KR20120104764A - 공작기계용 고압 절삭유 공급 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공작기계에서 배출된 절삭유 탱크에 연결되며 절삭유 탱크에서 이송된 절삭유를 원심력에 의한 비중 분리를 통해 필터링하는 사이클론 필터와, 상기 사이클론 필터에서 여과된 여과 절삭유가 저장되며 상기 여과 절삭유를 상기 공작기계로 이송시키도록 상기 공작기계와 연결되는 클린 탱크와, 상기 사이클론 필터에서 배출된 슬러지 함유 절삭유가 저장되며 저장된 절삭유를 상기 절삭유 탱크로 이송시키도록 상기 절삭유 탱크와 연결되는 리턴 탱크와, 상기 사이클론 필터의 여과 절삭유 배출구에 설치되며 상기 여과 절삭유가 상기 리턴 탱크 또는 클린 탱크 측으로 선택적으로 배출되도록 하는 삼방 밸브, 및 상기 삼방 밸브를 통과하는 여과 절삭유가 기설정된 시간 동안 상기 리턴 탱크로 배출된 후 상기 클린 탱크로 배출되도록 상기 삼방 밸브의 개도를 전환시키는 제어부를 포함하는 공작기계용 절삭유 공급 장치에 관한 것으로서, 사이클론 필터의 초기 가동시간에는 여과 절삭유를 리턴 펌프로 투입하는 구성을 통해 양질의 여과 절삭유만이 공작기계로 재공급될 수 있도록 한다.

Description

공작기계용 고압 절삭유 공급 장치{HIGH PRESSURE CUTTING OIL SUPPLYING DEVICE FOR MACHINING CENTER}
본 발명은 공작기계의 금속 가공시 배출되는 절삭유를 필터링하여 공작기계에 고압으로 재공급하기 위한 공작기계용 고압 절삭유 공급 장치에 관한 것이다.
절삭유는 공작기계를 이용한 절삭가공시 절삭 공구를 냉각시키고 윤활되게 하여 공구를 보호하며 가공시 열발생에 의한 소재 변형을 최소화하는 기능을 한다. 공작기계의 금속 가공시 금속칩을 함유한 절삭유가 배출되게 되며, 이를 수집하여 금속칩과 절삭유를 분리한 후 여과된 절삭유를 공작기계에 재공급하기 위해 절삭유 공급 장치가 사용되게 된다.
본 출원인은 사이클론 필터를 이용한 공작기계용 고압 절삭유 공급 장치에 대해 특허 출원하여 특허 등록(등록특허 제10-0897345호, 공작기계용 고압 쿨런트 공급 장치)을 받은바 있다. 이에 따르면, 공작기계에서 배출된 절삭유는 1차 필터에 의해 금속칩과 분리되며, 나머지 절삭유는 절삭유 탱크에 저장된다. 절삭유 탱크에 저장된 절삭유는 사이클론 필터로 공급되어 원심력에 의한 비중 분리에 의해 필터링되며, 사이클론 필터에 의해 여과된 양질의 절삭유는 공작 기계로 재공급되게 된다. 사이클론 필터에서 배출된 슬러지 함유 절삭유는 슬러지 컨베이어에 의해 슬러지가 제거된 후 절삭유 탱크로 재공급되게 된다.
이와 같은 구조의 공작기계용 절삭유 공급 장치에 따르면, 사이클론 필터의 가동초기에는 원심력이 충분히 확보되지 않기 때문에 사이클론 필터에서 배출되는 여과 절삭유의 품질이 좋지 않다. 이는 사이클론 필터의 가동 초기에 슬러지가 함유된 절삭유가 그대로 기계장치로 재공급되는 현상을 초래하는 문제를 발생시킨다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사이클론 필터의 여과 절삭유를 기설정된 시간 이후부터 공작기계로 공급될 수 있도록 하여 양질의 절삭유만이 공작기계로 재공급되도록 하는 공작기계용 절삭유 공급 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 공작기계에서 배출된 절삭유 탱크에 연결되며 절삭유 탱크에서 이송된 절삭유를 원심력에 의한 비중 분리를 통해 필터링하는 사이클론 필터와, 상기 사이클론 필터에서 여과된 여과 절삭유가 저장되며 상기 여과 절삭유를 상기 공작기계로 이송시키도록 상기 공작기계와 연결되는 클린 탱크와, 상기 사이클론 필터에서 배출된 슬러지 함유 절삭유가 저장되며 저장된 절삭유를 상기 절삭유 탱크로 이송시키도록 상기 절삭유 탱크와 연결되는 리턴 탱크와, 상기 사이클론 필터의 여과 절삭유 배출구에 설치되며 상기 여과 절삭유가 상기 리턴 탱크 또는 클린 탱크 측으로 선택적으로 배출되도록 하는 삼방 밸브, 및 상기 삼방 밸브를 통과하는 여과 절삭유가 기설정된 시간 동안 상기 리턴 탱크로 배출된 후 상기 클린 탱크로 배출되도록 상기 삼방 밸브의 개도를 전환시키는 제어부를 포함하는 공작기계용 절삭유 공급 장치를 제공한다.
상기 사이클론 필터는 공급 펌프가 설치된 공급관에 의해 상기 절삭유 탱크와 연결될 수 있다.
상기 클린탱크는 제1이송관에 의해 상기 공작기계와 연결되고, 상기 리턴 탱크는 제2이송관에 의해 상기 절삭유 탱크에 연결되며, 상기 제1이송관에는 상기 여과 절삭유의 이송을 위한 고압 펌프가 설치될 수 있다.
상기 리턴 탱크는 상기 사이클론 필터의 하측 공간에 배치되며, 상기 클린 탱크와 리턴 탱크는 수평 방향 또는 상하 방향을 따라 배치될 수 있다.
상기 리턴 탱크의 내부에는 내부의 슬러지를 슬러지 수집 박스로 이송하기 위한 슬러지 컨베이어가 설치되고, 상기 제2이송관에는 상기 리턴 탱크의 내부 절삭유 이송을 위한 리턴 펌프가 설치될 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 사이클론 필터의 초기 가동시에는 여과 절삭유를 리턴 탱크로 투입하고 사이클론 필터의 동작이 정상화되면 여과 절삭유를 클린 탱크로 투입시키는 구성을 통해 양질의 여과 절삭유만이 공작기계로 재공급될 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 절삭유 공급 장치의 개념도.
도 2 및 3은 도 1에 도시된 삼방 밸브의 작동 상태를 나타내는 도면들.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계용 절삭유 공급 장치의 개념도.
이하, 본 발명과 관련된 공작기계용 절삭유 공급 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공작기계용 절삭유 공급 장치의 개념도이다.
공작기계용 절삭유 공급 장치는 사이클론 필터(110), 클린 탱크(120), 리턴 탱크(130), 삼방 밸브(140), 및 제어부를 포함한다.
사이클론 필터(110)는 공작기계(10)에서 배출된 절삭유가 저장된 절삭유 탱크(20)에 연결되며, 절삭유 탱크(20)에서 이송된 절삭유를 원심 분리에 의해 필터링한다. 사이클론 필터(110)의 구조는 공지된 구조에 따르며, 사이클론 필터(110)는 공급 펌프(31)가 설치된 공급관(30)에 의해 절삭유 탱크(20)와 연결된다. 공급관(31)에는 관내 압력을 측정하기 위한 압력 게이지(32)가 설치된다.
사이클론 필터(110)의 필터링에 따라 여과된 여과 절삭유는 사이클론 필터(110)의 상측으로 배출되게 되며, 필터링 과정에서 남은 슬러지 함유 절삭유는 사이클론 필터(110)의 하측으로 배출되게 된다.
클린 탱크(120)는 여과 절삭유가 저장되는 공간을 제공하며, 여과 절삭유를 공작기계(10)로 이송시키도록 공작기계(10)와 연결된다. 클린 탱크(120)는 제1이송관(40)에 의해 공작기계(10)와 연결되며, 제1이송관(40)에는 여과 절삭유의 이송을 위한 고압 펌프(41)가 설치된다. 제1이송관(40)에는 릴리프 밸브(42)와 압력 게이지(43)가 설치될 수 있다.
클린 탱크(120)에는 저장된 여과 절삭유의 수위를 감지하기 위한 플로트 스위치(121)가 설치되며, 제어부는 이에 연결되어 여과 절삭유의 수위가 설정치보다 낮은 경우 고압 펌프(41)의 작동을 정지시킨다.
리턴 탱크(130)는 사이클론 필터(110)에서 배출된 슬러지 함유 절삭유를 저장한다. 리턴 탱크(130)는 사이클론 필터(110)에서 배출된 슬러지 함유 절삭유를 받을 수 있도록 사이클론 필터(110)의 하측 공간에 배치된다. 본 실시예의 경우, 클린 탱크(120)와 리턴 탱크(130)는 상하 방향을 따라 배치된다.
리턴 탱크(130)는 저장된 절삭유를 절삭유 탱크(20)로 이송시키도록 절삭유 탱크(20)와 연결된다. 리턴 탱크(130)는 제2이송관(50)에 의해 절삭유 탱크(20)와 연결되며, 제2이송관(50)에는 절삭유 이송을 위한 리턴 펌프(51)가 설치된다.
리턴 탱크(130) 내부의 저장실(131)에는 슬러지 함유 절삭유로부터 슬러지를 분리하기 위한 슬러지 컨베이어(150)가 설치된다. 슬러지 컨베이어(150)는 슬러지를 분리하여 슬러지 수집 박스(151)로 이송시킨다.
리턴 탱크(130)에는 절삭유의 상사점 및 하사점을 각각 감지하는 오버 플로우 스위치(132)와 플로트 스위치(133)가 설치된다. 제어부는 이들에 연결되어 절삭유의 수위가 상사점일 때 리턴 펌프(51)를 작동시키고, 절삭유의 수위가 하사점일 때 리턴 펌프(51)의 작동을 정지시킨다. 리턴 펌프(51)의 동작에 따라 절삭유는 제2이송관(50)을 통해 절삭유 탱크(20)로 이송되게 되는 것이다.
삼방 밸브(140)는 사이클론 필터(110)의 여과 절삭유 배출구(111)에 설치되며, 여과 절삭유가 리턴 탱크(130) 또는 클린 탱크(120) 측으로 선택적으로 배출되도록 한다.
제어부는 공작기계용 절삭유 공급장치의 전반적인 동작을 제어하며, 특히 삼방 밸브(140)의 개도가 전환될 수 있도록 삼방 밸브(140)의 동작을 제어한다.
도 2 및 3은 도 1에 도시된 삼방 밸브의 작동 상태를 나타내는 도면들이다.
삼방 밸브(140)의 입구는 사이클론 필터(110) 상측의 여과 절삭유 배출구(111) 측에 연결된다. 삼방 밸브(140)의 한쪽 출구는 리턴 탱크(130) 쪽 이송을 위한 제1배출관(141)에 연결되며, 다른쪽 출구는 클린 탱크(120) 쪽 이송을 위한 제2배출관(142)에 연결된다. 제2배출관(142)에도 압력 게이지(143)가 설치될 수 있으며, 삼방 밸브(140)는 제어부의 전기적 신호에 의해 개도의 전환이 가능한 전동 밸브의 형태를 갖는다.
제어부는 삼방 밸브(140)를 통과하는 여과 절삭유가 기설정된 시간 동안 리턴 탱크(130)로 배출된 후 클린 탱크(120)로 배출될 수 있도록 삼방 밸브(140)의 동작을 제어한다.
도 2와 같이, 사이클론 필터(110)의 가동 초기에 해당하는 시간 동안에는 여과 절삭유가 제1배출관(141)을 통해 리턴 탱크(130)로 배출되도록 한다. 사이클론 필터(110)의 가동 초기에는 충분한 원심력이 충분치 않기 때문에 불순물이 섞여 배출될 가능성이 있는바, 이를 리턴 탱크(130)로 배출시켜 절삭유 탱크(20)로 재이송할 수 있도록 한다.
도 3과 같이, 사이클론 필터(110)의 동작이 정상화되면 여과 절삭유가 제2배출관(142)을 통해 클린 탱크(120)로 배출되도록 한다. 이에 따라 양질의 여과 절삭유만이 클린 탱크(120)로 배출되도록 할 수 있다.
제어부는 사이클론 필터(110)의 가동 시작시간부터 기설정 시간이 지날 때 삼방 밸브(140)의 개도를 도 2의 상태에서 도 3의 상태로 전환시키며, 전환 시간의 설정은 사용자가 상황에 맞게 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공작기계용 절삭유 공급 장치의 개념도이다.
본 실시예의 공작기계용 절삭유 공급 장치는 앞선 실시예와 마찬가지로 사이클론 필터(210), 클린 탱크(220), 리턴 탱크(230), 삼방 밸브(240), 및 제어부를 포함하며, 이들에 대한 설명은 앞선 설명에 갈음하기로 한다.
본 실시예에 따르면, 앞선 실시예와 같이 리턴 탱크(230)에 슬러지 컨베이어(150, 도 1 참조)가 설치되어 있지 않다. 아울러, 제2이송관(50)에 리턴 펌프(51, 도 1 참조)가 설치되어 있지 않으며, 리턴 탱크(230)의 절삭유가 절삭유 탱크(20)로 드레인되도록 구성된다.
클린 탱크(220)와 리턴 탱크(230)는 수평 방향을 따라 구비된다. 클린 탱크(220)와 리턴 탱크(230)는 격벽(225)에 의해 구획되어 있으며, 클린 탱크(220)의 수위가 높아지는 경우 클린 탱크(220)의 절삭유가 리턴 탱크(230)로 넘쳐 흐를 수 있게 구성된다. 클린 탱크(220)에는 앞선 실시예와 마찬가지로 수위 감지를 위한 플로팅 스위치(221)가 설치되어 있다.
제1이송관(40)에는 분기관(44)이 분기되어 리턴 탱크(230)에 연결된다. 분기관(44)에는 릴리프 밸브(42)가 설치되어 관압이 일정 이상인 경우 여과 절삭유를 리턴 탱크(230)로 우회시키도록 한다.
본 실시예의 경우, 슬러지 컨베이어(150)와 리턴 펌프(51)를 설치하지 않는바, 저가형 절삭유 공급장치에 적합한 구조를 제공한다.
이상에서는 본 발명에 따른 공작기계용 절삭유 공급 장치를 첨부한 도면들을 참조로 하여 설명하였으나,　본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (5)

  1. 공작기계에서 배출된 절삭유 탱크에 연결되며, 절삭유 탱크에서 이송된 절삭유를 원심력에 의한 비중 분리를 통해 필터링하는 사이클론 필터;
    상기 사이클론 필터에서 여과된 여과 절삭유가 저장되며, 상기 여과 절삭유를 상기 공작기계로 이송시키도록 상기 공작기계와 연결되는 클린 탱크;
    상기 사이클론 필터에서 배출된 슬러지 함유 절삭유가 저장되며, 저장된 절삭유를 상기 절삭유 탱크로 이송시키도록 상기 절삭유 탱크와 연결되는 리턴 탱크;
    상기 사이클론 필터의 여과 절삭유 배출구에 설치되며, 상기 여과 절삭유가 상기 리턴 탱크 또는 클린 탱크 측으로 선택적으로 배출되도록 하는 삼방 밸브; 및
    상기 삼방 밸브를 통과하는 여과 절삭유가 기설정된 시간 동안 상기 리턴 탱크로 배출된 후 상기 클린 탱크로 배출되도록 상기 삼방 밸브의 개도를 전환시키는 제어부를 포함하는 공작기계용 절삭유 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 사이클론 필터는 공급 펌프가 설치된 공급관에 의해 상기 절삭유 탱크와 연결되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 절삭유 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 클린 탱크는 제1이송관에 의해 상기 공작기계와 연결되고,
    상기 리턴 탱크는 제2이송관에 의해 상기 절삭유 탱크에 연결되며,
    상기 제1이송관에는 상기 여과 절삭유의 이송을 위한 고압 펌프가 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 절삭유 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 리턴 탱크는 상기 사이클론 필터의 하측 공간에 배치되며,
    상기 클린 탱크와 리턴 탱크는 수평 방향 또는 상하 방향을 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 절삭유 공급 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 리턴 탱크의 내부에는 내부의 슬러지를 슬러지 수집 박스로 이송하기 위한 슬러지 컨베이어가 설치되고,
    상기 제2이송관에는 상기 리턴 탱크의 내부 절삭유 이송을 위한 리턴 펌프가 설치되는 것을 특징으로 하는 공작기계용 절삭유 공급 장치.
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