KR20180022959A - 액체 플라스틱 성분이 간헐적으로 공급되는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 위한 공급원(37) 및 계량 장치(38)를 포함하는 장치(36)로서, 상기 공급원(37)은 상기 계량 장치(38)를 위한 상기 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 간헐적으로 공급하는 장치(36)에 관한 것이며, 상기 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 위한 공급원(37)과 상기 계량 장치(38) 사이에는, 가변 버퍼 체적(40)을 갖고, 입구 개구(41)를 통해 공급원(37)에 그리고 출구 개구(42)를 통해 계량 장치(38)에 연결되는 버퍼 장치(39)가 배치된다.

Description

액체 플라스틱 성분이 간헐적으로 공급되는 장치
본 발명은 청구항 제1항의 전제부의 특징을 갖는 장치에 관한 것이다.
계량 장치에 대해 항상 충분한 액체 플라스틱 성분을 제공하기 위해, 간헐적으로 교대로 작동하는 2개의 공급원을 이용될 수 있다는 것이 이미 알려져있다. 이는 높은 수준의 구조적 복잡성 및 비용을 수반한다. 또한, 하나의 공급원에서 다른 공급원으로 전환하는 지점을 올바르게 선택하여 원하지 않는 압력 강하를 발생시키지 않아야 하는 과제가 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술보다 개선되고 이러한 문제점을 회피할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제1항의 특징을 갖는 장치에 의해 달성된다. 바람직한 변형예가 첨부된 청구 범위에 기재되어 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 위한 공급원과 계량 장치 사이에, 가변 버퍼 체적(variable buffer volume)을 갖고, 입구를 통해 상기 공급원에 출구를 통해 상기 계량 장치에 연결되는 버퍼 장치(buffer device)가 배치된다. 이는 간헐적으로 작동하는 단일 공급원에 의해 계량 장치에 액체 플라스틱 성분이 중단없이 사용될 수 있게 한다. 이러한 관점에서, 버퍼 장치는 항상 적절한 프리로드 압력으로 항상 충분한 재료가 제공되게 보장한다. 버퍼 장치 자체는 펌프 자체로 작동할 필요는 없지만 완전히 수동적인 특성을 가지고 있다.
간헐적으로 작동하는 공급원이라는 용어는 전달 출구가 0으로 저하되는 공급원(예를 들어, 피스톤 펌프)뿐만 아니라 전달 출구가 특히 맥동 변동에 영향을 받는 공급원(예를 들어, 기어 펌프)을 나타내는데 사용된다.
피할 수 없는 마찰 손실로 인하여, 바람직하게, 버퍼 장치의 프리로드 압력이 바람직하게는 공기압 비례 압력 밸브에 의해 특히 바람직하게 설정될 수 있게 제공된다.
또한, 본 발명에 따른 장치를 갖는 발포된 플라스틱 부분, 특히 실링 비드를 제조하기 위한 장치에 대한 보호가 청구된다.
본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 논의된다.
도 1은 발포된 플라스틱 부분을 제조하기 위한 장치를 개략적으로 도시한다.
도 2는 피스톤들이 거울 반전 관계로 기계적으로 결합된 피스톤 펌프의 제1 실시예를 도시한다.
도 3은 도 2의 실시예의 변형예를 도시한다.
도 4는 피스톤들이 동기식으로 기계적으로 결합된 본 발명의 실시예를 도시한다.
도 5는 피스톤들이 전기적으로 결합된 본 발명의 실시예를 도시한다.
도 6은 하나의 피스톤 펌프와 다른 피스톤 펌프가 각각 도입 장치 및 전달 장치의 형태로 교대로 있는 본 발명의 실시예를 도시한다.
도 7은 버퍼 장치를 상세히 도시한다.
도 8은 버퍼 장치의 다른 변형예를 도시한다.
도 1은 그 전체가 발포된 플라스틱 성분, 특히 실링 비드를 제조하기 위한 장치(100)를 개략적으로 도시한다. 그 장치(100)는 차례로 복수의 필수 서브 유닛을 갖는다.
이러한 서브 유닛는 적어도 하나의 가스 및 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분의 혼합물을 제조하기 위한 장치(16)에 의해 형성된다. 그 장치(16)는 차례로 적어도 하나의 혼합 장치(17), 제1 라인(18)을 통해 혼합 장치(17)에 연결된 적어도 하나의 가스를 위한 도입 장치(19) 및 제2 라인(20)을 통해 혼합 장치(17)에 연결된 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 위한 전달 장치(21)를 구비한다. 또한, 장치(16)는 플라스틱 성분을 위한 용기(53) 및 가스 공급원(54), 특히 압축 공기 발생 장치를 갖는다. 용기(53) 대신에 전달 펌프를 제공하는 것도 가능하다.
이러한 장치(16)에는, 종래 기술과 대조적으로, 도입 장치(19) 및 전달 장치(21)가 피스톤(22 및 23)을 갖는 피스톤 펌프(25 및 24)의 형태로 제공된다.
이 예에서 도입 장치(19)(피스톤 펌프(25))의 피스톤(22)과 전달 장치(21)(피스톤 펌프(24))의 피스톤(23)은 압력 부스터(26)에 의해 거울 반전 관계로 기계적으로 결합된다. 필요한 힘의 증가가 힘 부스터에 의해 영향을 받기 때문에 상대적으로 낮은 압력(예를 들어, 공압식)에서 작동하는 구동기를 사용하는 것이 가능하다. 입구 밸브(27, 28) 및 출구 밸브(29, 30)도 볼 수 있다.
도 2에 보다 상세하게 도시된 바와 같이, 이들 입구 밸브(27, 28) 및 출구 밸브(29, 30)는 결합된 피스톤(22, 23)의 운동에 대응하는 제어 장치(33)에 의해 작동된다. 상기 도면에서 신호 전송을 위한 신호 라인(32)을 통해 제어 장치(33)와 연통하는 센서(31)가 또한 도시된다. 센서(31)는 압력 부스터(26)의 위치를 결정하는 역할을 한다. 그런 식으로 피스톤(22, 23)의 위치가 또한 결정된다. 피스톤(22, 23)의 위치는 또한 센서(31)에 의해 직접 결정될 수 있다(추가 실시예 참조). 일반적으로, 이러한 센서(31)를 사용하여 누출을 검출할 수 있고, 보다 구체적으로, 피스톤이 피스톤(23)과 도입 장치(19)의 실린더(34) 사이를 밀봉하면, 피스톤은 피스톤(22)과 전달 장치(21)의 실린더(34) 사이를 밀봉할 수 있고 및/또는 밸브들(27 내지 30) 중 적어도 하나는 마모될 수 있다. 예를 들어 누출 검출을 위해, 가스 측의 입구 밸브(28) 및 출구 밸브(30)가 폐쇄된다. 입구 밸브(28)와 출구 밸브(30) 사이의 가스 체적의 압축은 피스톤(22)에 의해 수행된다. 누출이 있는 경우, 압축 후에 센서(31)에 의해 검출된 압력 부스터(26)의 불규칙한 운동을 발생시키는 결과를 초래한다. 입구 밸브(27) 및 출구 밸브(29)가 폐쇄되어 있을 때 액체 플라스틱 성분이 그 내부의 불규칙한 가스 비율에 기인해 압축될 수 있음에 따라 피스톤(23)의 운동을 야기하기 때문에, 액체 플라스틱 성분에 불규칙한 가스 비율이 존재하는지를 점검하는 것도 가능하다. 이는 제어 장치(33)에 의해 보상될 수 있다.
도 3은 전달 장치(21)를 위한 피스톤 펌프(24) 및 도입 장치(19)를 위한 피스톤 펌프(25)를 동시에 형성하는 단일 피스톤 펌프를 도시한다. 이 변형예에서는 별도의 압력 부스터를 가지지 않고 피스톤이 피스톤 펌프(24)의 피스톤(23) 및 또한 피스톤 펌프(25)의 피스톤(22)을 형성한다. 도 3에 도시된 시스템은 또한 거울 반전 관계로 기계적으로 작동한다. 이는 가스가 (아래쪽으로 도시된) 도입 장치(19)를 통해 배출될 때, 액체 플라스틱 성분이 전달 장치(21) 내로 도입되고 그 반대도 마찬가지임을 의미한다.
비교예로서, 도 4는 피스톤 펌프(24, 25)가 동기식으로 기계적으로 결합된 시스템을 도시한다. 구체적으로, 도입 장치(19)의 피스톤(22)과 전달 장치(21)의 피스톤(23)은, 가스가 도입 장치(19)로부터 배출될 때 액체 플라스틱 성분이 전달 장치(21)로부터 배출되고 가스가 도입 장치(19) 내로 통과될 때 액체 플라스틱 성분이 전달 장치(21) 내로 도입되는 방식으로 결합 메커니즘(63)을 통해 결합된다.
도 5는 피스톤 펌프(24 및 25)의 전자 결합을 도시한다. 이 경우 피스톤(22 및 23)의 운동은 2개의 피스톤 펌프(24 및 25)의 구동 장치와 신호 전도 관계로 연결된 제어 장치(64)에 의해 제어된다. 피스톤(22 및 23)은 동기적으로 또는 거울 반전 관계로 움직일 수 있다. 이는 제어 장치(64)를 통해 설정될 수 있다.
도 6은 도입 장치(19) 또는 전달 장치(21)를 교대로 각각 형성하는 피스톤 펌프(25) 및 피스톤 펌프(24)를 도시한다. 이 관점에서 장점은 액체 플라스틱 성분에 의해 양측에서 교대로 윤활된다는 것이다. 미리 결정 가능한 수의 사이클 후에 변경이 가능한다. 변경은, 수동으로 전환될 수 있지만 바람직하게는 제어 장치(67)에 의해 바람직하게 정기적으로 전환될 수 있는 전환 장치(65, 66)에 의해 이루어진다. 제1 전환 위치에서, 가스 공급원(54)으로부터의 가스가 제2 라인(69)을 통해 피스톤 펌프(25)로 전달되는 동안, 액체 플라스틱 성분은 용기(53)로부터 제1 라인(68)을 통해 (위쪽으로 도시된) 피스톤 펌프(24)로 전달된다. 전체 시스템에 있어서 제1 전환 위치는 도 1 및 도 2에서 동일하다. 그러나 제2 전환 위치에서 전환이 구현된다. 보다 구체적으로는, 제2 전환 위치에서, 가스가 가스 공급원(54)으로부터 제4 라인(71)을 통해 피스톤 펌프(24)로 전달되는 동안 액체 플라스틱 성분은 용기(53)로부터 제3 라인(70)을 통해 (아래쪽으로 도시된) 피스톤 펌프(25)로 전달된다. 따라서, 제1 전환 위치와 반대로 제2 전환 위치에서 피스톤 펌프(25)는 전달 장치(21)를 형성하고 피스톤 펌프(24)는 도입 장치(19)를 형성한다. 각각의 전환 위치에 따라 액체 플라스틱 성분 및 가스는 각각 제1 라인(18) 및 제2 라인(20) 각각을 통해 혼합 장치(17)로 추가 펌핑된다.
도 1로 되돌아가서, 장치(100)의 또 다른 서브 유닛은 계량 장치(38)에 대해, 바람직하게는 가스와 혼합된 액체 플라스틱 성분을 제공하기 위한 장치(36)에 의해 형성된다. 그 장치(36)는 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 위한 공급원(37)을 갖는다. 바람직하게는 상기 공급원(37)은 전술한 혼합 장치(17)로부터 멀어지게 유도되는 라인에 의해 형성된다. 또한, 상기 장치(36)는 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 위한 간헐적으로 작동하는 이송 장치를 갖는다. 간헐적으로 작동하는 이송 장치는 피스톤 펌프(24, 25)에 의해 형성되지만, 액체 플라스틱 성분을 간헐적으로 이송하는데 적합한 임의의 원하는 구성의 임의의 다른 장치일 수도 있다. 간헐적으로 작동하는 공급원이라는 용어는 전달 출구가 0으로 떨어지는 공급원뿐만 아니라 전달 출구가 심각한 변동을 겪을 수 있는 공급원을 의미하는데 사용된다.
장치(36)는 플라스틱 성분이 이송 장치에 의해 제공되는 계량 장치(38), 바람직하게는 계량 펌프를 더 구비한다. 또한, 장치(36)는, 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 위한 공급원(37)과 계량 장치(38) 사이에 배치되고 버퍼 장치(39)에 간헐적으로 전달되는 액체 플라스틱 성분을 계량 장치(38)에 대해 항상 적절한 양 및 충분한 프리로드 압력으로 이용 가능하게 하는 가변 버퍼 체적(40)을 갖는 버퍼 장치(39)를 갖는다. 계량 장치(38)의 하류 측의 플라스틱 성분은 계량 밸브(60)를 통과하여, 플라스틱 성분이 노즐(61)을 통해 직접 배출되거나(파선으로 도시된 노즐(61) 참조) 또는 도 1에 도시된 바와 같이 추가 혼합 요소(58)를 통해 간접적으로 배출되고, 그 배출 및 이것이 수반하는 압력 강하에 의해 발포된다.
재료의 이송을 가능한 균일하게 하기 위해, 액체 플라스틱 성분 내의 버퍼 장치(39)와 계량 장치(38) 사이에 우세한 압력이 버퍼 장치(39)에 의해 제어될 수 있도록하는 것이 바람직하다. 액체 플라스틱 성분은 공급원(37)으로부터 버퍼 장치(39)의 버퍼 체적(40)으로 유입 개구(41)를 통해 통과한다. 버퍼 체적(40)은 출구 개구(42)를 통해 계량 장치(38)에 차례로 연결된다. 도 1에서, 개구(41)는 버퍼 장치(39)의 하우징(43)의 벽에 제공된다. 이는 도 7에서 동일하게 볼 수 있다. 그러나 다르게, 입구 개구(41)가 버퍼 장치(39)의 피스톤(45)에 연결된 피스톤 로드(44)에 제공될 수도 있다(도 8 참조). 또한, 입구 밸브의 상류에는 입구 밸브(51)가 배치되고, 출구 개구(42)의 하류에는 출구 밸브(52)가 배치된다. 또한, 하우징(43) 내에 적어도 피스톤(45)의 선택된 위치를 결정할 수 있는 이동 센서(72)가 제공될 수도 있다.
또한, 계량 장치(38)의 출구 측에 압력 센서(46)가 배치되어 제공된다. 이 압력 센서(46)는 제어 라인(48)을 통해 제어 장치(47)에 연결된다. 제어 장치(47)는 계량 장치(38)의 입구 측 상의 압력이 계량 장치(38)의 출구 측에 우세한 압력을 추적하도록 버퍼 장치(39)를 제어한다. 또한, 제어 장치(47)는 입구 밸브(51) 및 출구 밸브(52) 모두를 폐쇄하도록, 그리고 버퍼 체적(40)의 액체 플라스틱 성분을 압축하도록 적용될 수 있다. 버퍼 체적(40)의 불규칙한 압축이 검출될 수 있는 센서(도시되지 않음)가 있을 수 있다.
또한, 버퍼 장치(39)는 버퍼 장치(39)를 가압하기 위한 장치(49)에 연결된다. 이는 제어 장치(47)(파선으로 도시된 도관) 또는 독립 제어 장치(50)에 의해 작동 가능하다.
원칙적으로, 2개의 장치(16 및 36)는 실링 비드의 형태로 발포된 플라스틱 부분을 제조하기에 이미 충분하다. 그러나, 바람직하게는 제2 플라스틱 성분이 바람직하게는 물리적으로 제1 플라스틱 성분과 평행하게 또는 제1 플라스틱 성분과 혼합되어 플라스틱 부분을 제공하도록 추가로 제공될 수 있다. 따라서 장치(100)의 또 다른 서브 유닛은 다중 성분 발포를 위한 장치(62)에 의해 형성된다(다시 도 1 참조). 그 장치(54)는 바람직하게는 가스와 혼합된 제2 플라스틱 성분이 계량 장치(56) 및 계량 밸브(57)에 의해 혼합 요소(58)로 통과되는 제2 플라스틱 성분을 위한 용기(55)를 갖는다. 제2 플라스틱 성분은 혼합 요소(58)의 제1 플라스틱 성분과 혼합된다. 그 다음, 추가 계량 밸브(59)의 하류에서, 혼합물이 도식적으로 표시된 노즐(61)을 통해 배출되어, 혼합물에 함유된 가스가 발포하게 된다. 다른 말로 표현하면, 재료의 배출로 인해 압력 강하가 발생하고, 가스로 인해 액체 플라스틱 성분이 발포하고, 발포된 플라스틱 성분이 경화된 후, 플라스틱 부분이 예를 들어 실링 비드(73)의 형태로 기공과 함께 제공된다.
차단 밸브는 입구 밸브 및 출구 밸브로서 도 1에 도시되고 참조 번호 51 및 52로 표기된 바와 같이 계량 밸브(57 및/또는 60)에 동일하게 제공될 수 있다.
16 장치
17 혼합 장치
18 제1 라인
19 도입 장치
20 제2 라인
21 전달 장치
22 피스톤
23 피스톤
24 피스톤 펌프
25 피스톤 펌프
26 압력 부스터
27 입구 밸브
28 입구 밸브
29 출구 밸브
30 출구 밸브
31 센서
32 신호 라인
33 제어 장치
34 실린더
35 실린더
36 액체 플라스틱 성분을 이송하기 위한 장치
37 공급원
38 계량 장치
39 버퍼 장치
40 버퍼 체적
41 입구 개구
42 출구 개구
43 하우징
44 피스톤 로드
45 피스톤
46 압력 센서
47 제어 장치
48 제어 라인
49 가압 장치
50 제어 장치
51 입구 밸브
52 출구 밸브
53 플라스틱 성분을 위한 용기
54 가스 공급원
55 제2 플라스틱 성분을 위한 용기
56 혼합 장치
57 계량 밸브
58 혼합 요소
59 계량 밸브
60 계량 밸브
61 노즐
62 다중 성분 발포를 위한 장치
63 결합 메커니즘
64 제어 장치
65 전환 장치
66 전환 장치
67 제어 장치
68 제1 라인
69 제2 라인
70 제3 라인
71 제4 라인
72 이동 센서
73 실링 비드
100 발포된 플라스틱 부분을 제조하기 위한 장치

Claims (12)

  1. 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 위한 공급원(37) 및 계량 장치(38)를 포함하는 장치(36)로서, 상기 공급원(37)은 상기 계량 장치(38)를 위한 상기 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 간헐적으로 제공하는, 상기 장치(36)에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액체 플라스틱 성분을 위한 공급원(37)과 상기 계량 장치(38) 사이에는, 가변 버퍼 체적(variable buffer volume; 40)을 갖고, 입구 개구(41)를 통해 상기 공급원(37)에 그리고 출구 개구(42)를 통해 상기 계량 장치(38)에 연결되는 버퍼 장치(buffer device; 39)가 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체 플라스틱 성분의 상기 버퍼 장치(39)와 상기 계량 장치(38) 사이의 우세한 압력은, 바람직하게는 일정한 값으로 상기 버퍼 장치(39)에 의해 제어 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 적어도 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 계량 장치(38)의 출구 측에 제어 장치(47)와 연통하는 압력 센서(46)가 배치되고, 상기 제어 장치(47)는 상기 계량 장치(38)의 입구 측의 압력이 상기 계량 장치(38)의 출구 측에서 우세한 압력을 추적하도록 제어 라인(48)을 통해 상기 버퍼 장치(39)를 제어하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 버퍼 장치(39)의 상기 공급원(37)은 가스와 혼합된 액체 플라스틱 성분을 공급 또는 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 개구(41) 또는 상기 출구 개구(42)는 상기 버퍼 장치(39)의 하우징(43)의 벽에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 개구(41) 또는 상기 출구 개구(42)는 상기 버퍼 장치(39)의 피스톤 로드(44)에 제공되고, 상기 피스톤 로드는 피스톤(45)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 버퍼 장치(39)는 바람직하게는 공압식인 상기 버퍼 장치(39)를 가압하기 위해 제어 장치(47, 50)에 의해 작동 가능한 장치(49)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치(36)는 물리적으로 발포된(physically foamed) 플라스틱 부분을 제조하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 버퍼 장치(39)는 하우징(43) 내에서 변위 가능한 피스톤(45)을 가지며, 바람직하게는 상기 하우징(43) 내에서 적어도 상기 피스톤(45)의 선택된 위치를 결정하기 위한 이동 센서가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 입구 개구(41)의 상류에 입구 밸브(51)가 배치되고, 상기 출구 개구(42)의 하류에 출구 밸브(52)가 배치되며, 이들 밸브는 제어 장치에 의해 작동 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어 장치는 상기 입구 밸브(51)와 상기 출구 밸브(52) 모두를 폐쇄하고 상기 버퍼 체적(40)에 배치된 액체 플라스틱 성분을 압축하도록 적용되고, 상기 버퍼 체적(40)의 크기 또는 압축의 불규칙한 감소를 검출할 수 있는 센서가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 장치(36)를 갖는 발포된 플라스틱 부분, 특히 실링 비드를 제조하기 위한 장치(100).
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