WO2018230872A1 - 혼련기 및 이를 포함하는 조형장치 - Google Patents

혼련기 및 이를 포함하는 조형장치 Download PDF

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WO2018230872A1
WO2018230872A1 PCT/KR2018/006256 KR2018006256W WO2018230872A1 WO 2018230872 A1 WO2018230872 A1 WO 2018230872A1 KR 2018006256 W KR2018006256 W KR 2018006256W WO 2018230872 A1 WO2018230872 A1 WO 2018230872A1
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kneading
kneader
cooling water
yarn
blades
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이만식
김경호
백재호
배민아
김정환
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Korea Institute of Industrial Technology KITECH
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Korea Institute of Industrial Technology KITECH
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/04—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by grinding, blending, mixing, kneading, or stirring
    • B22C5/0409—Blending, mixing, kneading or stirring; Methods therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C5/0463—Plants
    • B22C5/0468—Plants having feeding moulds, e.g. using gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C5/00—Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/14—Equipment for storing or handling the dressed mould material, forming part of a plant for preparing such material
    • B22C5/16—Equipment for storing or handling the dressed mould material, forming part of a plant for preparing such material with conveyors or other equipment for feeding the material

Definitions

  • the present invention relates to a kneader for mixing sand and a binder and a molding apparatus for producing a mold or core using the same.
  • the mold or core used in the casting industry mixes a yarn and a binder through a kneader and injects a kneaded yarn mixed with the yarn and a binder into a mold by using a molding apparatus. It is produced by curing.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a molding apparatus according to the prior art.
  • the illustrated molding apparatus is a facility for manufacturing the core and castings using the Republic of Korea Patent No. 10-1515573 “inorganic binder, yarn hopper to accommodate the yarn, four-quantity hopper for measuring the amount of yarn supplied to the kneader, yarn It is configured to include a kneading machine for kneading (mulling) with an inorganic binder, a blowing head for receiving the kneading yarn produced by the kneading machine and injecting it into a mold for forming the core.
  • a kneading machine for kneading (mulling) with an inorganic binder
  • a blowing head for receiving the kneading yarn produced by the kneading machine and injecting it into a mold for forming the core.
  • the molding apparatus as described above is configured to move the yarn and the kneader from the yarn hopper to the four-weight hopper, the four-weight hopper to the kneader, the kneader to the kneader hopper by its own weight.
  • the yarn hopper located at the uppermost position is located at a considerable height from the ground, and is blown up by using an air pump to supply the yarn, thereby causing a problem of a large amount of dust.
  • Another object of the present invention is to provide a kneader which prevents air exposure of kneader yarns and easily secures pot life.
  • Another object of the present invention is to provide a molding apparatus that is easy to manage temperature and humidity.
  • Another object of the present invention is to provide a molding apparatus that can reduce the cost and dust generation required for the supply of yarn as the kneading is made at a relatively low installation height from the ground.
  • the kneader according to the present invention is formed in parallel with the ground and the inner space for the production of kneading yarn, the kneading shaft rotated by the kneading motor provided in the inner space, and formed on the outer surface of the kneading shaft introduced into the inner space Stirring the raw material to produce kneading yarns, comprising a plurality of blades for conveying the resulting kneading yarns in one direction, the plurality of blades are formed to have a variety of inclination relative to the kneading axis, the installation position and the angle of inclination According to the kneading yarn characterized in that the transfer or transfer delay.
  • the plurality of blades are relatively large in size and have an inclination of 45 °, have a plurality of transfer blades arranged at equal intervals along the kneading axis, and have a smaller size than the transfer blades, and have the same direction or reverse direction as the transfer blades.
  • the conveying blade is characterized in that it comprises a conveying delay blade of various inclination is installed at a narrow interval.
  • the kneader according to the present invention is formed in parallel with the ground and the inner space for the production of kneading yarn, the kneading shaft rotated by the kneading motor provided in the inner space, and installed on the kneading shaft to the inner space Stirring the incoming raw material to produce a kneading yarn, and includes a plurality of blades for transferring the resulting kneading yarn in one direction, wherein the plurality of blades have a variety of sizes and installation positions and various inclinations relative to the kneading axis And a blade group forming a feeding pattern so that the feeding distance of the kneading yarn is relatively long, and a blade group forming a stirring pattern forming a short feeding distance compared to the feeding pattern, and forming the feeding pattern and the stirring pattern. It is formed in the opposite direction to the blade to form a delay pattern for delaying the feed of k
  • the molding apparatus is a kneader for mixing a plurality of hoppers to which the raw material is supplied for the manufacture of the mold or core, and the raw material supplied through the hopper to dispose the kneading yarn, and discharged from the kneader Blower head and blowing plate for filling the kneading yarn to be made into the mold, and a hot air head for curing the mold or the core manufactured by the mold, wherein the kneader is installed in the direction parallel to the ground, provided in the inner space It is configured to include a kneading shaft and a plurality of blades formed to have an inclination around the kneading shaft, characterized in that the kneading of the kneading yarn and the supply of kneading yarn are performed at the same time by the rotation of the kneading shaft.
  • the plurality of blades is characterized in that for conveying or delaying the kneading yarn according to the installation position and the angle of inclination relative to the kneading axis.
  • the molding apparatus is a kneader for mixing a plurality of hoppers to which the raw material is supplied for the manufacture of the mold or core, and the raw material supplied through the hopper to dispose the kneading yarn, and discharged from the kneader Blower head and blowing plate for filling the kneading yarn to be made into the mold, and a hot air head for curing the mold or the core manufactured by the mold, wherein the kneader is installed in the direction parallel to the ground, provided in the inner space It includes a plurality of blades and a kneading shaft for rotation thereof, wherein the plurality of blades are formed to have various inclinations based on various sizes and installation positions and the kneading axis, so that the feed distance of the kneading yarn according to the installation position and the angle of inclination It is characterized by being formed differently.
  • the plurality of blades may include a blade group for forming a conveying pattern such that the conveying distance of the kneading yarn is relatively long, a blade group for forming a stirring pattern for forming a short conveying distance compared to the conveying pattern, and the conveying pattern and the stirring pattern. It is characterized in that it comprises a blade group formed in a reverse direction with the blade to form a delay pattern for delaying the feed of the kneader.
  • At least one of the kneader, the blower head and the blowing plate is characterized in that the circulation path of the cooling water for temperature control is formed.
  • the kneading machine is installed in parallel with the ground, and the kneading process is performed in the transverse direction. Therefore, a process for manufacturing the mold or the core at a relatively low height compared to the prior art can be performed, thereby improving workability.
  • the yarn in the process of supplying the yarn to the kneader, as the installation height of the hopper is lowered, the yarn can be supplied without an air pump, thereby significantly reducing dust generated during the supply of the yarn.
  • the kneader according to the present invention can reduce the exposure to the outside air during the kneading process, and as the mixing and conveying of the raw material proceeds continuously, the high quality kneader can be continuously discharged.
  • the molding apparatus according to the present invention can be made while the input of the raw material, the kneading process and the blowing process while minimizing the exposure to the outside air, the cooling path is formed in the kneader, the blower head and the blowing plate of the temperature and humidity Management can be done more effectively.
  • 1 is a view for schematically explaining a manufacturing process of a general casting.
  • FIG. 2 is a view showing an embodiment of a molding apparatus according to the present invention.
  • Figure 3 is a view showing the structure of the kneading blade of the kneader, which is a main component of the present invention.
  • Figure 4 is a view for explaining the replacement structure of the blower head and hot air head which is the main configuration of the present invention.
  • FIG. 5 is a view schematically showing a flow path structure for temperature and humidity management of a molding apparatus according to the present invention.
  • Figure 2 is a view showing an embodiment of the molding apparatus according to the present invention
  • Figure 3 is a view showing the structure of the kneading blade of the kneader, which is the main component of the present invention
  • Figure 4 shows the present invention The drawing for explaining the replacement structure of a blower head and a hot air head which is a main part of is shown.
  • the molding apparatus 100 is a kneader 120 to mix a plurality of hopper to which the raw material is supplied for the production of the mold or core and the supplied raw material to enable continuous discharge, Blower head 140 and blowing plate 150 for filling the kneading yarn discharged from the kneader 120 to the mold 190, and a hot air head for curing the mold or core produced by the mold 190 160 and a controller 180 for controlling the above components.
  • the plurality of hoppers are divided into a sand supply hopper 112, a promoter supply hopper 114 and a binder supply hopper 116, respectively, and the discharge port is in communication with the kneader 120 to supply air. You can reduce your exposure.
  • the kneader 120 mixes raw materials contained therein to generate kneaded yarns and continuously discharges the kneaded yarns. Mix while feeding in the transverse direction.
  • the inner space of the kneader 120 includes a kneading shaft 121 rotated by the kneading motor 122 and a kneading blade group 126 formed on the outer surface of the kneading shaft 121.
  • the kneading blade group 126 is formed of a plurality of kneading blades, formed in various sizes and arranged to have a predetermined slope with respect to the axial direction of the kneading shaft 121.
  • the kneading blade group 126 controls the mixing and conveyance of the raw materials by using the inclination and the size of the kneading blade, for this purpose has a predetermined blade arrangement pattern.
  • the kneading blade group 126 is divided into six installation spaces in the longitudinal direction as shown in FIG. 3, and arranged in each installation space according to size and inclination.
  • a transport pattern for transporting the largest distance while stirring the raw materials is formed in the installation space 1 and the installation space 4 of the six divided installation spaces of the kneading shaft 121.
  • the installation space 1 and the installation space 4 are positions bisecting the kneading shaft 121, and the blades having the longest length and the inclination of 45 ° among the plurality of blades are arranged at equal intervals. Like A1 ”, it is arranged like“ A2 ”in the installation space 4.
  • the blade corresponding to the "A1" "A2" is formed so that one end is adjacent to the inner surface of the kneader 120 to effectively transport the raw material, hereinafter referred to as "feed blade” for convenience of description.
  • the kneading blade is configured for effective stirring of the kneading yarn in a limited kneading space, and is formed at various inclination angles in the range of 30 ° to 75 ° in this embodiment.
  • the kneading blade includes a stirring pattern in which the inclination is formed in the same direction as the delay pattern in which the inclination is formed in the opposite direction to the conveying blade, and in any one of the six installation spaces in the same direction as the conveying blade
  • the kneading blades installed in the same direction as the conveying blades have a difference in the moving distance of the kneading yarns according to the inclination, and the kneading blades installed in the reverse direction of the conveying blades increase the kneading ability of the yarns and the binder or / and the promoter. It does not move the kneading yarn in the forwarding direction, but performs a holding function.
  • exposure to the outside air may be reduced during the kneading process, and as the mixing and conveying of the raw materials proceeds continuously, high-quality kneaders may be continuously discharged.
  • one side of the kneader 120 is further provided with a cleaning means 124 to be opened and closed for cleaning the internal space.
  • blower head 140 connected to the kneader 120 and filled with kneader is selectively adhered to one end of the kneader 120 to reduce the exposure of external air while the kneader to the blower head 140. Can be supplied.
  • the discharge portion of the kneader 120 is formed with a discharge portion (not shown) having a size corresponding to the upper end of the blower head 140, and close to the discharge portion on the upper end of the blower head 140 Inlet portion is formed to include a predetermined buffer member so that it can be.
  • the lower end of the blower head 140 is further provided with a blowing plate 150 for blowing the kneading yarn filled in the blower head 140 to the mold 190.
  • a blowing plate 150 for blowing the kneading yarn filled in the blower head 140 to the mold 190.
  • the blower head 140 is moved to the lower side of the kneader 120 again, and the hot air head 160 connected to the blower head 140 and the connecting frame 172 to the upper side of the mold 190. Will move.
  • blower head 140 and the hot air head 160 are connected to the first connection frame 172 so as to be rotatable together, and to form a rotation center in the central portion of the first connection frame 172.
  • the second connecting frame 174 is connected to the fixed shaft 171 is provided.
  • the one side of the second connecting frame 174 is further provided with a head replacement cylinder 176, the blower head 140 and the deciding head 160 is fixed shaft (according to the change in the length of the head replacement cylinder 176) 171 may be rotated about the position.
  • the mold 190 includes a fixed mold 192 for maintaining a fixed position and a moving mold 194 selectively formed by the movable mold cylinder 196 on the fixed mold 192, and has a predetermined height from the ground. It is supported by the mold support frame 132 to maintain the.
  • the kneading machine 120 is formed horizontally, that is, in the horizontal direction, so that sufficient kneading time can be secured, and the kneading motor 122 is controlled using the controller 180. By controlling the rotation of the), it is possible to more easily adjust the feed amount of the kneader.
  • the overall height of the molding apparatus 100 according to the present invention is determined by the blower head 140 and the blowing plate 150 from the support height of the mold 190. Height and height of the kneader 120.
  • the sand supply hopper 112 may be made of yarn supply without an air pump, thereby preventing dust generation due to the yarn supply.
  • the molding apparatus 100 is a flow path of the fluid for temperature and humidity management is formed.
  • FIG. 5 is a view schematically showing a flow path structure for temperature and humidity management of a molding apparatus according to the present invention.
  • the kneader 120 is formed with a coolant inlet hole 120a through which coolant flows into a portion adjacent to a position where the raw material is supplied, and a coolant discharge hole 120b in a portion adjacent to the position where the kneader is discharged. Is formed.
  • cooling water inlet hole 120a and the cooling water discharge hole 120b are connected to each other through a cooling passage in which a kneader 120 is wound around the whole of the kneader 120, and a circulation pump (not shown) is further provided at one side of the cooling passage. A kneading path of the coolant is formed in the kneader 120.
  • the control unit More effective temperature and humidity management can be achieved by receiving the temperature sensing information through 180.
  • the circulation path of the cooling water is also formed in the blower head 140 and the blowing plate 150.
  • the cooling water inlet hole 140a and the cooling water discharge hole 140b are formed so that the cooling flow path is formed to wind the blower head 140, and is connected to the circulation pump. Can be.
  • the cooling water inlet hole 150a and the cooling water discharge hole 150b are formed, and a cooling path and a circulation pump may be used to form a circulation path of the cooling water. Can be.
  • the temperature control is performed through the flow control of the fluid during the series of processes in which the kneading yarn is filled from the creation of the kneading yarn to the mold 190.
  • the temperature control is performed through the flow control of the fluid during the series of processes in which the kneading yarn is filled from the creation of the kneading yarn to the mold 190.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

본 발명은 모래와 바인더를 혼합하는 혼련기와 이를 이용하여 주형 또는 중자를 제조하기 위한 조형장치에 관한 것이다. 본 발명은 주형 또는 중자의 제조를 위해 원료가 공급되는 복수의 호퍼와, 상기 호퍼를 통해 공급되는 원료를 혼합하여 혼련사를 배사하는 혼련기와, 상기 혼련기로부터 배사되는 혼련사를 금형에 충진하기 위한 블로워헤드 및 블로잉 플레이트 그리고, 상기 금형에 의해 제조되는 주형 또는 중자를 경화시키기 위한 열풍헤드를 포함하며, 상기 혼련기는 지면에 나란한 방향으로 설치되며, 내부공간에 구비되는 복수의 블레이드와 이의 회전을 위한 혼련축을 이용하여 혼련사의 교반과 함께 혼련사의 공급이 동시에 수행된다. 이와 같은 본 발명에 의하면, 원료 공급시 분진 발생을 방지할 수 있으며, 혼련 과정에서 외부 공기와의 노출을 줄이고, 원료의 혼합 및 이송이 연속해서 진행됨에 따라 양질의 혼련사가 연속해서 배사될 수 있으므로 주형 또는 중자의 생산성이 향상될 수 있다.

Description

혼련기 및 이를 포함하는 조형장치
본 발명은 모래와 바인더를 혼합하는 혼련기와 이를 이용하여 주형 또는 중자를 제조하기 위한 조형장치에 관한 것이다.
일반적으로, 주조산업에서 사용되는 주형(mold) 또는 중자(core)는 원사와 바인더(binder)를 혼련기를 통해 혼합하고, 조형장치를 이용하여 원사와 바인더가 혼합된 혼련사를 금형에 주입한 이후 경화시켜 생산된다.
도 1 에는 종래 기술에 따른 조형장치의 일 실시 예가 도시되어 있다.
도시된 조형장치는 대한민국 등록특허 10-1515573“ 무기바인더를 이용하여 중자 및 주조품을 제조하기 위한 설비로, 원사가 수용되는 원사호퍼, 혼련기로 공급되는 원사의 양을 계량하기 위한 사계량 호퍼, 원사를 공급받아 무기바인더와 함께 혼련(mulling)하기 위한 혼련기, 혼련기에 의해 생성된 혼련사를 공급받아 중자의 성형을 위한 금형으로 주입하는 블로잉 헤드 등을 포함하여 구성된다.
한편, 상기와 같은 구성의 조형장치는 원사호퍼에서 사계량 호퍼, 사계량 호퍼에서 혼련기, 혼련기에서 혼련사 호퍼로 원사 및 혼련사의 이동이 자중에 의해 이루어지도록 구성된다.
따라서, 가장 상측에 위치되는 원사 호퍼는 지면으로부터 상당한 높이에 위치하게 되며, 원사의 공급을 위해서는 에어펌프를 이용하여 불어 올리게 되며, 이로 인하여 다량의 분진이 발생하게 되는 문제점을 가진다.
또한, 상기와 같은 혼련사의 공급구조의 경우 혼련사가 외부 공기에 노출됨에 따라 온도관리가 용이하지 못한 문제점을 가진다.
게다가, 혼련사의 생산이 매회 공급되는 양에 대하여 이루어짐에 따라 연속적인 혼련사의 생산 및 공급이 불가능하며, 이로 인해 조형장치에서 주형 또는 중자를 생산하는 과정에 소요되는 시간이 길어져 생산성이 저하되는 문제점을 가진다. (특허문헌 1) KR10-1515572 B1
본 발명의 목적은 혼련사의 연속생산이 가능한 혼련기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 혼련사의 공기 노출을 방지하며 가사시간의 확보가 용이한 혼련기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 온습도 관리가 용이한 조형장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 지면으로부터 상대적으로 낮은 설치높이에서 혼련이 이루어짐에 따라 원사의 공급에 소요되는 비용 및 분진발생을 줄일 수 있는 조형장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 혼련기는 혼련사의 생성을 위한 내부공간이 지면과 나란하게 형성되며, 상기 내부공간에 구비되어 혼련모터에 의해 회전하는 혼련축과, 상기 혼련축의 외면에 형성되어 상기 내부공간으로 유입된 원료를 교반시켜 혼련사를 생성하고, 생성된 혼련사를 일방향으로 이송시키기 위한 복수의 블레이드를 포함하며, 상기 복수의 블레이드는 혼련축을 기준으로 다양한 기울기를 가지도록 형성되고, 설치 위치와 기울기의 각도에 따라 혼련사를 이송 또는 이송지연시키는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 블레이드에는 상대적으로 크기가 크고 45°의 기울기를 가지며, 상기 혼련축을 따라 등 간격으로 배치되는 복수의 이송블레이드와, 상기 이송블레이드에 비해 작은 크기를 가지며, 상기 이송블레이드와 동일 방향 또는 역방향으로 이송블레이드에 비해 좁은 간격으로 설치되는 다양한 기울기의 이송지연블레이드가 포함되는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에서 본 발명에 따른 혼련기는 혼련사의 생성을 위한 내부공간이 지면과 나란하게 형성되며, 상기 내부공간에 구비되는 혼련모터에 의해 회전하는 혼련축과, 상기 혼련축에 설치되어 상기 내부공간으로 유입되는 원료를 교반시켜 혼련사를 생성하고, 생성된 혼련사를 일방향으로 이송시키기 위한 복수의 블레이드를 포함하며, 상기 복수의 블레이드는 다양한 크기와 설치 위치 및 상기 혼련축을 기준으로 다양한 기울기를 가지도록 형성되며, 상대적으로 혼련사의 이송거리가 길게 형성되도록 이송패턴을 형성하는 블레이드 군과, 상기 이송패턴에 비해 짧은 이송거리를 형성하는 교반패턴을 형성하는 블레이드 군 및 상기 이송패턴과 교반패턴을 형성하는 블레이드와 역방향으로 형성되어 혼련사의 이송을 지연시키는 지연패턴을 형성하는 블레이드 군을 가지는 것을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서 본 발명에 따른 조형장치는 주형 또는 중자의 제조를 위해 원료가 공급되는 복수의 호퍼와, 상기 호퍼를 통해 공급되는 원료를 혼합하여 혼련사를 배사하는 혼련기와, 상기 혼련기로부터 배사되는 혼련사를 금형에 충진하기 위한 블로워헤드 및 블로잉 플레이트 그리고, 상기 금형에 의해 제조되는 주형 또는 중자를 경화시키기 위한 열풍헤드를 포함하며, 상기 혼련기는 지면에 나란한 방향으로 설치되며, 내부공간에 구비되는 혼련축과, 상기 혼련축을 중심으로 기울기를 가지도록 형성되는 복수의 블레이드를 포함하도록 구성되어 혼련축의 회전에 의해 혼련사의 교반과 혼련사의 공급이 동시에 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 블레이드는 상기 혼련축을 기준으로 설치 위치와 기울기의 각도에 따라 혼련사를 이송 또는 이송지연시키는 것을 특징으로 한다.
또 다른 측면에서 본 발명에 따른 조형장치는 주형 또는 중자의 제조를 위해 원료가 공급되는 복수의 호퍼와, 상기 호퍼를 통해 공급되는 원료를 혼합하여 혼련사를 배사하는 혼련기와, 상기 혼련기로부터 배사되는 혼련사를 금형에 충진하기 위한 블로워헤드 및 블로잉 플레이트 그리고, 상기 금형에 의해 제조되는 주형 또는 중자를 경화시키기 위한 열풍헤드를 포함하며, 상기 혼련기는 지면에 나란한 방향으로 설치되며, 내부공간에 구비되는 복수의 블레이드와 이의 회전을 위한 혼련축을 포함하며, 상기 복수의 블레이드는 다양한 크기와 설치 위치 및 상기 혼련축을 기준으로 다양한 기울기를 가지도록 형성되어 설치 위치와 기울기의 각도에 따라 혼련사의 이송거리가 다르게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 블레이드는 상대적으로 혼련사의 이송거리가 길게 형성되도록 이송패턴을 형성하는 블레이드 군과, 상기 이송패턴에 비해 짧은 이송거리를 형성하는 교반패턴을 형성하는 블레이드 군 및 상기 이송패턴과 교반패턴을 형성하는 블레이드와 역방향으로 형성되어 혼련사의 이송을 지연시키는 지연패턴을 형성하는 블레이드 군을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 혼련기와 블로워 헤드 및 블로잉 플레이트 중 적어도 어느 하나에는 온도 조절을 위한 냉각수의 순환경로가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 조형장치는 혼련기가 지면과 나란한 방향으로 설치되어 혼련과정이 횡방향으로 이루어진다. 따라서, 종래 기술에 비해 상대적으로 낮은 높이에서 주형 또는 중자를 제조하기 위한 과정이 수행될 수 있으며, 이로 인해 작업성이 향상될 수 있다.
특히, 혼련기에 원사를 공급하는 과정에 있어서 호퍼의 설치 높이가 낮아짐에 따라 에어펌프 없이 원사를 공급할 수 있으므로 원사의 공급시 발생되는 분진을 현저히 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 혼련기는 혼련 과정에서 외부 공기와의 노출을 줄일 수 있으며, 원료의 혼합 및 이송이 연속해서 진행됨에 따라 양질의 혼련사가 연속해서 배사될 수 있다.
따라서, 종래 기술에 비해 혼련 시간이 단축됨에 따라 주형 또는 중자의 제조에 소요되는 시간을 줄일 수 있으며, 이로 인해 주형 또는 중자의 생산성이 향상될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 조형장치는 원료의 투입부터 혼련과정 및 블로잉 과정이 외부 공기와의 노출을 최소화하면서 이루어질 수 있으며, 혼련기와 블로워 헤드 및 블로잉 플레이트에 냉각 유로가 형성됨에 따라 온·습도의 관리가 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.
도 1 은 일반적인 주물의 제조과정을 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 2 는 본 발명에 따른 조형장치의 일 실시 예를 보인 도면.
도 3 은 본 발명의 요부구성인 혼련기의 혼련 블레이드의 구조를 보인 도면.
도 4 는 본 발명의 요부구성인 블로워 헤드와 열풍헤드의 교체 구조를 설명하기 위한 도면.
도 5 는 본 발명에 따른 조형장치의 온·습도 관리를 위한 유로 구조를 개략적으로 보인 도면.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 “또는/및”은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함하는 것으로 정의한다.
도 2 에 본 발명에 따른 조형장치의 일 실시 예를 보인 도면이 도시되어 있고, 도 3 에는 본 발명의 요부구성인 혼련기의 혼련 블레이드의 구조를 보인 도면이 도시되어 있으며, 도 4 에는 본 발명의 요부구성인 블로워 헤드와 열풍헤드의 교체 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시 예에서 조형장치(100)는 주형 또는 중자의 제조를 위해 원료가 공급되는 복수의 호퍼와, 공급된 원료를 혼합하여 연속 배사가 가능하도록 하는 혼련기(120), 상기 혼련기(120)로부터 배사되는 혼련사를 금형(190)에 충진하기 위한 블로워헤드(140) 및 블로잉 플레이트(150) 그리고, 금형(190)에 의해 제조되는 주형 또는 중자를 경화시키기 위한 열풍헤드(160) 및 상기 각 구성의 제어를 위한 제어부(180)가 포함된다.
상세히, 상기 복수의 호퍼는 각각 모래공급 호퍼(112)와, 프로모터 공급호퍼(114) 및 바인더 공급호퍼(116)로 구분되며, 토출구가 상기 혼련기(120)와 연통되어 원료의 공급시 공기의 노출을 줄일 수 있다.
상기 혼련기(120)는 내부에 수용되는 원료를 혼합하여 혼련사를 생성하고, 생성된 혼련사를 연속으로 배사하기 위한 것으로, 높이에 비해 가로방향 길이가 길게 형성되며 내부공간으로 투입되는 원료를 가로 방향으로 이송시키면서 혼합한다.
이를 위해 상기 혼련기(120)의 내부공간에는 혼련모터(122)에 의해 회전하는 혼련축(121)과, 상기 혼련축(121)의 외면에 형성되는 혼련 블레이드군(126)이 포함된다.
상기 혼련 블레이드군(126)은 복수의 혼련 블레이드로 형성되며, 다양한 크기로 형성되어 상기 혼련축(121)의 축방향을 기준으로 소정의 기울기를 가지도록 배치된다.
즉, 상기 혼련 블레이드군(126)은 혼련 블레이드의 기울기와 크기를 이용하여 원료의 혼합과 이송을 조절하게 되며, 이를 위해 일정한 블레이드의 배치 패턴을 가진다.
본 실시 예에서 상기 혼련 블레이드군(126)은 도 3에 도시된 바와 같이 혼련축(121)을 길이 방향으로 6개의 설치 공간으로 구분하고, 각 설치 공간에 크기 및 기울기에 따라 배치된다.
상세히, 상기 혼련축(121)의 분할된 6개의 설치공간 중 설치공간 ① 및 설치공간 ④에는 원료를 교반하면서 가장 많은 거리를 이송시키기 위한 이송패턴이 형성된다.
상기 설치공간 ① 및 설치공간 ④는 상기 혼련축(121)을 양분하는 위치로, 복수의 블레이드 중 가장 길이가 길고 45°의 기울기를 가지는 블레이드가 등 간격으로 배치되어 설치공간 ① 에는 도 4의“A1”과 같이 설치공간 ④에는“A2”와 같이 배치된다.
여기서, 상기 “A1”“A2”에 해당하는 블레이드는 일단이 혼련기(120)의 내면에 인접하도록 형성되어 원료를 효과적으로 이송시키게 되며, 이하에서는 설명의 편의를 위해‘이송 블레이드’라 한다.
한편, 상기 이송 블레이드가 설치된 나머지 설치공간 ① 내지 ⑥에는 이송 블레이드보다 길이가 짧고 다양한 경사각을 가지는 다수의 블레이드가 형성되며, 설명의 편의를 위해 이를‘혼련 블레이드’라 한다.
상기 혼련 블레이드는 한정된 혼련 공간 내부에서 혼련사의 효과적인 교반을 위한 구성으로, 본 실시 예에서는 30°내지 75°의 범위에서 다양한 경사각으로 형성된다.
상기 혼련 블레이드는 상기 이송 블레이드와 역방향으로 기울기가 형성되는 지연패턴과 동일 방향으로 기울기가 형성되는 교반패턴을 포함하며, 필요에 따라 6개로 구분된 설치 공간 중 어느 하나에는 상기 이송 블레이드와 동일한 방향으로 혼련 블레이드가 설치되도록 함으로써 혼련사의 이송이 보조 될 수 있다.
즉, 상기 이송 블레이드와 동일한 방향으로 설치되는 혼련 블레이드는 기울기에 따라 혼련사의 이동거리에 차이를 가지게 되며, 상기 이송 블레이드의 역방향으로 설치된 혼련 블레이드는 원사와 바인더 또는/및 프로모터와의 혼련성을 높이기 위해 혼련사를 이송 진행방향으로 진행시키지 않고, 잡아주는 기능을 수행한다.
따라서, 본 실시 예에 따르면 혼련 과정에서 외부 공기와의 노출을 줄일 수 있으며, 원료의 혼합 및 이송이 연속해서 진행됨에 따라 양질의 혼련사가 연속해서 배사될 수 있다.
또한, 상기 혼련기(120)의 일측에는 내부공간의 청소를 위해 개폐 가능하도록 구비되는 청소수단(124)이 더 구비된다.
그리고, 상기 혼련기(120)와 연결되어 혼련사가 충진되는 블로워 헤드(140)는 상기 혼련기(120)의 일측 단부에 선택적으로 밀착되어 외부 공기의 노출을 줄이면서 혼련사가 블로워 헤드(140)로 공급될 수 있다.
이를 위해 상기 혼련기(120)의 토출부는 블로워 헤드(140)의 상단과 대응되는 크기로 토출부(도면부호 부여되지 않음)가 형성되며, 상기 블로워 헤드(140)의 상단에는 상기 토출부와 밀착될 수 있도록 소정의 완충부재를 포함하도록 유입부가 형성된다.
또한, 상기 블로워 헤드(140)의 하단에는 상기 블로워 헤드(140)에 충진된 혼련사를 금형(190)에 불어넣기 위한 블로잉 플레이트(150)가 더 구비된다. 상기 블로워 헤드(140)에 혼련사 충진이 완료되면, 상기 블로워 헤드(140)가 금형(190)의 상측으로 이동한 이후 혼련사의 충진이 이루어진다.
혼련사의 충진이 완료된 이후에는 블로워 헤드(140)가 다시 혼련기(120) 하측으로 이동하면서 블로워 헤드(140)와 연결 프레임(172)을 통해 연결된 열풍 헤드(160)가 금형(190)의 상측으로 이동하게 된다.
이를 위해 상기 블로워 헤드(140)와 열풍 헤드(160)는 제1연결프레임(172)으로 연결되어 함께 회전 가능하도록 구비되고, 상기 제1연결프레임(172)의 중앙 부분에는 회전 중심을 형성하기 위한 고정축(171)과 연결되는 제2연결프레임(174)이 구비된다.
*그리고, 상기 제2연결프레임(174)의 일측에는 헤드교체 실린더(176)가 더 구비되어 헤드교체 실린더(176)의 길이 변화에 따라 블로워 헤드(140)와 열품헤드(160)가 고정축(171)을 중심으로 회전하여 위치 이동될 수 있다.
상기 금형(190)은 고정된 위치를 유지하는 고정금형(192)과 상기 고정금형(192)에 이동금형 실린더(196)에 의해 선택적으로 형헙하는 이동금형(194)을 포함하며, 지면으로부터 소정 높이를 유지하기 위하여 금형 지지 프레임(132)에 의해 지지된다.
상기와 같은 구성의 조형장치(100)에서는 전술한 바와 같이 혼련기(120)가 횡형 즉, 가로방향으로 길게 형성되어 충분한 혼련시간을 확보할 수 있으며, 제어부(180)를 이용하여 혼련 모터(122)의 회전을 제어함으로써 혼련사의 공급량 조절이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 상기와 같이 혼련기(120)가 가로방향으로 설치됨에 따라 본 발명에 따른 조형장치(100)의 전장 높이는 상기 금형(190)의 지지 높이로부터 블로워 헤드(140)와 블로잉 플레이트(150)의 높이 및 혼련기(120)의 높이로 형성된다.
따라서, 모래공급 호퍼(112)로 에어펌프 없이 원사의 공급이 이루어질 수 있으며, 이로 인해 원사 공급에 따른 분진 발생을 방지할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 조형장치(100)는 온·습도 관리를 위한 유체의 유동경로가 형성된다.
도 5 에는 본 발명에 따른 조형장치의 온·습도 관리를 위한 유로 구조를 개략적으로 보인 도면이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 혼련기(120)에는 원료가 공급되는 위치와 인접한 부분에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입홀(120a)이 형성되고, 혼련사가 토출되는 위치와 인접한 부분에는 냉각수 토출홀(120b)이 형성된다.
그리고, 상기 냉각수 유입홀(120a)과 냉각수 토출홀(120b)은 혼련기(120) 전체를 권취하는 형태의 냉각유로를 통해 연결되며, 상기 냉각유로 일측에 순환펌프(미도시)가 더 구비됨으로써 혼련기(120)에 냉각수의 순환경로가 형성된다.
따라서, 상기와 같은 냉각수의 순환경로를 통해 냉각수를 순환시킴으로써 혼련 과정에서 내부공간의 온도를 조절할 수 있으며, 혼련기(120)의 내부공간 일측에 온도감지 센서(미도시)를 더 구비하고, 제어부(180)를 통해 온도감지 정보를 수신함으로써 보다 효과적인 온·습도 관리가 이루어질 수 있다.
또한, 상기와 같은 냉각수의 순환경로는 상기 블로워 헤드(140) 및 블로잉 플레이트(150)에도 형성된다.
즉, 상기 블로워 헤드(140)의 경우에도 냉각수 유입홀(140a)와 냉각수 토출홀(140b)를 형성하여 냉각 유로가 블로워 헤드(140)를 권취하는 형태로 형성되고, 순환펌프와 연결되도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 블로잉 플레이트(150)의 경우에도 도 5 에 도시된 바와 같이 냉각수 유입홀(150a)와 냉각수 토출홀(150b)를 형성하고, 냉각 유로와 순환펌프를 이용하여 냉각수의 순환경로를 형성할 수 있다.
한편, 상기와 같이 냉각수의 순환경로를 형성함에 따라 본 발명에 따른 조형장치(100)에서는 혼련사의 생성부터 금형(190)에 혼련사를 충진하는 일련의 과정 동안 유체의 유동 제어를 통해 온도 관리가 가능하며, 외부 공기 노출을 최소화하면서 혼련사를 연속해서 공급 가능함에 따라 양질의 주형 또는 중자의 연속 생산이 가능해지는 이점이 있다.
* 부호의 설명
100........ 조형장치 120........ 혼련기
140........ 블로워 헤드 150........ 블로잉 플레이트
160........ 열풍 헤드 180........ 제어부
190........ 금형

Claims (8)

  1. 혼련사의 생성을 위한 내부공간이 지면과 나란하게 형성되며, 상기 내부공간에 구비되어 혼련모터에 의해 회전하는 혼련축;
    상기 혼련축의 외면에 형성되어 상기 내부공간으로 유입된 원료를 교반시켜 혼련사를 생성하고, 생성된 혼련사를 일방향으로 이송시키기 위한 복수의 블레이드를 포함하며,
    상기 복수의 블레이드는 혼련축을 기준으로 다양한 기울기를 가지도록 형성되며, 설치 위치와 기울기의 각도에 따라 혼련사를 이송 또는 이송지연시키며, 상대적으로 크기가 크고 45°의 기울기를 가지며, 상기 혼련축을 따라 등 간격으로 배치되는 복수의 이송블레이드와,
    상기 이송블레이드에 비해 작은 크기를 가지며, 상기 이송블레이드와 동일 방향 또는 역방향으로 이송블레이드에 비해 좁은 간격으로 설치되는 다양한 기울기의 이송지연블레이드;가 포함하여 구성되고,
    원료가 공급되는 위치와 인접한 부분에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입홀(120a)과, 혼련사가 토출되는 위치와 인접한 부분에는 냉각수 토출홀(120b)이 형성되고, 상기 냉각수 유입홀(120a)과 냉각수 토출홀(120b)은 혼련기(120) 전체를 권취하는 형태의 냉각유로를 통해 연결되며, 상기 냉각유로 일측에 순환펌프(미도시)가 더 구비됨으로써 혼련기(120)에 냉각수의 순환경로가 형성하여 냉각수를 순환시킴으로써 혼련 과정에서 내부공간의 온도의 관리가 가능한 것을 특징으로 하는 혼련기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 혼련기(120)의 내부공간 일측에 온도감지 센서(미도시)를 더 구비하고, 제어부(180)를 통해 온도감지 정보를 수신함으로써 온도 및 습도 관리가 가능한 것을 특징으로 하는 혼련기.
  3. 혼련사의 생성을 위한 내부공간이 지면과 나란하게 형성되며, 상기 내부공간에 구비되는 혼련모터에 의해 회전하는 혼련축;
    상기 혼련축에 설치되어 상기 내부공간으로 유입되는 원료를 교반시켜 혼련사를 생성하고, 생성된 혼련사를 일방향으로 이송시키기 위한 복수의 블레이드를 포함하며,
    상기 복수의 블레이드는,
    다양한 크기와 설치 위치 및 상기 혼련축을 기준으로 다양한 기울기를 가지도록 형성되며, 상대적으로 혼련사의 이송거리가 길게 형성되도록 이송패턴을 형성하는 블레이드 군과,
    상기 이송패턴에 비해 짧은 이송거리를 형성하는 교반패턴을 형성하는 블레이드 군 및
    상기 이송패턴과 교반패턴을 형성하는 블레이드와 역방향으로 형성되어 혼련사의 이송을 지연시키는 지연패턴을 형성하는 블레이드 군을 가지며,
    원료가 공급되는 위치와 인접한 부분에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입홀(120a)과, 혼련사가 토출되는 위치와 인접한 부분에는 냉각수 토출홀(120b)이 형성되고, 상기 냉각수 유입홀(120a)과 냉각수 토출홀(120b)은 혼련기(120) 전체를 권취하는 형태의 냉각유로를 통해 연결되며, 상기 냉각유로 일측에 순환펌프(미도시)가 더 구비됨으로써 혼련기(120)에 냉각수의 순환경로가 형성하여 냉각수를 순환시킴으로써 혼련 과정에서 내부공간의 온도의 관리가 가능한 것을 특징으로 하는 혼련기.
  4. 주형 또는 중자의 제조를 위해 원료가 공급되는 복수의 호퍼;
    상기 호퍼를 통해 공급되는 원료를 혼합하여 혼련사를 배사하는 혼련기;
    상기 혼련기로부터 배사되는 혼련사를 금형에 충진하기 위한 블로워헤드 및 블로잉 플레이트 그리고,
    상기 금형에 의해 제조되는 주형 또는 중자를 경화시키기 위한 열풍헤드;를 포함하며,
    상기 혼련기는,
    *지면에 나란한 방향으로 설치되며, 내부공간에 구비되는 혼련축과, 상기 혼련축을 중심으로 기울기를 가지도록 형성되는 복수의 블레이드를 포함하도록 구성되어 혼련축의 회전에 의해 혼련사의 교반과 혼련사의 공급이 동시에 수행되며,
    원료가 공급되는 위치와 인접한 부분에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입홀(120a)과, 혼련사가 토출되는 위치와 인접한 부분에는 냉각수 토출홀(120b)이 형성되고, 상기 냉각수 유입홀(120a)과 냉각수 토출홀(120b)은 혼련기(120) 전체를 권취하는 형태의 냉각유로를 통해 연결되며, 상기 냉각유로 일측에 순환펌프(미도시)가 더 구비됨으로써 혼련기(120)에 냉각수의 순환경로가 형성하여 냉각수를 순환시킴으로써 혼련 과정에서 내부공간의 온도의 관리가 가능한 것을 특징으로 하는 조형장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 혼련기(120)의 내부공간 일측에 온도감지 센서(미도시)를 더 구비하고, 제어부(180)를 통해 온도감지 정보를 수신함으로써 온도 및 습도 관리가 가능한 것을 특징으로 하는 혼련기.
  6. 주형 또는 중자의 제조를 위해 원료가 공급되는 복수의 호퍼;
    상기 호퍼를 통해 공급되는 원료를 혼합하여 혼련사를 배사하는 혼련기;
    상기 혼련기로부터 배사되는 혼련사를 금형에 충진하기 위한 블로워헤드 및 블로잉 플레이트 그리고,
    상기 금형에 의해 제조되는 주형 또는 중자를 경화시키기 위한 열풍헤드;를 포함하며,
    상기 혼련기는,
    지면에 나란한 방향으로 설치되며, 내부공간에 구비되는 복수의 블레이드와 이의 회전을 위한 혼련축을 포함하며,
    상기 복수의 블레이드는 다양한 크기와 설치 위치 및 상기 혼련축을 기준으로 다양한 기울기를 가지도록 형성되어 설치 위치와 기울기의 각도에 따라 혼련사의 이송거리가 다르게 형성되며,
    원료가 공급되는 위치와 인접한 부분에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입홀(120a)과, 혼련사가 토출되는 위치와 인접한 부분에는 냉각수 토출홀(120b)이 형성되고, 상기 냉각수 유입홀(120a)과 냉각수 토출홀(120b)은 혼련기(120) 전체를 권취하는 형태의 냉각유로를 통해 연결되며, 상기 냉각유로 일측에 순환펌프(미도시)가 더 구비됨으로써 혼련기(120)에 냉각수의 순환경로가 형성하여 냉각수를 순환시킴으로써 혼련 과정에서 내부공간의 온도의 관리가 가능한 것을 특징으로 하는 조형장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 복수의 블레이드는,
    상대적으로 혼련사의 이송거리가 길게 형성되도록 이송패턴을 형성하는 블레이드 군과,
    상기 이송패턴에 비해 짧은 이송거리를 형성하는 교반패턴을 형성하는 블레이드 군 및
    상기 이송패턴과 교반패턴을 형성하는 블레이드와 역방향으로 형성되어 혼련사의 이송을 지연시키는 지연패턴을 형성하는 블레이드 군을 포함하는 것을 특징으로 하는 조형장치.
  8. 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 혼련기와 블로워 헤드 및 블로잉 플레이트 중 적어도 어느 하나에는, 냉각수 유입홀(140a)와 냉각수 토출홀(140b)를 형성하여 냉각 유로가 블로워 헤드(140)를 권취하는 형태로 형성되고, 순환펌프와 연결되도록 구성되어 온도 조절을 위한 냉각수의 순환경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 조형장치.
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