KR20080101710A - 고압 노즐 및 고압 노즐의 제조 방법 - Google Patents

고압 노즐 및 고압 노즐의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080101710A
KR20080101710A KR1020080044696A KR20080044696A KR20080101710A KR 20080101710 A KR20080101710 A KR 20080101710A KR 1020080044696 A KR1020080044696 A KR 1020080044696A KR 20080044696 A KR20080044696 A KR 20080044696A KR 20080101710 A KR20080101710 A KR 20080101710A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
filter
high pressure
pressure nozzle
central longitudinal
longitudinal axis
Prior art date
Application number
KR1020080044696A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101355984B1 (ko
Inventor
알베르트 페흐트
위르겐 프릭크
보리스 슈미트
Original Assignee
레흘러 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 레흘러 게엠베하 filed Critical 레흘러 게엠베하
Publication of KR20080101710A publication Critical patent/KR20080101710A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101355984B1 publication Critical patent/KR101355984B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/042—Outlets having two planes of symmetry perpendicular to each other, one of them defining the plane of the jet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/34—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl
    • B05B1/3402—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to influence the nature of flow of the liquid or other fluent material, e.g. to produce swirl to avoid or to reduce turbulencies, e.g. comprising fluid flow straightening means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/40—Filters located upstream of the spraying outlets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/04—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
    • B21B45/08—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing hydraulically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/10—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of articles with cavities or holes, not otherwise provided for in the preceding subgroups
    • B22F5/106—Tube or ring forms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/062—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools involving the connection or repairing of preformed parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0233—Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49428—Gas and water specific plumbing component making
    • Y10T29/49432—Nozzle making
    • Y10T29/49433—Sprayer

Landscapes

  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Abstract

본 발명은 고압 노즐의 제조방법을 개시한다. 본 발명은 공급 채널 내에 배출 개구 쪽으로 빔 스트레이트너(beam straightener)를 구비하는 고압 노즐에 관한 것이다. 상기 빔 스트레이트너는 상기 공급 채널의 중심 종축을 직접적으로 둘러싸는 영역에 자유 흐름 횡단면(free stream cross-section)을 구비한다. 강철물 연마용 고압 노즐 등의 사용방법이 개시된다.

Description

고압 노즐 및 고압 노즐의 제조 방법{High pressure nozzle and method of manufacturing the high pressure nozzle}
본 발명은 공급 채널 내에 배출 개구 쪽으로 빔 스트레이트너(beam straightener)를 구비하는 고압 노즐에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 고압 노즐의 제조 방법에 관한 것이다.
유럽 특허 EP 0 792 692 B1 에 따르면, 공급 채널 내에 배출 개구 쪽으로 빔 스트레이트너를 구비하는 강철물(steel product) 연마용 고압 노즐이 개시된다. 상기 빔 스트레이트너는 단면이 별모양인 부품으로서 구성되고 원통형의 중간 부재를 구비하고, 상기 중간 부재로부터 반경 방향으로 흐름 안내면들이 신장된다. 상기 흐름 안내면의 흐름 저항을 줄이기 위하여, 상기 원통형 중간 부재는 흐름의 상승 방향 및 하강 방향 모두에서 각각 원뿔형 단부(cone end)의 형태로 신장한다. 상기 빔 스트레이트너의 상류에는, 구형 캡(ball cap) 모양의 마개를 구비하는 파이프 섹션으로 형성되고 액체의 진입을 위해서 반경 방향의 노치(notch)를 구비하는 필터가 배치된다. 상기 반경 방향의 노치들은 필터의 구형 부분(spherical section) 모양의 캡까지 신장된다. 상기 빔 스트레이트너의 하류로 상기 흐름 채 널이 점차적으로 가늘어지는데, 상기 가늘어지는 부분(diminution)은 가늘어지는 각도가 감소하면서 마우스 피스의 배출 챔버까지 신장한다. 상기 마우스 피스는 배출 챔버와 상기 배출 챔버에 연결되는 배출 개구를 구비한다. 강철물 연마용 고압 노즐을 작동시키는 100 내지 600 바(bar)의 매우 높은 액체 압력 때문에 적은 흐름 저항은 중요하다. 왜냐하면 압력 손실이 고압 노즐 내에서 마모를 줄일 필요성이나 공급 파이프에서 더 높은 압력의 필요성이 있도록 하기 때문이다. 이에 따라 생성된 플랫 빔(flat beam)의 형태가 결정되며, 상기 플랫 빔은 가능한 한 적절한 마모현상을 달성하기 위해서 가능한 한 그 폭이 적어야 한다. 예를 들어 공급 파이프에서의 수격작용(water hammer)이 고압 노즐의 필터 파손을 야기할 수 있기 때문에, 고압 노즐은 궁극적으로 엄청난 기계적 부하에 노출된다.
본 발명의 목적은 개선된 고압 노즐을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 특히 강철물을 연마하기 위한 고압노즐이 제공된다. 상기 고압 노즐은 공급 채널 내에 배출 개구 쪽으로 빔 스트레이트너(beam straightener)를 구비하고, 상기 빔 스트레이트너는 상기 공급 채널의 중심 종축을 직접적으로 둘러싸는 영역에서 자유 흐름 횡단면(free stream cross-section)을 구비한다.
이러한 방식으로, 흐름 저항이 적으면서 방향성(directivity)이 매우 좋은 이른바 소울리스(soulless) 빔 스트레이트너가 구현된다. 즉, 상기 빔 스트레이트너는 설치 부품 없이 중심 종축을 직접적으로 둘러싸는 흐름 채널(stream channel)을 구비한다. 원통형의 중앙 부재를 구비하고 상기 부재로부터 흐름 안내면이 반경 방향으로 뻗어나오는 종래의 빔 스트레이너에 비해서 본 발명에 따른 빔 스트레이트너는 확연하게 흐름 저항이 감소되는데, 그 이유는 상기 공급 채널의 중심 종축을 직접적으로 둘러싸는 흐름 채널이 자유 상태로 유지되고, 액체가 방해받지 않고 흐르는데 사용되기 때문이다. 흐름을 위해서 제공되는 자유 단면이 매우 크기 때문에, 흐름 저항이 확연하게 감소되는 효과가 있다. 예를 들어 상기 자유 흐름 횡단면은 빔 스트레이트너의 내부 반경의 대략 1/5의 반경을 구비할 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 빔 스트레이트너는 상기 공급 채널의 중심 종축에 평행하게 상기 중심 종축 방향으로 연장되는 흐름 안내면을 구비한다.
이렇게 상기 공급 채널의 중심 종축에 평행하게 방향이 설정된 흐름 안내면들에 의해서 빔 스트레이트너의 우수한 방향성이 얻어지고 상기 빔 스트레이트너를 통과한 흐름의 방향은 상기 빔 스트레이트너의 하류로, 그리고 상기 중심 종축에 실질적으로 완전히 평행하게 된다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 흐름 안내면들은 상기 중심 종축에 반경 방향으로 신장한다.
이와 같이, 흐름 저항이 적고 방향성이 매우 좋은, 평면의 흐름 안내면들이 구현될 수 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 빔 스트레이트너의 하류에 상기 공급 채널의 가늘어지는 부분이 구비된다.
이러한 가늘어지는 부분(diminution)에 의해서 흐름이 집중될 수 있고, 상기 흐름 채널은 짧은 거리로 배출 챔버의 단면으로 같이 안내될 수 있다. 본 발명에 따르면, 길이가 짧은 가늘어지는 부분이 구비되고 상기 공급 채널의 가늘어지는 섹션의 길이는 상기 빔 스트레이트너의 길이의 대략 반 내지 삼분의 일이다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 일정한 단면을 구비하다가 배출 챔버가 되는 가늘어지는 섹션이, 상기 가늘어지는 부분에 대하여 상기 빔 스트레이트너의 하류에 연결된다.
일정한 단면을 구비하는 상기 섹션에 의해서, 적은 흐름 저항에서 매우 우수한 빔 특성을 나타내는 흐름의 안정화(stream transquilization)가 달성될 수 있다. 상기 일정한 단면을 구비하는 섹션은 상기 빔 스트레이트너 이후의 가늘어지는 부분보다 긴 것이 바람직하다. 상기 일정한 단면을 구비하는 섹션이 적어도 상기 빔 스트레이트너 이후의 가늘어지는 부분보다 두 배 긴 것이 바람직하고, 특히 상기 가늘어지는 부분의 길이의 일곱 배인 것이 바람직하다는 것이 확인되었다. 상기 배출 챔버는 상기 배출 개구로 이어지고, 상기 배출 개구로부터 분사 빔이 나온다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 빔 스트레이트너의 하류에는 상기 중심 종축 쪽으로 반경 방향으로 방향이 설정된 진입 슬롯(entry slot)을 구비하는 필터가 배치된다. 상기 진입 슬롯은 상기 중심 종축에 평행하게 신장하는 것이 바 람직하다. 상기 필터는, 상기 중심 종축에 평행하게 신장하는 진입 개구들을 구비하면서 구형 부분 모양인 필터 캡을 구비할 수 있다.
이때, 상기 구형 부분 모양의 필터 캡의 진입 개구들이 상기 필터의 진입 슬롯들로부터 분리되어 있기 때문에, 상기 구형 부분 모양의 필터 캡은 매우 안정적으로 실시될 수 있고, 특히 궁극적으로는 공급 파이프에 나타나는 수격 작용(water hammer)을 견딜 수 있다. 예를 들어 상기 필터 캡은 높은 기계 강도를 제공하는 원형의 밴드(band)를 구비한다. 이에 따라, 상기 필터의 진입 슬롯은 구형 부분 모양의 필터 캡 앞에서 끝난다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 빔 스트레이트너 측에 배치된 상기 진입 슬롯의 말단 경계면들이 둥글게 형성되거나 또는 내부로 안내되도록 비스듬하게 형성되고, 상기 둥글게 형성된 말단 경계면들은 상기 중심 종축 쪽으로 둥글게 형성된다. 흐름 방향에서 봤을 때 상기 빔 스트레이트너 측에 위치하는 각각의 상기 진입 슬롯의 슬롯 베이스(slot base)는 그에 따라 상기 중심 종축 쪽으로 밖으로 둥글게 형성되거나 또는 볼록하게 형성된다. 대안으로서, 상기 슬롯 베이스는 내부로 경사지고, 특히 원뿔의 면부분(surface of a cone) 형태로 형성되고, 이때 원뿔은 흐름 방향으로 가늘어진다. 이에 따라, 흐름은 상기 진입 슬롯을 관통하여 상기 슬롯 베이스의 영역에서 상기 중심 종축 쪽으로 방향이 점차 전환된다. 이에 따라, 상기 슬롯 베이스의 영역에서는 소용돌이 현상이 현저히 감소되고, 적은 흐름 저항 및 실질적으로 상기 중심 종축에 평행한 흐름이 상기 빔 스트레이트너의 하류에서 얻어진다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 필터는 필터 캡과 필터 본체부로 구성되고, 상기 필터 캡과 상기 필터 본체부는 개별적으로 제조된 후에 분리되지 않게 서로 결합된다.
이와 같이, 상기 필터 캡과 필터 본체부의 영역에서의 기하학적으로 복잡한 형태의 제조가 단순화된다. 필터 캡과 필터 본체부를 분리되지 않게 결합시키면 안정적이고 흐름이 강화된(flow-enhancing) 필터 유닛이 제공된다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 필터 캡과 상기 필터 본체부는 금속분말 사출성형으로 제조된 후 같이 소결된다.
금속분말 사출성형에 의해서, 기계 공정으로는 구현될 수 없거나 많은 비용을 들여서만이 구현 가능한, 기하학적으로 복잡한 형태도 구현된다. 여기에는 예를 들면, 중심 종축 쪽으로 방향이 설정된 필터의 진입 슬롯의 전면들(front surface)의 볼록한 형태도 해당된다. 일반적으로 이러한 진입 슬롯들은 프레이즈(fraise) 또는 톱날을 파이프 형태의 부품에 디핑(dipping)시킴으로써 형성된다. 이때, 유체공학적으로 적합하지 않은, 외부로 향하도록 형성된 오목한 전면의 형태가 일반적으로 형성된다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 필터 본체부는 상기 빔 스트레이트너를 구비한다.
이와 같이, 흐름을 강화시키는 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부를 구현할 수 있다. 금속분말 사출성형에 의한 이러한 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부의 제조시, 본 발명에 따른 소울리스 빔 스트레이트너와 흐름을 강화하는 필 터의 진입 슬롯의 형태가 구현되며 시리즈 제조공정의 범위 내에서 제조된다. 대안으로서, 상기 빔 스트레이트너는 별도의 흐름 채널부로서 형성되거나 노즐의 기타 부품에 필터로서 통합될 수도 있다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 필터 캡은 반경 방향 내부로 신장되는 돌출부를 구비한 원형의 밴드(band)를 구비하고, 상기 돌출부들은 상기 필터 본체부의 상응하는 리세스에 맞물린다.
이러한 방식으로 필터 캡이 상기 필터 본체부에 매우 안정적으로 결합되며, 이로써 이 결합은 흐름을 강화하는 형태로 형성될 수 있다. 대안으로서, 상기 필터 본체부에는, 반경 방향으로 내부 또는 외부로 신장하는 돌출부들을 구비하는 원형의 밴드가 구비될 수 있고, 상기 돌출부들은 상응하는 상기 필터 캡의 리세스들에 맞물린다. 반경 방향으로 신장되는 돌출부들을 구비하는 상기 원형의 밴드가 필터 캡 또는 필터 본체부에 형성되는가의 여부에 상관없이, 본 발명에 따른 장점인 매우 안정적이면서 흐름을 강화하는 연결의 형성이 필터 캡과 필터 본체부 사이에서 구현된다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 필터 본체부는 상기 필터 캡에 이웃한 단부에, 상기 중심 종축에 평행하게 연장되는 바(bar)들을 구비하고, 상기 바들 사이에는 리세스들이 형성된다. 상기 필터 본체부의 바들 사이에 진입 슬롯들이 형성되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 상기 필터 본체부는 자신의 둘레에 걸쳐서 분배 배치되고 상승 흐름 방향으로 연장되는 복수의 핑거(finger) 또는 바들을 구비하고, 이들 사이에 는 진입 슬롯들이 형성된다. 상기 바들의 단부들은 상기 캡을 통해서 수용되고 고정된다. 필터 본체부과 필터 캡이 분리되지 않게 결합되면, 이에 따라 견고한 부재가 형성된다. 특히, 필터 캡과 필터 본체부는 금속분말 사출성형으로 제조된 후 같이 소결되는 것이 바람직하다.
본 발명의 과제는 금속분말을 혼합하는 단계; 얻어진 혼합물을 일 형태로 사출성형하는 단계; 바인더를 화학적 공정 그리고/또는 열적인 공정을 통해서 제거하는 단계; 및 바인더를 제거한 후 얻어진 예비 생성물을 소결하는 단계;를 포함하는 강철물 연마용 고압 노즐 등의 분사노즐의 제조 방법에 의해서 달성된다.
이러한 금속분말 사출성형에 의해서, 종래의 기계 공정으로는 제조할 수 없거나 매우 많은 비용을 들였을 경우에만 제조할 수 있는 매우 복잡한 기하학적 형태도 구현된다. 이때, 상기 사출성형 기계의 사용은 정밀 주조 등과 비교했을 때 비교적 저렴한 제조방법을 제공한다. 놀라운 점은 금속분말 사출성형으로 얻어진 구성요소들이, 강철물을 연마하기 위한 고압 노즐에서 100 바 이상의 현저히 높은 가동압력을 견딜 수 있을 만큼 충분히 안정적이라는 점이다. 높은 가동압력에서 연마용 노즐을 제공하기 위한 파이프관에서는 가동압력의 수배에 달하는 수격작용(water hammer)이 일어날 수 있다. 금속분말 사출성형에 의해서 소결 부품들이 구현되는데, 상기 소결부품들은 거친(rough) 특성을 가지며 이에 따라 연마용 노즐을 작동시킬 때 나타나는 극단적인 최대 압력(pressure peak)을 수반하는 부하(load)에 대해서는 적합하지 않을 것이 예상된다. 그러나, 실험에서 나타난 바는 놀랍게도 금속분말 사출성형으로 얻어진 소결 부품들이 상응하는 구조에서 이러 한 부하를 견딜 수 있으며 그에 따라 고압 노즐의 흐름을 최적화시키는 새로운 방법을 제공한다는 것이다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 예비 생성물(preliminary product)로 구비되는 부품들을 바인더를 제거한 후 조립하고 그 후 상기 조립된 예비 생성물은 소결된다.
이러한 방식으로, 필터 캡 등을 포함하는 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부 등 구성요소들은 일체로 형성될 수 있다. 그 이유는 조립된 예비 생성물의 소결 후 분리되지 않게 서로 결합되기 때문이다. 이에 따라 안정적이면서도 흐름을 강화하는 고압 노즐의 형태를 구현하는 방법들이 제공된다. 바인더를 제거하면 비교적 약한(fragile) 구조를 가지는 예비 생성물이 생성되는데, 그 이유는 상기 금속분말이 바인더의 제거 후 다공성 구조를 형성하기 때문이다. 소결 공정 중에야 비로소 상기 예비 생성물은 압축되고 그 후 부하에 기계적으로 강하게 된다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 금속 분말은 적어도 부분적으로 카바이드(carbide) 분말을 포함한다.
놀랍게도, 심지어 카바이드 성분들도 금속분말 사출성형으로 제조될 수 있다는 것이 확인되었다. 이것은 특히 고압 연마노즐의 마우스 피스의 제조시 장점으로 작용한다. 또한, 마우스 피스 영역 및 특히 배출 챔버와 배출 개구의 영역에는 기계 공정에 의해서 구현될 수 없거나 합당한 비용을 들였을 경우에만 구현될 수 있는 복잡한 기하학적 형태들이 구현될 수 있다. 카바이드 분말로 형성된 예비 생성물을 소결하면 카바이드 부품이 얻어지는데, 이 부품은 고압 연마노즐의 마우스 피스로서 삽입되기에 매우 적당하며 특히 수명이 길다.
본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 상기 고압 노즐은 적어도 하나의 필터와 빔 스트레이트너를 결합 상태의 필터 및 빔 스트레이트너부에 구비한다. 상기 필터 및 빔 스트레이트너부는 적어도 두 개의 개별적인 구성요소가 결합되어 형성되고, 상기 두 구성요소는 공동 소결에 의해서 분리되지 않게 서로 결합된다.
본 발명에 따르면, 개선된 고압 노즐이 제공될 수 있다.
본 발명의 기타 특징들과 장점들은 청구항 및 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 하기의 설명으로부터 도출된다.
도 1의 단면 사시도는 본 발명에 따른 강철물 연마용 고압 노즐(10)을 도시한다. 상기 고압 노즐(10)은 파이프 형태의 연결 접관(connection nipple)(12) 안에 장착되고 상기 파이프 형태의 연결 접관(12)에서 덮개 너트(14)에 의해서 고정된다. 상기 고압 노즐(10)은 노즐 하우징(18)에 나사로 고정된 결합 상태의 필터 및 빔 스트레이트너부(16)를 구비한다. 또한, 상기 노즐 하우징(18)에는, 하류로 배치된 마우스 피스의 단부에 배출 개구(22)를 한정하는 마우스 피스(20)가 삽입된다. 상기 파이프 형태의 연결 접관(12)은 도시되지 않은 노즐 바에 결합되고, 이 안으로 상기 고압 노즐(10)의 필터(24)가 돌출한다. 상기 필터(24)에 의해서 상기 고압 노즐(10)에 진입하는 액체가 빔 스트레이트너(beam straightener)(26)를 통해서 흐르고, 최종적으로 상기 마우스 피스(20)에 도달한 후 상기 배출 개구(22)로부 터 플랫 빔(flat beam)의 형태로 배출된다. 상기 마우스 피스(20)는 상기 노즐 하우징(18)에 대해서 원형의 금속 솔더링 심(metal soldering seam)(28)에 의해서 밀봉된다.
도 1을 참조하면, 상기 빔 스트레이트너(26)가 상기 고압 노즐(10)의 중심 종축(30)을 직접적으로 둘러싸는 흐름 채널(stream channel)의 자리를 형성하는 것을 잘 알 수 있다. 이에 따라 상기 빔 스트레이트너(26)의 영역에서는 상기 중심 종축(30)을 직접적으로 둘러싸는 흐름 채널이 설치 부품 없이 구비된다. 상기 빔 스트레이트너(26)는 상기 중심 종축(30)에 반경 방향으로 신장되는 복수의 흐름 안내면들을 구비하는데, 상기 흐름 안내면들은 평면으로 형성되고 방향이 상기 중심 종축(30) 쪽으로 설정된다. 상기 빔 스트레이트너(26)를 통해서, 상기
필터(24)로 진입하는 액체가 상기 중심 종축(30) 쪽으로 평행하게 될 수 있다. 뒤에서 설명되고 또 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 빔 스트레이트너(26)의 복수의 흐름 안내면들은 상기 빔 스트레이트너의 외측 둘레에만 고정되고 상기 중심 종축(30)을 둘러싸는 흐름 채널 방향으로 자유롭게 돌출한다.
도 2의 단면도는 서로 맞은 편에 배치된 상기 빔 스트레이트너(26)의 두 개의 흐름 안내면들을 도시한다. 상기 흐름 안내면들을 통해서 절단면이 형성된다. 상기 빔 스트레이트너(26)의 상류로, 상기 중심 종축(30) 쪽으로 반경 방향으로 신장하는 진입 슬롯들을 구비하는 원형 원통형의 파이프 섹션으로 형성되면서 구형 단면 형태의 필터 캡을 구비하는 필터(24)가 배치된다.
상기 빔 스트레이트너(26)의 하류로는, 원뿔 형태로 가늘어지는 섹션(32)이 연결된다. 상기 섹션(32)은 일정한 직경을 가지는 원형 원통형의 섹션(34)으로 이어진다. 이때, 상기 가늘어지는 섹션(32)은 상기 빔 스트레이트너(26)보다 짧게 형성되고 상기 빔 스트레이트너(26)의 길이의 대략 1/3 내지 1/2 로써 구비한다. 이에 반해, 상기 가늘어지는 섹션(32)의 하류 방향의 상기 일정한 단면을 구비하는 섹션(34)은 상기 빔 스트레이트너(26)보다 확실히 길고, 또한 상기 가늘어지는 섹션(32)보다도 확연하게 길다. 도시된 실시예에서, 일정한 단면을 구비하는 상기 섹션(34)은 상기 빔 스트레이트너(26)보다 대략 세 배로써 길고, 상기 가늘어지는 섹션(32)의 길이보다 대략 일곱 배로써 길다. 배출되는 플랫 빔(36)을 정확하게 형성하는데 도움을 주는 상기 빔 스트레이트너(26), 가늘어지는 부분(32), 및 일정한 단면을 가지는 섹션(34)의 길이의 할당을 통해서 흐름 상태가 조정된다는 사실이 확인되었다. 상기 일정한 직경을 가지는 섹션(34)의 하류로는 상기 마우스 피스(20)에서 배출 챔버(38)가 형성된다. 상기 배출 챔버(38)는 원뿔 형태로 가늘어지고 상기 배출 개구에서 끝난다. 상기 배출 챔버(38)의 길이는 상기 빔 스트레이트너(26)의 길이의 대략 반절이고, 상기 일정한 단면을 구비하는 섹션(34)의 길이보다는 확연히 길다. 상기 배출 챔버(38)의 길이는, 대략 상기 빔 스트레이트너(26) 바로 하류에 있는, 상기 가늘어지는 부분(32)의 길이 범위 안에 있다.
본 발명에 따른 고압 노즐에서는, 흐름에 제공되는 자유로운 흐름 채널이 비교적 짧은 거리에 걸쳐 결과적으로 두 단계로 가늘어진다. 즉, 한번은 상기 빔 스트레이트너(26) 바로 하류에 있는 상기 가늘어지는 섹션(32)을 통해서, 그리고 또 한번은 상기 가늘어지는 배출 챔버(38)를 통해서, 마찬가지로 비교적 짧은 거리로 써 가늘어진다. 긴 거리에 걸쳐서 매우 점차적으로 가늘어지는 부분보다, 이렇게 두 단계로 이루어지고 각각 비교적 강도가 있는 흐름 채널의 가늘어지는 부분이 유체공학적으로 더 적합하다는 것이 확인되었다. 특별히, 상기와 같이 제공되는 자유 단면은 상기 섹션(32)을 통해서 짧은 거리로 비교적 많이 가늘어진다. 그러나, 균일하게 상기 배출 챔버(38)로 진입하기 위해서, 일정한 단면을 구비하는 상기 긴 섹션(34)의 경로에서 흐름은 다시 안정화될 수 있다.
최대 자유 흐름 횡단면은, 상기 필터(24)의 영역에 구비되고, 긴 필터 슬롯 및 기타 필터 캡의 필터 슬롯의 자유 단면들의 합(sum)에 의해서 정해진다. 이미 확연하게 줄어든 흐름 횡단면은 상기 빔 스트레이트너(26)의 영역에 구비되는데, 그곳의 자유 흐름 횡단면은 그곳의 전체 채널의 단면으로부터 별 모양으로 배치된 흐름 안내면들의 전방 단면을 뺀 것이다. 상기 필터의 자유 흐름 횡단면 면적에 대한 상기 빔 스트레이트너(26)의 자유 흐름 횡단면의 면적의 비율은 1:6 이상인 것이 바람직하다.
흐름 횡단면의 또다른 가늘어지는 부분(narrowing)은 상기 빔 스트레이트너(26)를 따라 채널(27)의 단면에 형성되고, 상기 채널(27)은 일정한 단면을 구비하여 상기 마우스 피스(12) 앞까지 이어진다. 상기 빔 스트레이트너(26)에서의 자유 흐름 횡단면 면적에 대한 채널(37)에서의 자유 흐름 횡단면 면적의 비율은 1:1.23 또는 그 이상이 바람직하다.
상기 필터(24)의 자유 흐름 횡단면 면적에 대한 채널(37)의 자유 흐름 횡단면 면적의 비율은 1:7.44 또는 그 이상이 바람직하다.
상기 채널(37)에서의 자유 흐름횡단면 면적은 예를 들면 95 mm2 이고, 상기 빔 스트레이트너(26)에서의 자유 흐름횡단면 면적은 117 mm2 이고, 상기 필터(24)에서의 자유 흐름횡단면 면적은 707 mm2 이다.
상기 마우스 피스(12)의 상류에 위치한 단부에는, 상기 노즐 하우징(14)의 내벽과 상기 마우스 피스(12)의 링 형태의 전면 사이에, 상기 노즐 하우징(14)에 대해서 상기 마우스 피스(12)를 밀봉하는 금속 솔더링 심(metal soldering seam)(28)이 구비된다.
단면도인 도 3은 도 1에 도시된 고압 노즐(10)의 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부(16)를 도시한다. 상기 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부(16)는 서로 분리되지 않게 결합된 총 세 개의 개별적인 부품으로 구성되는데, 즉, 필터 캡(40), 상기 빔 스트레이트너(26)를 포함하기도 하는 필터 본체부(42), 및 상기 빔 스트레이트너(26)의 하류에서 가늘어지는 부분(32) 및 일정한 단면을 구비하는 섹션(34)을 구비하는 도관 부재(44)로 구성된다. 상기 도관 부재(44)에는 하류로 배치된 단부에서 외측 나사(outer thread)(46)가 형성되고, 상기 도관 부재(44)는 상기 외측 나사(46)에 의해서 노즐 하우징(18)에 끼워진다.
상기 필터 캡(40)은 구형 부분 형태로 형성되고 중심 종축(30)에 평행하게 연장되는 진입 개구들(48)을 구비한다. 상기 진입 개구들(48)은 별 모양으로 상기 필터 캡(40) 상에 배치된다. 상기 필터 본체부(42)는, 상기 중심 종축(30)을 향하여 신장되고 서로 일정하게 간격이 떨어져서 상기 필터 본체부(42)의 둘레에 형성 되는 복수의 바(bar,50)를 구비한다. 액체가 상기 필터(24)에 진입할 수 있는 진입 슬롯들이 상기 바(50)의 사이에 유지된다.
도 3을 참조하면, 하류로 배치된 진입 슬롯들의 전면들이 둥글게 형성되고 상기 중심 종축(30) 쪽으로 봤을 때 볼록하게 만곡된 것을 잘 알 수 있다. 이에 따라, 상기 진입 슬롯을 통해서 진입하는 액체는 상기 하류로 배치된 진입 슬롯들의 전면의 영역에서 상기 중심 종축(30)의 방향으로 방향이 점차적으로 전환된다. 이에 따라 상기 전면들(52)의 영역에서는 소용돌이 현상이 줄어들고 일정한 흐름에서 적은 흐름 저항이 얻어질 수 있다.
또한, 도 3에서는 상기 중심 종축(30) 쪽을 향해 반경 방향으로 신장되는 평면 형태인 상기 빔 스트레이트너(26)의 흐름 안내면들(54)이, 별도의 설치 부품 없이 상기 중심 종축을 직접적으로 둘러싸는 흐름 채널(56)의 자리를 남겨두는 것을 잘 알 수 있다.
상기 필터 캡(40), 상기 빔 스트레이트너(26)를 포함하는 상기 필터 본체부(42), 및 상기 도관 부재(44)는 금속분말 사출성형으로 개별적으로 제조되고, 그 후 열가소성의 바인더를 제거한 다음, 개별적인 예비 생성물로서 결합되고 소결된다. 소결 후, 상기 필터 캡(40), 상기 필터 본체부(42), 및 상기 도관 부재(44)는 분리되지 않게 서로 결합되어 높은 응력을 견디는(higly stressable) 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부(16)를 구성한다. 금속분말 사출성형에 의한 제조방법은 하기에서 더 상세하게 설명할 것이다.
도 4는 도 3의 필터 본체부(42)의 사시도이다. 원래 보이지 않는 개별 부품 들은 파선으로 표시되고, 마찬가지로 반경 방향으로 방향이 설정된 흐름 안내면들(54) 및 본래 숨겨진 진입 슬롯들이 상기 바(50) 사이에 도시된다. 상기 바(50)들은 상류에 배치된 단부에서 적은 두께로 형성되어서, 도 5의 측면도에서 볼 수 있는 것처럼, 각 바(50)에는 상기 필터 캡(40)을 밀어서 열 때 홈(rabbet)의 역할을 하는 단차(58)가 구비된다.
도 5의 화살표(VI) 방향에 따른 도 6의 도면은, 상기 중심 종축 쪽을 향해 반경 방향으로 신장되고 상기 중심 종축(30) 둘레에 상기 흐름 채널(56)의 자리를 남겨두는 빔 스트레이트너의 흐름 안내면들(54)을 도시한다. 이미 설명한 바와 같이, 상기 흐름 안내면들은 반경 방향으로 외측에 배치된 단부에서만 상기 필터 본체부(54)의 내벽과 결합되고, 상기 중심 종축 방향으로는 자유롭게 돌출한다. 도 6을 참조하면, 상기 흐름 안내면들(54)이 비교적 동일한 크기의 단면의 자리를 남겨두고 매우 좋은 방향성에도 불구하고 적은 흐름 저항을 일으키는 것을 잘 볼 수 있다. 상기 흐름에 돌출되는 흐름 안내면들의 모든 에지들은 둥글게 형성된다.
도 7은 도 5의 화살표(VII)의 방향에 따른 상기 필터 본체부(42)를 도시한다. 단차(58)를 각각 구비하는 바(50)들의 자유 단부들을 볼 수 있다. 상기 바(50)들은, 상기 중심 종축을 향해 반경 방향으로 신장되고 액체가 상기 필터 본체부(42)의 내부로 진입할 수 있게 하는 진입 슬롯들의 자리를 사이 사이에 남겨둔다. 상기 바들 사이의 슬롯의 수는 흐름 안내면의 수보다 많다. 도시된 실시예에는 총 8개의 흐름 안내면(54)과 14개의 진입 슬롯이 구비되어, 상기 필터 본체부(42)의 둘레에 일정하게 분배 배치된다.
도 5의 절단면(VIII)-(VIII)에 따른 필터 본체부(42)의 단면도인 도 8은 상기 필터(24)의 바들(50) 사이에 둥글게 형성된 진입 슬롯들의 전면(52)을 도시한다.
진입 슬롯들의 전면들(52)은 만곡되게 형성되고, 특히 도 10의 절단면(XI)-(XI)에 대한 단면도인 도 11에서 볼 수 있듯이, 상기 중심 종축(30) 쪽으로 봤을 때 볼록하게 형성된다. 이에 따라, 진입 슬롯을 한정하는 상기 바들(50)의 측면 경계선들 및 상기 전면들(52) 사이의 통과지점(bridge)은 둥글게 형성되고, 이것은 특히 도 9의 확대된 부분도에서 볼 수 있다. 이에 따라, 상기 진입 슬롯을 통해 진입하는 액체는 적은 소용돌이 현상 하에 있게 되고 그에 따라 흐름 손실이 적은 상태로 상기 중심 종축(30) 쪽으로 방향이 전환된다. 도 11 및 도 6과 7에서 볼 수 있듯이, 상기 빔 스트레이트너(26)의 흐름 안내면들(54)의 자유 에지들 역시 둥글게 형성된다.
도 12는 필터 캡(40)의 측면도이다. 상기 필터 캡(40)은 실질적으로 구형 부분 형태로 형성되고, 별 모양으로 상기 중심 종축(30)에 배치되고 상기 중심 종축(30) 쪽으로 평행하게 연장되는 진입 개구들(48)을 구비한다. 상기 진입 개구들(48)을 통해서 액체는 상기 필터의 내부로 진입할 수 있고, 진입과 동시에 이미 상기 중심 종축(30) 쪽으로 어느 정도 평행하게 방향이 설정된다. 상기 필터 캡(40)은 상기 필터 캡(40)을 각도에 맞게 상기 필터 본체부(42)에 부착하는 것을 더 쉽게 해주는 인덱스 슬롯(index slot)(60)을 구비한다.
도 13은 도 12의 화살표(XIII) 방향에 따른 필터 캡(40)을 도시한다. 도면 에서 볼 수 있듯이, 상기 필터 캡(40)은, 상기 중심 종축(30)을 향해 반경 방향으로 신장하는 복수의 돌출부(64)를 구비하는 원형의 밴드(62)를 구비한다. 상기 필터 본체부(42)의 바(50)의 자유 단부들을 수용하기 위해 마련된 리세스들(66)이 상기 돌출부(64) 사이에 각각 형성된다. 상기 바(50)의 두께는 상기 필터 캡(40)의 두께에 상응하고, 이에 따라 상기 돌출부(64)의 반경 수치에 상기 밴드(62)의 두께를 더한 것, 즉, 상기 필터 캡(40)의 외벽으로부터 돌출부(64) 영역에서의 상기 필터 캡(40)의 내벽까지의 길이가 된다. 도 5를 참조하여 이미 설명한 것처럼, 상기 바들(50)의 자유 단부들의 두께는 단차로써 형성된다. 이 때문에, 상기 필터 캡(40)을 장착할 때 상기 자유 단부들(59, 도 5)은 상기 리세스들(66) 안에 맞물리고, 상기 캡(40)이 열린 상태에서, 상기 바들(50)의 내벽이 상기 필터 캡(40)의 내벽과 일직선상에 놓이도록, 상기 자유 단부들(59)은 상기 리세스(66)의 수치에 맞춰진다. 상기 필터 캡(40)은 상기 원형의 밴드(62)의 하부 에지가 상기 필터 본체부(42)의 숄더(58)에 맞닿을 때까지 밀어진다. 상기 바들(50)의 두께가 상기 필터 캡(40)의 벽 두께에 상응하므로, 상기 필터 캡(40)을 상기 필터 본체부(42)에 장착하면 상기 바들(50)의 외벽 및 상기 필터 캡(40)의 외벽, 그리고 상기 바들(50)의 내벽 및 상기 필터 캡(40)의 내벽이 서로 일직선으로 조정된다. 이것은 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부(16)의 단면도인 도 3에도 도시된다. 이에 따라, 상기 필터 캡(40) 및 상기 필터 본체부(42)가 결합된 상태에서도 폭이 매우 좁은 이음새(joint)들이 상기 필터 캡(40)과 상기 필터 본체부(42) 사이에 구비된다.
상기 필터 캡(40) 및 상기 필터 본체부(42)는 금속분말 사출성형으로 제조되 고, 결합 상태에서 디바인더링(debindering)된 후, 소결되는 것이 바람직하다. 소결 공정에 의해서 상기 필터 캡(40) 및 상기 필터 본체부(42)는 분리되지 않게 결합되고, 결합 후에도 존재하는 폭이 좁은 이음새들은 채워짐으로써, 소결 후에는 실질적으로 이음새가 없는 일체로 형성된 부품이 얻어진다.
도 14는 도 13의 절단면(XIV)-(XIV)에 대한 단면도이고, 도 15는 절단면(XV)-(XV)에 대한 단면도이다. 도 14 및 15에서는, 상기 필터 캡(40)의 벽 강도가 상기 밴드(62)를 기준으로 했을 때의 정점, 즉 상기 필터 캡(40)의 벽과 중심 종축(30)의 교차점을 향하여 점차적으로 감소되는 것을 볼 수 있다. 이러한 형태에 의해서 상기 진입 슬롯(48)들의 길이가 상기 중심 종축(30)에 평행하게 그리고 가능한 한 짧게 유지될 수 있고, 이것은 흐름 저항이 적어지게 되는 이점으로 작용하며, 동시에 상기 필터 캡(40)이 최대한 안정적으로 형성될 수 있어서 본 발명에 따른 고압 노즐의 작동시 강한 수격작용도 견딜 수 있다.
도 16을 참조하여 본 발명에 따른, 금속분말 사출성형을 이용한 고압 노즐의 제조 방법이 상술한다.
제1 단계(70)에서는 금속분말이 열가소성 합성수지 바인더와 혼합된다. 금속분말로는 예를 들어 카바이드 분말이 사용될 수 있다. 이렇게 얻어진 혼합물은 피드스톡(feedstock)이라고도 한다.
제2 단계(72)에서는 상기 얻어진 혼합물을 사출성형으로 일 형태로 형성한다. 실질적으로 종래의 사출성형 기계를 사용해도 되는데, 그 이유는 혼합물이 열가소성 합성수지 바인더를 기준으로 봤을 때 합성수지에 유사한 특성들을 가지고 있고 사출성형에 적합하기 때문이다. 사출성형 후 얻어지는 예비 생성물은 그린 성분(green component)으로 불린다.
다음 단계(74)는 디바인더링(debindering)으로 불리우며. 이 단계(74)에서는 상기 열가소성 합성수지 바인더가 적절한 공정에 의해서 상기 예비 생성물로부터 제거된다. 이것은 예를 들어 열적 공정 또는 화학적 공정일 수 있다. 디바인더링을 하면 상기 예비 생성물은 비교적 다공성의 구조를 가지게 되고, 여기에서는 원래는 열가소성 합성수지 바인더에 의해서 채워졌었던 사이 공간들이 각각의 금속분말 입자 사이에 구비된다. 디바인더링 후 얻어진 예비 생성물은 브라운 성분(brown componenent)으로 불리우기도 한다.
디바인더링 후, 부품들은 단계(76)에서 조립된다. 이미 설명한 바와 같이, 상기 필터 캡(40), 상기 빔 스트레이트너(26)를 포함하는 상기 필터 본체부(42), 그리고 상기 도관 부재(44)는 금속분말 사출성형으로 개별적으로 제조되고 디바인더링 후 결합된다. 상기 도관 부재(44)는 종래의 회전 부재(swivel)로서 제조될 수도 있으며, 이 경우 디바인더링된 예비 생성물들, 즉 상기 필터 캡(40) 및 상기 필터 본체부(42)는 결합될 수 있다.
상기 예비 생성물들이 결합된 상태에서 이들은 단계(78)에서 소결된다. 소결공정은 열처리 공정에 의해서 이루어진다. 생성된 완제품(end product)의 재질 특성은 소결 공정 후 순물질과 비교하여 손색이 없을 정도가 된다. 상기 결합된 부품들, 특히 상기 필터 캡(40), 상기 필터 본체부(42) 및 상기 도관 부재(44)는 소결 단계(78)를 통해서 서로 분리되지 않게 결합되고, 상기 개별 부품들 사이에 구비된 분리 이음새들은 최종적으로 없어진다. 이에 따라, 상기 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부(16)의 외벽 및 내벽은 매끄럽게 그리고 접촉 가능한 분리 이음새 없이 뻗어나가게 된다. 이것은 적은 흐름 저항에 이점이 된다.
최종 단계(80)에서는 같이 소결된 상기 부품들, 즉 상기 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부(16)가 재가공되거나 표면가공될 수 있다. 예를 들어, 접근 가능한 표면들은 흐름 저항을 더 낮추기 위해서 코팅연마될 수 있다.
금속분말 사출성형으로 제조된 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부(16)는 흐름을 강화하도록 그리고 동시에 매우 견고하게 형성될 수 있다. 이에 따라 금속분말 사출성형 공정의 채용은 종래의 고압 노즐을 획기적으로 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고압 노즐의 단면 사시도이고,
도 2는 도 1의 고압 노즐의 단면도이고,
도 3은 도 1의 고압 노즐의 결합 상태의 빔 스트레이트너 및 필터부의 단면도이고,
도 4는 도 3의 구성요소 중 빔 스트레이트너가 통합된 필터 본체부의 사시도이고,
도 5는 도 4의 필터 본체부의 측면도이고,
도 6은 화살표(VI)의 방향에 따른 도 5의 필터 본체부의 도면이고,
도 7은 화살표(VII)를 따르는 도 5의 필터 본체부의 도면이고,
도 8은 절단면(VIII)-(VIII)에 대한 도 5의 필터 본체부의 도면이고,
도 9는 도 8의 필터 본체부의 일부분의 확대도이고,
도 10은 도 4의 필터 본체부의 또다른 측면도이고,
도 11은 절단면(XI)-(XI)에 대한 도 10의 필터 본체부의 단면도이고,
도 12는 도 3의 구성요소의 필터 캡의 측면도이고,
도 13은 화살표(XIII)의 방향에 따른 도 12의 필터 캡의 도면이고,
도 14는 도 13의 절단면(XIV)-(XIV)에 따른 단면도이고,
도 15는 도 13의 절단면(XV)-(XV)에 따른 단면도이고,
도 16은 본 발명에 따른 방법을 도시하는 개략도이다.

Claims (21)

  1. 공급 채널 내에 배출 개구(22) 쪽으로 빔 스트레이트너(beam straightener)(26)를 구비하는, 특히 강철물(steel product) 연마용 고압 노즐로서,
    상기 빔 스트레이트너(26)는 상기 공급 채널의 중심 종축(30)을 둘러싸는 영역에서 자유 흐름 횡단면(free stream cross-section)을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빔 스트레이트너(26)는 흐름 안내면들(stream leading surface)(54)을 구비하고, 상기 흐름 안내면들은 상기 공급 채널의 중심 종축(30)에 평행하게 그리고 상기 중심 종축(30)을 향해 신장되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 흐름 안내면들(54)은 반경 방향으로 상기 중심 종축(30)을 향해 신장되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  4. 상기한 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 스트레이트너(26)는 고압 노즐의 흐름 채널부(stream channel portion)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  5. 상기한 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 스트레이트너(26)의 하류로, 상기 공급 채널의 가늘어지는 부분(diminution)(32)이 구비되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가늘어지는 부분(32)에는, 상기 빔 스트레이트너(26)의 하류에 일정한 단면을 구비하는 섹션(34)이 연결되고, 상기 섹션(34)은 가늘어지는 배출 챔버(38)로 이어지는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  7. 상기한 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 중심 종축(30)을 향해서 반경 방향으로 방향이 설정된 진입 슬롯(entry slots)을 구비하는 필터(24)가 상기 빔 스트레이트너(26)의 상류에 구비되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 진입 슬롯은 상기 중심 종축(30)에 평행하게 신장하는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  9. 상기한 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터(24)는, 상기 중심 종축(30)에 평행하게 신장되는 진입 개구들(48)을 구비하는 구형 부분 형태의 필터 캡(filter cap)(40)을 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  10. 제7항 및 특히 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 빔 스트레이트너(26) 측에 놓인 상기 진입 슬롯의 전면들(52)은 둥글게 형성되거나 비스듬하게 그리고 내부로 안내되도록 형성되고,
    상기 둥글게 형성된 전면들(52)은 상기 중심 종축(30) 쪽으로 봤을 때 볼록하게 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  11. 상기한 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터(24)는 필터 캡(40) 및 필터 본체부(42)로써 형성되고,
    상기 필터 캡(40)과 필터 본체부(42)는 개별적으로 제조된 후에 분리되지 않게 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 필터 캡(40)과 상기 필터 본체부(42)는 금속분말 사출성형으로 제조된 후 함께 소결되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 필터 본체부(12)는 상기 빔 스트레이트너(26)를 구비하는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  14. 상기한 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 캡(40) 또는 상기 필터 본체부(42)는 반경 방향으로 신장되는 돌출부를 구비하는 원형의 밴드(band)(62)를 구비하고,
    상기 돌출부들은 상기 필터 본체부(42) 또는 들어맞는 상기 필터 캡(40)의 리세스(recess)에 맞물리는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  15. 상기한 항들 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 캡(40)은, 반경 방향으로 내부로 신장되는 돌출부(64)를 구비하는 원형의 밴드(62)를 구비하고,
    상기 돌출부들(64)은 상응하는 상기 필터 본체부(42)의 리세스에 맞물리는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 필터 본체부(42)는 상기 필터 캡(40)에 이웃하는 단부에, 상기 중심 종축(30)에 평행하게 신장되는 바(50)들을 구비하고,
    상기 리세스들이 상기 바들 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 필터 본체부(42)의 바(50)들 사이에는 진입 슬롯(entry slots)이 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 노즐.
  18. 분사 노즐, 특히 강철물 연마용 고압 노즐의 제조방법으로서,
    특히 제1항 내지 제7항 중 적어도 어느 한 항에 해당하는 분사노즐의 제조방법으로서,
    금속 분말을 합성수지 바인더에 혼합하는 단계;
    얻어진 혼합물을 일 형태로 사출성형하는 단계;
    상기 바인더를 화학적 공정 및/또는 열적인 공정으로 제거하는 단계; 및
    상기 바인더를 제거한 후 얻어진 예비 생성물(preliminary product)을 소결시키는 단계;를 포함하는 분사 노즐의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 바인더의 제거 및 조립된 예비 생성물의 소결 후, 상기 예비 생성물로 존재하는 부품들을 결합시키는 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 제조 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 금속 분말은 적어도 부분적으로 카바이드(carbide) 분말을 포함하는 것 을 특징으로 하는 분사 노즐의 제조 방법.
  21. 제18항 내지 제20항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,
    상기 고압 노즐은, 필터 및 빔 스트레이트너부(16)를 구성하는 적어도 하나의 필터(24)와 적어도 하나의 빔 스트레이트너(26)를 구비하고, 상기 필터 및 빔 스트레이트너부(16)는, 분리되지 않도록 공동 소결에 의해서 서로 결합되는 적어도 두 개의 부품으로써 구성되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐의 제조방법.
KR1020080044696A 2007-05-15 2008-05-14 고압 노즐 및 고압 노즐의 제조 방법 KR101355984B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007024247A DE102007024247B3 (de) 2007-05-15 2007-05-15 Hochdruckdüse und Verfahren zum Herstellen einer Hochdruckdüse
DE102007024247.8 2007-05-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080101710A true KR20080101710A (ko) 2008-11-21
KR101355984B1 KR101355984B1 (ko) 2014-01-27

Family

ID=39650949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080044696A KR101355984B1 (ko) 2007-05-15 2008-05-14 고압 노즐 및 고압 노즐의 제조 방법

Country Status (10)

Country Link
US (2) US7841548B2 (ko)
EP (2) EP2422883B1 (ko)
JP (2) JP2008285755A (ko)
KR (1) KR101355984B1 (ko)
CN (1) CN101306409B (ko)
AT (1) ATE537910T1 (ko)
DE (1) DE102007024247B3 (ko)
ES (2) ES2463869T3 (ko)
PL (1) PL2422883T3 (ko)
RU (1) RU2483810C2 (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007024247B3 (de) * 2007-05-15 2008-11-06 Lechler Gmbh Hochdruckdüse und Verfahren zum Herstellen einer Hochdruckdüse
DE102011076443B4 (de) 2011-05-25 2013-01-17 Lechler Gmbh Rückschlagventil für Sprühdüse und Düsenrohr
GB201212199D0 (en) * 2012-07-09 2012-08-22 Rigdeluge Global Ltd Nozzle apparatus
DE102012214298A1 (de) * 2012-08-10 2014-02-13 Sms Siemag Ag Verfahren zur Reinigung und/oder Entzunderung einer Bramme oder eines Vorbandes mittels eines Zunderwäschers und Zunderwäscher
GB201406174D0 (en) * 2014-04-04 2014-05-21 Rigdeluge Global Ltd Filter
GB2526799B (en) * 2014-06-02 2017-09-13 Bamford Nigel Fluid restriction nozzle for hand washing
DE102014112757B4 (de) 2014-09-04 2016-06-02 Evertz Hydrotechnik Gmbh & Co. Kg Flachstrahldüse und deren Verwendung
JP6417158B2 (ja) * 2014-09-08 2018-10-31 株式会社スギノマシン 流体ノズル
DE102015214123B3 (de) * 2015-07-27 2016-07-14 Lechler Gmbh Filter für Hochdruckdüse, Hochdruckdüse und Verfahren zum Herstellen eines Filters für eine Hochdruckdüse
GB201517760D0 (en) * 2015-10-07 2015-11-18 Rigdeluge Global Ltd Nozzle apparatus
DE102015118307A1 (de) * 2015-10-27 2017-04-27 Husqvarna Ab Diffusorelement für eine Beregnungsvorrichtung
JP6941850B2 (ja) * 2016-08-15 2021-09-29 日本ビニロン株式会社 ウォッシャーノズル
DE102016221729A1 (de) 2016-11-07 2018-05-09 Lechler Gmbh Filter-Strahlrichtereinheit und Hochdruckdüseneinheit
CN109663919B (zh) * 2019-02-28 2023-08-15 韶关学院 一种多材料零件3d打印机及其打印方法
DE102019107292A1 (de) * 2019-03-21 2020-09-24 Ecoclean Gmbh Hochdruckwerkzeug und Verfahren zum Herstellen eines Hochdruckwerkzeugs
JP7497418B2 (ja) * 2019-07-15 2024-06-10 スプレイング システムズ カンパニー 低ドリフト・高能率散布システム
CN111151390A (zh) * 2020-01-22 2020-05-15 柯敏兴 一种液体出液形状控制装置
KR20220162172A (ko) 2020-08-04 2022-12-07 가부시끼가이샤 교리쯔 고낀 세이사꾸쇼 정류 부재 및 그것을 구비한 노즐
RU2764450C1 (ru) * 2020-11-20 2022-01-17 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Форсунка высокого давления и способ изготовления деталей для нее
EP4341022A1 (de) * 2021-05-19 2024-03-27 Schunk Sintermetalltechnik GmbH Verfahren zur herstellung einer druckerdüse
DE102022131434A1 (de) 2022-11-28 2024-05-29 Ferrofacta Gmbh Filter, Anordnung zum Filtern von Schmelze und Maschinendüse

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US259667A (en) * 1882-06-20 churchman
US2391934A (en) * 1944-02-04 1946-01-01 Samuel H White Burner tip
NL113419C (ko) * 1958-05-14 1900-01-01
US3062455A (en) * 1959-11-27 1962-11-06 Gpe Controls Inc Jet pipe nozzle arrangement
US3321140A (en) * 1964-11-18 1967-05-23 American Radiator & Standard Fluid flow device including a parallel passageway flow straightener
US3362648A (en) * 1966-10-19 1968-01-09 Elie P. Aghnides Flexible water aerator
US3486700A (en) * 1967-12-14 1969-12-30 L N B Co Nozzle
US3510065A (en) * 1968-01-05 1970-05-05 Steinen Mfg Co Wm Descaling nozzle
US3640472A (en) * 1970-08-28 1972-02-08 John O Hruby Jr Liquid discharge nozzle having improved flow control means
US4142456A (en) * 1977-07-20 1979-03-06 Locker Howard W Air diffuser
US4348170A (en) * 1980-06-04 1982-09-07 Foster Wheeler Energy Corporation Dual register, split stream burner assembly with divider cone
JPH0673697B2 (ja) * 1987-10-24 1994-09-21 株式会社共立合金製作所 スケール除去用ノズル
JPH0219546A (ja) * 1988-07-01 1990-01-23 Nippon Tungsten Co Ltd 織機用ウォータージェットノズル
US5169065A (en) * 1990-06-15 1992-12-08 Naylor Industrial Services Method and apparatus for water jet cutting including improved nozzle
DE9109175U1 (de) 1991-07-25 1991-10-02 Lechler Gmbh & Co Kg, 7012 Fellbach Hochdruck-Düsenanordnung zur Versprühung von Flüssigkeiten, insbesondere zur Entzunderung von Walzstahl
US5304256A (en) * 1991-12-09 1994-04-19 Esab Welding Products, Inc. Scarfing method
SE9200670D0 (sv) 1992-03-05 1992-03-05 Asea Brown Boveri Saett vid formsprutning av foeremaal utgaaende fraan metalliska och/eller keramiska material i pulverform
JP2739020B2 (ja) * 1992-12-28 1998-04-08 新日本製鐵株式会社 高圧作動バルブ付きノズル
US5316470A (en) * 1993-01-22 1994-05-31 Robertshaw Controls Company Jet burner construction heating apparatus utilizing the jet burner construction and methods of making the same
US5402938A (en) * 1993-09-17 1995-04-04 Exair Corporation Fluid amplifier with improved operating range using tapered shim
US5627258A (en) * 1994-03-14 1997-05-06 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Binder for use in metal powder injection molding and debinding method by the use of the same
US5854379A (en) * 1994-03-14 1998-12-29 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Thermal decomposition degreasing method and molded products thereof
US5877270A (en) * 1994-03-14 1999-03-02 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho Water solvent extraction degreasing method and molded products produced therewith
KR100390697B1 (ko) 1995-02-14 2003-12-01 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 금속분말사출성형용바인더및그것을이용하는탈지방법
JPH08296151A (ja) * 1995-04-27 1996-11-12 Hokuriku Seikei Kogyo Kk ウォータジェットルーム用緯入れノズル
US5616026A (en) * 1995-06-07 1997-04-01 Rmo, Inc. Orthondontic appliance and method of making the same
JP3494327B2 (ja) 1995-10-03 2004-02-09 株式会社共立合金製作所 スケール除去用ノズル
JPH09150045A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Kaihou Kk 粉流体混合装置
EP0914183B1 (en) 1996-06-28 2005-08-17 Larami Limited Bladder water gun, improved bladder and nozzle
RU2108177C1 (ru) * 1996-09-30 1998-04-10 Научно-исследовательская лаборатория абразивно-порошковой очистки проката от окалины РАН Устройство для очистки длинномерного цилиндрического проката от окалины
DE29706863U1 (de) * 1997-04-16 1997-07-10 Lechler GmbH + Co. KG, 72555 Metzingen Strahlrohr zur Entzunderung von Stahlblechen o.dgl.
US6036481A (en) * 1998-03-06 2000-03-14 Carrier Corporation Burner with flame retainer insert
WO2000056944A1 (fr) 1999-03-19 2000-09-28 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Acier maraging tres resistant a la fatigue et son procede de fabrication
US6776955B1 (en) 2000-09-05 2004-08-17 Advanced Materials Technologies, Pte., Ltd. Net shaped articles having complex internal undercut features
US6817550B2 (en) * 2001-07-06 2004-11-16 Diamicron, Inc. Nozzles, and components thereof and methods for making the same
US6486700B1 (en) * 2001-08-23 2002-11-26 Sun Microsystems, Inc. One-hot Muller C-elements and circuits using one-hot Muller C-elements
JP2003159549A (ja) 2001-09-12 2003-06-03 Ikeuchi:Kk スプレーノズル
DE10211590B4 (de) * 2002-03-15 2007-11-08 J. Eberspächer GmbH & Co. KG Zerstäuberdüse, insbesondere für ein Fahrzeugheizgerät
JP4084295B2 (ja) * 2002-12-25 2008-04-30 株式会社共立合金製作所 デスケーリングノズル
DE60319273T3 (de) * 2002-12-25 2014-03-13 Kyoritsu Gokin Co., Ltd. Entzunderungsdüse
JP4854935B2 (ja) * 2003-06-25 2012-01-18 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板のスケール除去装置
DE10361769B4 (de) * 2003-12-29 2014-10-23 Robert Bosch Gmbh Druckaufnehmer mit einteiligem Gehäuse
CN2712470Y (zh) * 2004-06-14 2005-07-27 孙珏 一种新型高压喷头
JP4297839B2 (ja) * 2004-06-23 2009-07-15 オリンパス株式会社 金属成形組立品及びその製造方法
US7090153B2 (en) * 2004-07-29 2006-08-15 Halliburton Energy Services, Inc. Flow conditioning system and method for fluid jetting tools
JP4321862B2 (ja) 2004-10-29 2009-08-26 株式会社スギノマシン キャビテーション安定器
US7850098B2 (en) 2005-05-13 2010-12-14 Masco Corporation Of Indiana Power sprayer
DE102005052255B4 (de) * 2005-11-02 2020-12-17 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil
DE102006043821A1 (de) * 2006-09-19 2008-03-27 Robert Bosch Gmbh Brennstoffeinspritzventil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102007024247B3 (de) * 2007-05-15 2008-11-06 Lechler Gmbh Hochdruckdüse und Verfahren zum Herstellen einer Hochdruckdüse

Also Published As

Publication number Publication date
PL2422883T3 (pl) 2014-08-29
KR101355984B1 (ko) 2014-01-27
RU2008117855A (ru) 2009-11-20
JP2008285755A (ja) 2008-11-27
EP1992415A2 (de) 2008-11-19
ES2378001T3 (es) 2012-04-04
EP2422883B1 (de) 2014-03-19
EP2422883A3 (de) 2013-04-24
ATE537910T1 (de) 2012-01-15
US7841548B2 (en) 2010-11-30
CN101306409A (zh) 2008-11-19
EP1992415B1 (de) 2011-12-21
RU2483810C2 (ru) 2013-06-10
ES2463869T3 (es) 2014-05-29
CN101306409B (zh) 2012-11-28
US20110110811A1 (en) 2011-05-12
JP5658218B2 (ja) 2015-01-21
US20080283635A1 (en) 2008-11-20
JP2013121589A (ja) 2013-06-20
EP1992415A3 (de) 2010-01-27
EP2422883A2 (de) 2012-02-29
DE102007024247B3 (de) 2008-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101355984B1 (ko) 고압 노즐 및 고압 노즐의 제조 방법
KR102144561B1 (ko) 필터 제트 디렉터 유닛 및 고압 노즐 유닛
US8317468B2 (en) Flow-routing component of a pump
CN101362315A (zh) 磨料水射流切割用喷头装置
US6308901B1 (en) Fuel injector with a cone shaped bent spray
JP2006522676A (ja) 噴霧器に関するプッシュボタン
CH695546A5 (de) Dralldruck-Düse.
CN104903054A (zh) 用于磨料射流切割系统的精细切口切割的喷嘴
EP2853349B1 (en) Abrasive water jet cutting nozzle
KR101721420B1 (ko) 채널들을 갖는 연료 분사 요소를 제조하기 위한 방법 및 연료 분사 요소
US20050253101A1 (en) Needle valve construction
CN115066317B (zh) 聚集管及其用途
CN201120335Y (zh) 磨料水射流切割机用喷头装置
US20040247254A1 (en) Ferrule molding die and ferrule
US20190134549A1 (en) Filter Element, in Particular for Gas Filtration
US20190032679A1 (en) Ejector, ejector production method, and method for setting outlet flow path of diffuser
KR102221674B1 (ko) 가스 배출수단을 구비한 사출기용 노즐 어셈블리
JP2006507418A (ja) エアジェット紡績装置
CN116272571A (zh) 一种定间隙锥形容腔装置
KR20030023948A (ko) 다이아몬드 팁이 구비된 노즐과 이 노즐의 제조방법
WO2003082535A1 (en) Fibre/blinder blender
AU2003215434A1 (en) fibre / blinder blender
DE102009020618A1 (de) Mischvorrichtung zum Zumischen eines Abgasrückführstroms in einen Ladeluftstrom einer Brennkraftmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170113

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200114

Year of fee payment: 7