KR102084847B1

KR102084847B1 - 다량의 금속 칩을 안전하게 컨테이너로 집하시켜 재활용할 수 있도록 구축된 집진시설.

Info

Publication number: KR102084847B1
Application number: KR1020180057229A
Authority: KR
Inventors: 김철환
Original assignee: 김철환
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2020-03-04
Also published as: KR20190132040A

Abstract

본 발명은 금속 칩을 집진하기 위한 시설에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 설명하면 공작 기계가 금속 가공물을 가공할 때 발생하는 금속 칩을 외측으로 배출하는 배기관과, 상기 배기관에 연결된 만곡유로관과, 상기 만곡유로관에 복수의 이송관이 중첩된 상태로 연결되어 공작 기계의 움직임에 맞춰 그 길이가 조절되는 길이조절이송관과, 상기 길이조절이송관을 통해 이송된 금속 칩이 원심력에 의해 분리되면서 컨테이너로 집하시켜 주는 사이클론을 포함하여 이루어짐으로써, 공작 기계의 동작에 맞춰 이송관의 길이가 조절되면서 내측에 이송되는 금속 칩의 방향 및 그 속도가 변화되면서 안전하게 컨테이너로 집하시켜 용이하게 재활용할 수 있으면서 그 유지보수 비용을 최소화한 것을 특징으로 하는 집진시설에 관한 것이다.

Description

다량의 금속 칩을 안전하게 컨테이너로 집하시켜 재활용할 수 있도록 구축된 집진시설.{An facility for gathering the metal chips}

본 발명은 금속 칩을 집진하기 위한 시설에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 설명하면 고속 절단기 또는 가공기의 움직임에 맞춰 움직이면서 절단시 발생하는 다량의 금속 칩을 안전하게 컨테이너로 집하시켜 재사용할 수 있도록 구축된 집진시설에 관한 것이다.

일반적으로 집진기는 작업현장에 설치되어 실내의 공기 중에 포함되어 부유하는 먼지나 이물질 등을 포집하는 장치로써, 다량의 이물질이나 분진 등을 발생시키는 산업현장에서는 반드시 설치되어야 하는 시설이다.

그리고 상기 작업현장에는 다양한 종류의 공작 기계가 설치되어 있고, 특히 생산성 및 금속 가공물의 크기로 인해 일반 공작 기계에서 가공하기 어려운 대형 공작 기계가 설치되어 있기도 하다. 대표적으로 압출된 대형 금속 프레임을 절단하는 고속 절단기가 있으며, 상기 고속 절단기는 금속 가공물이 전후방향으로 길게 놓이는 테이블(table)에, 톱날이 형성된 가공툴(tool)이 전후방향으로 움직일 수 있게 결합되어 상하 전후방향으로 움직이면서 컨트롤박스(Control box)에 미리 입력된 프로그래밍에 맞춰 금속 가공물을 절단한다.

그리고 이러한 고속 절단기에 의해 금속 가공물이 절단될 때에는, 다량의 부스러기인 금속 칩(Chip) 또는 분진 등을 발생시키고, 상기 가공 툴이 전후 방향으로 움직임이면서 다량의 금속 칩과 분진 등을 넓게 확산시키면서 주변 바닥에 뿌려주는 것이다.

이때 비산된 금속 칩과 분진 등은 고속 절단기의 내부의 중요 구성 부품들 사이에 끼여져 가공시 기계의 오작동을 발생시키거나 혹은 정밀한 부품 들을 손상시킬 수 있음으로, 바로 금속 칩을 제거하여 주어야 하지만,

작업자가 테이블 위를 이동하면서 절단작업과 집진작업을 동시에 처리할 수 있는 것이 아닐 뿐만 아니라 잘못하면 고속 절단시 톱날에 의해 위험한 상황에 놓일 수도 있기 때문에, 대부분 금속 칩을 방치하여 놓았다가 일정량 이상 쌓이면 그때에서야 작업자가 적재된 금속 칩을 처리하였던 것이다.

그러나 금속 칩은 테두리가 매우 날카롭기 때문에 작업자가 처리하는 과정 중에 신체와 접촉하면서 피부가 찢어지거나 베이는 등의 사고가 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 금속 칩이 광물 특유의 성질로 인해 그 표면이 매끄러워 작업자가 테이블 위를 이동할 때 상기 금속 칩을 밟고 지나가면서 미끄러져 넘어지는 등의 사고가 빈번하게 발생할 수 있는 것이다.

더욱이 이러한 대형 고속 절단기를 사용하여 금속 가공물을 절단할 때에는 방대한 양의 금속 칩을 발생시키면서 이를 안전하게 수거하여 재활용하여 할 필요성이 요구되었던 것이다.

이에 종래의 공작 기계나 금속 절단기 일측에, 사이클론을 설치하는 한편 상기 금속 절단기 또는 공작 기계의 움직임에 맞춰 상하방향으로 혹은 전후방향으로 신장(伸張)되는 주름관을 설치하여, 흡입시 상기 금속 칩이 주름관을 통해 사이클론 하부에 위치한 컨테이너로 집하시키는 집진시설을 개발하였으나,

이럴 경우 상기 공작 기계의 종류에 따라 혹은 고속 절단기에 의해 발생한 금속 칩의 형상이, 양측단은 날카롭고 동심원으로 말려져 동전과 같은 형태를 이룸으로써,

도 1에 도시된 바와 같이, 흡입시 일부의 금속 칩(101)은 주름관(100)을 통해 사이클론 쪽으로 이동하지만 나머지는 플렉서블(Flexible)한 주름관(100)의 외벽에 박히거나 혹은 외벽을 뚫고 밖으로 나가버려 그 밀폐력을 훼손시켜 버리는 것이다.

따라서 관리자는 손상된 주름관(100)을 자주 교체하여야만 하는 불편함이 있고, 이로 인해 상당량의 유지보수 비용이 발생하는 문제점이 있었던 것이다.

KR

20-2008-0002124

U

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10-1384002

B1

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20-0473391

Y1

KR

20-0257475

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이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 고속 절단기로 금속 가공물을 가공할 때 발생하는 금속 칩이, 공작 기계 또는 고속 절단기의 움직임에 맞춰 움직이면서 안전하게 컨테이너로 집하시켜 재활용 수 있는 집진시설을 목적으로 하는 것이다. 즉, 본 발명은 잦은 교체의 불편함을 해소하면서 유지보수 비용을 최소화할 수 있는 집하시설을 목적으로 하는 것이다.

이를 위해 본 발명은 금속 가공물을 가공할 때 발생하는 금속 칩이 흡입되는 흡입구가 형성된 공작 기계에 경질의 배기관을 설치하고,

상기 배기관에 금속 칩이 꺾임되는 방향으로 이중으로 연속되게 만곡된 만곡유로관을 설치하는 한편,

상기 만곡유로관에는 서로 다른 직경으로 이루어진 복수의 이송관이 중첩되면서 그 길이가 조절되는 길이조절이송관을 형성하고,

상기 길이조절이송관에는 원심력에 의해 발생한 흡입력으로 금속 칩을 빨아들여 컨테이너로 집하시키는 사이클론을 설치하여,

공작 기계의 동작에 맞춰 이송관의 길이가 조절되면서 내측에 위치한 금속 칩의 방향 조절 및 속도 변화가 이루어지면서 안전하게 컨테이너로 집하되도록 한 것이다.

본 발명은 공작 기계의 움직임에 맞춰 이송관의 길이가 조절되면서 절단시 발생한 다량의 금속 칩이 안전하게 컨테이너로 집하시켜, 용이하게 재활용할 수 있게 되었다. 더불어 금속 칩에 의해 작업현장에서 발생할 수 있는 사고 발생률을 낮출 수 있게 되었다.

또한, 본 발명은 이송되는 금속 칩의 방향 및 속도 변화가 이루어지면서 안전하게 컨테이너로 집하됨으로써, 잦은 교체의 불편함을 해소하면서 그 유지보수 비용을 최소화할 수 있게 되었다.

도 1은 종래 집진시설의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 집진시설의 예시도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 집진시설의 예시도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 만곡유로관의 측면도 및 이의 확대단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 집진시설의 작동 상태도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 길이조절이송관의 단면도.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용은 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 공작기계를 중심으로 일측방향에 금속 프레임을 가공할 때 발생하는 금속 칩을 흡입하여 컨테이너로 집하시키는 집진시설의 모습을 보여주는 것이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 공작기계를 중심으로 타측방향에 금속 칩을 집하시키는 집진시설의 모습을 보여주는 것이다.

이를 참고하여 설명하면, 본 발명은 공작 기계(10)의 움직임에 맞춰 이송관(41,42,43)의 길이가 조절되면서 내측의 이송되는 금속 칩(2)의 방향 및 속도 변화에 의해 안전하게 컨테이너(60)로 집하(集荷)되어 용이하게 재활용할 수 있도록 하는 한편, 안전한 작업환경을 구축하면서 그 유지보수 비용을 최소화한 것으로써,

특히, 금속 가공물(1)을 가공할 때 발생하는 금속 칩(2)을 흡입하기 위한 흡입구(12a)가 형성된 공작 기계(10)를 설치한 상태에서,

상기 공작 기계(10) 외측에 흡입구(12a)와 연결되어 금속 칩(2)을 외부로 배출하기 위한 배기관(20)을 설치하고,

상기 배기관(20)의 타측에는 금속 칩(2)이 꺾임되는 방향으로 내측으로 만곡되게 휘어져 금속 칩(2)의 충돌을 최소화한 상태로 외측으로 흘러가도록 하기 위한 만곡유로관(30)을 설치하고,

상기 만곡유로관(30)의 타측에는 서로 다른 직경으로 이루어진 복수의 이송관(41,42,43)을 내경 안쪽으로 중첩되게 삽입하여 공작 기계(10)의 전후 방향으로의 움직임에 맞춰 당김되면서 그 길이가 늘어나거나 혹은 밀어 넣어지면서 그 길이가 줄어드는 길이조절이송관(40)을 설치하고,

상기 길이조절이송관(40)의 타측에는 선회하는 금속 칩(2)이 원심력에 의해 분리되면서 하부의 컨테이너(60)로 집하(集荷)되게 하는 사이클론(50)을 포함하여 이루어지는 집진시설을 설치하여,

공작 기계(10)의 동작에 맞춰 이송관(41,42,43)의 길이가 조절되면서 내측에 위치한 금속 칩(2)의 이송방향 및 속도 변화가 이루어지면서 안전하게 컨테이너(60)로 집하(集荷)되도록 하는 것이다.

그리고 이러한 집진시설의 길이조절이송관(40)의 하부에는, 복수의 지주에 의해 받침 고정되는 지주대(70)를 설치할 수도 있는 것이다.

이하, 각각의 구성요소에 대해 좀 더 상세히 설명하면, 상기 공작 기계(10)는, 컨트롤박스(14)에 입력된 프로그래밍에 맞춰 가공 툴이 전후 방향으로 움직이면서 테이블(13) 위에 놓인 대형 금속 가공물(1)을 절단하는 장치이다. 대표적으로 고속 절단 장치가 있나, 이에 한정하지는 않다.

그리고 이러한 공작 기계(10)에는 가공 후 주변에 쌓인 금속 칩(2)을 별도로 흡입하여 배기관(20)으로 배출할 수 있게 구성할 수도 있지만, 가공툴(tool) 테두리에 길이조절되는 흡입관(12)을 설치하여 상기 가공 툴(tool)의 움직임에 맞춰 흡입관(12)의 길이가 늘어나면서 혹은 줄어들면서 내측의 흡입구(12a)를 통해 일측방향으로 배출하는 흡입관(12)을 설치하고, 실시 예에 따라서는 상기 흡입관(12)과 연결되어 타측 방향으로 금속 칩(2)을 배출하는 연결관(15)을 포함하여 이루어질 수도 있다.

또한, 배기관(20)은 흡입관(12) 또는 연결관(15)에 연결되어 공작 기계(10)의 금속 칩(2)을 외부로 배출하기 위한 것으로써

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 흡입관(12) 또는 연결관(15)으로부터 연장되는 한편, 배출시 내측이 손상되지 않도록 하기 위하여 금속재질로 만곡된 엘보우관(21)을 설치하고, 상기 엘보우관(21)의 플렌지에는 상방향으로 직립된 직립관(22)을 설치하는 한편, 상기 직립관(22)의 플렌지에는 만곡유로관(30)을 설치하는 것이다.

이때의 만곡유로관(30)은 복수의 만곡된 유로관(31,32,33,34)을 통해 금속 칩(2)이 꺾임되는 방향으로 휘어지면서 최대한 충돌없이 측방향으로 흘려주기 위한 것으로써,

특히 직립관(22)에 의해 우측 하?항에서 올라온 금속 칩(2)을 내측 상부에 충돌시켜 측방향으로 흘려주기 위한 제1만곡관(31)을 설치하고,

상기 제1만곡관(31)의 끝단에는 좌측 하방향으로 휘어지면서 상기 제1만곡관(31) 상부에 충돌한 금속 칩(2)이 최대한 충돌없이 제2만곡관(32)을 통과하도록 꺽임되는 방향으로 휘어져 있는 제2만곡관(32)을 설치하고,

상기 제2만곡관(32)의 끝단에는 우측 하방향으로 만곡되게 휘어지면서 제2만곡관(32)을 통과한 금속 칩(2)이 경사지게 충돌하면서 내벽이 손상되는 것을 최소화하면서 길이조절이송관(40) 쪽으로 흘려주기 위한 제3만곡관(33)을 설치하고,

상기 제3만곡관(33)의 끝단에는 좌측 상방향으로 휘어지면서 길이조절이송관(40)에 연결되는 제4만곡관(34)을 설치하여, 상기 재3만곡관(33)에 충돌한 금속칩(2)이 최대한 충돌없이 길이조절이송관(40) 쪽으로 흘러가도록 하기 위한 것이다.

그리고 이러한 만곡유로관(30)은 공작 기계(10) 또는 집진시설의 규모에 따라 또 다른 만곡관을 연결하거나 혹은 제4만곡관(34)을 제거하고 길이조절이송관(40)과 연결할 수도 있는 것이다.

이때의 길이조절이송관(40)은 서로 다른 직경으로 이루어진 복수의 이송관(41,42,43,44)을 내경 안쪽에 중첩되게 삽입하여 공작 기계(10)의 움직임에 맞춰 당김/밀림되면서 그 길이가 다단 연장되거나 축소되게 구성한 것으로써,

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 만곡유로관(30)과 연결되어 공작 기계(10)의 움직임에 맞춰 1차적으로 전진 또는 후진 이동하는 제1이송관(41)을 설치하고,

상기 제1이송관(41) 외측에 상기 제1이송관(41)보다 상대적으로 더 큰 직경으로 혹은 상기 제1이송관(41) 내측에 상기 제1이송관(41)보다 상대적으로 더 작은 직경으로 중첩되게 끼워지는 제2이송관(42)을 설치하여, 상기 제1이송관(41)의 후단에 형성된 부싱(41a)에 의해 제2이송관(42)의 부싱(42a)이 당김되거나 혹은 밀림되면서 2차적으로 제2이송관(42)이 전진 또는 후진 이동하게 구성하는 것이다.

더불어 후단은 사이클론(50)에 연결되고 선단은 제2이송관(42)의 부싱(42a)에 걸림되는 부싱이 형성된 제3이송관(43)을 상기 제2이송관(42) 보다 상대적으로 더 큰 직경으로 혹은 더 작은 직경으로 중첩되게 끼움 설치함으로써,

공작 기계(10)의 움직임에 맞춰 중첩된 이송관들(41,42,43)이 하나씩 돌출되면서 그 길이가 연장되거나 혹은 축소되도록 구성하는 것이다.

이때 각 이송관(41,42,43)의 선단 또는 후단에 형성된 부싱(41a,42a)에는, 도 6에 도시된 바와 같이 각각의 이송관(41,42)이 전진 또는 후진할 때 발생하는 마찰력을 최소화하기 위하여 각각 부싱(41a,42a) 내측에 링 형상으로 내입된 복수의 내입홈(41b,42b)을 형성한다.

그리고 이러한 길이조절이송관(40)은, 공작 기계(10) 또는 집진시설의 규모에 따라 또 다른 이송관을 추가로 더 연결하거나 혹은 제3이송관을 제거하고 사이클론에 연결할 수도 있는 것이다.

또한, 상기 사이클론(50)은 길이조절이송관(40)과 연결되는 원통부 상단에 격벽에 의해 둘러 쌓인 배출관을 형성하고, 상기 원통부 하단에는 격벽보다 더 길게 하방향으로 돌출된 원뿔부를 형성하여,

길이조절이송관(40)을 통해 원통부 안쪽으로 유입된 유체로부터 원심력에 의해 금속 칩(2)이 분리되었을 때 무거운 금속 칩(2)은 하방향에 위치한 컨테이너(60)로 집하되고, 가벼운 유체는 반전상승하여 원통부 상단에 형성된 배출관을 통해 밖으로 나가게 구성하는 것이다.

따라서 본 발명은 공작 기계(10)의 움직임에 맞춰 이송관(41,42,43)의 길이가 조절되면서 절단시 발생한 다량의 금속 칩(2)이 안전하게 컨테이너(60)로 집하(集荷)되어 용이하게 재활용할 수 있게 되는 것이고, 특히 금속 칩(2)에 의해 작업현장에서 발생할 수 있는 사고 발생률을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 잦은 교체의 불편함을 해소하여 그 유지보수 비용을 낮출 수 있는 것이다.

지금까지 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참고하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형 및 균등이론에 의해 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1:금속 가공물 2:금속 칩
10:공작기계 11:톱날
12:흡입관 12a:흡입구
13:테이블 14:컨트롤러
15:연결관 20:배기관
21:엘보우관 22:직립관
30:만곡유로관 31:제1만곡관
32:제2만곡관 33:제3만곡관
34:제4만곡관 40:길이조절이송관
41:제1이송관 41a:부싱
41b:내입홈 42:제2이송관
42a:부싱 42b:내입홈
43:제3이송관
50:사이클론 60:컨테이너
70:지주대 100:주름관
101:금속 칩

Claims

금속 가공물(1)을 가공할 때 발생하는 금속 칩(2)이 흡입되는 흡입구(12a)가 형성된 공작 기계(10)와,
상기 공작 기계(10)의 흡입구(12a)와 연결되는 경질의 배기관(20)과,
상기 배기관(20)에는 금속 칩(2)이 꺾임되는 방향으로 휘어지면서 내측에 이송되는 금속 칩(2)이 완만하게 측방향으로 흘러가도록 하기 위한 만곡유로관(30)과,
상기 만곡유로관(30)에 서로 다른 직경으로 이루어진 복수의 이송관(41,42,43)이 중첩된 상태로 끼움 설치되어 공작 기계(10)의 움직임에 맞춰 당김되면서 혹은 밀림되면서 그 길이가 조절되는 길이조절이송관(40)과,
상기 길이조절이송관(40)에 이송된 금속 칩(2)이 원심력에 의해 분리되면서 하부의 컨테이너(60)로 집하(集荷)시켜 재활용할 수 있게 해주는 사이클론(50)을 포함하여 이루어져,
공작 기계(10)의 동작에 맞춰 길이조절이송관의 길이가 조절되면서 이송되는 금속 칩(2)의 방향 및 속도가 변화하면서 안전하게 컨테이너(60)로 집하(集荷)되어 용이하게 재활용할 수 있는 것을 특징으로 하는 집진시설.
제1항에 있어서,
상기 배기관(20)은 공작 기계의 흡입구와 연결되는 만곡된 금속재질이 엘보우관(21)을 설치하고, 상기 엘보우관(21)의 플렌지에는 상방향으로 직립된 직립관(22)을 설치하는 한편, 상기 직립관(22)의 플렌지에는 만곡유로관(30)을 연결하여 설치한 것을 특징으로 하는 집진시설
제2항에 있어서,
상기 만곡유로관(30)은 직립관(22)에 의해 하?항에서 올라온 금속 칩(2)을 만곡된 내측 상부에 충돌시켜 측방향으로 흘려주기 위한 제1만곡관(31)을 설치하고,
상기 제1만곡관(31)의 끝단에는 상기 제1만곡관(31)이 하방향에서 올라온 금속 칩을 측방향으로 흘려 줄 때에 금속 칩(2)이 꺽임되는 방향으로 휘어져 제3만곡관(33)으로 금속 칩을 유도하는 제2만곡관(32)을 설치하고,
상기 제2만곡관(32)의 끝단에는 제2만곡관(32)을 통과한 금속 칩(2)이 경사지게 충돌하면서 길이조절이송관(40)쪽으로 흘려주기 주기 위해 휘어져 있는 제3만곡관(33)을 설치하고,
상기 제3만곡관(33)의 끝단에는 길이조절이송관(40)과 만곡되게 연결된 제4만곡관(34)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 집진시설.
제3항에 있어서
상기 만곡유로관(30)은 공작 기계(10) 또는 집진시설의 규모에 따라 제4만곡관(34) 끝단에 또 다른 만곡관을 연결하거나 혹은 제4만곡관(34)을 제거하고 길이조절이송관(40)과 연결한 것을 특징으로 하는 집진시설
제3항에 있어서,
상기 길이조절이송관(40)은 만곡유로관(30)과 연결되어 공작 기계(10)의 움직임에 맞춰 1차적으로 전진 또는 후진 이동하는 제1이송관(41)을 설치하고,
상기 제1이송관(41) 외측에는 상기 제1이송관(41)보다 상대적으로 더 큰 직경으로 혹은 상기 제1이송관(41) 내측에 상기 제1이송관(41)보다 상대적으로 더 작은 직경으로 중첩되게 끼움되는 제2이송관(42)을 설치하여,
제1이송관(41)의 후단에 형성된 부싱(41a)에 의해 제2이송관(42)의 부싱(42a)이 당김되거나 혹은 밀림되면서 제1이송관 이동 후 제2이송관(42)이 2차적으로 전진 또는 후진 이동하는 것을 특징으로 하는 집진시설
제5항에 있어서,
상기 제1이송관과 제2이송관의 선단 또는 후단에 형성된 부싱(41a,42a)에는, 전진 또는 후진할 때 발생하는 마찰력을 감소시키기 위하여 각각 부싱(41a,42a) 내측에 링 형상으로 내입된 복수의 내입홈(41b,42b)을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 집진시설.