KR20040081985A - 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터 - Google Patents

열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 팽창챔버 내에 구비되는 팽창관의 상부에 끼워져 내경이 서로 다른 직경으로 계단형태를 이루고 공기인입구 및 팽창관의 구멍으로 진공펌프에 의한 진공력이 발생하여 원튜브를 팽창관 내경까지 팽창시키는 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터에 관한 것이다. 이를 위해, 열수축 튜브 제작 장치의 튜브 팽창관 구조에 있어서, 소정의 밀폐된 공간을 형성하여 중심부에 튜브가 삽입되어 진행되는 중공의 팽창관이 구비되고 상기 팽창관이 외측을 중심으로 형성된 상기 공간에 진공이 형성되는 팽창챔버; 및 상기 팽창관의 상부에 끼워지며 중공의 원판에 중공의 원통이 중심을 일치하여 수직으로 결합된 형상으로, 상기 원판의 중심 내부의 직경 φD1이 상기 원통의 중심 내부의 직경 φD2보다 작으며, 상기 원판의 외주연에서 중심방향으로 다수 개의 공기인입구가 형성된 팽창관 어뎁터;를 포함하여 구성되는 것이 특징이다. 그리고, 상기 공기인입구에 연결되는 진공밸브의 조절과 상기 팽창챔버의 진공압력을 조절하도록 상기 진공밸브와 팽창챔버에 진공컨트롤러가 연결되어 진공압을 조절하는 것이 특징이다.

Description

열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터{A Vacuum Control Expansion Tube Adapter For A Heat Contraction Tube}
본 발명은 열수축 튜브 팽창시 사용하는 팽창관 어뎁터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 팽창챔버내에 구비되는 팽창관의 상부에 끼워져 내경이 서로 다른 직경으로 계단형태를 이루고 공기인입구 및 팽창관의 구멍으로 진공펌프에 의한 진공력이 발생하여 원튜브를 팽창관 내경까지 팽창시키는 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터에 관한 것이다.
일반적으로 열수축 튜브의 제조는 압출기에서 압출된 튜브를 수가교나 전자선가교를 통하여 가교를 시키고 팽창공정을 거쳐 원튜브를 일정한 직경까지 팽창을 시킨다.
도 1은 종래의 열수축 튜브를 제조하는 튜브 팽창 과정의 개략적인 도식도이고, 도 2는 종래의 팽창관 어뎁터를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 열수축 튜브 설비는 크게 가열롤부, 팽창관 어뎁터(13), 팽창챔버(7), 진공식 팽창관(15), 냉각수 분사노즐로 구성되어 있다. 이상과 같이 구성되어 튜브 팽창공정에서 공급롤(1)(Pay-Off)에 권취된 원튜브(5)가 송출되면서 건식 가열롤(3)을 거쳐 원튜브(5)가 가열되고 팽창챔버(7)내에서 팽창된다. 그리고, 팽창된 열수축 튜브는 가이드롤과 인취부(9)를 따라 권취롤(11)(Take-Up)에 권취되어 열수축 튜브 제품이 만들어지게 된다.
즉, 상기 원튜브(5)는 팽창챔버(7)내로 인입되고 팽창관(15)의 구멍으로 진공펌프에 의한 진공력이 발생하여 원튜브(5)를 팽창관(15) 내경까지 팽창시킨다.
도 2에 도시되어진 종래의 팽창관 어뎁터(13)에서와 같이 종래 팽창관 어뎁터(13)의 내경은 φD1으로 일정한 내경을 가지고 있어 상기 원튜브(5)의 외경 또는 작업조건에 따라 팽창관 어뎁터(13)의 내경을 바꾸어 가며 실험함으로서 작업표준으로 정하게 된다.
여기서, 튜브 팽창공정을 보다 자세히 살펴보면 공급롤(1)에서 공급되는 원튜브(5)는 가열롤부에서 균일하게 약 120℃ 정도로 건식가열이 되고 구동력에 의해 팽창관(15)으로 들어와 원튜브(5) 외경에 적합한 크기의 내경을 가진 팽창관 어뎁터(13)를 거쳐 진공식 팽창관(15)으로 유입된다.
이렇게 유입된 원튜브(5)는 진공 펌프에 의해 발생된 진공력이 진공식 팽창관(15) 외면에 가공된 작은 구멍에 의해 상기 원튜브(5) 표면에 작용하고 원튜브(5)내에 가해 주는 압력의 합으로 진공식 팽창관(15)내에서 팽창관(15)의 직경 만큼 팽창이 이루어지게 된다.
팽창이 완료된 원튜브(5)는 열전도가 우수한 진공식 팽창관(15) 외벽에 밀착하게 되고, 냉각수 분사노즐에서 분사되는 냉각수에 의해 냉각되어 진공의 팽창챔퍼(Chamber)를 벗어나 인취부(9)를 거쳐 권취롤(11)에 감기게 된다. 이 때, 상기 가열롤에서 가열된 원튜브(5)와 팽창관 어뎁터(13) 내면이 접촉하게 되면 마찰로 인한 원튜브(5)의 길이방향 연신에 큰 영향을 주기 때문에 팽창관 어뎁터(13)의 내경과 형상은 원튜브(5)의 규격에 따라 바꿀 수 있다.
그러나, 팽창관 어뎁터(13)의 내경과 튜브의 외경은 작업자의 숙련도나 기계에 따라 조금씩 차이가 날 수가 있어 각각의 팽창기에 대하여도 실험을 통하여 팽창관 어뎁터(13)의 내경을 결정하여야 한다.
팽창된 열수축 튜브의 품질은 표면에 열을 가하였을 때 튜브의 길이방향 수축율이 작고, 균일할수록 좋게 평가된다. 그리고, 길이방향 수축율의 균일성은 원튜브(5)의 길이방향 연신에 의해 좌우되는데 길이방향 연신을 줄이기 위해 팽창관 어뎁터(13)의 내경에서 발생하는 마찰을 줄여야 한다.
종래의 팽창관 어뎁터(13)에 인입되는 원튜브(5)의 팽창과정은 표면온도가 가열롤에서 약 120℃정도로 가열된 상태에서 인취부(9)의 구동력에 의해 팽창챔버(7)내로 들어간 원튜브(5)는 팽창관 어뎁터(13) 내경 1.5mm, 튜브선속은 10 mpm, 원튜브(5)의 직경은 1mm, 튜브의 팽창된 외경은 5mm, 내부 보충압력 0.4 atm, 진공도 설정은 580 torr 로 작업을 하였다.
상기 팽창관 어뎁터(13)를 통과한 원튜브(5)는 팽창관(15)에서 팽창이 되는데 팽창관(15)의 공기유입은 주로 도 2에 도시된 팽창관 어뎁터(13)의 φD1을 통하여 불규칙적으로 공기유입이 일어난다.
이것은 진공압의 변동을 일으키고 진공압의 변동은 열수축 튜브 연신률의 불규칙성으로 나타난다. 그리고 팽창관 어뎁터(13)의 내경을 바꾸어 가며 일정한 진공도와 연신률이 나올 때까지 반복작업을 수행한다.
종래 팽창관 어뎁터(13)의 실험은 팽창관 어뎁터(13) 내경이 1.5mm, 튜브선속은 10 mpm, 원튜브(5)의 직경은 1mm, 튜브의 팽창된 외경은 5mm, 내부 보충압력 0.4 atm, 진공도 설정은 580 torr 조건으로 실험을 실시하였다.
여기서, 상기 종래 팽창관 어뎁터(13)인 경우 60개의 데이터를 산출한 결과 평균 인쇄길이는 118.03mm, 최대, 최소 인쇄길이는 각각 121mm, 114mm로 R은 7 mm로 평균 ±2.7% 연신율을 나타내었다.
아울러, 원튜브(5)의 직경과 팽창관 어뎁터(13)의 직경차이에 의한 마찰과 인취부(9)와 사이에서 발생한 힘이 튜브의 내력보다 크면 연신이 발생한다. 그러나, 종래의 팽창관 어뎁터(13)로는 열수축 튜브의 연신을 줄이거나 원튜브(5)의 외경 및 가교도등의 외적외란에 즉각적인 대응을 하지 못하므로 연신에 관계된 마찰력을 즉각적으로 대응할 수 있는 팽창관 어뎁터(13)의 개선이 꼭 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 안출된 것으로써, 본 발명의 제 1목적은 팽창관 어뎁터가 팽창챔버내에 구비되는 팽창관의 상부에 끼워져 내경이 서로 다른 직경으로 계단형태를 이루고 공기인입구로 연결되는 진공밸브와, 팽창챔버와 연결되는 진공펌프 및 진공컨트롤러가 연결되어 진공압을 자동 조절하며 진공력이 발생하여 원튜브를 팽창관 내경까지 팽창시키는 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터를 제공하는 것이다.
그리고 본 발명의 제 2목적은 상기 팽창관 어뎁터의 형상이 중공의 원판에 중공의 원통이 수직으로 결합된 형상으로서 상기 원판에 방사형태로 형성된 공기인입구로 외부공기를 인입시킴으로서 열수축 튜브의 팽창시 마찰 분포를 균일하게 하여 마찰력을 줄이고 튜브에 걸리는 응력을 분산시켜 길이 방향 연신과 연신 편차를 줄이는 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제 3목적은 팽창관 어뎁터가 끼워지는 팽창관에 진공게이지가 연결되고 진공도 설정에 따라 진공도를 컨트롤하는 진공컨트롤러가 구비되는 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터를 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 목적들은, 열수축 튜브 제작 장치의 튜브 팽창관 구조에 있어서,
소정의 밀폐된 공간을 형성하여 중심부에 튜브가 삽입되어 진행되는 중공의 팽창관이 구비되고 상기 팽창관이 외측을 중심으로 형성된 상기 공간에 진공이 형성되는 팽창챔버; 및
상기 팽창관의 상부에 끼워지며 중공의 원판에 중공의 원통이 중심을 일치하여 수직으로 결합된 형상으로, 상기 원판의 중심 내부의 직경 φD1이 상기 원통의 중심 내부의 직경 φD2보다 작으며, 상기 원판의 외주연에서 중심방향으로 다수개의 공기인입구가 형성된 팽창관 어뎁터;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터에 의하여 달성된다.
그리고, 상기 공기인입구에 연결되는 진공밸브의 조절과 상기 팽창챔버의 진공압력을 조절하도록 상기 진공밸브와 팽창챔버에 진공컨트롤러가 연결되어 진공압을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 팽창관 어뎁터의 원판에 형성되는 공기인입구는 외주연에서 중심방향으로 다수개가 방사형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 팽창관 어뎁터의 중심부 내경은 상기 원판의 중심 내부의 직경 φD1이 상기 원통의 중심 내부의 직경 φD2보다 작게 형성되어 상기 팽창관의 내경까지 단계적으로 직경이 증가하는 계단형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
도 1은 종래의 열수축 튜브를 제조하는 튜브 팽창 과정의 개략적인 도식도,
도 2는 종래의 팽창관 어뎁터를 도시한 단면도,
도 3은 열수축 튜브를 제조하는 튜브 팽창 과정의 개략적인 도식도,
도 4는 본 발명에 따른 팽창관 어뎁터가 적용된 팽창챔버의 개략적인 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 팽창관 어뎁터의 세부적인 모습을 도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 팽창관 어뎁터내의 공기흐름을 나타내는 공기흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 공급롤 3 : 건식 가열롤
5 : 원튜브 7 : 팽창챔버
9 : 인취부 11 : 권취롤
13 : 팽창관 어뎁터 15 : 팽창관
100 : 공급롤 110 : 건식 가열롤
120 : 원튜브 130 : 인취부
140 : 권취롤 200 : 팽창챔버
250 : 팽창관 300 : 팽창관 어뎁터
310 : 공기인입구 320 : 원판
330 : 원통 400 : 진공밸브
410 : 진공펌프 420 : 진공게이지
430 : 진공컨트롤러
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 열수축 튜브를 제조하는 튜브 팽창 과정의 개략적인 도식도이다.
도 3의 튜브팽창 도식도에서와 같이 공급롤(100)(Pay-Off)에 권취된 원튜브(120)가 송출되면서 건식 가열롤(110)을 거쳐 원튜브(120)가 가열되고 팽창챔버(200)내에서 팽창된다. 팽창된 열수축 튜브는 가이드롤과 인취부(130)를 따라 권취롤(140)(Take-Up)에 권취되어 열수축 튜브 제품이 만들어지게 된다.
열수축 튜브의 제조과정은 일반적으로 동일하며 그 중에서도 주요 부품인 팽창챔버(200)내의 팽창관(250)에 적용되는 팽창관 어뎁터(300)는 제조되는 열수축튜브의 품질에 직접적인 영향을 미치게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 팽창관 어뎁터가 적용된 팽창챔버의 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 팽창관 어뎁터의 세부적인 모습을 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 팽창관 어뎁터내의 공기흐름을 나타내는 공기흐름도이다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 팽창관(250)에는 팽창관 어뎁터(300)가 적용되어 있으며, 본 발명의 팽창관 어뎁터(300)는 도 5에 도시된 바를 통하여 보다 세부적으로 자세한 내용을 설명한다.
본 발명의 팽창관 어뎁터(300)는 원주에서 중심방향으로 홀이 형성되어 있으며, 중심 내부의 직경이 φD1, φD2로 서로 다른 직경으로 나누어 가공되어 있다.
그리고, 도 6에 도시된 본 발명에 따른 팽창관 어뎁터(300)내의 공기흐름도에서와 같이 진공게이지(420)는 진공식 팽창관(250)과 연결되어 있고 진공도 셋팅에 따라 진공도를 컨트롤하는 메커니즘을 가지고 있다.
아울러, 도 3에서 보여지는 바와 같이 상기 건식 가열롤(110)에서 가열된 원튜브(120)는 팽창챔버(200)에 들어가게 되고 상기 팽창챔버(200)에서 원튜브(120)는 팽창관 어뎁터(300), 팽창관(250)의 노즐부, 팽창관(250)을 거쳐 팽창이 된 다음 권취롤(140)에서 권취되게 된다.
상기 팽창관 어뎁터(300)를 자세하게 보면 원튜브(120)는 도 5에 도시된 팽창관 어뎁터(300)에서와 같이 어뎁터의 내경이 φD1인 곳을 들어가서 φD2인 곳을 빠져나오게 된다.
그리고 도 6에 도시된 팽창관 어뎁터(300)내의 공기흐름도에서와 같이 공기는 진공밸브(400)를 거쳐 8개의 호스를 따라 상기 팽창관 어뎁터(300)의 인입구를 통하여 팽창관 어뎁터(300)의 중심부 φD2로 나가서 진공펌프(410)의 진공에 의해 팽창챔버(200) 밖으로 배출된다.
여기서, 상기 팽창관 어뎁터(300)내의 공기흐름도에서와 같이 필요한 일정한 외부 공기를 진공밸브(400)를 통하여 진공도를 설정한다. 그리고, 진공도를 컨트롤하는 메커니즘을 통하여 외부공기를 φD2로 인입시키고 진공펌프(410)를 통하여 팽창챔버(200) 밖으로 배출하는 구조를 가지고 있다.
상기 원튜브(120)는 가열롤에서 표면온도가 약 120℃ 정도로 가열된 상태에서 팽창관(250)이 결합된 팽창챔버(200)내로 들어오게 되며 팽창챔버(200)의 진공도는 개선된 팽창관 어뎁터(300)의 호스와 연결된 진공밸브(400)로 조절된다.
이 때, 유입되는 튜브선속은 10 mpm, 원튜브(120)의 직경은 1mm, 튜브의 팽창된 외경은 5mm, 개선된 팽창관 어뎁터(300) φD1은 1mm, 개선된 팽창관 어뎁터(300) φD2는 2mm, 내부 보충압력 0.4 atm, 진공도셋팅은 580 torr, 진공게이지(420)는 580±2 torr를 나타내고 있고 진공컨트롤러(430)에서 진공밸브(400)를 열고 닫으며 진공도 설정치를 추종하는 실험을 실시하였다.
여기서, 상기 팽창관 어뎁터(300)에 유입되는 공기는 1차적으로 도 5의 개선된 팽창관 어뎁터(300)에서 보는 바와 같이 φD1으로 유입되는 것을 차단하고 호스와 연결된 진공밸브(400)를 통하여 공기유입이 일어나게 한다. 그리고 공기량을 진공컨트롤러(430)를 통하여 조절한다.
상기 팽창관 어뎁터(300)의 실험에서 튜브선속은 10 mpm, 원튜브(120)의 직경은 1mm, 튜브의 팽창된 외경은 5mm, 상기 팽창관 어뎁터(300) φD1 1mm, 팽창관 어뎁터(300) φD2 2mm, 내부 보충압력 0.4 atm, 진공도 설정은 580 torr, 진공게이지(420)는 580±2 torr 로 실험을 실시하였다.
상기 팽창관 어뎁터(300)인 경우 60개의 데이터를 산출한 결과 평균 인쇄 길이는 117.664mm, 최대, 최소인쇄길이는 각각120.5mm, 115mm로 R은 5.5 mm로 평균 ±2.3%의 연신율을 나타내었다.
이로써, 본 발명에 의하여 기존의 실험결과에 비해 개선된 열수축 튜브의 품질을 확인할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터(300)에 의하면, 상기 팽창관 어뎁터(300)가 팽창챔버(200)내에 구비되는 팽창관(250)의 상부에 끼워져 내경이 서로 다른 직경으로 계단형태를 이루고 공기인입구(310)로 연결되는 진공밸브(400)와, 팽창챔버(200)와 연결되는 진공펌프(410) 및 진공컨트롤러(430)가 연결되어 진공압을 자동 조절하며 진공력이 발생하여 원튜브(120)를 팽창관(250) 내경까지 팽창시키게 되는 특징이 있다.
그리고, 상기 팽창관 어뎁터(300)의 형상이 중공의 원판(320)에 중공의 원통(330)이 수직으로 결합된 형상으로서 상기 원판(320)에 방사형태로 형성된 공기인입구(310)로 외부공기를 인입시킴으로서 열수축 튜브의 팽창시 마찰 분포를 균일하게 하여 마찰력을 줄이고 튜브에 걸리는 응력을 분산시켜 길이 방향 연신과 연신 편차를 줄이는 효과가 있다.
아울러, 상기 팽창관 어뎁터(300)가 끼워지는 팽창관(250)에 진공게이지(420)가 연결되고 진공도 셋팅에 따라 진공도를 컨트롤 할 수 있는 장점이 있다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로 부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (4)

  1. 열수축 튜브 제작 장치의 튜브 팽창관(250) 구조에 있어서,
    소정의 밀폐된 공간을 형성하여 중심부에 튜브가 삽입되어 진행되는 중공의 팽창관(250)이 구비되고 상기 팽창관(250)이 외측을 중심으로 형성된 상기 공간에 진공이 형성되는 팽창챔버(200); 및
    상기 팽창관(250)의 상부에 끼워지며 중공의 원판(320)에 중공의 원통(330)이 중심을 일치하여 수직으로 결합된 형상으로, 상기 원판(320)의 중심 내부의 직경 φD1이 상기 원통(330)의 중심 내부의 직경 φD2 보다 작으며, 상기 원판(320)의 외주연에서 중심방향으로 다수개의 공기인입구(310)가 형성된 팽창관 어뎁터(300);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 공기인입구(310)에 연결되는 진공밸브(400)의 조절과 상기 팽창챔버(200)의 진공압력을 조절하도록 상기 진공밸브(400)와 팽창챔버(200)에 진공컨트롤러(430)가 연결되어 진공압을 조절하는 것을 특징으로 하는 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 팽창관 어뎁터(300)의 원판(320)에 형성되는 공기인입구(310)는 외주연에서 중심방향으로 다수 개가 방사형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 팽창관 어뎁터(300)의 중심부 내경은 상기 원판(320)의 중심 내부의 직경 φD1이 상기 원통(330)의 중심 내부의 직경 φD2 보다 작게 형성되어 상기 팽창관(250)의 내경까지 단계적으로 직경이 증가하는 계단형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 열수축 튜브용 진공도 자동조절 팽창관 어뎁터.
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