KR100898998B1 - 진공 드라이어 - Google Patents

Abstract

과립 또는 분말 재료를 위한 저압 드라이어(10)는 재료가열위치(100), 진공건조위치(102) 및 재료저장방출위치(104) 사이에서 연속적으로 공통의 수직 축선을 중심으로 회전가능한 복수의 캐니스터(12); 상기 가열위치, 진공건조위치 및 저장방출위치 사이에어 상기 축선을 중심으로 캐니스터(12)를 회전시키기 위한 공압식 피스톤-실린더 수단(34,36,38); 상기 가열위치(100)의 캐니스터(12)의 내용물을 가열하는 수단(82); 상기 진공건조위치(102)에서 캐니스터(12) 내부를 밀봉하는 수단(40,42)과 상기 캐니스터 내부에 진공을 조성하는 수단 및 상기 방출위치(104)에서 캐니스터(12)로부터 건조된 과립 또는 분말 재료가 선택적으로 하향하여 흐르도록 하기 위한 수단을 포함하며, 상기 캐니스터들은 서로 집합적이고 일체화되어 이동한다.

Description

진공 드라이어{VACUUM DRYER}

본 발명은 바람직하게는 압출(extrusion) 또는 몰딩(molding)에 의하여 중간 또는 완성된 제품으로 처리하기에 앞서 과립 또는 분말 재료, 바람직하게는 과립 수지 재료(granular resin material)를 건조시키는 것에 관한 것이다.

플라스틱 수지는 초기에는 과립 재료이고 팰릿(pellet)으로 생산된다. 이들 팰릿은 펠릿이 용융된 다음 필요한 형상으로 몰딩되거나 압출될 수 있는 몰딩, 압출 등의 수단에 의하여 완성 또는 반완성된 제품으로 처리된다. 통상적으로 과립 수지는 예를 들어 물의 끓는점을 꽤 상회하는 300℉-400℉의 상승된 온도에서 용융된다.

많은 과립 재료들은 습기에 대한 친화력을 갖는다. 이들 흡습(hydroscopic) 수지들은 수분을 흡수하여 건조될때까지는 몰딩 또는 압출에 의하여 적절히 처리될 수 없다. 과립 재료가 건조되기 이전에 처리된다면, 몰딩 또는 압출 공정의 높은 온도나 그에 접근한 온도에서 플라스틱으로 처리되는 수지내의 수분이 끓게 되어 완성된 제품내에 기포나 여타 결함들을 남긴다. 따라서, 흡습 과립 수지는 몰딩 또는 압출 이전에 건조되어야만 한다.

일부 과립 수지 재료들은 습기를 머금기 매우 쉽고 과립 수지 재료에 의한 빠른 수분 재흡수로 인해 드라이어를 나온 후 10분도 채 안되어 처리가 불가능해진다.

과립 수지 재료 팰릿을 1 또는 2인치 깊이의 얕은 대형 트레이 위에 올리고 상기 트레이를 몇 시간동안 오븐속에 집어넣어 건조시키는 방법이 공지되어 있다. 과립 수지 재료를 건조시키는 이러한 접근법에 의하면, 많은 과립 수지 재료들은 200-210℉에서 연화되기 시작하기 때문에 최대 150-180℉을 넘지 않는 건조 온도가 이용될 수 있다.

건조 공정 동안, 과립 수지 재료는 그것을 처리할 수 없게 되기 때문에 연화되어서는 안된다. 일단 과립 수지 재료가 연화되기 시작하면, 물의 끓는점을 상회하는 온도에서, 과립 수지 재료 팰릿은 한 무더기로 서로 들러붙거나 심지어 고체 플라스틱의 쓸모없는 덩어리로 녹아버려, 수지 재료를 유용한 품목으로 더이상 처리할 수 없게 된다. 과립 수지 재료를 사용하기 위해 건조제(desiccant) 드라이어 공지되어 있다. 통상적으로, 건조제 드라이어는 과립 수지 재료와 밀착하여 배치되는 건조재(desiccant material)의 트레이를 채용하고 있다. 건조재는 과립 수지 재료로부터 수분을 빨아들여 몰딩 또는 압출을 위해 준비된 재료로 건조시킨다. 건조제 드라이어는 주된 단점, 즉 긴 설정 시간 및 느린 건조 시간을 갖는다. 또한, 일부 건조제 드라이어는 건조된 과립 재료가 건조된 후 상기 과립 재료가 몰딩 또는 압출에 의하여 처리되기 이전에 공기에 노출되도록 한다. 주변공기에 다시 노출되는 상기 시간동안, 상기 과립 재료는 주변공기로부터 수분을 흡수하여, 상기 과립 재료가 다시 건조되어야 함으로 실질적으로 경제적인 비용의 불이익이나 시간의 손 실이 야기된다.

미국특허 6,154,980은 건조공정을 가속화시킨 방법 및 장치를 제공하여 이미 공지된 건조제 드라이어 기술을 근본적으로 탈피하여 본질적인 발전상을 보여주고 있으며, 이전에 알려졌거나 달성될 수 있는 것보다 저비용으로 건조된 과립 수지 재료의 보다 많은 스루풋을 제공한다.

본 발명의 특징들 중 하나에 있어서, 본 발명은, 드라이어가 바람직하게는 샤프트에 의하여 형성되는 수직방향 축선을 중심으로 하여 회전되는 캐러셀(carousel)상에 등각으로 위치하는, 바람직하게는 수직방향으로 배향되고, 개방형인(open-ended) 복수의 원통형 캐니스터를 포함하여, 상기 캐니스터가 적어도 재료가열 및 진공건조위치들 사이에서 연속적이고 일체로 이동가능해 따뜻하게 가열된 공기를 사용하여 건조된 과립 수지 재료를 저장 및 이송시키며 그렇지 않을 경우엔 추가분의 재료를 건조시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공함으로써, 미국특허 6,154,980에 일반적으로 개시된 바와 같은 과립 또는 분말 재료 건조장치에서 보다 더욱 발전된 모습을 제공한다. 운반 매질로서 상기 공기를 사용하면, 건조한 과립 재료에 의한 수분흡수를 최소화 하여, 고성능 과립 수지 제품이 몰딩 또는 압출될 때에 보다 높은 품질의 결과를 가져와 이전에 알려진 것보다 불량품이 적어진다.

드라이어는 가열위치의 캐니스터 또는 건조된 과립 재료의 공압식(pneumatic) 이송을 위한 과립 재료 이송장치 중 어느 하나에 선택적으로 따뜻하게 가열된 공기를 보내는 매니폴드 및 몰딩 또는 압출 이전의 저장 리셉터클을 포함하는 것이 바람직하다.

드라이어는, 축선으로부터 반경방향으로 변위되어 수직방향으로 연장되는 핀, 판의 중앙에 근접한 핀을 회전가능하게 수용하는 바람직하게는 삼각형인 수평판, 상기 샤프트와 상기 판을 피봇가능하게 연결시키는 수평 링크 및 상기 샤프트에 대해 상기 판을 순차적으로 이동시켜 상기 샤프트를 회전시키는 판에 등각으로 작동가능하게 연결되는 바람직한 복수의 공압식 피스톤-실린더 조합체를 더 포함함으로써 적어도 가열위치 및 진공건조위치 사이에서 캐니스터를 이동시킨다.

또한, 드라이어는 진공건조위치에서 바람직한 원통형 캐니스터를 밀봉하기 위한 공압식 피스톤-실린더로 작동되는 수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또 따른 형태에 있어서, 본 발명은 미국특허 6,154,980에 광의적으로 개시된 형태의 진공 과립 수지 또는 분말 재료 드라이어에 사용하기 위한 개선되고 수동으로 제거가능한 캐니스터를 제공하며, 여기서 상기 캐니스터는 개방 단부를 갖는 바람직하게는 수직방향으로 배향된 바람직하게는 원통형인 단일 벽 쉘를 포함하고, 상기 캐니스터는 그에 대하여 상부 및 저부판을 선택적으로 접촉시킴으로써 밀봉식으로 폐쇄되도록 되어 있어 원할 경우 캐니스터내에 진공이 조성되도록 한다. 상기 캐니스터는 원통형 캐니스터 내부에 있으며 쉘 저부와 근접하여 배치되는 구멍이 난 퍼널(funnel)을 더 포함하는 것이 바람직하다.

상부 및 저부 판은 캐니스터의 원통형 쉘을 선택적으로 밀봉하여 진공건조위치에서 상기 캐니스터 내부에 진공이 조성되도록 하는 것이 바람직하다. 공압식 피스톤-실린더 수단은 바람직하게는 상부 및 저부판을 캐니스터의 쉘과 밀봉접촉시키 기 위하여 제공된다.

캐니스터는, 바람직하게는 그것이 저장위치(inventory position)에 있을 때 그 안에 저장되는 과립 또는 분말 재료를 선택적으로 분배하기에 적합한 것이 바람직하다. 상기 저장위치는 진공건조위치와 상이한 것이 바람직하며, 그로부터 떨어져 있다. 저장위치는 진공건조위치 및 재료가열위치와는 상이하며 그로부터 떨어져 있는 한편, 별개(또는 제3)의 재료저장처리위치와는 대비되는 가열위치 및/또는 진공건조위치에서 캐니스터로 입출되는 하향 흐름에 의한 각 경우에 있어 저장기능, 즉 캐니스터를 충전시키고 비우는 기능을 수행하는 것이 본 발명의 범위안에 속한다.

또한, 캐니스터는 그것을 통한 최대의 하향 흐름을 제공하기 위하여 캐니스터의 저부 위치로 개방된 중앙 밸브 부재를 이동시켜 하향 가동 로드에 의한 최상부에 장착되는 공압식 피스톤-실린더 조합체의 접촉시에 재료분배를 실행하도록 되어 있는 것이 바람직하다. 개방시에, 상기 밸브는 캐니스터로부터 재료의 비교적 지체없고 자유로운 하향 흐름이 이루어지도록 한다.

또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 상기 재료를 혼합, 몰딩, 압출 또는 여타의 처리를 위해 연속적으로 뱃치(batch)의 건조 과립 또는 분말 재료를 준비하기 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 바람직하게는 캐니스터의 원통형 쉘의 저부에서 캐니스터내로 가열된 공기를 도입시킴으로써, 가장 바람직하게는 가열위치에 있는 동안 캐니스터의 축선방향 길이를 따른 적어도 일부의 경로에 이어진 축선방향으로 연장되는 튜브를 통해 캐니 스터의 중앙부로 가열된 공기를 도입시킴으로써, 캐니스터의 수직방향으로 배향된 원통형 쉘로 과립 또는 분말 재료를 공급하는 단계 및 캐니스터내의 재료를 가열하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방법은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 수직방향으로 배향된 캐니스터가 캐니스터 주변부의 바깥쪽으로 치우친 수직방향 축선을 중심으로 하는 원호를 거쳐 진공건조위치로 이동시키는 단계 및 상기 위치에서의 캐니스터의 개방 단부를 밀봉시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방법은 캐니스터내의 가열된 재료로부터 원하는 건조도까지 수분을 증발시키기에 충분한 시간동안 밀봉된 캐니스터 내부에 미리선정된 레벨의 진공을 조성하는 단계 및 진공하에서 캐니스터내의 건조 재료로 가열된 공기의 1이상의 분사(shot)을 공급하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 방법은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 캐니스터를 저장위치로 보내는 단계, 그 후 캐니스터 위에 배치된 공압식 피스톤-실린더 조합체의 작동에 반응하여 캐니스터 저부에 있는 밸브를 개방시킴으로써 캐니스터로부터 건조된 재료를 방출하는 단계, 그 다음 가열위치에서 후속되는 뱃치의 캐니스터내의 재료를 가열하기 위하여 따뜻하게 가열된 이용가능한 공기를 사용하여 건조된 재료를 몰딩 또는 압출 이전에 임시 저장용 리셉터클(receptacle)로 이송시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는, 이송을 위하여 따뜻하게 가열된 공기를 사용하면, 상기 재료가 상기 이송중에 주변공기에 실질적으로 노출되지 않는다.

또한 상기 방법은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 원호를 거쳐 캐니스터를 이동시키는 단계 및, 재료를 캐니스터로 공급하는 단계, 캐니스터의 단부, 또한 바람직하게는 캐니스터내의 재료를 통해 연장되는 튜브를 거쳐 재료 가운데로 가열된 공기를 도입시켜 캐니스터내의 재료를 가열하는 단계, 캐니스터를 진공조성위치로 이동시키는 단계, 충분한 레벨의 진공을 조성하는 단계 및 캐니스터내의 재료로부터 수분을 증발시키기 위하여 캐니스터 내부에 계속해서 진공이 조성되는 동안 바람직하게는 건조시간의 종료에 근접할 때까지 캐니스터내의 건조시키는 재료로 가열된 공기의 1회이상의 분사 또는 분출(blast)을 가하는 단계, 그 다음 캐니스터를 재료저장처리위치로 이동시키는 단계, 그 다음 재료가열위치의 캐니스터내로 도입될 수도 있는 따뜻하게 가열된 공기를 사용하여 진공건조위치에 있는 동안 캐니스터내에서 건조된 후 재료저장처리위치의 캐니스터로부터 방출된 재료를 중간 리셉터클로 이송하는 단계, 이송을 위하여 상기 따뜻하게 가열된 공기를 사용하는 단계를 연속적으로 반복하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하며, 상기 재료는 몰딩 또는 압출될때까지 임시로 리셉터클안에 보관된다.

가장 바람직하게는, 가열된 공기가 캐니스터를 통해, 그리고 그에 따라 가열위치의 과립 재료를 통해 축선 및 반경방향 모두로 이동된다. 이는, 과립 재료를 지나 동시에 두방향으로 이동하는 공기를 이용하는 매우 효율적인 2방향 가열을 제공한다.

또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 과도하게 습기가 있는 재료의 공급부로부터 가공을 위하여 건조된 과립 수지 재료를 연속적으로 공급하는 방법을 제공하되, 상기 방법은 습기가 있는 과립 수지 재료의 할당량을 미리 선택된 레벨의 진공에서 상기 과립 수지 재료로부터 수분을 증발시키는 미리 선택된 온도로 가열하는 단계, 상기 수분이 재료로부터 증발되어 과립 수지 재료가 미리선정된 건조도를 얻을 수 있는 거의 충분한 시간동안 상기 선택된 온도로 가열된 과립 수지 재료의 제2할당량에 걸쳐 미리선정된 진공을 조성하는 한편 가열된 건조 공기를 건조 사이클의 종료시나 그에 근접한 시간까지 상기 건조 재료로 공급하여 보다 나은 건조도를 얻는 단계 및 바람직하게는 재료가열위치의 수지 재료의 후속하는 할당량을 가열하는데 이용될 수도 있는 방향전환된 따뜻한 가열 공기를 공압식으로 사용하여, 상기 선택된 온도로 가열된 후에 미리선정된 레벨의 진공내에서 증발시켜 미리선정된 건조도로 건조된 과립 수지 재료의 제3할당량을 재료저장처리위치로부터 과립 수지 재료 처리기구로 공급하는 단계 및 각각의 할당량을 다음에 연속하는 할당량으로 순차적이고 반복적으로 대체시키는 단계를 실질적으로 동시에 수행하는 것을 포함하는 것이 바람직하다.

또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 몰딩 또는 압출 이전에 과립 또는 분말 재료 건조용 장치를 제공하되, 상기 장치는 제1재료 처리챔버, 제2재료 처리챔버, 건조될 재료를 건조된 재료가 가장 최근에 비워진 상기 제1 및 제2처리챔버 중 하나로 선택가능하게 공급하는 매니폴드 수단, 건조될 필요가 있는 재료가 도입된 상기 제1 및 제2 처리챔버 중 선택된 하나내의 재료를 가열하는 수단, 바람직하게는 내부에 가장 최근에 가열된 재료를 갖는 상기 제1 및 제2 처리챔버 중 선택된 하나내의 재료에 걸쳐 진공을 조성하는 수단 및 바람직하게는 내부에 가장 최근에 건조 된 재료를 갖는 상기 챔버로부터 재료를 빼내는 수단을 포함한다.

또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 몰딩 또는 압출 이전에 과립 또는 분말 재료를 건조하는 방법을 제공하되, 상기 방법은, 재료의 제1부분을 제1처리챔버로 공급하는 단계, 제1처리챔버내의 재료를 미리선정된 온도로 가열하는 단계, 제1처리챔버내의 재료에 걸쳐 진공을 조성하는 단계, 재료의 제2부분을 제2처리챔버로 공급하는 단계, 재료의 제1할당량에 진공이 조성되는 동안 제2처리챔버내의 재료를 가열하는 단계, 몰딩 또는 압출을 위해 필요할 경우 제1처리챔버로부터 재료를 빼내는 단계 및 제2처리챔버내의 가열된 재료에 걸쳐 진공을 조성하는 단계를 포함시킴으로써 상기 재료로부터 수분을 빼내고 몰딩 또는 압출을 위하여 재료를 준비한다.

또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 과립 또는 분말 재료를 위한 진공 드라이어를 제공하되, 상기 드라이어는 프레임, 프레임에 의하여 지지되고 액세스(access) 도어를 포함하는 캐비넷, 캐비넷내의 프레임에 의하여 운반되며 적어도 재료가열위치 및 진공건조위치 사이에서 연속하여 동시에 이동가능한 복수의 캐니스터 및 도어가 개방되어 때를 감지하고 그에 반응하여 캐니스터를 이동시킬 수 없도록 하는 수단을 포함한다.

또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 과립 또는 분말 재료용 드라이어를 제공하되, 상기 드라이어는 프레임, 프레임에 의하여 운반되고 적어도 재료가열위치 및 진공건조위치 사이에서 연속하여 동시에 이동가능한 복수의 캐니스터, 재료가열위치 위의 프레임에 의하여 지지되는 재료 유지 및 충전 호퍼, 상기 재료 유지 및 충 전 호퍼로부터 가열위치의 캐니스터로 재료가 하향하여 흐르도록 하기 위한 상기 재료 유지 및 충전 호퍼와 재료가열위치 사이의 밸브 및 재료가열위치에서 캐니스터의 존재를 감지하고 캐니스터 부재시에 밸브가 개방될 수 없도록 하는 수단을 포함한다.

또 다른 형태에 있어서, 본 발명은 과도하게 수분이 존재하는 재료의 공급부로부터 가공을 위해 건조된 과립 수지 재료의 공급을 위한 방법을 제공하되, 상기 방법은, 수분이 미리선정된 레벨의 진공에서 증발되는 온도로 상기 수분이 있는 재료의 할당량을 가열하는 단계, 재료로부터 수분이 증발되도록 하여 재료의 제2할당량이 미리선정된 건조도에 도달하기에 충분한 시간동안 특정 온도로 가열된 상기 재료의 제2할당량에 결쳐 미리선정된 레벨의 진공을 조성하는 한편, 상기 재료의 주위로부터 습기가 있는 공기를 정화시키기 위하여 미리선정된 진공하에서 상기 재료의 제2할당량내에 고온의 공기를 주기적으로 도입시키는 단계, 및 가열된 후에 미리선정된 레벨의 진공내에서 수분을 증발시켜 미리선정된 건조도로 건조된 재료의 제3할당량을 몰딩 또는 압출을 위한 과립 재료 처리기구로 공급하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진공 드라이어 장치의 등축도,

도 2는 본 발명의 실행을 위한 바람직한 실시예 및 공지된 최상의 모드에 따른 진공 드라이어 장치의 전방쪽 입면도로서, 도면을 보다 명확히 하기 위해 캐비넷이 제거되고 특정 도관이 도시되지 않은 도,

도 3은 도 2에 예시된 드라이어 장치의 좌측 입면도로서, 도면을 보다 명확히 하기 위해 캐비넷이 제거되고 특정 도관이 도시되지 않은 도,

도 4는 도 2 및 도 3에 예시된 드라이어 장치의 우측 입면도로서, 도면을 보다 명확히 하기 위해 캐비넷이 제거되고 특정 도관이 도시되지 않은 도,

도 5는 도 2, 3 및 4에 예시된 드라이어의 프레임의 일 부분을 절취한 등축도로서, 재료가열위치, 진공건조위치 및 재료저장처리 및 방출위치에 있는 캐니스터의 저부를 폐쇄시키기 위한 구조를 상세히 나타낸 도,

도 6은 몰딩 프레스 또는 압출기와 같은 처리 기계에 사용하기 위한 재료를 공급하는 도 2 내지 5에 따른 드라이어내의 공기 흐름의 개략적 등축도로서, 재료 이송 모드의 공기 흐름에 의하여 작동되는 드라이어와, 활발한 공기의 흐름을 점묘법으로 나타낸 도,

도 6a는 몰딩 프레스 또는 압출기와 같은 처리 기계에 사용하기 위한 재료를 공급하는 도 2 내지 5에 따른 드라이어의 공기 흐름의 개략적 등축도로서, 재료 이송 모드의 공기 흐름에 의하여 작동되는 드라이어와, 활발한 공기의 흐름을 점묘법으로 나타낸 도,

도 7은 본 발명을 명시 하는 도 2 내지 도 5에 예시된 바와 같은 드라이어에서 사용하기 위한 본 발명의 캐니스터 실시 형태의 일 부분을 절취한 분해등축도,

도 8은 재료저장 및 방출 위치의 캐니스터의 하부 및 진공 재료 제거(takeoff) 박스를 상세히 나타낸 도 2에 예시된 드라이어의 일 부분을 절취한 확대 정면도,

도 9는 도 8에 예시된 재료 저장 방출 위치의 캐니스터의 하부 및 진공 재료 제거 박스의 절취 측면도,

도 10은 공기 및 재료의 흐름을 나타내는 도 8 및 도 9에 예시된 진공 재료 제거 박스의 개략적 등축도,

도 11은 도 2, 3 및 4에 예시된 드라이어의 평면도,

도 12는 도면을 보다 명확히 하기 위하여 특정 부분들이 생략된 도 2 내지 4 및 도 11에 예시된 드라이어의 개략적 평면도,

도 13은 본 발명의 실행을 위한 바람직한 실시예의 형태 및 공지된 최상의 모드를 명시하는 캐니스터의 단면의 정면도,

도 14는 본 발명에 따른 드라이어에 사용하기 위하여 선택적으로 제공되는 재료 공급 및 충전 호퍼의 단면도,

도 15 및 도 16은 이중 공압식 밸브 박스의 개략적인 도로서, 도 2 내지 도 4 및 도 6에 예시된 바와 같이 본 발명의 드라이어와 관련하여 공기의 흐름을 지향시키는데 사용하기 위한 2개의 상이한 위치에서의 밸브를 나타내는데, 도 15는 이중 공압식 밸브 박스의 "재료 이송" 구조 또는 모드라 칭해지고 도 16은 이중 공압식 밸브 박스의 "재료 가열" 구조 또는 모드라 칭해지며, 도 15 및 도 16에 있어서, 활발한 공압 흐름을 갖는 이중 공압식 밸브 박스가 점묘법으로 도시되어 있는 도,

도 17은 도 2 내지 도 4에 예시된 드라이어의 캐러셀상의 위치에서 캐니스터를 유지시키는 자체작동 기계식 록의 등축도,

도 18은 드라이어 캐니스터 부분의 대안실시예 단면의 정면도,

도 19는 도 1에 해당되는 분해도,

도 20은 본 발명의 제2실시예에 따른 드라이어의 개략도,

도 21은 본 발명의 제3실시예에 따른 드라이어의 개략도,

도 22는 캐러셀로부터 제거된, 도 17에 예시된 자체작동 기계식 록의 개략적인 등축도,

도 23은 도 1 내지 6에 예시된 드라이어와 관련하여 예시된 형태의 단일 캐니스터의 개략적인 등축도로서, 상기 드라이어가 단지 단일 캐니스터를 갖도록 변형되어 있으며, 그에 대응되는 본 발명의 방법이 적어도 재료가열위치 및 진공건조위치 사이에서 회전가능하게 이동되는 단일 캐니스터에 의해서 실행될 수 있다는 것을 개략적으로 예시한 도,

도 24는 도 1 내지 6에 예시된 일반적 형태인 3개의 캐니스터 드라이어의 개략적 등축도로서, 상기 캐니스터가 도 1 내지 도 6에 예시된 구조에 비해 큰 반경의 원형 경로 및 축선을 중심으로 회전되는 것을 나타낸 도,

도 25는 도 1 내지 6에 일반적으로 개시된 형태의 드라이어 및 몰딩 프레스나 압출기의 개략도로서, 중량측정(gravimetric) 혼합기에 의하여 드라이어로 공급되는 재료가 처리를 위하여 몰딩머신 또는 압출기로 진행되고 있는, 본 발명의 실행 형태에 따른 모든 것을 나타내고 있으며 드라이어로부터 건조된 다음 직접적으로 공급되는 것을 나타낸 도,

도 26은 도 7, 8, 9, 13 및 18의 캐니스터(12)의 구성요소 부품 및 도 14에 예시된 재료 공급 및 충전 호퍼의 구성요소로서 예시된 형태의 밸브를 나타내는 절취된 개략적 입면도로서, 폐쇄된 위치의 밸브가 과립 재료의 하방향으로의 흐름을 막고 있는 것을 나타낸 도,

도 27은 개방된 위치의 도 26의 밸브를 나타내는 절취된 개략적 입면도로서, 과립 재료의 하방향으로의 흐름을 허용되고 있는 것을 나타낸 도이다.

전체 도면, 특히 도 1 내지 도 4, 도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명과 US 6,154,980에 대략적으로 개시되어 있는 형태들을 나타내는 과립상 재료 진공 드라이어는 참조부호 10으로 표기되어 있으며, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니나 복수, 바람직하게는 3개의 원통형 캐니스터(canister)(그들 각각은 참조부호 12로 표기됨)를 포함한다. 각각의 캐니스터(12)는 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니나 원통형 쉘(14)을 포함하는 것이 바람직하며, 수직 샤프트(24)에 의하여 형성되는 대체로 수직방향의 축선을 중심으로 다른 캐니스터들과 한덩어리로 회전될 수 있도록 대체로 수직방향으로 연장되는 실린더의 축선과 실질적으로 수직방향으로 배향되는 것이 바람직하다.

드라이어(10)는 수직 샤프트(24)가 프레임(22)과의 상대적인 회전을 위하여 회전가능하게 장착되는, 참조부호 22로 표기된 프레임을 포함한다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 수직 샤프트(24)와 단일적으로 회전되는 캐러셀(carousel:21)상에 자리한 원통형 캐니스터(12)는 참조부호 100으로 표기된 가열위치, 참조부호 102로 표기된 진공건조위치 및 참조부호 104로 표기된 재료 저장위치들 사이에서 순차적으로 이동하는 것이 바람직하다. 캐니스터(12)는 가열위치(100), 진공건조위치(102) 및 저장위치(104) 사이에서 필요할 경우 필요한 대로 움직인다. 3개의 캐니스터(12)는 캐러셀의 움직임으로 인하여 필요에 따라 함께 움직이기 시작하고 멈춘다. 그들이 위치 100, 102 및 104 사이에서 회전목마 형태로 연속적으로 움직이지 않는다. 도 12의 화살표 B는 캐러셀(21) 및 샤프트(24)의 회전방향을 나타내고 있다.

주로 도 1 내지 도 4를 참조하면, 프레임(22)은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만 바람직하게는 수직방향 및 수평방향으로 연장되는 집합적으로 직사각의 평행육면체를 형성하는 복수의 앵글 철 부재로 형성되는 것이 바람직하다. 도 2, 도 3 및 도 4에서 알 수 있듯이, 프레임(22)은 4개의 실질적으로 수직방향의 부재(160)를 포함하는데, 그들 중 둘은 도 2에서 볼 수 있고, 나머지 2개의 실질적으로 수직방향의 부재(160)는 도 2에서 볼 수 있는 2개의 부재(160) 이면에 숨겨져 있으나 도 3 및 도 4에서는 볼 수 있다. 수직방향 부재(160)는 그들 수직방향의 부재가 드라이어의 좌측 또는 우측에 있는지의 여부 및 그들 수직방향의 부재가 드라이어의 전방 또는 후방에 있는지의 여부에 따라 상기 도면을 통해 추가적으로 식별할 수 있다. 예를 들어, 전방에서 본 드라이어를 나타내고 있는 도 2에서는, 도면의 좌측에서 볼 수 있는 수직방향 부재가, "좌측 전방"의 수직방향 부재(160)를 나타내는 160LF로 표기되어 있다. 이와 유사하게, 도 2에서 우측상의 수직방향 부재는 "우측 전방"을 나타내는 160RF로 표기되어 있다. 이와 동일한 규약은 도 3 및 도 4에 예시된 수직방향의 부재에 적용되며, "LB"는 "좌측 후방"을 "RB"는 "우측 후방"을 나타낸다.

프레임(22)은 기하학적 용어로 직사각형의 외측 둘레를 집합적으로 형성하는 4개의 상부 수평방향 부재(162)를 더 포함하며, 4개의 상부 수평방향 부재(162)들 각각은 도 2, 도 3 및 도 4에서 볼 수 있다. 부가적으로, 상부 수평방향 부재(162)들은 각각, "좌측", "우측", "전방" 및 "후방"을 나타내는 "L", "R", "F" 및 "B"로 표기되어 있다.

프레임(22)은 또한, 4개의 하부 수평방향 부재(164)를 추가로 포함하는 것이 바람직하며, 그들 각각을 도 2, 도 3 및 도 4에서 볼 수 있다. 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 각각의 하부 부재(164)들은 도 2, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이 그와 대응되는 상부 수평방향 부재(162) 바로 아래에 놓이는 것이 바람직하다. 4개의 하부 수평방향 부재(164)들은 도 2, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이 드라이어(10)가 놓이는 플로어나 여타 무게지지구조체와 접촉하는 프레임(22)의 기저부를 형성하거나 휠을 장착하기 위하여 연장된 길이로 이루어질 수 있다. 하부 수평방향 부재(164)들은 각각, "좌측", "우측", "전방" 및 "후방"을 나타내는 "L", "R", "F" 및 "B"로 표기되어 있다.

바람직한 수평방향의 현가판(suspension plate:166)는, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 플레임(22)의 일부이고, 상부 수평방향 부재(162) 아래에서 드라이어(10)의 상부를 가로질러 측방향으로 연장된다. 현가판(166)은 도 2, 3 및 4에 예시되어 있고 다양한 구성요소들에 대한 지지구조체로서의 역할을 한다. 도 3에 예시된 바와 같이 진공건조위치(102)에서 캐니스터(12)의 최상부를 밀 봉하는 역할을 하는 44로 표기된 캐니스터 톱 밀봉 피스톤-실린더 조합체는 수평방향으로 연장되는 현가판(166)상에 장착되는 것이 바람직하다. U.S. 6,154,980에 개시된 구조체와는 달리, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만 가열위치(100)에 대응되는 상부 피스톤-실린더 조합체 또는 등가의 구조체가 없는 것이 바람직하다. 도 4에 예시된 바와 같이, 가열위치(100)에서의 원통형 캐니스터(12)의 상단은, 캐니스터(12)의 상부 말단부와 수평방향으로 연장된 현가판(166)과 관련되어 고정적으로 연결되는 판상 구조체(150) 사이의 공간과 적게나마 개방되어 유지되는 것이 바람직하다.

먼저, 제2 및 제3회전 구동 피스톤-실린더 조합체(34,36,38)는, 본 발명의 실행에 있어 필수적인 것은 아니지만, 도 2, 3, 4, 11 및 12에 예시된 바와 같이 현가판(166)에 피봇식으로 연결되는 것이 바람직하다. 프레임(22)의 일부를 형성하는 판(166)에의 회전 구동 피스톤-실린더 조합체(34,36,38)의 연결은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 피봇식으로 되는 것이 바람직하며 도면에서 연결부(180)로서 나타나 있다. 피봇 연결부(180)는, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 판(166)상의 공통평면에 있는 것이 바람직하다. 도 11 및 도 12에 예시된 바와 같이, 참조부호가 표기되지 않은 피스톤-실린더 조합체(34,36,38)의 로드들은 관련 실린더로부터 먼 그들의 말단부에서 삼각형상의 판(28)으로 연결된다.

도 11 및 도 12에 예시된 바와 같이, 수직방향으로 배향된 샤프트(24)와 대체로 삼각형상인 판(28)과의 연결은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지 만, 수평방향으로 세장형을 이루며 대체로 삼각형상인 판(28)의 중심에 형성된 원형 어퍼처(aperture)내의 적절한 베어링면에 회전가능하게 존재하는 직사각형 링크(26)에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다. 직사각형 링크(26)는, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 그것의 상단에서 수직방향 샤프트(24)에 고정되어 연결되는 것이 바람직하다.

도 11은 피스톤-실린더(34,36,38)들 중 하나의 작동시 샤프트(24)의 회전을 가져오는 제1, 제2 및 제3회전 구동 피스톤-실린더 조합체(34,36,38)와 관련 구조체의 구조적 연결을 보여주는 드라이어(10)의 평면도이다.

피스톤-실린더 조합체(34,36,38) 각각은 삼각형상 판(28)의 일 정점에 고정된다. 삼각형상 판(28)은 차례로 직사각형 또는 길이방향으로 세장형으로 된 핀상 연장부(26)에 피봇식으로 연결되며, 이는, 도면의 이해를 돕기 위해 도면에서 실선으로 나타내었으나 삼각형상 판(28)의 아래에 위치해 있다는 것을 이해해야 한다.

핀상 연장부(26)는 삼각형상 판(28)의 고정위치로부터 먼 그것의 일부에서 수직방향 샤프트(24)로 고정된다. 결과적으로, 도 11의 피스톤-실린더 조합체(34)에 대하여 예시된 바와 같이, 관련 피스톤-샤프트의 후퇴에 의하여 피스톤-실린더 조합체(34,36,38)들 중 하나의 바람직한 공압적(pneumatic) 작동이 일어날 때, 수직방향 샤프트(24)는 주어진 피스톤-실린더 조합체의 작동시 120°회전된다. 도 11에서, 일단 피스톤-실린더 조합체의 피스톤 로드부를 실린더내로 후퇴시켜 피스톤-실린더 조합체(36)가 작동되었다면, 이는 샤프트(24)를 반시계방향으로 120°까지 회전시켜 인덱싱 방식으로 다음에 연속하는 가열 및 충전위치(100), 진공건조위치(102) 및 저장위치(104) 중 하나로 캐니스터(12)를 이동시키는 결과를 가져온다.

피스톤-실린더 조합체는 도 11에 나타낸 바와 같이 현가판(166)상에서 회전가능하게 장착된다. 피스톤-실린더 조합체는 공압적으로 작동되는 것이 바람직하다. 또한 전기적으로 작동되거나 유압식으로 작동되는 피스톤-실린더 조합체 또는 솔레노이드와 같은 여타 수단들을 사용하여 샤프트(24)를 회전시키기 위한 적절한 선형 또는 회전운동을 제공하는 것 역시 본 발명의 범위내에 속한다.

또한 도 11 및 도 12를 계속해서 참조하면, 드라이어(10)는, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 인접한 로브(lobe)들이 도 11에서 173으로 표기한 오목한 정점에서 만나는 3개의 로브(179)를 갖는 평판 형태인 캐러셀 록킹 캠(174)을 포함하는 것이 바람직하다. 도면을 명확히 하기 위하여, 모든 정점(173)들 및 모든 로브(179)들에 참조부호를 표기하지는 않았다.

캐러셀 록킹 캠(174)은 샤프트(24)에 고정식으로 연결되고 그것과 일체로 회전한다. 캐러셀 록킹 캠(175)은 현가판(166)상에 장착되고 현가판(166)에 장착된 피스톤-실린더 조합체(176)에 응답하여 도 11에서 P로 표기된 피봇운동점을 중심으로 피봇식으로 움직인다. 캐러셀 록킹 암(175)상에는 캠 종동부(178)로서의 역할을 하는 롤러가 장착되며 수직방향의 축선을 중심으로 회전된다. 캠 종동부(174)는 캐러셀 록킹 암(174)의 외측으로 돌출하여 반경방향으로 연장된 에지에 대하여 맞춰지며, 반경방향의 외측면을 형성하는 오목한 정점(173) 및 볼록한 로브(179)를 따라 놓인다.

회전움직임에 대하여 캐러셀(21)을 잠글 필요가 있는 경우, 피스톤-실린더 조합체(176)는, 오목한 정점(173)에 대하여 있는 캠 종동부(178)의 다음 출현시에 작동되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 피스톤-실린더 조합체(176)가 작동되면, 피스톤-실린더 조합체(176)에 의하여 캠 종동부(178)를 거쳐 록킹 암(174)의 오목한 정점(173)에 대해 가해지는 힘은, 캠(174)의 여하한 회전운동을 방지함으로써 그에 의해 수반되는 샤프트(24) 및 캐러셀(21)의 여하한 회전도 방지한다.

리밋스위치(limit switch) 위치조정롤러(177)는 현가판(166)에 고정되고 그에 대해 수직방향으로 연장되는 참조부호가 표기되지 않은 샤프트상에 편심을 가지고 장착되는 것이 바람직하며, 캐러셀 록킹 암(175)에 의하여 수행되는 리밋스위치의 작동을 위해 위치설정된다. 상기 리밋스위치는 도 11에서 참조부호 168로 표기되어 있으며 점선으로 나타내었다. 리밋스위치 위치조정롤러(177)는 참조부호가 표기되지 않은 그것의 관련 샤프트상에 편심을 가지고 장착되기 때문에, 그것의 축선을 중심으로 한 리밋스위치 위치조정롤러(177)의 회전은 캐러셀 록킹 암(175)의 아치형 운동의 한도를 조정하는 역할을 한다. 위치조정롤러(177)에 대하여 리밋스위치가 접촉하면, 피스톤-실린더 조합체(176)의 작동이 회전움직임에 대하여 캐러셀(21) 잠금이 실행된다는 것을 알리는 리밋스위치로부터의 신호를 마이크로프로세서로 보낸다.

이러한 형태에 의하여, 제1, 제2 및 제3회전 구동 피스톤-실린더 조합체(34,36,38) 중 어느 것에 의하여 실행되는 삼각형상 판(28)의 움직임은, 직사각형 링크(26)가 상기 움직임을 수직방향 샤프트(24)로 전달하여 샤프트(24)의 회전을 일으킨다. 도 12에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 수직방향 샤프트(24)가 회전됨에 따라, 캐러셀(21), 또한 캐니스터(12)를 가열위치(100), 진공건조위치(102) 및 저장위치(104) 사이에서 이송한다. 캐니스터(12)는 그것이 샤프트(24)에 연결되는 캐러셀(21)에 의하여 이송되는 결과로서 상기한 방식으로 샤프트(24)와 일체로 움직인다. 피스톤-실린더 조합체(34,36,38) 각각은 단지 피스톤-실린더 조합체의 실린더내로 관련 피스톤 로드를 후퇴시키기 위해서만 작동되는 것이 바람직하다. 피스톤 로드의 주어진 피스톤-실린더 조합체(34, 36 또는 38) 실린더내로의 후퇴는 120°의 각도까지 캐러셀(21)을 회전시키는 역할을 한다. 피스톤-실린더 조합체(34,36,38) 중 어느 하나가 활성화되는 경우, 남아 있는 2개의 피스톤-실린더 조합체는 비활성화되는데, 이러한 제어는 피스톤-실린더 조합체(34,36,38) 또는 진공 드라이어와 관련된 다른 피스톤-실린더 조합체로의 가압유체의 흐름을 제어하는 마이크로프로세서 작동 솔레노이드 밸브에 의하여 이루어진다. 솔레노이드 밸브는 유연한 플라스틱 배관을 거쳐 피스톤-실린더 조합체들 중 적절한 하나에 공압식으로 연결된다. 상기 배관, 솔레노이드 밸브 및 마이크로프로세서는 도면을 명확히 하기 위하여 도면에 실질적으로 도시되지는 않았다. 피스톤-실린더 조합체들은 공압식으로 작동되지 않을 경우 원하는 디폴트(default) 위치로 돌아가도록 스프링으로 편향되는 것이 바람직하다.

샤프트(24) 또는 등가의 구조체는 상부 샤프트 현수부(112)상에 장착되는 적절한 베어링에 저널링되는 것이 바람직하다. 상부 샤프트 현수부(112)는 도 11에 도시된(참조부호는 표기되지 않음) 적절한 너트 및 볼트에 의하여 수평방향으로 연 장되는 현가판(166)에 연결되는 것이 바람직하다. 바람직하게는 쇼울더판(114) 형태의 하부 샤프트 지지베어링은 도 5에 도시된 바와 같이 하부의 수평방향 프레임 크로스부재(165)상에 장착되고, 적절한 너트 및 볼트 조합체에 의하여 제위치에 고정된다. 상기 고정 수단들은 도면에 도시되거나 참조부호가 매겨지지는 않았다. 샤프트(24)는 바람직하게는 베어링-급(bearing-grade)의 플라스틱인 쇼울더판(114)상에 회전가능하게 자리하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 장치 형태의 드라이어(10)가 도어(13)를 갖는 캐비넷(11)내에 수납된 것을 예시하고 있다. 더욱 상세히 후술되겠지만, 캐비넷(11)내에는 복수의 캐니스터(12)(도 1에서는 그들 중 하나를 볼 수 있음), 송풍기(76), 공기필터(82) 및 기타 구성요소가 속해있다.

제1 및 제2회전 구동 피스톤-실린더 조합체(34,36)는 수평방향 현가판(166) 위의 캐비넷(11) 최상부에서 예시되어 있다.

접촉스위치(132)는 도 1에 예시된 위치에 장착되어 도어(13)가 개폐되는지의 여부를 감지한다. 도어(13)가 개방되면, 접촉스위치(132)는 마이크로프로세서로 신호를 보내, 드라이어 이동부가 어떠한 움직임도 수행하지 못하게 하는 역할을 하는 상기 신호에 의해 드라이어(10)의 작동을 제어함으로써 안정성을 제공한다.

또한, 도 1에는 수동으로 움직일 수 있고 공압식 피드 피스톤-실린더 조합체(170,198)에 대한 인터록으로서의 역할을 하는 수동스위치 위에 맞춰지는 삼각형상 템플레이트(134)가 예시되어 있다. 삼각형상 템플레이트(134)는, 드라이어 캐비넷 도어(13)을 개방시킨 후에 작업자에 의해 이동될 때, 피스톤-실린더 조합체(170,198)용 공압식 회로가 작동되지 않도록 수동스위치를 투입함으로써, 작업자가 재료저장위치(104)로부터 캐니스터(12)를 수동으로 제거할 수 있도록 한다. 작업자에 의한 역방향의 수동 움직임(또는 도어(13)를 폐쇄시키는 과정에 있어 작업자가 템플레이트(134)를 다시 작업위치로 움직이는 것을 잊어버린 경우의 도어(13) 폐쇄작업)은, 템플레이트(134)가 피스톤-실린더 조합체(170,198)용 공압식 구동회로를 재작동시키는 역할을 하도록 스위치를 투입하는 위치로 상기 템플레이트(134)를 다시 이동시킨다.

각각의 캐니스터(12) 내부 또는 저부에서, 바람직하게는 캐니스터 방출 어퍼처(144)에 밸브가 제공되는 것이 바람직하다. 상기 밸브는, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 캐니스터(12)가 도 2에 나타낸 바와 같은 위치(104)에 있을 경우 재료저장처리위치(104) 위에 배치되어 수평방향으로 연장되는 현가판(162)상에 장착되는 피스톤-실린더 조합체(170)에 의하여 상기 재료저장처리위치(104)에서 작동된다.

캐니스터(12)의 세부사항들은 원통형 쉘(14)이 수직부에서 단일 벽 쉘(14)을 형성하는 튜브(52)로 나타나는 도 13에 예시되어 있다. 캐니스터 방출 밸브 스탬 샤프트(400)는 캐니스터의 길이를 수직방향으로 또한 그것의 원통 축선과 일치하도록 이어진다. 또한, 캐니스터(12)는 원통 축선에 대하여 가로방향으로 위치하며 캐니스터(12)에 하단부(426)에 근접한 캐니스터내에 어퍼처가공된 판(404)을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 캐니스터(12)는, 도 13의 실선으로 예시된 위치로부터 점선으로 예시된 위치까지 샤프트(400)와 일체로 움직일 수 있는, 축선방향으로 변 위가능한 방출 밸브 실린더(406)를 포함하는 것이 바람직하다. 방출 밸브 실린더(406)가 실선으로 예시된 상부 위치에 있을 경우에는, 캐니스터 분배 밸브(20)가 폐쇄된다.

방출 밸브 실린더(406)의 만곡된 원통형상 벽은 도 7 및 도 13에 예시된 판(404)의 중앙 어퍼처(405)내에서 빈틈없이 맞춰진다. 하방향으로 뚫린 개방 퍼널(funnel:94)은 그것의 좁은 단부에서 중앙 어퍼처(405)의 주변부 바로 바깥쪽 판(404)에 대하여 맞춰진다. 따라서, 캐니스터(12)내의 과립 재료는 하방향으로 뚫린 개방 퍼널(94)에 의하여 수직방향으로 지지되며 상기 중앙 개구부(405)가 축선방향으로 변위가능한 방출 밸브 실린더(406)에 의하여 메워지기 때문에 그로부터 빠져올 수 없다.

상기 밸브의 폐쇄 위치에서, 축선방향으로 변위가능한 방출 밸브 실린더(106)의 상단부는, 캐니스터(12)내의 내부 가열 튜브(418)에 고정식으로 연결되는 것이 바람직한 캐니스터 방출 밸브 엄브렐러(422)에 대하여 빈틈없이 맞춰고 그것에 의해 덮힌다. 상기 기하학적 구조의 결과로서, 캐니스터(12)내의 과립 재료는 구멍난 퍼널(94)상에서 방출 밸브 엄브렐러(422) 위와 밸브 실린더(406)의 만곡된 외부면에 대하여 자리한다. 재료가 밸브 실린더(406)의 내부를 통하여 하방향으로 흐를 수 없고 밸브(406)의 만곡된 외부벽이 판 404와 빈틈없이 맞춰지기(바람직하게는 판 404와 접촉하기) 때문에 축선방향으로 변위가능한 방출 밸브 실린더(406)가 도 13에 실선으로 예시된 상부 위치에 있는 한 상기 재료의 하방향으로의 흐름은 일어나지 않는다. 캐니스터(12) 및 그 밖의 다른 곳에서의 과립상 수지재료의 최상부면의 경사는 안식각에 의하여 제한된다.

캐니스터(12)로부터 재료를 방출시키기를 원한다면, 캐니스터(12)가 재료저장위치에 있는 동안, 피스톤-실린더 조합체(170)의 작동이 저장위치(104)에서 캐니스터 리드(172)를 캐니스터(12)의 윗면과 접촉하도록 하강시킨다. 결과적으로, 도 13을 참조하면 캐니스터 리드(172), 특별하게는 피스톤-실린더 조합체(170)의 피스톤 로드가 캐니스터 방출 밸브 실린더(406)의 상단부와 간섭적으로 접촉하여 샤프트(400)를 하방향으로 가압한다. 샤프트(400)의 하방향으로의 움직임은 축선방향으로 변위가능한 방출 밸브 실린더(406)의 하방향으로의 움직임을 가져와 캐니스터 방출 밸브 엄브렐러(422)로부터 멀리 축선방향으로 변위가능한 방출 밸브 실린더(406)의 개방 최상부를 이동시킨다. 이는 축선방향으로 변위가능한 방출 밸브 실린더(406)의 개방된 내부를 통하여 캐니스터(12)로부터 하방향으로, 캐니스터(12)내에 있고 하방향으로 뚫린 개방 퍼널(94)에 의하여 지지되는 과립 재료의 흐름을 허용한다.

저장위치(104)에서 캐니스터(12)로부터의 재료의 흐름을 중단시키기를 원한다면, 피스톤-실린더 조합체의 스프링 구성요소가, 그것의 피스톤 위치부가 후퇴되도록 하여 캐니스터 리드(172)를 들어올림으로써 피스톤-실린더 조합체(170)가 축소된다. 이는 캐스터 방출 밸브 스탬 샤프트(400)를 해제하여 샤프트(400)가 도 13의 상방향으로 이동하도록 한다. 하우징(420)내의 스프링은 축선방향으로 변위가능한 방출 밸브 실린더(406)의 상부가 캐니스터 방출 밸브 엄브렐러(422)의 아랫쪽 내부와 다시 접촉하여 캐니스터(12)로부터 하방향으로의 추가적인 과립 재료의 흐 름을 차단하도록 밸브 실린더(406)의 곡면을 위치설정한다. 하우징(420)은 상기 하우징(420)을 캐니스터(12)의 쉘(14)에 연결시키는 3개의 이음판(gusset:414)에 의하여 제위치에서 유지된다.

캐니스터 분배 밸브(20)의 디자인에 의하여 제공되는 주요 장점은 밸브(20)가 그것의 이동부에 끼는 미립의 과립 재료로 인하여 개방 또는 폐쇄위치에서 쉽게 막히지 않는다는 점이다. 축선방향으로 변위가능한 방출 밸브 실린더(406) 원통형 벽의, 그에 대응되는 판(404)내 어퍼처(405)의 환상 벽에 대한 슬라이딩 운동은, 상기 두 이동부 사이에 과립 재료가 쉽게 흘러들어 밸브가 막히게 하는 공간이 없다는 것을 의미한다. 방출 밸브 실린더의 만곡된 외부의 일부분은 밸브가 개방되건 폐쇄되건 간에 항상 판(404)내 어퍼처(405)의 환상 벽과 슬라이딩 면 접촉으로 남겨지는 것이 바람직하다. 이러한 작업은 도 26 및 도 27에 예시되어 있다.

도 2 내지 도 5, 및 도 12를 참조하면, 가열위치(100)에, 캐니스터(12)는 이 미 그 내부에 존재하는 건조될 습기가 있는 과립 또는 분말 재료의 공급부를 갖는 것이 바람직하다. 하지만, 가열위치(100)에서 캐니스터(12)내로 로딩될 습기가 있는 과립 또는 분말 재료의 공급부를 제공하는 것 또한 본 발명의 범위내에 속한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 바람직한 원형 판 구조체(150)가 현가판(166)의 하부측면에 장착되고 캐니스터 최상부의 외주부 주위에서 이어져 그로부터 약간 이격되지만 근접하여 맞춰지도록 위치설정된다. 판 구조체(150)의 환상 립부(152)는, 충전 및 가열위치(100)에서, 캐니스터(12)의 원형 주변부로 부터 약간 이격되지만 밀접하게 맞춰진다. 판 구조체(150)에는 어퍼처가 있어 충전 및 가열위치(100)에서 도 14에 예시된 재료 충전 호퍼(500) 또는 드라이어(10)의 최상부상에 위치한 여타의 등가 구조체와 캐니스터(12)의 내부간의 상호연통을 용이하게 하는 피드 컨테이너 또는 퍼널로 안내된다.

원형 판 구조체(150), 환상 립부(152)의 구조 및 가열위치(100)에서의 캐니스터(12)의 원형 주변부와 그것의 관계가 도 4에 명확하게 예시되어 있다.

캐니스터(12)는, 제1, 제2 및 제3회전 구동 피스톤-실린더 조합체(34,36,38) 중 하나의 움직임에 대응하는 수직방향 샤프트(24)상에서의 캐러셀(21)의 회전에 의하여 상기 위치로 이동된 결과로서 가열위치(100)에 도달한다.

도 6에 개략적으로 예시된 바와 같이, 가열위치(100)에서는, 송풍기(76)가 재료(74)를 가열시키기 위하여 캐니스터(12)내에 존재하는 재료(74)를 통한 가열된 공기의 순환을 용이하게 한다. 송풍기(76)는 흡입어퍼처(78) 및 배기어퍼처(80)를 가진다. 배기어퍼처(80)는, 그 내부에 캐니스터(12)내의 재료를 통한 흐름에 앞서 송풍기(76)로부터의 공기를 가열시키기 위한 복수의 가열 요소(82)가 존재하는 도관(156)에 연결된다.

도 5를 참조하면, 공압식 피스톤-실린더 조합체(106)는, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 프레임(22)의 일부를 형성하는 하부 크로스부재(152)상에 장착되는 것이 바람직하다. 작동시에, 피스톤-실린더 조합체(106)는 가열위치 저부의 밀봉판(76)을 수직방향 윗쪽으로 이동시켜 가열위치(100)에서 판(86)과 캐니스터(12)간의 기밀이 이루어지도록 캐니스터(12)의 저부를 가열위치(100)에 근접시키는 역할을 함으로써, 캐니스터(12)내에서 과립 또는 분말재료를 통한 가열된 공기의 통과를 용이하게 한다.

가열위치 저부 밀봉판(86)은 도 5에 예시된 바와 같이 캐니스터 존재(presence) 센서(153)를 더욱 포함한다. 센서(153)는 가열위치 저부 밀봉판(86)상의 제위치에서의 캐니스터(12)의 존재를 검출한다. 도 11에 예시된 바와 같이, 캐니스터가 없는 것으로 검출된다면, 캐니스터 존재 센서(153)가 마이크로프로세서로 신호를 보내어, 그것에 프로그래밍된 논리의 결과로서, 가열위치(100) 위의 현가판(166)에 장착되는 밸브(108)를 제어하는 피스톤-실린더 조합체(110)를 작동시킴으로써 위치 100에서 가열될 과립상 수지재료의 어떠한 하방향으로의 흐름도 막아준다. 밸브(108)가 작동되면, 드라이어(10) 위의 피드 호퍼로부터 가열위치(100)를 형성하는 공간내로 재료가 아랫쪽으로 그것을 통과할 수는 없다.

가열위치 저부 밀봉판(86)은, 캐니스터(12)가 가열위치 저부 밀봉판(86)상에 위치할 때 가열된 공기가 캐니스터(12)내에서 윗쪽으로 통과하도록 도 5에 예시된 바람직한 스크린이 있는 어퍼처(154)를 더 포함한다. 어퍼처(154)는 도 6에 예시된 바와 같이, 그리고 도 16을 참조하면 가열된 공기 어퍼처(154)에 직접 연결되는 도관(158)과 일련의 도관들을 거쳐 송풍기(76)의 배기구에 연결된다.

도 5를 계속해서 참조하면, 하부 크로스부재(152)는 수평방향으로 연장되는 2개의 중간 크로스부재(155) 사이에 고정식으로 장착된다.

캐니스터(12)내의 과립 또는 분말재료를 통과한 가열된 공기는 캐니스터(12)의 상단부로부터 배기된다. 도 4에 예시된 바와 같이, 가열위치(100)에서 가열위치 저부 밀봉판(86)이 캐니스터(12)의 저부에 대하여 견고히 맞춰져 있는 동안, 캐니스터(12)는, 가열위치(100)에 배치될 때 캐니스터의 상부 에지에 근접하여 맞춰지나 그것으로부터 약간 이격되는 판 구조체(150)의 위치설정으로 인하여 최상부에서 약간 개방된다.

도 6 및 도 6a를 참조하면, 방출 도관(144)은 가열된 공기가 캐니스터(12)내의 습기가 있는 과립 또는 분말 수지재료를 통과한 후에 가열위치(100)에서 그를 통해 캐니스터(12)로부터 배출되는 가열된 공기가 통과하도록 판 구조체(150)의 어퍼처에 견고히 연결된다. 보다 상세히 후술되겠지만, 방출 도관(144)은 도 6 및 도 6a의 하부에 도시되고 도 15 및 도 16에 예시된 이중 공압식 밸브 박스(600)로 안내된다. 도 6a에는 가열위치(100)에서 캐니스터(12)로부터 이중 공압식 밸브 박스(600)로의 공기 흐름 방향이 화살표 "a"로 표시되어 있다. 공압식 밸브 박스(600)는 그것이 공압식으로 작동되는 단일 샤프트를 동시에 작동 중지시키는 2개의 밸브를 가지기 때문에 "이중" 공압식 밸브 박스라 칭한다. 이와는 별개로, 독립적으로 작동되는 밸브 또는 커플링된 형태로 작동하는 별개의 밸브가 사용될 수도 있다.

도 6 및 도 6a에 나타낸 바와 같이, 방출 도관(144)으로의 입구(72)에 위치되는 것이 바람직한 제1열전대(68)은 가열위치(100)에서 캐니스터(12)를 떠나는 가열된 공기의 온도를 감지한다. 제2열전대(84)은 도관(156)내의 송풍기가 가열요소(82)를 따라 통과된 공기로부터 안내된 후의 위치에서 송풍기(76)로부터 나오는 가열된 공기를 공급하는 송풍기 출구에 위치되는 것이 바람직하다. 열전대(68,84)에 의하여 감지된 온도가 실질적으로 동일하다면, 이는 캐니스터(12)내의 과립 또는 분말 수지재료가 원하는 온도에 도달하였다는 것을 나타내며, 상기 원하는 온도는 가열요소(82)에 의하여 적절하게 상기 원하는 온도로 가열된 후에 캐니스터(12)로 들어가는 공기의 선택된 온도로서 통상적으로 선택되긴 하나 필연적인 것은 아니다.

도 5에는 진공건조위치(102)에 배치된 캐니스터 저부 밀봉판(42)이 예시되어 있다. 판(42)은 가열위치 저부 밀봉판(86)의 방식과 유사한 방식으로 하부 크로스부재(152)상에 이동가능하게 장착된다. 진공위치에서의 캐니스터 저부 밀봉판(42)은 하부 크로스부재(152)에 연결되고 도 5에서 볼 수 있는 피스톤-실린더 조합체(46)에 의하여 작동된다.

또한 도 5에는 하부 크로스부재(152)에 고정식으로 연결되고 수직방향 샤프트(24)가 회전하여 가열위치, 진공건조위치 및 재료저장위치 사이에서 캐니스터(12)를 이송할 때 상기 샤프트(24)를 지지하는 베어링면으로서의 역할을 하는 쇼울더 판(114)이 예시되어 있다.

또한 도 5에는, 압출기 또는 몰딩프레스로의 전달하기 위해 캐니스터로부터 하방향으로 흐르는 건조된 재료를 수용하기 위하여 재료저장처리위치에 배치되는 캐니스터(12)의 저부와 접촉하도록 수직방향으로 이동가능한 재료저장처리위치 저부 밀봉판(90)이 예시되어 있다. 재료저장처리위치 저부 밀봉판(90)은 재료저장처리위치 저부 밀봉판(90)의 수직방향으로의 움직임이 용이하도록 피봇되는 빔(196)상에 장착되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 재료저장처리위치 저부 밀봉판(90)은 프레임(22)에 직접 연결되고 그와 관련된 공압식 피스톤-실린더 조합체에 의하여 작동될 수 있다. 도 9에는 빔(196)이 예시되어 있다.

도 7 및 도 13을 각각 참조하면, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 원통형 캐니스터(12)는 참조부호 14로 표기된 원통형 쉘을 포함하는 것이 바람직하다. 각각의 원통형 쉘(14)은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 상기 도면들에 참조부호 52로 표기된 단일 벽 튜브에 의하여 형성되는 것이 바람직하다. 도 2, 도 3 및 도 4에 나타낸 단열 재킷(54)은 튜브(52)의 환상 외부에 대하여 맞춰지며, 그것에는 재킷(54)이 튜브(52)에 대해 제 위치에 있을 때 재킷(54) 길이의 축선방향으로 연장되는 지퍼(55)가 구비되어 있다. 재킷(54)은 충분히 탄성적이어서 튜브(52)의 외부 지퍼(55)가 닫힐 경우, 튜브(52)에 대하여 약간 늘어나며 그에 따라 재킷(54)에 의하여 반경방향 안쪽으로 튜브(52)상에 가해지는 힘이 튜브(52)의 외부 주위에서 재킷(54)을 제위치에서 유지시킨다.

참조부호 94로 표기된 하방향으로 뚫린 재료 개방 퍼널은 캐니스터(12)의 저부에 근접한 캐니스터(12)의 각 원통형 쉘(14)내에 고정된다. 설치될 때의 재료 분배 퍼널(94)은 퍼널(94)이 응력을 완화시키려 할 때에 잔류 내부응력으로부터 초래되는 스프링과 같은 작용에 의하여 제자리로 잠기어 유지될 수 있을 만큼만 변형된다.

구멍 뚫린 분배 퍼널(94)의 특징은 가열위치(100)에서 캐니스터(12)내의 재료를 축선방향으로 통과하는 가열된 건조 공기의 순환을 용이하게 하고, 캐니스터가 진공건조위치(102)에 있을 때, 위치 102에서의 캐니스터내 진공의 축선방향으로 의 끌어당김(draw)에 의하여 캐니스터(12)내 재료의 건조를 더욱 용이하게 한다.

도 7, 도 8, 도 9 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 각각의 캐니스터(12)는 구멍 뚫린 퍼널(94)과 동축으로 배치되는, 참조부호 20으로 표기된 캐니스터 분배 밸브를 더 포함한다.

도 2, 3, 4, 12, 13 및 17을 참조하면, 각각의 캐니스터(12)에는 1쌍의 상부 아웃트리거 핀(410) 및 1쌍의 하부 아웃트리거 핀(412)이 구비되는 것이 바람직하며, 여기서 핀의 쌍들(410,412)은 주어진 캐니스터(12)의 표면상에서 직경방향으로 대향되는 위치에 자리한다.

캐니스터 운반 캐러셀(21)은 수직방향으로 가늘고 길며 등각을 이루어 이격된 블레이트의 제1세트를 포함하며, 여기서 상기 제1세트의 브레이드는 도 12에서 참조부호 16으로 표기되어 있다. 또한, 캐러셀(21)은 복수의 수직방향으로 가늘고 긴 블레이드의 제2세트를 포함한다. 제2세트의 블레이드 각각은 각각의 에지를 따라 제1세트의 블레이드에 각각 연결된다. 제2세트의 블레이드는 도 12에서 참조부호 17로 표기되어 있으며 또한 도 2, 3 및 4에도 표기되어 있다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 각각의 제2세트(17) 블레이드 및 각 제2세트 블레이드가 관련하여 연결되는 제1세트(16) 블레이드는 등각으로 이격되어 있다.

도 2에서 참조부호 30으로 표기되는 상부 캐니스터 지지 정점을 제공하기 위하여 캐러셀(21)의 제2세트 블레이드(17) 각각은 그것의 상부 말단부에 근접하여 에지형상을 이룬다. 정점(30)은 바람직하게는 수직방향으로 연장되는 에지와 수평으로부터 약간 상방향으로 연장되는 에지 사이에 형성된다. 상기 형상은 도 2에 예 시되어 있고, 도 2에 예시된 캐니스터(12)와 같은 캐니스터가 상부 캐니스터 지지 정점(30)에 자리한 상부 아웃트리거 핀(410)에 의하여 제위치에 배치될 경우 캐니스터 상부 아웃트리거 핀(410)에 지지부를 제공한다.

일단 캐니스터가 상부 캐니스터 지지 정점(30)에 의하여 지지되는 상부 아웃트리거 핀(41)에 의해 위치설정되면, 캐니스터의 하부는 도 17의 화살표 A로 나타낸 방향으로의 움직임에 의하여 제위치로 선회될 수 있다. 상기 움직임은 정점(30)에 자리한 캐니스터 상부 아웃트리거 핀(410)에 의하여 형성되는 원호의 중심을 갖는 원호에 걸치는 피봇움직임이다. 일단 캐니스터(21)가 제2블레이드(17)에 형성되는 하방향으로 개방된 노치(432)에 자리한 하부 아웃트리거 핀(412)에 의해 제위치로 선회되면, "L"자형 구조를 갖는 래칭(latching) 블레이드(48)는 도 2에 예시된 위치로부터 도 17에 예시된 위치로 선회된다.

캐니스터(12)가 캐러셀(21)상의 제위치, 특히 캐러셀(21)의 제2베인(17)상의 제위치에서 유지되는 도 17에 예시된 래칭 또는 록킹된 위치에서, 래칭 블레이드(428)의 제1평면부(800)는 캐니스터 하부 아웃트리거 핀(412)의 축선에 수직한 평면내에 놓인다. 도 22에 추가로 예시된 바와 같이, 제1평면부(800)는, 블레이드 피봇 장착부(430)로부터 이격되어 있고 캐니스터 하부 아웃트리거 핀(412)의 원통형 곡면에 대하여 자리한 에지 말단부(434)를 갖는다. 상기 위치에서, 래칭 블레이드(428)의 제1평면부(800)에 수직한 래칭 블레이드(428)의 제2평면부(438)는 래칭 블레이드(428)의 제1평면부(800)의 에지 말단부(434)를 지나 길이방향으로 연장된다. 도 22에서 참조부호 802로 표기되는 제2평면부(438)의 연장부는 도 17에 예시된 바와 같이 캐니스터 아웃트리거 핀(412)의 원통형 곡면과 마주하여 자리함으로써 피봇 장착부(430)를 중심으로 한 래칭 블레이드(428)의 회전을 방지한다. 래칭 블레이드(428)는 상기 위치에서의 회전이 방지되기 때문에, 캐니스터(21)에 의하여 캐니스터 하부 아웃트리거 핀(412)을 거쳐 래칭 블레이드(428) 제1평면부(800)의 에지 말단부(434)에 대하여 가해지는 힘은 핀(412)을 중심으로 한 여하한 회전에 대해서도 캐니스터(12)를 유지시킨다. 상세하게는, 래칭 블레이드(428)는 래칭 블레이드(428)의 제1평면부(800)의 에지 말단부(434)와 캐니스터 하부 아웃트리거 핀(412)의 원통형 곡면간의 간섭으로 인해, 피봇 장착부(430)를 중심으로 하여 화살표 B 방향으로는 움직일 수 없다.

캐러셀(21)로부터 캐니스터(12)를 제거하기를 원한다면, 래칭 블레이드(428)를 도 17에서 화살표 B로 나타낸 것과 반대 방향인 도 22의 화살표 C로 나타낸 방향으로 회전시킴으로써 캐니스터 하부 아웃트리거 핀(412)를 해제하여 캐니스터(12)가 도 17의 화살표 A의 방향과 반대 방향으로 회전되도록 한다. 일단 캐니스터(12)가 하부 개방 노치(432)로부터 하부 아웃트리거 핀(412)을 해제시키도록 약간 회전되면, 캐니스터(12)를 수동으로 들어 올려 캐니스터 상부 아웃트리거 핀(410)이 더 이상 제2블레이드(17)의 정점(30)에 자리하지 않도록 하고 드라이어(10)로부터 제거한다.

도 3은 원통형 쉘(14)을 밀봉하여 진공이 그 내부에 조성될 수 있도록 하는 캐니스터 상부 및 저부 진공 밀봉판(40,42)의 제위치로의 움직임 이전인 진공건조위치(102)에서의 캐니스터(12)를 예시하고 있다.

캐니스터 상부 및 저부 진공 밀봉판(40,42)은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 각각 캐니스터 상부 및 저부 밀봉 피스톤-실린더 조합체(44,46)의 일부인 참조부호를 표기하지 않은 피스톤 로드 연장부에 각각 연결되는 것이 바람직하다. 피스톤-실린더 조합체(44,46)는, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 상술된 바와 같이 마이크로프로세서 및 솔레노이드 밸브에 의하여 공압식으로 작동된다. 도 5에 예시된 바와 같이 가열 및 충전위치(100)에서 가동 하부판(86)을 작동시키는 피스톤-실린더 조합체의 방식과 유사한 방식으로, 상부 피스톤-실린더 조합체(44)의 실린더부는 현가판(166)에 고정식으로 연결되는 한편, 저부 피스톤-실린더 조합체(46)의 실린더부는 프레임(22)의 하부 크로스부재(152)에 고정식으로 연결된다.

캐니스터 상부 및 저부 진공 밀봉판(40,42)은 예시된 바와 같이 대체로 평면 구조인 것이 가장 바람직하며, 각각 캐니스터 상부 및 저부 진공 밀봉판(40,42)의 참조부호가 매겨지지 않는 바람직한 원형 립 주위에서 원주방향을 이어지도록 위치되는 진공 밀봉 개스킷(58,60)을 갖는 것이 바람직하다.

캐니스터(12)가 진공건조위치(102)에 있을 경우, 각각의 캐니스터 상부 및 저부 밀봉 피스톤-실린더 조합체(44,46)의 공압식 작동은 각각의 상부 및 저부 진공 밀봉판(40,42)이 캐니스터(12)를 향하는 상기 원통형 캐니스터(12)의 축선방향으로 수직하게 움직이도록 한다. 이는, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 진공 개스킷(58,60)이 배치되는 것이 바람직한 상부 및 저부 밀봉판(40,42)의 원주부와 튜브(52)의 원주 방향 상부 및 저부 에지 사이에 기밀식의 진공 유지 밀봉이 이루어지도록 한다.

일단 진공건조위치(102)에 있는 동안 캐니스터(12)내에서 그에 걸친 진공 조성으로 인하여 수분이 수지재료로부터 증발되고 수지재료가 원하는 정도의 건조도에 도달하게 되면, 캐니스터 상부 및 저부 밀봉 피스톤-실린더 조합체(44,46)는 도 4에 예시된 그들의 디폴트 위치로 돌아가게 된다. 이는, 캐니스터(12)와의 접촉으로부터 멀리 이격되도록 캐니스터 상부 및 저부 진공 밀봉판(40,42)를 후퇴시켜 건조 과립 수지재료를 갖는 캐니스터(12)가 재료저장처리위치로 움직이도록 한다.

도 5, 6 및 6a를 참조하면, 진공건조위치(102)에서의 캐니스터 저부 밀봉판(42)은 도 5, 6 및 6a에 나타낸 정화(purging) 고온 공기 어퍼처(50)를 포함한다. 어퍼처(50)는 도 6 및 도 6a에 예시된 더운 가열 공기의 이송 도관(158)으로 안내되는 정화라인(62)을 위하여 진공건조위치에 자리한 캐니스터(12)에 개구부를 제공한다. 라인(62)을 개폐시키기 위하여 정화 라인(62)내에는 정화 밸브(64)가 제공되어 진공건조위치(102)에서 더운 가열 공기의 흐름을 캐니스터(12)내로 인도하거나 차단한다. 정화 라인(62) 및 정화 밸브(64)는 주기적으로 고온의 건조한 공기를 과립 수지재료내로 도입시키고 캐니스터 최상부에서 빠져 나가는 진공에 의하여 수지재료를 통해 고온의 공기가 들어오도록 함으로써, 진공 건조되는 과립 수지재료로부터 나오는 수분의 정화를 용이하게 한다. 이러한 효과는 보다 나은 효율을제공한다. 즉 진공건조위치(102)에서 과립 수지재료의 건조가 완료될 때 과립 수지재료를 보다 잘 건조시켜 준다. 통상적으로 정화는 총 20분의 건조 사이클 시간에서 30초나 1분동안 또는 심지어 1분 30초까지도 지속된다. 정화는 건조 사이클의 종료 시 근접하거나 종료시까지 수행되는 것이 바람직하며, 또한 상기 사이클의 중간에 수행될 수도 있다.

진공건조위치(102)에 있는 캐니스터(12)내에 진공이 조성되는 시간은 마이크로프로세서를 사용하여 건조되는 재료의 형태에 따라 조정될 수 있다. 이와 유사하게, 진공건조위치(102)에서 캐니스터(12)에 조성된 진공의 레벨이 조정될 수도 있다. 상부 밀봉판(40)과 연통되는 진공 벤츄리(48)의 작용에 의하여 캐니스터(12)로부터 나온 공기는 수분함량에 대해 모니터링될 수 있다. 진공 벤츄리(48)는 캐니스터(12)내부 재료의 수분이 요구되는 낮은 레벨로 얻어지면 작동을 멈춘다. 마이크로프로세서는 다양한 공압식 피스톤-실린더 조합체의 순차제어(sequencing) 및 작동, 벤츄리의 작동 등을 포함하는 저압 건조기의 작동을 제어한다.

수직방향으로 배향된 실린더형의 캐니스터 세트는 도 2, 3, 4, 12 및 19에 예시된 바와 같이 캐러셀(21)상에 태워짐으로써 그와 함께 회전되는 샤프트(24)에 의하여 간접적으로 이송된다. 캐러셀(21)은 샤프트(24)에 고정식으로 유지되는 것이 바람직하다. 각각의 원통형 캐니스터(12)는 캐러셀(21)로부터 수동으로 제거될 수 있다.

도 11 및 12의 화살표 B는, 캐니스터(12)중 하나가 순차적으로 가열위치(100)에서 진공건조위치(102)로 이동한 뒤 재료건조처리위치(104)로 다시 가열위치(100)로 이동할 수 있도록 하는 수직방향 샤프트(21), 캐러셀(21) 및 캐니스터(12)의 바람직한 회전방향을 나타내며, 상기 사이클은 반복될 수 있다.

진공건조위치(102)에서, 가열된 재료는 수은주 27.5mm 이상의 진공이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이는, 물의 증발점 및 끓는점을 120℉ 정도로 낮춤으로써 가열된 재료내의 수분이 진공건조위치(102)에서 캐니스터(12)내의 진공을 조성하는 진공 벤츄리(48)에 의하여 증발되거나 빠져나가도록 한다. 진공 벤츄리(48)는 적절히 유연한 호스를 거쳐 캐니스터 상부 밀봉판(40)에 연결되어 진공건조위치(102)의 캐니스터(12)내에 진공을 조성한다. 일단 진공건조 공정이 충분히 완료되면, 캐러셀(21)이 회전함에 따라 캐니스터(12)가 진공건조위치(102)로부터 재료 분배 위치(104)로 움직일 수 있도록 피스톤-실린더 조합체(44,46)가 캐니스터 상부 및 저부 밀봉판(40,42)을 후퇴시킨다. 진공펌프는 진공 벤츄리(48)를 대체할 수 있고 진공 드라이어의 일부로서 갖춰질 수도 있다.

송풍기(76)는 1마력의 송풍기가 바람직하다. 도면에 예시된 바와 같이 2개의 가열요소(82)가 활용되는 것이 바람직하다.

재료가열 및 진공건조 기능은 각각 20분 정도의 시간이 걸릴 수 있다. 따라서, 1시간내에 모두 3개의 캐니스터(12)가 재료가열위치(100), 진공건조위치(102) 및 재료저장처리 및 분배위치(104)를 거치는 사이클이 바람직하다. 각각의 캐니스터(12)가 10인치 정도의 직경을 갖고 24인치의 높이를 갖는다면, 각각의 캐니스터(12)는 대략 1입방 피트의 과립 수지재료를 유지하며, 이는 35파운드 정도의 과립 수지재료에 해당한다. 상기 구조에 의하여, 드라이어(10)는 플라스틱 사출성형 또는 압출기구에 의한 연속처리를 위한 시간당 100파운드 정도의 건조된 과립 수지재료를 제공한다. 상기 크기는 원하는 바에 따라 키우거나 축소시킬 수 있다.

캐니스터(12)는 120도 이격된 캐니스터(12)와 수직방향 샤프트(24) 주위로 균등하게 이격되어 제공되는 것이 바람직하다.

도 2, 6, 6a, 8, 9 및 10을 참조하면, 드라이어(10)로부터 압축이나 사출성형 프레스 또는 압출기와 같은 프로세스 머신으로 건조된 과립을 이송하거나 제거하기 위하여, 재료저장위치(104)의 저부에는 진공 재료제거(takeoff)박스(182)가 제공된다. 진공 재료제거박스는 상기 도면들에서 참조부호 182로 표기되어 있으며, 그 내부에 회전가능하게 존재하는 재료제거튜브(184)를 갖는다.

도 9에 예시된 바와 같이, 진공재료제거박스(182)는 빔(196)이 프레임(22), 바람직하게는 드라이어(10)의 후방에서 수직방향으로 연장되는 2개의 부재 160LP와 160RR 사이에서 이어지는 중간 크로스부재(155) 중 하나에 피봇가능하게 연결되는 피봇 빔(196)의 일 단부상에 장착되는 것이 바람직하다. 도 9에서 피봇연결 지점은 P로 표기되어 있다. 피봇 빔(196)은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 바람직하게는 하부 수평방향 프레임 크로스부재(165)상에 장착되는 수직방향으로 배향된 피스톤-실린더 조합체(198)에 의하여 작동되는 것이 바람직하다. 도 2, 3, 4 및 9에서 피스톤-실린더 조합체(198)를 볼 수 있다.

도 8, 9 및 10을 참조하면, 재료제거박스(182)는, 수동으로 회전가능한 재료제거튜브(184) 및 재료제거박스(182)내 과립 재료가 대기압 아래의 공기에 의하여 도 10에서 화살표 O로 나타낸 바와 같이 회전가능한 재료제거박스(184)의 내부로부터 바깥쪽으로 이송되는 재료운반시스템에 기반을 둔 진공 또는 흡입을 위한 입구를 제공하는 공기 입구(187)를 포함한다. 입구(187)로 공급되는 공기는 도 10에서 화살표 I로 표기되어 있다. 튜브(184)의 회전가능한 특징은, 튜브(184)의 각위치의 조정에 의하여 그를 통과하는 재료의 유량을 조정하여 진공환경에서 선회하는 건조 과립 재료에 의하여 직접 접근가능하고(accessable) 그것에 직접적으로 존재하는 재료 충전 어퍼처의 돌출되거나 유효한 면적을 조정하는 것이다.

재료 충전 어퍼처(186)는 회전가능한 재료 제거 튜브(184)에 있다. 도 10에 예시된 바와 같이, 어퍼처(186)는, 튜브(184)의 축선과 평행하며 바람직하게는 실질적으로 직선인 2개의 에지와 튜브(184) 원주부의 라인들을 따라 형성되는 바람직하게는 실질적으로 평행하며 2개의 예각 에지에 의하여 형성되는 절취부(cutout)를 갖는 튜브(184) 벽의 절취부로서 형성되며 축선방향으로 세장형을 이루는 것이 바람직하다. 재료 충전 어퍼처(186)의 경계부들 중 2개를 형성하는 실질적으로 평행한 2개의 아치형 에지는 180°보다 작은 각에 대응한다.

진공재료제거박스(182)는 투명한 플라스틱 또는 안전유리재료로 제조되는 것이 바람직하며 "A"로 나타낸 재료제거박스(182)의 에지와 실질적으로 동축으로 이어지는 힌지를 중심으로 피봇되는 제1피봇 상부 전방판(190)을 포함하는 것이 바람직하다.

제1피봇 상부 전방 판(190)과 동일한 방식으로 투명한 플라스틱 또는 안전유리재로 유사하게 형성되지만 도 8 및 도 10의 A로 표기된 에지와 평행한 에지를 중심으로 피봇되는 제2피봇 하부 전방 판(192)은 재료제거박스(102)의 본질적으로 동일 평면 벽의 일부를 형성하는 것이 바람직하며, 상기 에지는 도 8 및 도 10에서 B로 표기되어 있다. 상기 판들이 그들 본래의 공통평면 배열내에 있는 경우 하부 전방 판(192)의 상부에지는 상부 전방 판(190)의 하부 에지를 오버랩하여 도 8에 예 시된 바와 같이 제거박스(182)를 위한 폐쇄된 전방부를 제공하는 것이 바람직하다. 도 8에서 하부 전방 판(192)의 상부에지는 192U로 표기되어 있다. 박스(182)의 전방을 개방시키기 위한 판(190,192)의 피봇작용은 그것의 일소(cleanout)를 용이하게 한다. 판(190,192)의 투명한 플라스틱 또는 안전유리 재료는 진공재료제거박스의 내부를 모니터링하는 검사작업을 용이하게 한다.

재료제거박스(182)는, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 그것의 대향하는 외부면들이 본질적으로 서로 평행하도록 직사각 평행육면체의 외부형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

대체로 각도를 가지고 배치되는 바람직하게는 적어도 부분적으로 평면인 배플(baffle)의 집합체가, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 재료제거박스(182)내에 제공되는 것이 바람직하며, 상기 배플은 194, 194A 등으로 표기되어 있다. 배플(194)은 입구(187)로 들어오는 진공에 가까운 공기의 벡터를 편향 및 확산시키고 회전하는 재료 제거 튜브(184)의 내부로부터 배기되어 나오는 진공에 가까운 공기에 의하여 과립 수지 재료 펠릿들의 운반을 위한 진공 수집(pickup)이 보다 효율적이 되도록 한다. 도 10에는 재료제거박스(182)내의 진공에 가까운 확산 공기의 움직임이 화살표 "a"로 표기되어 있다.

도 8을 참조하면, 재료제거박스(182)는 그것의 내부 및 그 내부에 있는 과립 수지 재료의 존재여부가 시각적으로 체크될 수 있는 관측유리(122) 및 재료센서(120)를 더 포함한다. 재료센서(120)는 재료제거박스(182)내에 요구시 처리 기계로 이송하기 위한 재료가 준비되어 있지 않을 경우 경고를 알리는 역할을 한다.

활성적인 공기의 흐름 영역들이 도면의 명확화를 위해 점묘법으로 처리되어 있는 도 6, 15 및 16을 참조하면, 본 발명의 장치 형태에 따른 드라이어의 바람직한 실시예에에서 공기 흐름을 제어하는데 사용되는 이중 공압식 밸브박스가 참조부호 600으로 표기되어 있다. 이중 공압식 밸브박스(600)는 도 15 및 도 16에 예시된 위치들 사이에서 샤프트(604)를 이동시키는 공압식 피스톤-실린더 조합체(602)를 포함한다. 샤프트(604)상에는 제1 및 제2밸브 부재(606,608)가 장착되어 있으며, 그들 각각은 코일 스프링에 의하여 탄성적으로 결합된 2개의 밸브디스크를 포함하는 것이 바람직하다. 제1 및 제2밸브 부재(606,608)의 일부를 형성하는 2개의 밸브 디스크 각각은 상기 밸브 디스크들이 각각 결합되는 코일 스프링에 의하여 형성되는 범위내에서 샤프트(604)를 따라 슬라이딩가능하게 이동할 수 있다. 코일 스프링은 축산방향의 중앙지점에서 샤프트(604)를 따라 플로팅하거나(float) 슬라이딩되는 각각의 디스크에 연결되는 코일스프링의 축선방향 말단부를 갖는 샤프트(604)에 고정되는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 의하여, 도 15 및 도 16에 예시된 바와 같이, 샤프트(604)가 공압식 피스톤-실린더 조합체(602)의 작용으로 인하여 도 15 및 16에 예시된 위치들 사이에서 이동할 때, 각각의 밸브 디스크는 이중 공압식 밸브 박스(600)내의 내부 배플과 접촉하여 이중 공압식 밸브 박스(600)내에서 가로방향으로 연장되는 배플의 축선방향을 향하는 어퍼처의 절취부를 개폐시킬 수 있다.

이중 공압식 밸브 박스(600)는 도 15 및 16에서 참조부호 610으로 표기된 정압부 및 도 15 및 16에서 참조부호 612로 표기된 부압부를 가지며, 그들의 위치는 도면에서 괄호(bracket)로 표시되어 있다. 도 15 및 16에는 정압부(610)로의 입구가 참조부호 2로 표기되어 있으며, 그 위치는 정압하의 고온의 공기가 도 6에 예시된 바와 같이 도관(156)을 거쳐 압력 송풍기(76)의 출구로부터 이중 공압식 밸브 박스(600)으로 공급되는 곳에 있다.

이중 공압식 밸브 박스(600)는 정압부(610)로부터 2개의 출구를 갖는다. 이중 공압식 밸브 박스가 도 16에 예시된 "재료 가열" 구조 또는 모드에 있을 때, 도 15 및 16에 1로 표시된 출구는 도 6에 예시된 도관(158)에 연결되어 도 6에 예시된 바와 같이 이중 공압식 밸브 박스(600)의 정압부(610)로부터 재료가열위치(100)에 배치된 캐니스터(12)로 고온의 공기를 이송한다.

이중 공압식 밸브 박스(600)가 도 15에 예시된 "재료 이송" 구조 또는 모드에 있을 때, 피스톤-실린더 조합체(602)가 교번식으로(alternate) 배치되어 있고 샤프트(604) 및 관련 밸브(606)가 도 16의 위치에서 도 15에 예시된 위치까지 좌측으로 이동함으로 인해, 이중 공압식 밸브 박스(600)의 정압부(610)로부터 배출되는 고온의 공기는 출구(3)를 통해 나간다. 도 6에 예시된 공기 입구 라인(188)은 출구(3)에 연결되고 이중 공압식 밸브 박스(600)로부터 공기 입구(187)로 안내된다.

이중 공압식 밸브 박스(600)가 도 16에 예시된 "재료 가열" 구조에 있을 때, 이중 공압식 밸브 박스(600)의 부압부(612)에 입구를 제공하는 어퍼처(4)는 도 6a에 예시된 도관(146)을 거쳐 캐니스터(12) 가열위치(100)으로부터 배출되는 고온의 공기를 수용한다. 이중 공압식 밸브 박스가 도 15에 예시된 "재료 이송" 구조에 있 을 때, 어퍼처(6)는, 도 25에 예시된 바와 같이 몰딩프레스 또는 압출기(822)에 의하여 사용될 과립수지재료용 리셉터클인 충전 실린더(142)로부터 공기가 되돌아 오는 복귀라인(140)을 위하여 이중 공압식 밸브 박스(600)의 부압부(612)에 입구를 제공한다.

이중 공압식 밸브 박스(600) 부압부(612)의 어퍼처(5)는 송풍기(76)가 부압 또는 흡입압력을 조성하는 송풍기(76)의 입구 또는 흡입 어퍼처(78)와 연결되는 공기 필터(82)로 안내되는 도관(136)과 연통된다. 이중 공압식 밸브 박스(600) 부압부(610)의 도관(136) 및 작용(active) 셀은 이중 공압식 밸브 박스(600)가 재료 가열 구조나 재료 이송 구조에 있는지의 여부와 무관하게 송풍기(76)의 흡입 또는 입구 어퍼처(78)와 연통되어 유지된다.

또한, 도 8, 9 및 10에서 보다 명확히 볼 수 있으며 재료제거박스(182)의 일부인 회전가능한 재료제거튜브를 충전 실린더(142)에 연결하는 도관(138)이 도 6에 도시되어 있다. 따라서, 이중 공압식 밸브 박스가 도 15에 예시된 "재료 이송" 구조에 있을 때 도관(138)은 진공재료제거박스(182)로부터 충전 실린더(142)로 건조된 과립 수지 재료를 이송한다.

이중 공압식 밸브 박스(600)가 도 16에 예시된 "재료 가열"구조에 있을 때, 박스(600)의 부압부에서의 흐름은 도관(146)을 통해 어퍼처(4)를 거쳐 박스(600)내로 이동하는, 재료가열위치(100)의 캐니스터(12)로부터 배기되는 고온의 공기로 이루어진다.

이중 공압식 밸브 박스가 도 15에 나타낸 "재료 이송" 구조에 있건 도 16에 나타낸 "재료 가열" 구조에 있건 간에, 공기는 어퍼처(5)를 거쳐 이중 공압식 밸브 박스(600)로 배출되므로 송풍기(76)로의 입구에서의 흡입에 의하여 공기 필터(82)를 통해 도관(136)을 거쳐 송풍기(76)내로 공기가 끌어당겨진다.

이중 공압식 밸브 박스(600)가 도 15에 예시된 "재료 이송" 구조에 있을 때, 어퍼처(2)를 거쳐 이중 공압식 밸브 박스(600)의 정압부로 들어가는 고온의 공기는 어퍼처(3)에 연결되는 도관(188)을 거쳐 진공재료제거박스(182)로 공급된다. 상기 동일 구조에서, 건조된 과립 수지 재료를 도관(138)을 거쳐 실린더(142)로 전달한 후에, 공기는 도관(140)을 거쳐 재료저장실린더(142)로부터 이중 공압식 밸브 박스(600)의 부압부(612)를 통해 끌어당겨진다. 따라서, 도 15는 재료 이송 구조에서의 이중 공압식 밸브 박스를 나타내는 한편, 도 16은 재료 가열 구조 또는 모드에서의 이중 공압식 밸브 구조를 나타낸다.

이중 공압식 밸브 박스(600)는 중요한 특징, 즉 일단 재료가 건조되면 건조된 과립 수지 재료를 작업위치, 즉 몰딩 또는 압출을 위한 충전 실린더(142)로 이동시키는데 사용되는 수단으로서 고온 이송 공기를 제공하는 능력을 발휘한다. 이는, 드라이어(10)로부터 재료를 필요로하는 곳으로 과립 수지 재료를 이동시키기 위하여 드라이어(1)가 배치되는 공간으로부터의 주변 공기를 사용하는 것과 관련해 장점이 있다. 밸브 박스(600)는 진공재료제거박스(182)로부터 충전 실린더(142)로 과립 수지 재료를 이동시키기 위하여 상기 진공재료제거박스(182)에 송풍기(76)로부터의 고온의 공기가 공급되도록 한다. 이러한 고온의 공기의 사용은 과립 수지 재료가 따뜻한 상태로 보다 오래 유지되는 것을 돕는다. 과립 수지 재료가 따뜻한 상태로 있을 때 몰딩 또는 압출에 의하여 상기 과립 수지 재료를 처리하는 것이 바람직하다. 과립 수지 재료가 냉각되는 상황을 맞게 되면, 상기 과립 수지 재료는 수분을 머금어 몰딩 또는 압출될 때 악영향을 받게 된다. 건조된 후의 과립 수지 재료를 이송시키는데 고온의 공기를 사용하면, 과립 수지 재료가 보다 오래 따뜻함을 유지하여 몰딩 또는 압출을 위한 보다 긴 리드 타임(lead time)을 제공한다.

도 14는 드라이어(10)에 사용하기 위한 선택적이지만 바람직한 재료공급호퍼를 예시하고 있다. 재료공급호퍼(500)는 바람직하게는 알루미늄인 컨테이너(512)를 포함한다. 컨테이너(512)는 상부 실린더부 및 하부 원뿔대부를 갖는 것이 바람직하며, 상기 두 부분은 각각 514, 516으로 표기되어 있다.

재료공급호퍼(500)는 도 14에 502로 표기된 재료공급밸브를 포함한다. 밸브(502)는 도 7 및 13에서 상술되고 예시된 캐니스터 분배 밸브(20)와 본질적으로 동일하다. 재료공급밸브(502)는 520으로 표기된 장착 핀에 의해 재료공급호퍼(500)내에 고정식으로 장착되는 피스톤-실린더 조합체(504)에 의하여 작동된다. 재료공급밸브(502)는 그것이 개방위치에 있을 때 재료공급호퍼(500)로부터 하방향으로 그것을 통한 재료의 축선방향으로의 흐름을 위하여 개방된 중앙부를 갖는 축선방향으로 변위가능한 재료공급밸브 실린더(508)위에 가로 놓인 재료공급밸브 엄브렐러(506)를 포함한다. 공급밸브 샤프트-실린더 연결 플랜지(510)는 축선방향으로 변위가능한 재료공급밸브 실린더(508)내에 자리하고 그것의 내부를 직경방향으로 가로질러 이어져 실린더(508)를 피스톤-실린더 조합체(504)로부터 연장된 로드(522)에 부착하기 위한 수단을 제공한다.

축선방향으로 변위가능한 재료공급밸브 실린더(508)가 도 14의 실선으로 예시된 상부 위치에 있을 경우, 축선방향으로 변위가능한 재료공급밸브 실린더(508)의 개방된 상단부는 재료공급밸브 엄블렐러(506)으로 덮히고, 실린더(508)의 만곡된 벽은 엄브렐러(506)로부터 컨테이너(512) 저부(518)의 어퍼처를 통해 슬라이드가능하게 축선방향으로 연장된다. 결과적으로, 이 위치에서, 공급호퍼(500)내의 과립 재료는 축선방향으로 변위가능한 재료공급밸브 실린더(508)의 내부를 통해 하방향으로 흐를 수 없다.

컨테이너(512)는 축선방향으로 변위가능한 재료공급밸브 실린더(508)의 슬라이딩 수용을 위한 어퍼처가 있는 저부(518)를 갖는다. 저부(518)의 어퍼처와 실린더(508)의 만곡된 벽 사이의 슬라이딩 끼워맞춤은 과립 재료가 그들 사이를 지날 수 없도록 충분히 밀착된다.

밸브(502)를 개방하기를 원할 경우, 피스톤 로드(502)를 연장하여 축선방향으로 변위가능한 재료공급밸브 실린더(508)를 재료공급호퍼(500)내의 과립 재료가 축선방향으로 변위가능한 재료공급밸브 실린더(508)의 개방된 중앙부를 통해 하방향으로 흐를 수 있는 도 14에서 점선으로 예시된 위치로 하향 이동하도록 피스톤-실린더(504)가 작동된다. 재료공급밸브(502)를 닫기 위해서는, 피스톤-실린더 조합체(504)를 비활성화시켜 내부 스프링이 도 14의 상방향으로 피스톤 로드(522)를 끌어 올림으로써 축선방향으로 변위가능한 재료공급밸브 실린더(508)를 재료공급밸브 엄브렐러(506)과 접촉시켜 상향 이동시킨다. 이는, 재료의 흐름을 위한 공급밸브 실린더(508)의 상단부를 막아 재료가 재료공급호퍼(500)으로부터 하방향으로 흐를 수 없게 한다. 호퍼(500)는 도 25에 개략적으로 예시된 바와 같이 중량측정(gravimetric) 혼합기(820)로부터 직접적으로 과립 수지 재료를 수용한다.

가동 캐니스터(12)의 바람직한 수직방향의 방위를 갖는 본 발명의 바람직한 장치 실시예의 드라이어는 동일한 능력을 갖는 종래의 건조제(desiccant) 드라이어보다 작은 플로어 공간을 필요로 한다. 또한, 종래 건조제 드라이어에서 존재했던 건조제 보존 필요성이 없어 종래 건조제 드라이어에서 있었던 손실되는 생산 시간을 없애 준다. 더욱이, 건조재가 열화됨에 따라, 건조되는 플라스틱 과립 재료의 품질이 떨어진다. 하지만, 본 발명의 실시예들 중 어느 하나의 드라이어에 의하면, 관련되는 건조재가 없기 때문에 건조재로부터 제품의 품질이 열화될 위험이 없다. 본 발명에 따른 드라이어의 성능은 일정하게 유지되며 시간에 따라 열화되지 않는다.

본 발명의 장치 형태에 따른 드라이어는 건조제 드라이어에 배해 건조시간을 단축시켜 과립 수지 재료를 열에 장시간 노출시키지 않는다. 이는 수지 재료의 원하던 물리적 특성을 유지하는데 도움이 된다.

본 발명의 일 장치 형태에 따른 드라이어는 착색 또는 재료교체를 위한 호퍼의 일소(clean-out) 시간이 최소화되어 노동비가 줄어든다. 통상적으로, 본 발명의 장치 형태에 따른 드라이어는 세정을 위한 총 시간이 10분 미만인데 반해, 종래의 건조제 드라이어는 세정하는데 최대 1시간까지 소요될 수 있다.

일부 재료들은 두 차례 건조되는 것은 효과적이지 않다. 본 발명의 바람직한 장치 형태에 따라 드라이어를 정지시킬 필요가 있는 경우에, 캐니스터를 밀봉시켜 캐니스터내의 재료가 두번 건조될 필요를 없애준다. 이는 통상적인 건조제 드라이어에 의한 경우는 아니다.

통상적으로 건조제 드라이어는 적절한 공기 흐름을 위하여 재료 피드 호퍼가 적어도 절반을 채워져야할 필요가 있다. 따라서, 특정 몰딩 또는 압축 작업을 위한 재료의 사용이 적다면, 종래의 건조제 드라이어세어는 열에의 노출이 연장되어 플라스틱 수지 몰딩재를 열화시킬 수 있다. 본 발명의 바람직한 장치 형태에 다른 드라이어용의 전체 캐니스터는 적절히 작동시키는데 상기 필요조건이 없다.

검사 데이터는 본 발명의 바람직한 장치 형태에 따른 드라이어의 작동비용이 동일한 능력을 갖는 건조제 드라이어의 것에 배해 1/2 미만이라는 것을 보여주었다. 많은 경우에 있어, 작동비용은 동일 능력을 갖는 건조제 드라이어의 것에 비해 80%까지 절감된다. 또한, 상기 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 드라이어를 사용하는 시동 시간은 1시간 미만인데 반해, 통상적인 건조제 드라이어는 시동을 위해 4시간 이상을 필요로 한다.

도 1, 2, 3, 4 등에 예시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 장치 형태에 따른 드라이어의 사용은 작업자가 1시간 정도 미리 계획만 한다면 재료 교체시간을 0까지 절감되도록 할 수 있다. 재료의 색깔 변화는 주어진 캐니스터내의 재료를 교체함으로써 시간 손실 없이 간단하게 "신속히(on the fly)" 이루어질 수 있다. 본 발명의 바람직한 장치 형태에 따른 드라이어가 20분 사이클로 작동될 경우, 혼합된 재료의 사용되지 않은 저장분은 건조시간이 길어야 40분으로 종래 건조제 드라이어의 경우에서 처럼 4시간은 아니다.

본 발명의 장치 및 방법 형태에 따른 드라이어는 건조될 재료를 고온의 열에 장시간동안 노출시킬 필요를 최소화하여 일부 재료가 장시간동안 고온에 노출될 때 겪게 되는 물리적 특성의 손실을 효과적으로 제거하거나 최소화시킨다.

본 발명의 장치 및 방법 형태에 따른 드라이어는 공지된 것보다 낮은 온도에서 플라스틱을 건조시킬 수 있다. 이전의 PET는 대략 350℉(180℃)에서 건조되어야 하지만 본 발명에 따른 드라이어에 의하면 PET가 245℉(120℃)에서 건조될 수 있다.

본 발명에 따른 드라이어들 중 어느 것도 냉각수를 필요로 하지 않는다.

본 발명에 따른 드라이어가 작동되는 보다 낮은 온도는 건조 이후가 아니라 이전에 수지 재료에 색의 농도를 더할 수 있다.

본 발명에 따른 드라이어에 의하여 해결되는 또 다른 문제는 큰 호퍼에서 오래 존재하는 동안 미리 혼합된 재료의 분리이다. 본 발명의 바람직한 장치 형태에 따른 드라이어의 캐니스터는 통상적으로 종래 건조제 드라이어보다 체적이 작고 분명히 충전시키고 비울 수 있으며 한번에 완료됨으로써 재료 분리의 문제를 제거한다.

본 발명의 드라이어는 신뢰성의 문제에 의하나 건조제 드라이어에는 꼭 필요한 노점온도계(dew point meter) 또는 노점제어를 필요로 하거나 활용하지 않는다.

본 발명의 바람직한 장치 형태에 따른 드라이어는 75에서 80psi까지의 공기 공급부를 이용하여 작동되는 것이 바람직하다. 통상적으로 상기 드라이어가 사용되는 설비내의 공기 공급부로부터의 상기 공기는 낮은 압력 드라이어의 공기 실린더 모두를 작동시킬뿐 아니라 요구되는 진공을 발생시키는 역할을 한다. 설비 공기의 사용을 보존하기 위하여, 본 발명의 드라이어의 벤츄리 진공 발생기는 25인치의 최소 진공을 유지하기 위한 작업동안 단속적으로 반복되는 것이 바람직하다. 진공펌프가 벤츄리 진공 발생기를 대체할 수도 있다.

드라이어의 마이크로프로세서 제어기는 수지 또는 여타 과립 재료가 건조 이전에 가열될 온도를 설정하는데 사용되는 썸휠(thumbwheel) 스위치 또는 기능적으로 등가인 구조체를 포함하는 것이 바람직하다. 또 다른 썸휠 스위치 또는 기능적으로 등가의 구조체는 가열 사이클 및 건조 사이클 동안의 시간으로서 허용할 수 있는 최소 시간을 설정하는데 사용되는 것이 바람직하다. 통상적으로, 원호릴, ABS, 폴리카보네이트에 대한 사이클 시간은 20분이며, PET에 대한 사이클 시간은 40분이다. 제3의 썸휠 스위치 또는 기능적으로 등가의 구조체는 충전 및 가열위치에서 캐니스터를 충전시키는 시간을 제어하는 충전시간을 설정하는데 사용되는 것이 바람직하다.

작업동안, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 3개의 동일 재료 캐니스터(12) 또는 기능적으로 등가인 구조체가 3개의 스테이션, 즉 충전 및 가열위치(100), 진공건조위치(102) 및 저장 및 분배 위치(104)를 거쳐 회전되는 것이 바람직하다. 일단 충전 및 가열 위치(100) 위의 공급 호퍼(또는 기능적으로 등가의 구조체)에 재료가 있게 되면, 작업자는 마이크로프로세서 제어기(또는 기능적으로 등가의 구조체)상의 버튼을 눌러 작업 시퀀스를 시작한다. 그 다음, 드라이어가 록킹되고 운전정지된 채 지속될 경우의 위치를 기반으로 개시 위치를 인덱싱(index) 하고, 캐러셀 록킹 암(124)(또는 기능적으로 등가의 구조체)은 록킹 캠(126)(또는 기능적으로 등가의 구조체)의 정점부(125)와 맞물리는 위치로 이동한다. 록킹 암(124)(또는 기능적으로 등가의 구조체)이 정점부(125)에 있을 경우, 마이크로스위치(128)(또는 기능적으로 등가의 구조체)가 편심 로브(eccentric lobe:130)(또는 기능적으로 등가의 구조체)에 의하여 작동되고, 마이크로프로세서에 록킹작업이 일어났다는 신호를 보낸다. 드라이어의 추가 작업은 록킹 암(124) 또는 기능적으로 등가의 구조체의 록킹 암(126)의 정점 위치(125)로의 록킹 맞물림의 발생을 입증하는 마이크로프로세서에 의해 조절된다.

록킹이 확고해진 후에, 마이크로프로세서는 피스톤-실린더 조합체(106) 또는 기능적으로 등가의 구조체를 작동시켜 가열위치 저부 밀봉판(86) 또는 기능적으로 등가의 구조체를 가열 및 충전 위치(100)에 배치되는 캐니스터(12) 저부에 대항되는 위치로 상승시킨다. 다음으로, 마이크로프로세서는 가열위치 저부 밀봉판(86)의 센서(153)를 체크하여 가열 및 충전 위치(100)에서의 캐니스터(12)의 존재를 입증한다.

마이크로프로세서가 가열 및 충전 위치(100)에서의 캐니스터(12)의 존재를 입증할 시, 마이크로프로세서는 피스톤-실린더 조합체(110)를 작동시켜 재료흡입밸브(108)를 개방시켜(이들 모두 도 11에 예시됨) 건조될 과립 재료가 충전 및 가열 위치(100)에 배치된 캐니스터(12)로 하향하여 흐를 수 있도록 한다. 드라이어(10)의 정점에 맞춰지고 직사각형 틀(framework)에 의하여 지지되는 충전 호퍼 또는 기능적으로 등가의 구조체는 건조될 과립 수지 또는 분말 재료를 유지시키고 캐니스 터(12)의 체적보다 약간 작게 이루어진다. 따라서, 직사각형 틀(118)의 정점에 자리한 상기 충전 호퍼의 전체 수용물은 넘칠 우려 없이 캐니스터(12)내로 충전될 수 있다.

마이크로프로세서는 피스톤-실린더 조합체(44,46)가 작동되도록 하여 진공위치(102)의 캐니스터 상부 및 저부 밀봉판(40,42)을 진공건조위치(102)에 배치된 캐니스터(12)의 상부 및 저부에 대항하는 위치로 이동시킨다.

그 다음, 마이크로프로세서는 피스톤-실린더 조합체(170) 또는 기능적으로 등가의 구조체가 작동되도록 하여 재료가 저장처리위치(104) 위에 있도록 한다. 피스톤-실린더 조합체(170)의 작동은 재료저장처리위치(104)에 배치된 캐니스터(12)의 최상부에 대하여 캐니스터 리드(172)를 근접시키고 재료저장처리위치(104)에 배치되는 캐니스터(12)의 밸브 스탬 샤프트(400)(또는 기능적으로 등가의 구조체)를 축선방향으로 변위시킨다. 동시에, 마이크로프로세서는 피스톤-실린더 조합체(198)를 작동시켜 피봇 빔(196)을 상승시키고 진공재료제거박스(182)를 제위치로 들어 올린다.

그 후 마이크로프로세서는 벤츄리 진공 발생기(48) 또는 상기 벤츄리 발생기 대신 사용될 경우 진공펌프를 활성화시키고, 만일 적정한 진공이 90초내에 얻어지지 않는다면, 상기 마이크로프로세서가 경고를 알린다. 경고를 받지 않았다고 가정하면, 마이크로프로세서는 송풍기(76)를 작동시키고 그 후 짧게 가열기(82)를 켜준다. 마이크로프로세서는 증가하는 온도를 체크하고, 송풍기(76)에 의하여 재료 충전 및 가열 위치(100)로 공급되는 공기에서의 온도 증가가 60초내에 검출되지 않는 다면 드라이어의 작동을 멈추고 경고를 울린다.

마이크로프로세서가 밸브(108)를 개방시키면, 충전 및 가열 위치(100)에 배치된 캐니스터(12)는 건조될 재료로 충전되기 시작한다. 캐니스터(12)가 재료로 충전될 때 고온의 공기가 캐니스터의 저부로 들어가 과립 재료를 가열한다. 통상적으로, 가열공정은 20분동안 계속되는데, 이는 작업자에 의해 설정되어 마이크로프로세서로 입력된 시간이라 가정한다. 송풍기(76) 및 가열기(82)는 20분내에 재료의 단일 캐니스터(12)를 가열하기 위해 상보적인 크기로 되어 있다. 때때로 캐니스터(12) 최상부 부근의 재료는 20분내에 충분한 가열 온도에 도달하지 않을 수도 있지만 이는, 일반적으로 전체 건조과정 동안 전제적인 가열을 필요로 하지 않기 때문에, 용인될 수도 있다. 20분 후에, 가열 사이클이 종료되고 캐러셀 록킹 암(124)이 피스톤-실린더 조합체(176)를 작동시킴으로써 록킹가능 암(174)의 정점위치(173)로부터 후퇴되어 회전운동을 위해 캐러셀(21)을 피딩하고, 제1, 제2 및 제3회전 구동 피스톤-실린더 조합체(34,36,38) 중 적절한 하나가 작동되어 캐니스터(12)를 캐러셀(21)에 의해 다음 위치로 이송되도록 인덱싱한다.

위치 100에서 가열된 재료를 이송하는 캐니스터(12)는 진공건조위치(102)로 이동한다. 이 위치에서, 캐니스터(12)내에 가열된 재료의 전체 충전물을 건조시키는데는 20분동안 진공이 가해지면 충분하다. 통상적으로, 건조를 위하여 수은 25 인치의 진공 레벨이면 적당하며, 극단적인 경우 건조를 위해 29인치의 진공이 사용될 수도 있다. 진공건조는 진공건조위치(102)에 있는 동안 정화라인(62)을 거쳐 캐니스터(12)를 통해 고온의 정화 공기를 가하여 그 내부에서 건조되는 과립 재료를 갖는 캐니스터(12)로부터 수분을 함유한 공기를 제거함으로써 간헐적으로 중단되거나 및/또는 종료되는 것이 바람직하다.

가열된 공기의 온도가 목표 온도인 20°내에 있고, 진공이 수은으로 25인치 이상일 때에만 마이크로프로세서의 타이머는 증가되는 시간을 셈하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 각각의 건조 및 가열 사이클의 처음 순간은 사이클 시간에 계산되지 않는다.

건조 20분 후에, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 내부에 건조된 재료를 갖는 캐니스터(12) 중 하나가 재료저장처리 및 분배위치(104)로 이동하도록 캐니스터(12)가 다시 이동하는 것이 바람직하다. 결과적으로, 몰딩 프레스 또는 압출기의 공정에 사용하기 위한 적절히 건조된 과립 수지 재료가 공급된다.

이러한 점으로부터, 캐니스터 인덱싱은, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 저장위치의 레벨 센서가 상기 위치에서의 캐니스터(12)가 비었다는 것을 알리는 경우에만 일어난다.

도 20은 진공 드라이어가 200으로 표기된 본 발명의 형태를 구현한 진공 드라이어의 제2실시예를 개략적으로 나타내고 있다. 도 20의 최상부에 개략적으로 나타낸 바와 같이 재료 공급 컨테이너(202) 또는 등가의 구조체가 제공된다. 재료 공급 컨테이너(202)는 진공 드라이어(200)의 일부일 필요는 없다.

본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 바람직한 관상 재료 공급 라인(224) 또는 등가의 구조체는 재료공급부(202)로부터, 바람직하게는 하방향으로 인도되고, 도 20의 204에 나타낸 바와 같이 개략적으로 나타낸 재료 흐름 제어밸브 또는 등가의 구조체에 연결된다.

재료 흐름 제어밸브(204)는 그들 모두가 도 20의 수직방향으로 배향된 원통형 처리 챔버로서 예시되어 있는 제1 및 제2재료 처리챔버(210,212) 각각으로 인도되는 2개의 재료 공급라인(226,226A) 또는 등가의 구조체 중 어느 하나로 재료를 공급한다. 여타의 기하학적 구조 및 형상도 사용될 수 있다.

제1 및 제2재료 처리챔버(210,212)에는 재료 공급라인(226,226A)을 거쳐 그것으로 이송되는 플라스틱 수지와 같은 과립 재료를 가열시키기 위한 수단이 구비된다. 상기 가열 수단은 제1 및 제2재료 처리챔버(210,212)에서 214, 216으로 표기되어 개략적으로 예시된 바와 같이 1이상의 전기저항 가열기일 수 있다. 대안적이고 바람직하게는, 바람직한 실시예에 대하여 일반적으로 상술되고 예시된 것과 동일한 방식으로 내부에 포함된 재료를 가열시키기 위하여 제1 및 제2재료 처리챔버(210,212)를 통해 고온의 공기가 불어나온다.

진공 드라이어(200)는 208로 표기된 진공펌프 또는 등가의 구조체를 더 포함한다. 진공펌프(208)는 제1 및 제2재료 처리챔버(210,212) 중 선택된 하나로부터 진공펌프(208)에 의하여 생성되는 진공을 조성하기 위하여 연결되는 진공제어밸브(208) 또는 등가의 구조체의 위치에 따라 제1 및 제2재료 처리챔버(210,212) 중 선택된 하나의 내부에 진공을 조성한다. 진공 라인(228,228A) 또는 등가의 구조체는 제1 및 제2재료 처리챔버(210,212)를 진공펌프(208)에 연결시킨다. 추가의 진공 라인(230) 또는 등가의 구조체는 제어밸브(206)를 진공펌프(208)에 연결시킨다.

각각 제1 및 제2건조재료 흐름 제어밸브(218,220)에 연결되는 1쌍의 출구라인(232,232A) 또는 등가의 구조체는 제1 및 제2재료 처리챔버(210,212)의 저부로부터 인도된다. 제1 및 제2건조재료 흐름 제어밸브(218,220) 또는 등가의 구조체는 각각의 처리챔버(210,212)에서 제작공정에 의해 요구될 때까지 건조된 과립 재료가 보관되는 저장실(reservoir:222)로의 건조된 과립 또는 분말 수지 재료의 하방향으로의 흐름을 제어한다. 라인(234)은 밸브(218,220)에 의하여 풀려나는 재료를 저장실(222)로 운반한다. 재료공급라인(236)은 저장실(222)로부터 프레스머신이 몰딩 프레스 또는 압출기 중 바람직한 하나인 제조용 처리기계로 요구될 때에 건조된 재료를 운반한다.

진공 드라이어(200)의 작업시, 건조를 필요로 하는 습기가 있는 과립 재료는 처음에는 중력의 영향하에 밸브(204)를 거쳐 제1재료 처리챔버(210)로 공급된다. 처리챔버(210)내에 있는 동안, 과립 수지 재료는 진공이 재료로부터 수분을 증발시키는데 매우 효과적인 온도에 도달할 때까지 바람직하게는 그것을 통하는 고온 공기의 흐름에 의하여 가열된다.

일단 가열의 적용이 중단되면, 다음으로 내부에 진공이 조성될 수 있도록 제1재료 처리챔버가 바람직하게 밀봉되고 진공 펌프(108) 또는 등가의 구조체가 작동되며, 밸브(206) 또는 등가의 구조체는 진공펌프(208)를 제1재료 처리챔버(210)에 연결되어 있다. 진공은 제1재료 처리챔버(210)내의 과립 수지 재료로부터 필요로 하는 수분의 양을 증발시키기 위하여 충분한 시간동안 조성되는 것이 바람직하다.

진공이 조성되고 처리챔버(210)내의 재료로부터 수분이 증발되는 동안, 제2재료 처리챔버(212)는 재료로 충전되는 것이 바람직하며, 챔버(212)내의 과립 수지 재료는 그것으로부터 수분을 증발시켜 건조되는데 요구되는 온도로 가열된다.

일단 챔버(210)내의 재료에 대하여 건조증발작업이 완료되고, 재료가 그것으로부터 수분을 증발시켜 건조되는데 요구되는 온도에 도달함으로써 챔버(212)내의 재료에 대한 가열이 완료되면, 밸브(206)의 위치가 전환되어 진공펌프(208)가 도관(228A,230)을 통해 챔버(212)내에 진공을 조성한다. 이 시간동안, 챔버(210)내의 건조된 재료는 라인(232)을 거쳐 개방 밸브(218)에 의하여 비워져 저장실(222)로 하향해 흐르고 처리 기계로 처리하려는 요구가 있을때까지 그 내부에 저장되었다가 라인(236)에 의하여 운반될 수 있다. 일단 제1재료 처리챔버(210)가 비워지면, 챔버(210)는 밸브(204)의 적절한 위치설정에 의하여 공급부(202)로부터의 재료로 충전될 수 있고, 상기 재료는 공급부(202)로부터 도관(224,226)을 거쳐 챔버(210)로 흐르고 상기 공정이 반복될 수 있다.

진공하의 수분의 증발은 온도에 민감하고 온도 증가량에 따라 크게 증가하기 때문에, 재료가 적절한 온도까지 상승되기 전에 수분이 있는 과립 재료로 진공을 가 하는 것은 노력에 비해 얻어지는 것이 별로 없다. 결과적으로, "이중" 진공 드라이어 시스템, 즉 재료의 일 뱃치가 가열되는 한편 재료의 제2뱃치(이미 요구되는 온도로 가열됨)가 그에 걸쳐 진공이 조성되고 그로부터 수분이 증발되는 2개의 재료 처리챔버를 갖는 시스템은 재료가 가열될 때 재료에 걸쳐 진공이 조성되는 시스템 보다 단위 시간당 전달되는 건조된 재료의 양의 관점에서 보다 효율적인 시스템 일 것이다.

도 20에는 진공 드라이어(200)가 개략적으로 예시되어 있다. 제1 및 제2재료 처리챔버(210,212)에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상술된 형태의 가열된 공기의 입구 및 출구 호스, 진공 입구 및 출구 호스 및 진공 밀봉수단이 구비되는 것이 바람직하다.

밸브(204)는 제1 및 제2 처리챔버(210,212)에 연결되는 것이 바람직한 매니폴드로(manifold)서 기능하며, 2개의 제1 및 제2 처리챔버 중 하나로 건조될 재료를 선택가능하게 공급하는 것이 바람직하다. 밸브(204)는 가장 최근에 건조된 재료가 비워진 제1 및 제2챔버(210,212) 중 선택된 하나로 재료를 공급하기 위한 매니폴드로서의 역할을 한다. 또한, 제1 및 제2 처리챔버(210,212)는 각각의 챔버 또는 그들 두 챔버와 연관된 재료를 가열하는 별개의 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

도 20에 예시된 장치는 210 또는 212 중 하나의 재료 처리챔버만을 활용하도록 변형될 수도 있다. 상기 형태는 보다 저렴하지만, 또한, 상술된 바와 같이 진공하에서 가열이 완료될 때까지 건조될 과립 재료가 효과적으로 건조될 수 없다는 점에서 효율이 떨어진다.

도 21에는 본 발명의 진공 드라이어 형태의 제3실시예가 개략적으로 예시되어 있으며, 상기 진공 드라이어는 300으로 표기되어 있고 302로 표기된 재료 처리챔버를 포함한다.

재료공급 컨테이너 또는 등가의 구조체는 304로 표기되어 있으며 건조할 필요가 있는 과립 또는 분말 재료용 저장 리셉터클로서의 역할을 한다. 재료공급 컨 테이너(304)가 드라이어(300)의 일부일 필요는 없다.

재료 처리챔버(302) 또는 등가의 구조체에는 306으로 표기된 바람직한 밀봉 리드가 구비되고 처리 챔버(302)의 입구 단부(326) 또는 등가의 구조체에 근접하도록 위치설정되는 것이 바람직하다. 밀봉 리드(306)는 적절한 피봇 암(310)에 의하여 밀봉 리드(306)에 연결되는 바람직한 공압식 작동 실린더(308)에 의하여 이동되는 것이 바람직하다. 실린더(308)의 작동시, 밀봉 리드(306)는 처리챔버(302)의 입구 단부(326)를 밀봉하기 위한 위치로 이동된다.

건조를 요하는 과립 수지 또는 분말재료는, 중력에 의하여 재료 공급부(304) 또는 등가의 구조체로부터 재료이송튜브(328)를 거쳐 처리챔버(302)의 입구 단부(326) 또는 등가의 구조체로 이송되는 것이 바람직하다.

재료 처리챔버(302)는 2개의 구역, 즉 312로 표기되는 가열 구역 또는 등가의 구조 및 314로 표기되는 진공건조 구역 또는 등가의 구조로 분할되는 것이 바람직하다. 구역 312, 314는, 본 발명의 실행에 있어 본질적인 것은 아니지만, 바람직한 원통형 재료 처리챔버(302)내의 제1밀봉 트랩 도어라 칭해지며 318로 표기되어 있는 밀봉 트랩 도어 또는 등가의 구조체에 의하여 나뉘는 것이 바람직하다. 가열 구역(312)은 내부의 과립 또는 분말 재료를 가열하도록 되어 있는 것이 바람직하다. 전기저항 가열기는 316으로 표기되어 있고 가열기능을 나타내기 위해 가열 구역(312)의 일부로서 개략적으로 도시되어 있다. 또한 가열이 이루어지는데, 진공 드라이어의 바람직한 실시예에 대하여 일반적으로 상술된 방식으로 고온의 공기에 의해 제공되는 것이 바람직하다.

진공펌프(322) 또는 등가의 구조체는 처리챔버(302)의 진공건조구역(314)에 연결되는 것이 바람직하다.

진공건조 구역(314)의 하부 또는 출구 단부는 도면에서 320으로 표기된 제2밀봉 트랩 도어 또는 등가의 구조체에 의하여 가두어지고(bound) 형성되는 것이 바람직하다. 제2밀봉 트랩 도어 또는 등가의 구조체는, 요구가 있을 때, 재료가 바람직하게는 출구 도관(334)을 거쳐 몰딩머신 또는 압출기로 공급되는 저장실(324)로 건조된 과립 또는 분말재료를 공급하는 건조된 재료 방출 도관(332)으로 안내된다.

도 21에 예시된 드라이어 장치의 실시예의 작동동안, 건조될 과립 또는 분말 재료의 제1부분은 재료공급 컨테이너(304)의 공급부로부터 바람직하게는 재료 입구 이송튜브를 통하여 재료 처리챔버(302)의 가열 구역(312)으로 진행하는 것이 바람직하다. 가열 구역(312)내에서, 재료의 제1부분은 재료를 통하여 고온의 공기를 가하거나 끌어당김으로써 가열된다. 재료의 온도는 실질적으로 상술된 것과 동일한 방식, 즉 재료내로 들어가는 공기의 온도와 재료로부터 나오는 공기의 온도를 비교함으로써 조절되는 것이 바람직하며, 상기 공기의 온도들이 같을 경우, 상기 재료는 실질적으로 요구되는 온도로 가열된 것을 알 수 있다.

일단 가열된 재료의 제1부분이 실질적으로 요구되는 온도인 것으로 알려지면, 상기 재료의 제1부분은, 바람직하게는 가열 구역(312)과 진공 구역(314)을 나누는 밀봉 트랩 도어(318) 또는 등가의 구조체를 개방시키고 가열된 재료를 중력에 의해 가열 구역(312)으로부터 진공건조구역(314)으로 떨어지도록 함으로써 가열 구역(312)으로부터 진공건조구역(314)으로 진행되는 것이 바람직하다.

가열된 재료의 제1부분이 가열 구역(312)으로부터 건조 구역(314)으로 비워지면, 가열된 재료의 제2부분이 공급부(304)로부터 튜브(328)를 거쳐 가열 구역(312)으로 진행될 수 있고, 재료 뱃치의 가열이 개시된다.

진공건조구역(314)에 있는 재료의 제1부분에 대하여, 바람직하게는 가열 구역(312)에 있는 재료의 제2부분이 가열되는 동안, 재료의 제1부분을 건조시키기 위하여 상기 제1부분에 걸쳐 진공이 조성되는 것이 바람직하다.

진공 구역(314)내에서 재료의 제1부분의 건조가 실질적으로 완료되면, 제2밀봉 트랩 도어(320) 또는 등가의 구조체는 개방되는 것이 바람직하며, 요구되는 레벨로 건조된 재료의 제1부분은 바람직하게는 중력의 힘으로 인해 건조된 재료 방출 도관(332) 또는 등가의 구조체를 통해, 처리 기계에 의한 요구가 있을때까지 건조된 과립 재료가 바람직하게 저장되는 저장실(324) 또는 등가의 구조체내로 하향하여 진행하는 것이 바람직할 수 있다.

공급부로부터 가열 구역내로 과립 재료의 일부를 진행시키는 단계, 재료의 다음 진행부가 진공건조구역내에서 건조되는 동안 가열 구역내의 재료를 가열하는 단계 및 재료의 2부분을 연속해서 건조 구역으로부터 저장실로, 그리고 가열 구역으로부터 건조 구역으로 진행시키는 단계들은, 도관(334)이 연결되거나 안내되는 처리 기계에 의하여 추가적으로 건조되어야할 재료가 없는 시간까지 반복되는 것이 바람직하다.

종래의 산업의 실례에서는, 건조제 드라이어 다음에 중량측정 혼합기를, 그리고 그 다음에 몰딩머신를 사용하여 과립 수지 재료를 건조시킨뒤 혼합하고 그 다 음에 처리하였다. 본 발명의 드라이어는 상기 프로세스의 역전, 즉 도 25에 예시된 바와 같이 측정 및 혼합후에 건조가 수행될 수 있도록 하였다. 이는, 혼합단계후에 사용될 경우 분리한 경우에는 사용될 수 없는 이미 혼합된 많은 양의 수지 재료가 생겨나는 상기 혼합물의 분리를 포함하는 건조제 드라이어와 관련된 문제들 때문에 장점을 갖는다. 이는, 건조제 드라이어가 플라스틱 몰딩 산업에서 중량측정 혼합기 이전에 통상적으로 사용되던 이유이다. 본 발명은 상기 재료의 측정 및 혼합후의 과립 재료의 건조를 용이하게 하기 때문에, 본 발명은 혼합된 재료의 저장과 관련된 위험, 즉 재료를 사용불가하게 할 수도 있는 혼합물의 분리와 관련된 위험을 제거해준다. 본 발명의 드라이어에 의하면, 수분의 제거는 재료 중량의 1%의 2/10 정도에 이르러 본 발명에 따른 드라이어의 상류에 위치한 중량측정 혼합기에 의하여 실행되는 혼합물 및 혼합물 비율에는 악영향이 없다.

본 발명의 바람직한 장치 형태에 따른 드라이어는, 몰딩 또는 압출 이전에 과립 플라스틱 수지 재료를 건조시킬 경우 종래의 건조제 드라이어를 사용할 때 걸렸던 건조 시간을 6배 단축시킨다는 것을 균일하고 지속적으로 보여주었다. 상기 종래의 건조제 드라이어는 플라스틱 재료에 따뜻한 공기를 불어주고, 상기 따뜻하게 건조된 공기가 해당 플라스틱 재료로부터 수분을 끌어당기거나 흡수하는 것에 전적으로 의존하였다.

본 발명의 바람직한 장치 형태에 따른 드라이어에 있어서, 건조 공정 동안 조성된 진공은 통상적으로 절대 진공에는 못 미치는 수은으로 1 내지 3인치 정도이다. 따라서, 표준 조건하에서 본 발명에 따른 드라이어는 진공 드라이어 캐니스터 내에 수은으로 27 내지 29의 진공을 조성한다.

본 발명에 따른 상기 드라이어는 충전 및 가열 위치(100)에서 260℉의 온도 또는 300℉에 이르는 온도로 과립 수지 재료를 가열하기 위한 고온의 공기를 공급하는 것이 바람직하다.

몰딩머신이 처리되고 플라스틱 수지를 몰딩하기 위해 처리되고 건조하는데 시간당 100파운드를 필요로 하는 통상적인 적용에 있어서, 본 발명에 따른 상기 드라이어는 캐니스터가 3곳의 위치 각각에서 20분 이내에 순환되기 때문에 35파운드 용적의 캐니스터를 사용하여 동일한 결과를 제공할 수 있다. 따라서, 몰딩머신에 의하여 처리될 수 있도록 드라이어로부터 매 시간당 105 파운드의 재료가 공급될 수 있다.

시간 당 처리량이 재료 100파운드의 과립 수지 재료를 공급하는 종래의 건조제 드라이어를 이용하여 작동되는 몰딩머신에 대하여, 4시간의 건조제 건조시간으로 인해 시간 당 재료 100파운드를 제공하기 위해서는 400파운드의 용적을 갖는 건조제 드라이어가 필요하다. 결과적으로, 상술된 바와 같이 본 발명에 따른 드라이어는 보다 작고 보다 많이 다룰 수 있으며 보다 작은 공간을 취하는 캐니스터(12)를 제공하며, 일반적으로, 주형공(molder)에게 종래의 건조제 드라이어보다 효율적인 작업을 가능하게 한다.

시간당 재료 100파운드의 처리량을 요하는 건조제 드라이어 공정은, 상기 건조제 드라이어가 몰딩작업의 개시를 위해 용인되는 건조도로 처음 뱃치의 재료를 제공하기 위해서는 통상적으로 4시간이 소요되기 때문에 4시간의 리드 타임이 필요 하다. 이와는 대조적으로, 본 발명의 바람직한 장치 형태에 따른 드라이어는, 몰딩 작업의 개시를 위해 용인되는 건조도의 처음 뱃치의 재료를 제공하는데 단지 40분이 필요하다. 본 발명의 바람직한 장치 형태의 상기 드라이어에 의하여 제공되는 또 다른 장점은 가열, 진공건조 및 재료저장처리위치(100,102,104)의 별개의 세 캐니스터의 사용에 기인한다. 이는, 이전의 색깔을 갖는 플라스틱 수지 재료의 마지막 뱃치가 건조되어 이송되는 동안 건조과정에 새로운 색깔이 도입될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 건조되는 과립 수지 재료의 색깔을 변화시키기 위하여 드라이어의 작업을 중단시킬 필요가 없다. 이와는 대조적으로, 종래의 건조제 드라이어는 건조되는 과립 플라스틱 수지의 색깔을 변화시키기 위해서는 4시간의 가동휴지시간을 필요로 한다.

본 발명에 따른 상기 드라이어는 지금까지는 스크래피지(scrappage)를 위해 필요한 건조 시간으로 인해 실용적이지 못했던 나일론 스크래피지를 경제적으로 만든다. 종래에는 나일론이 처리되고 스크랩(scrap) 나일론이 공정의 부산물로서 생겨날 때, 몇몇 경우에는 공지된 방법 및 기구를 사용할 경우 상기 나일론이 재그라인딩(reground)되고 재처리될 수 있는 충분한 정도로 상기 스크랩 나일론을 건조시키는데 3일이 걸렸다. 본 발명의 바람직한 장치 형태에 따른 드라이어는, 6시간내에 나이론 리사이클리지(recyclage)를 적절히 처리하여 상기 공지된 방법에 비해 건조시간을 92%정도 단축시킨다는 것이 판명되었다. 따라서, 본 발명에 따른 드라이어는 리사이클링을 위해 건조되어 재처리가능한 나일론을 연속적으로 공급할 수 있는데, 이는, 이전에는 수분에 대한 나일론의 친화성으로 인해, 그리고 그것을 리 사이클링 모드로 처리가능하도록 하기에 충분한 정도로 나일론 리사이클리지를 건조시키는데 걸리는 시간이 긺으로 인해 실용적이지 못했던 것이었다.

본 발명의 또 다른 장점은 건조되는 플라스틱 수지 재료가 공지된 방법에 의한 것보다 많이 단축된 시간동안만 열에 노출되어 열에의 노출로 인한 플라스틱의 열화의 위험을 저감시킨다는 점이다. 많은 몰딩재료, 특히 보다 값비싼 몰딩재료들은 열에의 노출에 매우 민감하다. 이들 재료들을, 통상적으로 "공학(engineering)" 재료라 칭하며, 여기에는 나일론, PET 및 다양한 폴리카보네이트들이 포함된다.

본 PCT특허출원은 미국에 거주하는 출원인에 의하여 제출되는 것이다. 본 출원의 발명가는 미국에 거주하는 미국민이다. 따라서, 출원서에는 특정 언어, 특히 "바람직하게"라는 단어 및 그것의 변형어를 사용하여, 본 발명의 설명이, 당업자들에 의한 본 발명의 실행에 있어 그것이 최상의 모드에 걸맞게 나열될 수 있도록 하는 용어로서 본 발명을 만들고 사용하기 위한 방식 및 모드를 나열하는 요건들에 따라 본 발명 및 그것의 실례를 설명하며, 이들 모두는 미국 특허법의 일부인 35 U. S. C. 112 따른다.

1이상의 실시예에서 본 발명의 실행에 있어서의 본질적인(다른 나라 및 지역 특허청의 특허법에서 사용되는 용어) 요소들, 물체, 아이템, 구성요소 등이 상기 설명에 나타내어져 있다.

본 발명은 몇몇 진공 드라이어 및 기구의 구조와 방법들이 개시되어 있는 상기 설명에 의하여 증명된 바와 같은 많은 특징들을 가지며, 그들 모두는 본 발명의 기술적사상안에 속해 있다. 본 발명은 많은 특징들을 가지며 상술하고, 개시하고/거나 청구하며 예로든 구조체, 공정, 방법 및 실시예들로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 이와는 대조적으로, 상술하고, 개시하고/거나 청구한 구조체, 공정, 방법 및 기술들에 대한 등가물들 모두는 본 발명의 범위내에 속한다.

Claims (46)

1. 과립형 또는 분말형 재료를 위한 진공 드라이어에 있어서,

   a. 적어도 재료 가열 및 진공 건조 위치들 사이에서 연속적으로 이동가능한 적어도 하나 이상의 캐니스터(canister);

   b. 적어도 상기 가열 및 진공 건조 위치들 사이에서 상기 캐니스터를 이동시키는 수단;

   c. 송풍기;

   d. 상기 진공 건조 위치에서 캐니스터를 진공원에 연결시키는 이음쇠(fitting); 및

   e. 상기 송풍기로부터, 몰딩이나 압출을 위하여 저장 리셉터클로 또는 가열 위치에서의 캐니스터로 공기를 선택적으로 지향시키는 밸브 박스

   를 포함하는 진공 드라이어.
2. 제1항에 있어서,

   캐니스터로부터의 하향 흐름을 통해 건조된 과립형 재료를 수용하는 재료 제거 박스(material takeoff box)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
3. 제2항에 있어서,

   상기 과립형 재료를 상기 재료 제거 박스로 공급하는 캐니스터는 상기 재료 가열 및 진공 건조 위치들로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
4. 제1항에 있어서,

   상기 캐니스터들은 상기 가열 및 진공 건조 위치들과 저장 위치(inventory position) 사이에서 연속적으로 그리고 순차적으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
5. 제4항에 있어서,

   상기 캐니스터들은 상기 저장 위치에서 재료가 비워지는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
6. 제4항에 있어서,

   상기 캐니스터들은 상기 저장 위치에서 재료가 배출되는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
7. 제4항에 있어서,

   상기 캐니스터들은 상기 가열 위치에서 재료로 로딩되는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
8. 제6항에 있어서,

   상기 캐니스터들은 상기 가열 위치에서 재료로 로딩되는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
9. 제1항에 있어서,

   상기 캐니스터들은 원통형인 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
10. 제9항에 있어서,

    상기 캐니스터들은 그 축선들이 수직으로 방위되는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
11. 제10항에 있어서,

    상기 캐니스터들은 공통수직축선을 중심으로 이동하는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
12. 과립형 또는 분말형 재료를 위한 진공 드라이어에 있어서,

    a. 재료 가열, 진공 건조 및 저장 위치들 사이에서 연속적으로 공통수직축선을 중심으로 회전가능한 복수의 캐니스터;

    b. 상기 가열, 진공 건조 및 저장 위치들 사이에서 상기 축선을 중심으로 상기 캐니스터들을 이동시키는 수단;

    c. 송풍기;

    d. 상기 송풍기로부터, 몰딩이나 압출을 위하여 저장 리셉터클로 또는 가열 위치에서의 캐니스터로 공기를 선택적으로 지향시키는 밸브 박스;

    e. 상기 가열 위치에서 캐니스터의 내용물을 가열하는 수단; 및

    f. 상기 진공 건조 위치에서 캐니스터내에 진공을 조성하는 수단을 포함하고,

    상기 이동시키는 수단은,

    g. 상기 가열, 진공 건조 및 저장 위치들 사이에서 상기 캐니스터들을 운반하기 위하여 상기 축선을 중심으로 회전가능한 캐러셀(carousel)을 더 포함하고, 상기 캐러셀은, 수직으로 연장되는 축방향 샤프트로부터 반경방향 바깥쪽으로 연장되는 한 세트의 베인(vane)을 포함하고, 상기 베인은 상기 캐니스터들로부터 바깥쪽으로 연장되어 상기 캐러셀이 회전할 때에 상기 캐니스터들을 수직으로 지지하도록 하는 핀들을 수용하기 위한 위쪽으로 향하는 정점들을 갖는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
13. 제12항에 있어서,

    상기 위쪽으로 향하는 정점들은 상기 캐니스터들로부터 바깥쪽으로 연장되는 제1핀을 수용하고, 상기 베인들은,

    a. 상기 제1핀 아래에서 상기 캐니스터들로부터 바깥쪽으로 연장되는 제2핀을 수용하기 위한 아래쪽으로 향하는 정점; 및

    b. 상기 제2핀을 상기 아래쪽으로 향하는 정점 내에 보유하기 위한 수동으로 작동가능한 래치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
14. 제13항에 있어서,

    상기 래치들은, 상기 제2핀이 상기 아래쪽으로 향하는 정점 내에 보유되는 위치와, 상기 제2핀이 상기 아래쪽으로 향하는 정점으로부터 자유롭게 낙하할 수 있는 위치들 사이에서 회전가능한 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
15. 삭제
16. 삭제
17. 제12항에 있어서,

    상기 캐니스터들은 만곡된 외면을 가지고, 상기 진공 드라이어는 상기 만곡된 외면 주위에 맞춰지는 탄성적인 단열 커버들을 더 포함하며, 상기 커버들은 서로를 향하여 상기 커버들의 각각의 에지들을 당기기 위한 폐쇄수단을 포함하여, 상기 캐니스터 상의 제자리에 상기 커버들을 탄성적으로 보유하도록 하는 것을 특징으로 하는 진공 드라이어.
18. 플라스틱 재료 처리 시스템에 있어서,

    a. 재료의 후속 뱃치(batch)를 가열하기 위하여 밸브 박스에 의하여 선택적으로 지향되는 공기를 사용하여, 과립형 플라스틱 수지 재료의 뱃치 할당량을 순차적으로 동시에 주기적으로 가열 및 진공 건조시키고, 상기 건조된 재료를 중량 측정 혼합기(gravimetric blender)로 운반하기 위한 밸브 박스를 포함하는 드라이어;

    b. 사전설정된 중량의 상기 건조된 플라스틱 수지 재료를 사전설정된 중량의 다른 재료와 함께 균질의 혼합물로 혼합시키기 위하여, 상기 드라이어로부터 상기 건조된 과립형 플라스틱 수지 재료를 수용하는 중량 측정 혼합기; 및

    c. 상기 혼합물이 상기 혼합기로부터 수용되는 속도로, 상기 균질의 혼합물을 수용하고 고형의 플라스틱 제품으로 몰딩하는 몰딩 기계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 재료 처리 시스템.
19. 플라스틱 재료 처리 시스템에 있어서,

    a. 사전설정된 중량의 플라스틱 수지 재료의 혼합된 구성요소들을 균질의 혼합물로 혼합시키는 중량 측정 혼합기;

    b. 상기 혼합물을 수용하고, 상기 혼합물의 뱃치 할당량을 순차적으로 동시에 주기적으로 가열 및 진공 건조하며, 상기 혼합물의 추가 뱃치 할당량을 가열하기 위하여 밸브 박스에 의하여 선택적으로 지향되는 공기를 사용하여, 상기 건조된 혼합물을 몰딩 기계로 공압식으로 운반하는 밸브 박스를 포함하는 드라이어; 및

    c. 상기 재료가 상기 드라이어로부터 수용되는 속도로, 상기 건조된 혼합물을 수용하고 고형의 플라스틱 제품으로 몰딩하는 몰딩 기계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 재료 처리 시스템.
20. 플라스틱을 완성된 제품으로 몰딩하는 방법에 있어서,

    a. 사전설정된 중량의 플라스틱 수지 재료 구성요소들을 균질의 혼합물로 혼합시키는 단계;

    b. 주변 공기에 대하여 수분-흡수(moisture-gaining) 노출을 시키지 않고, 밸브 박스를 포함하는 진공 드라이어로 상기 혼합물을 공급하는 단계;

    c. 상기 밸브 박스에 의하여 선택적으로 지향되는 공기를 사용하여 현재의 뱃치 할당량이 진공 건조되는 동안, 차기 이어지는 뱃치 할당량이 가열되고 있는 상태에서 상기 진공 드라이어를 이용하여 상기 혼합물의 뱃치 할당량을 순차적으로 가열 및 진공 건조시키는 단계;

    d. 주변 공기에 대하여 수분-흡수 노출을 시키지 않고, 상기 건조된 뱃치 할당량을 몰딩 장치로 공급하는 단계; 및

    e. 진공 건조 후에, 상기 혼합물의 뱃치 할당량으로부터 플라스틱 제품을 몰딩하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 몰딩 방법.
21. 제20항에 있어서,

    단계 c에 의해 재료를 소비하는 속도로, 건조된 재료를 공급하도록 단계 b를 실행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 몰딩 방법.
22. 제20항에 있어서,

    상기 몰딩 단계는, 상기 차기 이어지는 뱃치 할당량이 진공 건조되고 두번째 이어지는 뱃치가 가열되는 동안, 진공 건조 이후에 상기 현재의 뱃치 할당량으로부터 하나 이상의 플라스틱 제품을 몰딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 몰딩 방법.
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