KR100572374B1

KR100572374B1 - 성형재료 진공 건조장치

Info

Publication number: KR100572374B1
Application number: KR1020040078623A
Authority: KR
Inventors: 후지야마아키라
Original assignee: 후지야마아키라; 이상열; 키가와 카주히코
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2006-04-18
Also published as: JP2006062308A; JP3930005B2; KR20060020565A

Abstract

비교적 저온에서 빠르게 성형재료를 건조할 수 있고, 성형재료의 황변ㆍ산화 등의 변질을 방지하는 성형재료 진공 건조장치를 제공하는 것이다.

성형재료(30)를 수납하여 가열 건조하는 건조호퍼(1)와, 건조제(31)를 저장하여 가열하는 건조제 저장조(14)를 설치하고, 건조호퍼(1)와 제 1 진공펌프(3)를 배기로(33)를 통하여 연결하고, 건조제 저장조(14)에 유로개폐밸브(19)를 설치한 외기 도입로(37)를 연결하여 건조호퍼(1)의 하부와 건조제 저장조(14)를 별도의 배기로(36)로 연결한다.

성형재료, 유로개폐밸브, 진공건조장치

Description

성형재료 진공 건조장치{Vacuum drying device of forming material}

도 1은 본 발명의 실시예를 나타내는 성형재료 진공 건조장치의 단면도.

도 2는 전기제어박스의 정면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 건조호퍼 2 : 히터

3 : 제 1 진공펌프 4 : 유로개페밸브

5 : 압력계 6 : 방진필터

7 : 핀치밸브 8 : 흡인파이프

9 : 수송파이프 10 : 압력조정밸브

11 : 개폐밸브 12 : 샤터

13 : 진공차단밸브 14 : 건조제 저장조

15 : 수지량 감시센서 16 : 수지잔량 감시센서

17 : 제 2 진공펌프 18 : 유로개폐밸브

19 : 외기 도입밸브 20 : 방진필터

21 : 방진필터 22 : 건조공기 도입밸브

23 : 공급호퍼 24 : 건조공기 분출링

25 : 성형재료 저장탱크 26 : 공통배기밸브

28 : 수지량 감시창 29 : 수지잔량 감시창

30 : 수지펠릿 31 : 건조제

32 : 배출관 33 : 배기로

34a : 제 1 유로 34b : 제 2 유로

35 : 건조제 건조용 유로 36 : 별도의 배기로

37 : 외기 도입로 38 : 공통유로

41 : 전지제어박스 42 : 메인스위치

43 : 자동온도 조절계 45 : 조작부

AS : 공기실린더

본 발명은 사출 성형기에 의한 수지 성형의 재료와 같은 성형재료, 예를 들면 수지펠릿을 건조하기에 적합한 성형재료 진공 건조장치에 관한 것이다.

수지성형 재료인 수지펠릿의 외주에 수분이 부착하거나 수지펠릿 내에 수분이 포함되어 있으면, 성형시의 가열로 이들 수분이 기화하여 성형품의 품질에 악영향을 주거나 불량품을 발생시킬 위험이 있으므로, 사출 성형기에 공급하는 성형재료에 대해서 공급 전에 건조 처리가 수행되어 진다.

상기 건조 처리는 일반적으로 열풍 건조에 의해 수행되는데 열풍 건조를 수행하기위해서는 대형의 열풍 건조 장치가 필요하고, 통상적으로 그 설정온도는 120 ℃ 정도로 되어 있다.

그러나 가열 온도가 수분 증발 온도인 100℃를 넘으면 성형 재료의 황변이나 산화가 쉽게 발생된다. 또한 열풍 건조 장치는 사용 전력량이 많아, 사출 성형 재품의 제조 비용을 끌어올리는 요인이 되고, 내뿜는 열풍에 의해 실내의 온도가 상승하여, 작업환경이 악화될 위험이 있다. 또한 대형 열풍 건조 장치는, 설치 장소를 확보하는 것도 문제가 된다.

그렇기 때문에 수분 증발 온도를 내려서 성형재료의 황변ㆍ변화 등을 방지하기 위하여, 감압수단으로서 진공펌프를 사용하고, 감압분위기에서 성형재료의 건조를 수행하고, 또한 성형재료를 가열 건조하는 건조수단으로서 히터를 사용하도록 되어 있다.

그런데 종래의 진공건조는 배치방식으로 수행되고 있어, 공기의 대류에 의해 전달되는 열이 없으므로, 가열효율이 나쁘다고 하는 결점이 있다.

또한 건조한 성형재료를 사출 성형기로 공급할 때에, 재 흡습하지 못하도록 건조공기나, 질소가스, 아르곤 가스 등의 저로점의 분위기로 덮여진 공급호퍼가 필요하게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비교적 저온에서 빠르게 성형재료를 건조할 수 있고, 성형재료의 황변ㆍ산화 등의 변질을 방지하는 성형재료 진공 건조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 성형재료 진공 건조장치는 성형재료를 수납하여 가열 건조하는 건 조호퍼와, 건조제를 저장하여 가열하는 건조제 저장조를 설치하여, 상기 건조호퍼와 제 1 진공펌프를 배기로를 통하여 연결하고, 상기 건조제 저장조에 유로개폐밸브를 설치한 외기 도입로를 연결하고, 상기 건조호퍼의 하부와 상기 건조제 저장조를 별도의 배기로로 연결한다.

이하의 구성을 채용해도 좋다.

상기 건조호퍼와 상기 건조제 저장조를 인접하여 설치함과 동시에 이들 건조호퍼와 건조제 저장조의 경계부에 히터를 설치하고, 상기 히터에 의해 상기 건조호퍼 내의 성형재료 및 상기 건조제 저장조 내의 건조제를 함께 가열하는 구성.

상기 별도의 배기로에 유로개폐밸브를 설치한 구성.

상기 별도의 배기로의 건조제 저장조와 유로개폐밸브의 사이를 건조제 건조용 유로에 의해 제 2 진공펌프에 연결한 구성.

상기 건조호퍼와 성형재료 저장 탱크가 수송파이프로 연결되고, 상기 배기로가 유로개폐밸브를 설치한 유로와 압력조정밸브를 설치한 유로를 병렬로 갖는 구성.

상기 배기로와 건조제 건조용 배기로를 개폐밸브를 통하여 연결한 구성.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 성형재료 진공 건조장치는 도1에 나타낸 바와 같이 성형재료인 수지펠릿(30)을 저진공 상태에서 가열 건조시켜서 사출 성형기로 공급하는 것이고, 수지펠릿(30)을 가열 건조하는 건조호퍼(1), 히터(2), 수지펠릿(30)을 저장한 성형 재료 저장탱크(25), 성형재료 저장탱크(25)와 건조호퍼(1)를 접속하는 수송파이프(9), 통형상의 건조제 저장조(14), 건조호퍼(1)에 연결된 제 1 진공펌프(3), 건조제 저장조(14)에 연결된 제 2 진공펌프(17), 및 공급호퍼(23)를 구비한다.

또한 성형재료 진공 건조장치는 도 2에 나타낸 바와 같이 전기제어박스(41)를 통하여 조작된다. 전기제어박스(41)의 표면에는 메인스위치(42) 및 터치패널방식의 조작부(45)와 함께 자동온도 조절계(43)가 설치되어 있다.

건조호퍼(1) 및 건조제 저장조(14)는 외기에 대해서 밀봉되어 있고, 건조호퍼(1)가 건조제 저장조(14)의 중심을 관통함과 동시에 건조호퍼(1)와 건조제 저장조(14)와의 사이를 공기가 유통하도록 되어 있다.

건조제 저장조(14)의 내부에는 합성 제올라이트(zeolite)계 흡착제 등의 건조제(31)가 충전되어 있다. 그리고 건조호퍼(1)의 바닥면은 건조제 저장조(14)의 바닥면의 상부방향에 위치하고, 건조제 저장조(14) 내의 건조제(31)에 의해 피복되어, 단열성이 높은 이중구조로 되어 있다.

또한 건조제 저장조(14)의 측면에는 건조호퍼(1)의 내부를 투시할 수 있는 수지량 감시창(28)이 형성됨과 동시에, 여기에 수지량 감시센서(15)가 설치된다.

수지량 감시센서(15)는 높이를 바꾸어 복수개 설치하고, 전기제어박스(41)의 조작부(45)에 의해 임의의 수지량 감시센서(15)를 선택 할 수 있도록 하는것도 좋다.

또한 건조호퍼(1)와 건조제 저장조(14)의 경계면을 따라서 히터(2)가 장착되고, 건조호퍼(1)의 내부 및 건조제 저장조(14)의 내부를 동시에 가열하도록 되어 있다.

건조호퍼(1)의 바닥부 중심으로부터 하부방향으로 배출관(32)이 연장되고, 배출관(32)의 기부(基部)에 건조공기 분출링(24)이 둘레방향을 따라서 설치된다.

또한 배출관(32)의 하단부는 공급호퍼(23)의 상부에 삽입되고, 배출관(32) 하단의 배출구에는 공기의 유통을 차단하는 진공차단밸브(13)가 설치됨과 동시에, 그 약간 상부방향에는 수지 펠릿(30)의 배출을 차단하는 셔터(12)가 설치된다.

또한 공급호퍼(23)의 하단은 사출 성형기에 접속되고, 공급호퍼(23)의 하단 배출구보다 약간 상부방향에 수지잔량 감시창(29)이 형성됨과 동시에 여기에 수지 잔량 감시센서(16)가 설치되어 있다.

건조호퍼(1)의 상부에는 수송파이프(9)의 일단이 열려있고, 수송파이프(9)의 타단부에 설치된 흡인파이프(8)가 성형재료 저장탱크(25) 내로 삽입된다. 또한 수송파이프(9)의 중간부에는 핀치밸브(7)가 설치되어 있다.

또한 수송파이프(9)의 일단에는 낙하 안내 판을 설치하고, 계량된 수지펠릿(30)이 수송파이프(9)로부터 조용하게 건조호퍼(1) 내로 낙하되게 되어 있다.

건조호퍼(1)는 배기로(33)를 통하여 제 1 진공펌프(3)와 연결되어 있다. 배기로(33)의 중간부는 제 1 유로(34a)와 제 2 유로(34b)를 병렬로 갖고, 병렬부분보다도 건조호퍼(1) 가까이에는 압력계(5)가 설치되고, 또한 그 상단측에 방진필터(6)가 장착되어 있다.

배기로(33)의 흡기구에는 경량의 수지펠릿(30)이 흡입되는 것을 방지하기 위하여 흡입방지 금속판(metal plate)이 설치되어 있다.

또한 제 1 유로(34a)로 유로개페밸브(4)가 설치되고, 제 2유로(34b)에 압력조정밸브(10) 및 개폐밸브(11)이 설치되어 있다. 또한 압력조정밸브(10)는 니들식의 압력조정밸브로 하고, 한번 조절하면 두번째부터는 거의 그 조절량대로 사용할 수 있도록 한다.

건조호퍼(1)의 하부에 설치된 건조공기 분출링(24)과 건조제 저장조(14)는, 별도의 배기로(36)에 의해 연결된다.

별도의 배기로(36)의 건조제 저장조(14) 가까이에는 방진필터(21)가 장착되고, 방진필터(21)보다 건조공기 분출링(24) 가까이에는, 건조공기 도입밸브(22)로 이루어진 유로개폐밸브가 설치된다.

또한 건조제 저장조(14)와 건조공기 도입밸브(22)의 사이에서, 별도의 배기로(36)는 건조제 건조용 유로(35)를 통하여 제 2 진공펌프(17)와 연결된다. 건조제 건조용 유로(35)에는 유로개페밸브(18)가 설치되어 있다.

또한 건조제 저장조(14)에 외기 도입로(37)가 접속되고, 외기 도입로(37)에 외기 도입밸브(19)로 이루어진 유로개폐밸브 및 방진필터(20)가 설치된다.

또한 배기로(33)의 병렬부분 보다 하류측과, 건조제 건조용 유로(35)의 유로개폐밸브(18)보다 하류측과는, 공통배기밸브(26)로 이루어진 개폐밸브를 갖는 공통유로(38)에 의해 연결되어 있다.

또한 건조호퍼(1), 건조제 저장조(14), 공급호퍼(23) 및 각 배기로를 구성하는 배관의 접속부분은 ○링, 패킹 등에 의해 밀봉되어 있다.

또한 상술 한 바와 같이 각 공기유로에는 방진필터(6)(20)(21)가 설치되어 있어, 막힘이 발생한 경우에는 간단하게 청소나 교환할 수 있도록 되어 있다.

또한 핀치밸브(7), 셔터(12) 및 진공차단밸브(13)는, 각각 공기실린더(AS)로 개폐 구동된다. 공기 실린더(AS)에는 누름ㆍ당김 어느 방향에서도 근접 스위치가 설치되어, 개방신호 및 폐쇄신호를 발하도록 되어 있다.

수지펠릿(30)의 건조는 다음과 같이 이루어진다.

전기제어박스(41)의 메인스위치(42)를 넣으면, 자동온도 조절계(43)의 스위치가 들어와, 히터(2)가 가열을 개시하여, 건조되어야 하는 수지펠릿(30)이 건조호퍼(1)내에 충전되는 것을 기다린다.

동시에 히터(2)는 건조제 저장조(14) 내의 건조제(31)를 가열한다. 가열온도는 자동온도 조절계(43)에서 지시된다.

이어서 건조호퍼(1)의 셔터(12)를 닫고 수송파이프(9)의 핀치밸브(7)를 열면, 핀치밸브(7)의 공기실린더(AS)로부터의 개시신호를 받아서 제 1 진공펌프(3)가 작동한다. 또한 제 2유로(34b)의 개폐밸브(11)를 열고나서 압력조정밸브(10)를 열어서 흡인압력을 조절하면, 건조호퍼(1) 안이 감압되어, 성형재료 저장탱크(25) 내의 수지 펠릿(30)이 수송파이프(9)를 통하여 흡인되고, 수송파이프(9)의 일단에서 건조호퍼(1) 내로 배출된다.

또한 흡인펌프(8)의 상부로의 공기 흡인량을 조절함으로써, 수지펠릿(30)의 흡인량을 조절하는 것도 가능하다.

또한 제 1 진공펌프(3)를 기동함과 동시에 제 2 진공펌프(17)를 기동시켜 유로개폐밸브(18)를 열고, 건조제 저장조(14) 안를 감압하여, 그 내부에 저장되어 있 는 건조제(31)의 건조배기를 수행한다.

건조호퍼(1) 내의 수지펠릿(30)이 소정 높이에 도달한 것을 수지량 감시센서(15)가 검지하면, 수지량 감시센서(15)의 검지신호를 수신하여 수송파이프(9)의 핀치밸브(7)가 닫히고, 건조호퍼(1)로의 수지펠릿(30)의 공급이 정지된다.

동시에 제 2 유로(34b)의 개폐밸브(11)가 닫히고 유로개폐밸브(4)가 열려 제 1 진공펌프(3)가 진공배기를 계속함으로써, 건조호퍼(1) 내의 수지펠릿(30)의 진공건조가 수행된다.

저진공 분위기하에서는 물의 증발 온도가 낮기 때문에 히터(2)에서 가열된 수분이 비교적 저온에서 증발하여, 단시간에 배출되므로 수지펠릿(30)이 황변하기 어렵다.

또한 건조호퍼(1) 내에서 수지펠릿(30)의 진공건조를 수행하는 사이에 타이머로 설정한 시간 마다, 외기 도입밸브(19) 및 건조공기 도입밸브(22)를 연다. 그러면 외기 도입로(37)로부터 도입되어 건조제 저장조(14)를 통과한 건조공기가 건조호퍼(1)의 바닥부 중앙에 설치된 건조공기 분출링(24)으로 부터 간헐적으로 분출하여, 건조호퍼(1) 내의 수지펠릿(30)을 교반한다.

그 결과 건조호퍼(1) 내의 수지펠릿(30)의 온도가 균일화됨과 동시에, 유속이 빠른 건조 공기에 의한 수분 배출이 촉진되어 빠르게 균일한 건조가 수행된다.

공급호퍼(23) 내의 수지펠릿(30)의 잔량이 적어 진 것을 수지잔량 감시센서(16)가 검지하면, 수지잔량 감시센서(16)가 검지신호를 발하고, 이 검지신호를 수신하여 유로개폐밸브(4) 및 유로개폐밸브(18)가 닫힌다. 또한 건조공기 도입밸브 (22) 및 외기 도입밸브(19)가 열린다.

그 결과, 건조호퍼(1)로부터의 진공배기가 정지함과 동시에 외기 도입로(37)로부터 도입되어 건조제 저장조(14)를 통과한 건조공기가 건조호퍼(1) 내로 유입되고, 건조호퍼(1) 안이 대기압으로 돌아오고, 건조호퍼(1) 안과 공급호퍼(23) 안의 사이에는 압력차가 없어진다.

건조호퍼(1) 안이 대기압으로 돌아온 것을 압력계(5)에서 확인하면 진공차단밸브(13)를 열고, 또한 셔터(12)를 연다.

그러면 건조호퍼(1) 내의 건조 종료된 수지펠릿(30)이, 공급호퍼(23)로 전량낙하한다.

이어서 제 2 진공펌프(17)를 작동한 상태에서 외기 도입밸브(19)를 닫고 나서 유로개폐밸브(18)를 3~5초 정도 열면, 건조호퍼(1), 건조제 저장조(14) 및 공급호퍼(23)의 내부가 감압되어, 공급호퍼(23) 안은, 건조한 수지펠릿(30)이 재 흡습하기 위한 수분을 거의 포함하지 않은 분위기가 된다.

다음으로 셔터(12)를 닫고 나서 진공차단밸브(13)를 닫으면 진공차단밸브(13)의 공기실린더에 설치된 근접 스위치로부터의 폐쇄 신호를 수신하여, 핀치밸브(7)가 열린다.

그리고 상기한 수지펠릿(30)의 진공흡인 및 진공건조 과정을 필요한 횟수 반복한다.

건조호퍼(1) 내에서 수지펠릿(30)의 진공 건조중에 진공 배기량이 부족할 때는 유로개폐밸브(18)를 닫고 공통배기 밸브(26)를 열어, 제 1 진공펌프(3)와 제 2 진공펌프(17)에 의해 건조호퍼(1)의 진공배기를 수행한다.

한편 건조제 저장조(14) 내의 건조제(31)가 재생불량을 일으킨 경우에는 유로개폐밸브(4) 및 개폐밸브(11)를 닫고, 공통배기 밸브(26)를 열어, 제 1 진공펌프(3)와 제 2 진공펌프(17)에 의해 건조제 저장조(14)의 진공배기를 수행한다. 또한 공통배기밸브(26)의 개폐조작은 전기제어박스(41)의 조작부(45)에 의해 수행된다.

또한 상기 실시예에서는 수지펠릿(30)을 건조호퍼(1) 내에서 진공건조하는 사이에 제 2 진공펌프(17)를 동작시켜 건조제 저장조(14)의 진공흡인을 동시에 수행하고 있는데, 건조제(31)의 흡습량이 일정 이상이 된 경우에만, 혹은 정기적으로 건조제 저장조(14)의 진공배기를 수행해도 된다.

청구항 1에 따른 발명에 의하면 성형재료를 저진공상태로 가열 건조하므로 비교적 저온에서 수분이 증발하여 단시간에 건조할 수 있을 뿐 아니라 성형재료 건조 중에 건조공기를 건조호퍼 하부로부터 분출시키면 성형재료가 교반되므로 성형재료의 온도가 균일하게 되고 또한 빠르게 건조되어, 그 결과 성형재료의 황변ㆍ산화 등의 변질을 막고, 전력소비량이 적게 들고 온도상승에 의한 작업환경의 악화도 제거할 수 있다.

또한 건조제 저장조를 통과한 건조공기를 공급하여 건조호퍼 내를 대기압으로 되돌리는 것이 가능하므로, 성형재료가 재흡습하는 일이 없고, 재흡습을 방지하는 특수구조의 공급호퍼는 불필요하게 된다.

청구항 2에 따른 발명에 의하면 열풍 발생 장치를 이용하지 않고 같은 히터 로 성형재료 및 건조제를 직접 가열하므로 사용전력을 적게 할 수 있고, 장치의 구조도 간략화된다.

청구항 3에 따른 발명에 의하면 필요시에만 건조공기를 건조호퍼의 하부로부터 분출시키는 것이 가능하다.

청구항 4에 따른 발명에 의하면 건조제 저장조 내의 건조제는 건조 호퍼에서 진공 건조가 수행되는 사이에도 건조 재생되므로 언제나 충분하게 건조한 공기를 공급하는 것이 가능하게 된다.

청구항 5에 따른 발명에 의하면 배기로로부터의 배기에 의해 성형재료를 진공흡인할 때에, 압력조정밸브를 조작하여 성형재료의 흡인력을 조절할 수 있다.

청구항 6에 따른 발명에 의하면 진공배기량이 부족한 경우나, 건조제의 재생불량이 발생한 경우는 제 1 진공펌프 및 제 2 진공펌프의 2대에 의해 진공배기 혹은 건조제 저장조로부터의 건조배기를 수행할 수 있다.

Claims

성형재료를 수납하여 가열 건조하는 건조호퍼와, 건조제를 저장하여 가열하는 건조제 저장조를 설치하고, 상기 건조호퍼와 제 1 진공펌프를 배기로를 통하여 연결하고, 상기 건조제 저장조에 유로개폐밸브를 설치한 외기 도입로를 연결하고, 상기 건조호퍼의 하부와 상기 건조제 저장조를 별도의 배기로로 연결한 것을 특징으로 하는 성형재료 진공 건조장치.
제 1항에 있어서,

상기 건조호퍼와 상기 건조제 저장조를 인접하여 설치함과 동시에 이들 건조호퍼와 건조제 저장조의 경계부에 히터를 설치하고, 상기 히터에 의해 상기 건조호퍼 내의 성형재료 및 상기 건조제 저장조 내의 건조제를 동시에 가열하는 성형재료 진공 건조장치.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 별도의 배기로에 유로개폐밸브를 설치한 성형재료 진공 건조장치.
제 3항에 있어서,

상기 별도의 배기로의 건조제 저장조와 유로개폐밸브의 사이를, 건조제 건조용 유로에 의해 제 2 진공펌프에 연결한 성형재료 진공 건조장치.
제 1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 건조호퍼와 성형재료 저장탱크가 수송파이프로 연결되고, 상기 배기로가 유로개폐밸브를 설치한 유로와, 압력조정밸브를 설치한 유로를 병렬로 갖는 성형재료 진공 건조장치.
제 1 항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 배기로와 건조제 건조용 배기로를 개폐 밸브를 통하여 연결한 성형재료 진공 건조장치.