KR102100434B1 - 원심 분리형 절삭유 여과 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절삭유를 수용하는 내부 공간을 구비하고, 절삭유를 수용하는 내부 공간을 구비하는 몸체와 상기 몸체의 상방으로 개방되는 개구를 구비하고, 회전 구동되는 원통형의 원심 분리유닛; 상기 몸체의 내주면을 따라 상기 개구까지 나선형으로 연장되어 회전 구동되는 스크류를 구비하고 상기 스크류는 회전 구동 시에 상기 절삭유로부터 분리된 이물질을 상승시켜 상기 원심 분리유닛 밖으로 배출하는 이물질 제거유닛; 및 상기 원심 분리유닛 및 상기 이물질 제거유닛을 구동하는 구동 유닛;을 포함하고, 상기 스크류는, 상기 몸체의 내주면을 향하는 일측면의 반대면인 타측면이 더 높게 형성되어 상기 스크류에 위치하는 상기 이물질이 상기 이물질 제거유닛의 원심력에 의해 상기 개구로 자동 배출되도록 하는, 원심 분리형 절삭유 여과 장치에 관한 것이다.

Description

원심 분리형 절삭유 여과 장치{DEVICE FOR FITERING CUTTING OIL WITH CENTRIFUGATION TYPE}
본 발명은 원심 분리형 절삭유 여과 장치에 관한 것이다.
일반적으로 모든 기계들은 가공을 통해서 완성된다. 기계 가공은 주조, 단조 등으로 만든 기계부품을 가공하는 공정을 통칭하며 이에 이용되는 대표적인 기계로 공작기계가 있다.
공작 기계는 기계부품을 절삭, 연삭 등의 방식으로 가공하여 기계의 형상을 구현할 수 있다. 이러한 공작 기계의 절삭, 연삭 가공 시에는 금속 간의 마찰에 의한 발열 및 가공 부산물인 절삭칩(Chip)이 발생된다.
과도한 발열의 발생 시에는 가공 대상 부품 및 장비에 손상을 발생할 수 있고, 절삭칩의 발생에 따라 가공 정밀도가 저하되거나 칩 일부가 공구 날끝에 용착하는 구성인선(Build-Up Edge)이 발생하는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해소하기 위해서, 기계 가공 시 절삭유(Cutting Oil)을 공급하는 것이 일반적이다. 절삭유는, 광유, 유화제, 극압제, 합성 유화제, 및 유성제 등을 포함할 수 있다.
이때, 절삭유의 공급은 기계 가공 시 지속적으로 이루어질 필요가 있다. 따라서, 새로운 절삭유를 계속 공급하는 경우 생산 비용이 증가되는 문제가 발생하므로, 사용된 절삭유를 재활용하는 절삭유 순환 방식이 기계 가공 시스템에 포함되는 것이 일반적이다.
기계 가공 장치에서 사용된 절삭유에는 절삭칩이 혼합되므로, 절삭유의 재사용을 위해서는 혼합된 절삭칩과 같은 이물질을 제거하는 공정을 필요로 한다.
기존에는, 해당 이물질을 절삭유에서 제거하기 위해 부직 필터를 이용해 절삭유에 함침된 이물질을 여과 시키는 공정이 적용되었다.
하지만, 부직 필터를 이용한 공정은 이용 횟수가 일정 횟수를 초과하는 경우, 이물질이 부직 필터에 흡착되어 필터가 막히는 경우가 빈번히 발생되고, 이에 딸 필터를 자주 교체해야하므로, 유지보수 비용이 증가하는 문제점을 여전히 갖고 있다.
본 발명의 목적은 유지보수 비용의 증가없이 지속적으로 절삭유에 포함된 이물질에 대한 여과가 가능한 원심 분리형 절삭유 여과 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 관련된 원심 분리형 절삭유 여과 장치는, 절삭유를 수용하는 내부 공간을 구비하고, 절삭유를 수용하는 내부 공간을 구비하는 몸체와 상기 몸체의 상방으로 개방되는 개구를 구비하고, 회전 구동되는 원통형의 원심 분리유닛; 상기 몸체의 내주면을 따라 상기 개구까지 나선형으로 연장되어 회전 구동되는 스크류를 구비하고 상기 스크류는 회전 구동 시에 상기 절삭유로부터 분리된 이물질을 상승시켜 상기 원심 분리유닛 밖으로 배출하는 이물질 제거유닛; 및 상기 원심 분리유닛 및 상기 이물질 제거유닛을 구동하는 구동 유닛;을 포함하고, 상기 스크류는, 상기 몸체의 내주면을 향하는 일측면의 반대면인 타측면이 더 높게 형성되어 상기 스크류에 위치하는 상기 이물질이 상기 이물질 제거유닛의 원심력에 의해 상기 개구로 자동 배출되도록 할 수 있다.
여기서, 상기 스크류는, 상기 몸체의 내부 공간에서 내주면을 향해 제1 각도로 경사지고, 상기 개구에서는 상기 제1 각도보다 더 큰 제2 각도로 경사지도록 형성될 수 있다.
여기서, 상기 구동 유닛은, 상기 원심 분리유닛에 결합되는 분리 회전축; 상기 스크류에 결합되는 스크류 회전축; 및 상기 분리 회전축 및 상기 스크류 회전축과 각각 연결되어 회전력을 인가하는 회전 모터;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 구동 유닛은, 상기 분리 회전축에 구비되는 회전 풀리; 상기 스크류 회전축에 구비되며 상기 회전 풀리보다 작은 직경을 갖는 스크류 풀리; 상기 회전 모터에 의해 회전되는 모터 회전축; 상기 모터 회전축과 상기 회전 풀리 및 상기 스크류 풀리를 각각 연결하는 복수의 회전 벨트;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 원심 분리유닛의 하부를 지지하도록 형성되는 지지 유닛를 더 포함하고, 상기 분리 회전축은, 상기 원심 분리유닛에서 상기 지지 유닛의 내부를 따라 연장되며, 상기 스크류 회전축은, 상기 이물질 제거유닛에서 상기 분리 회전축의 내부를 따라 연장될 수 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 관련된 원심 분리형 절삭유 여과 장치는, 내부 공간을 통해 절삭유를 구비하는 몸체와 상기 몸체의 상방으로 개방되는 개구를 구비하고, 회전 구동되는 원통형의 원심 분리유닛;
상기 몸체의 내주면을 따라 나선형으로 연장되어 회전 구동되는 스크류를 구비하고 상기 스크류는 회전 구동 시에 상기 절삭유로부터 분리된 이물질을 상승시켜 상기 원심 분리유닛 밖으로 배출하는 이물질 제거유닛; 및 상기 원심 분리유닛 및 상기 이물질 제거유닛을 구동하는 구동 유닛;을 포함하고, 상기 스크류는, 상기 몸체의 내주면을 향하는 일측면에 높이 방향으로 연장되는 스크류 벽을 포함할 수 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 원심 분리형 절삭유 여과 장치는, 내부 공간을 통해 절삭유를 구비하는 몸체와 상기 몸체의 상방으로 개방되는 개구를 구비하고, 회전 구동되는 원통형의 원심 분리유닛;
상기 몸체의 내주면을 따라 나선형으로 연장되어 회전 구동되는 스크류를 구비하고 상기 스크류는 회전 구동 시에 상기 절삭유로부터 분리된 이물질을 상승시켜 상기 원심 분리유닛 밖으로 배출하는 이물질 제거유닛; 상기 원심 분리유닛의 내부 공간에서 높이 방향으로 연장되어 상기 이물질이 제거된 상기 절삭유를 배출하도록 형성되는 절삭유 배출유닛; 및 상기 원심 분리유닛 및 상기 이물질 제거유닛을 구동하는 구동 유닛;을 포함하고, 상기 절삭유 배출유닛은, 상기 몸체의 내부 공간 중심부에서 하부를 향해 연장되는 절삭유 배출관과 상기 절삭유 배출관 상에서 높이 방향으로 연장되는 지지대를 통해 상기 절삭유 배출관의 개구와 이격된 상태에서 이를 덮도록 설치되는 커버를 포함할 수 있다.
삭제
여기서, 상기 원심 분리유닛은, 상기 내부 공간을 덮도록 상기 몸체에 결합되는 덮개;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 덮개의 외면을 따라 상기 개구에서 배출되는 상기 이물질을 수용하는 수용 공간을 형성하는 이물질 배출유닛을 더 포함하고, 상기 이물질 배출유닛은, 상기 수용 공간 밖으로 상기 이물질을 안내하는 이물질 배출구를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 원심 분리형 절삭유 여과 장치에 의하면 추가적인 유지없이도 지속적인 이물질의 필터링이 가능해져 생산 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 절삭유를 수용하는 구성과 절삭유에 포함된 이물질을 제거하는 구성의 회전 속도를 다르게 설정함으로써, 절삭유에서 이물질이 보다 용이하게 제거시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계 가공 장치(M)와 연동되는 원심 분리형 절삭유 여과 장치(100)의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 분리형 절삭유 여과 장치(100)의 구조를 설명하기 위한 외부 사시도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시에에 따른 원심 분리형 절삭유 여과 장치 구조(100)를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거유닛(120)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 분리형 절삭유 여과 장치(!00)의 동작 방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 승하강 방식의 이물질 제거유닛(320)을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원심 분리형 절삭유 여과 장치에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기계 가공 장치(M)와 연동되는 원심 분리형 절삭유 여과 장치(100)의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 기계 가공 시스템(10)은 금속과 같은 대상체(O)를 가공하기 위한 시스템일 수 있다. 구체적으로 기계 가공 시스템(10)은 대상체(O)의 형상을 가공하기 위한 기계 가공 장치(M), 기계 가공 장치(M)에 절삭유(C)를 제공하기 위한 절삭유 공급 장치(G), 절삭유(C)에 포함된 이물질(P)을 제거하기 위한 원심 분리형 절삭유 여과 장치(100, 이하 절삭유 여과 장치) 등으로 구성될 수 있다.
기계 가공 장치(M)는, 금속 기계 부품과 같은 대상체(O)를 수용하여 이를 설정된 형상에 따라 가공할 수 있다. 이때, 가공 방법은 절삭, 연마, 드릴링 등 다양한 방식이 적용될 수 있다.
기계 가공 장치(M)를 이용한 대상체(O)의 가공 시 과도한 발열에 의해 부품 및 기계 가공 장치(M)에 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해서 절삭유(C)가 제공될 수 있다.
절삭유(C)는, 절삭유 공급 장치(G)에서 기계 가공 장치(M)로 제공되어, 대상체(O)와 기계 가공 장치(M)의 접촉면에 대하여 분사될 수 있다.
이렇게, 대상체(O) 가공 중 분사되는 절삭유(C)는 대상체(O)의 가공 과정에서 발생되는 절삭칩과 같은 이물질(P)을 함침한채로 절삭유 여과 장치(100)로 이동될 수 있다.
절삭유 여과 장치(100)는, 절삭유(C)에 포함된 이물질(P)을 제거하여 절삭유(C)를 재활용하기 위한 장치일 수 있다. 따라서, 절삭유 여과 장치(100)는 이물질(P)이 포함된 절삭유(C)가 내부 공간에 공급되면, 절삭유(C) 및 이물질(P)을 내부면 방향으로 이동되게 모터 회전시킬 수 있다. 이때, 내부 공간에 구비되는 이물질 제거유닛(도 2, 120)을 통해 원심 분리되는 이물질(P)을 수용하여 상승 배출시킴으로써, 절삭유(C)에서 이물질(P)을 제거시킬 수 있다.
이렇게 이물질(P)이 제거된 절삭유(C)는, 하우징 내부에 구비된 절삭유 배출유닛(도 2, 150)을 따라 절삭유 공급 장치(G)로 이동됨으로써, 절삭유(C)를 순환하여 재활용할 수 있다.
이와 같은 기계 가공 시스템(10)에 의하면, 절삭유(C)에 포함된 이물질(P)을 원심 분리 방식으로 자동 제거함으로써, 이물질(P) 여과 효율을 향상시켜 전체 장비 운용 효율을 높일 수 있다.
이상은, 기계 가공 시스템(10)의 전체적인 동작 방법에 대하여 설명하였다. 도 2 내지 도 4에서는 절삭유 여과 장치(100)의 구체적인 구성에 대하여 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 분리형 절삭유 여과 장치(100)의 구조를 설명하기 위한 외부 사시도이고, 도 3은, 본 발명의 일 실시에에 따른 원심 분리형 절삭유 여과 장치(100) 구조를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물질 제거유닛(120)을 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 절삭유 여과 장치(100)는 기계 가공 장치(M)에서 이물질(P)을 포함하는 절삭유(C)를 공급받아 이물질(P)을 여과하고, 여과된 절삭유(C)를 절삭유 공급 장치(G)로 순환시키기 위한 장치다.
이를 위해 절삭유 여과 장치(100)는, 원심 분리유닛(110), 이물질 제거유닛(120), 지지 유닛(130), 구동 유닛(140), 절삭유 배출유닛(150), 및 이물질 배출유닛(160)을 포함할 수 있다.
원심 분리유닛(110)은, 절삭유(C)를 수용하기 위한 수단으로 내부 공간(I)이 형성되는 원통형으로 형성될 수 있다.
이러한 원심 분리유닛(110)은, 몸체(111) 및 덮개(113)를 포함할 수 있다.
몸체(111)는, 상부가 개방된 개구(111a)로 형성되는 원통형으로 형성될 수 있다. 여기서, 개구(111a)는 외부 공간으로 향해 펼쳐지도록 형성될 수 있다. 따라서, 몸체(111)는 내부 공간(I)의 직경보다 개구(111a)의 직경이 더 크게 형성될 수 있다.
덮개(113)는, 몸체(111)의 개구(111a)를 덮도록 형성될 수 있다. 또한, 덮개(113)는 절삭유(C)가 몸체(111)의 내부 공간(I)으로 공급될 수 있는 절삭유 공급구(113a)가 관통 형성될 수 있다. 따라서, 몸체(111)에 덮개(113)가 결합되는 경우, 절삭유 공급구(113a)를 통해 몸체(111)의 내부 공간(I)으로 절삭유(C)가 공급될 수 있다.
이물질 제거유닛(120)은, 원심 분리유닛(110) 내부 공간(I) 설치되어 절삭유(C)에 포함된 이물질(P)을 상승시켜, 상승된 이물질(P)을 몸체(111) 밖으로 배출하기 위한 수단이다. 이를 위해 이물질 제거유닛(120)은, 스크류(121) 및 축 연결대(123)를 포함할 수 있다.
스크류(121)는, 몸체(111)의 내부 공간(I) 내주면을 따라 나선형으로 연장되는 구조를 가질 수 있다. 이때, 스크류(121)는 도 4에서처럼 몸체(111)의 내주면을 향하는 일측면에서 높이 방향으로 연장되는 스크류 벽(121a)이 형성될 수 있다.
스크류 벽(121a)은, 개구(111a)를 향하는 스크류(121) 면에 수용되는 이물질(P)이 스크류(121)와 내주면 사이 공간으로 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 이때 몸체(111)의 개구(111a)가 위치하는 스크류(121) 영역에는 스크류 벽(121a)이 미형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 구체적으로 도시된 않았으나 스크류(121)는 몸체(111)의 내주면을 향해 경사지도록 형성될 수 있다. 다시말해, 몸체(111)의 내부면을 향하는 일측면의 반대면인 타측면이 더 높게 형성되어 스크류(121)에 형성되는 이물질(P)이 내부면 방향으로 지속적으로 이동되게 경사질 수 있다. 특히, 개구(111a)에 인접하게 형성되는 스크류(121)의 끝단은 개구(111a)를 향해 보다 더 경사지도록 형성될 수 있다. 즉, 몸체(111)의 내부 공간(I)에 위치하는 스크류(121)가 내주면을 향해 기울어지는 경사 각도가 제1 각도인 경우, 개구(111a)에 위치하는 스크류(121)의 경사 각도는 제1 각도보다 더 큰 각도인 제2 각도를 가지도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 스크류(121)에 수용되는 이물질(P)은 개구(111a)의 외부를 향해 보다 더 원활히 배출될 수 있다.
축 연결대(123)는, 후술하는 스크류 회전축(142)과 스크류(121)를 연결하기 위한 수단으로, 일측은 스크류(121)와 연결되고, 타측은 스크류 회전축(142)과 연결될 수 있다. 따라서, 스크류(121)는, 스크류 회전축(142)의 회전력을 축 연결대(123)에 의해 제공받을 수 있다.
지지 유닛(130)은, 원심 분리유닛(110)의 하부를 지지하기 위한 수단으로, 나아가 후술하는 구동 유닛(140)의 회전 모터(143)의 하부를 동시에 지지하도록 연결될 수 있다.
구동 유닛(140)은, 원심 분리유닛(110) 및 이물질 제거유닛(120)을 구동하기 위한 수단이다. 본 실시예에서의 구동 유닛(140)은 원심 분리유닛(110) 및 이물질 제거유닛(120)을 각각 회전시키기 위한 수단일 수 있다. 이를 위해, 구동 유닛(140)은 분리 회전축(141), 스크류 회전축(142), 회전 모터(143), 모터 회전축(144), 및 회전 벨트(145)를 포함할 수 있다.
분리 회전축(141)은, 원심 분리유닛(110)에 결합되어 원심 분리유닛(110)을 회전시키기 위한 축일 수 있다. 이를 위해, 분리 회전축(141)은 원심 분리유닛(110)의 하부에 결합될 수 있다. 분리 회전축(141)은 원심 분리유닛(110) 하부를 향해 수직되도록 연장되면, 하부로 연장된 일측에는 회전 풀리(141a)가 결합될 있다.
스크류 회전축(142)은, 스크류(121)에 결합되어 스크류(121)를 회전시키기 위한 축일 수 있다. 이러한 스크류 회전축(142)은, 몸체(111) 내부 공간(I)의 중심부에서 높이 방향으로 돌출되도록 형성되고, 하부로 연장될 수 있다. 특히, 스크류 회전축(142)은 원심 분리유닛(110)의 하부에서 분리 회전축(141)의 내부를 따라 연장되도록 형성될 수 있다. 다시말해, 분리 회전축(141)은 제1 직경을 갖도록 형성되고, 스크류 회전축(142)은 제1 직경보다 작은 제2 직경으로 형성되어, 분리 회전축(141) 내부를 따라 하부로 연장될 수 있다. 또한, 스크류 회전축(142)은 하부로 연장되는 일측에 스크류 풀리(142a)가 결합될 수 있다.
분리 회전축(141)의 직경이, 스크류 회전축(142)의 직경보다 더 크게 형성되므로, 회전 풀리(141a)의 직경 역시 스크류 풀리(142a)보다 더 크게 형성될 수 있다. 또한, 스크류 회전축(142)은 분리 회전축(141)보다 더 길게 하부로 연장되어, 분리 회전축(141)을 벗어난 스크류 회전축(142)에 스크류 풀리(142a)가 설치될 수 있다.
회전 모터(143)는, 분리 회전축(141) 및 스크류 회전축(142)에 각각 연결되어 회전력을 인가하기 위한 수단이다.
모터 회전축(144)은, 회전 모터(143)와 결합되어 회전 모터(143)에 의해 회전될 수 있다. 다시말해, 모터 회전축(144)은 회전 모터(143)의 하부를 향해 수직 방향으로 연장되도록 결합되어 회전될 수 있다.
이러한 모터 회전축(144)은, 동일한 직경을 갖는 제1 모터 풀리(144a) 및 제2 모터 풀리(144b)가 각각 결합될 수 있다. 제1 모터 풀리(144a)는, 회전 풀리(141a)와 동일 선상에 위치하도록 배치되고, 제2 모터 풀리(144b)는 스크류 풀리(142a)와 동일 선상에 위치하도록 배치될 수 있다.
회전 벨트(145)는, 모터 회전축(144)과 회전 풀리(141a) 및 스크류 풀리(142a)를 각각 연결하기 위한 수단이다. 구체적으로 회전 벨트(145)는 제1 회전 벨트(145a) 및 제2 회전 벨트(145b)를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 회전 벨트(145a)는 제1 모터 풀리(144a)와 회전 풀리(141a)를 서로 연결할 수 있다. 또한 제2 회전 벨트(145b)는 제2 모터 풀리(144b)와 스크류 풀리(142a)를 서로 연결할 수 있다. 이에 따라, 모터 회전에 의해 모터 회전축(144)이 회전되는 경우, 모터 회전축(144)의 회전력은 회전 벨트(145)에 의해 회전 풀리(141a)와 스크류 풀리(142a)에 각각 전달될 수 있다. 회전 풀리(141a) 및 스크류 풀리(142a)는 분리 회전축(141) 및 스크류 회전축(142)과 각각 결합되어 있으므로 결과적으로 단일 회전 모터(143)의 회전에 의하여 원심 분리유닛(110) 및 이물질 제거유닛(120)이 동시에 회전될 수 있다.
여기서, 회전 풀리(141a)는 스크류 풀리(142a)보다 더 큰 직경으로 구성되므로, 이물질 제거유닛(120)은 원심 분리유닛(110)에 대하여 상대적으로 더 빠르게 회전될 수 있다.
절삭유 배출유닛(150)은, 몸체(111)의 내부 공간(I)에 설치되어 이물질(P)이 제거된 절삭유(C)를 외부로 배출시키기 위한 수단이다. 이를 위해 절삭유 배출유닛(150)은 절삭유 배출관(151)과 커버(153)을 포함할 수 있다.
절삭유 배출관(151)은 몸체(111)의 내부 공간(I)이 중심부에서 하부를 향해 연장되도록 형성되는 관 형상으로 형성될 수 있다. 내부 공간(I)에 위치한 절삭유 배출관(151)의 일단은 개구로 형성될 수 있다. 따라서, 몸체(111)의 내부 공간(I)에 이물질(P)이 제거된 절삭유(C)가 절삭유 배출관(151)보다 높은 수위를 갖는 경우 경우, 절삭유 배출관(151)의 개구를 통해 유입되어 배출될 수 있다. 이때, 몸체(111) 내부 공간(I)에서 절삭유 배출관(151)은 스큐류 회전축(142)의 내부에 배치되도록 설치될 수 있다. 따라서, 몸체(111)의 내부 공간(I)에는 스크류 회전축(142)이 높이 방향으로 연장되고, 스크류 회전축(142)의 중심부에는 절삭유 배출유닛(150)이 배치될 수 있다.
커버(153)는, 절삭유 공급구(113a)를 통해 공급되는 절삭유(C)가 절삭유 배출관(151)에 곧바로 유입되는 것을 방지하기 위한 수단이다. 이를 위해 커버(153)는, 절삭유 배출관(151) 상에서 절삭유 배출관(151)의 개구를 덮도록 설치될 수 있다. 이때, 커버(153)는 스크류 회전축(142)에서 높이 방향으로 연장되는 지지대를 통해 절삭유 배출관(151)과 소정 간격 이격되게 설치될 수 있다. 따라서, 절삭유 배출관(151)은 커버(153)를 통해 상부에서 낙하되는 절삭유(C)가 절삭유 배출관(151)의 개구에 유입되는 것을 방지하므로, 하부에서 채워져 유입되는 절삭유(C)만을 수용하여 배출시킬 수 있다.
이물질 배출유닛(160)은, 원심 분리유닛(110)의 개구(111a)에서 배출되는 이물질(P)을 수용 및 배출하기 위한 수단이다. 이를 위해 이물질 배출유닛(160)은 덮개(113)의 외면을 따라 하부로 연장되도록 형성되어, 개구(111a)와 연통되는 수용 공간(S)을 구비할 수 있다. 다시말해, 이물질 배출유닛(160)은, 덮개(113)의 둘레를 따라 하부로 연장되는 수용 공간(S)을 형성하고, 해당 수용 공간(S)은 원심 분리유닛(110)의 개구(111a)와 연통될 수 있다.
따라서, 원심 분리유닛(110)의 개구(111a)에서 이물질(P)이 배출되는 경우, 이물질 배출유닛(160)은 이를 수용 공간(S)에 수용할 수 있다. 또한, 이물질 배출유닛(160)은 수용 공간(S)을 관통하는 이물질 배출구(161)를 구비하여, 수용 공간(S)에 수용되는 이물질(P)을 이물질 배출구(161)로 배출시킬 수 있다.
이때, 본 실시에에서는 도시하지 않았으나 이물질 배출구(161)는 복수로 형성될 수 있고, 수용 공간(S)은 이물질 배출구(161)를 향하도록 경사지게 형성될 수 있다.
이와 같은 절삭유 여과 장치(100)에 의하면 절삭유(C)를 수용하여 단일 모터에 의해 서로 다른 속도로 절삭유(C)에 포함된 이물질을 원심 분리함과 동시에 이를 상승 배출시킬 수 있다.
이상은 절삭유 여과 장치(100)의 구성에 대하여 설명하였다. 도 5 내지 도 7에서는 절삭유(C)의 이동에 따른 절삭유 여과 장치(100)의 동작 방법을 순차적으로 설명하도록 한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 원심 분리형 절삭유 여과 장치(100)의 동작 방법을 순차적으로 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 5에서처럼 기계 가공 장치에서 기계 부품 가공에 이용되어 절삭팁과 같은 이물질이 포함된 절삭유(C)가 절삭유 공급구(113a)를 통해 원심 분리유닛(110)의 수용 공간(S)으로 이동될 수 있다.
원심 분리유닛(110)의 몸체(111)는 원통형이므로, 공급된 절삭유(C)는 내부 공간(I)의 형상에 따라 순차적으로 저장될 수 있다.
이렇게 절삭유(C)가 공급되면 도 6에서처럼 구동 유닛(140)에 의해 원심 분리유닛(110) 및 이물질 제거유닛(120)이 동시에 회전될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 원심 분리유닛(110) 및 이물질 제거유닛(120)은 서로 다른 직경의 회전축인 분리 회전축(141) 및 스크류 회전축(142)에 각각 연결되어 회전될 수 있다.
이때, 회전 모터(143)와 연결되는 각 회전축의 풀리인 회전 풀리(141a)와 스크류 풀리(142a)는 서로 다른 직경을 갖고 있고, 회전 풀리(141a)가 더 큰 직경을 갖고 있으므로 스크류 회전축(142)이 더 빠르게 회전될 수 있다.
이렇게 원심 분리유닛(110)이 회전되면, 내부 공간(I)에 수용된 절삭유(C)는 원심력이 작용하여 몸체(111)의 내주면을 향해 이동 및 회전될 수 있다. 몸체(111)의 내주면에는 몸체(111)보다 더 빠르게 회전하는 나선형의 스크류(121)가 배치되어 있어, 절삭유(C)에 포함된 이물질은 스크류(121)를 따라 회전 상승하게 된다.
이렇게 회전되는 스크류(121)의 끝단은 몸체(111)의 개구(111a)를 향하도록 설치되므로, 스크류(121)를 따라 회전 상승되는 이물질(P)은 도 7에서처럼 스크류(121)의 끝단에서 원심력에 의해 덮개(113)에 설치되는 이물질 배출유닛(160)을 향해 튕겨져 나가게 된다.
이물질 배출유닛(160)은, 개구(111a)로부터 팅겨져 배출되는 이물질(P)을 수용 공간(S)에 수용하고, 수용된 이물질(P)은 이물질 배출유닛(160)에 관통 형성되는 이물질 배출구(161)로 안내되어 외부로 배출될 수 있다.
이렇게 절삭유(C)에서 이물질(P)이 제거되는 중에도, 절삭유 공급구(113a)를 통해 절삭유(C)의 공급은 지속될 수 있다. 따라서, 내부 공간(I)에 수용되는 절삭유(C)의 수위는 높아지고, 내부 공간(I)의 중심 수위가 절삭유 배출유닛(150)의 절삭유 배출관(151)보다 높아지면 이물질이 제거된 절삭유(C)가 절삭유 배출관(151)의 개구로 유입되어 배출될 수 있다. 배출된 절삭유는 다시 절삭유 공급 장치(도 1, G)로 이동되어 재활용될 수 있다.
이와 같은 절삭유 여과 장치(100)의 동작에 의하면, 원심력에 의해 이물질 몸체(111)의 내부면을 향해 이동시키고, 몸체(111)보다 더 빠르게 회전되는 스크류(121)의 상승 동작에 따라 이물질(P)을 자동 상승 배출시켜 절삭유(C)에서 이물질(P)을 제거할 수 있다.
이상은, 절삭유 여과 장치(100)의 동작 방법에 대하여 설명하였다. 도 8에서는 도 1 내지 도 7의 이물질 배출유닛(160)과 다른 방식으로 동작하는 이물질 배출유닛을 구비한 절삭유 여과 장치에 대하여 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 승하강 방식의 이물질 제거유닛(320)을 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 절삭유 여과 장치(300)는 도 1 내지 도 7의 절삭유 여과 장치(도 2, 100)와 대체로 동일하나 이물질 제거유닛(320)과 이를 구동하는 구동 구조에서 일부 차이가 있다.
본 실시예의 이물질 제거유닛(320)은 원심 분리유닛(310)의 내부 공간(I)에서 내주면을 따라 높이 방향으로 설치되는 가이드 레일(321)과, 가이드 레일(321)에 결합되어 승강되는 이물질 이동체(323)를 포함할 수 있다.
가이드 레일(321)은, 몸체(311)의 내부 공간(I)에서 서로 대응되도록 내주면을 따라 높이 방향으로 연장되며 끝단은 몸체(311)의 개구(311a)까지 연장될 수 있다.
이물질 이동체(323)는, 가이드 레일(321)과 결합되어 상하 이동 가능하게 형성되면 내부 공간(I)의 단면 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 다시말해, 이물질 이동체(323)는 가운데가 비어있는 도넛 형상으로 형성되거나, 가이드 레일(321)이 서로 대응되는 복수로 설치되는 경우에는 각각의 가이드 레일(321)에 결합되는 한 쌍의 말굽 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 이물질 이동체(323)는 내부 공간(I)의 내주면 둘레를 따라 소정 너비만큼 연장되도록 형성될 수 있다.
또한, 해당 이물질 제거유닛(320)은 원심 분리유닛(310)을 회전시키는 구동 유닛(340)과 연결되어 가이드 레일(321)이 상하로 승강될 수 있으며, 또는 별도의 다른 구동 수단이 추가되어 가이드 레일(321)을 구동시킬 수도 있다.
이러한 이물질 제거유닛(320)에 의하면, 원심 분리유닛(310)은 기존과 마찬가지로 구동 유닛(340)에 의해 회전하면 이물질(P)을 포함한 절삭유(C)를 내부 공간(I)의 내주면을 향해 이동시킬 수 있다. 이때 이물질 이동유닛(320)은 내부 공간(I)의 바닥면에 위치하다가 가이드 레일(321)의 구동에 이물질 이송체(323)가 상승될 수 있다.
이물질 이송체(323)는 내주면에서 회전하고 있는 이물질(P)을 수용하며 상승할 수 있고, 몸체(311)의 개구(311a)에서 수용된 이물질(P)을 이물질 배출유닛(360)으로 배출시킬 수 있다.
개구(311a)는 둘레가 외부로 펼쳐지는 구조로 형성되고, 해당 개구(311a)까지 가이드 레일(321)이 설치되어 있으므로 내부 공간(I)에서 수평면으로 상승하는 이물질 이송체(323)는 개구(311a)의 경사 각도에 따라 이물질 배출유닛(360)을 향해 이물질(P)을 떨어뜨릴 수 있다.
또한, 이물질(P)의 배출 효율을 향상시키기 위해 이물질 이송체(323)의 각도가 조절되도록 구성하여, 개구(311a) 측에 위치되는 상태에서 이물질 배출유닛(360)을 향해 이물질 이송체(323)를 경사지도록 각도 조절을 실시할 수도 있다.
이와 같은 절삭유 여과 장치(300)에 의하면, 다양한 방식을 통해 절삭유(C)의 이물질(P)을 상승 배출시킬 수 있어, 제품 구성의 다양성을 확보할 수 있다.
상기와 같은 원심 분리형 절삭유 여과 장치는, 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수 있다.
10: 기계 가공 시스템
100, 300: 절삭유 여과 장치
110: 원심 분리유닛
120: 이물질 제거유닛
130: 지지 유닛
140: 구동 유닛
150: 절삭유 배출유닛
160: 이물질 배출유닛

Claims (9)

  1. 절삭유를 수용하는 내부 공간을 구비하는 몸체와 상기 몸체의 상방으로 개방되는 개구를 구비하고, 회전 구동되는 원통형의 원심 분리유닛;
    상기 몸체의 내주면을 따라 상기 개구까지 나선형으로 연장되어 회전 구동되는 스크류를 구비하고 상기 스크류는 회전 구동 시에 상기 절삭유로부터 분리된 이물질을 상승시켜 상기 원심 분리유닛 밖으로 배출하는 이물질 제거유닛; 및
    상기 원심 분리유닛 및 상기 이물질 제거유닛을 구동하는 구동 유닛;을 포함하고,
    상기 스크류는, 상기 몸체의 내주면을 향하는 일측면의 반대면인 타측면이 더 높게 형성되어 상기 스크류에 위치하는 상기 이물질이 상기 이물질 제거유닛의 원심력에 의해 상기 개구로 자동 배출되도록 하는, 원심 분리형 절삭유 여과 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크류는,
    상기 몸체의 내부 공간에서 내주면을 향해 제1 각도로 경사지고, 상기 개구에서는 상기 제1 각도보다 더 큰 제2 각도로 경사지도록 형성되는, 원심 분리형 절삭유 여과 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은,
    상기 원심 분리유닛에 결합되는 분리 회전축;
    상기 스크류에 결합되는 스크류 회전축; 및
    상기 분리 회전축 및 상기 스크류 회전축과 각각 연결되어 회전력을 인가하는 회전 모터;를 포함하는, 원심 분리형 절삭유 여과 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 구동 유닛는,
    상기 분리 회전축에 구비되는 회전 풀리;
    상기 스크류 회전축에 구비되며 상기 회전 풀리보다 작은 직경을 갖는 스크류 풀리;
    상기 회전 모터에 의해 회전되는 모터 회전축; 및
    상기 모터 회전축과 상기 회전 풀리 및 상기 스크류 풀리를 각각 연결하는 복수의 회전 벨트;를 포함하는, 원심 분리형 절삭유 여과 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 원심 분리유닛의 하부를 지지하도록 형성되는 지지 유닛를 더 포함하고,
    상기 분리 회전축은,
    상기 원심 분리유닛에서 상기 지지 유닛의 내부를 따라 연장되며,
    상기 스크류 회전축은,
    상기 이물질 제거유닛에서 상기 분리 회전축의 내부를 따라 연장되는, 원심 분리형 절삭유 여과 장치.
  6. 내부 공간을 통해 절삭유를 구비하는 몸체와 상기 몸체의 상방으로 개방되는 개구를 구비하고, 회전 구동되는 원통형의 원심 분리유닛;
    상기 몸체의 내주면을 따라 나선형으로 연장되어 회전 구동되는 스크류를 구비하고 상기 스크류는 회전 구동 시에 상기 절삭유로부터 분리된 이물질을 상승시켜 상기 원심 분리유닛 밖으로 배출하는 이물질 제거유닛; 및
    상기 원심 분리유닛 및 상기 이물질 제거유닛을 구동하는 구동 유닛;을 포함하고,
    상기 스크류는, 상기 몸체의 내주면을 향하는 일측면에 높이 방향으로 연장되는 스크류 벽을 포함하는, 원심 분리형 절삭유 여과 장치.
  7. 내부 공간을 통해 절삭유를 구비하는 몸체와 상기 몸체의 상방으로 개방되는 개구를 구비하고, 회전 구동되는 원통형의 원심 분리유닛;
    상기 몸체의 내주면을 따라 나선형으로 연장되어 회전 구동되는 스크류를 구비하고 상기 스크류는 회전 구동 시에 상기 절삭유로부터 분리된 이물질을 상승시켜 상기 원심 분리유닛 밖으로 배출하는 이물질 제거유닛;
    상기 원심 분리유닛의 내부 공간에서 높이 방향으로 연장되어 상기 이물질이 제거된 상기 절삭유를 배출하도록 형성되는 절삭유 배출유닛; 및
    상기 원심 분리유닛 및 상기 이물질 제거유닛을 구동하는 구동 유닛;을 포함하고,
    상기 절삭유 배출유닛은, 상기 몸체의 내부 공간 중심부에서 하부를 향해 연장되는 절삭유 배출관과 상기 절삭유 배출관 상에서 높이 방향으로 연장되는 지지대를 통해 상기 절삭유 배출관의 개구와 이격된 상태에서 이를 덮도록 설치되는 커버를 포함하는, 원심 분리형 절삭유 여과 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 원심 분리유닛은,
    상기 내부 공간을 덮도록 상기 몸체에 결합되는 덮개;를 포함하는, 원심 분리형 절삭유 여과 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 덮개의 외면을 따라 상기 개구에서 배출되는 상기 이물질을 수용하는 수용 공간을 형성하는 이물질 배출유닛을 더 포함하고,
    상기 이물질 배출유닛은,
    상기 수용 공간 밖으로 상기 이물질을 안내하는 이물질 배출구를 포함하는, 원심 분리형 절삭유 여과 장치.
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