KR101582642B1 - 분말형 pvc 안정제 혼합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분말의 개량과 혼합을 자동으로 수행하여 작업자의 개입이 최소화되는 분말형 PVC 안정제 혼합 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 각 분말들을 적정량 배출하는 단위 장치를 포함하는 분말형 PVC 안정제를 제조하는 분말형 PVC 안정제 혼합 장치에 있어서, 상기 단위 장치는: 베이스; 상기 베이스 상단에 부착되는 탄성체; 상기 탄성체 상단에 부착되며, 각 분말을 저장하여 하부로 배출하는 저장부; 상기 저장부 내부에 위치하여 각 분말의 적층 높이를 감지하는 높이 센서; 상기 베이스에 부착되어 상기 저장부에 진동을 인가하는 진동수단; 상기 저장부 하부에 부착되어 상기 저장부에 적층된 분말을 배출하는 배출관; 및 상기 배출관을 개폐하는 전자 밸브;를 포함하여 구성되며, 상기 단위 장치는 복수개 구비되며, 각 단위 장치에 포함된 높이 센서의 신호를 입력받아 각 분말의 높이를 산정하고, 각 단위 장치에 포함된 전자 밸브를 개별적으로 제어하여 각 단위 장치에서 배출되는 분말의 유량을 조절하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

분말형 PVC 안정제 혼합 장치{Mixing apparatus for powdery PVC stabilizer}

본 발명은 분말형 PVC 안정제 혼합 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 자동으로 구동되는 분말형 PVC 안정제 혼합 장치에 관한 것이다.

PVC(POLY VINYL CHLORIDE)는 비교적 저가이면서 가공성이 우수하여 산업 전반에 걸쳐서 사용되는 대표적인 열가소성 수지 중 하나이다.

상기한 PVC는 다양한 용도로 사용되며, 각 용도에 맞는 물성치를 위하여 다수의 재료들을 혼합한 조성물 형태로 사용된다.

예를 들면, 등록특허 제242712호에는 중합도 700-1000인 PVC수지와 아크릴로 나이트릴15-25%, 스타이렌 50-60%, 부타디엔 25-35%인 ABS수지를 7:3 내지 3:7의 비율로 혼합한 혼합물 100중량부에 활제가 코팅된 탄산칼슘 충진제 5-20중량 %, 폴리부틸주석말레이트 0.2-3.0 중량%, 부틸주석 머캅타이드 열안정제 0.2-3.0중량부, 기타 지방산 에스테르 활제로 구성되어 진공성형 특성이 우수한 PVC 조성물이 개시되어 있다.

또한, 등록특허 제947259호에는 내, 외부층을 형성하는 PVC 100중량부, 기공성 합성실리카(SYLOID C-503) 12~20중량부, 복합 열안정제 3~6중량부, MBS계 충격보강제 3~5중량부 및 활제와, 중심층을 형성하는 PVC 100중량부, 복합 열안정제 3~6중량부, MBS계 충격보강제 1~1.5중량부, 글라스버블(Glass Bubble) 12~20중량부, 발포제 1.5~3중량부 및 활제를 다층 공압출성형기를 이용하여 발포시키면서 3층 구조의 결로 억제성 PVC 냉방배관용 파이프로 성형하는 것을 특징으로 하는 구성이 개시되어 있다.

또한, 등록특허 제567316호에는 염화비닐 수지와 1차 가소제, 2차 가소제, 열 안정제, 방담제를 함유하는 염화비닐 수지 랩 재료 조성물에 있어서, 상기 1차 가소제가 디 에틸렌 글리콜이고, 상기 열 안정제가 공지의 칼슘-아연 계 열 안정제 조성물에 2,6-디-터셔리-부틸-파라-크레졸(2,6-Di-Tert.-butyl-P-Cresol)이 첨가된 것을 특징으로 염화비닐 수지 랩(Wrap) 재료 조성물 및 상기 염화비닐 수지 랩(Wrap) 재료 조성물로 제조(성형)된 염화비닐 수지 랩(Wrap)의 구성이 개시되어 있다.

상기한 바와 같이 PVC는 다양한 용도로 적용되고 있으며, 해당 용도에 가장 적합한 특성 발휘를 위하여 다양한 부재료들이 혼합되어 사용된다.

이때 대표적인 부재료로 열 안정제를 들 수 있다. 상기 열 안정제는 고온에서 PVC 성형성을 증가시키고 또한 고온에 따른 물성치 변화를 감소시키는 역할을 하는 것으로, 알카리토 금속을 이용한다.

또한 상기 안정제는 납, 아연, 바륨, 칼슘, 카드뮴 등과 같은 성분들이 혼합되어 제조되며, 액상형과 분말형으로 구분할 수 있다.

상기 액상형은 액상 상태에서 필요한 성분들이 혼합되므로, 비교적 간단하게 혼합할 수 있으나, 분말형의 경우에는 서로 다른 재료의 분말을 일정한 비율로 혼합하여 최종 제조한다.

상기 제조 작업은 작업자들이 각 성분을 개량한 후 혼합하는 방식이 주로 채용되며, 상기한 바와 같이, 안정제는 인체에 악영향이 있는 성분들이 주를 이루고 있으므로, 작업자들은 안전 장비를 착용하여 작업을 하여 제조 공정 자체의 생산성이 낮으며, 또한 주변 환경이 오염되는 단점들이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 분말의 개량과 혼합을 자동으로 수행하여 작업자의 개입이 최소화되는 분말형 PVC 안정제 혼합 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 각 분말들을 적정량 배출하는 단위 장치를 포함하는 분말형 PVC 안정제를 제조하는 분말형 PVC 안정제 혼합 장치에 있어서, 상기 단위 장치는: 베이스; 상기 베이스 상단에 부착되는 탄성체; 상기 탄성체 상단에 부착되며, 각 분말을 저장하여 하부로 배출하는 저장부; 상기 저장부 내부에 위치하여 각 분말의 적층 높이를 감지하는 높이 센서; 상기 베이스에 부착되어 상기 저장부에 진동을 인가하는 진동수단; 상기 저장부 하부에 부착되어 상기 저장부에 적층된 분말을 배출하는 배출관; 및 상기 배출관을 개폐하는 전자 밸브;를 포함하여 구성되며, 상기 단위 장치는 복수개 구비되며, 각 단위 장치에 포함된 높이 센서의 신호를 입력받아 각 분말의 높이를 산정하고, 각 단위 장치에 포함된 전자 밸브를 개별적으로 제어하여 각 단위 장치에서 배출되는 분말의 유량을 조절하는 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제어장치는 사전에 입력된 각 단위 장치의 분말 높이에 따른 배출관에서의 분말 유량을 기초로 하여 상기 전자밸브의 개방 시간을 조절하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 저장부는 동일한 단면의 저장 몸체, 상기 저장 몸체 상단에 형성되는 투입구, 상기 저장 몸체 하단에 형성되는 안내부와 상기 안내부 하단에 형성되는 배출홀을 포함하며, 상기 배출홀에 상기 배출관이 연결되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 배출관 중, 상기 배출홀과 상기 전자밸브 사이는 유연성 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 제어장치는 동일한 시간 주기 동안 각 전자밸브가 개방되는 시간에 따라 혼합 비율을 제어하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 진동수단은 상기 베이스에 고정되는 모터, 상기 모터 회전축에 연결되는 크랭크, 상기 크랭크와 저장부에 힌지 결합하는 연결봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 분말형 PVC 안정제 혼합 장치는 개별 재료 분말이 저장되는 저장부, 상기 저장부에 저장된 분말의 양을 인지하는 높이 센서, 상기 저장부에 진동을 인가하는 진동수단, 상기 저장부에 분출되는 분말을 개폐하는 전자밸브, 상기 전자밸브를 제어하는 제어장치를 포함하여 구성되어, 분말의 혼합비를 상기 제어장치를 통하여 설정하며, 설정된 혼합비를 기준으로 상기 전자밸브가 작동하여 일정한 비율로 각 분말을 배출하여, 인력의 투입을 최소화하고 또한 빠른 시간에 개량이 가능하여 높은 제조 생산성을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 PVC 안정제 혼합 장치에 적용되는 단위 장치의 구성도이며,
도 2는 도 1에 도시된 저장부의 구성도이며,
도 3은 도 1에 도시된 도 1에 도시된 진동장치의 구성도이며,
도 4는 도 1에 도시된 배출관의 구성도이며,
도 5는 도 1에 도시된 전자밸브의 작동 상태도이며,
도 6은 도 1을 적용한 PVC 안정제 혼합 장치의 구성도이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 분말형 PVC 안정제 혼합 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스(10), 상기 베이스(10) 상단에 장착되는 탄성체(20), 상기 탄성체(10) 상단에 부착되어 재료 분말을 수용하는 저장부(30), 상기 저장부(30) 하단에 형성되는 배출홀(34)에 연결되는 배출관(40), 상기 배출관(40)에 부착되어 배출관(40)을 개방 또는 밀폐하는 전자밸브(50), 상기 베이스(10)에 고정되어 상기 저장부(30)를 진동시키는 진동수단(60), 상기 저장부(30) 내부에 부착되어 저장된 분말의 높이를 측정하는 높이 센서(70), 상기 전자밸브(50)를 제어하는 제어장치(90)를 포함하여 구성되는 단위 장치(110)가 다수개 결합된 구성이다.

상기 베이스(10)는 전체 장치의 구조를 지지하는 역할을 하는 것으로 금속으로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 베이스(10) 상단에는 탄성체(20)가 부착되며, 상기 탄성체(20)는 저장부(30)를 지지하기 위한 구성으로, 상기 저장부(30)에 분말이 가득찬 경우에도 상기 저장부(30)를 지지할 수 있는 정도의 강성으로 구성한다.

상기 탄성체(20)는 코일 스프링으로 구현하는 것이 바람직하나, 겹판 등과 같이 다른 구성으로 구현 가능하며, 상기 저장부(30)가 상대적으로 이동할 수 있는 어떠한 형태로도 구성 가능하다.

상기 탄성체(20)의 상단에는 저장부(30)가 부착된다. 상기 저장부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이, 동일한 단면으로 구성되는 저장 몸체(31), 상기 저장 몸체(31) 상단에 형성되는 투입구(32), 상기 저장 몸체(31) 하단에 형성되는 안내부(33), 상기 안내부(33)의 끝단에 형성되는 배출홀(34), 그리고 상기 저장 몸체(31) 측면에 형성되는 상기 탄성체(20)와 결합하는 지지대(35)를 포함하여 구성된다.

상기 투입구(32)를 통하여 재료 분말이 공급되고, 상기 배출홀(34)을 통하여 공급된 분말이 배출된다.

상기 몸체(31) 내면에는 높이 센서(70)가 부착되며, 상기 높이 센서(70)는 저장 몸체(31)에 담기는 분말의 높이를 감지하는 것으로 다수의 근접 센서가 연속적으로 배치되는 형태로 구성되는 것이 바람직하나, 기타 분말의 높이를 감지할 수 있는 어떠한 센서도 적용 가능한다.

상기 높이 센서(70)는 인근에 분말의 존재 여부를 출력하는 것으로, 상기 출력 신호는 상기 제어장치(90)에서 처리한다. 따라서 상기 제어장치(90)는 상기 높이 센서(70)의 출력을 이용하여 상기 저장부(30)에 담긴 분말의 양을 산정할 수 있다.

상기 투입구(32)는 상단 방향으로 면적이 넓어지는 형태로 구성하여 분말의 투입이 유리하도록 구성하고, 반대로 상기 안내부(33)는 저장 몸체(31)에 위치하는 분말을 상기 배출홀(34)로 안내하기 위하여 하단으로 갈수록 면적이 적어지는 형태로 구성하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 베이스(10)에는 도 3에 도시된 바와 같이, 진동수단(60)이 부착된다. 상기 진동수단(60)은 모터(61)와 상기 모터(61) 회전축에 연결되는 크랭크(62), 상기 크랭크(62)의 끝단과 상기 저장부(30)의 지지대(35)에 힌지결합하는 연결봉(63)을 포함하여 구성된다.

상기 모터(61)가 회전하면, 상기 크랭크(62)가 동시에 회전하고, 상기 크랭크(62) 끝단에 연결되는 연결봉(63)을 통하여 상기 저장부(30)가 상기 탄성체(20) 상단에서 진동한다. 이때 상기 모터(61)는 제어장치(90)에 의하여 작동이 제어되도록 수성할 수 있다.

필요한 경우 상기 진동수단(60)은 두개로 구성하여 상기 저장부(30) 각 측면에 부착된 각 지지대(35)를 동시에 진동시키는 형태로도 구성할 수 있다.

상기 진동수단(60)은 상기 저장부(30)를 진동시키는 역할을 수행하는 것으로, 통상의 분말은 자체 마찰력에 의하여 좁은 면적에서의 유동이 어려운 점이 있으나, 상기 진동수단(60)에 의하여 상기 저장부(30) 내부의 분말에 진동을 인가하므로, 대부분의 분말은 상기 배출홀(34)을 통하여 배출된다.

한편, 필요한 경우, 상기 진동수단(60)은 상기 지지대(35)에 편심된 중량물을 회전시키는 모터 형태로도 구현 가능하며, 다른 진동을 부가하는 어떠한 구성도 적용 가능하다.

상기 배출홀(34)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 배출관(40)의 일끝단이 연통되어 연결된다. 상기 배출관(40)은 상기 배출홀(34)을 통하여 유입되는 분말을 외부로 안내하는 역할을 하는 것으로, 상기 배출관(40)의 타단은 다수의 분말이 혼합되는 혼합부에 연결된다.

상기 배출관(40)은 상기 베이스(10)에 일부가 고정되므로, 상기 배출홀(40)과 연결되는 부분은 유연성 재질로 구성하여 상기 저장부(30) 진동을 수용하도록 구성한다.

필요한 경우 나머지 부분은 통상의 배관을 이용하여 구성할 수 있다.

또한 상기 배출관(40)에는 배출관(40)을 개폐하는 전자밸브(50)가 부착되며, 상기 전자밸브(50)는 상기 제어장치(90)에 의하여 제어된다.

상기 제어장치(90)는 상기 높이 센서(70)의 출력을 이용하여 저장부(30) 내부에 적층된 분말의 높이를 산정한다. 그리고 사전에 입력된 데이터를 이용하여 해당 높이에서 상기 배출관(40)을 통하여 배출되는 분말의 양을 인식하고, 사용자에 의하여 입력된 분말 양을 배출하기 위하여 상기 전자밸브(50)의 개폐를 도 5에 도시된 바와 같이 제어한다.

이때 분말의 높이가 h인 경우, 상기 배출관(40)을 통하여 배출되는 분말의 양이 초당 100이라 하고, 사용자가 배출하고자 하는 초당 양이 50이라하면, 상기 전자밸브(50)의 개폐 시간은 전체 시간에 대하여 반만 개방하도록 제어한다. 예를 들면, 1초 개방하고, 1초 밀폐하는 제어를 수행하면 된다.

이때 상기 h가 변경되는 경우에는 해당 높이에서 배출되는 분말 유량을 다시 확인한 후, 상기 전자밸브(50)의 개폐 시간을 조절하여 상기 배출관(40)을 통하여 배출되는 분말의 유량이 동일하도록 제어한다.

상기 h값이 클수록 유량이 증가하므로, h값에 연동하여 상기 전자밸브(50)의 개폐시간을 조절한다.

상기 전자밸브(50)의 개폐 시간 주기는 사전 조사를 통하여 적절히 선택한다. 따라서, 상기 주기 동안에 상기 전자밸브(50)의 개방 시간을 조절하면, 배출되는 분말의 유량을 조절할 수 있다.

즉, 해당 h값에서 배출되는 유량이 100으로 사전에 측정된 경우 10의 유량을 배출하기 위해서 상기 제어장치(90)는 상기 전자밸브(50)의 개방을 주기 1초에 대하여 0.1초만 개방하면되고, 주기가 10초인 경우에는 1초만 개방하면 되며, 이를 해당 주기별로 반복적으로 제어하는 경우 상기 배출관(40)을 통하여 일정한 분말만이 배출된다.

상기와 같은 펄스 형태의 분말의 배출은 연속식 제조 공정에 적용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 혼합부가 연속적으로 제조되는 경우, 특정한 분말의 혼합은 상기와 같이 필스 식으로 구동하여 일정한 비율로 분말이 혼합되도록 구성한다.

또한 필요한 경우, 상기 도 6에 같이 펄스 형태로 상기 전자밸브(50)를 구동하지 않고, 일정한 시간을 개방하는 형태로도 구성할 수 있으며, 상기와 같은 방식은 일괄식 혼합에 적용할 수 있다.

상기와 같은 단위 장치(110)는 하나의 분말은 사용자가 설정한 값으로 해당 용량을 배출한다. 실제 혼합 장치(100)는 다수의 분말을 서로 혼합하므로, 상기 단위 장치(110)를 다수개 설치하여 최종 안정제를 제조하도록 구성한다.

예를 들면, 3개의 분말을 혼합하는 경우에는 6에 도시된 바와 같이, 3개의 단위 장치가 설치되어 혼합부에 각 분말을 정량 배출하도록 구성할 수 있다.

이때 상기 제어장치(90)는 단일로 구성하고, 각 단위 장치(110)에 설치된 높인 센서(70)의 정보와 사용자가 입력한 배합비를 기준으로 각 전자밸브(50)를 제어한다.

일괄식 분말 혼합인 경우에는 각 단위 장치(110)에서 배출되어야 하는 양만 배출되도록 상기 전자밸브(50)의 개방 시간을 조절하고, 연속시 혼합인 경우에는 상기 전자밸브(50)를 펄스식으로 개방하고, 상기 펄스 주기를 조절하여 각 단위 장치(110)에서 배출되는 분말의 양을 조절한다.

또한 상기 제어장치(90)에는 각 단위 장치(110)의 분말 높이에 따른 배출관(40)의 배출 분말의 유량이 사전 실험에 의하여 저장되며, 상기 제어장치(90)는 상기 데이터를 이용하여 현재 필요한 유량을 상기 전자밸브(50)의 개폐 제어에 의하여 배출한다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

10: 베이스 20: 탄성체
30: 저장부 31: 저장 몸체
32: 투입구 33: 안내부
34: 배출홀 35: 지지대
40: 배출관 50: 전자밸브
60: 진동수단 61: 모터
62: 크랭크 63: 연결봉
70: 높이 센서 90: 제어장치
100: 분말형 PVC 안정제 혼합 장치
110: 단위 장치

Claims (6)

1. 각 분말들을 적정량 배출하는 단위 장치를 포함하는 분말형 PVC 안정제를 제조하는 분말형 PVC 안정제 혼합 장치에 있어서,
   상기 단위 장치는:
   베이스;
   상기 베이스 상단에 부착되는 탄성체;
   상기 탄성체 상단에 부착되며, 각 분말을 저장하여 하부로 배출하는 저장부;
   상기 저장부 내부에 위치하여 각 분말의 적층 높이를 감지하는 높이 센서;
   상기 베이스에 부착되어 상기 저장부에 진동을 인가하는 진동수단;
   상기 저장부 하부에 부착되어 상기 저장부에 적층된 분말을 배출하는 배출관; 및
   상기 배출관을 개폐하는 전자 밸브;를 포함하여 구성되며,
   상기 단위 장치는 복수개 구비되며, 각 단위 장치에 포함된 높이 센서의 신호를 입력받아 각 분말의 높이를 산정하고, 각 단위 장치에 포함된 전자 밸브를 개별적으로 제어하여 각 단위 장치에서 배출되는 분말의 유량을 조절하는 제어장치를 포함하되,
   상기 제어장치는 사전에 입력된 각 단위 장치의 분말 높이에 따른 배출관에서의 분말 유량을 기초로 하여 상기 전자밸브의 개방 시간을 조절하며,
   상기 저장부는 동일한 단면의 저장 몸체, 상기 저장 몸체 상단에 형성되는 투입구, 상기 저장 몸체 하단에 형성되는 안내부와 상기 안내부 하단에 형성되는 배출홀을 포함하며, 상기 배출홀에 상기 배출관이 연결되며,
   상기 배출관 중, 상기 배출홀과 상기 전자밸브 사이는 유연성 재질로 구성되며,
   상기 제어장치는 동일한 시간 주기 동안 각 전자밸브가 개방되는 시간에 따라 혼합 비율을 제어하는 것을 특징으로 하는 분말형 PVC 안정제 혼합 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서, 상기 진동수단은 상기 베이스에 고정되는 모터, 상기 모터 회전축에 연결되는 크랭크, 상기 크랭크와 저장부에 힌지 결합하는 연결봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 분말형 PVC 안정제 혼합 장치.
   

Images