KR101026329B1

KR101026329B1 - 합성수지관 성형장치 및 이에 의해 제조된 합성수지관

Info

Publication number: KR101026329B1
Application number: KR1020080023091A
Authority: KR
Inventors: 김영욱
Original assignee: 김영욱
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2011-03-31
Also published as: KR20090097746A

Abstract

본 발명은 S형태를 이루는 I빔부재 외부에 n모양으로 형성된 n프로파일을 성형하고, 성형 되는 S형 I빔부재 n프로파일을 통상의 나선형 권취 장치로 권취하여 합성수지관을 성형하는 합성수지관 성형장치와 이에 의해 제조된 합성수지관에 관한 것이다.

본 발명의 특징은 S형태의 I빔 부재의 윗벽체와 중간벽체가 n프로파일의 양측 내벽에 일정한 간격을 갖고 연속적으로 접합 되고, 윗벽체와 중간벽체가 n프로파일의 양측 내벽을 휘어지지 않도록 안정적으로 지지해주며 또한, S형태의 윗벽체나 중간벽체로 하여 n프로파일의 외벽을 보호하도록 하는 연성관인 합성수지관의 수직하중을 향상시키되, 관의 자중을 감소시키면서 프로파일이 받는 인장 응력을 감소시켜 수명의 연장을 극대화할 수 있도록 한 것에 있다.

또한, 부가적으로 n프로파일의 접합부를 n프로파일의 양측벽에 바깥면 홈을 형성토록 하여 프로파일의 접합부의 접합력을 더욱 향상시키도록 한 것에 있다.

합성수지관, S형 I빔부재, 노즐다이체, n프로파일, n프로파일다이 커플링, 수축비.

Description

합성수지관 성형장치 및 이에 의해 제조된 합성수지관{Plastic Pipe of nprofile having I-beam reinforcement by S type structure, and device for manufacturing the pipe thereof}

본 발명은 S형상으로 성형 된 I빔부재 외부에 n프로파일로 성형된 S형 I빔부재 n프로파일에 의해 합성수지관을 성형하여 합성수지관에 작용하는 수직하중에 대한 응력향상 및 프로파일이 받는 인장응력의 감소로 수명보장을 극대화할 수 있는 합성수지관 성형장치 및 이에 의해 제조된 합성수지관에 관한 것이다.

삭제

일반적으로 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 또는 폴리염화비닐과 같은 합성수지를 이용하여 제조되는 합성수지관은 대체로 무게가 가볍고, 내식성이 좋으며, 접합이 현장시공에 용이하여 오수관이나 우수관으로 많이 이용되고 있다.
이러한 합성수지관의 제조는 굽힘에 대한 하중강도를 향상시키도록 십자모양의 보강 벽이 삽입된 삼중 벽이나 여러 모양의 보강 벽이 삽입된 다중 벽 구조의 일정한 단면을 갖는 프로파일을 압출기에 의해 연속적으로 압출하여 통상의 나선형 권취 장치에 의해 권취 시켜 강도가 향상된 삼중 벽 합성수지관이나 다중 벽 합성수지관을 제조하고 있다.

상기와 같은 합성수지관은 십자모양의 보강 벽이나 여러 모양의 보강 벽이 급속한 냉각으로 성형하여 중공부를 갖는 프로파일 내부에 삽입시켜 성형 된 프로파일을 나선형 권취 장치로 상기의 합성수지관을 성형할 때, 냉각된 보강 벽에 의해 프로파일이 받는 인장 응력을 해소하지 못하였다.
또한, 상기의 보강 벽이 중공부를 갖는 프로파일과 일체로 성형하여 나선형 권취 장치로 상기의 합성수지관을 성형할 때, 프로파일 내부의 보강 벽이 쉽게 휘거나, 프로파일 외벽이 받는 인장 응력을 해소하지 못하여 관의 수명을 단축하는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같은 합성수지관은 지중에 매설되어 장기간 유체가 흐르는 과정에 있어서, 유체 속에 포함되어 흐르는 이물질이나 모래 등으로 인한 흠 또는 프로파일 외벽에 찍히어서 흠이 발생할 경우에 상기의 발생 된 흠을 통해 합성수지관 외부의 오염된 유체가 내부로 유입되거나 내부에 흐르는 유체가 합성수지관 외부로 유출되어 토양 및 지하수를 재오염시키는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 연결부를 갖는 허니콤 형상의 보강 차단부재를 허니콤 형상으로 성형하고 중공부가 구비된 프로파일 내부에 삽입시켜 성형하여 강도를 향상시킨 국내특허등록 제10-0661493호(차수막이 구비된 고강도 허니콤 하수관 및 그 제조방법, 등록일: 2006. 12. 19)가 개시되었다.

또한, 평판형태의 보강판재를 웨이브 형태로 성형한 후 중공부가 구비된 프로파일 내부에 공급하여 보강판재가 구비된 프로파일로 성형하고, 이를 나선형으로 권취시켜 성형한 국내공개특허 제10-2007-19417호(이중벽을 갖는 합성수지파이프, 공개일: 2007. 02. 15)가 개시되었다.

상기의 허니콤 보강 차단부재나 웨이브형상의 보강 판재(이하, '보강부재'로 약칭함)가 프로파일의 주벽을 따라 일직선상으로 성형 된 선원기술은 상기 프로파일이 나선형으로 권취될 때 발생 되는 수축비에 의해 프로파일 외벽에 많은 인장 응력을 제공하고 있으며 또한, 냉각되어 정확히 형성된 상기의 보강부재를 통해 프로파일 외벽에 인장 응력을 더욱 증가시키는 단점이 있었다.

즉, 상기의 선원기술에 개시된 합성수지관은 보강부재가 프로파일 내벽에 정확히 형성되었다 하여도 나선형 권취 장치로 권취 할 때 프로파일이 받는 인장 응력을 해소하지는 못하므로 지중에 매설되는 관의 수명을 단축하는 요인을 발생시키게 되었고,
또한, 인장 응력을 가장 많이 받고 있는 프로파일 내부의 내벽에 보강부재와 접촉되는 프로파일 외부가 뾰족한 이물질이나 날카로운 돌 등으로 지중 수 미터 매설되어 장기간 토압 등의 강한 수직압력이 발생시, 보강부재가 넓은 면적의 프로파일 윗내벽을 전체적으로 보호해주지 못하므로 프로파일 외벽이 뾰족한 이물질이나 날카로운 돌 등이 닿는 부분은 쉽게 찍히거나 균열이 발생 되고, 장기간 지속시 결국 일부가 파손되는 문제점으로 관의 수명을 단축시켜 관을 교체해야 하는 문제점이 있었다.

그리고 상기의 보강부재로 성형 된 합성수지관을 지상에 설치시 프로파일 내부의 내벽에 보강부재와 접촉되는 프로파일 외부가 다른 부분보다 매우 많은 응력을 받고 있어서 자외선의 침투에 의해 합성수지 분자 간의 사슬이 쉽게 단락되어 일부가 균열이 발생 되고 장기간 지속에 따른 파손되는 문제점이 있다.

이러한 이유로 프로파일 외벽의 두께를 두껍게 하거나 프로파일 접합부를 여러 모양으로 하거나, 합성수지 양을 많이 하여 접합시켜 형성하였으나 이는 재료비의 상승을 초래하고, 자체 중량이 많이 나가 취급과 현장사용에 어려운 문제점이 있었다.

더욱이, 상기의 보강부재를 겔 상태에서 적절히 냉각시키거나 프로파일 내벽에 형성시켜 나선형으로 권취하였으나, 상기 보강부재가 프로파일의 수축비에 의해 처지거나 정확히 형성되지는 못하였다.
또한, 상기 보강부재를 적절히 내각 시켜 프로파일 내부에 삽입시키고 프로파일과 나선형 권취장치를 고속으로 하여 합성수지관을 제조하였으나, 이러한나선형 권취장치에 의한 프로파일 내부나 외부를 급속히 냉각시키게 되므로 합성수지의 분자 간 사슬이 일부분에 있어서 짧아지거나 단락되어 연성관인 합성수지관의 수명을 단축하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 개발된 본 발명은 S형태의 I빔 부재의 윗벽체와 중간벽체가 n프로파일의 양측 내벽에 일정한 간격을 갖고 연속적으로 접합되고, 윗벽체와 중간벽체가 n프로파일의 양측 내벽을 휘어지지 않도록 안정적으로 지지해주며 또한, S형태의 윗벽체나 중간벽체로 하여 n프로파일의 외벽을 보호하도록 하는 연성관인 합성수지관의 수직하중을 향상시키되, 관의 자중을 감소시키면서 프로파일이 받는 인장 응력을 감소시켜 수명의 연장을 극대화할 수 있도록 한 것에 있다.
또한, 부가적으로 n프로파일의 접합부를 n프로파일의 양측벽에 바깥면 홈을 형성토록 하여 프로파일의 접합부의 접합력을 더욱 향상시키도록 한 것에 있다.

삭제

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 합성수지관 성형장치는,
합성수지를 용융시키는 제1 압출기와 용융된 용융수지를 이송하는 원료공급관과 연결된 몸체다이와, 상기 몸체다이와 연결되어 전후로 움직이는 유동다이체와, 상기 유동다이체에 연결된 노즐다이체와, 상기 노즐다이체를 냉각시켜주는 냉각장치와, 상기 노즐다이체를 고정시켜 주는 고정지그와, 상기 노즐다이체를 전후로 왕복시켜주는 성형회전장치와, I빔부재의 윗벽체와 중간벽체가 S형태로 성형 되도록 안내하고 가이드벽체를 상기 중간벽체와 일체로 접합시킬 수 있도록 지지해주는 가이드장치로 구성된 S형 I빔부재 성형장치와,
상기 가이드장치의 일측에 설치되고, 합성수지를 용융시키는 제2 압출기와 용융된 용융수지를 이송하는 프로파일다이와, 상기 프로파일다이의 몸체의 일측에 체결되는 내부다이가 연결대와 단턱부에 의해 외부다이와 일체로 소프트 용접된 n프로파일다이 커플링에 의해 내부로 용융 이송되는 합성수지를 압출하여 상기의 S형 I빔부재 외부를 n모양으로 성형하는 n프로파일 성형장치와,

삭제

상기 n프로파일 성형장치의 일측과 통상의 나선형 권취장치 사이에 구성되고 상기 나선형 권취장치에 의해 압출 이송되는 상기 n프로파일의 측면과 위에서 눌러주는 홈성형 본체와 윗가이드 덮게와 회전장치에 의해 상기 n프로파일의 양측벽에 바깥면 홈을 성형하여 접합되는 n프로파일 접합부의 접합력을 증대시키는 n프로파일 바깥면 홈 성형장치로 구성된 것이 특징이다.
또한, 상기 S형 I빔부재의 윗벽체가 n프로파일 윗내벽에 접합 되지 않고 공간이 형성되는 S형 I빔부재 n프로파일을 나선형으로 권취 하여 합성수지관을 성형할 때, S형 I빔부재가 휘어지거나 무너지지 않고 정확히 n프로파일 윗내벽에 접합시키되 프로파일이 받는 인장 응력을 감소시키는 것이 특징이다.

삭제

본 발명은 S형 I빔부재가 휘어지거나 무너지지 않고 정확히 n프로파일 윗내벽에 접합 되고, n프로파일의 양측 내벽에 일정한 간격을 갖고 접합되어 성형 되는 합성수지관은 지중 수 미터에 장기간 매설되더라도 연성 관에 있어서의 수직압력을 크게 향상시키는 효과가 있다.

또한, n프로파일이 나선형 권취 장치에 의해 원형으로 감길 때 4％ 내지 8％의 수축비가 발생 되어도 프로파일이 받는 인장 응력을 어느 정도 감소시킬 수가 있어 지상에 설치하거나 지중에 매설되는 합성수지관의 장기수명을 연장하는 효과가 있다.

또한, 상기의 S형 I빔부재의 윗벽체로 하여 n프로파일의 윗내벽을 보호하는 효과가 있다.

또한, 상기의 S형 I빔부재 n프로파일은 종래의 삼중 벽 구조의 프로파일 보다 동등 이상의 수직압력을 크게 향상시키는 효과가 있다.

또한, 상기의 n프로파일 양측벽에 바깥면 홈을 형성토록 하여 접합 되는 합성수지관은 프로파일 사이의 접합력을 크게 향상시키는 효과가 있다.

삭제

이하, 본 발명의 합성수지관 성형장치 및 이에 의해 제조되는 합성수지관의 구조에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시를 위해 도시한 합성수지관 제조장치의 개략 평면구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 S형 I빔부재 성형장치의 발췌 측면도이며, 도 3은 도 2의 S형 I빔부재 성형장치의 노즐다이체에 체결된 냉각장치와 고정지그와 성형회전장치를 발췌 도시한 사시도이고, 도 6은 도 2의 S형 I빔부재 성형장치 측면도이며, 도 10a 및 도 10b는 본 발명에 의한 가이드장치를 개략 도시한 사시도 및 평면도이다.

도 1에 도시된 바와같이, 본 발명의 합성수지관 성형장치는, S형 I빔부재 성형장치(200)와, 상기 S형 I빔부재 성형장치의 일측에 구성되는 가이드장치(300)와, 상기 가이드장치의 일측에 설치되는 n프로파일 성형장치(400)와, 상기 n프로파일 성형장치와 통상의 나선형 권취장치(800) 사이에 구성되는 n프로파일 바깥면 홈 성형장치(600)로 크게 구성된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 S형 I빔부재 성형장치(200)는 합성수지를 용융시키는 통상의 제1 압출기(110)에서 용융된 용융수지를 이송하는 원료공급관(120)과 연결된 몸체다이(130)의 끝에 연결 설치된다.
즉, 상기 몸체다이(130)의 일측에 연결 설치되어 전후로 움직이는 유동다이체(210)와, 상기 유동다이체에 연결된 노즐다이체(230)와, 상기 노즐다이체를 냉각시켜주는 냉각장치(250)와, 상기 노즐다이체(230)를 전후로 왕복시켜주는 성형 회전장치(270)와, 상기 성형 회전장치를 회전하도록 고정시켜주는 고정지그(260)로 구성된다.
도 16a 및 도 16b를 참조하면, 상기 유동다이체(210)는 S형 I빔부재(717)의 윗 벽체(717'-2), 중간벽체(717'-1), 가이드 벽체(717'-3)의 성형을 위한 윗 벽체용 유동다이(211), 중간벽체용 유동다이(212), 가이드벽체용 유동다이(213)로 구성된다.
이때, 상기 각각의 유동다이(211,212,213)는 파상형으로 형성되고 내부로 용융 이송되는 용융수지의 원활한 이송을 위해 유동히터(214)가 감싸지고, 각각의 끝단에 형성된 플랜지에 윗벽체용 노즐다이(231), 중간벽체용 노즐다이(232), 가이드 벽체용 노즐다이(233)가 각각 조립되는 노즐다이체(230)가 구성된다.
상기 냉각장치(250)는 상기 노즐다이체(230)를 구성하는 각각의 노즐다이(231, 232, 233)와 연결되어 내부의 용융수지 배출부(236)로 용융되어 압출되는 합성수지를 적절히 냉각시켜 준다.
이러한 냉각장치(250)는 상기 윗벽체용 노즐다이(231), 중간벽체용 노즐다이(232), 가이드벽체용 노즐다이(233)에 윗벽체용 냉각배관(253), 중간벽체용 냉각배관(252), 가이드벽체용 냉각배관(251)이 각각 너트(255)에 의해 체결되어 냉각공기 이동통로에 의해 냉각공기가 이동되며, 각각의 상기 냉각배관(251, 252, 253)에는 냉각공기를 조절하는 밸브(254)가 설치된다.
상기 노즐다이체(230)를 전후로 왕복시켜주는 성형 회전장치(270)는,
감속기 모터(271)에 회전축(272)이 수직방향으로 설치되고, 상기 회전축에는 상, 하부에 기어 후레임(273)이 순차 설치되어 각각의 상부에는 상호간이 치합된 상태의 한 쌍의 기어(274,274-1),(274,274-2)가 각각 설치되며, 상기 회전축(272)의 상단에는 회전지그(277)가 볼트(278)에 의해 체결된다.
도 6을 더욱 참조하면, 상기 회전지그(277)와 하부의 상기 기어(274-1) 및 상부의 기어(274-2) 위에는 각각의 회전가이드판(275)이 볼트(276)에 의해 고정되고, 상기 노즐다이체(230)를 구성하는 각각의 상기 윗벽체용 노즐다이(231), 중간 벽체용 노즐다이(232), 가이드벽체용 노즐다이(233)에 미도시된 베어링이 삽입된 가이드판 체결공에 볼트에 의해 각각 조립 설치된다.
상기 성형 회전장치(270)의 회전작동에 의해 전후 왕복하는 고정다이체(230)의 수평이동을 지지하여 주는 상기 고정지그(260)는,
상기 노즐다이체(230)의 일측에 설치되는 수직방향의 고정지그 몸체(261)에 각각의 고정지그 가이드판(262)이 볼트(265)로 체결되고, 각각의 상기 고정지그 가이드판(262)은 상기 노즐다이체(230)의 각 노즐다이(231,232,233)의 도면에는 표기하지 아니하였으나 베어링이 삽입된 체결공에 볼트(265)로 체결된다.
상기 가이드장치(300)는 상기 노즐다이체(230)의 끝단에 설치되어 상기 윗벽체용 노즐다이(231)에 의한 상기 S형 I빔부재(717)의 윗벽체(717'-2)와 중간벽체용 노즐다이(232)에 의한 중간벽체(717'-1)가 정확히 S형태로 성형 되도록 가이드 역할을 하고, 상기 중간벽체(717'-1)를 가이드벽체(717'-3)와 일체로 접합시킬 수 있도록 지지해 준다.

삭제

다시 말하여, 상기 중간벽체(717'-1)와 윗벽체(717'-2)의 원활한 성형을 위해 먼저 성형 되는 상기 가이드벽체(717'-3)를 냉각과 함께 잡아주면서 이송시키는 는 역할을 하게 된다.
이러한 가이드장치(300)에 대하여 도 10a 및 도 10b를 참조하여 구체적으로 설명하면,

가이드 몸체(310)와, 상기 가이드 몸체를 좌우로 움직일 수 있는 두개의 이동축(380)이 설치되고, 상기 가이드 몸체(310)의 내부에 설치되어 이송되는 상기 가이드벽체(717'-3)의 몸체 내부에서 내측면을 눌러주는 가이드 유동부재(320)와, 상기 가이드 몸체(310)에 양측에 관통하여 상기 가이드 유동부재(320)의 좌우에 각각 끝단과 연결되는 조절볼트(360) 및 상기 조절볼트의 내측이동을 고정하는 고정너트(361)와, 상기 각각의 조절볼트(360)에 끼워지고 상기 가이드 몸체(310)와 가이드 유동부재(320) 사이에 개재 설치되어 상기 가이드 유동부재(320)의 외향이동에 따른 쿠션역할의 스프링(371)으로 구성된다.

또한, 상기의 가이드 몸체(310)의 내부 내면에는 상기 가이드벽체(717'-3)의 원활한 이송을 위해 내부의 냉각공기 통로와 연통된 다수의 냉각공기 배출부(330)가 형성되고, 상기 냉각공기 통로에는 냉각공기를 조절할 수 있는 밸브(350)가 구비된 냉각공기 배관(340)과 연결된다.

또한, 상기 가이드 몸체(310)의 내부에는 도면에 표기하지 아니하였으나 진공 흡입 통로가 형성되어 진공배관(340a)과 연결되고, 이송되는 상기 가이드벽체(717'-3)의 전후 흔들림을 잡아주며 상기 중간벽체(717'-1)가 S형태로 정확히 형성되도록 냉각공기 배출부(330)로 배출되는 냉각공기의 흡입과 함께 가이드벽체(717'-3)의 밑면을 흡착하여 잡아주는 진공흡입부(330a)가 형성된다.

상기 S형 I빔부재(717)의 외부에 n프로파일(711)을 성형하여 S형 I빔부재 n프로파일(710)을 성형하는 n프로파일 성형장치(400)에 대하여 도 11a 내지 도 11d를 더욱 참조하여 설명하면,
합성수지를 용융시키어 압출하는 통상의 제2 압출기(402)를 통해 압출되는 합성수지를 이송하는 프로파일다이(410)가 한쪽에 설치되고, 상기 프로파일다이(410) 끝에는 n프로파일다이 커플링(411)이 프로파일다이 몸체(410a)와 볼트(418)로 체결된다.

삭제

상기 n프로파일다이 커플링(411)은 연결대(416)와 단턱부(415)가 구비된 내부다이(411b)가 외부다이(411a)와 소프트 용접에 의해 일체로 조립된 상태에서 상기 프로파일다이 몸체(410a)와 고정부재(410b)의 걸림턱(417)에 각각의 내열링(411c)을 삽입한 후 상기 볼트(418) 체결에 의해 기밀이 유지되어 용융되는 용융수지가 새는 것을 방지하게 된다.

삭제

상기 n프로파일다이 커플링(411)은 연결대(416)와 단턱부(415)가 형성된 내부다이(411b)를 외부다이(411a)에 삽입시키고 소프트 용접에 의해 하나의 n프로파일다이 커플링(411)으로 형성된 것이다.

이러한 n프로파일다이 커플링(411)은 상기 외부다이(411a)와 내부다이(411b) 사이에 형성된 중공성형면(420)으로 압출되는 용융수지(412)가 단턱부(415)에 의해 n형상으로 압출되며, 상기 단턱부(415)에 의해 형성된 양측면 모서리의 요홈부(419)에 의해 ㄴ형상으로 압출되는 용융수지의 단부가 상기 내부다이(411b)의 S형 I빔부재 통로(413)로 용융되어 압출되는 S형 I빔부재(717)의 가이드벽체(717,-3)의 측면에 처지지 않고 밀착하여 접합으로 도 16a 및 도 16b와 같은 S형 I빔부재 n프로파일(710)을 성형하게 된다.

이렇게 성형되는 S형 I빔부재 n프로파일(710)는 상기 n프로파일 바깥면 홈 성형장치(600)을 통과하면서 상기 n프로파일(711)의 양측벽에 바깥면 홈(716)을 성형하게 된다.
이러한 n프로파일 바깥면 홈 성형장치(600)에 대하여 도 12 내지 도 15를 참조하여 구체적으로 설명하면,

고속 압출에 의한 S형 I빔부재(717)의 외부에 n프로파일(711)이 빠르게 냉각되어 상기 나선형 권취 장치(800)를 통해 합성수지관을 성형할 때, 상기 n프로파일(711) 간을 접합하는 n프로파일 접합부(712)가 쉽게 떨어지거나 분리되지 않도록 도 18 및 도 19와 같이 상기 n프로파일(711)의 양측벽에 바깥면 홈(716)을 성형하게 된다.
이러한 n프로파일 바깥면 홈 성형장치(600)는,
상기 n프로파일(711)의 양측면을 안내하는 홈성형 본체(610) 및 윗면을 눌러주는 윗가이드 덮게(620)와 상기 홈성형 본체(610)의 전방의 양측에 설치되는 회전장치(600a, 600b)로 구성된다.

상기 홈성형 본체(610)는 윗가이드 덥게(620)의 네곳에 관통되어 연결 조립된 볼트(630)에 끼워진 스프링(640)과 너트(631)의 조정으로 홈성형 본체(610) 내부로 이송되는 S형 I빔부재 n프로파일(710)의 원활한 이송과 n프로파일의 양측벽에 바깥면 홈(716)을 형성할 때 발생되는 유동을 적절히 감소시키도록 한다.

상기 홈성형 본체(610) 끝에 전후로 설치된 상기 회전장치(600a, 600b)는,
상기 홈성형 본체(610)의 상하에 관통하여 내외측에 너트(631) 및 스프링(640)이 조립된 볼트(630)의 끝단과 체결되어 내측에 지지된 고정판(660)과, 상기 고정판에 상하로 슬라이드 작동되는 톱날물림 이동판(661)과, 상기 톱날물림 이동판에 형성된 수직홈(669)에 끼움되고 수평방향으로 관통된 볼트구멍에 나사조립되는 볼트(662)에 의해 고정되는 톱날(663)과, 상기 톱날물림 이동판(661)에 상측이 고정된 이동판 연결대(653)의 하측과 볼트(654)로 연결되는 회전판 연결대(652)와, 상기 회전판 연결대의 하측과 볼트(654)로 체결되는 회전판(651)을 갖는 모터(650)으로 구성된다.
이러한 n프로파일 바깥면 홈 성형장치(600)는 상기 모터(650)의 구동에 의해 회전판(651)이 회전함과 동시에 상기 회전판 연결대(652)의 승강운동에 의해 이와 연결된 이동판 연결대(653)와 이와 연결된 톱날물림 이동판(661)이 승강작동하여 상기 톱날(663)이 상하로 왕복 운동하여 n프로파일 양측벽에 바깥면 홈(716)을 성형한다.
상기 모터(650)는 회전속도를 임의로 조절할 수 있도록 감속기와 제어장치가 설치될 수 있다.

삭제

그리고 상기 톱날물림 이동판(661)의 상하 왕복 유격거리는 5mm∼20mm 범위가 바람직하다.
도면 중 미설명 부호 500은 상기 n프로파일 성형장치(400)와 n프로파일 바깥면 홈 성형장치(600) 사이에 설치되어 성형 압출되는 S형 I빔부재 n프로파일(710)을 냉각하는 진공성형 냉각장치이다.

이러한 본 발명의 상기의 S형 I빔부재 성형장치(200)와 n프로파일 성형장치(400)와 n프로파일 바깥면 홈 성형장치(600)를 통해 연속하여 성형 되는 S형 I빔부재 n프로파일(710)을 나선형 권취 장치(800)로 권취 하면서 통상의 압출기(미도시함)에 의해 압출되는 용융수지에 의하여 상기 S형 I빔부재 n프로파일(710)의 n프로파일(711)의 양측벽에 성형된 바깥면 홈(716)에 송곳 돌출부(716')로 맞접착되는 상태로 n프로파일 접합부(712)를 성형하여 도 17과 같은 합성수지관(700)을 성형하게 된다.
이러한 본 발명의 성형장치에 의해 제조된 상기 합성수지관(700)은 합성수지의 양을 적게 사용하여도 n프로파일(711)에 성형되는 상기 S형 I빔부재(717)를 통해 수직압력을 크게 향상시킬 수가 있어 경제적이다.

이때, 상기 S형 I빔부재(717)의 윗벽체(717'-2)와 n프로파일 윗내벽(714)은 도 16a에 도시된 바와 같이, 상호간의 사이가 접합 되지 않고 상기 n프로파일(711)의 윗내벽(714) 사이가 상기 n프로파일(710)의 내부높이의 4％ 내지 8％의 공간(719)을 갖고 성형 된다.
따라서, 상기 S형 I빔부재 n프로파일(710)이 나선형 권취 장치(800)로 권취 성형될 때, 상기 n프로파일(711)의 높이가 냉각의 정도에 따라 4％ 내지 8％의 수축비가 발생 되더라도 프로파일이 받는 인장 응력을 감소시키면서 S형 I빔부재(717)가 휘지않고 상기 n프로파일(711)의 윗내벽(714)에 일체로 접합된 상태로 상기 합성수지관(700)의 성형이 가능한 것이다.

그리고 상기 합성수지관(700)은 상기의 S형 I빔부재(717)의 윗벽체(717'-2)를 통해 넓은 면적의 n프로파일(711)의 윗내벽(714)을 전체적으로 지지 보호해주므로서 수직하중에 대해 n프로파일(711)이 쉽게 파손되는 것을 방지할 수가 있어, 지상에 설치하거나 지중에 장기간 매설될 수 있도록 관의 수명을 연장할 수가 있는 것이다.

삭제

이러한 본 발명의 성형장치에 의한 합성수지관(700)의 성형에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1 압출기(110)와 제2 압출기(402)와 유동다이체(210)를 예열하고, 회전 가이드판(275)과 고정지그 가이드판(262)의 전후 왕복 회전의 거리를 확인하여 볼트(265, 276)로 고정한 후에 성형 회전장치(270)의 감속기 모터(271)를 구동하게 된다.
또한, 제1 압출기를 가동하면서 가이드 장치(300)의 진공흡입부(330a)와 냉각공기 배출부(330)의 흡입과 배출량을 확인하여 밸브(350)로 조정한 후, 냉각장치(250)의 냉각공기를 밸브(254)를 통해 조절하고 나선형 권취 장치(800)에 유도끈을 감아 연결한다.

이러한 상태에서 노즐다이체(230)의 가이드벽체용 노즐다이(233)의 용융수지 배출부(236)로 냉각장치(250)를 통해 적절히 고형화되면서 용융되어 압출되는 용융수지(412)를 상기의 유도 끈과 접합하고, 가이드 장치(300)에 이송시킨 후 가이드벽체(717'-3)를 성형한다.

여기서 가이드벽체용 노즐다이(233)와 성형 회전장치(270)의 아래 기어(274-1)와 연결된 회전 가이드 판(275)은 체결시키지 않는다.

연속하여 성형 되는 가이드벽체(717'-3) 위에 상기와 같은 방법으로 중간벽체용 노즐다이(232)의 용융수지 배출부(236)로 적절히 고형화되면서 용융되어 압출되는 용융수지(412)를 S형태의 중간벽체(717'-1)를 성형하되, 상기 가이드벽체(717'-3)와 일체로 접합되어 성형 되도록 각 냉각장치의 냉각공기를 조절한다.

이때, 상기 중간벽체(717'-1)의 성형과 동시에 윗벽체(717'-2)가 성형되어도 무방하다.

그리고 상기 노즐다이체(230)을 구성하는 상기 윗벽체용 노즐다이(231)의 냉각공기 배출부(237)는 주로 윗면에 형성되고, 중간벽체용 노즐다이(232)는 양측면에 형성되며, 가이드벽체용 노즐다이(233)는 주로 아래 면에 형성됨으로서, 이송되는 상기의 각 벽체(231,232,233)의 접합부분의 냉각이 천천히 진행되어 효과적인 접합이 제공된다.

삭제

상기의 연속하여 성형 되는 S형 I빔부재(717)가 n프로파일 성형장치(400)의 프로파일다이(410)에 형성된 S형 I빔부재 통로(413)로 통과될 때, 내부다이(411b)의 내부열에 의해 예열된 S형 I빔부재(717)가 n프로파일다이 커플링(411)의 중공성형면(420)으로 압출되는 용융수지(412)와 쉽게 접합되어 진공성형 냉각장치(500)을 통과하면서 S형 I빔부재 n프로파일(710)로 성형된다.

또한, 상기의 S형 I빔부재(717)의 윗벽체(717'-2)와 n프로파일(711)의 윗내벽(714) 사이에 공간(719)이 형성된 S형 I빔부재 n프로파일(710)을 나선형 권취 장치로 권취하여 합성수지관 (700)으로 성형할 때, 상기 S형 I빔부재(717)가 n프로파일(711)의 내부 열에 의해 상기 윗내벽(714)에 일체로 접합된다.

그리고 상기의 윗벽체(717'-2)와 중간벽체(717'-1)의 S형태 간격은 나선형 권취장치(800)나 성형회전장치(270)의 모터 회전에 의해 임의로 조절할 수가 있는 것이다.
또한, n프로파일 바깥면 홈 성형장치(600)에 의해 고속 압출에 의한 S형 I빔부재(717)의 외부에 성형된 n프로파일(711)의 양측벽에 바깥면 홈(716)을 성형한 상태에서 나선형 권취장치(800)의 일측에 구성된 통상의 압출기에 의해 n프로파일 접합부(712)에 의해 상기 n프로파일(711)간이 접착된 상태에서 합성수지관(700)을 성형하게 된다.

삭제

이러한 본 발명의 성형장치에 의한 합성수지관(700)의 성형단계를 요약하면,

1. 제1 압출기(110)에 의해 합성수지를 용융하여 압출한다.

2. S형 I빔부재 성형장치(200)의 유동다이체(210), 노즐다이체(230), 냉각장치(250), 고정지그(260), 성형 회전장치(270) 및 가이드 장치(300)에 의한 S형 I빔부재(717)의 성형한다.

3. n프로파일 성형장치(400)와 진공성형 냉각장치(500)에 의해 S형 I빔부재(717)의 외부에 n프로파일(711)을 성형하여 S형 I빔부재 n프로파일(710)로 성형한다.

4. n프로파일 바깥면 홈 성형장치(600)에 의해 S형 I빔 n프로파일(710) 양측벽에 바깥면 홈(716)을 성형한다.

5. 통상의 나선형 권취 장치(800)와 압출기를 통해 S형 I빔 n프로파일(710)간에 n프로파일 접합부(712)을 권취하여 합성수지관(700)으로 성형한다.

이상에서 설명된 내용은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 범위에 대해 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있으며, 이러한 단순 변형은 본 발명의 기술적 범주에 속함으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시를 위해 도시한 합성수지관 제조장치의 개략 평면구성도.

도 2는 본 발명에 의한 S형 I빔부재 성형장치의 발췌 측면도.

도 3은 도 2의 S형 I빔부재 성형장치의 노즐다이체에 체결된 냉각장치와 고정지그와 성형회전장치를 발췌 도시한 사시도.

도 4는 도 2의 유동다이체 발췌도.

도 5는 도 4의 D선부분 절개 확대 단면도.

도 6은 도 2의 S형 I빔부재 성형장치 측면도.

도 7은 도 6의 A부 발췌 확대도.

도 8은 도 6의 B부 발췌 확대도.

도 9는 도 6의 C부 발췌 확대도.

도 10a는 본 발명에 의한 가이드장치를 개략 도시한 사시도.

도 10b는 도 10a의 평면도.

도 11a는 본 발명에 의한 n프로파일다이 커플링과 프로파일다이 몸체와의 조립상태 단면도.

도 11b는 도 11a의 측단면도.

도 11c는 도 11a의 n프로파일다이 커플링의 이해를 돕기 위해 도시한 내부다이의 발췌 사시도.

도 11d는 도 11a의 n프로파일다이 커플링의 이해를 돕기 위해 도시한 외부다이의 발췌 사시도.

도 12는 본 발명에 의한 n프로파일 바깥면 홈 성형장치의 사시도.

도 13은 도 12의 측단면도.

도 14는 도 13의 G부 발췌 확대도.

도 15는 도 12의 일측에 구성된 회전장치의 발췌 사시도.

도 16a는 본 발명에 의한 바람직한 프로파일의 실시 예의 부분 절개 사시도.

도 16b는 도 16a의 측 단면도.

도 17은 본 발명에 의한 바람직한 실시 예의 합성수지관의 부분 단면 사시도.

도 18은 도 17의 F선 방향의 발췌 확대 단면도.

도 19는 도 18의 n프로파일 사이의 접합부를 발췌한 단면도.

삭제

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 제1 압출기
120, 403 : 원료 공급관 130 : 몸체다이
200 : S형 I빔부재 성형장치
210 : 유동다이체 211 : 윗벽체용 유동다이
212 : 중간벽체용 유동다이 213 : 가이드벽체용 유동다이
214: 유동 히터 230 : 노즐다이체
231: 윗벽체용 노즐다이 232 : 중간벽체용 노즐다이
233 : 가이드벽체용 노즐다이 237, 330 : 냉각공기 배출부
236: 용융수지 배출부 250 : 냉각장치
251 : 가이드벽체용 냉각배관 252 : 중간벽체용 냉각배관
253 : 윗벽체용 냉각배관 260 : 고정지그

삭제

261 : 고정지그 몸체 262 : 고정지그 가이드판

270 : 성형 회전장치 271 : 감속기 모터
273 : 기어 프레임 274, 274-1, 274-2 : 기어
275: 회전 가이드판 277 : 회전지그
300 : 가이드 장치
310 : 가이드 몸체 320 : 가이드 유동부재
330 : 냉각공기 배출부 330a: 진공 흡입부

삭제

340 : 냉각공기 배관 340a: 진공 배관
350: 밸브 380 : 이동축
400 : n프로파일 성형장치
402 : 제2 압출기 403 : 원료 공급관

삭제

410: 프로파일다이 410a : 프로파일다이 몸체
410b: 고정부재 411 : n프로파일다이 커플링
411a : 외부다이 411b : 내부다이

삭제

411c : 내열링 413 : S형 I빔부재 통로

415 : 단턱부 416 : 연결대
417 : 걸림턱 419 : 요홈부

420 : 중공성형면
600 : n프로파일 바깥면 홈 성형장치
600a, 600b : 회전장치 610 : 홈성형 본체
620 : 윗가이드 덮게 653: 톱날물림 이동판 연결대

삭제

700 : 합성수지관 710 : S형 I빔부재 n프로파일

삭제

711 : n프로파일 712 : n프로파일 접합부
714 : n프로파일 윗내벽 715 : n프로파일 양측내벽
716 : 바깥면 홈 716': 송곳 돌출부
717 : S형 I빔부재 717'-1 : 중간벽체
717'-2 : 윗벽체 717'-3 : 가이드벽체
719: 공간
800: 나선형 권취 장치

삭제

Claims

합성수지를 용융시키는 통상의 제1 압출기(110)에서 용융된 용융수지를 이송하는 원료 공급관(120)과 연결된 몸체다이(130)와, 상기 몸체다이의 끝에 연결 설치되어 전후로 움직이는 유동다이체(210)와, 상기 유동다이체에 연결된 노즐다이체(230)를 경유하여 압출되는 용융수지가 상기 노즐다이체를 냉각시켜주는 냉각장치(250)와, 상기 노즐다이체(230)를 전후로 왕복시켜주는 성형 회전장치(270), 상기 성형 회전장치를 회전하도록 고정시켜주는 고정지그(260)로 구성된 S형 I빔부재 성형장치(200);

상기 노즐다이체(230)의 끝단에 설치되어 윗벽체(717'-2)와 중간벽체(717'-1)가 S형태로 성형되도록 안내하고 가이드벽체(717'-3)를 상기 중간벽체(717'-1)와 일체로 접합 지지하여 S형 I빔부재(717)를 성형하는 가이드장치(300); 를 포함하되,

상기 유동다이체(210)는 상기 S형 I빔부재(717)의 윗 벽체(717'-2), 중간벽체(717'-1), 가이드 벽체(717'-3)의 성형을 위한 윗 벽체용 유동다이(211), 중간벽체용 유동다이(212), 가이드벽체용 유동다이(213)로 구성되고,

상기 노즐다이체(230)는 상기 각각의 유동다이(211,212,213)에 연결되고 내부에 용융수지 배출부(236)를 형성한 윗벽체용 노즐다이(231), 중간벽체용 노즐다이(232), 가이드벽체용 노즐다이(233)로 구성되며,

상기 성형 회전장치(270)는 감속기 모터(271)에 회전축(272)이 수직방향으로 설치되고, 상기 회전축에는 상, 하부에 기어 후레임(273)이 순차 설치되어 각각의 상부에는 상호간이 치합된 상태의 한 쌍의 기어(274,274-1),(274,274-2)가 각각 설치되며, 상기 회전축(272)의 상단에는 회전지그(277)가 볼트(278)에 의해 체결되되, 상기 회전지그(277)와 하부의 상기 기어(274-1) 및 상부의 기어(274-2) 위에는 각각의 회전가이드판(275)이 볼트(276)에 의해 고정되어 각각의 상기 윗벽체용 노즐다이(231), 중간벽체용 노즐다이(232), 가이드벽체용 노즐다이(233)에 볼트에 의해 연결 설치되고,

상기 가이드장치(300)는 가이드 몸체(310)와, 상기 가이드 몸체를 좌우로 움직일 수 있는 두개의 이동축(380)이 설치되고, 상기 가이드 몸체(310)의 내부에 설치되어 이송되는 상기 가이드벽체(717'-3)의 몸체 내부에서 내측면을 눌러주는 가이드 유동부재(320)와, 상기 가이드 몸체(310)에 양측에 관통하여 상기 가이드 유동부재(320)의 좌우에 각각 끝단과 연결되는 조절볼트(360) 및 상기 조절볼트의 내측이동을 고정하는 고정너트(361)와, 상기 각각의 조절볼트(360)에 끼워지고 상기 가이드 몸체(310)와 가이드 유동부재(320) 사이에 개재 설치되어 상기 가이드 유동부재(320)의 외향이동에 따른 쿠션역할의 스프링(371)으로 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지관 성형장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 가이드장치(300)의 일측에 설치되고, 합성수지를 용융시키는 통상의 제2 압출기(402)와, 상기 제2 압출기에 의해 용융된 용융수지(412)를 이송하는 프로파일다이(410)와, 상기 프로파일다이의 몸체(410a)의 일측에 체결되는 내부다이(411b)가 연결대(416)와 단턱부(415)에 의해 외부다이(411a)와 일체로 소프트 용접된 n프로파일다이 커플링(411)로 구성되되,

상기 n프로파일다이 커플링(411)은 상기 외부다이(411a)와 내부다이(411b) 사이에 상기 단턱부(415)의 양측면 모서리의 요홈부(419)에 의해 양단부가 ㄴ형으로 절곡된 n형상의 중공성형면(420)이 구성되고 이를 통해 압출되는 n프로파일(711)과 상기 내부다이(411b)의 S형 I빔부재 통로(413)로 이송 압출되는 상기 S형 I빔부재(717)의 가이드벽체(717,-3)와의 접합으로 S형 I빔부재 n프로파일(710)을 성형하는 n프로파일 성형장치(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지관 성형장치.
제 3항에 있어서;

상기 n프로파일다이 커플링(411)은 두께조절이 필요 없도록 상기 내부다이(411b)의 연결대(416)와 단턱부(415)가 소프트용접에 의해 상기 외부다이(411a)와 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 합성수지관 성형장치.
제3항에 있어서,

상기 n프로파일 성형장치(400)의 일측과 통상의 나선형 권취장치(800) 사이에 구성되고 상기 나선형 권취장치에 의해 압출 이송되는 상기 n프로파일(711)의 양측면을 안내하는 홈성형 본체(610) 및 윗면을 눌러주는 윗가이드 덮게(620)와 상기 홈성형 본체(610)의 전방의 양측에 설치되는 회전장치(600a, 600b)를 포함하되,

상기 홈성형 본체(610)에는 상기 윗가이드 덥게(620)가 모서리부분 네곳에 관통되어 연결 조립된 볼트(630)에 끼워진 스프링(640)과 너트(631)로 조립 구성되고,

상기 회전장치(600a, 600b)는 상기 홈성형 본체(610)의 상하에 관통하여 내외측에 너트(631) 및 스프링(640)이 조립된 볼트(630)의 끝단과 체결되어 내측에 지지된 고정판(660)과, 상기 고정판에 상하로 슬라이드 작동되는 톱날물림 이동판(661)과, 상기 톱날물림 이동판에 형성된 수직홈(669)에 끼움되고 수평방향으로 관통된 볼트구멍에 체결되는 볼트(662)에 의해 고정되는 톱날(663)과, 상기 톱날물림 이동판(661)에 상측이 고정된 이동판 연결대(653)의 하측과 볼트(654)로 연결되는 회전판 연결대(652)와, 상기 회전판 연결대의 하측과 볼트(654)로 체결되는 회전판(651)을 갖는 모터(650)로 구성되어서,

상기 톱날물림 이동판(661)의 톱날(663)을 상기 구동모터(650)의 회전으로 5∼20mm 범위 내에서 승강작동으로 상기 n프로파일(711)의 양측벽에 바깥면 홈(716)을 성형하는 n프로파일 바깥면 홈 성형장치(600)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지관 성형장치.
삭제
삭제
삭제