KR20070088515A - 과립화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노즐(7)을 포함하는 천공된 플레이트(2)를 지니는, 하나 이상의 노즐(7)로부터 배출된 재료, 특히 열가소성 플라스틱의 과립화 장치에 관한 것이다. 수 개의 블레이드(11)를 구비한 블레이드 헤드(10)가 모터(13)에 의해 회전하도록 구동되는 샤프트(9)에 고정되며 마주보도록 놓여진다. 모터(13)를 하우징(1)에 대해 이동하도록 서스펜션(15)에 의해 매달지만, 이것은 방사상 방향이 아닌 샤프트(9)의 축(8) 방향으로만 이동할 수 있는 방식으로 매달리게 된다. 상기 서스펜션(15)은 모터(13)를 과립화 하우징(1) 상에 매다는 하나 이상의 막(14)을 포함한다. 모터(13)는 천공된 플레이트(2) 상의 블레이드의 요망되는 압력이 유지되도록 천공된 플레이트(2)에 대해 조정 장치(27)에 의해 조정될 수 있다. 절단된 과립화 입자는 냉각제에 의해 하우징(1) 밖으로 배출된다.

Description

과립화 장치 {GRANULATING DEVICE}

본 발명은 노즐(들)에 대해 천공된 플레이트를 포함하는, 하나 이상의 노즐로부터 가압된 재료, 특히 열가소성 합성 재료를 과립화하는 장치로서, 하나 이상의 나이프를 구비한 나이프 헤드가 노즐과 마주 보게 정위되고, 나이프 헤드가 모터에 의해 회전되는 샤프트에 연결되어 이의 축 방향으로 이동할 수 있어서, 각각의 나이프가 노즐 입구에 접촉하여 이를 통과함으로써, 과립화 하우징에 도입된 냉각 매질에 의해 천공된 플레이트를 둘러싼 과립화 하우징에서 배출되는 과립을 절단하며, 이 때 모터는 과립화 하우징에 대해 서스펜션의 수단에 의해 가동적으로 매달리게 되나, 가동성(movability)이 샤프트의 축 방향으로만 주어지며, 천공된 플레이트에 대한 모터의 축 조정을 위한 조정 수단이 제공되는 과립화 장치에 관한 것이다.

샤프트가 축 방향으로 조정될 수 있는 과립화 장치는 다수의 구체예에 공지되어 있다. 종종, 나이프 헤드의 샤프트가 축의 방향으로 이동할 수 있는 슬리브 내에 베어링에 의해 지지된다. 이로써, 나이프를 천공된 플레이트 쪽으로 가압함에 의해 항상 요망되는 압력을 조정할 수 있다. 대개는 의치 클러치에 의해 토크가 나이프 샤프트로 이동된다. 대부분의 경우에서처럼 절단된 과립용 냉각 매질로 서 물을 사용하는 경우, 나이프 샤프트를 하우징에 단단하게 죄야 한다. 여기에서, 마찰에 의해 야기되는 문제들이 발생한다. 나이프 샤프트의 축 이동은 또한 물에 대한 밀봉을 실행함에 의해 밀봉 고리의 운전 표면의 이동을 초래하므로, 마찰 조건이 연속하여 변화하게 된다. 유사한 방식으로, 나이프 샤프트가 이동할 때 의치 클러치의 마찰 값도 변화된다. 추가로, 베어링을 형성하는 슬리브가 윤활되어야 하는 슬라이딩 베어링 내에서 움직이는 것이 고려되어야 한다. 또한, 이와 관련하여, 윤활제 (대부분 오일)가 다소의 시간 이후 어느 정도 고무질이 되기 때문에 마찰 값이 시간에 따라 변화하므로, 벗어나는데 비교적 높은 운동량이 발생하고 이는 일반적으로 대수롭지 않은 축 마찰만이 요망되는 요건과 상충된다. 추가로, 슬리브 베어링은 특정 작용력을 요구한다.

나이프 샤프트가 항상 베어링에 의해 모터 내에 지지되어야 하기 때문에, 슬리브 베어링을 모터 베어링에 의해 교체하는 것이 이미 제안되었다. 그러나, 이러한 구조상의 변형은 초기에 기술된 문제들을 해소하지 못한다.

초기에 기술된 종류의 과립화 장치는 (DE 10302645 A1) 과립화 하우징에 대한 모터 및 이에 따라 모터 샤프트의 가동적인 매달림이 모터 샤프트의 축 방향으로 연장된 로드-가이드(rod-guide) 수단에 의해 구성되는 것으로 공지되어 있다. 또한, 이러한 구성은 상기 언급된 제어될 수 없는 마찰 조건의 문제를 극복할 수 없다.

본 발명은 상기 언급된 문제를 극복하고 초기에 기술된 종류의 장치를 개선시켜서 나이프 샤프트의 축 이동이 마찰 조건의 변화에 영향을 미치지 않거나 단지 중요하지 않을 정도의 영향을 미치게 하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 과립화 하우징 상에 모터를 매다는데 하나 이상의 막을 사용하는 특징에 의해 상기 목적을 달성한다. 마지막에 기술된 공지된 장치에서와 같이, 본 발명의 과립화 장치 내에서도 모터는 나이프 샤프트를 따라 축 방향으로 이동하므로, 나이프 샤프트와 모터 간에 상대적인 이동은 일어나지 않으며 나이프 샤프트와 모터의 상대적인 이동에 의해 야기되는 문제들을 회피하게 된다. 모터의 서스펜션이 이의 축 이동만을 허용하고 방사상 이동을 피하거나 단지 대수롭지 않을 정도로만 이동을 허용하기 때문에, 노즐 입구에 대한 나이프의 방사상 위치 및 이에 따라 나이프의 절단 작용이 손상되지 않는다. 마지막으로 기술된 공지된 구성과 비교해 보면, 본 발명에서는 하나 이상의 막을 사용하여 로드-가이딩 수단 내에서는 피할 수 없는 조절되지 않은 마찰 조건을 안전하게 회피할 수 있다는 장점을 보장한다. 추가로, 본 발명의 구성은 다른 목적을 위해서도 막을 사용할 수 있다는 장점을 제공한다. 끝으로, 마지막에 기술된 공지된 구성에서는 로드-가이딩 수단에 의해 제공된 분리된 하우징이 실제 과립화 하우징에 대한 냉각 매질과 관련하여 샤프트 밀봉에 의해 밀봉된 모터에 대해 제공되어야 하는 반면 본 발명의 구성은 모터가 실제 과립화 하우징 내에 배치될 수 있다는 장점을 또한 지닌다. 본 발명의 정신 내에서 이러한 밀봉 작용은 천공된 플레이트를 향하고 있는 모터의 앞 말단에, 또한 임의로 반대 위치에 있는 모터의 앞 말단에 배치된 막에 의해 획득된다. 나중에 언급된 앞 말단에서, 스프링, 즉 리프(leaf) 스프링이 막의 대안으로서 고려될 수도 있다. 그러나, 천공된 플레이트를 향하고 있는 모터의 앞 말단에 대하여, 과립화 하우징의 분리된 밀봉 및 냉각수에 대하여 모터의 상응하는 보호가 이루어지지 않는 경우, 스프링은 공기가 냉각 매질로서 사용되고 물이 냉각 매질로서 사용되지 않은 경우에만 고려될 수 있으나, 이것은 노력에 비해 본 발명에 의해 수득된 장점을 감소시킬 것이다. 마지막으로 기술된 공지된 구성에 비해 구성상의 노력의 감소는 로드-가이딩 수단 및 분리된 하우징의 생략으로부터 초래된다. 추가로, 본 발명의 구성은 하우징 상에서 나이프 샤프트의 상대적으로 복잡한 방사상 및 축의 밀봉 베어링을 막에서 나이프 샤프트의 단 하나의 방사상 베어링으로 대신하며, 막은 동시에 냉각 매질과 관련하여 과립화 하우징을 밀봉에 의해 차단하는데 사용될 수 있다.

본 발명의 정신 내에서, 방사상 방향으로 높은 강성을 지니는 다층 막이 특히 적합하다. 막에 적합한 재료는 특히 유리 섬유-강화된 합성 재료, 예를 들어 공중합체 폴리옥시메틸렌, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리테트라플루오르에틸렌 및 폴리프로필렌 에테르이다. 폴리테트라플루오르에틸렌의 경우, 약 25%의 유리 섬유 비율로 충분하며, 언급된 다른 종류의 합성 재료의 경우에는 약 30%의 유리 섬유 비율이 보다 유리하다.

일반적으로, 본 발명에 사용된 막은 샤프트에 의해 초래된 토크를 받기에 충분하다. 요망된다면, 추가의 지지체가 스톱에 의해 제공될 수 있다.

본 발명의 추가의 특징 및 이점이 구체예의 기술에 의해 제공되며, 이것은 상이한 두 작업 조건에서 도식적으로 도면에 도시된다. 도 1은 작업하지 않는 상태에서 축 섹션의 장치를 도시하는 반면, 도 2는 도 1의 라인 II-II에 따른 섹션이다. 도 3은 도 1과 유사한 장치를 도시하나 작업 중인 조건이고, 도 4는 도 3의 라인 IV-IV에 따른 섹션이다.

장치는 하우징(1)의 한 앞 말단이 천공된 플레이트(2)에 의해 단단하게 닫힌 원통 과립화 하우징(1)을 지닌다. 과립화되는 가소된 재료, 특히 열가소성 합성 플라스틱 재료에 대한 공급 관(3)이 천공된 플레이트에 제공되며, 재료는 공급 관(3)으로부터 다수의 분배 관(5)까지 화살표(4) 방향으로 흘러서 천공된 플레이트(2)의 앞 표면(6)에 제공된 노즐(7)에 이르며, 노즐은 과립화 하우징(1)의 중심 세로 축(8) 주위에 원을 따라 서로에 대해 동일한 간격으로 배치된다. 상기 축(8)은 또한 샤프트(9)의 회전 축을 형성하며, 천공된 플레이트(2)를 향하고 있는 이의 말단에는, 샤프트(9)가 화살표(12)(도 3) 방향으로 회전할 때 노즐(7)의 입구 위를 미끄러져서 노즐(7)에서 과립화 입자로 가압된 합성 매스를 절단하는 다수의 나이프(11)를 제공하는 나이프 헤드(10)가 구비된다. 샤프트(9)는 두 개의 막(14)에 의해 형성된 서스펜션(15)을 통해 양 앞 말단이 과립화 하우징(1)의 원통 벽(16)에 매달린 모터(13)에 의해 회전하며, 베어링에 의해 그 안에 지지된 모터(13) 및 이에 따라 샤프트(9)는 방사상 방향이 아니거나 실질적으로 아닌 축(8) 방향으로 이동할 수 있다. 서스펜션이 -축(8) 방향에서 측정시- 가능한 한 서로에 대해 멀리 이격된 두 위치에서 모터에 고정될 때 가장 바람직한 매달림이 초래된다. 단순한 의미로는, 모터(13)의 양 앞 말단에 두 개의 막(14)을 정위시킴에 의해 이것이 이루어질 수 있다. 두 개의 막(14)은 이들의 바깥 둘레가 벽(16)에 그리고 이들의 중심 영역이 모터 하우징에 연결된 플랜지(17, 18)에 고정되며, 플랜지는 모터 하우징의 두 앞 말단에 배열된다. 동시에 천공된 플레이트(2)와 마주하고 있는 플랜지(17)는 과립화 하우징(1)에 도입된 냉각수가 새지 않도록 하는 샤프트 밀봉(9)을 지지하도록 기능한다. 또한 새지 않도록 한다는 것은 천공된 플레이트-측 막(14)의 외부 에지를 과립화 하우징(1)에 고정하는 것이다. 따라서 두 막(14) 사이에 배치되고 모터(13)를 지니는 공간(20)은 과립화 하우징(1)에 도입된 냉각 매질, 특히 냉각수에 대해 밀봉된다. 상기 냉각수는 화살표(22)(도 3) 방향으로 라인(21)을 통해 공급되며, 천공된 플레이트(2)를 둘러싸고 있는 환상 공간(23)으로의 스트림은 이로부터 다수의 개구(24)를 통해 과립화 하우징(1)의 내부로 들어가고 수막(water film)의 형태로 벽(16)의 내면을 따라 흘러서 과립화 입자가 나이프(11)에 의해 절단된 직후 이들을 냉각시킴으로써, 상기 입자가 서로 덩어리지는 것을 막는다. 냉각된 과립화 입자는 냉각수와 함께 배출 라인(25)을 통해 화살표(26) 방향으로 과립화 하우징(1)을 벗어난다.

나이프(11)가 노즐(7)의 입구 위를 요망되는 압력으로 항상 미끄러지도록 보장하기 위해, 이를 구동시키는 모터(13)와 함께 샤프트(9)를 축(8)의 방향으로 조정할 수 있다. 이를 위해, 임의의 요망되는 종류의 작동기, 예를 들어 스크류 쓰레드, 자석, 모터 오퍼레이터 등에 의해 형성될 수 있는 조정 수단(27)이 제공된다. 조정 수단은 과립화 하우징(1)에 연결되며 모터(13)의 하우징에 접촉되어 있다. 이와 관련하여, 마찰에 의한 영향력이 없다는 것이 장점이다. 두 막의 휨 거동은 측정되거나 계산될 수 있으며 시간에 따라 일정하게 유지되므로 어떠한 방식으로든 변화하지 않는다. 공지된 구조에 비해 구성 비용의 감소, 및 추가로 샤프트 밀봉(19)이 샤프트(9)에 대해 이동하지 않는다는 사실에 의해 추가의 장점이 제공되며, 이에 의해 거기에서 일어나는 마찰 조건이 시간에 따라 실질적으로 보다 일정하게 유지된다. 추가로, 공지된 구조의 축 방향으로 바뀔 수 있는 의치 커플링에 의해 필요한 토크의 이동이 낮아지므로 과립을 절단하는데 필요한 샤프트에서 발생하는 토크가 측량 유닛으로서 순수하게 사용될 수 있다. 이에 적합한 수단은 공지되어 있다.

본 발명의 구성의 추가의 장점은 나이프(11)를 구비한 막의 진동을 피할 수 있어서, 나이프(11)의 포지티브 마모 거동이 획득된다는 것이다.

막에 적합한 재료는 공지되어 있으며, 예를 들어 금속 포일 또는 합성 재료이다. 특히 적합한 것은 높은 방사상 강성 및 양호한 축 유연성을 초래하는 다층 구조의 막이다.

도 1에 도시된 작업하지 않는 상태의 장치에서, 두 막(14)은 느슨해져 있으며, 따라서 이들 각각은 편평하게 연장된다. 그러나 도 3에 도시된 작업 중인 조건에서는, 모터(13) 및 이에 따라 과립화 나이프(11)가 조정 수단(27)에 의해 샤프트(9)를 통해 천공된 플레이트(2)에 가압되며, 이것은 상응하는 조정 수단(27)의 조절, 예를 들어 이미 언급된 토크 센싱에 의해 (모터(13)의 전력 소모) 각각의 압력에 대해 단순한 방식으로 수행될 수 있다.

살펴본 바와 같이, 본 발명은 과립이 고온 조건에서 절단되는 과립화 장치와 관련하여 수중-과립화 장치에서도 적용될 수 있다. 과립화 하우징(1)은 물로 채워질 수 있거나, 도면에 도시된 대로, 과립화 입자가 수막에 의해 배출될 수 있다. 물론, 공기, 특히 냉각된 공기가 냉각 또는 운반 매질로서 물 대신 사용될 수도 있다. 과립화 하우징(1)의 벽면에 모터를 매달기 위해 막 대신 리프 스프링을 사용할 수 있으며, 이는 모터(13)의 냉각을 개선시키는 장점을 지닌다.

Claims (8)

1. 노즐(들)(7)을 지니는 천공된 플레이트를 포함하고, 하나 이상의 나이프(11)를 구비한 나이프 헤드(10)가 이와 마주 보게 배치되며, 나이프 헤드가 모터(13)에 의해 회전되는 샤프트(9)에 연결되어 축 방향으로 조정될 수 있어서, 각각의 나이프(11)가 노즐 입구와 접촉하여 통과함으로써, 과립화 하우징(1)에 도입된 냉각 매질에 의해 천공된 플레이트(2)를 둘러싼 과립화 하우징(1)에서 배출된 과립화 입자를 절단하며, 이 때 모터(13)는 과립화 하우징(1)에 대해 서스펜션(15)에 의해 가동적으로 매달리게 되나, 가동성(movability)이 샤프트(9)의 축 방향으로만 주어지며, 천공된 플레이트(2)에 대한 모터(13)의 축 이동을 위한 조정 수단(27)이 제공되고, 하나 이상의 막(14)이 과립화 하우징(1) 상에 모터(13)를 매달기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는, 하나 이상의 노즐(7)로부터 가압된 재료, 특히 열가소성 합성 재료를 과립화하는 장치.
2. 제 1항에 있어서, 막(14)이 냉각 매질에 대해 과립화 하우징(1)을 밀봉에 의해 차단시킴을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 막(14)이 과립화 하우징(1)내에서 냉각 매질에 대해 모터(13)를 밀봉에 의해 차단시킴을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 막(14)이 천공된 플레이트(2)를 향하고 있는 모터(13)의 앞 말단에 제공되고, 요망된다면 반대 위치에 있는 모터의 앞 말단에도 제공됨을 특징으로 하는 장치.
5. 제 4항에 있어서, 막(14)이 모터(13)의 샤프트 밀봉(19)에 의해 제공된 모터 하우징의 플랜지(17)에 연결됨을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 천공된 플레이트(2)에 대해 모터(13)를 축 이동시키는 조정 수단(27)이 과립화 하우징(1)에 연결되며 두 막(14) 사이의 공간(20)에서 모터(13)와 접촉함을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 막(14)이 적층 구조를 지님을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 막(14)이 예를 들어 유리-섬유 강화된 합성 재료의 삽입에 의해 강화된 합성 재료로 구성됨을 특징으로 하는 장치.

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