KR101328244B1

KR101328244B1 - 블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브

Info

Publication number: KR101328244B1
Application number: KR1020130013043A
Authority: KR
Inventors: 박화진; 신승호
Original assignee: 파카코리아 주식회사
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2013-11-14
Also published as: WO2014123334A1

Abstract

본 발명은 플라스틱 용기 몰딩용 블로잉 밸브에 관한 것으로, 본 발명의 블로잉 밸브는 실린더블록의 내부에 설치되는 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C)의 내부 각각에 상하로 관통되는 관통공(31A, 31B, 31C)이 형성되고, 제어블록에는 상기 제1,2,3실린더(21, 22, 23)와 연통되어 실린더 내부의 공기가 배기되는 배출공(41, 42, 43)이 각각 형성되며, 상기 배출공(41, 42, 43)의 상부에는 각각 상기 배출공(41, 42, 43)을 선택적으로 개폐하는 제1,2,3솔레노이드밸브(V1, V2, V3)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 피스톤의 동작을 제어하기 위한 별도의 제어압을 공급할 필요가 없기 때문에 구조가 간단하고, 또한 피스톤이 고압의 압축공기에 의해 동작되기 때문에 밸브의 개폐 동작이 신속하면서도 정확하게 이루어질 수 있다.

Description

블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브{Blowing Valve for Blow Molding Machine}

본 발명은 플라스틱 용기를 제조할 때 사용하는 블로우 몰딩 머신의 블로잉 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 블로우 몰딩 머신을 사용하여 플라스틱 용기를 성형할 때 선택적으로 개폐됨으로써 블로우 몰딩 머신에 정확한 양의 압축공기를 신속하게 공급할 수 있도록 하는 플라스틱 용기 몰딩용 블로잉 밸브에 관한 것이다.

플라스틱 용기용 블로우 몰딩 머신은 페트(PET) 용기 등을 고압 공기에 의해 몰딩 성형하는 기기로서, 이러한 블로우 몰딩 머신은 가열된 플라스틱 소재를 몰딩 성형틀의 내부에 투입하고 이 투입된 프라스틱 내부에 고압의 공기를 불어넣어 팽창시킴으로써 몰딩 성형틀(금형)의 형상에 맞추어 성형하게 되며, 따라서 몰딩 성형틀의 형상에 따라 다양한 모양의 플라스틱 용기가 제조된다.

이때 블로우 몰딩 머신에 주입되는 압축공기가 일정하면서도 정확한 양으로 공급되지 않으면 플라스틱 용기가 제대로 형성되지 않거나 두께가 균일하지 못하게 되어 불량품이 발생될 수 있으며, 이 때문에 몰딩 머신의 내부로 공급되는 압축공기의 양이 일정하고 정확하게 공급될 수 있어야 한다.

또한 플라스틱 용기를 몰딩 머신에 의해 성형할 때에는 먼저 상대적으로 낮은 압력의 공기를 공급하여 프리 블로잉 작업을 한 다음, 고압의 공기를 다시 주입하여 블로잉 작업을 종료한 다음, 최종적으로 잔류 공기를 배출하는 과정을 거치게 되는데, 이를 위해 몰딩 머신에는 통상 공급되는 압축공기를 제어하기 위한 프리 블로우용, 블로우용 및 배기용의 3개의 블로잉 밸브가 설치되며, 이러한 블로잉 밸브에 대한 종래기술로서 미국 특허 제7,651,066호에 개시된 압력 조절장치를 들 수 있다.

이 특허문헌에 개시된 압력 조절장치는 도 1에 도시된 바와 같이 그 내부에 피스톤(120)이 설치되는 실린더(101)가 형성된 밸브블록(100)으로 이루어지고, 실린더(101)의 내측 하부에는 고압의 공기가 유입 및 배출되는 작동압 유입구(102)와 작동압 배출구(103)가 각각 형성되며, 내측 상부에는 피스톤의 개폐를 조절하기 위한 저압의 제어공기가 공급되는 제어압 유입구(104)가 형성되어 제어압 유입구(104)를 통해 제어압을 증가시키면 저압의 공기가 공급됨에 따라 작동압과 제어압에 각각 노출되는 피스톤의 단면적의 차이에 의해 피스톤(120)이 하강하여 실린더(101) 내측 하부에 형성된 작동압 유입구(102)를 차단하여 작동압의 유입을 차단하고, 이와 반대로 제어압 유입구(104)로 공급되는 공기의 압력(제어압)을 감압시키면 피스톤(120)이 상승하게 되고, 이에 의해 고압의 작동압이 블로우 몰딩 머신의 주입구로 공급되도록 구성되며, 이때 이러한 밸브블록(100)에는 프리 블로우용, 블로우용 및 배기용의 3개의 블로잉 밸브가 설치되어 몰딩 작업 진행에 따라 이들 밸브가 동작함으로써 몰딩 머신에 적절한 압력과 양의 압축공기를 공급 및 배출하게 된다.

그러나 상기와 같은 블로잉 밸브는 유로를 개폐하는 피스톤(120)이 제어압에 의해 그 작동이 제어되는 구조이기 때문에 제어압이 필요 이상으로 정미하게 제어되어야 하기 때문에 제어압 조절이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 제어압을 저임하게 조절하기 위한 장치가 마련되어야 하며, 또한 제어압이 작동압에 비해 훨씬 낮아 피슨톤의 동작이 제대로 이루어지기 위해서는 피스톤의 상하면의 단면적 비율이 커야 하기 때문에 밸브의 크기가 전체적으로 크지는 문제가 있으며, 더욱이 피스톤의 개방속도와 폐쇄속도가 늦어 몰딩 작업능률이 저하된다는 문제도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 블로잉 밸브가 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 구조가 간단하면서도 제어압이 공급될 필요가 없고, 또한 밸브의 개폐 동작이 신속하면서도 정확하게 이루어질 수 있는 몰딩 머신용 블로잉 밸브를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 블로잉 밸브를, 공기가 유입되는 제1,2유입구와, 블로우 몰딩 머신에 압축공기를 공급하는 주입구 및 내부에 잔류하는 공기를 외부로 배출하는 배출구가 각각 형성된 베이스블록과; 상기 베이스블록의 상부에 설치되며, 상기 제1,2유입구와 상기 배출구의 형성위치에 대응하여 형성되는 제1,2,3실린더와, 상기 제1,2,3실린더를 연통하는 공기유로를 포함하는 실린더블록과; 상기 제1,2실린더 내부에 각각 설치되며, 승강 동작에 의해 제1,2유입구를 선택적으로 개폐하는 제1,2피스톤과; 상기 제3실린더의 내부에 설치되며, 승강 동작에 의해 상기 배출구를 선택적으로 개폐하는 제3피스톤 및; 상기 실린더블록의 상부에 설치되며, 상기 제1,2,3피스톤의 승강 동작을 제어하는 제어블록으로 이루어지고, 상기 제1,2,3피스톤 내부 각각에는 상하로 관통되는 관통공이 형성되며, 상기 제어블록에는 상기 제1,2,3실린더와 연통되어 실린더 내부의 공기가 배기되는 배출공이 각각 형성되고, 상기 배출공의 상부에는 각각 제어기의 제어에 의해 상기 배출공을 선택적으로 개폐하는 제1,2,3솔레노이드밸브로 구성하는 것에 의해 달성된다.

이때 상기 제1피스톤, 제2피스톤 및 제3피스톤의 크기는, 상기 제1피스톤의 크기가 가장 작고, 제3피스톤의 크기가 가장 큰 것으로 실시되는 것이 바람직하다.

또한 상기 제1유입구의 상류측에는 상기 제1유입구와 연통되도록 설치되며, 상기 제1유입구로 공급되는 공기의 유량을 조절하는 유량조절유닛이 설치되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 유량조절유닛은 상,하부블록과 미세유로개폐부재로 이루어지고, 상기 하부블록은 상기 제1유입구와 연통되도록 내부에 형성되는 메인유로와; 상면에 형성되는 홈부와; 상기 홈부로 공기를 하는 공기주입공과; 상기 홈부와 상기 메인유로를 연결하는 복수 개의 미세유로로 구성되며, 상기 상부블록은 상기 복수 개의 미세유로에 각각 대응되는 위치에 관통공이 형성되고, 상기 미세유로개폐부재는 각각 상기 복수 개의 미세유로의 내부에 설치되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 복수 개의 미세유로는 5개 이상 형성되고, 상기 5개 이상의 미세유로 중 4개의 미세유로의 직경은 1, 2, 4 및 8의 직경비율로 이루어지며, 나머지 한 개 이상의 미세유로의 직경은 1의 직경비율을 가지는 상기 미세유로의 직경보다 작은 것이 바람직하다.

이에 더하여 상기 미세유로개폐부재는 상기 미세유로를 열림 또는 닫힘으로 조절하는 형식으로 이루어지고, 상기 미세유로개폐부재는 상기 미세유로의 개도를 미세 조절하는 형식으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한 상기 배출공과 상기 제1,2,3솔레노이드밸브 사이에는 각각 밸브시트공이 형성되고, 상기 밸브시트공은 각각 외부 대기와 연통되는 배출유로에 의해 연결되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 제1유입구에는 압축공기가 역방향으로 흐르는 것을 방지하는 체크밸브가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명은 피스톤의 동작을 제어하기 위한 별도의 제어압을 공급할 필요가 없기 때문에 구조가 간단하고, 또한 피스톤이 고압의 압축공기에 의해 동작되기 때문에 밸브의 개폐 동작이 신속하면서도 정확하게 이루어질 수 있다.

또한 본 발명은 유량조절유닛의 내부에 5개 이상의 미세유로를 구비하고, 이들 미세유로를 미세유로개폐부재에 의해 개폐 및 개도를 조절함으로써 더욱 정미하고 정확한 유량의 압축공기를 블로우 몰딩 머신에 공급할 수 있다.

또한 본 발명은 고압의 압축공기를 사용하여 피스톤을 동작시키기 때문에 저압의 제어압에 의해 피스톤이 동작되는 종래의 블로잉 밸브에 비해 피스톤의 상하면 단면적 비율이 작아도 되고, 그 결과 밸브의 크기 또는 밸브 실린더의 크기가 종래에 비해 훨씬 소형화될 수 있다.

도 1은 종래의 블로잉 밸브의 예를 보인 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 몰딩 머신용 블로잉 밸브의 예를 보인 사시도,
도 3은 도 2의 분리 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 베이스블록의 예를 보인 사시도,
도 5(a, b)는 본 발명에 따른 체크밸브의 예를 보인 사시도 및 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 실린더블록의 예를 보인 사시도,
도 7 내지 도 9는 각각 본 발명에 따른 제1,2,3피스톤을 보인 사시도 및 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 제어블록의 예를 보인 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 유량조절유닛의 예를 보인 사시도,
도 12는 본 발명에 따른 하부블록의 예를 보인 사시도,
도 13은 본 발명에 따른 유량조절유닛의 예를 보인 단면도,
도 14 내지 도 17은 본 발명에 따른 몰딩 머신용 블로잉 밸브의 사용예를 보인 사용 상태도이다.

이하에서는 바람직한 실시예를 도시한 첨부 도면을 통해 본 발명의 구성을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 페트(PET)와 같은 플라스틱 용기를 블로우 몰딩 머신에 의해 성형할 때 고압의 공기를 블로우 몰딩 머신에 신속 정확하게 공급 및 배출할 수 있도록 하는 블로잉 밸브를 제공하고자 하는 것으로, 이를 위해 본 발명은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 베이스블록(10), 실린더블록(20), 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C) 및 제어블록(40)으로 이루어진다.

이때 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C)의 각각의 내부에는 관통공(31A, 31B, 31C)이 관통 형성되며, 제어블록(40)에는 배출공(41, 42, 43)과 배출유로(44)가 형성되고, 배출공(41, 42, 43)과 배출유로(44)는 밸브시트공(41A, 42A, 43A)에 의해 서로 연통되며, 밸브시트공(41A, 42A, 43A) 각각에는 후술하는 제1,2,3솔레노이드밸브(V1, V2, V3)의 밸브시트가 안착된다.

베이스블록(10)은 좌우로 길이를 가지는 직사각형의 블록으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 그 내부에는 외부로부터 서로 다른 압력의 압축공기가 선택적으로 유입되는 제1,2유입구(11, 12)와, 이들을 통해 공급된 공기가 후술하는 실린더블록(20)을 통과한 다음, 다시 베이스블록(10)을 거쳐 블로우 몰딩 머신으로 주입되기 위한 주입구(13) 및 블로우 몰딩 머신으로 공기의 주입이 완료된 다음, 내부에 잔류하는 공기를 외부로 배출하기 위한 배출구(14)가 각각 형성된다.

이를 더욱 상세히 설명하면 프리 블로우용으로서 상대적으로 저압(약 2∼20 bar)의 압축공기가 유입되는 제1유입구(11)는 베이스블록(10)의 측면과 상면을 연결하는 역"L"자 형상으로 형성되고, 블로우용으로서 상대적으로 고압(약 3∼40 bar)의 압축공기가 유입되는 제2유입구(12)는 상하면을 관통하는 "I"자 형상으로 형성되며, 주입구(13)는 상면과 전면을 연결하는 "L"자 형상으로 형성되고, 배출구(14)는 상하면을 연결하는 "I"자 형상으로 형성되는 것으로 실시됨이 바람직하다. 이때 제1유입구(11)를 통해 공급되는 공기는 제2유입구(12)를 통해 공급되는 공기보다 상대적으로 적은 양의 공기가 공급되기 때문에 제1유입구(11)의 직경은 제2유입구(12)의 직경보다 작다.

그리고 제1유입구(11)에는 후술하는 유량조절유닛(50)이 설치되어 유량조절유닛(50)에 의해 공급되는 공기의 유량이 먼저 미세하고 정밀하게 조절되어 제1유입구(11)로 적정 양의 공기가 공급되는 것으로 실시된다.

또한 주입구(13)에는 블로우 몰딩 머신과 연결되기 위한 주입구(도시되지 않음)가 형성되고, 제1,2유입구(11, 12)의 각각에는 제1,2피스톤(30A, 30B)의 하단과 접촉되는 오리피스(OA, 0B)가 설치되는 것으로 실시될 수 있다.

한편, 제1유입구(11)를 통해 공급되는 압축공기의 압력은 제2유입구(12)를 통해 유입되는 압축공기의 압력보다 낮기 때문에 제1유입구(11)가 압축공기의 압력에 의해 유로가 닫힌 상태에서 제2유입구(12)가 개방되는 경우 제2유입구(12)를 통해 유입되는 압축공기에 의해 제1유입구(11)가 개방될 우려가 있다.

본 발명에서는 이러한 문제의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 제1유입구(11)에 체크밸브(CV)를 설치하는 것으로 실시될 수 있다.

이때 체크밸브(CV)는 도 5(a, b)에 도시된 바와 같이 블록 형상으로 이루어져 그 상면과 측면에는 각각 공기통로가 관통 형성되며, 이러한 구조에 의해 제1유입구(11)를 통해 압축공기가 유입되면, 체크밸브(CV)의 저면을 밀어 올리게 되고, 이와 동시에 제1유입구(11)와 체크밸브(CV)의 측면과 상면을 연결하는 공기통로가 서로 연통되면서 압축공기가 제1실린더(21) 방향으로 유입된다.

이와 반대로 제1실린더(21) 방향에서 압축공기가 제1유입구(11) 방향으로 공급되면, 체크밸브(CV)의 상면을 통해 유입되는 공기에 의해 체크밸브(CV)가 아래로 밀려 내려가고, 이에 의해 제1유입구(11)가 차단됨으로써 압축공기가 역방향으로 흐르는 것이 방지된다.

베이스블록(10)의 상부에 설치되며, 복수 개의 체결부재(도면부호 없음)에 의해 베이스블록(10)과 결합되는 실린더블록(20)에는, 도 6에 도시된 바와 같이 베이스블록(10)의 제1,2유입구(11, 12)와 배출구(14)가 각각 연통되는 제1,2,3실린더(21, 22, 23)가 각각 형성되며, 이들 제1,2,실린더(21, 22, 23)는 횡 방향으로 형성된 공기유로(24)에 의해 서로 연통된다.

이때 공기유로(24)에는 베이스블록(10)의 주입구(13)와 연결되는 주입공(24A)이 형성되며, 이에 의해 공기유로(24)로 유입되는 공기가 주입공(24A)을 통해 주입구(13)로 유입되어 블로우 몰딩 머신으로 공급된다.

제1,2,3실린더(21, 22, 23) 각각의 내부에 구비되며, 승강 동작에 의해 제1,2유입구(11, 12)와 배출구(14)를 선택적으로 개폐하는 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C)은 단면이 "T"자 형상으로 이루어지고, 이러한 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C)에는 각각 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 내부를 상하로 관통하는 관통공(31A, 31B, 31C)이 형성되는데, 이에 의해 제1,2,3실린더(21, 22, 23) 각각의 하부 공간으로 유입된 공기가 관통공(31A, 31B, 31C)을 따라 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C)의 내부를 통과하여 제1,2,3실린더(21, 22, 23)의 상부 공간으로 유입된다.

이때 "T"자형의 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C)은 각각 상부 단면적이 하부 단면적에 비해 상대적으로 큰 단면적을 가지고, 또한 상부 단면적과 하부 단면적의 비율은 정밀하게 결정되는데, 이에 의해 관통공(31A, 31B, 31C)을 통해 고압의 압축공기가 제1,2,3실린더(21, 22, 23)의 상부 공간으로 유입되면, 면적의 차이에 의해 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C)의 상하부에 각각 가해지는 힘을 크기가 다르고, 이에 의해 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C)이 하강하여 공기유로(24)가 차단되어 압축공기의 공급이 차단된 상태가 유지된다.

한편 첨부된 도면에는 제3피스톤(30A)에 형성된 관통공(31C)이 피스톤의 중앙을 관통하지 않고 한 쪽으로 치우쳐 형성되는 것으로 표시되어 있으나, 이는 실린더 블록을 소형으로 제작하기 위한 데 따른 것으로 제1,2,3실린더(21, 22, 23)의 설치간격을 적절히 조절하게 되면 관통공(31C)이 제3피스톤(30A)의 중앙을 관통하는 것으로 실시될 수 있다.

그리고 앞서 설명한 바와 같이 프리 블로우용 압축공기를 공급하는 제1유입구(11)의 직경이 블로우용 압축공기를 공급하는 제2유입구(12)의 직경보다 작기 때문에 제1유입구(11)를 개폐하는 제1피스톤(30A)의 하부 직경이 제2피스톤(30B)의 하부 직경보다 작고, 따라서 제1피스톤(30A)의 크기는 제2피스톤(30B)에 비해 소형으로 제작된다.

또한 제3피스톤(30C)은 배출구(14)를 통해 실린더 블록 내부의 공기를 배기시키는 데에 사용되는데, 이때 배출구(14)의 직경은 신속한 배기를 달성하기 위해 제1,2유입구(11, 12)의 직경보다 크며, 따라서 제2피스톤(30C)의 크기는 제1,2피스톤(30A, 30B)에 비해 상대적으로 크게 제작된다.

제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C)이 내부에 설치된 실린더블록(20)의 상부에는 제어블록(40)이 설치되는데, 이러한 제어블록(40)에는 도 10에 도시된 바와 같이 실린더블록(20)의 제1,2,3실린더(21, 22, 23)가 형성된 위치에 각각 대응하여 배출공(41, 42, 43)이 형성되고, 이러한 배출공(41, 42, 43)의 끝단에는 각각 밸브시트공이 형성되며, 이들 밸브시트공(41A, 42A, 43A)은 각각 외부 대기와 연통되는 배출유로(44)에 의해 연결된다.

그리고 밸브시트공(41A, 42A, 43A)의 상부에는 각각 제1,2,3솔레노이드밸브(V1, V2, V3)가 설치되어 제1,2,3솔레노이드밸브(V1, V2, V3)의 밸브시트가 밸브시트공(41A, 42A, 43A)에 안착되며, 따라서 제1,2,3솔레노이드밸브(V1, V2, V3)의 각각의 동작에 의해 밸브시트공(41A, 42A, 43A)이 선택적으로 개폐되면서 실린더 내부의 압축공기가 배출유로(44)를 통해 대기로 배출된다.

한편, 본 발명에는 제1유입구(11)를 통해 공급되는 공기의 유량을 정밀하게 조절하는 유량조절유닛(50)이 구비되는데, 본 발명에 따른 유량조절유닛(50)은 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이 상, 하부블록(50A, 50B)과 미세유로개폐부재(55, 56)로 이루어진다.

하부블록(50B)은 평판 형상으로서 그 내부에는 제1유입구(11)와 연통되는 메인유로(51)가 형성되고, 상면에는 홈부(52)가 형성되며, 홈부(52)에는 공기를 주입하는 공기주입공(53)이 연결 형성되고, 홈부(52)와 메인유로(51) 사이에는 직경이 각각 다른 복수 개의 미세유로(54)가 형성되고, 이들 미세유로(54)는 한 개 이상의 연결유로(51A)에 의해 메인유로(51)와 연통된다.

하부블록(50B)의 상부에 결합 설치되는 상부블록(50A)에는 하부블록(50B)에 형성된 복수 개의 미세유로(54)에 각각 대응되는 위치에 관통공이 형성되고, 이러한 각각의 관통공의 내부에는 스크루 방식에 의해 결합되어 미세유로(54)를 개폐함으로써 브로우 몰딩 머신이 공급되는 공기의 유량을 미세하게 조절할 수 있도록 하는 미세유로개폐부재(55, 56)가 설치된다.

미세유로개폐부재(55, 56)에 의해 각각 개폐되는 복수 개의 미세유로(54)는 각각 그 직경이 서로 다르며, 이때 미세유로(54)는 5개가 형성되는 것이 바람직하고, 이 중에서 4개의 미세유로(54)의 직경은 1, 2, 4 및 8의 직경비율로 이루어지는 것이 더욱 바람직한데, 이러한 미세유로(54)의 직경비율에 의해 이들을 조합하는 경우 0∼15 가지의 16단계의 유량범위로 조절될 수 있다. 그리고 나머지 한 개의 미세유로(54)의 직경은 1보다 작은 직경비율을 가지도록 설계되는데, 이에 의해 16단계의 유량범위가 더욱 세분되어 조절될 수 있다.

즉, 유량조절유닛(50)은 상기와 같은 구조에 의해 공기주입공(53)을 통해 상, 하부블록(50A, 50B) 사이의 홈부(52)로 공기가 주입되면, 홈부(52)에 형성된 복수 개의 미세유로(54)를 통해 메인유로(51)로 공기가 공급되어 제1유입구(11)로 유량이 정미하게 조절된 공기가 공급되는데, 이때 작업자가 미리 육각 렌치나 드라이버 등과 같은 공구를 이용하여 도 13에 도시된 바와 같이 각각의 미세유로개폐부재(55, 56)를 풀거나 조임으로써 미세유로(54)가 선택적으로 개폐되며, 이러한 미세유로개폐부재(55, 56)의 개폐 조절작업은 성형되는 용기의 종류에 따라 성형작업의 수행 전에 이루어진다.

또한 본 발명에 따른 미세유로(54)는 각각의 직경이 서로 다르게 형성되어 있어, 작업자가 4개의 미세유로개폐부재(55)를 선택적으로 풀거나 조임으로써 메인유로(51)와 연통되는 유로의 개폐되고, 그 결과 앞서 설명한 바와 같이 유량이 16단계의 유량범위로 미세 조절된다.

이때 미세유로(54)의 크기에 따른 정해진 유량이 공급될 수 있도록, 4개의 미세유로개폐부재(55)는 열림(open)과 닫힘(close)으로만 동작되는 형식으로 이루어지고, 나머지 한 개의 미세유로개폐부재(56)는 그 외주면에 형성된 나사에 의해 나사를 조임 정도에 따라 개방되는 미세유로(54)의 개도가 조절되는 형식으로 이루어지며, 이러한 미세유로개폐부재(55, 56)의 구조에 의해 이들을 조합하여 유량을 조절하게 되면 0∼15 가지의 16단계의 유량범위가 더욱 세분되어, 예를 들면, 0, 0.2, 1, 1.2, 2, 2.2, …, 14, 14.2, 15, 15.2 또는, 0, 0.5, 2, 2.5, …, 14, 14.5, 15, 15.5와 같이 조절될 수 있으며, 미세유로개폐부재(56)를 더 추가하여 1개 이상으로 하는 경우에는 더욱 미세하게 유량을 조절할 수 있게 되며, 결과적으로 유량이 단계적으로 조절되는 대신, 연속적으로 조절될 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브는 성형되는 공정단계에 따라 다른 압력의 압축공기를 공급하도록 유로가 전환되면서 이에 맞추어 밸브가 개폐되는데, 이하에서는 각 공정 단계에 따른 밸브의 동작에 대해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 블로잉 밸브는 그 일측에 유량조절유닛(50)이 설치되고, 제1유입구(11)에 공기를 공급하는 유량조절유닛(50)의 공기주입공(53)에는 공기 공급장치(도시되지 않음)를 통해 2~20bar 범위의 압축공기가 공급되고, 제2유입구(12)에는 통해 3~40bar 범위의 압축공기가 공급된다.

그리고 주입구(13)에는 블로우 몰딩 머신(1)의 주입구와 연결되도록 유로가 연결되며, 블로우 몰딩 머신(1)에 장착된 금형의 내부에는 플라스틱 용기를 몰딩 성형하기 위한 성형재료가 공급된다.

이와 같이 제1,2유입구(11, 12)를 통해 각각 공기가 공급된 상태에서 제어블록(40)에 설치된 제1,2,3솔레노이드밸브(V1, V2, V3)가 제어기(도시되지 않음)의 제어에 의해 작동되어 밸브시트공(41A, 42A, 43A)을 닫으면, 제1,2피스톤(30A, 30B)의 관통공(31A, 31B, 31C)을 통해 공기가 제1,2실린더(21, 22)의 상부 공간으로 유입된 공기가 배출공(41, 42, 43)을 통해 외부로 배출되지 못하고, 그 결과 도 14에 도시된 바와 같이 제1,2실린더(21, 22)의 상부 공간으로 유입된 공기의 압력에 의해 제1,2피스톤(30A, 30B)이 하강하게 되며, 따라서 제1,2피스톤(30A, 30B)의 하단이 각각 제1,2실린더(21, 22)의 하부에 설치된 오리피스(OA, OB)와 맞닿게 됨으로써 공기유로(24)로 공기가 유입되지 않고 유로가 차단된 상태가 유지된다.

이때 공기유로(24)에 압축공기가 공급되지 않기 때문에 블로우 몰딩 머신(1)로 공기가 주입되지 않고, 따라서 이 상태에서는 플라스틱 용기를 성형하기 위한 사전 준비 작업을 수행한다.

그리고 이와 같이 몰딩 성형을 위한 사전 준비 작업이 완료되면, 제어기의 제어에 의해 도 15에 도시된 바와 같이 제1솔레노이드밸브(V1)에 의해 밸브시트공(41A)을 개방하여 배출공(41)과 배출유로(44)를 연결하고, 이에 의해 제1실린더(21)의 상부 공간에 유입된 공기가 배출공(41)을 통해 외부로 배출되어 제1피스톤(30A)을 누르는 압력이 해제되고, 그 결과 제1유입구(11)로 유입되는 공기의 압력에 의해 제1피스톤(30A)이 제1실린더(21) 내부에서 상승하여 그 하단이 오리피스(OA)와 이격됨으로써 제1실린더(21)와 공기유로(24)가 서로 연통되고, 이에 의해 제1유입구(11)에서 유입되는 공기가 제1실린더(21)의 하부공간과 공기유로(24)를 차례로 통과한 다음, 블로우 몰딩 머신(1)으로 주입된다.

이때 공기유로(24) 내부로 압축공기가 공급되면, 이 공기가 제3피스톤(30C)의 관통공(31C)을 통해 제3실린더(23)의 상부 공간으로 유입되고, 이에 의해 제3피스톤(30C)이 공기 압력에 의해 하강하여 배출구(14)가 차단된 상태가 유지된다.

한편, 제1유입구(11)를 통해 주입된 공기에 의해 프리 몰딩 성형이 완료되면, 보다 고압을 공급하여 플라스틱 용기를 내부 금형의 형상에 밀착시킴으로써 몰딩 성형을 하게 되는데, 이를 위해 도 16에 도시된 바와 같이 제1솔레노이드밸브(V1)를 다시 닫아 제3솔레노이드밸브(V3)와 같이 닫힌 상태로 유지되고, 제2솔레노이드밸브(V2)는 개방되도록 제어기에 의해 제어된다.

이에 의해 제1실린더(21)의 상부 공간으로는 공기가 유입된 다음, 외부로 배출되지 못하여 제1실린더(21)의 상부 공간에서 고압의 압력이 작용하게 되며, 이 압력으로 인해 제1피스톤(30A)이 하강하여 그 하단이 오리피스(OA)에 밀착됨으로써 유로가 차단된다.

이와 동시에 제2실린더(22)의 상부 공간에 공급된 공기는 배출공(42)과 밸브시트공(42A) 및 배출유로(44)를 차례로 통과하면서 외부로 배출되고, 이에 의해 제2피스톤(30B)이 상승하면서 그 하단이 오리피스(OB)로부터 이격된다.

따라서 제2유입구(12)로 유입되는 공기는 제2실린더(22)와 공기유로(24) 및 주입구(13)를 차례로 통과하면서 블로우 몰딩 머신(1)로 주입되고, 이에 의해 플라스틱 용기를 몰딩 성형하기 위한 재료가 공기에 의해 팽창되면서 내부 금형에 밀착되고, 이에 의해 제품의 최종 형상인 플라스틱 용기(2)의 형상으로 성형된다.

이때에도 프리 몰딩 성형 시와 같이 공기유로(24) 내로 유입되는 공기가 제3피스톤(30C)의 관통공(31C)을 통해 제3실린더(23)의 상부 공간으로 유입되어 배출구(14)가 차단된 상태가 유지된다.

이와 같이 최종 플라스틱 용기(2)가 성형되고 나면, 공기유로(24)와 블로우 몰딩 머신(1)가 연결되는 주입구 사이에 잔류하는 압축공기를 외부로 신속히 배출하여 압력을 상시 압력으로 낮출 필요가 있는데, 이를 위해 도 17에 도시된 바와 같이 제1,2솔레노이드밸브(V1, V2)를 닫고, 제3솔레노이드밸브(V3)를 개방하여 제1,2피스톤(30A, 30B)의 하단을 오리피스(OA, OB)에 밀착시켜 유로를 차단하고, 제3실린더(23) 상부 공간의 공기는 배출공(43)과 밸브시트공(43A) 및 배출유로(44)를 차례로 통과하면서 외부로 배출된다.

이에 의해 제3피스톤(30C)이 상승되면서 공기유로(24)와 배출구(14)가 연결되어 내부에 잔류하는 압축공기가 배출구(14)를 통해 빠르게 배출된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 밸브 내에 설치되는 피스톤의 동작을 제어하기 위한 별도의 제어압을 공급할 필요가 없기 때문에 구조가 간단하고, 또한 피스톤이 고압의 압축공기에 의해 동작되기 때문에 밸브의 개폐 동작이 신속하면서도 정확하게 이루어질 수 있다.

1: 블로우 몰딩 머신 2: 플라스틱 용기
10: 베이스블록 11: 제1유입구
12: 제2유입구 13: 주입구
14: 배출구 20: 실린더블록
21: 제1실린더 22: 제2실린더
23: 제3실린더 24: 공기유로
24A: 주입공 30A: 제1피스톤
30B: 제2피스톤 30C: 제3피스톤
31A, 31B, 31C: 관통공 40: 제어블록
41, 42, 43: 배출공 41A, 42A, 43A: 밸브시트공
44: 배출유로 50: 유량조절유닛
50A: 상부블록 50B: 하부블록
51: 메인유로 51A: 연결유로
52: 홈부 53: 공기주입공
54: 미세유로 55, 56: 미세유로개폐부재
CV: 체크밸브 OA, OB: 오리피스
V1: 제1솔레노이드밸브 V2: 제2솔레노이드밸브
V3: 제3솔레노이드밸브

Claims

공기가 유입되는 제1,2유입구(11, 12)와, 블로우 몰딩 머신에 압축공기를 공급하는 주입구(13) 및 내부에 잔류하는 공기를 외부로 배출하는 배출구(14)가 각각 형성된 베이스블록(10)과;
상기 베이스블록(10)의 상부에 설치되며, 상기 제1,2유입구(11, 12)와 상기 배출구(14)의 형성위치에 대응하여 형성되는 제1,2,3실린더(21, 22, 23)와, 상기 제1,2,3실린더(21, 22, 23)를 연통하는 공기유로(24)를 포함하는 실린더블록(20)과;
상기 제1,2실린더(21, 22) 내부에 각각 설치되며, 승강 동작에 의해 제1,2유입구(11, 12)를 선택적으로 개폐하는 제1,2피스톤(30A, 30B)과;
상기 제3실린더(23)의 내부에 설치되며, 승강 동작에 의해 상기 배출구(14)를 선택적으로 개폐하는 제3피스톤(30C) 및;
상기 실린더블록(20)의 상부에 설치되며, 상기 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C)의 승강 동작을 제어하는 제어블록(40)으로 이루어지고,
상기 제1,2,3피스톤(30A, 30B, 30C) 내부 각각에는 상하로 관통되는 관통공(31A, 31B, 31C)이 형성되며,
상기 제어블록(40)에는 상기 제1,2,3실린더(21, 22, 23)와 연통되어 실린더 내부의 공기가 배기되는 배출공(41, 42, 43)이 각각 형성되고,
상기 배출공(41, 42, 43)의 상부에는 각각 제어기의 제어에 의해 상기 배출공(41, 42, 43)을 선택적으로 개폐하는 제1,2,3솔레노이드밸브(V1, V2, V3)가 구비되는 것을 특징으로 하는 블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 제1피스톤(30A), 제2피스톤(30B) 및 제3피스톤(30C)의 크기는, 상기 제1피스톤(30A)의 크기가 가장 작고, 상기 제3피스톤(30C)의 크기가 가장 큰 것을 특징으로 하는 블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1유입구(11)의 상류측에는 상기 제1유입구(11)와 연통되도록 설치되며, 상기 제1유입구(11)로 공급되는 공기의 유량을 조절하는 유량조절유닛(50)이 설치되는 것을 특징으로 하는 블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 유량조절유닛(50)은 상,하부블록(50A, 50B)과 미세유로개폐부재(55, 56)로 이루어지고,
상기 하부블록(50B)은 상기 제1유입구(11)와 연통되도록 내부에 형성되는 메인유로(51)와; 상면에 형성되는 홈부(52)와; 상기 홈부(52)로 공기를 하는 공기주입공(53)과; 상기 홈부(52)와 상기 메인유로(51)를 연결하는 복수 개의 미세유로(54)로 구성되며,
상기 상부블록(50A)은 상기 복수 개의 미세유로(54)에 각각 대응되는 위치에 관통공이 형성되고,
상기 미세유로개폐부재(55, 56)는 각각 상기 복수 개의 미세유로(54)의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 복수 개의 미세유로(54)는 5개 이상 형성되고, 상기 5개 이상의 미세유로(54) 중 4개의 미세유로(54)의 직경은 1, 2, 4 및 8의 직경비율로 이루어지며, 나머지 한 개 이상의 미세유로(54)의 직경은 1의 직경비율을 가지는 상기 미세유로(54)의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브.
청구항 4에 있어서,
상기 미세유로개폐부재(55)는 상기 미세유로(54)를 열림 또는 닫힘으로 조절하는 형식으로 이루어지고, 상기 미세유로개폐부재(56)는 상기 미세유로(54)의 개도를 미세 조절하는 형식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라스틱 용기 블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 배출공(41, 42, 43)과 상기 제1,2,3솔레노이드밸브(V1, V2, V3) 사이에는 각각 밸브시트공(41A, 42A, 43A)이 형성되고, 상기 밸브시트공(41A, 42A, 43A)은 각각 외부 대기와 연통되는 배출유로(44)에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1유입구(11)에는 압축공기가 역방향으로 흐르는 것을 방지하는 체크밸브(CV)가 구비되는 것을 특징으로 하는 블로우 몰딩 머신용 블로잉 밸브.