KR101414809B1 - Appartus for manufacturing pipe which removes residual stress, the method using thereof, and pipe manufactured by the method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치, 이를 이용한 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 파이프에 관한 것으로서, 상세하게는 두 개의 압출기로 서로 다른 채널을 갖는 다이스 내부에 용융된 원료를 주입하고, 다이스 내부에서 파이프 내부를 이루는 채널을 통과하는 원료의 온도를 더 낮게 유지하여 다이스에서 배출되는 파이프의 내부 온도를 더 낮게 유지하고, 다이스 내부에서 배출되어 연장된 냉각 공기 배출관을 통해 지속적으로 파이프 내부에 냉각 공기를 분사함으로써 잔류응력을 제거하도록 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치, 이를 이용한 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 파이프에 관한 것이다.The present invention relates to a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress, a manufacturing method using the pipe manufacturing method, and a pipe manufactured by the manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a pipe produced by injecting molten raw materials into dies having different channels with two extruders The temperature of the raw material passing through the channel forming the inside of the pipe in the die is kept to be lower so that the internal temperature of the pipe discharged from the die is kept lower and the pipe The present invention relates to a pipe manufacturing apparatus capable of eliminating residual stresses that remove residual stress by injecting cooling air into a pipe, a manufacturing method using the same, and a pipe manufactured by the manufacturing method.
일반적으로 파이프 제조 장치는 합성수지를 일정 온도로 가열하여 용융시킨 후 사출 또는 압출 등을 통해 다이스를 통과시켜 원하는 형태의 성형품으로 제작하도록 이루어진다.Generally, the pipe manufacturing apparatus is made by heating synthetic resin to a predetermined temperature and melting it, and then passing the die through injection or extrusion to produce a desired shaped product.
이러한 종래의 파이프 제조 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 합성수지를 압출시키는 압출장치(11), 합성수지가 압출되어 형성된 성형품을 냉각시키는 냉각장치(12)를 통과한 합성수지를 절단하는 절단장치(14)가 포함되어 이루어졌다.1, the conventional
여기서, 냉각장치(12)는 압출장치(11)에서 고온으로 배출된 성형품에 대해 노즐(13)로 저온냉각수를 분사하여 성형품을 급냉각시킴으로써, 압출장치(11)에서 배출된 성형품의 형태를 유지시키도록 이루어졌다.Here, the
하지만, 냉각장치(12)에서 성형품의 외면에 냉각수를 분사하게 되면 표면은 급속히 냉각되는 반면, 내부에는 잔류응력이 발생하게 되어 표면층과 내부층의 수축율이 크게 다르게 작용되어 뒤틀림 또는 균열이 발생하였다. 또한, 제작 당시에는 올바르게 제작되었던 성형품 역시 저온의 환경에 지속적으로 노출되면 파괴되거나 크랙이 발생하는 문제점이 있었다.However, when cooling water is sprayed on the outer surface of the molded product in the
이러한 문제점을 해결하기 위하여 일본 특개평 10-166468호(열가소성 수지관의 제조방법 및 장치)가 출원되어 공개되었다.To solve these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-166468 (method and apparatus for manufacturing a thermoplastic resin pipe) was filed and disclosed.
도 2에 도시된 바와 같이 열가소성 수지관의 제조장치는 압출기(1)와, 압출기(1)로 용융 혼련된 폴리올레핀(polyolefin)(polyolefin) 수지를 원통형에 밀어내는 다이스(2)와, 다이스(2)에서 배출되는 파이프를 냉각하는 감압 수조(low pressure water tank)(3) 및 냉각수조(cooling water pond)(4)와, 냉각된 파이프를 어닐링(annealing)하는 가열 장치(7)와, 파이프를 인수하는 인수 장치(5)와, 파이프를 절단하기 전에 냉각하는 냉각 장치(8) 및 관을 절단하는 절단 장치(9)로 구성된다.2, the apparatus for manufacturing a thermoplastic resin tube comprises an extruder 1, a die 2 for pushing a polyolefin resin melt-knitted by the extruder 1 into a cylindrical shape, a die 2 A low pressure water tank 3 and a cooling water pond 4 for cooling the pipe discharged from the cooling water pond 4, a
그러나, 이러한 종래의 열가소성 수지관의 제조장치는 다이스에 원료를 주입시 하나의 관로를 통해 주입하고, 다이스가 일정 온도로 유지되면서 파이프의 형상으로 배출하기 때문에 파이프의 내외부 온도차이가 없는데, 다이스에서 배출된 다음 감압 수조에서 파이프의 외부 표면이 냉각수에 의해 냉각되고, 파이프 내부 표면에는 다이스 내부에서 배출되어 감압 수조로 연장된 냉각관에서 배출되는 냉각수에 의해 냉각되어 내외부 표면의 온도를 낮추나 다이스 내부에서 배출되는 열기와 자체적인 잠열에 의해 파이프 내부 온도가 상승되고, 외부 표면을 재가열하여도 내부 온도가 계속해서 높게 유지되기 때문에 결국 잔류응력이 남아 있게 되는 문제점이 있다.However, in the conventional apparatus for manufacturing a thermoplastic resin tube, when the raw material is injected into the die through one pipe, and the die is discharged in the form of a pipe while maintaining the die at a predetermined temperature, there is no temperature difference between the inside and the outside of the pipe. The outer surface of the pipe is cooled by the cooling water in the discharged vacuum water tank. The inner surface of the pipe is cooled by the cooling water discharged from the cooling pipe extended to the decompression water tank by being discharged from the inside of the pipe, The inner temperature of the pipe rises due to the heat released from the inner pipe and the latent heat of the inner pipe, and the inner temperature continues to be maintained even after reheating the outer surface, so that the residual stress remains.
또한, 이러한 종래의 파이프를 어닐링하는 장치가 원적외선 히터로 구성되어 있기 때문에 히터에서 조사되는 고온의 열 때문에 파이프를 녹이고, 일정 온도로 유지하기가 어려워 상대적으로 어닐링 효과가 떨어지는 다른 문제점이 있다.Further, since the apparatus for annealing such a conventional pipe is composed of a far-infrared ray heater, there is another problem that it is difficult to maintain the pipe at a predetermined temperature by melting the pipe due to the heat at high temperature irradiated by the heater.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 두 개의 압출기로 서로 다른 채널을 갖는 다이스 내부에 용융된 원료를 주입하고, 다이스 내부에서 파이프 내부를 이루는 채널을 통과하는 원료의 온도를 더 낮게 유지하여 다이스에서 배출되는 파이프의 내부 온도를 더 낮게 유지하고, 다이스 내부에서 배출되어 연장된 냉각 공기 배출관을 통해 지속적으로 파이프 내부에 냉각 공기를 분사함으로써 잔류응력을 제거하도록 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치, 이를 이용한 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 파이프를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a melt extrusion molding method of injecting molten raw materials into dies having different channels with two extruders, A pipe capable of eliminating residual stress that allows residual stress to be maintained by keeping the internal temperature of the pipe discharged from the die at a lower level and continuously injecting cooling air into the pipe through an extended cooling air discharge pipe discharged from the inside of the die, A manufacturing method using the same, and a pipe manufactured by the manufacturing method.
또한 본 발명은 어닐링시 일정온도로 가열된 가열수를 파이프의 표면에 분사하여 일정 온도로 재가열하여 파이프의 표면층 및 내부층의 온도 편차를 현저히 줄여 잔류응력을 제거함으로써 파이프의 뒤틀림, 파괴 및 균열을 방지하고, 파이프의 길이방향 절개부측 양단부가 말려서 중첩되는 현상 및 양쪽 끝단부의 파이프 내면 방향으로 휘어지는 현상(이하, "항아리현상"이라 함)을 제거하도록 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치, 이를 이용한 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 파이프를 제공하는데 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is characterized in that the heated water heated to a predetermined temperature during annealing is sprayed onto the surface of the pipe and reheated to a predetermined temperature to significantly reduce the temperature deviation of the surface layer and the inner layer of the pipe to eliminate residual stress, (Hereinafter referred to as "jar phenomenon") in which the both end portions of the pipe are curled in the direction of the inner surface of the pipe at both ends, and the residual stress is removed Another object of the present invention is to provide a pipe manufactured by the manufacturing method and a manufacturing method thereof.
또, 본 발명은 제품 표면을 코로나 방전기로 처리함으로써 파이프의 표면을 개질하여 친수성 향상, 접착성 향상 및 압연유를 제거할 수 있도록 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치, 이를 이용한 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 파이프를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Further, the present invention relates to a pipe manufacturing apparatus capable of modifying the surface of a pipe by treating the surface of the pipe with a corona discharger to remove residual stress to improve hydrophilicity, improve adhesion, and remove rolling oil, There is another object to provide a pipe manufactured by the method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,According to an aspect of the present invention,
투입된 합성수지 재료를 용융하여 배출하는 제 1, 2압출기와; 상기 제 1, 2압출기에서 각각 배출된 용융 수지를 외부 채널과 내부 채널로 각각 공급받아 이들을 혼합하여 배출 채널에서 파이프를 배출하고, 상기 내부 채널의 온도를 상기 외부 채널의 온도보다 낮게 유지시키는 다이스와; 상기 다이스에서 배출된 파이프가 통과하고, 파이프의 외측을 진공 상태로 유지하며 상기 파이프의 표면에 냉각수를 분사하여 냉각시키는 진공 냉각조와; 상기 진공조에서 냉각되어 배출되는 상기 파이프가 통과하고, 상기 파이프 표면에 가열수를 분사하는 어닐링조와; 상기 어닐링조에서 가열되어 배출되는 상기 파이프가 통과하고, 상기 파이프에 냉각수를 분사하여 재냉각시키는 냉각조와; 상기 냉각조의 후단에 설치되어 상기 다이스에서 배출된 상기 파이프를 지속적으로 이동시키는 인취기와; 상기 인취기에서 배출되는 상기 파이프가 통과될시 상기 다이스에 연결된 와이어에 고정된 전극이 상기 파이프 내부에 위치해서 코로나 방전을 수행하여 상기 파이프의 표면을 처리하는 코로나 방전기와; 상기 코로나 방전기를 통과하는 상기 파이프를 일정 길이로 절단하는 절단기; 및 일단이 상기 다이스를 관통하고, 상기 와이어를 따라 고정되어 상기 코로나 방전기의 전극까지 연장 형성되고, 외부에 복수의 에어홀이 구비되어 외부로부터 유입되는 냉각 공기를 상기 파이프 내부에 분사하는 냉각 공기 배출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.First and second extruders for melting and discharging the charged synthetic resin material; A die for supplying the molten resin discharged from the first and second extruders to the outer channel and the inner channel and discharging the pipe from the discharge channel and maintaining the temperature of the inner channel lower than the temperature of the outer channel, ; A vacuum cooling tank through which the pipe discharged from the die passes and which keeps the outside of the pipe in a vacuum state and injects cooling water onto the surface of the pipe to cool the pipe; An annealing tank through which the pipe cooled and discharged in the vacuum tank passes, and injects heated water onto the surface of the pipe; A cooling tank through which the pipe heated and discharged in the annealing tank passes, and injects cooling water into the pipe to re-cool the pipe; A drawer installed at a rear end of the cooling bath to continuously move the pipe discharged from the die; A corona discharge unit for discharging corona discharges from the corona discharge unit; a corona discharge unit for discharging corona discharges from the corona discharge unit; A cutter for cutting the pipe passing through the corona discharge machine to a predetermined length; And a plurality of air holes formed outside the corona discharge unit, the plurality of air holes being formed in the corona discharge unit, the cooling air flowing through the dies, And a control unit.
여기에서, 상기 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치는 상기 냉각 공기 배출관으로 냉각 공기를 공급하는 냉각 공기 공급기를 더 포함한다.Here, the pipe manufacturing apparatus capable of removing the residual stress further includes a cooling air supplier for supplying cooling air to the cooling air discharge pipe.
여기에서 또한, 상기 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치는 상기 어닐링조로 80~100℃의 가열수를 공급하고, 상기 어닐링조에서 배출되는 가열수를 재가열시켜 공급하는 가열수 공급기를 더 포함한다.Here, the pipe manufacturing apparatus capable of removing the residual stress further includes a heating water supply unit for supplying heating water at 80 to 100 ° C to the annealing tank, reheating the heated water discharged from the annealing tank, and supplying the heated water.
여기에서 또, 상기 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치는 상기 냉각조와 코로나 방전기 사이에 설치되어 통과하는 상기 파이프의 표면에 필요한 기록을 인쇄하는 인쇄기가 더 포함한다.Here, the pipe manufacturing apparatus capable of removing the residual stress further includes a printing machine for printing a necessary record on the surface of the pipe installed between the cooling bath and the corona discharger.
여기에서 또, 상기 다이스는 상기 외부 채널의 용융 수지를 가열하도록 외측면에 설치되는 제 1히터와; 상기 내부 채널의 용융 수지를 가열하도록 내부에 설치되는 제 2히터와; 상기 냉각 공기 배출관이 관통하는 냉각 공기 배출관용 가이드홀; 및 내부 온도가 기준 온도 이상으로 상승되는 것을 방지하는 오일 냉각 코일을 더 구비한다.Here, the die may further include a first heater installed on an outer surface of the die to heat the molten resin of the outer channel; A second heater installed in the inner channel to heat the molten resin of the inner channel; A guide hole for a cooling air discharge pipe through which the cooling air discharge pipe passes; And an oil cooling coil for preventing the internal temperature from rising above the reference temperature.
여기에서 또, 상기 오일 냉각 코일은 외부에 설치된 오일 냉각기로부터 냉각된 오일을 공급받아 내부를 냉각시키고, 가열된 오일을 상기 오일 냉각기로 배출시킨다.Here, the oil cooling coil receives the oil cooled from the oil cooler provided outside, cools the inside, and discharges the heated oil to the oil cooler.
여기에서 또, 상기 제 1히터는 190~220℃의 온도를 유지하고, 상기 제 2히터는 170~180℃의 온도를 유지한다.Here, the first heater maintains a temperature of 190 to 220 ° C, and the second heater maintains a temperature of 170 to 180 ° C.
여기에서 또, 상기 진공 냉각조는 길이 방향의 중심점을 기준으로 방사상으로 복수의 제 1냉각관이 구비되고, 각각의 상기 제 1냉각관에 배열된 제 1노즐을 통해 상기 파이프의 표면에 10~30℃의 냉각수를 분사한다.In this case, the vacuum cooling bath is provided with a plurality of first cooling pipes in a radial direction with respect to a center point in the longitudinal direction, and the surface of the pipe through the first nozzle arranged in each of the first cooling pipes is 10 to 30 Lt; 0 > C.
여기에서 또, 상기 어닐링조는 길이 방향의 중심점을 기준으로 방사상으로 복수의 가열관이 구비되고, 각각의 상기 가열관에 배열된 제 2노즐을 통해 상기 파이프의 표면에 상기 가열수 공급기로부터 공급되는 가열수를 분사한다.Here, it is preferable that the annealing tank has a plurality of heating pipes in a radial direction with respect to a center point in the longitudinal direction, and the heating is performed by supplying heat from the heating water supply unit to the surface of the pipe through the second nozzle arranged in each heating pipe Spray water.
여기에서 또, 상기 냉각조는 길이 방향의 중심점을 기준으로 방사상으로 복수의 제 2냉각관이 구비되고, 각각의 상기 제 2냉각관에 배열된 제 3노즐을 통해 상기 파이프의 표면에 10~30℃의 냉각수를 분사한다.Here, it is preferable that the cooling bath has a plurality of second cooling pipes in a radial direction with respect to a center point in the longitudinal direction, and the surface of the pipe is connected to the cooling pipe through a third nozzle arranged in each of the second cooling pipes, Of cooling water.
여기에서 또, 상기 냉각 공기 배출관은 표면에 단열재가 구비된다.Here, the cooling air discharge pipe is provided with a heat insulating material on its surface.
여기에서 또, 상기 파이프는 상기 다이스에서 배출시 외부 표면 온도가 190~220℃로 유지되고, 내부 온도가 170~180℃로 유지된다.
Here, when the pipe is discharged from the die, the outer surface temperature is maintained at 190 to 220 캜, and the inner temperature is maintained at 170 to 180 캜.
본 발명의 다른 특징은,According to another aspect of the present invention,
상기의 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치를 이용한 파이프 제조방법에 있어서, 제 1압출기의 용융 수지를 다이스의 외부 채널로 공급하고, 제 2압출기의 용융 수지를 다이스의 내부 채널로 공급하는 용융 수지 공급 공정과; 상기 다이스의 외부 채널과 내부 채널로 각각 공급받아 이들을 배출 채널에서 혼합하여 파이프를 배출하되, 상기 내부 채널의 온도를 상기 외부 채널의 온도보다 낮게 유지시키는 파이프 배출 공정과; 다이스에서 배출된 파이프를 진공 냉각조에 투입하여 진공상태에서 표면에 냉각수를 분사하여 냉각시키고, 냉각 공기 배출관을 통해 배출되는 냉각 공기로 상기 파이프 내부를 냉각시키는 진공 냉각 공정과; 상기 진공 냉각조에서 배출된 상기 파이프를 상기 어닐링조에 투입하여 표면에 가열수를 분사하여 가열시키고, 상기 냉각 공기 배출관을 통해 배출되는 냉각 공기로 상기 파이프 내부를 냉각시키는 어닐링 공정과; 상기 어닐링조에서 배출된 상기 파이프를 냉각조에 투입하여 표면에 냉각수를 분사하여 냉각시키고, 상기 냉각 공기 배출관을 통해 배출되는 냉각 공기로 상기 파이프 내부를 냉각시키는 냉각 공정과; 상기 냉각조에서 배출된 상기 파이프를 인취기로 인취하고, 상기 인취기에서 배출되는 상기 파이프의 표면에 코로나 방전기를 통해 코로나 방전을 수행하여 표면을 처리하는 코로나 방전 공정; 및 상기 코로나 방전기를 통과하는 상기 파이프를 절단기로 일정 길이로 절단하는 절단 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method of manufacturing a pipe using a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress as described above is characterized in that the molten resin of the first extruder is supplied to the outer channel of the die and the molten resin of the molten resin of the second extruder is supplied to the inner channel of the die A supply step; A pipe discharging step of supplying the outer channel and the inner channel of the die and discharging the pipes by mixing them in the discharge channel and keeping the temperature of the inner channel lower than the temperature of the outer channel; A vacuum cooling step of injecting a pipe discharged from a die into a vacuum cooling tank to inject cooling water on a surface in a vacuum state to cool the cooling pipe, and cooling the inside of the pipe with cooling air discharged through a cooling air discharge pipe; An annealing step of injecting the pipe discharged from the vacuum cooling tank into the annealing tank to spray heated water on a surface thereof to cool the inside of the pipe with cooling air discharged through the cooling air discharge pipe; A cooling step of cooling the inside of the pipe with cooling air discharged through the cooling air discharge pipe by injecting the pipe discharged from the annealing tank into a cooling bath to spray cooling water on the surface thereof; A corona discharging step of pulling the pipe discharged from the cooling bath with a drawer and performing a corona discharge through a corona discharger on the surface of the pipe discharged from the drawing machine to process the surface; And a cutting step of cutting the pipe passing through the corona discharge machine to a predetermined length by a cutter.
여기에서, 상기 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법은 상기 냉각조에서 배출되어 상기 인취기로 투입되는 상기 파이프의 표면에 인쇄기를 통해 필요한 기록을 인쇄하는 인쇄 공정을 더 포함한다.Here, the pipe manufacturing method capable of removing the residual stress further includes a printing step of printing a necessary record through a printing machine on the surface of the pipe discharged from the cooling bath and introduced into the drawing machine.
여기에서 또한, 상기 인쇄 공정은 인쇄와 동시에 상기 냉각 공기 배출관을 통해 배출되는 냉각 공기로 상기 파이프 내부를 냉각시킨다.Here, the printing process cools the inside of the pipe with cooling air discharged through the cooling air discharge pipe at the same time as printing.
여기에서 또, 상기 파이프 배출 공정은 상기 다이스의 외부 채널을 190~220℃의 온도로 유지하고, 내부 채널을 170~180℃의 온도로 유지한다.Here, in the pipe discharging step, the outer channel of the die is maintained at a temperature of 190 to 220 캜, and the inner channel is maintained at a temperature of 170 to 180 캜.
여기에서 또, 어닐링 공정은 가열수 공급기에서 상기 어닐링조로 80~100℃의 가열수를 공급하고, 상기 어닐링조에서 배출되는 가열수를 재가열시킨다.Here, in the annealing step, heating water of 80 to 100 占 폚 is supplied to the annealing tank from a heating water feeder, and the heated water discharged from the annealing tank is reheated.
여기에서 또, 상기 진공 냉각 공정은 상기 파이프의 표면에 10~30℃의 냉각수를 분사한다.Here, in the vacuum cooling step, cooling water of 10 to 30 DEG C is sprayed on the surface of the pipe.
여기에서 또, 상기 냉각 공정은 상기 파이프의 표면에 10~30℃의 냉각수를 분사한다.
Here, in the cooling step, cooling water of 10 to 30 DEG C is sprayed on the surface of the pipe.
본 발명의 또 다른 특징은,According to still another aspect of the present invention,
상기의 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법에 의해 제조된 파이프를 특징으로 한다.And a pipe manufactured by a pipe manufacturing method capable of removing the residual stress.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치, 이를 이용한 제조 방법 및 그 제조 방법에 의해 제조된 파이프에 따르면, 두 개의 압출기로 서로 다른 채널을 갖는 다이스 내부에 용융된 원료를 주입하고, 다이스 내부에서 파이프 내부를 이루는 채널을 통과하는 원료의 온도를 더 낮게 유지하여 다이스에서 배출되는 파이프의 내부 온도를 더 낮게 유지하고, 다이스 내부에서 배출되어 연장된 냉각 공기 배출관을 통해 지속적으로 파이프 내부에 냉각 공기를 분사함으로써 파이프의 표면층 및 내부층의 온도 편차를 줄여 잔류응력을 제거할 수 있다.According to the pipe manufacturing apparatus capable of removing the residual stress of the present invention as described above, the manufacturing method using the same, and the pipe manufactured by the manufacturing method, the molten raw material is injected into the die having the different channels with the two extruders The temperature of the raw material passing through the channel forming the inside of the pipe in the die is kept to be lower so that the internal temperature of the pipe discharged from the die is kept lower and the pipe The residual stress can be removed by reducing the temperature deviation of the surface layer and the inner layer of the pipe by injecting the cooling air into the inside.
또한, 본 발명에 따르면 어닐링시 일정온도로 가열된 가열수를 파이프의 표면에 분사하여 일정 온도로 재가열하여 파이프의 표면층 및 내부층의 온도 편차를 현저히 줄여 잔류응력을 제거함으로써 파이프의 뒤틀림, 파괴 및 균열을 방지하고, 파이프의 길이방향 절개부측 양단부가 말려서 중첩되는 현상 및 양쪽 끝단부의 파이프 내면 방향으로 휘어지는 현상(이하, "항아리현상"이라 함)을 제거할 수 있다.According to the present invention, heating water heated to a predetermined temperature during annealing is sprayed onto the surface of a pipe and reheated to a predetermined temperature to significantly reduce temperature fluctuations in the surface and inner layers of the pipe, thereby removing residual stress, (Hereinafter referred to as "jar phenomenon") in which the both ends of the longitudinal incision side of the pipe are curled and overlapped with each other, and the bending of the both ends in the pipe inner surface direction can be eliminated.
또, 본 발명에 따르면 제품 표면을 코로나 방전기로 처리함으로써 파이프의 표면을 개질하여 친수성 향상, 접착성 향상 및 압연유를 제거할 수 있다.Further, according to the present invention, the surface of a product is treated with a corona discharge machine to modify the surface of the pipe to improve hydrophilicity, improve adhesion and remove rolling oil.
도 1은 종래의 파이프 제조장치를 개략적으로 도시된 계통도이다.
도 2는 종래의 열가소성 수지관의 제조장치를 나타낸 계통도이다.
도 3은 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 4는 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치의 각 단계별 온도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치중 진공 냉각조, 어닐링조 및 냉각조의 구성을 개략적으로 나타낸 정단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치중 다이스의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 8은 도 7의 제조방법에 따라 열처리된 상태 및 열처리되지 않은 상태의 파이프가 비교 도시된 사시도이다.
도 9는 도 7의 제조방법에 따라 열처리된 상태 및 열처리되지 않은 상태의 파이프 표면의 거칠기가 개략적으로 표시된 도면이다.
도 10은 도 7의 제조방법에 따라 열처리된 상태 및 열처리되지 않은 상태의 파이프가 비교 도시된 단면도이다.1 is a schematic diagram schematically showing a conventional pipe manufacturing apparatus.
2 is a block diagram showing a conventional apparatus for manufacturing a thermoplastic resin tube.
3 is a block diagram showing the configuration of a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress according to the present invention.
4 is a diagram showing the temperature of each step of a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress according to the present invention.
5 is a front sectional view schematically showing the structure of a vacuum cooling bath, an annealing bath and a cooling bath among pipe manufacturing apparatuses capable of removing residual stress according to the present invention.
6 is a cross-sectional view showing the structure of a die in a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress according to the present invention.
7 is a process diagram for explaining a pipe manufacturing method capable of removing residual stress according to the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing a pipe in a heat-treated state and a non-heat-treated pipe according to a manufacturing method of FIG. 7 for comparison.
FIG. 9 is a view schematically showing the roughness of the pipe surface in the heat-treated state and the non-heat-treated state according to the manufacturing method of FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view of pipes in a heat-treated state and in a non-heat-treated state according to the manufacturing method of FIG.
이하, 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the structure of a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress 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 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 3은 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치의 구성을 나타낸 계통도이고, 도 4는 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치의 각 단계별 온도를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치중 진공 냉각조, 어닐링조 및 냉각조의 구성을 개략적으로 나타낸 정단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치중 다이스의 구성을 나타낸 단면도이다.FIG. 3 is a schematic view showing the construction of a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress according to the present invention, FIG. 4 is a diagram showing the temperature of each step of a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress according to the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the construction of a vacuum cooling bath, an annealing bath and a cooling bath in a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress according to the present invention. Sectional view showing the structure of the dice.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치는, 제 1압출기(110), 제 2압출기(120), 다이스(130), 진공 냉각조(140), 어닐링조(150), 냉각조(160), 인쇄기(170), 인취기(180), 코로나 방전기(190), 절단기(200), 냉각 공기 배출관(210), 냉각 공기 공급기(220) 및 가열수 공급기(230)을 포함하여 구성된다.
3 to 6, a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress according to the present invention includes a
먼저, 제 1압출기(110)는 합성수지의 팰릿(pellet)이 투입되면 이를 고온으로 녹여 용융수지로 변환시키는 기기로서, 이 용융수지를 하기에서 설명할 다이스(130)의 외부 채널(131)에 공급한다.
First, the
그리고, 제 2압출기(120)는 합성수지의 팰릿(pellet)이 투입되면 이를 고온으로 녹여 용융수지로 변환시키는 기기로서, 이 용융수지를 하기에서 설명할 다이스(130)의 내부 채널(132)에 공급한다. 이때, 제 2압출기(120)에는 선택에 따라 다른 색상의 동일 재질 또는 이종 재질의 팰릿을 투입할 수도 있다.
The
또한, 다이스(130)는 제 1압출기(110)와 제 2압출기(120)에서 각각 토출되는 용융수지가 투입되면 이를 성형하여 파이프(P)를 배출하도록 설치된 금형으로서, 제 1압출기(110)에서 토출된 용융 수지를 외부 채널(131)로 공급받고, 제 2압출기(120)에서 각각 토출된 용융 수지를 내부 채널(132)로 공급받아 이들을 배출 채널(133)에서 혼합하여 최종적으로 파이프(P)를 배출한다. 여기에서, 다이스(130)는 외부 채널(131)의 용융 수지를 가열하도록 외측면에 설치되는 제 1히터(134)와, 내부 채널(132)의 용융 수지를 가열하도록 내부에 설치되는 제 2히터(135)와, 하기에서 설명할 냉각 공기 배출관(210)이 관통하는 냉각 공기 배출관용 가이드홀(136) 및 다이스(130)의 내부 온도가 기준 온도 이상으로 상승되는 것을 방지하는 오일 냉각 코일(137)을 더 구비한다. 이때, 제 1히터(134)는 190~220℃의 온도를 유지하고, 제 2히터(135)는 170~180℃의 온도를 유지하는 것이 바람직하고, 오일 냉각 코일(137)은 외부에 설치된 오일 냉각기(138)로부터 냉각된 오일을 공급받아 다이스(130) 내부를 냉각시키고, 가열된 오일을 오일 냉각기(138)로 배출시킨다.
The dies 130 are provided to mold the molten resin discharged from the
또, 진공 냉각조(140)는 다이스(130)에서 배출된 파이프(P)가 중력 및 자중(自重)에 의한 처짐에 따른 형태 변형을 방지하기 위해 파이프(P)의 표면을 진공 상태로 유지하면서 진공상태에서 변형이 자제된 상태의 파이프(P)를 급속 냉각시켜 다이스(130)에서 배출된 최초 형태를 유지시키기 위해 파이프(P)의 표면에 냉각수를 분사한다. 여기에서, 진공 냉각조(140)는 길이 방향의 중심점(C)을 기준으로 방사상으로 복수의 제 1냉각관(141)이 구비되고, 각각의 제 1냉각관(141)에 중심점(C)을 향하도록 배열된 제 1노즐(143)을 통해 파이프(P)의 전체 표면에 10~30℃의 냉각수를 분사하여 파이프(P) 전체에 온도가 빠르게 전도되어 냉각되도록 한다. 이때, 냉각 공기 배출관(210)을 통해 파이프(P)의 내부에 냉각 공기를 분사하여 내부 온도를 낮춘다.
In order to prevent the deformation of the pipe P discharged from the
또, 어닐링조(150)는 어닐링(annealing)은 열처리의 한 방법으로서 냉각된 파이프(P)를 재가열하여 파이프(P)의 내부층 및 표면층 온도의 편차를 최소화시켜 잔류응력 발생을 차단하는 것으로서 파이프(P)의 표면에 가열수를 분사한다. 여기에서, 어닐링조(150)는 길이 방향의 중심점(C)을 기준으로 방사상으로 복수의 가열관(151)이 구비되고, 각각의 가열관(151)에 중심점(C)을 향하도록 배열된 제 2노즐(153)을 통해 파이프(P)의 전체 표면에 80~100℃의 가열수를 분사하여 파이프(P) 전체에 온도가 빠르게 전도되어 가열되도록 한다. 여기에서 또한, 어닐링조(150)는 진공 냉각조(140)와 약 3M 이격되어 설치되고, 이들 사이에 커튼 형태의 투명 밀폐막(155)이 형성되어 외부의 차가운 공가와 내부의 뜨거운 증기가 맞닿지 않게 하여 어닐링조(150) 내부의 온도가 낮춰지는 것을 방지함과 동시에 내부의 증기로 파이프(P)를 예열시킨다. 이때, 냉각 공기 배출관(210)을 통해 파이프(P)의 내부에 냉각 공기를 분사하여 내부 온도를 낮춘다.
Annealing is a method of annealing annealing to prevent residual stress from occurring by minimizing the variation of the temperature of the inner layer and the surface layer of the pipe P by reheating the cooled pipe P, And the heated water is sprayed onto the surface of the substrate P. Here, the
계속해서, 냉각조(160)는 파이프(P)의 표면에 냉각수를 분사한다. 여기에서, 냉각조(160)는 길이 방향의 중심점(C)을 기준으로 방사상으로 복수의 제 2냉각관(161)이 구비되고, 각각의 제 2냉각관(161)에 중심점(C)을 향하도록 배열된 제 3노즐(163)을 통해 파이프(P)의 전체 표면에 10~30℃의 냉각수를 분사하여 파이프(P) 전체에 온도가 빠르게 전도되어 냉각되도록 한다. 이때, 냉각 공기 배출관(210)을 통해 파이프(P)의 내부에 냉각 공기를 분사하여 내부 온도를 낮춘다.
Subsequently, the cooling
이어서, 인쇄기(170)는 냉각조(160)에서 배출된 파이프(P)의 표면에 제품의 제원 및 생산자 등을 인쇄하도록 설치된다.
Then, the
그리고, 인취기(180)는 다이스(130)에서 배출된 이후 하기에서 설명할 절단기(200)에 의해 절단될 때까지 파이프(P)를 운송하도록 설치된다.
Then, the drawing
또한, 코로나 방전기(190)는 인취기(180)에서 배출된 파이프(P)의 표면을 개질하여 친수성 향상, 접착성 향상 및 압연유 제거 등의 효과를 얻기 위해 파이프(P)의 표면에 코로나 방전을 수행하도록 인취기(180)에서 배출되는 파이프(P)가 통과될시 다이스(130)에 연결된 와이어(191)에 고정된 전극(193)이 파이프(P) 내부에 위치한다.
The
또, 절단기(200)는 완성된 파이프(P)를 일정 길이 또는 설정된 길이 간격으로 절단하도록 설치된다. 일예로, 본 발명에 따라 절단기(200)에 진입하는 파이프(P)의 내부온도는 대략 25℃이고, 표면온도는 대략 25℃로, 파이프(P)의 내부 및 외부온도가 거의 동일하다. 이후, 절단기(200)에 의해 절단된 파이프(P)의 내부온도는 대략 20℃이고, 표면온도는 대략 20℃이다.
Further, the
계속해서, 냉각 공기 배출관(210)은 파이프(P)가 진공 냉각조(140), 어닐링조(150), 냉각조(160) 및 인쇄기(170)를 통과하는 동안 냉각수 또는 가열수에 의해 직접적으로 냉각 또는 가열되지 않는 부위에 대해 20∼30℃의 공기를 토출시킴으로써, 열기를 식혀 직접 냉각 또는 가열되는 부위와 기타 부위 간의 열전도가 원활히 이루어지도록 한다. 여기에서, 냉각 공기 배출관(210)은 다이스(130)의 냉각 공기 배출관용 가이드홀(136)을 관통하고, 코로나 방전기(190)의 와이어(191)를 따라 고정되어 다이스(130)에서 코로나 방전기(190)의 전극(193)까지 연장 형성되고, 외부에 복수의 에어홀(211)이 구비되어 외부로부터 유입되는 냉각 공기를 파이프(P) 내부에 분사하고, 표면에 단열재(213)가 구비되는 것이 바람직하다.
Subsequently, the cooling
이어서, 냉각 공기 공급기(220)는 냉각 공기 배출관(210)으로 냉각 공기를 공급한다. 이때, 냉각 공기 공급기(220)는 파이프(P)의 내부공간으로 공기를 토출시키도록 펌프(미도시)를 구비하고, 토출시키는 냉각 공기는 20∼30℃이다.
Subsequently, the cooling
한편, 가열수 공급기(230)는 어닐링조(150)로 80~100℃의 가열수를 공급하고, 어닐링조(150)에서 배출되는 가열수를 재가열시켜 공급한다. 이때, 냉각 공기 공급기(230)는 가열수를 일정 온도로 가열시키도록 히터(미도시)와, 온도 센서(미도시)를 구비하는 것이 당연하고, 가열수의 온도는 90℃인 것이 바람직하다.
On the other hand, the
이하, 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a pipe capable of removing residual stress according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 7은 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
7 is a process diagram for explaining a pipe manufacturing method capable of removing residual stress according to the present invention.
《용융 수지 공급 공정-S100》&Quot; Molten resin supply process-S100 "
먼저, 제 1압출기(110)의 용융 수지를 다이스(130)의 외부 채널(131)로 공급하고, 제 2압출기(120)에서 각각 토출된 용융 수지를 다이스(130)의 내부 채널(132)로 공급한다.
The molten resin of the
《파이프 배출 공정-S110》&Quot; Pipe discharge process-
그리고, 다이스(130)의 외부 채널(131)과 내부 채널(132)로 공급된 용융 수지는 배출 채널(133)에서 혼합되고 형상 가공되어 파이프(P)로 배출된다. 이때, 다이스(130)는 외부 채널(131)을 제 1히터(134)를 제어하여 190~220℃의 온도로 유지하고, 내부 채널(132)을 제 2히터(135)를 제어하여 170~180℃의 온도로 유지하며, 오일 냉각 코일(137)을 통해 다이스(130)가 누적된 열에 의해 기준 온도 이상 가열되는 것을 차단한다. 또한, 다이스(130)에서 바로 배출되는 파이프(P)는 외부 표면 온도가 약 190℃로 유지되고, 내부 온도가 약 180℃로 유지된다.
The molten resin supplied to the
《진공 냉각 공정-S120》&Quot; Vacuum cooling process-S120 "
또한, 다이스(130)에서 배출된 파이프(P)를 진공 냉각조(140)에 투입하여 진공상태에서 표면에 냉각수를 분사하여 냉각시키고, 냉각 공기 배출관(210)을 통해 배출되는 냉각 공기로 파이프(P) 내부를 냉각시킨다. 이때, 냉각수의 온도는 10~30℃이고, 냉각 공기의 온도는 20∼30℃이다. 또한, 진공 냉각조(140)에서 바로 배출되는 파이프(P)는 외부 표면 온도가 약 30℃, 내부 온도가 약 60℃이고, 이후 잠열에 의해 점차로 상승된다.
The pipe P discharged from the dies 130 is supplied to the
《어닐링 공정-S130》&Quot; Annealing process-
계속해서, 진공 냉각조(140)에서 배출된 파이프(P)를 어닐링조(150)에 투입하여 표면에 가열수를 분사하여 가열시키고, 냉각 공기 배출관(210)을 통해 배출되는 냉각 공기로 파이프(P) 내부를 냉각시킨다. 이때, 가열수의 온도는 80~100℃이고, 냉각 공기의 온도는 20∼30℃이다. 또한, 어닐링조(150) 내부의 파이프(P)는 외부 표면 온도가 약 80℃, 내부 온도가 약 70℃이고, 어닐링조(150)에서 바로 배출되는 파이프(P)는 외부 표면 온도가 약 80℃, 내부 온도가 약 70℃이다.
Subsequently, the pipe P discharged from the
《냉각 공정-S140》&Quot; Cooling process-S140 "
이어서, 어닐링조(150)에서 배출된 파이프(P)를 냉각조(160)에 투입하여 표면에 냉각수를 분사하여 냉각시키고, 냉각 공기 배출관(210)을 통해 배출되는 냉각 공기로 파이프(P) 내부를 냉각시킨다. 이때, 냉각수의 온도는 10~30℃이고, 냉각 공기의 온도는 20∼30℃이다. 또한, 냉각조(160) 내부의 파이프(P)는 외부 표면 온도가 약 30℃, 내부 온도가 약 30℃이고, 냉각조(160)에서 바로 배출되는 파이프(P)는 외부 표면 온도가 약 25℃, 내부 온도가 약 25℃이다.
Subsequently, the pipe P discharged from the
《인쇄 공정-S150》"Printing process-
이어서, 냉각조(160)에서 배출되어 인취기(180)로 투입되는 파이프(P)의 표면에 인쇄기(170)를 통해 필요한 기록을 인쇄한다. 이때, 인쇄 과정시에도 냉각 공기 배출관(210)을 통해 배출되는 냉각 공기로 파이프(P) 내부를 냉각시키는 것이 바람직하고, 냉각 공기의 온도는 20∼30℃이다.
Then, the necessary record is printed on the surface of the pipe P discharged from the cooling
《코로나 방전 공정-S160》&Quot; Corona discharge process-
이어서, 인쇄기(170)를 통과하는 파이프(P)를 인취기(180)로 인취하고, 인취기(180)에서 배출되는 파이프(P)의 내부 표면에 코로나 방전기(190)를 통해 코로나 방전을 수행하여 파이프(P)의 내부 표면을 처리한다. 이때, 인취기(180)에서 배출되는 파이프(P)는 외부 표면 온도가 약 20℃, 내부 온도가 약 20℃이다.
The pipe P passing through the
《절단 공정-S170》&Quot; Cutting process-S170 "
마지막을 코로나 방전기(190)를 통과하는 파이프를 절단기(200)로 일정 길이로 절단하여 제품을 완성한다. 이후 제품의 육안 검사를 완료후 포장하여 출하한다. 이때, 절단기(190)에서 배출되는 파이프(P)는 외부 표면 온도가 약 20℃, 내부 온도가 약 20℃이다.
Finally, the pipe passing through the
이하, 본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치 및 방법에 의해 제조된 파이프의 실험예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an experimental example of a pipe manufactured by the pipe manufacturing apparatus and method capable of removing the residual stress according to the present invention will be described in detail.
도 8은 도 7의 제조방법에 따라 열처리된 상태 및 열처리되지 않은 상태의 파이프가 비교 도시된 사시도이고, 도 9는 도 7의 제조방법에 따라 열처리된 상태 및 열처리되지 않은 상태의 파이프 표면의 거칠기가 개략적으로 표시된 도면이며, 도 10은 도 7의 제조방법에 따라 열처리된 상태 및 열처리되지 않은 상태의 파이프가 비교 도시된 단면도이다.FIG. 8 is a perspective view showing a comparison between the heat-treated and non-heat-treated pipes according to the manufacturing method of FIG. 7, FIG. 9 is a graph showing the roughness FIG. 10 is a cross-sectional view of pipes in a heat-treated state and in a non-heat-treated state according to the manufacturing method of FIG.
본 발명에 따른 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치(100)는 파이프(P)의 조직을 균일화시키면서 잔류응력을 제거한다.The pipe manufacturing apparatus 100 capable of removing the residual stress according to the present invention removes the residual stress while uniformizing the structure of the pipe P.
따라서, 정확한 결과를 얻기 위해 3차에 걸쳐 시험이 수행되고, 각 시험에서 파이프(P)가 열처리되는 동안 표면 온도와 파이프(P)의 외경을 측정한다. 이는 추후 완성된 파이프에서 항아리 현상의 정도를 측정하기 위함이다. 여기서, 완성되는 파이프(P)의 직경은 1000mm로 하며, 길이는 2m로 한다.Therefore, the test is performed in three steps to obtain accurate results, and the surface temperature and the outer diameter of the pipe (P) are measured during the heat treatment of the pipe (P) in each test. This is to measure the extent of the jar phenomenon in the finished pipe. Here, the diameter of the finished pipe P is 1000 mm, and the length is 2 m.
먼저, 1차 시험은 파이프(P)가 어닐링 공정을 통과하는 동안 측정된 표면 온도 및 외경이 아래 표 1에 나타나 있다. 이때, 진공 냉각조(140)의 냉각수 온도는 18℃이고, 어닐링조(150)의 가열수 온도는 85℃이며, 어닐링조(150)의 내부온도는 83℃이다.First, in the primary test, the surface temperature and outer diameter measured while the pipe (P) passes through the annealing process are shown in Table 1 below. At this time, the cooling water temperature of the
또한, 2차 시험에서의 파이프(P)의 표면 온도 및 외경이 아래 표 2에 나타나 있다. 이때, 외부 환경조건을 보면, 진공 냉각조(140)의 냉각수 온도는 25℃이고, 어닐링조(150)의 가열수 온도는 73℃이며, 어닐링조(150)의 내부온도는 73℃이다.The surface temperature and outer diameter of the pipe P in the secondary test are shown in Table 2 below. The temperature of the cooling water in the
또, 3차 시험에서의 파이프(P)의 표면 온도 및 외경이 아래 표 3에 나타나 있다. 이때, 진공 냉각조(140)의 냉각수 온도는 25℃이고, 어닐링조(150)의 가열수 온도는 95℃이며, 어닐링조(150)의 내부온도는 90℃이다.The surface temperature and outer diameter of the pipe P in the third test are shown in Table 3 below. At this time, the cooling water temperature of the
이와 같이, 직경이 1,000mm이고, 길이(L)이 2,000mm로 제작된 파이프(P)에 대해 풀림 열처리가 비적용된 경우 및 적용된 경우에 대해 3차례의 시험의 결과로, 파이프(P)의 절개된 양단부가 항아리 현상에 의해 중첩된 폭(W1)과, 폭(W2)을 대비한 결과가 도 8에 도시되어 있고, 이를 수치로 기재하면 아래 표 4에서와 같다.As a result of three tests in the case where the pipe heat treatment is not applied to the pipe P having a diameter of 1,000 mm and the pipe length P of which is made to be 2,000 mm, FIG. 8 shows the result of comparing the width W1 and the width W2 of the both end portions overlapping each other by the jar phenomenon, and the results are shown in Table 4 below.
또한, 이와 같이 풀림 열처리가 적용되어 생산된 파이프(P)의 경우, 도 9에서와 같이 파이프(P)의 표면 거칠기가 완화되는 효과도 도출되고, 도 10에 도시된 바와 같이 항아리 현상이 제거되는 것을 확인할 수 있다.Also, in the case of the pipe P produced by applying the annealing process as described above, the surface roughness of the pipe P is alleviated as shown in FIG. 9, and the jar phenomenon is removed as shown in FIG. 10 .
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific forms thereof, which are to be considered as being limited to the specific embodiments, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. .
110, 120 : 제 1, 2압출기 130 : 다이스
140 : 진공 냉각조 150 : 어닐링조
160 : 냉각조 170 : 인쇄기
180 : 인취기 190 : 코로나 방전기
200 : 절단기 210 : 냉각 공기 배출관
220 : 냉각 공기 공급기 230 : 가열수 공급기
P : 파이프110, 120: First and second extruders 130: Dies
140: vacuum cooling bath 150: annealing tank
160: Cooling tank 170: Printing machine
180: inserting 190: corona discharger
200: Cutter 210: Cooling air discharge pipe
220: Cooling air supply 230: Heating water supply
P: pipe
Claims (20)
상기 제 1, 2압출기에서 각각 배출된 용융 수지를 외부 채널과 내부 채널로 각각 공급받아 이들을 혼합하여 배출 채널에서 파이프를 배출하고, 상기 내부 채널의 온도를 상기 외부 채널의 온도보다 낮게 유지시키는 다이스와;
상기 다이스에서 배출된 파이프가 통과하고, 파이프의 외측을 진공 상태로 유지하며 상기 파이프의 표면에 냉각수를 분사하여 냉각시키는 진공 냉각조와;
상기 진공조에서 냉각되어 배출되는 상기 파이프가 통과하고, 상기 파이프 표면에 가열수를 분사하는 어닐링조와;
상기 어닐링조에서 가열되어 배출되는 상기 파이프가 통과하고, 상기 파이프에 냉각수를 분사하여 재냉각시키는 냉각조와;
상기 냉각조의 후단에 설치되어 상기 다이스에서 배출된 상기 파이프를 지속적으로 이동시키는 인취기와;
상기 인취기에서 배출되는 상기 파이프가 통과될시 상기 다이스에 연결된 와이어에 고정된 전극이 상기 파이프 내부에 위치해서 코로나 방전을 수행하여 상기 파이프의 표면을 처리하는 코로나 방전기와;
상기 코로나 방전기를 통과하는 상기 파이프를 일정 길이로 절단하는 절단기; 및
일단이 상기 다이스를 관통하고, 상기 와이어를 따라 고정되어 상기 코로나 방전기의 전극까지 연장 형성되고, 외부에 복수의 에어홀이 구비되어 외부로부터 유입되는 냉각 공기를 상기 파이프 내부에 분사하는 냉각 공기 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.First and second extruders for melting and discharging the charged synthetic resin material;
A die for supplying the molten resin discharged from the first and second extruders to the outer channel and the inner channel and discharging the pipe from the discharge channel and maintaining the temperature of the inner channel lower than the temperature of the outer channel, ;
A vacuum cooling tank through which the pipe discharged from the die passes and which keeps the outside of the pipe in a vacuum state and injects cooling water onto the surface of the pipe to cool the pipe;
An annealing tank through which the pipe cooled and discharged in the vacuum tank passes, and injects heated water onto the surface of the pipe;
A cooling tank through which the pipe heated and discharged in the annealing tank passes, and injects cooling water into the pipe to re-cool the pipe;
A drawer installed at a rear end of the cooling bath to continuously move the pipe discharged from the die;
A corona discharge unit for discharging corona discharges from the corona discharge unit; a corona discharge unit for discharging corona discharges from the corona discharge unit;
A cutter for cutting the pipe passing through the corona discharge machine to a predetermined length; And
A cooling air discharge pipe extending through the dies and extending along the wire to an electrode of the corona discharge unit and having a plurality of air holes formed therein to spray cooling air introduced from the outside into the pipe, And the residual stress can be removed.
상기 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치는,
상기 냉각 공기 배출관으로 냉각 공기를 공급하는 냉각 공기 공급기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.The method according to claim 1,
The pipe manufacturing apparatus capable of removing the residual stress,
Further comprising a cooling air supplier for supplying cooling air to the cooling air discharge pipe.
상기 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치는,
상기 어닐링조로 80~100℃의 가열수를 공급하고, 상기 어닐링조에서 배출되는 가열수를 재가열시켜 공급하는 가열수 공급기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.The method according to claim 1,
The pipe manufacturing apparatus capable of removing the residual stress,
Further comprising a heating water supplier for supplying heating water at 80 to 100 ° C to the annealing tank and reheating the heated water discharged from the annealing tank to supply residual heat.
상기 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치는,
상기 냉각조와 코로나 방전기 사이에 설치되어 통과하는 상기 파이프의 표면에 필요한 기록을 인쇄하는 인쇄기가 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.The method according to claim 1,
The pipe manufacturing apparatus capable of removing the residual stress,
Further comprising a printing machine installed between the cooling bath and the corona discharge machine for printing a necessary record on the surface of the pipe passing through the pipe.
상기 다이스는,
상기 외부 채널의 용융 수지를 가열하도록 외측면에 설치되는 제 1히터와;
상기 내부 채널의 용융 수지를 가열하도록 내부에 설치되는 제 2히터와;
상기 냉각 공기 배출관이 관통하는 냉각 공기 배출관용 가이드홀; 및
내부 온도가 기준 온도 이상으로 상승되는 것을 방지하는 오일 냉각 코일을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.The method according to claim 1,
The dice,
A first heater installed on an outer surface of the outer channel to heat the molten resin of the outer channel;
A second heater installed in the inner channel to heat the molten resin of the inner channel;
A guide hole for a cooling air discharge pipe through which the cooling air discharge pipe passes; And
Further comprising an oil cooling coil for preventing an internal temperature from rising above a reference temperature.
상기 오일 냉각 코일은,
외부에 설치된 오일 냉각기로부터 냉각된 오일을 공급받아 내부를 냉각시키고, 가열된 오일을 상기 오일 냉각기로 배출시키는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.6. The method of claim 5,
The oil cooling coil includes:
Wherein the oil is cooled by an oil cooler installed outside and cooled inside, and the heated oil is discharged to the oil cooler.
상기 제 1히터는,
190~220℃의 온도를 유지하고,
상기 제 2히터는,
170~180℃의 온도를 유지하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.6. The method of claim 5,
The first heater includes:
Maintaining a temperature of 190 to 220 DEG C,
The second heater
And a temperature of 170 to 180 占 폚 is maintained.
상기 진공 냉각조는,
길이 방향의 중심점을 기준으로 방사상으로 복수의 제 1냉각관이 구비되고, 각각의 상기 제 1냉각관에 배열된 제 1노즐을 통해 상기 파이프의 표면에 10~30℃의 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.The method according to claim 1,
In the vacuum cooling bath,
Characterized in that a plurality of first cooling pipes are provided radially with respect to a center point in the longitudinal direction and cooling water of 10 to 30 DEG C is sprayed to the surface of the pipe through a first nozzle arranged in each of the first cooling pipes The residual stress caused by the residual stress can be removed.
상기 어닐링조는,
길이 방향의 중심점을 기준으로 방사상으로 복수의 가열관이 구비되고, 각각의 상기 가열관에 배열된 제 2노즐을 통해 상기 파이프의 표면에 상기 가열수 공급기로부터 공급되는 가열수를 분사하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.The method of claim 3,
The annealing tank may be,
Wherein a plurality of heating pipes are provided radially with respect to a center point in the longitudinal direction and the heating water supplied from the heating water supply device is sprayed onto the surface of the pipe through a second nozzle arranged in each of the heating pipes And removing the residual stress caused by the residual stress.
상기 냉각조는,
길이 방향의 중심점을 기준으로 방사상으로 복수의 제 2냉각관이 구비되고, 각각의 상기 제 2냉각관에 배열된 제 3노즐을 통해 상기 파이프의 표면에 10~30℃의 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.The method according to claim 1,
In the cooling bath,
A plurality of second cooling pipes are provided radially with respect to a center point in the longitudinal direction and cooling water of 10 to 30 DEG C is sprayed to the surface of the pipe through a third nozzle arranged in each of the second cooling pipes The residual stress caused by the residual stress can be removed.
상기 냉각 공기 배출관은,
표면에 단열재가 구비되는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.The method according to claim 1,
The cooling air discharge pipe
And a heat insulating material is provided on the surface of the pipe.
상기 파이프는,
상기 다이스에서 배출시 외부 표면 온도가 190~220℃로 유지되고, 내부 온도가 170~180℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조장치.The method according to claim 1,
The pipe
Characterized in that the outer surface temperature is maintained at 190 to 220 DEG C and the inner temperature is maintained at 170 to 180 DEG C at the time of discharging from the die.
제 1압출기의 용융 수지를 다이스의 외부 채널로 공급하고, 제 2압출기의 용융 수지를 다이스의 내부 채널로 공급하는 용융 수지 공급 공정과;
상기 다이스의 외부 채널과 내부 채널로 각각 공급받아 이들을 배출 채널에서 혼합하여 파이프를 배출하되, 상기 내부 채널의 온도를 상기 외부 채널의 온도보다 낮게 유지시키는 파이프 배출 공정과;
다이스에서 배출된 파이프를 진공 냉각조에 투입하여 진공상태에서 표면에 냉각수를 분사하여 냉각시키고, 냉각 공기 배출관을 통해 배출되는 냉각 공기로 상기 파이프 내부를 냉각시키는 진공 냉각 공정과;
상기 진공 냉각조에서 배출된 상기 파이프를 상기 어닐링조에 투입하여 표면에 가열수를 분사하여 가열시키고, 상기 냉각 공기 배출관을 통해 배출되는 냉각 공기로 상기 파이프 내부를 냉각시키는 어닐링 공정과;
상기 어닐링조에서 배출된 상기 파이프를 냉각조에 투입하여 표면에 냉각수를 분사하여 냉각시키고, 상기 냉각 공기 배출관을 통해 배출되는 냉각 공기로 상기 파이프 내부를 냉각시키는 냉각 공정과;
상기 냉각조에서 배출된 상기 파이프를 인취기로 인취하고, 상기 인취기에서 배출되는 상기 파이프의 표면에 코로나 방전기를 통해 코로나 방전을 수행하여 표면을 처리하는 코로나 방전 공정; 및
상기 코로나 방전기를 통과하는 상기 파이프를 절단기로 일정 길이로 절단하는 절단 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법.A pipe manufacturing method using a pipe manufacturing apparatus capable of removing residual stress according to claim 1,
A molten resin supply step of supplying the molten resin of the first extruder to the outer channel of the die and supplying the molten resin of the second extruder to the inner channel of the die;
A pipe discharging step of supplying the outer channel and the inner channel of the die and discharging the pipes by mixing them in the discharge channel and keeping the temperature of the inner channel lower than the temperature of the outer channel;
A vacuum cooling step of injecting a pipe discharged from a die into a vacuum cooling tank to inject cooling water on a surface in a vacuum state to cool the cooling pipe, and cooling the inside of the pipe with cooling air discharged through a cooling air discharge pipe;
An annealing step of injecting the pipe discharged from the vacuum cooling tank into the annealing tank to spray heated water on a surface thereof to cool the inside of the pipe with cooling air discharged through the cooling air discharge pipe;
A cooling step of cooling the inside of the pipe with cooling air discharged through the cooling air discharge pipe by injecting the pipe discharged from the annealing tank into a cooling bath to spray cooling water on the surface thereof;
A corona discharging step of pulling the pipe discharged from the cooling bath with a drawer and performing a corona discharge through a corona discharger on the surface of the pipe discharged from the drawing machine to process the surface; And
And a cutting step of cutting the pipe passing through the corona discharge machine to a predetermined length by a cutter.
상기 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법은,
상기 냉각조에서 배출되어 상기 인취기로 투입되는 상기 파이프의 표면에 인쇄기를 통해 필요한 기록을 인쇄하는 인쇄 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법.14. The method of claim 13,
A pipe manufacturing method capable of removing the residual stress includes:
Further comprising a printing step of printing a necessary record through a printing machine on the surface of the pipe discharged from the cooling bath and input to the drawing machine.
상기 인쇄 공정은,
인쇄와 동시에 상기 냉각 공기 배출관을 통해 배출되는 냉각 공기로 상기 파이프 내부를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법.15. The method of claim 14,
The printing process includes:
And cooling the inside of the pipe with cooling air discharged through the cooling air discharge pipe at the same time as printing.
상기 파이프 배출 공정은,
상기 다이스의 외부 채널을 190~220℃의 온도로 유지하고, 내부 채널을 170~180℃의 온도로 유지하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법.14. The method of claim 13,
The pipe discharging step includes:
Wherein the outer channel of the die is maintained at a temperature of 190 to 220 캜 and the inner channel is maintained at a temperature of 170 to 180 캜.
어닐링 공정은,
가열수 공급기에서 상기 어닐링조로 80~100℃의 가열수를 공급하고, 상기 어닐링조에서 배출되는 가열수를 재가열시키는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법.14. The method of claim 13,
In the annealing step,
Wherein the heating water is supplied to the annealing tank at a temperature of 80 to 100 占 폚 to reheat the heated water discharged from the annealing tank.
상기 진공 냉각 공정은,
상기 파이프의 표면에 15~20℃의 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법.14. The method of claim 13,
In the vacuum cooling step,
Wherein the cooling water is sprayed onto the surface of the pipe at a temperature of 15 to 20 占 폚.
상기 냉각 공정은,
상기 파이프의 표면에 30~40℃의 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 잔류 응력의 제거가 가능한 파이프 제조방법.14. The method of claim 13,
In the cooling step,
And cooling water of 30 to 40 캜 is sprayed onto the surface of the pipe.
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