KR20210157780A - 멀티헤드 방사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용융액을 공급하기 위한 분배관을 직선화하여 공급경로를 줄이면서 신속한 공급을 가능하게 하고, 분배블록과 밸브를 멀티박스 내부에 위치시켜 열매유에 의하여 온도가 유지되도록 함으로소 별도의 히팅수단을 배제하면서 부피를 줄여 설치와 유지관리의 용이성을 제공할 수 있도록 한 멀티헤드 방사장치에 관한 것으로서,
후미 중앙에 인입플랜지를 고정하고 내부에 열매유를 충진한 멀티박스에 설치하여 용융액을 분배하기 위한 다수개의 분배블록과; 상기 분배블럭의 전방에 고정하여 공급받은 용융액을 배출하는 배출플랜지와; 용융액을 방사하기 위한 노즐을 가지고 배출플랜지에 연결되는 노즐바디로 구성되는 멀티헤드 방사장치에 있어서;
상기 인입플랜지의 후방으로는 양측의 분배블럭으로 용융액을 분배하도록 연결하는 메인분배관과; 상기 메인분배관과 연결되는 분배블럭 측방에 위치한 분배블록으로 연결하는 1차분배관과; 상기 1차분배관과 연결된 분배블록 측방에 위치한 분배블록으로 연결하는 2차분배관과; 상기 2차분배관과 연결된 분배블록 측방에 위치한 분배블록으로 연결하는 3차분배관을 포함하는 것이 특징이다.

Description

멀티헤드 방사장치{Multi-head spinning device}

본 발명은 멀티헤드 방사장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 정량공급을 가능하게 하면서 열매유를 이용하여 기어펌프와 밸브를 히팅할 수 있도록 함으로서 부수적인 히팅수단을 줄이고 히터선을 배제하여 작업성을 높이면서 설치공간을 줄일 수 있도록 개선한 멀티헤드 방사장치의 제공에 관한 것이다.

사슬 모양 고분자 물질을 용융한 용융액을 노즐을 통해 압출하고 냉각 및 고화시켜 필라멘트를 형성하는 방사 방식이다. 폴리아미드계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 섬유 등은 대개 용융방사에 의해 제조되는 것은 주지된 사실이다.

상기와 같은 멀티헤드 방사장치는 다양한 종류가 개발되어 사용되고 있는 실정이며 본원 출원인 또한 선행하여 특허를 득한 바 있으며, 이를 특허문헌을 통하여 살펴보면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 압출기에서 공급받은 용융액을 멀티 노즐을 통해 방사하는 스핀빔에 탑재하여 용융액의 온도를 유지하는 용융멀티방사 시스템용 히팅장치에 있어서,

용융액공급관과 주분배관을 연결하는 메인블록과, 주분배관과 복수의 개별분배관을 연결하여 분기하는 밸브블록과, 개별분배관과 노즐을 연결하는 노즐블록을 구비하는 블록어셈블리와, 케이스의 내부에 탑재하여 블록어셈블리 일체를 수용하고 일측에는 열매유공급관과 열매유배출관을 장착하는 히팅탱크와, 케이스의 일측에 장착하는 히팅수단을 구비하는 히팅어셈블리를 포함하고;

상기 히팅탱크의 내부에는, 상기 주분배관과 밸브블록과 개별분배관과 노즐블록을 수용하는 열매유순환부와, 열매유순환부와 구획되는 보온부를 구비하도록 구성하는 것을 특징으로 하고 있다.

(특허 제 10 - 1887147 - 0000 호

없슴.

상기와 같이 종래 기술이 적용되는 특허문헌의 경우에는 도 7,8에 도시된 바와 같이, 용융액을 공급받기 위한 인입배관(1)을 센터에 구비하여 양측으로 1차분지관(2)을 연결하고, 상기 1차분지관(2)의 양측에는 2차분지관(3)을 연결하고, 상기 2차분지관(3)의 양측에는 3차분지관(4)을 연결하여 구성하며, 상기 3차분지관(4)에는 노즐(5)을 연결하여 방사할 수 있도록 구성한다.

상기 인입배관(1)과 1,2,3차분지관(2,3,4)으로 용융액을 분배하기 위한 역할을 수행하는 밸브(6)와 기어펌프(7)가 열매유가 충진된 히팅박스(8)의 외부에 노출된 상태를 유지하는 구성으로 되어 있다.

상기와 같은 종래 기술에서는 용융액이 다단게를 거쳐 노즐로 공급되기 때문에 체류시간이 길어지는 단점이 있는 것은 물론, 긴 체류시간동안 용융액을 정상상태로 유지하기 위하여 히팅박스의 온도를 높게 유지하여야 하기 때문에 불필요하게 많은 에너지원을 소비하여 생산원가 상승의 원인을 제공한다.

또한, 히팅박스의 온도를 높이는 과정에서 온도를 과도하게 높일 경우에는 용융액이 탄화(약250℃)되어 사용이 불가능하게 되는 원인을 제공하고, 의도치 않게 히팅박스의 온도를 낮추었을 경우에는 용융액이 경화되어 노즐로 공급하는 것이 불가능하게 된다.

이와 같이 용융액이 배관에 위치한 상태에서 탄화 또는 경화될 경우에는 배관이 굴곡되어 있어 이를 제거할 방법이 마땅하게 없기 때문에 배관 전체를 새로운 것으로 교체하여야 하는 문제가 발생하여 유지 관리에 상당한 어려움이 있는 것이 사실이다.

그리고, 밸브와 기어펌프를 일정한 온도(용융액이 경화되지 않을 정도)로 유지하기 위하여 히터를 설치할 경우에는 히터 작동을 위한 많은 배선이 연결되기 때문에 이로 인하여 작업자의 행동이 자유롭지 못하고 간섭을 일으키게 되므로 원활한 작업환경을 제공하는 것이 어렵게 된다.

배관을 통하여 노즐로 공급되는 용융액의 경화를 방지하기 위하여 히팅박스를 열매유로 적정 온도를 유지하도록 하고, 히팅박스 외부에 위치한 밸브와 기어펌프의 온도를 일정하게 유지하기 위한 히터를 별도로 설치하여 작동시켜야 하기 때문에 히터의 고장우려로 인한 작업 중단 사태가 빈번하게 일어나고 있다.

배관의 굴곡과 더불어 여러 분지관 형태로 구성되기 때문에 이러한 배관 전체를 수용하기 위하여 히팅박스의 크기가 커지게 되므로 불필요하게 많은 설치공간을 필요로 하고, 설비전체의 구성비용이 과다하게 소요되는 등 여러 문제점들이 발생하고 있는 실정이다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 폭과 높이에 비하여 상대적으로 긴 길이를 가지고 후미 중앙부에 용융수단으로부터 용융액을 공급받기 위한 인입플랜지(107)를 고정하고 내부에 열매유를 충진하여 일정한 온도를 유지하는 멀티박스(101)와;

상기 멀티박스(101)에 설치하여 용융액을 분배하기 위한 다수개의 분배블록(102,103)과;

상기 분배블럭(102,103)의 전방에 고정하여 공급받은 용융액을 배출하는 배출플랜지(104)와;

용융액을 방사하기 위한 노즐(105)를 선측에 가지고 배출플랜지(104)에 연결되는 노즐바디(106)로 구성되는 멀티헤드 방사장치(100)에 있어서;

상기 인입플랜지(107)의 후방으로는 양측의 분배블럭(102,103)으로 용융액을 분배하기 위한 "Y"형상으로 연결하는 메인분배관(108)과;

상기 메인분배관(108)과 연결되는 분배블럭(102,103) 측방에 위치한 분배블록(102,103)으로 연결하는 1차분배관(109)과;

상기 1차분배관(109)과 연결된 분배블록(102,103) 측방에 위치한 분배블록(102,103)으로 연결하는 2차분배관(110)과;

상기 2차분배관(110)과 연결된 분배블록(102,103) 측방에 위치한 분배블록(102,103)으로 연결하는 3차분배관(111)을 포함하여;

용융액을 공급하기 위한 분배관을 직선화하여 공급경로를 줄이면서 신속한 공급을 가능하게 하고, 분배블록과 밸브를 멀티박스 내부에 위치시켜 열매유에 의하여 온도가 유지되도록 함으로소 별도의 히팅수단을 배제하면서 부피를 줄여 설치와 유지관리의 용이성을 제공할 수 있는 목적 달성이 가능하다.

본 발명은 용융액을 공급하는 배관을 인입 후 각각의 노즐과 직선으로 연결하는 형태로 구성하므로 용융액의 전달을 효율적으로 할 수 있고, 배관을 수용하는 히팅박스의 크기를 줄일 수 있기 때문에 설치공간을 줄이고 그에 따른 열매유의 절약과 더불어 부수적인 사항들을 줄이거나 축소할 수 있는 효과를 가진다.

히팅박스에 기어펌프의 작동부와 인입배관이 히팅박스 내에 위치하도록 함으로서 별도의 히팅수단을 강구할 필요가 없어 보온을 위한 부수적인 비용을 절감할 수 있고, 보온을 위한 전선 등의 간섭을 배제시켜 작업자의 동선을 확보하여 효율적인 작업환경을 유지할 수 있는 효과를 가진다.

본 발명은 노즐로 용융액을 공급하는 배관이 일직선으로 구성되기 때문에 혹여 있을 수 있는 용융액의 경화(고착)으로 배관이 막혔을 경우에는 배관의 단부를 개방하고, 분배블록에 대하여 노즐바디 또는 기어펌프를 분리한 후 드릴링 형태로 보수와 청소하는 것이 가능하여 유지관리의 용이성을 제공하면서 배관전체를 교환하여야 하는 불편을 해소할 수 있는 등 다양한 효과를 가지는 발명이다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치를 도시한 전체 평면 구성도.
도 2는 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치를 도시한 정면 상태의 구성도.
도 3은 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치의 용융액공급관의 간략적인 구성도.
도 4는 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치의 정비관을 발췌하여 도시한 구성도.
도 5는 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치의 A - A선을 따라서 취한 단면도.
도 6은 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치의 B - B선을 따라서 취한 단면도.
도 7은 종래 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치의 용융액공급관의 간략적인 구성도.
도 8은 종래 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치의 간략적인 측면상태의 구성도.

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 구성과 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치를 도시한 전체 평면 구성도, 도 2는 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치를 도시한 정면 상태의 구성도, 도 3은 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치의 A - A선을 따라서 취한 단면도, 도 4는 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치의 B - B선을 따라서 취한 단면도로서 함께 설명한다.

본 발명의 기술이 적용되는 멀티헤드 방사장치(100)는, 폭과 높이에 비하여 상대적으로 긴 길이를 가지고 내부에 열매유를 충진하여 히팅을 통하여 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하는 멀티박스(101)를 구비한다.

상기 멀티박스(101) 내부에는 다수개의 분배블록(102,103)이 수용되는 형태로 설치하는 데, 상기 분배블록(102,103)은 멀티박스(101)의 중심을 기준으로 양측으로 동일한 수를 가지도록 설치하는 것이 바람직하다.

상기 분배블럭(102,103)의 전방으로는 공급받은 용융액을 배출하기 위한 배출플랜지(104)를 고정하고, 상기 배출플랜지(104)에는 용융액을 방사하기 위한 노즐(105)를 선측에 가지는 노즐바디(106)를 연결한다.

상기 멀티박스(101)의 후미 중앙부에는 압출기와 같은 용융수단에 의하여 용융된 용융액을 공급받기 위한 인입플랜지(107)를 고정하고, 상기 인입플랜지(107)의 후방으로는 양측의 분배블럭(102,103)으로 용융액을 분배하기 위한 개략 "Y"형상의 메인분배관(108)을 연결한다.

상기 메인분배관(108)과 연결되는 분배블럭(102,103) 측방에 위치한 분배블록(102,103)으로는 순차적으로 1차분배관(109)으로 연결하고, 그 측방의 분배블록(102,103)으로는 2차분배관(110)으로 연결하고, 그 측방의 분배블록(102,103)으로는 3차분배관(111)을 메인분배관(108)과 일직선이 되도록 연결하여 용융액을 각각의 분배블록(102,103)으로 공급할 수 있도록 한다.

상기 중앙에서 양측으로 용융액을 공급할 때 각각의 노즐(105)로 균일한 압력으로 동일한 양이 공급되어 동시방사가 가능하도록 메인분배관(108)의 직경(D)이 제일크게 형성하고 순차적으로 1차분배관(109)의 직경(D1), 2차분배관(110)의 직경(D2) 및 3차분배관(111)의 직경(D3)이 순차적으로 줄어드는 형태로 구성하는 것이 바람직하며, 이러한 직경의 축소로 인한 정확한 치수의 결정은 용융액의 종류와 온도 속도 등에 따라 정확한 계산에 의하여 결정될 것이므로 본 발명에서는 구체적으로 언급하는 것은 생략하도록 한다.

상기 분배블록(102,103)의 내부에는 메인분배관(108)과 1차분배관(109), 2차분배관(110) 및 3차분배관(111)으로의 부터 공급된 용융액을 노즐(105)로 공급하기 위한 공급관로(115)를 일체로 형성한다.

상기 분배블록(102,103)의 상부에는 기어펌프(116)를 장착하여 공급관로(115) 상의 용융액을 노즐(105)로 공급할 수 있도록 하고, 상기 기어펌프(116) 후방 위치의 분배블록(102,103) 상부에는 분배블록(102,103)의 내부에는 메인분배관(108)과 1차분배관(109), 2차분배관(110) 및 3차분배관(111)으로의 부터 공급된 용융액을 공급관로(115)로 공급하는 것을 선택하기 위한 밸브(117)를 설치한다.

상기 밸브(117)의 작동부(118)는 분배블록(102,103)의 상면에 장착되도록 하고 작동부(118)와 연결되어 공급관로(115)의 개폐를 선택하는 스템부(119)는 멀티박스(101) 내부에 위치하여 열매유에 의하여 항상 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하는 것이 좋다.

상기 멀티박스(101)의 양측에 위치하는 분배블록(102,103)의 외측에는 정비관(120)을 연결하고, 상기 정비관(120)의 끝단에는 나사결합되는 스토퍼(121)를 가지도록 구성하여 메인분배관(108)과 1차분배관(109), 2차분배관(110) 및 3차분배관(111)의 막힘이 있을 때 용이하게 정비할 수 있도록 구성한다.

물론 분배블록(102,103)에 장착되는 노즐바디(106) 또는 기어펌프(116)를 분리하여 막힘이나 청소가 필요한 경우 드릴링을 통하여 청소 또는 소통시킬 수 있도록 함은 당연할 것이다.

상기와 같은 본 발명의 기술이 적용된 멀티헤드 방사장치(100)의 사용상태를 살펴보면 다음과 같다.

용융수단에 의하여 용융된 용융액이 메인분배관(108)을 통하여 1,2,3차분배관(109.110.111)을 경유하여 멀티박스(101) 내부에 설치된 각각의 분배블록(102,103)으로 공급되어지고, 이러한 용융액은 분배블록(102,103)에 형성된 공급관로(115)를 통하여 분배블록(102,103)의 전방에 연결되는 노블바디(106)의 노즐(105)을 통하여 방사되는 작동이 이루어지게 된다.

이 과정에서 멀티박스(101) 내부에 채워진 열매유에 의하여 멀티박스(101)가 항상 일정한 온도를 유지하기 때문에 공급된 용융액이 노즐(105)을 통하여 방사되기 전까지 굳어서 경화되거나 탄화되는 현상을 배제할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에서는 멀티박스(101) 내부에 분배블록(102,103)이 수용되는 형태를 유지하면서 밸브(117)를 구성하는 스템부(119) 또한 멀티박스(101) 내부에 위치하고 있는 상태이므로 분배블록(102,103)과 밸브(117)를 일정한 온도로 유지시키기 위한 히팅장치(수단)을 별도로 강구하지 않아도 되는 것이다.

이와 같이 분배블록(102,103)과 밸브(117)를 일정한 온도로 유지하기 위한 별도의 히팅수단을 강구하지 않아도 되므로 멀티박스 외부가 히팅수단과 연결하기 위한 전선 등으로 인하여 간섭받게 되는 일이 배제되어 작업자의 동선 확보가 용이하면서 안전한 작업수행을 가능하게 한다.

분배블록(102,103)과 밸브(117)의 일부를 멀티박스(101) 내부에 수용되도록 하면서도 멀티박스(101) 전체의 부피를 줄여 설치공간을 줄일 수 있는 장점을 가지는 것은 물론, 메인분배관(108)과 각각의 분배블록(102,103)으로 용융액을 공급하기위한 1,2,3차분배관(109,110,111)이 일직선으로 연결되어 직접 용융액을 공급하기 때문에 용용액의 공급성을 높이면서 공급경로를 최소화할 수 있어 용융액이 공급되는 과정에서 변화될 수 있는 우려를 최소화할 수 있게 된다.

특히 메인분배관(108)과 각각의 분배블록(102,103)으로 용융액을 공급하기위한 1,2,3차분배관(109,110,111)은 메인분배관(108)에서 3차분배관(111)으로 갈수록 그 직경이 줄어드는 형태로 구성하여 노즐(105)로 최종 공급되는 용융액의 양과 압력을 균일하게 유지하는 것이 가능하여 균일하고 안정된 방사를 가능하게 하는 것이다.

또한, 양측에 위치한 분배블록(102,103)의 외측에는 정비관(120)을 더 연결하고 있으면서, 방사작업 과정에서는 정비관(120)를 막아두어 용융액의 누출을 방지하도록 하면서, 1,2,3차분배관(109,110,111)의 막힘 등으로 인하여 정비 필요성이 있을 경우에는 정비관(120)의 단부를 개방시키거나 또는 분배블록(102)에 대하여 노즐바디(106)와 기어펌프(116)를 분리시킨 후 드릴링 등을 통하여 1,2,3차분배관(109,110,111)과 분배블록(102,103)을 개통하는 작업을 용이하게 수행할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 용융액을 공급하기 위한 분배관을 직선화하여 공급경로를 줄이면서 신속한 공급을 가능하게 하고, 분배블록과 밸브를 멀티박스 내부에 위치시켜 열매유에 의하여 온도가 유지되도록 함으로소 별도의 히팅수단을 배제하면서 부피를 줄여 설치와 유지관리의 용이성을 제공할 수 있는 등 다양한 장점을 가지는 발명이다.

100; 멀티헤드 방사장치
101; 멀티박스
102,103; 분배블록
105; 노즐
106; 노즐바디
108; 메인분배관
109; 1차분배관
110; 2차분배관
111; 2차분배관
115; 공급관로
116; 기어펌프
119; 스템부
120; 정비관

Claims (5)

1. 폭과 높이에 비하여 상대적으로 긴 길이를 가지고 후미 중앙부에 용융수단으로부터 용융액을 공급받기 위한 인입플랜지(107)를 고정하고 내부에 열매유를 충진하여 일정한 온도를 유지하는 멀티박스(101)와;
   상기 멀티박스(101)에 설치하여 용융액을 분배하기 위한 다수개의 분배블록(102,103)과;
   상기 분배블럭(102,103)의 전방에 고정하여 공급받은 용융액을 배출하는 배출플랜지(104)와;
   용융액을 방사하기 위한 노즐(105)를 선측에 가지고 배출플랜지(104)에 연결되는 노즐바디(106)로 구성되는 멀티헤드 방사장치(100)에 있어서;
   상기 인입플랜지(107)의 후방으로는 양측의 분배블럭(102,103)으로 용융액을 분배하기 위한 "Y"형상으로 연결하는 메인분배관(108)과;
   상기 메인분배관(108)과 연결되는 분배블럭(102,103) 측방에 위치한 분배블록(102,103)으로 연결하는 1차분배관(109)과;
   상기 1차분배관(109)과 연결된 분배블록(102,103) 측방에 위치한 분배블록(102,103)으로 연결하는 2차분배관(110)과;
   상기 2차분배관(110)과 연결된 분배블록(102,103) 측방에 위치한 분배블록(102,103)으로 연결하는 3차분배관(111)을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티헤드 방사장치.
2. 제 1 항에 있어서;
   상기 메인분배관(108)의 양측으로 연결되는 1차분배관(109), 2차분배관(110) 및 3차분배관(111)은 일직선상으로 연결하는 것을 특징으로 하는 멀티헤드 방사장치.
3. 제 1 항에 있어서;
   상기 메인분배관(108)의 직경이 제일크게 형성하고 순차적으로 1차분배관(109), 2차분배관(110) 및 3차분배관(111)으로 갈수록 그 직경이 줄어드는 형태로 구성하여 중앙에서 양측으로 용융액을 노즐(105)로 균일한 압력으로 동일한 양이 공급되게 하는 것을 특징으로 하는 멀티헤드 방사장치.
4. 제 1 항에 있어서;
   상기 분배블록(102,103)와;
   상기 분배블록(102,103)의 상부에 장착되는 기어펌프(116) 후방 위치에 설치하여 용융액을 공급관로(115)로 공급하는 것을 선택하는 밸브(117)의 작동부(118)는 분배블록(102,103)의 상면에 장착하고 작동부(118)와 연결되어 공급관로(115)의 개폐를 선택하는 스템부(119)는 멀티박스(101) 내부에 위치하여 열매유에 의하여 항상 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 멀티헤드 방사장치.
5. 제 1 항에 있어서;
   상기 멀티박스(101)의 양측에 위치하는 분배블록(102,103)의 외측에는 메인분배관(108)과 1차분배관(109), 2차분배관(110) 및 3차분배관(111)의 막힘을 해소하기 위한 정비관(120)을 더 연결하는 것을 특징으로 하는 멀티헤드 방사장치.

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