KR100834142B1

KR100834142B1 - 파이프 연결용 플랜지 제작방법 및 몰드 구조

Info

Publication number: KR100834142B1
Application number: KR1020060091438A
Authority: KR
Inventors: 이태원; 김용호
Original assignee: 이태원; 김용호
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-06-02
Also published as: KR20080026429A

Abstract

본 발명은 파이프 연결용 플랜지 제작방법 및 몰드 구조에 관한 것으로서, 용탕을 공급하는 원심 주조방식으로 대량의 플랜지를 제작토록 함으로서 재료의 손실을 최소화 함과 함께 보다 치밀한 표면 조직이 형성되어질 있도록 하기 위한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명의 제작방법에 사용되는 몰드 구조물은, 내부 공간을 형성하는 본체튜브(13)와, 상기 본체튜브(13)의 양단에 결합되는 전면커버(14) 및 후면커버(15)로 이루어지는 외부 하우징(10)과; 상기 전면커버(14) 및 후면커버(15)를 체결하기 위해 관통 설치되는 체결볼트(16)와; 상기 외부 하우징(10) 내부에 설치되되, 체결볼트(16)에 의해 지지되는 다수의 격막(11)과; 상기 각각의 격막(11) 사이에 설치되어 일정 간격으로 유지시키는 이격링(12);으로 구성된 것을 특징으로 한다.

플랜지, 몰드, 원심, 용탕, 파이프

Description

파이프 연결용 플랜지 제작방법 및 몰드 구조{FLANGE MANUFACTURE METHOD AND STRUCTURE FOR PIPE CONNECTED}

도 1은 종래 일 예에 따른 플랜지 사용상태 단면도.

도 2는 종래 다른 실시예에 따른 플랜지 제조 상태도.

도 3은 본 발명의 플랜지 제작용 몰드 단면 구조도.

도 4는 본 발명의 플랜지 원심제작공정 개략도.

도 5는 본 발명에 의해 제작된 벌크플랜지 단면도.

도 6은 본 발명에 의해 분리된 플랜지 단면 구조도.

도 7은 본 발명에 의해 제작이 이루어진 플랜지 외관 사시도.

도 8은 본 발명의 제작과정 블럭도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 레이들 2 : 유입안내구

3 : 구동모터 4 : 벨트

5 : 회동축 6 : 회동로울러

10 : 외부하우징 11 : 격막

11a: 유통공 12 : 이격링

13 : 본체튜브 14 : 전면커버

15 : 후면커버 16 : 체결볼트

17 : 너트 18 : 용탕 유입구

19 : 롤러 가이드홈 20 : 플랜지

20a: 연결부 21 : 체결공

본 발명은 파이프 연결용 플랜지 제작에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파이프 연결을 위해 사용되는 플랜지를 원심주조 방식을 이용하여 보다 효과적으로 제작할 수 있도록 하기 위한 것이다.

일반적으로, 플랜지는 파이프와 파이프를 연결할 경우 전문적인 기술을 요하지 아니하고도 기밀성을 유지하면서 누구나 손쉽게 파이프와 파이프를 연결할 수 있어 주변에 널리 사용되어오고 있다.

도 1은 이러한 플랜지의 사용상태를 나타낸 것으로서, 도시된 바와 같이 플랜지(100)는 일정한 두께를 갖는 원판으로 형성되어 중앙에 파이프(105)가 끼워지도록 결합공(101)이 형성되고, 결합공(101) 가장자리에는 파이프(105)를 연결할 경우 플랜지(100)가 상호 체결되도록 다수의 체결공(102)이 형성된 구조를 이룬다. 미설명 부호 103은 기밀용 패킹을 나타낸다.

이러한 플랜지(100)를 파이프(105)에 연결하는 방식은, 도시된 바와 같이 파이프(105)를 플랜지(100)의 이면방향에서 결합공(110)으로 끼워 파이프(105)의 끝 단이 플랜지(100)의 전면과 일정거리 이격되도록 결합공(110)의 내측에 위치시킨다. 그리고 파이프(105)의 끝단이 결합공(110)의 내측에 접합되도록 용접하여 파이프(105)를 플랜지(100)에 고정 결합시킨다.

그리고, 연결하고자 하는 다른쪽 파이프(105)에도 동일한 과정에 의해 플랜지(100)와 결합시킨다.

이렇게, 연결하고자 하는 파이프(105)에 플랜지(100)가 각각 결합되면 플랜지(100)의 서로 마주보는 면에 기밀을 유지하도록 패킹(103)을 위치시키고, 플랜지(100)를 볼트와 너트를 이용하여 상호 체결시키면, 연결하고자 하는 파이프(105)가 플랜지(100)에 의해 상호 연결되면서 기밀이 유지된다.

그러나, 종래에는 통상적으로 철판을 절단하여 플랜지(100)를 제작하였는데, 이러한 경우 재료의 손실이 많고, 내경, 외경, 측면, 체결공 등을 가공해야 함으로 작업공수 및 제작원가가 상승하는 문제점이 있었다.

그리고, 상기 문제를 해소하기 위해 근래에는 도 2에서와 같이 플랜지 형상의 내부공간을 이루는 주형틀(200) 여러개를 코어(202)를 축으로 하여 수직으로 쌓아서 1개의 탕구(201)로 쇳물(S)을 주입하여 주조 비용을 절감하는 기술이 사용되었으나, 이러한 경우 역시 가공비용의 문제와 함께 내부조직이 치밀하지 못하여 초고압용이나 초저온용 등 사용조건이 극한인 곳에서는 사용이 불가능하였다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 저렴한 비용으로 경제적이면서 내부조직이 견고한 플랜지의 대량 생산이 가능 하도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적은, 다수의 격막이 일정 간격으로 설치된 내부 공간을 이루고 있는 원심주조몰드를 고속으로 회전시키는 몰드 회전단계; 상기 회전이 이루어지는 몰드의 내부에 플랜지 주조용 용탕을 공급하는 용탕 공급단계; 상기 공급이 이루어진 용탕이 몰드 내부에서 원심력을 받는 가운데 응고가 이루어질 수 있도록 일정 시간동안 원심주조몰드를 회전시키는 원심응고단계; 상기 원심력에 의해 내부에서 플랜지 주물의 응고가 이루어진 몰드의 외부 하우징을 분해하는 몰드 분해단계; 상기 몰드 내부에 성형되어진 플랜지 주물을 가공하여 다수개의 플랜지로 분리하는 플랜지 가공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제작방법을 통해 이룰 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부된 도 3 내지 도 8을 통해 살펴보기로 한다.

먼저, 본 실시예에 따른 플랜지 제작용 몰드의 전체적인 구성은 도 3에 도시된 바와 같이, 외통을 이루는 외부하우징(10)은 원통형상을 이루어 내부에 소정 공간을 형성하고 있는 본체튜브(13)의 양단에 전면커버(14)와 후면커버(15)가 각각 내부를 관통하는 복수개의 체결볼트(16)에 의해 체결 고정된 구조를 이루고 있으며, 외부하우징(10) 내부에는 중앙에 중공부를 형성하고 있으며 체결볼트(16)와의 결합을 위한 관통홀을 구비하고 내열강판 재료로 이루어진 다수개의 격막(11)이 체결볼트(16)에 의해 지지되어지고, 각 격막(11) 사이에는 이격링(12)이 체결볼트(16)에 끼워져 결합됨으로 일정 간격이 유지될 수 있는 구조를 이룬다. 즉, 다수개의 격막(11)과 이격링(12)은 체결볼트(16)에 격막(11), 이격링(12), 격막(11), 이격링(12)과 같이 각각의 격막(11)과 이격링(12)이 서로 교대되는 형상으로 체결볼트(16)에 끼워져 결합된다. 이러한 결합을 통해 각각의 격막(11)과 격막(11) 사이에는 이격링(12)의 두께만큼의 간격이 유지된다. 또한, 이격링(12)의 위치에 플랜지의 볼트체결공이 형성된다. 즉, 격막(11), 이격링(12), 체결볼트(16)의 결합구조는, 체결수단으로써의 기능 외에 몰드의 형상을 구현하는 요소로써 사용된다.

또한, 각 격막(11)은 외주측에 유통공(11a)이 형성되어져 있어 용탕의 이동이 가능하도록 하였으며, 본체튜브(13) 외주면에는 회동로울러(6)가 안내되어지도록 롤러 가이드홈(19)이 형성되어져 있다.

도면 중 미설명 부호 17은 체결볼트(16)의 일단에 체결되는 너트이고, 18은 용탕이 유입되는 용탕 유입구를 나타낸다.

이와 같은 구성을 이루는 본 발명 몰드를 이용한 플랜지의 원심주조 방식 제작과정을 도 8의 순서도를 참조하여 살펴보기로 한다.

<1단계: 몰드 설치단계>( ST 1)

먼저, 1단계 과정에서는 외부하우징(10)의 내부에 격막(11)을 체결볼트(16)에 의해 지지되도록 구성시킴으로 도 3의 단면도와 같은 구조의 몰드를 조립 설치한다.

즉, 이때에는 체결볼트(16)가 체결되어져 있는 원통형의 본체튜브(13) 내에 사전 내열처리가 이루어진 다수개의 격막(11)과 이격링(12)을 교번시키면서 체결볼트(16)에 끼워 넣은 후 양측을 전면커버(14)와 후면커버(15)로 막아서 너트(17)를 체결함으로 본 발명의 원심 주조용 몰드의 설치가 이루어지게 된다. 이격링(12)의 길이는 제작되는 플랜지의 두께가 된다.

특히, 이때에는 격막(11)과 이격링(12) 각각의 외면에 내열성이 높은 카본 파우더를 접착제와 함께 도포함으로서, 원심 주조 과정에서 격막(11) 및 이격링(12)이 용탕의 고열로 인해 용해되지 않고, 주조 후 쉽게 분리가 이루어질 수 있 도록 한다.

<2단계: 몰드 회전단계>( ST 2)

상기 조립이 완료된 몰드는 용탕을 내부에 공급하기 전단계로 고속 회전이 이루어지게 된다.

즉, 이때에는 도 4에 도시된 바와 같이 몰드 외부하우징(10)이 회동로울러(6)상에 안착되어진 상태에서 구동모터(3)의 동작이 이루어지면, 벨트(4)를 통해 회동축(5)으로 회동력이 전달된 회동로울러(6)상에서 몰드의 회전이 시작되게 된다.

<3단계: 용탕 공급단계>( ST 3)

그리고, 회전동작이 이루어지고 있는 몰드 내부로 용탕 유입구(18)를 통해 쇳물, 즉 용탕(S)의 공급이 이루어지게 된다.

즉, 이때에는 용탕(S)이 담겨진 레이들(Ladle)이 크레인(미도시)에 의해 이송되어진 후 기울여지면서 몰드 내부로 용탕(S)이 공급되게 되는데, 도 4에서와 같이 깔대기 형상의 유입안내구(2)를 사용하여 작업이 이루어지게 된다.

<4단계: 원심응고단계>( ST 4)

이와 같이 공급된 용탕(S)은 몰드 내부에서 원심력을 받아 외측으로 이동되어짐과 함께 각 격막(11)에 형성된 유통공(11a)을 통해 전체적으로 고르게 퍼지게 되어 일정 두께를 이루게 되고, 이러한 상태가 일정시간 지속되어짐에 따라 해당 위치에서 응고되어지게 된다.

특히, 몰드의 외부에서 냉풍을 불어주어 냉기를 공급시킴으로서 내부 응고에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있게 된다.

또한, 고속 회전에 의해 발생하는 원심력을 2~3시간 동안 계속적으로 받은 용탕(S)이 몰드 하우징 내에서 외측으로 다져지며 쌓이기 때문에 보다 치밀한 내부조직을 얻을 수 있게 된다.

<5단계: 몰드 분해단계>( ST 5)

상기 원심응고단계를 통해 내부에서 응고가 이루어진 플랜지 주물을 얻기위해 외부하우징(10)을 분해하는 작업을 실시한다.

즉, 체결볼트(16)의 일단을 고정시켜주고 있는 너트(17)를 풀어준 후 체결볼트(16)를 빼내어 제거하게 되면, 본체튜브(13)와 전면커버(14), 그리고 후면커버(15)가 상호간의 결합력이 해제되면서 분해가 이루어져 도 5와 같이 다수개의 플랜지(20) 사이에 격막(11)이 결합되어져 있는 벌크플랜지 형태의 내부 몰드만이 남게 된다.

이때, 플랜지의 형성된 날개폭(D)은 격막(11)의 날개폭(d)보다 작은 크기로 형성되어져 있음을 확인할 수 있다.

<6단계: 플랜지 가공단계>( ST 6)

한편, 상기 벌크플랜지를 이루는 다수의 플랜지(20)는 상호간에 연결부(20a)에 의해 연결된 상태를 이루고 있기 때문에 가공을 통해 분리작업을 실시하게 된다.

이와 같은 가공작업을 위해서는 일체형의 벌크플랜지 성형물을 선반에 물려서 내경과 양측면을 가공하고 마지막으로 연결부(20a)가 위치하고 있는 외경을 가 공함으로서 각각의 플랜지(20)가 분리되어지게 된다.

그리고 플랜지(20)가 분리되어짐에 따라 그 사이에 함께 결합되어져 있던 격막(11)도 분리가 이루어지게 된다.

<7단계: 이격링 분리단계>( ST 7)

상기 분리가 이루어진 개별 플랜지(20)에는 체결공(21)이 형성될 부위에 이격링(12)이 결합된 상태를 이루고 있기 때문에 최종적으로 이격링(12)을 분리하는 작업을 수행해야 한다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 이격링(12)을 분리하면 해당 부위가 체결공(21)을 형성하게 되고, 따라서 도 7에서와 같은 완성된 플랜지(20) 구조체를 이루게 되는 것이다.

이와 같은 원심주조 방식으로 제작이 이루어진 본 발명의 플랜지(20)는 기존의 철판 절단가공방식으로 제작이 이루어지는 것에 비하여 재료의 손실을 크게 절감시킬 수 있게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명은, 원통형 하우징 내에 용탕을 공급하는 주조방식으로 대량의 플랜지를 제작토록 함으로서 재료의 손실을 최소화 하는 효과를 나타낼 수 있게 된다.

특히, 원심 주조방식으로 고속 회전이 이루어지는 하우징 몰드 내부에서 플랜지의 형성이 이루어지게 됨으로 보다 치밀한 표면 조직을 갖는 플랜지의 제작이 이루어질 수 있게 된다.

또한, 플랜지 면에 체결공 형성을 위한 별도의 드릴링 가공작업이 필요치 않게 되어 작업공수를 절감시킬 수 있게 된다.

Claims

내부 공간을 이루는 외부 하우징의 내부에, 중공 형태를 이루는 다수의 격막과 다수의 이격링을 복수의 체결볼트로 결합시키고, 격막과 이격링 표면에는 내열성의 카본 파우더를 접착제와 함께 균일하게 도포하는 원심주조용 몰드 설치단계;(ST 1)

상기 설치된 몰드를 고속으로 회전시키는 몰드 회전단계;(ST 2)

상기 회전이 이루어지는 몰드의 내부에 플랜지 주조용 용탕을 공급하는 용탕 공급단계;(ST 3)

상기 공급이 이루어진 용탕이 몰드 내부에서 원심력을 받아 외측에서 응고되어질 수 있도록 일정 시간동안 원심주조몰드를 회전시키는 원심응고단계;(ST 4)

상기 원심력에 의해 내부에서 플랜지 주물의 응고가 이루어진 몰드의 외부 하우징을 분해하는 몰드 분해단계;(ST 5)

상기 몰드 내부에서 성형되어진 플랜지 주물을 가공하여 다수개의 플랜지로 분리하는 플랜지 가공단계;(ST 6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제작방법.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 몰드 설치단계(ST 1) 에서 외부하우징 내부에 설치되는 격막은 그 날개폭(d)이 성형될 플랜지의 날개폭(D)보다 긴 것으로 설치함을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제작방법.
청구항 1에 있어서,

상기 원심응고단계(ST 4)에서는 응고촉진을 위한 냉기를 몰드의 외표면에 대해 공급하는 것을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제작방법.
청구항 1에 있어서,

상기 플랜지 가공단계(ST 6)에서는 다수개의 플랜지를 연결하고 있는 연결부(20a)를 절단 가공함으로서 격막에 의해 구획되어진 각 플랜지가 분리되게 됨을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제작방법.
청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,

상기 플랜지 가공단계(ST 6) 이후에는 분리된 각 플랜지에 볼트체결공을 형성시키기 위해 해당 위치에 기 체결되어져 있던 이격링을 분리시키는 이격링 분리단계(ST 7)가 실시됨을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제작방법.
내부 공간을 형성하는 본체튜브(13)와, 상기 본체튜브(13)의 양단에 결합되는 전면커버(14) 및 후면커버(15)로 이루어지는 외부 하우징(10)과;

상기 전면커버(14) 및 후면커버(15)를 체결하기 위해 상기 본체튜브(13)의 내부를 관통하도록 설치되는 체결볼트(16)와;

상기 외부 하우징(10) 내부에 설치되되, 체결볼트(16)에 의해 지지되며, 각 구획 공간 사이에 용탕의 이동이 가능하도록 유통공(11a)이 형성되는 다수의 격막(11)과;

상기 각각의 격막(11) 사이에 설치되어 일정 간격으로 유지시키는 이격링(12);

으로 구성된 것을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제작몰드.
청구항 7에 있어서,

상기 전면커버(14)에는 용탕이 유입되는 유입구(18)가 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제작몰드.
청구항 7에 있어서,

상기 격막(11)은 외주면이 본체튜브(13)의 내주면에 밀착 구성됨을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제작몰드.
삭제
청구항 7에 있어서,

상기 외부 하우징(10)을 이루는 본체튜브(13)의 외주면상에는 회동로울러(6)에 안착이 가능하도록 둘레를 따라 롤러 가이드홈(19)이 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 연결용 플랜지 제작몰드.