KR102131453B1 - 성형 및 냉각조건이 변화되지 않도록 개선된 스티로폼 성형장치의 마스터프레임 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스티로폼 성형을 위하여 금형틀이 장착된 상태에서 스팀과 냉각수를 분사하기 위한 스티로폼 성형장치 마스터프레임에 관한 것으로, 마스터프레임을 구성하는 사각틀로 이루어지는 상,하의 수평바와 좌,우의 수직바의 길이방향으로 관통되게 형성된 스팀 또는 냉각수를 공급하는 유로홀과 상기 유로홀의 내측으로 분사구와 연통되게 형성된 관체로 이루어진 보강수단으로 설치하여 더욱 효율적인 고압분사가 이루어지도록 하는 동시에 마스터프레임 내측으로 형성된 스팀과 냉각수를 분사하기 위한 작은 구멍으로 이루어진 복수의 분사구를 통하여 스팀과 냉각수의 고압분사에도 분사구가 손상되지 않도록 한 것이다.

Description

성형 및 냉각조건이 변화되지 않도록 개선된 스티로폼 성형장치의 마스터프레임{The master frame of an improved styrofoam molding apparatus so that molding and cooling conditions are not changed}

본 발명은 스티로폼 성형을 위하여 금형틀이 장착된 상태에서 스팀과 냉각수를 분사하기 위한 스티로폼 성형장치 마스터프레임에 관한 것으로, 특히 마스터프레임을 통하여 고압으로 분사되는 스팀과 냉각수의 분사구조를 개선하여 파손을 방지토록 함은 물론 이로 인한 냉각조건을 일정하게 유지시켜 스티로폼 성형을 할 때 제품불량이 발생되지 않도록 한 것이다.

일반적으로 스티로폼을 성형하기 위한 스티로폼 성형장치는 다양한 모양의 스티로폼을 성형하는 금형틀과 상기 금형틀에 스티로폼 원료를 투입과 스팀 및 냉각수를 분사하기 위한 마스터프레임으로 구성되며, 이러한 마스터프레임은 성형장치에 고정식으로 설치되는 고정금형과 상기 고정금형에서 개폐되도록 이동되는 이동금형으로 이루어져 상기 성형장치에 스티로폼 원료를 주입한 후에 고온의 스팀으로 주입된 원료를 용착시키고, 이러한 용착된 원료에 냉각수를 분사하여 냉각토록 한 후에 성형장치에서 꺼내어 건조하여 완료하게 되는 것이다.

또한 성형장치에서 금형틀만 교체함으로써 하나의 성형장치로 다양한 형상의 스티로폼을 제조할 수 있는 것이다.

그러나 마스터프레임에 원료공급 및 스팀과 냉각수를 주입하기 위하여 주변에 여러 관이 혼재되어 설치되어 성형장치가 매우 복잡하게 구성되어 있을 뿐만 아니라, 마스터프레임 내측에는 금형틀에 성형을 위한 스티로폼 원료를 용착시키는 스팀과 성형된 스티로폼을 냉각시키는 냉각수가 분사되는 여러 파이프가 외부로 노출되게 설치되어 있어 다양한 형상의 스티로폼을 제조하기 위하여 금형틀을 교체작업할 때 구조적인 문제로 간섭이 발생되어 금형 교체작업이 용이치 못한 문제가 있었으며, 이러한 금형 교체작업중에 노출된 파이프가 부딪힘에 의한 충격에 의하여 파손이 발생되는 문제가 종종 발생되었고, 이러한 파손으로 수리를 위한 보수작업이 필요하게 되면서 수리비용이 발생되는 문제가 있었다.

따라서 종래에 등록특허 제10-0884876호에 개시된 바에 따르면, 냉각파이프 사이에 냉각파이프보다 높이가 높게 형성된 보호판을 별도로 설치하여 냉각파이프의 파손을 방지토록 한 것이 제안되었다.

그러나 이러한 보호판을 장착할 경우에는 마스터프레임에 이미 설치된 파이프에 별도의 보호판을 조립해야 하기 때문에 제작의 불편함은 물론 보호판의 추가 설치에 따른 부품비용이 발생되어 성형장치의 판매원가가 상승되는 요인이 되었다.

또한 보호판을 설치하는 과정에서도 파이프와 부딪힘이 발생되면서 파이프의 파손이 발생되는 문제는 물론 설치된 보호판에 의하여 파손된 파이프를 수리할 경우에 오히려 방해요소가 되면서 보수작업이 매우 어려운 문제가 있었다.

따라서 종래의 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 출원인 출원하여 등록받은 등록실용 제20-0478686호에 개시된 바에 따르면, 마스터프레임을 상,하단에 배치되는 수평바와 좌,우에 배치되는 수직바로 조립되는 사각틀로 형성하고, 이러한 사각틀의 수평바와 수직바의 길이방향으로 관통된 유로홀을 형성하여 외부로 노출되지 않도록 하고, 상기 사각틀의 외측으로 유로홀에 스팀 및 냉각수의 공급과 배출을 위한 공급부 및 배출부를 형성하고, 사각틀의 내측면으로는 유로홀과 연통되게 복수의 분사구를 형성하여 공급부를 통해 공급된 스팀 및 냉각수가 유로홀을 경유하여 분사구를 통해 금형틀에 분사가 이루어지면서 배출구로 배출되어 스티로폼 성형을 위한 성형장치를 스팀 및 냉각수 분사를 위한 파이프를 필요치 않게 간소화로 제작토록 하면서 교체작업도 용이토록 하였다.

그러나 이러한 마스터프레임의 문제가 공급된 스팀 및 냉각수가 유로홀을 통하여 작은 구멍으로 이루어진 분사구를 통해 금형틀에 고압으로 분사되는 과정에서 분사구가 고압분사에 의해 구멍이 커지게 되면서 분사가 제대로 이루어지지 않게 되면서 성형된 스티로폼의 냉각조건이 틀어지게 되어 제조과정에서 제품불량이 발생되는 문제가 있었고, 이러한 냉각조건을 동일하게 유지하기 위하여 마스터프레임의 사각틀을 교체해야 하기 때문에 수리 및 교체를 위한 시간소요와 비용이 발생되는 문제가 있어 이러한 성형장치의 개선이 필요하였다.

따라서 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 성형을 위한 스티로폼의 냉각을 위하여 고압으로 분사되는 스팀과 냉각수에 의하여 분사구의 파손으로 인해 냉각조건이 달라지지 않도록 유로홀 및 분사구조를 개선토록 함으로써 성형되는 스티로폼의 제품불량이 발생되는 것을 방지토록 하고, 분사구의 손상으로 인한 마스터프레임의 교체 등에 따른 유지보수비용이 발생되지 않도록 한 것에 본 발명의 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 마스터프레임을 구성하는 사각틀로 이루어지는 상,하의 수평바와 좌,우의 수직바의 길이방향으로 관통되게 형성된 스팀 또는 냉각수를 공급하는 유로홀과 상기 유로홀의 내측으로 분사구와 연통되게 형성된 관체로 이루어진 보강수단을 유로홀과 대응하는 길이로 설치하여 더욱 효율적인 고압분사가 이루어지도록 하는 동시에 마스터프레임 내측으로 형성된 스팀과 냉각수를 분사하기 위한 작은 구멍으로 이루어진 복수의 분사구를 통하여 스팀과 냉각수의 고압분사에도 분사구가 손상되지 않도록 한 것이다.

따라서 본 발명에 따르면, 마스터프레임이 기존과 같이 간소화로 제작이 가능하면서도 스팀 및 냉각수가 공급되어 경유되는 유로홀이 보강수단으로 보강되어져 더욱 효율적인 고압분사로 성형 및 냉각조건을 우수하게 하면서도 고압분사에도 분사구의 파손이 발생이 되지 않게 분사가 이루어져 성형을 위한 냉각조건이 일정하게 유지되어 성형되는 제품의 불량이 발생되지 않게 됨은 물론이고, 파손방지로 인하여 교체나 수리로 인한 시간낭비와 비용을 절감하는 동시에 연속적인 생산작업으로 대량생산이 가능하여 경제적인 상승효과를 제공하게 되는 것이다.

도1은 본 발명의 스티로폼 성형장치의 구조를 나타낸 개략도.
도2는 본 발명의 마스터프레임에 금형이 장착된 구조를 나타낸 사시도.
도3은 본 발명의 마스터프레임의 구조 및 유로홀에 보강수단이 설치되는 상태를 나타낸 분해사시도.
도4는 본 발명의 마스터프레임의 유로홀에 보강수단이 설치된 상태의 단면도.
도5는 본 발명의 마스터프레임의 정단면도.
도6과 도7은 본 발명의 마스터프레임의 보강수단으로 분사구가 보강된 유로홀을 통해 스팀 또는 냉각수가 분사되는 구조를 나타낸 단면도.
도8은 본 발명의 마스터프레임의 수평바와 수직바에 분사구가 형성된 유로홀을 나타낸 사시도.
도9는 본 발명의 유로홀에 설치된 보강수단이 회동되지 않도록 하면서 밀폐를 위하여 분사구에 분사노즐이 장착된 단면도.
도10은 본 발명의 분사노즐이 패킹에 의해 밀폐결합된 상태의 단면도.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이 본 발명의 스티로폼 성형장치(1)는, 금형틀(2)의 고정금형(2a)이 장착된 고정대(3)와 고정금형(2a)과 대응하는 이동금형(2b)이 장착된 이송대(4)가 구비되고, 원료공급부(5)로부터 스티로폼 원료가 공급되어 고정금형(2a)과 이동금형(2b)이 서로 맞물려 스팀을 방출하여 열 융착으로 스티로폼 성형이 이루어진 후, 냉각수를 방출하여 성형물의 냉각이 이루어지도록 되는 것으로, 각각의 고정금형(2a)와 이동금형(2b)는 고정대(3)와 이송대(4)의 마스터프레임(M)에 장착되는 것이다.

상기 마스터프레임(M)은 길이방향으로 관통된 유로홀(200)과 복수 개의 분사구(300)가 형성되어 상,하단으로 이격되게 배치되는 수평바(110)와 상기 수평바(110)의 좌,우 양측으로 배치되어 길이방향으로 관통된 유로홀(200)과 복수 개의 분사구(300)가 형성된 수직바(120)로 이루어지는 사각틀(100)로 구성되고, 상기 수평바(110)와 수직바(120)에 형성된 각각의 유로홀(200)에는 내측으로 유로홀(200)과 대응하는 길이의 관체로 이루어져 복수의 분사홀(400a)이 형성된 보강수단(400)이 내입되게 설치된 상태에서 사각틀(100)의 내측면에 공급되는 스팀 및 냉각수를 금형틀(2)에 분사하도록 보강수단(400)에 형성된 복수 개의 분사홀(400a)을 유로홀(200)에 형성된 분사구(300)와 연통되도록 하여 분사되도록 한 것이다.

따라서 유로홀(200)에 공급되어 연통된 분사구(300)를 통하여 분사되는 스팀에 의하여 스티로폼 원료를 융착시켜 성형이 이루어지거나 스티로폼 성형이 이루어진 후에는 냉각수가 고압으로 분사되어 성형물의 냉각이 이루어지게 되고, 이때 스티로폼의 성형을 위한 스팀분사나 냉각을 위한 냉각수분사가 이루어질 때 분사구(300)가 유로홀(200) 내측에 형성된 보강수단(400)에 의하여 마모를 방지하여 파손을 방지하게 되는 것이고, 또한 항상 일정한 분사압을 제공하여 성형조건 및 냉각조건을 유지하게 되면서 성형되는 스티로폼을 불량 없이 생산할 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 유로홀(200)의 내측에 설치되는 보강수단(400)에 의하여 유로홀(200)의 내경이 보강수단(400)의 살두께 만큼 작아지게 되면서 유로홀(200)에 공급되어 경유되는 스팀 및 냉각수의 압력이 높아지게 되면서 분사구(300)로 분사되는 분사압력을 세지게 되면서 성형된 스티로폼에 전체적으로 고루게 분사가 이루어지게 되는 것이다.

또한 공급되는 스팀 및 냉각수의 분사압력을 높이기 위하여 보강수단(400)의 내벽면에는 스크류(410)를 형성하여 스팀 및 냉각수의 유속을 빠르게 유도하게 되는 것이다.

이때 상기 사각틀(100)의 수평바(110)와 수직바(120)의 유로홀(200)에 스팀 및 냉각수의 공급과 배출을 위하여 사각틀(100)에는 유로홀(200)과 연통되는 공급부(101)와 배출부(102)가 각각 형성되는 것이다.

이때 상기 사각틀(100)의 수평바(110)와 수직바(120)는 내측에 길이방향으로 유로홀(200)을 일체로 형성할 수 있도록 압출성형에 의한 주물로 제작되는 것이다.

또한 상기 수평바(110)와 수직바(120)를 사각틀(100)로 조립하기 위하여 수평바(110)의 양 측단이 수직바(120)의 상,하단의 연접되는 모서리 부분을 용접하여 조립이 이루어지거나 좌우 양측 모서리를 서로 맞물림이 이루어지도록 경사면으로 형성토록 하고, 이러한 맞물림으로 인하여 수평바(110)와 수직바(120)에 형성된 유로홀(200)이 연결되는 것이고, 이러한 연접되는 모서리 부분을 밀폐를 유지하면서도 견고한 조립을 위하여 용접으로 조립하게 되는 것이다.

또한 사각틀(100)의 연접된 모서리 부분에 더욱 견고한 조립을 위하여, 수평바(110)의 벽체(111) 모서리 부분에 관통된 타공홀(112)을 형성하고, 수직바(120)에는 타공홀(112)과 대응하는 위치에 길이방향을 따라서 벽체(121)에 체결홀(122)을 형성하고, 상기 수평바(110)의 타공홀(112)을 통해 수직바(120)의 체결홀(122)에 볼트(B)를 체결토록 함으로써 견고한 조립이 이루어지게 됨은 물론, 타공홀(112)에 의하여 공급되는 스팀 및 냉각수의 누수를 방지하여 일정한 성형조건과 냉각조건을 제공하게 되는 것이다.

또한 볼트(B)가 체결되는 부분으로 패킹체(P)를 더 구비하여 밀폐토록 함으로써 공급부(101)를 통해 공급되는 스팀 및 냉각수가 새거나 누수 방지를 더욱 향상된 밀폐력을 유지하게 되는 것이다.

또한 상기 수평바(110)와 수직바(120)의 벽체(111,121)에는 내측면으로 만곡되게 돌출된 돌출면(113,123)을 형성하여 상기 돌출면(113,123)에 의하여 유로홀(200)을 형성하기 위한 공간을 확보하는 동시에 수평바(110)와 수직바(120)를 전체적으로 보강하게 되면서 유로홀(200)이 연결되는 연접부위의 터짐도 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 돌출면(113,123)에 의하여 분사구(300)를 다양한 각도는 물로이고, 다양한 배열로 형성이 가능하여 분사되는 스팀과 냉각수의 분사범위를 넓게 확장할 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 분사구(300)를 형성할 경우에 정확한 위치에 타공이 가능하도록 돌출면(113,123)의 표면에는 가이드라인(114,124)를 형성할 수 있는 것이다.

따라서 만곡되게 돌출된 돌출면(113,123)에 분사구(300)의 타공이 가이드라인(114,124)에 의해 미끄럼이 발생되지 않고 정확한 위치에 타공이 이루어지게 됨으로써 분사구(300)를 타공으로 인한 수평면(110)과 수직면(120)의 제조불량을 방지할 수 있게 되고, 일정 길이의 압출 또는 주물로 성형시에 뒤틀림도 방지하게 되는 것이다.

이때 상기 수평바(110)와 수직바(120)의 유로홀(200) 내측으로 설치되는 보강수단(400)은 녹이 발생되지 않고 강도가 우수한 동관이나 서스관으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 보강수단(400)을 동관이나 서스관으로 설명하고 있으나, 이러한 보강수단(400)의 재질이 본 발명의 목적을 제한하는 것은 아니며, 녹이 발생되지 않고, 마모가 발생되지 않는 강도가 있는 재질이면 모두 사용가능한 것이다.

이때 상기 수평바(110) 및 수직바(120)의 유로홀(200) 내측에 설치된 보강수단(400)가 회전에 의해 유동되면서 분사구(300)의 막힘을 방지하도록 보강수단(400)을 고정수단(500)으로 고정하는 것이 바람직하고, 이러한 고정수단(500)은 보강수단(400)의 안정적인 고정을 위하여 수평바(110) 및 수직바(120)의 좌우 양측에 고정되는 것이고, 길이가 길 경우에는 중앙에 추가로 고정수단(500)을 더 사용할 수 있는 것이다.

이때 상기 고정수단(500)이 조립되는 부분에도 패킹체(P)를 구비하여 밀폐토록 함으로써 스팀 및 냉각수가 외부로 새는 등의 누수를 방지하여 성형 및 냉각조건이 변화되지 않도록 일정하게 유지하게 되는 것이다.

한편, 상기 사각틀(100)의 내측면에 형성된 분사구(300)는 별도의 분사노즐(600)을 장착하여 스팀 및 냉각수가 분사될 수 있도록 할 수 있는 것이다.

상기 분사노즐(600)은 분사되는 스팀 및 냉각수의 분사각도 및 분사범위를 제어하는 동시에 보강수단(400)의 회전을 방지하도록 고정하는 동시에 유로홀(200)과 그 내측에 보강수단(400)의 틈새 사이로 분사되는 스팀 및 냉각수가 새지 않도록 밀폐시키게 되는 것이다.

이를 위하여, 상기 분사노즐(600)은 분사몸체(610)와 상기 분사몸체(610)의 내측으로 단턱면(630)이 형성되면서 하방으로 나사산으로 돌출형성된 조임부(620)를 형성하여 나사조임방식으로 간단하게 조립이 이루어지게 되는 것이다.

또한 상기 분사노즐(600)은 스티로폼 성형과정이나 금형틀을 교체하는 과정 등에서 충격에 의하여 분사노즐(600)이 파손 등의 손상이 발생되어도 분사구(300)에는 전혀 손상이 발생되지 않으며, 단지 파손된 분사노즐(600)만 간단하게 교체하여 별도의 유지보수작업이 필요치 않고 지속적인 작업을 진행할 수 있는 것이다.

또한 상기 분사노즐(600)의 단턱면(630)에는 분사노즐(600)으로 조임방식으로 조립할 경우 조립 부분의 밀폐를 위하여 패킹링(640)을 구비하게 되고, 이러한 조임에 의하여 밀폐가 이루어지는 동시에 분사압을 조절하여 스팀 또는 냉각수의 분사범위 및 확장을 조절할 수 있게 되는 것이다.

1: 성형장치
2: 금형틀 2a: 고정금형
2b: 이동금형 3: 고정대
4: 이송대 5: 원료공급부
M: 마스터프레임 B: 볼트
P: 패킹체
100: 사각틀 110: 수평바
111,121: 벽체 112: 타공홀
113,123: 돌출면 114,124: 가이드라인
120: 수직바 122: 체결홀
200: 유로홀
300: 분사구
400: 보강수단 410: 스크류
500: 고정수단
600: 분사노즐 610: 분사몸체
620: 조임부 630: 단턱면
640: 패킹링

Claims (5)

1. 스티로폼 성형 및 냉각을 위하여 공급되어 분사구(300)를 통하여 분사되는 스팀 및 냉각수가 경유되는 유로홀(200)이 외부에 노출되지 않도록 수평바(110)와 수직바(120)로 구성된 사각틀(100)의 간소화 구조로 이루어져 다양한 스티로폼의 성형을 위하여 금형틀(2)이 교체가능하게 장착되고, 수평바(110)와 수직바(120)에는 길이방향으로 스티로폼 성형 또는 냉각을 위하여 분사구(300)를 통하여 분사되는 스팀 및 냉각수가 경유되는 유로홀(200)이 형성된 마스터프레임(M)에 있어서,
   상기 수평바(110)와 수직바(120)에 형성된 유로홀(200)의 내측에는 유로홀(200)과 대응하는 길이의 관체로 이루어진 복수의 분사홀(400a)이 형성된 보강수단(400)을 내입되게 장착하여 보강수단(400)에 형성된 분사홀(400a)이 분사구(300)와 연통되도록 유동되지 않게 고정수단(500)으로 고정되게 설치하여 고압으로 분사되는 스팀 및 냉각수에 의하여 분사구(300)의 마모를 방지하면서 유로홀(200)의 내경이 내입된 보강수단(400)에 의하여 작아지게 되면서 항상 일정하게 강한 분사압을 제공하여 성형된 스티로폼에 전체적으로 고루게 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 성형 및 냉각조건이 변화되지 않도록 개선된 스티로폼 성형장치의 마스터프레임.
2. 제1항에 있어서,
   상기 보강수단(400)의 내벽면에는 스크류를 형성하여 스팀 및 냉각수의 유속을 빠르게 유도하여 분사압력을 향상시켜 강하게 분사되도록 한 것을 특징으로 하는 성형 및 냉각조건이 변화되지 않도록 개선된 스티로폼 성형장치의 마스터프레임.
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4. 삭제
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