KR100843847B1 - 브러쉬 롤러의 원심력에 의한 용액 자동 조절 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압연 공정에서 스트립 표면에 분사되는 압연유를 제거하는 박판 세정라인의 브러쉬 장치에 관한 것으로서, 연속 용접후에 진행되는 스트립의 표면에 묻은 압연유를 알카리 세정라인에 통과시킬 때 알카리 용액을 펌프를 이용해 스트립의 표면에 분사시켜 브러슁 하는 과정에서, 링크부재와 노즐 샤프트 등을 구비하여 스트립의 진행속도에 대해 용액의 분사량을 조절할 수 있는 장치에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 압연시 발생되는 스트립의 표면의 압연유를 제거하기 위해 실시하는 세정라인의 브러쉬 장치의 내부 용액 공급량을 스트립의 이송속도에 맞추어 자동으로 조정하여 불필요한 용액의 누출을 방지하고, 이로 인한 비용손실의 방지 및 설비의 보호를 위한 장치를 제공할 수 있게 된다.

브러쉬, 롤러, 원심력, 용액, 조절장치, 링크부재

Description

브러쉬 롤러의 원심력에 의한 용액 자동 조절 장치{AUTOMATIC CONTRIL APPARATUS FOR BRUSH ROLLER BY CENTRIFUGAL FORCE}

도 1은 종래의 기술에 따른 브러쉬 작업을 도시한 사시도;

도 2는 본 발명에 따른 원심력에 의한 용액 자동조절 장치의 설치 상태도;

도 3은 본 발명에 따른 원심력에 의한 용액 자동조절 장치의 내부 구성을 도시한 측단면도;

도 4는 본 발명에 따른 원심력에 의한 용액 자동조절 장치의 동력전달부를 도시한 사시도;

도 5는 도 4의 동력전달부를 상세 도시한 사시도;

도 6은 본 발명의 장치의 커플링을 상세도시한 단면도;

도 7은 본 발명의 장치의 원심 샤프트의 링크부재 연결구조를 도시한 단면도;

도 8은 본 발명의 용액 자동조절 장치의 노즐 샤프트의 노즐의 구성을 도시한 것으로 (a)는 분해 사시도, (b)는 노즐 단면도;

도 9는 본 발명의 용액 자동조절 장치의 노즐 샤프트의 내부와 노즐 복원 스프링의 구성을 도시한 것으로 (a)는 단면도, (b)는 A-A부의 단면도;

도 10은 본 발명의 용액 자동조절 장치의 원심력의 작동전의 작동 상태도; 및

도 11은 본 발명의 용액 자동조절 장치의 원심력의 작동시의 작동 상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 스트립 5: 라인탱크

7: 브러쉬 롤러 11: 롤러

20: 구동모터 21: 유니버셜 조인트

30: 원심추

본 발명은 압연 공정에서 스트립 표면에 분사되는 압연유를 제거하는 박판 세정라인의 브러쉬 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속 용접후에 진행되는 스트립의 표면에 묻은 압연유를 알카리 세정라인에 통과시킬 때 알카리 용액을 펌프를 이용해 스트립의 표면에 분사시켜 브러슁 하는 과정에서, 링크부재와 노즐 샤프트 등을 구비하여 스트립의 진행속도에 대해 용액의 분사량을 조절할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 도 1에서 도시한 바와 같이, 연속 용접 후에 진행되는 스트립(1)의 표면에 브러쉬 롤러(7)를 사용하여 알칼리 용액(10)을 분사시켜서 세정작업을 하게 된다. 스트립(1)은 다수개의 롤러(11,12)에 의해 이송되어 지며, 라인탱크(5)에 채워진 용액의 내부를 통과시키고, 별도로 설치된 용액 탱크(2) 내의 알카리 용액을 펌프(3)를 이용해 진행되는 스트립(1)의 표면에 분사시켜 브러쉬 작업을 하게 된다.

상기와 같은 브러쉬 작업시에는 펌프(3)의 힘에 의해 분사되어진 용액이 라인이 정지되었을 때에도 분사되고 있으며, 저속 운전 및 설비 트러블 발생시 똑같은 양의 용액이 분사되고 있다. 그러므로 분사된 용액은 드레인 라인(9)을 거쳐서 폐수처리 되어 다시는 사용할 수 없게 되는 문제점이 있는 것이다. 이와 같이 용액의 손실이 과다하게 발생하며, 정지되어 있는 스트립(1)의 표면에 고인 알칼리 용액은 스트립(1)의 표면을 산화시켜 스트립의 형상 불량 및 진행롤의 표면을 손상 및 오염시키게 된다. 또한, 수명단축의 원인을 제공하기도 한다.

따라서 위와 같이 비정상적인 작업에 노출되거나 설비의 휴지로 인하여 라인이 정지될 때에 발생되는 용액 과다 누출에 의한 손실을 라인의 스피드에 따라서 자동으로 조정할 수 있는 방안을 도출하여 상기와 같은 문제점의 발생을 방지할 수 있는 장치가 요구되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 압연시 발생되는 스트립의 표면의 압연유를 제거하기 위해 실시하는 세정라인의 브러쉬 장치의 내부 용액 공급량을 스트립의 이송속도에 맞추어 자동으로 조정하여 불필요한 용액의 누출을 방지하고, 이로 인한 비용손실의 방지 및 설비의 보호를 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 내부에 세척용액이 노즐을 통해서 전달되고 스트립 표면의 압연유를 제거하기 위한 브러쉬 롤러, 및 상기 브러쉬 롤러를 구동하는 구동모터를 포함하는 브러쉬 장치에 있어서, 상기 구동모터의 구동축의 끝단에 설치되는 유니버셜 조인트; 상기 유니버셜 조인트와 연결되며, 원통형으로 형성되고, 끝단부의 외주면이 슬라이딩 내접기어로 형성된 원심 샤프트; 원통형으로 형성되며, 상기 브러쉬 롤러의 내부에 길이방향으로 이동가능하도록 삽입되고, 측면에 상기 노즐의 노즐출구와 연통되는 직사각형의 세척수 분출공이 다수개 형성되는 노즐 샤프트; 내부에 길이방향의 돌출바 및 푸쉬바가 형성되어 푸쉬바는 상기 원심 샤프트의 내부에 삽입되고, 돌출바는 상기 노즐 샤프트와 맞닿고, 상기 원심 샤프트의 내접기어에 들어맞도록 일측의 내측면에 기어가 형성되어 상기 구동모터의 구동력을 브러쉬 롤러에 전달하는 커플링; 상기 커플링의 푸쉬바의 끝단과 상기 유니버셜 조인트의 중심축의 측면에 연결되고, 상기 원심 샤프트의 측면에 핀을 통하여 연결되며, 외측부에 원심추가 부착되어, 원심 샤프트의 회전으로 인하여 상기 원심추의 자중으로 인하여 벌어지면서 상기 푸쉬바를 밀어내는 다관절 링크부재; 를 포함하고,

상기 링크부재에 의해 상기 노즐 샤프트의 위치가 이동되고, 그에 의해 브러쉬 롤러의 노즐의 분출구멍의 크기가 조절되어 브러쉬의 회전에 따른 세척용액의 분출을 조절할 수 있는 브러쉬 용액 조절장치를 제공한다.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 원심력에 의한 용액 자동조절 장치의 설치 상태도, 도 3은 본 발명에 따른 원심력에 의한 용액 자동조절 장치의 내부 구성을 도시한 측단면도, 도 4는 본 발명에 따른 원심력에 의한 용액 자동조절 장치의 동력전달부를 도시한 사시도이다. 또한, 도 5는 도 4의 동력전달부를 상세 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 장치의 커플링을 상세도시한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 장치의 원심 샤프트의 링크부재 연결구조를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 용액 자동조절 장치의 노즐 샤프트의 노즐의 구성을 도시한 것으로 (a)는 분해 사시도, (b)는 노즐 단면도, 도 9는 본 발명의 용액 자동조절 장치의 노즐 샤프트의 내부와 노즐 복원 스프링의 구성을 도시한 것으로 (a)는 단면도, (b)는 A-A부의 단면도이다.

본 발명에 의한 브러쉬 용액 자동 조절 장치는 도 2에 도시한 바와 같이 종래의 브러쉬 롤러(7)의 일단에 장착된다. 이하의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 부호를 사용하고 반복적인 설명은 생략하기로 한다.

도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 스트립 라인의 속도와 동기되어 가동되는 구동모터(20)에 유니버셜 조인트(21)를 연결한다. 이와 같은 유니버셜 조인트(21)는 축에 경사가 있더라도 그 회전동력을 전달할 수 있도록 구성한 통상적인 장치이다. 유니버셜 조인트(21)에는 도 10과 도 11에 도시된 바와 같이 다시 제1 링크부재(32)를 핀(31)에 의해 연결하며, 그 제1 링크부재(32)의 끝단에는 원심추(30)의 일측이 부착된다. 상기 원심추(30)는 일정한 자중을 갖는 것으로 회전에 의해 원심력을 받게 되는 것이다. 원심추(30)의 다른 측은 제2 링크부재(34)의 끝단에 부착되어 있고, 제2 링크부재(34)는 후술할 푸쉬 링크부재(35)에 연결되어 있다. 푸쉬 링크부재(35)는 후술하는 바와 같이 원심 샤프트(45)의 측면에 핀(36)을 통해 지지된다. 따라서, 링크부재(32,34,35)는 4절링크로 양측에 대칭적으로 형성되며, 도11에 도시된 바와 같이 완전히 펴진 상태에서는 전체가 삼각형 형상을 이룬다. 유니버셜 조인트(21)는 플랜지(22)를 통해 브러쉬 롤러(7)와 연결된다.

유니버셜 조인트(21)에 연결된 원심추(30)는 다시 원심력을 이용해 동작되는 원심 샤프트(45) 내부의 푸쉬바(39)의 푸쉬 링크부재(35)에 의해 연결되어지며, 이와 같은 푸쉬 링크부재(35)는 끝단이 원심 샤프트(45)의 푸쉬바(39)에 연결되며, 중간의 임의의 부위가 원심 샤프트(45)의 측면에 핀(36)을 통해 지지된다. 따라서 푸쉬 링크부재(35)가 푸쉬링크 핀(36)을 중심축으로 하여 원심력이 발생할 때에 푸쉬바(39)가 전후진 운동하도록 구성한다. 푸쉬 링크부재(35)는 푸쉬바(39)의 끝부분에 푸쉬 링크부재(35)가 원심력에 의해 밀리면서 발생되는 회전각도를 보상할 수 있도록 직각으로 슬라이딩 홈(37)을 확보하여 동작이 원활하게 되도록 한다. 즉, 푸쉬 링크부재(35)는 슬라이딩 키(44)에 의해서 슬라이딩 홈(37)에 연결된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 푸쉬바(39)는 스프링(38)이 내장된 원심 샤프트(45)의 내부에 관통되고 외접기어로 구성된 커플링(40)과 한 몸체를 이루게 된다. 커플링(40)의 중심축은 내부의 슬라이딩 노즐 샤프트(52)를 밀수 있도록 돌출바(43)가 형성되며, 원심 샤프트(45)의 외부에는 내접기어(42)가 형성되어 구동모터의 동력의 전달을 가능하도록 한다. 한편, 브러쉬 롤러(7)의 회전축을 이루는 샤프트(51)는 플랜지(22)에 연결되어지며, 이와 같은 플랜지(22)의 일측에는 원심 샤프트(45)의 푸쉬바(39)와 한 몸체를 이루는 커플링(40)에 의해 동력이 전달되어지도록 외주면에 축방향으로 슬라이딩가능한 플랜지 내접기어(41)가 형성되어 돌출바(43)가 형성된 쪽의 커플링(40)의 내측면에 형성된 기어와 맞물리며, 플랜지(22)의 다른 측은 브러쉬 롤러(7)의 샤프트(51)에 연결된다. 또한, 플랜지(22)의 내부에는 내부 슬라이딩 노즐 샤프트(52)의 내부노즐 푸쉬바(50)가 관통되어 설치된다. 이러한 내부노즐 푸쉬바(50)는 노즐이 끝나는 지점에 연결되어 한 몸체를 이루게 하고, 노즐의 끝부분을 막아 용액이 리크 되는 것을 방지하게 된다.

도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 내부의 슬라이딩 노즐 샤프트(52)에는 직사각형 형상을 갖는 세척수 분출공(63)이 다수개 형성되며, 이미 사용되고 있는 브러쉬 롤러(7) 내부의 샤프트(51)에 형성된 노즐출구(53)와 위치가 엇갈리게 설치한다. 따라서 구동모터(20)가 회전하지 않을 때, 즉 원심력을 상실하였을 때 노즐출구(53)를 막도록 구성하고, 세척수 분출공(63)의 끝부분에 노즐 청소봉(101)을 노즐출구(53)의 깊이만큼 설치하여 원심력에 의해 내부 슬라이딩 노즐 샤프트(52)가 밀리고 원위치될 때 노즐출구(53)의 이물질을 자동으로 제거할 수 있도록 한다.

도 8에 도시한 바와 같이, 노즐출구(53)의 청소봉(101)은 내부에 나사 형식으로 구성되어 조립된다. 또한 도 9에 도시한 바와 같이, 내부 슬라이딩 노즐 샤프트(52)의 끝부분에는 복원 스프링(54)을 내장하게 되어 원심력을 상실하였을 때 내부 슬라이딩 노즐 샤프트(52)가 원위치되어 노즐출구(53)의 구멍을 막을 수 있도록 형성한다. 용액의 유입구(57)는 노즐 복원 스프링(54)의 중간을 관통하여 내부 슬라이딩 노즐 샤프트(52)의 끝부분에서 슬라이딩되면서 용액을 전달하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 브러쉬 용액 자동조절 장치의 작용을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 10은 본 발명의 용액 자동조절 장치의 원심력의 작동전의 작동 상태도이고, 도 11은 본 발명의 용액 자동조절 장치의 원심력의 작동시의 작동 상태도이다.

상기의 원심력에 의한 용액 자동 조절장치의 구성 내용별 동작상태를 다시한번 설명하면, 도 7 및 도 10, 도 11에 도시한 바와 같이, 생산라인이 가동되어 구동모터(20)가 회전을 시작하게 되면 유니버셜 조인트(21)와 원심 샤프트(45)에 연결된 원심추(30)의 무게에 의해 추는 바깥으로 튕겨져서 나가는 성질을 갖게 되고, 원심추(30)와 유니버셜 조인트(21) 및 원심 샤프트(45)에 연결된 제1 링크부재(32)는 똑바로 펴지게 되며, 이에 따라서 푸쉬 링크부재(35)가 앞으로 밀리게 된다. 푸쉬 링크부재(35)는 푸쉬바(39)에 연결되어져서 푸쉬바(39)를 밀게 되며, 밀리게 되는 푸쉬바(39)와 한 몸체를 이룬 커플링(40)이 앞으로 밀리게 되고, 브러쉬 롤러(7)의 샤프트의 플랜지 내접기어(41)에 맞물리면서 브러쉬 롤러(7)에 동력을 전달하게 된다.

회전 속도가 올라가면 원심력이 더욱 크게 되며, 스피드가 올라간 만큼 푸쉬링크부재(35)의 각도는 더욱 커지게 되며, 결과적으로 내부의 슬라이딩 노즐 샤프트(52)를 더욱 밀게 되고, 내부 슬라이딩 노즐 샤프트(52)를 밀게 되어, 노즐이 많이 열리면서 많은 양의 용액을 분사하게 되는 것이다.

이후 정상작업 후에 라인의 스피드가 줄어들 경우에 반대로 원심력이 조금씩 상실되면서 원심 샤프트(45)의 내부에 설치된 스프링(38)의 힘과 내부 슬라이딩 노즐 샤프트(52)의 끝부분에 설치된 내부 슬라이딩 노즐 샤프트 복원 스프링(54)의 복원력에 의해 내부 슬라이딩 노즐 샤프트(52)는 원위치로 밀리게 된다. 이때 속도의 감속량에 따라서 노즐출구(53)는 자동으로 막히게 되며, 구동모터(20)가 정지되면 노즐출구(53)도 자동으로 막히게 된다. 따라서 불필요한 용액의 누출을 막을 수 있게 된다. 이때 노즐출구(53)에 설치되어 있는 노즐 청소봉(101)은 노즐 내부를 슬라이딩 하면서 자동으로 노즐출구(53)의 이물질을 제거할 수 있게 된다.

또한, 원심력이 상실되면서 스프링(38)의 힘에 의해 푸쉬바(39)가 복원될 때는 커플링(40)의 내부에 맞물려서 돌아가도록 구성된 브러쉬 롤러(7)의 샤프트의 플랜지 내접기어(41)는 커플링(40)이 완전히 뒤로 빠졌을 때 맞물리지 않도록 구성되어 있어서 동력이 완전히 끊어지게 된다.
미설명 도면부호 '55'는 용액 공급라인을 나타내며, 도면부호 '56'은 로터리 조인트를 나타낸다.

이상과 같이 본 발명에 의하면 압연시 발생되는 스트립의 표면의 압연유를 제거하기 위해 실시하는 세정라인의 브러쉬 장치의 내부 용액 공급량을 스트립의 이송속도에 맞추어 자동으로 조정하여 불필요한 용액의 누출을 방지하고, 이로 인한 비용손실을 방지할 수 있으며, 설비를 보호할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (5)

1. 내부에 세척용액이 노즐을 통해서 전달되고 스트립(1) 표면의 압연유를 제거하기 위한 브러쉬 롤러(7), 및 상기 브러쉬 롤러(7)를 구동하는 구동모터(20)를 포함하는 브러쉬 장치에 있어서,

   상기 구동모터(20)의 구동축의 끝단에 설치되는 유니버셜 조인트(21);

   상기 유니버셜 조인트(21)와 연결되며, 원통형으로 형성되고, 끝단부의 외주면이 슬라이딩 내접기어(42)로 형성된 원심 샤프트(45);

   원통형으로 형성되며, 상기 브러쉬 롤러(7)의 내부에 길이방향으로 이동가능하도록 삽입되고, 측면에 상기 노즐의 노즐출구(53)와 연통되는 직사각형의 세척수 분출공(63)이 다수개 형성되는 노즐 샤프트(52);

   내부에 길이방향의 돌출바 및 푸쉬바(39)가 형성되어 푸쉬바(39)는 상기 원심 샤프트(45)의 내부에 삽입되고, 돌출바는 상기 노즐 샤프트(52)와 맞닿고, 상기 원심 샤프트(45)의 내접기어(42)에 들어맞도록 일측의 내측면에 기어가 형성되어 상기 구동모터(20)의 구동력을 브러쉬 롤러(7)에 전달하는 커플링(40);

   상기 커플링(40)의 푸쉬바(39)의 끝단과 상기 유니버셜 조인트(21)의 중심축의 측면에 연결되고, 상기 원심 샤프트(45)의 측면에 핀(36)을 통하여 연결되며, 외측부에 원심추(30)가 부착되어, 원심 샤프트(45)의 회전으로 인하여 상기 원심추(30)의 자중으로 인하여 벌어지면서 상기 푸쉬바(39)를 밀어내는 다관절 링크부재(32,34,35); 를 포함하고,

   상기 링크부재(32,34,35)에 의해 상기 노즐 샤프트(52)의 위치가 이동되고, 그에 의해 브러쉬 롤러(7)의 노즐의 분출구멍의 크기가 조절되어 브러쉬의 회전에 따른 세척용액의 분출을 조절할 수 있는 브러쉬 용액 조절장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 브러쉬 롤러(7)의 회전축을 이루는 샤프트(51)는 플랜지(22)에 연결되어지며,

   상기 플랜지(22)의 일측은 상기 커플링(40)의 다른 측의 내측면에 형성된 기어와 맞물리는 플랜지 내접기어(41)가 형성되며, 상기 플랜지(22)의 다른 측은 상기 샤프트(51)에 연결되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 용액 조절장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 링크부재(32,34,35)는 4절 링크로 양측에 대칭적으로 형성되며, 완전히 펴진상태에서는 전체가 삼각형 형상을 이루도록 구성되는 것을 특징으로 하는 브러쉬 용액 조절장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 브러쉬 롤러(7)의 노즐출구(53)는 상기 세척수 분출공(63)과 같은 형상을 갖게 되고, 또한 상기 세척수 분출공(63)의 일측에 고정되어 삽입되고 헤드부가 상기 노즐출구(53)의 높이와 같은 높이를 갖는 원통형의 청소봉(101)을 포함하여, 상기 세척수 분출공(63)의 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 브러쉬 용액 조절장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 노즐 샤프트(52)는 상기 커플링(40)의 돌출바가 맞닿는 노즐 샤프트(52)의 끝단의 반대쪽 끝단에 삽입되고 브러쉬 롤러(7)의 회전축의 끝단에 의해 지지되는 복원 스프링(54)을 포함하여, 상기 노즐 샤프트(52)가 브러쉬 롤러(7)의 회전의 감소에 따라 자동으로 복원되는 방향으로 이동하여 노즐의 출구를 막는 것을 특징으로 하는 브러쉬 용액 조절장치.

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