KR101808244B1 - 차수벽이 설치되는 다중벽 하수관과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차수벽이 설치되는 다중벽 하수관과 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 중공과 열십자 보강대로 이루어진 프로파일의 우측과 좌측 중 어느 한쪽 중앙에 살빼기 홈을 형성하여 원료를 절약할 수 있도록 하고 상기 살빼기 홈의 상측과 하측의 보강부를 통하여 강성을 부여하며 하수관의 양쪽 선단에서 일정한 폭 또는 일정한 간격에 중공과 살빼기 홈에 천공구멍을 형성하여 용융 폴리에틸렌을 주입함으로써 중공과 살빼기 홈에 차수벽을 형성하여 누수되는 것을 방지할 수 있도록 하는 차수벽이 설치되는 다중벽 하수관과 그 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 합성수지 원료를 프로파일 압출장치에 펠릿 상태로 공급한 후 180∼210℃의 온도로 용융 가열하여 압출 다이스의 압출 공급공간으로 공급하는 원료혼합 압출단계와; 상기 원료가 용융 압출되면 프로파일 성형부재의 전방에 형성한 중공 성형대와 보강대 성형공간의 외측에 있는 압출공간 및 한쪽 측면의 살빼기 홈 성형대와 보강공간을 통하여 사각형의 중공이 사면에 형성되는 동시에 열십자 보강대가 형성되고 상기 열십자 보강대의 좌측과 우측 중 어느 한쪽 방향에서 중앙에 살빼기 홈과 상기 살빼기 홈의 상측과 하측에 보강부를 갖는 사각형의 프로파일이 압출되는 프로파일 성형단계와; 상기 프로파일이 성형된 후 전방의 냉각장치를 통과하면서 냉각수와 접촉되어 압출된 상태가 그대로 냉각되는 1차 냉각단계와; 상기 1차 냉각단계를 통하여 프로파일이 냉각되어 관 성형장치의 전방에 설치된 다수의 로울러로 이루어진 와인딩장치의 외경에 나선형으로 공급되는 프로파일 와인딩단계와; 상기 와인딩장치에 나선형으로 공급되는 프로파일의 사이에는 이음부재를 공급하여 프로파일의 사이가 일체형으로 결합하는 이음부재 공급단계와; 상기 이음부재 공급단계를 통하여 이음부재가 공급되어 성형된 다중벽 하수관의 내경과 외경에는 냉각수가 공급되어 냉각되도록 하는 2차 냉각단계와; 상기 다중벽 하수관이 원통형으로 성형되어 회전하면서 공급되는 과정에서 커팅장치의 가이드대가 양쪽에 설치되어 다중벽 하수관이 회전하면서 생산되는 것을 안내하며, 절단 모터의 동력으로 회전하는 절단날이 다중벽 하수관을 일정한 길이에서 절단하는 절단단계와; 상기 중공과 살빼기 홈에 차수벽이 성형된 후 필요한 방향으로 배출이 이루어지도록 하는 배출단계;를 통하여 성형되는 다중벽 하수관의 제조방법에 있어서,
상기 2차 냉각단계에서 다중벽 하수관이 냉각되어 커팅장치에 공급되는 과정에서, 천공구멍 성형장치가 구동되어 중심 천공드릴과 양쪽의 사이드 천공드릴로 이루어진 3개의 드릴이 동시에 구동하면서 4개의 중공과 살빼기 홈에 천공구멍과 내부 천공구멍을 성형하는 천공구멍 성형단계를 수행하는 것과;
상기 다중벽 하수관이 절단된 후에는 커팅장치의 전방에 설치한 배출장치에 공급될 때, 차수벽 용접기에서 용융 폴리에틸렌이 천공구멍과 내부 천공구멍을 통하여 중공과 살빼기 홈에 공급되어 차수벽을 형성하는 차수벽 성형단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

차수벽이 설치되는 다중벽 하수관과 그 제조방법{Multi-wall sewer pipe with a water wall and its manufacturing method}

본 발명은 차수벽이 설치되는 다중벽 하수관과 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 중공과 열십자 보강대로 이루어진 프로파일의 우측과 좌측 중 어느 한쪽 중앙에 살빼기 홈을 형성하여 원료를 절약할 수 있도록 하고 상기 살빼기 홈의 상측과 하측의 보강부를 통하여 강성을 부여하며 하수관의 양쪽 선단에서 일정한 폭 또는 일정한 간격에 중공과 살빼기 홈에 천공구멍을 형성하여 용융 폴리에틸렌을 주입함으로써 중공과 살빼기 홈에 차수벽을 형성하여 누수되는 것을 방지할 수 있도록 하는 차수벽이 설치되는 다중벽 하수관과 그 제조방법에 관한 것이다.

종래 지하에 매설되는 합성수지관중 하수관용으로 사용하는 이중벽 하수관의 경우에는 내부에 사각형의 중공을 갖는 프로파일을 다이스에서 성형되도록 압출기에서 폴리에틸렌(HDPE)을 용융시켜 공급한 후 프로파일의 공급과정에서 냉각장치로부터 1차 냉각시켜 와인더 장치에 나사식으로 공급할 때 프로파일의 사이에 폴리에틸렌을 용융시킨 연결부재를 노즐에서 공급하여 하수관을 성형하게 된다.

그러나 폴리에틸렌이 압출기에서 용융된 후 그대로 공급되는 과정에서 제대로 믹싱되지 않게 되므로 원료가 균일한 상태로 공급되지 못하므로 정확한 프로파일의 형상을 제공할 수 없게 되며, 사각형의 프로파일로 성형된 상태를 제공하므로 하나의 중공에 의해 강성이 저하되는 문제점이 발생하였다.

또한, 최근에는 사각형의 프로파일 내부에 열십자형의 보강대를 성형하는 압출기 노즐장치는 특허등록번호 제10-0392235호(2003.07. 09. 등록)로 등록된 것으로, 프로파일의 내부에 이중으로 6개의 중공이 형성된 일명 창살형의 프로파일을 성형할 수 있는 압출기 노즐장치가 제공되었다.

그러나 이러한 압출기 노즐장치는 압출기의 본체에 직접 연결된 노즐장치와 그 내부에 냉각장치를 설치하여 강도를 높이려 하고 있으나 압출기에 직접 연결되어 압출되는 폴리에틸렌을 이용하여 창살형의 프로파일을 성형하게 되므로 노즐장치를 통과하면서 압출장치에서 균일하고 정확하게 수지가 공급되지 못하므로 중공이 제대로 성형되지 못하여 강도를 향상시키는 것에는 한계가 있었다.

또한, 중공이 6개가 형성되어 배출되므로 내부에서 냉각을 시킨다 하여도 전체적으로 균일한 냉각이 이루어지지 않고 성형된 상태의 물성이 반고체상태이므로 중공형태가 무너지게 되어 실제로는 사용하지 못하고 있는 실정에 있다.

또한, 코어에 일정한 수지량이 공급되어야만 중공이 균일하게 성형되는 것이나 코어부재에서 코어의 내부에까지 일정량이 공급되지 못하므로 중공이 균일하게 성형되지 못하고 내부에 세워지는 보강대의 굵기가 균일하지 못하거나, 세워진 상태가 곧바로 무너져 강도를 향상시키기 위한 효과를 발휘하지 못하였다.

그리고 코어가 전방으로 길게 돌출되어 있어서 성형할 때 공급되는 폴리에틸렌의 온도에 의하여 코어 전방이 벌어지거나 오므라들게 되므로 프로파일의 두께가 얇아지거나 굵어지게 되므로 균일한 품질의 제품을 제공할 수 없는 결점이 있었다.

또한, 실용신안등록 제0243099호(2001. 8. 4. 등록)는 외부에서 폴리에틸렌이 공급된 후 성형부재의 전방에 형성된 십자형 공간에 공급되는 폴리에틸렌이 균일하게 공급되어야만 하는 것이나, 경사면이 사각 돌출부의 외측면에 연결되는 구조이므로 십자형 공간에까지 균일한 수지의 공급이 이루어지지 못하여 중공과 보강대가 일정하게 성형되지 못하므로 강도를 향상시키는데 한계가 있었다.

또한, 폴리에틸렌을 압출기에서 용융시킨 후 압출된 상태를 곧바로 성형하므로 균일하게 믹싱(교반)되지 못하므로 안정된 물성을 제공하지 못하는 결점과, 길게 돌출된 사각 돌출부가 계속되는 폴리에틸렌의 열원으로 인하여 전방부가 벌어지므로 프로파일의 두께가 얇아지거나, 안으로 오므라들어서 프로파일의 두께가 굵어지는 결점이 있었다.

한편, 최근에는 녹색성을 부여하기 위하여 재생원료를 40∼60%의 범위에서 의무적으로 혼합하는 경우 녹색인증의 획득이 가능하여 다양한 재활용이 적용되고 있으나, 재생원료를 용융 공급하여 프로파일을 성형하는 경우 열십자형 보강대가 성형된 프로파일이 성형된 후 하수관으로 완성되면 굴곡강도가 700 MPa 이내에서 확인되므로 쉽게 변형되는 결점이 발생하게 되며, 종래의 원재료인 폴리에틸렌은 인장강도가 20 MPa 정도 이하에서 유지되므로 고강성의 하수관을 성형하는 것이 매우 어려웠고,

1차로 프로파일이 압출된 후 냉각장치를 거치면서 약 50∼75℃의 온도로 냉각되어 와인딩장치에 나선형으로 공급되는 과정에서 냉각된 프로파일의 사이에 180∼210℃의 온도로 용융 성형한 폴리에틸렌이 공급되어 프로파일을 이음 연결하게 되므로 온도의 편차에 의한 연결이 정상적으로 이루어지지 못하여 하수관으로 성형한 후에는 날씨가 추워지는 겨울철 또는 온도가 심하게 내려가게 되면 운반과정과 보관 중 또는 조금의 충격이 가해지는 경우에도 열팽창계수에 따른 프로파일과 이음부재의 수축으로 인하여 프로파일의 사이를 결합하는 결합력이 현저하게 떨어지면서 프로파일이 분리되어 하수관으로서의 기능을 상실하게 되는 결점이 발생하였다.

그리고 프로파일의 우측면과 좌측면이 일자형태로 형성되어 마주보도록 공급하면서 상기 우측면과 좌측면의 사이에 형성되는 공간으로 압출 용융부재를 공급하여 프로파일을 서로 연결하도록 이음부재를 통하여 원통형이 성형된 후 성형된 상태를 유지하도록 하지만, 이미 냉각된 프로파일과 용융상태의 이음부재가 공급되어 프로파일의 사이를 일체형이 되도록 결합상태를 유지하지만 열팽창계수에 따른 수축과 팽창시 이음 부분에서 분리현상이 발생하는 불량에 의한 누수의 문제점과 이로 인한 씽크홀이 발생하는 문제점 및 중공을 제외한 모든 부분에 용융된 합성수지를 공급하여 성형하게 되므로 원료의 소모량이 너무 많아 중량에 의한 취급의 어려움과 원료의 공급에 비하여 강성이 향상되지 못하는 결점이 발생하였다.

한편, 하수관은 프로파일의 내부에 하나 또는 다수 개의 중공이 압출 방향으로 형성되어 있으며, 나선형으로 감겨진 상태로 지중에 매설되므로 하수관의 연결부분에서는 외경에 결합하는 연결구와 패킹을 통하여 하수가 누수되는 것을 방지하지만, 하수관의 연결부분 사이에 노출되는 중공을 통하여 배수되는 하수가 진입하여 외경의 손상된 어는 한 부분에서 지중에 흘러들어가 환경을 오염시키는 원인이 되었다.

문헌 1. 특허등록번호 제0508097호([0015] 2005. 08. 04. 등록) 문헌 2. 특허등록번호 제0457327호(2004. 11. 5. 등록) 문헌 3. 특허등록번호 제0922603호(2009. 10. 13. 등록) 문헌 4. 특허등록번호 제1649183호(2016. 08. 11. 등록)

따라서 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는, 사 방향에 중공을 갖는 열십자 보강대로 이루어진 프로파일의 우측과 좌측 중 어느 한쪽에 살빼기 홈을 형성하여 원료를 절약할 수 있도록 하고, 살빼기 홈의 상측과 하측에 보강부를 형성하는 프로파일을 일체형으로 압출 성형함으로써 다중벽 하수관의 강성을 향상시키며, 프로파일의 좌측과 우측 중 어느 한쪽에 형성하는 살빼기 홈에 외부와 관통되는 결속구멍을 일정한 간격에 성형하여 프로파일 사이에 공급되는 이음부재가 침투하여 결속구멍에서 결속력을 크게 향상시키도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 해결과제는, 다중벽 하수관을 성형하여 공급되는 과정 중 외경에서 프로파일의 중공과 살빼기 홈에 천공구멍을 형성한 후 용융 폴리에틸렌을 공급하여 중공과 살빼기 홈을 막는 차수벽을 형성하여 스며든 물이 이동하는 것을 차단함으로써 누수를 방지하고 이로 인한 환경오염을 방지하는 것을 목적으로 한다.

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본 발명은 합성수지 원료를 프로파일 압출장치에 펠릿 상태로 공급한 후 180∼210℃의 온도로 용융 가열하여 압출 다이스의 압출 공급공간으로 공급하는 원료혼합 압출단계와; 상기 원료가 용융 압출되면 프로파일 성형부재의 전방에 형성한 중공 성형대와 보강대 성형공간의 외측에 있는 압출공간 및 한쪽 측면의 살빼기 홈 성형대와 보강공간을 통하여 사각형의 중공이 사면에 형성되는 동시에 열십자 보강대가 형성되고 상기 열십자 보강대의 좌측과 우측 중 어느 한쪽 방향에서 중앙에 살빼기 홈과 상기 살빼기 홈의 상측과 하측에 보강부를 갖는 사각형의 프로파일이 압출되는 프로파일 성형단계와; 상기 프로파일이 성형된 후 전방의 냉각장치를 통과하면서 냉각수와 접촉되어 압출된 상태가 그대로 냉각되는 1차 냉각단계와; 상기 1차 냉각단계를 통하여 프로파일이 냉각되어 관 성형장치의 전방에 설치된 다수의 로울러로 이루어진 와인딩장치의 외경에 나선형으로 공급되는 프로파일 와인딩단계와; 상기 와인딩장치에 나선형으로 공급되는 프로파일의 사이에는 이음부재를 공급하여 프로파일의 사이가 일체형으로 결합하는 이음부재 공급단계와; 상기 이음부재 공급단계를 통하여 이음부재가 공급되어 성형된 다중벽 하수관의 내경과 외경에는 냉각수가 공급되어 냉각되도록 하는 2차 냉각단계와; 상기 다중벽 하수관이 원통형으로 성형되어 회전하면서 공급되는 과정에서 커팅장치의 가이드대가 양쪽에 설치되어 다중벽 하수관이 회전하면서 생산되는 것을 안내하며, 절단 모터의 동력으로 회전하는 절단날이 다중벽 하수관을 일정한 길이에서 절단하는 절단단계와; 상기 중공과 살빼기 홈에 차수벽이 성형된 후 필요한 방향으로 배출이 이루어지도록 하는 배출단계;를 통하여 성형되는 다중벽 하수관의 제조방법에 있어서,

상기 2차 냉각단계에서 다중벽 하수관이 냉각되어 커팅장치에 공급되는 과정에서, 천공구멍 성형장치가 구동되어 중심 천공드릴과 양쪽의 사이드 천공드릴로 이루어진 3개의 드릴이 동시에 구동하면서 4개의 중공과 살빼기 홈에 천공구멍과 내부 천공구멍을 성형하는 천공구멍 성형단계를 수행하는 것과;

상기 다중벽 하수관이 절단된 후에는 커팅장치의 전방에 설치한 배출장치에 공급될 때, 차수벽 용접기에서 용융 폴리에틸렌이 천공구멍과 내부 천공구멍을 통하여 중공과 살빼기 홈에 공급되어 차수벽을 형성하는 차수벽 성형단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 본 발명은 사 방향에 중공을 갖는 열십자 보강대로 이루어진 프로파일의 우측면과 좌측면 중 어느 한쪽에 빼기 홈을 형성하여 결과적으로 살빼기 홈의 면적만큼 원료를 절약할 수 있으므로 이로 인한 원가를 절감하는 효과를

제공하고, 프로파일의 내부에 형성한 살빼기 홈의 상측과 하측에 보강부를 형성하여 원료가 충진되도록 함으로써 프로파일의 강성을 향상시켜 결과적으로 다중벽 하수관의 강성을 크게 향상시키는 효과를 제공하며, 프로파일의 좌측과 우측 중 어느 한쪽에 형성하는 살빼기 홈의 중앙에서 외측 방향으로 외부와 관통되는 결속구멍을 일정한 간격에 성형하면 프로파일 사이에 공급되는 이음부재가 침투하여 결속구멍의 안쪽 벽에서 걸고리 역할을 통한 결속력을 크게 향상시켜 다중벽 하수관의 강성을 크게 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 다중벽 하수관을 성형하여 공급되는 과정 중 외경에서 프로파일의 중공과 살빼기 홈에 드릴을 이용하여 3개의 천공구멍을 형성한 후 용융 폴리에틸렌을 강제로 공급하여 중공과 살빼기 홈을 완벽하게 막는 차수벽을 형성하여 다중벽 하수관의 연결부분에서 스며든 물이 이동하는 것을 차단함으로써 결과적으로 누수를 방지하는 효과와, 이로 인하여 발생할 수 있는 환경오염을 방지하는 효과를 제공하는 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 하수관 성형장치의 평면도
도 2 는 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 설치상태 정면도
도 3 은 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 설치상태 측면도
도 4 는 본 발명의 관 성형장치에 대한 설치상태 배면도
도 5 는 본 발명의 커팅장치에 대한 측면도
도 6 은 본 발명의 프로파일 압출장치에 대한 주요 부분의 측면도
도 7 은 본 발명의 프로파일 압출장치에 대한 주요 부분의 단면도
도 8 은 본 발명을 통하여 생산된 다중벽 하수관에 대한 단면 사시도
도 9 는 본 발명의 다중벽 하수관에 구멍을 천공하는 상태를 나타낸 단면도
도 10 은 본 발명의 다중벽 하수관에 구멍을 천공한 상태를 나타낸 사시도
도 11 은 본 발명의 다중벽 하수관에 구멍을 천공한 상태를 나타낸 평면도
도 12 는 본 발명의 다중벽 하수관 중공에 구멍을 천공하여 차수벽을 설치한 상태의 단면도
도 13 은 본 발명의 다중벽 하수관 중공에 구멍을 천공하여 차수벽을 설치한 상태의 측면 단면도
도 14 는 본 발명의 다중벽 하수관 살빼기 홈에 구멍을 천공하여 차수벽을 설치한 상태의 측면 단면도
도 15 는 본 발명의 중공과 살빼기 홈용 천공구멍 성형장치에 대한 평면도
도 16 은 본 발명의 중공과 살빼기 홈용 천공구멍 성형장치에 대한 정면도
도 17 은 본 발명의 중공과 살빼기 홈용 천공구멍 성형장치에 대한 측면도
도 18 은 본 발명의 중공과 살빼기 홈용 천공구멍 성형장치에 대한 드릴 연결상태 확대 측면도
도 19 는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 나타낸 블럭도

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

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 하수관 성형장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 설치상태 정면도, 도 3은 본 발명의 하수관 성형장치에 대한 설치상태 측면도, 도 4는 본 발명의 관 성형장치에 대한 설치상태 배면도, 도 5는 본 발명의 커팅장치에 대한 측면도를 나타낸 것이다.

다중벽 하수관(50)의 프로파일(20)을 이루는 합성수지 원료를 190∼210℃로 가열 용융시켜 공급하며 사 방향에 중공(21)이 형성된 열십자 보강대(22)를 일체형으로 프로파일(20)을 압출 성형하는 압출 다이스(11)가 연결된 프로파일 압출장치(10)를 설치한다.

상기 프로파일(20)은 압출하면서 좌측과 우측 중 어느 한쪽 방향에 살빼기 홈(23)을 일체형으로 형성하는 것이다.

상기 프로파일(20)을 압출 성형하는 압출 다이스(11)에서 공급되는 프로파일(20)을 냉각하는 냉각장치(30)를 설치한다.

상기 냉각장치(30)의 전방에는 냉각된 프로파일(20)이 나선형으로 감기도록 공급되는 로울러(42)가 원주방향을 따라 설치된 와인더장치(41)가 설치되고, 상기 와인더장치(41)의 외측에는 대각선 방향으로 프로파일(20)이 진입하는 위치와 간격을 제어하는 위치 조절대(43)가 설치되며, 상기 프로파일(20)의 사이에 공급되는 이음부재(26) 상측 선단을 눌러 표면이 균일하게 성형되는 마감 로울러(44)로 이루어진 관 성형장치(40)를 설치한다.

상기 관 성형장치(40)의 상측에 위치하며 전방에서 하측 방향으로 합성수지를 용융시켜 압출하는 이음노즐(61)이 형성된 이음 압출장치(60)를 설치한다.

상기 관 성형장치(40)의 전방에는 다중벽 하수관(50)이 공급되고, 커팅장치(80)의 한 부분에 4개의 중공(21)과 살빼기 홈(23)이 외측과 관통되도록 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')을 형성하여 차수벽(27, 29)을 형성하는 천공구멍 성형장치(35)가 설치되는 것이다.

상기 천공구멍 성형장치(35)가 설치되어 있으며, 다중벽 하수관(50)이 성형되면서 회전하는 것을 안내하는 가이드대(81)가 설치되고, 절단모터(82)와 연결되어 고속으로 회전하면서 다중벽 하수관(50)을 일정한 길이(약 6∼9미터)로 절단하는 절단날(83)로 이루어진 커팅장치(80)를 설치하는 것이다.

상기 커팅장치(80)의 전방에는 하수관(50)이 성형되면서 이동하는 것을 하측에서 지지하며, 커팅장치(80)에서 절단되어 이를 원하는 위치와 방향으로 배출하는 배출장치(95)를 설치하는 것이다.

상기 배출장치(95)의 평면도 상 전방과 후방 중 한쪽 또는 양쪽에 차수벽 용접기(96)를 설치하여 중공(21)과 살빼기 홈(23)을 차단하는 차수벽(27, 29)을 성형하는 것이다.

도 6은 본 발명의 프로파일 압출장치에 대한 주요 부분의 측면도이고, 도 7은 본 발명의 프로파일 압출장치에 대한 주요 부분의 단면도를 나타낸 것이다.

프로파일 압출장치(10)의 선단에 위치하는 압출 다이스(11)는 내경에 용융된 합성수지가 공급되는 압출 공급공간(14)을 형성하고, 상기 압출 공급공간(14)에는 전방에 4방향으로 중공(21)을 성형할 수 있도록 4개의 중공 성형대(13)가 설치되며, 상기 중공 성형대(13)의 선단 부분에서 외측으로 열십자 보강대(22)가 성형되도록 하는 프로파일 성형부재(12)를 설치하는 것이다.

상기 프로파일 성형부재(12)는 중공 성형대(13)와 보강대 성형공간(15)의 좌측과 우측 중 어느 한쪽 방향에서 중앙에 살빼기 홈 성형대(18)를 형성하고, 상기 살빼기홈 성형대(18)의 상측과 하측에 보강공간(19)을 형성하는 것이다.

상기 압출 다이스(11)의 전방 선단에는 다이스(16)를 설치하여 압출공간(17)에서 프로파일(20)의 외부 형태가 성형되도록 하는 것으로,

상기 다이스(16)의 중앙에는 중공 성형대(13)와 보강벽 성형공간(15)의 형태를 따라 4개의 중공(21)과 열십자 보강대(22)가 내경에서 성형되도록 하고, 상기 중공(21)과 열십자 보강대(22)의 좌측과 우측 중 어느 한쪽 중앙에 형성하는 살빼기 홈 성형대(18)에서 살빼기 홈(23)을 성형하며, 상기 살빼기 홈(23)의 상측과 하측에 보강공간(19)을 통하여 보강부(24)를 형성하여 "

"형이 되도록 형성하는 것이다.

도 8은 본 발명을 통하여 생산된 다중벽 하수관에 대한 단면 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다중벽 하수관에 구멍을 천공하는 상태를 나타낸 단면도, 도 10은 본 발명의 다중벽 하수관에 구멍을 천공한 상태를 나타낸 사시도, 도 11은 본 발명의 다중벽 하수관에 구멍을 천공한 상태를 나타낸 평면도, 도 12는 본 발명의 다중벽 하수관 중공에 구멍을 천공하여 차수벽을 설치한 상태의 단면도, 도 13은 본 발명의 다중벽 하수관 중공에 구멍을 천공하여 차수벽을 설치한 상태의 측면 단면도, 도 14는 본 발명의 다중벽 하수관 살빼기 홈에 구멍을 천공하여 차수벽을 설치한 상태의 측면 단면도를 나타낸 것이다.

프로파일(10)이 공급되어 나선형으로 감기면서 이음부재(26)에 의해 원통형으로 성형되는 다중벽 하수관(50)이 공급되는 과정에서 외경의 한 부분에 설치한 천공구멍 성형장치(35)가 회전되며 전진에 의해 4개의 중공(21) 중 우선 외경에 있는 중공(21)에 천공구멍(21a, 21b)과 살빼기 홈(23)에 천공구멍(23a)을 동시에 천공하게 되고, 내부에 있는 2개의 중공(21)에 내부 천공구멍(21a', 21b')를 동시에 천공하는 것이다,

상기 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')은 외부에서 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 각각 관통되도록 일정한 간격에 형성하며, 다중벽 하수관(50)의 전체면에 일정한 간격으로 천공하거나, 다중벽 하수관(50)을 절단하는 길이(약 6m)의 양쪽 선단에 원주방향에서 일정한 간격에 3∼6곳 정도에 형성하는 것이 바람직하다.

상기 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')에서 차수벽 용접기(96)를 사용하여 용융 합성수지를 4개의 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 공급함으로써 차수벽(27, 29)으로 중공(21)과 살빼기 홈(23)을 차단하도록 형성하는 것이다.

도 15는 본 발명의 중공과 살빼기 홈용 천공구멍 성형장치에 대한 평면도이고, 도 16은 본 발명의 중공과 살빼기 홈용 천공구멍 성형장치에 대한 정면도, 도 17은 본 발명의 중공과 살빼기 홈용 천공구멍 성형장치에 대한 측면도, 도 18은 본 발명의 중공과 살빼기 홈용 천공구멍 성형장치에 대한 드릴 연결상태 확대 측면도를 나타낸 것이다.

천공구멍 성형장치(35)는 고정대(35a)에 설치한 깊이조절 핸들(35b)의 상측으로 이송 받침대(35c)를 설치하고, 상기 이송 받침대(35c)에는 위치 이송축(35d)에 설치된 모터(35e)와 연결되어 고속으로 회전되는 중심 천공드릴(35f)을 설치한다.

상기 중심 천공드릴(35f)에 설치하는 동력전달 기어(35h)는 3개가 한 쌍으로 연결되어 동시에 회전하도록 하며 상기 3개의 동력전달 기어(35h)에는 중심 천공드릴(35f) 외에 사이드 천공드릴(35g)이 각각 연결되어 동시에 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b') 천공하도록 설치하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 합성수지 원료를 프로파일 압출장치(10)에 펠릿 상태로 공급한 후 180∼210℃의 온도로 용융 가열하여 압출 다이스(11)의 압출 공급공간(14)으로 공급하는 원료혼합 압출단계(S10)를 수행하는 것이다.

상기 원료혼합 압출단계(S10)는 폴리에틸렌을 주 원료로 정상적인 용융 혼련을 위한 다양한 첨가제, 열가소제, 열안정제 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 원료가 용융 압출되면 프로파일 성형부재(12)의 전방에 형성한 중공 성형대(13)와 보강대 성형공간(15)의 외측에 있는 압출공간(17) 및 한쪽 측면의 살빼기 홈 성형대(18)와 보강공간(19)을 통하여, 도 9에 도시한 바와 같이 사각형의 중공(21)이 사면에 형성되는 동시에 열십자 보강대(22)가 형성되고 상기 열십자 보강대(22)의 좌측과 우측 중 어느 한쪽 방향에서 중앙에 살빼기 홈(23)과 상기 살빼기 홈(23)의 상측과 하측에 보강부(24)를 갖는 사각형의 프로파일(20)이 압출되는 프로파일 성형단계(S20)를 수행하는 것이다.

상기 프로파일 성형단계(S20)는 원료가 용융 압출되면 프로파일 성형부재(12)의 전방에 형성한 4개의 중공 성형대(13)를 통하여 사각형의 중공(21)이 사 방향에 하나씩 형성되고, 보강벽 성형공간(15)을 통하여 열십자 보강대(22)가 형성되는 사각형의 프로파일(20)이 성형되는 동시에, 다이스(16)의 살빼기 홈 성형대(18)와 보강공간(19)을 통하여 좌측과 우측 중 어느 한쪽 방향에서 중앙에 살빼기 홈(23)과 상기 살빼기 홈(23)의 상측과 하측에 보강부(24)를 압출에 의해 성형하는 것이다.

상기 살빼기 홈(23)은 다중벽 하수관(50)을 성형한 상태를 기준으로 정사각형과 직사각형, 원형, 타원형, 장공형, 육각형, 마름모꼴 중 어느 하나의 형태를 갖도록 하는 다양한 형태의 성형이 가능하다.

상기 살빼기 홈(23)의 높이는 프로파일(20)의 높이에 대하여 3/5 내지 1/3이 되도록 하는 것이 바람직하며, 프로파일(20)의 높이에 대하여 1/3 이하인 경우에는 살빼기에 대한 효과를 기대할 수 없고, 3/5 이상의 크기인 경우에는 진공이 잘 잡히지 않아 성형시 정상적인 형태가 제공되지 못하는 문제점이 발생하게 되므로 바람직하게는 1/2의 높이를 갖도록 성형하는 것이다.

상기 프로파일(20)이 성형된 후 전방의 냉각장치(30)를 통과하면서 냉각수와 접촉되어 압출된 상태가 그대로 냉각되는 1차 냉각단계(S30)를 수행하는 것이다.

상기 1차 냉각단계(S30)를 통하여 프로파일(20)이 냉각되어 관 성형장치(40)의 전방에 설치된 다수의 로울러(42)로 이루어진 와인딩장치(41)의 외경에 나선형으로 공급되는 프로파일 와인딩단계(S40)를 수행하는 것이다.

상기 관 성형장치(40)의 와인딩장치(41) 외측에 대각선 방향에 설치된 위치 조절대(43)는 프로파일(20)이 공급되는 간격을 조절하여 상부 이음부재(66)와 하부 이음부재(67)의 두께를 결정하는 것이다.

상기 와인딩장치(41)에 나선형으로 공급되는 프로파일(20)의 사이에는 이음부재(26)를 공급하여 프로파일(20)의 사이가 일체형으로 결합하는 이음부재 공급단계(S50)를 수행하는 것이다.

상기 이음부재 공급단계(S50)는 이음 압출장치(60)에서 180∼210℃의 온도로 용융된 폴리에틸렌이 이음노즐(61)을 통하여 공급되는 것이다.

상기 이음부재(26)는 프로파일(20)의 사이에 용융 합성수지를 공급하여 성형되도록 하는 것이며, 상기 이음부재(26)의 하측 선단은 로울러(42)에 의하여 내측면의 일부가 감싸지도록 평활하게 코팅이 이루어지는 것이다.

상기 살빼기 홈(26)은 프로파일(20)의 내부에 위치하면서 원료가 충진되지 않는 공간을 형성하게 되므로 살빼기 하는 단면적을 제공하여 원료의 절약 효과를 향상시키어 원가를 크게 절감할 수 있도록 하는 것이다.

그리고 살빼기 홈(26)의 상측과 하측에 위치하는 보강부(24)는 프로파일(20)의 강성을 향상시켜 결과적으로 다중벽 하수관(50)의 강성을 향상시키는 효과를 제공하는 것이다.

상기 이음부재 공급단계(S50)를 통하여 이음부재(26)가 공급되어 성형된 다중벽 하수관(50)의 내경과 외경에는 냉각수가 공급되어 냉각되도록 하는 2차 냉각단계(S60)를 수행하는 것이다.

상기 다중벽 하수관(50)이 냉각되어 커팅장치(80)에 공급되는 과정에서, 천공구멍 성형장치(35)가 구동되어 중심 천공드릴(35f)과 양쪽의 사이드 천공드릴(35g)로 이루어진 3개의 드릴이 동시에 구동하면서 4개의 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')을 성형하는 천공구멍 성형단계(S70)를 수행하는 것이다.

상기 천공구멍 성형장치(35)는 길이조절 핸들(35b)을 통하여 고정대(35a)의 위치를 조절하며, 이송 받침대(35d)의 상측에서 위치 이송축(35c)에 연결된 모터(35e)와 중심 천공드릴(35f)과 사이드 천공드릴(35g)의 위치를 조절하게 되므로 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 천공구멍(21a, 21b, 23a)을 형성할 수 있는 정확한 위치에 고정시킨 후 일정한 간격으로 작동하도록 도시하지 않은 타이머를 설정한다.

모터(35e)의 동력으로 고속 회전하는 중심 천공드릴(35f)과 사이드 천공드릴(35g)은 동력전달 기어(35h) 3개가 한 쌍으로 연결되어 있어서 동시에 회전하게 되고 설정된 시간이 되면 도시하지 않는 장치에 의해 전진하여 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')을 동시에 형성되는 것이다.

상기 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')은 다중벽 하수관(50)의 외경에서 일정한 간격에 형성되는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 절단되는 양쪽 선단에서 안쪽으로 3∼6개의 범위에서 원주방향에 형성되도록 하는 것이다.

상기 다중벽 하수관(50)이 원통형으로 성형되어 회전하면서 공급되는 과정에서 커팅장치(80)의 가이드대(81)가 양쪽에 설치되어 다중벽 하수관(50)이 회전하면서 생산되는 것을 안내하며, 절단 모터(82)의 동력으로 회전하는 절단날(83)이 하수관(50)을 일정한 길이에서 절단하는 절단단계(S80)를 수행하는 것이다.

상기 다중벽 하수관(50)이 절단된 후에는 커팅장치(80)의 전방에 설치한 배출장치(95)에 공급될 때, 차수벽 용접기(96)에서 용융 폴리에틸렌이 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')을 통하여 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 공급되어 차수벽(27, 29)을 형성하는 차수벽 성형단계(S90)를 수행하는 것이다.

상기 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')을 통하여 용융 폴리에틸렌이 공급되어 4개의 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 공급되어 차수벽(27, 29)을 성형함으로써 다중벽 하수관(50)의 양쪽 선단에서 중공(21)과 홈(23)으로 물이 침투하는 것을 방지하여 지중에 매설된 후 다중벽 하수관(50)의 이음부분에서 물이 스며들어 이동하는 현상을 방지하고, 이로 인하여 다중벽 하수관(50)의 내경을 흐르는 하수가 지중으로 흘러들어가 환경을 오염시키지 않도록 하는 것이다.

상기 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 차수벽(27, 29)이 성형된 후 필요한 방향으로 배출이 이루어지도록 하는 배출단계(S100)를 수행하는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명은 프로파일의 양쪽 중 어느 한쪽 중앙에 살빼기 홈을 형성하여 단면적에 해당하는 만큼의 원료를 절단하여 원가를 크게 절감하고, 살빼기 홈의 상측과 하측에서 보강부를 통하여 결합력을 크게 향상시키며, 중공과 살빼기 홈에 천공구멍을 형성한 후 용융 폴리에틸렌을 공급하여 차수벽을 형성함으로써 하수가 외부로 흘러들어가서 발생시키는 오염을 방지하는 매우 유용한 발명을 제공하는 것이다.

10 : 프로파일 압출장치 11 : 압출 다이스
12 : 프로파일 성형부재 13 : 중공 성형대
14 : 압출 공간 15 : 보강벽 성형공간
16 : 다이스 17 : 압출공간
18 : 살빼기 홈 성형대 19 : 보강공간
20 : 프로파일 21 : 중공
21a, 21b, 23a : 천공구멍 21a', 21b' : 내부 천공구멍
22 : 열십자 보강대 23 : 살빼기 홈
24 : 보강부 25 : 결속구멍
26 : 이음부재 30 : 냉각장치
35 : 천공구멍 성형장치 35a : 고정대
35b : 길이조절 핸들 35c : 이송 받침대
35d : 위치 이송축 35e : 모터
35f : 중심 천공드릴 35g : 사이드 천공드릴
35h : 동력전달 기어 40 : 관 성형장치
41 : 와인딩장치 42 : 로울러
43 : 위치 조절대 44 : 마감 로울러
50 : 다중벽 하수관 60 : 이음 압출장치
61 : 이음노즐 80 : 커팅장치
81 : 가이드대 82 : 절단 모터
83 : 절단날 95 : 배출장치
96 : 차수벽 용접기

Claims (4)

1. 삭제
2. 합성수지 원료를 프로파일 압출장치(10)에 펠릿 상태로 공급한 후 180∼210℃의 온도로 용융 가열하여 압출 다이스(11)의 압출 공급공간(14)으로 공급하는 원료혼합 압출단계(S10)와; 상기 원료가 용융 압출되면 프로파일 성형부재(12)의 전방에 형성한 중공 성형대(13)와 보강대 성형공간(15)의 외측에 있는 압출공간(17) 및 한쪽 측면의 살빼기 홈 성형대(18)와 보강공간(19)을 통하여 사각형의 중공(21)이 사면에 형성되는 동시에 열십자 보강대(22)가 형성되고 상기 열십자 보강대(22)의 좌측과 우측 중 어느 한쪽 방향에서 중앙에 살빼기 홈(23)과 상기 살빼기 홈(23)의 상측과 하측에 보강부(24)를 갖는 사각형의 프로파일(20)이 압출되는 프로파일 성형단계(S20)와; 상기 프로파일(20)이 성형된 후 전방의 냉각장치(30)를 통과하면서 냉각수와 접촉되어 압출된 상태가 그대로 냉각되는 1차 냉각단계(S30)와; 상기 1차 냉각단계(S30)를 통하여 프로파일(20)이 냉각되어 관 성형장치(40)의 전방에 설치된 다수의 로울러(42)로 이루어진 와인딩장치(41)의 외경에 나선형으로 공급되는 프로파일 와인딩단계(S40)와; 상기 와인딩장치(41)에 나선형으로 공급되는 프로파일(20)의 사이에는 이음부재(26)를 공급하여 프로파일(20)의 사이가 일체형으로 결합하는 이음부재 공급단계(S50)와; 상기 이음부재 공급단계(S50)를 통하여 이음부재(26)가 공급되어 성형된 다중벽 하수관(50)의 내경과 외경에는 냉각수가 공급되어 냉각되도록 하는 2차 냉각단계(S60)와; 상기 다중벽 하수관(50)이 원통형으로 성형되어 회전하면서 공급되는 과정에서 커팅장치(80)의 가이드대(81)가 양쪽에 설치되어 다중벽 하수관(50)이 회전하면서 생산되는 것을 안내하며, 절단 모터(82)의 동력으로 회전하는 절단날(83)이 하수관(50)을 일정한 길이에서 절단하는 절단단계(S80)와; 상기 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 차수벽(27, 29)이 성형된 후 필요한 방향으로 배출이 이루어지도록 하는 배출단계(S100);를 통하여 성형되는 다중벽 하수관의 제조방법에 있어서,
   상기 2차 냉각단게(S60)에서 다중벽 하수관(50)이 냉각되어 커팅장치(80)에 공급되는 과정에서, 천공구멍 성형장치(35)가 구동되어 중심 천공드릴(35f)과 양쪽의 사이드 천공드릴(35g)로 이루어진 3개의 드릴이 동시에 구동하면서 4개의 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')을 성형하는 천공구멍 성형단계(S70)를 수행하는 것과;
   상기 다중벽 하수관(50)이 절단된 후에는 커팅장치(80)의 전방에 설치한 배출장치(95)에 공급될 때, 차수벽 용접기(96)에서 용융 폴리에틸렌이 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')을 통하여 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 공급되어 차수벽(27, 29)을 형성하는 차수벽 성형단계(S90);를 포함하는 것을 특징으로 하는 차수벽이 설치되는 다중벽 하수관의 제조방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 천공구멍 성형단계(S70)의 천공구멍 성형장치(35)는, 길이조절 핸들(35b)을 통하여 고정대(35a)의 위치를 조절하며, 이송 받침대(35d)의 상측에서 위치 이송축(35c)에 연결된 모터(35e)와 중심 천공드릴(35f)과 사이드 천공드릴(35g)의 위치를 조절하게 되며, 상기 모터(35e)의 동력으로 고속 회전하는 중심 천공드릴(35f)과 사이드 천공드릴(35g)은 동력전달 기어(35h) 3개가 한 쌍으로 연결되어 있어서 동시에 회전하게 되고 설정된 시간이 되면 도시하지 않는 장치에 의해 전진하여 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')을 동시에 형성되는 것을 특징으로 하는 차수벽이 설치되는 다중벽 하수관의 제조방법.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 차수벽 성형단계(S90)는 천공구멍(21a, 21b, 23a)과 내부 천공구멍(21a', 21b')을 통하여 용융 폴리에틸렌이 공급되어 4개의 중공(21)과 살빼기 홈(23)에 공급되어 차수벽(27, 29)을 성형함으로써 다중벽 하수관(50)의 양쪽 선단에서 중공(21)과 홈(23)으로 물이 침투하는 것을 방지하여 지중에 매설된 후 다중벽 하수관(50)의 이음부분에서 물이 스며들어 이동하는 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 차수벽이 설치되는 다중벽 하수관의 제조방법.

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