KR102129980B1 - 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 PVC 파이프를 압출 성형하여 제조하는 트윈 압출기의 어댑터에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시키기 위한 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템은, 트윈 압출기의 어댑터를 냉각하기 위한 시스템으로서, 외주면에 하나 이상의 홈이 형성된 어댑터; 상기 어댑터의 홈을 감싸도록 상기 어댑터에 결합되어 상기 어댑터와의 사이에 소정의 공간을 형성하는 커버; 상기 어댑터와 상기 커버 사이의 공간에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관; 상기 어댑터와 상기 커버 사이의 공간에 공급된 냉각수를 상기 커버 외부로 배출하는 냉각수 배출관; 상기 커버에 결합되어 냉각 공기를 상기 어댑터와 상기 커버 사이의 공간에공급하는 덕트; 및 상기 커버의 상반부와 하반부에 각각 설치되는 온도센서;를 포함하되, 상기 덕트에는 유량 조절판이 설치되어, 상기 온도센서에서 측정된 온도에 따라 상기 덕트를 통해 공급되는 냉각 공기를 상기 커버의 상반부와 하반부로 유량을 배분하여 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템{Cooling System for Adapter of Twin Extruder}
본 발명은 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PVC 파이프를 압출 성형하여 제조하는 트윈 압출기의 어댑터에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시키기 위한 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템에 관한 것이다.
트윈 압출기는 PVC 파이프를 압출 성형하여 제조하는 기계로서 파이프의 최종 성형 및 배출을 위한 어댑터를 파이프 배출단에 구비한다.
이러한 트윈 압출기의 어댑터는 'Y'자 형상의 홀이 내부에 구비되어 두 개의 라인으로부터 하나의 파이프가 압출 성형되게 되는데, PVC 원료는 특성상 열에 매우 민감하게 반응하므로 제조되는 파이프의 품질이 저하되지 않도록 트윈 압출기의 어댑터는 파이프의 압출 성형시 냉각이 요구된다.
미국 공개특허공보 제2008-0233021호(2008.09.25)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, PVC 파이프의 압출 성형시 어댑터에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템을 제공하는 것이다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템은, 트윈 압출기의 어댑터를 냉각하기 위한 시스템으로서, 외주면에 하나 이상의 홈이 형성된 어댑터; 상기 어댑터의 홈을 감싸도록 상기 어댑터에 결합되어 상기 어댑터와의 사이에 소정의 공간을 형성하는 커버; 상기 어댑터와 상기 커버 사이의 공간에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관; 상기 어댑터와 상기 커버 사이의 공간에 공급된 냉각수를 상기 커버 외부로 배출하는 냉각수 배출관; 상기 커버에 결합되어 냉각 공기를 상기 어댑터와 상기 커버 사이의 공간에공급하는 덕트; 및 상기 커버의 상반부와 하반부에 각각 설치되는 온도센서;를 포함하되, 상기 덕트에는 유량 조절판이 설치되어, 상기 온도센서에서 측정된 온도에 따라 상기 덕트를 통해 공급되는 냉각 공기를 상기 커버의 상반부와 하반부로 유량을 배분하여 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 어댑터의 홈에 끼움 삽입되는 냉각관; 상기 냉각수 공급관과 상기 냉각관을 연결하는 분배관; 및 상기 냉각관과 상기 냉각수 배출관을 연결하는 병합관;을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 커버는 내부에 상기 어댑터의 외주면과 소정의 간격을 두고 상기 어댑터의 외주면을 따라 형성되는 격벽부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 트윈 압출기의 PVC 파이프 압출 성형시 어댑터에서 발생하는 열을 어댑터의 외주면에 공급되는 냉각수와 더불어 냉각 공기에 의해 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
더욱이, 어댑터의 외주면을 감싸는 커버의 내부 공간 중 상반부와 하반부에 흐르는 냉각 공기의 유량을 조절함으로써 어댑터를 균일하게 냉각할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 어댑터 냉각 시스템을 도시한 사시도
도 2는 도 1의 분해 사시도
도 3은 어댑터의 단면을 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 어댑터 냉각 시스템을 도시한 단면도
도 5는 도 4에서 영역 A를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 어댑터 냉각 시스템을 도시한 단면도
도 7은 도 6에서 영역 B를 도시한 도면
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 어댑터 냉각 시스템을 도시한 사시도
도 9는 본 발명의 제3 실시예에서 냉각 공기의 흐름을 나타낸 단면도
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 다만, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 어댑터 냉각 시스템을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 어댑터의 단면을 도시한 단면도이다. 또한, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 어댑터 냉각 시스템을 도시한 단면도이고, 도 5는 도 4에서 영역 A를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1 실시예에 따른 어댑터 냉각 시스템(100)은 어댑터(110), 커버(120), 냉각수 공급관(130) 및 냉각수 배출관(140)을 포함한다.
어댑터(110)는 도 3에 도시된 바와 같이, 두 개의 인입구(114)와 하나의 배출구(112)를 가지며, 두 개의 인입구(114)와 하나의 배출구(112)를 연결하도록 어댑터(110)의 내부에는 'Y'자 형상의 홀이 형성되어 있다.
어댑터(110)의 외주면에는 냉각관(134)이 삽입되는 하나 이상의 홈(116)이 형성되어 있으며, 도면에는 4개의 홈(116)이 형성되는 것으로 도시하였지만 홈(116)의 개수는 얼마든지 달라질 수 있고, 각 홈(116)의 형상 및 크기도 도면에 도시된 예에 한정되지 않고 필요에 따라 적절히 변경될 수 있음은 물론이다.
또한, 어댑터(110)에는 트윈 압출기 본체(미도시)에 결합되기 위한 체결홀(118)을 갖는 플랜지부가 형성되어 있다.
커버(120)는 제1 커버(122) 및 제2 커버(124)를 포함한다. 제1 커버(122) 및 제2 커버(124)는 어댑터(110)의 홈(116) 형성 부분을 감싸도록 배치되고, 내부에 소정의 공간(S)이 형성되도록 구비된다.
이에 따라, 제1 커버(122) 및 제2 커버(124)가 어댑터(110)의 홈(116) 형성 부분을 감싸도록 배치되어 서로 결합되면, 어댑터(110)와 커버(120) 사이에는 소정의 공간(S)이 형성된다.
제1 커버(122)와 제2 커버(124)는 서로 볼트 등에 의해 체결되어 어댑터(110)를 감싸도록 배치될 수 있으며, 이를 위해 제1 커버(122)에는 두 개의 제1 체결부(122c)가 형성되고 제2 커버(124)에는 두 개의 제2 체결부(124c)가 형성될 수 있다. 두 개의 제1 체결부(122c)는 제1 커버(122)의 끝단에 각각 제1 커버(122)의 외주면에 수직하게 배치되고, 두 개의 제2 체결부(124c)는 제2 커버(124)의 끝단에 각각 제2 커버(124)의 외주면에 수직하게 배치되어, 제1 커버(122)와 제2 커버(124)가 서로 맞닿도록 배치되면, 제1 체결부(122c)와 제2 체결부(124c)가 서로 접한 상태에서 볼트 등을 이용하여 서로 체결할 수 있다. 물론, 제1 커버(122)와 제2 커버(124)는 볼트 외에 용접 등과 같이 다양한 방식으로 서로 결합될 수 있다.
한편, 제1 커버(122)의 일측에는 덕트(122b)와 결합하기 위한 덕트 고정부(122a)가 형성되며, 덕트 고정부(122a)는 제1 커버(122)에 용접 등으로 고정될 수 있다. 덕트 고정부(122a)는 덕트(122b)와 볼트 등에 의해 체결될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방식으로 체결될 수 있다.
덕트 고정부(122a)와 덕트(122b)는 각각 내부에 공간이 형성된 중공 형상을 가진다. 이때, 덕트 고정부(122a)와 덕트(122b)에 형성된 내부 공간은 동일한 단면적 및 형상으로 형성될 수 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 커버(122)에는 덕트 고정부(122a)가 형성되는 부분에 상기 공간(S)과 덕트 고정부(122a)의 내부 공간이 서로 연통되도록 연통홀(126)이 형성된다.
냉각수 공급관(130)은 외부에서 공급되는 냉각수를 커버(120)의 내측에 공급하기 위해 구비된다. 이를 위해, 냉각수 공급관(130)은 덕트(122b)의 일측면을 관통하여 덕트(122b)와 덕트 고정부(122a)의 내부 공간 및 제1 커버(122)의 연통홀(126)을 통해 일단이 상기 공간(S)에 배치되도록 설치될 수 있다. 덕트(122b)의 일측면에는 냉각수 공급관(130)이 관통하여 배치될 수 있도록 관통홀(127)이 형성된다.
냉각수 공급관(130)은 분배관(132)을 통해 어댑터(110)의 홈(116)에 끼움 삽입되는 냉각관(134)과 연결되며, 냉각관(134)은 다시 병합관(142)을 통해 냉각수 배출관(140)과 연결되어 냉각수 라인을 형성한다.
냉각관(134)은 기본적으로 단면이 원형 형상으로 제조되나, 도 5에 도시된 바와 같이 어댑터(110)의 홈(116)에 끼움 결합시 홈(116)의 형상에 따라 일부 찌그러진 형상으로 변화될 수 있다.
분배관(132)은 하나의 냉각수 공급관(130)에서 공급되는 냉각수를 다수개의 냉각관(134)으로 분배하는 역할을 하며, 병합관(142)은 다수개의 냉각관(134)으로부터 배출되는 냉각수를 하나의 냉각수 배출관(140)으로 합치는 역할을 한다.
제2 커버(124)에는 냉각수 배출관(140)이 관통하여 배치될 수 있는 배출홀(128)이 형성되는데, 배출홀(128)은 냉각수 배출관(140)보다 크게 형성되어 덕트(122b)를 통해 커버(120)의 내부 공간(S)에 공급된 공기를 외부로 배출하는 배출구로서의 역할도 한다.
한편, 덕트(122b)는 외부에 위치하는 별도의 송풍기(미도시)와 연결되어, 외부의 송풍기로부터 공급되는 냉각용 공기를 커버(120)의 내부 공간(S)에 유입될 수 있도록 한다.
위와 같은 구성을 가지는 본 발명의 제1 실시예는 냉각수 공급관(130)으로부터 공급되는 냉각수가 어댑터(110)의 홈(116)에 삽입된 냉각관(134)을 통과하면서 어댑터(110)를 냉각하게 되고, 이에 더해 덕트(122b)를 통해 공급된 공기가 냉각관(134) 및 어댑터(110)의 외주면을 추가로 냉각함으로써, 어댑터(110)를 효과적으로 냉각할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 어댑터 냉각 시스템을 도시한 단면도이고, 도 7은 도 6에서 영역 B를 도시한 도면이다.
제2 실시예는 제1 실시예에서 어댑터(110)의 홈(116)에 삽입되는 냉각관(134)을 생략하는 대신, 제1 커버(122) 및 제2 커버(124)의 내부에 격벽부(122d)를 형성한 것을 특징으로 한다.
격벽부(122d)는 어댑터(110)의 외주면과 소정의 간격을 두고 어댑터(110)의 외주면을 따라 형성됨으로써, 격벽부(122d)와 어댑터(110)의 외주면 사이에 소정의 밀폐된 공간(S')을 형성하며, 제1 커버(122)에 형성된 격벽부(122d)의 일측에는 냉각수 공급관(130)이 결합되고, 제2 커버(124)에 형성된 격벽부(122d)의 일측에는 냉각수 배출관(140)이 결합된다.
이에 따라, 제2 실시예에서는 냉각수 공급관(130)을 통해 공급되는 냉각수가 격벽부(122d) 내부의 공간(S')에 공급되어 어댑터(110)의 외주면과 직접 접촉되어 냉각한 후 냉각수 배출관(140)을 통해 외부로 배출되게 된다.
따라서, 제2 실시예는 커버(120) 내부에 위치한 어댑터(110)의 외주면을 냉각수가 모두 감싸며 직접 접촉하여 냉각하게 되므로 제1 실시예에 비해 냉각수에 의한 냉각 효과를 더 크게 할 수 있다.
또한, 제1 커버(122) 및 제2 커버(124)의 내부 공간(S) 중 격벽부(122d) 외측의 공간(S")에는 덕트(122b)를 통해 공급되는 공기가 채워져 흐르도록 함으로써, 냉각수의 온도가 상승되더라도 냉각 공기에 의해 냉각수가 다시 냉각될 수 있도록 한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 어댑터 냉각 시스템을 도시한 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에서 냉각 공기의 흐름을 나타낸 단면도이다.
제3 실시예에 따른 어댑터 냉각 시스템(100)은 커버(120)에 하나 이상의 온도센서홀(129)이 형성되며, 덕트(122b)에는 유량 조절판(125a, 125b)이 설치될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 바람직하게 제1 커버(122)에 두 개의 온도센서홀(129)이 형성될 수 있으며, 각 온도센서홀(129)에는 온도센서(미도시)가 각각 설치되어 커버(120)의 내부를 흐르는 공기의 온도를 측정할 수 있다.
이때, 온도센서는 중력 방향으로 커버(120)의 상반부와 하반부에 각각 설치됨으로써, 온도센서에서 측정된 온도에 따라 덕트(122b)를 통해 공급되는 냉각 공기를 커버(120)의 상반부와 하반부로 유량을 달리하여 공급할 수 있도록 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 덕트(122b)에는 상부면와 하부면에 각각 공기의 흐름을 제어할 수 있는 유량 조절판(125a, 125b)이 설치될 수 있다. 유량 조절판(125a, 125b)은 스텝 모터(미도시) 등의 동력 수단에 의해 회전 동작될 수 있으며, 회전 각도를 제어함으로써 커버(120)의 상반부와 하반부로 공급되는 냉각 공기 유량을 연속적으로 제어할 수 있다.
이에 따라, 온도센서에 의해 측정된 커버(120)의 상반부 온도가 하반부 온도보다 높을 경우, 덕트(122b)의 하부에 설치된 유량 조절판(125b)을 상부로 회전시켜 커버(120)의 상반부에 공급되는 공기 유량을 늘릴 수 있으며, 반대로 온도센서에 의해 측정된 커버(120)의 하반부 온도가 상반부 온도보다 높은 경우에는 덕트(122b)의 상부에 설치된 유량 조절판(125a)을 하부로 회전시켜 커버(120)의 하반부에 공급되는 공기 유량을 늘릴 수 있도록 한다.
따라서, 제3 실시예의 경우 중력 등의 영향으로 어댑터(110)의 상반부와 하반부에 온도차가 발생하더라도 커버(120)의 상반부와 하반부로 배분되는 냉각 공기의 유량을 조절함으로써 어댑터(110)를 균일하게 냉각할 수 있게 된다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
100: 어댑터 냉각 시스템 110: 어댑터
112: 배출구 114: 공급구
116: 홈 118: 체결홀
120: 커버 122: 제1 커버
122a: 제1 고정부 122b: 제2 고정부
122c: 제1 체결부 122d: 격벽부
124: 제2 커버 124c: 제2 체결부
125a, 125b: 유량 조절판 126: 연통홀
127: 관통홀 128: 배출홀
129: 온도센서홀 130: 냉각수 공급관
132: 분배관 134: 냉각관
140: 냉각수 배출관 142: 병합관
S, S', S": 공간

Claims (5)

  1. 트윈 압출기의 어댑터를 냉각하기 위한 시스템으로서,
    외주면에 하나 이상의 홈이 형성된 어댑터;
    상기 어댑터의 홈을 감싸도록 상기 어댑터에 결합되어 상기 어댑터와의 사이에 소정의 공간을 형성하는 커버;
    상기 어댑터와 상기 커버 사이의 공간에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관;
    상기 어댑터와 상기 커버 사이의 공간에 공급된 냉각수를 상기 커버 외부로 배출하는 냉각수 배출관;
    상기 커버에 결합되어 냉각 공기를 상기 어댑터와 상기 커버 사이의 공간에공급하는 덕트; 및
    상기 커버의 상반부와 하반부에 각각 설치되는 온도센서;를 포함하되,
    상기 덕트에는 유량 조절판이 설치되어, 상기 온도센서에서 측정된 온도에 따라 상기 덕트를 통해 공급되는 냉각 공기를 상기 커버의 상반부와 하반부로 유량을 배분하여 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 어댑터의 홈에 끼움 삽입되는 냉각관;
    상기 냉각수 공급관과 상기 냉각관을 연결하는 분배관; 및
    상기 냉각관과 상기 냉각수 배출관을 연결하는 병합관;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 커버는 내부에 상기 어댑터의 외주면과 소정의 간격을 두고 상기 어댑터의 외주면을 따라 형성되는 격벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 냉각수 공급관과 상기 냉각수 배출관은 상기 격벽부에 결합되는 것을 특징으로 하는 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 냉각수 공급관을 통해 공급되는 냉각수는 상기 격벽부의 내부 공간에 공급되며, 상기 어댑터와 상기 커버 사이의 공간 중 상기 격벽부의 외측 공간에는 상기 덕트를 통해 공급되는 공기가 공급되는 것을 특징으로 하는 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템.
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