KR100999457B1 - 폐플라스틱 원료 스크린 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 폐플라스틱 원료 스크린 장치(100)는 용융수지가 유입되어 고압으로 공급되는 수지공급관(42)과, 상기 수지공급관(42)으로부터 분기되는 제 1 및 제 2의 한 쌍의 분기관(46)과, 상기 분기관(46)들과 연결되어 분술물이 제거된 용융수지를 배출하는 수지배출관(48)으로 구성되는 배관(40)과, 상기 수지공급관(42)에 공급된 용융수지를 각각의 분기관(46)으로 선택적으로 공급하도록 설치되는 방향전환밸브(50)와, 상기 분기관(46)의 각각에 설치되어 공급되는 용융수지의 불순물을 제거하는 스크린 필터유닛(60)과, 상기 제 1 및 제 2 분기관(46)의 각각에 설치되어 공급되는 용융수지의 압력을 측정하는 압력측정장치(70)와, 상기 제 1 및 제 2 분기관(46)의 어느 하나에 설치되어 공급되는 용융수지의 온도를 측정하는 온도측정장치(80)와, 상기 방향전환밸브(50)와, 상기 압력측정장치(70)) 및 온도측정장치(80)와, 상기 스크린 필터유닛(60)을 제어하는 제어유닛(90)을 포함하여, 운전대기 시간 없이 연속운전이 가능하므로 생산성이 향상되고, 버려지는 용융수지를 대폭 감소할 수 있고, 불순물을 제거하는 원통형 필터를 정확하게 교체및 청소할 수 있어 품질 향상에 기여하는 효과를 가진다.

폐플라스틱 원료, 용융수지, 스크린, 필터, 교체

Description

폐플라스틱 원료 스크린 장치{Apparatus for screening plastic waste}

본 발명은 폐플라스틱 원료 스크린 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐합성수지를 고온에서 용융하여 제품을 생산할 때, 연속운전이 가능하고 버려지는 용융수지를 대폭 감소할 수 있고, 불순물 제어를 통해 품질을 향상할 수 있는 폐플라스틱 원료 스크린 장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 폐플라스틱, 폐비닐 등과 같은 폐합성수지 폐기물에 가장 많이 사용되는 수지는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 등으로 여러 종류가 있고, 이러한 폐기물은 연간 10만톤 정도가 해마다 발생하고 있어 환경에 나쁜 영향을 주고 있다.

이에 따라 폐합성수지 폐기물은 도 1에 도시된 바와 같은 폐합성수지 압출성형기(10)를 이용하여 폐기물의 압출 성형하여 폐합성수지를 재활용하고 있는데, 압출성형기의 호퍼(2)를 통해 1차 용융 수지가 투입되면, 생산품 원료는 이송스크류(4)를 통해 200~230℃로 이송하여 압출다이(도시하지 않음)에서 제품을 생산한다. 이때 폐기물에는 흙, 모래, 수분, 나무 등과 같은 불순물이 10~15% 포함되므로, 1차 및 2차의 용융과정에서 생산성 저하 및 제품의 불량률 증대의 원인이 되므 로, 이러한 불순문의 제거를 위해, 압출다이와 이송스크류(4) 사이에 스크린을 설치하고, 불순물의 농도가 높을 경우 5분 운전하고, 압출 성형을 중지한 다음, 스크린을 교체하는데, 이러한 스크린의 교체에 3분이 소요되며, 총 하루 300분 이상의 시간이 낭비된다.

보통 스크린은 폐합성수지의 종류와 제품의 종류에 따라 입자의 크기를 결정하는데 통상적으로 200~50 메쉬 크기의 스크린을 사용하고 한번 사용한 스크린은 폐기 처분된다.

이와 같이 스크린 교체에 따른 시간의 낭비와 더불어 작업자가 수작업으로 볼트를 해체하고 스크린을 교체하는 과정에서 용융수지의 온도가 통상 200~230℃의 고온이므로 화상의 위험성이 있고, 또한 유해가스로부터의 노출되며, 매우 단순한 반복 노동이 행해지는 문제가 있다.

이에 대한민국 등록실용신안 제20-0406515호(고안의 명칭 : 자동 스크린 체인지)와, 대한민국 등록특허 제10-0795355호(발명의 명칭 : 용융 압출기용 스크린 장치) 및 대한민국 등록특허 제10-768442호(발명의 명칭 : 자동 스크린 교체장치) 등에 스크린을 교체하는 구성이 개시되어 있다.

도 2에는 종래의 전형적인 스크린 교체장치를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 스크린 교체장치는 수지공급실린더(6)의 중간부에 바디(20)와, 이 바디(20)의 측면을 관통하는 스크린(22)과, 상기 바디(20)의 내부에 설치되어 스크린(22)을 지지하는 지지패널(24)과, 상기 바디(20)의 일측에 구비된 히터(26)로 구성된 금속블록으로 설치되며, 바디(20)의 전후면에는 수지공급실린더(6)와 연결되는 수지공 급통로(28)가 관통하여 형성되고, 그 양측면에는 수지공급통로(28)와 교차되는 스크린통로(31)가 관통하여 형성된다. 이 스크린통로(31)는 상하방향으로 긴 슬롯형태로 구성되어 스크린(22)이 이 스크린통로(31)를 통해 수지공급통로(28)를 가로질러 통과할 수 있도록 구성된다. 또 바디(20)의 수지공급통로(28)의 주위에는 냉각수통로(34)가 형성된다. 스크린(22)은 권취롤(36)에 권치된 상태에서 연속적으로 풀려나오는 것으로, 스크린통로(31)의 입구(32)로 삽입되어 수지공급통로(28)를 지난 후, 스크린통로(31)의 출구(33)로 배출된다.

이러한 구성에 따라 종래의 스크린 교체장치는 수지공급실린더(28)를 통해 수지가 공급되면, 용융된 수지는 스크린(22)과 지지패널(24)을 통과하게 되고, 이때 수지에 포함된 이물질이나 완전히 용융되지 않은 수지 또는 탄화된 수지찌꺼기 등이 스크린(22)에 걸려 걸러지게 된다. 그리고 바디(20)는 냉각수통로(34)를 통과하는 냉각수에 의해 냉각됨에 따라 수지공급통로(28) 둘레부의 수지가 경화되어 스크린통로(31)를 막게되고, 그 결과 수지공급통로(28)를 통과하는 용융된 수지가 스크린통로(31)를 통해 외부로 누출되는 것을 방지하게 된다. 이후, 히터(26)가 작동되면, 스크린통로(31) 중 출구(33)부분이 가열되고, 이 출구(33)부분을 막고 있던 수지가 용융되어, 외부로 배출되며, 이때의 배출되는 수지의 압력에 의해 스크린(22)도 출구(33) 쪽으로 이동됨에 따라 권취롤(36)이 풀리면서, 새로운 스크린(22)이 수지공급통로(28)에 삽입되어 교체된다.

하지만, 종래의 스크린 자동 교체장치들은 용융된 수지의 공급을 중단하지 않고 스크린을 자동으로 교체할 수 있다 하더라도, 그 구성이 복잡하고, 사용되는 스크린의 소모량이 많으며, 배관의 온도와 불순물의 제거를 일정하게 제어하기가 곤란한 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 기술의 문제를 극복하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 용융수지의 흐름방향을 바꾸어줌에 따라 구성이 간단해지고, 원통형 필터의 2단 병렬설치에 의한 불순물의 효율적 제거를 통해 품질 향상을 기여하고, 원통형 필터내에 스크레퍼를 채용함에 따라 스크린 소모량을 절감할 수 있는 폐플라스틱 원료 스크린 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폐플라스틱 원료 스크린 장치는 용융수지가 고압으로 공급되는 수지공급관과, 상기 수지공급관으로부터 분기되는 제 1 및 제 2의 한 쌍의 분기관과, 상기 분기관들과 연결되어 분술물이 제거된 용융수지를 배출하는 수지배출관으로 구성되며, 상기 각각의 분기관이 전면 및 후면 수직부와, 수직부사이의 수평부로 이루어지는 배관과, 상기 수지공급관에 공급된 용융수지를 각각의 분기관으로 선택적으로 공급하도록 설치되는 방향전환밸브와, 상기 분기관의 각각에 설치되어 공급되는 용융수지의 불순물을 제거하는 스크린 필터유닛과, 상기 제 1 및 제 2 분기관의 각각에 설치되어 공급되는 용융수지의 압력을 측정하는 압력측정장치와, 상기 제 1 및 제 2 분기관의 어느 하나에 설치되어 공급되는 용융수지의 온도를 측정하는 온도측정장치와, 상기 방향전환밸브와, 상기 압력측정장치 및 온도측정장치와, 상기 스크린 필터유닛을 제어하는 제어유닛을 포함한다.

본 발명의 스크린 필터유닛은 각각 원주면에 복수의 홀이 형성되어 각 분기관의 전면수직부에 설치되는 원통형 필터와, 상기 원통형 필터의 홀에 부착되는 용융수지를 탈착하도록 상기 원통형 필터의 내에 회전가능하게 설치되는 스크레이퍼와, 상기 스크레이퍼를 회전구동하는 구동모터를 포함한다.

원통형 필터는 수직으로 2단 병렬 설치되며, 압력측정장치에서 측정한 초기 운전압력보다 2배이상 높게 운전압력이 측정되면, 원통형 필터를 해체하여 교체 또는 청소하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 운전대기 시간 없이 연속운전이 가능하므로 생산성이 향상되고, 버려지는 용융수지를 대폭 감소할 수 있고, 불순물을 제거하는 원통형 필터를 정확하게 교체및 청소할 수 있어 품질 향상에 기여하는 효과를 가진다.

이하 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐플라스틱 원료 스크린 장치의 구성을 나타내는 개략도이고, 도 4는 도 3의 스크린 필터 유닛의 상세한 구성을 나타내는 개략도이다.

본 발명의 폐플라스틱 원료 스크린 장치(100)는 도 1에서의 이송스크류(4)와 압출다이(도시하지 않음)사이에 설치되며, 이송스크류(40)를 통해 200~230℃의 용융수지가 유입되어 고압으로 공급되는 수지공급관(42)과, 상기 수지공급관(42)으로부터 분기되는 제 1 및 제 2의 한 쌍의 분기관(46)과, 상기 분기관(46)들과 연결되어 분술물이 제거된 용융수지를 배출하는 수지배출관(48)으로 구성되는 배관(40)과, 상기 수지공급관(42)에 공급된 용융수지를 각각의 분기관(46)으로 선택적으로 공급하도록 설치되는 방향전환밸브(50)와, 상기 분기관(46)의 각각에 설치되어 공급되는 용융수지의 불순물을 제거하는 스크린 필터유닛(60)과, 상기 제 1 및 제 2 분기관(46)의 각각에 설치되어 공급되는 용융수지의 압력을 측정하는 압력측정장치(70)와, 상기 제 1 및 제 2 분기관(46)의 어느 하나에 설치되어 공급되는 용융수지의 온도를 측정하는 온도측정장치(80)와, 상기 방향전환밸브(50)와, 상기 압력측정장치(70)) 및 온도측정장치(80)와, 상기 스크린 필터유닛(60)을 제어하는 제어유닛(90)을 포함한다.

각각의 분기관(46)은 전면 및 후면 수직부(43)(45)와, 수직부(43)(45)사이의 수평부(44)로 이루어지고, 방향전환밸브(50)는 3방밸브가 바람직하다.

본 발명의 스크린 필터유닛(60)은 각각 원주면에 직경 1-3mm의 복수의 홀(62)이 형성되어 각 분기관(46)의 전면수직부(43)에 설치되는 원통형 필터(64)와, 원통형 필터(64)의 내에 회전가능하게 설치되는 스크레이퍼(66)와, 상기 스크레이퍼(66)를 회전구동하는 구동모터(68)를 포함한다.

원통형 필터(64)는 그 상단이 거치대(61)에 의해 지지되어 수직으로 2단 병 렬 설치되며, 그 내부에서 회전되는 스크레이퍼(66)가 회전됨에 따라 원통형 필터(64)의 홀(62)에 부착되는 용융수지가 탈착되어 내부에 쌓이게 된다. 상하단 원통형 필터(64)사이 및 하단의 원통형 필터(64)와 구동모터(68)의 사이에는 동력전달이 가능하도록 커플링부재(63)가 개재되어 있다.

한편, 제어유닛(90)은 압력측정장치(70)에서 측정된 운전압력이 초기 운전압력보다 2배이상 높게 되는 경우, 이를 근거로 용융수지의 흐름을 방향전환밸브(50)를 작동하여 어느 하나의 분기관(46)에서 다른 하나의 분기관(46)을 통해 수지배출관(48)으로 흐르도록 바꾸는 동시에 어느 하나의 분기관(46)에 위치된 스크린 필터유닛(60)의 구동모터(68)의 작동을 정지하도록 제어하고 다른 하나의 분기관(46)에 위치된 구동모터(68)를 작동하도록 제어하며, 작동이 정지된 스크린 필터유닛(60)의 원통형 필터(64)를 해체하여 교체하거나 청소를 실행한다. 또한 온도측정장치(80)의 측정값에 따라 배관(40)내의 온도를 200~230℃가 되도록 제어한다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 폐플라스틱 원료 스크린 장치의 작동은 다음과 같다.

도 1의 압출성형기(10)를 거친 용융수지는 이송스크류(4)에 의해 본 발명의 폐플라스틱 원료 스크린 장치(100)의 배관(40)을 통하여 흐름에 따라 폐플라스틱에 포함된 불순물 제거된다. 즉, 배관(40)의 수지공급관(42)을 통해 공급된 용융수지는 방향전환밸브(50)에 의해 어느 하나의 분기관(46)으로 흐르게 되고, 분기관(46)의 전면수직부(43)에 수직으로 설치된 스크린 필터유닛(60)으로 유입된다.

스크린 필터유닛(60)으로 유입되는 용융수지는 수직으로 2단 병렬설치된 원 통형 필터(64)의 내부로 공급되며 이때 용융수지에 포함된 불순물들은 필터(64)의 원주면에 형성된 직경 1-3mm의 홀(62)을 통하여 걸러지게 되고, 홀(62)들에 부착된 불순물은 스크레이퍼(66)의 회전작동에 따라 홀(62)에서 탈착되어 하부에 쌓이게 된다.

한편 불순물이 제거된 용융수지는 수평부(44) 및 후면수직부(45)를 거쳐 수지배출관(48)을 통해 압출다이(도시하지 않음)로 배출된다.

이러한 상태로 운전되다가, 압력측정장치(70)에서 측정된 운전압력이 초기 운전압력보다 2배이상 높게 되면 제어유닛(90)은 이를 근거로 용융수지의 흐름을 방향전환밸브(50)를 작동하여 어느 하나의 분기관(46)에서 다른 하나의 분기관(46)을 통해 수지배출관(48)으로 흐르도록 바꾸는 동시에 어느 하나의 분기관(46)에 위치된 스크린 필터유닛(60)의 구동모터(68)의 작동을 정지하도록 제어하고 다른 하나의 분기관(46)에 위치된 구동모터(68)를 작동하도록 제어하여 장치를 운전대기 시간없이 연속운전하게 된다. 그러면서도 제어유닛(90)은 온도측정장치(80)의 측정값에 따라 배관(40)내의 온도를 200~230℃가 유지되도록 제어한다.

물론 작동이 정지된 스크린 필터유닛(60)의 원통형 필터(64)는 해체하여 교체하거나 청소를 실행한다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 폐플라스틱 원료 스크린 장치의 하나의 바람직한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않는 것이므로, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 전형적인 압출성형기를 나타내는 개략도이고,

도 2는 종래 자동 스크린 교체장치를 나타내는 개략도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐플라스틱 원료 스크린 장치의 구성을 나타내는 개략도이고,

도 4는 도 3의 스크린 필터 유닛의 상세한 구성을 나타내는 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

40 : 배관 42 : 수지공급관

43,45 : 수직부 44 : 수평부

46 : 분기관 48 : 수지배출관

50 : 방향전환밸브 60 : 스크린 필터유닛

62 : 홀 64 : 원통형 필터

66 : 스크레이퍼 68 : 구동모터

70 : 압력측정장치 80 : 온도측정수단

90 : 제어유닛

Claims (4)

1. 용융수지가 고압으로 공급되는 수지공급관과, 상기 수지공급관으로부터 분기되는 제 1 및 제 2의 한 쌍의 분기관과, 상기 분기관들과 연결되어 분술물이 제거된 용융수지를 배출하는 수지배출관으로 구성되며, 상기 각각의 분기관이 전면 및 후면 수직부와, 수직부사이의 수평부로 이루어지는 배관과,

   상기 수지공급관에 공급된 용융수지를 각각의 분기관으로 선택적으로 공급하도록 설치되는 방향전환밸브와,

   각각 원주면에 복수의 홀이 형성되어 상기 분기관의 각각에 설치되는 원통형 필터를 구비하여, 공급되는 용융수지의 불순물을 제거하는 스크린 필터유닛과,

   상기 제 1 및 제 2 분기관의 각각에 설치되어 공급되는 용융수지의 압력을 측정하는 압력측정장치와,

   상기 제 1 및 제 2 분기관의 어느 하나에 설치되어 공급되는 용융수지의 온도를 측정하는 온도측정장치와,

   상기 방향전환밸브와, 상기 압력측정장치 및 온도측정장치와, 상기 스크린 필터유닛을 제어하는 제어유닛을 포함하는

   폐플라스틱 원료 스크린 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스크린 필터유닛은

   상기 원통형 필터의 홀에 부착되는 용융수지를 탈착하도록 상기 원통형 필터의 내에 회전가능하게 설치되는 스크레이퍼와,

   상기 스크레이퍼를 회전구동하는 구동모터를 더 포함하되,

   상기 원통형 필터는 상기 각 분기관의 전면수직부에 설치되는

   폐플라스틱 원료 스크린 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 원통형 필터는 수직으로 2단 병렬 설치되는

   폐플라스틱 원료 스크린 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 압력측정장치에서 측정된 초기 운전압력보다 2배이상 높게 운전압력이 측정되면, 상기 원통형 필터를 해체하여 교체 또는 청소를 실행하는

   폐플라스틱 원료 스크린 장치.

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