KR101869879B1

KR101869879B1 - 합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치

Info

Publication number: KR101869879B1
Application number: KR1020180032104A
Authority: KR
Inventors: 장동원; 임규영
Original assignee: (주)미라이후손관거; 한국환경공단; 주식회사 차후에스엔피; 주식회사 용전
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2018-06-25

Abstract

본 발명은 합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스파이더를 구성하는 내,외측 수지유통공을 구획하는 레그를 역방향으로 경사지게 배설하여 용융 합성수지의 믹싱 효과를 더욱 향상시켜 강도와 내구성 및 인장강도와 내충격성과 증대시킴과 아울러 회전다이를 회전시켜 스파이더에서 공급되는 용융합성수지의 이음부가 나선형으로 접합되어 크랙의 발생을 방지할수 있도록 한 합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치에 관한 것이다.
본 발명의 전체적인 구성은 주입통로(111)를 통해 용융된 합성수지가 투입되도록 하는 헤드(110)와; 원통형상으로 수지유통공(210)이 레그(220)에 의해 구획되어 용융 합성수지 흐름을 분할하여 이동시킨 후 하류 말단을 지난 후 서로 점진적으로 합쳐지게 하는 스파이더(200)와; 상기 스파이더(200)를 통해 이동되는 용융 합성수지를 전단 토출구로 이동 및 배출시키면서 외면을 원통 형상으로 성형하는 외측다이(170)로 구성된 압출장치에 있어서, 상기 스파이더(200)는 성형물의 강도와 내구성을 증대시키기 위한 내측 수지유통공(211)을 분할하는 레그(211a)와 ,외측 수지유통공(212)을 분할하는 레그(212a)는 양단부가 삼각형상의 꼭지점을 갖는 육각형상으로 상호 역방향으로 경사지게 배열한 구조로 이루어진 것이다.

Description

합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치{Plastic pipe extrusion equipment}

본 발명은 합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스파이더를 구성하는 내,외측 수지유통공을 구획하는 레그를 역방향으로 경사지게 배설하여 용융 합성수지의 믹싱 효과를 더욱 향상시켜 강도와 내구성 및 인장강도와 내충격성과 증대시킴과 아울러 회전다이를 회전시켜 스파이더에서 공급되는 용융합성수지의 이음부가 나선형으로 접합되어 크랙의 발생을 방지할수 있도록 한 합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치에 관한 것이다.

일반적으로, 파이프는 유체를 이송시키기 위한 수단으로 사용하게 되며, 이러한 파이프는 그 재질에 따라 금속 파이프와 합성수지 파이프로 분류되는데, 합성수지파이프는 금속 파이프에 비하여 강도는 낮으나 내구성 및 내마모성이 우수하고 무게가 가벼워 운반과 시공이 용이하여 현재 많이 사용되고 있다.

합성수지 파이프는 통상 압출기의 노즐을 통해 중공형태로 압출 성형하고, 압출 성형된 부분이 공기에 노출되어 자연 냉각됨으로써 경화되어진 제품을 얻을 수 있다.

이에 더하여 최근에는 파이프부재의 외주에 외측 중공부재를 적층시킨 복층 합성수지 파이프가 제안되었다.

이러한 복층 합성수지 파이프는 중간의 공간부에 의하여 내측 중공부재의 내부에서 유통되는 유체의 소음을 흡음하여 소음을 줄이고, 자연냉각 외에 별도의 공기 공급장치에 의해 내측 중공부재와 외측 중공부재 사이로 외기를 공급하여 냉각시켜 경화 효과가 향상된 제품을 얻도록 한 것이다.

또 삼층 구조의 합성수지 파이프를 성형 제조하는 종래의 압출 장치로서는, 국내의 공개특허 공개번호 제10-1993-236호와 공개특허 공개번호 제10-1993-236호의 각 3중벽 플라스틱 파이프 압출 방법 및 그 장치와 특허 등록 제10-638403호의 3중벽 플라스틱 파이프 압출 방법 및 장치 등이 알려져 있다.

통상적으로 합성수지파이프 제조용 압출기(100)는, 도 6에 도시되어 있는바와 같이, 용융된 합성수지가 통과된 후 다시 압출 공급시키는 스파이더(200)가 구비되고, 이 스파이더(200)의 출구에는 외면을 원통 형상으로 성형하는 외측다이(170)와 일정 간격을 유지하여 이동하는 용융 합성수지의 내면을 원통 형상으로 성형하는 내측다이(171)를 포함하고 있다.

여기에서 용융된 합성수지가 스파이더(200)를 통과하면 냉각장치에 의해 냉각된 후에 외측다이(170)와 내측다이(171)를 완전히 통과하여 합성수지 원형관으로 성형되어 인출되며, 인출되는 원형관은 적정한 길이로 절단하여 줌으로서 성형을 완료하게 된다.

상기에서 합성수지파이프를 성형하는데 이용되는 스파이더(200)는 도 7과 같은 단면구조로 이루어져 있었다.

즉, 스파이더(200)는 주로 원통형상으로 수지유통공(210)들이 레그(220)들에 의해 구획되어 용융 합성수지 흐름을 분할하여 이동시킨 후 하류 말단을 지난 후 서로 점진적으로 합쳐지게 되는 것이다.

그러나, 레그(220)들의 위치에서 융용 합성수지가 분할되면서 다시 합쳐질 때 완전한 융합이 이루어지지 않게 되므로, 파이프 등을 성형한 후에 레그(220)의 위치에 해당되는 부위에서 크랙이 발생되고, 이로인해 제품의 강도가 약해지는 원인이 되었다.

이러한 취약원인을 해소하기 위하여 도 6에 도시한 개량형 스파이더가 제안되기에 이른 것으로서, 이의 구성은 상기 스파이더(200)는 합성수지파이프를 성형하는 압출기의 내측 입구부에 설치되며, 원통형상으로 내측 수지유통공(211)과 외측 수지유통공(212)이 다수개의 레그(220)에 의해 구획되어 있다.

따라서 스파이더(200)는 수지유통공(210)들을 통해 액상의 합성수지의 흐름을 분할하여 이동시킨 후, 하류말단을 통과하면서 점진적으로 서로 합쳐져 결합되면서 성형되는 것은 알려져 있다.

하지만 이러한 구성을 갖는 스파이더를 적용하여도 일반 산업현장에서 요구하는 강도와 내구성 및 결합력을 모두 갖춘 파이프를 얻을수 없다는 것이 문제점으로 지적되어 이를 해소하기 위한 기술이 요구되고 있는 실정인 것이다.

국내특허 10-1090781호(등록일자 2011년12월01일) 국내공개특허 10-2014-91373호(공개일자 2014년7월21일)

본 발명은 종래 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 주 목적은 스파이더를 구성하는 내측 수지유통공을 분할하는 레그와, 외측 수지유통공을 구획하는 레그를 상호 역방향으로 경사지게 배설하여 이를 통과하는 용융합성수지의 결합력을 증대시킴과 동시에 강도와 내구성을 증대시키므로서 크랙이 발생되지 않도록 한 합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 내측다이의 전단부에 설치된 회전다이를 구동수단에 의해 일정속도로 회전시켜 스파이더를 통과한 각각의 용융 합성수지가 각각의 스크류 형상을 이루면서 접합되도록 하여 결합력을 증대시킬수 있는 합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치를 제공하는데 있는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 전체적인 구성은 주입통로를 통해 용융된 합성수지가 투입되도록 하는 헤드와; 원통형상으로 수지유통공이 레그에 의해 구획되어 용융 합성수지 흐름을 분할하여 이동시킨 후 하류 말단을 지난 후 서로 점진적으로 합쳐지게 하는 스파이더와; 상기 스파이더를 통해 이동되는 용융 합성수지를 전단 토출구로 이동 및 배출시키면서 외면을 원통 형상으로 성형하는 외측다이로 구성된 압출장치에 있어서, 상기 스파이더는 성형물의 강도와 내구성을 증대시키기 위한 내측 수지유동공을 분할하는 레그와 ,외측 수지유동공을 분할하는 레그는 양단부가 삼각형상의 꼭지점을 갖는 육각형상으로 상호 역방향으로 경사지게 배열한 구조로 이루어진 것이다.

또한 상기 내측 수지유통공에 배설되는 다수개의 레그는 수직선상에서 좌측으로 17도 경사지게 배설되고, 외측 수지유통공에 배설되는 다수개의 레그는 수직선상에서 우측으로 17도 경사지게 배설된 것이다.

그리고 상기 내측다이의 전단부에 동일 축 선상으로 설치되며, 전후방향 수평회전중심을 기준으로 회전되며 성형물이 연속적으로 회전되면서 성형되도록 구동수단에 의해 회전하는 원통형상의 회전다이를 더 부가한 구성으로 이루어진 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 내측 수지유통공과 외측 수지유통공이 원주분할판에 의해 원주방향으로 분할됨과 아울러, 내,외측 수지유통공에 배설되는 레그들이 상호 역방향으로 경사지게 배설하므로서 내,외측 수지유통공을 통과하는 용융 합성수지의 믹싱 효과가 크게 향상시켜 강도와 내구성이 향상됨과 아울러 구동수단에 의해 회전되는 회전다이를 이용하여 용융 합성수지를 나선형으로 접합되도록 하므로서 결합력을 증대시키므로서 시공후에 외부하중이 가해져도 클릭이 발생되는 것을 예방할수 있는 효과를 얻을수 있는 것이다.

도 1은 합성수지파이프 제조용 압출기의 구조를 보인 단면도.
도 2는 본 발명을 구성하는 스파이더의 평면도
도 3은 본 발명을 구성하는 스파이더의 사시도
도 4(a),(b)는 내,외측 수지유통공에 레드를 배설한 상태의 종단면도
도 5는 회전다이가 구동부에 연결되는 구조를 보인 요부 단면도.
도 6은 종래의 스파이더의 구조를 보인 평면도.
도 7은 종래의 다른 구조를 갖는 스파이더의 평면도

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 와와 같이, 통상의 합성수지 파이프를 성형하는 압출기(100)는 헤드(110)의 주입통로(111)를 통해 용융된 합성수지가 스파이더(200)를 거쳐 외측다이(170)와 원통형상으로 일정 간격을 유지하고 있는 내측다이(171)사이의 파이프 성형공간(172)를 통과하므로서 중공형상의 파이프를 연속성형하게 되는 것이다.

현재 파이프를 연속성형하는 스파이더(200)는 상술한 바와 같이, 용융합성수지의 흐름을 분할하여 이동시키기 위해 원주분할판(230)을 통로 중앙에 더 설치하여 내측유통공(211)과 외측유통공(212)으로 분할한 구조이다.

하지만 상술한 바와 같이 내,외측 수지유통공(211,212)에 배설되는 레그(220)를 단순 배열하는 것만으로는 요구하는 강도와 내구성을 갖춘 파이프를 얻을수 없어 이의 구조를 하기와 같이 개량보안한 것이다.

즉 내측 수지유통공(211)에 배열되는 레그(211a)는 도 2 내지 도 4에 되시되어 있는 바와 같이, 양단부가 삼각형상의 꼭지점을 갖는 육각형상으로 수직선상에서 좌측으로 17도 경사지게 배설하고, 상기 내측 수지유통공(211)의 외측에 형성된 외측 수지유통공(212)에 부설되는 레그(212b)는 수직성상에서 우측으로 17도 경사지게 배설한 구조를 갖는 것이다.

이와 같이 육각형상을 갖는 레그(211a,212a)를 내측 수지유통공(211)과 외측 수지유통공(212)에 상호 역방향으로 경사지게 배설하므로서 내,외측 수지유통공(211,212)을 통과한 용융합성수지가 서로 겹쳐지므로 접합력과 결합력이 향상되므로서 강도와 내구성이 증대된 파이프의 제조가 가능한 것이다.

도면에서는 내측 수지유통공(211)과 외측 수지유통공(212)에 각각 6개의 레그(211a,212a)들이 방사상으로 분할된 것을 도시하고 있으나, 이러한 레그(211a,212a)의 개수는 4개에서 8개까지 가감될 수 있는 것이다.

그리고 성형되는 파이프의 결합력을 더욱 증대시키기 위한 수단으로 내,외측 수지유통공(211,212)에서 공급되는 용융합성수지를 나선형으로 접합시켜 결합력을 증대시키는 것이다.

이와 같이 파이프의 결합력을 증대시키기 위하여 도 5에 도시한 바와 같이, 외측다이(170)는 내부에 위치하는 내측다이(171)의 외측단부에는 구동수단(250)에 의해서 회전되는 회전다이(250)를 더 부가한 것이다.

상기 내측다이(171)와 회전다이(25)는 동일한 외경을 갖는 것으로 외측다이(170)의 내주면과 일정 간격을 유지하여 용융 합성수지가 인출되면서 내면을 원통 형상으로 성형하게 되는데 상기 내측다이(171)의 선단부에 장착되는 회전다이(250)는 샤프트(261)에 의해 함께 회전가능하게 설치되어 있다.

또한 상기 회전다이(250)는 수평회전중심을 기준으로 회전되어 성형물(P)이 연속적으로 회전되면서 성형되도록 샤프트(261)를 통해 구동수단(260)과 연결되어 동력을 전달하게 된다.

이러한 본 발명은 원료인 용융합성수지가 고온의 상태를 유지하면서 스파이더(200)를 거쳐 외측다이(170)와 내측다이(171)사이에 형성되는 파이프 성형공간(172)을 통과하면서 속이 빈 구조의 파이프를 성형하게 된다.

내측다이(171)의 선단에 연결되어 함께 회전되는 회전다이(250)는 전,후로 길이를 가지는 원통 형상을 가지며, 샤프트(261)를 통해 모터의 동력으로 전달되는 회전력에 의해 일정속도와 일정 방향으로 회전된다.

따라서 성형물(P)이 파이프 성형공간(172)로 인출되면서 나선방향을 따라 연속 회전이 이루어지는 되면, 레그(220)를 통과하면서 발생되는 이음부가 겹쳐지면서 나선방향으로 비틀어지면서 결합되는 것이다.

그러므로 상기 레그(220)를 통과하면서 형성되는 이음부가 완성되는 파이프를 따라 일직선으로 성형되는 경우에 비하여 나선을 따라 비틀어지게 되므로 크랙이 발생되거나 취약해지는 경우를 방지할 수가 있는 것이다.

또한, 파이프의 내부로 이동하는 유체의 압력에 의해 제품이 취약해져서 벌어지거나 파괴되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 회전다이(250)의 내부에는 외부 공간으로는 냉각수를 순환시켜, 성형물(P)을 냉각시키는 것이 바람직 하다.

본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대하여서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에게 있어 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연하다 할 것이다.

100 - 압출기 170 - 외측다이 171 - 내측다이
200 - 스파이더 210 - 수지유통공 210 - 수지유통공
211a,212a - 레그 211 - 내측 수지유통공 212 - 외측 수지유통공
230 - 원주분할판 250 - 회전다이 260 - 구동수단

Claims

주입통로(111)를 통해 용융된 합성수지가 투입되도록 하는 헤드(110)와; 원통형상으로 수지유통공(210)이 레그(220)에 의해 구획되어 용융 합성수지 흐름을 분할하여 이동시킨 후 하류 말단을 지난 후 서로 점진적으로 합쳐지게 하는 스파이더(200)와; 상기 스파이더(200)를 통해 이동되는 용융 합성수지를 전단 토출구로 이동 및 배출시키면서 외면을 원통 형상으로 성형하는 외측다이(170)로 구성된 압출장치에 있어서, 상기 스파이더(200)는 성형물의 강도와 내구성을 증대시키기 위한 내측 수지유통공(211)을 분할하는 레그(211a)와 ,외측 수지유통공(212)을 분할하는 레그(212a)는 양단부가 삼각형상의 꼭지점을 갖는 육각형상으로 상호 역방향으로 경사지게 배열한 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치.
제1항에 있어서, 상기 내측 수지유통공(211)에 배설되는 다수개의 레그(211a)는 수직선상에서 좌측으로 17도 경사지게 배설되고, 외측 수지유통공(212)에 배설되는 다수개의 레그(212a)는 수직선상에서 우측으로 17도 경사지게 배설된 것을 특징으로 하는 합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치.
제1항에 있어서, 상기 외측다이(170)의 내부에는 내측다이(171)의 전단부에 동일 축 선상으로 설치되며, 전후방향 수평회전중심을 기준으로 회전되며 성형물(P)이 연속적으로 회전되면서 성형되도록 구동수단(260)에 의해 회전하는 원통형상의 회전다이(250)를 더 부가한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 합성수지파이프 압출기의 스파이더 및 압출장치.