KR101373758B1

KR101373758B1 - 마그네슘 용융금속 공급장치

Info

Publication number: KR101373758B1
Application number: KR1020130052548A
Authority: KR
Inventors: 황동간
Original assignee: 해동이엠티(주)
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2014-03-13

Abstract

본 발명은 도가니로와 다이캐스팅 성형장치 사이에 배치되어, 도가니로에서 융융된 적량의 마그네슘 용융금속을 다이캐스팅 성형장치로 자동 공급 하는 마그네슘 용융금속 공급장치에 관한 것으로,
본 발명에서는 도가니로의 용해조 내에 수용되게 설치되어, 마그네슘 용융금속을 배출구를 통해 토출하는 급탕펌프와; 상기 급탕펌프가 설치된 도가니로에 단부에 형성된 수두블럭을 안착시켜, 급탕펌프의 배출구에서 적량 배출되는 마그네슘 용융금속을 다이캐스팅 장치로 이송 공급하는 탕도배관을 포함하며,
상기 급탕펌프의 배출구에는 탕도배관의 수두블럭과 밀착되는 안착홈부가 상단에 요입되게 형성된 연결블럭이 기립되게 배치되고, 상기 탕도배관의 상부에는 연결블럭의 안착홈부에 수두블럭을 안착시킨 탕도배관을 하향 압착하는 압착부가 형성되어서,
탕도배관의 단부에 설치된 수두블럭은 압착판에 의한 하향 압착에 의해 연결블럭의 안착홈부에 외벽면을 밀착시켜 연결되도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

Description

마그네슘 용융금속 공급장치{Appparatus for supplying melted magnesium}

본 발명은 마그네슘 용융금속 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도가니로와 다이캐스팅 성형장치 사이에 배치되어, 도가니로의 용해조에서 융융된 적량의 마그네슘 용융금속을 다이캐스팅 성형장치로 공급하는 마그네슘 용융금속 공급장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 다이캐스팅 주조법에 의한 제조장치의 종류는 용해조에 의해 용해된 용융금속을 금형으로의 공급 방법에 따라 저온 챔버 다이캐스팅 장치, 고온 챔버 다이캐스팅 장치로 분류된다.

여기서, 고온 챔버 다이캐스팅 방법은, 도가니로의 용해조에서 용해된 마그네슘 등의 용융금속을 대기에 노출시키지 아니하고 탕도펌프에 의해 토출된 적량의 용융금속을 다이캐스팅 성형장치로 이송 및 공급시켜, 용융금속이 정형화되게 성형하는 유용한 성형방식이다.

상기 고온 챔퍼 다이캐스팅 방법은, 대기 중에 용융금속이 노출되지 아니하므로 용융금속의 산화가 방지되고, 또 이를 통해 성형된 제품은 기포 결함이 적은 이점을 갖는다.

특히, 고온 챔버 다이캐스팅 방법은 상기에서 설명한 바와 같이 용융금속을 대기 중에 노출시키지 아니하고 밀폐된 상태로 다이캐스팅 성형장치로 유입되어 주조 성형되므로 마그네슘과 같이 대기 중에서 빠르게 산화되는 재질의 제품 제작시 특히 효과가 있다.

한편, 당 분야에서는 상기 도가니로의 용해조와 다이캐스팅 성형장치 사이에 마그네슘 용융금속 공급장치를 설치하여, 용해조에서 용융된 마그네슘 용융금속을 다이캐스팅 성형장치로 정량 공급하도록 하고 있다.

상기 마그네슘 용융금속 공급장치는, 일반적으로 도가니로의 용해조 내에 수용되게 설치되어 마그네슘 용융금속을 배출구를 통해 토출하는 급탕펌프와; 상기 급탕펌프의 배출구에 연결되어 급탕펌프의 배출구에서 적량 배출되는 마그네슘 용융금속을 다이캐스팅 장치로 공급 공급하는 탕도배관을 포함한다.

그런데, 종래 마그네슘 용융금속 공급장치에 있어 탕도배관은 급탕펌프의 배출구에 용접이음을 통해 급탕펌프의 배출구에 일체로 형성하고 있다.

그런데, 상기 탕도배관을 급탕펌프의 배출구에 일체로 형성하면 급탕펌프의 배출구와 연결된 탕도배관의 단부가 750℃ 이상의 온도로 가열 용융된 마그네슘 용융금속에 노출된 관계로, 탕도배관의 열화가 불가피하게 발생되어 탕도배관의 내구성이 현저히 불량해진다.

또한, 주기적으로 행해지는 탕도배관의 세척 등의 유지 보수시 용해조 내에 잔류된 마그네슘 용융금속을 모두 배출시켜 탕도배관의 단부와 급탕펌프의 배출구 사이의 연결부위를 외부로 노출시킨 다음, 용접된 탕도배관과 급탕펌프 배출구 사이의 연결을 해체하고, 이후 탕도배관을 도가니로에 배출시켜 유지 보수하여야 하므로, 유지 보수에 따른 불편함이 발생된다.

일본 공개특허공보 특개평11-33692호

일본공개특허공보 특개평 10-128516

미국공개특허공보 US2001/0037868(2001.11.8)

미국공개특허공보 US2001/0037868

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 도가니로에 수용된 급탕펌프와 탕도배관을 분리 구성하고, 이들 사이에 개량된 연결구조를 형성하여, 탕도배관과 급탕펌프의 안정된 연결을 통해 마그네슘 용융금속의 안정된 공급을 도모하고, 탕도배관의 주기적인 보수에 따른 편리성과 안정성을 확보하는 한편, 탕도배관의 열화 발생이 억제되도록 한 마그네슘 용융금속 공급장치를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 마그네슘 용융금속 공급장치는,

도가니로의 용해조 내에 수용되게 설치되어, 마그네슘 용융금속을 배출구를 통해 토출하는 급탕펌프와; 상기 급탕펌프가 설치된 도가니로에 단부에 형성된 수두블럭을 안착시켜, 급탕펌프의 배출구에서 적량 배출되는 마그네슘 용융금속을 다이캐스팅 장치로 공급 공급하는 탕도배관을 포함하며,

상기 급탕펌프의 배출구에는 상기 탕도배관의 수두블럭과 밀착되는 안착홈부가 상단에 요입되게 형성된 연결블럭이 기립되게 배치되고, 상기 연결블럭의 안착홈부에 수두블럭을 안착시킨 탕도배관을 하향 압착하는 압착판을 포함하는 압착부가 상기 탕도배관의 상부에 설치되어서,

상기 탕도배관의 단부에 설치된 수두블럭은 상기 압착부의 압착판에 의한 하향 압착에 의해 연결블럭의 안착홈부에 외벽면을 밀착시켜 연결되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 연결블럭의 상단에 형성되어 탕도배관의 수두블럭이 안착되는 연결블럭의 안착홈부는 용해조에 용융된 마그네슘 용융금속의 수위보다 높게 형성되어, 연결블럭의 안착홈부에 안착된 탕도배관, 및 탕도배관의 단부에 설치된 수두블럭이 용융된 마그네슘 용융금속의 외부로 노출되도록 구성한다.

보다 바람직하게는, 상기 연결블럭의 상단에는 상향 연장된 보조관부가 형성되어, 연결블럭의 안착홈부에 외벽면을 밀착시킨 수두블럭의 내벽면에는 보조관부가 밀착되도록 구성한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 급탕펌프와 탕도배관을 분리 구성하고 급탕펌프의 배출구에 안착홈부가 형성된 연결블럭을 기립되게 배치하여, 탕도배관에 형성된 수두블럭이 안착홈부에 안착되어 외벽면이 밀착되도록 하고 있으며, 이에 따라 탕도배관의 유지 보수에 따른 편리성을 확보될 수 있다.

특히, 본 발명에서는 탕도배관의 수두블럭이 안착되는 연결블럭이 마그네슘 용융금속의 수위보다 높게 형성되도록 구성하여, 탕도배관 및 수두블럭이 마그네슘 용융금속에서 노출되도록 하고 있으며, 이에 따라 탕도배관 및 수두블럭의 열화 발생이 억제될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 연결블럭에 탕도배관의 내벽면에 밀착되는 보조관부를 형성하여, 연결블럭의 안착홈부에 외벽면이 밀착된 탕도배관의 수두블럭이 보조관부에 의해 내벽면이 밀착되어서, 보다 안정된 밀착을 통해 급탕펌프를 통해 토출되는 마그네슘 융융금속의 누출없이 안정된 공급이 가능하다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 마그네슘 용융금속 공급장치를 도가니로와 다이캐스팅 성형장치 사이에 배치한 시설 상태도이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 마그네슘 용융금속 공급장치의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 3과 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 마그네슘 용융금속 공급장치에 있어, 급탕펌프에 형성된 연결블럭과 탕도배관에 형성된 수두블럭의 세부 구성 및 연결상태를 각각 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 마그네슘 용융금속 공급장치를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 마그네슘 용융금속 공급장치(1)는, 도 1에서 보는 바와 같이 용융된 마그네슘 용융금속을 생성하는 도가니로(100)와 다이캐스팅 성형장치(200) 사이에 배치되어, 도가니로(100)의 용해조(110)에서 용융된 마그네슘 용융금속(M)을 다이캐스팅 성형장치(200)에 정량 공급하는 전용의 장치이다.

상기 마그네슘 용융금속 공급장치(1)는, 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 마그네슘 용융금속이 저장된 도가니로(100)의 용해조(110) 내에 수용되게 설치되어, 마그네슘 용융금속을 배출구(11b)를 통해 토출하는 급탕펌프(10)와; 상기 급탕펌프(10)가 설치된 도가니로(100)에, 단부에 마련된 수두블럭(21)을 수직으로 진입시켜, 급탕펌프(10)의 배출구(11b)에서 적량 토출되는 마그네슘 용융금속을 다이캐스팅 성형장치(200)로 공급하는 탕도배관(20)을 포함한다.

상기 급탕펌프(10)는, 압출 실린더(11) 내에 배치된 피스톤의 승강에 의해 용해조(110)에서 용융된 마그네슘 용융금속을 압출 실린더(11) 내로 정량 유입한 다음, 압출 실린더(11) 내로 유입된 마그네슘 용융금속을 배출구(11b)로 토출하도록 구성된다.

본 실시예에서는 상기 급탕펌프(10)에 흡입구(11a)와 배출구(11b)를 택일적으로 개폐하는 로터리식 체크밸브(12)를 마련하여, 압출 실린더(11) 내로 마그네슘 용융금속을 유입하는 과정에서는 로터리식 체크밸브(12)는 흡입구(11a)를 개방하고 배출구(11b)를 폐쇄시켜 흡입구(11a)를 통해 압출 실린더(11) 내로 적량의 마그네슘 용융금속이 유입되도록 구성하고, 압출 실린더(11) 내로 유입된 마그네슘 용융금속을 배출구(11b)를 통해 토출하는 과정에서는 로터리식 체크밸브(12)는 흡입구(11a)를 폐쇄하고 배출구(11b)를 개방시켜 배출구를 통해 압출 실린더(11) 내로 유입된 마그네슘 용융금속이 토출되도록 구성한다.

따라서, 배출구(11b)를 통해 주기적으로 흡입구(11a)를 통해 정량 유입된 마그네슘 용융금속이 정량 토출되며, 상기 배출구(11b)를 통해 정량 토출 마그네슘 용융금속은 탕도배관(20)을 따라 다이캐스팅 성형장치(200)로 이송 및 공급된다.

이때, 상기 도가니로(100)의 용해조(110)에는 불활성 가스가 주입되어 마그네슘 용융금속의 산화를 방지하도록 한다.

한편, 본 발명에서는 이러한 마그네슘 용융금속 공급장치(1)를 구현함에 있어, 상기 마그네슘 용융금속에 수용된 급탕펌프(10)의 배출구(11b)와 탕도배관(20)을 용접 등을 통해 고정된 형태로 연결하지 아니하고 이들을 분리 구성하고 분리 구성된 급탕펌프의 배출구와 탕도배관 사이에 간소화된 연결구조를 형성하여, 추후 세척 등의 유지 보수가 요구되면 탕도배관(20)을 급탕펌프(10)에서 간편하게 분리하여 유지 보수하도록 한다.

이를 상술하자면 본 실시예에서는, 상기 급탕펌프(10)의 배출구(11b)에 상단에 안착홈부(31)가 요입되게 형성된 연결블럭(30)을 기립되게 배치하여, 탕도배관(20)의 단부에 형성된 수두블럭(21)이 연결블럭(30)의 상단에 형성된 안착홈부(31)에 안착되도록 한다.

이때, 상기 도가니로(100)에는 승강구(111)가 상하 관통되게 형성되어, 수두블럭(21)이 형성된 탕도배관(20)의 단부는 승강구(111)를 따라 도가니로(100)의 용해조(110) 내로 수직으로 진출입하도록 구성된다.

그리고, 상기 상호 밀착되는 연결블럭(30)의 안착홈부(31)와 탕도배관(20)의 수두블럭(21)은 도 3과 도 4에서 보는 바와 같이 상부에서 하부로 갈수록 점차 직경이 좁아지는 상광 하협한 테이퍼 형상으로 이루어져, 수직 하강하는 수두블럭(21)은 안착홈부(31)의 내벽에 간섭되면서 안착홈부(31)에 정 위치되도록 한다.

또한, 상기 연결블럭(30)은 우수한 내열성에 의해 열변형이 작은 주철재질 등으로 제작하고, 상기 탕도배관(20)은 우수한 내식성과 경량성이 확보된 스테인레스 스틸 재질로 제작하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 승강구(111)를 따라 단부를 진입시킨 탕도배관(20)은 도 2와 같이 도가니로(100)의 외측에 배치된 링크 지지암(120)에 의해 지지되어서 쳐짐 발생이 억제되도록 한다.

또한, 상기 탕도배관(20)의 수두블럭(21)이 안착되는 안착홈부(31)는 용해조(110) 내에서 용융된 마그네슘 용융금속의 수위보다 높게 형성되어, 마그네슘 용융금속에 의해 탕도배관(20), 및 탕도배관(20)의 단부에 설치된 수두블럭(21)의 직접적인 열화 발생이 억제되도록 한다.

그리고, 상기 탕도배관(20)의 상부에는 볼트 체결량의 변화에 따라 승강하는 볼트축(41)과 상기 볼트축(41)의 하단에 설치되어 탕도배관(20)을 하향 압착하는 압착판(42)을 포함하는 압착부(40)가 배치되어서, 연결블럭(30)의 안착홈부(31)에 수두블럭(21)을 안착시킨 탕도배관(20)은 압착부(40)를 통해 하향 압착되도록 한다.

이때, 볼트축(41)과 압착판(42) 사이에 스프링(43)을 배치하여 압착판(42)이 스프링(43)의 탄발력에 의해 하향 압착되도록 구성하면, 수두블럭(21)을 연결블럭(30)의 안착홈부(31)에 안착시킨 탕도배관(20)의 탄력적인 압착이 이룩된다.

따라서, 도가니로(100)의 승강구(111)를 통해 탕도배관(20)의 단부를 도가니로(100)의 용해조(110) 내로 수직 진입시키면 탕도배관(20)의 수두블럭(21)은 연결블럭(30)의 안착홈부(31)에 안착되고, 이 상태에서 압착부(40)의 압착판(42)에 의해 탕도배관(20)은 하향 압착되어서, 연결블럭(30)과 탕도배관(20)의 단부에 형성된 수두블럭(21)의 가압 밀착상태가 형성된다.

그리고, 압착판(42)을 통한 탕도배관(20)의 하향 압착상태를 해체한 다음, 탕도배관(20)을 연결블럭(30)에서 간편하게 해체시켜 탕도배관(20)의 세척을 포함하는 탕도배관(20)의 신속한 유지 및 보수가 가능하다.

특히, 탕도배관(20)의 단부에 설치된 수두블럭(21)은 마그네슘 용융금속 보다 높은 수위에 형성된 연결블럭(30)의 안착홈부(31)에 안착되어서 마그네슘 용융금속에 잠겨진 상태를 형성하지 아니하므로, 마그네슘 용융금속에 의한 탕도배관(20) 및 수두블럭(21)의 열화 발생이 억제된다.

이와 더불어, 본 실시예에서는 상기 연결블럭(30)의 상단에 탕도배관(20)의 내벽면에 밀착되는 보조관부(32)를 상향 연장되게 형성하여, 연결블럭(30)의 안착홈부(31)에 외벽면을 밀착시킨 수두블럭(21)의 내벽면에 연결블럭(30)에서 상향 연장되게 형성된 보조관부(32)가 밀착되도록 한다.

상기 연결블럭(30)의 상부에 상향 돌출되게 형성되는 보조관부(32)는 인서트 성형을 통해 연결블럭(30)에 일체로 성형되는 것이 바람직하다.

그리고, 재질은 스테인레스 스틸로 이루어진 탕도배관(20)보다 열 팽창률이 높은 동 등의 금속재질로 이루어져 연결블럭(30)을 통해 탕도배관(20)으로 유입되는 마그네슘 용융금속에 의해 열 확장되어서, 탕도배관(20)에 형성된 수두블럭(21)의 내벽면에 긴밀히 밀착되도록 한다.

또한, 상기 보조관부(32)에 중공의 열 팽창링(32a)을 형성하고 수두블럭(21)의 내벽면에 압입홈들을 대응되게 형성하면, 탕도배관(20)의 수두블럭(21)의 내경에 진입된 보조관부(32)는 각 열 팽창링(32a)을 수두블럭 내벽면에 형성된 압입홈(21a)에 압입시켜 단차구조로 수두블럭의 내벽면에 고착된다.

특히, 상기 보조관부(32)의 열 팽창링(32a)을 중공구조로 구성하고 열 팽창링(32a)의 중공부(32a-a) 내에 가스(G)를 충진하면, 가스(G)의 열 팽창력에 의해 열 팽창링(32a)의 보다 신속한 열 팽창이 이루어져, 수두블럭(21)의 내벽면과 보조관부(32) 사이의 보다 긴밀한 밀착상태가 형성된다.

이때, 가스가 충진되는 열 팽창링(32a)의 중공부(32a-a)에 격벽(32a-b)을 배치하여 격벽에 의해 중공부(32a-a) 내에 구획된 복수의 구획공간을 형성하고, 이들 각 구획공간에 가스(G)를 충진하면 구획공간의 개별 팽창에 의해 열 팽창링(32a)의 균일한 팽창이 이루어지므로, 국부적인 다과 팽창에 의해 열 팽창링(32a)의 형상 변형이나 파열 발생이 억제될 수 있다.

따라서, 상기 탕도배관(20)을 하강시켜 도 4a와 같이 수두블럭(21)을 연결블럭(30)의 안착홈부(31)에 안착시킨 다음 압착부(40)를 통해 탕도배관(20)을 하향 압착하면, 수두블럭(21)의 외벽면은 연결블럭(30)의 안착홈부(31)와 밀착되고, 수두블럭(21)의 내벽면은 연결블럭(30)에 상향 돌출되게 형성된 보조관부(32)에 의해 밀착되고, 이때 보조관부(32)에 형성된 열 팽창링(32a)은 수두블럭(21)의 내벽면에 형성된 압입홈(22)에 압입되어서 긴밀한 밀착상태를 형성한다.

이 상태에서, 급탕펌프(10)가 용해조(110) 내에 저장된 마그네슘 용융금속(M)을 토출하면 연결블럭(30)을 통해 고온의 용융금속이 탕도배관(20) 내로 유입되고, 이러한 과정에 도 4b와 같이 보조관부(32), 및 보조관부(32)에 형성된 열 팽창링(32a)은 열 팽창되어 수두블럭(21)의 내벽면에 보다 긴밀히 밀착된다.

그리하여, 상기 탕도배관(20)은 연결블럭(30)에 형성된 안착홈부(31a)를 통해 외벽면이 안정되게 밀착되고, 연결블럭(30)에 형성된 보조관부(32)를 통해 내벽면이 안정되게 밀착되어서, 급탕펌프(10)를 통해 정량 토출되는 마그네슘 용융금속은 누출 없이 다이캐스팅 성형장치(200)로 안정되게 정량 이송 및 공급된다.

이후, 상기 급탕펌프(10)를 통한 마그네슘 용융금속의 토출을 정지하면, 열팽창된 보조관부(32)는 냉각에 의해 열 수축되어 수두블럭(21)과의 밀착상태가 해체된다.

이 상태에서, 작업자는 압착부(40)를 통한 탕도배관(20)의 압착을 해제하고, 탕도배관(20)의 거상을 통해 수두블럭(21)을 연결블럭에서 간편하게 분리시켜 세척 등 탕도배관(20)의 유지 및 보수작업을 실시할 수 있다.

1. 마그네슘 용융금속 공급장치
10. 급탕펌프 11. 압출 실린더
11a. 흡입구 11b. 배출구
12. 로터리식 체크밸브
20. 탕도배관 21. 수두블럭
22. 압입링 30. 연결블럭
31. 안착홈부 32. 보조관부
32a. 열팽창링 32a-a. 중공부
32a-b. 격벽
33. 가스 40. 압착부
41. 볼트축 42. 압착판
43. 스프링
100. 도가니로 110. 용해조
111. 승강구 200. 다이캐스팅 성형장치

Claims

도가니로의 용해조 내에 수용되게 설치되어, 마그네슘 용융금속을 배출구를 통해 토출하는 급탕펌프와; 상기 급탕펌프가 설치된 도가니로에 단부에 형성된 수두블럭을 안착시켜, 급탕펌프의 배출구에서 적량 배출되는 마그네슘 용융금속을 다이캐스팅 장치로 이송 공급하는 탕도배관을 포함하며,
상기 급탕펌프의 배출구에는 상기 탕도배관의 수두블럭과 밀착되는 안착홈부가 상단에 요입되게 형성된 연결블럭이 기립되게 배치되고, 상기 연결블럭의 안착홈부에 수두블럭을 안착시킨 탕도배관을 하향 압착하는 압착판을 포함하는 압착부가 상기 탕도배관의 상부에 설치되어서,
상기 탕도배관의 단부에 설치된 수두블럭은 상기 압착부의 압착판에 의한 하향 압착에 의해 연결블럭의 안착홈부에 외벽면을 밀착시켜 연결되도록 구성되고,
상기 연결블럭의 상단에 형성되어 탕도배관의 수두블럭이 안착되는 연결블럭의 안착홈부는 용해조에 용융된 마그네슘 용융금속의 수위보다 높게 형성되어, 연결블럭의 안착홈부에 안착된 탕도배관 및 탕도배관의 단부에 설치된 수두블럭이 용융된 마그네슘 용융금속의 외부로 노출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 마그네슘 용융금속 공급장치.
삭제
제 1항에 있어서, 상기 연결블럭의 상단에는 상향 연장된 보조관부가 형성되어, 연결블럭의 안착홈부에 외벽면을 밀착시킨 수두블럭의 내벽면에는 보조관부가 밀착되도록 구성한 것을 특징으로 하는 마그네슘 용융금속 공급장치.