KR101402211B1 - 압출기용 스크류 가열을 위한 내부 열매체 오일 순환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압출기용 스크류 가열을 위한 내부 열매체 오일 순환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐비닐을 용융 압출하여 재활용 가능한 펠렛으로 생산하는 압출기에서 용융 압출 온도까지 가열하여 용융속도와 압출속도를 상승시킴으로써 정상적인 압출이 이루어지도록 하기 위해 압출기용 스크류의 내경에 가열공간을 형성하고 이 가열공간에 외부에서 열매체를 공급함으로써 스크류를 가열할 수 있도록 하는 압출기용 스크류 가열을 위한 내부 열매체 오일 순환장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 수거한 폐비닐을 공급하여 용융하는 1차 압출스크류를 설치한 1차 압출기와; 상기 1차 압출기의 배출구에서 공급되는 용융 폐비닐을 호퍼로 공급받아 2차 압출스크류로 용융 압출하는 2차 압출기와; 상기 2차 압출기의 유압 다이스로 배출되는 용융 폐비닐을 호퍼로 공급받아 3차 압출스크류로 용융 압출하는 3차 압출기와; 상기 3차 압출기에서 압출되는 압출 선재를 냉각장치에서 냉각하여 절단장치에서 펠렛 상태로 절단하여 공급하되;
상기 1차 압출기의 1차 압출스크류 선단에 열매체 가열공간을 형성하고, 상기 1차 압출스큐의 선단에 열매체 연결공간을 설치하여 열매체 가열공간과 일체형으로 연결하며, 상기 열매체 연결공간과 사이에 온도 조절기가 설치되며 열매체 오일탱크에서 열매체 오일관이 연결된 오일 공급기를 설치한 가열장치로 이루어지는 압출기용 스크류 가열을 위한 내부 열매체 오일 순환장치에 있어서,
상기 가열장치는 열매체 오일탱크를 탱크 받침대로 지지하며, 상기 열매체 오일탱크와 오일 공급기를 열매체 오일관으로 연결하고, 상기 오일 공급기와 열매체 연결공간의 사이에 온도 조절기를 설치하여 열매체의 온도를 조절하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

압출기용 스크류 가열을 위한 내부 열매체 오일 순환장치{Screw extruder for Thermal oil circulation system for heating the inside}

본 발명은 압출기용 스크류 가열을 위한 내부 열매체 오일 순환장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐비닐을 용융 압출하여 재활용 가능한 펠렛으로 생산하는 압출기에서 용융 압출 온도까지 가열하여 용융속도와 압출속도를 상승시킴으로써 정상적인 압출이 이루어지도록 하기 위해 압출기용 스크류의 내경에 가열공간을 형성하고 이 가열공간에 외부에서 열매체를 공급함으로써 스크류를 가열할 수 있도록 하는 압출기용 스크류 가열을 위한 내부 열매체 오일 순환장치에 관한 것이다.

일반적으로 폐비닐은 1회 이상 사용한 후 버리게 되는 비닐을 말하는 데, 이는 과자 등의 포장지, 슈퍼마켓 등에서 상품을 넣어주는 봉투, 상품포장용 봉투, 충격완화를 위한 발포비닐, 그리고 농작물을 재배하기 위한 용도로 사용되는 비닐하우스 등등 여러 가지가 있다.

현대의 산업 및 생활구조가 주로 1회용을 선호하는 추세여서, 발생하는 폐비닐은 그 수량이 급격하게 증가하고 있고, 이에 따른 환경오염도 심각한 지경에 이르고 있다.

상품 등을 포장하거나 넣어 들고다니기 용이하도록 한 포장대 및 봉투는 주로 색상이나 문자 등이 인쇄되어 있고, 크기 또한 상품크기에 맞추어 제작되기 때문에 주로 쓰레기 통속으로 쉽게 버려질 수 있고, 인쇄된 색상 때문에 탈색공정이 필요한 점 등에서 약간의 문제가 따른다. 또한 주로 농촌에서 비닐하우스로 사용한 후 버리게 되는 투명한 비닐지는 그 양도 매우 많을 뿐만 아니라, 땅속에 묻힐 경우 비나 눈이 내릴 때 수분이 땅속 깊숙이 침투되기 어렵게 만들고, 땅속의 영양소 및 산소 등이 서로 통하지 못하게 하여 작물의 생장에도 큰 장애를 준다.

또한 연간 수백만 톤의 석유화학 제품들이 각종 용기, 파이프, 비닐포장지, 비닐하우스 등 수많은 플라스틱 제품으로 생산되어 국내 공급 및 수출을 하고 있으며, 국제 원유가와 직접적으로 연동되어 플라스틱 제품의 가격이 오르고 있는 실정이다.

그래서 이러한 농업상, 생활상, 산업상의 활동을 통해 발생되는 폐비닐을 재생시키는 것은 현대 산업사회에서 환경문제 해결뿐만 아니라 산업상 중요한 과제로 대두되고 있다.

일반적인 폐비닐 재생 공정은 비닐하우스 상단 덮개용 폐비닐과 같은 폐비닐을 자원재생공사에서 선별하여 공급받아 분쇄기에 투입한다.

그러면 분쇄기에서 이물질을 혼합하고 선별된 폐비닐을 일정한 크기로 대량 분쇄한 비닐을 세척기에 투입하여 흙, 먼지 등을 제거하고, 세척된 폐비닐을 탈수하여 이물질을 제거한 후 압출기에서 압출하여 액상 가닥으로 공급하면 냉각과정을 통하여 냉각한 후 소정의 크기로 펠렛화하여 재활용 제품의 생산처로 공급하게 된다.

그러나 이러한 종래의 압출기는 폐비닐을 공급받아 소정의 온도에서 교반하여 공급한 후 2차 압출기로 공급하여 재 압출하고 다시 이를 3차 입출기로 공급하여 압출하게 되는 과정을 거치게 되지만 1차 압출에서 용융되지 않아 압출시 생산성이 충분하게 제공되지 못하게 되는 결점이 발생하게 되며, 1차 압출에서 용융이 정상적으로 이루어지지 않는 이유로는 1차 압출기의 용융 온도가 외부에서 투입되는 폐비닐로 인하여 정상적으로 상승하지 못하게 되는 결점이 있기 때문이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 방법으로 스크류의 구조를 개선하여 용융을 통한 압출량을 향상시키기 위한 노력이 다양하게 시도되었으나 충분한 성과가 제시되지 못하여 생산성을 향상시키는데 한계가 있었다.

문헌 1. 특허등록번호 제0770804호(2007. 10. 22. 등록) 문헌 2. 특허등록번호 제0897836호(2009. 05. 08. 등록) 문헌 3. 특허등록번호 제0365953호(2002. 12. 11. 등록) 문헌 4. 실용신안등록번호 제0362037호(2004. 09. 03. 등록)

따라서 본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는 폐비닐이 공급되는 압출기의 전방 스크류 내경에 열매체 가열공간을 형성하고 외측에 열매체를 공급 및 가열할 수 있는 가열장치를 설치하여 스크류의 온도를 조절 및 상승하여 폐비닐의 용융 및 압출 작용이 상승되도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 수거한 폐비닐을 공급하여 용융하는 1차 압출스크류를 설치한 1차 압출기와; 상기 1차 압출기의 배출구에서 공급되는 용융 폐비닐을 호퍼로 공급받아 2차 압출스크류로 용융 압출하는 2차 압출기와; 상기 2차 압출기의 유압 다이스로 배출되는 용융 폐비닐을 호퍼로 공급받아 3차 압출스크류로 용융 압출하는 3차 압출기와; 상기 3차 압출기에서 압출되는 압출 선재를 냉각장치에서 냉각하여 절단장치에서 펠렛 상태로 절단하여 공급하되;
상기 1차 압출기의 1차 압출스크류 선단에 열매체 가열공간을 형성하고, 상기 1차 압출스큐의 선단에 열매체 연결공간을 설치하여 열매체 가열공간과 일체형으로 연결하며, 상기 열매체 연결공간과 사이에 온도 조절기가 설치되며 열매체 오일탱크에서 열매체 오일관이 연결된 오일 공급기를 설치한 가열장치로 이루어지는 압출기용 스크류 가열을 위한 내부 열매체 오일 순환장치에 있어서,
상기 가열장치는 열매체 오일탱크를 탱크 받침대로 지지하며, 상기 열매체 오일탱크와 오일 공급기를 열매체 오일관으로 연결하고, 상기 오일 공급기와 열매체 연결공간의 사이에 온도 조절기를 설치하여 열매체의 온도를 조절하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 것이다.

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본 발명은 폐비닐이 공급되는 압출기의 전방 스크류 내경에 열매체 가열공간을 형성하고 외측에 열매체를 공급 및 가열할 수 있는 가열장치를 설치하여 열매체를 250∼320℃로 가열하여 공급함으로써 스크류의 온도를 조절 및 상승하여 분쇄 및 용융시켜 압출하는 폐비닐의 용융 및 압출 작용을 향상시켜 폐비닐이 균일하게 용융 및 배출되어 생산량을 향상시키고 좋은 품질의 펠렛이 생산되는 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 평면도
도 2 는 본 발명의 설치상태를 나타낸 정면도
도 3 은 본 발명의 1차 압출기에 대한 확대 단면도
도 4 는 본 발명의 2차 압출기에 대한 확대 단면도
도 5 는 본 발명의 가열장치에 대한 요부확대 단면도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 도면에 따라서 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 설치상태 평면도이고, 도 2는 본 발명의 설치상태를 나타낸 정면도에 관한 것이다.

폐비닐을 공급하여 1차로 용융 압출하여 공급하는 1차 압출기(10)의 후방으로 내부의 1차 압출스크류(12)의 내경에 열매체를 공급하여 온도를 상승시켜 믹싱 및 용융효과를 상승시키도록 하는 가열장치(20)를 설치한다.

상기 1차 압출기(10)에서 용융 배출된 비닐이 공급되어 2차로 용융 배출하는 2차 압출기(30)를 설치한다.

상기 2차 압출기(30)에서 용융 배출된 폐비닐이 공급되어 압출 선재(80)가 선단에서 용융 배출하는 3차 압출기(40)를 설치한다.

상기 3차 압출기(40)에서 압출 선재(80)와 같이 원형으로 길게 압출되면 냉각수가 공급되어 압출형태를 유지하도록 냉각하고 후방에 물기 떨이게(51)를 설치하여 냉각수를 제거한 후 공급되도록 하는 냉각장치(50)를 설치한다.

상기 냉각장치(50)에서 공급되는 압출 선재(80)가 공급되여 펠렛형으로 절단된 후 부항의 바이브랜다(61)에 공급되어 소정의 크기가 배출되도록 하는 절단장치(60)를 설치한다.

상기 절단장치(60)에서 펠렛화되어 컨베이어(71)로 공급되어 저장되도록 하는 사이로(70)를 설치하는 것이다.

도 3은 본 발명의 1차 압출기에 대한 확대 단면도를 나타낸 것으로, 모터(14)의 동력이 풀리(15, 17)와 벨트(16)로 연결되어 기어박스(18)에 제공되며, 상기 기어박스(18)에는 단독 또는 투인의 1차 압출스크류(12)가 연결되어 회전하도록 한다.

상기 1차 압출스크류(12)는 본체(11)의 내부에 설치되어 전기에 의해 소정의 온도로 가열되도록 하며, 필요에 따라 압출 향과 형태를 다양하게 형성하여 공급되는 폐비닐을 용융 교반하여 후방의 배출구(19)로 배출되도록 하는 1차 압출기(10)를 설치하는 것이다.

상기 1차 압출기(10)의 1차 압출스크류(12) 후방에는 내경에 열매체 가열공간(13)을 전체길이의 1/3 내지 2/3가 되도록 형성하는 것이며, 가열장치(20)에서 열매체가 가열되어 공급되도록 함으로써 온도가 250∼320℃로 제어되도록 설치하는 것이다.

도 4는 본 발명의 2차 압출기에 대한 확대 단면도를 나타낸 것으로, 1차 압출기(10)의 배출구(19)에서 배출된 용융 폐비닐이 공급되는 호퍼(32)의 하측으로 2차 압출스크류(31)가 설치되어 용융 폐비닐을 교반 압출하여 선단의 유압 다이스(33)에서 배출되도록 하는 2차 압출기(30)를 설치하는 것이다.

도 5는 본 발명의 가열장치에 대한 요부확대 단면도를 나타낸 것으로, 본체(11)에 연결한 탱크 받침대(22)의 상측으로 열매체 오일탱크(21)를 설치하여 오일을 저장할 수 있도록 하며, 상기 열매체 오일탱크(21)에는 열매체 오일관(23)이 하측의 오일 공급기(24)와 연결되어 있어서 오일이 항상 공급되도록 하고, 상기 오일 공급기(24)는 회전 가능하도록 지지되며 1차 압출스크류(12)의 열매체 가열공간(13)과 연결되는 열매체 연결공간(26)이 형성된다.

상기 열매체 연결공간(26)과 오일 공급기(24)의 사이에는 온도 조절기(25)가 설치되어 열매체의 온도를 250∼320℃로 조절할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 수거한 폐비닐의 이물질을 제거하고 세척한 상태로 1차 압출기(10)에 공급하면 1차 압출스크류(12)가 회전하면서 폐비닐을 용융 교반하여 압출하게 되는 것이다.

상기 1차 압출기(10)의 1차 압출스크류(12)는 선단에 열매체 가열공간(13)이 형성되어 열매체가 250∼320℃의 온도로 가열되어 공급되는 것이어서 공급되는 폐비닐에 포함된 수분을 신속하게 증발시키는 역할을 수행하게 되며, 수분이 증발된 후에는 높은 용융 온도가 제공되므로 빠르게 용융되어 충분한 교반을 거친 후 배출구(19)로 배출되는 것이다.

상기 1차 압출스크류(12)의 열매체 가열공간(13)은 열매체 연결공간(26)에서 오일 공급기(24)와 연결되어 있으므로, 상기 오일 공급기(24)는 열매체 오일탱크(21)와 열매체 오일관(23)이 연결된 상태에서 항상 오일을 공급받을 수 있도록 하여, 열매체 연결공간(26)과 열매체 가열공간(13)에 열매체가 충진된 상태를 제공하게 되고, 오일 공급기(24)와 열매체 연결공간(26)의 사이에 설치한 온도 조절기(25)가 열매체를 250∼320℃의 온도로 가열하여 공급하게 되면서 1차 압출스크류(12)가 고온을 유지하는 상태에서 폐비닐을 용융 교반하게 되는 것이다.

따라서 1차 압출스크류(12)는 폐비닐에 포함된 수분을 신속하게 증발시켜 충분하게 용융되도록 하며, 용융되면서 교반이 이루어져 완전하게 용융된 상태로 배출구(19)에서 배출되도록 하고, 폐비닐의 용융 및 교반이 신속하게 이루어지므로 동일한 조건하에서 가열장치(20)를 통하여 폐비닐의 용융 압출이 크게 향상되어 생산성이 높아지도록 하는 것이다.

상기 열매체 연결공간(26)은 1차 압출스크류(12)와 일체형으로 연결된 상태에서 1차 압출스크류(12)와 같이 회전하게 되는 것이다.

1차 압출기(10)의 배출구(19)를 통하여 용융 배출된 용융 폐비닐은 2차 압출기(30)의 호퍼(32)에 공급된 후 2차 압출스크류(31)를 통하여 2차로 용융 압출되며 교반이 충분하게 이루어지게 되고, 후방의 유압 다이스(33)에서 용융 상태로 압출되어 3차 압출기(40)의 호퍼(42)에 공급된 후 3차 압출스크류(41)를 통하여 3차로 용융 압출되며 교반이 충분하게 이루어지게 되는 것이다.

상기 3차 압출기(40)에서 용융 압출된 폐비닐은 선단의 다이스에서 다수개의 압출 선재(80)로 원형이 되도록 압출되어 냉각장치(50)에 공급된 후 냉각수에 의해 냉각되어 선단의 물기 떨이게(51)에서 수분이 제거되어 절단장치(60)에 공급된다.

상기 절단장치(60)에 공급된 압출 선재(80)는 소정의 크기를 갖는 펠렛으로 절단되어 바이 브랜다(61)에 공급되어 선별에 의해 컨베이어(71)를 통하여 사이로(70)에 공급된 후 저장되는 것이다.

이러한 과정을 통하여 생산된 펠릿은 폐비닐을 재활용하여 제품을 생산하는 다양한 곳으로 보급되어 재활용이 이루어지도록 하는 것이다.

본 발명은 폐비닐을 용융 압출하여 펠렛으로 재활용하는 과정에서 압출기의 압출스크류에 열매체 가열공간을 형성하고 한쪽 선단에서 가열장치로부터 열매체를 스크류의 내경에 공급하며 소정의 온도로 가열하여 높은 온도를 유지할 수 있도록 함으로써 폐비닐에 포함된 수분을 신속하게 증발시켜 충분한 교반과 용융에 의한 양질의 수지를 생산할 수 있도록 하는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

10 : 1차 압출기 11 : 본체
12 : 1차 압출스크류 13 : 열매체 가열공간
19 : 배출구 20 : 가열장치
21 : 열매체 오일탱크 22 : 탱크 받침대
23 : 열매체 오일관 24 : 오일 공급기
25 : 온도 조절기 26 : 열매체 연결공간
30 : 2차 압출기 31 : 2차 압출스크류
32, 42 : 호퍼 33 : 유압 다이스
40 : 3차 압출기 31 : 3차 압출스크류
50 : 냉각장치 51 : 물기 떨이게
60 : 절단장치 61 : 바이 브랜다
70 : 사이로

Claims (3)

1. 수거한 폐비닐을 공급하여 용융하는 1차 압출스크류(12)를 설치한 1차 압출기(10)와; 상기 1차 압출기(10)의 배출구(19)에서 공급되는 용융 폐비닐을 호퍼(32)로 공급받아 2차 압출스크류(31)로 용융 압출하는 2차 압출기(30)와; 상기 2차 압출기(30)의 유압 다이스(33)로 배출되는 용융 폐비닐을 호퍼(42)로 공급받아 3차 압출스크류(41)로 용융 압출하는 3차 압출기(40)와; 상기 3차 압출기(40)에서 압출되는 압출 선재(80)를 냉각장치(50)에서 냉각하여 절단장치(60)에서 펠렛 상태로 절단하여 공급하되;
   상기 1차 압출기(10)의 1차 압출스크류(12) 선단에 열매체 가열공간(13)을 형성하고, 상기 1차 압출스큐(12)의 선단에 열매체 연결공간(26)을 설치하여 열매체 가열공간(13)과 일체형으로 연결하며, 상기 열매체 연결공간(26)과 사이에 온도 조절기(25)가 설치되며 열매체 오일탱크(21)에서 열매체 오일관(23)이 연결된 오일 공급기(24)를 설치한 가열장치(20)로 이루어지는 압출기용 스크류 가열을 위한 내부 열매체 오일 순환장치에 있어서,
   상기 가열장치(20)는 열매체 오일탱크(21)를 탱크 받침대(22)로 지지하며, 상기 열매체 오일탱크(21)와 오일 공급기(24)를 열매체 오일관(23)으로 연결하고, 상기 오일 공급기(24)와 열매체 연결공간(26)의 사이에 온도 조절기(25)를 설치하여 열매체의 온도를 조절하도록 설치하는 것을 특징으로 하는 압출기용 스크류 가열을 위한 내부 열매체 오일 순환장치.
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