KR101420679B1 - 스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개 제작을 위한 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치 - Google Patents

스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개 제작을 위한 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개 제작을 위한 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치에 관한 것으로서,
자체 내에 형틀 변경 수단이 구비된 본 발명의 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치를 사용하여 다수의 단위 스크류 플라이트 날개를 성형한 다음 이들을 파이프 둘레에 길이 방향을 따라 주기적으로 반복 용접해 나감으로써 하나의 스크류 플라이트 날개를 완성하게 되는 신개념의 기계 장치, 즉 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치를 개발함으로써,
스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개를 제작함에 있어 스크류 펌프 규격별 다양한 종류의 스크류 플라이트 날개를 정확하고도 용이하게 제작해 낼 수 있다.

Description

스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개 제작을 위한 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치{unit screw flight vane forming apparatus for making screw flight vane of screw pump}
본 발명은 스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개 제작을 위한 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 스크류 플라이트 날개를 제작함에 있어 스크류 펌프 규격별 다양한 종류의 스크류 플라이트 날개를 정확하고도 용이하게 제작해 낼 수 있는 단일 기계 장치로서의 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치에 관한 발명이다.
하수종말처리장이나 폐수처리장 유입부 바닥에서 퍼올린 슬러지 등의 하·폐수를 후속 공정으로 운송하는 데는 스크류 펌프를 사용한다.
스크류 펌프는 기본적으로 스크류 플라이트 날개를 필요로 하는데, 스크류 플라이트 날개는 하나의 파이프와 해당 파이프의 길이 방향을 따라 나선상으로 감겨 용접된 스크류 플라이트 날개를 포함하여 구성된다.
스크류 펌프는 상기와 같은 구성의 스크류 플라이트 날개 일측단에 모터가 결합된 구조로서, 하·폐수 처리장의 하·폐수뿐 아니라 고형물, 고형 슬러지, 토사 등의 운송에도 널리 사용되는 기계 장치이다.
상기 스크류 플라이트 날개는 제작 대상 스크류 펌프 규격에 맞춰 일정 폭의 긴 강판을 잘라내는 절단 공정과, 잘라낸 강판을 나선상으로 감아 스크류 플라이트 날개 형상을 만드는 감기 공정과, 파이프와 스크류 플라이트 날개를 상호 용접하여 스크류 플라이트 날개로 완성하는 용접 공정을 거쳐 제작되는데, 상당한 두께 및 폭의 강판을 설계상의 특정 형상으로 감아 나가는 작업이 매우 어려운 작업임은 해당 분야에 널리 알려진 사실이다.
작업 자체가 어려워 과다할 정도의 공수 투입 및 불량 발생이 불가피할 뿐 아니라, 제작 대상 스크류 펌프 규격별로 독립적 작업 설비를 갖추어야 하는 등, 작업 준비 단계에 투입되는 시간 및 자재 또한 심각한 고려 대상이 되고 있다.
본 발명은 종래의 심각한 상황 또는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개를 제작함에 있어 스크류 펌프 규격별 다양한 종류의 스크류 플라이트 날개를 정확하고도 용이하게 제작해 낼 수 있는 단일 기계 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 있어서는 상기와 같은 목적 달성을 위하여 종래와는 다른 새로운 개념의 프레스 장치, 즉 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치를 제시한다.
본 발명에 있어 중요한 의미를 갖는 "단위 스크류 플라이트 날개" 의 개념을 우선 설명하면 아래와 같다.
직립 상태의 스크류 플라이트 날개를 임의 평면으로 절단한 상태를 평면도로 나타낸 도 1, 즉 단위 스크류 플라이트 날개 개념도에서 알 수 있듯이, 스크류 플라이트 날개(100)는 공간상으로 비틀리되 평면도상으로는 도넛 형상을 이루는 원판(110)이 중심축(120) 둘레에 길이 방향을 따라 주기적으로 반복 용접되어 이루어진 것이다.
주기적으로 반복되는 상기 원판(110)은 임의의 동일 면적 구간으로 분할할 경우(도 1 에 있어서는 5 개 구간으로 분할한 경우를 예로 하여 나타냄), 각각의 부채꼴 형상 판(P)은 전체적 비틀림 곡률까지 완전 동일함은 물론 이들 비틀린 부채꼴 형상 판(P)이 모여 결국 하나의 스크류 플라이트 날개를 완성하게 될 것인바, 본 발명에 있어서는 이들 비틀린 부채꼴 형상 판(P)을 스크류 플라이트 날개 최소 구성 단위라는 의미로 단위 스크류 플라이트 날개라 명명한다. (이하 "단위 스크류 플라이트 날개(P)" 라 함)
본 발명의 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치는 상기와 같은 의미의 단위 스크류 플라이트 날개를 성형하는 장치, 즉 프레스 장치이다.
상기와 같은 관점에서 본 발명의 과제 해결 수단을 정리하자면, 본 발명의 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치를 사용하여 다수의 단위 스크류 플라이트 날개를 성형한 다음 이들을 파이프 둘레에 길이 방향을 따라 주기적으로 반복 용접해 나가면 하나의 스크류 플라이트 날개가 완성되는 것이다.
본 발명의 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치는 자체 내에 형틀 변경 수단이 구비된 특징적 구조인 결과, 단일 기계 장치로써 제작 대상 스크류 펌프 규격별 다양한 종류의 스크류 플라이트 날개를 제작해 낼 수 있다.
상기와 같이, 본 발명에 따르면, 스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개를 제작함에 있어 스크류 펌프 규격별 다양한 종류의 스크류 플라이트 날개를 정확하고도 용이하게 제작해낼 수 있다.
앞서 설명한 바의 종래 스크류 플라이트 날개 제작 공정과 비교할 때, 본 발명에 따른 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치를 사용함에 따른 공수 절감 효과, 불량 감소 효과 및 관련 경제적 효과는 매우 크다.
그에 덧붙여, 형틀 변경 수단을 자체 구비함에 따라 스크류 펌프 설계 사양 변경에 즉시 대응할 수 있어서 작업 준비 단계에서의 시간 및 자재 투입이 거의 불필요한 점까지를 고려할 때, 본 발명의 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치로 인한 효과는 가히 대단한 수준에 이를 것이다.
도 1 은 본 발명에 있어 단위 스크류 플라이트 날개의 개념을 설명하기 위한 도면,
도 2 는 본 발명 실시예에 따른 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치의 정면도,
도 3 은 상기 실시예에 따른 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치의 평면도,
도 4 는 상기 도 3 에 있어서의 A-A선 단면도,
도 5 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치를 나타내는 정면도이다.
이하 본 발명 실시예의 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
본 발명 실시예에 따른 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치의 정면도 및 평면도인 도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이, 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치는 바닥면(11) 위에 직립 고정된 일련의 지주들(12)과, 이들 지주(12) 사이를 연결하는 가로대(13)를 포함하는 프레임(10)과; 상기 바닥면(11) 위에 직경 방향 간격을 두고 직립 배치된 두 개의 곡면 판으로서 다수의 수직 긴 구멍들(H1, H2)이 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 내측 곡면 판(21) 및 외측 곡면 판(22)과, 이들 곡면 판(21, 22) 사이를 연결하는 연결 봉(23)과, 상호 마주보는 한 조의 수직 긴 구멍들(H1, H2)을 관통하는 형태로 삽입된 다수의 형틀 역할 환봉들(24)을 포함하는 하부 형틀 조합(20)과; 상기 가로대(13) 위에 수직 하향 고정된 고압 실린더(30)와; 상기 내측 곡면 판(21)의 직경 보다 크고 외측 곡면 판(22)의 직경 보다 작은 직경을 갖는 한편 직경 방향 간격을 두고 직립 배치된 다수의 단위 곡면 판들(41)과, 이들 단위 곡면 판들(41)의 상단부를 일체로 결합하는 연결 부재(42)를 포함하며, 상기 고압 실린더(30)로부터 하향 돌출된 실린더 로드(31) 선단에 상기 연결 부재(42) 상단이 결합된 구조의 상부 형틀 조합(40)과, 상기 고압 실린더(30)와 유체 연결된 작동 제어부(50)를 포함하여 구성된다.
상기 고압 실린더(30) 상단부에 연결된 것은 유체 공급관(T1), 하단부에 연결된 것은 유체 배출관(T2)이며, 실시예의 경우에 있어 이들 유체 공급 및 배출관 내부를 흐르는 작동 유체는 유압 오일이다.
상기 작동 제어부(50) 내부에 오일 탱크, 유압 펌프 및 컨트롤 박스(외부 전원과 연결됨)가 장치되어 있음은 물론이다.
본 발명은 상기 작동 유체를 유압 오일로 한정하지는 않는바, 경우에 따라서는 상기 유압 펌프를 에어 컴프레서로 대체함으로써 작동 유체를 에어로 변경해도 무방하다.
도시한 바와 같이, 상기 내측 곡면 판(21)과 외측 곡면 판(22) 중 적어도 어느 하나에 형성된 수직 긴 구멍들(H1, H2)의 하단 인접 하방에는 수평 판들(Q)이 각각 용접되어 있으며, 이들 수평 판(Q)을 상하로 관통하는 형태의 조절 볼트들(A)이 수직 상향으로 끼워져 있다.
이들 조절 볼트(A)는 수직 긴 구멍들(H1, H2)을 관통하는 상기 형틀 역할 환봉(24)의 높이, 즉 수직 위치를 조절하기 위한 것으로서, 제작 대상 스크류 펌프 규격별로 형틀 역할 환봉 각각의 높이가 정해져 있다. (작업 표준서 형식으로 작성되어 있음)
다시 말하자면, 상기 조절 볼트들(A)은 형틀 변경 수단으로서, 제작 대상 스크류 펌프 규격이 결정되면, 그에 맞는 상부 형틀 조합(40)을 실린더 로드(31) 하단에 결합하는 한편 작업 표준서에 따라 상기 각각의 조절 볼트(A) 높이를 조절함으로써 단위 스크류 플라이트 날개 성형 작업 준비를 간단히 끝낸다.
도시한 바의 실시예에 있어서는 조절 볼트들(A)이 내측 곡면판(21)에만 구비되어 있으나, 규격 변경에 효과적으로 대응하기 위하여 외측 곡면 판(22)에 함께 구비되어도 무방하다.
도 2 에 나타낸 바의 상태는 실린더 로드(31)가 하강하지 아니한 상태, 즉 프레스 미작동 상태로서, 상부 형틀 조합(40)과 하부 형틀 조합(20) 사이에 충분한 공간이 형성되어 있다.
이 작업 공간 사이에 부채꼴 형상의 철판 소재(도 3 상의 이점쇄선 표시부)를 올려놓은 다음 상기 고압 실린더(30)를 작동시켜 실린더 로드(31) 및 상부 형틀 조합(40)을 하강시키면, 상부 형틀 조합(40)의 하단면(엄밀히 말하자면, 다수의 단위 곡면 판들(41)의 하단 윤곽선들이 모여 이루게 되는 하나의 가상 곡면)과 형틀 역할 환봉들(24) 사이에 놓인 철판 소재가 상기 단위 스크류 플라이트 날개(P)(도 1 참조)의 형상, 즉 나선상으로 비틀려 변형을 일으킨다.
정확한 곡면 형성을 위하여, 상기 상부 형틀 조합(40)의 하단면은 단위 스크류 플라이트 날개(P)와 동일한 곡률을 갖는 한편 위치 조절 후 상기 조절 볼트들(A)은 곡선을 이루며 배열된다.
도시한 바와 같이, 상기 형틀 역할 환봉(24)의 일측단에는 걸림 판(R)이 용접된 결과, 수직 긴 구멍(H2)을 통과하여 흘러내리지 않고 설계상의 상태를 시종 유지하게 된다.
상기 걸림 판(R)의 형상 또는 걸림 구조가 도시한 바의 형상 및 구조로 한정되지 않음은 물론이다.
상기 도 3 에 있어서의 A-A선 단면도인 도 4 는 상기와 같은 변형 과정이 이루어지는 순간을 나타내는바, 상기와 같은 변형 과정을 거쳐 상부 형틀 조합(40)과 하부 형틀 조합(20) 사이에서 하나의 단위 스크류 플라이트 날개(P)가 성형 완료된다.
다수의 단위 스크류 플라이트 날개(P)가 완성되고 나면, 이들을 중심축 둘레에 길이 방향을 따라 반복 용접해 나가면 하나의 스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개가 완성되는바, 종래와 비교할 때 그 작업이 매우 용이하고 제작 정확도가 우수함은 앞서 언급한 바 있다.
한편, 미설명 도면 부호 "B" 는 부품들 간 상호 체결을 위한 볼트를 나타낸다.
도 5 는 본 발명에 따른 다른 실시예의 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치를 나타내는 정면도로서, 수직 긴 구멍들(H2)의 상단부를 외측 곡면 판(22)의 상단까지 연장하여 개방한 경우이다.
이 경우는 형틀 역할 환봉들(24)을 각각의 수직 긴 구멍(H2)에 넣고 빼기 용이하도록 함을 목적으로 한다.
10 : 프레임 20 : 하부 형틀 조합
21 : 내측 곡면판 22 : 외측 곡면판
24 : 형틀 역할 환봉 30 : 고압 실린더
40 : 상부 형틀 조합 41 : 단위 곡면 판
50 : 작동 제어부 A : 조절 볼트

Claims (4)

  1. 바닥면(11) 위에 직립 고정된 일련의 지주들(12)과, 이들 지주(12) 사이를 연결하는 가로대(13)를 포함하는 프레임(10)과; 상기 바닥면(11) 위에 직경 방향 간격을 두고 직립 배치된 두 개의 곡면 판으로서 다수의 수직 긴 구멍들(H1, H2)이 원주 방향을 따라 일정 간격으로 형성된 내측 곡면 판(21) 및 외측 곡면 판(22)과, 이들 곡면 판(21, 22) 사이를 연결하는 연결 봉(23)과, 상호 마주보는 한 조의 수직 긴 구멍들(H1, H2)을 관통하는 형태로 삽입된 다수의 형틀 역할 환봉들(24)을 포함하는 하부 형틀 조합(20)과; 상기 가로대(13) 위에 수직 하향 고정된 고압 실린더(30)와; 상기 내측 곡면 판(21)의 직경 보다 크고 외측 곡면 판(22)의 직경 보다 작은 직경을 갖는 한편 직경 방향 간격을 두고 직립 배치된 다수의 단위 곡면 판들(41)과, 이들 단위 곡면 판들(41)의 상단부를 일체로 결합하는 연결 부재(42)를 포함하며, 상기 고압 실린더(30)로부터 하향 돌출된 실린더 로드(31) 선단에 상기 연결 부재(42) 상단이 결합된 구조의 상부 형틀 조합(40)과, 상기 고압 실린더(30)와 유체 연결된 작동 제어부(50)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개 제작을 위한 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내측 곡면 판(21)과 외측 곡면 판(22) 중 적어도 어느 하나에 형성된 수직 긴 구멍들(H1, H2)의 하단 인접 하방에는 수평 판들(Q)이 각각 용접되어 있으며, 이들 수평 판(Q)을 상하로 관통하는 형태의 조절 볼트들(A)이 수직 상향으로 끼워진 것을 특징으로 하는 스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개 제작을 위한 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 형틀 역할 환봉(24)의 일측단에는 걸림 판(R)이 용접된 것을 특징으로 하는 스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개 제작을 위한 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 수직 긴 구멍들(H2)의 상단부를 외측 곡면 판(22)의 상단까지 연장하여 개방한 것을 특징으로 하는 스크류 펌프용 스크류 플라이트 날개 제작을 위한 단위 스크류 플라이트 날개 성형 장치.

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