KR20050092039A - 원격 압출기를 구비한 파이프 몰드 장비의 다이 툴링용유량 분배기 - Google Patents

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Abstract

플라스틱 파이프 몰딩에 사용되는 장비(1)는 다이 툴링의 상단에 플라스틱 유량 분배기를 구비하는 다이 툴링(3)을 포함한다. 플라스틱 유량 분배기는 하나의 압출기로부터 다이 툴링 내부에 있는 적어도 하나의 다이 통로(9)까지 고르게 분배된 플라스틱을 제공하기 위해 유량을 조절할 수 있다.

Description

원격 압출기를 구비한 파이프 몰드 장비의 다이 툴링용 유량 분배기 {FLOW DISTRIBUTOR FOR DIE TOOLING OF PIPE MOLD EQUIPMENT WITH REMOTE EXTRUDER}
본 발명은 플라스틱 파이프의 몰딩에 사용되는 압출기와 다이 툴링(die tooling)을 포함하는 장비에 관한 것이다.
종래의 플라스틱 파이프 몰딩 장치는 압출기의 몰딩 영역에 연결되는 다이 툴링의 하나 또는 그 이상의 내부 통로에, 용융 플라스틱을 직접 공급하는 압출기를 포함한다. 하나 또는 그 이상의 다이 통로는 홀수 또는 짝수의 리브를 갖춘 파이프(ribbed pipe)를 만드는데 이용될 수 있다.
상기 장치는 분배기와 다이 툴링이 서로 관련된 위치에 고정되는 문제점을 안고 있다. 이는 값이 비싸며 가열하는데 많은 시간을 필요로 하는 비교적 대형 다이 툴링을 필요로 한다. 압출기를 다이 툴링과 떨어진 곳에 위치시키고 플라스틱을 압출기로부터 다이 툴링으로 공급시키면 공간을 절약하고 열 이익을 얻을 수 있다. 그러나 공지된 실시에 따르면, 현행 디자인, 즉, 다이 툴링에 대해 압출기가 고정되는 디자인의 경우, 압출기가 다이 툴링의 다이 통로에 직접 연결될 수 있는 점으로 인해 이러한 이득은 상쇄된다. 따라서 비교적 단순한 방법으로 다이 통로 입구 둘레의 압출기로부터의 플라스틱 분배가 이루어진다. 현재의 기술을 이용해서 파이프 몰딩 장치의 다이 툴링 장비로부터 압출기를 분리할 때 주어지는 이득을 이용하는 것은 매우 어려운데, 그 이유는 이러한 분리로 인해 용융 플라스틱을 압출기로부터 다이 통로로 균일하게 분배되도록 하는 것이 매우 어려워지기 때문이다. 이러한 균일한 분배 없이 얻어지는 파이프는 파이프의 벽 또는 벽들이 불균일하게 생산된다.
도 1, 도 2 및 도 3은 본 발명의 상이한 실시예들에 따른 플라스틱 파이프 몰딩에 사용되는 장비의 개략도;
도 4는 도 1, 도 2 및 도 3의 실시예들 중 어느 하나에 사용되는 플라스틱 유량 분배기의 정면도;
도 5는 유량 분배기의 측면에서 본, 도 4의 유량 분배기의 횡단면도;
도 6은 유량 분배기의 배면으로부터 본, 도 4의 유량 분배기의 단면도;
도 7은 도 4의 유량 분배기의 정면도; 및
도 8 및 도 9는 각각 도 4의 유량 분배기의 측면도 및 배면도이다.
본 발명은 이러한 분리의 단점 없이 다이 툴링으로부터 압출기를 분리함으로써 얻을 수 있는 이익을 이용하는 플라스틱 파이프 몰딩에 이용되는 장비에 관한 것이다.
본 발명은 보다 상세하게는 파이프를 제조하기 위한 용융 플라스틱을 제공하는 플라스틱 공급기와, 상기 플라스틱 공급기와 멀리 떨어져 위치한 다이 툴링을 포함하는, 플라스틱 파이프 몰딩에 사용되는 장비에 관한 것이다.
다이 툴링은 파이프가 성형되는 몰딩 영역으로 용융 플라스틱을 운반하는 내부 다이 통로를 갖는다. 다이 툴링은 또한 유량 분배기에 끼워 맞춰지는 상류단을 갖는다. 다이 통로는 다이 툴링 상류단에서 유량 분배기로 덮여진 링 형상 입구를 갖는다.
본 발명에 따른 장비는 플라스틱 공급기로부터 플라스틱 분배기까지 플라스틱 급송기를 더 포함한다. 유량 분배기는 다이 통로의 링 형상 입구 둘레의 플라스틱 공급기로부터 수용하는 용융 플라스틱을 균일하게 분배하도록 조절 가능하다.
본 발명의 일 양태에 따르면 다이 툴링은 다수의 통로들을 갖고, 유량 분배기는 각각의 다이 통로들에 대해 조절 가능한 다수의 배출구들을 갖는다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명의 장비는 유량 분배기의 다수의 유량 배출구와 연결되는 단일 압출기를 사용한다. 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명의 장비는, 유량 분배기로부터 유량 배출구들 중 각각의 하나와 연결되는 다수의 압출기를 사용한다.
본 발명의 또 다른 한 양태에 따르면 본 발명의 장비는 예를 들면, 상이한 종류의 플라스틱재를 압출하는데 사용될 수 있는 다수의 압출기를 사용한다. 각각의 압출기는 유량 분배기로부터 각각의 유량 배출기와 연결된다. 본 발명의 이러한 양태에서, 본 발명의 장비는 어느 압출기가 파이프를 제조하는데 사용될지를 선택할 수 있도록 유량 분배기에 대해 각각의 압출기를 선택적으로 개방 및 폐쇄시키기 위한 밸브 수단을 더 포함한다.
도 1은 도면부호 1로 지시되며, 플라스틱 파이프를 성형하기 위한 파이프 몰딩 작용에 사용되는 몰딩 장비를 나타낸다. 몰딩 장비(1)는 도면부호 3으로 지시되는 다이 툴링에 연결되는 압출기(2)를 포함한다. 이러한 다이 툴링은 하기에 상세히 설명될 것처럼, 압출기로부터 용융 플라스틱을 수용하고, 플라스틱 파이프가 성형되는 몰드 영역(미도시)으로 용융 플라스틱을 인도한다. 일반적으로 이러한 몰드 영역은 파이프를 성형하기 위해 층진 면(profiled face)들을 갖는 다수의 이동 몰드블록들로 구성된다. 상기 몰딩영역의 내부에 위치되어 있는 것은 냉각 플러그(7)이며, 상기 냉각 플러그에 대해 파이프의 내면이 형성된다.
도시된 실시예에서, 다이 툴링(3)은 제 1 통로(4)와 제 2 통로(9)를 각각 포함한다. 다이 통로(4)는 통로 배출구(5)를 갖고, 다이 통로(9)는 통로 배출구(11)를 갖는다. 다이 장비의 길이방향으로 연장되는 이러한 두 개의 통로들은 통로(4) 주위의 외부를 향해 위치하는 통로(9)를 갖는 링 형상 배치를 갖는다. 각각의 통로는 도면부호 25로 지시되는 플라스틱 유량 분배기로 덮이는 다이 툴링(3)의 상류단에 링 형상 입구를 갖는다. 이러한 플라스틱 유량 분배기는 평판의 형태이며 하기에 또한 상세히 설명될 것이다.
도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 압출기(2)는 다이 툴링(3)과 멀리 떨어져 위치한다. 이는 많은 이점을 갖는다. 먼저, 다이 툴링 자체가 내장 압출기를 이용하는 종래의 다이 툴링에 비해 길이가 짧다. 예를 들어, 다이 툴링은 아마도 종래의 다이 툴링보다 길이가 1/2 또는 그보다 작을 것이다. 이러한 배열로 인해 현행 다이 툴링에 비해 많은 절약이 되며, 또한 다이 툴링이 종래의 다이 툴링보다 매우 쉽고 빠르게 가열된다.
또한, 다이 툴링(3)에 대한 압출기(2)의 원격 위치는 단일 장소에 내장 압출기를 갖는 다이 툴링에 의해 요구되는 넓은 공간을 필요로 하지 않는다. 이와는 달리 다이 툴링 자체는 비교적 작은 공간을 필요로 하는 한 장소에 위치할 수 있으며, 압출기는 다른 장소에 위치할 수 있다.
본 발명에 따르면 도면부호 15로 지시되는 플라스틱 급송기는 압출기(2)로부터 유량 분배기(25)까지 연장된다. 상기 플라스틱 급송기는 압출기(2)를 직접적인 공급원으로 이용하는 별도의 도관(17)을 포함한다. 도관(17)은 결국에는 분기관 급송라인(21,23)에 연결되며, 상기 분기관 급송라인들(21,23) 사이에는 연결 분기관이 위치된다. 도면부호 19로 지시되는 계량장치는, 분기관 라인(21)으로부터 분기관 라인(23)까지를 연결하는 분기관(20)의 입구에 제공된다.
평판 구조의 유량 분배기(25)는 다이 통로(9)의 입구와 정렬되는 배출구(29)를 갖는 제 1 플레이트부(27)를 포함한다. 분기관 라인(21)은 플레이트부(27)의 배출구(29)를 통해 다이 통로(9)에 연결되도록 유량 분배기와 이어진다.
평판 구조의 유량 분배기는 다이 툴링 상류단의 다이 통로(4) 입구와 정렬되는 배출구(33)를 갖는 플레이트부(31)를 더 포함한다. 분기관 라인(23)은 유량 분배기 배출구(33)를 통해 다이 통로(4)에 연결되도록 플레이트부(31)와 이어진다.
일례로, 도 4는 유량 분배기(25)의 배면을 나타낸다. 두 개의 플레이트부로부터의 배출구들이 한 곳에 국한되지 않고, 오히려 두 개의 다이 통로들의 입구 주위에 분배되어 있는 것이 보일 것이다. 이러한 것은 도 4의 실선으로 된 유동 경로 표시에 의해 강조된다. 유량 분배기의 특징들은 또한 도 5 내지 도 9를 참조로 하기에 설명될 것이다.
도 1로 되돌아가서, 플라스틱은 압출기(2)로부터 도관(17)을 따라 계량장치(19)까지 흐른다. 유량의 분배를 조절할 수 있는 이러한 유량 계량장치는 용융 플라스틱이 라인(21)을 따라, 그리고 연결 라인(20)을 따라 라인(23)으로 흐르도록 용융 플라스틱의 양을 조절할 것이다. 라인(21)이 유량 분배기(25)를 통과하여 다이 통로(9)로, 그리고 통로 배출구(11)를 통과하여 몰드 터널(mold tunnel)로 플라스틱을 운반함으로써 파이프 벽의 일부분을 형성하는데 이용되는 반면, 라인(23)은 유량 분배기를 통과하여 통로(4)의 내측으로, 그리고 배출구(5)를 통하여 플라스틱을 공급함으로써, 파이프 벽의 다른 부분을 형성하는데 이용된다.
도 2는 본 발명의 장비가 도 1에 나타낸 단일 압출기보다는 두 개의 압출기(2a,2b)를 이용하는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 이러한 구성은 동일한 다이 툴링(3)과 동일한 유량 분배기(25)를 이용한다. 이는 또한 동일한 분기관 또는 급송 라인(21,23)을 이용한다.
도 1과 도 2 실시예 사이의 차이점은 도 2에서 개별 도관들(17a,17b)이 두 개의 압출기(2a,2b)로부터 연장된다는 것이다. 도관(17a)은 다이 통로(9)에 차례로 직접 연결되는 분기관 라인(21)에 직접 연결된다. 도관(17b)은 그 뒤 다이 통로(4)에 연결되는 분기관 라인(23)에 직접 연결된다. 분기관(21,23)들 사이에 연결 통로는 없다. 따라서 본 실시예에서 파이프 벽의 일부는 압출기 중 하나의 플라스틱으로부터 형성되고, 파이프 벽의 다른 부분은 다른 압출기의 플라스틱으로부터 형성된다.
도 1과 도 2의 실시예 모두에 이용된, 본 발명의 다른 특징은 각 공급 라인들에 볼 커넥터(ball connectors,18)가 제공된다는 것이다. 볼 커넥터는 지정된 위치에 관계없이, 플라스틱 공급 시스템을 폐쇄상태로 유지함으로써, 다이 툴링에 대하여 압출기가 상이한 위치에 올 수 있도록 한다.
도 3은 다이 툴링의 상류단에 유량 분배기(25)가 설비된 동일한 다이 툴링(3)을 다시 한번 이용한 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 다이 툴링에 대한 유량 분배기(25)의 기능과 설치는 도 1 및 도 2에 대해 설명된 것과 동일하다.
이러한 특정 실시예에서 장비는 압출기(2c,2d)를 포함한다. 이러한 압출기는 상이한 종류의 플라스틱재를 다이 툴링으로 압출하는데 사용될 수 있다. 압출기는 또한 동일한 종류의 플라스틱재를 압출하는데 이용될 수도 있다. 또한, 압출기는 서로 동시에 사용되거나 독립적으로 사용될 수도 있다.
압출기(2c)는 도관(17c)에 연결되며, 압출기(2d)는 도관(17d)에 연결된다. 밸브(41)는 도관(17c)에 위치하고, 밸브(43)는 도관(17d)에 위치한다.
분기관 라인(21,23)은 도 1 및 도 2로 나타낸 바와 동일한 방법으로 유량 분배기(25)에 연결된다. 연결 분기관(22)은 분기관(21,23)의 상류단을 가로질러 연결된다. 밸브(45)는 연결 분기관(22)에 위치한다.
연결 분기관(22) 내부의 밸브(45)를 닫고 밸브(41,43)를 개방하면, 도 3의 장비는 도 2로 나타낸 장비와 동일한 방법으로 작동한다. 즉, 도관(41)이 분기관(21)을 따라 유량 분배기에 연결된다. 도관(43)은 분기관(23)을 따라 유량 분배기에 연결된다. 연결 분기관(22)을 가로질러서는 플라스틱이 흐르지 못하게 된다. 따라서 압출기(2c)로부터의 플라스틱은 다이 통로(9)로부터 나온 파이프 벽의 일부를 만드는데 이용되고, 압출기(2d)로부터의 플라스틱은 다이 통로(4)로부터 나온 파이프 벽의 일부를 만드는데 이용된다.
압출기(2c)의 플라스틱만으로 파이프를 만들기 위해서는 밸브(41,45)가 개방되고, 밸브(43)는 폐쇄된다. 이러한 구성에 있어서, 플라스틱은 도관(17c)을 따라 밸브(41)를 지나고 라인(21)을 따라 흐를 것이다. 플라스틱은 또한 분기관 라인(22)을 따라 밸브(45)를 지나서 분기관 라인(23)을 따라 흐를 것이다. 플라스틱은 닫힌 밸브(43)를 지나 흐를 수 없다.
압출기(2d)의 플라스틱만으로 파이프를 만들고자 한다면, 밸브(43,22)들이 개방되고 밸브(41)가 폐쇄된다. 이러한 상태에서 압출기(2d)로부터의 플라스틱은 도관(17d)을 따라 밸브(43)를 지나고 분기관 라인(21)을 따라 흐른다. 플라스틱은 또한 닫힌 밸브(41)에 의해 전환되는 분기관 라인(22)을 따라 분기관 라인(21)으로 흐른다.
전술한 설명으로부터 각각의 개별적인 실시예 구성의 대부분이 서로 일치하지만, 장비 자체는 단일 압출기, 다수의 압출기, 그리고 상이한 종류의 플라스틱재를 압출하는 다수의 압출기를 사용하는데 매우 적합함을 보일 것이다. 이러한 각각의 실시예에서 다이 툴링은, 다이 툴링의 상류단에 사용되는 유량 분배기와 동일하다.
본 발명의 중요한 특징들 중 하나는 유량 분배기에 있으며, 특히 다이 툴링까지 플라스틱을 가장 효율적으로 흐르게 하기 위해 각 플레이트부 주변의 상이한 위치에서 두 개의 플레이트부(27,31)가 조절될 수 있다는 데 있다. 도 3 및 도 4에서 유량 분배기(25)는 다이 통로 입구에 적절한 두 개의 플레이트부의 배출구까지의 유량을 조절하기 위해 조여지거나 풀어질 수 있는 다수의 상이한조절 부재(51,53)를 포함하는 것을 알 수 있을 것이다. 플레이트부의 조절은 서로 독립적으로 이루어지는 것에 주의한다.
예를 들면, 각각의 압출기로부터 유량 분배기까지의 플라스틱의 유량은 플라스틱이 유량 분배기로 들어가는 특정 위치에서 가장 많다. 그러나 플라스틱은 각각의 다이 통로의 링 형상 입구 주위에서 고르게 분배되거나 완전히 퍼져야 한다. 그러므로 조절부재는 플라스틱이 유량 분배기로 들어가는 위치 또는 그 근방에서 플라스틱의 유량을 줄이고, 플라스틱이 플라스틱 공급원으로부터 더 멀리 떨어진 통로 입구의 유동이 약한 부분까지 보다 고르게 흐를 수 있도록 구성되어야 한다. 유량 분배기의 두 개의 플레이트부 외주면 주위의 다수의 조절 점들로 인해, 본 장비를 이용해 생산되는 파이프 둘레에 균일한 벽 두께를 제공할 수 있도록 각 플레이트부에 필요한 조절을 할 수 있게 된다.
유량 분배기에 대한 보다 상세한 설명은 도 5 내지 도 9로 나타낸다. 예를 들면, 도 5는 유량 분배기의 두 개의 플레이트부(27,31)가 서로 일체형인 것을 분명히 나타낸다. 분기관 라인(21)은 개구(29)에서 개방되는 통로(22)를 따라 플레이트부(27)를 관통하여 분배판(distributor plate)의 상류측에 연결된다. 도 5에서 볼 수 있는 것처럼 이러한 통로들은 플레이트부(27)와 플레이트부(31)를 관통한다. 조절 나사(53)는 플라스틱의 유량 분배를 제어하기 위해 플레이트의 배출 개구(29)에서 파이프의 내벽까지 통로(22)를 여닫는데 사용된다.
플라스틱 유량 분기관(23)은 통로(24)를 통해 플레이트부(27)를 우회하는 플레이트부(31)와 직접 연결된다. 통로(24)는 파이프의 외벽을 형성하기 위한 플라스틱을 공급하는 개구(33)에서 개방된다. 조절 나사(51)는 파이프의 외벽을 위해 분배기 둘레의 플라스틱의 분배를 조절하는 유량 통로(24)에 제공된다. 조절 부재(51)가 파이프부(27)를 통해 플레이트부(31)까지 통과하고 있지만, 이러한 부재들의 조절은 통로(22)를 통과하는 플라스틱의 유량에 영향을 미치지 않는 것에 주의한다.
도 8 및 도 9는 조절 부재들(51,53)이 유량 분배판(flow distributor plate)의 배면으로부터 접근하기 쉬운 것을 보여준다.
본 발명의 다양한 바람직한 실시예들이 상세히 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 사상 또는 첨부된 청구항들의 범위를 벗어나지 않는 한 변형이 가능한 것을 이해할 것이다.

Claims (6)

  1. 플라스틱 파이프 몰딩에 사용되는 장비로서, 상기 장비는,
    파이프를 만들기 위한 용융 플라스틱을 제공하는 플라스틱 공급기와,
    용융 플라스틱을 파이프가 성형되는 몰딩 영역으로 보내기 위해 내부 다이 통로를 갖는 다이 툴링을 포함하며,
    상기 다이 툴링은 유량 분배기가 장착된 상류단을 갖고,
    상기 다이 통로는 상기 다이 툴링의 상류단에서 유량 분배기에 의해 덮이는 링 형상의 입구를 가지며,
    상기 플라스틱 공급기는 상기 다이 툴링과 떨어져 위치하고,
    상기 장비는 상기 플라스틱 공급기로부터 상기 유량 분배기까지의 플라스틱 급송기를 포함하며,
    상기 유량 분배기는 링 형상의 다이 통로 입구 둘레의 플라스틱 공급기로부터 공급되는 용융 플라스틱을 고르게 분배시킬 수 있도록 조절 가능한 제 1 플라스틱 유로를 갖는,
    플라스틱 파이프 몰딩에 사용되는 장비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다이 툴링은 제 1 다이 통로의 입구 주위의 외부를 향하며, 상기 유량 분배기로 덮여진 링 형상 입구를 갖는 제 2 다이 통로를 포함하고,
    상기 유량 분배기는 상기 제 2 다이 통로의 입구 주위의 플라스틱 공급기로부터 공급되는 용융 플라스틱을 고르게 분배시킬 수 있도록 조절 가능한 제 2 플라스틱 유로를 갖는,
    플라스틱 파이프 몰딩에 사용되는 장비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유량 분배기는 상기 다이 툴링의 상류단에 고정된 플레이트를 포함하고,
    상기 플레이트는 상기 제 1 플라스틱 유로를 통해 상기 제 1 다이 통로의 입구에 연결되는 제 1 플레이트부와, 상기 제 2 플라스틱 유로를 통해 상기 제 2 다이 통로의 입구에 연결되는 제 2 플레이트부를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 플라스틱 유로는 함께 조절 가능하고 서로 독립적으로 조정 가능한,
    플라스틱 파이프 몰딩에 사용되는 장비.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 플라스틱 공급기는 하나의 압출기를 포함하며, 상기 플라스틱 공급기는 상기 압출기로부터 상기 플라스틱 공급기의 제 1 및 제 2 공급 분기관들까지 단일 도관을 포함하고,
    상기 제 1 공급 분기관은 제 1 다이 통로의 입구 둘레의 유량 분배기의 제 1 플라스틱 유로와 연결되며,
    제 2 공급 분기관은 제 2 다이 통로의 입구 둘레의 유량 분배기의 제 2 플라스틱 유로와 연결되는,
    플라스틱 파이프 몰딩에 사용되는 장비.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 플라스틱 공급기는,
    제 1 및 제 2 압출기를 포함하고,
    상기 플라스틱 급송기는,
    상기 제 1 압출기부터 상기 제 1 다이 통로 입구 둘레의 상기 유량 분배기의 제 1 플라스틱 유로까지의 제 1 도관, 및
    상기 제 2 압출기부터 상기 제 2 다이 통로 입구 둘레의 상기 유량 분배기의 제 2 플라스틱 유로까지의 제 2 도관을 포함하는,
    플라스틱 파이프 몰딩에 사용되는 장비.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 플라스틱 공급기는,
    제 1 및 제 2 압출기를 포함하고,
    상기 플라스틱 급송기는,
    제 1 압출기부터의 제 1 도관 및 제 2 압출기부터의 제 2 도관과,
    상기 제 1 다이 통로 입구 둘레의 유량 분배기의 상기 제 1 플라스틱 유로와 연결되는 제 1 공급 분기관과,
    상기 제 2 다이 통로 입구 둘레의 상기 제 2 플라스틱 유로와 연결되는 제 2 공급 분기관, 및
    상기 제 1 및 제 2 공급 분기관들 사이의 연결 분기관을 포함하며,
    상기 제 1 및 상기 제 2 압출기로부터의 상기 제 1 및 제 2 도관들은 모두 상기 플라스틱 급송기의 상기 연결 분기관과 연결되고,
    상기 플라스틱 공급기는 상기 연결 분기관에 대해 상기 제 1 및 제 2 도관을 선택하여 개폐하기 위한 유량 조절 수단을 포함하는,
    플라스틱 파이프 몰딩에 사용되는 장비.
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