KR20230160700A - 외주면을 따라 돌출부가 구비된 파이프조립체 및 이를 제조하기 위한 파이프 주조 장치 - Google Patents

외주면을 따라 돌출부가 구비된 파이프조립체 및 이를 제조하기 위한 파이프 주조 장치 Download PDF

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KR20230160700A
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Abstract

외주면을 따라 돌출부가 구비된 파이프조립체 및 이를 제조하기 위한 파이프 주조 장치가 개시된다. 상기 파이프 주조 장치는 로어하우징(100); 상기 로어하우징(100)의 상측에 배치되고, 상기 로어하우징(100)을 기준으로 상하 방향으로 이동가능하게 배치된 미들하우징(200); 상기 미들하우징(200)의 상측에 배치되는 어퍼하우징(300); 상기 로어하우징(100) 및 어퍼하우징(300)을 연결하고, 상기 미들하우징(200)을 관통하게 배치되는 컬럼(400); 상기 어퍼하우징(300)에 배치되고, 상기 어퍼하우징(300)을 관통하여 상기 미들하우징(200)에 연결되며, 상기 미들하우징(200)을 상하 방향으로 이동시키는 액추에이터(350); 상기 로어하우징(100)에 배치되고, 파이프조립체 중 일부를 주조시키는 하부금형조립체(600); 상기 미들하우징(200)에 배치되고, 상기 파이프조립체 중 일부를 주조시키는 상부금형조립체(500);를 포함한다. 본 발명은 상부금형조립체 및 하부금형조립체를 밀착시켜 복잡한 형상의 돌출부들이 형성되는 파이프를 주조할 수 있기 때문에, 절삭공정을 생략할 수 있고 이를 통해 제작시간 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

외주면을 따라 돌출부가 구비된 파이프조립체 및 이를 제조하기 위한 파이프 주조 장치{PIPE ASSEMBLY HAVING PROTRUSIONS ALONG THE OUTER CIRCUMFERENTIAL SURFACE AND PIPE CASTING APPARATUS FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 외주면을 따라 돌출부가 구비된 파이프조립체 및 이를 제조하기 위한 파이프 주조 장치에 관한 것이다.
일반적으로 원심주조법은 회전하는 몰드 내주면에 용융금속을 흘려 넣고, 상기 몰드의 회전에 의한 원심력으로 파이프 형태의 주물을 생산할 수 있다.
원심주조법은 주철관을 포함한 각종 파이프, 파이프 등과 같이 원통 형상의 물품을 제조할 때 널리 사용되는 방법이다.
그러나 원심주조법을 통해 제작된 파이프는 원통형상만을 제작할 수 있고, 외주면에 홈과 같이 비대칭 형상의 파이프를 제작할 수 없는 문제점이 있었다.
또한, 파이프의 외주면에 홈과 같은 형상이 배치되어야 하는 경우, 별도의 절삭공정을 수행해야만 하고, 이로 인해 제작단가가 상승되는 문제점이 있었다.
대한민국 등록특허 10-0741017호 대한민국 등록실용신안 20-0222999호
본 발명은 외주면을 따라 돌출부가 구비된 파이프조립체 및 이를 제조하기 위한 파이프 주조 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 로어하우징(100); 상기 로어하우징(100)의 상측에 배치되고, 상기 로어하우징(100)을 기준으로 상하 방향으로 이동가능하게 배치된 미들하우징(200); 상기 미들하우징(200)의 상측에 배치되는 어퍼하우징(300); 상기 로어하우징(100) 및 어퍼하우징(300)을 연결하고, 상기 미들하우징(200)을 관통하게 배치되는 컬럼(400); 상기 어퍼하우징(300)에 배치되고, 상기 어퍼하우징(300)을 관통하여 상기 미들하우징(200)에 연결되며, 상기 미들하우징(200)을 상하 방향으로 이동시키는 액추에이터(350); 상기 로어하우징(100)에 배치되고, 파이프조립체 중 일부를 주조시키는 하부금형조립체(600); 상기 미들하우징(200)에 배치되고, 상기 파이프조립체 중 일부를 주조시키는 상부금형조립체(500);를 포함하고, 상기 액추에이터(350)의 작동에 의해 상기 상부금형조립체(600)가 상기 하부금형조립체(600)에 밀착되어 주물공간(651)을 형성시키는 파이프 주조장치를 제공한다.
상기 컬럼(400)은 제 1 컬럼(401), 제 2 컬럼(402), 제 3 컬럼(403) 및 제 4 컬럼(404)을 포함하고, 상기 제 1 컬럼(401), 제 2 컬럼(402), 제 3 컬럼(403) 및 제 4 컬럼(404)이 수직하게 배치될 수 있다.
상기 미들하우징(200)은, 상기 제 1 컬럼(401)이 관통되는 제 1 컬럼홀(211); 상기 제 2 컬럼이 관통되는 제 2 컬럼홀(212); 상기 제 3 컬럼(403)이 관통되는 제 3 컬럼홀(213); 상기 제 4 컬럼(404)이 관통되는 제 4 컬럼홀(214); 내측에 상기 제 1 컬럼홀(211)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 1 어퍼컬럼부(221); 내측에 상기 제 2 컬럼홀(212)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 2 어퍼컬럼부(222); 내측에 상기 제 3 컬럼홀(213)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 3 어퍼컬럼부(223); 내측에 상기 제 4 컬럼홀(214)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 4 어퍼컬럼부(224); 내측에 상기 제 1 컬럼홀(211)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 1 로어컬럼부(231); 내측에 상기 제 2 컬럼홀(212)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 2 로어컬럼부(232); 내측에 상기 제 3 컬럼홀(213)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 3 로어컬럼부(233); 내측에 상기 제 4 컬럼홀(214)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 4 로어컬럼부(234);를 포함할 수 있다.
상기 상부금형조립체(500)는, 상기 파이프조립체 중 일부를 형성시키는 상부금형(550); 상기 어퍼하우징(300) 및 상부금형(550)을 연결하여 상기 상부금형(550)을 지지하는 상부서포터(510);를 포함할 수 있다.
상기 상부금형(550)은, 상기 상부서포터(510)에 결합되는 어퍼상부금형(560); 상기 어퍼상부금형(560)의 일측 가장자리에서 일측으로 돌출되게 배치된 제 1 어퍼가드(570); 상기 어퍼상부금형(560)의 타측 가장자리에서 타측으로 돌출되게 배치된 제 2 어퍼가드(580); 상기 어퍼상부금형(560)의 저면에서 하측으로 볼록하게 형성되고, 상기 파이프조립체 중 일부를 형성하는 로어상부금형(590);를 포함할 수 있다.
첫째, 본 발명은 상부금형조립체 및 하부금형조립체를 밀착시켜 복잡한 형상의 돌출부들이 형성되는 파이프를 주조할 수 있기 때문에, 압출방식으로 파이프를 주조하는 경우에 필수적으로 수행되어야 하는 절삭공정을 생략할 수 있어 제작시간 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있으며, 압출방식을 적용할 경우 필연적으로 발생하는 강도 저하문제를 해소하여 훨씬 높은 강도의 파이프를 주조하는 것이 가능하다.
둘째, 본 발명은 상부금형조립체 및 하부금형조립체가 하우징보다 길게 형성되고, 상기 하우징들 밖으로 돌출되게 배치되기 때문에, 하우징들보다 긴 길이의 파이프를 주조할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 본 발명은 제 1 어퍼가드가 제 1 서포트어셈블리에 지지되고, 제 2 어퍼가드가 제 2 서포트어셈블리에 지지되기 때문에, 상기 상부금형조립체 및 하부금형조립체가 밀착될 때, 상기 제 1 어퍼가드 및 제 2 어퍼가드가 상하 방향으로 휨변형되는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
넷째, 본 발명은 용탕공급부가 상기 로어하우징 및 미들하우징보다 전방으로 돌출되게 배치되기 때문에, 하우징들과의 간섭을 방지하고, 용탕의 공급이 용이한 장점이 있다.
다섯째, 본 발명은 컬럼에 배치된 제 1 영구자석을 감지하여 미들하우징의 상승을 제한할 수 있고, 제 2 영구자석을 감지하여 미들하우징의 하강을 제한할 수 있으며, 제 3 영구자석을 감지하여 하강하는 미들하우징을 감속시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파이프 주조장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 상부금형조립체 및 하부금형조립체의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 하부금형조립체의 하부 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 미들하우징의 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 미들하우징의 저면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 어퍼하우징의 평면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 파이프 주조장치를 이용하여 제작된 파이프조립체의 정면도이다.
도 8은 도 7의 A-A를 따라 절단된 단면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 상부금형조립체 및 하부금형조립체의 정면도이다.
도 10은 도 1에 도시된 센서 및 영구자석이 도시된 확대도이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파이프조립체의 제조과정이 도시된 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파이프 주조장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 상부금형조립체 및 하부금형조립체의 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 하부금형조립체의 하부 사시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 미들하우징의 평면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 미들하우징의 저면도이고, 도 6은 도 1에 도시된 어퍼하우징의 평면도이고, 도 7은 도 1에 도시된 파이프 주조장치를 이용하여 제작된 파이프조립체의 정면도이고, 도 8은 도 7의 A-A를 따라 절단된 단면도이고, 도 9는 도 1에 도시된 상부금형조립체 및 하부금형조립체의 정면도이고, 도 10은 도 1에 도시된 센서 및 영구자석이 도시된 확대도이다.
본 실시예에 따른 파이프 주조 장치는, 로어하우징(100)와, 상기 로어하우징(100)의 상측에 배치되고, 상기 로어하우징(100)을 기준으로 상하 방향으로 이동가능하게 배치된 미들하우징(200)과, 상기 미들하우징(200)의 상측에 배치되는 어퍼하우징(300)과, 상기 어퍼하우징(300)에 배치되고, 상기 어퍼하우징(300)을 관통하여 상기 미들하우징(200)에 연결되며, 상기 미들하우징(200)을 상하 방향으로 이동시키는 액추에이터(350)를 포함한다.
상기 로어하우징(100)에 파이프 중 일부를 주조시키는 하부금형조립체(600)가 배치되고, 상기 미들하우징(200)에 상기 파이프 중 일부를 주조시키는 상부금형조립체(500)가 배치된다.
상기 주조장치는, 상기 로어하우징(100) 및 어퍼하우징(300)을 연결하는 4개의 컬럼(400)을 포함한다.
상기 컬럼(400)은 제 1 컬럼(401), 제 2 컬럼(402), 제 3 컬럼(403) 및 제 4 컬럼(404)을 포함한다. 상기 제 1 컬럼(401), 제 2 컬럼(402), 제 3 컬럼(403) 및 제 4 컬럼(404)이 수직하게 배치된다.
상기 제 1 컬럼(401), 제 2 컬럼(402), 제 3 컬럼(403) 및 제 4 컬럼(404)이 상기 미들하우징(200)을 관통하게 배치되고, 상기 미들하우징(200)이 상기 상기 제 1 컬럼(401), 제 2 컬럼(402), 제 3 컬럼(403) 및 제 4 컬럼(404)을 따라 상하 방향으로 이동될 수 있다.
구체적으로 파이프를 형성시킬 경우, 상기 미들하우징(200)이 상기 로어하우징(100)에 밀착되고, 상기 파이프를 형성시킨 후에는 상기 미들하우징(200)이 상측으로 이동되어 상기 로어하우징(100)과 이격된다.
상기 미들하우징(200)은, 제 1 컬럼(401)이 관통되는 제 1 컬럼홀(211)과, 상기 제 2 컬럼(미도시)이 관통되는 제 2 컬럼홀(212)과, 상기 제 3 컬럼(403)이 관통되는 제 3 컬럼홀(213)과, 상기 제 4 컬럼(404)이 관통되는 제 4 컬럼홀(214)을 포함한다.
상기 미들하우징(200)은, 내측에 상기 제 1 컬럼홀(211)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 1 어퍼컬럼부(221)와, 내측에 상기 제 2 컬럼홀(212)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 2 어퍼컬럼부(222)와, 내측에 상기 제 3 컬럼홀(213)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 3 어퍼컬럼부(223)와, 내측에 상기 제 4 컬럼홀(214)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 4 어퍼컬럼부(224)를 더 포함할 수 있다.
상기 미들하우징(200)은, 내측에 상기 제 1 컬럼홀(211)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 1 로어컬럼부(231)와, 내측에 상기 제 2 컬럼홀(212)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 2 로어컬럼부(232)와, 내측에 상기 제 3 컬럼홀(213)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 3 로어컬럼부(233)와, 내측에 상기 제 4 컬럼홀(214)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 4 로어컬럼부(234)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 어퍼컬럼부(221) 및 제 1 로어컬럼부(231)이 상하 방향으로 일렬 배치되고, 본 실시예에서 내측에 중공형태의 제 1 컬럼홀(211)이 형성된 원통형태로 형성된다.
상기 제 1 어퍼컬럼부(221) 보다 상기 제 1 로어컬럼부(231)가 상하 방향으로 더 길게 형성되고, 상기 미들하우징(200)의 이동 시, 상기 제 1 로어컬럼부(231)의 하단이 상기 로어하우징(100)에 지지될 수 있다.
상기 제 2 어퍼컬럼부(222) 및 제 2 로어컬럼부(232)이 상하 방향으로 일렬 배치되고, 본 실시예에서 내측에 중공형태의 제 2 컬럼홀(212)이 형성된 원통형태로 형성된다.
상기 제 2 어퍼컬럼부(222) 보다 상기 제 2 로어컬럼부(232)가 상하 방향으로 더 길게 형성되고, 상기 미들하우징(200)의 이동 시, 상기 제 2 로어컬럼부(232)의 하단이 상기 로어하우징(100)에 지지될 수 있다.
상기 제 3 어퍼컬럼부(223) 및 제 3 로어컬럼부(233)이 상하 방향으로 일렬 배치되고, 본 실시예에서 내측에 중공형태의 제 3 컬럼홀(213)이 형성된 원통형태로 형성된다.
상기 제 3 어퍼컬럼부(223) 보다 상기 제 3 로어컬럼부(233)가 상하 방향으로 더 길게 형성되고, 상기 미들하우징(200)의 이동 시, 상기 제 3 로어컬럼부(233)의 하단이 상기 로어하우징(100)에 지지될 수 있다.
상기 제 4 어퍼컬럼부(224) 및 제 4 로어컬럼부(234)이 상하 방향으로 일렬 배치되고, 본 실시예에서 내측에 중공형태의 제 4 컬럼홀(214)이 형성된 원통형태로 형성된다.
상기 제 4 어퍼컬럼부(224) 보다 상기 제 4 로어컬럼부(234)가 상하 방향으로 더 길게 형성되고, 상기 미들하우징(200)의 이동 시, 상기 제 4 로어컬럼부(234)의 하단이 상기 로어하우징(100)에 지지될 수 있다.
상기 어퍼하우징(300)은, 상기 제 1 컬럼(401)이 상하 방향으로 관통되는 제 1 관통홀(311)과, 상기 제 2 컬럼(402)이 상하 방향으로 관통되는 제 2 관통홀(312)과, 상기 제 3 컬럼(403)이 상하 방향으로 관통되는 제 3 관통홀(313)과, 상기 제 4 컬럼(404)이 상하 방향으로 관통되는 제 4 관통홀(314)과, 상기 액추에이터(350)의 피스톤(352)이 관통되는 피스톤홀(315)을 포함한다.
상기 어퍼하우징(300)은, 상기 제 1 컬럼(401), 제 2 컬럼(미도시), 제 3 컬럼(403) 및 제 4 컬럼(404)의 상단에 각각 나사결합되는 제 1 컬럼캡(미도시), 제 2 컬럼캡(미도시), 제 3 컬럼캡(미도시) 및 제 4 컬럼캡(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 액추에이터(350)는, 상기 피스톤홀(315)을 관통하게 배치되고, 하단이 상기 미들하우징(200)에 결합되는 피스톤(352)와, 상기 어퍼하우징(300)에 배치되고, 상기 피스톤(352)를 상하 방향으로 이동시키는 유압실린더(354)를 포함한다.
상기 유압실린더(354)는 상기 어퍼하우징(300)의 중앙에 배치된다.
인가된 전원에 의해 상기 유압실린더(354)가 작동되고, 상기 유압실린더(354)의 작동에 의해 피스톤(352)이 상하 방향으로 이동되며, 상기 피스톤(352)의 이동에 의해 상기 미들하우징(200)이 함께 상하 방향으로 슬라이드 이동될 수 있다.
상기 상부금형조립체(500)가 상기 미들하우징(200)의 저면에 결합되고, 상기 하부금형조립체(600)가 상기 로어하우징(100)에 결합된다.
상기 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600)가 형합되어 본 실시예에 따른 파이프(701)(702)를 주조할 수 있다. 본 실시예에서 상기 파이프조립체(700)는 2파트로 제작된 후, 조립 및 용접된다.
본 실시예에서 상기 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600)의 형합을 통해 동일한 형상의 2개 파트를 주조한 후, 용접을 통해 결합시킨다.
주조에 의한 파이프를 구분할 경우, 제 1 파이프(701) 및 제 2 파이프(702)라 하고, 제 1 파이프(701) 및 제 2 파이프(702)의 결합을 통해 파이프조립체(700)를 제작할 수 있다.
상기 파이프조립체(700)는 전체적으로 원기둥형상으로 형성된다.
상기 파이프조립체(700)는, 축중심(C)을 형성하는 원기둥바디(750)와, 상기 원기둥바디(750)의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출된 제 1 돌출부(710)와, 상기 원기둥바디(750)의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출된 제 2 돌출부(720)와, 상기 원기둥바디(750)의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출된 제 3 돌출부(730)와, 상기 원기둥바디(750)의 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출된 제 4 돌출부(740)를 포함한다.
상기 제 1 돌출부(710), 제 2 돌출부(720), 제 3 돌출부(730) 및 제 4 돌출부(740)의 위치를 구분할 필요가 있을 경우, 상기 제 1 파이프(701)에 제 1 돌출부(710) 및 제 2 돌출부(720)가 배치되고, 상기 제 2 파이프(702)에 상기 제 3 돌출부(730) 및 제 4 돌출부(740)가 배치된다.
상기 제 1 돌출부(710), 제 2 돌출부(720), 제 3 돌출부(730) 및 제 4 돌출부(740)가 사이 축중심(C)을 기준으로 90도 간격으로 이격되어 배치된다.
상기 제 1 돌출부(710), 제 2 돌출부(720), 제 3 돌출부(730) 및 제 4 돌출부(740)는 상기 원기둥바디(750)의 축중심(C) 방향으로 따라 복수개가 배치될 수 있다.
상기 제 1 돌출부(710), 제 2 돌출부(720), 제 3 돌출부(730) 및 제 4 돌출부(740)는 상기 파이프조립체(700)의 원주방향으로 길게 연장되어 형성된다.
그래서 상기 복수개의 제 1 돌출부(710)들 사이에 반경방향 내측으로 오목한 홈들이 형성될 수 있고, 상기 제 2 돌출부(720)들, 제 3 돌출부(730)들 및 제 4 돌출부(740)들 사이에도 오목한 홈들이 형성될 수 있다.
상기 제 1 돌출부(710)들 사이의 홈들을 제 1 돌출홈(711)이라 하고, 상기 제 2 돌출부(720)들 사이의 홈들을 제 2 돌출홈(미도시)이라 하고, 상기 제 3 돌출부(730)들 사이의 홈들을 제 3 돌출홈(미도시)이라 하고, 상기 제 4 돌출부(740)들 사이의 홈들을 제 4 돌출홈(미도시)이라 하고,
상기 제 1 돌출홈(711), 제 2 돌출홈, 제 3 돌출홈 및 제 4 돌출홈이 파이프조립체(700)의 원주방향으로 길게 연장되어 형성된다. 상기 상기 제 1 돌출홈(711), 제 2 돌출홈, 제 3 돌출홈 및 제 4 돌출홈이 상기 원기둥바디(750)의 외주면 중 일부를 형성한다.
상기 제 1 파이프(701) 또는 제 2 파이프(702)를 주조하기 위한 상부금형조립체(500)는, 상기 제 1 파이프(701) 또는 제 2 파이프(702)를 형성시키는 상부금형(550)과, 상기 어퍼하우징(300) 및 상부금형(550)을 연결하여 상기 상부금형(550)을 지지하는 상부서포터(510)을 포함한다.
상기 상부금형(550)은, 상기 상부서포터(510)에 결합되는 어퍼상부금형(560)과, 상기 어퍼상부금형(560)의 일측 가장자리에서 일측으로 돌출되게 배치된 제 1 어퍼가드(570)와, 상기 어퍼상부금형(560)의 타측 가장자리에서 타측으로 돌출되게 배치된 제 2 어퍼가드(580)와, 상기 어퍼상부금형(560)의 저면에서 하측으로 볼록하게 형성되고, 상기 제 1 파이프(701) 또는 제 2 파이프(702)의 내부공간을 형성하는 로어상부금형(590)를 포함한다.
본 실시예에서 일체로 형성된 상기 어퍼상부금형(560) 및 로어상부금형(590)를 상부금형하우징(505)이라 정의한다. 상기 상부금형하우징(505)의 전단 및 후단이 상기 미들하우징(200) 보다 전방 및 후방 측으로 돌출된다.
즉, 본 실시예에 따른 파이프 주조장치는 상기 파이프조립체(700)의 길이가 로어하우징(100) 및 미들하우징(200)의 밖으로 돌출되게 배치되고, 이를 통해 하우징(100)(200)(300)의 부피를 최소화할 수 있으며, 전후 방향으로 길에 형성된 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600)를 주조를 통해 제작할 수 있는 특징이 있다.
본 실시예에서 상기 로어상부금형(590)이 전후 방향으로 길게 연장된다. 본 실시예에서 상기 로어상부금형(590)은 반원기둥 형태로 형성된다.
상기 제 1 어퍼가드(570) 및 제 2 어퍼가드(580)가 일렬로 배치된다. 본 실시예에서 제 1 어퍼가드(570) 및 제 2 어퍼가드(580)가 수평하게 배치된다.
본 실시예에서 상기 제 1 어퍼가드(570)가 상기 어퍼상부금형(560)의 좌측면에 배치되고, 전후 방향으로 길게 연장되어 형성되며, 상기 제 2 어퍼가드(580)가 상기 어퍼상부금형(560)의 우측면에 배치되고, 전후 방향으로 길게 연장되어 형성된다.
본 실시예에서 상기 어퍼상부금형(560) 및 로어상부금형(590)이 일체로 형성된다. 상기 어퍼상부금형(560) 및 로어상부금형(590)이 원기둥형태일 수 있다.
상기 어퍼상부금형(560) 및 로어상부금형(590)을 별도로 제작한 후 조립하지 않고 하나의 원기둥 형태로 제작함으로써, 제작시간 및 작업난이도를 낮출 수 있다.
상기 상부서포터(510)가 상기 어퍼상부금형(560)의 좌우 양측에 대칭되게 배치되고, 상기 상부금형(550)을 좌우 균등하게 지지할 수 있다. 상기 상부서포터(510)를 통해 상기 액추에이터(350)의 하중이 상기 상부금형(550)에 전달될 수 있다.
상기 상부서포터(510)는, 상기 어퍼상부금형(560)에 결합되는 지지판(520)과, 상기 지지판(520)의 일측(본 실시예에서 좌측)에 결합되고, 상기 미들하우징(200) 및 제 1 어퍼가드(570)를 지지하는 제 1 서포트어셈블리(530)와, 상기 지지판(520)의 타측(본 실시예에서 타측)에 결합되고, 상기 미들하우징(200) 및 제 2 어퍼가드(580)를 지지하는 제 2 서포트어셈블리(540)를 포함한다.
상기 제 1 서포트어셈블리(530)는, 상기 지지판(520)의 좌측에 결합되는 제 1 서포트힌지(531)와, 상기 제 1 서포트힌지(531)에 회전가능하게 조립되고, 상기 미들하우징(200)에 결합되는 제 1 힌지바(532)와, 상기 제 1 힌지바(532)을 지지하고, 상기 제 1 어퍼가드(570)에 결합되는 제 1 서포트바(533)를 포함한다.
상기 제 2 서포트어셈블리(540)는, 상기 지지판(520)의 우측에 결합되는 제 2 서포트힌지(541)와, 상기 제 2 서포트힌지(541)에 회전가능하게 조립되고, 상기 미들하우징(200)에 결합되는 제 2 힌지바(542)와, 상기 제 2 힌지바(542)을 지지하고, 상기 제 2 어퍼가드(580)에 결합되는 제 2 서포트바(543)를 포함한다.
제 1 서포트어셈블리(530) 및 제 2 서포트어셈블리(540)는 상기 좌우 대칭으로 배치될 수 있다. 제 1 서포트어셈블리(530) 및 제 2 서포트어셈블리(540)가 어퍼상부금형(560)을 기준으로 대칭으로 배치될 수 있다.
상기 지지판(520)이 미들하우징(200)에 결합된다.
상기 지지판(520)이 상기 어퍼상부금형(560) 상측에 위치되고, 상기 어퍼상부금형(560)에 결합되기 때문에, 상기 어퍼상부금형(560)을 직접 가압할 수 있다.
상기 지지판(520) 및 미들하우징(200)의 높이차를 해소하기 위해, 상기 미들하우징(200) 및 지지판(520) 사이에 복수개의 지지블럭(525)이 삽입되어 배치될 수 있다.
상기 미들하우징(200)이 하강할 경우, 상기 미들하우징(200)의 압력이 상기 지지판(520)을 통해 상기 어퍼상부금형(560)에 제공될 수 있다.
본 실시예에 따른 상기 제 1 서포트어셈블리(530) 및 제 2 서포트어셈블리(540)는 미들하우징(200)의 하강에 따른 압력을 제 1 어퍼가드(570) 및 제 2 어퍼가드(580)에 각각 제공하고, 이를 통해 제 1 어퍼가드(570) 및 제 2 어퍼가드(580)를 상기 하부금형조립체(600)에 밀착시키고, 밀착된 상태를 유지시킬 수 있다.
본 실시예에서 상기 제 1 서포트힌지(531) 및 제 2 서포트힌지(542)가 지지판(520)에 결합된다.
상기 제 1 서포트힌지(531)가 상기 지지판(520)의 좌측으로 돌출되게 배치되고, 상기 제 2 서포트힌지(542)가 상기 지지판(520)의 우측으로 돌출되게 배치된다.
상기 제 1 힌지바(532)의 하단이 상기 제 1 서포트힌지(531)와 회전가능하게 조립되고, 상단이 상기 미들하우징(200)에 결합된다. 상기 제 1 힌지바(532)가 좌상측으로 경사지게 배치된다.
상기 제 2 힌지바(542)의 하단이 상기 제 2 서포트힌지(541)와 회전가능하게 조립되고, 상단이 상기 미들하우징(200)에 결합된다. 상기 제 2 힌지바(542)가 우상측으로 경사지게 배치된다.
상기 제 1 서포트바(533) 및 제 2 서포트바(543)가 수직하게 배치된다.
상기 제 1 서포트바(533)의 상단이 상기 제 1 힌지바(532)의 하단에 결합되고, 하단이 상기 제 1 어퍼가드(570)에 결합된다.
그래서 상기 미들하우징(200)의 하중이 상기 제 1 힌지바(532) 및 제 1 서포트바(533)를 통해 제 1 어퍼가드(570)에 직접 전달될 수 있다.
상기 제 2 서포트바(543)의 상단이 상기 제 2 힌지바(542)의 하단에 결합되고, 하단이 상기 제 2 어퍼가드(580)에 결합된다.
그래서 상기 미들하우징(200)의 하중이 상기 제 2 힌지바(542) 및 제 2 서포트바(543)를 통해 제 2 어퍼가드(580)에 직접 전달될 수 있다.
이와 같이 상기 제 1 어퍼가드(570)가 상기 제 1 서포트어셈블리(530)에 지지되고, 제 2 어퍼가드(580)가 상기 제 2 서포트어셈블리(540)에 지지되기 때문에, 미들하우징(200)의 이동되어 상기 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600)가 밀착될 때, 상기 제 1 어퍼가드(570) 및 제 2 어퍼가드(580)가 상하 방향으로 휨변형되는 것을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
상기 하부금형조립체(600)는, 상측으로 개구되고, 상기 로어상부금형(590)이 삽입되는 주물공간(651)이 형성된 하부금형(650)과, 상기 하부금형(650) 및 로어하우징(100) 사이에 배치되어 상기 하부금형(650)을 지지하는 하부서포터(610)와, 상기 하부금형(650)의 전방측단 또는 후방측단에 결합되고, 상기 주물공간(651)과 연통된 용탕주입구(621)가 형성된 용탕공급부(620)를 포함한다.
상기 주물공간(651)에 삽입된 로어상부금형(590)이 삽입되어, 상기 주물공간(651)의 상측 일부를 점유하고, 상기 용탕공급부(620)에서 공급된 용탕이 상기 주물공간(651)에 채워쳐 제 1 파이프(701) 또는 제 2 파이프(702)를 제작할 수 있다.
상기 주물공간(651)은 전후 방향으로 길게 연장되고, 상기 주물공간(651)의 전단 및 후단이 상기 로어하우징(100) 및 미들하우징(200)의 전단 및 후단 보다 바깥쪽으로 돌출되어 배치되며, 이를 통해 본 실시예에 따른 파이프 주조장치는 로어하우징(100) 및 미들하우징(200)보다 더 긴 길이의 파이프를 주조할 수 있다.
본 실시예에 따른 주조장치는 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600)가 하우징들보다 길게 형성되더라도, 상기 제 1 서포트어셈블리(530) 및 제 2 서포트어셈블리(540)가 상기 제 1 어퍼가드(570) 및 제 2 어퍼가드(580)를 견고하게 지지하기 때문에, 상기 주물공간(651)을 견고하게 폐쇄할 수 있는 장점이 있다.
상기 하부금형(650)의 주물공간(651)을 형성하는 내주면에 상기 돌출부들을 형성하는 홈이 형성된다. 상기 하부금형(650)은 반원통 형태로 형성될 수 있다.
상기 하부금형(650)은 상기 주물공간(651)이 형성된 상측면을 제외한 나머지 면이 폐쇄된다.
본 실시예에서 상기 용탕공급부(620)가 하부금형(650)의 전단에서 전방으로 돌출되게 배치되고, 상기 용탕공급부(620)가 상기 주물공간(651)과 연통된다.
특히 상기 용탕공급부(620)가 상기 로어하우징(100) 및 미들하우징(200)보다 전방으로 돌출되게 배치되기 때문에, 하우징들과의 간섭을 방지하고, 용탕의 공급이 용이한 장점이 있다.
상기 용탕공급부(620)는 상측방향으로 개구된 버킷형상을 수 있다.
상기 미들하우징(200)이 하강되어 상부금형(550)이 하부금형(650)의 주물공간(651)으로 삽입될 경우, 상기 제 1 어퍼가드(570) 및 제 2 어퍼가드(580)가 상기 하부금형(650)의 가장자리에 지지되고, 상기 주물공간(651)을 폐쇄하며, 상기 용탕공급부(620)의 용탕주입구(621)만 개방된다.
상기 용탕주입구(621)를 통해 용탕이 공급되어 상기 주물공간(651)을 채운 후 상기 제 1 파이프(701) 또는 제 2 파이프(702)가 주조될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 파이프조립체의 제조과정이 도시된 순서도이다.
본 실시예에 따른 파이프조립체의 제조방법은, 미들하우징(200)의 상부금형조립체(500) 및 로어하우징(100)의 하부금형조립체(600)의 이격 상태를 판단하는 단계(S10)와, 상기 S10 단계를 만족하는 경우, 어퍼하우징(300)의 액추에이터(350)를 작동시켜 상기 미들하우징(200)을 상기 로어하우징(100) 측으로 이동시키고, 상기 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600)를 밀착시키는 단계(S20)와, 상기 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600)의 밀착을 통해 상기 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600) 사이에 주물공간(651)이 형성되는 단계(S30)와, 상기 주물공간(651)과 연통된 용탕주입구(621)를 통해 용탕이 주입되는 단계(S40)와, 상기 S40 단계 이후에, 상기 용탕이 굳을 때까지 대기하는 단계(S50)와, 상기 S50 단계 이후에, 상기 액추에이터(350)를 작동시켜 상기 미들하우징(200)을 상승시켜 상기 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600)를 이격시키는 단계(S60)와, 상기 S60 단계 이후에, 상기 하부금조립체(600)에서 경화된 제 1 파이프(701)를 인출하는 단계(S70)를 포함한다.
상기 S10 단계를 위해, 상기 미들하우징(200)에 센서(810)가 배치된다. 본 실시예에서 상기 센서(810)는 영구자석의 자력을 감지하는 홀센서일 수 있다.
상기 컬럼(400)에 영구자석이 삽입되어 배치될 수 있다.
구체적으로 상기 컬럼(400)의 길이 방향을 따라 복수개의 영구자석이 배치될 수 있다. 예를 들어 상기 미들하우징(200)이 최상측으로 이동된 높이에 제 1 영구자석(821)이 배치되고, 상기 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600)가 밀착될 때의 미들하우징(200) 높이에 상기 제 2 영구자석(822)이 배치되며, 상기 제 1 영구자석(821) 및 제 2 영구자석(822)의 사이 높이에 제 3 영구자석(823)이 배치될 수 있다.
상기 제 1 영구자석(821), 제 2 영구자석(822) 및 제 3 영구자석(823)이 상기 컬럼(400)에 삽입되어 배치되기 때문에, 상기 어퍼컬럼부 및 로어컬럼부의 이동 시 영구자석들과의 간섭을 방지할 수 있다.
상기 제 1 영구자석(821), 제 2 영구자석(822) 및 제 3 영구자석(823)가 수직방향으로 배열된다.
상기 센서(810)는 상기 어퍼컬럼부 또는 로어컬럼부에 배치될 수 있다. 본 실시예에서 상기 센서(810)는 제 2 로어컬럼부(232)의 하단에 배치된다.
상기 센서(810)가 상기 제 1 영구자석(821)을 감지할 경우, 상기 액추에이터(350)의 작동을 정지시켜 상기 미들하우징(200)의 상승을 차단한다.
상기 센서(810)가 상기 2 영구자석(822)을 감지할 경우, 상기 액추에이터(350)의 작동을 정지시키고, 상기 미들하우징(200)의 하강을 차단한다.
상기 미들하우징(200)의 하강 중에 상기 센서(810)가 상기 제 3 영구자석(823)을 감지할 경우, 상기 미들하우징(200)의 이동속도를 제 1 속도에서 제 2 속도로 감속한다. 본 실시예에서 상기 제 2 속도가 상기 제 1 속도의 1/2 내지 1/4이다.
즉, 상기 미들하우징(200)을 제 1 속도에서 제 2 속도로 감속시킴으로써, 상기 제 2 영구자석(822)을 감지할 때 미들하우징(200)을 즉시 정지시킬 수 있고, 이를 통해 상기 상부금형조립체(500) 및 하부금형조립체(600)의 충돌을 방지할 수 있다.
상기 S10 단계를 만족하지 않을 경우, 상기 S40 단계로 이행된다.
상기 S70 단계 이후에, 파이프의 제작개수가 2개인지를 판단하는 단계(S80)를 더 포함할 수 있다.
상기 S80 단계를 만족하지 않을 경우, 상기 S20 단계로 리턴되고, 상기 S30 단계, S40 단계, S50 단계, S60 단계 및 S70 단계를 수행하여 제 2 파이프(702)를 주조하는 단계를 수행한다.
상기 S80 단계를 만족할 경우, 상기 제 1 파이프(701) 및 제 2 파이프(702)를 용접하여 원통형의 파이프조립체(700)를 제작하는 단계(S90)를 더 포함한다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 로어하우징 200 : 미들하우징
300 : 어퍼하우징 400 : 컬럼
500 : 상부금형조립체 510 : 상부서포터
520 : 지지판 530 : 제 1 서포트어셈블리
540 : 제 2 서포트어셈블리 550 : 상부금형
560 : 어퍼상부금형 570 : 제 1 어퍼가드
580 : 제 2 어퍼가드 600 : 하부금형조립체
610 : 하부서포터 620 : 용탕공급부
650 : 하부금형 651 : 주물공간

Claims (1)

  1. 로어하우징(100);
    상기 로어하우징(100)의 상측에 배치되고, 상기 로어하우징(100)을 기준으로 상하 방향으로 이동가능하게 배치된 미들하우징(200);
    상기 미들하우징(200)의 상측에 배치되는 어퍼하우징(300);
    상기 로어하우징(100) 및 어퍼하우징(300)을 연결하고, 상기 미들하우징(200)을 관통하게 배치되는 컬럼(400);
    상기 어퍼하우징(300)에 배치되고, 상기 어퍼하우징(300)을 관통하여 상기 미들하우징(200)에 연결되며, 상기 미들하우징(200)을 상하 방향으로 이동시키는 액추에이터(350);
    상기 로어하우징(100)에 배치되고, 파이프조립체 중 일부를 주조시키는 하부금형조립체(600);
    상기 미들하우징(200)에 배치되고, 상기 파이프조립체 중 일부를 주조시키는 상부금형조립체(500);를 포함하고,
    상기 액추에이터(350)의 작동에 의해 상기 상부금형조립체(600)가 상기 하부금형조립체(600)에 밀착되어 주물공간(651)을 형성시키고,
    상기 컬럼(400)은 제 1 컬럼(401), 제 2 컬럼(402), 제 3 컬럼(403) 및 제 4 컬럼(404)을 포함하고, 상기 제 1 컬럼(401), 제 2 컬럼(402), 제 3 컬럼(403) 및 제 4 컬럼(404)이 수직하게 배치되고,
    상기 미들하우징(200)은,
    상기 제 1 컬럼(401)이 관통되는 제 1 컬럼홀(211);
    상기 제 2 컬럼이 관통되는 제 2 컬럼홀(212);
    상기 제 3 컬럼(403)이 관통되는 제 3 컬럼홀(213);
    상기 제 4 컬럼(404)이 관통되는 제 4 컬럼홀(214);
    내측에 상기 제 1 컬럼홀(211)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 1 어퍼컬럼부(221);
    내측에 상기 제 2 컬럼홀(212)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 2 어퍼컬럼부(222);
    내측에 상기 제 3 컬럼홀(213)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 3 어퍼컬럼부(223);
    내측에 상기 제 4 컬럼홀(214)이 형성되고, 상측면(201)에서 상측으로 돌출되게 배치된 제 4 어퍼컬럼부(224);
    내측에 상기 제 1 컬럼홀(211)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 1 로어컬럼부(231);
    내측에 상기 제 2 컬럼홀(212)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 2 로어컬럼부(232);
    내측에 상기 제 3 컬럼홀(213)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 3 로어컬럼부(233);
    내측에 상기 제 4 컬럼홀(214)이 형성되고, 하측면(202)에서 하측으로 돌출되게 배치된 제 4 로어컬럼부(234);를 포함하고,
    상기 상부금형조립체(500)는,
    상기 파이프조립체 중 일부를 형성시키는 상부금형(550);
    상기 어퍼하우징(300) 및 상부금형(550)을 연결하여 상기 상부금형(550)을 지지하는 상부서포터(510);를 포함하고,
    상기 상부금형(550)은,
    상기 상부서포터(510)에 결합되는 어퍼상부금형(560);
    상기 어퍼상부금형(560)의 일측 가장자리에서 일측으로 돌출되게 배치된 제 1 어퍼가드(570);
    상기 어퍼상부금형(560)의 타측 가장자리에서 타측으로 돌출되게 배치된 제 2 어퍼가드(580);
    상기 어퍼상부금형(560)의 저면에서 하측으로 볼록하게 형성되고, 상기 파이프조립체 중 일부를 형성하는 로어상부금형(590);을 포함하되,
    상기 파이프조립체는,
    축중심(C)을 형성하는 원기둥바디(750); 및
    상기 축중심으로 기준으로 외주면에서 반경방향 외측으로 돌출되고, 90도 간격으로 서로 이격되어 배치된 제 1 돌출부(710), 제 2 돌출부(720); 제 3 돌출부(730); 및 제 4 돌출부(740);를 포함하는,
    파이프 주조장치.
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