KR20110024048A

KR20110024048A - Ｐｖｃ형 이음관 제조장치

Info

Publication number: KR20110024048A
Application number: KR1020090081898A
Authority: KR
Inventors: 전금진
Original assignee: 전금진
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2011-03-09
Also published as: KR101071523B1

Abstract

본 발명은 ＰＶＣ형 이음관 제조장치에 관한 것으로, PVC 소재를 압출하는 압출기와, 상기 압출기에 연결되고 PVC 소재를 파이프 형태로 성형하는 금형 및 상기 금형을 통해 압출되어 나오는 PVC 소재의 1차 성형된 파이프를 절단하는 절단기를 포함하는 ＰＶＣ형 이음관 제조장치에 있어서; 상기 금형의 하측 반원 부위에는 냉각수가 흐르는 냉각파이프가 압출유로를 사이에 두고 다수회 절곡 배관된 형태로 냉각수단이 더 설치된 ＰＶＣ형 이음관 제조장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 제조가 용이하고, 저렴한 비용으로 제조할 수 있으며, 조직이 치밀하여 압력관 연결용으로 적당하고, 가공성 및 성형성이 우수하며, 균일한 두께를 가지므로 내압성이 우수한 효과를 얻을 수 있다.

PVC, 상수도관, 이음관, 곡관, 압출성형, 냉각

Description

ＰＶＣ형 이음관 제조장치{APPARATUS FOR MANUFACTURING PVC TYPE CONNETION PIPE}

본 발명은 ＰＶＣ형 이음관 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ＰＶＣ로 이루어진 수도관을 연결하는데 사용되는 곡관 형태의 이음관을 저렴하고 용이하며 우수한 내구성을 갖도록 제조할 수 있도록 한 ＰＶＣ형 이음관 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 상수도관은 주로 주철 및 주물을 사용하여 제조되었다.

그런데, 철관의 특성상 부식, 녹, 스케일 및 기타 관 내부에 기생하는 세균 등에 의해 상수도의 수질이 악화되고, 이러한 현상 발생시 교체 등 유지 보수에 따른 비용이 급증하는 등 많은 불편이 초래되었다.

이에, 근래에는 가볍고 저렴하며 부식이나 녹, 스케일 등의 발생이 없고, 내부 처리를 통해 기생 세균 발생을 억제할 수 있는 PVC 파이프를 압출성형하는 형태로 제조함으로써 기존 철관 형태의 상수도를 대체하고 있다.

그러나, 상수도관을 연결하기 위한 이음관(보통 "엘보"), 즉 연결소켓은 곡관이기 때문에 압출이 용이치 않고, 또 길이가 짧기 때문에 대부분 사출성형하고 있는데, 그 결과 압력을 충분히 견디지 못하는 문제가 파생되어 부득이하게 주철 및 주물로 여전히 제조하고 있는 실정이다.

뿐만 아니라, 열가소성 수지의 대표적인 성형방식인 사출성형의 경우 직경인 400mm 미만인 경우에는 제조의 용이성, 경제성 등을 모두 만족시킬 수 있으나 400mm를 초과하는 대형 이음관의 경우에는 제조가 용이하지 않고, 경제성도 떨어지며, 무엇보다도 압력관으로 사용할 경우 조직의 치밀성이 떨어져 압력을 충분히 견딜 수 없고 파단될 수 있는 단점이 있다.

최근에는 도 1의 예시와 같은 PVC 파이프 압출기(10)와 금형(20)을 통해 압출성형된 직선관(30)을 이음관에 적당한 길이로 절단한 후 이를 성형기(미도시)로 이송한 다음 열을 가하면서 프레싱하여 일정 각도, 예컨대 30°, 45°, 90° 등과 같이 다양한 각도를 갖는 이음관을 제조하고 있다.

하지만, 이러한 방식은 압출후 직선관을 곡관형태로 성형하기가 쉽지 않고, 정밀도가 떨어지며, 곡관부의 두께가 일정하지 않아 설치 후 압력을 받게 되면 두께가 얇은 쪽이 쉽게 파손되면서 누수 현상을 초래하는 등 또다른 문제를 야기하였다.

이에, 이와 같은 문제를 일거에 해소할 수 있는 새로운 방식의 이음관 제조기술이 시급히 요청되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, PVC형 상수도관에서 이음관으로 사용되는 곡관을 프레스방식으로 성형하지 않고 압출과 동시에 1차 가성형한 다음 블로잉방식으로 2차 최종성형하여 치밀한 조직을 갖게 함으로써 내압성이 우수하고, 균일한 곡관 두께를 가지면서 제조도 용이하며, 제조원가도 낮출 수 있도록 한 ＰＶＣ형 이음관 제조장치의 제공을 그 주된 해결 과제로 한다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, PVC 소재를 압출하는 압출기와, 상기 압출기에 연결되고 PVC 소재를 파이프 형태로 성형하는 금형 및 상기 금형을 통해 압출되어 나오는 PVC 소재의 1차 성형된 파이프를 절단하는 절단기를 포함하는 ＰＶＣ형 이음관 제조장치에 있어서; 상기 금형의 하측 반원 부위에는 냉각수가 흐르는 냉각파이프가 압출유로를 사이에 두고 다수회 절곡 배관된 형태로 냉각수단이 더 설치된 것을 특징으로 하는 ＰＶＣ형 이음관 제조장치를 제공한다.

이때, 상기 냉각수단은 원통형상의 상기 금형의 수직선상을 중심으로 좌우 동일한 각도를 유지하되 60~70°의 범위 내에만 설치된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 금형의 압출방향 출구쪽인 절단기 대향측에는 압출되어 나오는 1차 성형된 곡관 형태의 파이프를 하측에서 지지하도록 일정 곡률을 갖도록 다수 설 치된 안내롤을 더 포함하는 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 안내롤은 연결브라켓에 고정되고, 상기 연결브라켓은 작동실린더에 의해 승하강 가능하게 설치되어 상기 안내롤의 설치위치를 조절할 수 있는 것에도 그 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 이음관 제조장치의 예시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 이음관 제조장치중 금형의 예시도이며, 도 4는 도 3의 요부 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따라 제조된 이음관의 성형예를 보인 성형기의 예시도이며, 도 6은 본 발명에 따라 제조된 이음관의 다른 성형예를 보인 예시도이고, 도 7은 도 6에 따라 성형된 이음관의 예시도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이음관 제조장치는 압출기(100)를 포함한다.

상기 압출기(100)는 기존과 동일한 PVC 파이프 제조를 위한 압출기이다.

그리고, 상기 압출기(100)의 전단에는 PVC 파이프 제조를 위한 금형(200)이 설치된다.

상기 금형(200)은 도 1에 예시되었던 기존 금형과 큰 차이를 갖지는 않지만, 기존 금형이 직선관만을 제조할 수 있었음에 반해, 본 발명에 따른 금형(200)은 기존 금형과 달리 냉각수단(300)을 구비하고 있어 직선관은 물론 곡선관, 즉 엘보 형태의 이음관(400)도 함께 제조할 수 있다는 특징을 가진다.

이때, 상기 금형(200)의 전단에는 상기 이음관(400)을 적당한 길이로 절단하기 위한 절단기(500)가 설치되어야 함은 물론이다.

보다 구체적으로, 상기 금형(200)은 도 3 및 도 4에서와 같이, 압출기(100)에 고정되는 메인다이스(210), 상기 메인다이스(210)에 연결되는 스파이더(220), 상기 스파이더(220)에 연결되는 중간다이스(230) 및 상기 중간다이스(230)에 연결되고 제품인 이음관(400)의 외경, 즉 두께를 제어하는 제품외경다이스(240)를 포함하고, 이들은 연결핀(250)에 의해 일체로 결속된다.

이 경우, 상기 연결핀(250)은 메인다이스(210)에서 제품외경다이스(240)까지를 한꺼번에 체결하여 고정할 수도 있고, 또는 경우에 따라 인접하는 2~3개의 구성요소들을 각각 체결 고정할 수도 있는데, 이는 설치환경이나 제품의 크기에 따라 가변될 수 있다.

또한, 상기 금형(200)의 내부 코어를 이루면서 압출유로(P)를 구성하도록 상기 스파이터(220)와 연결부재(C)에 의해 연결된 도피트(260)와, 상기 도피트(260)에 고정되고 제품의 중간 내경을 결정하는 내경중간다이스(270) 및 상기 내경중간다이스(270)에 고정되고 제품의 최종 내경을 결정하는 제품내경다이스(280)를 더 포함한다.

여기에서, 상기 연결부재(C)는 압출유로(P) 상에 설치되기 때문에 소재의 압출을 최대한 방해하지 않도록 하기 위해 압출기(100)를 향해 뾰족하게 형성됨이 바람직하다.

뿐만 아니라, 경우에 따라서는 금형(200) 내부를 구성하는 구성요소들이 일체로 구성될 수 있는데, 이를테면 내경중간다이스(270)와 제품내경다이스(280)가 하나의 구성(일체)으로 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 금형(200) 외부를 구성하는 구성요소들 중 중간다이스(230)와 제품외경다이스(240)가 하나의 구성(일체)으로 이루어질 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 금형(200)에는 냉각수단(300)이 더 구비되는데, 상기 냉각수단(300)은 냉각수가 흐르는 파이프 형태의 부재를 다수회 절곡 배열하는 형태를 가지며, 도 4에 예시된 바와 같이, 금형(200), 특히 제품외경다이스(240)를 통해 그 길이방향으로 다수회 절곡 배열되는 제1냉각수단과, 제품내경다이스(280)를 통해 그 길이방향으로 다수회 절곡 배열되는 제2냉각수단으로 이루어진다.

이 경우, 상기 제품내경다이스(280)에 설치되는 제2냉각수단은 압출유로(P)와의 간섭을 피할 수 있도록 연결부재(C)와 도피트(260)를 통해 제품내경다이스(280)로 배열되도록 배관됨이 바람직하다.

그리고, 상기 냉각수단(300)은 상기 금형(200)의 하부측에만 설치되어야 하는데, 이를테면 상기 제품외경다이스(240) 혹은 제품내경다이스(280)의 수직중심선에 대하여 좌우로 동일한 각도 범위를 갖되 전체 각이 60~70°의 범위 내에서만 배 관되게 함으로써 금형(200) 상부측으로의 영향은 최소화하면서 하부측만 집중적으로 냉각할 수 있도록 구성된다.

이는 압출되는 소재가 금형(200)을 통과할 때 상부측 보다 낮은 온도로 유지되는 하부측 압출유로(P)를 통과하면서 유동성이 떨어져 압출속도에 차이를 발생시킴으로써 자연스럽게 하부쪽으로 휘어지면서 곡관을 형성하도록 하기 위한 것이다.

이 경우, 도 4의 예시와 같이, 상기 금형(200)의 전단, 바람직하기로는 압출되어 나오는 제품인 이음관(400)의 곡률진 하부면을 지지할 수 있도록 일정 곡률을 갖도록 다수의 안내롤(600)을 더 설치하여 압출효율을 더욱 높일 수도 있다.

이에 더하여, 상기 안내롤(600)을 동시에 고정하는 연결브라켓(610)과, 이를 승하강시키는 작동실린더(620)를 더 구비함으로써 안내롤(600)의 설치위치를 더욱 용이하게 제어할 수도 있다.

여기에서, 상기 금형(200)을 통해 압출된 이음관(400)은 완제품 상태가 아니기 때문에 정밀한 치수로 가공될 필요는 없으며, 도 5 내지 도 6과 같은 블로어 몰딩 성형수단을 통해 도 7과 같은 완제품으로 성형될 수 있다.

예컨대, 도 5는 본 발명에 따라 압출된 이음관(400)이 성형되는 과정을 설명하기 위해 직선관 형태의 이음관을 예시적으로 설명하고 있다.

도 5에 예시된 성형수단인 성형기(700)는 이음관(400)을 정확한 치수로 성형하기 위한 상부금형(710)과 하부금형(720) 및 상기 상부금형(710)을 하부금형(720) 쪽으로 가압하기 위한 유압실린더(730), 그리고 상기 상부금형(710)과 하부금형(720)이 맞물렸을 때 내부공간의 좌우측을 밀폐하는 실린더형 밀폐부재(740), 상 기 밀폐부재(740)의 내경에 설치된 고무재질의 씰링재(750), 그리고 상기 밀폐부재(740)의 중앙을 관통하여 설치되고 도시되지 않은 작동실린더(미도시)에 연결되며 내부는 중공되어 에어주입구를 형성하는 작동로드(760), 상기 작동로드(760)의 선단 외주면에 고정되어 작동시 상기 씰링재(750)을 외측방향으로 확장시키는 너트(770)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 작동로드(760) 중 어느 하나에는 압력계(미도시)가 설치되어 내부압을 점검할 수 있도록 구성됨이 더욱 바람직하다.

그리하여, 압출성형된 후 완전 경화전의 미완성 이음관(400)을 이송한 후 상기 성형기(700)의 하부금형(720)에 재치시킨 다음 유압실린더(730)를 동작시켜 상부금형(710)을 닫고, 밀폐부재(740)를 이음관(400)의 좌우측에 삽입시킴과 동시에 작동로드(760)를 후퇴시켜 씰링재(750)를 외부로 팽창시키면서 이음관(400)이 금형 내경에 완전히 밀착되게 씰링한 다음 작동로드(760)의 중공을 통해 에어를 고압으로 불어 넣음으로써 금형 크기에 맞게 정확한 치수의 이음관(400)을 최종 성형할 수 있게 된다.

여기에서, 도 6에 도시된 예는 도 5와 동일한 구성과 동작을 갖도록 이루어지되 다만, 곡관에 맞게 상부금형(710')과 하부금형(720')이 변형된다는 사실만 다를 뿐이다.

이와 같은 블로어 몰딩 과정을 통해 도 7에 예시된 여러가지 형태의 이음관(400)이 제조될 수 있게 된다.

정리하자면, 이음관(400)으로 제조될 소재는 압출기(100)로 투입된 다음 금 형(200)을 통해 압출되면서 직선관, 곡관 등 원하는 형태의 이음관(400)으로 제조되게 된다.

특히, 곡관 형태의 이음관(400)은 소재가 도피트(260)에 의해 형성된 압출유로(P)를 따라 이동되면서 압출될 때 냉각수단(300) 수단에 의해 하측 부위만 국부적으로 냉각, 바람직하기로는 하측 반경만 일정온도로 냉각되게 됨으로써 압출 소재의 유동속도, 즉 압출속도에 차이가 발생하게 된다.

이때, 냉각이 되지 않는 상측 반경 부위는 압출속도가 빠르고, 냉각되고 있는 하측 반경 부위는 상대적으로 압출속도가 늦어지게 되므로 결국 압출되는 파이프 형태의 관은 하방향으로 굽어진 곡관으로 제조되게 된다.

이 경우, 곡관은 인위적으로 가압성형되는 것이 아니라 압출속도 상의 차이만에 의해 동일 압출유로(P)를 통과하면서 성형되는 것이기 때문에 두께 차이가 발생하지도 않고 조직의 치밀성에 있어서도 변화가 없기 때문에 내구성도 향상된다.

뿐만 아니라, 이렇게 1차 성형된 미완성 파이프는 블로어 몰딩 과정을 거쳐 2차 성형, 즉 최종 성형되게 된다.

여기에서, 블로어 몰딩 과정은 앞서 설명한 도 5 내지 도 6에 예시된 형태의 성형 과정으로서, 공지된 블로어 몰딩 성형기(700)를 통해 성형되게 된다.

이때, 상기 성형기(700)는 미완성 파이프 형태의 반제품을 상,하부금형(710,720)에 장입시킨 상태에서 좌우 양단을 밀폐하고, 그 내부로 고압의 에어를 불어 넣어 1차 성형된 미완성 파이프 형태의 반제품이 상,하부금형(710,720)의 형상에 완벽하게 일치하도록 최종 성형하게 되는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 이음관 제조장치의 예시도,

도 2는 본 발명에 따른 이음관 제조장치의 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 이음관 제조장치중 금형의 예시도,

도 4는 도 3의 요부 단면도,

도 5는 본 발명에 따라 제조된 이음관의 성형예를 보인 성형기의 예시도,

도 6은 본 발명에 따라 제조된 이음관의 다른 성형예를 보인 예시도,

도 7은 도 6에 따라 성형된 이음관의 예시도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....압출기 200....금형

300....냉각수단 400....이음관

500....절단기 600....안내롤

700....성형기

Claims

PVC 소재를 압출하는 압출기와, 상기 압출기에 연결되고 PVC 소재를 파이프 형태로 성형하는 금형 및 상기 금형을 통해 압출되어 나오는 PVC 소재의 1차 성형된 파이프를 절단하는 절단기를 포함하는 ＰＶＣ형 이음관 제조장치에 있어서;

상기 금형의 하측 반원 부위에는 냉각수가 흐르는 냉각파이프가 압출유로를 사이에 두고 다수회 절곡 배관된 형태로 냉각수단이 더 설치된 것을 특징으로 하는 ＰＶＣ형 이음관 제조장치.
청구항 1에 있어서;

상기 냉각수단은 원통형상의 상기 금형의 수직선상을 중심으로 좌우 동일한 각도를 유지하되 60~70°의 범위 내에만 설치된 것을 특징으로 하는 ＰＶＣ형 이음관 제조장치.
청구항 1에 있어서;

상기 금형의 압출방향 출구쪽인 절단기 대향측에는 압출되어 나오는 1차 성형된 곡관 형태의 파이프를 하측에서 지지하도록 일정 곡률을 갖도록 다수 설치된 안내롤을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ＰＶＣ형 이음관 제조장치.
청구항 4에 있어서;

상기 안내롤은 연결브라켓에 고정되고, 상기 연결브라켓은 작동실린더에 의해 승하강 가능하게 설치되어 상기 안내롤의 설치위치를 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 ＰＶＣ형 이음관 제조장치.