KR20150121450A

KR20150121450A - 금형 온도조절시스템

Info

Publication number: KR20150121450A
Application number: KR1020140047299A
Authority: KR
Inventors: 김영수
Original assignee: 주식회사 케이피세븐
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2015-10-29
Also published as: KR101578450B1

Abstract

본 발명은 금형에서 냉각된 냉각수를 재사용함에 따라 금형측으로 공급되는 냉각수의 가열시간을 단축시켜 에너지 낭비를 줄임과 아울러 에어공급수단에 의해 금형의 냉각이 단시간내 이루어지도록 하여 전체적인 사출금형의 사이클타임을 줄일 수 있는 금형 온도조절시스템에 관한 것이다.

Description

금형 온도조절시스템{TEMPERATURE CONTROL SYSTEM FOR MOLDS}

본 발명은 금형 온도조절 시스템에 관한 것으로, 더 상세히는 금형 온도조절 시스템의 구조를 개선하여, 사출성형시 사이클타임을 단축시킴과 아울러 제품의 신뢰성을 확보하기 위한 금형 온도조절시스템에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 금형의 온도조절장치를 구성하는 온도조절기는, 입수 솔레노이드밸브(1)를 갖춘 냉매 입수라인(2)에 압축공기 솔레노이드밸브(3)를 갖춘 압축공기라인(4)이 연결되어 수위센서(5)를 갖춘 보조탱크(6)에 연결된다. 그리고, 상기 보조탱크(6)의 공급라인(7a)은 히터탱크(8)의 다른 공급라인(7b)과 병렬 연결되어 펌프(9)에 연결되고, 상기 펌프(9)의 출구라인(10)은 금형(11)으로 연결되는 한편, 이 금형(11)의 복귀라인(12)은 히터탱크(8)에 연결되면서 배수솔레노이드 밸브(13)를 갖춘 배수라인(14)이 연결된다.

그리고 상기 금형(11)의 복귀라인(12)에는 온도감지센서(15)와 체크밸브(16)가 설치되어 있으며, 히터탱크(8)에는 솔레노이드밸브(17)를 갖춘 드레인라인(18)이 연결되어 있고, 상기 입수라인(2)의 입수 솔레노이드밸브(1)의 앞쪽에는 온도감

지센서(15)가 배치되어 있다.

이와 같은 종래의 온도조절 장치의 작동시, 먼저 금형(11)의 온도가 상승되어 일정한 설정온도로 낮추기 위해서는, 냉매입수라인(2)의 입수 솔레노이드밸브(1)를 개방시켜 펌프(9)를 통해 금형(11)으로 냉매(일반적인 '냉각수'를 사용한다)가 공급되는데, 이때 냉매의 흐름은 보조탱크(6)→공급라인(7a)→펌프(9)→금형(11)→복귀라인(12)→냉매 배수라인(14)으로 흘러 금형(11)의 온도를 설정온도로 낮추게 된다.

이때, 입수 솔레노이드밸브(1)와 배수 솔레노이드밸브(13)는 개방되고, 나머지 드레인 솔레노이드밸브(17)와 체크밸브(16) 및 압축공기 솔레노이드밸브(3)는 폐쇄된다.

그리고, 금형(11)의 온도가 하강되어 설정온도로 올리기 위해 히터탱크(8)의 온수를 금형(11)으로 공급하기 위해서는, 히터탱크(8)→연결 공급라인(7b)→펌프(9)→금형(11)→복귀라인(12)→체크밸브(16)를 따라 온수가 공급된다.

이때, 체크밸브(16)만 개방되고, 나머지 입수 솔레노이드밸브(1), 드레인 솔레노이드밸브(17), 배수 솔레노이드밸브(13)및 압축공기 솔레노이드밸브(3)는 모두 폐쇄된다.

그리고, 동절기의 동파방지 또는 금형장치의 정비 및 점검을 위해 냉수 및 온수를 제거하기 위한 잔수 제거는, 압축공기라인(4)→보조탱크(6)→연결 공급라인(7b)→히터탱크(8)→드레인라인(18)과; 압축공기라인(4)→보조탱크(6)→공급라인(7a)→펌프(9)→금형(11)→복귀라인(12)→배수라인(14)을 따라 잔수를 배출시키게 된다.

또한, 동절기 금형(11)의 냉각시에는, 입수 솔레노이드밸브(1)와 배수 솔레노이드밸브(13)가 개방되어 냉수가 보조탱크(6)로 입수되고, 입수된 냉매는 펌프(9)의 흡입력으로 공급라인(7a,7b)들을 통하여 냉수와 온수를 동시에 흡입,토출하여 상기 금형(11)을 냉각시키게 된다. 즉, 이는 냉수와 온수를 동시에 흡입,혼합하여 토출함으로써, 동절기 냉매수온이 저온일지라도 금형(11)의 온도가 급격히 하강하는 것을 방지할 수 있게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 온도조절 장치는, 보조탱크(6)와 히터탱크(8)가 분리되어 있었기 때문에 장치의 부피가 매우 커진다는 단점이 있었다.

또한, 종래에는 히터에 의해 물을 가열하는 방식을 채택하고 있기 때문에, 제반설비가 커지고 고가의 설치비용이 발생되는 단점도 있었다. 더욱이, 상기 금형의 온도를 제어하기 위해서는 히터가 다수 개 채용되는 경우에는 그 비용이 계속 증가할 수밖에 없었다.

특허등록번호 제10-0424091호

상기의 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 금형에서 냉각된 냉각수를 재사용함에 따라 금형측으로 공급되는 냉각수의 가열시간을 단축시켜 에너지 낭비를 줄임과 아울러 에어공급수단에 의해 금형의 냉각이 단시간내 이루어지도록 하여 전체적인 사출금형의 사이클타임을 줄일 수 있는 금형 온도조절시스템을 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 금형 온도제어시스템은 금형과; 제1히터가 구비되며 설정온도로 물을 공급하는 메인히팅탱크와; 상기 메인히팅크측에 물을 공급하는 보충수탱크와; 상기 메인히팅탱크와 보충수탱크 사이에 설치되어 물을 강제로 순환시키는 제1펌프와; 상기 보충수탱크측으로 일정온도로 가열된 물을 공급하는 보조히팅탱크와; 상기 금형과 메인히팅탱크 사이에 설치되는 공급라인; 및 상기 금형과 보충수탱크 사이에 설치되는 리턴라인과; 상기 공급라인과 상기 리턴라인에 연결된 바이패스관에 설치되는 제1삼방향밸브와; 상기 리턴라인 및 상기 보조히팅탱크에 연결된 사용수리턴관에 설치되는 제2삼방향밸브와; 상기 공급라인과 직수공급관에 설치되는 제3삼방향밸브와; 상기 리턴라인과 직수배출관에 설치되는 제4삼방향밸브와; 상기 공급라인에 설치됨과 아울러 상기 제1,4삼방향밸브 사이에 배치되는 에어공급수단으로 구성된다.

따라서, 본 발명의 금형 온도조절시스템은 금형에서 냉각된 냉각수를 재사용함에 따라 금형측으로 공급되는 냉각수의 가열시간을 단축시켜 에너지 낭비를 줄임과 아울러 에어공급수단에 의해 금형의 냉각이 단시간내 이루어지도록 하여 전체적인 사출금형의 사이클타임을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 금형 온도조절장치를 보인 개략도,
도 2,3,4는 본 발명에 따른 금형 온도조절시스템을 보인 작동상태도.

이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 금형 온도조절시스템은 금형(300)과; 제1히터(51)가 구비되며 설정온도로 물을 공급하는 메인히팅탱크(50)와; 상기 메인히팅크측에 물을 공급하는 보충수탱크(60)와; 상기 메인히팅탱크(50)와 보충수탱크(60) 사이에 설치되어 물을 강제로 순환시키는 제1펌프(91)와; 상기 보충수탱크(60)측으로 일정온도로 가열된 물을 공급하는 보조히팅탱크(80)와; 상기 금형(300)과 메인히팅탱크(50) 사이에 설치되는 온수공급라인(100); 및 상기 금형(300)과 보충수탱크(60) 사이에 설치되는 온수리턴라인(120)과; 상기 온수공급라인(100)과 상기 온수리턴라인(120)에 연결된 바이패스관(110)에 설치되는 제1삼방향밸브(170)와; 상기 온수리턴라인(120) 및 상기 보조히팅탱크(80)에 연결된 사용수리턴관(160)에 설치되는 제2삼방향밸브(180)와; 상기 온수공급라인(100)과 직수공급관(140)에 설치되는 제3삼방향밸브(190)와; 상기 온수리턴라인(120)과 직수배출관(150)에 설치되는 제4삼방향밸브(200)와; 상기 온수공급라인(100)에 설치됨과 아울러 상기 제1,4삼방향밸브(170,200) 사이에 배치되는 에어공급수단(130)으로 구성된다.

상기 메인히팅탱크(50)는 내부에 소정의 공간을 가지며, 상기 제1펌프(91)에 의해 이송된 물을 적정온도로 높이는 제1히터(51)가 구비된다.

상기 보충수탱크(60)는 내부에 레벨센서가 설치되고, 추후 설명할 직수배출관(150)에 연결되게 오버블로워관(61)이 설치된다.

상기 메인히팅탱크(50)와 보충수탱크(60) 사이에는 보충수공급관(70)이 연결되며, 상기 보충수공급관(70)에 물을 강제로 순환시키는 제1펌프(91)가 설치된다.

상기 보조히팅탱크(80)는 내부에 레벨센서가 설치되고, 물을 가열하는 제2히터(81)가 구비되며, 추후 설명할 직수공급관(140)에 연통되게 구비된다.

상기 보충수탱크(60)와 보조히팅탱크(80) 사이에는 가열수공급관(90)이 연통되고, 상기 가열수공급관(90)에 제2펌프(71)가 설치된다.

상기 온수공급라인(100)에는 순차적으로 제1,2삼방향밸브(170,180)가 설치되고, 상기 제1,2삼방향밸브(170,180) 사이에 에어공급수단(130)이 설치된다.

상기 에어공급수단(130)은 소정압력으로 압축공기를 저장하는 에어탱크(131)와, 상기 에어탱크(131)의 입구측에 설치되는 복수의 체크밸브와 솔밸브 등이 설치된다.

상기 온수리턴라인(120)에는 금형(300)측으로 부터 제1온도센서(121), 제4삼방향밸브(200), 제3삼방향밸브(190), 제2온도센서(122)가 설치된다.

상기 바이패스관(110)은 온수공급라인(100)과 온수리턴라인(120) 사이 및 제1삼방향밸브(170)에 설치되어, 금형(300) 냉각시 물의 순환을 유도하게 된다.

상기 제1,2,3,4삼방향밸브(170,180,190,200)는 전기적인 신호를 전달받아 물의 흐름방향을 전환하는 통상적인 구조로 구체적으로 설명하지 않는다.

상기 보조히팅탱크(80)와 제3삼방향밸브(190) 사이에는 사용수리턴관(160)이 설치되어 금형(300)측으로 배출된 가열된 물을 상기 제3삼방향밸브(190)의 동작에 의해 상기 보조히팅탱크(80)로 보내는 기능을 한다.

상기 제2삼방향밸브(180)와 냉각수공급라인(210) 사이에는 직수공급관(140)이 설치된다. 상기 직수공급관(140)은 금형(300)의 냉각시 냉각수를 상기 제2삼방향밸브(180)측으로 공급하게 된다.

상기 제4삼방향밸브(200)와 냉각수회수라인(220) 사이에는 직수배출관(150)이 설치된다. 상기 직수배출관(150)은 금형(300)에서 냉각된 냉각수를 상기 제4삼방향밸브(200)를 통해 냉각수회수라인(220)측으로 이동시키도록 유도한다.

본 발명의 금형 온도조절시스템의 작용 및 효과를 설명하면, 먼저 보조히팅탱크(80)와 보충수탱크(60)에 적당한 량의 물이 채워진다. 이어 상기 제1,2펌프의 동작과 함께 상기 메인히팅탱크(50)의 제1히터(51)와 보조히팅탱크(80)의 제2히터(81)가 동작하게 된다. 이때 상기 제1,2,3,4삼방향밸브(170,180,190,200)은 물이 순환되는 방향으로 밸브가 오픈(open)되어, 상기 메인히팅탱크(50)를 기준으로 상기 온수공급라인(100), 금형(300), 온수리턴라인(120), 보충수탱크(60), 보충수공급관(70), 제1펌프(91) 순으로 순환하게 되고, 이와 동시에 상기 보조히팅탱크(80)에서 가열된 물은 제2펌프(71)에 의해 상기 가열수공급관(90)을 통해 보충수탱크(60)로 유입된다. 상기와 같은 방법으로 물을 순환시켜 상기 보충수탱크(60)와 메인히팅탱크(50) 내의 물을 적정온도로 맞춘다.(이때 상기 온수리턴라인(120)에 설치된 상기 제1온도센서(121)에 의해 물의 온도를 인지하게 된다)

이렇게 사출하기 위한 금형을 적정온도로 유지하도록 상기와 같은 방법으로 물이 순환되도록 하고, 이어 사출성형이 이루어지게 되면, 금형(300)측으로 용융수지가 주입되어 금형(300)의 온도가 상승하게 되는데, 이때 상기 제1삼방향밸브(170)는 바이패스관(110)측으로 물의 흐름을 전환하고, 상기 제3삼방향밸브(190)는 온수리턴라인(120)측으로 이동하는 물을 차단하여 상기 온수공급라인(100)과 바이패스관(110), 온수리턴라인(120), 보충수탱크(60), 메인히팅탱크(50)측으로만 순환되게 유도하여 상기 메인히팅탱크(50)의 제1히터(51) 동작을 최소화함에 따라 에너지낭비를 줄일 수 있다.

이어서, 금형(300)의 사출이 완료되면, 이 신호를 전달받은 에어공급수단(130)에서 압축공기가 분사하면 상기 제2삼방향밸브(180)와 금형(300)을 순차적으로 거쳐 상기 금형(300)내 온도 상승된 물이 온수리턴라인(120)을 따라 상기 제3삼방향밸브(190)에 의해 상기 사용수리턴관(160)을 통해 상기 보조히팅탱크(80)로 유입된다.( 이때 상기 온수리턴라인(120)을 통과하는 물의 온도를 제2온도센서(122)가 감지하게 된다 )

이처럼 금형(300)내에서 온도 상승된 물이 상기 보조히팅탱크(80)에 유입됨에 따라 상기 보조히팅탱크(80)내의 온도가 상승하게 되고, 이 상승된 물은 제2펌프(71)에 의해 상기 보충수탱크(60)와 메인히팅탱크(50)로 공급됨에 따라 상기 제1,2히터의 동작을 줄일 수 있는 것이다.

이어 상기 제2삼방향밸브(180)의 방향이 전환되어 상기 직수공급관(140)측으로 차가운 물이 유입되면 상기 에어공급수단(130)에서 압축공기를 강제로 분사하여 상기 금형(300)내로 차가운 물을 공급하게 된다. 이때 상기 제2온도센서(122)에서는 차가운 물이 유입됨을 감지하여 상기 제3삼방향밸브(190)를 차단하게 되고, 이와 동시에 상기 제4삼방향밸브(200)에서 물의 흐름방향을 전환하여 상기 직수배출관(150)측으로 물을 배출시키게 된다. 그리고 상기 제2온도센서(122)에서는 차가운 물에 의해 금형(300)의 냉각이 충분히 이루어진 것을 감지하면, 상기 제1,2,3,4밸브(170,180,190,200)가 물의 흐름을 전환하여 상기 금형(300)내로 사출에 요구되는 가열된 물이 금형(300)측으로 공급된다.

상기와 같은 반복동작에 의해 금형(300)의 온도를 조절하여 제품의 사이클타임을 줄여 생산성을 높일 수 있으며, 특히 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 과제와 동일한 범위 내에서 다양한 설계 변경을 시도할 수도 있을 것이나, 이러한 설계변경으로 인해 본 발명에서 전혀 예상치 못한 새로운 효과가 나타나지 않는 한, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 못할 것이다.

50: 메인히팅탱크 60: 보충수탱크
70: 보충수공급관 80: 보조히팅탱크
90: 가열수공급관 100: 온수공급라인
110: 바이패스관 120: 온수리턴라인
130: 에어공급수단 140: 직수공급관
150: 직수배출관

Claims

금형(300)과;
제1히터(51)가 구비되며 설정온도로 물을 공급하는 메인히팅탱크(50)와;
상기 메인히팅크측에 물을 공급하는 보충수탱크(60)와;
상기 메인히팅탱크(50)와 보충수탱크(60) 사이에 설치되어 물을 강제로 순환시키는 제1펌프(91)와;
상기 보충수탱크(60)측으로 일정온도로 가열된 물을 공급하는 보조히팅탱크(80)와;
상기 금형(300)과 메인히팅탱크(50) 사이에 설치되는 온수공급라인(100); 및 상기 금형(300)과 보충수탱크(60) 사이에 설치되는 온수리턴라인(120)과;
상기 온수공급라인(100)과 상기 온수리턴라인(120)에 연결된 바이패스관(110)에 설치되는 제1삼방향밸브(170)와;
상기 온수리턴라인(120) 및 상기 보조히팅탱크(80)에 연결된 사용수리턴관(160)에 설치되는 제2삼방향밸브(180)와;
상기 온수공급라인(100)과 직수공급관(140)에 설치되는 제3삼방향밸브(190)와;
상기 온수리턴라인(120)과 직수배출관(150)에 설치되는 제4삼방향밸브(200)와;
상기 온수공급라인(100)에 설치됨과 아울러 상기 제1,4삼방향밸브 사이에 배치되는 에어공급수단(130)으로 구성된 것을 특징으로 하는 금형 온도조절시스템.
제1항에 있어서,
상기 온수리턴라인(120)에는 제1온센서(121)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 금형 온도조절시스템.
제1항에 있어서,
상기 온수리턴라인(120)에는 제2온센서(122)가 더 포함된 것을 특징으로 하는 금형 온도조절시스템.