KR101074145B1 - Pre-heating apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 예열 호퍼 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열가소성 수지 또는 고무를 가열 용융하여 압출 성형하기 위한 압출기에 형성되어 압출이 가능한 온도로 미리 가열하는 예열 호퍼 장치에 관한 것이다. 이를 위하여, 압출기에 형성되는 예열 호퍼의 투입부에 투입된 열가소성 수지 또는 고무를 배출부로 향할수록 단계별로 구별되어 높아지는 가열 온도로 가열하며, 깔때기 형상으로 이루진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a preheating hopper device, and more particularly, to a preheating hopper device which is formed in an extruder for heat-melting and extruding a thermoplastic resin or rubber and preheated to a temperature at which extrusion is possible. To this end, the thermoplastic resin or rubber introduced into the input portion of the preheating hopper formed in the extruder is heated to a heating temperature that is distinguished step by step toward the discharge portion, characterized in that formed in a funnel shape.
Description
본 발명은 예열 호퍼 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열가소성 수지 또는 고무를 가열 용융하여 압출 성형하기 위한 압출기에 형성되어 압출이 가능한 온도로 미리 가열하는 예열 호퍼 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a preheating hopper device, and more particularly, to a preheating hopper device which is formed in an extruder for heat-melting and extruding a thermoplastic resin or rubber and preheated to a temperature at which extrusion is possible.
압출은 주지하고 있는 바와 같이 폴리에틸렌, 폴리염화비닐 등의 열가소성 수지 또는 고무 등을 성형하기 위한 주요 방법 중 하나로서, 용융압출은 상기 열가소성 수지 또는 고무를 200℃ 전후로 가열 용융하여 용융압출기(Extruder)를 이용하여 압출하는 방법이다.Extrusion is one of the main methods for molding a thermoplastic resin or rubber such as polyethylene, polyvinyl chloride, and the like, and melt extrusion is performed by heating and melting the thermoplastic resin or rubber to around 200 ° C. to extrude the extruder. It is a method of extruding using.
종래의 용융압출기는 분쇄된 열가소성 수지 또는 고무와 같은 혼합물을 상온에서 그대로 투입하기 때문에 용융압출기에 공급되는 상기 혼합물을 용융하기 위하여 장치 전체를 가열 온도까지 올려서 가열해야 하므로 에너지의 소모가 큰 문제점이 있었다. 그러므로 이를 이용한 제품을 생산하기 위한 원가가 높아지게 된다.In the conventional melt extruder, since a mixture such as pulverized thermoplastic resin or rubber is introduced at room temperature as it is, in order to melt the mixture supplied to the melt extruder, the entire apparatus must be heated up to a heating temperature, thereby consuming a large amount of energy. . Therefore, the cost for producing a product using the same increases.
또한, 열가소성 수지와 고무를 가열하기 위하여 가열 온도를 순차적이 아닌 전체의 온도를 높여서 가열함에 따라 열가소성 수지 또는 고무 등에 묻어 있거나 함유되어 있는 수분이 갑작스럽게 수증기로 발생되어 배출이 원활하지 못하여 용융된 혼합물을 공급받는 압출기에서 비정상적인 폭발성의 배출과 함께 슬러지로 인한 배출구의 막힘 현상 등의 코킹(Cocking) 현상이 발생하여 배출이 원활하지 못하게 되는 문제점이 있었다.In addition, in order to heat the thermoplastic resin and rubber by heating the heating temperature not sequentially, the mixture is melted because the moisture contained in or contained in the thermoplastic resin or rubber is suddenly generated with water vapor and is not discharged smoothly. In the extruder supplied with an abnormal explosive discharge and coking (Cocking) phenomenon such as clogging of the outlet due to sludge occurred there was a problem that the discharge is not smooth.
상기 코킹 현상이 발생하게 되면 압출 중이거나 압출 후 열분해 반응에 최적의 상태를 유지할 수 없는 문제점이 발생한다.When the caulking occurs, there is a problem that can not maintain the optimum state during the extrusion or pyrolysis reaction after extrusion.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 매회 공정마다 열가소성 수지와 고무를 용융압출하기 위하여 용융압출기를 가열 온도까지 올리기 위한 시간 및 에너지의 소비를 줄이는 데에 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to increase the consumption of time and energy for raising the melt extruder to a heating temperature in order to melt-extrude the thermoplastic resin and rubber at each process. To reduce.
본 발명의 다른 목적은 용융압출기에서 발생되는 코킹 현상을 줄이는 데에 있다.Another object of the present invention is to reduce the coking phenomenon that occurs in the melt extruder.
본 발명인 예열 호퍼 장치는 열가소성 수지 또는 고무를 압출 성형하기 위한 압출기에 형성되는 예열 호퍼로서, 상기 예열 호퍼의 투입부에 투입하는 열가소성 수지 또는 고무를 배출부로 향할수록 단계별로 구별되어 높아지는 가열 온도로 가열하는 구성으로 이루어진다.The preheating hopper device of the present invention is a preheating hopper formed in an extruder for extruding a thermoplastic resin or rubber, and the thermoplastic resin or rubber put into the input portion of the preheating hopper is heated to a heating temperature which is distinguished step by step toward the discharge portion. It consists of a configuration.
본 발명은 매회 공정마다 열가소성 수지 또는 고무를 용융압출하기 위하여 용융압출기를 가열 온도까지 올릴 필요 없이 낮은 온도부터 높은 온도로 단계별 필요한 온도까지만 가열하면 되기 때문에 가열하는 시간을 줄일 수 있고, 에너지의 소비를 줄이는 효과가 있다.According to the present invention, the melt extruder does not need to be heated up to the heating temperature in order to melt-extrude the thermoplastic resin or rubber every time, so the heating time can be shortened and the energy consumption can be reduced. It has the effect of reducing.
또한, 본 발명은 열가소성 수지와 고무를 가열하기 위하여 가열 온도를 순차적으로 높여서 가열함에 따라 용융된 혼합물을 공급받는 압출기에서 갑작스럽게 발생되는 수증기의 비정상적인 배출로 인한 코킹 현상의 발생을 줄여서 용융 혼합물의 배출을 원활하게 하고, 열분해 반응에 필요한 최적의 상태를 유지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention is to reduce the occurrence of the coking phenomenon due to the abnormal discharge of water vapor suddenly generated in the extruder receiving the molten mixture as the heating temperature is sequentially raised to heat the thermoplastic resin and rubber to discharge the molten mixture It is effective to smoothly maintain the optimum state required for the pyrolysis reaction.
본 발명에 의한 예열 호퍼 장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Preferred embodiments of the preheating hopper device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라 질 수 있으며, 이에 따라 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다.In the following description of the present invention, detailed descriptions of well-known functions or configurations will be omitted if it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intention or precedent of a user or an operator, and accordingly, the meaning of each term should be interpreted based on the contents throughout the present specification. something to do.
먼저 본 발명인 예열 호퍼 장치는 열가소성 수지 또는 고무를 압출 성형하기 위한 압출기에 형성되는 예열 호퍼로서, 상기 예열 호퍼의 투입부에 투입하는 열가소성 수지 또는 고무를 배출부로 향할수록 단계별로 구별되어 높아지는 가열 온도로 가열하는 것으로 이루어진다.First, the preheating hopper device of the present invention is a preheating hopper formed in an extruder for extruding a thermoplastic resin or rubber, and the thermoplastic resin or rubber put into the inlet of the preheating hopper is discharged step by step as the heating temperature is distinguished step by step. Consists of heating.
본 발명의 또 다른 실시예로 상기 예열 호퍼 장치는 상기 투입부에서 상기 배출부로 향하도록 단계별로 구별된 외측면부와, 내부에 열매체가 흐르고, 상기 단계별로 구별된 외측면부를 감싸는 복수개의 열전달 파이프와, 상기 외측면부의 각 단계 간의 열전달을 차단하여 단계별 온도를 유지하기 위한 복수개의 단열 가스켓을 포함하여 이루어질 수 있다.In another embodiment of the present invention, the preheating hopper device includes a plurality of heat transfer pipes surrounding the outer surface portion separated in stages from the input portion to the discharge portion, and a heat medium flows therein, and surrounding the outer surface portion separated in the stage; It may include a plurality of insulating gaskets for maintaining the step-by-step temperature by blocking the heat transfer between each step of the outer surface portion.
본 발명의 또 다른 실시예로 상기 열전달 파이프와 연결되어 열전달 파이프 내부의 열매체를 가열하는 복수개의 보일러와, 상기 예열 호퍼 장치의 열손실을 차단하기 위하여 상기 예열 호퍼 장치의 외측면, 상기 열전달 파이프 및 상기 단열 가스켓을 포함하여 감싸는 단열재와, 상기 예열 호퍼 장치의 각 단계별 온도를 조절하는 제어부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.In another embodiment of the present invention, a plurality of boilers connected to the heat transfer pipes to heat the heat medium inside the heat transfer pipes, and an outer surface of the preheating hopper device, the heat transfer pipes, and the like to block heat loss of the preheating hopper device. Insulating material including the insulating gasket and may further comprise a control unit for adjusting the temperature of each step of the preheating hopper device.
이하 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하기로 한다. 하기 설명은 일실시예일 뿐이고 본 발명은 이것에 국한되지 않는다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described. The following description is only one example and the present invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 사시도이다.1 is a perspective view of the present invention.
먼저 압출 성형하기 위한 열가소성 수지 또는 고무를 선별하여 분쇄기를 통해 작은 크기로 분쇄한다.First, the thermoplastic resin or rubber for extrusion molding is selected and pulverized to a small size through a grinder.
기존에는 용융압출기(200)에 분쇄된 열가소성 수지 또는 고무를 상온에서 그대로 투입하였다. 이것 때문에 가열 용융을 하기 위한 온도까지 도달하는데 시간이 오래 소요되어 에너지의 소모가 많아 제조되는 생산품의 원가가 높은 문제점이 있었다.Conventionally, the thermoplastic resin or rubber crushed in the
그리고 용융압출기의 내부 가열 온도가 200℃에 달하여 분쇄된 열가소성 수지 또는 고무에 묻어 있거나 함유되어 있던 수분이 가장 빨리 수증기화하여 팽창함에 따라 용융압출기 내부의 압력이 높아져 반유동체의 원료가 원활히 배출되지 않거나, 폭발성을 띤 비정상적인 배출을 하는 경우가 있었다.In addition, the internal heating temperature of the melt extruder reaches 200 ° C., so that the moisture contained in the crushed thermoplastic resin or rubber vaporizes and expands most rapidly so that the pressure inside the melt extruder is high, and thus the raw material of the semi-fluid is not smoothly discharged. There have been cases of unusual explosive discharges.
이 경우 시스템의 구성에 따라 용융압출기 또는 다음 단계의 장치에서 높은 온도로 가열된 장치 내벽에 붙어 타버리게 되어 장치의 온도전도를 방해하고 비정상적인 폭발성 배출을 하는 코킹 현상이 발생하게 된다.In this case, depending on the configuration of the system, the melt extruder or the next stage of the apparatus is stuck to the inner wall of the apparatus heated to a high temperature, causing coking phenomenon that interferes with the temperature conduction of the apparatus and causes abnormal explosive discharge.
코킹 현상이 발생하게 되면 장치 내부에서 열분해 반응이 올바르게 일어나기가 어려워 생산품의 품질이 떨어지고, 생산량이 감소하는 문제점이 생긴다.When caulking occurs, the pyrolysis reaction is difficult to occur correctly inside the apparatus, resulting in a decrease in the quality of the product and a decrease in the yield.
상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 용융압출기(200)는 열가소성 수지 또는 고무 원료를 단계별로 온도를 높여 가열 용융하는 예열 호퍼(100)를 구비한다.The melt extruder 200 of the present invention for solving the above problems is provided with a
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 예열 호퍼(100)는 깔때기 형상을 한 원통형으로 상부에서 하부로 내려갈수록 지름이 좁아지는 형상이며, 외측면부(110), 열 전달 파이프(120), 단열 가스켓(130), 보일러(140), 단열재(150)를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the
도 1은 예열 호퍼(100)를 가열하기 위한 보일러(140)와 이와 연결되는 열전달 파이프(120)의 연결 부분 및 단열재(150)가 생략되어 도시되었다.FIG. 1 shows the
상부부터 단계별로 구별되어 나뉘어 온도를 달리하여 유지하는데, 최상층부는 약 50℃로 온도가 설정되고 하부로 갈수록 약 100, 150, 200℃로 설정되는 단계적인 가열을 통해 예열을 하여 최하층부 아래에 가로로 놓여 삽입된 스크류 이송 장치가 구비되어 용융압출기(200)로 약 200℃로 가열된 열가소성 수지 또는 고무 원료를 투입한다.The upper part is divided into stages from the top and maintained at different temperatures. The uppermost part is preheated by the stepwise heating which is set at about 50 ° C. and gradually set to about 100, 150, 200 ° C., and is below the lower part. The screw feeder is placed and inserted into the
공정에 따라 단계별 온도 설정은 변경될 수 있으며, 필요에 따라 단계를 더 세분화할 수도 있고, 상기 단계별 온도 설정은 제어부(미도시)를 통해 조절된다.Depending on the process, the step-by-step temperature setting may be changed, the step may be further subdivided as necessary, and the step-by-step temperature setting is controlled by a controller (not shown).
단계별로 온도를 높이면서 층간에 열전달을 차단하고 독립적인 온도를 유지하기 위하여 각 단계 간의 사이에 단열 가스켓(130)을 형성시킨다.Insulating
예열 호퍼(100)의 외부에는 단계별로 독립적인 온도를 유지하기 위하여 단계별로 독립적인 가열 보일러(140)가 구비되고, 각 가열 보일러(140)에 연결된 열전달 동파이프(120)가 예열 호퍼(100)를 감싸 형성시켜서 예열 호퍼(100)를 가열한다. 가열 보일러(140)에 연결된 동파이프(120)의 내부에는 열매체가 채워져 있다.Outside the preheating
상기 외측면부(110), 열전달 파이프(120) 및 단열 가스켓(130)를 모두 감싸도록 예열 호퍼(100)의 외부에는 단열재(150)가 구성되어 열손실을 최소화 한다.The
예열 호퍼(100)를 통해 가열된 열가소성 수지 또는 고무는 용융압출기(200) 로 투입되어, 용융압출기(200)에서 약 240℃를 유지하도록 가열된다.The thermoplastic resin or rubber heated through the preheating
따라서 기존의 용융압출기는 항상 처음 구동 시부터 240℃의 가열 온도를 유지하기 위하여 가열하기 위한 시간이 오래 걸리고 에너지 소모가 많았지만, 상기와 같이 본 발명인 예열 호퍼(100)가 형성된 용융압출기(200)의 구성을 통하여 단계별로 저온부터 고온으로 가열을 할 수 있기 때문에, 가열 온도를 맞추기 위한 시간이 오래 걸리지 않으며 에너지 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.Therefore, the existing melt extruder always takes a long time to heat and energy consumption in order to maintain a heating temperature of 240 ℃ from the first time, the
또한, 상기와 같이 단계별로 높이는 온도 방식으로 기존의 용융압출기에서 발생되던 코킹 현상을 방지할 수 있으며, 이에 더하여 용융압출기(200)의 상부에 형성된 에어홀(210)을 통해 가열된 열가소성 수지 또는 고무 원료에 함유된 수분이 외부로 수증기로 배출됨에 따라 다음 단계의 반응로에서의 열분해 환경을 최적으로 만들 수 있다.In addition, it is possible to prevent the caulking phenomenon occurred in the existing melt extruder by the step-by-step temperature method as described above, in addition to the thermoplastic resin or rubber heated through the
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예를 도면에 의해 설명되었으나, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.As described above, although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, the terms or words used in the present specification and claims are not to be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and are consistent with the technical spirit of the present invention. It must be interpreted as meaning and concept. Therefore, the configuration shown in the embodiments and drawings described herein are only one embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, and various equivalents that may be substituted for them at the time of the present application and It should be understood that there may be variations.
도 1은 본 발명의 사시도.1 is a perspective view of the present invention.
도 2는 본 발명의 측단면도2 is a side cross-sectional view of the present invention
도 3은 본 발명이 설치된 용융압출기의 상태도.3 is a state diagram of a melt extruder in which the present invention is installed.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100 : 예열 호퍼100: preheat hopper
110 : 외측면부110: outer side
120 : 열전달 파이프120: heat transfer pipe
130 : 단열 가스켓130: heat insulation gasket
140 : 보일러140: boiler
150 : 단열재150: insulation
200 : 용융압출기200: melt extruder
210 : 에어홀210: air hole
220 : 스크류220: screw
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