KR101825978B1 - 합성수지관 제조장치 - Google Patents

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Abstract

합성수지관 제조장치, 합성수지관 제조방법 및 합성수지관에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 합성수지관 제조장치는: 파이프가 압출되는 압출기; 압출기에서 압출되는 파이프가 통과되고, 파이프가 변형되는 것을 방지하도록 진공이 형성되는 진공기; 진공기에서 배출되는 파이프를 냉각시키는 냉각기; 파이프의 내부에 칸막이부를 형성하도록 파이프를 관통하는 칸막이 형성기; 냉각기에서 배출되는 파이프에 인장력을 부여하도록 파이프를 잡아당겨주는 인장기; 인장기에서 배출되는 파이프를 권취하면서 파이프를 접착하여 합성수지관을 형성하는 파이프 와인더; 및 파이프 와인더에서 배출되는 합성수지관을 일정 길이로 절단하는 절단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

합성수지관 제조장치{RESIN PIPE MANUFACTURING APPARATUS}
본 발명은 합성수지관 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합성수지관의 수밀성을 확보할 수 있는 합성수지관 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 합성수지관은 오수, 폐수, 해수 및 화학약품 등에 의해 부식되지 않으며, 토양 중에 존재하는 부식성 물질에도 부식되지 않아 반영구적으로 사용할 수 있다. 또한, 외부 충격 및 외압에 강하고 지반침하의 경우에도 파손의 위험이 적어 매립용으로 사용된다. 합성수지관은 원료를 절감하면서도 비교적 강한 강도를 가지도록 이중벽 형태로 제작된다.
이중벽 합성수지관은 유체의 흐름을 일정한 방향으로 유도하여 목적지에 이르도록 하는 오수관이나 우수관 등으로 사용된다. 이중벽 합성수지관은 대개 지표면에 노출되지 않고 지하에 매립된 상태로 설치된다. 이중벽 합성수지관은 소재를 적게 사용하면서 큰 강도를 얻기 위해 각 공정별로 구조재료의 안정된 소성변형을 위한 적절한 분위기를 만들어 주어야 한다.
그러나, 종래의 이중벽 합성수지관은 중공형 파이프를 권취하여 제조하므로, 파이프의 중공이 나선형으로 형성된다. 따라서, 파이프의 중공에 물이 유입되면, 물이 중공형 파이프의 중공을 따라 유동되므로, 합성수지관의 수밀성을 확보하기 어려웠다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제0741050호(2007. 07. 12 등록, 발명의 명칭: 합성수지 다중벽관 제조방법 및 제조장치와 그 합성수지 다중벽관)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 합성수지관의 수밀성을 확보할 수 있는 합성수지관 제조장치, 합성수지관 제조방법 및 합성수지관을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 합성수지관 제조장치는: 파이프가 압출되는 압출기; 상기 압출기에서 압출되는 상기 파이프가 통과되고, 상기 파이프가 변형되는 것을 방지하도록 진공이 형성되는 진공기; 상기 진공기에서 배출되는 상기 파이프를 냉각시키는 냉각기; 상기 파이프의 내부에 칸막이부를 형성하도록 상기 파이프를 관통하는 칸막이 형성기; 상기 냉각기에서 배출되는 상기 파이프에 인장력을 부여하도록 상기 파이프를 잡아당겨주는 인장기; 상기 인장기에서 배출되는 상기 파이프를 권취하면서 상기 파이프를 접착하여 합성수지관을 형성하는 파이프 와인더; 및 상기 파이프 와인더에서 배출되는 상기 합성수지관을 일정 길이로 절단하는 절단기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 압출기에는 상기 파이프가 압출되도록 다각 형태의 압출홀부가 형성될 수 있다.
상기 냉각기는 냉각수가 수용되는 냉각 챔버; 상기 냉각 챔버의 내부를 복수의 냉각룸으로 구획하고, 상기 파이프가 통과도록 통과홀부가 형성되는 구획부재; 및 상기 냉각 챔버에 유입된 상기 파이프를 가이드하는 가이드부를 포함할 수 있다.
상기 가이드부는 복수의 상기 냉각룸 중에서 상기 파이프가 유입되는 첫 번째 상기 냉각룸에 배치될 수 있다.
상기 가이드부는 상기 냉각 챔버의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 가이드봉; 및 복수의 상기 가이드봉에 끼워지고, 상기 파이프가 통과되도록 가이드홀부가 형성되고, 상기 파이프의 유입측에서 상기 파이프의 배출측으로 갈수록 간격이 넓게 배치되는 복수의 가이드 디스크를 포함할 수 있다.
상기 칸막이 형성기는 상기 냉각기와 상기 인장기 사이에 배치되고, 상기 파이프의 내부에 칸막이물질을 주입하도록 상기 파이프를 관통하는 인젝터; 및 상기 인젝터를 이동시키는 이동부를 포함할 수 있다.
상기 인장기는 상기 칸막이 형성기와 상기 파이프 와인더 사이에 배치되는 인장 바디; 상기 인장 바디에 설치되고, 상기 파이프를 이송시키면서 인장시키는 인장 롤러부; 및 상기 인장 바디에 배치되고, 상기 인장 롤러부를 승강시키는 롤러 승강부를 포함할 수 있다.
상기 파이프 와인더는 상기 인장기에 배출되는 상기 파이프를 권취하는 권취기; 상기 권취기의 일측에 배치되고, 권취되는 상기 파이프가 접착되도록 상기 파이프에 접착제를 분사하는 접착제 분사부; 및 상기 파이프에 분사된 접착제를 냉각시키도록 접착제가 도포된 상기 파이프에 냉각수를 분사하는 냉각수 분사부를 포함할 수 있다.
상기 파이프 와인더는 상기 권취기와 상기 인장기 사이에 배치되고, 상기 권취기에 권취되는 상기 파이프에 인장력을 가하도록 상기 파이프를 가압하는 가압 롤러부를 더 포함할 수 있다.
상기 합성수지관 제조장치는 상기 권취기에서 형성되는 상기 합성수지관을 가이드하도록 상기 권취기의 상기 합성수지관 배출측에 배치되는 합성수지관 가이드부를 더 포함하고, 상기 합성수지관 가이드부는 상기 권취기의 배출측에 배치되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임에서 연결되고, 상기 합성수지관을 지지하는 가이드 로드; 및 상기 가이드 로드에 상기 합성수지관을 지지하도록 회전 가능하게 설치되는 가이드 롤러부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 합성수지관 제조방법은: 압출기에서 파이프가 압출되는 단계; 상기 압출기에서 압출되는 상기 파이프가 진공기에 유입되는 단계; 상기 진공기에서 배출되는 상기 파이프가 냉각기에 유입되는 단계; 인젝터가 상기 파이프를 관통하도록 이동되고, 상기 파이프의 내부에 칸막이물질을 주입하는 단계; 상기 파이프에 인장력을 부여하도록 인장기에서 상기 파이프를 잡아당기는 단계; 상기 파이프가 파이프 와인더에 권취되고, 상기 파이프에 접착제를 도포하여 합성수지관을 형성하는 단계; 및 절단기를 이용하여 상기 합성수지관을 일정 길이로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 압출기에는 다각 형태의 상기 파이프가 압출되도록 다각 형태의 압출홀부가 형성될 수 있다.
상기 파이프를 권취하고, 상기 파이프에 접착제를 도포하여 상기 합성수지관을 형성하는 단계에서는, 상기 파이프 와인더가 회전됨에 따라 상기 파이프를 상기 파이프 와인더에 권취하는 단계; 접착제 분사부에서 상기 파이프에 접착제를 분사하는 단계; 및 상기 접착제가 분사된 상기 파이프에 냉각수 분사부가 냉각수를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접착제 분사부에서 상기 파이프에 접착제를 분사하는 단계에서는, 상기 접착제 분사부가 권취되는 상기 파이프 사이에 접착제를 분사할 수 있다.
상기 진공기에서 배출되는 상기 파이프가 상기 냉각기에 유입되는 단계에서는, 상기 냉각 챔버에 수용된 냉각수에 의해 상기 파이프가 냉각될 수 있다.
본 발명에 따른 합성수지관은: 나선형으로 권취되고, 내부에 유로가 형성되는 파이프; 권취된 상기 파이프를 접합하는 접합부; 및 상기 파이프의 상기 유로를 구획하도록 상기 유로에 형성되는 칸막이부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 파이프는 상기 파이프의 귄취시 면접촉되도록 다각 형태로 형성될 수 있다.
상기 합성수지관은 상기 파이프의 강성을 보강하도록 상기 파이프의 유로를 가로지르도록 설치되는 보강리브를 더 포함할 수 있다.
상기 칸막이부는 상기 파이프에 일정 길이 간격마다 형성될 수 있다.
상기 칸막이부는 상기 합성수지관의 길이방향과 나란하도록 일렬로 배열될 수 있다.
본 발명에 따르면, 칸막이부가 파이프 내부의 유로를 가로막도록 일정 간격마다 형성되므로, 파이프의 내부로 물이나 유체가 유입되더라도 칸막이부에 가로막혀 파이프의 유로를 따라 다음 구간으로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 합성수지관의 수밀성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압출기에서 압출되는 파이프가 진공기에 유입되므로, 압출된 파이프가 반경방향으로 팽창됨에 따라 압출된 형태를 유지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 파이프 와인더에서 파이프가 나선형으로 감기면서 접착제에 의해 접착되므로, 파이프를 권취하여 원통형의 합성수지관을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치를 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 압출기를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 압출기를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 압출기를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 진공기를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 냉각기를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 냉각기를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 칸막이 형성기를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 칸막이 형성기가 파이프의 유로에 칸막이물질을 주입하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 인장기를 도시한 정면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 인장기를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 파이프 와인더를 도시한 정면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 파이프 와인더를 도시한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치의 파이프 와인더에서 합성수지관이 제조되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에 의해 제조된 합성수지관을 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에 의해 제조된 합성수지관의 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조방법을 도시한 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 합성수지관 제조장치, 합성수지관 제조방법 및 합성수지관을 설명한다. 합성수지관 제조장치, 합성수지관 제조방법 및 합성수지관을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치를 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 압출기를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 압출기를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 압출기를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치는 압출기(110), 진공기(120), 냉각기(130), 칸막이 형성기(140), 인장기(150), 파이프 와인더(160) 및 절단기(180)를 포함한다.
압출기(110)는 파이프(11)를 압출한다. 압출기(110)에는 용융된 합성수지를 수용하는 합성수지 수용챔버(미도시)가 연결된다. 압출기(110)에는 파이프(11)가 압출되도록 압출홀부(113)가 형성된다. 압출홀부(113)는 다각 형태 또는 환형으로 형성된다. 압출홀부(113)가 다각 형태로 형성됨에 따라 다각 형태의 파이프(11)가 압출되고, 압출홀부(113)가 환형으로 형성됨에 따라 원형 파이프(11)가 압출된다. 압출기(110)에서 압출된 파이프(11)는 고온 상태이다.
압출기(110)는 중심부에 압출 공간부(미도시)가 형성되는 압출 바디(111)와, 압출 공간부에 삽입되어 다각 형태 또는 환형의 압출홀부(113)를 형성하는 압출 노즐부(112)를 포함한다. 압출홀부(113)는 원추형 유로부(114)와 직선형 유로부(115)를 포함한다. 압출 바디(111)의 압출 공간부에는 압출 노즐부(112)와 이격되도록 원추형 유로부(114)와 직선형 유로부(115)가 형성된다. 따라서, 원추형 유로부(114)에서 직선형 유로부(115)로 갈수록 유로 단면적이 점차적으로 좁아지므로, 용융된 합성수지에 가해지는 압력이 증가되어 압출되는 파이프(11)의 밀도를 증가시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 진공기를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 냉각기를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 냉각기를 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 진공기(120)는 압출기(110)에서 압출되는 파이프(11)가 통과되고, 파이프(11)가 변형되는 것을 방지하도록 진공이 형성된다. 압출된 파이프(11)는 고온의 연질소재이므로, 진공기(120)의 진공 환경에 노출되면 파이프(11)가 반경방향으로 팽창됨에 따라 압출된 형태를 유지할 수 있다.
냉각기(130)는 진공기(120)에서 배출되는 파이프(11)를 냉각시킨다. 파이프(11)가 냉각기(130)에서 냉각됨에 따라 파이프(11)가 냉각되면서 고형화 된다.
냉각기(130)는 냉각 챔버(131), 구획부재(133) 및 가이드부(135)를 포함한다.
냉각 챔버(131)에는 냉각수가 수용된다. 냉각수의 수위는 냉각 챔버(131)에서 파이프(11)가 이동되는 경로보다 상측에 배치된다. 따라서, 파이프(11) 전체가 냉각수에 침지된 상태로 이송되면서 냉각될 수 있다.
구획부재(133)는 냉각 챔버(131)의 내부를 복수의 냉각룸(131a)으로 구획한다. 구획부재(133)에는 파이프(11)가 통과도록 통과홀부(134)가 형성된다. 통과홀부(134)는 파이프(11)의 단면 형태와 동일한 형태로 형성된다. 또한, 압출홀부(113)가 다각 형태인 경우, 통과홀부(134)는 다각 형태로 형성되고, 압출홀부(113)가 환형으로 형성되는 경우, 통과홀부(134)는 원형으로 형성될 수 있다.
가이드부(135)는 냉각 챔버(131)에 유입된 파이프(11)를 가이드한다. 가이드부(135)가 냉각 챔버(131)에 유입되는 파이프(11)를 가이드하므로, 파이프(11)가 정확한 이송 경로를 따라 이송될 수 있다. 가이드부(135)는 복수의 냉각룸(131a) 중에서 파이프(11)가 유입되는 첫 번째 냉각룸(131a)에 배치된다. 가이드부(135)가 파이프(11) 유입측 첫 번째 냉각룸(131a)에 배치되므로, 진공기(120)에서 냉각 챔버(131)에 유입되는 파이프(11)가 가이드부(135)에 의해 안내됨에 따라 파이프(11)의 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
가이드부(135)는 복수의 가이드봉(136)과 복수의 가이드 디스크(137)를 포함한다. 가이드봉(136)은 냉각 챔버(131)의 길이방향을 따라 배치된다. 복수의 가이드봉(136)은 파이프(11)의 길이방향으로 평행하게 형성된다. 가이드 디스크(137)는 복수의 가이드봉(136)에 끼워지고, 파이프(11)가 통과되도록 가이드홀부(138)가 형성되고, 파이프(11)의 유입측에서 파이프(11)의 배출측으로 갈수록 간격이 넓게 배치된다. 가이드 디스크(137)의 간격이 파이프(11)의 배출측으로 갈수록 넓게 형성되므로, 연성의 파이프(11)가 유입되는 측에서는 파이프(11)의 외측면을 지지하도록 가이드 디스크(137)의 간격을 좁게 하고, 파이프(11)의 형태가 변형되지 않을 만큼 냉각된 구간에서는 디스크의 간격을 넓게 한다. 따라서, 냉각기(130)에서 파이프(11)의 냉각 초기에 파이프(11)가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 가이드 디스크(137)가 서로 이격되게 설치되므로, 가이드 디스크(137) 사이로 냉각수가 유입되어 파이프(11)에 접촉될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 칸막이 형성기를 도시한 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 칸막이 형성기가 파이프의 유로에 칸막이물질을 주입하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 칸막이 형성기(140)는 파이프(11)의 내부에 칸막이부(15)를 형성한다. 칸막이부(15)는 파이프(11)의 길이방향을 따라 일정 간격마다 형성될 수 있다. 칸막이부(15)는 합성수지관(10)의 원주 간격으로 형성될 경우, 파이프(11)가 권취될 때에 칸막이부(15)가 합성수지관(10)의 길이방향과 나란하게 한 줄로 배치된다. 또한, 칸막이부(15)는 합성수지관(10)의 원주 길이에 복수개씩 형성될 수 있다. 칸막이부(15)의 간격은 합성수지관(10)의 직경을 감안하여 적절한 간격으로 형성될 수 있다. 칸막이부(15)가 합성수지관(10)의 원주 길이 간격마다 하나 이상 형성되는 경우, 칸막이부(15)가 합성수지관(10)의 길이방향을 따라 한 줄 또는 복수의 줄을 따라 배열될 수 있다. 칸막이부(15)가 파이프(11) 내부의 유로를 가로막도록 일정 간격마다 형성되므로, 파이프(11)의 내부로 물이나 유체가 유입되더라도 칸막이부(15)에 가로막혀 파이프(11)의 유로를 따라 다음 구간으로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 합성수지관(10)의 수밀성을 확보할 수 있다.
칸막이 형성기(140)는 인젝터(141) 및 이동부(142)를 포함한다.
인젝터(141)는 냉각기(130)와 인장기(150) 사이에 배치되고, 파이프(11)의 내부에 칸막이물질을 주입하도록 파이프(11)를 관통한다. 칸막이물질은 칸막이물질 수용챔버(미도시)에 용융된 상태로 저장되고, 인젝터(141)는 칸막이물질 수용챔버에 연결된다. 칸막이물질은 파이프(11)의 재질과 동일한 재질로 형성된다. 칸막이물질이 파이프(11)와 동일한 재질로 형성되므로, 칸막이물질이 파이프(11)의 내부에 보다 잘 점착될 수 있다.
이동부(142)는 인젝터(141)를 이동시킨다. 즉, 이동부(142)는 인젝터(141)를 일정 시간 간격마다 파이프(11)로 하강되고, 인젝터(141)가 파이프(11)에 칸막이물질을 주입하는 동안에 파이프(11)의 길이방향을 따라 파이프(11)와 동일한 속도로 이동되게 한다. 인젝터(141)의 승강 주기는 파이프(11)의 이송 속도와 칸막이부(15)의 간격에 따라 결정될 수 있다. 인젝터(141)가 일정 간격마다 파이프(11)에 칸막이부(15)를 형성하므로, 칸막이부(15)가 파이프(11)의 내부에 일정 간격마다 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 인장기를 도시한 정면도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 인장기를 도시한 사시도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 인장기(150)는 냉각기(130)에서 배출되는 파이프(11)에 인장력을 부여하도록 파이프(11)를 잡아당겨준다. 인장기(150)가 파이프(11)를 잡아당겨주므로, 진공기(120)를 통과하는 파이프(11)에 일정한 인장력이 가해진다. 따라서, 진공기(120)에서 높은 연성을 갖는 파이프(11)가 찌그러지거나 변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 인장기(150)는 파이프(11)의 이송 속도를 일정하게 유지한다.
인장기(150)는 인장 바디(151), 인장 롤러부(153) 및 롤러 승강부(155)를 포함한다.
인장 바디(151)는 칸막이 형성기(140)와 파이프 와인더(160) 사이에 배치된다. 인장 롤러부(153)는 인장 바디(151)에 설치되고, 파이프(11)를 이송시키면서 인장시킨다. 인장 바디(151)는 하부 바디(151a), 하부 바디(151a)의 상측에 승강 가능하게 설치되는 상부 바디(151b)를 포함한다. 상부 바디(151b)는 가이드 칼럼(152)을 따라 상하로 승강된다.
인장 롤러부(153)는 인장기 바디(151)에 설치되는 하부 롤러부(153a)와, 하부 롤러부(153a)와 함께 회전되면서 파이프(11)를 이송 및 인장시키는 상부 롤러부(153b)를 포함한다. 하부 롤러부(153a)에는 파이프(11)의 하부가 삽입되도록 하부홈부(154a)가 형성되고, 상부 롤러부(153b)에는 파이프(11)의 상부가 삽입되도록 상부홈부(154b)가 형성된다. 하부 롤러부(153a)와 상부 롤러부(153b)는 파이프(11)에 인장력이 가해지도록 파이프(11)를 이송시킨다.
롤러 승강부(155)는 인장 바디(151)에 배치되고, 인장 롤러부(153)의 상부 롤러부(153b)를 승강시킨다. 롤러 승강부(155)는 상부 바디(151b)에 나사 결합되는 볼스크류(156)와, 볼스크류(156)를 회전시키는 승강 모터부(157)를 포함한다. 승강 모터부(157)가 볼스크류(156)를 일방향 또는 타방향으로 회전시키고, 볼스크류(156)가 회전됨에 따라 상부 바디(151b)가 승강된다. 상부 바디(151b)가 상하방향으로 이동됨에 따라 상부 롤러부(153b)와 하부 롤러부(153a)의 간격이 조절된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 파이프 와인더를 도시한 정면도이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에서 파이프 와인더를 도시한 사시도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치의 파이프 와인더에서 합성수지관이 제조되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 파이프 와인더(160)는 인장기(150)에서 배출되는 파이프(11)를 권취하면서 파이프(11)를 접착하여 합성수지관(10)을 형성한다. 파이프 와인더(160)에서 파이프(11)가 나선형으로 감기면서 접착되므로, 파이프(11)를 권취하여 원통형의 합성수지관(10)이 제조될 수 있다.
파이프 와인더(160)는 권취기(161), 접착제 분사부(165) 및 냉각수 분사부(167)를 포함한다.
권취기(161)는 축방향에 서로 이격되게 설치되는 회전판부(162)와, 회전판부(162)의 둘레를 따라 배열되고, 파이프(11)가 권취될 때에 파이프(11)의 내측을 지지하는 권취 롤러부(163)를 포함한다. 권취 롤러부(163)는 권취기(161)의 회전축과 평행하게 배치된다.
접착제 분사부(165)는 권취기(161)의 일측에 배치되고, 권취되는 파이프(11)가 접착되도록 파이프(11)에 접착제를 분사한다. 접착제 분사부(165)는 접착제를 분사하는 분사노즐 형태로 형성된다. 접착제 분사부(165)는 파이프(11) 사이에 접착제를 분사할 수 있다. 접착제 분사부(165)는 접착제 공급부(미도시)에 연결되고, 접착제 공급부에는 접착제가 수용된다. 접착제는 파이프(11)와 동일한 재질로 형성되므로, 파이프(11)의 접착력이 증가되고, 파이프(11)와 접착제의 신축률이 동일해진다. 따라서, 파이프(11)와 접착제가 열변형에 의해 균열이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
냉각수 분사부(167)는 파이프(11)에 분사된 접착제를 냉각시키도록 접착제가 도포된 파이프(11)에 냉각수를 분사한다. 냉각수 분사부(167)가 접착제를 냉각시키므로, 접착제가 보다 신속하게 냉각될 수 있다. 따라서, 파이프(11)가 권취되면서 접착될 때에 이웃한 파이프(11) 서로 벌어지는 것을 방지할 수 있다.
합성수지관 가이드부(170)는 권취기(161)에서 배출되는 합성수지관(10)을 가이드하도록 권취기(161)의 합성수지관(10) 배출측에 배치된다. 합성수지관 가이드부(170)는 권취기(161)의 회전축의 연장선 상에 배치된다. 합성수지관(10)은 권취기(161)의 회전력에 의해 합성수지관 가이드부(170)에서 회전되면서 길이방향으로 이송된다.
합성수지관 제조장치는 권취기(161)에서 배출되는 합성수지관(10)을 가이드하도록 권취기(161)의 합성수지관(10) 배출측에 배치되는 합성수지관 가이드부(170)를 더 포함한다.
합성수지관 가이드부(170)는 베이스 프레임(171), 가이드 로드(173) 및 가이드 롤러부(175)를 포함한다. 베이스 프레임(171)은 권취기(161)의 배출측에 배치된다. 가이드 로드(173)는 베이스 프레임(171)에서 연결되고, 합성수지관(10)을 지지한다. 가이드 로드(173)는 권취기(161)의 회전축에 평행하게 한 쌍이 설치된다. 가이드 로드(173)의 양측은 서포트 부재(174)에 의해 지지된다.
가이드 롤러부(175)는 가이드 로드(173)에 합성수지관(10)을 지지하도록 회전 가능하게 설치된다. 가이드 롤러부(175)는 권취기(161)의 회전력에 의해 합성수지관(10)이 회전될 때에 합성수지관(10)의 외측면에서 구름 접촉된다.
파이프 와인더(160)는 권취기(161)와 인장기(150) 사이에 배치되고, 권취기(161)에 권취되는 파이프(11)에 인장력을 가하도록 파이프(11)를 가압하는 가압 롤러부(168)를 더 포함한다. 가압 롤러부(168)가 파이프(11)를 가압하므로, 파이프(11)가 권취기(161)에 팽팽하게 권취될 수 있다. 가압 롤러부(168)는 탄성부재(미도시)의 탄성력에 의해 파이프(11)를 일정한 압력으로 가압할 수 있다.
파이프 와인더(160)는 권취기(161)에 감기는 파이프(11)를 가압하도록 설치되는 가압 로드부(169)를 더 포함한다. 가압 로드부(169)의 단부에는 파이프(11)를 권취기(161)에 가압하도록 가압 헤드부(미도시)가 설치된다. 파이프(11)는 권취기(161)의 외측면과 가압 헤드부 사이를 통과함에 의해 권취기(161)의 외측면 측으로 가압된다.
절단기(180)는 파이프 와인더(160)에서 배출되는 합성수지관(10)을 일정 길이로 절단한다. 절단기(180)는 합성수지관(10)이 1회전될 때에 합성수지관(10)의 이송 속도와 동일한 속도로 권취기(161)의 축방향을 따라 이동되면서 합성수지관(10)을 절단한다. 따라서, 합성수지관(10)의 절단면이 경사지게 절단되는 것을 방지할 수 있다.
상기와 같은 합성수지관 제조장치에 의해 제조된 합성수지관에 관해 설명하기로 한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에 의해 제조된 합성수지관을 도시한 사시도이고, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조장치에 의해 제조된 합성수지관의 다른 예를 도시한 단면도이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 합성수지관(10)은 파이프(11), 접합부(13) 및 칸막이부(15)를 포함한다.
파이프(11)는 나선형으로 권취되고, 내부에 유로가 형성된다. 파이프(11)는 파이프(11)의 귄취시 면접촉되도록 다각 형태로 형성된다. 파이프(11)가 다각 형태로 형성되므로, 파이프(11) 사이에 접착제가 분사됨에 따라 파이프(11)의 접착면적이 증가될 수 있다.
접합부(13)는 권취된 파이프(11)를 접합한다. 접합부(13)는 권취된 파이프(11) 사이에 나선형으로 형성된다. 접합부(13)는 파이프(11)의 외측면에도 접합층을 형성도록 파이프(11)의 외측 전체에 형성되거나 파이프(11) 사이에만 형성될 수 있다.
칸막이부(15)는 파이프(11)의 유로를 구획하도록 유로에 형성된다. 칸막이부(15)는 합성수지관(10)의 원주 간격으로 형성될 경우, 파이프(11)가 권취될 때에 칸막이부(15)가 합성수지관(10)의 길이방향과 나란하게 한 줄로 배치된다. 또한, 칸막이부(15)는 합성수지관(10)의 원주 길이에 복수개씩 형성될 수 있다. 칸막이부(15)의 간격은 합성수지관(10)의 직경을 감안하여 적절한 간격으로 형성될 수 있다. 칸막이부(15)가 합성수지관(10)의 원주 길이 간격마다 복수개 형성되는 경우, 칸막이부(15)는 합성수지관(10)의 길이방향을 따라 복수의 줄로 배열될 수 있다.
칸막이부(15)가 파이프(11) 내부의 유로를 가로막도록 일정 간격마다 형성되므로, 파이프(11)의 내부로 물이나 유체가 유입되더라도 칸막이부(15)에 가로막혀 파이프(11)의 유로를 따라 유동되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 합성수지관(10)의 수밀성을 확보할 수 있다.
합성수지관(10)은 파이프(11)의 강성을 보강하도록 파이프(11)의 유로를 가로지르도록 설치되는 보강리브(17)를 더 포함한다. 보강리브(17)는 파이프(11)의 유로를 가로지르도록 일자 형태로 형성되고나 십자 형태로 형성될 수 있다. 파이프(11)의 내부에 일자형 보강리브(17)가 설치되는 경우, 파이프(11)의 유로가 2개의 공간으로 구획되므로, 보강리브(17)에 의해 구획된 2개의 공간에 인젝터(141)가 관통되어 2개의 공간에 칸막이부(15)를 각각 형성한다. 파이프(11)의 내부에 십자형 보강리브(17)가 설치되는 경우, 파이프(11)의 유로가 4개의 공간으로 구획되므로, 보강리브(17)에 의해 구획된 4개의 공간에 인젝터(141)가 관통되어 4개의 공간에 칸막이부(15)를 각각 형성할 수 있다. 보강리브(17)가 파이프(11)의 유로를 가로지르도록 설치되므로, 합성수지관(10)의 강성이 보강될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조방법에 의해 설명하기로 한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 합성수지관 제조방법을 도시한 플로우 차트이다.
도 17을 참조하면, 압출기(110)에서 파이프(11)가 압출된다(S11). 이때, 압출기(110)에는 다각 형태의 파이프(11)가 압출되도록 다각 형태의 압출홀부(113)가 형성된다.
압출기(110)에서 압출되는 파이프(11)가 진공기(120)에 유입된다(S12). 파이프(11)가 진공기(120)에 유입됨에 따라 파이프(11)가 반경방향으로 팽창된다. 따라서, 연질의 파이프(11)가 변형되거나 찌그러지는 것을 방지할 수 있다.
진공기(120)에서 배출되는 파이프(11)가 냉각기(130)에 유입된다(S13). 냉각 챔버(131)에 수용된 냉각수에 의해 파이프(11)가 냉각된다. 파이프(11)가 냉각기(130)의 냉각수에 의해 냉각되므로, 파이프(11)가 신속하게 고형화 된다. 이때, 파이프(11) 전체가 냉각수에 침지된 상태로 이송되면서 냉각된다.
인젝터(141)가 파이프(11)를 관통하도록 이동되고, 파이프(11)의 내부에 칸막이물질을 주입한다(S14). 따라서, 파이프(11)의 내부에 칸막이부(15)가 형성되므로, 파이프(11)의 내부로 물이나 유체가 유입되더라도 칸막이부(15)에 가로막혀 파이프(11)의 유로를 따라 다음 구간으로 유동되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 합성수지관(10)의 수밀성을 확보할 수 있다.
이때, 이동부(142)는 인젝터(141)를 일정 시간 간격마다 파이프(11)로 하강된다. 이동부(142)는 인젝터(141)가 파이프(11)에 칸막이물질이 주입되는 동안에 파이프(11)의 길이방향을 따라 파이프(11)와 동일한 속도로 이동되게 한다. 따라서, 인젝터(141)가 파이프(11)와 함께 이동되면서 파이프(11)의 내부에 칸막이부(15)를 형성할 수 있다. 인젝터(141)가 칸막이물질의 주입을 완료한 후 원위치로 복귀된다.
파이프(11)에 인장력을 부여하도록 인장기(150)에서 파이프(11)를 잡아당긴다(S15). 인장기(150)가 파이프(11)를 잡아당겨주므로, 진공기(120)를 통과하는 파이프(11)에 일정한 인장력이 가해진다. 따라서, 진공기(120)에서 높은 연성을 갖는 파이프(11)가 파이프의 이송 속도의 변경에 의해 찌그러지거나 변형되는 것을 방지할 수 있다.
파이프(11)가 파이프 와인더(160)에 권취되고, 파이프(11)에 접착제를 도포하여 합성수지관(10)을 형성한다(S16). 이때, 파이프 와인더(160)가 회전됨에 따라 파이프(11)가 파이프 와인더(160)에 권취되고, 접착제 분사부(165)에서 파이프(11)에 접착제를 분사하며, 접착제가 분사된 파이프(11)에 냉각수 분사부(167)가 냉각수를 분사한다. 접착제 분사부(165)는 권취되는 파이프(11) 사이에 접착제를 분사한다. 따라서, 접합부(13)는 파이프(11) 사이에 나선형으로 형성되어 이웃한 파이프(11)를 접착한다.
파이프(11)가 권취됨에 따라 합성수지관(10)이 제작되고, 합성수지관(10)의 길이가 길어짐에 따라 합성수지관 가이드부(170)에 합성수지관(10)이 유입된다. 합성수지관(10)은 권취기(161)의 회전력에 의해 합성수지관 가이드부(170)에서 회전된다. 합성수지관 가이드부(170)의 가이드 롤러부(175)는 합성수지관(10)과 함께 회전되도록 합성수지관(10)의 외측면에 구름 접촉된다. 가이드 롤러부(175)의 회전축은 합성수지관(10)의 회전축과 평행하게 형성된다.
절단기(180)를 이용하여 합성수지관(10)을 일정 길이로 절단한다(S17). 절단기(180)는 합성수지관(10)이 1회전될 때에 합성수지관(10)의 이송 속도와 동일한 속도로 권취기(161)의 축방향을 따라 이동되면서 합성수지관(10)을 절단한다. 따라서, 합성수지관(10)의 절단면이 합성수지관(10)의 축방향에 대하여 수직하게 절단될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 합성수지관 11; 파이프
13: 접착부 15: 칸막이부
17: 보강리브 110: 압출기
111: 압출 바디 112: 압출 노즐부
113: 압출홀부 114: 원추형 유로부
115: 직선형 유로부 120: 진공기
130: 냉각기 131: 냉각 챔버
131a: 냉각룸 133: 구획부재
134: 통과홀부 135: 가이드부
136: 가이드봉 137: 가이드 디스크
138: 가이드홀부 140: 칸막이 형성기
141: 인젝터 142: 이동부
150: 인장기 151: 인장기 바디
151a: 하부 바디 151b: 상부 바디
152: 가이드 칼럼 153: 인장 롤러부
153a: 하부 롤러부 153b: 상부 롤러부
155: 롤러 승강부 156: 볼스크류
157: 승강 모터부 160: 파이프 와인더
161: 권취기 162: 회전판부
163: 귄취 롤러부 165: 접착제 분사부
167: 냉각수 분사부 168: 가압 롤러부
169: 가압 로드부 170: 합성수지관 가이드부
171: 베이스 프레임 173: 가이드 로드
174: 서포트 부재 175: 가이드 롤러부
180: 절단기

Claims (20)

  1. 파이프가 압출되는 압출기;
    상기 압출기에서 압출되는 상기 파이프가 통과되고, 상기 파이프가 변형되는 것을 방지하도록 진공이 형성되는 진공기;
    상기 진공기에서 배출되는 상기 파이프를 냉각시키는 냉각기;
    상기 파이프의 내부에 칸막이부를 형성하도록 상기 파이프를 관통하는 칸막이 형성기;
    상기 냉각기에서 배출되는 상기 파이프에 인장력을 부여하도록 상기 파이프를 잡아당겨주는 인장기;
    상기 인장기에서 배출되는 상기 파이프를 권취하면서 상기 파이프를 접착하여 합성수지관을 형성하는 파이프 와인더; 및
    상기 파이프 와인더에서 배출되는 상기 합성수지관을 일정 길이로 절단하는 절단기를 포함하고,
    상기 냉각기는,
    냉각수가 수용되는 냉각 챔버;
    상기 냉각 챔버의 내부를 복수의 냉각룸으로 구획하고, 상기 파이프가 통과되도록 통과홀부가 형성되는 구획부재; 및
    상기 냉각 챔버에 유입된 상기 파이프를 가이드하는 가이드부를 포함하며,
    상기 가이드부는,
    상기 냉각 챔버의 길이방향을 따라 배치되는 복수의 가이드봉; 및
    복수의 상기 가이드봉에 끼워지고, 상기 파이프가 통과되도록 가이드홀부가 형성되고, 상기 파이프의 유입측에서 상기 파이프의 배출측으로 갈수록 간격이 넓게 배치되는 복수의 가이드 디스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지관 제조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 압출기에는 상기 파이프가 압출되도록 다각 형태의 압출홀부가 형성되는 것을 특징으로 하는 합성수지관 제조장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 가이드부는 복수의 상기 냉각룸 중에서 상기 파이프가 유입되는 첫 번째 상기 냉각룸에 배치되는 것을 특징으로 하는 합성수지관 제조장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 칸막이 형성기는,
    상기 냉각기와 상기 인장기 사이에 배치되고, 상기 파이프의 내부에 칸막이물질을 주입하도록 상기 파이프를 관통하는 인젝터; 및
    상기 인젝터를 이동시키는 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지관 제조장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 인장기는,
    상기 칸막이 형성기와 상기 파이프 와인더 사이에 배치되는 인장 바디;
    상기 인장 바디에 설치되고, 상기 파이프를 이송시키면서 인장시키는 인장 롤러부; 및
    상기 인장 바디에 배치되고, 상기 인장 롤러부를 승강시키는 롤러 승강부를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지관 제조장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 파이프 와인더는,
    상기 인장기에 배출되는 상기 파이프를 권취하는 권취기;
    상기 권취기의 일측에 배치되고, 권취되는 상기 파이프가 접착되도록 상기 파이프에 접착제를 분사하는 접착제 분사부; 및
    상기 파이프에 분사된 접착제를 냉각시키도록 접착제가 도포된 상기 파이프에 냉각수를 분사하는 냉각수 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지관 제조장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 권취기와 상기 인장기 사이에 배치되고, 상기 권취기에 권취되는 상기 파이프에 인장력을 가하도록 상기 파이프를 가압하는 가압 롤러부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지관 제조장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 권취기에서 형성되는 상기 합성수지관을 가이드하도록 상기 권취기의 상기 합성수지관 배출측에 배치되는 합성수지관 가이드부를 더 포함하고,
    상기 합성수지관 가이드부는,
    상기 권취기의 배출측에 배치되는 베이스 프레임;
    상기 베이스 프레임에 연결되고, 상기 합성수지관을 지지하는 가이드 로드; 및
    상기 가이드 로드에 상기 합성수지관을 지지하도록 회전 가능하게 설치되는 가이드 롤러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지관 제조장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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KR102076806B1 (ko) * 2019-10-24 2020-02-13 박영식 플라스틱 파이프 제조 장치

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