KR101807158B1

KR101807158B1 - 가스배출수단이 구비된 압출기용 필터링장치

Info

Publication number: KR101807158B1
Application number: KR1020160024844A
Authority: KR
Inventors: 조승형
Original assignee: 주식회사 월드로
Priority date: 2016-03-02
Filing date: 2016-03-02
Publication date: 2017-12-08
Also published as: KR20170102599A

Abstract

본 발명은 압출기에 구성된 복수개의 필터링장치 중 어느 하나의 필터링장치에 구성된 메쉬스크린을 교체한 다음 수지액을 재공급할때 필터링장치 내에 잔류하는 공기, 즉 가스를 외부로 배출시키고, 순수한 수지액만 노즐로 공급되게 함으로서, 노즐을 통하여 방사되는 필라멘트의 사절현상을 방지토록 한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 수지액 주입구와 수지액 배출구가 형성된 본체 내부에, 메쉬스크린이 감싸지게 한 원형지지체가 실린더축봉에 의해 슬라이드식으로 이동되게 한 필터링장치를 구성함에 있어서, 본체 양측 단부에 배기공을 뚫어, 필터링작업시에는 배기공이 차단되게 하고, 메쉬스크린 교체후 수지액을 재공급할때 원형지지체에 구성된 요입홈이 배기공과 일치되게 한 다음 수지액을 공급되게 함으로서, 수지액이 본체 내부에 충진될때 내부에 잔류하는 가스가 배기공을 통하여 외부로 배기되게 하고, 가스의 배기가 완료되면 원형지지체를 이동시켜 배기공을 차단시킴과 동시에, 수지액배출구를 통하여 순수한 수지액만 노즐로 공급되게 한 것이다.

Description

가스배출수단이 구비된 압출기용 필터링장치{FILTERING DEVICE FOR EXTRUDER WITH EXHAUST GAS MEANS}

본 발명은 압출기에 구성된 필터링장치에 관한 것으로서, 특히 복수개의 필터링장치 중 어느 하나의 필터링 장치에 구성된 메쉬스크린을 교체한 다음, 수지액을 재공급할때 필터링장치 내에 잔류하는 공기,즉 가스를 외부로 배출시키고, 순수한 수지액만 노즐로 공급되게 함으로서, 노즐을 통하여 방사되는 필라멘트사의 사절현상을 방지토록 한 것이다.

일반적으로 폐합성수지를 재활용하기 위하여서는 수거된 제품을 파쇄하여 스크랩을 만들고, 상기 스크랩을 압출기를 이용, 용융, 압출하여 펠릿(pellet)으로 만들어 재생수지로 활용되고 있으며, 상기 압출기의 압출전단계에서 용융된 수지용액에 함유된 이물질을 제거하기 위한 필터링(Filtering)과정을 거치게 되며, 상기 필터링과정에서 메쉬스크린이 사용되고 있다.

상기 메쉬스크린은 주기적으로 교체하여 스크린의 기능을 원활히 수행할 수 있게 하는 것이 매우 중요한 과제이다.

현재 압출기에서 광범위하게 적용되고 있는 스크린 교체수단의 예를 들면 도 10에서와 같은 구조이다.

즉 한쌍으로 나란하게 구성된 배럴(barrel), 즉 원통형의 본체(110) 내면에 수장실(111)을 구성하고, 상기 수장실(111) 내에 길이방향으로 이동홈(121)이 형성된 원형지지체(120)를 나사식으로 결합구성하되, 원형지지체(120) 외면에는 통공(131)이 뚫린 스크린 지지관체(130)를 끼우고, 상기 스크린관체(130) 외면에 메쉬스크린(122)을 설치하고, 본체(110) 외면에는 밴드히터(112)를 나사로 체결되게 한 구조이다.

따라서 사용중 원형지지체(120) 외면에 설치된 메쉬스크린(122)에 이물질이 누적되어 메쉬스크린(122)의 교체가 요구되어, 본체(110)의 수장실(111)에 나사결합된 원형지지체(120)를 분리하고자 할 때, 후단부에 구성된 돌출편(123)을 이용하여 원형지지체(120)를 회전시켜 나사식으로 결합된 본체(110)로부터 원형지지체(120)를 분리한 다음 원형지지체(120) 외면에 설치된 메쉬스크린(122)을 분리시키고, 새로운 메쉬스크린(122)을 교체하는 과정에서 원형지지체(120)의 무게에 의해 작업에 불편함이 있을 뿐 아니라, 용융된 고온의 합성수지가 작업자에게 화상을 유발케 할 우려가 있는 것이었다.

또한 본체(110)와 원형지지체(120)를 나사식으로 결합한 것이기 때문에 잦은 메쉬스크린(122) 교체를 위하여 분해조립하는 과정에서 나사부의 마모로 용융된 합성수지의 누출현상이 발생하게 되므로 자재의 낭비를 초래하게 된다.

뿐만 아니라 필터링 장치가 두개의 원통형 본체(110) 내면에 나사결합된 원형지지체(120)와 이송통로(114)에 많은 량의 합성수지액이 누적된 상태에서 메쉬스크린(122)을 교체하게 되므로 로스량이 증가하게 될 뿐 아니라, 교체과정에서 응고된 합성수지의 제거처리에도 많은 시간과 인력이 소요되는 것이었다.

특히 본체(110) 외면에 설치된 밴드히터(112)가 가열되면서 늘어나는 현상이 발생하게 되므로 원활한 열전도를 위하여 작업자가 수시로 나사를 조여주어야 하는 불편함은 물론, 교체과정에서 감전사고와 함께 밴드히터(112)가 쉽게 파손되는 등의 문제가 있는 것이었다.

상기한 구성의 필터링장치 이외에도 여러 구성의 장치들이 제공된바 있다.

필터링장치와 관련한 선행기술을 검토하여 보면 실용신안공개번호 1997-12393호 "압출기 스크린 교환장치"(특허문헌 1)와, 특허공개번호 1999-78957호 "압출기의 스크린 체인지" (특허문헌 2)와, 특허 제10-1038660호 "합성수지 압출기용 스크린 교체장치" (특허문헌 3)와, 특허 제10-1228283호 "사출기 또는 압출기의 필터유닛" (특허문헌 4) 등이 제공된바 있다.

상기 특허문헌 1과 특허문헌 2 및 특허문헌 3의 경우 메쉬스크린의 교체작업시에서 압출기의 작동을 멈추지 않고 지속적으로 작업이 가능토록 하기 위한 수단을 제공토록 한다는 것이나, 메쉬스크린의 교체작업시에는 작업자가 수작업으로 진행하여야 함으로 그에 따른 안전사고와 함께 많은 불편함이 있는 것이었다.

또한 특허문헌 4의 경우 메쉬망으로 수지용액을 필터링한후 회전하는 메쉬망의 안쪽에서 공기를 분사하여 메쉬망 표면에 부착된 찌꺼기를 분리시킬 수 있게 한다는 것이나, 메쉬망 표면에 부착된 찌꺼기의 효과적인 제거에는 문제가 있는 등의 단점이 있는 것이었다.

이러한 단점을 시정하기 위한 수단으로서, 본 발명자가 특허 제10-1372433호 "유압실린더를 이용한 압출기용 메쉬스크린 교체장치"(특허문헌 5)로 등록한 것이 있다.

즉 압출기에 구성된 필터링장치의 메쉬스크린을 교체함에 있어서, 배럴(barrel), 즉 중공부가 형성된 원통형 본체 내면에 원형지지체를 슬라이드가능케 끼워 설치하되, 일측에는 밀폐용 마개를 결합하고, 타측에는 유압실린더의 축봉이 연결되게 함으로서, 유압실린더의작동에 의해 원형지지체가 본체의 중공부로부터 분리되어 원형지지체 외면에 설치된 메쉬스크린을 간편하게 교체할 수 있게 하고, 교체후에는 유압실린더를 복귀시키는 간단한 동작에 의해 필터링장치에 구성된 메쉬스크린의 교체가 완료되게 한 것이다.

따라서 메쉬스크린이 설치된 원형지지체가 유압실린더에 의해 원통형의 본체로부터 분리되게 하여, 메쉬스크린의 교체가 간편하고 신속용이하게 이루어질 수 있게 함은 물론, 압출기의 정지시간을 줄여 생산성 향상을 기대할 수 있게 하며, 작업자가 직접 손으로 고열의 필터링장치들을 조작하지 않아도 되므로 안전사고를 예방할 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이었다.

특허문헌 1 내지 특허문헌 5의 경우, 필터링장치가 단독으로 장치되어 있기 때문에 메쉬스크린을 교체한 다음 제품생산을 위하여 수지액을 재공급할때 필터링장치 내에 잔류하는 공기, 즉 가스가 배출되고 난 다음, 수지액이 노즐로 공급되어 방사되게 하더라도, 방사가 처음 시작되는 과정이기 때문에 사용에 아무런 문제가 없는 것이었다.

그러나 연속적인 제품생산을 위하여 단일노즐에 여러개의 필터링장치를 설치하고, 상기 각 필터링장치를 통하여 이물질을 제거한 수지액이 단일노즐로 공급되게 하는 장치의 경우, 여러개의 필터링장치 중 어느 하나의 필터링장치에 구성된 메쉬스크린을 교체하고자 할때에도 나머지 필터링장치를 통하여 이물질이 제거된 수지액이 공급되므로 노즐을 통하여 연속적인 방사가 이루어지게 된다.

상기한 경우 여러개의 필터링장치 중 어느 하나의 필터링장치에 구비된 메쉬스크린을 교체한 다음 수지액을 재공급할때 내부에 잔류하는 공기, 즉 가스의 배출수단이 구비되어 있지 않아 내부에 잔류하는 가스가 수지액과 함께 노즐로 공급되므로 노즐을 통한 필라멘트방사시 사절의 원인이 되는 등의 문제가 있는 것이었다.

실용신안공개번호 1997-12393호 "압출기 스크린 교환장치" 특허공개번호 1999-78957호 "압출기의 스크린 체인지" 특허 제10-1038660호 "합성수지 압출기용 스크린 교체장치" 특허 제10-1228283호 "사출기 또는 압출기의 필터유닛" 특허 제10-1372433호 "유압실린더를 이용한 압출기용 메쉬스크린 교체장치"

본 발명은 압출기에 구성된 복수개의 필터링장치 중 어느 하나의 필터링장치에 구성된 메쉬스크린을 교체한 다음 수지액을 재공급할때 필터링장치 내에 잔류하는 공기, 즉 가스를 외부로 배출시키고, 순수한 수지액만 노즐로 공급되게 함으로서, 노즐을 통하여 방사되는 필라멘트의 사절현상을 방지토록 한 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 수지액 주입구와 수지액 배출구가 형성된 본체 내부에, 메쉬스크린이 감싸지게 한 원형지지체가 실린더축봉에 의해 슬라이드식으로 이동되게 한 필터링장치를 구성함에 있어서, 본체 양측 단부에 배기공을 뚫어, 필터링작업시에는 배기공이 차단되게 하고, 메쉬스크린 교체후 수지액을 재공급할때 원형지지체에 구성된 요입홈이 배기공과 일치되게 한 다음 수지액을 공급되게 함으로서, 수지액이 본체 내부에 충진될때 내부에 잔류하는 가스가 배기공을 통하여 외부로 배기되게 하고, 가스의 배기가 완료되면 원형지지체를 이동시켜 배기공을 차단시킴과 동시에, 수지액배출구를 통하여 순수한 수지액만 노즐로 공급되게 한 것이다.

본 발명은 수지액 주입구와 수지액 배출구가 형성된 본체 내부에, 메쉬스크린이 감싸지게 한 원형지지체가 실린더축봉에 의해 슬라이드식으로 이동되게 한 필터링장치를 구성함에 있어서, 본체 양측 단부에 배기공을 뚫어, 필터링작업시에는 배기공이 차단되게 하고, 메쉬스크린 교체후 수지액을 재공급할때 원형지지체에 구성된 요입홈이 배기공과 일치되게 한 다음 수지액을 공급되게 함으로서, 수지액이 본체 내부에 충진될때 내부에 잔류하는 가스가 배기공을 통하여 외부로 배기되게 하고, 가스의 배기가 완료되면 원형지지체를 이동시켜 배기공을 차단시킴과 동시에, 수지액배출구를 통하여 순수한 수지액만 노즐로 공급되게 함으로서, 노즐을 통하여 방사되는 필라멘트의 사절현상을 방지할 수 있게 되는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 : 본 발명의 정면구성도
도 2 : 본 발명의 평면구성도로서, 일측 필터링장치를 절단한 상태도(수지액이 배출구를 통하여 노즐로 공급되고 있는 상태도)
도 3 : 도 2의 종단면구성도
도 4 : 도 2의 상태에서 메쉬스크린 교체를 위하여 원형지지체를 외부로 인출시킨 상태도
도 5 : 도 4의 종단면구성도
도 6 : 도 4의 상태에서 메쉬스크린을 교체한 다음 내부에 잔류하는 가스를 배기시키기 위한 상태도
도 7 : 도 6의 종단면구성도
도 8 : 본 발명 원형지지체의 구성도
도 9 : 본 발명 고정관체의 단면구성도
도 10 : 종래 장치의 단면구성도

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에서 제공하고자 하는 필터링장치(10) 3개가 나란히 구성된 정면구성도이고, 도 2 내지 도 7은 공급되는 수지액의 필터링작업 중 메쉬스크린을 교체하고, 내부에 잔류하는 가스를 배출하고, 다시 순수한 수지액만 노즐로 공급되게 하는 과정을 도시한 작동상태도이다.

즉 수지액주입구(30)와 수지액배출구(40)가 형성된 본체(20) 내부에, 관체형 스크린(51)과 메쉬스크린(52)이 감싸지게 한 다음, 고정관체(60)로 고정되게 한 원형지지체(50)를 끼워 실린더축봉(53)에 의해 이동되게 하고, 상기한 상태에서 수지액주입구(30)를 통하여 수지액이 주입되고, 상기 수지액이 본체(20)에 길이방향으로 뚫린 주입공 연결통로(33) 및 주입공(34)을 통하여 공간부(31)로 주입된다.

공간부(31)로 주입된 수지액은 다시 메쉬스크린(52) 및 관체스크린(51)을 통하여 이물질을 제거하고, 이물질이 제거된 수지액이 이동홈(32)과 고정관체(60)에 구성된 관통공(61)과 요입홈(62)을 통하여 배출공(44)과 배출공 연결통로(43)로 이동된 다음 수지액 배출구(40)로 공급되고, 상기 수지액배출구(40)를 통하여 노즐(도시안됨)로 공급되어 필라멘트형태로 방사되게 한다는 것은 종래의 필터링장치와 다를바 없다.

본 발명에서 제공하고자 하는 기술요지는, 필터링작업 중 메쉬스크린(52)을 교체한 다음 수지액을 재공급하고자 할 때 필터링장치(10)를 구성하는 원형지지체(50)와 본체(20) 내부에 잔류하는 공기, 즉 가스배출수단을 구비하여 메쉬스크린(52) 교체후 수지액을 재공급할때 순수한 수지액만 노즐로 공급되게 한다는 것이다.

상기 가스배출수단은 다음과 같이 구성된다.

즉, 원형지지체(50)를 구성하는 차단부(55)에 배출공(81)을 뚫고, 지지부(56)에 유입공(82)을 뚫고, 상기 배출공(81)과 유입공(82)을 연결공(83)으로 상통하게 하고, 배출공(81) 단부에는 요입홈(80)을 구성한다.

원형지지체(50)가 끼워진 본체(20) 양측 단부에는 전방배기공(84)과 후방배기공(85)를 구성하되, 상기 전후방배기공(84)(85)의 위치는 도 6 및 도 7에서와 같이 원형지지체(50)를 전방으로 이동시켜, 고정관체(60)에 구성된 차단부(63)가 본체(20)에 구성된 수지액배출구(40)를 완전한 치단시켰을 경우에, 전방배기공(84)은 고정관체(60)의 요입홈(62)과 일치되게 하고, 후방배기공(85)은 차단부(55)에 구성된 요입홈(80)과 일치되게 한다.

이때 각 필터링장치(10)에 구성된 전방배기공(84)과 후방배기공(85)은 전방연결공(86)과 후방연결공(87)을 통하여 서로 연결되게 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 필터링장치(10)는, 압출기에 투입된 폐스크랩이 용융된 다음 스크류관(도시안됨)을 통하여 본체(20) 일측에 구성된 수지액주입구(30)로 공급되고, 수지액주입구(30)로 공급된 수지액은 주입공 연결통로(33)를 통하여 각 주입공(34)으로 공급되고, 주입공(34)으로 공급된 수지액은 공간부(31)로 유입된 다음, 메쉬스크린(52)과 관체형 스크린(51)을 통과하면서 이물질이 제거되고, 이물질이 제거된 수지액은 다시 이동홈(32)을 통하여 고정관체(60)로 이동되어 관통공(61)과 요입홈(62)을 통하여 배출공(44)으로 이동되고, 배출공(44)으로 이동된 수지액은 배출연결통로(44)를 통하여 수지액배출구(40)로 이동된 다음 노즐로 공급되어 필라멘트 형태로 압출되고, 냉각, 경화, 절단하여 펠릿(pellet)형태로 제조되고, 상기 펠릿형태의 재생수지를 이용하여 다양한 분야의 재활용수지로 사용한다는 것은 종래와 다를바 없다.

그러나 본 발명에서 제공하고자 하는 필터링장치(10)는 메쉬스크린(52)을 교체한 다음 수지액을 재공급하고자 할 때 필터링장치(10) 내에 잔류하는 공기, 즉 가스를 외부로 배출시킨 다음 순수한 수지액만 노즐로 공급되게 함으로서 사절현상을 방지토록 한다는 것이다.

필터링장치(10)에 구성된 메쉬스크린(52)의 교체 및 가스배출수단은 다음과 같다.

즉 도 2 및 도 3에서와 같은 상태에서 실린더축봉(53)을 작동시켜 도 4 및 도 5에서와 같이 원형지지체(50)를 본체(20) 외부로 인출시키되, 원형지지체(50) 후방에 구성된 차단부(55)가 본체(20)에 구성된 수지액주입구(30)와 수지액배출구(40)를 차단하여 수지액의 유,출입이 제어되게 하면, 원형지지체(50) 외면에 감싸진 메쉬스크린(52)은 완전히 외부로 노출된다.

상기한 상태에서 메쉬스크린(52)의 교체가 완료되면 실린더축봉(53)을 작동시켜 도 6 및 도 7에서와 같이 원형지지체(50)를 본체(20) 내부로 진입시키게 되며, 이때 원형지지체(50)를 본체(20) 내부로 완전히 진입시키지 않고, 고정관체(60)에 구성된 차단부(63)가 수지액배출구(40)를 차단하게 되며, 이때 수지액주입구(30)는 공간부(31)와 접하면서 개방된다.

상기에서와 같이 고정관체(60)의 차단부(63)가 수지액배출구(40)를 차단시키면, 고정관체(60)에 구성된 관통공(61)은 본체(20)에 구성된 전방배기공(84)과 일치하고, 차단부(55)에 구성된 배출공(81)과 요입홈(80)은 후방배기공(85)과 나란히 일치하게 된다.

이때에도 나머지 필터링장치를 통하여 수지액이 노즐로 공급되어 필라멘트생산은 계속된다.

상기한 상태에서 수지액주입구(30)로 수지액을 주입시키면 주입공 연결통로(33) 및 주입공(34)을 통하여 공간부(31)로 유입되고, 공간부(31)로 유입된 수지액은 메쉬스크린(52)과 관체형 스크린(51)을 통하여 이동홈(32)으로 유입되며, 이때 수지액 배출공(44)은 고정관체(60)의 차단부(63)에 의해 차단되어 있어 수지액 배출은 제어된다.

따라서 필터링장치(10) 내부 전방에 잔류하는 공기는, 고정관체(60)의 관통공(61)과 요입홈(62) 및 전방배기공(84)을 통하여 외부로 배기되고, 내부 후방에 잔류하는 공기는, 원형지지체(50)에 뚫린 유입공(82)과 연결공(83) 및 배출공(81)을 통하여 요입홈(80)로 이동한 다음 후방배기공(85)을 통하여 외부로 배출된다.

상기 과정을 통하여 필터링장치(10) 내부에 잔류하는 공기의 배출이 완료되면, 실린더축봉(53)을 작동시켜 도 2 및 도 3에서와 같이 원형지지체(50)를 본체(20) 내부로 완전히 진입시키면, 전방배기공(84)과 후방배기공(85)은 고정관체(60) 및 차단부(55)에 의해 차단되고, 동시에 고정관체(60)에 구성된 관통공(61)과 요입홈(62)은 배출공(44)과 일치되므로, 수지액이 배출공 연결통로(43)를 통하여 수지액 배출구(40) 및 노즐로 공급되어 펠릿을 제조하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 메쉬스크린(52)을 교체한 다음 필터링장치(10) 내에 잔류하는 공기, 즉 가스를 외부로 완전히 배출시킨 다음 순수한 수지액만 다시 노즐로 재공급되게 함으로서, 노즐을 통하여 압출되는 필라멘트의 사절현상을 방지할 수 있게 된다.

(10)--필터링장치 (20)--본체
(30)--수지액주입구 (31)--공간부
(32)--주입공 연결통로 (34)--주입공
(40)--수지액 배출구 (43)--배출공 연결통로
(44)--배출공 (50)--원형지지체
(51)--관체형 스크린 (52)--메쉬스크린
(53)--실린더축봉 (55)--차단부
(56)--지지부 (60)--고정관체
(61)--관통공 (62)--요입홈
(63)--차단부 (80)--요입홈
(81)--배출공 (82)--유입공
(83)--연결공 (84)--전방배기공
(85)--후방배기공 (86)--전방연결공
(87)--후방연결공

Claims

수지액주입구(30)와 수지액배출구(40)가 형성된 본체(40) 내부에, 관체형 스크린(51)과 메쉬스크린(52)이 감싸지게 한 다음, 관통공(61)과 요입홈(62)이 형성된 고정관체(60)로 고정되게 한 원형지지체(50)를 끼워, 실린더축봉(53)에 의해 이동되게 하고, 상기한 상태에서 수지액주입구(30)를 통하여 주입된 수지액이 메쉬스크린(53)을 지나면서 이물질이 제거되고, 이물질이 제거된 수지액이 수지액배출구(40)를 통하여 노즐로 공급되게 한 압출기용 필터링장치를 구성함에 있어서, 원형지지체(50)를 구성하는 차단부(55)와 지지부(56)에, 배출공(81)과 유입공(82)을 뚫어 연결공(83)으로 연결하고, 상기 배출공(81) 단부에 요입홈(80)을 구성하고, 원형지지체(50)가 끼워진 본체(20) 양측 단부에 전방배기공(84)과 후방배기공(85)을 구성하되, 상기 전후방배기공(84)(85)의 위치는 원형지지체(50)의 고정관체(60)에 구성된 차단부(63)가 본체(20)에 구성된 수지액배출구(40)를 차단시켰을때, 전방배기공(84)은 고정관체(60)의 요입홈(62)과 일치되게 하고, 후방배기공(85)은 차단부(55)에 구성된 요입홈(80)과 일치되게 특징으로 하는 가스배출수단이 구비된 압출기용 필터링장치.
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