KR20060121242A - 진공 및 냉각 플러그의 온도 조절을 구비한 파이프 몰드시스템 - Google Patents

진공 및 냉각 플러그의 온도 조절을 구비한 파이프 몰드시스템 Download PDF

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Abstract

파이프 몰드는 제 1 벽부 및 제 2 벽부를 갖는 내부 벽을 포함하는 플라스틱 파이프를 제조한다. 파이프 몰드는 파이프 벽 세팅을 보조하는 2 단계 냉각 플러그를 포함한다. 제 1 냉각 단계는 과도하게 냉각시키지 않으면서 플라스틱을 부분적으로 세팅하기 위하여 파이프 벽으로부터의 열을 제거하도록 조절된다. 이어서, 부분적으로 세팅된 플라스틱 파이프는, 파이프가 덜 정확하게 냉각되는 제 2 냉각 단계를 통과한다. 부분적으로 세팅된 파이프는 내성이 더욱 크고 덜 손상되기 쉽다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 단계 둘모두는 온도 센서 및 각 단계의 냉매를 바꾸기 위한 조절 장치를 포함한다. 바람직한 구체예에서, 냉매는 냉매 온도 주변의 좁은 온도 범위내에서 제 1단계를 유지시키기 위한 온도 및 유속으로 제 1 단계를 통해 순환한다. 단계식 냉각 플러그를 통해 초기 운전개시를 더욱 잘 조절할 수 있고 작동 조건을 다양화할 수 있다.

Description

진공 및 냉각 플러그의 온도 조절을 구비한 파이프 몰드 시스템{PIPE MOLDING SYSTEM WITH VACUUM AND TEMPERATURE CONTROLS OF COOLING PLUGS}
본 발명은 이동식 몰드 터널내 파이프 형상의 세팅을 위한 냉각 플러그를 포함하는, 이동식 몰드 터널을 사용하는 타입의 플라스틱 파이프 몰드에 관한 것이다.
파이프 몰딩 분야에서, 통상 이동식 몰드 터널로서 언급되는 몰딩 경로를 통해 이동하는 몰드 블럭을 사용하는 것이 공지되어 있다. 몰드 블럭은 플라스틱 압출기로부터 용융된 플라스틱을 공급받고 용융된 플라스틱은 이동식 몰드 터널내 몰드 블럭 형상(contour)으로 성형화된다. 산업에서 냉각 플러그로서 공지되어 있는 플라스틱 세팅 장치가 이동식 몰드 터널에 제공되어 있다.
통상의 냉각 플러그는 전형적으로 냉각 플러그 표면의 코일을 관류하는 냉각수에 의해 냉각된다. 플라스틱 파이프 내부 벽은 냉각 플러그 표면상의 진공에 의해 당겨짐으로써 파이프 벽 형상의 세팅에 도움을 줄 수 있다.
파이프 벽과 연속적으로 접촉하고 있는 한, 상기 기술된 냉각 플러그의 작동성은 매우 효과적이다. 그러나, 몇몇 파이프는 냉각 플러그와 접촉하고 있지 않은 벽부(wall portion)를 갖는 내부 벽을 사용하여 제작된다. 상기 벽부는 예를 들 면, 파이프 벽으로 직접 고정되는 연결부(coupling portion)일 수 있다. 상기 연결부는 파이프 본체보다 큰 내부 지름을 갖고 그 자체로서 냉각 플러그로부터 바깥쪽으로 간격을 두고 있다.
파이프 본체 및 파이프 벽내 연결부 형성은 연속 공정이다. 따라서, 연결부 형성 후, 추가의 벽부는 직경으로 되돌아 오고 다시 한번 냉각 플러그 외면과 접촉하게 된다. 그러나, 연결벽부 형성시 냉각 플러그 온도는 허용될 수 없는 낮은 온도로 저하된다. 가열된 용융된 플라스틱과의 접촉에 의해 냉각 플러그의 냉기가 정상적으로 상쇄되기 때문이다. 연결부 형성시와 같이 가열된 용융된 플라스틱이 냉각 플러그와 접촉하고 있지 않을 때 냉각 플러그의 온도 저하를 조절하는 것은 존재하지 않는다. 상기 발생시, 연결부 뒤에 이어지고 극도로 차가운 냉각 플러그와 접촉하고 있는 파이브 벽부는 상기 플러그에 의해 현저히 냉각된다. 상기는 파이프 벽의 매우 신속하고 과도한 경화 및 심지어는 쪼개짐을 유발한다. 파이프 벽의 가열된 플라스틱과 추가로 접촉하므로써 냉각 플러그의 온도가 허용가능한 수준 이하로 되돌아갈 때까지 상기는 계속된다.
상기 결과로서, 파이브 벽에 고정된 연결부 바로 뒤에 파이프 벽부의 원치않는 손실이 존재하게 된다.
본 발명의 개요
본 발명은 바로 앞서 언급된 문제들을 해결하기 위하여 고안된 파이프 몰딩 시스템을 제공한다. 더욱 구체적으로, 플라스틱 파이프를 생산하는 본 발명에 따른 파이프 몰딩 시스템은 복수개의 제 1 이동식 몰드 블럭 섹션 및 이동식 제 2 몰드 블럭 섹션을 포함한다. 제 1 몰드 블럭 섹션은 제 2 몰드 블럭 섹션과 폐합하여(close with) 이동식 몰드 터널을 형성한다. 본 시스템은 제 1 및 제 2 몰드 블럭 섹션에 용융된 플라스틱을 공급하여 플라스틱 파이프를 형성하는 수단을 포함한다. 이동식 몰드 터널에서 플라스틱을 세팅하기 위한 냉각 플러그 또한 제공된다.
플라스틱 파이프는 냉각 플러그상을 이동하고 그와 접촉하는 제 1 벽부 및 냉각 플러그상을 이동하고 그로부터 바깥쪽으로 간격을 두고 있는 제 2 벽부, 예로서, 종 모양의 연결부를 포함하는 내부 벽을 갖는다.
개시 파이프 벽 층의 제 1 벽부가 냉각 플러그상을 이동함에 따라, 내부 파이프 벽 층의 제 1 벽부는 직접 열을 가하고 제 1 온도 조절을 제공하여 플러그가 과도하게 냉각되지 못하도록 한다. 본 시스템은 추가로, 파이프 내부 벽층의 제 2 벽부가 냉각 플러그상을 이동함에 따라, 플러그가 과도하게 냉각되지 못하도록 하는 제 1 온도 조절을 대신하여 작동하는 제 2 온도 조절을 포함한다.
냉각 플러그를 냉각시키기 위하여 사용되는 냉각수의 흐름 또는 온도, 또는 둘 모두를 바꿈으로써 제 2 온도 조절을 제공할 수 있다. 다르게는, 내부 파이프 벽 층의 제 2 벽부가 냉각 플러그상을 통과하는 동안 냉각 플러그상에 작동하는 히터에 의해 제 2 온도 조절을 제공할 수 있다.
본 발명의 추가의 특징으로서, 냉각 플러그 그 자체는 각 플러그 섹션에 제공되는 진공 및 온도 조절을 포함하는 복수개의 플러그 섹션을 가질 수 있다. 상기 진공 및 온도 조절은 특정 벽부, 즉, 제 1 또는 제 2 벽부가 각각 냉각 플러그 섹션상에 위치하는 것에 따라 작동할 것이다.
도면의 간단한 설명
상기한 것뿐만 아니라 본 발명의 다른 이점 및 특징을 하기의 본 발명의 바람직한 구체예에 따라 더욱 상세하게 설명할 것이다:
도 1은 본 발명의 바람직한 구체예에 따른 전체 파이프 몰딩 장치의 측면도이고;
도 2는 도 1의 파이프 몰딩 장치의 몰드 터널을 통한 단면도이고;
도 3은 도 1의 장치로부터 다이 툴링(die tooling) 및 냉각 플러그 어셈블리를 보여주는 도해도이고;
도 4 내지 7은 도 3에 나타낸 다이 툴링을 거쳐 도 1의 장치에서 형성되는 플라스틱 파이프의 상이한 이동 단계를 나타내고;
도 8은 흐름 조절 밸브를 조절하기 위한 온도 피드백 시스템의 부분 도해도이고;
도 9는 대안적인 구체예의 부분 도해도이고;
도 10은 대체 1 또는 2 단계 냉각 플러그이고;
도 11은 조절형 단일 단계 냉각 플러그이다.
본 발명의 바람직한 구체예에 따른 상세한 설명
도 1은 파이프 몰딩 장치(1)을 나타낸다. 본 장치는 장치(1)의 다이 툴링(5)를 통해 이동식 몰드 터널(11)으로 용융된 플라스틱을 공급하는 압출기(3)을 포함한다. 몰드 터널(11)은 순환 벨트 주변을 움직이는 몰드 블럭 섹션(7) 및 (9)에 의해 형성된다. 상기 몰드 블럭 섹션은 몰드 터널(11)을 통해 이동함에 따라 서로서로 폐합된다.
도면중 도 2는 몰드 블럭 섹션(7) 및 (9)가 다양한 형상을 갖는 내면을 갖는다는 것을 보여준다. 더욱 구체적으로, 몇몇 몰드 블럭 섹션은 본질적으로 사인 곡선 형상인 형상(13)을 포함한다. 그외의 다른 몰드 블럭 섹션은 더욱 개방된 형상의 면 영역(15)를 포함한다. 몰드 블럭 면의 사인 곡선 형상은 더욱 개방된 형상 영역(15) 어느 측면에도 제공될 수 있다는 점에 유의한다.
도 2는 또한 다이 툴링(5)가 한 쌍의 채널(17) 및 (19)를 포함하는 것을 보여준다. 상기 채널은 압출기(3)으로부터 용융된 플라스틱을 공급받고 다이 툴링(5)를 통해 몰드 블럭(7) 및 (9)의 내면상에 상기 용융된 플라스틱을 공급한다.
채널(17) 및 (19) 하류에 냉각 플러그(35)가 제공된다.
도 4 내지 7은 도 3의 다이 툴링을 사용하여 형성된 파이프 벽(21)을 보여준다. 상기 파이프 벽은 제 1 벽부 및 제 2 벽부를 갖는다. 제 1 벽부는 골진(corrugated) 외장벽 층(23)의 트로프에 고정된 평활(smooth flat) 내장벽 층(25)에 의해 형성된다. 골심(23)중 평활 내장벽 층(25)에 의해 형성된 벽부는 몰드 블럭 섹션 면의 형상 영역(13)에 의해 성형화된다.
제 2 벽부는 종 모양의(belled) 연결부(27)을 포함한다. 상기 종 모양의 연결부에서 내부 및 외부 파이프 벽 층은 서로에 대하여 연속적으로 고정된다. 종 모양의 연결부는 몰드 블럭(7) 및 (9)의 면 영역(15)에서 성형화된다.
본 분야에 공지되어 있는 바, 용융된 플라스틱은 통로(17)를 통해 골심(13)으로 직접 공급되고, 또한, 몰드 블럭 면의 종 모양 형성 부분(15)로 직접 공급된다. 흡입을 사용하여 몰드 블럭 면의 상기 영역으로 용융된 플라스틱이 취출(draw)하는데 도움을 줄 수 있다. 상기는 파이프 벽의 외부층을 형성한다.
파이프 벽의 내부층을 형성하기 위하여 용융된 플라스틱은 통로(19)를 통해 골심(13)의 베이스상으로 공급되고, 추가로 외부 파이프 벽 층에서 형성된 종 모양의 연결부의 내면상에 공급된다. 상기 파이프를 형성하는 기술은 산업 분야에 공지되어 있다.
본 발명의 해결방안은 도면중 도 3 내지 7을 참고로 하여 가장 잘 제시되는 냉각 플러그(35)의 조절에 있다.
냉각 플러그에 대하여 파이브 벽이 형성되는 방법을 가장 잘 기술하기 위하여, 상기 기술된 제 1 벽부는 파이프 본체로서 언급될 것이다. 종 모양의 연결부는 그 이름으로 언급될 것이다.
도면중 도 4에서 가장 잘 제시되는 바, 파이프의 본체 부분, 및 더욱 구체적으로, 파이프의 본체 부분중 내부 벽층은 냉각 플러그의 외면상을 이동하고 그와 직접 접촉하고 있다. 하기에 더욱 상세히 기술되는 바, 냉각 플러그는 바람직하게 냉각수에 의해 냉각된다. 냉각수의 온도는 파이프 벽중 플라스틱을 손상시키지 않으면서 냉각 플러그를 세팅하는 수준이다. 냉각수의 온도를 결정하기 위하여 파이프 벽중 플라스틱의 보상 또는 냉각 상쇄 효과를 고려하여야 한다. 다시 말하면, 파이프의 제 1벽부는 냉각 플러그와 직접 접촉하고 있고, 냉각 플러그에 도달하였을 때 본질적으로 용융 상태에 있기 때문에 파이프의 제 1벽부는 냉각 플러그를 가온시키는 경향을 갖고 있다. 따라서, 냉각수는 냉각 플러그에 대한 파이프 벽의 가온 효과(heating effect)를 부정하거나 상쇄시키기 위하여 상대적으로 낮은 온도로 세팅된다.
따라서, 상기 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 제 1 벽부는 플러그의 원치않는 과도한 냉각을 막기 위해 온도 조절을 제공한다.
도 6을 도 4와 비교한다. 냉각 플러그(35)의 제 1 또는 상류 단부(upstream end)는 파이프 벽중 종 모양의 연결부에 의해 형성되는 제 2 벽부와 접촉하고 있는다. 그러나, 냉각 플러그의 하류 단부는 계속적으로 파이프 벽과 직접 접촉하고 있다.
도 6 위치에서, 통상의 파이프 형성 장치에서 냉각 플러그의 상류 단부는 냉각 플러그 표면에 직접 가해지는 열을 상쇄시키지 못하면서 계속적으로 동일한 수준으로 냉각되기 때문에 허용될 수 없는 낮은 온도로 강하된다. 이는 연결부의 종 모양이 냉각 플러그의 상류 단부로부터 바깥쪽으로 간격을 두고 있기 때문이다. 냉각 플러그상에는 파이프 벽으로부터의 복사열이 일부 존재할 수 있지만, 상기 파이프 벽으로부터의 복사열은 냉각 플러그의 상류 단부를 원하는 작동 온도로 유지시키기에는 불충분하다.
바로 앞에 기술한 바와 같이, 본 발명 이전에는 일반적으로 냉각 플러그의 상류 단부가 직면하고 있는 과다 냉각에 기인하여, 파이프 벽, 및 더욱 구체적으로, 연결부 바로 뒤의 파이프 벽 본체는 플라스틱과 직접 접촉하고 있지 않는 냉각 플러그의 부분에 의해 불리하게 과다 냉각된다. 본체 부분에서 플라스틱 물질의 과다 냉각은 종 모양의 연결부 뒤의 파이프의 본체 부분내의 적어도 제 1 또는 제 2 골심을 경화시키고 심지어는 그의 쪼개짐을 유발한다. 결국, 파이프중 제거될 필요가 있는 폐기물이 된다.
본 발명에 따라, 제 2 온도 조절 수단을 제공하여 파이프 벽이 냉각 플러그와 직접 접촉하고 있지 않을 때, 즉, 종 모양의 벽부가 냉각 플러그상을 이동할 때, 냉각 플러그가 과도한 냉각되지 못하도록 한다.
제 2 조절 수단은 다수의 상이한 형태를 취할 수 있다. 예를 들면, 냉각 플러그로의 냉각수의 흐름을 조절하는 수류량(water flow) 조절 장치일 수 있다. 낮은 유속으로 냉각 플러그는 신속하게 냉각시키지 못하거나 상기의 낮은 온도로 냉각시키지 못할 것이다.
제 2 온도 조절은 추가로 냉각 플러그가 파이프 벽과 직접 접촉하고 있지 않을 때, 물을 냉각 플러그내 코일로 진입해 들어가는 일반 냉각수보다 따뜻하게 하는 수온 조절기일 수 있다.
추가의 대안으로서, 제 2 온도 조절은 냉각 플러그 주변 바깥쪽으로 위치하는 밴드 히터와 같은 외장형 히터일 수 있다. 상기 밴드 히터는 냉각 플러그에 열을 제공할 것이다. 냉각 플러그의 외면과 용융된 플라스틱 및 파이프 벽 사이에 직접적인 접촉이 존재하지 않을 경우 외장형 히터가 작동할 것이다.
도 4 내지 7은 본 발명에 따른 온도 조절형 냉각 플러그의 상이한 작동 순서를 제시한다. 도 4에서, 냉각 플러그(35)의 외면 전체가 파이프 벽의 제 1 벽부와 접촉하고 있다. 종 모양의 연결 벽부(27)는 냉각 플러그에 대하여 파이프 생산 방향으로 상류에 위치한다.
도 4의 냉각 플러그는 전장의 냉각 플러그에 걸쳐 일반 냉각 온도로 냉각수를 공급받는다.
도 5에서, 냉각 플러그의 외면 전체가 여전히 파이프의 제 1 벽부의 플라스틱과 접촉하고 있다. 그러나, 종 모양의 부분(27)은 곧 냉각 플러그로 이동하게 될 위치에 접근하게 된다. 이는 제 2 온도 조절이 냉각 플러그의 상류 단부에서 그의 작동을 개시하게 될 위치이다. 냉각 플러그의 상류 단부상의 냉각에 대한 템퍼링(tempering) 효과가 항상 즉시의 바람직한 결과를 얻는 것은 아니지만, 종 모양의 부분(27)이 도 6 위치에 도달할 때는 그의 효력을 발휘하기 시작할 것이다. 상기 위치에서 종 모양의 연결부는 이제 제 2 온도 조절에 의해 조절받게 될 냉각 플러그의 하류 단부에 접근하게 된다.
상기 결과로서, 일단 파이브 벽이 도 7 위치에 도달하게 되면 냉각 플러그의 상류 단부의 온도는 극도로 냉각된 온도로 강하되지 않을 것이다. 따라서, 종 모양의 연결부(27)의 상류에 직접적으로 인접하는 파이프 벽의 제 1 벽부는 플러그의 상류 단부에 의해 과도하게 냉각되지 않는다.
또한, 도 7 위치에서 제 2 온도 조절은 제 1 온도 조절, 즉, 파이프 벽의 플라스틱에 의해 냉각 플러그의 상류 단부에 직접 가해진 열에 다시 한번 영향을 받게 되는 플러그의 상류 단부에서 차단된다.
도 7 위치에서 냉각 플러그의 하류 단부는 종 모양의 연결부(27) 뒤의 파이프 본체가 전장의 냉각 플러그를 완전히 덮을 때까지 계속적으로 제 2 온도 조절 영향하에 있을 것이다. 일단 파이프 벽이 상기 위치에 도달하게 되면 전장의 플러그는 완전히 파이프 벽으로부터 플러그로 이동하는 열에 의해 제공되는 제 1 온도 조절의 지배를 받게 된다.
이하 더욱 상세히 설명되는 바, 냉각수는 냉각 플러그의 코일을 통해 항상 계속적으로 순환할 것이라는 것에 주목하여야 한다. 그러나, 냉각 플러그에 도입된 물의 온도는 도면중 도 4 내지 7에 나타낸 상이한 파이프 벽 위치에서 달라질 수 있다.
도면중 도 3은 냉각 플러그(35)의 바람직한 구체예의 구조를 나타낸다. 상기 구조에서 냉각 플러그는 제 1 상류 섹션(37) 및 제 2 하류 섹션(39)을 갖는다. 유체 운반 코일(41)은 플러그 섹션(37) 주위를 감싸는 반면, 유체 운반 코일(43)은 섹션(39) 주위를 감싼다. 코일(41) 및 (43)은 서로서로에게 공급하지는 않는다.
수 냉각기(51)이 다이 툴링(5) 상류 단부에 제공된다. 펌프(53)은 냉각기(51)로부터 물을 취출하고 다이 툴링을 통해 냉각 플러그(35)로 물을 밀어 넣는다.
펌프(53)은 제 1 유로(59) 및 제 2 유로(69)에 공급한다. 수류 조절 밸브(57)은 유로(59)의 상류 단부에 제공되고 수류 조절 밸브(67)은 유로(69)의 상류 단부에 제공된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 유로(57)은 플러그 부분(37)의 물 주입구(61)에 공급한다. 상기 주입구는 플러그 부분(37) 주위를 감싸는 코일(41)에 공급한다.
일단 유로(59)로부터의 물이 나선형으로 감겨진 코일(41) 주위의 그의 통로를 완주하면 물 배출구(63)을 통해 이들 코일로부터 배출된다. 물 배출구(63)은 회수로(65)를 통해 냉각기(51)로 다시 공급한다.
조절 밸브(67)을 지나 유로(69)를 따라 공급된 물은 물 주입구(71)에 공급된다. 상기 주입구는 냉각 플러그(35)의 제 2 섹션(39)중 연속적으로 감겨진 나선형 코일(43)에 공급한다. 코일(43)을 통과한 물은 배출구(73)에 의해 제 2 냉각 플러그 섹션으로부터 배출되어 회수로(75)에 이르게 된다. 회수로(75)는 물을 냉각기(51)로 다시 운반한다.
상기 설명으로부터 이해되는 바와 같이, 냉각 플러그의 제 1 및 제 2 섹션 둘 모두와 냉각기 사이의 연속적인 물의 흐름이 존재한다. 냉각기로부터 냉각 플러그 섹션으로 공급된 물은 초기에는 매우 차가울 것이다. 그러나, 상기 물은 2개의 냉각 플러그 섹션내 나선형 코일을 통해 이동함에 따라 점차적으로 가온화될 것이다. 이는 파이프 벽의 용융된 플라스틱에 의해 냉각수가 영향을 받게 되는 열 때문이다. 제 2 온도 조절이 냉각 플러그 외부에 히터를 포함하는 경우, 상기 히터는 또한 냉각 플러그 섹션내 물을 가온화시키는 경향을 가지게 될 것이다. 이후 이 물은 냉각 플러그 셕션으로 되돌아 가기 전에 물의 온도가 강하되는 냉각기로 복귀되어야 한다.
도 5 위치의 파이프 벽과 함께 도 3의 셋업을 사용하여, 예를 들면, (59)를 따라 제 1 냉각 플러그 섹션(37)에 공급하는 밸브(57)은 플러그 섹션(37)로의 냉각수의 흐름을 감소시키기 위하여 조절될 것이다. 이는 냉각 플러그 섹션(37)상을 이동하는 종 모양(37)의 바로 이전에서 수행될 것이다. 냉각 플러그 섹션(39)로의 물의 흐름은 도 5 위치의 파이프 벽을 포함하는 일반 작동 방식으로 계속될 것이다.
파이프 벽이 도 6 위치에 도달하고 도 3의 셋업을 다시 사용할 때, 밸브(57)은 제 1 냉각 플러그 섹션(37)로의 냉각수의 흐름을 감소시키기 위한 그의 조절 위치에 남아있게 될 것이다. 동시에 밸브(67)은 냉각 플러그 섹션(39)로의 냉각수의 흐름을 감소시키기 위해 조절될 것이다. 이는 종 모양의 연결부(27)이 냉각 플러그 섹션(39)상을 이동하기 직전에 발생하게 될 것이다.
파이프 벽이 도 7 위치에 도달하였을 때, 밸브(57)은 플러그 섹션(37)로의 냉각수의 정상적인 흐름을 재개시키기 위하여 그의 전체 흐름 위치로 조절될 것이다. 밸브(67)은 그의 흐름을 감소시키는 위치에 남아있는 반면, 연결부(27)은 플러그 섹션(39)상에 남게 된다.
파이프가 도 4의 위치로 다시 이동할 때 밸브(57) 및 (67) 둘 모두는 파이프 벽과 냉각 플러그 섹션 둘 모두의 전체 외면과의 직접적인 접촉을 보상하기에 충분한 냉기를 제공하기 위하여 그들의 전체적으로 개방된 위치로 조절될 것이다.
본 발명의 또다른 특징은 냉각 플러그 섹션(37)중 진공 슬릿(45) 및 냉각 플러그 섹션(39)중 진공 슬릿(47)의 제공하에서 발견된다. 상기 진공 슬릿은 2개의 다른 진공원에 연결되어 있다. 진공을 사용하여 파이프 벽중 제 1 벽부를 냉각 플러그의 외면상에 고정시킨다. 그러나, 종 모양의 연결부가 냉각 플러그 섹션중 하나가 끝나는 위치로 이동할 때, 상기 섹션에 대한 진공은 턴 오프된다. 이는 냉각 플러그의 상기 섹션의 과도한 냉각을 방해하는 제 2 온도 조절의 작동과 함께 발생한다.
다시, 실시예의 목적으로 파이프 벽이 도 4의 위치에 있을 때 전체 진공 및 전체 냉각수 흐름 둘 모두를 두개의 플러그 섹션 모두에 제공할 것이다. 파이프 벽이 도 6의 위치에 있을 때 진공은 제 1 플러그 섹션에서 턴 오프되고 제 1 플러그 섹션은 제 2 온도 조절에 의해 조절된다. 파이프 벽이 도 6의 위치에 있을 때 진공은 제 2 상류 플러그 섹션에서 계속적으로 적용될 것이다. 또한, 상기 파이프 벽 위치에서 상류의 제 2 플러그 섹션(39)는 계속적으로 파이프 벽으로부터의 열에 의해 제공되는 온도 조절하에 있게 될 것이다.
파이프 벽이 도 7의 위치에 있을 때, 진공은 상류 플러그 섹션(39)에서 턴 오프되고 제 2 온도 조절은 제 1 온도 조절로 대체함으로써 상류 플러그 섹션이 과도하게 냉각되지 못하도록 한다.
도 7 위치에서 진공부는 상류 플러그 섹션(37)에서 되돌아오고 제 2 온도 조절은 턴 오프된다. 제 1 플러그 섹션(37)상의 파이프 벽으로부터 직접적으로 발생된 열을 공급받는 제 1 온도 조절을 사용하여 상기 플러그 섹션의 온도가 고도하게 낮은 온도로 강하되지 못하도록 한다.
도 8의 냉각 시스템(100)을 사용하여 2 단계 냉각 플러그(104)의 냉각을 조절한다. 상기 냉각 플러그는 제 1 단계(106) 및 제 2 단계(108)를 포함한다. 냉각 공급로(102)는 제 1 단계 조절 밸브(124)를 통과한 후, 제 1 단계 공급로(110)으로 냉각 유체를 제공한다. 제 2 단계 공급로(114)는 온도 조절 밸브(124) 상류의 공급로(102)에 연결된다. 제 2 단계 냉각 플러그(108)이 회수로(116)과 연결되어 있는 경우, 제 2 단계 조절 밸브(126)을 갖는다.
제 1 단계 냉각 플러그(106)은 제 1 단계 조절 밸브(124)에 제 1 단계 냉각 플러그 온도와 관련된 피드백을 제공하는 온도 센서(120)을 포함한다. 제 2 단계 온도 센서(122)는 제 2 단계 조절 밸브(126)를 조절하기 위한 피드백을 제공한다. 조절기(118)은 온도 센서 싱글즈를 받고 적절하게 밸브(124) 및 (126)을 조절한다.
도 8에 나타낸 바와 같은 장치를 사용하여 상기 단계의 냉각 플러그(106) 및 제 2 단계 냉각 플러그(108)의 정확한 온도 조절을 수행한다. 상기 시스템 둘 모두를 사용하여 압출되는 특정 산물에 대하여 허용되는 범위내로 온도를 유지시킬 수 있다. 상기 장치를 사용하여, 제 1 단계를 정확하게 조절함으로써 산물은 손상시키지 않으면서 원하는 양만큼 산물을 냉각시킨다. 과도한 냉각은 산물을 부서지기 쉬운 상태로 만드는 반면, 각 파트의 조절형 냉각은 산물이 냉각되도록 하고 이는 템퍼링된 플라스틱으로 언급된다. 도 8에 나타낸 바와 같은 장치의 사용으로 압출기는 초기 산물을 소모하지 않으면서 더욱 신속하게 산물을 형성할 수 있다. 이는 2개의 조절 밸브(124) 및 (126)의 조절 및 온도 피드백 장치로 가능하게된 정확성 및 조절형 냉각에 기인하여 가능화된 것이다.
도 9에 대체 시스템을 제시한다. 다시 한번, 냉각 플러그는 제 1 단계 냉각 플러그(131) 및 제 2 단계 냉각 플러그(133)을 갖는다. 온도 센서(140)은 제 1 단계 냉각 플러그(131)과 연결되어 있다. 전체적으로 기술되는 바와 같이, 도 9의 시스템(130)은 제 1 단계 냉각 및 제 2 단계 냉각 플러그(133)의 일반 냉각보다 정확한 조절을 제공한다.
시스템(130)은 냉각기의 일부인 저장소(132)를 포함한다. 저장소(132)를 사용하여 냉매를 원하는 온도로 유지시킨다. 기본적으로, 냉매를 제 1 단계 냉각 플러그(131)을 통해 펌프시킴으로써 제 1 단계 냉각 플러그는 본질적으로 저장소 온도에 있고 그 온도로 유지된다. 저장소(132)는 공급로(148)을 통해 열 교환 코일(150)으로 제공되는 냉각수의 양을 바꾸기 위하여 조절기(144)에 의해 사용되는 그 자체 센서(142)를 포함한다. 코일(150)을 통하는 유체의 양은 조절 밸브(160)에 의해 조절된다. 따라서, 조절 밸브(160)은 온도 센서(142) 및/또는 온도 센서(140)에 의해 조절되고, 이로써 저장소의 온도는 원하는 세트 온도로 유지된다. 따라서, 조작자는 제 1 단계 냉각 플러그(131)의 온도를 효과적으로 결정하는 저장소의 온도를 세팅할 수 있다. 이 장치를 사용하여 냉각 플러그는 원하는 온도로 유지되고 냉각 플러그를 통해 펌핑되는 유체의 양은 압출된 산물에 제공되는 냉기는 실질적으로 냉각 플러그의 온도를 변화시키지는 못한다는 것을 확인시켜 준다. 생산되는 산물의 형상에 기인한 다양성이 냉각 플러그의 온도의 해로운 다양성을 일으키지는 못한다. 이 장치를 사용하여 조작자는 상대적으로 좁은 범위내에서 냉각 플러그(131)의 원하는 온도를 세팅하고 유지시킬 수 있다. 산물이 제 1단계를 통과함에 따라 이 장치를 사용하여 산물은 템퍼링되고, 일단 산물이 효과적으로 템퍼링된 후에는 계속적으로 제 2 단계 냉각 플러그(133)에 의해 산물로부터 열을 제거할 수 있다. 제 2 단계의 실제 온도 조절은 중요하지 않고 이 경우 제 2 단계에 대한 냉각은 공급로(148)로의 탭핑(tapping)을 통해 제 2 단계 냉각 플러그(133)의 공급로(154)에 대한 냉각원을 제공함으로써 제공된다. 제 2 단계 냉각 플러그에 대한 회수로를 (156)로 나타내고 배출로(152)로 탭핑한다.
도 9에 나타낸 장치를 사용하여 제 1 단계 냉각 플러그에 대한 정확한 조절을 통해 제 2 단계에서 일반적인 냉각을 허용함과 동시에 산물의 우수한 조절도 허용한다. 상기 장치는 또한 압출된 초기 산물을 손상시키지 않으면서 압출기의 신속한 셋업을 허용하는데 적절하다. 추가로, 조절 장치는 압출기 변화, 생산율 변화; 주변 온도 등과 같은 다른 환경 조건에 대한 우수한 반응성을 제공한다. 또한, 도 8의 시스템의 경우에도 마찬가지지만, 도 8에 있어서 추가의 조절은 제 2 단계 냉각 플러그(108)의 트래킹에 의해 달성된다.
본 출원에서 기술된 시스템은 압출기에 대한 전체 조절 시스템을 보여준다. 제 1 단계 및 제 2 단계 냉각 플러그의 상이한 모니터형의 냉각을 제공하는 능력은 도한 구형 장치 적용에 있어 유리하다. 단일 단계에 의해 인식할 수 있는 바와 같이, 길이가 도 10의 2 단계 냉각 플러그에 상응하는 냉각 플러그를 2 단계 냉각 플러그(170)으로 대체할 수 있다. 상기 2 단계 냉각 플러그를 도 8 및 9의 조절형 시스템 어느 것에 사용할 수 있다.
몇몇 압출기에서는 오직 단일 단계 냉각 플러그만이 필요할 수 있고 냉각 플러그(172)가 삽입될 수 있다. 이 경우, 도 8에 기술된 바와 같은 온도 조절 또는 도 9에 기술된 바와 같은 온도 조절을 제 1 단계에 사용할 수 있다. 필요한 경우, 냉각 플러그(172)의 하류 부분에 필-인(fill-in) 플러그를 사용하여 냉각 플러그의 길이의 변화를 조절할 수 있다.
도 8 및 9에 나타낸 냉각 플러그는 바람직하게 플러그 사이를 이동하는 열의 양을 감소시키기 위하여 서로서로 의존한다. 바람직한 경우, 플러그는 그들 사이의 열 이동을 추가로 감소시키기 위하여 접합지점에 추가의 구조물을 포함할 수 있다. 기본적으로, 바람직한 경우, 플러그를 제 1 단계 및 제 2 단계로 분리시켜 그들 사이의 부분적인 열 차단을 제공하는 능력을 허용한다.
이전 도면에는 제 1 단계 및 제 2 단계와 관련된 다양한 조절 밸브가 기술되어 있다. 산물의 형상에 따라 제조된다. 산물의 형상에 대한 지식을 사용하여 조절 밸브를 조절함으로써 원하는 정도로 냉각시킬 수 있다. 도 8 및 9에서, 냉각 플러그와 관련된 온도 및/또는 배출로에서 유체의 온도의 감지를 조절 밸브의 위치에 변화를 주기 위한 피드백 메커니즘으로서 사용할 수 있다. 이 시스템에서 조절 밸브는 매우 신속하여 원하는 정도로 냉각시키기 때문에 압출되는 산물을 알 필요는 없다. 도 9의 시스템에서 저장소를 조절하여 원하는 온도의 냉각 유체를 제공하고 제 1 단계 플러그에 제공된 유체의 양은 압출되는 산물의 형상 변화에 의해 별반 영향을 받지 않는 큰 범위까지로 한다. 상기 시스템은 생산되는 초기 산물 및 생산 공정시 발생하게 되는 변화와 관련해서는 더욱 관대하다.
냉각 플러그의 냉각에 대하여 기술되어 있는 바와 같은 시스템은 제외하고 산물의 과도한 냉각 및 산물 손상을 일으킬 수 있는 냉각 플러그의 온도 그 자체는 상당 수준으로 다양한 것은 아니다. 산물 손상의 가능성은 제 1단계 냉각과 관련하여 더욱 현저하게 나타나고 전형적으로 제 2 단계 냉각은 산물을 손상시키는 광범위한 온도 변화에 대하여 덜 영향을 받는다. 특정 적용 및 생산하고자 하는 산물의 종류에 따라 본 출원에서 기술하고 있는 제 2 단계 또한 바람직하다.
본 발명의 다양한 바람직한 구체예을 상세하게 기술하였지만, 당업자는 첨부된 청구범위의 범주 또는 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 변형이 이루어 질 수 있다는 것을 인지하고 있을 것이다.

Claims (14)

  1. 복수개의 제 1 이동식 몰드 블럭 섹션 및 제 2 이동식 몰드 블럭 섹션, 용융된 플라스틱을 제 1 및 제 2 몰드 블럭 섹션에 공급하여 플라스틱 파이프를 형성시키기 위한 수단 및 이동식 몰드 터널에서 플라스틱 파이프를 세팅하기 위한 냉각 플러그를 포함하며,
    제 1 몰드 블럭 섹션은 제 2 몰드 블럭 섹션과 폐합하여(close with) 이동식 몰드 터널을 형성하고, 냉각 플러그는 제 1 단계 및 제 2 단계로 분할되어 있으며, 제 1 단계는 플라스틱을 과도하게 냉각시키지 않으면서 부분적으로 플라스틱 파이프를 세팅하기 위하여 플라스틱 파이프로부터 충분한 열을 제거하기 위한 조절 장치 및 냉각 순환로를 포함하고, 제 2 단계는 냉각 순환로를 포함하고 플라스틱 파이프를 추가로 세팅하기 위하여 계속적으로 파이프로부터 열을 제거하고; 제 1 단계는 별도로 제 1 단계의 변화 상태에 따라 조절되는, 플라스틱 파이프를 제조하기 위한 파이프 몰딩 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 냉각 플러그가 제 1 단계 및 제 2 단계에 상응하는 2개의 분리된 냉각 플러그 섹션으로 분할되는 파이프 몰딩 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 냉각 플러스 섹션 사이에 열 차단 원(thermal break member)을 포함하는, 파이프 몰딩 시스템.
  4. 복수개의 제 1 이동식 몰드 블럭 섹션 및 제 2 이동식 몰드 블럭 섹션, 용융된 플라스틱을 제 1 및 제 2 몰드 블럭 섹션에 공급하여 플라스틱 파이프를 형성시키기 위한 수단 및 이동식 몰드 터널에서 플라스틱 파이프를 세팅하기 위한 냉각 플러그를 포함하며,
    제 1 몰드 블럭 섹션은 제 2 몰드 블럭 섹션과 폐합하여 이동식 몰드 터널을 형성하고, 냉각 플러그는 분리된 제 1 냉각 순환로를 갖는 제 1 단계 및 제 2 냉각 순환로를 갖는 제 2 단계를 포함하고, 제 1 냉각 순환로는 과도한 냉각으로부터의 손상없이 플라스틱 파이프를 냉각시키고 플라스틱 파이프의 온도를 강하시키는 제 1 온도 범위내로 제 1 냉각 단계를 유지시키기 위한 제 1 조절 장치를 포함하고; 분리된 제 2 냉각 순환로는 플라스틱 파이프의 추가의 세팅을 위해 플라스틱 파이프로부터 열을 계속적으로 제거하기 위한 조절 장치를 포함하는, 플라스틱 파이프를 제조하기 위한 파이프 몰딩 시스템.
  5. 제 4항에 있어서, 제 1 조절 장치가 제 1 냉각 단계의 온도를 모니터하고, 제 1 냉각 단계의 온도에 따라 제 1 냉각 순환로를 통해 순환하는 냉매의 흐름을 조절하기 위한 장치를 포함하는, 파이프 몰딩 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 제 2 조절 장치가 제 2 냉각 단계의 온도를 모니터하고, 제 2 냉각 단계의 온도에 따라 제 2 냉각 순환로를 통해 순환하는 냉매의 흐름을 조절하기 위한 장치를 포함하는, 파이프 몰딩 시스템.
  7. 제 4항에 있어서, 제 1 냉각 단계가 제 1 냉각 단계를 통해 순환하는 냉매의 저장소, 및 냉매가 제 1 냉각 단계를 통과할 때의 산물의 형상과 상관없이 제 1 냉각 단계의 온도 범위를 유지시키기 위하여 충분한 냉매를 제 1 냉각 단계를 통해 순환시키기 위한 펌프와 조절 장치를 포함하며,
    저장소는 냉매의 온도를 소정의 범위로 유지시키기 위한 온도 센서와 냉각 장치를 포함하는, 파이프 몰딩 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 제 1 냉각 단계의 온도를 모니터하기 위한 온도 센서, 및 제 1 냉각 단계의 모니터된 온도에 따라 변하는 가변형 조절 밸브를 포함하는 제 1 단계 냉각 순환로중의 가변형 조절 밸브를 포함하는, 파이프 몰딩 시스템.
  9. 복수개의 제 1 이동식 몰드 블럭 섹션 및 제 2 이동식 몰드 블럭 섹션, 용융된 플라스틱을 제 1 및 제 2 몰드 블럭 섹션에 공급하여 플라스틱 파이프를 형성시키기 위한 수단 및 이동식 몰드 터널에서 플라스틱 파이프를 세팅하기 위한 냉각 플러그를 포함하며,
    제 1 몰드 블럭 섹션은 제 2 몰드 블럭 섹션과 폐합하여 이동식 몰드 터널을 형성하고, 플라스틱 파이프는 냉각 플러그상을 이동하고 그와 접촉하고 있는 제 1 벽부 및 냉각 플러그상을 이동하고 그로부터 바깥쪽으로 공간을 두고 있는 제 2 벽 부를 포함하고, 제 1 벽부는 냉각 플러그 상을 이동할 때 과도한 플러그 냉각을 막기 위하여 열을 직접 전달하고 제 1 온도 조절을 제공하고, 시스템은 파이프 벽의 제 2 벽부가 냉각 플러그상을 이동할 때 과도한 플러그 냉각을 막는데 있어서 제 1 온도 조절을 대신하여 작동하는 제 2 온도 조절을 포함하는, 플라스틱 파이프를 제조하기 위한 파이프 몰딩 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 냉각 플러그가 냉각수의 공급에 의해 냉각되고, 제 2 온도 조절은 파이프 벽의 제 2 벽부가 냉각 플러그상을 이동할 때, 냉각 플러그로의 냉각수의 흐름을 감소시키기 위한 수류량 조절 장치를 포함하는, 파이프 몰딩 시스템.
  11. 제 9항에 있어서, 냉각 플러그가 냉각수의 공급에 의해 냉각되고, 제 1 벽부가 냉각 플러그상을 이동할 때, 냉각수는 제 1 온도에 있고, 파이프 벽의 제 2 벽부가 냉각 플러그상을 이동할 때, 제 2 온도 조절은 냉각수의 온도를 제 1 온도 초과로 승온시키는 수온 조절을 포함하는, 파이프 몰딩 시스템.
  12. 제 9항에 있어서, 냉각 플러그가 냉각수의 공급에 의해 내부적으로 냉각되고, 파이프 벽의 제 2 벽부가 냉각 플러그상을 이동할 때, 제 2 온도 조절은 냉각 플러그 바깥쪽의 히터를 포함하고 냉각 플러그 상의 열을 조정하고(direct), 파이브 내벽의 제 1 벽부가 냉각 플러그상을 이동할 때, 히터는 작동하지 않는, 파이프 몰딩 시스템.
  13. 제 9항에 있어서, 제 1 벽부가 냉각 플러그상을 이동할 때, 시스템은 제 1 벽부와 냉각 플러그와의 접촉 유지를 보조하기 위하여 진공을 생성하는 수단을 포함하되, 상기 수단은 제 2 온도 조절이 파이프 내벽의 제 2 벽부가 냉각 플러그 상을 이동함에 따라 작동할 때, 진공이 턴 오프되도록 하는 수단을 포함하는, 파이프 몰딩 시스템.
  14. 제 9항에 있어서, 냉각 플러그가 제 1 및 제 2 플러그 섹션을 포함하되, 제 1 벽부가 제 1 플러그 섹션상을 이동할 때, 제 1 플러그 섹션은 과도한 플러그 냉각을 막기 위하여 진공에 영향을 받고 제 1 벽부의 열의 제 1 온도 조절에 의해서만 온도가 조절되고 동시에, 파이브 내벽의 제 2 벽부가 제 2 플러그 섹션상을 이동할 때, 제 2 플러그 섹션은 과도한 플러그 냉각을 막기 위하여 진공으로부터 벗어나 오직 제 2 온도 조절에만 영향을 받은 후, 파이프가 몰드 터널을 따라 이동함에 따라, 파이브 내벽의 제 2 벽부가 제 2 플러그 섹션상을 이동할 때, 제 1 플러그 섹션은 과도한 플러그 냉각을 막기 위하여 진공으로부터 벗어나 오직 제 2 온도 조절에 의해서만 온도가 조절되고, 동시에 파이브 내벽의 제 1 벽부가 제 2 플러그 섹션상을 이동할 때, 제 2 플러그 섹션은 진공에 영향을 받고 제 1 벽부의 열의 제 1 온도 조절에 의해서만 온도가 조절되는, 파이프 몰딩 시스템.
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