KR102006098B1 - 특히 금속 밴드의 정전 도유를 위한, 특히 도유 플랜트용의 가열된 호스 - Google Patents

Abstract

가요성 외부 튜브(1); 그 내부에서 제2 유체의 순환을 위한 가요성 내부 튜브(3)로서, 외부 튜브와 함께 제1 유체의 순환을 위한 환형 공간(7)을 형성하는, 내부 튜브(3); 호스를 갖는, 특히 정전 도유 시스템용 동축 호스에 있어서, 내부 튜브는, 제2 유체를 수용하도록 의도된 PTFE로 제조된 내층(4); 내부 튜브에 내압성을 부여하도록 의도된 내부 브레이딩(5); 상기 브레이딩을 통한 제1 유체의 통과를 방지하도록 의도된 폴리아미드 재료로 제조된 외층(6)을 포함하는 것을 특징으로 하는 동축 호스가 제공된다.

Description

특히 금속 밴드의 정전 도유를 위한, 특히 도유 플랜트용의 가열된 호스

본 발명은 특히 금속 물품을 고체 윤활제로 정전 도유(electrostatic oiling)하기 위한, 보다 구체적으로 실온보다 높은 적점(dropping point)을 갖는 보호성 오일 또는 윤활제를 사용하는, 도유 시스템에 특히 적합한, 가열된 동축 튜브에 관한 것이다.

성형과 같은 특정 형태의 가공에 사용하도록 의도된 금속 시트를 윤활시키는 것은 통상적인 관행이다. 도유는 대개 시트가 얻어지는 금속 스트립에 대해 이루어진다. 정전 도유는 도포의 균일성 및 그 높은 수율 때문에 특히 바람직하다. 실온에서 고체이며 예를 들어 30℃ 내지 50℃ 범위의 적점을 갖는 윤활제의 사용이 특히 유리한 것으로 판명되었다. 특허 출원 제WO 2004/089553호는 정전 도유를 위한 시스템을 개시하며, 윤활제를 순환시키기 위해 전체 시스템 내내 윤활제를 액체로 유지할 필요성으로 인해, 실온에서 액체인 오일에 비해 그 적점이 문제점을 일으킬 수 있는 이 형태의 윤활제에 의한 도유를 위해 특정 기술이 채용된다. 특히, 윤활제가 순환하는 모든 튜브 및 펌프는 상기 윤활제가 액체 상태로 유지되는 가열된 믹서에 의해 공급되며, 동축 튜브의 환형 공간에서 또는 펌프 및 필터의 보디 내의 순환 챔버에서 순환하는, 적절한 온도(예를 들어 90℃ 내지 110℃)로 유지되는 열전달(투열) 유체의 순환에 의해 가열된다. 회로는 직렬로 배치되는 하기 요소를 포함한다: 윤활제용 가열된 펌프 및 가열된 이중 필터.

열전달 유체의 순환은 특수 펌프를 통해 이루어지며, 적절하게 제어되는 온도로 유지된다. 가능한 실시예에 따르면, 유체는 특수 히터가 구비된 회로 내에서 적절한 온도로 유지되고 상기 회로로부터 여러 지점에서 펌프에 의해 인출되며, 상기 펌프는 분무 블레이드에서, 과잉 윤활제가 재순환을 위해 수집되는 바닥에서, 및 기타 영역에서 적절한 온도를 유지하기 위해, 상기 유체를 특수 튜브 또는 환형 공간 내의 시스템의 여러 부분(예를 들어, 히터 또는 믹서의 환형 공간 또는 증착이 발생하는 캐빈)에 공급한다. 특히, 동축 튜브의 환형 공간 내에 유체를 공급하기 위해 일부 송출 지점이 사용되며, 윤활제는 내부 튜브 내에서 순환한다. 유체는 환형 공간에서 적절한 유량이 가능하도록 적절한 압력으로 제공되어야 하며; 일반적으로 이는 환형 공간의 일 단부에서 유입되고 대향 단부에서 유출되며, 그로부터 인출되어 히터 회로로 복귀 이송된다. 적절하다고 판단되면, 시리즈 또는 하나의 환형 공간 내의 여러 동축 튜브의 환형 공간을 다른 시스템 부품용 다른 가열 요소와 연결하는 것도 가능하다. 관련 기술분야의 통상의 기술자의 지식 및 요건에 따라서, 유체가 시스템의 상이한 부분 또는 다른 형태의 용액에 공급되게 하기 위해 여러 개의 히터 또는 가열 회로를 고려하는 것도 가능하다.

공지된 시스템에서 통상적으로 사용되는 동축 튜브는 일반적으로 투열 유체의 순환을 유지하는데 필요한 열 및 압력 레벨을 견뎌내는 외부 고무 튜브를 갖는 가요성 튜브이다. 그 내경이 작을수록 내부 튜브는 PTFE로 제조되는 것이 유리한데, PTFE는 내열성을 갖고 내화학성이 높다. 이러한 튜브에 부여되는 가요성은 시스템을 설치할 때 매우 유리하고, 신속한 교체 및 정비 작업을 가능하게 하며, 필요할 경우 시스템 구성을 신속하게 변경할 수 있게 한다.

그러나, 채택된 해결책은, 특히 의도된 방법에서의 어떤 특성으로 인해 완전히 만족스럽지 않다.

빈번히 발생할 수 있는 하나의 사건은 고무 튜브보다 부서지기 쉬운 PTFE로 제조된 내부 튜브의 압궤(collapse) 및 후속 파괴이며, 이는 특히 상기 튜브가 비어있거나 충분히 가압되지 않을 때 발생할 수 있다. 특히, 환형 공간 내의 열전달 유체의 압력은, 저온 시동과 같이, 열전달 유체의 점성 - 및 이에 따른 그 압력 - 이 적절한 유량 확보를 위해 더 높을 때 상황에서 최대 작동 레벨에 도달한다. 이것은 시스템 작동 측면에서 유용하지 않은 어려운 조절로 이어진다. 저온 시동 시에 윤활제가 고체라는 사실은 내부 튜브를 충분한 압력 레벨로 신속하게 이끌기 어렵게 만들며, 예방 조치가 취해지더라도 압궤가 여전히 발생할 수 있다. 내부 튜브의 파열뿐 아니라 압궤는 정상 작동 조건을 손상시키는 단점으로 이어진다. WO 2004/089553호는 또한, 내부 압력에 대한 내성과 함께 양호한 가요성을 제공하는, 보강 브레이딩(braiding)을 갖거나 갖지 않는 가요성 내부 튜브의 사용을 제안한다. 그러나, 재료의 선택은 두 개의 유체의 분리를 보장하기 위해서만 이루어졌으며, 내부 튜브의 압궤 문제는 무시되었다. 대개 내열 합성 고무로 제조되고 보강 브레이딩을 유체에 대해 보호하도록 설계된 외층은 튜브 압궤를 방지하기 위해 어떤 외부 하중도 분산되는 것을 허용하지 않았다.

추가 단점은 외부 튜브가 고무의 품질에도 불구하고 그것이 겪는 온도로 인해 취성이 증가하기 쉽다는 것이며, 이는 특히 튜브가 가요성을 이용하여 구부러진 경우에 파열 및 누설을 의미한다.

이 모든 것은 가요성 튜브의 사용에 대한 제한을 구성하였으며, 그 결과 종래의 강성 동축 튜브의 사용이 바람직한데, 이는 시스템 구축의 어려움 및 비용에 대해 상당한 영향을 미친다.

전술한 문제점은 이제, 특히 정전 도유 시스템용 동축 튜브에 의해 극복되며,

가요성 외부 튜브;

그 내부에서 제2 유체의 순환을 위한 가요성 내부 튜브로서, 상기 외부 튜브와 함께 제1 유체의 순환을 위한 환형 공간을 형성하는, 내부 튜브;

튜브를 갖는, 동축 튜브에 있어서, 내부 튜브는,

제2 유체를 수용하도록 의도된 PTFE로 제조된 내층;

내부 튜브에 내압성을 부여하도록 의도된 내부 브레이딩;

상기 브레이딩을 통한 제1 유체의 통과를 방지하도록 의도된 폴리아미드 재료로 제조된 외층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한, 정전 도유 방법에 관한 것으로, 전술한 호스의 내부 및 외부 튜브가 적절한 온도(예를 들어 90℃ 내지 120℃)의 열전달 유체와, 윤활제, 특히 30℃ 이상(예를 들어 30℃ 내지 50℃)의 적점을 갖는 윤활제의 순환을 가능하게 한다. 바람직한 양태에 따르면, 상기 열전달 유체는 제1 유체를 구성하고 환형 공간에서 순환하며, 상기 윤활제는 제2 유체를 구성하고 내부 튜브에서 순환한다. 본 발명은 또한 전술한 하나 이상의 호스를 구비하는 정전 도유 시스템에 관한 것이다.

추가 양태에 따르면, 상기 브레이딩은 적절한 재료, 예를 들어 편조(knitted) 금속 와이어, 특히 스테인리스 스틸의 메쉬 또는 편물로 제조된다.

추가 양태에 따르면, 상기 외층은 적어도 120℃까지의 온도에 견딜 수 있는 가요성 폴리아미드 재료이다. 바람직한 재료는 폴리아미드 12이다.

또 다른 양태에 따르면, 외부 튜브는 주름진 튜브의 형태를 가지며, 이는 그 직경에도 불구하고, 튜브의 가요성을 크게 감소시키지 않으면서, 고무보다 더 내열성인 재료의 사용을 가능하게 한다. 바람직하게, 외부 튜브는 PTFE로 제조된다. 추가 양태에 따르면, 외부 튜브는 내압성을 부여하기 위한 외부 브레이딩을 특징으로 하며, 외부 튜브는 외부 브레이딩으로 외부에서 클래딩되고, 이러한 외부 브레이딩은 적절한 재료, 예를 들어 편조 금속 와이어, 특히 스테인리스 스틸의 메쉬 또는 편물로 제조될 수 있다.

이제 본 발명은 비제한적 예의 형태로 제공되는 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명함으로써 보다 양호하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 호스의 일 단부에서의 일부의 개략 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 주름진 구조를 갖는 PTFE(이는 우수한 내화학성을 가지며 전술한 종류의 시스템에서의 열전달 유체의 통상 온도를 훨씬 상회하는 250℃까지의 온도를 견딜 수 있음)로 제조될 수 있는 외부 튜브(1)가 도시되어 있다. 제2 브레이딩(2)은 외부 튜브에 내압성을 부여하는 작용을 하며 예를 들어 편조(knitted) 스테인리스 스틸 와이어로 제조된다. 편조는 필요에 따라서 공지된 방식으로 통상의 기술자의 지식을 사용하여 용이하게 제조될 수 있다.

내부 튜브(3)는 특히 전술한 윤활제에 의해 초래되는 열 및 부식에 대해 내성을 갖는 PTFE 튜브로 제조된 제1 층(4)을 포함한다. 이 재료로 제조된 튜브는, 비록 최적의 두께는 아니지만, 전술한 형태의 윤활제를 갖는 도유 시스템에서 종래 기술에 따른 동축 호스용 내부 튜브로서 이미 사용되어 왔다. 이 층의 최적 두께는 내부 튜브의 구조에 대해 이루어지는 변화를 고려하여, 가요성 및 강도 측면에서 최적의 절충안에 도달하기 위해 통상의 기술자에 의해 용이하게 규명될 수 있다.

본 발명에 따르면, 내압성을 부여하도록 의도된 제1 브레이딩(5)을 특징으로 하며; 이것은 또한 예를 들어 편조 스테인리스 스틸 와이어로 제조된다.

외부 튜브와 내부 튜브 사이에 형성된 환형 공간(7)에 존재하는 제1 유체의 통과를 방지하고 제1 유체의 압력으로 인한 하중을 제1 브레이딩 상에 분배하도록 의도된 제2 층(6)이 존재한다. 제1 층의 온도와 내화학성이 제공되면, 그리고 압력이(이러한 압력이 내부 튜브 내에서 더 크던지 환형 공간 내에서 더 크던지) 이제 브레이딩에 의해 견뎌지는 사실에 의하면, 내부 튜브의 가요성에 영향을 미치지 않으면서 열전달 유체의 온도를 견뎌내는 재료를 사용하는 것으로 충분하다.

따라서 외층은 내층보다 유연한 재료로 제조될 수 있다. 제2 층에 바람직한 폴리아미드 재료는 폴리아미드 12이다. 두께는 예를 들어 0.5 내지 1.5 mm일 수 있으며, 예를 들어 1 mm일 수 있다.

내부 튜브의 외부 내압성(제2 층의 존재에 의해 부여됨)은 언급했듯이 바람직하게 PTFE로 제조될 내층을 설계할 때 역시 고려될 수 있다. 더 이상 튜브가 압궤될 위험이 없기 때문에, 가요성 및 열교환의 측면에서 이점을 제공하는, 종래 기술에 따른 호스의 내부 튜브의 두께보다 얇은 두께, 예를 들어 0.5 내지 1.5 mm의 값을 갖는 두께로 이 층에 대해 적절한 내성을 달성할 수 있을 것이다.

예로서, 본 발명에 따른 호스에 통상적으로 사용되는 직경 값은 외부 튜브에 대해서 3/4" 내지 1"이며 내부 튜브에 대해서 1/4" 내지 3/8"이다. 튜브에서 겪는 압력 레벨은 예를 들어 0.1 내지 1.5 MPa일 수 있다. 그럼에도 불구하고 이들 파라미터는 상황에 따라 적절하다고 평가된다면 예와 다를 수 있다.

호스는 필요에 따라서 종단 및 결합 요소로 완성될 수 있다. 예를 들어, 도 1은 호스 단부에서의 결합 요소의 가능한 실시예의 예를 도시한다. 내부 튜브(3)는 제1 유체의 유입 또는 유출을 위해 파이프라인(8)의 밀봉 단부(9) 상에 끼워진다. 단부는 내부 튜브가 시일을 형성하는 식으로 끼워질 수 있도록 적절한 형상을 가지며, 그 제거를 방지하기 위해 예를 들어 적절한 테이퍼링 및 돌출부 또는 횡방향 채널링을 구비할 수 있다. 내부 가압 부싱 또는 다른 적절한 수단은 제1 튜브를 파이프라인(8) 상에 타이트하게 밀봉시켜 고정시킨다.

외부 요소(11)는 일 단부의 관통-구멍 내에 파이프라인(9)을 수용하며, 환형 공간(7)과 외부 사이에 시일을 형성하는 임의의 공지된 방식으로(예를 들어, 도면에 도시하듯이, 용접에 의해) 그것에 적절하게 고정(타이트하게 밀봉)된다. 예를 들어 원통형인 리세스(12)는 파이프라인(8)의 단부(9)를 수용하며, 또한 경우에 따라서 (도 1의 예에 도시하듯이) 그 부싱을 갖는 내부 튜브의 단부를 수용한다. 적절한 방식으로[예를 들어, 파이프라인의 단부(9)와 유사한 방식으로] 제조된 밀봉부(13)는 외부 튜브 및 제2 브레이딩이 끼워지고 단단히 밀봉될 수 있게 한다. 이 경우에도, 외부 튜브와 제2 브레이딩의 밀봉 고정은 제2 압입 부싱(14)에 의해 달성될 수 있다. 적절한 폭을 갖는 공동(12)은 제1 유체의 통과를 위해 환형 공간(7)의 내부에 연결된다. 개구(15)는 제1 유체가 환형 공간 내로 또는 환형 공간 밖으로 이동될 수 있게 한다. 개구 및 파이프라인은 공지된 방식으로 제1 및 제2 유체 라인에 각각 연결될 수 있으며, 연결 또는 다른 적절한 장치를 위한 나사산을 특징으로 할 수 있다. 임의의 다른 요소(예를 들어, 송입 또는 중간 배수용 결합부)와 같은 결합 요소가 통상의 기술자의 지식에 의해 적절하다고 평가되는 임의의 다른 방식으로 제조될 수 있음은 명백하다.

Claims (10)

1. 동축 호스이며,
   가요성 외부 튜브(1);
   그 내부에서 제2 유체의 순환을 위한 가요성인 내부 튜브(3)로서, 상기 외부 튜브와 함께 제1 유체의 순환을 위한 환형 공간(7)을 형성하는, 내부 튜브(3);
   호스를 갖는,
   동축 호스에 있어서,
   상기 내부 튜브는,
   제2 유체를 수용하도록 의도된 PTFE로 제조된 내층(4);
   내부 튜브에 내압성을 부여하도록 의도된 내부 브레이딩(5);
   상기 브레이딩을 통한 제1 유체의 통과를 방지하도록 의도된 폴리아미드 재료로 제조된 외층(6)을 포함하며,
   상기 내부 브레이딩은 편조 금속 와이어로 제조되는 것을 특징으로 하는, 동축 호스.
2. 제1항에 있어서, 상기 외층은 폴리아미드 12로 제조되는, 동축 호스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부 튜브는 가요성을 증가시키기 위해 주름진 튜브의 형태를 갖는, 동축 호스.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부 튜브는 PTFE로 제조되는, 동축 호스.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부 튜브는 편조 금속 와이어로 제조된 제2 브레이딩(2)으로 외부에서 클래딩되는, 동축 호스.
8. 정전 도유 방법이며,
   제1항 또는 제2항에 따른 호스의 내부 및 외부 튜브는 90℃ 내지 120℃의 주어진 온도의 열전달 유체와, 30℃ 이상의 적점을 갖는 윤활제의 순환을 가능하게 하는, 정전 도유 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 열전달 유체는 제1 유체를 구성하고 환형 공간에서 순환하며, 상기 윤활제는 제2 유체를 구성하고 내부 튜브에서 순환하는, 정전 도유 방법.
10. 제1항 또는 제2항에 따른 하나 이상의 호스를 구비하는, 정전 도유 시스템.

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