KR100775978B1 - 촉매 제조용 압출성형기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 촉매 제조용 압출성형기에 관한 것이다.

본 발명은, 스크류가 수평방향으로 회전가능하게 구비되는 케이스의 일측 입구에는 원료 투입을 위한 호퍼가 구비되고 그 타측 출구에는 압출구가 형성된 몰드가 결합 구비되는 촉매 제조용 압출성형기에 있어서, 상기 출구측의 상기 케이스 내부의 빈공간부에 연통되도록 구비되어 액상상태의 파라핀계 탄화수소가 주입되는 주입구와, 상기 몰드의 압출구 및 이에 근접하는 상기 케이스의 내부를 가열하여 내부에 충진된 상기 파라핀계 탄화수소를 액상으로 변환시키기 위해 구비되는 몰드가열수단을 포함한다.

따라서, 파라핀계 탄화수소를 이용하여 내부에 잔류하는 원료가 응고되는 것을 근본적으로 방지하게 되므로, 장시간 소요되는 별도의 청소작업이 불필요하게 되어 편리성과 생산성을 향상시키며, 또한 차기 압출작업의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

압출, 압출기, 스크류, 촉매, 응고, 파라핀계 탄화수소

Description

촉매 제조용 압출성형기{EXTRUDER FOR MANUFACTURING CATALYST}

도 1은 본 발명에 따른 촉매 제조용 압출성형기의 요부를 보여주는 개략도,

도 2는 도 1의 몰드 부분을 보여주는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

102 : 스크류 104 : 케이스

104a : 플랜지부 106 : 몰드

106a : 압출구 108 : 주입구

110 : 공급관 112 : 공급펌프

114, 116 : 제1온도측정수단 118 : 저장조

120 : 몰드가열수단 122 : 보호관

124 : 제2온도측정수단 126 : 제어수단

본 발명은 촉매 제조용 압출성형기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 특유의 열적, 화학적성질을 가지고 있는 파라핀계 탄화수소를 이용하여 선행 압출작업의 종료에 따라 필연적으로 내부에 원료가 잔류되어 응고되는 것을 근본적으로 방 지시킬 수 있는 촉매 제조용 압출성형기에 관한 것이다.

일반적으로, 압출성형은 원료를 일측의 호퍼(hopper)를 통해 투입하여 스크류(screw) 회전에 의해 압착시켜 타측의 몰드(mold)(즉, 다이(die) 또는 금형)측으로 밀어내어 몰드를 통해 배출되는 과정에서 일정한 형태의 성형품이 제조되게 되고, 이 성형품을 냉각, 고화시켜 연속적으로 제품을 생산하게 되는 가공법을 말한다.

이러한 압출성형을 실시하는 압출성형기는 통상적으로 스크류가 수평방향으로 케이스내에 회전가능하게 구비되고, 이 스크류의 전방측에 형성되는 입구측에는 원료 투입을 위한 호퍼가 구비되며, 스크류의 후방측에 형성되는 출구측에는 일정한 형태의 성형품을 형성하기 위한 압출구가 형성된 몰드가 결합 구비되게 된다.

따라서, 호퍼를 통해 원료가 투입되면, 투입된 원료는 스크류의 회전에 따른 가압력에 의해 몰드쪽으로 이동되어 몰드에 형성된 압출구를 통과하면서 일정한 형태의 성형체로 성형되게 되며, 이후 건조, 절단과 같은 후속공정을 거치게 된다.

최근에는, 이상과 같은 압출성형을 통해 하니컴(honeycomb) 또는 그래뉼(granular) 형상의 다양한 산업용 촉매를 제조하기도 하며, 그 제조에 있어서 원료로는 바인더(binder)와 같은 첨가물이 일부 혼합된 파우더(powder) 형태의 무기재료가 이용되게 되며, 원료는 반죽된 상태로 투입되게 된다.

대부분, 상업용 촉매는 대단위 연속공정으로 생산되게 되나, 생산되는 촉매의 물성을 미리 파악하기 위해 소량으로 생산하는 경우에는 작업이 단속적으로 이루어질 수 밖에 없다.

따라서, 특히 소량생산의 경우에는 선행 압출작업이 종료된 후, 장시간 압출성형기를 작동하지 않을 경우, 필연적으로 스크류 후방측의 케이스 내부와 몰드의 압출구내에 잔류하게 되는 원료가 응고되어 폐쇄시키게 됨으로써, 다음에 제품을 생산할 수 없는 상태로 만들게 되므로, 차기 압출작업전에는 반드시 장치를 해체하여 응고물을 제거하는 청소작업을 수작업으로 해주어야만 하므로, 매우 번거롭고 장시간 소요됨에 따라 생산성을 저하시키게 되는 문제점이 발생되고 있다.

특히, 하니컴 형상의 촉매를 제조하기 위한 몰드의 압출구는 격자형태를 이루도록 다수개의 반복된 미세공으로 이루어져 있으므로, 더더욱 청소작업이 난이하고 소요시간이 길며, 완벽한 청소도 불가능하여 응고물이 일부 잔류되게 됨으로써 차기 압출작업에서 이물질로 작용하여 품질을 저하시키고 불량율을 증가시키게 되는 문제점도 발생되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 40~50℃ 정도의 상대적으로 저온에서 쉽게 고액 변환될 수 있는 파라핀계 탄화수소를 이용하여 내부에서 원료의 응고현상이 발생되는 것을 근본적으로 방지시킬 수 있는 촉매 제조용 압출성형기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스크류가 수평방향으로 회전가능하게 구비되는 케이스의 일측 입구에는 원료 투입을 위한 호퍼가 구비되고 그 타측 출구에는 압출구가 형성된 몰드가 결합 구비되는 촉매 제조용 압출성형기에 있어서, 상기 출구측의 상기 케이스 내부의 빈공간부에 연통되도록 구비되어 액상상태의 파라핀계 탄화수소가 주입되는 주입구와, 상기 몰드의 압출구 및 이에 근접하는 상기 케이스의 내부를 가열하여 내부에 충진된 상기 파라핀계 탄화수소를 액상으로 변환시키기 위해 구비되는 몰드가열수단을 포함하는 촉매 제조용 압출성형기를 제공한다.

본 발명의 상기 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 아래에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 촉매 제조용 압출성형기의 요부를 보여주는 개략도이고, 도 2는 그 몰드 부분을 보여주는 도면이다.

압출성형기는 스크류(102)가 수평방향으로 케이스(104)내에 회전가능하게 구비되고, 케이스(104)의 일측에 형성되는 입구측에는 원료 투입을 위한 호퍼(미도시)가 구비되며, 케이스(104)의 타측에 형성되는 출구측에는 일정한 형태의 성형품을 형성하기 위한 압출구(106a)가 형성된 몰드(106)가 결합 구비되게 된다.

물론, 스크류(102)에 회전력을 부여하기 위한 회전구동수단(미도시)이 또한 적절히 구비되며, 전술한 몰드(106)는 케이스(104)의 출구에 형성되는 플랜지부(104a)에 대해 밀착되도록 착탈식으로 결합되게 된다.

따라서, 호퍼를 통해 원료가 투입되면, 투입된 원료는 스크류(102)의 회전에 따른 가압력에 의해 몰드(106)쪽으로 이동하여 몰드(106)에 형성된 압출구(106a)를 통과하면서 일정한 형태의 성형체로 성형되게 되며, 이후 건조, 절단과 같은 후속공정을 거치게 된다.

그러나, 선행 압출작업이 모두 종료됨에 따라 필연적으로 출구측의 케이스(104) 내부와 몰드(106)의 압출구(106a)내에는 선행 압출작업의 원료가 일부 잔류하게 되며, 따라서 이후 압출성형기를 작동하지 않을 경우, 원료가 해당 부분에서 응고되어 해당 부분을 폐쇄시키게 됨으로써 차기 압출작업이 불가능하게 만들게 되므로, 차기 압출작업전에 장치를 해체하여 해당 응고물을 제거하는 청소를 수작업으로 실시하게 되나 몰드(106)의 압출구(106a) 부분은 다수의 미세공으로 이루어져 있어 그 청소가 매우 난이하고 완벽한 청소도 불가능한 문제점이 발생되게 된다.

따라서, 본 발명에서는 40~50℃ 정도의 상대적으로 저온에서 쉽게 고액 변환될 수 있고 상대물을 오염시키지 않는 특유의 열적, 화학적성질을 가지고 있는 파라핀계 탄화수소를 이용하여 내부에서 원료의 응고현상이 근본적으로 발생되지 못하도록 하게 되며, 이를 위해 선행 압출작업의 종료후에는 즉시 파라핀계 탄화수소를 몰드(106) 부위에 공급하고, 차기 압출작업전에 충진된 해당 파라핀계 탄화수소를 배출시켜 제거하게 된다.

이와 관련하여, 출구측의 케이스(104) 내부의 빈공간부에 연통되도록 케이스(104)에는 액상상태의 파라핀계 탄화수소를 주입하여 공급하기 위한 주입구(108)가 형성되게 되며, 이 주입구(108)는 공급관(110)을 통해 공급될 파라핀계 탄화수소가 미리 저장되어 있는 저장조(118)와 연통되도록 연결되게 된다.

여기서, 저장조(118)에는 고체상태의 파라핀계 탄화수소가 저장되며, 이 저장조(118)에는 미도시하였으나 파라핀계 탄화수소의 공급시점에서 저장된 파라핀계 탄화수소를 가열하여 액상으로 만들기 위해 그 외측을 가열하도록 구비될 수 있는 열선 또는 열선밴드와 같은 저장조가열수단과, 가열에 따라 액상으로 변환된 파라핀계 탄화수소가 바로 굳지 않도록 계속적으로 교반시키기 위한 교반수단이 적절히 구비될 수 있다.

그리고, 주입구(108)와 저장조(118)간을 연결하는 공급관(110)상에는 저장조(118)내의 액상상태의 파라핀계 탄화수소를 주입구(108)쪽으로 공급하기 위한 이송력을 제공하는 공급펌프(112)가 구비되며, 공급관(110)상에는 공급도중에 파라핀계 탄화수소가 냉각되어 고상화되지 않도록 가열하기 위한 공급관가열수단(미도시)이 적절히 구비되게 되고, 공급관(110)과 주입구(108)측에는 공급되는 파라핀계 탄화수소의 온도를 측정하여 후술하는 제어수단(126)측으로 전송하기 위한 온도센서와 같은 제1온도측정수단(114, 116)이 적어도 하나 이상 적절히 구비될 수 있다.

나아가, 몰드(106) 부분에는 그 압출구(106a) 및 근접하는 케이스(104)의 내부를 가열하여 내부에 충진된 파라핀계 탄화수소를 액상으로 변환시키기 위한 열선과 같은 몰드가열수단(120)이 압출구(106a)의 가장자리 부분 등에 집중적으로 위치되도록 보호관(122) 등을 통해 몰드(106)를 일부 관통하도록 외부로부터 삽입되어 구비되게 되며, 또한 몰드가열수단(120)의 발열온도를 측정하여 후술하는 제어수단(126)측으로 전송하기 위한 온도센서와 같은 제2온도측정수단(124)이 적절히 구비 되게 된다.

여기서, 몰드가열수단(120)은 몰드(106)에 근접하는 케이스(104)의 내부까지 충분히 가열할 수 있는 상대적으로 높은 온도로 발열되어야 함은 물론이다.

덧붙여, 전체적인 작동제어를 위해 제어수단(126)이 구비되며, 특히 제어수단(126)은 전술한 온도측정수단(114, 116, 124)으로부터의 측정값에 따라 가열수단들(120)의 작동을 적절히 제어하게 된다.

이상과 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 촉매 제조용 압출성형기의 작용에 대하여 이하 설명한다.

선행 압출작업이 종료되어 스크류(102)의 회전이 멈추게 되면, 즉시 저장조(118)가 그 저장조가열수단에 의해 가열되어 내부에 저장된 고체상태의 파라핀계 탄화수소가 녹아서 액상으로 변환되게 되며, 이어서 공급관(110)상의 공급펌프(112)가 구동되어 저장조(118)내의 액상상태의 파라핀계 탄화수소를 공급관(110)을 통해 주입구(108)측으로 공급하게 되고, 이때 공급관(110)을 통한 공급도중에 액상의 파라핀계 탄화수소가 냉각되어 응고되지 않도록 공급관가열수단에 의해 공급관(110)은 일정온도 범위로 계속적으로 가열되게 된다.

즉, 제어수단(126)에 미리 적정온도를 설정해 놓으면, 제어수단(126)은 공급관(110) 및 주입구(108)의 온도를 측정하는 제1온도측정수단(114, 116)으로부터의 측정값에 기초하여 공급관가열수단의 작동을 제어하여 공급관(110)이 해당하는 설정온도 범위로 유지되도록 제어하게 된다.

이어서, 공급되는 파라핀계 탄화수소는 주입구(108)를 통해 출구측의 케이스(104) 내부로 유입되면서, 선행 압출작업의 종료에 따라 해당 내부공간부에 잔류하고 있던 원료를 가압하게 되며, 이때 잔류된 원료는 아직 미응고 상태이므로 유입되는 파라핀계 탄화수소에 밀려 개방된 몰드(106)의 압출구(106a)를 통해 배출되게 되고, 잔류 원료의 배출이 완료되어 몰드(106)의 압출구(106a)를 통해 파라핀계 탄화수소의 배출이 확인되는 시점에서 작업자는 제어수단(126)을 통해 공급펌프(112)의 구동이 정지되도록 하여 더 이상 파라핀계 탄화수소가 주입되지 않도록 하며, 또한 저장조(118) 및 공급관(110)의 가열도 정지되도록 하게 된다.

이로써, 몰드(106)의 압출구(106a) 및 근접하는 케이스(104) 내부는 파라핀계 탄화수소가 충진된 상태로 있게 되며, 이와 같은 작업이 종료된 후, 압출성형기는 차기 압출작업전까지 미작동상태에 있게 되고, 이에 따라 충진된 파라핀계 탄화수소는 냉각되어 응고되게 된다.

그후, 필요시점에서 다시 압출성형기를 구동하여 새로운 차기 압출작업을 실시하고자 하는 경우에는 먼저 충진된 파라핀계 탄화수소를 배출하여 제거하게 되며, 이를 위해 우선 제어수단(126)에 의해 몰드가열수단(120)이 설정온도 범위로 발열되어 충진된 파라핀계 탄화수소를 액상상태로 만들게 된다.

따라서, 점차 녹게 되는 파라핀계 탄화수소는 몰드(106)의 압출구(106a)를 통해 외부로 흘러 내리기 시작하며, 수분 후에 원료 투입 및 스크류(102) 회전에 의해 새로운 압출작업을 잠시 실시하게 되면, 원료가 몰드(106)측으로 이송되면서 액상상태의 파라핀계 탄화수소를 밀어서 완전히 배출시키게 되고, 이후 몰드(106)의 압출구(106a)를 통해 원료만이 배출되는 것이 확인되는 시점에서 원료 투입 및 스크류(102) 회전을 멈추게 하고, 또한 몰드가열수단(120)을 정지시키게 된다.

이로써, 내부에 충진되어 있던 파라핀계 탄화수소는 완전히 배출되어 제거되게 되며, 이후 새로운 압출작업을 연이어서 실시하면 되게 된다.

요약하면, 본 발명에서는 선행 압출작업에 따라 몰드(106) 부위에 잔류하는 원료를 그 응고전에 액상의 파라핀계 탄화수소를 공급하여 밀어서 완전히 배출시키게 되며, 공급된 파라핀계 탄화수소는 추후 차기 압출작업전에 녹여서 차기 압출작업의 원료로 밀어서 배출시키게 되므로, 그 결과 몰드(106) 주위에 잔류 응고물이 완전히 제거되게 되는 것이다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명의 당업자는 본 발명의 요지를 변경시킴이 없이 본 발명에 대한 수정과 변경을 가할 수 있음을 인지해야 한다.

본 발명에 따르면, 파라핀계 탄화수소를 이용하여 내부에 잔류하는 원료가 응고되는 것을 근본적으로 방지하게 되므로, 장시간 소요되는 별도의 청소작업이 불필요하게 되어 편리성과 생산성을 향상시키며, 또한 차기 압출작업의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 달성될 수 있다.

Claims (3)

1. 스크류가 수평방향으로 회전가능하게 구비되는 케이스의 일측 입구에는 원료 투입을 위한 호퍼가 구비되고 그 타측 출구에는 압출구가 형성된 몰드가 결합 구비되는 촉매 제조용 압출성형기에 있어서,

   상기 출구측의 상기 케이스 내부의 빈공간부에 연통되도록 구비되어 액상상태의 파라핀계 탄화수소가 주입되는 주입구와,

   상기 몰드의 압출구 및 이에 근접하는 상기 케이스의 내부를 가열하여 내부에 충진된 상기 파라핀계 탄화수소를 액상으로 변환시키기 위해 구비되는 몰드가열수단을 포함하는 촉매 제조용 압출성형기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주입구를 통해 주입될 상기 파라핀계 탄화수소를 저장하는 저장조와,

   상기 저장조와 상기 주입구 사이를 연통되도록 연결하는 공급관과,

   상기 공급관상에 구비되어 공급되는 상기 파라핀계 탄화수소에 이송력을 제공하는 공급펌프와,

   공급시점에서 상기 저장조를 가열하여 내부에 저장된 상기 파라핀계 탄화수소를 액상으로 만드는 저장조가열수단과,

   공급시점에서 상기 공급관을 가열하여 공급되는 상기 파라핀계 탄화수소가 냉각되어 고화되는 것을 방지시키기 위해 구비되는 공급관가열수단을 더 포함하는 촉매 제조용 압출성형기.
3. 스크류가 수평방향으로 회전가능하게 구비되는 케이스의 일측 입구에는 원료 투입을 위한 호퍼가 구비되고 그 타측 출구에는 압출구가 형성된 몰드가 결합 구비되는 압출성형기를 이용한 촉매 제조용 압출성형 방법에 있어서,

   선행 압출작업이 종료되어 필연적으로 상기 출구측의 상기 케이스 내부의 빈공간부 및 상기 몰드의 상기 압출구내에 원료가 잔류되는 단계와,

   상기 출구측의 상기 케이스 내부로 액상상태의 파라핀계 탄화수소를 주입하여 잔류된 상기 원료가 상기 압출구를 통해 배출되도록 하는 단계와,

   차기 압출작업전에 상기 케이스 내부 및 상기 몰드의 상기 압출구내에 충진되어 있는 상기 파라핀계 탄화수소를 가열하여 액상상태로 만드는 단계와,

   상기 스크류를 회전가동하여 차기 압출작업을 위한 원료를 이송하여 충진된 액상상태의 상기 파라핀계 탄화수소를 밀어서 상기 압출구를 통해 배출되도록 하는 단계를 포함하는 촉매 제조용 압출성형 방법.

Images