KR20200005944A - 흡음패널 자동 성형 장치 - Google Patents

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(주)동영산업
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Abstract

본 발명은 흡음패널 자동 성형 시스템에 관한 것으로서, 흡음패널 원료를 투입하여 혼합하는 파워믹서장치(100); 상기 파워믹서장치(100)에서 혼합된 원료를 이송하는 원료공급장치(200); 및, 상기 원료공급장치(200)로부터 공급받은 원료를 압축성형하는 압축성형장치(300);를 포함하여 구성되어, 투입된 원료가 상기 파워믹서장치(100), 상기 원료공급장치(200) 및 상기 압축성형장치(300)를 순차적으로 통과하면서 흡음패널이 연속적으로 자동 생산되는 것을 특징으로 한다.

Description

흡음패널 자동 성형 시스템{Acoustic Panel Automatic Forming System}
본 발명은 흡음패널을 자동으로 성형하는 시스템에 관한 것으로서, 파워믹서장치, 원료공급장치, 압축성형장치가 연속적으로 설치되어 전체 작업이 자동화되는 것을 특징으로 한다.
흡음패널이란 다층 건물의 층간소음 저감을 위한 건축자재와 같이 소음과 진동을 저감하기 위하여 다양한 분야에 적용된다.
이러한 흡음패널은 펄라이트, 솜, 및 결합제 등이 적절한 비율로 혼합된 조성물을 성형하여 제조하는데, 여기에 혼합되는 솜은 천연섬유, 합성섬유, 카본섬유 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, 결합제는 아크릴계 결합제, 우레탄계 결합제, 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것일 수 있고, 아크릴계 결합제는 부틸 아크릴산에스트(Buthyl acrylate), 메타크릴산메틸(methyl methacrylate), 메타아크릴 아마이드(2-hydroxy ethyl methacrylate), 폴리초산비닐(PVAc:polyvinyl-acetate), 또는 폴리비닐피롤리돈(PVP:polyvinylpyrrolidone) 가운데 어느 하나 이상의 조합으로 이루어진 것을 사용될 수도 있다.
따라서 흡음패널 제조는 조성물 혼합단계와 혼합된 조성물의 이송단계, 조성물을 특정 형태의 흡음패널로 성형하는 단계가 순차적으로 이루어져야 하는데, 그 동안 이들 작업이 연속적으로 이루어져 흡음패널을 자동생산하는 시스템이 구비되지 못하고, 작업자에 의한 수동작업이 상당 부분 이루어져 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
[선행기술문헌]
등록특허 제10-1565152호
등록특허 제10-1549921호
상기한 문제점을 해결하기 위하여 창작된 본 발명은 조성물의 혼합단계부터 성형 및 제품 배출단계까지 전 과정이 연속적으로 이루어지도록 자동화된 시스템을 제공하여 흡음패널의 생산성 및 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.
본 발명은 흡음패널 자동 성형 시스템에 관한 것으로서, 흡음패널 원료를 투입하여 혼합하는 파워믹서장치(100); 상기 파워믹서장치(100)에서 혼합된 원료를 이송하는 원료공급장치(200); 및, 상기 원료공급장치(200)로부터 공급받은 원료를 압축성형하는 압축성형장치(300);를 포함하여 구성되어, 투입된 원료가 상기 파워믹서장치(100), 상기 원료공급장치(200) 및 상기 압축성형장치(300)를 순차적으로 통과하면서 흡음패널이 연속적으로 자동 생산되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구성에 따르면 다음과 같은 기술적 효과가 있다.
첫째, 교반축(120)의 회전과 독립적으로 교반용기(110)를 회전시키는 방식을 사용하여 보다 빠른 시간 내에 원료를 골고루 혼합할 수 있다.
둘째, 원료공급장치(200)에 구비된 상부댐퍼(250)와 하부댐퍼(260)를 이용하여 일정량의 원료를 압축성형장치(300)로 자동 공급하여 수동 작업에 따른 번거로움을 일거에 해결할 수 있다.
셋째, 압축성형장치(300)에서 성형이 완료된 제품을 자동 배출하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 전체 구성 및 시스템의 작동 원리를 도시하는 개념도이다.
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 흡음패널 자동 성형 시스템에 관한 것으로서 파워믹서장치(100), 원료공급장치(200) 및 압축성형장치(300)가 연속적으로 배치되어 투입된 원료가 이들 장치를 순차적으로 통과하면서 흡음패널이 연속적으로 자동 생산(제조)되는 것을 특징으로 한다.
파워믹서장치(100)는 흡음패널 원료를 투입하여 혼합하는 장치로서, 도1에 도시된 것처럼 교반용기(110), 교반용기 지지 프레임(115), 교반축(120) 및 교반축 지지 프레임(125)으로 구성된다..
교반용기(110)는 흡음패널 원료가 투입되어 일시 저장되면서 혼합되는 공간을 제공한다.
이러한 교반용기(110)는 교반용기 지지 프레임(115)에 장착되는데, 교반용기(110)는 교반용기 지지 프레임(115)에 결합(장착)된 상태에서 수직으로 세워지거나 미리 설정된 각도로 경사를 이루도록 회동하는 구조가 된다, 즉 도1에 도시된 것처럼 교반축(120)이 삽입되어 회전할 수 있도록 교반축(120)과 동일한 각도로 기울어질 수도 있고, 도면에 별도로 도시하지 않았으나 수직으로 세워질 수도 있다.
따라서 작업 조건에 따라 교반용기(110)의 자세를 적절히 조절할 수 있는데, 혼합이 완료되면 상부의 입구가 하부를 향하도록 거꾸로 기울어져 교반용기(110) 내부에서 혼합된 흡음패널 원료를 원료공급장치(200)의 제1호퍼(210)로 공급할 수도 있다.
이러한 교반용기(110)의 자세 제어는 첨부도면에 별도로 도시하지 않았으나 교반용기 지지 프레임(115)에 장착되는 모터를 이용하는 방식이 선택될 수 있다.
교반용기(110)는 원료를 혼합하는 과정에서 교반축(120)과는 별개의 모터와 연결되어 독립적인 회전이 가능하다.
즉, 교반축(120)과는 별개로 회전 속도를 조절할 수 있는데, 통상적으로 교반축(120)보다 상대적으로 저속으로 회전이 이루어지도록 운영되며, 회전 방향도 선택이 가능하여 교반축(120)과 동일한 방향 또는 반대 방향으로 회전시킬 수 있다.
교반용기(110)를 회전시키는 모터도 첨부도면에 별도로 도시하지 않았으나 교반용기 지지 프레임(115)에 장착되어 교반용기(110)에 회전력을 전달하게 된다. 회전력을 전달하는 방식은 톱니바퀴와 체인을 이용하는 방식이나 기어에 의한 방식 등 이미 상용화된 기술들이 적절히 선택될 수 있다.
교반축(120)은 회전축의 외주면을 따라 다수의 교반날개가 돌출되어 있는 구조이며, 교반용기(110) 내부로 들어가 회전하면서 흡음패널 원료를 혼합하는 역할을 한다.
이러한 교반축(120)도 교반용기(110)와 독립적으로 작동하는 모터로부터 동력을 전달받아 회전하는데, 교반축(120)을 지지하는 교반축 지지 프레임(125)에 장착되어 슬라이딩 이동을 할 수 있다.
즉 교반축(120)은 도1에 도시된 것처럼 경사진 교반축 지지 프레임(125)을 따라 슬라이딩 이동하여 교반축(120)이 교반용기(110) 내부로 들어가거나 빠져나올 수 있다.
즉, 교반 과정에서는 교반축(120)이 슬라이딩 하강하여 교반용기(110) 내부로 들어가게 되고, 교반이 완료되어 혼합된 흡음패널 원료를 제1호퍼(210)로 공급하거나 새로운 원료를 제공받을 때에는 미리 교반축 지지 프레임(125)을 따라 슬라이딩 상승하여 교반용기(110)에서 빠져나오게 된다.
원료공급장치(200)는 파워믹서장치(100)에서 혼합된 원료를 이송하는 역할을 하는데, 도1에 도시된 것처럼 제1호퍼(210) 원료이송 콘베어벨트(220), 제2호퍼(230), 이송스크류(240), 상부댐퍼(250) 및 하부댐퍼(260)를 포함하여 구성된다.
제1호퍼(210)는 파워믹서장치(100)의 교반용기(110)로부터 혼합이 완료된 흡음패널 원료를 공급받는 역할을 한다.
원료이송 콘베어벨트(220)는 제1호퍼(210)에서 토출되는 흡음패널 원료를 이송시키는 역할을 한다.
제2호퍼(230)는 원료이송 콘베어벨트(220)에 의하여 이송된 원료를 공급받는 역할을 한다.
이송스크류(240)는 제2호퍼(230)에서 토출되는 흡음패널 원료를 이송시키는 역할을 한다.
제1호퍼(210), 원료이송 콘베어벨트(220), 제2호퍼(230), 및 이송스크류(240)는 이미 상용화된 제품들 가운데 적절한 규격의 제품을 선택하여 조립하는 방식으로 제작될 수도 있고, 이와 같은 기능을 수행하도록 자체 제작할 수도 있다.
하부댐퍼(260)와 상부댐퍼(250)는 통상적인 원료공급 수단과는 다른 차별화된 기능을 수행하면서 미리 정해진 중량의 원료를 압축성형장치(300)로 자동 공급하는 역할을 한다.
하부댐퍼(260)는 중량감지센서(도시 생략)와 연동하여 자동 개폐된다.
즉, 이송스크류(240)의 출구측 하부에 구비되어 이송스크류(240)를 따라 이송된 후 투하되는 흡음패널 원료의 중략을 감지하는 중량감지센서와 연동하여 작동하는데, 미리 설정된 중량(제1중량)에 도달하면 자동 개방되면서 압축성형장치(300)의 하부성형블럭(320) 내부로 흡음패널 원료를 투하하게 된다.
상부댐퍼(250)는 하부댐퍼(260)의 상부에 이격되도록 설치되어 미리 설정된 주기(제1주기)로 개폐를 반복하면서 닫혀 있는 하부댐퍼(260)의 상부에 흡음패널 원료를 투하시키는 역할을 한다.
이러한 상부댐퍼(250)와 하부댐퍼(260)를 개폐시키는 수단은 별도로 도시하지 않았으나 에어실린더와 같은 장치나 이와 유사한 기능을 하면서 상부댐퍼(250)와 하부댐퍼(260)를 수평 방향으로 왕복 이송시켜 개폐가 이루어지도록 하는 일반적인 장치가 선택될 수 있다.
중량감지센서와 연동하여 작동하는 하부댐퍼(260)에 투하된 원료가 미리 설정된 중량(제1중량)에 도달하면 닫혀 있던 하부댐퍼(260)가 미리 설정된 시간 동안 개방되었다가 다시 닫히게 되는데, 하부댐퍼(260)가 개방되는 시간 동안 상부댐퍼(250)는 일시적으로 닫힌 상태를 유지하게 된다.
흡음패널 원료의 1차 투하가 종료되어 하부댐퍼(260)가 다시 닫히면 미리 설정된 주기(제2주기)로 상부댐퍼(250)의 개폐가 다시 반복되는데, 제2주기는 제1주기에 비하여 상대적으로 훨씬 짧은 주기로 설정되어 상부댐퍼(250)를 통하여 하부댐퍼(260) 상부로 투하되는 흡음패널 원료의 양을 미세 조정할 수 있다.
이러한 과정(제2주기가 적용되는 과정)으로 하부댐퍼(260) 상부로 투하되는 흡음패널 원료의 중략이 미리 설정된 중량(제2중량)에 도달하면 상부댐퍼(250)가 일시적으로 닫히면서 동작을 멈추고, 하부댐퍼(260)가 개방되어 흡음패널 원료가 2차 투하되는데, 1차 투하 원료에 2차 투하 원료가 합해져 하나의 흡음패널 성형에 사용되는 최종 원료가 된다.
즉, 흡음패널 1개의 성형에 사용되는원료의 중량은 1차 투하 원료의 중량과 2차 투하 원료의 중량의 합이되는 것이다.
따라서 압축성형장치(300)의 하부성형블럭(320)은 원료의 1차 투하와 2차 투하가 종료될 때까지 이동하지 않고 대기 상태로 머물러야 한다.
압축성형장치(300)는 원료공급장치(200)로부터 공급받은 원료를 압축성형하는 역할을 하는데, 도1에 도시된 것처럼 베드 상부에 장착되는 하부성형블럭(320), 상부성형블럭(310), 성형품 상향 이동부(330), 및 성형품 수평 이동부(340)를 포함하여 구성된다.
하부성형블럭(320)은 사각형 형상의 베드를 따라 수평 방향으로 작동하는 공압실린더(도시 생략)에 의하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 수평 이동을 하면서 원료 투입 단계, 압축 성형 단계, 및 성형품 배출 단계의 작업이 순차적으로 반복된다.
상부성형블럭(310)은 압축 성형 단계가 이루어지는 위치로 이동한 하부성형블럭(320)을 상부에서 압착하여 흡음패널을 성형하는 역할을 한다.
즉, 도1에 도시된 것처럼 원료공급장치(200)로부터 흡음패드 원료를 공급받은 하부성형블럭(320)이 반시계 방향으로 수평 이동하여 상부성형블럭(310)의 하부에 도달하면 유압실린더에 의하여 상부성형블럭(310)이 하향 이동하여 하부성형블럭(320) 내부의 원료를 눌러주면서 압축하여 흡음패널을 성형한다.
압축 성형 단계를 거친 후 상부성형블럭(310)의 상향 이동하여 원래의 위치로 복귀하고, 하부성형블럭(320)이 반시계 방향으로 수평 이동하여 성형품 배출 단계의 위치에 도달하면 성형품 상향 이동부(330)가 수직 방향으로 작동하는 공압실린더에 의하여 하부성형블럭(320)의 하부면을 통과하여 상향 돌출되면서 하부성형블럭(320) 내부의 성형품을 밀어서 상향 이동시킨다.
첨부도면에 별도로 도시하지 않았으나 하부성형블럭(320)의 하부면에는 성형품 상향 이동부(330)가 통과할 수 있는 구멍이 형성되어 있고, 하부성형블럭(320)의 내부 하부면에는 원료를 투입하기 전 미리 별도의 플레이트가 설치되고 이러한 플레이트 상부에서 투입된 원료가 압축성형됩니다. 따라서, 성형품 상향 이동부(330)가 하부성형블럭(320)의 하부면을 통과하여 상향 돌출되면 플레이트를 상향 이동시키고 이러한 플레이트와 함께 성형품이 상향 이동하여 하부성형블럭(320) 외부로 성형품(제품)이 노출됩니다.
성형품 수평 이동부(340)는 수평 방향으로 작동하는 공압실린더에 의하여 성형이 완료된 흡음패널 제품을 수평 방향으로 이동시키는 역할을 한다.
즉, 성형품 상향 이동부(330)에 의하여 성형이 완료된 제품이 하부성형블럭(320)의 상부로 노출되면 성형품 수평 이동부(340)가 성형품을 측면에서 수평 방향으로 밀어서 성형품배출 콘베어벨트(350)로 옮기게 된다.
성형된 제품이 배출된 하부성형블럭(320)은 다시 수평 이동하여 하부댐퍼(260)의 하부 위치로 이동하게 된다.
이와 같은 과정을 통하여 투입된 원료가 파워믹서장치(100), 원료공급장치(200) 및 압축성형장치(300)를 순차적으로 통과하면서 흡음패널이 연속적으로 자동 생산될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.
100:파워믹서장치
110:교반용기
115:교반용기 지지 프레임
120:교반축
125:교반축 지지 프레임
200:원료공급장치
210:제1호퍼
220:원료이송 콘베어벨트
230:제2호퍼
240:이송스크류
250:상부댐퍼
260:하부댐퍼
300:압축성형장치
310:상부성형블럭
320:하부성형블럭
330:성형품 상향 이동부
340:성형품 수평 이동부
350:성형품배출 콘베어벨트

Claims (5)

  1. 흡음패널 자동 성형 시스템에 관한 것으로서,
    흡음패널 원료를 투입하여 혼합하는 파워믹서장치(100);
    상기 파워믹서장치(100)에서 혼합된 원료를 이송하는 원료공급장치(200); 및,
    상기 원료공급장치(200)로부터 공급받은 원료를 압축성형하는 압축성형장치(300);
    를 포함하여 구성되어, 투입된 원료가 상기 파워믹서장치(100), 상기 원료공급장치(200) 및 상기 압축성형장치(300)를 순차적으로 통과하면서 흡음패널이 연속적으로 자동 생산되는 것을 특징으로 하는 흡음패널 자동 성형 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 파워믹서장치(100)는,
    흡음패널 원료가 투입되어 일시 저장되는 교반용기(110);
    회전축의 외주면을 따라 다수의 교반날개가 돌출되고 상기 교반용기(110) 내부로 들어가 회전하면서 흡음패널 원료를 혼합하는 교반축(120);
    상기 교반용기(110)를 지지하는 교반용기 지지 프레임(115);
    상기 교반축(120)을 지지하는 교반축 지지 프레임(125);
    을 포함하여 구성되고,
    상기 교반축(120)은 상기 교반축 지지 프레임(125)을 따라 슬라이딩 이동하여 상기 교반축(120)이 상기 교반용기(110) 내부로 들어가거나 빠져나오고,
    상기 교반축(120)과 별개로 상기 교반용기(110)도 회전을 하되, 상기 교반축(120)의 회전 속도에 비하여 상기 교반용기(110)의 회전 속도가 상대적으로 저속이며,
    상기 교반용기(110)는 교반용기 지지 프레임(115)에 결합된 상태에서 수직으로 세워지거나 미리 설정된 각도로 경사를 이루도록 회동하는 구조인 것을 특징으로 하는 흡음패널 자동 성형 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 원료공급장치(200)는,
    상기 파워믹서장치(100)로부터 혼합이 완료된 흡음패널 원료를 공급받는 제1호퍼(210);
    상기 제1호퍼(210)에서 토출되는 흡음패널 원료를 이송시키는 원료이송 콘베어벨트(220);
    상기 원료이송 콘베어벨트(220)에 의하여 이송된 원료를 공급받는 제2호퍼(230);
    상기 제2호퍼(230)에서 토출되는 흡음패널 원료를 이송시키는 이송스크류(240);
    상기 이송스크류(240)의 출구측 하부에 구비되어 이송스크류(240)를 따라 이송된 후 투하되는 흡음패널 원료의 중략을 감지하는 중량감지센서와 연동하여 작동하며, 미리 설정된 중량(제1중량)에 도달하면 자동 개방되면서 상기 압축성형장치(300)로 흡음패널 원료를 투하하는 하부댐퍼(260); 및,
    상기 하부댐퍼(260)의 상부에 이격되도록 설치되어 미리 설정된 주기(제1주기)로 개폐를 반복하면서 상기 하부댐퍼(260)의 상부에 흡음패널 원료를 투하시키는 상부댐퍼(250);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 흡음패널 자동 성형 시스템.
  4. 제3항에서,
    상기 원료공급장치(200)는,
    상기 하부댐퍼(260)가 개방되는 시간 동안 상기 상부댐퍼(250)는 일시적으로 닫힌 상태를 유지하고,
    상기 흡음패널 원료의 투하가 종료되어 상기 하부댐퍼(260)가 다시 닫히면 미리 설정된 주기(제2주기)로 상기 상부댐퍼(250)의 개폐가 다시 반복되고, 상기 하부댐퍼(260) 상부로 투하되는 흡음패널 원료의 중략이 미리 설정된 중량(제2중량)에 도달하면 상기 상부댐퍼(250)가 일시적으로 닫히고, 상기 하부댐퍼(260)가 개방되는 것을 특징으로 하는 흡음패널 자동 성형 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 가운데 어느 한 항에서,
    상기 압축성형장치(300)는,
    사각형 형상의 베드를 따라 수평 방향으로 작동하는 공압실린더에 의하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 수평 이동을 하면서 원료 투입 단계, 압축 성형 단계, 및 성형품 배출 단계의 작업이 순차적으로 반복되는 하부성형블럭(320);
    상기 원료공급장치(200)로부터 흡음패드 원료를 공급받은 후 이동하여 상기 하부성형블럭(320)이 압축 성형 단계의 위치에 도달하면 유압실린더에 의하여 하향 이동하여 상기 하부성형블럭(320)을 눌러주면서 압축 성형하는 상부성형블럭(310);
    압축 성형 단계를 거친 후 이동하여 상기 하부성형블럭(320)이 성형품 배출 단계의 위치에 도달하면 수직 방향으로 작동하는 공압실린더에 의하여 상기 하부성형블럭(320) 내부의 성형품을 밀어서 상향 이동시키는 성형품 상향 이동부(330); 및,
    상기 성형품 상향 이동부(330)에 의하여 상기 하부성형블럭(320)의 상부로 노출된 성형품을 수평 방향으로 작동하는 공압실린더에 의하여 수평 방향으로 밀어서 성형품배출 콘베어벨트(350)로 옮기는 성형품 수평 이동부(340);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 흡음패널 자동 성형 시스템.
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