KR101037351B1 - 편직기용 오일공급장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 편직기용 오일공급장치에 관한 것으로, 오일탱크의 내부에 설치되고 피스톤이 일측에서 타측으로 직선왕복 운동하는 동안 오일탱크 내부의 오일을 흡입한 후 오일분배부 측으로 펌핑하는 오일공급기; 구동모터 및 오일공급기들에 연결되어서 구동모터의 회전동력을 다수의 오일공급기들에 전달하는 동력전달부를 포함하여서 이루어지되; 오일공급기는, 하나의 어셈블리로 이루어져서 오일탱크에 내장되고 오일을 펌핑할 시 다수개의 오일분배부의 오일공급호스들로 분배되어 펌핑되도록 되어 있으며; 동력전달부는, 동력전달경로가 단축되도록 구동모터의 모터축에 연결되는 구동기어와, 구동기어에 치합되고 오일공급기의 동력전달축에 결합되어서 구동기어의 회전동력을 동력전달축에 전달하는 전동기어로 이루어진다.
따라서, 1대의 오일공급기로 6개의 오일공급호스로 동일한 오일압으로 펌핑하므로 전체 부품수가 대폭 감소되며, 6개의 오일공급호스들을 통해 니들실린더들에 일정한 양의 오일이 동일한 속도로 공급되므로 다수의 니들실린더들의 윤활상태가 동일하며, 이에 직물의 편직상태가 전체적으로 양호하다.

Description

편직기용 오일공급장치{Oil feeder for knitting machine}
본 발명은 편직기용 오일공급장치에 관한 것으로, 부품수를 대폭 감소시킬 수 있고, 동일한 펌핑압으로 오일을 펌핑하여서 실린더들에 오일을 일정하게 공급할 수 있으며, 실린더의 수명을 연장시킬 수 있는 편직기용 오일공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 편직기는, 속이 빈 파이프 형상의 외면에 원주 방향으로 서로 일정간격을 갖는 수십 여개의 니들이 중심선 방향으로 각각 설치된 니들실린더와, 하부베이스 상에 별도로 구비되어 니들실린더를 정회전 및 역회전시키기 위한 구동모터와, 니들실린더가 관통설치된 주위의 하부베이스에 상부로 융기되어 니들을 상승시키기 위한 다수의 캠과, 캠 상부의 니들실린더 외면에 위치되며 에어실린더에 의해 동작되어 바늘을 하강시키는 바늘 하강수단을 포함하여 구성된다.
이러한 편직기에는 오일공급기가 설치되어 있는바, 이 오일공급기는 니들실린더의 둘레에 오일을 분사하여서 니들이 니들실린더의 니들안내홈을 따라 원활히 승강되도록 한다.
이와 같은 오일공급장치는, 윤활유가 저장되는 오일탱크와, 오일탱크에 연결되어서 오일탱크에 저장된 오일을 펌핑하는 오일펌프와, 오일펌프에서 펌핑되는 오일을 다수의 호스들을 통해 분배하는 분배기와, 분배기에 연결되고 니들실린더의 둘레에 설치되어서 니들실린더에 형성된 다수의 니들안내홈에 오일을 분사하는 주입노즐들과, 오일펌프와 분배기 사이에 연결된 다수의 오일공급호스들에 연결되어서 오일펌프에서 펌핑되는 오일이 주입노즐 측으로 간헐적으로 펌핑되도록 제어하는 솔레노이드밸브들로 이루어진다.
이러한 오일공급장치는 니들실린더의 니들안내홈들에 오일을 간헐적으로 분사하므로 니들안내홈을 따라 승강되는 니들과 니들안내홈 사이의 마찰저항을 감소시킨다.
그런데 이러한 종래의 오일공급장치는 오일 분사방식의 문제로 인해 오일의 낭비는 증대되는 반면에, 분사된 오일이 니들안내홈들 내부로 골고루 공급되지 못한다.
즉, 오일펌프가 구동되어서 오일공급호스 내부에 오일펌핑압이 발생된 상태에서 솔레노이드밸브가 순간적으로 열리면 고압의 펌핑압에 의해 소정의 오일이 주입노즐 측으로 공급되어서 분사된다. 이때 주입노즐에서 순간적으로 분사되는 오일의 분사압이 비교적 크다.
주입노즐을 통해서 고압으로 분사되는 오일 중 일부는 회전되는 니들실린더의 니들안내홈으로 유입되기도 하지만, 비교적 많은 양의 오일은 니들실린더의 둘레에 부딪힌 후 그 주변으로 비산되어서 불필요하게 낭비된다.
보통 1대의 편직기에는 다수의 니들실린더들이 설치되고 이러한 다수의 니들실린더들에 비경제적인 오일 공급이 24시간 내내 이루어지므로 많은 양의 오일이 낭비되며, 이에 따라 제품의 제조원가가 그만큼 상승된다.
한편, 니들실린더의 니들안내홈들에 오일이 반복적으로 공급되지 못하면 니들과 니들안내홈 사이의 마찰저항에 의해 발열되면서 먼저 투입된 오일이 타게 된다. 오일이 타서 눌어붙은 후 주입노즐로부터 새로운 오일이 공급되면 검은 찌꺼기가 새로 공급된 오일과 함께 니들을 따라 상승되어서 편직된 원단을 오염시키게 된다.
따라서 종래의 편직기용 오일공급기의 오일공급방식은 많은 양의 오일이 소모되는 반면에 니들안내홈 내측으로 오일이 제대로 공급되지 못하며 불규칙적으로 공급되는 오일에 의해 원단이 오염되는 문제점이 발생된다.
이러한 문제점을 해소시키기 위해 본 출원인은 최소의 오일공급으로 오일공급 효과를 극대화시킬 수 있는 편직기용 오일공급장치(특허등록 제10-0974344호)를 개발하였는데, 이 편직기용 오일공급장치는, 오일탱크; 오일탱크에 설치되고 오일탱크에서 공급되는 오일을 다수의 호스들로 분배되도록 하여서 편직기의 니들실린더에 설치된 주입노즐들로 공급하는 오일분배부; 오일탱크의 내부에 설치되고 피스톤이 일측에서 타측으로 직선왕복 운동하는 동안 오일탱크 내부의 오일을 흡입한 후 오일분배부 측으로 펌핑하는 오일공급기들; 오일탱크에 설치되고 오일공급기들에 연결되어서 오일공급기의 피스톤을 직선왕복 운동시키는 구동모터; 구동모터 및 오일공급기들에 연결되어서 구동모터의 회전동력을 다수의 오일공급기들에 전달하는 동력전달부로 이루어진다.
그런데 이러한 종래의 편직기용 오일공급장치는 6개의 오일공급호스들로 오일을 분배하여 공급하도록 오일탱크 내에는 6개의 오일공급기들이 설치되어 있고, 상판의 상부에는 6개의 오일공급기들로 회전동력을 전달하도록 다수의 전동풀리들, 장력조절풀리들, 이 풀리들을 경유하는 긴 길이의 전동벨트가 설치되어 있다.
따라서 오일을 분배하여 공급하기 위해 종래의 오일공급장치는 많은 수의 부품들이 필요하므로 제조공수 및 제조단가가 증가되고 고장 또는 부품 소모로 인한 수리가 증가되는 등의 제반 문제점이 발생되었다.
종래의 편직기용 오일공급장치의 다른 문제점은 6개의 오일공급호스에 동일한 오일압이 펌핑되지 못하는 점이다. 즉, 구동모터에 의해 6개의 오일공급기가 작동되면서 펌핑되지만 각각의 오일공급기들은 메카니즘에 의한 조립공차 등의 문제로 인해 각각의 오일공급기들마다 펌핑압이 약간씩 다르며, 동일한 시간에 동일한 양의 오일이 분배되지 못하는 문제점이 발생되었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 부품수를 대폭 감소시킬 수 있도록 한 편직기용 오일공급장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 동일한 펌핑압으로 오일을 펌핑하여서 니들실린더들에 오일을 일정하게 공급할 수 있도록 한 편직기용 오일공급장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 실린더의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 편직기용 오일공급장치를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 편직기용 오일공급장치는, 편직기용 오일공급장치에 있어서, 오일탱크; 오일탱크에 설치되고 오일탱크에서 공급되는 오일을 다수의 호스들로 분배되도록 하여서 편직기의 니들실린더에 설치된 주입노즐들로 공급하는 오일분배부; 오일탱크의 내부에 설치되고 피스톤이 일측에서 타측으로 직선왕복 운동하는 동안 오일탱크 내부의 오일을 흡입한 후 오일분배부 측으로 펌핑하는 오일공급기; 오일탱크에 설치되고 오일공급기들에 연결되어서 오일공급기의 피스톤을 직선왕복 운동시키는 구동모터; 구동모터 및 오일공급기들에 연결되어서 구동모터의 회전동력을 다수의 오일공급기들에 전달하는 동력전달부를 포함하여서 이루어지되; 오일공급기는, 하나의 어셈블리로 이루어져서 오일탱크에 내장되고 오일을 펌핑할 시 다수개의 오일분배부의 오일공급호스들로 분배되어 펌핑되도록 되어 있으며; 동력전달부는, 동력전달경로가 단축되도록 구동모터의 모터축에 연결되는 구동기어와, 구동기어에 치합되고 오일공급기의 동력전달축에 결합되어서 구동기어의 회전동력을 동력전달축에 전달하는 전동기어로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 편직기용 오일공급장치의 다른 특징은, 오일분배부는, 오일탱크의 상부에 구비되는 상판과, 오일탱크 및 상판 사이에 설치되어서 상판이 오일탱크의 상부에 이격된 상태로 지지되도록 하는 간격조절볼트들 및 너트들과, 일단이 오일공급기들에 연결되어서 오일공급기에서 펌핑되는 오일을 니들실린더로 공급하는 오일공급호스들로 이루어진다.
본 발명의 편직기용 오일공급장치의 또 다른 특징은, 오일공급기는, 오일탱크의 내부에 설치되고 오일탱크 내의 오일이 유입되며 유입된 오일이 오일분배부 측으로 공급하는 실린더와, 실린더의 내부에 설치되고 실린더의 상측으로 이동되면서 오일탱크 내부의 오일을 실린더의 내부로 흡입하고 실린더의 하측으로 이동되면서 흡입된 오일을 오일분배부 측으로 공급하는 피스톤과, 하단이 피스톤에 고정되어 있고 상단부에 수나사부가 형성되어 있으며 피스톤을 승강시키는 승강축과, 내주면에 승강축의 수나사부에 체결되도록 암나사부가 형성되어 있고 상단부가 동력전달부에 결합되어 있으며 실린더의 내부에 회전되도록 설치되어 있는 동력전달축과, 동력전달축 및 실린더 사이에 설치되어서 동력전달축을 지지하고 동력전달축이 수평방향으로 회전되는 것을 안내하는 하우징과, 피스톤이 실린더의 상측으로 이동될 때에 오일탱크 내의 오일이 실린더의 내부로 유입되도록 하고 피스톤이 실린더의 하측으로 이동될 때에 실린더 내부의 오일이 오일탱크 측으로 배출되는 것을 차단하여서 오일공급호스들 측으로만 공급되도록 하는 체크밸브와, 실린더의 하단에 결합되고 오일공급호스들이 연결되어서 피스톤의 펌핑시 실린더 내부의 오일이 오일공급호스들로 공급되도록 하는 커버로 이루어지며, 커버는, 오일공급기에서 펌핑되는 오일압이 고르게 분산되어서 오일공급호스들로 펌핑되도록 다수의 오일공급호스들의 단부들이 결합되는 다수의 분배구들이 형성되어 있다.
본 발명의 편직기용 오일공급장치의 또 다른 특징은, 실린더의 내주면에는, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr2O3) 분말, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 이산화티타늄(TiO2) 분말, 산화이트륨(Y2O3) 분말, 지르코니아(ZrO2) 분말, 크롬니켈(Cr3C2 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중, 어느 한 종류의 분말이 10∼44㎛의 분말입도를 갖도록 구비되며, 상기의 분말입도를 갖는 분말이 실린더의 내주면에 용사되어 이루어진 코팅층이 구비된다.
본 발명의 편직기용 오일공급장치의 또 다른 특징은, 코팅층은, 실린더의 내주면에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
본 발명의 편직기용 오일공급장치의 또 다른 특징은, 코팅층은, 상기의 분말가루들 중 선택된 한 종류의 분말가루와 14000℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 실린더의 내주면에 제트분사하여서 이루어지며, 가열된 상기 실린더의 변형이 방지되도록 실린더가 냉각장치로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.
이상에서와 같은 본 발명은, 하나의 어셈블리로 이루어진 오일공급기가 작동되면 하나의 실린더 내부로 흡입된 오일이 6개의 분배구를 통해 6개의 오일공급호스들로 펌핑된다. 따라서 1대의 오일공급기로 6개의 오일공급호스로 동일한 오일압으로 펌핑하므로 전체 부품수가 대폭 감소되며, 이에 따라 오일공급장치의 조립 공수 및 제조 단가가 크게 절감된다.
또한 본 발명은, 커버에 방사상으로 6개의 분배구가 형성되어 있으므로 피스톤의 작동시 실린더 내부의 오일압이 6개의 분배구에 동일하게 작용된다. 따라서 6개의 분배구에 작용하는 오일압이 동일하므로 6개의 오일공급호스에 일정한 양의 오일이 일정한 속도로 공급된다. 그러므로 6개의 오일공급호스들을 통해 니들실린더들에 일정한 양의 오일이 동일한 속도로 공급되므로 다수의 니들실린더들의 윤활상태가 동일하며, 이에 따라 니들실린더들을 따라 작동되는 니들의 움직임이 모두 원활하게 유지되므로 직물의 편직상태가 전체적으로 양호하다.
그리고, 본 발명의 실린더의 내주면에는 코팅층이 형성되며 이 코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr2O3) 분말, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 이산화티타늄(TiO2) 분말, 산화이트륨(Y2O3) 분말, 지르코니아(ZrO2) 분말, 크롬니켈(Cr3C2 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중 어느 한 종류의 분말이 실린더의 내주면에 용사되어서 형성된다. 따라서 피스톤과 반복적으로 마찰되는 실린더의 내주면에 내마찰성이 우수한 코팅층이 형성되므로 장기간 사용하여도 실린더의 손상이 최소화되며 이에 따라 오일공급장치의 수명이 연장되어 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 편직기용 오일공급장치를 보인 개략적 사시도
도 2는 도 1의 개략적 정면도
도 3은 오일공급기의 피스톤이 하강된 상태를 보인 개략적 단면도
도 4는 오일공급기의 피스톤이 상승된 상태를 보인 개략적 단면도
도 5는 커버의 저면도
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 편직기용 오일공급장치를 보인 개략적 사시도이고, 도 2는 도 1의 개략적 정면도이며, 도 3은 오일공급기의 피스톤이 하강된 상태를 보인 개략적 단면도이다. 도 4는 오일공급기의 피스톤이 상승된 상태를 보인 개략적 단면도이고, 도 5는 커버의 저면도이다.
이러한 본 발명의 편직기용 오일공급장치는, 오일탱크(10), 오일분배부(20), 오일공급기(30)들, 구동모터(40), 동력전달부(50)로 이루어진다.
오일탱크(10)는, 오일을 주입할 수 있도록 오일주입구(미도시)가 형성되어 있고, 상부에 다수의 부품들이 설치되도록 상판(21)이 결합되어 있으며, 이 상판(21)에는 후술할 구동모터(50) 및 오일공급호스(24)들이 설치되어 있다.
이러한 오일탱크(10)의 둘레에는 이브닝 프림로즈 오일 60∼70 중량%, 카모마일 저먼 오일 5∼15 중량%, 카렌줄라 오일 20∼30 중량%을 혼합한 기능성 오일이 스프레이 방식으로 도포되되, 오일탱크(10)와 기능성 오일 분사노즐이 40∼60㎝의 간격을 유지하면서, 10㎠의 오일탱크(10) 일면에 3∼7초 정도 분사하여서 도포된다.
오일탱크(10)에 도포된 이브닝 프림로즈 오일, 카모마일 저먼 오일 카렌줄라 오일은 기능성 오일로써 특정한 조건을 갖도록 혼합한 후 사용하면 작업자의 아토피 등의 피부질환을 개선시키는데 효과가 있다.
이브닝 프림로즈 오일(Evening primrose oil)은, 달맞이 꽃 오일이라고도 불리며, 항암효과가 있는 것으로 알려진 감마리놀레익산(Gamma Linolenic Acid)과 비타민E를 풍부하게 함유하고 있어 습진, 피부염에 좋은 치료 효과를 보인다. 이 오일은 복용하거나 피부에 접촉되면습진이나 건선 등의 피부의 염증의 개선에 유효하며 알러지 상태의 개선 및 호르몬의 균형의 도모에도 좋다.
이러한 이브닝 프림로즈 오일은 기능성 오일에 60∼70 중량% 정도 혼합되는데, 이브닝 프림로즈 오일의 혼합비율이 60 중량% 미만일 경우, 상술한 효능이 저하되므로 그 효과가 미미하다. 이브닝 프림로즈 오일은 심장병 예방 및 혈압을 낮추는 기능을 가지므로 이브닝 프림로즈 오일의 혼합비율이 70 중량%를 초과하면 저혈압 환자들에게 적합하지 않다.
카모마일 저먼 오일(Chamomile German oil)은, 모노터피네와 세스퀴터피네를 다량 함유하는 것으로 항염, 항알러지 효과가 큰 chamazulene 7% 이상(2.16∼35.59%) 함유하고 있는 것이 보통인데, 이는 식물에 함유된 matricarin 성분이 스팀증류법으로 오일을 추출하는 과정에서 chamanulene으로 변하는 것으로 알려져 있다. 카모마일 저먼 오일에 함유된 α-bisabolol 성분은 관절염에 진경, 항염, 소염작용을 하는 것으로 생쥐실험을 통해서 밝혀졌으며, 건위작용과 더불어 박테리아를 죽이고 상처를 치료하며, 습진, 물집, 여드름, 건선, 신경불안 등에 뛰어나다.
이러한 카모마일 저먼 오일은, 기능성 오일에 5∼15 중량% 정도 혼합되는데, 카모마일 저먼 오일의 혼합비율이 5 중량% 미만일 경우, 상술한 효능이 저하되므로 그 효과가 미미하다. 카모마일 저먼 오일은 신경안정효과가 뛰어나므로 카모마일 저먼 오일의 혼합비율이 15 중량%를 초과하면 신경계를 과도하게 이완시키므로 특정 업무를 집중하는데 지장을 초래할 수 있다.
카렌줄라 오일(calendula oil)은, 비타민A,B,D, 그리고 비타민E를 함유하고 있고, 피부질환, 특히 습진, 마른버짐등의 치료에 좋으며 항염, 항경련, 담즙 분비를 촉진하는 작용도 하는 것으로 알려져 있다. 카렌줄라 오일을 넣어 만든 크림은 손발 튼데, 주부습진 등으로 거칠어진 손을 보호하는데 쓰이며, 정맥류가 있는 피부에 발라주면 좋고 비듬치료를 위해 머리에 발라주거나 가려움증이 심한 다리에 발라주기도 한다.
이러한 카렌줄라 오일은, 기능성 오일에 20∼30 중량% 정도 혼합되는데, 카렌줄라 오일의 혼합비율이 20 중량% 미만일 경우, 상술한 효능이 저하되므로 그 효과가 미미하다. 카렌줄라 오일에는 케톤(Ketone) 성분이 함유되어 있다. 따라서 카렌줄라 오일의 혼합비율이 30 중량%를 초과하면 이에 함유된 케톤 성분의 과다로 인해 해로울 수 있다. 케톤 성분의 화학적인 구조는 가운데 있는 탄소에 산소 원자가 더블본드로 결합된 물질이다. 케톤 성분이 과량 들어 있는 오일은 사용 시 사용량을 절대 지켜야 한다. 대량 사용 시 신경독성 유발, 지속적 반복 사용 시 부작용이 우려되므로 정량 사용을 지켜야 한다. 사용량만 지켜지면 이 성분은 신경조직 강화 및 재생의 효과로 사용될 수 있다. 또한, 강력한 진해제의 역할을 한다. 이 성분이 들어있는 대부분의 오일은 만성 기관지 질환, 가래 등으로 인한 기침, 호흡 곤란증에 사용될 수 있다.
이러한 기능성 오일은, 상술한 바와 같이 오일탱크(10)와 기능성 오일 분사노즐이 40∼60㎝의 간격을 유지하면서, 10㎠의 오일탱크(10) 일면에 3∼7초 정도 분사하여서 도포된다.
오일탱크(10)와 기능성 오일 분사노즐의 간격이 40㎝ 미만이면, 기능성 오일이 오일탱크(10)의 한 부분에 집중적으로 도포되는 문제가 발생된다. 오일탱크(10)와 기능성 오일 분사노즐의 간격이 60㎝를 초과하면 기능성 오일의 분사시 주변으로 비산되는 양이 그만큼 증가하므로 고가의 기능성 오일을 낭비하게 된다.
또한 10㎠의 오일탱크(10) 일면에 분사되는 기능성 오일의 분사시간이 3초 미만이면 충분한 양의 기능성 오일이 오일탱크(10)의 표면에 도포되기 어려우며, 이에 따라 그 효과가 미미하다. 10㎠의 오일탱크(10) 일면에 분사되는 기능성 오일의 분사시간이 7초를 초과하면, 그 효과는 3∼7초 정도 분사한 경우에 비해 그 효과가 크게 상승되지 않는 반면에 기능성 오일이 불필요하게 낭비된다.
오일탱크(10)에 이러한 기능성 오일층이 코팅되면 작업자가 오일탱크(10) 주면에서 편직작업을 하는 동안 피부질환, 호흡기질환 개선, 심신 안정 등을 꾀할 수 있어 열악한 실내 작업 환경을 개선시킬 수 있다.
오일분배부(20)는, 오일탱크(10)의 상부에 오일탱크(10)에서 공급되는 오일을 다수의 호스들로 분배되도록 하여서 편직기(미도시)의 니들실린더(미도시)에 설치된 주입노즐(미도시)들로 공급한다.
이러한 오일분배부(20)는, 오일탱크(10)의 상부에 구비되는 상판(21)과, 오일탱크(10) 및 상판(21) 사이에 설치되어서 상판(21)이 오일탱크(10)의 상부에 이격된 상태로 지지되도록 하는 간격조절볼트(22)들 및 너트(23)들과, 일단이 오일공급기(30)들에 연결되어서 오일공급기(30)에서 펌핑되는 오일을 니들실린더로 공급하는 오일공급호스(24)들로 이루어진다.
오일공급기(30)는 오일탱크(10)의 내부에 설치되고 피스톤(34)이 상하방향으로 직선왕복 운동하는 동안 오일탱크(10) 내부의 오일을 흡입한 후 오일분배부(20) 측으로 펌핑한다.
이러한 오일공급기(30)는, 하나의 어셈블리로 이루어져서 오일탱크(10)에 내장되고 오일을 펌핑할 시 다수개의 오일공급호스(24)들로 오일압을 분배하여 펌핑한다.
이 오일공급기(30)는, 실린더(31), 피스톤(34), 승강축(36), 동력전달축(38), 하우징(40), 체크밸브(42), 커버(43)로 이루어진다.
실린더(31)는, 오일탱크(10)의 내부에 설치되고 오일탱크(10) 내의 오일이 유입되며 유입된 오일이 오일분배부(20) 측으로 공급한다. 실린더(31)의 하부 둘레에는 후술할 커버(43)의 플랜지(44)에 대향되도록 플랜지(32)가 돌출되어 있으며 두 플랜지(32)(44)들에는 결합볼트(46)가 체결된다.
실린더(31)의 내주면에는, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr2O3) 분말, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 이산화티타늄(TiO2) 분말, 산화이트륨(Y2O3) 분말, 지르코니아(ZrO2) 분말, 크롬니켈(Cr3C2 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중, 어느 한 종류의 분말이 10∼44㎛의 분말입도를 갖도록 구비되며, 상기의 분말입도를 갖는 분말이 실린더(31)의 내주면에 용사되어 이루어진 코팅층(33)이 구비된다.
이 코팅층(33)은, 실린더(31)의 내주면에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
한편, 코팅층(33)은, 상기의 분말가루들 중 선택된 한 종류의 분말가루와 14000℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 실린더의 내주면에 제트분사하여서 이루어지며, 가열된 실린더(31)의 변형이 방지되도록 실린더(31)가 냉각장치로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지한다.
산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.
이산화티타늄(TiO2)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO2)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO2)은, 코팅층(33)이 실린더(31)의 내주면에 확실하게 피복되도록 하며, 실린더(31)의 내주면에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 실린더(31) 내주면의 손상을 방지시킨다.
여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98%에 이산화티타늄(TiO2) 2∼4%가 혼합되는 것이 바람직하다.
산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96∼98%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 실린더(31) 내주면의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.
이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2∼4%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO2)은 실린더(31) 내주면에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 실린더 내주면이 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4%보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
산화알루미늄(Al2O3)은, 실린더(31) 내주면에 코팅층(33)으로 형성될 경우, 그 피막이 고르고 빈틈이 없어 실린더(31) 내주면을 확실하게 보호한다. 이러한 산화알루미늄(Al2O3)의 녹는점은 2050℃로 매우 높아서 고온에서 실린더(31) 내주면을 보호하며 산화방지에 큰 효과가 있다.
산화이트륨(Y2O3)은, 내열성이나 내고온 산화성, 내식성이 우수하며 플라즈마 에칭 분위기 속에 있더라도 내플라즈마 부식성을 발휘하는 점에서 용사 코팅에 적합하다.
지르코니아(ZrO2)는, 높은 용융온도(약 2,700℃)를 갖는 내열성 재료로서 이외에도 낮은 열전도도, 산성에서 알카리성 영역까지의 넓은 내화학안정성을 가지며 낮은 열팽창성, 고강도 및 고경도(7.0이상의 모오스 경도)의 내마찰성 등 우수한 재료적 특성을 가지고 있다.
크롬니켈(Cr3C2 25 NiCr) 분말은, 크롬 카바이드(chromium carbide) 75%, 니켈(nickel) 20%, 크롬(chromium) 5%가 혼합되어서 이루어진다.
이러한 재료들 중 선택된 하나의 종류로 이루어진 코팅층(33)은, 실린더(31) 내주면에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이러한 코팅층(33)은, 상기의 분말가루들 중 선택된 한 종류의 분말가루와 14000℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 실린더(31) 내주면에 제트분사하여서 400㎛으로 용사한 후 다이아몬드휠(Diamond Wheel) 및 필름(Film)을 이용하여 50∼600㎛으로 랩핑한다.
코팅층(33)의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 코팅층(33)에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 코팅층(33)의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹코팅에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.
실린더(31) 내주면에 코팅층(33)이 코팅되는 동안 실린더(31)의 온도는 상승되는데, 가열된 실린더(31)의 변형이 방지되도록 실린더(31)가 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.
실린더(31) 내주면에 코팅층(33)을 형성시키기 위한 용사법은 금속, 세라믹스 및 이들의 혼합물을 고온의 가스 불꽃(gas-flame) 또는 플라즈마(plasma) 내에 투입하여 용융 또는 반용융 상태로 고속으로 분사시켜서 모재의 표면에 피막을 형성시켜 나가는 표면 처리 기술이다.
용사건의 텅스텐 음극과 Cu양극 노즐 사이에 전기에너지를 가하면 아크가 발생되며 여기에 가스나 가스 혼합물을 흘리면 플라즈마가 발생하게 된다. 여기서 플라즈마란 분자상의 가스를 고온으로 가열하면 원자로 해리하게 되며 여기에 에너지를 부가하면 전자를 방출하게 되는데, 이 상태를 말하며 매우 높은 에너지를 가진 열원으로서 유용하게 사용된다. 용사열원으로 플라즈마 제트(plasma jet)의 특징은 다음과 같다.
에너지 밀도가 높은 열원이기 때문에 고융점 금속이나 세라믹스의 용사가 용이하다. 금속, 세라믹스, 플라스틱 등 안전한 용융 현상을 수반하는 물질이라면 용사가 가능하기 때문에 피막재료의 선택 영역이 높다. 플라즈마 제트의 속도가 크므로 용사재료가 고속으로 피처리물에 출돌하고 이로 인해 고밀착강도, 고밀도의 피막이 얻어진다. 대출력화가 용이하므로 단위시간당 용사량이 커서 작업성이 좋고 경제성이 높다. 무산소, 무탄소이며 청정, 열화학적 활성인 열원이기 때문에 용사재료의 오염 및 변화가 적다.
열원의 종류와 조건에 의해 용사비행 입자의 온도, 드웰 타임(dwell time), 분위기 가스성분과의 접촉시간 특히 모재 표면에의 충돌에너지, 급냉응고속도 등이 달라진다. 즉 용사피막의 물리화학적 성질이 크게 달라진다.
플라즈마 불꽃 내에 투입된 용사재료는 열원에 의해 가열용융되며 플라즈마 제트에 의해 초고속으로 비행하게 된다. 비행중의 용융입자는 공기와 접촉하여 그 주위에 산화피막을 형성한 상태로 모재에 출돌하므로 실린더(31)의 내주면에 형성된 용사피막은 산화막을 표면에 형성한 미립자가 무수히 퇴적한 것과 같은 단면구조를 갖게 된다.
용사에 적당한 분말입도는 10∼44㎛ 범위가 바람직하다. 용사의 미립도가 10㎛ 미만이면 용사중에 증기화되기가 쉽고 용사의 미립도가 44㎛를 초과하면 용사시 미용융되므로 용사의 분말입도는 10∼44㎛가 바람직하다. 또한 용사 피막의 품질에 큰 영향을 주는 것은 입도 분포로서 입도차가 크게 되면 열원으로부터 각 분말 입자가 얻게 되는 에너지 및 비행궤적이 서로 상이하게 되므로 코팅층(33)의 조성 및 물성의 균일성이 저하된다. 따라서 엄격한 용사분말의 입도 분포 제어가 요구된다.
용사건의 공급속도를 균일하고 안정되게 하며 공급된 분말의 균일한 가열을 위해서는, 즉 용융입자의 흐름성을 좋게 하기 위해서는 상술한 분말입도 내에서 구상인 것이 바람직하다.
코팅층(33)의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO3)으로 이루어진 실링재(미도시)가 도포될 수 있다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 코팅층(33) 둘레에 도포될 수 있다.
무수크롬산(CrO3)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 코팅층(33)의 둘레에 실링재가 코팅될 경우, 그 코팅 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 코팅두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 코팅두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 코팅두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다.
피스톤(34)은, 외주면에 피스톤링(35)이 결합되어 있고, 실린더(31)의 내부에 설치되며 실린더(31)의 상측으로 이동되면서 오일탱크(10) 내부의 오일을 실린더(31)의 내부로 흡입하고 실린더(31)의 하측으로 이동되면서 흡입된 오일을 오일분배부(20) 측으로 공급한다.
승강축(36)은, 하단이 피스톤(34)에 고정되어 있고 둘레에 수나사부(37)가 형성되어 있으며 피스톤(34)을 승강시킨다.
동력전달축(38)은, 내주면에 승강축(36)의 수나사부(37)에 체결되도록 암나사부(39)가 형성되어 있고 상단부가 동력전달부(60)의 전동기어(62)에 결합되어 있으며 실린더(31)의 내부에 회전되도록 설치되어 있다.
하우징(40)은, 실린더(31)의 상부에 결합되어 있고 동력전달축(38) 및 실린더(31) 사이에 설치되어서 동력전달축(38)을 지지하고 동력전달축(38)이 수평방향으로 회전되는 것을 안내한다. 하우징(40)과 동력전달축(38) 사이에는 동력전달축의 회전을 지지하도록 베어링(41)이 설치된다.
체크밸브(42)는, 피스톤(34)이 실린더(31)의 상측으로 이동될 때에 오일탱크(10) 내의 오일이 실린더(31)의 내부로 유입되도록 하고 피스톤(34)이 실린더(31)의 하측으로 이동될 때에 실린더(31) 내부의 오일이 오일탱크(10) 측으로 배출되는 것을 차단하여서 오일공급호스(24)들 측으로만 공급되도록 한다.
커버(43)는, 실린더(31)의 하단에 결합되고 오일공급호스(24)들이 연결되어서 피스톤(34)의 펌핑시 실린더(31) 내부의 오일이 오일공급호스(24)들로 공급되도록 한다.
이러한 커버(43)는, 오일공급기(30)에서 펌핑되는 오일압이 고르게 분산되어서 오일공급호스(24)들로 펌핑되도록 다수의 분배구(45)들이 형성되어 있으며, 이 분배구(45)들에는 다수의 오일공급호스(24)들의 단부들이 각각 결합되어 있다.
구동모터(50)는, 오일탱크(10)에 설치되고 오일공급기(30)들에 연결되어서 오일공급기(30)의 피스톤(34)을 수직방향으로 직선왕복 운동시킨다.
동력전달부(60)는, 구동모터(50) 및 오일공급기(30)들에 연결되어서 구동모터(50)의 회전동력을 다수의 오일공급기(30)들에 전달한다.
이러한 동력전달부(60)는 동력전달경로가 단축되도록 구동모터(50)의 모터축(51)에 연결되는 구동기어(61)와, 구동기어(61)에 치합되고 오일공급기(30)의 동력전달축(38)에 결합되어서 구동기어(61)의 회전동력을 동력전달축(38)에 전달하는 전동기어(62)로 이루어진다.
이러한 구성의 본 발명의 편직기용 오일공급기는 다음과 같이 작동된다.
먼저, 구동모터(50)의 모터축(51)이 회전되면 동력전달부(60)의 구동기어(61)가 회전되고 이에 치합된 전동기어(62)가 회전된다. 전동기어(62)가 회전되면 오일공급기(30)의 동력전달축(38)이 수평방향으로 회전되고 이에 따라 동력전달축(38)의 암나사부(39)에 나사결합된 승강축(36)이 상승된다. 승강축(36)이 상승되면 그 하단에 결합된 피스톤(34)이 상승되며, 이에 따라 실린더(31)의 내부에는 진공압이 발생되면서 오일탱크(10) 내의 오일이 체크밸브(42)를 통해 실린더(31)의 내부로 흡입된다.
오일이 흡입된 후 구동모터(50)가 역회전되면 동력전달부(60)에 의해 오일공급기(30)의 동력전달축(38)이 역회전되고 이에 따라 승강축(36) 및 피스톤(34)이 하강되면서 실린더(31)들 내부의 오일이 커버(43)의 분배구(45)들 측으로 배출되도록 한다. 분배구(45)들로 배출되는 오일은 오일공급호스(24)들을 통해 오일분배부(20) 측으로 공급되며 오일분배부(20) 측으로 공급된 오일은 주입노즐들을 통해 니들실린더에 공급된다.
여기서, 실린더(31)에 설치된 체크밸브(42)는, 피스톤(34)이 실린더(31)의 상측으로 이동될 때에 오일탱크(10) 내의 오일이 실린더(31)의 내부로 유입되도록 하고 피스톤(34)이 실린더(31)의 하측으로 이동될 때에 실린더(31) 내부의 오일이 오일탱크(10) 측으로 배출되는 것을 차단하여서 분배구(45) 측으로만 배출되도록 한다.
구동모터(50)에 의해 동력전달축(38)이 회전될 때에, 그 회전속도에 비해 승강축(36) 및 피스톤(34)의 하강속도는 상대적으로 매우 느리며 이에 따라 실린더(31)의 오일은 주입노즐들 측으로 천천히 공급된다. 따라서 주입노즐에서 주입되는 오일은 저압으로 천천히 일정 시간동안 주입되면서 회전되는 니들실린더의 니들안내홈들로 공급된다.
여기서, 실린더(31)를 따라 하강되는 피스톤(34)의 하강시간은 니들실린더가 1회전하는 시간과 동일하며, 이에 따라 니들실린더가 1회전하는 동안 피스톤(34)의 하강동작이 이루어지면서 저압의 오일이 주입노즐을 통해 니들실린더의 둘레에 저압으로 천천히 공급된다.
이러한 본 발명의 편직기용 오일공급장치는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 하나의 어셈블리로 이루어진 오일공급기(30)가 작동되면 하나의 실린더(31) 내부로 흡입된 오일이 6개의 분배구(45)를 통해 6개의 오일공급호스(24)들로 펌핑된다.
따라서 1대의 오일공급기(30)로 6개의 오일공급호스(24)로 동일한 오일압으로 펌핑하므로 전체 부품수가 대폭 감소되며, 이에 따라 오일공급장치의 조립 공수 및 제조 단가가 크게 절감된다.
둘째, 커버(43)에는 방사상으로 6개의 분배구(45)가 형성되어 있으므로 피스톤(34)의 작동시 실린더(31) 내부의 오일압이 6개의 분배구(45)에 동일하게 작용된다.
따라서 6개의 분배구(45)에 작용하는 오일압이 동일하므로 6개의 오일공급호스(24)에 일정한 양의 오일이 일정한 속도로 공급된다.
그러므로 6개의 오일공급호스(24)들을 통해 니들실린더(31)들에 일정한 양의 오일이 동일한 속도로 공급되므로 다수의 니들실린더들의 윤활상태가 동일하며, 이에 따라 니들실린더들을 따라 작동되는 니들의 움직임이 모두 원활하게 유지되므로 직물의 편직상태가 전체적으로 양호하다.
셋째, 본 발명의 실린더(31)의 내주면에는 코팅층(33)이 형성되며 이 코팅층(33)은 산화크롬(Cr2O3) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr2O3) 분말, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 이산화티타늄(TiO2) 분말, 산화이트륨(Y2O3) 분말, 지르코니아(ZrO2) 분말, 크롬니켈(Cr3C2 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중 어느 한 종류의 분말이 실린더(31)의 내주면에 용사되어서 형성된다.
따라서 피스톤(34)과 반복적으로 마찰되는 실린더(31)의 내주면에 내마찰성이 우수한 코팅층(33)이 형성되므로 장기간 사용하여도 실린더(31)의 손상이 최소화되며 이에 따라 오일공급장치의 수명이 연장되어 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.
10 : 오일탱크 20 : 오일분배부
21 : 상판 22 : 간격조절볼트
23 : 너트 24 : 오일공급호스
30 : 오일공급기 31 : 실린더
32,44 : 플랜지 33 : 코팅층
34 : 피스톤 35 : 피스톤링
36 : 승강축 37 : 수나사부
38 : 동력전달축 39 : 암나사부
40 : 하우징 41 : 베어링
42 : 체크밸브 43 : 커버
45 : 분배구 46 : 결합볼트
50 : 구동모터 51 : 모터축
60 : 동력전달부 61 : 구동기어
62 : 전동기어

Claims (6)

  1. 편직기용 오일공급장치에 있어서,
    오일탱크(10);
    오일탱크(10)의 상부에 구비되는 상판(21)과, 오일탱크(10) 및 상판(21) 사이에 설치되어서 상판(21)이 오일탱크(10)의 상부에 이격된 상태로 지지되도록 하는 간격조절볼트(22)들 및 너트(23)들과, 오일탱크(10)에 설치되고 오일탱크(10)에서 공급되는 오일이 분배되도록 하여서 편직기의 니들실린더에 설치된 주입노즐들로 공급하는 오일공급호스(24)들로 이루어진 오일분배부(20);
    오일탱크(10)의 내부에 설치되고 오일탱크(10) 내의 오일이 유입되며 유입된 오일이 오일분배부(20) 측으로 공급하는 실린더(31)와, 실린더(31)의 내부에 설치되고 실린더(31)의 상측으로 이동되면서 오일탱크(10) 내부의 오일을 실린더(31)의 내부로 흡입하고 실린더(31)의 하측으로 이동되면서 흡입된 오일을 오일분배부(20) 측으로 공급하는 피스톤(34)과, 하단이 피스톤(34)에 고정되어 있고 둘레에 수나사부(37)가 형성되어 있으며 피스톤(34)을 승강시키는 승강축(36)과, 내주면에 승강축(36)의 수나사부(37)에 체결되도록 암나사부(39)가 형성되어 있고 상단부가 동력전달부(60)에 결합되어 있으며 실린더(31)의 내부에 회전되도록 설치되어 있는 동력전달축(38)과, 동력전달축(38) 및 실린더(31) 사이에 설치되어서 동력전달축(38)을 지지하고 동력전달축(38)이 수평방향으로 회전되는 것을 안내하는 하우징(40)과, 피스톤(34)이 실린더(31)의 상측으로 이동될 때에 오일탱크(10) 내의 오일이 실린더(31)의 내부로 유입되도록 하고 피스톤(34)이 실린더(31)의 하측으로 이동될 때에 실린더(31) 내부의 오일이 오일탱크(10) 측으로 배출되는 것을 차단하여서 오일공급호스(24)들 측으로만 공급되도록 하는 체크밸브(42)와, 실린더(31)의 하단에 결합되고 오일공급호스(24)들이 연결되어서 피스톤(34)의 펌핑시 실린더(31) 내부의 오일이 오일공급호스(24)들로 공급되도록 하는 커버(43)로 이루어지며, 피스톤(34)이 일측에서 타측으로 직선왕복 운동하는 동안 오일탱크(10) 내부의 오일을 흡입한 후 오일분배부(20) 측으로 펌핑하는 오일공급기(30);
    오일탱크(10)에 설치되고 오일공급기(30)들에 연결되어서 오일공급기(30)의 피스톤(34)을 직선왕복 운동시키는 구동모터(50);
    구동모터(50) 및 오일공급기(30)들에 연결되어서 구동모터(50)의 회전동력을 다수의 오일공급기(30)들에 전달하는 동력전달부(60)를 포함하여서 이루어지되;
    오일공급기(30)는, 하나의 어셈블리로 이루어져서 오일탱크(10)에 내장되고 오일을 펌핑할 시 다수개의 오일분배부(20)의 오일공급호스(24)들로 분배되어 펌핑되도록 되어 있고;
    동력전달부(60)는, 동력전달경로가 단축되도록 구동모터(50)의 모터축(51)에 연결되는 구동기어(61)와, 구동기어(61)에 치합되고 오일공급기(30)의 동력전달축(38)에 결합되어서 구동기어(61)의 회전동력을 동력전달축(38)에 전달하는 전동기어(62)로 이루어지며;
    실린더(31)의 내주면에는,
    산화크롬(Cr2O3) 96∼98% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4%가 혼합되어 이루어진 세라믹 분말, 산화크롬(Cr2O3) 분말, 산화알루미늄(Al2O3) 분말, 이산화티타늄(TiO2) 분말, 산화이트륨(Y2O3) 분말, 지르코니아(ZrO2) 분말, 크롬니켈(Cr3C2 25 NiCr) 분말(chromium carbide 75%, nickel 20%, chromium 5%) 중, 어느 한 종류의 분말이 10∼44㎛의 분말입도를 갖도록 구비되며, 상기의 분말입도를 갖는 분말이 실린더(31)의 내주면에 용사되어 이루어진 코팅층(33)이 구비되는 것을 특징으로 하는 편직기용 오일공급장치.
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  5. 제1항에 있어서, 상기 코팅층(33)은,
    실린더(31)의 내주면에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅되는 것을 특징으로 하는 편직기용 오일공급장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 코팅층(33)은,
    상기의 분말가루들 중 선택된 한 종류의 분말가루와 14000℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 실린더(31)의 내주면에 제트분사하여서 이루어지며, 가열된 상기 실린더(31)의 변형이 방지되도록 실린더(31)가 냉각장치로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된 것을 특징으로 하는 편직기용 오일공급장치.
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