KR930003504B1 - 칩에 묻은 오일의 자동 원심분리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

칩에 묻은 오일의 자동 원심분리장치

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 칩에 묻은 오일의 원심분리장치를 도시한 사시도.

제2도는 제1도의 평면도.

제3도는 제2도의 A-A선 단면도.

제4도는 제2도의 B-B선에 의한 단면도.

제5도는 제2도의 C-C선에 의한 단면도.

제6도는 종래의 분말입재의 탈수처리기구를 도시한 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 스핀들 4a : 통과구멍

9 : 스핀들 지지부재 10 : 분산판

10a : 지지봉 10b : 구심부

12 : 여과드럼 12a : 오일여과구멍

15a, 15b : 제1 및 제2스크류축 16 : 오일저장통

17 : 오일배출구 18a, 18b : 컨베이어

20 : 하부지지대 23 : 상부지지대

본 발명은 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치에 관한 것으로, 특히 각종 공작기계의 절삭가공중 발생되는 오일(절삭유)과 칩(chip)을 원심탈수에 의해 각각 분리 및 회수할 수 있는 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 널리 사용되는 선반(Lather)이나 밀링머어신, 드릴링 머어신등과 같은 각종 공작기계에 의한 절삭가공시 필수적으로 발생되는 칩은 공작물의 정밀도 및 절삭공구의 수명등에 밀접한 관계가 있으므로, 절삭가공의 능률을 향상시키기 위하여 반드시 오일을 뿌려줌으로써 절삭공구의 수명연장은 물론, 가공할 공작물의 정밀도향상, 공작물과 칩의 냉각 및 윤활작용을 돕도록 하는 것으로 널리 알려져 있었다.

그러나, 이와 같이 사용되는 오일은 칩과 함께 섞여지기 때문에 이를 다시 회수하기 위하여 국내철가공업체들 뿐만 아니라, 대부분의 금형업체들의 경우 별도의 설비를 갖추지 않고 자연분리 방식에 의존하고 있는 실정이며, 또 이렇게 배출된 폐오일은 하천 및 강으로 유입되어 물을 오염시킬 뿐만 아니라, 상기 오일은 전량을 수입에 의존해야 하는 고가품이기 때문에 절삭 가공코스트를 저감하기 위하여 더욱 회수의 필요성이 절식하다.

이러한 종류의 종래기술로서는 일본국 특허공개공보 소화 62-269723호가 있다. 동 공개공보의 분말입재 탈수처리장치는 회전케이스(10)상단에 장착된 합판(20)에 회전축관(4)을 장착하고, 상기 회전축관(4)의 상단에 장착된 풀리(4a)와 원동기(21)의 회전축에 장착된 풀리와의 사이에 벨트(22)를 걸어서 원동기(21)의 회전에 따라 회전케이스(10)가 고속회전하도록 구성되어 있다. 그리고, 상기 회전케이스(10)의 저부에는 바닥덮개부재(5)가 조작실린더(7)에 의해 개폐가능케 설치되어 있다. 즉, 바닥덮개부재(5)는 회전케이스(10)와 함게 회전하고, 또한 조작실린더(7)를 압입하여 바닥덮개부재(5)를 이탈시킴으로서 바닥덮개부재(5)의 구동관계를 해방시켜 회전케이스(10)내의 피처리물이 배출되도록 되어 있었다.

또한, 회전축관(4)의 상단에는 도시하지 않은 벨트컨베이어등으로 피처리물을 회전축관(4)을 통해 회전케이스(10)내로 장입도록 튜브(23)가 설치되어 있으며, 또한 회전케이스(10)의 저부에는 수분을 배출할 수 있도록 방수구(10c)가 뚫려져 있어 방수구(10C)로부터 회전케이스(10)의 회전으로 방출된 분리수는 방수구(10c) 부분의 외측에 설치된 수통(6)에서 받음과 동시에, 배출구(6a)를 통해 장치외부로 배출되도록 되어 있다.

그리고, 바닥덮개부재(5)의 중심부에는 장입된 피처리물의 중심부에 위치하여 원심력에 의한 탈수효과를 균일하게 함과 동시에 그 피처리물의 배출이 용이하도록 코온(5a)이 설치되어 있다.

그러나, 상기와 같은 분말입재 탈수처리장치는, 튜브(23)와 회전축관(4)을 통해 회전케이스(10)내에 장입된 피처리물을 배출시킬때 회전케이스(10)의 저부에 설치된 조작실린더(7)의 작동에 의해 바닥덮개부재(5)를 하강시킨 후, 상기 회전케이스(10)내에 장입되어 탈수처리된 피처리물을 탈수처리한 다음, 그 회전케이스(10)내에 장입된 피처리물을 배출시킬때 회전케이스(10)의 저부에 설치된 조작실린더(7)의 작동에 의해 바닥덮개부재(5)를 하강시킨 후, 상기 회전케이스(10)내에 장입되어 탈수처리된 피처리물을 배출시키는 구조로 되어 있기 때문에 피처리물을 장입하고 배출시킬때 회전케이스(10)를 일시적으로 회전중지시켜야만 하므로, 그만큼 피처리물에 대한 탈수작업을 짧은 시간내에 많이 행할 수 없고, 또 회전케이스(10)내의 일정양의 피처리물을 장입할 수 있도록 제어하는 별도의 옵션장치를 장착하여야만 하므로, 제조코스트가 높을 뿐만 아니라, 구조가 복잡하고, 또한 회전케이스(10)가 주변장치와 함게 일정한 경사각으로 설치되어 있어, 회전케이스(10)내에 장입된 피처리물이 한쪽으로 편심되어서 피처리물과 회전케이스(10)와의 마찰력이 증가됨에 따라 회전케이스(10)의 마모를 가중시킴과 동시에 고장 및 진동소음을 유발시킨다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은, 칩에 묻은 오일을 완전히 분리하여서 순수한 오일을 최대한으로 회수가능하케 함과 동시에 그 오일을 재활용할 수 있도록하여 오일손실을 현저하게 저감시키고, 또한 폐오일에 의한 환경오염 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치는, 컨베이어로부터 이송된 오일이 묻은 칩이 통과되도록 중앙에 통과구멍이 형성되며 모터의 구동력에 의해 회전되는 스핀들로 이루어진 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치에 있어서, 상기 스핀들의 하부에 회전가능케 설치되어서 원심력에 의해 칩에 묻은 오일을 방사상으로 분리하도록 둘레에 다수개의 오일여과구멍이 형성된 여과드럼과, 상기 여과드럼의 내측상부면에 다수개의 지지봉을 매개로 상부와 둘레에 대해 일정한 간격을 두고 회전가능케 설치되어서 투입된 오일이 묻은 칩을 받아 상기 여과드럼의 내측벽을 향해 방사상으로 분사시키는 분산판과, 상기 여과드럼내에서 분리된 칩을 받아 컨베이어에 안내하도록 하부지지대내의 중앙에 설치된 경사플레이트와, 상기 여과드럼의 오일여과구멍을 통해 분리된 오일을 받아 일정높이에 설치된 오일배출구를 통해 외부로 배출되도록 하부지지대내의 일측가장자리에 설치된 오일저장통으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 의한 칩에 묻은 오일의 자동 원심분리장치를 도시한 사시도이고, 제2도는 제1도의 평면도이며, 제3도, 제4도 및 제5도는 제2도의 A-A, B-B 및 C-C선에 의한 단면도이다.

제1도 내지 제5도에 있어서, 참조부호 20은 하부지지대로서, 이 하부지지대(20)의 상측중앙에는 후술하는 여과드럼의 하부단에 대해 일정한 폭이 삽입됨과 동시에 그 여과드럼의 회전에 의해 분리된 오일과 칩이 하부로 흘러내리도록 개구부(20a)가 형성되어 있고, 그 개구부(20a)의 하부근처에 대해 양측으로는 제1 및 제2스크류축(15a)(15b)이 후술하는 회전수단에 의해 회전가능케 각각 설치되어 있으며, 또 상기 하부지지대(20)의 외측상부면에는 하부지지대(20)내의 오일저장통(16)내부에 저장된 오일및 미세하게 칩전된 칩을 육안으로 식별이 용이하도록 함과 동시에 그 칩전된 칩을 제거하도록 상부에 투명판(21)이 고정부착된 덮개부재(22)가 일측을 중심으로 개폐용이하게 설치되어 있고, 이 오일저장통(16)의 일측면에는 오일저장통(16)내에 저장된 오일이 일정한 수위가 되면 외부로 배출되도록 오일배출구(17)가 형성되어 있으며, 또한 상기 하부지지대(20)의 외측상부면에 대해 상기 덮개부재(22)가 설치된 후측에는 윤활유를 공급할 수 있는 윤활유공급구(19)가 일정한 높이에 설치되어서 상기 오일저장통(16)과 연통되도록 설치되어 있고, 상기 하부지지대(20)의 내부중앙에는 중앙보다 양측으로 갈수록 경사지게 형성되어서 후술하는 분산판으로부터 회수된 칩이 하부로 낙하될때 그 칩을 하부지지대(20)의 일측에 설치된 컨베이어(18b)에 안내하는 경사플레이트(23)가 설치되어 있다.

한편, 도면에 있어서, 24는 상기 하부지지대(20)의 상부측에 재치되는 상부지지대로서, 이 상부지지대(24)는 상부면 중앙에 관통구멍(24a)이 형성되어서 그 관통구멍(24a)이 형성된 상부면 가장자리에는 내측에 스핀들(4)을 회전가능케 지지하는 스핀들지지부재(9)가 도시하지 않은 체결볼트등의 수단에 의해 고정결합되어 있으며, 그 스핀들지지부재(9)와 상기 스핀들(4)과의 사이에는 칼라(8)를 매개로 상하측에 트러스트 베어링(7a)(7b)이 설치되어서 상기 스핀들(4)의 회전을 원활하게 유지시켜주며, 또 상기 스핀들 지지부재(9)의 상부단에는 상기 스핀들(4)의 흔들림을 방지시켜 주는 예압링(6)이 설치되어 있다.

이때, 상기 스핀들(4)은 그 중앙에 오일묻은 칩이 통과되도록 통과구멍(4a)이 형성되어 있고, 이 스핀들(4)의 하부단 외측으로는 상기 상부지지대(24)의 관통구멍(24a)에 삽입되도록 플랜지부(4b)가 일체로 형성되어 있으며, 이 플랜지부(4b)의 하부에는 상기 스핀들(4)의 통과구멍(4a)을 통해 낙하된 오일묻은 칩을 상기 스핀들(4)의 동력을 전달받아서 원심력에 의해 방사상으로 분산시켜주도록 상기 상부지지대(24)의 내부쪽으로 수용되는 여과드럼(12)이 다수개의 체결나사(11)를 매개로 체결조립되어 있다.

즉, 상기 여과드럼(12)은 완만한 곡률에 의해 상부측보다 하부측이 넓어지는 원통형상으로 형성되면서 그 둘레 하부측으로 갈수록 수직선을 형성하고, 이 여과드럼(12)의 둘레에는 여과드럼(12)의 회전될때 칩은 내벽에 걸리고 오일은 회수관(12)의 외측으로 빠져나오도록 칩과 오일을 분리시켜주는 다수개의 오일여과구멍(12a)이 형성되어 있으며, 상기 여과드럼(12)의 상부에는 상기 스핀들(4)의 내부중앙에 형성된 통과구멍(4a)과 직경이 동일한 직경으로 구멍(12b)이 형성되어 있으며, 상기 여과드럼(12)은 스텐레스재질로 이루어져서 그 내주연에 크롬이 도금되어 있다.

또한, 상기 여과드럼(12)에 형성된 구멍(12b)의 하부에는 상기 스핀들(4)의 통과구멍(4a)을 통해 하부로 낙하된 오일묻은 칩을 원심력에 의해 방사상으로 원심분리시켜줌과 동시에 상기 여과드럼(12)의 내주연으로 오일 묻은 칩을 분산유도하도록 상기 구멍(12b)의 하부와 일정한 간격을 두고 다수개의 지지봉(10a)을 매개로 분산판(10)이 지지고정되어 있다.

즉, 상기 분산판(10)은 그 테두리가 상기 여과드럼(12)의 내측상부와 내주연에 대해 일정한 간격을 두고 다수개의 지지봉(10a)에 의해 지지고정되어 있고, 상기 분산판(10)의 상부면 중앙에는 상기 스핀들(4)의 통과구멍(4a)과 여과드럼(12)의 구멍(12)을 통해 낙하된 오일묻은 칩을 여과드럼(12)의 내주벽에 향해 골고루 분산시켜주기 위하여 선단이 뾰족함과 동시에 그 하부쪽으로 갈수록 상기 분산판(10)에 대해 완만한 곡률을 형성하는 구심부(10b)가 일체로 형성되어 있으며, 상기 분산판(10)의 테두리는 중앙보다 테두리가 하부쪽으로 처지는 현상을 갖도록 완만한 만곡선을 이루며, 상기 분산판(10)은 낙하되는 오일묻은 칩과 회전되는 분산판(10)과의 마찰력에 의해서 그 표면이 마모되는 현상을 저감시키도록 크롬도금가공과 특수열처리가공중에서 선택된 한종류의 방법으로 가공되어 있다.

또한, 상기 스핀들(4)의 상단부에는 숫나사부(부호도시안됨)가 형성되어 있고, 이 숫나사부쪽에는 V벨트풀리(25)가 끼워맞춤되어서 2중 고정너트(5)와 상기 숫나사부와의 체결조립에 의해 상기 스핀들(4)과 동시에 회전가능케 설치되어 있으며, 상기 V벨트풀리(25)는 상기 상부지지대(24)의 일측면에 지지고정되는 모터(M)의 구동력을 전달받아 회전되는 2중벨트(3a)(3b)와 연결되어 있다.

또, 상기 상부지지대(24)의 상부에는 컨베이어(18a)로부터 공급되는 오일묻은 칩을 상기 스핀들(4)의 통과구멍(4a)으로 용이하게 투입시키기 위하여 깔대기 형상으로 형성된 투입구(1a)를 상기 스핀들(4)의 상부에 위치시킴과 동시에 상기 V벨트풀리(25)(2), 2중벨트(3a)(3b) 및 스핀들지지부재(9)의 상부 및 측면을 감싸주도록 외관부재(1)가 다수개의 체결볼트(도시안됨)을 매개로 체결조립되어 있다.

또한, 도면에 있어서, 26은 상기 하부지지대(20)의 상부면에 설치되는 구동모터로서, 이 구동모터(26)의 일측에는 구동모터(26)의 구동력을 전달받아 회전되는 모터축(26a)이 설치되어 있고, 이 모터축(26a)의 선단에는 제1스플라켓(13a)이 고정되어서, 그 제1스플라켓(27)의 둘레에는 상기 하부지지대(20)의 양측에 대해 일측에 설치된 제1스크류축(15a)의 일측단에 고정결정된 제2스플라켓(13b)을 회전시켜주도록 제1체인(14a)이 설치되어 있으며, 또 상기 제2스플라켓(13a)의 둘레에는 상기 하부지지대(20)의 양측에 대해 타측에 설치된 제2스크류축(15b)의 일측단에 고정결합된 제2스플라켓(13c)을 회전시켜 주도록 제2체인(14b)이 설치되어 있다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

제1도 내지 제5도에 도시한 바와 같이, 컨베이어(18a)를 통해 오일(절삭유)이 묻은 칩을 투입구(1a)를 통해 스핀들(4)의 통과구멍(4a)으로 투입시킴과 동시에 모터(M)에 전원을 인가시키면, 이 모터(M)의 구동력을 전달받아 모터축(부호도시안됨)은 회전되면서 그 모터축의 선단에 고정설치된 V벨트풀리(2)를 회전 시켜주게되고, 또 V벨트풀리(2)는 2중벨트(3a)(3b)를 매개로 스핀들(4)의 상부단에 연결된 V벨트풀리(25)를 회전시켜 줌에 따라 스핀들(4)은 회전되면서 스핀들(4)의 하부측 플랜지부(4b)에 고정결합된 여과드럼(12)과 분산판(10)을 동시에 회전시켜주게 된다.

이때, 외관부재(1)의 투입구(1a)로 투입된 오일이 묻은 칩은 스핀들(4)의 통과구멍(4a)을 통해 하부방향으로 투입낙하되면서 그 통과구멍(4a)의 하부측과 일정한 간격을 두고 여과드럼(12)내의 상부에 설치된 분산판(10)에 의해 직선투입낙하가 저지됨과 동시에 그 오일묻은 칩은 여과드럼(12)의 회전에 의한 분산판(10)의 회전력과 구심부(10b)에 의해서 여과드럼(12)의 내측벽으로 골고루 분산된다.

또, 여과드럼(12)의 내주벽상단에 골고루 분산된 오일묻은 칩은 제3도에 표시된 바와 같이 여과드럼(12)이 회전될때 화살표 Fx바향으로 작용할려는 원심력과 화살표 Fy방향으로 작용할려는 중력에 의해서 여과드럼(12)의 내주벽상단에 형성된 곡률의 간섭을 받아 화살표 Fz방향으로 마찰력이 발생되기 때문에 오일묻은 칩은 여과드럼(12)의 내주벽상단에서 하단까지 나선을 그리면서 미끄럼이동됨과 동시에 여과드럼(12)의 둘레에 형성된 다수개의 오일여과구멍(12a)으로 오일이 분리되는 탈유, 탈수과정을 거쳐 순수한 칩이 여과드럼(12)의 하부쪽으로 분리낙하된다.

즉, 상기 여과드럼(12)의 내측벽은 상부쪽으로 갈수록 곡률의 각이 커지고, 하부쪽으로 갈수록 곡률의 각이 작아지면서 하부단이 수직상태가 되는 형상으로 되어 있기 때문에 여과드럼(12)의 내측벽에 형성된 곡률을 타고 하부쪽으로 미끄럼이동되는 초기상태의 칩은 그 하단으로 갈수록 점차적으로 속도가 감속되면서 결국에는 여과드럼(12)의 내측벽하단에서 미끄럼운동이 정지됨과 동시에 그 칩은 여과드럼(12)과 함께 회전되면서 일시 대기상태로 쌓여 있다가 순차적으로 상기와 같이 탈유, 탈수과정을 거쳐 빠른속도로 미끄럼 이동되는 칩의 이동속도에 의해 한단계씩 점차적으로 밀려서 하부지지대(20)내의 상부에 설치된 경사플레이트(23)상에 강제낙하되고, 또 경사플레이트(23)상에 낙하된 칩은 경사플레이트(23)의 안내를 받아 컨베이어(18b)의 작동에 의해 외부로 배출됨과 동시에 별도로 준비한 수거통(도시안됨)에 의해 수거된다.

한편, 상기 여과드럼(12)의 오일여과구멍(12a)를 통해 여과드럼(12)의 외측둘레로 분리된 오일은 상부지지대(24)의 내측벽 안내를 받아 하부로 흘러내려 오일저장통(16)에 모이게 된다.

이때, 상기 여과드럼(12)의 오일여과구멍(12a)을 통해 오일과 함께 미세한 칩(예컨대, 쇠가루 등)이 회수될 경우 이 미세한 칩은 하부지지대(20)의 양측에 설치된 제1 및 제2스크류(15a)(15b)의 회전작동에 한쪽으로 전진이동되어 오일저장통(16)에 모이도록 되어 있기 때문에 미세한 칩은 오일저장통(16)의 바닥에 침전되고, 또 순수한 오일은 오일저장통(16)에서 일정수위가 되면 오일저장통(16)의 일측면에 대해 일정높이에 설치된 오일배출구(17)를 통해 외부로 자연배출됨과 동시에 별도로 준비한 수거통(도시안됨)에 의해 수거되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치는, 투입구와 스피들을통해 여과드럼내부로 오일이 묻은 칩을 투입시킬때 오일이 묻은 칩이 여과드럼에 형성됨 내주벽의 곡률을 타고 상부에서 하부까지 순차적으로 나선을 이룸과 동시에 미끄럼이동되면서 탈수처리되고, 또 여과드럼의 하부에 형성된 개구를 통해 하부쪽으로 자연낙하되어 오일과 칩이 각각 분리수거되도록 여과드럼과 주변장치가 수직상태에 설치되는 구조로 되어 있기 때문에 여과드럼의 하부개구를 개폐하는 별도의 옵션장치가 필요치 않음과 동시에 오일이 묻은 칩을 계속해서 투입시켜 탈수처리와 그에 따른 분리수거작업을 동시에 행할 수 있어, 짧은 시간내에 많은 양의 칩을 탈수처리작업을 행할 수 있으며, 또한 여과드럼에 무리한 마찰 및 원심력이 발생되지 않아 마모 및 편심률을 감소시킬 수 있고, 그에 따른 고장 및 진동소음을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 컨베이어(18a)로부터 이송된 오일이 묻은 칩이 통과되도록 중앙에 통과구멍(4a)이 형성되며 모터(M)의 구동력에 의해 회전되는 스핀들(4)로 이루어진 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치에 있어서, 상기 스핀들(4)의 하부에 회전가능케 설치되어서 원심력에 의해 칩에 묻은 오일을 방사상으로 분리하도록 둘레에 다수개의 오일여과구멍(12a)이 형성된 여과드럼(12)과, 상기 여과드럼(12)의 내측상부면에 다수개의 지지봉(10a)을 매개로 상부와 둘레에 대해 일정한 간격을 두고 회전가능케 설치되어서 투입된 오일이 묻은 칩을 받아 상기 여과드럼(12)의 내측벽을 향해 방사상으로 분사시키는 분산판(10)과, 상기 여과드럼(12)내에서 분리된 칩을 받아 컨베이어(18b)에 안내하도록 하부지지대(20)내의 중앙에 설치된 경사플레이트(23)와, 상기 여과드럼(12)의 오일여과구멍(12a)을 통해 분리된 오일을 받아 일정높이에 설치된 오일배출구(17)를 통해 외부로 배출되도록 하부지지대(20)내의 일측가장자리에 설치된 오일저장통(16)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 여과드럼(12)은 완만한 곡률에 의해 상부측둘레보다 하부측둘레가 넓어지는 원통형상으로 형성되며, 그 하부측둘레로 갈수록 하단이 수직선을 형성한 것을 특징으로 하는 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 분산판(10)은 그 상부면 중앙에 선단이 뾰족한 구심부(10b)가 일체로 돌설된 것을 특징으로 하는 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 하부지지대(20)내에는 그 상단양측에 동력을 전달받아 동시에 회전되는 제1 및 제2스크류축(15a)(15b)이 오일저장통(16)과 연통되게 길이방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 칩에 묻은 오일의 자동원심분리장치.

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