KR102418283B1 - 냉각과 여과를 거쳐 순도가 높은 윤활 파우더를 생산할 수 있는 윤활 파우더 생산시스템 - Google Patents

Abstract

냉각과 여과를 거쳐 순도가 높은 윤활 파우더를 생산할 수 있는 윤활 파우더 생산시스템을 제공한다. 상기 윤활 파우더 생산시스템은 스크류 압출기, 1차 냉각통, 항온 수송관 및 노즐을 포함하고, 상기 스크류 압출기의 재료 배출구와 상기 1차 냉각통의 재료 주입구는 파이프로 연결되고, 상기 1차 냉각통의 재료 배출구와 상기 1차 냉각통의 재료 주입구는 파이프로 연결되고, 상기 1차 냉각통의 재료 배출구에 상기 항온 수송관의 입구가 연결되어 있고, 상기 항온 수송관의 출구에 노즐이 연결되며, 상기 항온 수송관의 파이프 라인 상에 이송 펌프가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

냉각과 여과를 거쳐 순도가 높은 윤활 파우더를 생산할 수 있는 윤활 파우더 생산시스템{LUBRICATING POWDER PRODUCTION SYSTEM CAPABLE OF PRODUCING HIGH-PURITY LUBRICATING POWDER THROUGH COOLING AND FILTRATION}

본 발명은 냉각과 여과를 거쳐 순도가 높은 윤활 파우더를 생산할 수 있는 윤활 파우더 생산시스템에 관한 것이다.

윤활 파우더는 케이블 시스 등 PE 재료를 가열 융해하여 만든 미세 분말로, 이러한 미세 분말은 윤활 작용을 위해 다양한 산업에서 사용된다. 현재 국내에는 아직 PE류 윤활 파우더 가공 생산에 맞는 완벽한 생산 설비가 없고, 계속해서 새로운 생산라인으로 시장의 요구를 만족시키고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 냉각과 여과를 거쳐 순도가 높은 윤활 파우더를 생산할 수 있는 윤활 파우더 생산시스템을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 윤활 파우더 생산시스템은 스크류 압출기, 1차 냉각통, 항온 수송관 및 노즐을 포함하고, 상기 스크류 압출기의 재료 배출구와 상기 1차 냉각통의 재료 주입구는 파이프로 연결되고, 상기 1차 냉각통의 재료 배출구와 상기 1차 냉각통의 재료 주입구는 파이프로 연결되고, 상기 1차 냉각통의 재료 배출구에 상기 항온 수송관의 입구가 연결되어 있고, 상기 항온 수송관의 출구에 노즐이 연결되며, 상기 항온 수송관의 파이프 라인 상에 이송 펌프가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 윤활 파우더 생산시스템은 고체 상태의 원료를 가열해 액체 상태로 녹인 후 노즐을 통해 분사하여 파우더 형태의 윤활 파우더 완제품을 얻는다.

본 발명의 윤활 파우더 생산시스템은 윤활 파우더를 어셈블리라인 방식으로 제조 및 생산할 수 있어 생산성이 높다.

본 발명의 윤활 파우더 생산시스템은 스크류 압출기를 통해 가열 융해된 파라핀 왁스가 파이프를 통한 수송 과정 중 여러 번의 냉각 온도 제어와 여과를 거치며 파라핀 왁스의 순도와 온도가 유지되고, 분사 후 형성되는 윤활 파우더의 품질이 보장된다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도면1은 윤활 파우더 어셈블리라인의 흐름도이고, 도면2는 침전통 설명도이고, 도면3은 여과장치 설명도이고, 도면4는 항온 수송관 설명도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도면1부터 도면4에 표시된 것과 같이, 윤활 파우더 생산시스템에는 스크류 압출기, 1차 냉각통, 항온 수송관 및 노즐이 포함되어 있고, 스크류 압출기 재료 배출구와 1차 냉각통 재료 주입구 간에 파이프 라인이 연결되어 있고, 1차 냉각통 재료 배출구는 항온 수송관 입구에 연결되어 있으며, 항온 수송관 출구는 노즐과 연결되어 있고, 항온 수송관의 파이프 라인에 이송 펌프가 설치되어 있다. 스크류 압출기에 재료 주입을 편리하게 하기 위하여 스크류 압출기 위에 주입기를 설치하였으며, 주입기 재료 배출구는 스크류 압출기 입구와 연결하였다.

침전통(1)에는 배럴(1A)이 포함되어 있다. 배럴(1A)에 침전 입구와 침전 출구가 나있고, 침전 입구가 침전 출구보다 높이 있다. 침전 출구와 배럴(1A) 내벽 바닥 사이에 침전 구역이 형성되어있다. 불순물이 파라핀 왁스 유동체에 혼합되는 것을 감소하기 위하여 스크류 압출기와 1차 냉각통 사이의 파이프에 침전통(1)을 설치하였다. 파라핀 왁스 유동체가 침전통(1)에 들어가면 질량이 무거운 입자는 침전통(1) 바닥에 침전되어 불순물을 분리하는 역할을 한다.

1차 냉각통과 항온 수송관 사이의 수송 파이프 상에 2차 냉각통이 설치되어 있다. 1차 냉각통과 2차 냉각통은 파라핀 왁스를 단계별로 냉각한다.

1차 냉각통과 2차 냉각통 사이의 수송 파이프 라인 상에 제1 여과 장치가 설치되어 있고, 2차 냉각통과 항온 수송관 사이의 파이프 라인에 제2 여과 장치가 설치되어 있다.

여과 장치(2)에는 여과통(2A)이 있고, 여과통(2A) 상부 덮개는 밀봉 덮개로 되어 있다. 여과통(2A) 안에는 여과망통(2B)이 있고, 여과망통(2B)은 여과통(2A) 내벽에 놓여져있다. 여과망통(2B)이 여과통(2A) 내부 공간을 상부의 재료 주입 공간과 하부의 재료 배출 공간으로 나누며, 재료 배출 공간 상에 재료 배출구가 나있고, 재료 주입 공간 상에 재료 주입구가 나있다. 2개의 여과 장치(2; 제1 여과 장치와 제2 여과 장치)는 각각 파라핀 왁스를 여과하여 파라핀 왁스 중 미립자 불순물을 감소시킨다.

항온 수송관에는 내관(31)과 외관(32)이 있다. 내관(31)은 외관(32)에 설치되어 있고, 내관(31)에 파라핀 왁스 이동 공간이 형성되어 있다. 내관(31)의 외벽과 외관(32)의 내벽 사이에 열매체유 이동 공간이 형성되어 있다. 열매체유 이동 공간은 외부의 열매체유 가열 시스템과 연결되어, 열매체유의 온도를 유지하는데 사용되므로 파라핀 왁스 이동 공간안에서의 파라핀 왁스의 온도를 유지시켜준다.

구체적으로, 작업 시 케이블 조각과 PE재료가 주입기를 통해 스크류 압출기로 운송된다. 스크류 압출기의 작업 온도는 400-600℃이며, 최적 온도는 500℃로, 원료를 파라핀 왁스로 만들어 준다. 파라핀 왁스가 침전통(1) 안으로 들어가면 불순물이 침전된다. 온도는 20-250℃를 유지하고, 최적 온도는 250℃이다. 그런 다음 1차 냉각통으로 이동하여 냉각되는데 온도는 170-180℃로 제어되고, 최적 온도는 180℃이다. 그 다음 제1 여과기로 이동하여 1차 여과가 이루어져 불순물을 제거한 다음 2차 냉각통으로 이동하여 2차 냉각이 진행된다. 2차 냉각 후 온도는 140-150℃로 통제되며, 최적 온도는 150℃이다. 다음으로 제2 여과 장치로 이동하여 2차 여과를 통해 계속하여 불순물을 제거한 다음 항온 수송관3으로 이동한다. 항온 수송관3 내부 온도는 130-150℃로 통제되며 최적 온도는 140℃이다. 항온 수송관 상의 이동 펌프를 통해 파라핀 왁스를 노즐로 배출시킨다. 파라핀 왁스가 노즐을 통해 분사될 때 증기 상태이며 상온에서 분말 상태의 윤활 입자가 형성되어 완성품 원료를 얻을 수 있고, 이러한 윤활 입자는 파우더 수집 창고 안에 일괄적으로 모인다.

본 발명의 윤활 파우더 생산시스템은 고체 상태의 원료를 가열 융화를 통해 액체상태로 만들어 노즐을 통해 분사되기 때문에 파우더 상태의 윤활 파우더 완성품을 얻을 수 있다. 윤활 파우더를 어셈블리라인 방식으로 제조 및 생산할 수 있어 생산성이 높다. 스크류 압출기를 통해 가열 융화된 파라핀 왁스가 파이프를 통해 운송되는 과정 중 여러 번의 냉각 온도 제어와 여과를 거치면서 파라핀 왁스의 순도와 온도를 지킬 수 있고, 분사 후 형성된 윤활 파우더의 품질을 확보할 수 있다.

한편, 본 발명의 윤활 파우더 생산시스템의 변형례(미도시)에서는 케이블 조각과 PE재료의 혼합물을 스크류 압출기로 이송하기 전에 혼합기(미도시)를 이용해 교반과 가열을 하는 전처리 공정을 거칠 수 있다. 혼합기는 케이블 조각과 PE재료의 혼합물이 담지되는 챔버와, 상기 챔버의 측면에 배치되어 챔버를 가열하는 버너와, 상기 챔버 내의 케이블 조각과 PE재료의 혼합물의 표면 높이를 센싱하는 위상 센서와, 챔버의 내부에 배치되는 제1교반 유닛과, 챔버의 내부에 배치되며 상기 제1교반 유닛의 하측에 배치되는 제2교반 유닛과, 위상 센서로부터 신호를 전달받아 상기 제1교반 유닛과 상기 제2교반 유닛을 제어하는 전자 제어 유닛을 포함할 수 있다.

이 경우, 제1교반 유닛은 제1블레이드와, 상기 제1블레이드의 회전축을 형성하는 제1샤프트와, 상기 제1샤프트를 회전시키는 제1회전 모터와, 상기 제1회전 모터를 수직 방향으로 이동시키는 제1스텝 모터를 포함할 수 있다. 또한, 제2교반 유닛은 제2블레이드와, 상기 제2블레이드의 회전축을 형성하는 제2샤프트와, 상기 제2샤프트를 회전시키는 제2회전 모터와, 상기 제2회전 모터를 수직 방향으로 이동시키는 제2스텝 모터를 포함할 수 있다. 나아가 제1블레이드와 상기 제2블레이드는 상호 수직 방향으로 대향하도록 배치될 수 있다.

혼합기는 상기 챔버 내에 케이블 조각과 PE재료의 혼합물이 담지되면 상기 위상 센서가 표면의 높이를 측정하여 센싱값을 생성할 수 있다. 상기 전자 제어 유닛은 상기 위상 센서로부터 센싱값을 수신하여 표면의 수직 방향 중심면을 기준으로 상측에 상기 제1블레이드가 위치하도록 상기 제1스텝 모터를 제어하여 상기 제1블레이드와 상기 제1샤프트와 상기 제1회전 모터를 수직 방향으로 이동시킬 수 있으며, 수면의 수직 방향 중심면을 기준으로 하측에 상기 제2블레이드가 위치하도록 상기 제2스텝 모터를 제어하여 상기 제2블레이드와 상기 제2샤프트와 상기 제2회전 모터를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 그 다음, 상기 전자 제어 유닛은 상기 제1회전 모터와 상기 제2회전 모터를 제어하여 상기 제1블레이드와 상기 제2블레이드가 상호 다른 방향으로 회전하도록 회전시킬 수 있다. 그 결과, 혼합기에서는 상기 챔버의 상측과 하측 각각에 상호 반대 방향의 소용돌이가 형성되어 교반 효율을 높일 수 있다.

또한, 제1블레이드와 제2블레이드의 단부에는 제1온도 이상에서 일방향으로 길이가 늘어나는 제1형상기억합금과 제1온도보다 높은 제2온도 이상에서 일방향으로 길이가 늘어나는 제2형상기억합금이 순차적으로 적층되어 배치될 수 있다(제1형상기억합금과 제2형상기억합금의 사이에 연결부재 배치 가능).

따라서 본 발명에서는 버너에 의한 가열 시 챔버 내의 온도가 제1온도 이상으로 올라가면 제1블레이드와 제2블레이드가 단부의 제1형상기억합금의 형상변형만큼 길이가 늘어나 교반효율을 높여 대류현상을 촉진시킴으로써, 버너측의 집중가열에 의해 케이블 조각과 PE재료의 혼합물이 과도하게 열변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 챔버 내의 온도가 제2온도 이상으로 올라가면 제1블레이드와 제2블레이드가 단부의 제2형상기억합금의 형상변형만큼 길이가 더 늘어나 교반효율을 더 높여 대류현상을 보다 더 적극적으로 촉진시킴으로써, 마찬가지로, 버너측의 집중가열에 의해 케이블 조각과 PE재료의 혼합물이 과도하게 열변형되는 것을 방지할 수 있다.

나아가 상기 제1블레이드와 상기 제2블레이드의 회전 시, 상기 위상 센서에 의한 센싱값이 기준치를 초과한 경우 상기 전자 제어 유닛은 상기 제1블레이드와 제2블레이드의 회전이 우세하여 표면의 높이가 높아진 것으로 판단하여 상기 제1블레이드와 상기 제2블레이드의 회전 속도를 현재 작동 속도보다 느리게 줄일 수 있으며, 버너를 제어하여 버너의 출력을 현재의 출력보다 높임으로써, 즉, 상기 챔버 내의 온도를 제1온도 미만에서 제2온도 이상으로 올려 제1블레이드와 제2블레이드의 제1형상기억합금과 제2형상기억합금을 신속하게 활성화시킬 수 있다(회전 속도에 의해 줄어든 교반효율을 보상).

이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (1)

1. 혼합기, 스크류 압출기, 1차 냉각통, 항온 수송관 및 노즐을 포함하고,
   상기 혼합기는 케이블 조각과 PE재료의 혼합물을 교반하고 가열하여 상기 스크류 압출기로 이송하고,
   상기 스크류 압출기의 재료 배출구와 상기 1차 냉각통의 재료 주입구는 파이프로 연결되고, 상기 1차 냉각통의 재료 배출구와 상기 1차 냉각통의 재료 주입구는 파이프로 연결되고, 상기 1차 냉각통의 재료 배출구에 상기 항온 수송관의 입구가 연결되어 있고, 상기 항온 수송관의 출구에 노즐이 연결되며, 상기 항온 수송관의 파이프 라인 상에 이송 펌프가 설치되며,
   상기 혼합기는 케이블 조각과 PE재료의 혼합물이 담지되는 챔버와, 상기 챔버의 측면에 배치되어 상기 챔버를 가열하는 버너와, 상기 챔버 내의 케이블 조각과 PE재료의 혼합물의 표면 높이를 센싱하는 위상 센서와, 상기 챔버의 내부에 배치되는 제1교반 유닛과, 상기 챔버의 내부에 배치되며 상기 제1교반 유닛의 하측에 배치되는 제2교반 유닛과, 상기 위상 센서로부터 신호를 전달받아 상기 제1교반 유닛과 상기 제2교반 유닛을 제어하는 전자 제어 유닛을 포함하고,
   상기 제1교반 유닛은 제1블레이드와, 상기 제1블레이드의 회전축을 형성하는 제1샤프트와, 상기 제1샤프트를 회전시키는 제1회전 모터와, 상기 제1회전 모터를 수직 방향으로 이동시키는 제1스텝 모터를 포함하고,
   상기 제2교반 유닛은 제2블레이드와, 상기 제2블레이드의 회전축을 형성하는 제2샤프트와, 상기 제2샤프트를 회전시키는 제2회전 모터와, 상기 제2회전 모터를 수직 방향으로 이동시키는 제2스텝 모터를 포함하고,
   상기 제1블레이드와 상기 제2블레이드는 상호 수직 방향으로 대향하도록 배치되고,
   상기 혼합기는 상기 챔버 내에 케이블 조각과 PE재료의 혼합물이 담지되면 상기 위상 센서가 표면의 높이를 측정하여 센싱값을 생성하고,
   상기 전자 제어 유닛은 상기 위상 센서로부터 센싱값을 수신하여 표면의 수직 방향 중심면을 기준으로 상측에 상기 제1블레이드가 위치하도록 상기 제1스텝 모터를 제어하여 상기 제1블레이드와 상기 제1샤프트와 상기 제1회전 모터를 수직 방향으로 이동시키고, 수면의 수직 방향 중심면을 기준으로 하측에 상기 제2블레이드가 위치하도록 상기 제2스텝 모터를 제어하여 상기 제2블레이드와 상기 제2샤프트와 상기 제2회전 모터를 수직 방향으로 이동시키고,
   상기 전자 제어 유닛은 상기 제1회전 모터와 상기 제2회전 모터를 제어하여 상기 제1블레이드와 상기 제2블레이드가 상호 다른 방향으로 회전하도록 회전시키고,
   상기 제1블레이드와 상기 제2블레이드의 단부에는 제1온도 이상에서 일방향으로 길이가 늘어나는 제1형상기억합금과 제1온도보다 높은 제2온도 이상에서 일방향으로 길이가 늘어나는 제2형상기억합금이 순차적으로 배치되어, 상기 버너에 의한 가열 시 상기 챔버 내의 온도가 제1온도 이상으로 올라가면 상기 제1블레이드와 상기 제2블레이드가 단부의 제1형상기억합금의 형상변형만큼 길이가 늘어나고, 상기 챔버 내의 온도가 제2온도 이상으로 올라가면 상기 제1블레이드와 상기 제2블레이드가 단부의 제2형상기억합금의 형상변형만큼 길이가 늘어나고,
   상기 제1블레이드와 상기 제2블레이드의 회전 시 상기 위상 센서에 의한 센싱값이 기준치를 초과하는 경우, 상기 전자 제어 유닛은 상기 제1블레이드와 상기 제2블레이드의 회전 속도를 현재 작동 속도보다 느리게 줄이고 상기 버너를 제어하여 상기 버너의 출력을 현재의 출력보다 높이는 것을 특징으로 하는 윤활 파우더 생산시스템.

Images