크(351,352,353)와 상기 이형제탱크(310)에는 각각 교반기(Agitator ; 380)가 설치되고, 상기 이형제탱크(310)와 물탱크(320) 및 상기 3차혼합탱크(353)에는 수위를 감지하는 레벨스위치(390)가 설치되며, 상기 레벨스위치(390)들의 신호는 컨트롤러(400)에 입력되어 상기 정량펌프(330,340)들과 분사펌프(360)의 작동제어에 반영된다.
상기 이형제탱크(310)의 정량펌프(330)에 연결된 이형제액 주 공급관로와 상기 물탱크(320)의 정량펌프(340)에 연결된 물 공급관로에는 각 관로의 개폐를 위한 솔레노이드밸브(410)와 압력체크를 위한 압력게이지(420)가 설치되며, 상기 압력게이지(420)의 신호가 상기 컨트롤러(400)에 입력되어 상기 솔레노이드밸브(410)들이 작동제어된다.
또한, 상기 이형제탱크(310)의 정량펌프(330)에 연결된 이형제액 주 공급관로로부터 1,2,3차혼합탱크(351,352,353) 각각으로 분지연결된 분지관로에도 솔레노 이드밸브(430)들이 설치되는데, 이 솔레노이드밸브(430)들은 별도로 마련된 공압라인으로 공급되는 공기압을 원동력으로 밸브의 개폐작동이 이루어지는 타입의 것으로 내부의 솔레노이드는 상기 컨트롤러(400)에 의해 제어되어 작동유체인 공기를 밸브 내부로 공급 및 차단하는 역할을 한다.
또한, 상기 이형제탱크(310)와 상기 혼합탱크(350)의 3차혼합탱크(353)에는 비상수위를 감지하는 비상레벨스위치(440)가 설치되어, 이 비상레벨스위치(440)로부터 신호가 입력되면 상기 컨트롤러(400)는 자신에 연결된 펌프, 교반기, 솔레노이드밸브 등 모든 장치의 작동을 정지시켜 작업자가 시스템을 점검할 수 있도록 되어 있다.
한편, 상기 분사노즐(370)에 연결된 이형제액 공급관로에는 이의 개폐시간을 조절하여 분사시간을 조절하기 위한 솔레노이드밸브유닛(450)이 설치되며, 이 솔레노이드밸브유닛(450) 또한 상기 컨트롤러(400)에 의해 작동이 제어된다.
또한, 상기 분사펌프(360)와 상기 솔레노이드밸브유닛(450)에는 각각 상기 3차혼합탱크(353)에 연결되는 리턴관로(점선으로 표시)가 설치되고, 이 리턴라인들에 각각의 릴리프밸브(460)가 설치되며, 상기 분사노즐(370)에 연결되는 공급관로 중 솔레노이드밸브유닛(450)의 이전 부분과 상기 솔레노이드밸브유닛(450)의 리턴관로에 각각 압력게이지(420)들이 구비되어, 이 압력게이지(420)들의 신호에 의해 상기 컨트롤러(400)가 상기 릴리프밸브(460)들을 작동제어하여 관로에 과도압이 형성되지 않도록 한다.
한편, 상기 물탱크(320)에 연결된 물 공급관로에도 압력체크를 위한 압력게 이지(420)가 설치될 수 있으며, 공급되는 물의 이물질 제거를 위해 필터(470)가 설치된다.
한편, 상기와 같은 구성을 도시한 도 4에서, 컨트롤러(400)와 각 부품간의 측정정보 및 작동신호 전달선은 도면이 복잡해지는 것을 막기 위해 표시하지 않았으나, 각 게이지나 스위치, 밸브, 펌프, 교반기 등 신호를 발생하거나 신호를 전달받아 작동되는 모든 장치들은 상기 컨트롤러(400)에 연결 구성될 수 있다.
이제, 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.
단조 프레스의 상하 금형으로부터 작업물이 이형된 후 다음 작업 대상물이 이송되어 오기 전 상기 분사노즐(370)로부터 이형제액이 상하 금형의 성형면에 분사 도포되면, 상기 성형면으로부터 흘러내린 잔여 이형제액은 공정중 발생 및 침투된 이물질과 함께 피트내에 마련된 상기 집수탱크(100)에 집수된다.
상기 집수탱크(100)내 이형제액 집수량이 소정량 이상 되면 상기 레벨게이지(110)의 감지신호가 상기 컨트롤러(400)로 전달되며, 컨트롤러(400)는 상기 펌프(120)를 작동시켜 이물질이 포함된 이형제액을 집수탱크(100)로부터 펌핑하여 상기 세퍼레이터(210)로 유입시킨다.
상기 세퍼레이터(210)는 이형제액으로부터 1차로 이물질을 걸러내게 되는데, 그 과정은 다음과 같다.
도 3에서 황색 화살표로 도시된 바와 같이, 이형제액은 유입관(211a)을 통해 세퍼레이터(210)의 상부케이스(211)로 유입되는데, 전술한 유입관(211a)의 설치각도에 의하여 상부케이스(211)내로 유입된 이형제액은 상부케이스(211)의 내주면을 따라 회전하게 되고, 이어서 분리관(212)의 유입공(212a)을 통해 분리관(212)의 내부로 유입된다.
상기 분리관(212)의 내부로 유입되는 이형제액 역시 전술한 바와 같은 상기 유입공(212a)의 형성각도에 의하여 분리관(212)의 내주면을 따라 회전하게 되며, 후방으로부터의 가압상태에서 좁은 구멍(=유입공(212a))을 통해 강제 주입되므로 유입공(212a)을 통과하면서 빠른 속도로 가속된다.
상기와 같이 분리관(212)의 내부로 가속 유입된 이형제액은 빠른 속도로 회전함과 더불어 중력에 의하여 하강하게 된다. 즉, 분리관(212)내에서 이형제액은 고속으로 회전하면서 하방으로 이동한다.
이 과정에서 이형제(분말)에 비해 상대적으로 입자가 크고 중량이 무거운 이물질들은 액체 회전에 의한 원심력에 의하여 분리관(212)의 내주면 쪽으로 이동하여 중량에 의해 하강되고, 결국 상기 분리관(212)과 상기 차단판(214) 사이에 형성된 틈(C)을 통해 하부케이스(213)로 유입되어 침적된다.
이때, 상기 분리관(212)의 하부까지 회전하강된 이형제액은 상기 차단판(214)의 볼록한 상면 형상에 의하여 중심으로 집중되며 원심력에 의하여 주변부보다 압력이 약해진 중심부를 통해 상승(하늘색 화살표)하게 되고, 상기 배출관(215)을 거쳐 세퍼레이터(210)의 외부로 배출된다. 즉, 상기 배출관(215)에 연결된 관로를 따라 상기 이물질 분리탱크(220)로 유입된다.
한편, 상기 연결관(216)은 분리관(212)의 유입공(212a)에 연결되어 있으므로 상부케이스(211)의 이형제액이 유입공(212a)으로 고속으로 유입될 때 유입공(212a) 직후 부분의 압력이 낮아지는 것에 의해 상기 하부케이스(213) 틈(C) 주변의 이형제액을 빨아들이게 된다. 따라서, 상기 분리관(212)으로부터 틈(C)을 통해 유입된 난류유동을 흡입하여 분리관(212)의 상부로 되돌림으로써 난류유동에 의한 하부케이스(213)내 액체의 교란을 감소시켜 하부케이스(213) 내의 유동을 안정시킬 수 있게 되며, 이로써 분리관(212)에서 원심력에 의해 분리된 이물질들이 보다 원활하게 하부케이스(213)의 내부로 유입되어 침적된다.
상기 하부케이스(213)에 쌓인 이물질은 사용자가 정기적으로 상기 배출구(213a)에 설치된 드레인밸브를 수동으로 개방하여 배출시키거나, 하부케이스(213)내에 센서를 설치하고 이를 상기 컨트롤러(400)에 연결하여 컨트롤러(400)로 하여금 드레인밸브를 자동으로 작동시키도록 구성할 수 있다. 배출된 이물질은 스크래퍼(scraper ;S)에 담아 운반하여 폐기한다.
상기와 같이 상기 세퍼레이터(210)에 의하여 1차로 이물질이 걸러진 이형제액은 상기 이물질 분리탱크(220)로 유입된다.
상기 이물질 분리탱크(220)에서는 먼저 스텝스크린(230)의 전방공간에서 제 1교반기(240)에 의해 이형제액을 교반하여 비중차이에 의하여 이형제액과 이물질을 분리한다. 즉, 이형제액에 비하여 비중이 큰 이물질들이 제 1교반기(240)로부터 먼쪽으로 이동하게 되고, 따라서, 스텝스크린(230)측 이물질들이 이형제액으로부터 걸러지게 된다.
상기 스텝스크린(230)은 스크린(거름막)의 메쉬(mesh)를 조정하여 이물질의 거름정도를 조절할 수 있는데, 일반적으로 이형제의 크기는 매우 작으므로 상기 스 크린의 메쉬를 500 이상으로 하면 이형제는 물과 함께(즉, 이형제액) 스크린을 통과하여 이물질 분리탱크(220)의 후방공간으로 유입되고, 이물질은 스크린에 걸러지며, 이물질이 흡착된 스크린은 상방으로 이동하여 준비된 스크래퍼(S)에 이물질을 배출하게 된다.
이어, 이물질 분리탱크(220)의 후방공간으로 유입된 이형제액에 대해서도 상기 제 2교반기(250)에 의해서 비중차이에 의한 거름 작용이 동일하게 이루어진다.
한편, 상기 이물질 분리탱크(220)의 후방공간에는 레벨스위치(270) 및 농도게이지(280)를 설치하여, 이물질 분리탱크(220) 후방공간의 이형제액이 소정 수위 이상으로 차오르거나 이형제액의 농도가 설정된 소정값이 되면 이때 발생되는 신호에 의해 상기 펌프(260)가 작동되어 이물질이 분리된 재생 이형제액을 혼합 및 분사장치(300)로 공급한다.
상기 레벨스위치(270) 및 농도게이지(280)를 상기 컨트롤러(400)에 연결하고, 컨트롤러(400)로 하여금 상기 펌프(260)의 작동을 제어토록 할 수도 있음은 물론이다.
한편, 상기 이물질 분리탱크(220)의 주변에 이형제 원액탱크(도시하지 않음)와 이로부터 이형제 원액을 펌핑하는 펌프를 설치하고, 상기 농도게이지(280)를 통해 이형제액의 농도를 실시간으로 체크하면서 이형제액의 농도가 신속하게 설정값에 가까워질 수 있도록 상기 컨트롤러(400)가 상기 이형제 원액탱크의 펌프를 작동시켜 이형제 원액을 보충하는 시스템으로 구성할 수도 있다.
상기 농도게이지(280)로서는 진동농도게이지나 초음파농도게이지 등을 사용 한다.
또한, 상기 이물질 분리탱크(220)의 전/후방공간에 각각 벨트스키머(belt skimmer ; 도시하지 않음)를 설치하여 이물질 분리 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 이물질 분리장치(200)의 펌프(260)로부터 펌핑되는 재생 이형제액은 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 혼합 및 분사장치(300)의 이형제탱크(310)로 공급되어 이형제 원액과 교반기(380)에 의해 혼합된다.
상기 혼합이형제액은 정량펌프(330)에 의해 주관로와 이에 연결된 분지관로를 통해 상기 1,2,3차혼합탱크(351,352,353)로 공급된다.
한편, 상기 1차혼합탱크(351)에는 상기 물탱크(320)로부터 정량펌프(340)에 의해 물이 공급되며, 이 물이 1차혼합탱크(351)에 설치된 교반기(380)에 의해 이형제액에 혼합되어 이형제액을 희석시킨다.
이와 같이 1차혼합탱크(351)에서 1차로 물과 혼합된 이형제액은 하부유입구(351c)와 상부유입구(351a)를 거쳐 2차혼합탱크(352)로 넘어가고, 상기 2차혼합탱크(352)에서 이의 교반기(380)에 의해 또 다시 혼합작용이 이루어진다.
2차 혼합이 진행된 이형제액은 다시 2차혼합탱크(352)의 하부유입구(352c)와 상부유입구(352a)를 거쳐 3차혼합탱크(353)로 흘러들어가서 또 다시 3차혼합탱크(353)의 교반기(380)에 의해 혼합이 지속된다.
이와 같이 물과 이형제액은 상하로 반복절곡되는 경로를 따라 흐르면서 3차에 걸친 반복 교반작용에 의해 충분히 혼합되어 보다 균질한 희석 농도를 가진 이형제액을 만들 수 있게 된다. 즉, 물과 이형제액이 각 혼합탱크의 상부에서 하부로 이동했다가 다시 상부로 이동하여 다음 혼합탱크로 넘어가는 경로를 가짐으로써 물과 이형제액이 충분히 혼합될 수 있는 시간과 혼합거리를 확보하게 된다.
따라서, 종래에 하나의 탱크에서 물과 이형제를 혼합할 때 충분한 혼합이 이루어지지 않음으로써 금형에 물만 분사되거나 또는 설정 농도로 미처 희석되지 않은 이형제액이 분사되어 냉각불량, 도포불량, 이형불량 등으로 시스템이 정지되고, 금형이 소손되며, 제품에 불량이 발생하는 등의 문제점이 해결될 수 있게 된다.
상기와 같이 목표하는 소정의 농도로 희석된 이형제액은 분사펌프(360)에 의해 펌핑되어 솔레노이드밸브유닛(450)을 거쳐 분사노즐(370)을 통해 금형에 분사된다.
즉, 이미 사용된 이형제액으로부터 이물질을 분리하여 재생된 이형제액을 이형제 원액에 혼합하고 물로 희석하여 재분사한 것으로, 종래 폐기되던 이형제의 재활용이 이루어진 것이다.
한편, 상기 정량펌프(330,340)들을 통해 이형제액과 물을 혼합탱크(350)로 공급할 때 이형제탱크(310)의 정량펌프(330)를 물탱크(320)의 정량펌프(340) 작동시간의 시작, 중간, 종료시점으로 3분할하여 작동시킨다. 이때 상기 정량펌프(330,340)들을 희석비율에 관계없이 동일시간 작동시키는 것이 시스템 로직 구성상 용이하지만 실제로는 각 펌프들로부터 공급되는 물과 이형제액의 양을 정확히 제어하기 난해하여 상기와 같이 이형제탱크(310)의 정량펌프(330)를 분할 작동시킴으로써 물과 이형제액을 혼합하여 목표한 희석농도로 용이하게 희석할 수 있게 된다.
그리고, 상기 혼합탱크(350)는 1,2차혼합탱크(351,352)의 용량 합이 3차혼합 탱크(353)의 용량에 대해 같거나 크도록 구성된다(1차혼합탱크+2차혼합탱크≥3차혼합탱크).
한편, 상기 이형제탱크(310)의 정량펌프(330)에 연결된 주관로와 물탱크(320)의 정량펌프(340)에 연결된 물 공급관로에 장착된 솔레노이드밸브(410)들은 상기 정량펌프(330,340) 작동과 동시에 개폐작동되며, 압력게이지(420)들과 레벨스위치(390)들의 신호를 이용하도록 컨트롤러(400)의 제어 로직을 구성하여 필요에 따라 개폐되도록 할 수 있다.
또한, 상기와 같은 방식으로 각 혼합탱크(351,352,353)들의 분지관로에 장착된 솔레노이드밸브(430)들도 상기 컨트롤러(400)에 의해 다양하게 작동제어될 수 있다.
또한, 상기 각 혼합탱크(351,352,353)들에 농도게이지를 설치하고, 이들의 측정값을 컨트롤러(400)에 전달하여 미리 마련된 농도-이형제 공급량(즉, 해당 솔레노이드밸브 개방시간) 맵(map)에 의해 상기 솔레노이드밸브(430)들을 세밀하게 제어하여 이형제액의 희석농도를 보다 정확하게 조절할 수도 있다.
한편, 상기 분사펌프(360) 및 이형제액 분사라인에 과도압이 걸리지 않도록 하기 위하여 압력게이지(420)로 라인압을 체크하여 압력이 설정값 이상으로 체크되면 컨트롤러(400)는 릴리프밸브(460)를 작동시켜 이형제액을 3차혼합탱크(353)로 리턴시켜 라인압을 적정범위로 유지한다.
또한, 상기 솔레노이드밸브유닛(450)과 상기 3차혼합탱크(353)의 사이에 설치된 리턴라인에서도 상기와 동일하게 압력게이지(420)와 릴리프밸브(460)가 작동 되어 솔레노이드밸브유닛(450)으로 과공급된 이형제액을 3차혼합탱크(353)로 리턴시킬 수 있도록 되어 있다.
상기 릴리프밸브(460)들은 상기 컨트롤러(400)에 의해 자동으로 작동됨은 물론, 사용자에 의해서도 수동으로 조작될 수 있다.
이와 같이, 상기 혼합 및 분사장치(300)에 구비된 공지의 레벨스위치, 압력게이지, 솔레노이드밸브, 릴리프밸브 등을 설치하여 각 탱크의 오버플로우를 방지하고 라인압을 적절히 유지하며 물과 이형제액을 적절히 혼합하여 보다 효율적으로 목표 농도의 희석된 이형제액을 만들기 위한 다양한 로직을 상기 컨트롤러(400)에 적용할 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 분사 후 버려지는 이형제를 회수/재생하여 재분사할 수 있게 된다.
즉, 종래 폐기되던 이형제를 재활용할 수 있게 됨으로써 불필요한 이형제 소모를 방지하여 이형제 낭비로 인한 소요 비용을 저감시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
한편, 본 발명에서는 이형제와 물을 소정의 희석비율로 혼합하는 혼합탱크가 1,2,3차의 복수개로 구성되고, 각 탱크에 분리격벽을 설치하여 물과 이형제액의 이동경로가 전체적으로 상하절곡이 반복되는 구조를 가짐과 동시에 그 거리가 길어지도록 함으로써 이형제와 물이 보다 원활하게 혼합될 수 있게 됨으로써 원하는 농도로 충분히 혼합 희석된 이형제를 만들 수 있게 되며, 이로써 양질의 이형제액을 금 형에 분사할 수 있게 되어 이형제 불량으로 인한 제품불량 및 금형손상 등의 여러 가지 문제점을 방지할 수 있게 된다.
Claims (13)
- 삭제
- 단조 프레스 하부의 피트(Pit) 내부에 마련되어 금형의 성형면에 도포되고 남은 잔여 이형제액이 흘러 내려 모이고, 레벨게이지(110)와 이 레벨게이지(110)의 리미트신호에 의해 작동되는 펌프(120)가 설치된 집수탱크(100)와;상기 집수탱크(100)의 펌프(120)에 연결되는 세퍼레이터(210), 이 세퍼레이터(210)를 통과한 이형제액이 집수되는 이물질 분리탱크(220), 이 이물질 분리탱크(220)를 전후로 분할하도록 설치되는 스텝스크린(230), 이 스텝스크린(230) 전후의 공간에 각각 설치되는 제 1,2교반기(240,250) 및 상기 이물질 분리탱크(220) 후방공간의 이형제액을 펌핑하는 펌프(260)를 포함하는 이물질 분리장치(200) 및;상기 이물질 분리장치(200)의 펌프(260)에 연결되어 재생 이형제액을 보충받는 이형제탱크(310), 물이 저장되는 물탱크(320), 상기 이형제탱크(310)와 물탱크(320)에 각각 연결된 정량펌프(330,340)로부터 이형제액과 물을 공급받아 이를 혼합/희석하는 혼합탱크(350), 이 혼합탱크(350)로부터 분사펌프(360)를 통해 희석 이형제액을 공급받아 금형에 분사하는 분사노즐(370)을 포함하는 혼합 및 분사장치(300);로 구성되는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템에 있어서,상기 이형제탱크(310)에 교반기(380)와 레벨스위치(390)가 설치되고, 상기 물탱크(320)에 레벨스위치(390)가 설치되며, 상기 혼합탱크(350)가 상호 인접하여 순차적으로 이형제액이 흘러가는 1차혼합탱크(351)와 2차혼합탱크(352) 및 3차혼합탱크(353)로 이루어지고 이중 상기 3차혼합탱크(353)에 교반기(380)와 레벨스위치(390)가 구비되며, 상기 분사노즐(370)에 연결된 이형제액 공급관로에 분사시간조절을 위한 솔레노이드밸브유닛(450)이 설치되어, 상기 교반기(380)와 정량펌프(330,340)들과 분사펌프(360) 및 솔레노이드밸브유닛(450)은 상기 레벨스위치(390)의 측정신호를 반영하는 컨트롤러(400)에 의해 작동제어되는 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 이형제탱크(310)의 정량펌프(330)에 연결된 이형제액 주 공급관로와 상기 물탱크(320)의 정량펌프(340)에 연결된 물 공급관로에 각각 솔레노이드밸브(410)와 압력게이지(420)가 설치되고,상기 이형제탱크(310)의 정량펌프(330)에 연결된 주관로로부터 상기 1,2,3차혼합탱크(351,352,353) 각각에 이형제액을 공급하는 분지관로가 형성되어 이 분지관로에 각각 솔레노이드밸브(430)가 설치되고, 상기 물탱크(320)의 정량펌프(340)에 연결된 관로가 상기 1차혼합탱크(351)에 연결되며,상기 컨트롤러(400)는 상기 정량펌프(330,340)들과 이의 솔레노이드밸브(410) 및 상기 분지관로에 설치된 솔레노이드밸브(430)들을 동일하게 작동(연동)시키고, 이에 상기 압력게이지(420)의 측정신호를 반영하며, 상기 물탱크(320)의 정량펌프(340) 작동시간에 대하여 상기 이형제탱크(310)의 정량펌프(330) 작동시간을 분할제어하는 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 3항에 있어서, 상기 분지관로에 설치된 솔레노이드밸브(430)들은 상기 컨트롤러(400)에 의해 각각 개별적으로 작동제어되는 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 3항에 있어서, 상기 이형제탱크(310)의 정량펌프(330)는 물탱크(320)의 정량펌프(340) 작동시간의 시작, 중간, 종료시점으로 3분할되어 작동되는 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 1,2차혼합탱크(351,352) 및 2,3차혼합탱크(352,353) 사이의 상호 맞닿은 몸체 상부에 상부유입구(351a,352a)가 형성되고, 상기 1차혼합탱크(351)와 2차혼합탱크(352)에는 상기 상부유입구(351a,352a)측에 탱크내 주 공간과 분리되는 별도의 공간이 마련되도록 분리격벽(351b,352b)이 형성되며, 이 분리격벽(351b,352b)의 하부에 하부유입구(351c,352c)가 형성되어, 물과 이형제액이 상하로 반복절곡되는 경로를 따라 1차혼합탱크(351)로부터 3차혼합탱트(353)로 이동하는 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 이형제탱크(310)와 상기 3차혼합탱크(353)에 비상레벨스위치(440)가 설치되고, 이 비상레벨스위치(440)로부터 신호가 입력되면 상기 컨트롤러(400)는 자신에 연결된 모든 장치의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하 는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 분사펌프(360)와 상기 솔레노이드밸브유닛(450)에 각각 상기 3차혼합탱크(353)에 연결되는 리턴관로가 설치되고, 이 리턴관로들에 각각 릴리프밸브(460)가 설치되며, 상기 솔레노이드밸브유닛(450)으로의 공급관로와 솔레노이드밸브유닛(450)의 리턴관로에 각각 압력게이지(420)가 구비되어, 이 압력게이지(420)들의 신호에 의해 상기 컨트롤러(400)가 상기 릴리프밸브(460)들을 작동제어하는 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 세퍼레이터(210)는 상기 집수탱크(100)의 펌프(120)에 연결되는 유입관(211a)이 원주방향으로 형성된 원통형 상부케이스(211), 상기 상부케이스(211)의 하부로 삽입되고 상기 상부케이스(211)의 내부에 위치된 부분에 원주방향으로 다수의 유입공(212a)이 형성된 원통형 분리관(212), 상기 분리관(212)의 하단에 연결되고 하면에 드레인밸브를 구비한 배출구(213a)가 형성된 원통형 하부케이스(213), 상기 하부케이스(213) 내부의 지지대(214a)에 지지되어 상기 분리관(212) 하단과의 사이에 틈(C)이 형성되도록 설치되고 상면이 구면으로 볼록하게 형성된 차단판(214) 및, 상기 분리관(212)의 내경과 소정 간격을 갖는 외경을 가지며 상기 분리관(212)의 상반부에 삽입되고 상기 상부케이스(212)의 상부로 돌출되며 상기 이물질 분리탱크(220)에 연결되는 배출관(215)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 9항에 있어서, 상기 하부케이스(213)의 상기 틈(C)에 인접한 부분으로부터 상기 상부케이스(211)를 관통하여 상기 분리관(212)의 어느 한 유입공(212a)으로 연결되는 연결관(216)이 설치된 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 이물질 분리탱크(220)의 후방공간에 레벨스위치(270)와 농도게이지(280)가 설치되고, 상기 레벨스위치(270)와 농도게이지(280)의 측정신호에 따라 컨트롤러(400)가 상기 펌프(260)의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 11항에 있어서, 상기 컨트롤러(400)는 상기 농도게이지(280)를 통해 측정된 이물질 분리탱크(220) 후방공간의 이형제액 농도에 따라 상기 이물질 분리탱크(220)의 주변에 설치된 이형제 원액탱크의 펌프를 작동시켜 이형제 원액을 보충할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
- 제 2항에 있어서, 상기 이물질 분리탱크(220)의 전/후방공간에 각각 벨트스키머가 설치된 것을 특징으로 하는 프레스 단조공정의 이형제 재활용 시스템.
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2006
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