KR20020089072A - 압출기의 실린더를 위한 냉각기구 및 그 냉각기구를사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압출기에서 실린더의 길이가 길어도 실린더 전구간에 걸쳐서 일정한 온도를 갖도록 용이하게 조절할 수 있는 압출기의 실린더를 위한 냉각기구를 제공한다. 이 냉각기구는 양단이 절개되어 막히고 일정한 폭으로 형성되어 밴드형태를 갖는 링을 구비한다. 이 링은 실린더의 외주면에 대응되는 형상과 치수로 내면이 형성되고, 내면을 따라 균일한 단면으로 형성되는 통로를 갖는다. 이 링은 실린더의 외주면에 밀착된 상태로 설치되어 외부로부터 유입되는 냉각수가 통로를 통하여 흘러서 외부로 나가도록 하므로써 실린더를 냉각한다. 이와 같은 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치는 다수개의 냉각기구, 다수개의 밴드히터, 냉각수 조절유니트, 전원 조절유니트를 구비하여 이루어진다. 다수개의 냉각기구는 실린더의 길이방향에 등간격으로 설치되고, 다수개의 밴드히터는 냉각기구들의 사이사이에 위치되도록 등간격으로 설치된다. 냉각수 조절유니트는 다수개의 냉각기구에 냉각수를 각각 별개로 공급하고 배출하도록 설치된다. 전원 조절유니트는 다수개의 밴드히터의 작동이 각각 별개로 이루어지도록 설치된다. 이와 같은 온도조절장치에 의하면 다수개의 냉각기구 및 밴드히터는 각 냉각기구 및 밴드히터의 온도가 별개로 제어되어 실린더의 온도를 제어할 수 있다.
Description
본 발명은 압출기의 실린더를 위한 냉각기구 및 그 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 열가소성수지와 발포제를 혼합하는 압출기의 실린더를 위한 냉각기구 및 그 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치에 관한 것이다.
압출성형은 원료를 압출기의 호파에 넣고 실린더에 일정한 온도를 유지하게 하여 원료를 녹이면서 실린더속의 스크류를 회전시켜 밀어내어 실린더 앞에 장착된 다이스를 통과하게 하여 냉각시켜 성형하는 것이다. 이와 같은 압출성형에는 일정한 길이의 실린더를 갖는 압출기가 사용된다.
일반적으로 이와 같은 압출기의 실린더에는 압출재료의 균일한 용융상태와 안정된 물성을 갖도록 하기 위하여 실린더의 온도를 조절하기 위한 냉각장치와 가열장치가 구성된다. 이와 같은 실린더의 온도를 조절하기 위한 일례로 반원형의 알미늄 주물에 파이프를 내장하여 히터와 냉각장치를 지그재그로 배열한 구성이 있다. 그러나, 이와 같은 종래 실린더의 온도조절장치는 실린더의 길이가 길어질수록 실린더 전구간에 걸쳐 일정한 온도를 유지하기 곤란할뿐만아니라 조절하고자 하는 온도로 빠르고 정확하게 조절할 수 없는 문제점이 있다. 특히, 이와 같은 냉각장치와 가열장치에 의한 종래 온도조절장치는 본 발명자가 출원하여 등록된 특허 제0135899호와 특허출원된 특1999-0073391호 등에 의한 펠릿형 열가소성수지 발포체의 제조장치(압출기)에는 그 온도조절이 정확하지 않고 신속하지 않아 사용하기 곤란한 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 압출공정을 진행할 때 실린더의 온도를 정확하고 신속하게 조절할 수 있는 새로운 형태의 압출기의 실린더를 위한 냉각기구 및 그 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각기구의 사시도;
도 2는 도 1의 냉각기구를 정면에서 단면하여 보여주는 단면도;
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각기구를 사용하여 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치를 구성한 일례를 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 냉각기구 20 : 링
22 : 내면24 : 제 1 단
26 : 제 2 단28 : 통로
30 : 체결부32 : 볼트
34 : 너트42 : 제 1 니플
44 : 제 2 니플100 : 밴드히터
200 : 온도검출센서300 : 냉각수 조절유니트
400 : 전원 조절유니트500 : 실린더
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 압출기에서 실린더의 길이가 길어도 실린더 전구간에 걸쳐서 일정한 온도를 갖도록 용이하게 조절할 수 있는 압출기의 실린더를 위한 냉각기구를 제공한다. 이 냉각기구는 양단이 절개되어 막히고 일정한 폭으로 형성되어 밴드형태를 갖는 링을 구비한다. 이 링은 상기 실린더의 외주면에 대응되는 형상과 치수로 내면이 형성되고, 상기 내면을 따라 균일한 단면으로 형성되는 통로를 갖는다. 이 링은 상기 실린더의 외주면에 밀착된 상태로 설치되어 외부로부터 유입되는 냉각수가 상기 통로를 통하여 흘러서 외부로 나가도록 하므로써 상기 실린더를 냉각한다.
이와 같은 본 발명의 압출기의 실린더를 위한 냉각기구는 그 바람직한 실시예에서 상기 링의 재질은 상기 실린더의 재질과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 이와 같은 냉각기구에 의하면 실린더와 같은 팽창계수를 가지므로써 상기 냉각기구와 실린더 사이에서 발생되는 틈새공차를 최대한 줄여서 온도조절을 빠르게 함과동시에 온도조절이 정확하게 이루어지도록 한다.
이와 같은 본 발명의 압출기의 실린더를 위한 냉각기구는 그 바람직한 실시예에서 상기 링의 절개된 양단중 어느 한단에 근접되도록 상기 링의 통로와 연통되어 설치되어 외부로부터 냉각수가 공급되는 라인과 연결되는 제 1 니플 및; 상기 제 1 니플과 반대되는 상기 링의 절개된 나머지 단에 근접되도록 상기 링의 통로와 연통되어 설치되어 외부로 냉각수가 배출되는 라인과 연결되는 제 2 니플을 더 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 압출기의 실린더를 위한 냉각기구는 그 바람직한 실시예에서 상기 링의 절개된 양단에 각각 설치되고 상기 링을 상기 실린더에 결합시킨 상태에서 체결구를 사용하여 상기 링을 상기 실린더의 외주면에 밀착되도록 고정하기 위한 체결부를 더 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 압출기의 실린더를 위한 냉각기구는 그 바람직한 실시예에서 상기 링의 통로는 냉각수가 상기 실린더의 외주면에 직접 접촉되면서 흐르도록 상기 실린더의 외주면과 맞닿는 면이 개방되도록 형성될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 본 발명은 전술한 냉각기구를 사용하여 효과적으로 압출기의 실린더의 온도를 제어할 수 있는 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치를 제공한다. 이와 같은 온도조절장치는 다수개의 냉각기구, 다수개의 밴드히터, 냉각수 조절유니트, 전원 조절유니트를 구비하여 이루어진다. 다수개의 냉각기구는 실린더의 길이방향에 등간격으로 설치되고, 다수개의 밴드히터는 상기 냉각기구들의 사이사이에 위치되도록 등간격으로 설치된다. 냉각수 조절유니트는 상기 다수개의 냉각기구에 냉각수를 각각 별개로 공급하고 배출하도록 설치된다. 전원 조절유니트는 상기 다수개의 밴드히터의 작동이 각각 별개로 이루어지도록 설치된다. 이와 같은 온도조절장치에 의하면 다수개의 냉각기구 및 밴드히터는 각 냉각기구 및 밴드히터의 온도가 별개로 제어되어 실린더의 온도를 제어할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 온도조절장치는 그 바람직한 실시예에서 상기 교번되어 설치된 다수개의 냉각기구와 밴드히터 사이에 등간격으로 설치되는 복수개의 온도검출센서를 더 구비할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 온도조절장치는 그 바람직한 실시예에서 상기 냉각기구가 접촉되는 상기 실린더의 외주면은 연마가공한 표면조도를 갖도록 할 수 있다.
이와 같은 온도조절장치에 의하면, 온도검출센서들로부터 검출되는 각각의 온도가 기 설정온도가 되도록 냉각기구와 밴드히터를 조절하여 실린더의 국부적으로 발생되는 온도의 변화를 최대한 작게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 3에 의거하여 압출기의 실린더를 위한 냉각기구 및 그 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 바람직한 실시예의 설명에 있어서, 압출기에 대한 일반적인 기술적 사항에서 이 분야의 종사자들이 용이하게 예측 및 이해할 수 있거나 실시할 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 도 1 내지 도 3에 있어서 동일한 기능을 수행하는 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 병기한다. 각 도면에서 주 요소들의 결합ㆍ고정을 위한 체결구성 및 연결구성 등의 도시는 간략히 하거나 생략하였으며, 기본적인 유압, 공압, 자동제어 및 배관 부품의 사용 및 설치에서 이 분야의 종사자들이 통상의 압출기의 기능과 구성으로부터 용이하게 이해할 수 있는 부분들의 도시는 생략하고, 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다. 특히, 요소들 사이의 크기 비가 다소 상이 하게 표현되거나 서로 결합되는 부품들 사이의 크기가 상이하게 표현된 부분도 있으나, 이와 같은 도면의 표현 차이는 이 분야의 종사자들이 용이하게 이해할 수 있는 부분들이므로 별도의 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각기구의 사시도이고, 도 2는 도 1의 냉각기구를 정면에서 단면하여 보여주는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각기구(10)는 특별히 설계된 링(20)을 갖는다. 이 링(20)은 제 1 단(24)과 제 2 단(26)의 양단이 절개되어 막히고 일정한 폭으로 형성되어 밴드형태를 갖는다. 상기 링(20)의 폭은 후술할 밴드히터의 폭보다 너무 길지 않도록 구성하는 것이 바람직하다. 이와 같은 링(20)은 적용되는 실린더(500)의 외주면에 대응되는 형상과 치수로 내면(22)이 형성되고, 이 내면(22)을 따라 균일한 단면으로 통로(28)가 형성된다. 이때, 상기 링(20)의 통로(28)는 냉각수가 상기 실린더(500)의 외주면에 직접 접촉되면서 흐르도록 상기 실린더(500)의 외주면과 맞닿는 면이 개방(23)되도록 형성하여 냉각능력을 극대화할 수 있도록 한다.
도 1 및 도 2에서 도시한 상기 링(20)은 일반적인 실린더의 외주면과 같이 원형의 밴드형태를 갖도록 한다. 물론, 상기 링(20)의 형상은 적용하고자 하는 실린더의 형상 및 치수와 대응되도록 형성되므로 도시한 원형의 밴드형태에 제한되는 것은 아니다. 여기서, 밴드형태를 갖는다는 의미는 상기 링(20)이 어느 정도의 탄성을 가지고 있고, 절개되어 있으므로 약간 벌린 상태에서 상기 실린더(500)의 외주면에 걸쳐지고 그 상태에서 놓으면 상기 실린더(500)의 외주면에 밀착되어 결합되는 것을 의미한다. 본 실시예에서 상기 링(20)의 재질은 적용하고자 하는 실린더와 같은 재질을 사용하여 형성한다. 이는 상기 실린더(500)와 상기 링(20)의 열팽창계수가 동일하도록 하므로써 열팽창계수가 다르므로써 나타나는 상기 실린더(500)와 링(20) 사이의 틈새를 방지한다.
이와 같이 밴드형태를 갖는 상기 링(20)은 상기 제 1 단(24)과 제 2 단(26)에 근접되는 위치에 홀을 형성하여 외부로부터 유입되는 냉각수가 상기 통로(28)를 통하여 흘러서 외부로 나가도록 할 수 있다. 특히, 본 실시예에서 상기 링(20)의 냉각수가 유입되는 홀과 배출되는 홀에는 각각 제 1 니플(42)과 제 2 니플(44)을 설치하여 배관의 연결작업을 용이하게 할뿐만아니라 상기 링(20)의 비교적 얇은 판으로 이루어지는 것을 감안할 때 배관의 연결시 상기 링(20)의 파손을 방지하도록 한다. 물론, 상기 제 1 및 제 2 니플(42,44)의 형태 및 종류는 제한적이지 않고 다양한 형태 및 종류를 사용할 수 있을 것이다. 상기 제 1 니플(42)과 제 2 니플(44)은 용접, 나사결합 등 통상적인 방법으로 상기 링(20)에 설치하거나 상기 링(20)과 일체형으로 구성할 수도 있을 것이며, 외부 배관을 연결하기 편리하도록 하는 일반적인 기술적 구성이 추가될 수 있을 것이다.
한편, 상기 링(20)에는 양단(24,26)에 각각 설치되는 체결부(30)가 설치된다. 이 체결부(30)는 상기 링(20)을 상기 실린더(500)에 결합시킨 상태에서 볼트(32)와 너트(34) 등의 체결구를 사용하여 상기 링(20)을 상기 실린더(500)의 외주면에 밀착되도록 고정한다. 이와 같은 체결부(30)를 사용함으로써 지속적인 온도변화에 의해 발생되는 상기 링(20)과 실린더(500)사이의 틈새를 안정적으로 억제시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉각기구를 사용하여 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치를 구성한 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 전술한 구성을 갖는 냉각기구(10)는 압출기의 실린더(500)에 적용할 때 온도조절장치를 다양한 방법으로의 구성이 가능하도록 한다. 본 실시예에서 이 온도조절장치는 다수개의 냉각기구(10), 다수개의 밴드히터(100), 냉각수 조절유니트(300), 전원 조절유니트(400) 등으로 이루어진다. 상기 다수개의 냉각기구(10)는 실린더(500)의 길이방향에 등간격으로 설치되고, 상기 다수개의 밴드히터(100)는 상기 냉각기구들(10)의 사이사이에 위치되도록 등간격으로 설치된다. 이때, 상기 냉각기구(10)가 접촉되는 상기 실린더(500)의 외주면은 연마가공한 표면조도를 갖도록 한다. 상기 실린더(500)의 외주면이 연마가공한 표면조도(일반적으로 표면가공의 표시시 '∇∇∇' 또는 '∇∇∇∇' 등으로 표시한다)를 갖도록 하는 이유는 표면이 거칠수록 열전도율이 저하되기 때문이다.
상기 냉각수 조절유니트(300)는 상기 다수개의 냉각기구(10)에 냉각수를 각각 별개로 공급하고 배출하도록 설치되고, 상기 전원 조절유니트(400)는 상기 다수개의 밴드히터(100)의 작동이 각각 별개로 이루어지도록 설치된다. 이와 같은 구성을 통하여 다수개의 냉각기구(10) 및 밴드히터(100)는 각 링 및 밴드히터의 온도가 별개로 제어되어 실린더의 온도를 제어할 수 있다. 한편, 이와 같은 온도조절장치에는 상기 교번되어 설치된 다수개의 냉각기구(10)와 밴드히터(100) 사이에 복수개의 온도검출센서(200)를 등간격으로 설치하여, 온도검출센서들(200)로부터 검출되는 각각의 온도가 기 설정온도가 되도록 냉각기구(10)와 밴드히터(100)를 조절하여 실린더(500)의 국부적으로 발생되는 온도의 변화를 최대한 작게 할 수 있도록 한다.
본 실시예에서 상기 냉각수 조절유니트(300)와 전원 조절유니트(400)는 상술한 본 발명의 구성방법을 적용하여 이 분야에서 이미 사용되고 있는 기술을 사용할 수 있다. 예컨대, 일반적인 압출기에는 냉각수를 공급 및 배출시키고 이를 제어하기 위한 구성과 센서에 의해서 검출된 온도를 기 입력된 온도(기 설정된 온도)와 비교하여 히터를 온/오프시켜서 가열온도를 조절하도록 하는 구성이 적용되어 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 압출기의 실린더를 위한 냉각기구 및 이 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치는 실린더 온도의 조절이 신속하고 정확한 온도제어가 가능할뿐만아니라 실린더의 각 부분을 별도로 온도조절할 수 있으므로 3000mm이상의 길이를 갖는 실린더에서도 유용하게 사용할 수 있었다. 특히, 본 발명자가 출원하여 등록된 특허 제0135899호와 특허출원된 특1999-0073391호 등에 의한 펠릿형 열가소성수지 발포체의 제조장치(압출기)에서 종래 온도조절장치로는 얻을 수 없는 온도조절의 정확성과 신속성을 이룰 수 있었다. 예컨대,종래 온도조절장치로는 3000mm의 실린더 전구간에 대하여 ±1도이내의 온도 변화를 조절할 수 없었으나, 본 발명의 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치를 사용하여 얻을 수 있었다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압출기의 실린더를 위한 냉각기구를 설명하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 압출기의 실린더를 위한 냉각기구 및 그 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치에 의하면, 실린더의 각 부분의 온도를 별도로 조절할 수 있으므로 실린더의 길이가 길어도 실린더 전구간에 걸쳐서 일정한 온도를 갖도록 신속하고 정확하게 조절할 수 있다.
Claims (8)
- 압출기의 실린더를 위한 냉각기구에 있어서,양단이 절개되어 막히고 일정한 폭으로 형성되어 밴드형태를 갖는 링을 포함하되, 상기 링은 상기 실린더의 외주면에 대응되는 형상과 치수로 내면이 형성되고, 상기 내면을 따라 균일한 단면으로 형성되는 통로를 구비하여, 상기 실린더의 외주면에 밀착된 상태로 설치되어 외부로부터 유입되는 냉각수가 상기 통로를 통하여 흘러서 외부로 나가도록 하므로써 상기 실린더를 냉각하는 것을 특징으로 하는 압출기의 실린더를 위한 냉각기구.
- 제 1 항에 있어서,상기 링의 재질은 상기 실린더의 재질과 동일한 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 압출기의 실린더를 위한 냉각기구.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 링의 절개된 양단중 어느 한단에 근접되도록 상기 링의 통로와 연통되어 설치되어 외부로부터 냉각수가 공급되는 라인과 연결되는 제 1 니플 및;상기 제 1 니플과 반대되는 상기 링의 절개된 나머지 단에 근접되도록 상기 링의 통로와 연통되어 설치되어 외부로 냉각수가 배출되는 라인과 연결되는 제 2 니플을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기의 실린더를 위한 냉각기구.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 링의 절개된 양단에 각각 설치되고 상기 링을 상기 실린더에 결합시킨 상태에서 체결구를 사용하여 상기 링을 상기 실린더의 외주면에 밀착되도록 고정하기 위한 체결부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기의 실린더를 위한 냉각기구.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 링의 통로는 냉각수가 상기 실린더의 외주면에 직접 접촉되면서 흐르도록 상기 실린더의 외주면과 맞닿는 면이 개방되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 압출기의 실린더를 위한 냉각기구.
- 밴드형태를 갖는 링을 포함하는 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치에 있어서,실린더의 길이방향에 등간격으로 설치되는 다수개의 냉각기구와;상기 냉각기구들의 사이사이에 위치되도록 등간격으로 설치되는 다수개의 밴드히터와;상기 다수개의 냉각기구에 냉각수를 각각 별개로 공급하고 배출하도록 설치되는 냉각수 조절유니트 및;상기 다수개의 밴드히터의 작동이 각각 별개로 이루어지도록 설치되는 전원조절유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치.
- 제 6 항에 있어서,상기 교번되어 설치된 다수개의 냉각기구와 밴드히터 사이에 등간격으로 설치되는 복수개의 온도검출센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치.
- 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,상기 냉각기구가 접촉되는 상기 실린더의 외주면은 연마가공한 표면조도를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 냉각기구를 사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020010028240A KR20020089072A (ko) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 압출기의 실린더를 위한 냉각기구 및 그 냉각기구를사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치 |
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| KR1020010028240A KR20020089072A (ko) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 압출기의 실린더를 위한 냉각기구 및 그 냉각기구를사용한 압출기의 실린더를 위한 온도조절장치 |
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| KR2020010016779U Division KR200246820Y1 (ko) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | 압출기의 실린더를 위한 냉각기구 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102129980B1 (ko) * | 2019-04-26 | 2020-07-03 | 조인상 | 트윈 압출기의 어댑터 냉각 시스템 |
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-
2001
- 2001-05-23 KR KR1020010028240A patent/KR20020089072A/ko active IP Right Grant
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