KR101335291B1 - 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량 측정장치 - Google Patents

금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량 측정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량을 감지하여 이를 통해 냉각수의 누수를 인지함과 아울러 냉각수의 공급을 차단하여 금형이나 기기장치 등의 작동오류를 미연에 방지하기 위한 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량 측정장치에 관한 것이다.

Description

금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량 측정장치{Flow rate measuring device of Cooling water to mold supply and collect}
본 발명은 냉각수의 유량 측정장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 수량을 측정하여 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 누수를 확인함과 아울러 최적화된 냉각으로 생산성을 증대시킬 수 있는 냉각수의 유량 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 사출성형기는 오늘날 많은 경우 24시간 동작되고 있어, 관리 인력이 상주하지 않는 야간 또는 주말 시간에는 자주 작동 중단 또는 비정상적인 작동이 발생하여 냉각수의 공급 및 배출이 중단된다.
이처럼 사출성형기의 금형내에 배열된 냉각 채널은 호스를 통해 장착된 공급 및 배출장치와 연결되어진다. 여기서 사용되는 호스는 신축성이 있고 변형 가능한 사용을 통해 최소한 금형 부품이 열림위치와 닫힘 위치 사이에 전환될 수 있고 유닛으로써의 금형 역시 작업 절차 동안 최소한 두 위치 사이에 전환도리 수 있다. 호스와 금형 그리고 공급장치 또는 배출장치 사이의 연결은 일반적으로 커플링을 통해 이루어지며, 금형 교체시 또는 점검시 커플링의 장착 또는 분리에는 많은 시간이 소요되지 않는다.
또한, 냉각수 공급 및 배출 시에 장애 또는 비정상적인 작동은 금형 또는 금형 내에 장착된 냉각 채널과 연결 호스 사이의 연결 또는 커플링이 손상되고 느슨해지거나 풀림에 의해 발생된다. 이러한 문제점은 금형에 연결호스를 견고하게 연결하거나 다른 연결부 장착시에도 발생될 수 있는 것이다. 예를 들어 금형내 개폐 또는 다른 기계 부품의 작동을 통해 지속적으로 진동이 발생하고 이에 따라 금형의 부품과 호스를 고정하는 연결부품이 느슨해지거나 풀려서 냉각수의 누수가 발생하고, 이 누수로 인해 냉각이 잘되지 않거나 냉각장치의 작동이 완전히 중단되어 작용 오류를 유발하며 기계장치가 손상되거나 정지된다.
따라서, 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량을 감지하여 이를 통해 냉각수의 누수를 인지함과 아울러 냉각수의 공급을 차단하여 금형이나 기기장치 등의 작동오류를 미연에 방지하기 위한 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량 측정장치를 제공한다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량 측정장치는 금형과; 상기 금형에 설치되는 분배기와; 상기 금형과 분배기 사이에 연결되어 냉각수를 상기 금형에 공급 및 회수하는 복수의 공급연결라인 및 회수연결라인와; 상기 분배기측에 연결되어 냉각수를 공급/회수하는 공급라인과 배출라인으로 이루어지며, 상기 공급라인과 배출라인에 각각 설치되며 상기 분배기측으로 공급되는 냉각수의 수량과 분배기측에서 회수되는 냉각수의 수량을 측정하는 유량 측정기와; 상기 유량 측정기에서 신호를 전달받아 냉각수의 공급량과 회수량을 비교하여 정상적인 작동 및 비정상적인 작동을 확인하며, 비정상적인 작동 상태인 경우 상기 공급라인측으로 공급되는 냉각수를 차단하는 산출기와; 상기 산출기를 신호를 전달받아 사출성형기의 동작을 콘트롤하는 제어부로 구성된 다.
따라서, 본 발명의 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량 측정장치는 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량을 감지하여 이를 통해 냉각수의 누수를 인지함과 아울러 냉각수의 공급을 차단하여 금형이나 기기장치 등의 작동오류를 미연에 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 사출성형기에 설치된 유량 측정장치를 보인 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 유량 측정장치의 다른실시예를 보인 개략도.
일반적으로 금형측으로 공급 또는 회수되는 냉각수의 유량은 거의 일치하여야만 한다. 대부분의 경우 금형을 통과하여 흐르는 냉각수의 온도 상승은 매우 작아서 무시해도 될 정도이다. 일반적으로 냉각수 공급시 온도는 10∼40℃ 사이이며 금형을 통과하여 흐른 냉각수는 5∼10℃ 정도 가열된다. 이 냉각수의 가열을 통해 부피가 증가하여 더 이상 무시할 수 없을 경우 이는 양 측정장치에서 측정 미치 온도 변화에 따른 부피변화 산출을 통해 정해진다.
상기 측정기는 냉각수의 유량 변화값이 작동 목적에 부합하는 이유를 가질경우, 이 양의 변화를 측정할 수 있는 것이다. 예를 들어 금형에 연결되는 연결 호스 연결부 및 고정 장착된 라인에 연결하는 부분에서는 항상 누출이 발생하기 때문에 냉각수 유량 측정장치를 공급되는 라인의 호스와 고정 장착된 라인 사이의 커플링 바로 앞과 그리고 배출라인의 호스와 고정장착된 라인 연결부 바로 뒤에 부품으로서 배열해야 한다. 이를 통해 측정장치가 측정되어야 할 사출성형기의 영역 밖에 배열되어 진동 또는 기타 장비로 인한 영향을 받지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 금형(16a,16b)측으로 회수/공급되는 냉각수의 유량측정기(33,34)는 냉각수가 4bar의 압력으로 공급라인(24)으로 주입되고 배출라인(28)에서 1bar의 압력으로 배출된다. 보편적으로 냉각수의 압력은 3∼6bar로 공급되는 것이 바람직하다.
그리고 사출성형기는 수지주입장치(14) 및 두 부분으로 나누어지고 유압식 실린더 형태의 구동장치(18)가 배열된 사출성형장치(16)가 장착되어 있다. 상기 구동장치(18)를 통해 금형(16a,16b)이 도면에 표시된 열림 및 닫힘 위치로 전환된다.
또한 사출성형기는 전환 및 제어부(20)가 장착되어 있다. 상기 제어부(20)는 사출성형기의 기능을 제어하고 감지하는 기능을 수행한다.
이와 같이, 사출성형기는 통상적인 구조로 구체적으로 설명하지 않는다.
상기 양쪽 금형(16a,16b)에는 냉각 채널이 장착되어 있으며 이 채널은 각 하나의 분배기(22)를 통해 공급라인(24) 및 분배기(26)를 통해 배출라인(28)과 연결된다. 상기 공급라인(24)의 분배기(22,26)로 부터 금형(16a,16b) 측으로 각각의 공급연결라인(30a, 30b, 30c, 30d) 및 (32a, 32b, 32c, 32d)를 통해 냉각수가 금형(16a,16b)로 공급된다.(상기 연결라인은 금형과 분배기 사이에 실선으로 표기된 부분을 말한다)
상기 금형(16a,16b)에는 도면상에 점선으로 표기된 회수연결라인이 장착되어, 상기 회수연결라인을 통해 가열된 냉각수가 각 금형(16a,16b)로 부터 분배기(26)로 이어서 다시 배출라인(28)으로 리턴된다. 상기 공급/회수연결라인의 수는 냉각 시스템의 구조 및 금형의 냉각 채널의 수에 따라 달라질 수 있는 것이다.
상기 양측 금형(16a,16b) 중 어느 하나는 사출성형기의 열림 및 닫힘을 위해 화살표 방향 56,58에서 전환될 수 있기 때문에 공급연결라인(30a, 30b, 30c, 30d) 및 (32a, 32b, 32c, 32d)는 전체 진행 방향에서 최소한 부분적으로 호스로 구성되어 금형의 변환에 따라 조정될 수 있고 열림 및 닫힘 작동시 금형(16a,16b)와 분배기(22,26) 사이의 거리 변화를 보정할 수 있는 것이다.
상기 공급라인(24) 및 배출라인(28)에는 시간 별 통과 흐름량의 지속적인 측정을 위한 유량 측정기(33,34)가 배열되어 있다. 상기 유량 측정기(33,34)는 각 라인(38,40)을 통해 산출기(42)와 연결된다.
상기 산출기(42)는 측정기(33,34)의 측정 결과를 서로 비교하고, 이 비교에서 배출라인(28)을 통해 배출된 냉각수의 량이 공급라인(24)를 통해 공급된 냉각수의 량과 일치할 경우 금형(16a,16b)의 냉각과 관련하여 정상적인 작동되는 것을 의미한다. 그러나 비교하여 두 결과 사이에 편차가 확인될 경우 냉각수 순환회로의 장애(분배기, 금형 등의 누수)가 있는 것으로 판단되어 산출기(42)가 신호를 발생시키고 이에 따라 공급라인(24)에 구비된 자동밸브(46)의 액추레이터(44)가 작동되어 상기 자동밸브(46)가 닫히게 된다. 그리고 산출기(42)와 액추레이터(44) 사이의 라인은 48로 표시된다.
이어서, 라인(50)을 통해 제어부(20)는 테이터를 수신하여 사출성형기의 구동장치 및 필요시 히터의 동작을 정지시킨다.
또한, 상기 측정기(33,34) 사이의 측정량 편차가 확인된 경우 배출라인(28)에 있는 밸브(52)도 닫혀지게 된다. 상기 밸브(52)에도 산출기(42)와 라인을 통해 연결된 액추레이터가 장착되어 있다. 그러나 상기 배출라인(28)에 넌 리턴 밸브(52)를 장착하는 것이 바람직하다. 상기 밸브(52)는 활용 목적에 부합할 뿐만 아니라 적절한 방식으로 장착된 서보 밸브에 의해 비해 비용면에서 더 저렴하다. 그리고 상기 배출라인(28)에서의 넌-리턴 밸브 또는 다른 밸브가 닫히면 배출라인(28)로 부터 배출라인 또는 이와 연결된 라인 및 채널로 냉각수가 흘러가는 것을 방지한다.
상기 산출기(42)는 제어부에 내장될 수도 있는 것이다. 각 금형(16a,16b)에 별도의 공급라인(24) 및 배출라인(28), 상기 분배기(22,26)을 배열될 수 있는 것이다.
이와 같이, 본 발명은 금형(16a,16b)측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량을 감지하여 이를 통해 냉각수의 누수를 인지함과 아울러 냉각수의 공급을 차단하여 금형이나 기기장치 등의 작동오류를 미연에 방지할 수 있는 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유량 측정장치는 상기와 같이 중복된 설명은 하지 않으며, 상기 금형(16a,16b)과 분배기(22,26) 사이에 공급/회수연결라인(35,36)이 설치되는데, 상기 공급연결라인(35)의 각각에 유량을 측정하는 유량센서(36)가 구비되고, 상기 각각의 공급연결라인(35)의 유량을 선택적으로 조절하는 밸브(37)가 설치된다. 상기 회수연결라인(36)의 각각에는 금형(16a,16b)측에서 분배기(22,26)측으로 리턴되는 냉각수의 온도를 감지하는 온도센서(39)가 설치되며, 상기 유량센서(37)와 밸브(49), 온도센서(39) 등의 신호를 전달받아 냉각수의 유량 및 온도를 인지하여 디스플레이하는 산출기(42)와, 상기 산출기(42)에서 신호에 따라 밸브(49)의 개폐 동작을 콘트롤하는 제어부(20)로 이루어진다.
상기 산출기(42)에서는 유량센서(37) 및 온도센서(39)의 테이터값을 연산처리하여 화면상에 유량% 및 온도℃로 디스플레이함과 아울러 상기 유량센서와 온도센서의 테이터값을 제어부(20)에 전달한다.
상기 제어부(20)에서는 온도센서(38)의 온도와 유량센서(36)의 유량의 감지된 조건에 따라 상기 밸브(49)의 개폐에 따른 냉각수의 유량을 콘트롤할 수 있는 것이다. 그리고 상기 제어부(20)에서는 상기 금형(16a,16b)을 통과하는 냉각수 온도를 개별적으로 조절가능한 것이다.
일반적으로, 상기 금형(16a,16b)측에 공급되는 냉각수의 유량은 금형(16a,16b)과 분배기(22,26) 사이에 연결되는 호스 및 금형의 냉각채널의 구조에 따라 통과하는 유량 값이 달라지게 되고, 특히 성형물의 살 두께에 따라 리턴되는 냉각수의 온도값이 달라지게 된다. 이와 같이, 본 발명은 상기 분배기(22,26)에 설치된 상기 온도센서(38)에 의해 냉각수의 온도를 감지하여 이를 산출기(42)에서 데이터값을 연산처리하여 디스플레이함과 아울러 제어부(20)로 전달하여, 상기 제어부(20)에서 상기 밸브(49)를 자동으로 개별적으로 개폐할 수 있을 뿐 만아니라, 사용자가 상기 산출기(42)에 디스플레이된 데이터값을 확인하여 상기 밸브(49)를 수동으로 개폐할 수 있는 것이다. 이처럼 금형(16a,16b)에서 성형되는 성형물의 살 두께에 따라 상기 밸브(49)를 자동 및 수동으로 개폐가능하여 금형(16a,16b)의 냉각 조건에 따라 선택적으로 적용할 수 있어 성형물의 온도편차가 거의 없는 균일한 냉각 및 성형물의 빠른 냉각이 가능한 것이다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 과제와 동일한 범위 내에서 다양한 설계 변경을 시도할 수도 있을 것이나, 이러한 설계변경으로 인해 본 발명에서 전혀 예상치 못한 새로운 효과가 나타나지 않는 한, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 못할 것이다.
20: 제어부 22,26: 분배기
24: 공급라인 28: 배출라인
33,34: 유량 측정기 42: 산출기

Claims (4)

  1. 금형과; 상기 금형에 설치되는 분배기와; 상기 금형과 분배기 사이에 연결되어 냉각수를 상기 금형에 공급 및 회수하는 복수의 공급연결라인 및 회수연결라인와; 상기 분배기측에 연결되어 냉각수를 공급/회수하는 공급라인과 배출라인으로 이루어지며,
    상기 공급라인과 배출라인에 각각 설치되며 상기 분배기측으로 공급되는 냉각수의 수량과 분배기측에서 회수되는 냉각수의 수량을 측정하는 유량 측정기와;
    상기 유량 측정기에서 신호를 전달받아 냉각수의 공급량과 회수량을 비교하여 정상적인 작동 및 비정상적인 작동을 확인하며, 비정상적인 작동 상태인 경우 상기 공급라인측으로 공급되는 냉각수를 차단하는 산출기와; 상기 산출기를 신호를 전달받아 사출성형기의 동작을 콘트롤하는 제어부와;
    상기 공급라인에 설치되며 상기 산출기에 신호를 전달받아 공급라인측으로 공급되는 냉각수를 차단하는 자동밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량 측정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 금형과; 상기 금형에 설치되는 분배기와; 상기 금형과 분배기 사이에 연결되어 냉각수를 상기 금형에 공급 및 회수하는 복수의 공급연결라인 및 회수연결라인와; 상기 분배기측에 연결되어 냉각수를 공급/회수하는 공급라인과 배출라인으로 이루어지며,
    상기 공급연결라인의 각각에는 유량을 측정하는 유량센서 및 유량을 조절하는 밸브가 설치되며, 상기 회수연결라인의 각각에는 금형측에서 분배기측으로 리턴되는 냉각수의 온도를 감지하는 온도센서가 구비되며,
    상기 공급라인과 배출라인에 각각 설치되며 상기 분배기측으로 공급되는 냉각수의 수량과 분배기측에서 회수되는 냉각수의 수량을 측정하는 유량 측정기와;
    상기 유량 측정기에서 신호를 전달받아 냉각수의 공급량과 회수량을 비교하여 정상적인 작동 및 비정상적인 작동을 확인하며, 비정상적인 작동 상태인 경우 상기 공급라인측으로 공급되는 냉각수를 차단함과 아울러 유량센서와 온도센서를 신호를 전달받아 유량과 온도를 디스플레이 하는 산출기와;
    상기 산출기를 신호를 전달받아 사출성형기의 동작을 콘트롤함과 아울러 상기 밸브의 개폐 동작을 유도하여 유량을 조절하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 하는 금형측으로 공급/회수되는 냉각수의 유량 측정장치.
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