KR20140040682A

KR20140040682A - 칩 여과 컨베이어

Info

Publication number: KR20140040682A
Application number: KR1020137017814A
Authority: KR
Inventors: 제이미 데이비드 타워스
Original assignee: 엘엔에스 매니지먼트 에스.아.
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2014-04-03
Also published as: JP2014509951A; EP2681008A1; RU2013144371A; TW201242870A; CA2825531A1; CN103402701A; BR112013020475A2; US20140054244A1; WO2012116758A1

Abstract

본 발명은 칩 여과 컨베이어에 관한 것으로, 칩 여과 컨베이어는 칩을 함유하는 절삭 유체를 보유하도록 설치되는 컨베이어 탱크와, 컨베이어 탱크 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 연속형 힌지 밸트를 포함하고, 밸트는 끝단 및 배출단에서 회전 및 선회하도록 배치되고, 밸트의 상부 플레이트 및 하부 플레이트 사이에 공간을 남겨 둔다. 칩은 컨베이어로부터 배출되도록 밸트에 의해 배출단으로 이송되도록 배치된다. 컨베이어는 필터 박스를 통해 컨베이어로부터 배출되는 절삭 유체를 여과하기 위한 적어도 하나의 필터 박스를 더 포함한다. 필터 박스는 0.3mm 보다 작은 최소 구멍 치수 및 적어도 15%의 개구 비율을 가지는 필터 플레이트를 구비한다. 필터 박스는 밸트의 상부 플레이트 및 하부 플레이트 사이에 위치한다.

Description

칩 여과 컨베이어{FILTERING CHIP CONVEYOR}

본 발명은 선반 등과 같은 기계 장치의 작동중에 생산되는 절삭 칩을 운반하기 위한 칩 컨베이어에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 제안된 컨베이어는 금속 작업중에 기계 장치에 사용되는 냉각 유체 및/또는 절삭 오일에 함유된 다른 종류의 칩을 제거하기 위해 사용된다. 그와 동시에 본 발명은 대응하는 방법으로서, 냉각제 및/또는 절삭 유로부터 칩을 제거하는 방법에 관한 것이다.

정상 작동 중에, 선반과 같은 기계 장치는 기계 가공된 제품 소재로부터 제거되어야 하는 폐 소재를 생산한다. 이 경우에, 제품 소재로부터 제거된 폐 소재는 일반적으로 칩이라고 불리는 작은 조각을 포함하는 다양한 크기로 일반적으로 제거된다. 이들 칩은 기계 가공 중에 사용되는 오일과 섞인다. 오일은 예를 들어, 냉각, 세척 및/또는 윤활을 위해 사용될 수 있다. 절삭 유체 및 절삭 칩의 혼합물은 오일로부터 칩을 제거하기 위해 사용되는 컨베이어로 진입한다. 따라서, 절삭 칩은 수용 위치에 배출 위치까지 운반된다.

절삭 오일는 컨베이어를 통해 기계 장치 오일/냉각제 저장조로 배출된다. 절삭 오일와 함께 혼합된 칩 중 일부는 절삭 오일와 함께 기계의 오일/냉각제 저장조로 침투한다. 이들 칩은 사실상 기계 오일/냉각제 저장조에 축적되고, 저장조 내의 오일은 일반적으로 추가 사용을 위해 재활용되므로, 이들을 제거하기 위한 수동 조작을 요한다. 그러나, 오일이 재활용 및 재사용되기 전에, 기계 장치의 작동 중에 생산된 폐 소재가 먼저 제거되어야 한다.

힌지 밸트 컨베이어는 냉각제/절삭 오일(이하, 절삭 유체라 함)로부터 떨어지도록 칩을 운반하기 위해 광범위하게 사용된다. 이러한 타입의 컨베이어는 시장에 나와 있는 모든 컨베이어 중에서 가장 간단하고, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용된다. 이는 어떤 형상 또는 크기의 칩을 운반할 수 있다는 점에서 가장 다재다능한 제품이나, 여과를 제공하지 못한다는 점에서 하나의 큰 단점을 가진다. 이는 작은 칩이 컨베이어를 통해 절삭 오일 탱크로 통과하도록 하고, 이는 기계 운용자가 탱크의 청소를 위해 정기적인 유지보수를 실행해야 한다는 것을 의미한다(그 기간은 특정 응용에 따라 좌우됨).

또한, 자동 청소 스크래퍼 컨베이어가 공지되어 있고, 이들은 대략 500㎛(0.5mm)의 입자 크기의 입자(칩)를 여과시킬 수 있다. 또한, 유체로부터 여과될 수 있는 입자의 최소 치수는 여과도(filtration level)라고 불린다. 이러한 컨베이어는 전형적으로 자동 청수 필터 박스(self-cleaning filter box)를 사용하여 (사용되는 필터 스크린의 여과도보다 큰) 작은 칩이 절삭 오일 탱크에서 통과하는 것 및 기계 장치로 재순환되는 것을 방지한다. 이러한 자동 세척 스크래퍼 컨베이어의 문제는 긴 칩(long chip), 특히, 필터 소재의 구멍 크기와 유사한 가장 작은 치수(두께)를 가진 긴 칩을 원활히 여과시키지 못한다는 것이다. 긴 칩은 전형적인 직조 여과 망(woven filtration meshes)에서 끼워지기 쉬운 경향이 있고, 스크래퍼가 제거하기 어렵다. 망은 막히게 되고, 유체는 스크린을 따라 흐르며, 그에 따라 여과 성능은 현저히 저하된다. 이것이 자동 청소 스크래퍼 컨베이어가 통상 필터 드럼(filter drum)으로 보충되어야만 하는 이유 중의 하나이다. 이 조합이 여러 가지의 다양한 칩 크기 및 형상이 생산되고 여과가 요구되는 응용에 보다 적합하다.

오늘날 기계 장치는 많은 종류의 기계 공정을 수행할 수 있으며, 그에 따라 다양한 칩 형태와 형상을 생산해낸다. 현재, 가능한 해결책은 비능률적(비여과(no filtration))이거나 매우 비싸다. 이는 요구되는 드럼 필터 및 자동 청소 스크래퍼 컨베이어 설치의 복잡성에 기인한다.

또한, 단지 하나의 밸트만을 갖되, 필터 드럼을 구비함으로써 비용을 줄이는 것이 가능하다. 드럼 합체에 기인한 이러한 디자인에 따른 문제점이 있고, 그 문제는 밸트 사이에 칩이 축적된다는 것을 의미한다. 미국 특허 출원 공개 2002/0166808에서는 밸트 사이에 이들 칩이 제거하는 것을 가능하게 하도록 컨베이어의 "폴스 보텀(false bottom)"을 개시하고 있다.

절삭 오일 여과용 다공 플레이트(perforated plate)를 이용한 자동 청소 스크래퍼 컨베이어가 국제 특허 출원 WO2004/054758에 의해 알려져 있다. 이 문헌은 칩과 유체가 파티션 플레이트(partition plate)를 통과하는 힌지 밸트 컨베이어(hinged belt conveyor)상으로 배출되는 칩-분리 컨베이어를 개시하고 있다. 큰 칩과, 작은 칩 중 다수가 힌지 밸트 상에 보유되며 컨베이어 칩 배출단으로 운송된다. 일부 칩, 특히, 작은 칩은 컨베이어 밸트의 힌지 플레이트(hinged plates) 사이 또는 주위로 통과하여, 전체 길이(끝단으로부터 배출단까지)에 대해 상부 밸트 아래에 연장된 파티션 플레이트에 포획된다. 파티션 플레이트는 상부 밸트를 통해 또는 그 주위로 통과하는 칩이 파티션 플레이트 상에 보유되고, 배출단을 향하여 플레이트를 따라 브러시(brush)에 의해 쓸어내질 수 있도록 한다. 파티션 플레이트로부터 떨어진 칩은 리턴 밸트(return belt)의 내부(상부) 표면으로 포획되고, 끝단에서 업턴(upturn) 주위에 칩을 이송할 수 있도록 배치된 브러시가 설치되고, 칩을 파티션 플레이트 상으로, 그 뒤 배출단을 향하여 파티션 플레이트를 따라 이송시킨다. 하부 (리턴) 밸트의 힌지 플레이트의 주위로, 통하여 또는 사이를 넘어 떨어진 칩은 밸트의 외부 표면상에서 브러시에 의해 수집된다. 이들 외부 브러시는, 컨베이어의 배출단으로 진행하면서, 탱크의 끝단 주위에서 칩을 쓸어내고, 밸트의 상부의 외부 표면에서 칩을 보유하도록 설계된다. 추가로, 내부 브러시는 플레이트가 막히지 않도록 상부 또는/및 하부 다공 필터(upper and/or lower perforated filter)를 가로질러 쓸어내도록 배치될 수도 있다.

WO2004/054758에 개시된 컨베이어는 다양한 브러시 및 힌지 플레이트가 적어도 네 가지 다른 방식(상부 밸트 상에, 파티션 플레이트 상에, 하부 밸트 상에, 그리고 탱크의 플로어 상에)으로 칩을 수집하고 보유하도록 설계되고 조절되어야 한다는 점에서 구조적으로 복잡하다. 작은 칩을 이송하기 위해 파티션 플레이트를 이용하는 것은 컨베이어의 비용 및 무게을 더하며, 칩과 슬러지가 축적될 수 있는 여분의 표면 및 코너를 제공하고, 정기적인 청소를 요하는 추가적인 문제이다. 더욱이, WO2004/054758에서 사용되는 것과 같은 다공 스크린은 다이 스탬핑(die-stamping)에 의해 천공되는데, 이 다이 스탬핑은 불완전한 형상 및 불규칙적인 크기의 오리피스(orifices)를 만들어낸다. 또한, 기계적인 천공 공정은 주어진 면적에서 및 주어진 플레이트 두께에 대해 만들어질 수 있는 구멍의 크기와 분포에 제한을 가한다. 다공 필터 플레이트는 직조 망 스크린 보다 브러싱/스크래핑함으로써 깨끗하게 유지하기 용이한 반면, 작은 유체 통류(through-flow)와 그에 따른 낮은 필터 성능을 제공하는 점에서 불리하다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 제공되는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 칩을 함유하는 절삭 유체를 보유하도록 설치되는 컨베이어 탱크와, 컨베이어 탱크 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 연속형 컨베이어 밸트와, 밸트의 상부 플라이트 및 하부 플라이트 사이의 공간을 구비하면서 끝단과 배출단에서 회전 및 선회하도록 배치되는 밸트 -그에 따라, 컨베이어로부터 배출되도록 상부 플라이트상의 칩을 배출단으로 이송함-와, 밸트의 상부 플라이트 및 하부 플라이트 사이에 배치된 적어도 하나의 필터 박스와, 필터 박스 안에 배치되는 적어도 하나의 필터 플레이트를 포함하고, 필터 플레이트는 최소 단면 칩 치수(small sectional aperture dimension)가 사전에 결정된 최대 칩 치수(maximum chip dimension)보다 더 큰 칩이 필터 플레이트를 통과하지 못하도록 하면서 절삭 오일이 필터 플레이트를 통과하도록 하는 복수의 구멍을 가진 여과 영역을 포함하고, 적어도 하나의 필터 플레이트는 0.3mm의 두께를 가지고, 구멍(openings)은 필터 플레이트를 통하여 에칭된 성형 오리피스의 배열(an array of profiled orifices)을 포함하고, 에칭된 오리피스 프로파일은 각각의 오리피스의 최소 단면 구멍 치수(smallest sectional aperture dimension)가 0.3mm 보다 작고, 배열된 오리피스의 구멍 면적의 합(sum of the aperture areas)이 배열의 플레이트 총 면적(total plate area of the array)의 적어도 18％인 칩 여과 컨베이어가 제공된다.

여기서, "최소 단면 칩 치수"라는 용어는 칩이 오리피스를 관통하지 못하도록 방해하는 각 칩의 최소 치수를 의미하는 것으로 사용된다.

필터 플레이트는 필터 박스의 상면 및/또는 하면에 배치될 수 있다.

본 발명의 변형 예에 따르면, 필터 플레이트 또는 플레이트들은 횡 인장 하에서 프레임으로 파지된다.

본 발명의 변형 예에 따르면, 각각의 에칭된 성형 오리피스는 필터 플레이트의 평면에 실질적으로 직교하는 스트레이트-스루 프로파일(straight-through profile)을 가지는데, 그 스트레이트-스루 프로파일은 필터 플레이트의 두께의 적어도 일부에 걸쳐 연장된다.

본 발명의 대체 변형 예에 따르면, 각각의 에칭된 성형 오리피스는 최소 구멍 면적의 허리부(waist region)로부터 필터 플레이트 표면 중 하나까지 퍼지는 나팔 모양의 프로파일 부분(flared profile portion)를 가지고, 나팔 모양의 부분(flared portion)는 필터 플레이트의 두께에 대해 적어도 일부에 걸쳐 연장된다.

허리부는 필터 플레이트의 두께에 대해 중간 면 또는 필터 플레이트의 표면 중 하나에 위치할 수 있다. 특히, 허리부는 필터 플레이트의 상부(내부) 표면에 또는 그 근방에 있을 수 있고, 그에 따라 오리피스는 아래로/밖으로 퍼지게 된다. 이는 허리부를 통과하는 입자가 그 후 오리피스 범위의 나머지 부분을 용이하게 관통할 수 있도록 하는 것을 보장한다. 한편, 플레이트의 상부(내부) 면상의 오리피스의 퍼짐(flaring)은, 구멍을 통과하기에 너무 큰 입자가 오리피스의 막힘 없이 밸트가 회전함에 따라 플레이트 표면을 가로질러 통과하도록 배치된 하나 이상의 브러시/와이핑 구성에 의해 그들이 쉽게 쓸리도록 하는 방식으로, 오리피스 내에 포획되도록 한다.

본 발명의 추가 변형예에 따르면, 컨베이어는 여과 중에 오리피스를 통한 절삭 유체의 흐름 방향과 반대되는 방향으로 프로파일 오리피스를 통하여 절삭 오일의 흐름을 유도하기 위한 백워싱 수단(backwashing means)을 포함한다.

백워싱 수단은 필터 박스 외부의 절삭 오일의 압력보다 크도록 필터 박스 내의 절삭 오일의 오리피스에서의 압력을 증가시키기 위한 양압 발생 수단(positive pressure generating means)을 포함할 수 있다. 백워싱 수단은 필터 박스 내의 절삭 유체에 하나 이상의 양압 펄스(positive pressure pulse) 유도하도록 조정되고, 그에 따라 오리피스의 백워싱(backwashing)은 여과 방향(filtration direction)으로 절삭 유체의 흐름을 상당히 방해하지 않으면서 달성된다.

본 발명의 추가 목적은 칩 여과 컨베이어를 이용하여 절삭 유체로부터 칩을 제거하는 방법을 제공하는 것으로, 칩 여과 컨베이어는 칩을 함유하는 절삭 오일을 보유하도록 설치되는 컨베이어 탱크와, 컨베이어 탱크 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 연속형 컨베이어 밸트와, 밸트의 상부 플라이트 및 하부 플라이트 사이에 배치되는 필터 박스 -그에 따라, 상기 필터 박스의 상면 및/또는 하면이 상기 연속형 컨베이어 밸트의 내측에 설치되는 적어도 하나의 와이퍼 구성에 의해 쓸리고, 필터 박스는 0.3mm 보다 작은 두께를 가지는 필터 플레이트(10)가 제공되고, 상기 필터 플레이트는 상기 와이퍼 구성에 의해 쓸리도록 배치됨-를 포함하고, 상기 필터 플레이트(10)를 제공하는 것은 상기 필터 플레이트(10) 내에서의 성형 오리피스의 배열을 포토 에칭(photo eching) 또는 화학적 밀링(chemical milling)하는 단계-그에 따라, 상기 에칭된 성형 오리피스는 0.3mm 보다 작은 오리피스의 최소 구멍 치수를 가지고, 배열된 오리피스의 구멍 면적의 합이 배열의 플레이트 총 면적의 적어도 18%가 됨-를 포함하는 칩 여과 컨베이어(100)를 이용하여 절삭 유체로부터 칩을 제거하는 방법이 제공된다.

본 발명의 방법에 따르면, 방법은 필터 박스에 필터 플레이트(10)를 설치하는 단계-그에 따라, 상기 필터 플레이트가 상기 와이퍼 구성에 의해 닦여 질 경우, 상기 필터 플레이트가 인장을 받으며 파지됨-를 포함한다.

최소 구멍 크기는 바람직하게 0.1mm와 0.2mm의 사이가 되고, 플레이트는 0.1mm와 0.2mm 사이의 두께를 가진다.

제안된 제품은 다양한 범위의 응용, 소재 및 칩 종류를 처리할 수 있는 간단한 여과 컨베이어가 되도록 설계되었다. 더욱이, 브러시 및/또는 와이퍼 날개가 밸트에 부착될 수 있으며, 그에 따라 후술하는 바와 같이 필터 박스가 효과적으로 청소된다. 이와 같은 방식으로 컨베이어는 자동 청소된다.

본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 한정되지 않는 아래의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칩 여과 컨베이어의 사시도이다.
도 2는 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 컨베이어의 단면도이다.
도 3a 내지 3e는 본 발명의 에칭된 성형 오리피스의 몇 가지 바람직한 기하학적 구조의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컨베이어의 일부를 상세하게 도시한 컨베이어의 측면도이다.
도 5는 클리트(cleats)의 형상을 도시한 컨베이어의 끝단의 측면도이다.
도 6은 클리트의 다른 형상을 도시한 컨베이어의 끝단의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 필터 박스의 사시도이다.
도 8은 작동 중인 컨베이어를 간략히 도시한 측면도이다.

다음으로, 본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칩 여과 컨베이어(100)를 도시한 사시도이다. 컨베이어(100)는 금속 작업의 결과로 생성된 오염 절삭 유체(dirty cutting fluid)를 보유하도록 배치된 컨베이어 탱크(103)를 포함한다. 컨베이어 밸트(105)(이 경우 힌지 밸트)가 컨베이어 탱크(103) 내측에 적어도 부분적으로 설치된다. 힌지 밸트(105)는 힌지를 구비한 복수의 금속 플레이트를 연속적이거나 무한한 캐터필러 타입 밸트(caterpillar-type belt)와 연결시킴으로써 형성된다. 금속 작업(metal work)의 결과로 생성된 칩은 위로부터 컨베이어 탱크(103)의 내측으로(화살표 W 방향으로) 떨어지도록 배치된다.

힌지 밸트(105)는 끝단 스프로킷/디스크(tail-end sprocket/disk)(401) (도 5에 도시됨) 및 배출단 스프로킷(sprockets)(미도시)의 주위로 선회하도록 배치되고, 밸트 컨베이어로서 회전한다. 도면에서 끝단은 "Te"로 참조되고, 배출단은 "De"로서 참조된다. 또한, 모터(107)가 도시되는데, 밸트(105)를 회전시키기 위해 사용된다.

밸트의 이동 경로는, 도면에 도시된 바와 같이, 컨베이어(100)의 아래 부분에서 실질적으로 수평이다. 밸트는 컨베이어(100)의 아래 부분에서 실질적으로 서로 평행인 상부(참조부호 "U") 및 하부(참조부호 "L", 도 2에 도시됨)를 가진다. 상부는 제1 방향으로 이동하고, 반면에, 하부는 제2 방향으로 이동하는데, 컨베이어(100)의 하부에서, 제2 방향은 제1 방향과 반대이다. 도면에서 화살표 R은 밸트(105)의 회전 방향을 나타낸다. 상부는, 밸트(105)로부터 배출되도록 하기 위해 큰 칩을 배출단(De)로 이송하도록 배치된다. 칩 저장조(미도시)는 배출된 칩을 저장하기 위해 사용된다.

도 1을 참조하면, 절삭 유체를 여과하기 위해, 밸트 내부 즉, 상부(U)와 하부(L) 사이에 설치된 필터 박스(111)가 도시된다. 밸트 내부에 필터 박스(111)을 위치시킴으로써, 필터 박스(111)는, 스크래퍼 컨베이어에서 일어났던 문제를 방지하지 위해, 큰 칩으로부터 보호된다. 도면에 도시된 바와 같이, 필터 박스(111)는 수직 측벽에 개구부(113)을 구비하고, 이를 통해, 여과된 절삭 유체는 정화 절삭 유체 저장조(clean cutting fluid reservoir)(미도시)로 배출된다. 여과된 절삭 유체는 정화 절삭 유체 저장조로부터 재사용을 위해 기계로 공급될 수 있다.

본 발명의 에칭된 성형 오리피스는 필터 플레이트(10)에 직교한 평행한 면을 가진 스트레이트-스루 홀로서 에칭될 수 있다. 그러나, 도 3A 내지 3E은 보다 용이한 정화 및/또는 적은 막힘의 장점을 제공하는 몇 가지 나팔 모양의 오리피스의 기하학적 구조를 도시한다. 도 3A 내지 도 3E의 모든 경우에서, 절삭 유체는 위로부터 아래로 플레이트(10)를 통과한다. 나팔 모양의 상부(flared upper portions)(12)는 오리피스의 상부에 박혀있는 입자가 플레이트(10)의 상부 표면을 가로질러 지나가는 브러시, 와이퍼 및 스크래퍼에 의해 용이하게 쓸려지도록 한다. 나팔 모양의 하부(flared downward portions)(13)는 오리피스의 가장 좁은 허리부를 통과한 입자가 이후 자유롭게 오리피스의 아래 부분을 통하여 이동할 수 있도록 보장한다. 에칭된 오리피스는, 버링 가공 없이도 천공구(perforations)(기계적으로 천공된 구멍)보다 상당히 작고, 더욱 고른 형상과 크기로 제조될 수 있다. 천공구는 0.5mm 이하로 제조될 수 있다. 반면에, 에칭된 오리피스는 0.2mm 이하로 또는 0.1mm로 제조될 수 있다. 또한, 기계적인 천공은 두꺼운 플레이트의 사용을 수반하고, 반면에 에칭된 플레이트는 보다 얇게 제조될 수 있다(예를 들어, 0.2 또는 0.1mm). 또한, 두꺼운 플레이트 보다 짧은 관통홀을 가지는 얇은 필터 플레이트는 막히는 경향이 감소한다.

예를 들어, 포토 에칭 또는 화학적 밀링에 의해 일련으로 에칭된 성형 오리피스는 기계적인 천공으로 가능한 것보다 더 작은 구멍을 형성하고, 그에 따라, 보다 정밀한 여과가 가능해진다. 추가적으로, 에칭 공정은 배열된 오리피스의 보다 밀집한 분포를 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 플레이트의 개구 비율(open proportion)이 천공된 플레이트에 대해 5％와 10％의 전형적인 값으로부터 에칭된 플레이트의 대해 18％이상까지 대폭으로 증가시키는 것이 가능하다. 기계적인 천공을 이용하여 가능한 최대 개구 비율은 천공이 작아짐에 따라 감소한다. 따라서 구멍의 크기와 유체 유동 간의 상충 효과(trade-off)은 불가피하다. 한편, 에칭된 플레이트의 개구 비율은 이러한 상충 효과에 의해 제한되지 않고, 0.2mm 또는 그 이하의 오리피스 크기일 경우라도, 40％ 만큼의 비율도 가능하다. 이러한 방식으로, 에칭된 필터 플레이트는 유체 흐름이 대폭으로 증가하고, 반면에 최소 여과 입자 크기는 대폭으로 감소하는 것을 가능하게 한다. 동시에, 필터 플레이트는 매우 편평하고 거친 부분이 없는(burr-free) 표면을 가져, 그 표면에서 컨베이어 밸트의 내부에 배치된 와이핑 구성(wiping elements)에 의해 부드럽고 효과적으로 쓸리고, 닦이고 또는 긁어내어 진다.

도 2, 4, 5, 6 및 8에 도시된 바와 같이, 청소 수단(cleaning means)(이 예에서는 브러시(brushes)(201))이 밸트가 회전하면서 필터 박스(111)를 청소하기 위해 밸트(105)의 내측면에 제공된다. 따라서, 밸트(105)의 자연적 회전이 박스(111)를 청소하기 위해 이용된다. 이 예에서, 브러시는 나일론(nylon)으로 구성되고, 밸트의 편평한 금속 부분(flat part)의 중간(즉, 힌지 사이의 부분)에 위치한다. 브러시는 다른 폴리머(polymer)와 금속으로 구성되는 것도 가능하다. 또한, 청소 수단은 필터 박스(111)를 청소하기 위해 와이핑 블레이드(wiping blade)로 형성될 수 있다. 또한, 모든 금속 플레이트가 브러시(brushes)를 구비하는 것도 가능하다.

도시된 실시예에서, 견고한 바(bars) 또는 클리트(cleats)(203)와 같은 다른 청소 수단이 컨베이어 탱크(103)를 청소하기 위해 밸트(105)의 외측면에 제공된다. 또한, 컨베이어 탱크(103)의 바닥으로 가라앉으려는 칩의 속성이, 밸트(105)가 회전하면서, 작은 칩이 자동적으로 컨베이어(100)의 외부로 운송되도록 하는 것을 보장한다. 클리트(203)은 마모되거나 찢어지는 것을 방지하기 위해 컨베이어 탱크(103)와 접촉하지 않도록 배치된다. 예를 들어, 수 밀리미터의 공간이 컨베이어 탱크(103)와 클리트(203) 사이에 남겨질 수 있다.

클리트(203)를 위한 다른 구성들이 도 5 및 6에 도시된다. 간단하게 하기 위해서, 도면에서 브러시는 생략되었다. 이 도면은 컨베이어(100)의 끝단(Te)의 측면도이다. 도 5를 참조하면, 이 예에서 금속으로 이루어진 클리트(203)는 두 힌지 사이에 밸트 부분의 금속 플레이트에 대하여 90도의 각도를 가진다. 즉, 클리트(203)는 밸트(105)에 대해 수직이다. 그러나, 클리트(203)가 두 힌지 사이의 밸트(105)의 편평한 금속 플레이트에 부착되어 있기 때문에, 그 공간은, 컨베이어 탱크(103)의 끝 부분이 라운드된 경우라도, 컨베이어 탱크(103)의 끝단에서 컨베이어 탱크(103)와 클리트(203) 사이에서 일정하게 유지되지 않는다. 이는 도 5에서 분명히 나타나는데, 여기서, 클리트와 컨베이어 탱크(103) 간의 거리(d1)는, 견고한 힌지 플레이트가 취한 경로 때문에, 컨베이어(100)의 편평한 바닥 부분에서의 거리와 비교하여 컨베이어(100)의 끝단부에서 가장 크다.

이러한 문제를 해소하기 위해, 도 6에 도시된 바와 같이, 클리트(203)는 뒤로 밴딩 또는 틸팅될 수 있다(밸트의 회전 방향으로 고려할 경우). 이러한 변형예에서, 클리트(203)는 그들 사이에 사전에 결정된 각도를 가진 두 개의 직선부를 가진다. 따라서, 클리트(203)는 밸트(105)의 편평한 플레이트에 대하여 각도 α를 형성한다. 예를 들어, 이 각도는, 컨베이어 탱크(103)와 클리트(203) 간의 공간이 가능한 한 일정하게 유지되도록, 30 내지 60도의 범위에 있을 수 있다. 여기서, 끝단(Te)에서의 클리트 단부와 컨베이어 탱크(103) 간의 거리(d2)는, 곡선부 주위에서도 일정하게 유지된다. 클리트의 제1 부분은 클리트를 편평한 금속 플레이트에 부착하기 위해 사용되고, 그에 따라 금속 플레이트와 평행하다. 제2 부분은 제1 부분에 대해 기울러져 있으며, 그에 따라 밸트(105)의 편평한 금속 플레이트에 대해 각도(α)를 형성한다. 즉, 클리트(203)는, 끝단(Te)에서 클리트(203)의 극단(extreme ends)(돌출단(protruding angle))이 밸트(105)의 선회 포인트(pivot point)와 일치하도록 하여 극단이 끝단(Te)에서 컨베이어 탱크(103)로부터 고정된 각도(d2)를 유지하도록 하는 방식으로, 각도가 정해진다. 다른 변형예도 가능하다. 예를 들어, 컨베이어(100)는 두 종류의 클리트(203)를 모두 구비할 수 있다.

도 7은 하나의 가능한 필터 박스(111)로서 바닥이 위로 향하도록 도시된 모범적인 사시도이다. 작동 위치에서, 필터 박스(111)는, 이 예에서, 네 개의 실질적으로 수직한 면 및 두 개의 실질적으로 수평인 면, 즉, 바닥 부분 및 천정 부분을 구비한다. 측벽 중 하나는 전면 패널로서 개구부(113)를 구비하고, 그에 따라 여과된 절삭 유체는 이 개구부(113)을 통해 정화 절삭 유체 컨테이너로 배출될 수 있다. 또한, 필터 박스는 하나 이상의 필터 개구부를 포함할 수도 있다. 박스는 특정 응용에 따라서 둥근 단(round ends)/경사 면(sloped faces)을 포함할 수도 있다.

이 예에서, 바닥 부분은 오염된 절삭 유체를 여과하기 위해 배치되는 필터 스크린 또는 망(10)(즉, 필터 플레이트 스크린)을 구비할 수 있다. 이 망은 바람직하게 금속과 플라스틱을 포함하는 다양한 소재 중 하나로 이루어질 수 있다. 박스(111)의 다른 면은 금속 벽으로 절삭 유체가 이 벽을 통하여 박스(111)로 침투하지 못하도록 한다. 그러나, 망(10)이 설치되는 면의 개수는 하나로 제한되는 것은 아니라는 것에 주목할 필요가 있다. 또한, 망(10)이 설치된 바닥 면 대신에, 다른 면에 마찬가지로 망(10)이 설치될 수 있다.

위 예에서, 필터 박스(111)는 단지 하나의 필터 박스(111)를 가진다. 그러나, 다른 변형예에서, 컨베이어(100)는 밸트(105)의 내부에 위치한 몇 개의 필터 박스(111)를 수용할 수 있다. 박스(111)의 개수 및/또는 크기는 사용되는 절삭 유체의 양에 의존한다. 즉, 절삭 유체의 상당한 양이 요구된다면 박스(111)의 개수 및/또는 크기가 증가하여야 한다.

위의 칩 여과 컨베이어(100)는 본 발명의 일 실시예에 따라서 설명되었다. 본질적으로, 이 실시예에서, 제안된 컨베이어(100)는, 내부에 포함된 적어도 하나의 필터 박스(111) 및 자동적으로 박스(들)(111)를 정화하기 위해 내부 정화 브러시 또는 와이퍼(201)를 구비하는 힌지 밸트 컨베이어이다.

컨베이어(100)의 작동은 도면에서와 같이 동일한 참조 부호를 사용하여 도 8을 참조하여 이하 설명된다.

가. 큰 칩은 밸트(105)의 외부면에서 연속형 힌지 밸트(105)에 의해 정지 및 이송된다.

나. 일부 작은 칩은 힌지 밸트(105)를 통과하면서 또는 힌지 밸트(105) 주변에서 워시(wash)되고, 시간이 지나면서 컨베이어 탱크(103)의 바닥으로 떨어진다.

다. 클리트(203)는 컨베이어 탱크(103)의 바닥으로 떨어진 작은 칩을 수집하도록 컨베이어(100)의 바닥면을 쓸어낸다.

라. 브러시 또는 와이퍼 바(201)는 밸트(105)가 회전하면서 필터 박스(111)를 쓸어내도록 사용된다. 브러시/와이퍼(201)에 의해 쓸린 작은 칩은 컨베이어 탱크(103)의 바닥으로 떨어지고 다.에서 설명된 구성에 의해 수집된다.

마. 다.에서 설명된 구성이 컨베이어(100)의 단부 주위로 회전하면서, 작은 칩은 컨베이어(100)의 컨베이어 탱크(103)에 대하여 파지되고, 컨베이어 밸트(105)의 정상으로 상승 이동된다.

바. 모든 칩은 컨베이어(100)의 그 구성으로부터 배출된다.

사. 필터 박스(111)는 절삭 유체가 박스(111)를 통해 및 탱크로 통과하면서 절삭 유체를 여과하기 위해 적어도 하나의 필터 스크린(filtering screen)(10)을 수용하고, 정화 여과 절삭 유체만이 컨베이어(100) 외부로 통과할 수 있도록 하는 것을 보장한다. 필터 박스(111)는 상부 플라이트 및 하부 플라이트 사이에 설치된다. 도면에 도시된 바와 같이, 컨베이어(100)는 두 개의 수평 플라이트 및 상부 레벨 수평 플라이트 및 하부 레벨 수평 플라이트를 연결하는 하나의 경사진 플라이트의 세 개의 플라이트를 구비한다. 이 예에서, 박스(111)의 바닥면은 필터 스크린(10)을 수용하고, 그에 따라, 절삭 유체는, 컨베이어 탱크(103)에서 절삭 유체의 높이가 증가하면서 바닥을 통해 박스(111)로 진입할 수 있다. 작동 중에, 필터 박스(111)는 절삭 유체 내부에 적어도 부분적으로 배치된다.

본 발명은 도면 및 앞선 설명에서 상세하게 도시 및 설명되었다. 이러한 도시 및 설명은 예시 및 모범으로서 제한적이지 않으며, 본 발명이 개시된 실시예에 한정되지 않는 것으로 고려되어야 한다. 동일 필터 박스(111) 내에 두 개, 세 개 또는 여러 필터 스크린(10)이 사용될 수 있다. 정밀한 수준의 층상 여과(Layered filtration)도 고려될 수 있다. 필터 박스는 탱크(103)에 고정될 수 있다. 박스(111)는 하나의 큰 박스로 구성될 수 있다. 더욱이, 필터 스크린(10)은 컨베이어(100)의 탱크(103)의 일부를 형성할 수 있다. 개시된 실시예의 다른 변형예는, 도면, 개시 및 첨부된 청구범위의 연구로부터 청구된 발명을 실시함에 있어서 통상의 기술자에 의해 이해되고 달성될 수 있다.

청부범위에서, "포함하는"이라는 용어는 다른 구성이나 단계를 배제하는 것이 않는다. 단수의 부정관사는 복수를 배제하는 것이 아니다. 단일 공정 또는 다른 유닛은 청구항에 언급된 몇 가지의 항목의 기능을 실시할 수 있다. 다른 특징들이 상호 다른 종속 청구항에 언급된다는 단순 사실은 이 다른 특징들의 조합이 바람직하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다. 청구범위에 사용되는 참조 부호는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

100 : 컨베이어 103 : 탱크
105 : 밸트 111 : 필터 박스
113 : 개구부

Claims

칩 여과 컨베이어(100)로서,
칩을 함유하는 절삭 유체를 보유하도록 설치되는 컨베이어 탱크(103)와,
상기 컨베이어 탱크(103) 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 연속형 컨베이어 밸트(105) -상기 밸트(105)는 상기 밸트(105)의 상부 플라이트(upper flight)(U) 및 하부 플라이트(lower flight)(L) 사이에 공간을 가지면서 끝단(tail end, Te) 및 배출단(discharge end, De)에서 회전 및 선회하도록 배치되고, 그에 따라 상기 상부 플라이트(U)상의 칩이 상기 배출단(De)을 향하여 이송되어 상기 컨베이어(100)로부터 배출되도록 함- 와,
상기 밸트(105)의 상기 상부 플라이트(U)와 상기 하부 플라이트(L) 사이에 설치되는 적어도 하나의 필터 박스(111)와,
상기 필터 박스(111) 내에 설치되는 적어도 하나의 필터 플레이트(10) -상기 필터 플레이트(10)는, 칩의 최소 단면 칩 치수(smallest sectional chip dimension)가 사전에 결정된 최대 칩 치수(maximum chip dimension) 보다 큰 칩은 필터 플레이트를 통해 통과하지 못하도록 하면서, 절삭 유체가 상기 필터 플레이트를 통해 통과하도록 하는 다수의 구멍(openings)을 가지는 여과 영역(filtration region)을 포함함- 를 포함하고,
상기 적어도 하나의 필터 플레이트는 0.3mm 보다 작은 두께를 가지고,
상기 구멍(openings)는 상기 필터 플레이트를 통해 에칭된 성형 오리피스 배열(array of profiled orifices etched) -상기 에칭된 오리피스 프로파일은 각각의 오리피스의 최소 단면 구멍 치수가 0.3mm 이하가 되도록 하고, 일련의 오리피스의 구멍 면적의 합이 일련 총 플레이트 면적의 적어도 18%가 되도록 함-을 포함하는 것을 특징으로 하는
컨베이어(100).
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 필터 플레이트(10)의 적어도 하나는 필터 박스(111)의 상부면(upper surface) 및/또는 하부면(lower surface)에 설치되는
컨베이어(100).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 필터 플레이트(10)는 횡 인장 하에서 필터 플레이트를 유지하기 위한 프레임으로 유지되는
컨베이어(100).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 상기 에칭된 성형 오리피스는 상기 필터 플레이트 두께의 적어도 일부에 걸쳐서 상기 필터 플레이트의 면과 실질적으로 직교하는 스트레이트-스루 프로파일(straight-through profile)을 가지는
컨베이어(100).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 상기 에칭된 성형 오리피스는 상기 필터 플레이트의 두께의 적어도 일부에 걸쳐 최소 구멍 면적의 허리부로부터 상기 필터 플레이트 표면 중 하나까지 퍼지는 나팔 모양의 성형 부분(flared profiled portion)을 가지는
컨베이어(100).
제 5 항에 있어서,
상기 허리부는 상기 필터 플레이트(10)의 두께 중간의 평면에 위치하는
컨베이어(100).
제 6 항에 있어서,
상기 허리부의 면은 상기 필터 박스(111)로부터 외부로 향하는 상기 필터 플레이트의 표면에 존재하는
컨베이어(100).
제 6 항에 있어서,
상기 허리부의 면은 상기 필터 박스(111)로부터 내부로 향하는 상기 필터 플레이트의 표면에 존재하는
컨베이어(100).
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸트(105)는 상기 밸트(105)가 회전하면서 상기 필터 플레이트(10)를 가로질러 쓸어내도록 배치되는 적어도 하나의 와이퍼 구성(wiping element)을 더 포함하는
컨베이어(100).
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
여과 중에 상기 오리피스(12, 13)를 통한 절삭 유체의 유동 방향과 반대 방향으로 상기 성형 오리피스(12, 13)를 통한 절삭 유체의 유동을 유도하기 위한 백워싱 수단(backwashing means)을 더 포함하는
컨베이어(100).
제 10 항에 있어서,
상기 백워싱 수단은 상기 필터 박스(111) 외부에서의 절삭 유체의 압력보다 크도록 상기 필터 박스(111) 내의 절삭 유체의 오리피스(12, 13)에서의 압력을 증가시키기 위한 양압 발생 수단(positive pressure generating means)을 포함하는
컨베이어(100).
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
상기 백워싱 수단은 상기 필터 박스 내의 절삭 유체에서 하나 이상의 양압 펄스(positive pressure pulses)를 유도하도록 조정되고, 그에 따라 오리피스의 백워싱(backwashing)은, 여과 방향(filtration direction)으로의 절삭 유체의 유동을 상당히 방해하지 않으면서, 달성되는
컨베이어(100).
칩 여과 컨베이어(100)를 이용하여 절삭 유체로부터 칩을 제거하는 방법으로서,
상기 칩 여과 컨베이어는, 칩을 함유하는 상기 절삭 유체를 보유하도록 설치되는 컨베이어 탱크(103)와, 상기 컨베이어 탱크(103) 내부에 적어도 부분적으로 배치되는 연속형 컨베이어 밸트(105)와, 상기 밸트(105)의 상부 플라이트 및 하부 플라이트 사이에 설치되는 필터 박스 -그에 따라, 상기 필터의 박스 상면 및/또는 하면이 상기 연속형 컨베이어 밸트의 내측에 설치되는 적어도 하나의 와이퍼 구성(wiper element)에 의해 쓸리고, 필터 박스에는 0.3mm 보다 작은 두께를 가지는 필터 플레이트(10)가 제공되고, 상기 필터 플레이트는 상기 와이퍼 구성에 의해 쓸리도록 배치됨-를 포함하고,
상기 필터 플레이트(10)를 제공하는 것은 상기 필터 플레이트(10) 내에서의 성형 오리피스 배열를 포토 에칭(photo eching) 또는 화학적 밀링(chemical milling)하는 단계 -그에 따라, 상기 에칭된 성형 오리피스 각각은 0.3mm 보다 작은 오리피스의 최소 구멍 치수를 가지고, 배열된 오리피스의 구멍 면적의 합이 상기 배열의 플레이트 총 면적의 적어도 18%가 됨-를 포함하는
절삭 유체로부터 칩을 제거하는 방법.
제 13 항에 있어서,
상기 필터 박스에 상기 필터 플레이트(10)를 설치하는 단계-그에 따라 상기 필터 플레이트가 상기 와이퍼 구성에 의해 닦여 질 경우, 상기 필터 플레이트가 인장을 받으며 파지됨-를 포함하는
절삭 유체로부터 칩을 제거하는 방법.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에칭된 성형 오리피스는 0.1mm와 0.2mm 사이의 최소 구멍 치수를 가지고, 상기 필터 플레이트는 0.1mm와 0.2mm 사이의 두께를 가지는
컨베이어(100) 또는 절삭 유체로부터 칩을 제거하는 방법.