KR101181079B1

KR101181079B1 - 강성이 향상된 합성수지 이중벽관

Info

Publication number: KR101181079B1
Application number: KR1020120039459A
Authority: KR
Inventors: 장형태
Original assignee: 주식회사 가원
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2012-09-12

Abstract

본 발명은 강성이 향상된 합성수지 이중벽관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압출기 겉다이스의 상,하,좌,우 중에서 가운데 부분이 각각 내측(속다이스 부분)으로 걸쇠모양의 홈이 나도록 넓게 안으로 들어간 모양(ㅏ)을 하고 있는 프로파일을 성형토록 함으로써 용융수지에 의한 프로파일 접합 시에 프로파일의 상호간의 연결이 매우 견고하게 결합되어 이중벽관의 강성이 향상되고, 어떠한 충격 및 온도변화에 의해서도 걸쇠모양의 홈에 의해 용융수지가 떨어지거나 분리되지 않아 프로파일 상호간의 분리현상이 방지되며, 얇은 두께를 가진 프로파일(외측)이 빠르게 냉각되어 원하는 형태 및 규격을 갖는 프로파일의 제조가 가능하여 압출속도가 향상되므로 생산성이 높아진 강성이 향상된 합성수지 이중벽관에 관한 것이다.

Description

강성이 향상된 합성수지 이중벽관{A Double-wall Pipe Made of Synthetic Resin Having Improved Hardness}

본 발명은 강성이 향상된 합성수지 이중벽관에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압출기 겉다이스의 상,하,좌,우 중에서 가운데 부분이 각각 내측(속다이스 부분)으로 걸쇠모양의 홈이 나도록 넓게 안으로 들어간 모양(ㅏ)을 하고 있는 프로파일을 성형함으로써 용융수지에 의한 프로파일 접합 시에 프로파일의 상호간의 연결이 매우 견고하게 결합되어 이중벽관의 강성이 향상되고, 어떠한 충격 및 온도변화에 의해서도 걸쇠모양의 홈에 의해 용융수지가 떨어지거나 분리되지 않아 프로파일 상호간의 분리현상이 방지되며, 얇은 두께를 가진 프로파일(외측)이 빠르게 냉각되어 원하는 형태 및 규격을 갖는 프로파일의 제조가 가능하여 압출속도가 향상되므로 생산성이 높아진 강성이 향상된 합성수지 이중벽관에 관한 것이다.

통상적으로 하수관 또는 케이블 매립용 관은 땅속에 매몰되어 설치되므로 일반 배관에 비해 더 높은 강도와 내구성, 단열성 등이 요구되는데, 이를 위하여 단일층 구조의 일반적인 배관 대신, 관의 내피와 외피 사이에 소정 형태의 중공부를 갖는 이중관이 사용되고 있다. 이러한 이중관은 염화비닐수지(P.V.C.), 폴리에틸렌(P.E.) 등의 합성수지로 제작된 것이 많이 사용되고 있는데, 이는 성형성이 양호하여 경제적이면서도 내구성을 갖고 있기 때문이다.

이와 같은 합성수지 이중관은 자동 생산공정을 통해 상당한 길이(약 6m 정도)로 제작된 다음, 필요한 길이만큼 절단되어 배관 공사 현장에 공급하게 된다. 종래 합성수지 이중벽관은 이중벽 프로파일이 외력에 강하지 못하므로 이를 보강할 목적으로 종래기술인 [도 4]에서와 같이 얇은 시트형태의 보강판(13)의 외측에 중공(22)이 형성된 프로파일(21)을 나선형으로 공급하며, 그 사이의 공간에 용융 수지를 공급하여 연결부재(32)를 성형하는 하는 것이다. 그러나 이와 같이 성형된 합성수지 이중벽관은 지하에 매설된 후에 외부에서 충격이 가해질 때 동일한 재료이지만 냉각비율이 서로 다른 상태에서 연결된 프로파일(21)과 용융수지의 연결부분인 연결부재(32)의 사이에서 결합력이 저하되어 이 연결부분이 분리되는 파단(破斷) 현상이 발생한다. 즉, 프로파일(21)과 연결부재(32)는 연결부재(32)인 합성수지가 용융된 상태에서 서로 연결되므로 처음 연결 시에는 어느 정도 결합력을 가져 연결 상태를 유지하게 되지만, 지하에 매설된 상태에서 지상의 온도 변화로 인한 열팽창에 따라 수축과 팽창을 계속하면서 프로파일(21)과 연결부재(32)의 연결부분이 피로하중을 견디지 못하게 되어 분리되는 파단 현상이 발생하게 된다.

이러한 결점을 방지하기 위하여 연결부재(32)의 상측으로 용융수지를 더 많이 공급하여 연결부재(32)의 상측에서 프로파일(21)의 상측 일부를 감싸는 형태로 연결부재(32)가 일체형으로 형성되어 일부 파단 현상을 방지하는 경우도 있으나, 내경에서는 가이드 로울러의 외측으로 프로파일(21)이 견고하게 공급되면서 감기게 되므로 프로파일(21)의 사이를 연결하는 성능을 향상시키지 못하는 것이다.

합성수지 이중벽관에 관한 종래기술로서, 등록특허 제10-718695호에는 좌우 양쪽에 중공(53, 53a)을 형성한 사각관(52, 52a)을 설치하고, 상기 사각관(52, 52a)이 하측에서 이음부(54)로 연결되며, 상기 이음부(54)의 상측으로 연결홈(55)이 형성된 프로파일(51)과; 상기 프로파일(51)이 보강판(32)의 연결면(33) 중앙에 공급되고, 상기 연결홈(55)에 메움부재(57)를 채워 형성하며, 상기 프로파일(51)의 사이에 이음부재(56)로 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 강성이 향상된 이중벽 하수관이 개시되어 있으나, 프로파일의 구조가 단순하여 이중벽관이 외압에 견딜 수 있도록 충분한 강성을 갖기에는 부족한 단점이 있다.

따라서 프로파일의 구조 및 압출성형 공정을 개선함으로써 이중벽관이 외압에 충분히 견딜 수 있도록 하는 등 강성이 향상된 합성수지 이중벽관의 개발 필요성이 대두되었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 압출기 겉다이스 상,하,좌,우 가운데 부분이 각각 내측(속다이스 부분)으로 걸쇠모양의 홈이 나도록 넓게 안으로 들어간 모양(ㅏ)을 하고 있는 프로파일을 성형함으로써 용융수지에 의한 프로파일 접합 시에 프로파일 상호간의 연결이 매우 견고하게 결합되어 이중벽관의 강성이 향상되고, 어떠한 충격 및 온도변화에 의해서도 걸쇠모양의 홈에 의해 용융수지가 떨어지거나 분리되지 않도록 하며, 이음부재로 연결 시에 프로파일의 공간을 용융수지로 채움으로써 강도가 크게 향상되는 강성이 향상된 합성수지 이중벽관의 제공을 그 과제로 한다.

본 발명은 프로파일(51)의 사이에 이음부재(56)가 나선형으로 연결되는 합성수지 이중벽관에 있어서, 상기 프로파일(51)의 상,하,좌,우면 중 각각 가운데 부분에는 걸쇠모양(ㅏ)의 공간(53)이 형성되고, 상기 공간(53)은 메움부재(57)로 채워 형성되는 것을 특징으로 하는 강성이 향상된 합성수지 이중벽관을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 메움부재(57) 및 이음부재(56)는 각각 용융수지로 채워지는 것을 특징으로 하는 강성이 향상된 합성수지 이중벽관을 제공한다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 압출기의 겉다이스 상,하,좌,우 중에서 가운데 부분이 내측(속다이스 부분)으로 각각 걸쇠모양의 홈이 나도록 넓게 안으로 들어간 모양(ㅏ)의 프로파일을 성형한 후 와인더에서 나선형으로 공급하여 이음부재로 연결 시에 프로파일 공간을 채움으로써 제조되는 합성수지 이중벽관은 프로파일 상호간의 결합력이 매우 견고하게 결합되며, 어떠한 충격 및 온도변화에 의해서도 걸쇠모양의 홈에 의해 용융수지가 떨어지거나 분리되지 않아 프로파일 상호간의 분리현상이 방지되어 강성이 크게 향상된다.

둘째, 얇은 두께를 가진 프로파일(외측)이 빠르게 냉각되어 원하는 형태 및 규격을 갖는 프로파일의 제조가 가능하여 압출속도가 빠르게 되고 생산성이 높아져 강성이 향상된 합성수지 이중벽관을 제조할 수 있다.

셋째, 프로파일 상호간의 공간을 이음부재로 연결하여 채움으로써 합성수지 이중벽관의 강성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 합성수지 이중벽관을 제조하기 위한 장치의 평면도
도 2는 도 1의 제조장치의 주요 부분에 대한 설치상태를 나타낸 정면도
도 3은 종래기술인 이중벽 하수관의 완성상태를 나타내는 단면 사시도
도 4는 종래기술에 의한 프로파일 사이의 공간에 연결부재를 공급한 상태의 의 단면도
도 5a는 종래기술에 의한 압출기에 압출헤드와 성형몸체를 설치한 측면도
도 5b는 본 발명에 의한 압출기에 압출헤드와 성형몸체를 설치한 측면도
도 5c는 본 발명에 의한 합성수지 이중벽관의 완성상태를 나타낸 단면 사시도
도 6은 본 발명에 의한 프로파일의 성형 상태를 나타내는 단면도
도 7은 본 발명에 의한 프로파일에 용융수지를 공급한 상태를 나타내는 단면도

상기와 같은 해결수단 및 효과를 제공하는 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 의한 합성수지 이중벽관을 제조할 수 있는 장치의 전체적인 설치상태를 나타낸 평면도로서, 합성수지를 용융시켜 프로파일(51)로 압출하여 공급하는 제1 압출기(10)의 전방에는 냉각장치(11)를 설치하여 프로파일(51)의 형태가 보존되어 공급되도록 냉각하며, 상기 냉각장치(11)의 전방에는 와인딩장치(20)를 설치한 제2 압출기(30)가 연결되도록 하고, 와인딩 장치(20)의 전방에는 합성수지 이중벽관(50)을 소정의 길이로 절단하는 절단장치(40)가 설치된다(도면 기재 생략).

도 2는 합성수지 이중벽관을 제조하기 위한 장치의 주요 부분에 대한 설치상태를 나타낸 정면도로서, 상기 제2 압출기(30)는 하부에 노즐(30a)이 연결됨으로써 상기 프로파일(51)의 사이와 그 상,하,좌,우면 중 각각 가운데 부분에 형성된 걸쇠모양(ㅏ)의 공간(53)에 용융 수지를 각각 공급하여 이음부재(56) 및 메움부재(57)로써 그 내부를 메워준다. 상기 와인딩장치(20)는 상측으로 제2 압출기(30)가 설치되고, 드럼(21)의 전방으로 다수의 가이드 로울러(22)를 설치한다. 상기 프로파일(51)의 외측에는 로울러(23)를 설치하여 메움부재(57)와 이음부재(56)를 눌러 고정하면서 합성수지 이중벽관(50)이 성형된다. 이 때 상기 프로파일(51)은 상,하,좌,우면 중 각각 가운데 부분에 형성된 걸쇠모양(ㅏ)의 결합에 의해 상호간의 연결이 매우 견고해지므로 외부로부터 어떠한 충격 및 온도 변화에도 걸쇠모양의 홈(ㅏ)에 형성된 메움부재(57) 및 이음부재(56)가 떨어지거나 분리되지 않아 프로파일 상호간의 분리현상이 방지되어 강성이 향상된 합성수지 이중벽관을 제조할 수 있게 된다.

도 5a는 종래기술에 의한 압출기에 압출헤드와 성형몸체를 설치한 측면도로서, 우측 도면은 내경부 성형홈이 설치된 것이며, 도 5b는 본 발명에 의한 압출기에 압출헤드와 성형몸체를 설치한 측면도로서, 우측 도면은 내경부 성형홈이 설치된 것이고, 도 5c는 합성수지 이중벽관의 완성상태를 나타낸 단면 사시도이다.

도 6은 본 발명에 의한 프로파일(51)의 상,하,좌,우명 중 각각 가운데 부분에 걸쇠모양의 공간(53)이 형성된 상태를 나타내는 단면도이다. 상기 프로파일(51)은 제1 압출기(10)로부터 상기 프로파일(51)의 상,하,좌,우면 중 각각 가운데 부분에 형성된 걸쇠모양(ㅏ)의 공간(53)을 각각 형성하면서 압출된다. 상기 공간(53)에는 용융수지로 된 메움부재(57)를 공급하며, 상기 프로파일(51)의 사이에는 용융수지를 공급하여 이음부재(56)를 형성함으로써 합성수지 이중벽관(50)을 성형한다.

도 7은 본 발명에 의한 프로파일의 공간 및 이음부재에 용융수지를 공급한 상태를 나타내는 단면도이다.

상기 압출헤드(17)에는 다수의 연결구멍(17b)을 형성하여 볼트로 압출헤드(17)를 외부몸체(13)에 연결하는 것이다.

이러한 구성으로 제1 압출기(10)로부터 상기 프로파일(51)의 상,하,좌,우면 중 각각 가운데 부분에 형성된 걸쇠모양(ㅏ)의 공간(53)이 형성 압출되어 냉각장치(11)에서 냉각된 후 다시 와인딩장치(20)에 나선형으로 공급된다.

상기 제 1압출기(10)로부터 압출되는 프로파일(51)은 공급공을 통하여 용융 수지의 공급이 이루어지고, 압출헤드(17)의 프로파일 성형홈(18)과 내경부 성형홈(19)을 통하여 상기 프로파일(51)의 상,하,좌,우면 중 각각 가운데 부분에 형성된 걸쇠모양(ㅏ)의 공간(53)이 형성되도록 압출된 후에 와인딩된다.

상기 제 2압출기(30)의 노즐(30a)에서 공급되는 용융 수지가 상기 프로파일(51)의 상,하,좌,우면 중 각각 가운데 부분에 형성된 걸쇠모양(ㅏ)의 공간(53)에 공급되고, 동시에 상기 프로파일(51)의 사이에 이음부재(56)로 공급되며 외경에서 로울러(23)를 통하여 외경이 돌출되지 않도록 눌려지면서 일체형으로 연결되는 것이다.

상기 프로파일(51)은 상,하,좌,우면 중 각각 가운데 부분에 형성된 걸쇠모양(ㅏ)의 공간(53)이 형성되어 있으므로 폭이 매우 넓게 형성되어 압출된 후 냉각이 빠르고 자연스럽게 이루어진다.

상기 프로파일(51)의 사이에는 이음부재(56)를 통하여 용융수지가 접합되어 연결되므로 프로파일(51) 간의 연결성을 향상시켜 열팽창계수에 의한 수축과 팽창에도 분리현상이 발생하지 않도록 견고하게 잡아주는 역할을 할 뿐만 아니라 이음부재(56)로 연결되는 간격을 크게 함으로써 합성수지 이중벽관(50)의 프로파일(51) 사이에서 발생할 수 있는 분리현상을 방지할 수 있고, 합성수지 이중벽관(50)의 내경이 매끄럽게 성형되도록 함으로써 하수의 흐름성을 향상시키게 되므로 배수성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 상기와 같이 실시예에 한하여 설명하였으나, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 아니하는 범위 내에서는 얼마든지 다양하게 실시할 수 있음은 물론이다.

10 : 제 1압출기 11 : 냉각장치
12 : 몸체 13 : 외부몸체
17 : 압출헤드 18 : 프로파일 성형홈
19 : 내경부 성형홈 20 : 와인딩장치
21 : 드럼 22 : 가이드 로울러
23 : 로울러 24 : 압출노즐
30 : 제 2압출기 30a : 노즐
50 : 합성수지 이중벽관 51 : 프로파일
53 : 공간 56 : 이음부재
57 : 메움부재

Claims

프로파일(51)의 사이에 이음부재(56)가 나선형으로 연결되는 합성수지 이중벽관에 있어서,
상기 프로파일(51)의 상,하,좌,우면 중 각각 가운데 부분에는 걸쇠모양(ㅏ)의 공간(53)이 형성되고, 상기 공간(53)은 메움부재(57)로 채워 형성되며, 상기 메움부재(57) 및 이음부재(56)는 각각 용융수지로 채워지는 것을 특징으로 하는 강성이 향상된 합성수지 이중벽관.
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