KR19990012786A - 스프레이 헤드 유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프레이 헤드 유니트에 관한 것으로서, 에어, 물 및 이형제를 유입하기 위한 중공부(11)가 형성되는 유입부(10); 상기 유입부(10)의 외부로부터 상기 중공부와 연결되는 동시에 유로상의 일정부위에 이형제 조절수단(16)이 설치되는 이형제 유입구(13); 상기 이형제 유입구와 별도로 설치되는 동시에 상기 유입부(10)의 외부로부터 상기 중공부(11)와 연결되고, 유로상의 일정부위에 유량조절수단(15)이 설치되는 물 유입구(12); 상기 물 유입구 및 상기 이형제 유입구와 별도로 설치되는 동시에 상기 유입부의 외부로부터 상기 중공부와 연결되는 에어 유입구(14); 상기 중공부 내부에 중공부 길이방향으로 설치되어 상기 에어 유입구와 물 및 이형제 유입구를 격리시키는 격리판(20); 상기 격리판의 하부에 생성되는 동시에 상기 격리판을 중심으로 상향에서 하향으로 갈수록 근접되게 설치되는 한쌍의 혼합구(17); 상기 혼합구 하부로 형성되는 혼합부(30); 상기 혼합부 하부와 연결되는 다수의 파이프부재(40); 그리고, 상기 파이프부재의 하단에 노즐(42)이 구비되어, 금형의 순수 냉각에는 물과 에어만 공급하여 고가의 이형제 남용을 방지하고, 이형제 도포시에는 에어와 이형제를 혼합시켜 캐비티 표면에 균일하게 도포하며, 물 및 이형제와 에어유입구 사이에는 격리판을 설치함으로서 에어의 고압으로 인하여 이형제 혹은 물의 유출이 방해되지 않게 한 발명이다.

Description

스프레이 헤드 유니트

본 발명은 제품을 성형하는 성형기의 금형을 냉각하고 ,또한, 성형제품이 금형에서 용이하게 분리시키는 이형제(離形濟)를 도포하는 스프레이 헤드 유니트에 관한 것으로서, 물, 에어 및 이형제의 유입구를 별도로 설치하여, 금형의 순수냉각에서는 물과 에어만 유출되고, 이형제 도포시에는 이형제와 에어를 유입함으로서 이형제를 절약할 수 있는 스프레이 헤드 유니트(Spray head unit)에 관한 것이다.

일반적으로, 금속을 가열하여 유동성이 있는 쇳물로 용해시켜 이것을 주형에 부어서 냉각 응고하면 주형의 빈 공간과 같은 모양의 제품을 만드는 작업을 성형(주조)이라 한다.

상기 성형법(주조법)으로는, 영구주형인 금형(金形)의 캐비티(주물이 들어가는 빈 공간)에 주물을 용융상태로 압력을 가해 강제적으로 주입하는 다이캐스팅법, 중심축의 주위에 고속으로 회전하는 주형에 주물을 주입하여 그 원심력을 이용하여 치밀한 주물을 만드는 원심주조법, 진공을 이용하는 진공주조법 등이 있고, 액상과 고상이 공존하는 반응고체 소재를 가압하여 제품을 성형하는 반응고체 성형법이 있다.

이러한, 성형기에서 제품을 성형할 경우, 상기 제품의 형상을 새긴 고정측 금형과 가동측 금형은 가열된 용융소재로 인하여 국부적으로 과열되는 현상이 발생하고, 또한, 상기 성형제품이 응고후 상기 고정측 금형과 가동측 금형으로부터 쉽게 분리되지 않는 문제점이 있다.

이러한, 과열현상을 방지하기 위하여 에어 또는 물로서 상기 가동측 금형과 고정측 금형을 냉각시키고, 상기 가동측 금형과 고정측 금형으로부터 성형제품을 용이하게 분리하기 위하여 상기 캐비티(고정측 금형과 가동측 금형이 합형되었을 때 이루는 금형공간)면에 카본계통 등의 이형제를 도포하게 되는데 상기 이형제가 균일하게 도포되도록 하기 위하여 이형제의 매개체로서 통상적으로 물을 섞게 된다.

이와 같이, 금형에 냉각수 및 에어의 공급과 이형제를 도포하기 위한 방법으로, 종래에는 이형제를 물에 희석하여 금형의 국부적 과열부위에 수동으로 도포하는 방법이 있었으나, 이러한, 수동식 방법은 작업자의 소질에 따라서 제품의 품질이 좌우되고, 또한, 고가의 이형제를 금형의 순수냉각에까지 이용하게 되어 제품의 생산원가를 상승시키며, 또한, 이형제의 과다 살포로 인하여 환경을 크게 오염시키는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도 1에서와 같이 자동식 스프레이 머신이 제조되었다.

도 1에 도시된 바와 같이 자동식 스프레이 머신의 헤드 유니트에는 물과 혼합된 혼합이형제와 에어를 유입하기 위하여 내부에 중공부(3)가 형성되는 유입부(1), 외부로부터 상기 중공부(3)와 연결되는 혼합이형제 유입구(2), 상기 혼합이형제 유입구(2)와 별도로 설치되는 에어 유입구(4), 상기 에어 유입구(4) 및 혼합이형제 유입구(2)로부터 유출되는 혼합이형제 및 에어를 혼합하는 혼합부(5), 상기 혼합부(5)로부터 유출되는 혼합물을 파이프(6)를 통하여 캐비티(가동측 금형과 고정측 금형이 합형시 이루는 금형공간)분사하는 노즐부(7)로 구성된다.

상기의 구성에 의하여, 가동측 금형과 고정측 금형이 벌어지게 되면, 스프레이 머신은 유압 혹은 수동에 의하여 스프레이 헤드 유니트를 가동측 금형과 고정측 금형사이에 위치시키게 되고, 그후, 에어만 나와서 캐비티를 청소하게 된다. 에어로 캐비티를 청소후 물과 일정비율로 섞인 혼합이형제가 상기 금형의 국부 냉각을 위하여 분사되게 되고, 그후, 캐비티 표면에 이형제의 도포를 위하여 다시 혼합이형제가 분사되게 된다.

그러나, 상기와 같은 스프레이 헤드 유니트는 수동식에서 작업자의 소질에 따라 제품의 품질이 편향되는 문제점은 다소 해결하였으나, 혼합이형제와 에어와 동시에 분사될 때에는 에어의 고압으로 인하여 혼합이형제가 혼합이형제 유입구로부터 용이하게 유출되지 않는 문제점과, 또한, 물과 섞인 혼합이형제를 금형의 순수냉각에 이용하게 되어 이형제의 과다살포로 인한 제품의 생산원가 상승과 환경오염의 문제점은 여전히 해결하지 못하고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은, 스프레이 헤드 유니트 내부에 물, 이형제 및 에어의 유입구를 별도로 설치하여 금형의 순수 냉각에는 물 및 에어만 공급하여 고가의 이형제 남용을 방지하고, 이형제 도포시에는 물과 이형제를 혼합시켜 캐비티 표면에 균일하게 도포되게 하며, 물 및 이형제와 에어유입구 사이에는 격리판을 설치함으로서 에어의 고압으로 인하여 이형제 및 물의 유출이 방해되지 않게 하는 스프레이 헤드 유니트를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 스프레이 헤드 유니트의 구조를 보인 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 스프레이 헤드 유니트의 구조를 보인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 스프레이 헤드 유니트의 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 스프레이 헤드 유니트가 스프레이 머신에 결합된 결합상태도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 유입부 11 : 중공부

12 : 물 유입구 13 : 이형제 유입구

14 : 에어 유입구 15 : 유량조절수단

16 : 이형제 조절수단 17 : 혼합구

20 : 격리판 30 : 혼합부

32 : 제 1혼합실 34 : 제 2혼합실

36 : 분리판 37 : 관통구

38 : 결합구 40 : 파이프부재

42 : 노즐 50 : 가동측 금형

52 : 고정측 금형 54 : 캐비티

56 : 고정측 설치판 100 : 스프레이 헤드 유니트

200 : 스프레이 머신

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 에어, 물 및 이형제를 유입하기 위하여 내부에 중공부가 형성되는 유입부; 상기 유입부의 외부로부터 상기 유입부 내부의 중공부와 연결되는 동시에 유로상의 일정부위에 상기 이형제의 양을 조절하는 조절수단이 설치되는 이형제 유입구; 상기 이형제 유입구와 별도로 설치되는 동시에 상기 유입부의 외부로부터 상기 유입부 내부의 중공부와 연결되고, 유로상의 일정부위에 상기 물의 양을 조절하는 유량조절수단이 설치되는 물 유입구; 상기 물 유입구 및 이형제 유입구와 별도로 설치되는 동시에 상기 유입부의 외부로부터 상기 유입부 내부의 중공부와 연결되는 에어 유입구; 상기 유입부의 중공부 내부에 중공부 길이방향으로 설치되어 상기 에어 유입구와 물 및 이형제 유입구를 격리시키는 격리판; 상기 격리판의 하부에 생성되는 동시에 상기 격리판을 중심으로 상향에서 하향으로 갈수록 근접되게 설치되는 한쌍의 이형제 혼합구; 상기 이형제 혼합구하부로 형성되는 혼합부; 상기 혼합부 하부와 연결되는 다수의 파이프; 상기 파이프의 하단에 노즐이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

첨부된 도 2내지 도 4는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로서, 도 2는 본 발명에 따른 스프레이 헤드 유니트의 구조를 보인 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 스프레이 헤드 유니트의 구조를 보인 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 스프레이 헤드 유니트가 스프레이 머신에 결합된 결합상태도이다.

도 2내지 도 3에 도시된 바와 같이 에어 유입구(14), 물 유입구(12), 이형제 유입구(13)가 설치되는 유입부(10), 상기 유입부(10)내로 유입된 유체가 통과하면서 섞여지게 되는 혼합구(17), 상기 혼합구(17)를 통과한 물 및 이형제가 에어와 혼합되는 혼합부(30), 상기 혼합부(30)의 하부에 설치되는 다수의 파이프부재(40), 상기 파이프부재(40)의 하단에 설치되는 노즐(42)로 이루어진다.

상기 유입부(10)는 에어, 물 및 이형제를 유입하기 위하여 내부에 중공부(11)가 형성되고, 상기 유입부(10)의 측외부로부터 상기 중공부(11)까지는 물 유입구(12)가 형성된다. 상기 물 유입로의 중앙부에는 상기 유입부(10)의 길이 방향으로 관통구가 형성되어 상기 관통구 내부로 물의 량을 조절할 수 있는 유량조절수단(15)으로서 유량조절밸브가 설치된다.

상기 물 유입구(12)의 하부에는 금형에서 제품을 용이하게 분리시키는 카본계통의 이형제가 유입되는 이형제 유입구(13)가 형성된다. 상기 이형제 유입구(13)의 유로내에도 상기 이형제의 량을 조절할 수 있는 이형제 조절수단(16)이 설치된다. 또한, 상기 물 및 이형제 유입구(13)와는 반대측 방향에 에어 유입구(14)가 설치된다.

또한, 상기 중공부(11)에는 상기 에어 유입구(14)와 상기 물 및 이형제 유입구(13)에서 압력의 차이에 따른 유출의 저항을 없애기 위하여 상기 중공부(11) 길이방향으로 긴 격리판(20)이 설치되는데, 상기 격리판(20)은 상기 고압의 에어와 상대적으로 저압이 되는 물 및 이형제가 동시에 유출될 경우, 물 및 이형제의 유출을 보호하게 된다.

또한, 상기 격리판(20)의 하부에 생성되는 한쌍의 혼합구(17)는 상기 격리판(20)을 중심으로 상향에서 하향으로 갈수록 근접되게 설치되어, 이형제 및 물과 에어가 동시에 유출되면 상기 혼합구(17)의 하부 근접부위에서 에어와 물 및 이형제는 맞 부딪히게 되어 상기 물과 에어의 혼합 및 상기 에어와 이형제의 혼합을 촉진하게 된다.

상기 혼합구(17) 하부로 형성되는 혼합부(30)는 상기 혼합구(17)하부에 제 1혼합실(32)이 설치되고, 상기 제 1혼합실(32) 하부에는 혼합을 도모하기 위한 제 2혼합실(34)이 설치된다.

상기 제 1혼합실(32)과 상기 제 2혼합실(34) 사이에는 상기 제 1혼합실(32)과 상기 제 2혼합실(34)과의 분리를 위하여 분리판(36)이 설치되고, 상기 혼합구(17)의 직하단에서 근접부위를 피한 좌우측부위에는 다수의 관통구(37)가 설치되어 상기 관통구(37)를 통과하면서 상기 이형제 및 물은 에어와 고르게 섞이게 되는 것이다.

상기 제 2혼합실(34)의 하단에는 다수의 결합구(38)가 설치되고, 상기 결합구(38)에는 각기 파이프부재(40)가 설치되며, 상기 파이프부재(40)의 하부는 상기 가동측 금형(50)과 고정측 금형(52)으로 향할 수 있도록 좌우측 등으로 절곡되고, 상기 파이프부재(40)의 최하단에는 각기 노즐(42)이 설치된다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 4에서와 같이, 성형기의 가동측 금형(50)과 고정측 금형(52)이 벌어진후, 상기 제품이 금형으로부터 분리되면, 고정측 설치판(56)에 결합된 스프레이 머신(200)은 본 발명의 스프레이 헤드 유니트(100)를 공압 또는 유압에 의하여 가동측 금형(50)과 고정측 금형(52)사이로 위치하게 한다.

그후, 순수에어가 에어 유입구(14), 혼합구(17), 제 1혼합실(32), 관통구, 제 2혼합실(34), 파이프부재(40), 노즐(42), 캐비티(54)의 순서대로 분사되어 캐비티(54)를 청소한다

상기 동작후, 물과 에어가 물 유입구(12)와 에어 유입구(14)로부터 유출되어 혼합구(17)를 통과하게 된다. 이때, 격리판(20)은 고압의 에어로부터 물의 유출을 보호하게 된다. 또한, 상기 에어와 물은 일정기울기를 가진 혼합구(17) 하부에서 서로 맞부딪침으로서 물은 에어와 섞이게 되고, 그 후, 에어와 섞인 물은 상기 혼합구(17) 하부에 설치된 격리판(20)에 부딪히면서 다시 한 번 섞이게 된다. 이와 같이 섞인 물과 에어는 재 1혼합실에서 와류(소용돌이 현상)를 일으키며 섞이다가 분리판(36)에 형성된 관통구(37)를 빠져나오면서 또 한 번 섞이게 된다.

상기 관통구(37)를 통과한 에어와 물은 제 2혼합실(34)의 하부벽에 부딪히면서 다시 한번 와류현상을 일으키고 이와 동시에 다시 한 번 섞이게 된다.

이렇게 고르게 섞인 물과 에어는 파이프부재(40)를 통하여 노즐(42)에서 금형을 향하여 분사됨으로서, 상기 금형을 청소하는 동시에 냉각시키게 된다.

상기의 동작 이후, 유입부(10)에는 물은 유출되지 않고 이형제 유입구(13)와 에어 유입구(14)에서 이형제와 에어만 유출되게 된다. 이때도, 상기 물과 에어 유출에서와 같이, 격리판(20)이 에어의 고압으로부터 이형제를 유출을 보호하게 된다. 중공부(11)에 유출된 에어와 카본 계의 이형제는 상기에서 설명한 물과 에어의 혼합에서와 같이 혼합구(17), 제 1혼합실(32), 관통구(37), 제 2혼합실(34)을 통하면서 완전히 섞이게 되고, 이와 같이 섞인 에어와 이형제는 파이프부재(40)를 통과하여 노즐(42)에서 캐비티(54)의 표면으로 분사된다.

이후, 금형은 닫히고, 용융금속을 주입후, 가압하여 제품을 성형한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 스프레이 헤드 유니트는, 스프레이 헤드 유니트 내부에 물, 이형제, 에어의 유입구를 별도로 설치하여 금형의 순수 냉각에는 물과 에어만 공급하여 고가의 이형제 남용을 방지하고, 이형제 도포시에는 에어와 이형제를 혼합시켜 캐비티 표면에 균일하게 도포하며, 물 및 이형제와 에어유입구 사이에는 격리판을 설치함으로서 에어의 고압으로 인하여 이형제 및 물의 유출이 방해되지 않게 됨으로서, 이형제의 과다 살포로 인한 제품의 원가상승은 물론, 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 에어, 물 및 이형제를 유입하기 위한 중공부(11)가 형성되는 유입부(10);

   상기 유입부(10)의 외부로부터 상기 중공부와 연결되는 동시에 유로상의 일정부위에 상기 이형제의 양을 조절하는 이형제 조절수단(16)이 설치되는 이형제 유입구(13);

   상기 이형제 유입구와 별도로 설치되는 동시에 상기 유입부(10)의 외부로부터 상기 중공부(11)와 연결되고, 유로상의 일정부위에 상기 물의 양을 조절하는 유량조절수단(15)이 설치되는 물 유입구(12);

   상기 물 유입구 및 상기 이형제 유입구와 별도로 설치되는 동시에 상기 유입부의 외부로부터 상기 중공부와 연결되는 에어 유입구(14);

   상기 중공부 내부에 중공부 길이방향으로 설치되어 상기 에어 유입구와 물 및 이형제 유입구를 격리시키는 격리판(20);

   상기 격리판의 하부에 생성되는 동시에 상기 격리판을 중심으로 상향에서 하향으로 갈수록 근접되게 설치되는 한쌍의 혼합구(17);

   상기 혼합구 하부로 형성되는 혼합부(30);

   상기 혼합부 하부와 연결되는 다수의 파이프부재(40); 그리고,

   상기 파이프부재의 하단에 노즐(42)이 구비되는 것을 특징으로 하는 스프레이 헤드 유니트.