KR102138354B1 - A isostatic press be able to heating and colding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 압력베셀에 공급되는 압력매체를 냉각과 가열하여 등방압 프레스성형하는 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치에 관한 것이다. The present invention relates to an isostatic press device capable of cooling and heating by isotropic pressure press forming by cooling and heating the pressure medium supplied to the pressure vessel.
일반적으로 세라믹으로 제조되는 칩부품은 고온고압으로 가열하여 형성하는데, 기계적으로 고온고압으로 성형할 경우, 전체적으로 균일한 압력으로 가압하기에는 한계가 있기 때문에 등방압 장치를 이용한다.In general, a chip component made of ceramic is formed by heating at high temperature and high pressure. In the case of mechanically molding at high temperature and high pressure, an isostatic pressure device is used because there is a limit to pressurizing at a uniform pressure as a whole.
등방압 장치는 내부에 피가공물을 반입한 상태에서 압력매체를 주입하여 압력매체에 의해 둘레에서 균일한 압력으로 피가공물을 가열하기 때문에 전체적으로 균등한 압력에 의해 가압하여 칩 부품을 제조할 수 있다.The isostatic pressure device injects a pressure medium in a state in which a workpiece is carried in, thereby heating the workpiece with a uniform pressure in the circumference by the pressure medium, so that a chip component can be manufactured by pressing with a uniform pressure as a whole.
통상의 등방압 장치는 고온으로 등방압 프레스성형을 하기 위해 압력매체를 가열하는 히터가 내부에 설치되는데, 압력매체를 가열하는 데 오랜 시간이 소요될 뿐만 아니라, 압력매체를 냉각 후 피가공물을 반출해야하기 때문에 가열된 온도를 낮추기 위한 시간이 오래 소요되어 등방압 프레스성형의 시간이 오래 소요되는 문제점이 있었다.In the normal isostatic pressure device, a heater that heats the pressure medium is installed therein to perform isostatic press molding at a high temperature, and it takes a long time to heat the pressure medium, and after cooling the pressure medium, the workpiece must be taken out. Since it takes a long time to lower the heated temperature, there was a problem that the time of isostatic press molding takes a long time.
이를 해결하기 위해 종래에는 한국등록특허공보 제10-1708490호(2017.2.21.공고)의 "가열과 냉각이 가능한 등방압 프레스장치"가 개시된 바가 있다.In order to solve this, there has been disclosed a "isotropic pressure press device capable of heating and cooling" in Korean Registered Patent Publication No. 10-1708490 (announced on January 1, 2017).
종래의 가열과 냉각이 가능한 등방압 프레스장치는 피가공물이 수용되는 수용홈이 형성되고, 상기 수용홈에 가압매체가 충전되어 피가공물을 등방압으로 가압하는 압력베셀을 포함하는 등방압 프레스장치에 있어서, 상기 수용홈에 설치되어 상기 수용홈으로 공급된 가압매체를 가열 또는 냉각하도록 상기 가압매체와 열교환하는 열교환부재를 포함하는 열교환기를 포함하여 구성되었다.Conventional isostatic press device capable of heating and cooling is formed in an accommodating groove in which an object to be processed is accommodated, and a pressure vessel filled with a pressurizing medium in the accommodating groove to press an object to isotropic pressure. In this case, it is configured to include a heat exchanger including a heat exchange member that is installed in the receiving groove and heat-exchanging with the pressing medium to heat or cool the pressing medium supplied to the receiving groove.
이러한 구성의 종래의 가열과 냉각이 가능한 등방압 프레스장치는 단시간 안에 피가공물을 가열 및 냉각시킬 수 있으며, 조직이 치밀한 피가공물을 얻어 피가공물의 불량률을 최소화할 수 있었다.The conventional isostatic press device capable of heating and cooling in such a configuration can heat and cool the work piece in a short time, and obtain a dense work piece of tissue, thereby minimizing the defective rate of the work piece.
하지만, 종래의 가열과 냉각이 가능한 등방압 프레스장치는 열교환기에 의해 가열과 냉각을 선택적으로 수행하기 때문에 구조가 복잡할 뿐만 아니라, 가압매체의 유동성이 적어 열교환기가 위치된 부분과 그렇지 않은 부분에 온도차이가 크게 발생하여 성형불량이 발생하며, 가열과 냉각에 오랜시간이 소요되는 문제점이 있었다.However, the conventional isostatic press capable of heating and cooling performs a heating and cooling selectively by a heat exchanger, so that the structure is not only complicated, but also the fluidity of the pressurized medium is low, so the temperature is located at the part where the heat exchanger is located and the part not. There was a problem that a large difference occurred, resulting in defective molding, and a long time for heating and cooling.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비교적 간단한 구조로 제작이 용이할 뿐만 아니라, 가압매체를 유동시켜 신속하게 가열과 냉각을 수행하고, 가압매체가 충전되는 내부공간의 온도차이를 최소화하여 성형불량의 발생을 최소화할 수 있는 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is not only easy to manufacture with a relatively simple structure, but also rapidly heating and cooling by flowing a pressurized medium, and the pressurized medium is An object of the present invention is to provide an isostatic press device capable of cooling and heating that minimizes the occurrence of molding defects by minimizing the temperature difference in the interior space to be filled.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치는 압력매체가 공급되 피가공물이 반입되며 압력매체가 공급되는 압력공간이 형성되고 상하로 관통된 형태의 압력베셀, 상기 압력베셀의 하부를 밀폐하는 하부캡, 상기 압력베셀의 상부를 밀폐하는 상부캡, 상기 하부캡과 상기 상부캡 중 어느 하나에 설치되어 상기 압력공간 내에 위치한 상태에서 상기 압력공간으로 공급되는 압력매체를 가열하는 히터부, 및 다른 하나에 설치되어 상기 압력공간 내에 위치한 상태에서 상기 압력공간으로 공급되는 압력매체를 냉각하는 냉각부, 및 상기 압력베셀의 내부에서 상기 피가공물을 지지하며, 상기 압력공간의 압력매체의 상하의 온도차를 최소화하도록 상기 압력매체에 순환기류를 형성하는 순환유로 트레이를 포함한다.An isostatic press device capable of cooling and heating according to an embodiment of the present invention for achieving the above-described problems is formed in a pressure space through which a pressure medium is supplied and a pressure space through which the pressure medium is supplied and penetrated vertically. A pressure vessel, a lower cap sealing the lower portion of the pressure vessel, an upper cap sealing the upper portion of the pressure vessel, and installed in any one of the lower cap and the upper cap to be supplied to the pressure space in a state located within the pressure space A heater unit that heats the pressure medium to be heated, and a cooling unit that is installed in the other to cool the pressure medium supplied to the pressure space in a state located within the pressure space, and supports the work piece inside the pressure vessel, It includes a circulation flow path tray to form a circulating air flow in the pressure medium to minimize the temperature difference above and below the pressure medium in the pressure space.
상기 순환유로 트레이는 상기 피가공물을 수용하는 수용공간, 상기 수용공간의 하부에 형성되어 상기 수용공간으로 압력매체가 유입되는 복수 개의 트레이 유입공, 상기 수용공간의 상부 중앙에 형성되어 상기 수용공간으로 유입된 압력매체가 배출되는 트레이 배출부를 포함할 수 있다.The circulating flow path tray is formed in an accommodation space accommodating the object to be processed, a plurality of tray inflow holes formed in a lower portion of the accommodation space and into which the pressure medium flows into the accommodation space, and formed in the upper center of the accommodation space to the accommodation space. It may include a tray discharge portion through which the introduced pressure medium is discharged.
상기 순환유로 트레이는 상기 트레이 유입공으로 가열된 압력매체가 바로 유입되어 순환기류를 형성하도록 상기 순환유로 트레이의 하부 둘레에서 하부로 연장되어 상기 히터부를 수용하는 스커트부를 포함할 수 있다.The circulating flow path tray may include a skirt portion extending downwardly from the lower circumference of the circulating flow path tray to receive the heater portion so that the pressure medium heated by the tray inlet hole is directly introduced to form a circulating air flow.
상기 압력베셀, 상기 하부캡, 및 상기 상부캡은 외부와 단열하는 단열재를 포함할 수 있다.The pressure vessel, the lower cap, and the upper cap may include an insulating material insulated from the outside.
상기 냉각부는 상기 하부캡 또는 상기 상부캡에 설치되어 상기 압력공간 내에 위치되고, 압력매체와 열교환하여 냉각하는 냉매가 공급되는 냉각라인, 냉각라인, 상기 냉매를 냉각시키는 냉각기, 및 상기 냉각기에서 냉각된 냉매를 상기 냉각라인을 통해 강제적으로 순환시키는 순환펌프를 포함할 수 있다.The cooling unit is installed in the lower cap or the upper cap and is located in the pressure space, and a cooling line through which heat is exchanged with a pressure medium to supply a cooling line, a cooling line, a cooler for cooling the refrigerant, and cooled in the cooler A circulation pump for forcibly circulating the refrigerant through the cooling line may be included.
상기 히터부는 상기 하부캡 또는 상기 상부캡에 설치되어 상기 압력공간 내에 위치되어 전기에 의해 가열되는 열선을 포함할 수 있다.The heater unit may include a heating wire installed in the lower cap or the upper cap and positioned in the pressure space to be heated by electricity.
상기 상부캡을 상가 압력베셀에서 이동시켜 상기 압력베셀의 상부를 개폐하는 개폐기구를 포함할 수 있다.It may include an opening and closing mechanism for opening and closing the upper portion of the pressure vessel by moving the upper cap from the pressure vessel.
본 발명에 따르면, 압력매체를 냉각하는 냉각부와 가열하는 히터부가 개별적으로 설치되어 비교적 간단한 구성에 의해 제작이 용이할 뿐만 아니라, 제작비용을 감소시킬 수 있다.According to the present invention, the cooling unit for cooling the pressure medium and the heater unit for heating are separately installed, so that the manufacturing is not only easy due to the relatively simple configuration, but also the manufacturing cost can be reduced.
또한, 냉각부와 히터부가 개별적으로 존재하여 압력매체를 신속히 가열과 냉각을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 순환유로 트레이가 설치되어 압력매체를 순환시킴으로써, 압력공간의 상하의 온도차이를 최소화시켜 성형불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 압력매체를 신속하게 가열 및 냉각할 수 있다.In addition, the cooling unit and the heater unit exist separately, so that the pressure medium can be quickly heated and cooled, and a circulation flow tray is installed to circulate the pressure medium, thereby minimizing the temperature difference between the upper and lower parts of the pressure space and forming defects. It can be prevented from occurring, and the pressure medium can be quickly heated and cooled.
또한, 순환유로 트레이에 히터부의 열선이 수용되는 스커트부가 형성되어 압력매체를 가열 시 신속히 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 압력매체가 순환하는 순환기류를 용이하게 형성할 수 있다.In addition, the skirt portion in which the heating element of the heater portion is accommodated is formed in the circulation flow path tray, so that the pressure medium can be quickly heated when it is heated, and the circulating air flow through the pressure medium can be easily formed.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치를 도시한 개략적인 구성도로서, 순환유로 트레이에 의한 압력매체의 순환을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치를 구성하는 순환유로 트레이를 개략적으로 도시한 사시도이다.1 is a schematic configuration diagram showing an isostatic press device capable of cooling and heating according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic configuration diagram showing an isostatic press device capable of cooling and heating according to an embodiment of the present invention, a view showing the circulation of a pressure medium by a circulation flow path tray.
3 is a perspective view schematically showing a circulating flow path tray constituting an isostatic press capable of cooling and heating according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치(100)는 예를 들어 칩 캐패시터, 칩 바리스터, 칩 레지스터, 칩 인덕터, 칩 안테나, 칩 EMI 필터 등의 세라믹으로 제조되는 칩부품, 또는 FPCB, PCB 등의 기판 등의 피가공물을 압축성형할 수 있을 뿐만 아니라, 분말재료를 압축성형하는 다양한 분야에 사용될 수 있으며, 두 모재를 고온고압에 의해 접합하는 확산접합을 수행할 수 있다.The
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치(100)는 압력베셀(110)을 포함할 수 있다.1 and 2, the
압력베셀(110)은 원통 형상으로 형성될 수 있으며, 내부에 피가공물을 압력매체에 의해 가압하는 압력공간(111)이 형성될 수 있다.The
압력에는 피가공물을 유압에 의해 가압하기 위한 압력매체가 공급될 수 있으며, 압력공간(111)에는 압력매체에 의해 수십 bar ~ 수천 bar의 압력이 작용하여 압력공간(111)으로 반입된 피가공물을 등방압 프레스성형을 수행할 수 있다.The pressure may be supplied with a pressure medium for pressurizing the workpiece by hydraulic pressure, and pressures of several tens of bar to several thousand bar are applied to the
압력베셀(110)은 상부와 하부가 개방된 형상으로 형성될 수 있으며, 압력베셀(110)의 내부에는 압력매체의 온도를 보호하기 위한 단열재(160)가 설치될 수 있다.The
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치(100)는 상부캡(120)과 하부캡(130)을 포함할 수 있다.1 and 2, the
상부캡(120)은 압력베셀(110)의 개방된 상부를 밀폐할 수 있으며, 상부캡(120)은 압력베셀(110)의 상부에서 탈착 가능하게 결합될 수 있다.The
그리고, 상부캡(120)에는 피가공물을 압력베셀(110)의 압력공간(111)으로 반입할 수 있는 트레이가 설치될 수 있으며, 트레이는 압력매체가 유동할 수 있도록 복수 개의 유통공이 형성될 수 있다.And, the
상부캡(120)에서 압력공간(111)을 밀폐하는 면에는 단열을 수행하기 위한 단열재(160)가 설치될 수 있다.A
하부캡(130)은 압력베셀(110)의 개방된 하부를 밀폐할 수 있으며, 하부캡(130)은 압력베셀(110)의 하부에서 탈착 가능하게 결합될 수 있으며, 하부캡(130)에서 압력공간(111)을 밀폐하는 면에는 단열을 수행하기 위한 단열재(160)가 설치될 수 있다.The
압력베셀(110), 상부캡(120) 및 하부캡(130)에 설치되는 단열제는 압력매체의 높은 압력을 견디도록 경도을 가지면서 열차단률이 높은, 테프론, 폴리아미드와 같은 수지, 또는 세라믹 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.The insulation installed on the
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치(100)는 히터부(150)와 냉각부(140)를 포함할 수 있다.1 and 2, the
히터부(150)는 압력공간(111)의 내부에 위치되어 압력공간(111)으로 공급되는 압력매체를 직접적으로 가열함으로써, 피가공물을 가열하며 압력매체의 압력에 의해 등방압 프레스성형을 수행할 수 있다.The
일례의 히터부(150)는 전기에 의해 가열하는 열선(151)을 포함할 수 있으며, 열선(151)이 압력공간(111)의 내부에 위치되어 열선(151)에 의해 압력매체를 가열할 수 있다.An
그리고, 히터부(150)는 컨트롤러를 포함하여 컨트롤러에 의해 압력매체를 가열하는 온도를 설정할 수 있다.In addition, the
다른 일례의 히터부(150)는 가열매체를 가열관을 통해 공급하여 가열매체에 의해 가열되도록 구성할 수도 있으며, 가열관이 압력공간(111)의 내부에 위치되어 압력공간(111)으로 공급된 가열매체를 가열할 수 있다.The
이때, 가열매체는 물일 수 있으며, 가열매체는 전기히터에 의해 가열되거나, 펠티에소자에 의해 가열되어 펌프를 통해 가열매체가 가열관을 순환하며 가열하도록 구성될 수 있다.At this time, the heating medium may be water, and the heating medium may be heated by an electric heater or by a Peltier element so that the heating medium circulates through a heating tube through a pump and is heated.
냉각부(140)는 압력공간(111)의 내부에 위치되어 압력공간(111)으로 공급되는 압력매체를 직접적으로 냉각함으로써, 피가공물을 냉각시키며 압력매체의 압력에 의해 등방압 프레스성형을 수행할 수 있다.The
냉각부(140)는 냉매가 지나는 냉매라인이 압력공간(111)에 위치되고, 냉매탱크(143)에 저장된 냉매를 냉각기(145)에서 냉각시킨 상태에서 순환펌프(147)에 의해 냉매라인을 지나며 압력공간(111)을 냉각하도록 구성될 수 있다.The
일례의 냉각기(145)는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 냉각유체가 이동하는 냉각사이클로 구성되어 낮은 온도를 발생하는 증발기에서 냉매와 열교환하는 형태로 냉매를 냉각시키거나, 냉매라인 대신에 냉각사이클의 증발기가 관의 형태로 압력공간(111)에 위치되어 냉각유체에 의해 냉각되도록 구성될 수도 있다.An
다른 일례로의 냉각기(145)는 전기적으로 냉각하는 펠티에소자(peltier effect device)의 냉각면을 냉매가 지나도록 구성하여 펠티에소자의 냉각에 의해 냉매가 냉각되도록 구성될 수 있다.As another example, the
이와 같이 구성된 냉각부(140)는 냉각기(145)에 의해 냉각된 냉매가 순환펌프(147)에 의해 냉매라인을 거쳐 순환하도록 구성함으로써, 압력공간(111)에 공급되는 압력매체를 냉각시킬 수 있다.The
한편, 히터부(150)와 냉각라인(141) 중 어느 하나는 상부캡(120)에 설치되고, 다른 하나는 하부캡(130)에 설치될 수 있다.Meanwhile, one of the
예를 들어 실시예에서와 같이 하부캡(130)에 히터부(150)의 열선(151)이 설치되는 경우, 상부캡(120)에는 냉각부(140)의 냉각라인(141)이 설치될 수 있다.For example, as in the embodiment, when the
이렇게 열선(151)과 냉각라인(141)이 상부캡(120) 또는 하부캡(130)에 설치되면 용이하게 상부캡(120) 또는 하부캡(130)을 압력베셀(110)에서 분리하면 냉각라인(141)과 열선(151)이 함께 분리되어 용이하게 보수할 수 있는 이점이 있다.When the
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치(100)는 순환유로 트레이(170)를 포함할 수 있다.1 to 3, the
이 순환유로 트레이(170)는 압력베셀(110)의 압력공간(111)으로 피가공물을 반입할 수 있으며, 압력공간(111)의 상하의 온도차를 최소화하기 위해 압력공간(111)의 압력매체가 순환하는 순환기류를 형성할 수 있다.The circulating
순환유로 트레이(170)는 압력공간(111)의 중앙에 피가공물이 위치되도록 압력공간(111)의 바닥에서 이격되도록 압력공간(111)에서 피가공물을 지지할 수 있다.The
또한, 순환유로 트레이(170)는 상부캡(120)에 결합되어 압력베셀(110)에서 상부캡(120)을 분리 시에 상부캡(120)과 함께 순환유로 트레이(170)가 압력공간(111)에서 반출되는 형태로 압력공간(111)에서 피가공물을 반출하도록 구성될 수 있다.In addition, the circulating
순환유로 트레이(170)는 수용공간(171), 트레이 유입공(173), 및 트레이 배출부(175)를 포함할 수 있다.The
수용공간(171)은 순환유로 트레이(170)의 내부에 형성되어 피가공물을 수용할 수 있으며, 트레이 유입공(173)은 순환유로 트레이(170)의 바닥에서 수용공간(171)으로 관통하도록 형성되어 가압공간으로 공급되는 압력매체의 트레이 유입공(173)을 수용공간(171)으로 유입될 수 있다.The receiving
그리고, 트레이 배출부(175)는 순환유로 트레이(170)의 상부에 수용공간(171)과 관통하도록 형성되어 트레이 유입공(173)을 통해 수용공간(171)으로 유입된 압력매체가 트레이 배출부(175)를 통해 배출될 수 있다.In addition, the
순환유로 트레이(170)는 트레이 도어(176)를 포함할 수 있다.The circulation
트레이 도어(176)는 순환유로 트레이의 수용공간(171)을 개폐할 수 있으며, 순환유로 트레이(170)에는 회전하여 트레이 도어(176)를 잠그거나, 열수 있는 잠금레버(178)가 설치될 수 있다.The
또한, 트레이 도어(176)는 순환유로 트레이(170)에서 탈착 가능하게 결합될 수 있으며, 트레이 도어(176)의 하부에는 도어돌기(176a)이 돌출 형성되고, 이와 대응되는 순환유로 트레이(170)의 부분에는 돌기홈(176b)이 형성되어 도어돌기(176a)를 돌기홈(176b)에 끼우는 형태로 트레이 도어(176)을 순환유로 트레이(170)의 정확하게 맞춰 결합할 수 있다.In addition, the
그리고 트레이 도어(176)에는 순환유로 트레이(170)에 트레이 도어(176)를 용이하게 탈착할 수 있도록 손가락을 끼우는 손잡이홈이 형성될 수 있다.In addition, a handle groove for inserting a finger may be formed in the
이렇게 구성된 순환유로 트레이(170)는 압력공간(111)의 상하의 온도 차에 따라 상대적으로 온도가 높은 부분의 압력공간(111)의 압력매체가 순환유로 트레이(170)의 트레이 유입공(173)을 통해 유입되어 수용공간(171)으로 유입된다.The circulating
그리고, 수용공간(171)으로 유입된 압력매체는 트레이 배출부(175)로 배출되어 트레이 배출부(175)의 둘레로 퍼지면서, 순환유로 트레이(170)의 밖에서 다시 하부로 이동하여 트레이 유입공(173)으로 재유입되는 형태의 압력매체가 순환하는 순환기류를 형성하기 때문에 압력매체의 신속한 순환에 따른 압력공간(111)의 상부와 하부의 온도차를 최소화할 수 있다.Then, the pressure medium flowing into the receiving
예를 들어, 히터부(150)는 하부캡(130)에 설치되기 때문에 히터부(150)가 위치되는 압력공간(111)의 하부와 히터부(150)가 설치되지 않은 상부와의 온도차가 발생하는데, 자연대류가 일어난다 할 지라도 압력매체에는 높은 압력이 작용하고, 자연대류에 의해 방향성이 없이 난류가 발생함에 따라 압력공간(111)의 상하에 위치되는 압력매체가 서로 섞이는 데 오랜 시간이 소요되며 온도차에 따른 성형불량이 발생할 우려가 있다.For example, since the
하지만, 실시예에서는 순환유로 트레이(170)에 의해 가열된 압력매체를 하부의 트레이 유입공(173)을 통해 유입되고, 상부의 트레이 배출부(175)로 배출되도록 압력매체의 순환기류를 형성하기 때문에 압력공간(111)의 상하에 위치되는 압력매체를 단시간 내에 신속히 혼합하여 압력공간(111)의 상하의 온도차를 최소화할 수 있다.However, in the embodiment, the circulating air flow of the pressure medium is formed so that the pressure medium heated by the circulating
한편, 순환유로 트레이(170)는 스커트부(177)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the circulation
스커트부(177)는 순환유로 트레이(170)의 하부 둘레에서 하부로 연장되어 하부캡(130)에 설치된 히터부(150)의 열선(151)이 수용될 수 있다.The
스커트부(177)는 열선(151)에 의해 가열되는 압력매체가 다른 곳으로 확산되기 이전에 트레이 유입공(173)을 통해 수용공간(171)의 내부로 바로 유입될 수 있도록 열선(151)을 수용할 수 있다.The
순환유로 트레이(170)는 캡연결부(179)를 포함할 수 있다.The circulation
이 캡연결부(179)는 순환유로 트레이(170)를 상부캡(120)의 저면에 연결시켜 상부캡(120)과 순환유로 트레이(170)를 함께 이동시킬 수 있다.The cap connecting portion 179 connects the circulation
순환유로 트레이(170)는 상부 둘레에 복수 개가 돌출되어 상부캡(120)의 저면에 결합되는 형태로 순환유로 트레이(170)를 상부캡(120)에 결합할 수 있다.
그리고, 순환유로 트레이(170)의 트레이 배출부(175)와 대응되는 상부캡(120)의 부분에 냉각부(140)가 위치되어 냉각부에 의해 냉각된 가압매체가 트레이 배출부(175)를 통해 수용공간(171)으로 유입될 수 있다.The circulation
In addition, the
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치(100)는 매체공급기(180)를 포함할 수 있다.1 and 2, the
이 매체공급기(180)는 압력공간(111)의 내부로 압력매체를 공급할 수 있다.The
매체공급기(180)는 압력베셀(110)의 둘레 또는 하부캡(130) 또는 상부캡(120)에 형성되어 압력공간(111)으로 압력매체를 공급하여 등방압 프레스성형을 수행할 수 있다.The
실시예에서는 하부캡(130)에 압력매체를 공급하는 유체공급공(131)을 형성하고, 매체공급기(180)에서 유체공급공(131)을 통해 압력공간(111)으로 압력매체를 공급하도록 구성하였다.In an embodiment, the
매체공급기(180)는 매체공급탱크(181) 및 매체공급펌프(183)를 포함할 수 있다.The
매체공급탱크(181)는 압력매체를 충전하여 유체공급공(131)으로 압력매체를 공급할 수 있다. 매체공급펌프(183)는 매체공급탱크(181)에 저장된 압력매체를 강제적으로 압력공간(111)으로 제공할 수 있으며, 매체공급탱크(181)는 압력공간(111)에 수백 bar ~ 수천 bar 압력이 되도록 압력매체의 압력을 증압하여 압력공간(111)으로 제공할 수 있다.The
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치(100)는 개폐기구(190)를 포함할 수 있다.1 and 2, the
이 개폐기구(190)는 압력베셀(110)의 압력공간(111)을 개방 또는 밀폐하도록 상부캡(120) 또는 하부캡(130)을 이동시킬 수 있다.The opening and
개폐기구(190)는 유압에 의해 작동하는 실린더로 구현될 수 있으며, 실린더에 상부캡(120) 또는 하부캡(130)이 결합되어 압력베셀(110)의 상부로 상부캡(120)을 들어올리거나, 압력베셀(110)의 하부로 하부캡(130)을 끌어 당기는 형태로 압력베셀(110)의 밀폐된 압력공간(111)을 개방할 수 있다.The opening/
개폐기구(190)는 상부캡(120)을 작동하는 개폐기구(190)와 하부캡(130)을 작동하는 개폐기구(190)가 별도로 설치되어 상부캡(120)과 하부캡(130)을 각각 작동시킬 수 있다.Opening and
실시예에서는 상부캡(120)에 순환유로 트레이(170)가 결합되어 개폐기구(190)에 의해 압력베셀(110)에서 상부캡(120)을 개방 시 순환유로 트레이(170)가 압력공간(111)에서 반출되어 순환유로 트레이(170)의 수용공간(171)에 반입된 피가공물을 반출하거나, 순환유로 트레이(170)의 수용공간(171)에 피가공물을 반입한 상태에서 압력공간(111)으로 피가공물을 반입할 수 있다.In an embodiment, the circulation
실시예에서 개폐기구(190)는 공압 또는 유압 실린더로 구현하였지만, 개폐기구(190)는 압력베셀(110)에서 상부캡(120) 또는 하부캡(130)을 분리 또는 결합할 수 있는 다양한 형태의 기계적인 구조로 구현될 수 있다.In the embodiment, the opening/
이상에서 설명한 각 구성 간의 작용과 효과를 설명하도록 한다.It will be described the effect and effect between each configuration described above.
본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치(100)는 상부캡(120)의 순환유로 트레이(170)의 트레이 도어(176)을 통해 수용공간(171)에 피가공물을 수용한 상태에서 개폐기구(190)를 작동시켜 피가공물이 압력베셀(110)의 압력공간(111)으로 반입될 수 있도록 상부캡(120)에 의해 압력베셀(110)의 상부를 밀폐한다.The
물론, 하부캡(130)도 압력베셀(110)의 하부를 밀폐한 상태이다.Of course, the
한편, 상부캡(120)에 의해 압력베셀(110)이 밀폐되면, 매체공급기(180)가 작동하여 압력매체를 매체공급탱크(181)에 저장된 압력매체를 매체공급펌프(183)에 의해 강제적으로 공급하여 압력공간(111)에 압력매체를 공급한다.On the other hand, when the
압력공간(111)에 압력매체가 공급되면, 피가공물은 압력매체에 의해 가압되면서 등방압 압축성형을 수행한다.When a pressure medium is supplied to the
한편, 압력공간(111)에 압력매체가 충전되어 등방압 압축성형을 수행하는 중에 피가공물을 가열할 때에는 히터부(150)를 작동하는데, 히터부(150)가 작동하면, 압력공간(111)의 내부에 위치되는 열선(151)이 압력공간(111)에 충전된 압력매체를 가열함에 따라 피가공물을 고온 및 고압에 의해 등방압 압축성형을 수행할 수 있다.On the other hand, when a pressure medium is filled in the
이때, 압력베셀(110)의 압력공간(111)에는 압력매체의 온도를 측정할 수 있는 온도계가 설치되어 히터부(150)에 의해 가열되는 압력매체의 온도를 측정하여 히터부(150)를 제어하는 형태로 균일한 가열된 온도를 유지하며 피가공물을 가열할 수 있다.At this time, a thermometer capable of measuring the temperature of the pressure medium is installed in the
그리고, 등방압 압축성형을 수행하는 중에 피가공물의 냉각이 필요한 때 예컨대, 피가공물에 가압력을 유지한 상태에서 온도를 낮춰 경화시킬 때에는 냉각부(140)를 작동시키는 데, 냉각부(140)는 냉각기(145)를 통해 냉매를 미리 설정된 온도 이하로 냉각시킨 후, 순환펌프(147)에 의해 압력공간(111)의 내부에 위치된 냉각라인(141)으로 냉각된 냉매를 순환시켜 냉매에 의해 냉각된 냉각라인(141)이 압력매체와 열교환하는 형태로 압력매체의 온도를 낮춤으로써, 압력매체에 의해 피가공물에 압력을 가한 상태에서 피가공물을 냉각시킬 수 있다.In addition, when cooling of the work piece is required while performing isostatic compression molding, for example, when the temperature is lowered and cured while maintaining the pressing force on the work piece, the cooling
이때, 냉각라인(141)은 순환유로 트레이(170)의 수용공간(171) 내에 위치되어 순환하는 압력매체를 냉각시킬 수 있다.At this time, the
피가공물을 냉각시킬 때에도 압력공간(111)의 온도를 측정하는 온도계에 의해 냉각부(140)에 의해 냉각되는 압력매체의 온도를 측정하여 히터부(150)를 제어하는 형태로 균일한 가열된 온도를 유지하며 피가공물을 냉각시키며 등방압 프레스성형을 수행할 수 있다.Uniform heating temperature in the form of controlling the
물론, 등방압 성형 시에 히터부(150)를 작동하여 피가공물을 가열한 후, 히터부(150)의 작동을 정지하고, 냉각부(140)를 작동시켜 압력매체의 온도를 낮춤으로써, 압력매체의 온도가 낮아질 때까지 기다릴 필요 없이 신속하게 압력매체를 냉각시켜 피가공물을 반출시킴에 따라 등방압 프레스성형에 필요한 시간을 대폭 단축시킬 수도 있다.Of course, after heating the workpiece by operating the
한편, 등방압 프레스성형 시에 압력공간(111)으로 공급되는 압력매체는 순환유로 트레이(170)의 하부에 형성된 트레이 유입공(173)을 통해 수용공간(171)으로 유입되고, 수용공간(171)으로 유입된 압력매체는 순환유로 트레이(170)의 상부에 형성된 트레이 배출부(175)로 배출되면서 압력공간(111)의 순환유로 트레이(170)를 중심으로 상하의 유체를 순환기류를 형성함에 따라 히터부(150)에서 압력매체가 가열될 때, 신속하게 가열됨과 동시에 압력공간(111) 내에서 압력매체를 상하의 온도차를 최소화하여 불균일한 온도에 따라 성형불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, the pressure medium supplied to the
그리고, 등방압 프레스성형이 종료되면, 매체공급기(180)에서 압력베셀(110)에 공급되었던 압력매체를 다시 매체공급탱크(181)로 배출하고, 모든 압력매체가 배출되면, 개폐기구(190)를 통해 압력베셀(110)의 압력공간(111)을 개방하도록 상부캡(120)을 압력베셀(110)에서 분리하여 순환유로 트레이(170)의 수용공간(171)에서 피가공물을 반출한다.And, when the isostatic press molding is finished, the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치(100)는 압력공간(111) 내에 압력매체를 가열하는 히터부(150)와 냉각부(140)가 위치되어 압력매체를 신속하게 가열하거나, 냉각시켜 냉간 또는 열간 등방압 프레스성형을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 히터부(150)에 의해 가열된 압력매체를 냉각부(140)에 의해 신속하게 냉각시킴에 따라 등방압 프레스성형에 소요되는 시간을 대폭 감소시킬 수 있다.Therefore, in the isotropic
또한, 히터부(150)와 냉각부(140)가 분리됨에 따라 구성이 비교적 간단하여 용이하게 제작할 수 있다.In addition, as the
또한, 순환유로 트레이(170)에 의해 압력유체가 순환기류를 형성하여 순환함으로써, 신속한 열교환과 함께 압력공간(111)의 상하의 온도차에 따른 성형불량이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 압력매체의 순환에 따라 신속히 가열과 냉각을 수행할 수 있다.In addition, by forming and circulating the pressure fluid by the circulating
또한, 순환유로 트레이(170)에는 히터부(150)의 열선(151)이 수용되는 스커트부(177)가 형성되어 열선(151)에 의해 가열된 압력매체가 순환유로 트레이(170)의 수용공간(171)으로 바로 공급되어 열효율을 향상시킬 수 있다.In addition, a
이상에서는 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of rights of the present invention is not limited to this, and it is easily changed and equalized by those skilled in the art from the embodiments of the present invention. Includes all changes and modifications to the extent possible.
100: 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치 110: 압력베셀
111: 압력공간 120: 상부캡
130: 하부캡 131: 유체공급공
140: 냉각부 141: 냉각라인
143: 냉매탱크 145: 냉각기
147: 순환펌프 150: 히터부
151: 열선 160: 단열재
170: 순환유로 트레이 171: 수용공간
173: 트레이 유입공 175: 트레이 배출부
176: 트레이 도어 176a: 도어돌기
176b: 돌기홈 177: 스커트부
178: 잠금레버 179: 캡연결부
180: 매체공급기 181: 매체공급탱크
183: 매체공급펌프 190: 개폐기구100: isostatic press capable of cooling and heating 110: pressure vessel
111: pressure space 120: upper cap
130: lower cap 131: fluid supply hole
140: cooling unit 141: cooling line
143: refrigerant tank 145: cooler
147: circulation pump 150: heater unit
151: heating wire 160: insulation
170: circulating flow path tray 171: accommodation space
173: tray inlet 175: tray outlet
176:
176b: projection groove 177: skirt part
178: lock lever 179: cap connection
180: medium supply 181: medium supply tank
183: medium supply pump 190: opening and closing mechanism
Claims (7)
상기 압력베셀의 하부를 밀폐하는 하부캡,
상기 압력베셀의 상부를 밀폐하는 상부캡,
상기 하부캡에 설치되어 상기 압력공간 내에 위치한 상태에서 상기 압력공간으로 공급되는 압력매체를 가열하는 히터부, 및
상기 상부캡에 설치되어 상기 압력공간 내에 위치한 상태에서 상기 압력공간으로 공급되는 압력매체를 냉각하는 냉각부, 및
상기 압력베셀의 내부에서 상기 피가공물을 지지하며, 상기 압력공간의 압력매체의 상하의 온도차를 최소화하도록 상기 압력매체에 순환기류를 형성하는 순환유로 트레이를 포함하고,
상기 순환유로 트레이는 상기 피가공물을 수용하는 수용공간, 상기 수용공간의 하부에 형성되어 상기 수용공간으로 압력매체가 유입되는 복수 개의 트레이 유입공, 및 상기 수용공간의 상부 중앙에 형성되어 상기 수용공간으로 유입된 압력매체가 배출되는 트레이 배출부를 포함하며,
상기 냉각부는 상기 상부캡에서 상기 트레이 배출부와 대응되는 부분에 위치되고,
상기 순환유로 트레이는 상기 트레이 유입공으로 가열된 압력매체가 바로 유입되어 순환기류를 형성하도록 상기 순환유로 트레이의 하부 둘레에서 하부로 연장되어 상기 히터부를 수용하는 스커트부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치.A pressure vessel in which a pressure medium is supplied, a work piece is brought in, and a pressure space through which a pressure medium is supplied is formed and penetrated vertically,
The lower cap sealing the lower portion of the pressure vessel,
The upper cap sealing the upper portion of the pressure vessel,
A heater unit installed in the lower cap to heat the pressure medium supplied to the pressure space in a state located within the pressure space, and
A cooling unit installed in the upper cap to cool the pressure medium supplied to the pressure space in a state located within the pressure space, and
It includes a circulating flow path tray for supporting the work in the interior of the pressure vessel, to form a circulating air flow in the pressure medium to minimize the temperature difference between the top and bottom of the pressure medium in the pressure space,
The circulating flow path tray is an accommodation space for receiving the workpiece, a plurality of tray inflow holes formed in a lower portion of the accommodation space and a pressure medium is introduced into the accommodation space, and an accommodation space formed in an upper center of the accommodation space It includes a tray outlet for discharging the pressure medium introduced into,
The cooling unit is located in a portion corresponding to the tray outlet in the upper cap,
Cooling and heating, characterized in that the circulation flow path tray includes a skirt portion extending downwardly from the lower periphery of the circulation flow path tray to receive the heater portion so that the pressure medium heated by the tray inlet hole is directly introduced to form a circulation air flow. Isostatic press device capable of this.
상기 압력베셀, 상기 하부캡, 및 상기 상부캡은
외부와 단열하는 단열재를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치.According to claim 1,
The pressure vessel, the lower cap, and the upper cap
An isostatic press device capable of cooling and heating, comprising an insulating material insulated from the outside.
상기 냉각부는
상기 하부캡 또는 상기 상부캡에 설치되어 상기 압력공간 내에 위치되고, 압력매체와 열교환하여 냉각하는 냉매가 공급되는 냉각라인,
상기 냉매를 냉각시키는 냉각기, 및
상기 냉각기에서 냉각된 냉매를 상기 냉각라인을 통해 강제적으로 순환시키는 순환펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치.According to claim 1,
The cooling unit
Cooling line is installed in the lower cap or the upper cap is located in the pressure space, the refrigerant is supplied by cooling the heat exchange with the pressure medium,
A cooler for cooling the refrigerant, and
And an circulating pump forcibly circulating the refrigerant cooled in the cooler through the cooling line.
상기 히터부는
상기 하부캡 또는 상기 상부캡에 설치되어 상기 압력공간 내에 위치되어 전기에 의해 가열되는 열선을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치.According to claim 1,
The heater unit
An isostatic press device capable of cooling and heating, characterized in that it comprises a heating wire installed in the lower cap or the upper cap and located in the pressure space and heated by electricity.
상기 상부캡을 상가 압력베셀에서 이동시켜 상기 압력베셀의 상부를 개폐하는 개폐기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각과 가열이 가능한 등방압 프레스장치.According to claim 1,
An isostatic press device capable of cooling and heating, comprising: an opening/closing mechanism for opening and closing the upper portion of the pressure vessel by moving the upper cap from the upper pressure vessel.
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KR1020190154772A KR102138354B1 (en) | 2019-11-27 | 2019-11-27 | A isostatic press be able to heating and colding |
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