KR101787599B1 - 사출시스템을 위한 압축공기 공급장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지를 사출함에 있어 고압의 공기를 몰드 내에 공급하여 제품의 품질을 극대화시키기 위한 공압분사식 합성수지 사출시스템에 관한 것이다. 그의 구성은; 상기 성형몰드 내부로 압축공기를 공급하기 위한 고압펌프; 상기 공기의 압축과정 전단 또는 후단에 설치됨으로써 공급되는 공기에 포함되어 있는 수분을 제거하기 위한 수분제거수단을 포함하되; 상기 수분제거수단은, 고압펌프 전단에 설치되는 멤브레인 드라이어를 포함하되; 상기 멤브레인 드라이어는; 길이방향을 따라 복수 개의 단위제습관이 내장되어 있는 원통형 드라이어본체; 상기 단위제습관 내부에 충전되는 제습제; 상기 드라이어본체의 상단에 설치되는 것으로서 유입되는 공기의 방향을 상기 단위제습관 중 임의의 어느 일 곳에 선택적으로 공급하는 제1공급밸브; 상기 드라이어본체의 하단에 설치되는 것으로서 상기 단위제습관 중 임의의 하나로부터 배출되는 공기의 전부 또는 일부를 상기 고압펌프로 공급하는 제2공급밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

사출시스템을 위한 압축공기 공급장치{Apparatus For Supplying Pressed Air For Injection System}

본 발명은 사출시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 합성수지를 사출함에 있어 고압의 공기를 몰드 내에 공급하여 제품의 품질을 극대화시키기 위한 사출시스템을 위한 압축공기 공급장치에 관한 것이다.

합성수지제품을 사출 성형함에 있어서, 제품의 표면을 매끄럽게 하는 등 품질을 개선하기 위한 다방면의 노력이 있어왔다. 그중 하나로는 금형의 온도를 정밀하게 제어하는 방식이 있다. 다른 하나는 고압의 기체를 몰드 내부에 공급함으로써 일반 사출의 취약점인 수축현상을 줄이고 고전사율을 확보하는 공법이 있다.

본 발명은 사출성형시 몰드 내부에 고압의 공기를 분사공급함으로써 몰드 내부의 압력을 높여 제품의 표면 정밀도를 높일 수 있는 공압분사식 합성수지 사출시스템에 관한 것이다. 이 공법은 내부 수축문제, 뒤틀림 현상의 감소, 고전사율을 확보, 경량화에 의한 수지 원가 절감, 박육제품 설계시 제품의 경량화, 플로우 마크의 발생 억제 등의 효과를 제공한다.

이러한 공법에 있어서 몰드 내에 공급되는 공기는 고압으로 압축되게 되는데, 압축 과정에서 공기내에 포함되어 있는 수분은 최대한 제어되어야 한다. 그렇지 않으면 수분이 제품 침투하여 버블을 형성하거나 표면에 얼룩 등을 만들 수 있기 때문이다.

종래 압축공기로부터 수분을 제거하기 위한 방법으로 필터 드라이어를 널리 사용하여 왔다. 그러나 종래의 설비는 구조가 복잡하여 고가이고 유지보수가 어렵다는 문제가 있었다.

대한민국 특허출원 제10-1999-0054929호 대한민국 특허출원 제10-2012-0088623호 대한민국 특허등록 제10-0806574호

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 압축공기를 몰드 내부에 공급하는 사출성형시스템에 있어서 압축공기로부터 수분을 제거할 수 있는 압축공기 공급장치를 제공하는 것에 있다. 좀 더 구체적으로는 수분의 제거율을 극대화시킴으로써 제품의 불량률을 최소화하고 제반비용을 절감할 수 있는 사출성형시스템을 위한 압축공기 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 성형몰드 내부로 압축공기를 공급하기 위한 고압펌프; 공기의 압축과정 전단 또는 후단에 설치됨으로써 공급되는 공기에 포함되어 있는 수분을 제거하기 위한 수분제거수단을 포함하되;

상기 수분제거수단은, 고압펌프 전단에 설치되는 멤브레인 드라이어를 포함하되; 상기 멤브레인 드라이어는;

길이방향을 따라 복수 개의 단위제습관이 내장되어 있는 원통형 드라이어본체; 상기 단위제습관 내부에 충전되는 제습제; 상기 드라이어본체의 상단에 설치되는 것으로서 유입되는 공기의 방향을 상기 단위제습관 중 임의의 어느 일 곳에 선택적으로 공급하는 제1공급밸브; 상기 드라이어본체의 하단에 설치되는 것으로서 상기 단위제습관 중 임의의 하나로부터 배출되는 공기의 전부 또는 일부를 상기 고압펌프로 공급하는 제2공급밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출시스템의 압축공기 공급장치에 의해 달성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 일단은 상기 제2공급밸브에 연결되고 타단은 상기 제1공급밸브에 연결되는 회수관을 더 포함하며; 상기 제2공급밸브는 상기 단위제습관 중 임의의 하나로부터 배출되는 공기의 일부를 나머지 단위제습관 중 어느 하나의 입구로 공급될 수 있도록 상기 회수관으로 분기시킬 수 있다.

여기서 상기 회수관으로 분기되는 공기의 유량은 상기 멤브레인 드라이어에 공급되는 유량에 대하여 10 ~ 20%일 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면 상기 수분제거수단은;

고압펌프 후단에 설치되는 것으로서, 주입구 및 주입구 주변에 수나사를 가지는 병형태의 내압통; 상기 내압통의 주입구가 나사결합할 수 있도록 암나사가 형성되어 있는 내압통결합부를 제공하는 밸브블럭; 상기 밸브블럭에 끼워져 결합하는 것으로서 상기 밸브블럭에 끼워져 결합하여 상기 내압통결합부를 통해 상기 내압통 내부로 연장되는 공급관; 상기 밸브블럭에 끼워져 결합하는 것으로서 상기 밸브블럭에 끼워져 결합하여 상기 내압통결합부를 통해 상기 내압통 내부로 연장되는 배출관; 상기 내압통결합부에 통하도록 관통 형성되는 드레인홀(drain hole); 드레인관을 통해 상기 드레인홀에 연결되는 드레인밸브를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 내압통 내부에 위치되는 상기 공급관의 단부의 높이는 상기 배출관의 단부의 높이보다 낮게 위치되도록 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 공기를 압축시키는 과정에서 수분제거효율을 보다 높일 수 있으며 저렴한 비용으로 공급할 수 있으며, 유지보수에 소요되는 비용이 절감될 수 있는 사출성형시스템을 위한 압축공기 공급장치가 제공된다.

도 1은 본 발명이 적용되는 압축공기 공급식의 사출성형시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 압축공기 공급장치의 전체 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 압축공기 공급장치의 수분제거수단인 멤브레인 드라이어의 종단면구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 압축공기 공급장치의 수분제거수단인 멤브레인 드라이어의 횡단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 압축공기 공급식의 사출성형시스템의 공기챔버의 일부 절개사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 압축공기 공급식의 사출성형시스템의 공기챔버의 일부 분해사시도이다.
도 7은 도 5의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
도 8은 도 5의 B-B선을 따라 취한 단면도이다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 압축공기 공급식의 사출성형시스템은 성형몰드(1)와, 성형몰드(1) 내부의 캐비티(M)로 수지를 공급하기 위한 수지 공급부(3)와, 압축공기를 공급하기 위한 압축공기 공급장치(5)를 가지고 있다. 본 발명은 압축공기 공급장치(5)에 특징이 있다. 압축공기 공급장치(5)는 기본적으로 고압펌프(booster)와, 압축공기 공급과정에서 수분을 제거하기 위한 수분제거수단을 포함하고 있다.

압축공기 공급장치(5)의 전체 시스템을 도 2를 참조하여 전체적으로 개관하면 다음과 같다.

유입되는 공기는 입자필터(11)와 오일제거필터(13)를 거치면서 미세입자와 유분이 필터링된다. 이후 공기는 멤브레인 드라이어(15)를 통해 고압펌프(17)로 공급된다.

고압펌프(17)의 후단에는 공기챔버(19)가 설치되며, 이후 공기챔버(19)를 통과한 공기는 복수 개의 솔레노이드밸브(21,22,23)를 통해 사용처(25)에 공급된다. 사용처(25)에는 복수 개의 성형몰드가 포함될 수 있으며, 압축공기는 사용자가 원하는 다양한 모드로 활용될 수 있다. 어떠한 모드로 사용될 것인가는 제어부(27)에 입력되는 프로그램에 의해 결정된다.

이하에서는 도 3 내지 도 4를 참조하여 수분제거수단의 하나인 멤브레인 드라이어(15)를 설명한다. 도 3을 기본으로 참조하겠으며 도 4는 필요한 곳에서 인용한다.

멤브레인 드라이어(15)는 길이방향을 따라 복수 개의 단위제습관(31)이 내장되어 있는 원통형 드라이어본체(33)와, 드라이어본체(33) 상단에 설치되는 제1공급밸브(35)와, 드라이어본체(33) 하단에 설치되는 제2공급밸브(37)를 포함한다. 단위제습관(31) 내부에는 제습제(39)가 충전된다. 제습제(39)는 겔 형태로 된 것일 수도 있고 멤브레인 형태로 된 것일 수도 있다. 단위제습관(31)은 도 3에 도시된 바에 의하면 2개로 구성되어 있지만, 도 4에 도시된 바와 같이 3개 또는 그 이상이 구비될 수도 있다.

제1공급밸브(35)는 드라이어본체(33)의 상단에 설치되는 것으로서 유입되는 공기(A1)의 방향을 단위제습관(31) 중 임의의 일 곳에 선택적으로 공급한다. 제1공급밸브(35)는 외부의 신호에 따라 작동되어 여러 단위제습관(31) 중 하나로 공기가 유입되도록 한다.

제2공급밸브(37)는 드라이어본체(33)의 하단에 설치되는 것으로서 단위제습관(31) 중 임의의 하나로부터 배출되는 공기의 전부 또는 일부를 고압펌프(17)로 공급한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 일단은 제2공급밸브(37)에 연결되고 타단은 제1공급밸브(35)에 연결되는 회수관(38)을 더 포함한다. 그리고 제2공급밸브(37)는 단위제습관(31) 중 임의의 하나로부터 배출되는 공기의 일부를 다른 단위제습관의 입구로 공급될 수 있도록 회수관(38)으로 분기시킬 수 있다.

제1,2공급밸브(35,37)에는 공압에 의해 작동하는 밸브작동기구가 설치되어 있다. 공급되는 공기는 단위제습관(31)을 일정한 시간을 주기로 하여 교번하여 통과하면서 수분을 배출시킨다.

도 3에 의하면, 2개의 단위제습관(31)이 번갈아가면서 이용되는데, 예를 들어 제1단위제습관(31a)의 습도가 규정치를 넘어설 때에 상대적으로 건조한 제2단위제습관(31b)이 이용된다. 제2공급밸브(37)은 제1단위제습관(31a)을 통과한 건조공기(A2)를 고압펌프(17)에 공급하는 동시에 그중 일부(예를 들어 전체유량 중 10 ~20%)의 건조공기(A3)를 제2단위제습관(31b)에 공급하여 제2단위제습관(31b)의 습도를 낮춘다.

제1단위제습관(31a)의 습도가 높아지면, 그간 습도가 낮아지게 된 제2단위제습관(31b)으로 공기(A1)가 통과하도록 한다. 공기 유량의 80 ~ 90%는 후속공정으로 공급하여 압축이 시행되도록 한다. 이 유량은 밸브의 개폐정도를 조정함으로써 조정할 수 있을 것이다. 자체건조를 위해 활용되는 10 ~20%의 공기(A3)는 제2공급밸브(37)를 통해 외부로 방출되어야 할 것이다. A4는 수분을 머금고 배출되는 공기를 나타낸다.

도 4에 도시된 바와 같이 단위제습관(31)이 3개인 경우도 위에 설명된 바와 같은 원리로 작동될 수 있다. 이와 같이 여러 개의 단위제습관(31)을 번갈아가며 사용함으로써 제습제의 교체나 보충 없이도 오랜 기간 사용될 수 있게 되는 것이다.

이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 수분제거수단을 설명한다. 본 실시예는 고압펌프 후단에 설치되는 공기챔버(19)에 관한 것이다.

병형태로 된 내압통(41)은 주입구(43) 및 주입구(43) 주변에 수나사(45)를 가진다. 밸브블럭(47)은 내압통(41)의 주입구(43)가 나사결합할 수 있도록 암나사(49)가 형성되어 있는 내압통결합부(51)를 제공한다. 내압통(41)은 도시된 것처럼 거꾸로 고정 설치된다.

공급관(55)이 밸브블럭(47)에 끼워져 결합한다. 공급관(55)은 밸브블럭(47)에 끼워져 결합하여 내압통결합부(51)를 통해 상기 내압통(41) 내부로 상향 연장된다. 또한 배출관(53)이 밸브블럭(47)에 끼워져 결합하며, 내압통결합부(51)를 통해 내압통(41) 내부로 상향 연장된다. 도 8에 도시된 바에 의하면 공급관(55)의 단부(55a)의 높이가 배출관(53)의 단부(53a)의 높이보다 낮게 위치되어 있다. 이들 높이의 차이(H)는 적어도 100mm 이상이 바람직하다. 예를 들어 그 높이차(H)는 100 ~ 150mm가 될 수 있다. 공급관(55)과 배출관(53)의 높이에 차이를 두는 것은 매우 중요한 사항이다.

그리고 드레인홀(57)이 내압통결합부(51)까지 통하도록 밸브블럭(47)의 측부를 관통하여 마련된다. 드레인밸브(59)는 드레인관(61) 및 드레인홀(57)을 통해 내압통결합부(51)까지 연결된다. 내압통(41)의 저부에 응축수(W)가 어느 정도 축적되면, 드레인밸브(59)가 관로를 개방하여 응축수(W)를 배출하도록 한다. 압축공기는 내압통 내부에 축적되게 되며 필요시 인출되어 후속공정으로 보내어져 사용된다.
본 실시예에 의하면 내압통(41)이 거꾸로 설치되는 결과, 내압통(41)에 밸브를 설치하거나 관을 설치할 필요가 없게 되어 제작비용이 저렴하게 소요되고 구조상 더욱 안전하게 되는 것이다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다.

1 : 성형몰드 3 : 수지 공급부
5 : 압축공기 공급장치 15 : 멤브레인 드라이어
17 : 고압펌프 19 : 공기챔버
21,22,23 : 솔레노이드밸브 25 : 사용처
27 : 제어부 31 : 단위제습관
33 : 드라이어본체 35,37 : 제1,2공급밸브
39 : 제습제 41 : 내압통
47 : 밸브블럭 53 : 배출관
55 : 공급관 59 : 드레인(drain)밸브

Claims (5)

1. 성형몰드 내부로 압축공기를 공급하기 위한 고압펌프; 공기의 압축과정 전단 또는 후단에 설치됨으로써 공급되는 공기에 포함되어 있는 수분을 제거하기 위한 수분제거수단을 포함하되;
   상기 수분제거수단은,
   고압펌프 후단에 설치되는 것으로서, 주입구 및 주입구 주변에 수나사를 가지며 거꾸로 설치되는 병형태의 내압통;
   상기 내압통의 주입구가 나사결합할 수 있도록 암나사가 형성되어 있는 내압통결합부를 제공하는 밸브블럭;
   상기 밸브블럭에 끼워져 결합하는 것으로서 상기 밸브블럭에 끼워져 결합하여 상기 내압통결합부를 통해 상기 내압통 내부로 상향 연장되는 공급관;
   상기 밸브블럭에 끼워져 결합하는 것으로서 상기 밸브블럭에 끼워져 결합하여 상기 내압통결합부를 통해 상기 내압통 내부로 상향 연장되는 배출관;
   상기 내압통결합부에 통하도록 관통 형성되는 드레인홀;
   드레인관을 통해 상기 드레인홀에 연결되는 드레인밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 사출시스템을 위한 압축공기 공급장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 수분제거수단은,
   고압펌프 전단에 설치되는 멤브레인 드라이어를 포함하되; 상기 멤브레인 드라이어는;
   길이방향을 따라 복수 개의 단위제습관이 내장되어 있는 원통형 드라이어본체; 상기 단위제습관 내부에 충전되는 제습제; 상기 드라이어본체의 상단에 설치되는 것으로서 유입되는 공기의 방향을 상기 단위제습관 중 임의의 어느 일 곳에 선택적으로 공급하는 제1공급밸브; 상기 드라이어본체의 하단에 설치되는 것으로서 상기 단위제습관 중 임의의 하나로부터 배출되는 공기의 전부 또는 일부를 상기 고압펌프로 공급하는 제2공급밸브; 일단은 상기 제2공급밸브에 연결되고 타단은 상기 제1공급밸브에 연결되는 회수관을 포함하며;
   상기 제2공급밸브는 상기 단위제습관 중 임의의 하나로부터 배출되는 공기의 일부를 나머지 단위제습관 중 어느 하나의 입구로 공급될 수 있도록 상기 회수관으로 분기시키는 것을 특징으로 하는 사출시스템을 위한 압축공기 공급장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 회수관으로 분기되는 공기의 유량은 상기 멤브레인 드라이어에 공급되는 전체유량에 대하여 10 ~ 20%인 것을 특징으로 하는 사출시스템을 위한 압축공기 공급장치.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 내압통 내부에 위치되는 상기 공급관의 단부(55a)의 높이가 상기 배출관의 단부(53a)의 높이보다 낮게 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 사출시스템을 위한 압축공기 공급장치.

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