KR100639911B1 - 복층파이프 성형장치용 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복층파이프 성형장치용 냉각장치에 관한 것이다.

본 발명은 고정다이 및 회전다이를 통과하면서 압출되어지는 복층파이프가 냉각부에 의하여 경화되도록 구성된 복층 파이프 성형장치용 냉각장치에 있어서, 상기 냉각부는 양단에 각각 인너 유입구와 인너 유출구가 형성된 인너 파이프가 고정다이 및 회전다이의 내부를 관통하여 설치되어지도록 구성하고, 상기 인너 파이프의 외주연부로 제1유로가 제공되어지는 미들 파이프를 설치하되, 상기 미들 파이프의 양단에 각각 미들 유입구와 미들 유출구가 형성되어지도록 구성하고, 상기 인너 파이프의 인너 유출구와 미들 파이프의 미들 유입구에 각각 유입호스와 유출호스의 일측단을 결합시키고 그 타측단을 열교환 헤드에 결합시켜 냉각수가 순환되어지도록 구성됨을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 액상형태의 합성수지가 복층 파이프로 성형되어진 직 후 냉각부에 의하여 신속히 냉각되면서 경화되어지도록 함으로써, 단면이 균일한 형태를 갖는 양질의 복층 파이프를 얻을 수 있도록 한 것이다.

냉각부, 인너 유입구, 인너 유출구, 미들 파이프, 열교환 헤드

Description

복층파이프 성형장치용 냉각장치{CHILLER OF TWO LAYERS PIPE FORMING DEVICE}

도 1은 본 발명에 따른 복층파이프 성형장치용 냉각장치의 설치 상태를 도시한 예시도.

도 2는 본 발명에 따른 복층파이프 성형장치용 냉각장치를 구성하는 열교환헤드의 확대 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 복층파이프 성형장치용 냉각장치에 있어 인너, 미들, 아우터 파이프의 요부 확대 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 복층파이프 성형장치용 냉각장치의 요부 분해 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 복층파이프 성형장치용 냉각장치의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1:냉각부 2:고정다이

3:회전다이 11:인너 파이프

12:제1유로 13:미들 파이프

14:유입호스 14':유출호스

15:열교환 헤드 111:인너 유입구

112:인너 유출구 131:미들 유입구

132:미들 유출구

본 발명은 복층파이프 성형장치용 냉각장치에 관한 것으로서, 특히 압출기로 부터 압출되어지는 합성수지가 고정다이 및 회전다이를 통과하면서 나선형태를 갖는 복층 파이프로 성형되어진 후 냉각부에 의하여 냉각되면서 신속히 경화되어지도록 함으로써, 단면이 균일한 형태를 갖는 양질의 복층 파이프를 얻을 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 유체를 이송시키기 위한 수단으로 통상의 파이프를 사용하게 되며, 이러한 파이프는 그 재질에 따라 금속 파이프와 합성수지 파이프로 분류된다.

상기 금속 파이프는 유체나 외부의 압력이 비교적 높게 작용하는 곳에 사용되어지는 것으로 그 강도는 충분하나 수분에 의한 부식이 발생됨에 따라 시공후 일정 기간이 경과한 후에는 새로운 금속 파이프로 교체 해주어야 하는 불편함이 있었다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로 내구성 및 내마모성을 높인 합성수지 파이프가 제안되었고, 제안된 합성수지 파이프는 금속 파이프에 비하여 강도는 낮으나 내구성 및 내마모성이 높고, 무게가 가벼움에 따라 운반과 시공이 용이하여 현재 많이 사용되어지고 있다.

이러한 합성수지 파이프는 통상 압출기의 노즐을 통해 중공형태로 압출되어지는 부분이 공기에 노출되어지도록 하여 자연 냉각이 이루어지도록 함으로써, 경화되어진 제품을 얻을 수 있게 된다.

그러나 이 같은 공정을 통하여 얻어진 합성수지 파이프는 노즐을 통해 압출되어진 부분이 충분히 냉각되어 경화가 될 수 있는 충분한 시간적 여유가 없음으로 인하여 합성수지 파이프의 종단면 두께가 일정치 않게 되는 원인이 있었다. 즉, 압출되어진 직 후 작용하는 중력의 영향을 받아 하부로 처지는 현상이 발생하게 되고, 이러한 현상으로 인하여 노즐의 상단부에 위치한 파이프의 두께는 얇고, 노즐의 하단부에 위치한 합성수지 파이프의 두께가 두껍게 성형되어짐으로써, 전체적으로 균일한 강도를 갖지 못하게 되는 원인이 있었다.

또한, 합성수지 파이프가 한겹으로 성형되어 있음으로써, 그 내부를 통과하는 급수 또는 배수에 의한 소음을 줄일 수 없는 또 다른 원인이 있었다.

한편, 이와 같은 원인을 해소하기 위한 방안으로 인너 중공부재의 외주연부로 소정 간격으로 이격된 아우터 중공부재가 연결부재로 연결되어진 형태를 갖는 복층 합성수지 파이프가 제안되었고, 제안된 복층 합성수지 파이프는 중간의 공간부에 의하여 인너 중공부재속을 통해 흐르는 급수 또는 배수에 의한 소음을 줄일 수 있도록 하였고, 아울러 별도의 공기 공급장치를 통해 인너 중공부재와 아우터 중공부재 사이로 제공되는 공간부에 외기가 공급되어지도록 함으로써, 대기압에 의한 국부적인 변형과 함께 냉각을 통해 경화되어진 또 다른 제품을 얻을 수 있게 되었다.

그러나 이와 같은 방법을 통하여 얻어진 복층 합성수지 파이프 역시 노즐을 통해 압출되어진 부분이 충분히 냉각되어 경화가 이루어질 수 있는 충분한 시간적 여유가 없음으로 인하여 동일한 문제점, 즉 인너 중공부재 및 아우터 중공부재의 두께가 균일치 못하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점으로 인하여 급수 또는 배수속에 포함된 이물질 특히, 모래 등이 다량 포함되어 있을 경우, 마찰로 인한 마모의 증가로 인하여 인너 중공부재가 파손되어 누수가 발생되는 또 다른 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 창출한 것으로서 압출기로 부터 압출되어지는 합성수지가 고정다이 및 회전다이를 통과하면서 나선형태를 갖는 복층 파이프로 성형되어지는 가운데 복층 파이프로 성형되어진 직 후 냉각부에 의하여 냉각되면서 신속히 경화되어지도록 함으로써, 단면이 균일한 형태를 갖는 양질의 복층 파이프를 얻을 수 있는 복층파이프 성형장치용 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 고정다이 및 회전다이를 통과하면서 압출되어지는 복층파이프가 냉각부에 의하여 경화되도록 구성된 복층 파이프 성형장치용 냉각장치에 있어서, 상기 냉각부(1)는 양단에 각각 인너 유입구(111)와 인너 유출구(112)가 형성된 인너 파이프(11)가 고정다이(2) 및 회전다이(3)의 내부를 관통하여 설치되어지도록 구성하고, 상기 인너 파이프(11)의 외주연부로 제1유로(12)가 제공되어지는 미들 파이프(13)를 설치하되, 상기 미들 파이프(13)의 양단에 각각 미들 유입구(131)와 미들 유출구(132)가 형성되어지도록 구성하고, 상기 인너 파이프(11)의 인너 유출구(112)와 미들 파이프(13)의 미들 유입구(131)에 각각 유입호스(14)와 유출호스(14')의 일측단을 결합시키고 그 타측단을 열교환 헤드(15)에 결합시켜 냉각수가 순환되어지도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 열교환 헤드(15)는 일측면이 개방된 헤드몸체(151)의 내부로 외주연부에 나선형 블레이드(152a)가 형성된 중공의 열교환부재(152)를 삽입하여 볼트(153)로 결합되어지도록 구성하되, 상기 헤드몸체(151)와 열교환부재(152) 사이에 실링(154)이 개재되어지도록 구성하고, 상기 열교환부재(152)의 내주연부로 유입호스(14)에 결합되는 유입연결구(155)와 유출호스(14')에 결합되는 유출연결구(155')가 설치됨을 특징으로 한다.

그리고 상기 미들 파이프(13)의 외주연부에 제2유로(17)가 제공되어지는 아우터 파이프(16)를 설치하되, 상기 아우터 파이프(16)의 일측에 에어 유입구(161)를 형성하며 그 타측에 에어 유출구(162)를 형성하고, 상기 에어 유출구(162)에 연장 파이프(163)를 형성하여 반원형태를 갖는 중공의 분기부재(164)가 결합되어지도록 구성하고, 상기 분기부재(164)의 개방된 부분이 인너노즐캡(31)에 형성된 에어공급홀(311)의 하부 절반을 덮듯이 설치됨을 특징으로 하는 복층파이프 성형장치용 냉각장치를 제공함에 그 목적이 달성된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 복층 파이프 성형장치용 냉각장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 압출기(5)를 통해 고정다이(2)로 유입된 액상형태의 합성수지가 원통형태로 펼쳐지도록 하고, 원통형태로 펼쳐진 합성수지는 회전다이(3)를 통과하면서 복층 형태를 갖는 파이프 형태가 유지되어지도록 하고, 회전다이(3)의 내부에서 복층 형태로 갖추어진 후 압출되어지는 복층 파이프(6)에 냉각부(1)로 부터 순환되어지는 유체에 의하여 열교환이 이루어져 냉각되어지면서 경화되도록 구성되어 있다.

여기에서, 상기 냉각부(1)는 외부로 부터 공급되어지는 유체 특히 냉각수가 열교환 헤드(15)를 통해 순환되어지도록 하여 회전다이(3)로 부터 압출된 후의 변형되기 이전에 복층 파이프를 신속하게 냉각시킬 수 있는 기능이 제공되어지도록 되어 있다.

이를 위해, 상기 냉각부(1)는 고정다이(2) 및 회전다이(3)의 내부를 관통하여 설치된 인너 파이프(11)와, 인너 파이프(11)의 외주연부에 구비된 미들 파이프(13) 및 상기 인너 파이프(11)와 미들 파이프(13)의 단부를 커버 하도록 설치된 열교환 헤드(15)로 구성되어 있다.

상기 인너 파이프(11)는 양단에 각각 인너 유입구(111)와 인너 유출구(112)가 형성된 파이프로 구비되어 있고, 설치형태에 따라 곧은 형태 또는 절곡된 여러 가지의 형태를 취할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 인너 유출구(112)에는 후술하는 열교환부재(152)의 유입연결구(155)에 결합된 유입호스(14)가 연결되어 냉각수가 용이하게 공급되어질 수 있도록 구성되어 있다.

상기 미들 파이프(13)는 인너 파이프(11)의 외주연부로 부터 소정의 간격으로 이격되어지는 제1유로(12)가 제공되어지도록 구성되어 있음으로써, 인너 파이프(11)를 통해 공급된 냉각수가 열교환 헤드(15)를 통과한 후 외부로 용이하게 배출되어지도록 구성되어 있다.

상기 미들 파이프(13)는 열교환 헤드(15)로 부터 열교환이 이루어진 냉각수가 미들 유입구(131)에 결합된 유출호스(14')를 통해 유입되어지도록 구성되어 있고, 미들 파이프(13)의 내부로 유입된 냉각수는 유로를 통해 타측에 형성된 미들 유출구(132)를 통해 유출되어지도록 구성되어 있다.

상기 열교환 헤드(15)는 헤드몸체(151) 및 열교환부재(152)로 구성된 것으로 상기 헤드몸체(151)는 일측면만이 개방된 중공의 형태를 갖도록 형성되어 미들 파이프(13)의 단부에 결합되어 있고, 미들 파이프(13)는 회전 다이(3)를 구성하는 아우터 노즐캡(32)의 중앙에 결합된 회전지지구(33)에 의하여 지지되어지도록 구성되어 있다.

또한, 헤드몸체(151)의 외주연부는 만곡형태를 갖도록 형성하여 아우터 노즐캡(32)을 통해 압출되어진 복층 파이프(6)가 용이하게 이동할 수 있도록 함과 동시에 그 일부분이 완전히 밀착되어질 수 있도록 형성되어 있다.

상기 열교환부재(152)는 중공의 형태로 그 외주연부에 나선형 블레이드(152a)가 일정한 간격을 갖도록 형성되어 있고, 헤드몸체(151)의 내부에 삽입된 상태에서는 블레이드(152a)의 내주연부가 헤드몸체(151)의 내주연부에 완전히 밀착되 어지도록 함으로써, 나선형의 유로가 제공되어짐과 동시에 헤드몸체(151)의 열이 신속하게 전도되어 냉각효율을 높일 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 열교환부재(152)는 기밀을 유지하기 위한 방안으로 헤드몸체(151)와 열교환부재(152) 사이에 실링(154)이 개재되어지도록 하고, 이들이 볼트(153)의 체결력에 의하여 결합되어지도록 구성되어 있다.

그리고 상기 열교환부재(152)의 내주연부에는 유입호스(14)에 결합되는 유입연결구(155)와 유출호스(14')에 결합되는 유출연결구(155')가 설치되어 냉각수가 유입됨과 동시에 유출되어지도록 구성되어 있다.

이와 같은 구성을 갖는 냉각장치를 이용하여 압출된 직후의 복층 파이프를 냉각시키는 방법을 설명하기에 앞서, 압출기(5)로 부터 복층 파이프(6)가 압출되어지는 과정을 살펴보면, 먼저, 압출기(6)로 부터 액상형태의 합성수지가 고정다이(2)의 내부로 유입됨과 동시에 그 압력에 의하여 원통형의 형태를 갖도록 1차성형이 이루어지고, 1차성형이 이루어진 합성수지는 계속적으로 유입되는 압력에 따라 그 앞쪽에 설치된 회전 다이(3)를 경유하는 과정에서 상하 또는 내외부로 분리된 복층의 형태 즉, 인너 중공부재와 아우터 중공부재가 성형되어지고, 복층 형태를 갖도록 유지된 인너 중공부재 및 아우터 중공부재는 다시 인너 노즐캡(31)과 아우터 노즐캡(32)을 통과하는 과정에서 이들을 서로 연결하는 연결부재가 성형되어지도록 함으로써, 경화되지 않은 복층 파이프(6)가 압출되어진다.

다음, 압출되어지는 복층 파이프(6)는 회전 다이(3)가 일정한 속도로 회전하고 있음으로 인하여 소정 각도를 갖도록 비틀어짐으로써, 나선형의 공간을 갖는 복 층 파이프(6)가 얻어진다.

다음, 나선형의 공간을 갖는 복층파이프(6)는 아우터 노즐캡(32)을 통과한 직 후 인너 중공부재의 내주연부가 헤드몸체(151)의 외주연부에 닿아 이송됨에 따라 신속하게 냉각되어짐으로써, 변형되기 이전에 경화된 제품을 얻을 수 있게 된다.

이와 같은 과정을 통해 얻어진 복층 파이프를 냉각시키는 열교환 헤드(15)로 냉각수가 순환되어지는 과정은 다음과 같다.

먼저, 미도시한 냉각수 펌프로 부터 토출된 냉각수는 인너 파이프(11)의 인너 유입구(111)를 통해 유입되어지고, 인너 파이프(11)로 유입된 냉각수는 그 단부에 설치된 인너 유출구(112)와 유입호스(14) 및 유입연결구(155)를 통하여 헤드 몸체(151)의 내부로 유입된다.

다음, 헤드 몸체(151)의 내부로 유입된 냉각수는 유출연결구(155')를 통해 유출되는 과정에서 열교환부재(152)에 형성된 블레이드(152a) 사이를 경유함에 따라 열교환이 이루어진다. 즉, 인너 중공부재의 열은 그 내주연부에 맞닿아 있는 헤드몸체(151)의 외주연부를 통해 전도되어지고, 헤드몸체(151)로 전도되어진 열은 다시 그 내주연부에 닿아 있는 블레이드(152a)를 통해 전도되는 과정에서 저온인 냉각수가 그 사이를 흐름에 따라 원활한 열교환이 이루어져 헤드몸체(151)가 항상 저온인 상태가 유지될 수 있게 된다.

다음, 유출연결구(155')로 유출된 열교환이 이루어진 냉각수는 유출호스(14') 및 미들 유입구(131)를 통해 미들 파이프(13)의 내부로 유입되어지고, 미들 파이프(13)의 내부로 유입된 냉각수는 다시 그 단부에 결합된 미들 유출구(132)를 통해 외부로 유출됨에 따라 연속적인 냉각수의 순환이 이루어져 아우터 노즐캡(32)을 통해 압출된 복층 합성수지 파이프의 내면을 신속하게 경화시켜 변형되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 복층 합성수지를 구성하는 인너 중공부재만을 냉각수를 이용하여 냉각시키도록 하였으나, 냉각의 효율을 높이기 위한 방안으로 일측에 에어 유입구(161)를 형성하며 그 타측에 에어 유출구(162)가 형성된 아우터 파이프(16)를 상기 미들 파이프(13)의 외주연부로 부터 소정 간격을 갖는 제2유로(17)가 형성되어지도록 설치하고, 상기 에어 유출구(162)에 연장 파이프(163)를 형성하여 반원형태를 갖는 중공의 분기부재(164)가 결합되어지도록 구성하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 분기부재(164)의 개방된 부분이 인너노즐캡(31)에 형성된 에어공급홀(311)의 하부 절반을 덮듯이 설치함으로써, 외부의 공기가 압출되어지는 인너 중공부재 및 아우터 중공부재 사이의 하부 즉, 복층 파이프의 절반에 해당하는 하부 공간에만 공급되어지도록 하여 냉각효율을 높여 더욱 신속한 경화가 이루어질 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 압출기로 부터 압출되어지는 합성수지가 고정다이 및 회전다이를 통과하면서 나선형태를 갖는 복층 파이프로 성형되어지는 가운데 복층 파이프로 성형되어진 직 후 냉각부에 의하여 냉각되어지면서 동시에 외부로 부터 공기가 복층 파이프 사이의 하부 공간으로 공급되어지도록 함으로써, 신속히 경화 되어지도록 하여 단면이 균일한 형태를 갖는 양질의 복층 파이프를 얻을 수 있도록 한 것이다.

Claims (3)

1. 고정다이 및 회전다이를 통과하면서 압출되어지는 복층파이프가 냉각부에 의하여 경화되도록 구성된 복층 파이프 성형장치용 냉각장치에 있어서,

   상기 냉각부(1)는 양단에 각각 인너 유입구(111)와 인너 유출구(112)가 형성된 인너 파이프(11)가 고정다이(2) 및 회전다이(3)의 내부를 관통하여 설치되어지도록 구성하고, 상기 인너 파이프(11)의 외주연부로 제1유로(12)가 제공되어지는 미들 파이프(13)를 설치하되, 상기 미들 파이프(13)의 양단에 각각 미들 유입구(131)와 미들 유출구(132)가 형성되어지도록 구성하고, 상기 인너 파이프(11)의 인너 유출구(112)와 미들 파이프(13)의 미들 유입구(131)에 각각 유입호스(14)와 유출호스(14')의 일측단을 결합시키고 그 타측단을 열교환 헤드(15)에 결합시켜 냉각수가 순환되어지도록 구성됨을 특징으로 하는 복층파이프 성형장치용 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 열교환 헤드(15)는 일측면이 개방된 헤드몸체(151)의 내부로 외주연부에 나선형 블레이드(152a)가 형성된 중공의 열교환부재(152)를 삽입하여 볼트(153)로 결합되어지도록 구성하되, 상기 헤드몸체(151)와 열교환부재(152) 사이에 실링(154)이 개재되어지도록 구성하고, 상기 열교환부재(152)의 내주연부로 유입호스(14)에 결합되는 유입연결구(155)와 유출호스(14')에 결합되는 유출연결구(155')가 설치됨을 특징으로 하는 복층파이프 성형장치용 냉각장치.
3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 미들 파이프(13)의 외주연부에 제2유로(17)가 제공되어지는 아우터 파이프(16)를 설치하되, 상기 아우터 파이프(16)의 일측에 에어 유입구(161)를 형성하며 그 타측에 에어 유출구(162)를 형성하고, 상기 에어 유출구(162)에 연장 파이프(163)를 형성하여 반원형태를 갖는 중공의 분기부재(164)가 결합되어지도록 구성하고, 상기 분기부재(164)의 개방된 부분이 인너노즐캡(31)에 형성된 에어공급홀(311)의 하부 절반을 덮듯이 설치됨을 특징으로 하는 복층파이프 성형장치용 냉각장치.

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