KR102151984B1 - 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치 - Google Patents

평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 성형 수지 압출기로부터 압출된 합성수지 파이프 성형용 성형 수지가 유동되는 수지 유로를 구비한 성형 수지 다이스; 성형 수지 다이스의 선단부에 결합되며 수지 유로와 연통하는 성형 유로를 구비하되, 성형 유로는 성형 수지가 합성수지 파이프로 성형이 될 때 합성수지 파이프의 외주면이 평활구조가 되도록 평활면으로 이루어진 성형 헤드; 성형 수지 다이스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 선재가 관통하면서 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 수 있도록 중공으로 이루어진 회전관; 이 회전관을 성형 수지 다이스의 내부에서 회전시키는 회전수단; 회전관의 선단부에 착탈 가능하게 설치되면서 일부분은 성형 헤드에 삽입이 되며, 성형 수지가 합성수지 파이프로 성형이 될 때 합성수지 파이프의 내주면이 나선구조가 되도록 성형 유로에 대응하는 나선 돌기가 구비된 성형부가 마련되고, 선재가 관통하면서 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 수 있도록 중공으로 형성된 성형부재를 포함하여 이루어진 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치를 제공한다. 또한 본 발명은 상기 성형장치에 의해 성형되는 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프를 제공한다.

Description

평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치{Plastic pipe and forming apparatus thereof having flat outer surface and helical inner surface}
본 발명은 합성수지 파이프의 성형장치에 관한 것으로, 특히 외주면은 평활구조로 이루어지면서 내주면은 나선구조로 이루어진 합성수지 파이프를 성형함과 아울러 그 합성수지 파이프의 내부에 통신선이나 전선 등의 선재를 동시에 삽입하게 되는 합성수지 파이프의 성형장치에 관한 것이다.
합성수지 파이프의 대표적인 활용예로는 전선이나 전신선 및 광케이블 등의 각종 케이블을 보호하는 보호관으로서의 사용이다.
전선관이나 통신관 등으로 사용되는 파이프는 종래의 경우 지중에 매설되었을 때 토압에 충분히 견딜 수 있는 안전성과 견고성의 확보를 위해 강재(steel)로 이루어진 내피와 이 내피를 감싸는 합성수지 소재의 외피로 구성되는 것이 일반적이었다. 즉, 내관이 강재(steel)를 나선형으로 말아서 이어붙인 구조로 제작이 되고, 외관은 연질 PVC로 이루어져 내관의 외주면에 피복이 되는 구조로 제작이 되는 것이다. 그런데 이 경우, 내관이 부식에 취약하고, 말아서 이어붙인 부분에 간극이 발생하여 누수 현상이 생기는 문제가 있으며, 통신선에 노이즈를 유발하기도 하는 문제가 있다. 또한, 내관이 강재로 이루어져 있기 때문에 권취하기가 곤란하여 50m 이상의 길이로 제작하기가 곤란한 문제가 있다
또, 내관과 외관의 이중관 구조를 가진 합성수지 파이프를 사용하기도 하는데, 하기 선행기술문헌의 특허문헌 1은 하나의 외부 덕트에 다수의 내부 덕트가 삽입된 이중관 구조의 전선보호관을 개시하고 있다. 또, 특허문헌 2의 경우도 하나의 외관 내부에 복수 개의 내관들이 삽입된 이중관 구조의 통신선용 보호관을 보여주고 있다. 이러한 전선보호관이나 통신선용 보호관을 제조할 때는, 일반적으로 하나의 압출기를 이용하여 내관을 압출 성형한 다음에 별도의 압출기를 이용하여 외관을 압출 성형하고, 이어서 외관의 내부에 복수 개의 내관을 삽입 및 접합시키는 공정으로 수행하게 된다. 그런데, 이러한 종래의 전선보호관이나 통신선용 보호관은 내관이 평활관으로 이루어지고 외관은 주름관으로 이루어지거나, 내관과 외관 모두가 주름관으로 이루어진 구조로 이루어져 있다. 따라서, 외부로부터 작용하는 인장력에 견디는 힘이 약하고, 지중에서의 토압에 충분히 견디도록 하기 위해 강재를 사용하거나 이중관 구조로 하여야 하므로 소재 비용이 많이 소요되는 문제가 있다.
한편, 상기 보호관의 성형 이후에 보호관의 내부에 전선이나 통신선을 삽입하는 작업을 수작업으로 수행하게 되는데, 보호관에 전선이나 통신선을 삽입하는 데에 소요되는 작업 공수와 시간 및 비용 부담의 문제가 있다. 특허문헌 3에 공개된 것과 같이 관을 코일형태로 권취한 다음에 관을 진동시키면서 그 내부에 선상체(예를 들면, 광케이블)를 삽입하는 장치가 개발된 바 있으나, 관을 코일형태로 권취하기 위한 보빈, 관을 진동시키기 위한 진동 테이블과 진동 모터, 광케이블을 송급하기 위한 수단들과 같은 여러 가지 부수 장치들을 구비하여야 하기 때문에 현장에서 설비의 점유면적과 비용 부담이 증가하는 문제가 있다.
대한민국 등록특허 제10-1666912호(2016.10.17. 공고) 대한민국 특허공개번호 제10-2003-0017904호(2003.03.04. 공개) 일본 특허번호 제2642467호(1997.08.20.)
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 개발된 것으로, 소재 비용을 절감하면서도 우수한 인장특성과 내압특성을 가지며 내부의 통기성과 내열 특성이 향상되도록 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 성형 수지 압출기로부터 압출된 합성수지 파이프 성형용 성형 수지가 유동되는 수지 유로를 구비함과 아울러, 경질 코팅재 압출기로부터 압출된 경질 코팅재가 유동되는 경질 코팅재 유로를 구비한 성형 수지 다이스; 상기 성형 수지 다이스의 선단부에 결합되며 상기 수지 유로 및 경질 코팅재 유로와 연통하는 성형 유로를 구비하되, 상기 성형 유로는 상기 성형 수지가 합성수지 파이프로 성형이 될 때 상기 합성수지 파이프의 외주면이 평활구조가 되도록 평활면으로 이루어진 성형 헤드; 상기 성형 수지 다이스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 선재가 관통하면서 상기 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 수 있도록 중공(中空)으로 이루어진 회전관; 상기 회전관을 상기 성형 수지 다이스의 내부에서 회전시키는 회전수단; 상기 회전관의 선단부에 착탈 가능하게 설치되면서 일부분은 상기 성형 헤드에 삽입이 되며, 상기 성형 수지가 합성수지 파이프로 성형이 되도록 하되 상기 합성수지 파이프의 내주면이 나선구조가 되도록 함과 아울러 상기 경질 코팅재가 상기 합성수지 파이프의 내주면에 코팅층으로 형성되도록 상기 성형 유로에 대응하는 나선 돌기가 형성된 성형부가 마련되고, 상기 선재가 관통하면서 상기 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 수 있도록 중공(中空)으로 형성된 성형부재를 포함하여 이루어진 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 성형부재에 구비된 성형부는 상기 합성수지 파이프의 성형 방향을 따라 상기 성형 헤드의 외측으로 연장된 길이의 연장부를 가지며, 상기 연장부는 상기 나선 돌기로부터 연속된 한 피치의 나선 돌기부와 이 나선 돌기부 이후의 평활면부로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성형부재는 상기 회전관의 선단부에 착탈 가능하게 설치되도록 하기 위한 조립단부를 구비하되, 상기 조립단부와 상기 회전관의 선단부는 상기 합성수지 파이프의 내주면이 나선구조로 형성된 데 대하여 역방향의 나선구조로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 선재가 상기 회전관을 관통하여 상기 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 때 상기 선재가 상기 합성수지 파이프의 내주면의 코팅층에 달라붙지 않도록 하기 위한 계면활성제를 공급하는 계면활성제 공급부와, 상기 선재를 냉각시키는 에어를 공급하는 에어 공급부가 각각 더 구비되고, 상기 계면활성제 공급부로부터 공급되는 계면활성제와 상기 에어 공급부로부터 공급되는 에어가 상기 회전관을 통하여 상기 선재의 외주면으로 공급되도록 상기 회전관의 외주 측에 설치되는 공급 가이드가 더 구비될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 성형 헤드 측에는, 상기 성형부에서 상기 합성수지 파이프가 성형될 때 상기 합성수지 파이프의 외주면에 식별 라인을 표시하기 위한 도료를 공급하는 도료 공급부가 설치되고, 상기 도료 공급부로부터 공급되는 도료를 상기 합성수지 파이프의 외주면으로 유도하여 식별 라인이 표시되도록 하는 도료 주입홀이 형성될 수 있다.
삭제
위와 같이 구성된 본 발명의 성형장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 소재 비용을 절감하면서도 우수한 인장특성과 내압특성을 가지며 내부의 통기성과 내열 특성이 향상되는 합성수지 파이프를 성형할 수 있게 된다.
둘째, 회전관을 상대로 성형부재를 착탈이 가능하게 결합하게 되므로, 성형하고자 하는 합성수지 파이프의 피치 간격이나 내경 사이즈에 따라 원하는 규격의 성형부재로 쉽게 교체할 수 있게 된다.
셋째, 합성수지 파이프의 성형과 동시에 통신선이나 전선과 같은 선재를 합성수지 파이프의 내부에 삽입하게 되므로, 작업성 및 생산성의 향상과 비용 절감의 효과가 매우 크다.
넷째, 선재가 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 때, 계면활성제와 에어가 선재의 외주면으로 공급이 됨으로써 선재가 합성수지 파이프의 내주면에 달라붙지 않게 되고, 성형 직후 고온의 상태에 있는 합성수지 파이프에 의해 선재가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 성형장치에 의해 성형된 합성수지 파이프는 외주면이 평활구조를 가지면서 내주면은 나선구조를 가짐으로써, 내관이 평활관이면서 외관은 주름관으로 이루어지거나 내관과 외관 모두가 주름관으로 이루어진 종래의 합성수지 파이프에 비하여 인장특성과 내압특성이 우수한 효과가 있다. 또, 이중관 구조가 아닌 단일관 구조이면서 종래에 내관 형성을 위한 강재를 사용하지 않기 때문에 소재 비용을 절감할 수가 있다. 더욱이, 본 발명에 의해 성형된 합성수지 파이프는 내주면이 평활구조가 아닌 나선구조를 갖기 때문에, 합성수지 파이프의 내부로 유입되는 공기가 나선구조를 타고 빠르게 유동됨으로써 통기성이 향상되고, 향상된 통기성으로 인해 내열 특성도 향상이 되는 효과가 있다.
또, 본 발명에 따른 합성수지 파이프는 내주면에 경질 PVC와 같은 코팅층이 형성되어 압축강도와 절연성 및 내식성이 향상된다. 게다가, 본 발명의 합성수지 파이프는 외주면에 합성수지 파이프의 길이방향을 따라 식별 라인이 표시되므로, 제조자의 구분을 분명하게 알리는 표식이 됨으로써 합성수지 파이프의 유통 과정이나 관리시 편리한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 장치와 성형되는 파이프의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서 성형부재와 그 주변 부위를 확대 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 장치에서 제조된 파이프를 단면도로 예시한 것이다.
도 4는 본 발명에 장치에 의해 제조된 파이프를 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 장치와 성형되는 파이프의 실시예를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에서 성형부재와 그 주변 부위를 확대 도시한 도면이다. 또, 도 3은 본 발명의 장치에서 제조된 파이프를 단면도로 예시한 것이고, 도 4는 본 발명에 장치에 의해 제조된 파이프를 예시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예로 제시된 성형장치는 합성수지 파이프를 성형하기 위한 성형 수지를 압출하는 성형 수지 압출기(110)와 연결된다. 여기서 성형 수지의 대표적인 예로는 연질 PVC(Polyvinyl Chloride)를 들 수 있다. 연질 PVC는 내구성이 우수한 합성수지로서, 본 발명에서 제조되는 합성수지 파이프가 전선이나 전신선 및 광케이블 등의 각종 선재를 보호하는 보호관으로 사용되기에 적합한 것이다.
본 발명은 성형 수지 압출기(110)로부터 압출된 성형 수지가 유동되는 수지 유로(211)를 구비한 성형 수지 다이스(210)를 구비한다. 그리고, 성형 수지 다이스(210)의 선단부(즉, 성형 수지가 파이프로 성형되는 쪽)에는 성형 헤드(220)가 결합이 된다. 성형 헤드(220)는 성형 수지 다이스(210)의 수지 유로(211)와 연통하는 성형 유로(221)를 구비하고 있는데, 특히 성형 유로(221)는 요철이 형성되지 아니한 평활면으로 이루어져 있다. 따라서, 도 1에 보이는 것처럼 성형 수지가 성형 유로(221)를 통과하면서 합성수지 파이프(500)로 성형이 될 때 합성 수지 파이프(500)의 외주면(510)이 평활구조로 성형이 이루어지게 된다.
다음으로, 성형 수지 다이스(210)의 내부에는 회전관(230)이 설치된다. 회전관(230)은 속이 빈 중공(中空)의 긴 관으로 이루어져 있어서 통신선이나 전신선 또는 전선, 케이블과 같은 선재(W)가 관통하면서 합성수지 파이프(500)의 내부로 삽입될 수 있게 된다. 회전관(230)에서 선재(W)가 삽입되기 시작하는 초입부(232)는, 선재(W)가 회전관(230) 안으로 삽입이 될 때 쉽게 삽입이 이루어지도록 하기 위해, 깔때기 형상 처럼 직경이 확장된 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 또, 이 초입부(232)의 내측에는 실리콘 고무로 되어 선재(W)를 회전관(230) 안으로 삽입을 유도하는 삽입 가이드(233)가 설치될 수도 있다.
회전관(230)은 성형 수지 다이스(210)의 내부에서 베어링(231)에 의하여 회전 가능하게 안정적으로 지지가 된다. 회전관(230)이 성형 수지 다이스(210)의 내부에서 회전되도록 하기 위하여 회전관(230)을 회전시키는 회전수단(240)이 구비된다. 회전수단(240)은, 회전 구동력을 제공하는 회전 구동 모터(241)와, 회전관(230)의 외주측에 결합이 되어 상기 회전 구동력에 의해 회전관(230)이 회전할 수 있도록 안내하는 회전 가이드(242), 회전 구동 모터(241)의 회전 구동력을 회전 가이드(242)로 전달할 수 있도록 회전 구동 모터(241)와 회전 가이드(242)를 연결하는 체인과 같은 회전력 전달 부재(243)로 구성될 수 있다.
이렇게 회전 가능하게 지지되는 회전관(230)의 선단부(즉, 상기 초입부(232)의 반대쪽 끝 부분)에는 성형부재(250)가 결합이 된다. 성형부재(250)는 회전관(230)의 선단부에 결합이 되면서 성형 헤드(220) 쪽으로 연장이 되어 일부분이 성형 헤드(220)에 삽입이 된다.
성형부재(250)에는 성형부(251)가 마련되어 있는데, 성형부(251)에는 성형 헤드(220)의 성형 유로(221)로 유입된 성형 수지가 합성수지 파이프(500)로 성형이 될 때 합성수지 파이프(500)의 내주면(520)이 나선구조로 형성이 되도록 성형 유로(221)에 대응하는 나선 돌기(251a)가 외주면에 형성되어 있다. 또, 성형부(251)는 합성수지 파이프(500)의 성형 방향을 따라 성형 헤드(220)의 외측으로 연장된 길이의 연장부(251b)를 갖고 있다. 이 연장부(251b)는 상기 나선 돌기(251a)로부터 연속된 한 피치의 나선 돌기부(251ba)와 이 나선 돌기부(251ba) 이후의 평활면부(251bb)로 이루어져 있다. 성형부(251)의 이러한 구조는, 성형 헤드(220)의 성형 유로(221)를 통해 흘러가는 반용융 상태의 성형 수지가 성형부(251)의 외주면 내에서 합성수지 파이프(500)로 성형이 될 때, 합성수지 파이프(500)의 내주면(520)은 나선 돌기(251a)에 의해 나선 구조로 형성이 됨과 동시에 외주면(510)은 성형 유로(221)의 평활면에 의해 평활구조로 성형이 되면서 나아가다가, 연장부(251b)의 나선 돌기부(251ba) 다음 위치에서 평활면부(251bb)와의 접촉면적이 감소함으로 인해 합성수지 파이프(500)의 내주면이 평활면부(251bb)에 들러붙지 않도록 하게 된다.
한편, 성형부재(250)는 회전관(230)의 선단부에 착탈이 가능하게 설치되는 특징이 있다. 이는 성형부재(250)를 규격에 따라 교체할 수 있도록 하기 위한 것이다. 즉, 성형부재(250) 만을 교체함으로써 피치 간격이나 내경 사이즈가 다른 다양한 종류의 합성수지 파이프(500)를 성형할 수 있게 된다. 이처럼 성형부재(250)의 착탈을 가능하게 하기 위하여 성형부재(250)에는 조립단부(252)가 구비된다. 본 실시예에서 조립단부(252)와 회전관(230)의 선단부는 합성수지 파이프(500)의 내주면(520)이 나선구조로 형성된 데 대하여 역방향의 나선구조로 이루어진 것을 특징으로 한다. 즉, 합성수지 파이프(500)의 내주면(520)이 오른나사 구조를 갖는다면, 조립단부(252)와 회전관(230)의 선단부는 왼나사 구조로 형성이 되어야, 합성수지 파이프(500)가 성형이 되면서 진행할 때 조립단부(252)와 회전관(230)의 선단부가 서로 풀리지 않게 된다.
이러한 성형부재(250)의 내부는 회전관(230)과 마찬가지로 선재(W)가 관통하면서 합성수지 파이프(500)의 내부로 삽입될 수 있도록 중공(中空)으로 형성이 된다.
다음으로, 상기 성형 수지 다이스(210)에는 경질 코팅재 압출기(310)가 연결되며, 성형 수지 다이스(210)의 내부에는 경질 코팅재 압출기(310)로부터 압출되는 경질 코팅재가 유동되는 경질 코팅재 유로(212)가 구비된다. 여기서 경질 코팅재는 본 발명에서 제조되는 합성수지 파이프의 압축강도를 향상시킴으로써, 지중에서 작용하는 토압 등의 외압에 의해 변형이 발생하는 것을 최소화하게 된다. 경질 코팅재의 대표적인 예로는 경질 PVC를 들 수 있는데, 경질 PVC는 압축강도가 높을 뿐만 아니라 절연성과 내식성이 우수하기 때문에 본 발명에서 제조되는 합성수지 파이프가 통신선이나 전선 등의 선재를 보호하는 데에 매우 적합한 소재라 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 성형장치에서 제조되는 합성수지 파이프(500)의 실시예는 외측이 우수한 내구성의 연질 PVC로 이루어지면서, 내측에는 압축강도가 우수한 경질 PVC와 같은 경질 코팅재에 의해 코팅층(530)이 형성된 구조를 갖게 되는 것이다.
한편, 상기 경질 코팅재 유로(212)는 성형 헤드(220) 측에서 성형 유로(221)와 합류함으로써, 성형부(251)에서 성형 유로(221)로 유입된 성형 수지가 합성수지 파이프(500)로 성형이 되는 상황에서 합성수지 파이프(500)의 내주면(520)이 나선구조로 형성이 될 때 그 내주면(520)에 경질 코팅재가 동시에 나선구조로 코팅이 되어 코팅층(530)이 형성된 구조가 이루어지게 된다.
다음으로, 상기 성형 헤드(220) 측에는, 성형부(251)에서 합성수지 파이프(500)가 성형될 때 도 4에 도시된 것처럼 합성수지 파이프(500)의 외주면(510)에 식별 라인(511)을 표시하기 위한 도료를 공급하는 도료 공급부(320)가 설치되고, 이 도료 공급부(320)로부터 공급되는 도료를 합성수지 파이프(500)의 외주면(510)으로 유도하여 식별 라인(511)이 표시되도록 하는 도료 주입홀(321)이 형성될 수 있다.
다음으로, 본 발명에는 선재(W)가 회전관(230)을 관통하여 합성수지 파이프(500)의 내부로 삽입될 때 선재(W)가 합성수지 파이프(500)의 내주면(520) 측(구체적으로는 코팅층(530))에 달라붙지 않도록 하기 위한 계면활성제를 공급하는 계면활성제 공급부(260)가 구비될 수 있다. 이와 아울러 합성수지 파이프(500) 내부로 선재(W)가 삽입되기 전에 선재(W)를 냉각시키기 위하여 에어를 공급하는 에어 공급부(270)가 구비될 수도 있다. 이처럼 계면활성제 공급부(260)로부터 공급되는 계면활성제와 에어 공급부(270)로부터 공급되는 에어가 회전관(230)을 통하여 선재(W)의 외주면으로 공급되도록 하기 위해, 회전관(230)의 외주 측에는 공급 가이드(280)가 더 구비될 수 있다. 이 공급 가이드(280)로부터 공급되는 계면활성제와 에어가 회전관(230) 안으로 도입되도록 회전관(230)에는 공급 가이드(280)와 연통되는 공급홀(234)이 형성된다. 회전관(230)이 회전할 때 공급 가이드(280)가 연동하여 회전하지 않도록 하기 위해, 공급 가이드(280)는 고정지지부재(291)를 매개로 소정의 지지체(290)에 고정이 된다.
다음으로, 성형 헤드(220)와 성형부재(250)를 통해 성형이 되어 나오는 합성수지 파이프(500)를 냉각하기 위한 냉각 수조와 같은 냉각수단(400)이 성형부재(250)의 다음 위치에 설치가 된다. 그리고 냉각수단(400)의 다음 위치에는 냉각수단(400)에 의해 냉각된 합성수지 파이프(500)의 외주면(510)에 잔류하는 물기를 송풍으로 제거하기 위한 에어 블로어(410)가 설치된다. 또, 성형이 완료된 합성수지 파이프(500)를 견인하는 인취기(420)가 에어 블로어(410)의 다음 위치에 설치가 된다.
다음에서는 위와 같이 구성된 본 발명의 성형장치에 대한 작동을 설명한다.
먼저, 성형 수지 다이스(210)와 이 성형 수지 다이스(210)에 구비된 수지 유로(211)를 통해 합성수지 파이프(500)를 성형하기 위한 성형 수지를 압출하는 성형 수지 압출기(110)가 연결되어 있고, 성형 수지 다이스(210)의 선단부에는 평활면으로 이루어진 성형 유로(221)가 구비된 성형 헤드(220)가 결합되어 있다.
또, 경질 코팅재 압출기(310)가 성형 수지 압출기(110)의 반대쪽에서 성형 수지 다이스(210)에 연결되어 있고, 성형 헤드(220)의 일측에는 도료 공급부(320)가 설치되어 있다.
성형 수지 다이스(210)의 내부에 회전관(230)이 설치되는데, 회전관(230)은 성형 수지 다이스(210)의 내부에 마련된 베어링(231)에 의하여 성형 수지 다이스(210)의 내부에서 도 1에 표시된 화살표와 같이 회전이 가능하게 설치가 된다. 회전관(230)의 일측에는 회전관(230)을 성형 수지 다이스(210)의 내부에서 회전시키는 회전수단(240)이 결합되어 있다. 즉, 회전수단(240)을 구성하는 회전수단회전 가이드(242)가 회전관(230)의 일측에 결합이 되고, 회전 구동 모터(241)로부터 제공되는 회전 구동력이 회전력 전달 부재(243)에 의해 회전 가이드(242)로 전달됨으로써, 회전관(230)이 일정한 속도로 회전할 수 있게 된다.
그리고, 회전관(230)의 선단부에는 성형부재(250)가 착탈 가능하게 설치되는데, 성형하고자 하는 합성수지 파이프(500)의 피치 간격이나 내경 사이즈에 따라 원하는 규격의 성형부재(250)로 교체할 수가 있다. 성형부재(250)의 교체는 나선구조를 갖는 조립단부(252)를 통해 손쉽게 이루어진다.
회전관(230)의 후단부 측에는 공급홀(234)이 마련되어 있고, 이 공급홀(234)을 상대로 회전관(230)의 후단부 외주면에는 공급 가이드(280)가 설치되어 있다. 또, 공급홀(234)을 통해 계면활성제와 에어를 각각 공급하기 위한 계면활성제 공급부(260)와 에어 공급부(270)가 공급 가이드(280)에 연결되어 있다.
회전수단(240)에 의해 회전하는 회전관(230)에 결합되어 있는 성형부재(250)가 회전하는 상태에서, 성형 수지 압출기(110)로부터 합성수지 파이프(500)를 성형하기 위한 성형 수지가 압출되어 수지 유로(211)를 통해 성형 수지 다이스(210)로 유입된다. 그리고, 성형 수지는 수지 유로(211)로부터 성형 헤드(220)의 성형 유로(221)로 유입되는데, 성형 유로(221)에 삽입되어 있는 성형부재(250)의 성형부(251)와 성형 유로(221) 사이에서 성형 수지는 합성수지 파이프(500)로 성형이 이루어진다. 이처럼 성형 수지가 합성수지 파이프(500)로 성형이 될 때, 성형 유로(221)의 평활면으로 인해 성형되는 합성수지 파이프(500)의 외주면(510)은 평활구조를 갖게 된다. 이와 아울러, 성형되는 합성수지 파이프(500)의 내주면(520)은 성형부(251)의 나선돌기(251a)로 인해 나선구조를 갖게 된다.
성형 수지는, 성형 수지 압출기(110)로부터 압출되면서 발생하는 압력과 회전하고 있는 성형부재(250)의 나선돌기(251a)에 의해 자연적으로 추동력을 갖게 되어, 외주면(510)이 평활구조이면서 내주면(520)은 나선구조인 합성수지 파이프(500)가 연속적으로 성형되면서 도 1에서 우측방향으로 진행하게 된다.
한편, 경질 코팅재 압출기(310)로부터 공급된 경질 코팅재는 경질 코팅재 유로(212)를 경유하여 성형 유로(221)로 합류함에 따라, 성형부(251)에서 성형되는 합성수지 파이프(500)의 내주면(520)에 코팅층(530)을 형성하게 된다. 이때, 합성수지 파이프(500)의 내주면(520)이 나선구조이므로 코팅층(530) 역시 나선구조를 갖게 된다.
그리고, 성형 헤드(220) 측에 설치된 도료 공급부(320)로부터 공급되는 도료가 성형 헤드(220)의 도료 공급홀(321)을 통해 합성수지 파이프(500)의 외주면(510)으로 유도됨으로써, 성형부(251)에서 성형되는 합성수지 파이프(500)의 외주면(510)에 합성수지 파이프(500)의 길이방향을 따라 길게 도 4에 보이는 것과 같은 식별 라인(511)을 표시하게 된다.
상술한 바와 같이 성형되는 합성수지 파이프(500)는 냉각수단(400)에 의해 냉각되고, 에어 블로어(410)에 의해 표면의 잔류 물기가 제거되면서 인취기(420)에 의해 견인된다.
한편, 위와 같이 합성수지 파이프(500)가 성형이 될 때, 중공(中空)으로 형성되어 있는 회전관(230)과 성형부재(250)의 내부로 통신선이나 전선 등의 선재(W)가 삽입된다. 즉, 회전관(230)의 초입부(232)는 깔때기 형상 처럼 직경이 확장된 구조로 이루어져 있는데, 이 초입부(232)를 통해 회전관(230) 안으로 쉽게 삽입된 선재(W)는 성형부재(250)의 내부를 거쳐 상기와 같이 성형되고 있는 합성수지 파이프(500)의 내부로 삽입이 된다.
이처럼 선재(W)가 합성수지 파이프(500)의 내부로 삽입될 때, 계면활성제 공급부(260)로부터 제공되는 계면활성제와 에어 공급부(270)로부터 제공되는 에어가 공급 가이드(280)를 경유하여 공급홀(234)을 통해 회전관(230)에 삽입된 선재(W)의 외주면으로 공급이 된다. 따라서, 계면활성제가 선재(W)의 표면에 도포된 상태가 됨으로써 선재(W)가 합성수지 파이프(500)의 내주면에 달라붙지 않게 되고, 에어에 의해 선재(W)가 냉각되어 있기 때문에 성형 직후 고온의 상태에 있는 합성수지 파이프(500)에 의해 선재(W)가 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 성형장치에 의해 성형이 이루어지는 합성수지 파이프(500)는 도 3에 예시된 것처럼 외주면(510)이 평활구조를 가지면서 내주면(520)은 나선구조를 갖는 특징을 갖는다. 이러한 구조는 내관이 평활관이면서 외관은 주름관으로 이루어지거나, 내관과 외관 모두가 주름관으로 이루어진 종래 합성수지 파이프에 비하여 외부로부터 작용하는 인장력에 견디는 인장특성이 우수하고, 지중에서의 토압에 충분히 견디는 우수한 내압특성을 갖게 된다. 또한, 이중관 구조가 아닌 단일관 구조이면서 종래에 내관 형성을 위한 강재(steel)를 사용하지 않기 때문에 소재 비용을 절감할 수가 있다. 더욱이, 본 발명에 의해 성형된 합성수지 파이프(500)는 내주면(520)이 평활구조가 아닌 나선구조를 갖기 때문에, 합성수지 파이프(500)의 내부로 유입되는 공기가 나선구조를 타고 빠르게 유동됨으로써 통기성이 향상되고, 향상된 통기성으로 인해 내열 특성도 향상이 된다.
한편, 합성수지 파이프(500)의 내주면(520)에 경질 PVC와 같은 코팅층(530)이 형성되어 압축강도를 높이고 절연성과 내식성을 향상시키게 된다.
또, 합성수지 파이프(500)의 외주면(510)에는 합성수지 파이프(500)의 길이방향을 따라 식별 라인(511)이 표시되는데, 이러한 식별 라인(511)은 제조자의 구분을 분명하게 알리는 표식이 되기 때문에 합성수지 파이프(500)의 유통 과정이나 관리시 편리성을 제공하게 된다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
110 : 성형 수지 압출기 210 : 성형 수지 다이스
211 : 수지 유로 212 : 경질 코팅재 유로
220 : 성형 헤드 221 : 성형 유로
230 : 회전관 231 : 베어링
232 : 초입부 233 : 삽입 가이드
234 : 공급홀 240 : 회전수단
241 : 회전 구동 모터 242 : 회전 가이드
243 : 회전력 전달 부재 250 : 성형부재
251 : 성형부 251a : 나선 돌기
251b : 연장부 251ba : 나선 돌기부
251bb : 평활면부 252 : 조립단부
260 : 계면활성제 공급부 270 : 에어 공급부
280 : 공급 가이드 290 : 지지체
291 : 고정지지부재 310 : 경질 코팅재 압출기
320 : 도료 공급부 321 : 도료 주입홀
400 : 냉각수단 410 : 에어 블로어
420 : 인취기 500 : 합성수지 파이프
510 : 외주면 511 : 식별 라인
520 : 내주면 530 : 코팅층
W : 선재

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 성형 수지 압출기로부터 압출된 합성수지 파이프 성형용 성형 수지가 유동되는 수지 유로를 구비함과 아울러, 경질 코팅재 압출기로부터 압출된 경질 코팅재가 유동되는 경질 코팅재 유로를 구비한 성형 수지 다이스;
    상기 성형 수지 다이스의 선단부에 결합되며 상기 수지 유로 및 경질 코팅재 유로와 연통하는 성형 유로를 구비하되, 상기 성형 유로는 상기 성형 수지가 합성수지 파이프로 성형이 될 때 상기 합성수지 파이프의 외주면이 평활구조가 되도록 평활면으로 이루어진 성형 헤드;
    상기 성형 수지 다이스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 선재가 관통하면서 상기 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 수 있도록 중공(中空)으로 이루어진 회전관;
    상기 회전관을 상기 성형 수지 다이스의 내부에서 회전시키는 회전수단;
    상기 회전관의 선단부에 착탈 가능하게 설치되면서 일부분은 상기 성형 헤드에 삽입이 되며, 상기 성형 수지가 합성수지 파이프로 성형이 되도록 하되 상기 합성수지 파이프의 내주면이 나선구조가 되도록 함과 아울러 상기 경질 코팅재가 상기 합성수지 파이프의 내주면에 코팅층으로 형성되도록 상기 성형 유로에 대응하는 나선 돌기가 형성된 성형부가 마련되고, 상기 선재가 관통하면서 상기 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 수 있도록 중공(中空)으로 형성된 성형부재를 포함하여 이루어진 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치에 있어서,
    상기 성형부재에 구비된 성형부는 상기 합성수지 파이프의 성형 방향을 따라 상기 성형 헤드의 외측으로 연장된 길이의 연장부를 가지며, 상기 연장부는 상기 나선 돌기로부터 연속된 한 피치의 나선 돌기부와 이 나선 돌기부 이후의 평활면부로 이루어진 것을 특징으로 하는 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치.
  3. 성형 수지 압출기로부터 압출된 합성수지 파이프 성형용 성형 수지가 유동되는 수지 유로를 구비함과 아울러, 경질 코팅재 압출기로부터 압출된 경질 코팅재가 유동되는 경질 코팅재 유로를 구비한 성형 수지 다이스;
    상기 성형 수지 다이스의 선단부에 결합되며 상기 수지 유로 및 경질 코팅재 유로와 연통하는 성형 유로를 구비하되, 상기 성형 유로는 상기 성형 수지가 합성수지 파이프로 성형이 될 때 상기 합성수지 파이프의 외주면이 평활구조가 되도록 평활면으로 이루어진 성형 헤드;
    상기 성형 수지 다이스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 선재가 관통하면서 상기 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 수 있도록 중공(中空)으로 이루어진 회전관;
    상기 회전관을 상기 성형 수지 다이스의 내부에서 회전시키는 회전수단;
    상기 회전관의 선단부에 착탈 가능하게 설치되면서 일부분은 상기 성형 헤드에 삽입이 되며, 상기 성형 수지가 합성수지 파이프로 성형이 되도록 하되 상기 합성수지 파이프의 내주면이 나선구조가 되도록 함과 아울러 상기 경질 코팅재가 상기 합성수지 파이프의 내주면에 코팅층으로 형성되도록 상기 성형 유로에 대응하는 나선 돌기가 형성된 성형부가 마련되고, 상기 선재가 관통하면서 상기 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 수 있도록 중공(中空)으로 형성된 성형부재를 포함하여 이루어진 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치에 있어서,
    상기 성형부재는 상기 회전관의 선단부에 착탈 가능하게 설치되도록 하기 위한 조립단부를 구비하되, 상기 조립단부와 상기 회전관의 선단부는 상기 합성수지 파이프의 내주면이 나선구조로 형성된 데 대하여 역방향의 나선구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치.
  4. 성형 수지 압출기로부터 압출된 합성수지 파이프 성형용 성형 수지가 유동되는 수지 유로를 구비함과 아울러, 경질 코팅재 압출기로부터 압출된 경질 코팅재가 유동되는 경질 코팅재 유로를 구비한 성형 수지 다이스;
    상기 성형 수지 다이스의 선단부에 결합되며 상기 수지 유로 및 경질 코팅재 유로와 연통하는 성형 유로를 구비하되, 상기 성형 유로는 상기 성형 수지가 합성수지 파이프로 성형이 될 때 상기 합성수지 파이프의 외주면이 평활구조가 되도록 평활면으로 이루어진 성형 헤드;
    상기 성형 수지 다이스의 내부에 회전 가능하게 설치되며, 선재가 관통하면서 상기 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 수 있도록 중공(中空)으로 이루어진 회전관;
    상기 회전관을 상기 성형 수지 다이스의 내부에서 회전시키는 회전수단;
    상기 회전관의 선단부에 착탈 가능하게 설치되면서 일부분은 상기 성형 헤드에 삽입이 되며, 상기 성형 수지가 합성수지 파이프로 성형이 되도록 하되 상기 합성수지 파이프의 내주면이 나선구조가 되도록 함과 아울러 상기 경질 코팅재가 상기 합성수지 파이프의 내주면에 코팅층으로 형성되도록 상기 성형 유로에 대응하는 나선 돌기가 형성된 성형부가 마련되고, 상기 선재가 관통하면서 상기 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 수 있도록 중공(中空)으로 형성된 성형부재를 포함하여 이루어진 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치에 있어서,
    상기 선재가 상기 회전관을 관통하여 상기 합성수지 파이프의 내부로 삽입될 때 상기 선재가 상기 합성수지 파이프의 내주면의 코팅층에 달라붙지 않도록 하기 위한 계면활성제를 공급하는 계면활성제 공급부와, 상기 선재를 냉각시키는 에어를 공급하는 에어 공급부가 각각 더 구비되고, 상기 계면활성제 공급부로부터 공급되는 계면활성제와 상기 에어 공급부로부터 공급되는 에어가 상기 회전관을 통하여 상기 선재의 외주면으로 공급되도록 상기 회전관의 외주 측에 설치되는 공급 가이드가 더 구비된 것을 특징으로 하는 평활구조의 외주면과 나선구조의 내주면을 갖는 합성수지 파이프의 성형장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
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