KR840000243B1 - 고정수압 압출 용기용 밀폐 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고정수압 압출 용기용 밀폐 장치

제1도는 본 발명과 관련된 종전의 고정수압 압출 용기용 밀폐장치의 일예를 보인 세부 종단면도.

제2도는 본 발명 장치의 일예를 나타낸 세부 종단면도.

제3도는 본 발명의 장치의 구조를 보인 조립 얼개도.

제4도는 본 발명의 제1밀폐링과 제2밀폐링의 결합 위치를 나타내는 횡단면도.

제5도는 본 발명의 제2밀폐링의 확대 횡단면도로서, 제1 및 제2 고무 링과의 결합 상태를 보여줌.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10,20 : 용기 본체 11,21 : 펀치

12,22 : 고정판 13,23 : 슬리이브

14 : 밀폐링 15 : 고무링(0-링)

24 : 제1밀폐 링 25 : 제2밀폐 링

26 : 제1고무 링 27 : 제2고무 링

30 : 슬리이브의 각부(脚部) 31 : 플랜지

50 : 요홈

본 발명은 고정수압(高靜水壓) 압출용기에 사용하기 위한 새로운 밀폐 장치에 관한 것이다.

현재까지 이러한 목적에 이용하기 위한 여러 가지 밀폐 장치가 제안된 바 있다. 예컨대, 압출 용기 본체의 상단 주연부에서 고정판에 의하여 고정되는 특수강제의 원통형 슬리이브와 상기 용기 본체의 내벽면이 이루는 공간 윗쪽에 단면이 삼각형 또는 사다리꼴의 쇄기형 모양의 경질(硬質) 금속제 밀폐 링[일반적으로 마이터 링(mita ring)이라 부름]을 밀착 접합시키고, 이 밀폐 링의 바로 아랫쪽 공간에 통상 1개의 고무제 0-링을 삽입시킨 구조의 밀폐 장치가 있다[드라흐트(Draht) 31(1980) 5,pp 274-277 참조]. 이 장치에서는 압출 용기 본체의 안쪽으로 펀치가 작동되면, 이에 따라 용기 본체 내부의 내압유 또는 공기가 상기 슬리이브와 용기 본체 내벽면이 이루는 공간을 따라 압축되므로 0-링을 압박시키게 된다. 이 압박력은 슬리이브를 용기 본체의 반경 방향으로 미는 힘을 발생시키게되므로, 펀치와 슬리이브 사이의 틈새가 밀폐되어 소정의 밀폐 효과를 나타낼 수 있다. 그러나, 이러한 장치에 있어서, 밀폐 링은 경도가 36 내지 41[로크웰경도(Rockwell Hardness)] 이상인 경질 금속, 예컨대 베릴륨-구리(Be-Cu) 합금으로 된 것이기 때문에, 역시 경질 합금으로 제작되는 용기 본체의 내부면과 접하는 면의 미세한 현미경적 요철 부분들이 완전히 밀폐될 수 없게 되어, 초고압이 작용하는 경우, 용기 본체의 내벽면과의 밀착 효과가 부족하게 되므

11 내지 12킬로 바아(11,000 내지 12,000기압) 이상의 높은 압력을 요하는 경우에는 그 밀폐 기능을 충분히 발휘할 수 없는 결점이 있다.

그리하여, 이 기술 분야에서는 12킬로 바아 이상의 초고압에서도 밀폐 효과가 완벽한 정수압 압출 용기용 밀폐 장치의 출현이 절실히 요망되어 왔다.

본 발명자는 위에 소개한 밀폐 장치에 있어서, 고무제 0-링의 밀폐 기능을 보강할 수 있는 수단을 마련함으로써 소기의 목적을 달성할 수 있음을 알아내고 본 발명을 달성할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 주목적은 전술한 종전의 압출 용기용 밀폐 장치에서 지적되는 결점을 해결하여 그 기능을 개선할 수 있는 새로운 밀폐 장치를 제공하고자 함에 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 압출 용기 본체의 상단에서 고정판에 의하여 그 위치가 고정되는 슬리이브와 상기 용기 본체 내벽면 사이에 형성되는 공간 윗쪽에 단면이 삼각형 또는 사다리꼴인 베림륨-구리 합금제 밀폐 링을 삽입한 고정수압 압출 용기용 밀폐 장치에 있어서, 일단부는 평면이고 타단부에는 역 U자형 요홈이 형성된 순수한 구리제의 제2 밀폐 링의 평면 단부를 상기 밀폐 링과 대접하여 끼워 넣고, 타축의 U 자형 요홈부 및 그 외부에 내압·내열성 고무 링을 밀착끼워 넣어 구성한 본 발명의 밀폐 장치에 의하여 달성될 수 있다.

즉, 본 발명에 있어서는 종전 밀폐 장치의 기본 구성을 이용하되, 경질 금속제의 제1 밀폐 링과 고무링 사이에 독특한 구조를 갖는 순수한 구리제의 제2 밀폐 링을 한 개 더 추가로 끼워넣은 것에 그 특징이 있는 것이다.

본 발명 장치에 사용되는 상기 제2 밀폐 링은 연질(軟質) 금속으로서 그 소성 변형이 용이한 순수한 구리로 제조되어야만 본 발명의 목적에 부합된다는 점을 유의하여야 한다. 그러나, 이러한 순수한 구리의 성능을 가진 다른 재료의 사용도 가능하리라는 것은 당연하다. 또한, 고무 링은 내유·내열성이 우수한 고경도의 재질로 만드는 것이 필수적이다. 예컨대, 가황물의 쇼어 경도(Shore hardness)값이 70 이상인 불소고무, 엔비아르(NBR) 고무, 아크릴 고무 및 실리콘 고무 등이 구득상 편리하다. 이들 중 미합중국 듀퐁(Dupont)사에서 바이톤(Viton)이라는 상표로 시판되는 불소 고무가 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시 상태를 첨부 도면에 따라 상술하겠다.

제1도는 앞에서도 언급한 바 있는 종전의 고정수압 압출 용기용 밀폐 장치의 세부 종단면도를 도시한 것이다. 이 장치에서 부호 (10) 및 (11)은 각각 압출 용기의 본체와 펀치(또는 플런저)를 나타낸다. 용기본체 (10)의 상단에는 고정판 (12)에 의하여 슬리이브 (13)이 용기 본체 (10)과 펀치 (11) 사이에 수직으로 삽입된다. 용기 본체 (10)과 스리이브 (13) 사이에 이루어지는 공간 내에는 단면이 삼각형 또는 사마리 꼴인 밀폐 링 (14)가 마련되어 있다. 이 밀폐 링 (14)의 재질로서는 표면 특성이 적합한 고경도 베림륨-구리 합금이 용되고 있다. 이 밀폐 링 (14)의 하부에 형성된 나머지 공간의 일부에는 고무링("0-링"을 말한다) (15)가 삽입된다. 통상적으로 위에 설명한 고정판 (12), 슬리이브 (13), 밀폐 및(14) 고무 링(또는 0-링) (15)가 이루는 한벌의 구조가 본 명세서에서 말하는 "밀폐 장치"이다. 이 밀폐 장치를 압출 용기에 조립한 다음에 펀치 (11)을 고압 작용에 의해 용기 본체 (10)의 안쪽으로 밀면, 실린더 (10)의 내부에 들어 있는 내압유가 압력을 받아 용기 본체(10) 및 펀치(11) 사이의 좁은 간극 (16)을 따라 용기 본체 (10)의 입구 쪽으로 이동하게 되는데, 이 때 작용된 압력에 의해 내압유가 고무 링(15)를 압박하게 되고, 그에 따라 밀폐 링(14)도 역시 압력을 받아 슬리이브 (13)을 강력하게 밀게 되므로, 슬리이브 (13)은 용기 본체(11)의 반경 방향으로 압력을 주게 된다. 따라서, 슬리이브(13)이 피스톤(11)의 외면에 강력하게 밀착될 수 있어서, 실린더(10)에 대한 소정의 밀폐 효과를 얻을 수 있게 된다.

그러나, 전술한 바와 같이, 밀폐 링 (14)는 용기 본체 (10)의 재질과 동일한 고강도, 경질 금속제이므로 펀치 (11)의 작동에 따라 발생한 압박력을 받을 때, 용기 본체 (10)의 내벽면과의 밀착 상태가 치밀하지 못하기 때문에, 가압력이 일정 수준 이상으로 높아지면 그 접합면 사이에 형성된 미세한 공간을 통하여 내압유가 누설되어 압축 효과가 떨어지는 폐단이 있다. 또한, 밀폐 링 (14)와 슬리이브 (13) 사이의 압착에 의한 마찰력이 원주 방향으로 약간 불균일하게 분포되는 수가 흔히 있는데, 이로 인해서 불완전한 밀폐 현상이 일어나는 결점이 있다.

제2도 내지 제5도는 본 발명에 의한 압출 용기의 밀폐 장치를 설명하기 위한 것이다.

제2도를 참조하여 보면, 본 발명의 밀폐 장치는 고정판 (22), 슬리이브 (23), 제1 밀폐 링 (24), 제2 밀폐 링(25), 제1 고무 링 (26) 및 제2 고무 링 (27)로 구성된다. 고정판 (22), 슬리이브 (23) 및 제1 밀폐 링 (24)는 각각 앞에서 소개된 공지 기술에서 채용하였던 밀폐 장치의 구성 부분과 유사하게 구성할 수 있다. 슬리이브 (23)은 고정판 (22)에 의해 용기 본체 (20)와 펀치 (21) 사이와의 밀폐 위치를 유지한다. 이 슬리이브 (23)은 펀치 (21)과의 마모 특성을 고려하여 베림륨-구리 합금제로 제작하는 것이 본 발명의 목적에 적합하다(종전에는, 펀치와 동일한 재료로 구성하였기 때문에 밀폐 효과에 문제점이 있었다). 따라서, 본 발명의 특징은 이 슬리이브 (23)의 재질 선정까지도 포함하는 것이라는 사실을 이해하여야 한다. 슬리이브 (23)의 형태는 공지된 형태와 유사하여도 좋다.

또한, 제2도 및 제3도에 의하면, 슬리이브 (23)이 제1 밀폐 링 (24)의 경사면과 접하는 면은 선행 기술에서와 같이, 그에 대응하는 경사면을 형성하며, 이 경사면은 수직으로 연장되어 슬리이브 각부(脚部) (30)을 형성한다. 그 상단에는 용기 본체의 주연부에 걸쳐지도록 플렌지 (31)이 마련된다. 제1 밀폐 링 (24)도 또한 공지된 형태의 것을 사용할 수 있는데, 슬리이브(23)의 경사면에 제1 밀폐 링(24)의 경사면이 접촉된다. 이들 제1 밀폐 링 (24) 및 슬리이브 (23)의 경사면의 경사각은 각각 45°로 하는 것이 좋다. 본 발명에서는 제1 밀폐 링 (24) 하부에 순구리제의 제2 밀폐 링 (25)를 설치하는데, 이 제2 밀폐 링 (25)는 역 U자형으로 되어 있고, 그 일단에는 요홈 (50)이 요설되어 있다. 요홈 (50)의 형태는, 제5도에 상세히 도시한 바와 같이 역 U자형으로서, 그 하단 주연부는 45°의 각도로 챔퍼링(chamfering) 된다. 제1 고무 링 (26)은 상기 요홈 (50) 내에 삽입되고, 제2 고무 링(27)은 그 아랫 부분에 형성되는 용기 본체 (20)의 돌출면에 지지되게 하여, 제2 밀폐 링(25) 및 제1 밀폐 링 (24)를 슬리이브 (23)에 대하여 떠 받쳐주는 역할도 행할 수 있다. 제1 고무 링 (26)이 요홈 (50)으로부터 빠지지 않도록 하기 위하여, 요홈 (50)의 양면에 하나 이상의 돌출부(멈추개 ; 도시하지 않았음)를 형성하는 것이 적합하다. 상기 고무 링(26)은 일반적으로 단일체로 모울딩하거나, 제2도 및 제4도에 도시한 바와 같이, 2개의 0-링으로 분할하여 제2 밀폐 링 (25) 내에 끼워 맞출 수도 있다. 고무 링은 불소 고무, NBR 고무, 실리콘 고무, 아크릴 고무 등 내압 및 내열성이 우수한 재질의 것을 사용하며, 그 경도는 쇼어 에이 경도(Shore A hardness) 70 이상 90 정도의 것이 바람직하다.

본 발명의 특징은 상기 제2 밀폐 링 (25)를 채용하였다는 점에 있다. 상기 제2 밀폐 링(25)는 경도가 낮고 연서이 양호하기 때문에, 베림륨-구리 합금제의 제1 밀폐 링 (24)만을 단독으로 사용하였을 때에는 얻을 수 없었던 압출 용기 내벽면과 접하는 부분의 현미경적 요철부분까지 완전히 밀폐시키는 효과가 있다 펀치(21)을 작동시켜 내압유를 압축하면, 내압유는 슬리이브 (23)과 용기 본체 (20) 사이의 좁은 틈새(28) 내로 유입되어 제2 및 제1 고무 링 (27,26)을 압축시킨다. 제 2 밀폐 링(25)의 요홈 내에 삽입된 고무 링 (26,27)이 압박을 받게 되고, 이에 따라 제 2 밀폐 링 (25)도 그 압박력에 따라 소성 변형을 일으키게 된다. 이 때, 제 2 밀폐 링 (25)는 그 경도가 낮기 때문에 슬리이브 (23) 및 용기 본체 (20)의 표면의 현미경적 요철 부분에까지 몰입 밀착되므로, 그 사이를 완전하게 밀폐시킬 수 있다. 그러므로, 제 2 밀폐 링 (25)에 작용하는 내압유의 가압력은 제 1 밀폐 링 (24)에 균일하게 전달되므로, 전술한 종전의 밀폐 장치에서와 같이, 가압력의 불균일한 분포로 인한 불안정한 밀폐 현상이 일어나지 않게 된다. 따라서, 제1 밀폐 링 (24)와 용기 본체 (20) 및 슬리이브 (23) 사이의 밀폐 효과가 확실해진다. 제 1 밀폐 링(24)가 압박되면, 한쪽 측면은 용기 본체 (20)과 접촉되고, 경사면은 슬리이브 (23)의 경사면에 밀착된다. 따라서 상기 경사면에 의한 쐐기 작용이 발생하여 슬리이브(23)을 용기 본체 (20)의 반경 방향으로 밀게 된다. 본 발명의 밀폐 장치는 제2 고무링(27), 제 1 고무 링 (26), 제 2 밀폐 링 (25) 및 제 1 밀폐 링 (24)의 순서에 의한 3단계의 밀폐 기능을 수행할 수 있으므로, 현재 15킬로 바아 이상의 압력이 요구되는 압출 용기 또는 이와 유사한 기구에서도 우수한 밀폐 효과를 발휘할 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 고정판과, 이 고정판에 의하여 밀폐 위치를 유지하는 슬리이브와, 이 슬리이브 및 압력 용기 본체의 내벽면 사이의 공간에 끼워 넣어지는 밀폐 링 및 고무 링을 갖는 고정 수압 압출 용기용 밀폐 장치에 있어서, 상기 밀폐 링을 제 1 밀폐 링으로 하고, 이 제 1 밀폐 링과 상기 고무 링 사이에 역 U자형의 요홈이 형성된 제 2 밀폐 링을 상기 역 U자형 요홈부가 제 1 밀폐 링에 역방향으로 오도록 추가 끼워넣고, 상기 요홈의 내부 및 그 주위에 제 1 및 제 2 고무 링을 각각 삽입하여 구성하는 것을 특징으로 하는 고정수압 압출 용기용 밀폐 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고무 링의 크기가 용기 본체와 슬리이브 사이의 공간을 충분히 폐쇄할 수 있는 크기로 된 것이 특징인 밀폐 장치.
3. 제1항에 있어서, 제 1 및 제 2 고무 링이 일체로 형성된 것이 특징인 밀폐 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 역 U자형 요홈의 챔퍼링(Chamfering) 각도가 45°인 것이 특징인 밀폐 장치.

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