KR102496850B1 - 선형의 실리콘 패킹를 위한 다중 압출헤드를 가지는 압출기 - Google Patents

선형의 실리콘 패킹를 위한 다중 압출헤드를 가지는 압출기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복수 개의 압출금형을 통해 동시에 제품이 압출 성형되도록 함으로써 생산성을 극대화할 수 있는 다중 압출헤드를 가지는 압출기에 관한 것이다. 그 구성은, 일측에 마련된 투입구(111)를 통해 용융 소재가 투입되는 원통형 배럴(110)과, 상기 배럴(110) 내부에서 축회전함으로써 투입된 소재를 배럴(110)의 타측으로 압송하는 압출스크류(112)와, 상기 배럴(110)의 선단에 설치됨으로써 압송된 용융소재를 성형하는 압출금형(120)을 포함하는 압출기(100)에 있어서; 상기 배럴(110)의 선단에 결합하는 메인유입관(130); 상기 메인유입관(130)의 단부에서 분기 연장되는 복수 개의 분기관(131); 및 상기 각 분기관(131)의 단부에 설치됨으로써 복수 개로 구성되는 단위압출금형(121);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

선형의 실리콘 패킹를 위한 다중 압출헤드를 가지는 압출기 {Apparatus For Extruding Having Multiple Extrusion Head For Linear Silicon Packing}
본 발명은 압출기에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 복수 개의 압출금형을 통해 동시에 제품이 압출 성형되도록 함으로써 생산성을 극대화할 수 있는 선형의 실리콘 패킹을 위한 다중 압출헤드를 가지는 압출기에 관한 것이다.
압출기는 소성변형이 가능한 원료에 열을 가하여 용융상태로 만든 다음 이를 금형에 통과시킴으로써 금형의 형태와 동일한 단면을 가지는 선형부재를 생산하기위한 기계장치이다.
압출기는 용융 소재가 인입되는 원통형 배럴과, 배럴 내부에서 축회전하는 압출스크류와, 배럴의 선단에 설치되는 압출금형, 및 배럴에 소재를 공급하는 원료공급부를 주된 구성요소로 한다. 그 예로는 대한민국 등록실용신안 제20-0298501호가 있다. 이에 의하면, 실리콘 원료를 받기 위한 주입구와, 상기 주입구를 통해 주입된 실리콘 원료를 밀어내는 스크류와, 상기 스크류에 의해 실리콘 원료를 하부로 배출하는 배출구와, 상기 배출구 하부에 형성되어 난연성 실리콘 가스켓의 형태를 형성하는 금형을 구비하여, 배합된 실리콘 원료를 압출한 후 하부로 배출시키는 압출기; 난연성 실리콘 가스켓의 외부 형상을 가류시키기 위한 히터가 구비되어 상기 압출기로부터 유입된 난연성 실리콘 가스켓의 외부 형상을 1차 가류시키는 히터박스; 난연성 실리콘 가스켓을 운반하기 컨베이어를 구비하여 상기 히터박스로부터 유입된 난연성 실리콘 가스켓을 2차 가류시킴과 동시에 운반하는 컨베이어 라인; 및 상기 컨베이어 라인으로부터 운반된 난연성 실리콘 가스켓을 냉각시키는 냉각기로 구성되었다. 이와 같이 하나의 압출기에 하나의 압출금형만 설치되어 있었기 때문에 생산성이 향상되기 어려웠다.
그래서 생산성을 높이기 위한 방법으로 압출스크류의 회전속도를 높이는 것 이 있었으나, 이런 방식에도 한계가 있었다. 원료의 소성변형이 온전하게 이루어지는 데는 최소한의 성형시간이 필요하기 때문이다.
대한민국 등록실용신안 제20-0298501호 대한민국 공개특허 제10-2022-0020588호
위와 같은 문제에 대하여 본 발명의 목적은, 생산성을 극대화할 수 있는 압출기를 제공하는 것에 있다. 좀 더 구체적으로는 압출기 선단에 설치되어 있는 압출금형을 2개 이상 설치하고 각 압출금형에서 동시에 제품이 생산되도록 함으로써 생산성을 극대화시킬 수 있는, 다중 압출헤드를 가지는 압출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적은, 일측에 마련된 투입구(111)를 통해 용융 소재가 투입되는 원통형 배럴(110)과, 상기 배럴(110) 내부에서 축회전함으로써 투입된 소재를 배럴(110)의 타측으로 압송하는 압출스크류(112)와, 상기 배럴(110)의 선단에 설치됨으로써 압송된 용융소재를 성형하는 압출금형(120)을 포함하는 압출기(100)에 있어서;
상기 배럴(110)의 선단에 결합하는 메인유입관(130);
상기 메인유입관(130)의 단부에서 병렬적으로 분기 연장되는 2개 이상의 분기관(131); 상기 각 분기관(131)의 단부에 설치되는 단위압출금형(121);을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 압출헤드를 가지는 압출기에 의해 달성된다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 각 분기관(131)에는 압력 및 유량 조절을 통해 압출속도를 조절하기 위한 조절밸브(132)가 더 설치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 조절밸브(132)는 전자식 밸브이며;
상기 분기관(131)에는 내부의 압력을 계측하기 위한 압력계가 설치되며;
상기 압력계로부터 인가받은 신호에 의해 상기 조절밸브(132)의 개폐량을 제어하는 제어부(170)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 조절밸브(132)는 전자식 밸브이며; 상기 압출금형(120)에서 배출되는 제품의 생산속도를 계측하기 위한 속도계가 설치되며;
상기 속도계로부터 인가받은 신호에 의해 상기 조절밸브(132)의 개폐량을 제어하는 제어부(170)를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 생산성을 극대화할 수 있는 압출기가 제공된다. 좀 더 구체적으로는 압출기 선단에 설치되어 있는 압출금형을 복수 개를 설치하고 각 압출금형에서 동시에 제품이 생산되도록 함으로써 압출금형의 설치개수에 비례하여 생산성을 극대화시킬 수 있는, 다중 압출헤드를 가지는 압출기가 제공된다. 또한 조절밸브를 이용하여 압출속도의 제어가 가능함으로써 제품의 품질을 일정하게 유지할 수 있고 선형 생산품을 일정한 길이로 절단하는 것도 가능함으로써 작업을 어렵게 하지 않는, 다중 압출헤드를 가지는 압출기가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 다중 압출헤드를 가지는 압출기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 다중 압출헤드를 가지는 압출기의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 다중 압출헤드를 가지는 압출기의 주요부의 부분사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 다중 압출헤드를 가지는 압출기의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 다중 압출헤드를 가지는 압출기의 구성도이다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 3을 동시에 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 나머지 도면은 필요한 곳에서 인용하기로 한다.
본 발명인 다중 압출헤드를 가지는 압출기(100)는 배럴(110), 압출금형(120), 메인유입관(130) 및 경화부를 포함한다. 원료(M)가 원판에 감긴 상태에서 풀리면서 배럴(110)의 일측에 마련된 투입구(111)로 투입된다. 원료(M)의 투입방식은 도시된 것과 다를 수 있다. 원료는 펠릿 형태로 투입될 수도 있기 때문이다. 본 발명은 실리콘 압출기를 대상으로 하고 있지만 반드시 이에 한정되어야 할 것은 아니다.
여느 압출기와 마찬가지로 배럴(110) 내부에는 압출스크류(112)가 축회전한다. 배럴(110)의 후방에 투입된 소재는 히터에 의해 용융되면서 압출스크류(112)에 의해 배럴(110)의 전방을 향해 압송된다. 배럴(110)의 선단에는 압송된 용융소재(L)를 성형하는 압출금형(120)이 설치된다. 다만 본 발명에 의하면 압출금형(120)은 복수 개의 단위압출금형(121)으로 구성된다. 이하, 이 구성에 대해 설명한다.
배럴(110)의 선단에는 메인유입관(130)이 결합된다. 이 메인유입관(130)의 단부에서 복수 개의 분기관(131)이 분기 연장된다. 각 분기관(131)의 단부에는 단위압출금형(121)이 설치된다. 이로써 단위압출금형(121)은 분기관(13)의 개수와 같이 복수 개로 구성된다.
메인유입관(130)은 안내부(113)와 분배부(114)를 포함한다. 안내부(113)는 점차 좁아지는 깔때기 형태로 형성됨으로써 용융소재(L)가 적은 저항으로 원활하게 압출되도록 유도한다. 분배부(114)는 안내부(113)에서 압송되는 용융소재(L)를 각 분기관(131)에 제공하기 위해 복수 개의 분기관(131)과 연결된다.
분기관(131)은 메인유입관(130)에서 수평으로 분기된 후 직하방향으로 절곡되어 있다. 소재가 중력이 작용하는 방향과 같은 방향으로 배출되도록 하기 위함이다. 분기관(131)과 메인유입관(130)은 소재의 원활한 유동을 위하여 각각 라운드형태로 되어 있다.
도 2 내지 도 3에 예시된 바에 의하면, 단위압출금형(121)은 3개가 설치되는데, 이 단위압출금형(121)의 개수는 여러 상황에 따라 달라질 수 있다. 가령 2개가 설치될 수도 있고, 도 4에 도시된 것처럼 4개로 구성될 수도 있다.
이러한 구성에서 생기는 문제점은 원료가 각각의 분기관(131)에 압력이 동일하게 작용하기 어렵다는 것이다. 각 분기관(131)에 작용하는 압력이 다를 경우에는 단위압출금형(121)으로 배출되는 선형부재(T)의 생산속도가 상이해질 수 있고, 제품의 품질(예를 들어, 제품의 밀도 등)이 균일하지 않을 수 있다. 이러한 현상은 여러 가지 원인에 기인한다. 소재의 특성, 작업현장의 기온, 습도 등에 영향을 받는다. 그러므로 현장 상황에 따라 실시간으로 분기관(131)의 압력을 일정하게 맞추는 방법이 최선이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 각 분기관(131)의 압력을 일정하게 맞추기 위하여 각 분기관(131)에 조절밸브(132)가 설치되고 있다. 즉 각 분기관(131)에 유량 조절을 통해 내부 압력 내지 압출속도를 조절하기 위한 조절밸브(132)가 설치된다.
조절밸브(132)는 작업자가 배출되는 소재의 생산속도를 관측하고 그 판단에 의거하여 수작업으로 조절할 수 있는 수동식 밸브가 될 수 있다. 즉 조절밸브(132)는 수동식으로 되어 있을 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예는 자동제어에 의해 조절밸브를 콘트롤하도록 구성된다.
각 생산라인(L1, L2, L3)의 분기관(131-1, 131-2, 131-3)에 설치되는 조절밸브(132-1, 132-2, 132-3)는 전자식 밸브로 되어 있다. 그리고 조절밸브(132-1, 132-2, 132-3)의 개폐 정도는 도 5에 도시된 바와 같이 제어부(170)에 의해 계산된다.
그리고 각 분기관(131-1, 131-2, 131-3)에는 압력계(133-1, 133-2, 133-3)가 설치될 수 있다. 압력계(133-1, 133-2, 133-3)는 분기관 내부의 압력을 측정하고 측정치를 제어부(170)에 인가한다. 제어부(170)는 인가받은 신호 및 제어프로그램에 의해 조절밸브(132-1, 132-2, 132-3)를 개별적으로 조절하도록 명령한다.
그리고 여기서 더 나아가 속도계(134-1, 134-2, 134-3)를 이용하여 소재가 배출되는 속도를 계측하고 이 측정값을 제어부(170)에 인가하여 조절밸브를 개별적으로 조절하도록 할 수도 있다.
속도계(134-1, 134-2, 134-3)가 측정한 값과 압력계(133-1, 133-2, 133-3)가 측정한 값은 서로 비교됨으로써 장치의 이상유무가 판단될 수 있다. 압력은 높은 반면 생산속도가 낮은 경우에는 해당 라인의 조절밸브(132-1, 132-2, 132-3)를 완전히 오프(off)하여 불량을 줄이도록 할 수 있을 것이다.
한편 압출금형(120) 후단의 구성요소에 대하여 도 2 및 도 3를 참조하여 간단히 설명한다.
단위압출금형(121)에서 압출된 선형부재(T)는 제1차경화부(140)로 직하강한다. 선형부재(T)는 제1차경화부(140)의 내부에 마련되는 히터(142)에 의해 경화된다. 1차 경화된 선형부재(T‘)는 이송부(160)에 의해 이송되어 제2차경화부(150)에 의해 2차로 경화된다. 제2차경화부(150)는 이송부(160)에 설치됨으로써 1차 경화된 선형부재(T’)가 이송되면서 2차 경화되도록 한다. 이송부(160)는 컨베이어벨트(161)를 포함하며, 컨베이어벨트(161)의 상부에는 히터(142)가 설치된다.
제1차경화부(140)는 내부에 히터(142)가 마련된 사각통형상의 케이싱(143)을 포함한다. 케이싱(143)의 상판(143a)에는 캡(144)이 결합부(145)에 의해 결합 및 해제된다. 상판(143a)에는 압출된 선형부재(T)가 경화되기 전까지 서로 들러붙는 것을 방지하기 위해 구분되어 인입되도록 복수 개의 인입구멍(141)이 마련된다. 캡(144)은 “E”형태로 형성되고, 상판(143a)에 슬라이딩됨으로써 케이싱(143)의 내부에 있는 히터(142)를 주기적으로 점검할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 의한 다중 압출헤드를 가지는 압출기(100)를 도시한 것이다. 도시한 바에 의하면, 메인유입관(130)에서 하방향으로 분기관(131)이 바로 연결되고 있다. 이와 같은 구성은 용융소재(L)가 분기관(131)으로 압송되는 거리를 줄일 수 있기 때문에 더 많은 단위압출금형(121)을 설치할 수 있다. 도시된 바에 의하면 4개의 단위압출금형(121)이 설치되고 있다.
제2차경화부(150)의 후단에는 선형소재를 일정한 길이로 절단하는 절단부가 있다. 절단작업은 자동 또는 수동으로 이루어질 수 있다. 선형소재는 예를 들어 방화문 등에 설치되는 실리콘 패킹이 될 수 있다.
위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다. 위에 개시된 실시예는 다양한 조합이 가능할 것이며, 가능한 모든 조합은 본 발명의 권리범위 내에 있는 것이 된다.
100 : 압출기 110 : 배럴
111 : 투입구 112 : 압축스크류
113 : 안내부 114 : 분배부
120 : 압출금형 121 : 단위압출금형
130 : 메인유입관 131 : 분기관
132 : 조절밸브 140 : 제1차경화부
141 : 인입구멍 142 : 히터
143 : 케이싱 144 : 분리상판
145 : 결합부 150 : 제2차경화부
160 : 이송부 170 : 제어부

Claims (5)

  1. 일측에 마련된 투입구(111)를 통해 용융 실리콘이 투입되는 원통형 배럴(110)과, 상기 배럴(110) 내부에서 축회전함으로써 투입된 실리콘을 배럴(110)의 타측으로 압송하는 압출스크류(112)와, 상기 배럴(110)의 선단에 설치됨으로써 압송된 실리콘을 성형하는 압출금형(120)을 포함하는 압출기(100)에 있어서;
    상기 배럴(110)의 선단에 결합하는 메인유입관(130);
    상기 메인유입관(130)의 단부에서 분기 연장되는 복수 개의 분기관(131); 및
    상기 실리콘이 중력이 작용하는 방향과 같은 방향으로 배출되도록 상기 각 분기관(131)의 단부에 설치되는 것으로서 복수 개로 구성되는 단위압출금형(121); 및
    유량 조절을 통해 압출속도를 조절하기 위한 것으로서, 상기 각 분기관(131)에 설치되는 조절밸브(132);를 포함하는 다중 압출헤드를 가지는 압출기에 있어서,
    상기 단위압출금형(121)에서 압출된 실리콘 패킹을 경화하기 위해 내부에 히터(142)가 마련되는 제1차경화부(140);
    상기 제1차경화부(140)에서 경화된 실리콘 패킹을 이송하는 이송부(160);
    상기 실리콘 패킹을 이송부(160)에 의해 이송되면서 경화하기 위해 설치되는 제2차경화부(150)를 더 포함하되;
    상기 제1차경화부(140)는,
    내부에 히터(142)가 마련된 사각통형상의 케이싱(143)을 포함하며;
    상기 케이싱(143)의 상판(143a)에는 “E”형태로 되어 있는 캡(144)이 슬라이딩 방식으로 결합되며, 상기 상판(143a)에는 압출된 선형부재(T)가 경화되기 전까지 서로 들러붙는 것을 방지하기 위해 구분되어 인입되도록 복수 개의 인입구멍(141)이 마련되는 것을 특징으로 하는 선형의 실리콘 패킹을 위한 다중 압출헤드를 가지는 압출기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서
    상기 분기관(131)은 수평으로 분기된 후 직하방향으로 절곡되어 있는 것을 특징으로 하는 선형의 실리콘 패킹을 위한 다중 압출헤드를 가지는 압출기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조절밸브(132)
    는 전자식 밸브이며;
    상기 분기관(131)에는 내부의 압력을 계측하기 위한 압력계가 설치되며;
    상기 압력계로부터 인가받은 신호에 의해 상기 조절밸브(132)의 개폐량을 제어하는 제어부(170)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형의 실리콘 패킹을 위한 다중 압출헤드를 가지는 압출기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조절밸브(132)는 전자식 밸브이며;
    상기 압출금형(120)에서 배출되는 제품의 생산속도를 계측하기 위한 속도계가 설치되며;
    상기 속도계로부터 인가받은 신호에 의해 상기 조절밸브(132)의 개폐량을 제어하는 제어부(170)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선형의 실리콘 패킹을 위한 다중 압출헤드를 가지는 압출기.
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