KR19990071996A - 복수의나사를가지는가소성혼합물의연속혼합장치 - Google Patents

복수의나사를가지는가소성혼합물의연속혼합장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 두 개의 나사를 가지는 복수 나사 가소성 혼합물의 연속혼합장치에 관한 것으로, 상기 두 개의 나사는 하우징 내부에서 동일한 방향으로 회전하며, 관련되는 나사를 둘러싸는 하우징의 원통부분을 관통하며, 공급 및 계량영역과 중간의 적어도 하나의 균질화영역 및 혼합영역을 나타낸다. 상기 공급 및 계량영역은 서로 맞물리는 전달 나사로 형성되고, 혼합 요소내에 배치되며, 역공급 나사부를 가지는 짧은 나사 요소로 구성된 제한 요소 앞에 배치되는 상기 균질화 및 혼합영역에 대향한다. 상기 역공급 나사부는 정상부(vertex)를 구비하며, 상기 정상부는 입구측에서의 반경이 출구측에서의 반경보다 더 작고, 그 사이에서는 출구측으로 갈수록 연속적으로 증가하는 방식으로 상기 나사부를 따라서 방사상으로 축소되도록 진행한다.

Description

복수의 나사를 가지는 가소성 혼합물의 연속 혼합장치
본 발명은 두 개의 나사를 가지는 복수 나사 가소성 혼합물의 연속혼합장치에 관한 것으로, 상기 두 개의 나사는 하우징 내부에서 동일한 방향으로 회전하며, 관련되는 나사를 둘러싸는 하우징의 원통부분을 관통하며, 공급 및 계량영역과 중간의 적어도 하나의 균질화영역 및 혼합영역을 나타낸다. 상기 공급 및 계량영역은 서로 맞물리는 전달 나사로 형성되고, 혼합 요소내에 배치되며, 역공급 나사부를 가지는 짧은 나사 요소로 구성된 제한 요소 앞에 배치되는 상기 균질화 및 혼합영역과 마주본다.
독일 특허공보 제43 38 795호(=미국 특허공보 제5,499,870호)에 개시되어 장치에서는, 혼합 요소 뒤에 있는 제한요소로 하여금 혼합요소 위로 뻗어있는 채임버가 일정하게 충만되고, 따라서 적당한 양의 혼합 재료가 장치로 공급될 수 있다. 공지의 장치에 있어서는, 상기 제한요소가 중단된 역공급 나사부를 가지는 짧은 나사요소로 이루어져 있다. 역공급 나사부의 정상부 영역에서의 중단부(interruption)로 인하여 소위 배수채널(overflow channel)이 형성되고, 그들의 크기에 따라서 가소성 재료가 흐를 수 있게 한다.
역공급 나사부 내에서의 중단부에 의하여, 장치가 작동하는 속도에 독립적인 일정 흐름 개구부가 제공됨으로써, 혼합 요소 위에 뻗어있는 채임버 내부에 속도에 본질적으로 무관하고 항상 동일한 압력이 나타나게 한다.
본 발명은 채임버 내부에 선택가능한 가변 압력을 제공할 수 있게 하는 것과 관련이 있다. 본 발명에 의하면, 역공급 나사부의 정상부의 반경이 출구측에서보다 입구측에서 더 짧도록 하고, 그 사이에서는 출구측으로 갈수록 연속적으로 증가하도록 하는 방식으로, 역공급 나사부의 정상부가 나사부를 따라서 방사상으로 단축되면서 진행하도록 정상부부를 형성한다.
이러한 역공급 나사부 정상부의 배치로 인하여, 속도의 증가에 따라 채임버내부의 압력이 증가하는 효과를 발생한다. 장치에 있는 두 개의 나사의 속도를 변화시킴으로써 채임버 내부의 압력을 선택적으로 조정할 수 있고, 이는 가소화될 재료에 특수한 영향을 주는데 사용될 수 있다. 이는 관련된 재료의 점성에 관련되고, 채임버 내부의 압력 증가에 따라 증가하는 가소화될 재료에 공급되는 에너지의 양이 채임버 내부의 적당한 온도로 표시될 수 있게 한다. 또한, 가소화될 재료에 첨가되어, 재료와 다소 강하게 혼합되는 첨가제에도 영향을 미친다.
장치 속도에 대한 선택적인 조정에 간단한 조치를 취함으로써, 장치 구성요소, 특히, 장치의 조립 및 분해에 반드시 필요한 제한요소의 환경을 변화시키지 않고 다양한 재료가 본 장치로 처리될 수 있다. 본 발명에 의하면, 다른 재료의 처리를 위한 조정은 단지 통상적인 전기 구동 모터의 적당한 제어에 의하여 속도를 변화시킴으로써 이루어진다. 본 발명에 의한 장치는 실제적으로 모든 응용에 적당하다.
속도의 증가에 따른 채임버 내부 압력의 증가에 대한 효과는, 전술한 바와 같이 제한요소의 역공급 나사부에 중단부가 있는 것과는 현저하게 차이가 나도록, 본 발명에 의하면, 나사부 정상부의 반경에서의 특수한 분산 효과가 장치를 관통하는 통로 방향으로 증가하는 점에 의해서도 설명될 수 있이며, 이러한 효과는 장치의 속도가 빨라질수록 더 현저해짐으로써, 극단적인 고속에서는, 제한요소 나사부의 단부에서 서로 맞물려 완전한 밀봉상태를 형성함으로써 채임버의 실질적인 밀봉이 이루어진다. 비교적 짧은 반경을 가지는 나사구역으로 인하여 관통하여 흐르는 재료가 고속에서는 감소하게 된다. 이는 전달 방향으로 확대되는 정상부 반경으로 인하여 고속에서는 재료가 더 빨리 역공급 방향으로 이동하기 때문이다.
그러한 디자인의 정상부부를 가짐으로써 장치 속도의 영향이 특별하게 현저해짐을 알 수 있다.
본 발명에 의하면, 제한요소의 영역에서 높은 처리량이 요구되는 때에는, 정상부 부분에서의 반경이 다양한 정상부 및 방사상 함몰되는 형태의 중단부(interruption)를 가지는 제한요소를 제공할 수 있다.
실제적인 이유에 의하여, 본 발명에 의한 개량된 제한요소를 전술한 혼합요소와 결합할 수 있으며, 상기 혼합요소 또한 전달 나사의 특성이 개선되었지만, 채임버 내부의 혼합요소가 후방으로 전달하는 피치 방향을 가진다.
첨부되는 도면은 본 발명의 실시예들을 도시하는 것이다.
도 1은 혼합장치의 단면을 도시하는 평면도이다.
도 2는 역공급 나사부의 정상부에 있는 중단부(interruption)를 가지는 도 1에 의한 장치의 변형예를 도시한다.
도 1은 전술한 독일특허공보 제43 38 795호에 개시된 것과 유사한 방식으로 설명된 혼합장치의 단분을 도시한다. 도면에서는 연결부에 관련되는 구성요소만을 도시하고 있으며, 이들은 아래에서 개별적으로 취급된다.
제 1 도에서는, 하우징 2의 단면형태의 쌍둥이 나사 혼합장치의 평면도를 도시하고 있으며, 두 개의 나사 1 및 15를 볼 수 있다. 전술한 독일특허공보 제43 38 795호에 도시된 바와 같이, 두 개의 나사는 구동유니트(미도시)에 의하여 동일한 회전방향으로 함께 구동된다. 나사 1 및 15는 입구측에서는 전달 나사 7 및 17로 표시되며, 이들은 혼합될 재료를 화살표로 표시된 방향으로 장치내로 전달한다. 두 개의 나사 7 및 17는 실제적으로 완전하게 맞물려 있고, 동일한 속도 및 동일한 방향으로 회전한다. 따라서 이들은 알려져 있는 방식으로 서로 맞물리고 동일한 방향으로 구동되는 전달 나사이며, 그들이 가지는 고유한 기능으로 인하여 공급되는 재료를 왼쪽에서 오른쪽으로 전달한다.
전달 나사 7 및 17는 혼합 요소 8 및 18보다 앞에 배치된다. 혼합요소 8 및 18이 연장되는 부분 위의 영역에 채임버 29가 형성되고, 그 내부에서 전달 나사 7 및 17에 의하여 공급된 재료가 나사 1를 따라서 전방으로, 나사 15를 따라서 후방으로 전달됨으로써 재료가 혼합된다. 역공급되는 재료는 전달 나사 7 및 17에 의하여 전달되는 추가의 새로움 재료와 만나서, 혼합요소 8에 의하여 방향이 전환되고 다시 전방으로 전달된다. 따라서, 전달 나사 7 및 17에 의하여 공급되는 재료의 양이 적을수록, 더 자주 반복되는 싸이클을 발생시킨다. 혼합 요소 8 및 18 영역에 머무는 시간은 전달 나사 7 및 17을 통하여 공급되는 재료의 양에 의하여 결정된다.
혼합 요소 8 및 18는 비교적 짧은 나사형 제한 요소 9 및 19의 앞에 배치되며, 제한요소는 전달 나사 7 및 17의 피치(pitch)와 반대방향으로 진행하는 나사부 피치를 가짐으로써, 공급되는 재료를 제한한다. 제한의 효과는 제한요소의 나사부의 정상부 25 및 26에 의하여 특별한 방식으로 변경된다. 정상부 25 및 26은 원통 표면과 유사한 편평한 면을 가지며, 혼합 요소 8 및 18과 접하는 측(입구측)의 정상부 반경은 이어지는 전달 나사 14 및 24와 접하는 출구측에서보다 크다.
정상부 25와 26의 반경이 입구측에서부터 출구측으로 가면서 커지는 현상은 도 1에서 비교적 넓은 정상부로부터 비교적 좁은 정상부로 전이하는 것으로 표현되어 있다. 이는 정상부의 반경이 출구측으로 가면서 연속적으로 증가하는 것을 의미한다. 결과적으로, 혼합 요소 8 및 18, 특히 짧은 반경을 가지는 정상부 25와 26의 부분으로부터 전달되는 재료를 위한 개구부가 형성되며, 나사 1 및 15의 속도가 빠를수록, 제한요소 9 및 19로 공급되는 재료의 흐름이 억제되는 효과가 주어진다.
제한요소 9 및 19를 지나가도록 허용된 재료는 이어지는 전달 나사 14 및 24 영역으로 흐르고, 독일 특허 43 38 795호에 개시된 것과 같은 방식으로 전달된다.
도 2는 도 1에 도시된 장치중 일부영역에 대한 변경을 도시하는 것으로, 제한요소 9 및 19는 다르게 디자인된 정상부로서의 나사부 25 및 26를 가진다. 이러한 나사부 25 및 26는 반경이 변화함과 동시에, 방사상 안쪽으로 진행하는 함몰부 27과 28을 가진다. 이러한 함몰부 27 및 28는 요구되는 처리량에 따라 그 길이와 깊이를 조정함으로써 넓거나 좁은 폭의 정상부 25, 26을 중단시킬 수 있다. 이로써 재료의 처리율에 영향을 미칠 수 있게 된다. 이러한 점 이외에는 가장자리 25와 26의 디자인에 어떠한 다른 변화를 가져오지 않는다; 즉, 함몰부를 제외하고는 도 1에 의한 실시예와 유사한 디자인을 하고 있어서, 장치의 통로를 진행할수록 반경이 증가한다. 도 1과 도 2에 도시된 가장자리 25와 26의 크기는, 입구측, 즉 혼합요소 8 및 18과 접하는 곳의 정상부 25 및 26은 서로 지나가고, 출구측에서는 정상부 25와 26이 완전하게 맞물릴 수 있게 반경이 증가하도록 선택된다.
복수의 전달나사, 혼합요소 및 제한요소로 이루어진 연속체가 서로 앞뒤로 배치되어 있는 다중체인 점을 지적하고자 한다.

Claims (4)

  1. 하우징(2) 내부에서 동일한 방향으로 회전하고, 관련되는 나사를 둘러싸는 하우징의 원통부분을 관통하며, 공급 및 계량영역과 그 중간에 있는 적어도 하나의 균질화영역 및 혼합영역을 나타내는 두 개의 나사(1,15)를 가지는 복수 나사 가소성 혼합물의 연속혼합장치로서, 상기 공급 및 계량영역은 맞물려 있는 전달 나사(7,17; 14,24)로 이루어져 있고, 혼합 요소(8,18)내에 배치되며, 역공급 나사부를 가지는 짧은 나사 요소로 구성된 제한 요소 앞에 배치되는 상기 균질화 및 혼합영역과 마주보는 연속혼합장치에 있어서,
    상기 역공급나사부는 정상부(25,26)를 형성하며, 상기 정상부는 입구측에서의 반경이 출구측에서의 반경보다 더 작고, 그 사이에서는 출구측으로 갈수록 연속적으로 증가하는 방식으로 상기 나사부를 따라서 방사상으로 축소되도록 진행하는 것을 특징으로 하는 복수 나사를 가지는 가소성 혼합물의 연속혼합장치
  2. 제 1 항에 있어서, 입구측 정상부(25,26)에서의 제한요소(9,19)는 서로 지나가고, 출구측의 정상부는 완전하게 맞물리게 연속적으로 증가하도록, 상기 정상부의 반경이 커지는 것을 특징으로 하는 복수 나사를 가지는 가소성 혼합물의 연속혼합장치
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 정상부(25,26)는 방사상의 함몰부(depression) 형태의 중단부(27,28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 복수 나사를 가지는 가소성 혼합물의 연속혼합장치
  4. 제 1 내지 제 3 항 중 하나의 항에 있어서, 상기 제한요소(9,19)앞에 배치되어 있는 혼합요소(8,18)는, 혼합요소(8,18) 위에 뻗어있는 체임버(29)내에서 하나의 혼합요소(18)가 재료를 역으로 전달하도록 하는 피치방향을 가지는 동일한 길이의 나사 요소(8,18)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 복수 나사를 가지는 가소성 혼합물의 연속혼합장치
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