KR20120131641A - Manufacturing method for air pressure forming tefron bellows - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 테프론 벨로우즈 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 균일한 두께의 주름부를 가질 수 있도록 하고, 벨로우즈 성형후에도 변형을 최소화시킬 수 있는 공기압을 이용한 테프론 벨로우즈 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a teflon bellows manufacturing method, and more particularly, to a teflon bellows manufacturing method using pneumatic pressure to be able to have a wrinkle of a uniform thickness, and to minimize deformation even after the bellows molding.
벨로우즈는 신축성과 복원력이 있는 주름벽을 가진 중공관이다. 배관의 신축이나 팽창 및 구동기기의 진동문제, 풍압 및 지진 등에 의한 진동이나 파손 등의 문제로부터 배관 라인에 가해지는 과중한 응력을 흡수하여 배관 및 이와 결합된 기기를 보호하기 위한 수단으로서 배관의 길이방향으로 변위를 흡수할 수 있는 벨로우즈가 일정 간격으로 설치되어 있다.Bellows are hollow tubes with corrugated walls that are elastic and resilient. The longitudinal direction of the pipe as a means to protect the pipe and its associated equipment by absorbing the heavy stress applied to the pipe line from problems such as expansion or expansion of the pipe and vibration problems of the driving device, vibration or damage caused by wind pressure and earthquakes. Bellows that can absorb displacements are installed at regular intervals.
특히 철강, 반도체, 석유화학, 의료 2차전지 분야에 유동성 사용량 증대에 따른 내산 설비의 확대로 인한 내산용 벨로우즈의 사용량은 매년 증대하고 있다.In particular, the use of acid-resistant bellows for steel, semiconductors, petrochemicals, and medical rechargeable batteries is increasing every year due to the expansion of acid-resistant facilities.
일반적인 테프론 벨로우즈 제조방식은 금형장치의 안쪽에 테프론 튜브를 상비한 후 금형장치를 고온으로 가열한 다음 튜브의 내부에 주입구멍을 통해 고압의 공기를 주입하여 튜브를 팽창시킴으로써 주름부가 형성된 벨로우즈를 성형하였다.In general, the Teflon bellows manufacturing method is to prepare a bellows formed by pleating by expanding the tube by placing a teflon tube inside the mold apparatus and heating the mold apparatus to a high temperature, and then injecting high pressure air through the injection hole into the tube. .
이러한 제조방식은 튜브의 성형 - 튜부의 플레어링 작업 - 금형장치의 장착 - 금형가열 - 튜브내부에 압축공기 가압 - 제품성형 - 금형냉각 - 제품분리 - 제품검사 - 플랜지체결 - 완제품검사공정을 통해 벨로우즈가 완성되었다.This type of manufacturing method includes: forming the tube-flaring the tubing-mounting the mold apparatus-heating the mold-pressurizing the compressed air into the tube-forming the product-cooling the mold-separating the product-inspecting the product-tightening the flange-closing the bellows Is completed.
또한, 벨로우즈의 기계적성질을 높여 내구성을 향상시키고자 하는 경우에 테프론 튜브의 플레어링 작업전에 금속조인트를 구비시킨 상태로 플레어링 작업한 후 금형장치에 장착하여 주름부의 성형작업을 실시한다.In addition, in order to improve the durability by increasing the mechanical properties of the bellows, the flaring work is carried out with a metal joint provided before the flaring work of the Teflon tube, and then mounted on the mold apparatus to perform the molding work of the pleats.
이와 같은 공기압 방식에 의한 벨로우즈 성형은 금형장치의 가열 후 벨로우즈의 성형이 이루어짐으로써 형셩 후 냉각이 필수적으로 이루어져야 하는데, 냉각하는 과정에서 팽창된 주름부가 수축됨으로써 주름부의 두께가 불균일하게 변하는 단점이 있다.The bellows molding by the pneumatic method is required to form the cooling after the molding of the bellows after heating the mold apparatus, there is a disadvantage that the thickness of the wrinkles is unevenly changed by shrinking the expanded wrinkles during the cooling process.
또한, 기계적 성질과 내구성을 향상시키고자 주름부에 밀착시켜 구비시킨 금속조인트가 주름부 수축과정에서 미세하게 이격되어 들뜸으로써 배관 라인에 설치되면 진동이나 소음이 발생하고 기계적 강도도 약해지는 등 제품의 품질이 저하된다.
In addition, the metal joint, which is provided in close contact with the pleats to improve mechanical properties and durability, is lifted finely apart during the shrinkage of the pleats, and when installed in the pipe line, vibration or noise occurs and mechanical strength is weakened. The quality is degraded.
본 발명은 전술한 바와 같은 공기압의 특성을 고려하여 테프론 튜브를 팽창시켜 성형한 후에도 냉각되는 과정에서 수축되는 현상을 방지하고, 기계적 강도와 내구성을 향상시키기 위해 테프론 튜브 외면에 금속조인트를 입힐 때 간극이 생기지 않고 최대한 밀착되도록 하여 배관라인에 설치되었을 때 진동이나 소음도 방지하고자 한다.
The present invention prevents the shrinkage in the cooling process even after inflating and molding the Teflon tube in consideration of the characteristics of the air pressure as described above, and when the metal joint is coated on the outer surface of the Teflon tube to improve mechanical strength and durability This is to prevent vibration and noise when installed in the pipe line by making it as close as possible.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 테프론 튜브를 가압하여 벨로우즈로 성형하는 금속조인트가 피복된 테프론 벨로우즈 제조방법에 있어서, 플랜지 사이에 금속조인트를 장착한 후, 테프론 튜브의 양단부에 플랜지가 일체로 장착되도록 플랜지를 구비하는 플랜지 결속단계; 상기 금속조인트에 테프론 튜브를 삽입한 후 플레어링 작업을 하는 단계; 상기 테프론 튜브의 상하단을 밀폐시켜 공기압을 주입할 수 있도록 상하부 플렌지에 상하부 커버를 결합하되, 커버 사이에 테프론 튜브의 내면과 인접하는 코어금형을 삽입하는 커버 결합단계; 상기 금속조인트, 플랜지, 테프론 튜브, 커버, 코어금형이 조립된 플랜지 조립체를 전기로에 장입한 후, 304 ~ 350 도로 가열하면서 테프론 튜브에 공기압을 가하여 전기로 안에서 테프론 튜브를 팽창시켜 주름부를 형성시키는 단계; 상기 전기로 안에서 테프론 튜브를 성형시킨후 테프론 튜브에 지속적으로 공기압을 가하면서 40 ~ 80분 동안 유지하는 단계; 상기 조립체를 전기로에서 꺼낸 후 공기압을 테프론 튜브에 지속적으로 가하면서 외기와 열평형을 이룰 때까지 자연냉각시키는 단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 테프론 벨로우즈 제조방법을 제공한다.
The present invention is a method for manufacturing a teflon bellows coated with a metal joint to pressurize the teflon tube to form a bellows in order to achieve the above object, after mounting the metal joint between the flange, the flange is integrally at both ends of the teflon tube A flange binding step having a flange to be mounted; Inserting a teflon tube into the metal joint and then flaring the metal joint; A cover coupling step of coupling the upper and lower covers to the upper and lower flanges to seal the upper and lower ends of the Teflon tube so as to inject air pressure, and inserting a core mold adjacent to the inner surface of the Teflon tube between the covers; After inserting the flange assembly assembled with the metal joint, flange, Teflon tube, cover, core mold in the electric furnace, by applying air pressure to the Teflon tube while heating to 304 ~ 350 degrees to expand the teflon tube in the electric furnace to form a corrugated portion ; Forming a teflon tube in the electric furnace and maintaining the teflon tube for 40 to 80 minutes while continuously applying air pressure to the teflon tube; Taking the assembly out of the electric furnace and naturally cooling it to thermal equilibrium with the outside while continuously applying air pressure to the Teflon tube; It provides a Teflon bellows manufacturing method using the air pressure, characterized in that consisting of.
본 발명에 따른 벨로우즈는 테프론 튜브를 공기압을 가해 성형한 후에도 일정시간 동안 지속적으로 공기압을 가하므로, 성형후 재료의 복원력에 의해 축소되는 현상을 극소화 시킬 수 있고, 플랜지 조립체를 전기로에서 꺼내 냉각시킬 때에도 적절한 공기압을 가하면서 진행하므로 단면적 축소 현상을 더욱 최소화시킬 수 있다.Since the bellows according to the present invention continuously applies the air pressure for a predetermined time even after the teflon tube is molded by applying air pressure, it is possible to minimize the phenomenon that is reduced by the restoring force of the material after the molding, and even when the flange assembly is removed from the electric furnace and cooled. Proceeding with the appropriate air pressure, the cross-sectional reduction can be further minimized.
공기는 압축성 유체로서 수압이나 유압 등 비압축성 유체에 비해 피대상체에 높은 압력을 가하는데 어려움이 있다. 따라서 테프론 튜브의 성형성을 높일 수 있도록 300 ~ 350℃까지 예열하여 연성이 좋아지면 공기압을 가해 성형하는 것이다.Air is a compressive fluid, and it is difficult to apply a high pressure to the object compared to an incompressible fluid such as hydraulic pressure or hydraulic pressure. Therefore, preheating up to 300 ~ 350 ℃ to improve the formability of the Teflon tube and when the ductility is improved by applying the air pressure.
테프론 튜브는 가열된 상태에서 공기압에 의해 강제로 팽창(성형)되었다가 압력이 제거되면, 재료의 특성상 단면이 축소되지만, 팽창된 상태가 굳어질 때까지 일정시간 동안 공기압을 지속적으로 가하면서 단면 축소를 최소화시키고, 냉각하는 과정에서도 적절한 공기압을 지속적으로 가해 단면 축소를 더욱 최소화 시키는 것이다.When the teflon tube is forcedly expanded (molded) by air pressure in a heated state and the pressure is removed, the cross section shrinks due to the nature of the material, but the cross section is reduced by continuously applying air pressure for a period of time until the expanded state solidifies. Minimize the cross section and minimize the cross-sectional reduction by continuously applying the appropriate air pressure even during the cooling process.
테프론 벨로우즈는 성형후 미세하게 단면축소가 되더라도, 테프론 벨로우즈가 설치되는 배관라인에 가공오차를 고려하여 설계하거나 단면축소를 미리 계산하여 제작할 수도 있지만, 본 발명과 같이 테프론 벨로우즈에 금속조인트가 피복될 때에는 금속조인트와 이격공간이 생기고, 한번 이격공간이 생기면 그 이격공간을 보상하는 적절한 기술수단이 없기 때문에 성형시나 성형 후 또는 냉각과정에서 발생되는 단면축소 현상을 제거하는 것은 매우 중요하다.Teflon bellows may be designed in consideration of processing errors in the pipe line where the teflon bellows are installed, or may be manufactured by pre-calculating the cross-sectional shrinkage, even if the cross-sectional shrinkage is finely formed after molding, but when the metal joint is coated on the teflon bellows as in the present invention, It is very important to eliminate cross-sectional shrinkage that occurs during molding, after molding, or during cooling because there is no suitable technical means to compensate for the separation space once a space is created.
또한, 테프론 튜브가 팽창될 때 금속조인트와의 사이에 압력이 발생되어 밀착성이 떨어질 수 있는데, 금속조인트에 통기공이 형성되어 있어서, 공기가 압축되지 않고 빠져나가므로 압력이 해소되어 밀착성이 좋아지고, 통기공을 통해 밀착상태를 확인할 수 있으므로 작업성이 좋아진다.
In addition, when the Teflon tube is inflated, pressure may be generated between the metal joint and the adhesion may be reduced.Because the vent is formed in the metal joint, the air is released without being compressed, so the pressure is released and the adhesion is improved. In addition, workability is improved because the contact state can be confirmed through the air vents.
도 1은 본 발명에 따른 플랜지 조립체의 분리사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 플랜지 사이에 금속조인트가 입고된 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 금속조인트에 테프론 튜브를 삽입하고, 플레어링 금형에 의해 플레어링 작업을 하는 것을 나태낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 플랜지에 상하부커버가 조립된 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 플랜지 조립체를 전기로 삽입된 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 플랜지 조립체가 전기로에 삽입된 상태에서 공기압을 가해 테프론 튜브를 팽창시켜 성형시킨 상태를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 플랜지 조립체를 전기로에서 꺼낸후 공기압을 가하면서 냉각시키는 것을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 플랜지 조립체에서 다른 구성부를 해체하고 테프론 벨로우즈에 플랜지만 조립된 완성된 제품이다.1 is an exploded perspective view of a flange assembly in accordance with the present invention.
Figure 2 shows a state in which the metal joint is worn between the flange according to the present invention.
Figure 3 shows the insertion of the Teflon tube into the metal joint according to the present invention, and flaring by the flaring mold.
Figure 4 shows a state in which the upper and lower cover is assembled to the flange according to the present invention.
Figure 5 shows a state in which the flange assembly according to the invention inserted electrically.
6 shows a state in which the flange assembly according to the present invention is expanded and molded by applying air pressure to the teflon tube while inserted into an electric furnace.
7 shows cooling the flange assembly according to the present invention while applying air pressure after removing it from the electric furnace.
8 is a finished product in which the other components in the flange assembly according to the invention are dismantled and only the flanges are assembled on the Teflon bellows.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2에 도시된 바와 같이, 플랜지(110) 사이에 미리 제작된 주름관 형태의 금속조인트(120)를 입고 후 상하로 일정 간격 이격된 플랜지(110)를 상호 간에 볼트(b)로 고정한다. 플랜지(110)의 외주에는 결속수단이 구비되어 있고, 이 결속수단에 볼트(b)를 삽입하여 단단히 체결하는 것이다.As shown in Figure 2, after wearing the
금속조인트(120)의 각 주름부 컨버류션에는 2mm 정도의 통기공(122)을 형성한다. 통기공(122)은 각 컨버류션에 하나만 형성할 수 도 있지만, 앞뒤 즉 180도 간격으로 두개 형성할 수도 있고, 필요에 따라 몇 개 더 형성할 수도 있지만, 앞뒤로 두개 정도만 형성되어 있으면 후술하는 벨로우즈 성형 과정에서 공기빼기 확인을 용이하게 할 수 있다. 여기서 금속조인트(120)는 목적하는 최종 테프론 벨로우즈 형태에 맞게 미리 제작된 것이다.In each corrugated portion of the
금속조인트(120)를 입고한 후에는 도 3에 도시된 바와 같이, 그 안으로 원통형의 테프론 튜브(TT)를 삽입하고, 양단을 확개시키는 플레어링 작업을 한다. 플레어링 작업은 도 4에 도시된 바와 같이, 테프론 튜브(TT) 단부에 플레어링 금형(FD)을 삽입하여 누르는 것으로 성형과정에서 테프론 튜브(TT)를 잡아주어 길이 변화를 방지하는 것이다. After wearing the
테프론 튜브(120)의 플레어링 작업후에 테프론 튜브 팽창과정에서 변형이나 휘어짐 등을 방지하는 코어금형(130)을 삽입하고, 플랜지(110)의 상하부를 막아 밀폐시킬 수 있도록 상부커버(140)와 하부커버(140)가 플랜지(110)의 상하단에 조립된다. 즉 상부커버(140)와 하부커버(140)에 의해서 테프론 튜브(TT)의 내부는 외부로 부터 완전히 밀폐시켜 공기압을 주입할 수 있도록 하는 것이다. 상부커버에는 공기주입구가 형성되어 있어 컴프레셔 등과 연결되어 그 내부로 공기를 주입하면서 압력을 가할 수 있도록 되어 있다.After flaring of the Teflon
플랜지(110) 상하부에 커버(140)를 조립한 후 플랜지 외주의 상하 사이에 플랜지(110)를 견고하게 고정할 수 있도록 스틸파이프를 삽입하고, 상하 플랜지를 볼트(b)로 단단히 고정하여 플랜지 조립체를 완성한다. 즉, 플랜지 조립체는 플랜지 사이에 금속조인트 입고 후 테프론 튜브를 삽입하고, 스틸파이프 삽입후 플랜지를 볼트로 고정한 상태를 의미한다. 즉 후술하는 전기로 안에 들어가기 전단계의 구성부 전체 조립체이다.After assembling the
도 5에 도시된 바와 같이, 플랜지 조립체를 전기로(EF)에 장입한 후, 전기로(EF) 온도를 304 ~ 350℃ 까지 가열하면서 공기주입구(142)를 통해 테프론 튜브(TT) 내부로 공기압을 가한다. 테프론 튜브(TT)는 가열되면 금속과 유사하게 연성이 좋아져 성형성이 좋아진다.As shown in FIG. 5, after the flange assembly is charged into the electric furnace (EF), the air pressure is introduced into the teflon tube (TT) through the
도 6에 도시된 바와 같이, 테프론 튜브(TT)에 공기압을 가하면 팽창되면서 성형되지만, 압력이 제거되면 수축되는 현상이 발생되므로 40 ~ 80분 동안 지속적으로 전기로내에서 압력을 유지한다.As shown in FIG. 6, when the air pressure is applied to the Teflon tube TT, it is formed while expanding, but when the pressure is removed, the shrinkage occurs, thereby maintaining the pressure in the electric furnace continuously for 40 to 80 minutes.
벨로우즈로 성형되는 과정에서 금속조인트(120)와 이격되어 있는 테프론 튜브(TT)가 팽창되면서 금속조인트(120)에 밀착되는데, 이때 이격된 공간에 있던 공기가 압축되면서 금속조인트(120)와 테프론 튜브(TT) 사이의 밀착이 제대로 이루어지지 않을 수 있지만, 테프론 튜브(TT)의 각 컨버류션에 통기공(122)이 형성되어 있으므로 압력이 그 쪽으로 빠져나가면서 밀착성을 높인다. 또한 작업자는 통기공(122)을 통해 금속조인트(120)와 테프론 튜브(TT)의 밀착관계를 확인하면서 작업할 수 있으므로 작업성이 좋아지고 완전 밀착이 가능하다.In the process of forming the bellows, the Teflon tube TT, which is spaced apart from the
공기압을 가하여 테프론 튜브(TT)를 팽창시켜 성형시키고 상기 일정시간이 지난 후에는 도 7에 도시된 바와 같이, 플랜지 조립체를 전기로에서 꺼내어 외기온도와 평형을 이룰 때까지 냉각을 시키는데, 이때에도 에어라인을 통해 6 ~ 8kg/㎠ 압력을 지속적으로 가하면서 냉각시킨다. 이때 압력이 너무 높으면 금속조인트(120)의 변형이 생길 수 있으므로 주의해야 한다.Applying air pressure to expand and shape the Teflon tube (TT), and after the predetermined time, as shown in Figure 7, the flange assembly is taken out of the electric furnace and cooled until it is in equilibrium with the outside temperature. Cooling while continuously applying a pressure of 6 ~ 8kg / ㎠. At this time, if the pressure is too high may be a deformation of the
도 8에 도시된 바와 같이, 냉각이 끝난 후에는 금형을 분리하여 테프론 튜브(TT)에 금속조인트(120)가 피복된 테프론 벨로우즈가 얻어지고, 양단에 플랜지가 결합되어 테프론 벨로우즈를 완성한다.
As shown in FIG. 8, after cooling, the mold is separated to obtain a Teflon bellows in which a
110 : 플랜지 120 : 금속조인트
122 : 통기공
130 : 코어 140 : 커버
142 : 공기주입구
TT : 테프론 튜브 EF : 전기로
B : 볼트110: flange 120: metal joint
122: ventilator
130: core 140: cover
142: air inlet
TT: Teflon Tube EF: Furnace
B: Bolt
Claims (3)
플랜지 사이에 금속조인트를 장착한 후, 테프론 튜브의 양단부에 플랜지가 일체로 장착되도록 플랜지를 구비하는 플랜지 결속단계;
상기 금속조인트에 테프론 튜브를 삽입한 후 플레어링 작업을 하는 단계;
상기 테프론 튜브의 상하단을 밀폐시켜 공기압을 주입할 수 있도록 상하부 플렌지에 상하부 커버를 결합하되, 커버 사이에 테프론 튜브의 내면과 인접하는 코어금형을 삽입하는 커버 결합단계;
상기 금속조인트, 플랜지, 테프론 튜브, 커버, 코어금형이 조립된 플랜지 조립체를 전기로에 장입한 후, 304 ~ 350 도로 가열하면서 테프론 튜브에 공기압을 가하여 전기로 안에서 테프론 튜브를 팽창시켜 주름부를 형성시키는 단계;
상기 전기로 안에서 테프론 튜브를 성형시킨후 테프론 튜브에 지속적으로 공기압을 가하면서 40 ~ 80분 동안 유지하는 단계;
상기 조립체를 전기로에서 꺼낸 후 공기압을 테프론 튜브에 지속적으로 가하면서 외기와 열평형을 이룰 때까지 자연냉각시키는 단계; 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 테프론 벨로우즈 제조방법.
In the method of manufacturing a teflon bellows coated with a metal joint to press the teflon tube to form a bellows,
A flange engagement step of mounting a metal joint between the flanges and having a flange to integrally mount the flanges at both ends of the Teflon tube;
Inserting a teflon tube into the metal joint and then flaring the metal joint;
A cover coupling step of coupling the upper and lower covers to the upper and lower flanges to seal the upper and lower ends of the Teflon tube so as to inject air pressure, and inserting a core mold adjacent to the inner surface of the Teflon tube between the covers;
After inserting the flange assembly assembled with the metal joint, flange, Teflon tube, cover, core mold in the electric furnace, by applying air pressure to the Teflon tube while heating to 304 ~ 350 degrees to expand the teflon tube in the electric furnace to form a corrugated portion ;
Forming a teflon tube in the electric furnace and maintaining the teflon tube for 40 to 80 minutes while continuously applying air pressure to the teflon tube;
Taking the assembly out of the electric furnace and naturally cooling it to thermal equilibrium with the outside while continuously applying air pressure to the Teflon tube; Teflon bellows manufacturing method using the air pressure, characterized in that consisting of.
금속조인트에는 각 컨버류션에 통기공이 형성된 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 테프론 벨로우즈 제조방법.
The method of claim 1,
Teflon bellows manufacturing method using the air pressure, characterized in that the metal joint is formed in each of the ventilation holes.
상기 테프론 튜브에 6 ~ 8kg/㎠ 압력을 지속적으로 유지하면서 냉각시키는 것을 특징으로 하는 공기압을 이용한 테프론 벨로우즈 제조방법.
The method of claim 1,
Teflon bellows manufacturing method using the air pressure, characterized in that for cooling while maintaining a constant pressure 6 ~ 8kg / ㎠ in the Teflon tube.
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