KR101063414B1 - 주물사 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주물사의 투입, 이송 및 배출이 지속적이면서도 연속적으로 가능하게 하여 작업 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 자동화가 용이하도록 한 주물사 냉각장치에 관한 것으로서, 내주면에 나선 가이드 플레이트가 구비되며 구동수단에 의해 회전하는 회전 원통체, 상기 회전 원통체의 회전 중심축과 그 중심축을 공유하도록 상기 회전 원통체의 중심부에 고정 설치되고 외주면에는 나선 가이드 플레이트가 구비되는 중심 바, 상기 회전 원통체의 양단의 내측에 각각 설치되는 중공 원반 형태의 제 1, 2 어큐뮬레이터 및 상기 제 1, 2 어큐뮬레이터를 연결하는 다수의 소관으로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

주물사 냉각장치{Molding sand cooling apparatus}

본 발명은 주물사 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 냉각수단을 통해 연속적으로 이송시키는 주물사를 냉각시키도록 한 주물사 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 주물, 주조공장 등에서 사용되는 주형사 또는 주물사는 사용 중에 용탕으로부터 열을 흡수하여 사용 후에도 장기간 고온을 유지하므로 재사용을 위해서는 오랫동안 자연 냉각을 행하거나 송풍을 행하는 등의 강제 냉각을 행하여야 하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 연구와 개발이 이루어지고 있으며, 이러한 연구개발의 결과의 한 예로서, 챔버 내에 고온의 주물사를 넣고 블로워 팬 등으로 강제 송풍을 실시하여 주물사를 냉각하고 이송하는 방식이 있다.

그러나, 이러한 방식은 연속적인 작업이 곤란할 뿐만 아니라 냉각작업에 시간이 오래 걸리고 작업 효율 또한 좋지 않은 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 주물사의 이송 및 배출이 연속적으로 이루어져 작업 능률을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 자동화가 용이하도록 한 주물사 냉각장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 냉각수단의 적절한 배치를 통해 주물사의 냉각효율을 높일 수 있도록 한 주물사 냉각장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 간단한 구조를 통해 제작이 용이하고, 고장이 적으며, 사용시에도 주변에 영향을 주지 않도록 한 주물사 냉각장치를 제공하고자 하는데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명인 주물사 냉각장치는,

내통과 외통의 2중으로 이루어지고, 내주면에 나선 가이드 플레이트가 구비되며, 구동수단에 의해 회전하는 회전 원통체 및

상기 회전 원통체의 회전 중심축과 중심축을 공유하고, 상기 회전 원통체의 중심부에 고정 설치되며, 외주면에는 나선 가이드 플레이트가 구비되는 중심 바를 포함하여 구성되되,

상기 회전 원통체의 회전시 상기 회전 원통체와 상기 중심 바에 구비되는 나선 가이드 플레이트에 의해 주물사가 이송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 회전 원통체의 양단의 내측에 각각 설치되는 중공 원반 형태의 제 1 및 제 2 어큐뮬레이터,

상기 제 1 및 제 2 어큐뮬레이터를 연결하는 다수의 소관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 중심 바의 일단부에 중공 형태로 형성되어 냉각수가 유입되는 냉각수 유입부,

상기 냉각수 유입부와 회전 원통체의 내통과 외통 사이의 공간부를 연결하는 제 1 연결관,

상기 회전 원통체의 내통과 외통 사이의 공간부와 상기 제 2 어큐뮬레이터를 연결하는 연결부,

상기 중심 바의 타단부에 중공 형태로 형성되어 냉각수를 배출하는 냉각수배출부 및

상기 냉각수배출부와 제 2 어큐물레이터를 연결하는 제 2 연결관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 회전 원통체의 일측과 타측에는 각각 주물사 유입부와 주물사 배출부가 구비되되,

상기 주물사 유입부는 중공 원통 형태로 형성되며, 일부가 상기 회전 원통체의 내부에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 중심 바에 설치되는 나선 가이드 플레이트 중에서, 주물사의 유입구측에 설치되는 입구측 나선 가이드 플레이트는 다른 부분보다 외경이 작도록 구성되되,

입구측 나선 가이드 플레이트는 상기 주물사 유입부의 내부까지 연장되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제 1 및 제 2 어큐뮬레이터에는 내부공간을 분할하는 다수의 격벽이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 회전 원통체 내주면의 나선 가이드 플레이트에는 일정 간격으로 나선 가이드 플레이트와 수직으로 결합되는 다수의 측면 돌기부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 제 2 어큐뮬레이터의 내측면에는 상기 회전 원통체 내의 출구측 하부에 위치하는 주물사를 상승시켜 배출시킬 수 있도록 하는 측면 나선형 가이드가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해 본 발명은 주물사의 이송 및 배출이 연속적으로 이루어짐으로써 작업 능률을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 자동화가 용이한 이점이 있다.

또한, 본 발명은 냉각수단의 적절한 배치를 통해 다량의 주물사를 신속하게 냉각시킴으로써 냉각효율을 높이는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 간단한 구조를 통해 제작이 용이하고, 고장이 적으며, 사용시에도 주변에 영향을 주지 않아 안전사고 예방과 주변장치들과의 연계가 용이한 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 주물사 냉각장치를 도시한 간략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 회전 원통체와 주물사 유입부를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 회전 원통체, 주물사 유입부, 어큐뮬레이터, 소관 등과 그 결합관계를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 회전 원통체를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 중심 바를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 어큐뮬레이터, 소관 및 중심 바의 결합관계를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 어큐뮬레이터와 소관의 결합관계를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 주물사 냉각장치(1)의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면을 참고하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 주물사 냉각장치를 도시한 간략 단면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 회전 원통체와 주물사 유입부를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 회전 원통체, 주물사 유입부, 어큐뮬레이터, 소관 등과 그 결합관계를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 회전 원통체를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 중심 바를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 어큐뮬레이터, 소관 및 중심 바의 결합관계를 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 주물사 냉각장치의 어큐뮬레이터와 소관의 결합관계를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 주물사 냉각장치(1)는 회전 원통체(10)를 구비한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 회전 원통체(10)는 동일한 중심축을 가지는 내통과 외통의 2중으로 이루어지고, 지지롤러(27)에 의해 지지되며, 체인 등에 의해 연결된 구동수단(26)에 의해 강제로 회전할 수 있도록 구성되며, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 그 내주면에는 내주면을 따라 나선형으로 형성되는 나선 가이드 플레이트(11)가 설치된다.

여기서, 회전 원통체(10) 내주면의 나선 가이드 플레이트(11)에는 도 4에 도시된 바와 같이 일정 간격으로 나선 가이드 플레이트(11)와 수직으로 결합되는 측면 돌기부(11')가 구비됨으로써 나선 가이드 플레이트(11)에 의해 주물사 이송이 용이하도록 함이 바람직하다.

그리고 회전 원통체(10)에는 중심 바(12)가 설치되는데, 이 중심 바(12)는 회전 원통체(10)의 회전 중심축과 그 중심축을 공유하도록 회전 원통체(10)의 중심부에 설치된다.

중심 바(12)의 외주면에는 나선 가이드 플레이트(11)가 설치되되, 도 5에 도시된 바와 같이, 입구측 나선 가이드 플레이트(13)의 외경 크기는 다른 부분의 외경 크기보다 작도록 구성된다.

이는 주물사의 유입구를 상대적으로 작게 하여 주물사의 입구를 크게 함으로 인해 다량의 주물사가 유입되어 회전 원통체(10) 내에 주물사가 과다하게 축적되어 막힘과 같은 고장이 발생하는 것을 막기 위한 것이다.

이와 같이 회전 원통체(10)의 내주면과 중심 바(12)의 외주면에 설치된 나선 가이드 플레이트(11)에 의해 회전하는 회전 원통체(10) 내에 주물사가 공급되면 주물사는 일측에서 타측으로 이송되게 된다.

여기서, 중심 바(12)의 외주면에 설치된 나선 가이드 플레이트(11)는 이중 나선 가이드 플레이트로 구성하여 주물사의 이송효율을 높일 수 있도록 함이 바람직하다.

그리고, 도 1, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 회전 원통체(10)의 양단에는 각각 중공 링 형태의 제 1 및 제 2 어큐뮬레이터(15,16)가 구비되는데, 회전 원통체(10)의 일측에 설치되는 것을 제 1 어큐뮬레이터(15), 타측에 설치되는 것을 제 2 어큐뮬레이터(16)라 한다.

제 1 어큐뮬레이터(15)와 제 2 어큐뮬레이터(16) 사이에는 이들을 연결하는 다수의 소관(17)이 설치된다.

상기 중심 바(12)의 양단부는 각각 내부가 중공인 관 부재로 형성되는데, 회전 원통체(10)의 일측, 즉 제 1 어큐뮬레이터(15)가 설치되는 측에 설치되는 관 부재를 냉각수 유입부(18), 회전 원통체(10)의 타측, 즉 제 2 어큐뮬레이터(16)가 설치되는 측에 설치되는 관 부재를 냉각수 배출부(19)라 하며, 냉각수 유입부(18)로는 주물사의 냉각을 위한 냉각수가 유입되게 된다.

그리고 본 발명에서는 냉각수 유입부(18)와 회전 원통체(10)의 내통과 외통 사이의 공간부(25)를 연결하는 제 1 연결관(20)이 구비되며, 냉각수 배출부(19)와 제 2 어큐뮬레이터(16) 사이에는 이들을 연결하는 제 2 연결관(21)이 구비되며, 제 1 및 2 연결관(20,21)은 직관(直管)이나 곡관(曲管)이 사용된다.

그리고 회전 원통체(10)의 내통과 외통 사이의 공간부(25)는 제 2 어큐뮬레이터(16)와 연통되도록 구성되는데, 회전 원통체(10)의 내통과 외통 사이의 공간부와 제 2 어큐뮬레이터(16)를 연결하는 수단을 연결부(미도시)라 하며, 이 연결부는 관 등을 이용하여 연결함이 바람직하다.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 어큐뮬레이터(15)와 제 2 어큐뮬레이터(16) 내에는 다수의 격벽(28)이 구비되며, 상기 격벽(28)의 배치를 통해, 제 1 어큐뮬레이터(15)와 제 2 어큐뮬레이터(16)는 다수의 공간부로 나누어지고, 또한 상기 격벽(28)의 배치를 통해, 냉각수가 다수의 소관(17)을 거쳐 제 1 어큐뮬레이터(15)와 제 2 어큐뮬레이터(16)를 다수 회 왕복하다가 배출될 수 있도록 구성된다.

따라서, 냉각수 유입부(18)를 통해 냉각수가 유입되면, 냉각수는 냉각수 유입부(18) --> 제 1 연결관(20) --> 회전 원통체(10)의 내통과 외통 사이의 공간부(25) --> 제 2 어큐뮬레이터(16) --> 다수의 소관(17) --> 제 1 어큐뮬레이터(15) --> 다수의 소관(17) --> 제 2 어큐뮬레이터(16) --> 제 2 연결관(21) --> 냉각수 배출부(19)의 순으로 순환하여 배출되게 되는데{여기서, 필요에 따라 제 2 어큐뮬레이터(16) --> 다수의 소관(17) --> 제 1 어큐뮬레이터(15) --> 다수의 소관(17) --> 제 2 어큐뮬레이터(16)로 냉각수가 흐르는 과정은 다수 회로 구성할 수 있다}, 이러한 냉각수 순환과정 중에 회전 원통체(10) 내에서 이송되는 주물사와 열교환함으로써 고온 상태의 주물사를 냉각시키게 된다.

그리고 제 1 및 제 2 연결관(20,21)은 상기한 바와 같이 냉각수 유입부(18)와 회전 원통체(10)의 내통과 외통 사이의 공간부(25), 냉각수 배출부(19)와 제 2 어큐뮬레이터(16)를 각각 연결하여 냉각수를 흐르게 하는 역할 이외에도 회전 원통체(10)와 중심 바(12)가 항상 서로 일정한 형태를 유지할 수 있도록 연결하는 구조체로서의 역할을 수행하게 된다.

회전 원통체(10)의 일측과 타측에는 각각 주물사 유입부(22)와 주물사 배출부(23)가 구비된다.

주물사 유입부(22)는 중공 원통 형태로 형성되며, 그 일단부가 도면에 도시된 바와 같이 제 1 어큐뮬레이터(15)의 중심방향 내부를 통해 회전 원통체(10) 내부로 삽입되어 돌출되도록 구성되며, 또한 그 상부에는 주물사 투입을 위해 호퍼(24)가 구비된다.

여기서, 중심 바(12)의 일측에 설치된 입구측 나선 가이드 플레이트(13)는 주물사 유입부(22) 내부까지 연장되어 설치되어 호퍼(24)에서 주물사가 낙하하면 이 주물사를 회전 원통체(10)의 내부로 유입시키게 된다.

주물사 배출부(23)는, 도 1, 3 및 4에 도시된 바와 같이, 중공 원통형태로 형성되며, 회전 원통체(10)의 주물사 출구에 인접하여 배치된다.

그리고 주물사 유입부(22)와 주물사 배출부(23)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 별도의 부재에 고정 설치되고, 중심 바(12)를 베어링(24) 등을 통해 회전 가능하게 지지하도록 구성되어 구동수단(26)에 의해 회전 원통체(10)가 회전하면 회전 원통체(10)는 중심 바(12)와 함께 회전하게 된다.

그리고, 제 2 어큐뮬레이터(16)의 내측면, 즉 주물사 유입부(22) 측의 측면에는 도 3, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 측면 나선형 가이드(29)가 구비되는데, 측면 나선형 가이드(29)는 회전 원통체(10) 내의 출구측 하부에 위치하는 주물사를 상승시켜 주물사 배출부(23)로 배출하도록 안내하는 역할을 한다.

특히, 상기 측면 나선형 가이드(29)는 회전 원통체(10) 내에 잔류하는 적은 양의 주물사도 모두 배출할 수 있도록 하는 역할을 하며, 또한 주물사 내에 혼합되어 있되 비중(比重)이 커서 하부에 가라앉아 있는 금속재의 쇼트(Shot)를 배출시키는 역할도 함께 하게 된다.

그리고 회전 원통체(10)의 내통과 외통 사이의 공간부(25)에는 냉각수가 순환함으로써, 냉각 효율을 보다 높일 수 있고, 또한 작업자가 고온의 회전 원통체(10)의 외주면과 직접 접촉함으로 인한 사고 피해를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 회전 원통체(10)의 열발산에 의해 작업 공간의 온도가 올라가는 것을 방지할 수도 있게 된다.

이와 같은 구성을 통해 본 발명은 주물사를 연속적으로 공급하면서 수냉 방식을 통해 강제 냉각함으로써 냉각 및 작업 효율이 높일 수 있고, 특히 자동화가 용이한 이점이 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성된 본 발명에 따른 주물사 냉각장치(1)의 작동과정을 설명한다.

사용 후 고온의 주물사를 주물사 유입부(22)에 설치된 호퍼(24)로 투입하면, 주물사는 호퍼(24) --> 주물사 유입부(22) --> 중심 바(12)의 일측에 설치된 입구측 나선 가이드 플레이트(13) --> 회전 원통체(10)의 내주면에 설치되는 나선 가이드 플레이트(11) 및 측면 나선형 가이드(29) --> 주물사 배출부(23)를 거치면서 배출되게 되며, 냉각수는 냉각수 유입부(18) --> 제 1 연결관(20) --> 회전 원통체(10)의 내통과 외통 사이의 공간부(25) --> 제 2 어큐뮬레이터(16) --> 다수의 소관(17) --> 제 1 어큐뮬레이터(15) --> 다수의 소관(17) --> 제 2 어큐뮬레이터(16) --> 제 2 연결관(21) --> 냉각수 배출부(19)의 순으로 순환하여 배출하게 되는데, 이러한 과정 중에 주물사와 냉각수는 열교환을 하게 됨으로써 주물사는 냉각이 이루어진다.

1: 주물사 냉각장치 10: 회전 원통체
11: 나선 가이드 플레이트 12: 중심 바
13: 입구측 나선 가이드 플레이트 15: 제 1 어큐뮬레이터
16: 제 2 어큐뮬레이터 17: 소관
20: 제 1 연결관 21: 제 2 연결관
22: 주물사 유입부 23: 주물사 배출부
24: 호퍼 26: 구동수단
27: 지지롤러 28: 격벽
29: 측면 나선형 가이드

Claims (8)

1. 내통과 외통의 2중으로 이루어지고, 내주면에 나선 가이드 플레이트가 구비되며, 구동수단에 의해 회전하는 회전 원통체,
   상기 회전 원통체의 회전 중심축과 중심축을 공유하고, 상기 회전 원통체의 중심부에 고정 설치되며, 외주면에는 나선 가이드 플레이트가 구비되는 중심 바,
   상기 회전 원통체의 양단의 내측에 각각 설치되는 중공 원반 형태의 제 1 및 제 2 어큐뮬레이터 및
   상기 제 1 및 제 2 어큐뮬레이터를 연결하는 다수의 소관을 포함하여 구성되되,
   상기 회전 원통체의 회전시 상기 회전 원통체와 상기 중심 바에 구비되는 나선 가이드 플레이트에 의해 주물사가 이송되는 것을 특징으로 하는 주물사 냉각장치
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 중심 바의 일단부에 중공 형태로 형성되어 냉각수가 유입되는 냉각수 유입부,
   상기 냉각수 유입부와 회전 원통체의 내통과 외통 사이의 공간부를 연결하는 제 1 연결관,
   상기 회전 원통체의 내통과 외통 사이의 공간부와 상기 제 2 어큐뮬레이터를 연결하는 연결부,
   상기 중심 바의 타단부에 중공 형태로 형성되어 냉각수를 배출하는 냉각수배출부 및
   상기 냉각수배출부와 제 2 어큐물레이터를 연결하는 제 2 연결관을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 주물사 냉각장치
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 회전 원통체의 일측과 타측에는 각각 주물사 유입부와 주물사 배출부가 구비되되,
   상기 주물사 유입부는 중공 원통 형태로 형성되며, 일부가 상기 회전 원통체의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 주물사 냉각장치
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 중심 바에 설치되는 나선 가이드 플레이트 중에서, 주물사의 유입구측에 설치되는 입구측 나선 가이드 플레이트는 다른 부분보다 외경이 작도록 구성되되,
   입구측 나선 가이드 플레이트는 상기 주물사 유입부의 내부까지 연장되어 설치되는 것을 특징으로 하는 주물사 냉각장치
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 어큐뮬레이터에는 내부공간을 분할하는 다수의 격벽이 구비되는 것을 특징으로 하는 주물사 냉각장치
6. 청구항 1에 있어서,
   회전 원통체 내주면의 나선 가이드 플레이트에는 일정 간격으로 나선 가이드 플레이트와 수직으로 결합되는 다수의 측면 돌기부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 주물사 냉각장치
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 2 어큐뮬레이터의 내측면에는 상기 회전 원통체 내의 출구측 하부에 위치하는 주물사를 상승시켜 배출시킬 수 있도록 하는 측면 나선형 가이드가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 주물사 냉각장치
   
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