KR900004432B1 - 2개의 층으로된 파형수지관의 압출기 - Google Patents

2개의 층으로된 파형수지관의 압출기 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

2개의 층으로된 파형수지관의 압출기
제 1 도는 평활한 내벽과 파형의 외벽으로된 2중벽의 열가소성 수지관을 생산하는데 사용되는 본 발명에 따른 장치를 나타낸 정면도로서 그중 일부분을 단면으로 표시하였으며,
제 2 도는 본 발명에 따른 압출기의 횡단면도.
제 3 도는 제 2 도의 III-III선에 따른 단면도.
제 4 도는 제 2 도의 IV-IV선에 따른 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 압출헤드 2 : 제 1 노즐
3 : 제 1 중공맨드렐 5 : 중공캐리어
6 : 조절부재 8 : 개구부
9 : 가열기 10 : 플랜지
11 : 링 12 : 나사
13 : 슬로트 14 : 플랜지
15 : 나사 16 : 중심조절나사
18 : 키이 19 : 나선튜브
20 : 제 2 맨드렐 21 : 내부링
22 : 외부링 23 : 스파이더레그(leg)
24 : 통로 25 : 분배기
26 : 하우징 27 : 제 2 노즐
28 : 파스너 29 : 제 1 오리피스
30 : 제 2 오리피스 31 : 외벽
32 : 내벽 33 : 플랜지
34 : 캡 35 : 나사
36 : 키이 37 : 나사
38 : 금형 39 : 냉각플러그
40 : 냉각코일
본 발명은 이음매가 없는 합성수지관, 특히 평활한 내벽과 파형의 외벽으로된 2중벽의 수지관을 생산하는데 사용되는 장치의 압출기에 관한 것이다.
이러한 형태의 공지로된 압출기로서 제1노즐을 갖춘 압출헤드와 상기노즐내부에 위치한 제1중공맨드렐 및, 제 2 맨드렐과 제2노즐이 수용되어 있는 길다란 캐리어를 구비하고, 상기 맨드렐과 노즐이 환형의 압출오리피스를 이루어 이 오리피스에서 수지관의 외벽과 내벽을 형성시키도록된 미국특허 제4,-305,703호와 제4,510,013호에 공지된 것이 있으나, 이들은 관의 벽두께를 변화시킬 수가 없고 압출 오리피스의 중심을 맞추기가 어려웠다.
2중벽 수지관을 성형시키기 위한 다른 압출기의 실예로서 독일특허 제2,911,833호가 있으며, 상기 특허는 하나의 노즐과 제1중공맨드렐을 갖춘 압출헤드와, 상기 맨드렐내에 위치한 분배기를 구비하고서, 윗쪽 방향으로 경사진 형태의 링이 압출물을 분할시켜 이음매가 없는 2층으로된 수지관을 이루게 하며 상기 노즐과 맨드렐이 수지관의 내, 외벽을 형성시키는 환형의 압출 오리피스를 구성하도록 되어 있는 바, 상기 독일특허 역시 이미 설명한 2개의 미국특허에서와 같은 문제점이 있는 것이다.
끝으로 관련된 공지기술로서 미국특허 제2,957,201호가 있으며, 상기 특허는 노즐을 갖춘 압출헤드와, 중심조절장치, 중공맨드렐, 상기 맨드렐을 길이방향으로 조절하여 압출 오리피스의 사이즈를 가변시키기 위한 나사부재 및, 압출물을 분할시키고 상기 노즐과 맨드렐로서 수지관의 내, 외벽을 형성시키기 위한 환형의 압출 오리피스를 구성하는 분배기를 구비하고 있으나, 상기 특허의 압출기는 내벽의 두께를 조절할 수 있고 압출 오피리스의 중심을 맞출 수 있도록 되어 있는 반면, 외벽의 두께는 조절을 할수가 없고, 내벽의 두께를 조절하는 동안 외벽부분이 이동되는 맨드렐을 따라 비틀림 현상이 일어나게 된다.
이에 본 발명은 상기한 바의 문제점들을 해소하기 의해 안출된 것으로서, 본 발명에 따른 장치는 맨드렐 내부에 위치하여 내부링과 상기 내부링에 레그를 통하여 부착되어 있는 외부링으로 이루어지고, 상측 방향으로 경사진 링형태로 되어 압출물을 분할시켜 이음매가 없는 2개의 층으로된 관을 형성시키도록 하는 상류측의 분배기 및 하류측의 제 2 노즐을 갖춘 스파이더와 제 2 맨드렐을 수용 지지하는 한편, 상기 제1노즐과분배기 사이 및 제 2 노즐과 맨드렐 사이의 간격을 좁게 하여 각각 제 1 및 제 2 환형 압출 오리피스를 이루게 하며, 상기 오리피스를 통하여 압출물이 연속적으로 압출되어 상기 노즐의 내부와 맨드렐 둘레에서 내벽과 외벽의 2중으로된 수지관을 형성시키도록 하는 캐리어와, 상기 캐리어와 제 1 맨드렐을 상호 연결시켜 상기 캐리어를 회전시키지는 않고 축방향으로만 이동하게 하는 키이와 스플라인 등으로 이루어진 연결장치 및 상기 분배기에 반경 방향으로 위치하여 스파이더 측면과의 상호작용으로 스파이더에 대해 분배기를 반경 방향으로 조절하도록 하는 나사로서 상기 분배기를 스파이더 주위에 균일한 간격을 가지도록 하는 제 2 중앙조절장치를 갖추고 있으며, 이러한 구조로 하므로서 장치를 소제하거나 사이즈가 다른 수지관을 생산하기 위해 상기한 바의 노즐과 맨드렐을 쉽게 분배할 수가 있는 것이다.
또한 본원 발명에 따른 압출기는 상기 미국특허 제2,957,20l호에 비해 내부튜브의 조절이 용이한 것이다.
이하 본 발명을 첨부한 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따라 이음매가 없는 2층의 수지관을 만드는데 이용되는 압출기는 압출헤드(1)와, 제 1 노즐(2),제 1 중공맨드렐(3), 2개의 중앙조절장치, 길다란 중공캐리어(5), 나선의 조절부재(6) 및 연결장치를 갖추고 있다.
상기 압출헤드(1)는 가압기(도시안됨)와 연통되어 압력하에서 열가소성수지를 받아들이도록 측방향의 개구부(8)를 가지며, 또한 이에는 가열기(9)와 열감응센서(도시안됨)가 갖추어져 있다.
상기 노즐(2)은 이의 결합선단쪽에 헤드(1)와 결합시키기 위한 플랜지(10)를 갖추고 있고, 상기한 바의 결합은 상기 플랜지(10)의 주변둘레에 배열된 나사(12)를 갖춘 링(11)에 의해 이루어지며, 또한 상기 노즐(2)에는 길이방향으로 공급통로가 형성되어져서, 수지압출물을 상기 2개의 압출 오리피스로 이송시켜 2중벽 수지관을 형성시키게 한다.
상기 맨드렐(3)은 노즐(2)의 내부에 동심상으로 위치하되, 상기 노즐(2)과는 전체 원주면에 걸쳐 일정한간격을 유지하고, 또 맨드렐(3)의 한쪽 측면에는 곡선형의 슬로트(13)가 형성되어져 있어서 상기 슬로트(13)가 헤드(1)의 개구부(8)와 접선방향으로 연결되어 가압기로부터 가압되어 오는 압출물을 압출 오리피스쪽으로 이송시키게 되는 한편, 자유단에는 맨드렐 주위에 일정하게 배열되어 있는 나사(15)로서 헤드(1)에 고정부착시키기 위한 플랜지(14)가 갖추어져 있다.
제 1 중심조절장치는 제 1 노즐(2)을 제 1 맨드렐 주위에 동간격으로 설치시키는 것으로서, 헤드(l)에 반경방향으로 배열되어 있는 중심조절나사(16)에 의해 이루어지게 되는데, 상기 나사(16)는 제 1 노즐(2)의 플랜지(10) 측면에 접촉되어 상기 제 1 노즐(2)이 맨드렐(3)에 대해 반경방향으로 조절되어 중심을 맞추도록 되어 있다.
상기 캐리어(5)는 제 1 맨드렐(3) 내부에 위치하여 제 2 맨드렐(20)을 지지하는 나선튜브(19)와 키이(18)로써 고정된 스파이더를 지지수용하며, 여기에서 스파이더란 캐리어(5) 내면에 배열된 내부링(21)과 2중단이 형성되어져 반경방향으로 위치하고 있는 스파이더레그(23)에 의해 상기 내부링(21)에 부착되어 있는 외부링(22)으로 구성되어지고, 상기 스파이더레그(23)에는 압출기로부터(취입성형공정시) 또는 대기로부터(진공성형공정시) 성형된 바깥벽 아래의 공간속으로 공기를 공급하기 위한 통로(24)를 갖추고 있으며, 이러한 공기 공급라인은 캐리어(5)내부에 위치하여 있다.
또한 상기 스파이더는 상류측방향의 분배기(25)와 하류측방향의 제 2 노즐(27)이 나사결합되는 하우징(26)을 갖추고 있으며, 상기 하우징(26)은 파스너(28)에 의해서 분배기(25)에 고정되고, 상기 분배기(25)는 상측 방향으로 경사져 있는 링의 형태로 되어 있어서 압출물을 분할시켜 이음매가 없는 2층으로된 수지관을 형성시키도록 되어 있다.
상기 제 1 노즐(2) 및 분배기(25)와 제 2 노즐(27) 및 맨드렐(20)은 각각 그 사이의 직경이 줄어들어 환형의 압출 오리피스를 이루게 되고, 상기 오리피스(29,30)를 통하여 압출물이 연속적으로 압출되어져서 상기노즐(2,27)의 내부와 분배기(25) 및 맨드렐(20)의 둘레에서 2중벽으로된 수지관의 내벽(32)와 외벽(31)을 각각 형성시키게 된다.
상기 조절부재(6)는 너트로 이루어져서 캐리어(5)를 길이방향으로 조절하게 되는데 상기 너트를 캐리어(5)의 나선이 형성된 자유단에서 회전시켜 캐리어를 축방향으로 변위시키므로써 제 1 압출 오리피스(29)의 크기를 변화시키도록 되어 있는 한편, 상기 너트는 원주상으로 배열되어 있는 나사(35)로서 플랜지(14)에 부착되어 있는 캡(34)과 플랜지(33)에 의해 제위치에 지지되어 있게 하고, 이러한 구조로 하므로서 너트의위치가 변위되지는 않고 제자리에서 회전만 하도록 하는 것이다.
상기 연결부재는 키이(36)으로 이루어져서 캐리어(5)와 제 1 맨드렐(3)을 상호 연결시키되, 상기 캐리어(5)가 회전되지는 않고, 축방향으로만 이동되도록 한다.
제 2 중심조절장치는 분배기(25)의 주위에 반경방향으로 배열되어 있는 나사(37)에 의해(제 2 도에서 상기나사(37)는 평면적으로 도시되어 있다) 상기 분배기(25)를 스파이더와 등간격을 유지하도록 하는 것으로서, 상기 나사(37)가 링(22)의 측면과 접촉하여 상기 분배기(25)를 스파이더에 대해 반경방향으로 움직임으로써 분배기와 스파이더 사이에 균일한 간격이 이루어지도록 하는 것이다.
이미 설명한 바와같이 본 발명에 따른 실시예는 파형수지관을 만드는 데 적용되는 것으로서 여기 관형상의 금형캐버티는 미국특허 제4,510,013호에 상세히 설명되어 있는 바와같은 수지관의 진행하는 방향으로 이동하도록 된 일련의 금형으로 이루어져 있어서, 이들 일련의 금형이 양쪽방향(분할금형으로 되어 있다)에서 순환되면서 압출 오리피스에서 압출되는 압출물(수지)을 양쪽에서 가두는 식으로 서로 합하여져 나아가면서 파형관을 형성시킨 다음 다시 벌어져서 원위치로 되돌아가 순환하도록 되어 있는 것이다.
성형이 완료된 수지관의 내부를 냉각시키기 위하여서 압출기의 하방에 하나 이상의 냉각플러그(39)가 설치되어 있고 상기 냉각플러그(39)는 관형상으로 되어서 여기에 성형수지관을 냉각시키기 위한 냉각유가 흐르는 코일(40)이 형성되어져 있으며, 상기 냉각유의 라인(도시하지 아니함)은 캐리어(5)의 내부에 위치하고 있다.
상기에서의 냉각유는 미국특허 제4510013호에 자세히 설명되어져 있다.
본 발명에 관련된 기술분야의 숙련자에게는 상기한 바와 동일한 구조를 다른 형태로서, 즉 예를들면 취입성형 또는 진공성형 및 이들의 결합된 형태를 이용할 수 있으며, 상기 냉각플러그(39) 대신에 미국특허 제4,545,751호에서와 같이 와류냉각기와 뷰렛을 갖춘 내부냉각기 또는 미국특허 제3,981,663호에서의 배플(baffle)과 같은 공기흐름저항기를 이용할 수도 있다.
이상에서와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 실시예의 작동에 있어서는 먼저 용융된 수지를 가압기에서부터 노즐(2)과 맨드렐(3)사이의 통로를 통하여 분배기(25)쪽으로 연속적으로 압출시키면, 상기 분배기(25)는 수지를 오리피스(29)에서 외벽(31)을 형성시키는 바깥쪽 부분과, 레그(23)주위의 스파이더를 통과하여 오리피스(30)에서 내벽(32)을 형성시키는 내부쪽 부분의 2가지 흐름으로 분할시킨다.
이때 상기 분배기(25)를 통과한 후 제 1 노즐(2)에서 빠져나오는 외벽 부분의 수지를 상기 금형(38)의 캐바티에 밀어부치는 방법으로서 취입성형방식과 진공성형방식이 있는데, 이중에서 취입성형방식에 있어서는 압축공기가 스파이더레그(23) 내부에 형성되어 있는 통로(24)를 통하여 수지관의 의벽(31)을 이루는 부분 사이에 주입되어 압축공기의 압력으로서 상기 외벽부분의 수지를 금형쪽으로 밀어부치게 되고, 진공성형방식에 있어서는 상기 금형(38)에 진공펌프와 연결된 채널(도시하지 않음)이 형성되어져 있어서 상기 채널을 통하여 대기 또는 공기압축기(조합 성형방식)로서 외벽 부분의 수지를 금형 사이의 공기를 흡출시켜 상기 수지가 금형의 캐바티 쪽으로 밀어부쳐지게 된다.
만약 상기 설명한 바의 공기 저항기를 사용한다면, 공급된 압축공기는 내벽(32)의 안쪽으로 주입되어지게 된다.

Claims (6)

  1. 이음매가 없는 2개의 층으로된 파형수지관을 성형시키기 위한 장치의 압출기에 있어서, 압력하에서 열가소성수지의 압출물을 발아들이기 위한 측방향의 개구부를 갖춘 중앙구멍이 형성되어 있는 압출헤드와, 상기 헤드에 부착되어 있고 상기 압출물을 이송시키기 위한 공급통로를 갖추고 있는 제 1 노즐과, 상기 중앙구멍내에서 상기 제 1 노즐과 균일한 간격을 유지하도록 동심상으로 위치하여 압출물을 이송시키기 위한 수지이송통로를 형성시키는 제 1 중공맨드렐과, 상기 제 1 노즐의 측면과 접촉되도록 상기 헤드에 원주방향으로 배열되어 상기 제 1 맨드렐에 대해 제 1 노즐을 반경방향으로 조절하도록 되어 있는 나사를 이용하여 상기 제 1 노즐이 상기 제 1 맨드렐 주위에 등간격으로 설치되어지도록 하는 제 1 중심조절장치와, 상기 제 1 맨드렐내에 위치하여 제 2 맨드렐을 지지하는 캐리어와 내벽을 이루는 내부쪽의 수지를 압출시키는 제 2 노즐, 윗쪽방향으로 경사져 있는 링의 형태로 되어서, 상기 압출물을 분할시켜 이음매가 없는 2개의 층으로된 파형수지관을 형성시키도록 하되, 상기 제 1 노즐과 분배기 사이 및 상기 제 2 노즐과 맨드렐 사이의 간격을 좁게하여 각각 제 1 및 제 2 환형 압출 오리피스를 이루도록 하고, 상기 오리피스를 통하여 압출물이 연속적으로 압출되어 상기 노즐내부와 맨드렐 주위에서 내벽과 외벽의 2개층으로된 수지관을 형성시키도록 하는 분배기, 상기 캐리어를 길이방향으로 조절하여 제 2 압출 오리피스의 크기를 가변시키도록된 나선 조절부재 및 키이와 스플라인으로 이루어져서 상기 캐리어와 제 1 맨드렐을 상호 연결시키되 상기 캐리어가 회전되지는 않고 축방향으로만 이동하도록 하는 연결장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 압출기.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 맨드렐에 위치하여 내부링과 내부링에 레그를 통하여 부착되어 있는 외부링으로 이루어지고, 상측방향으로 경사진 링형태로서 압출물을 분할시켜 이음매가 없는 2개의 층으로된 파형수지관을 형성시키도록 하는 상류측의 분배기 및 하류측의 제 2 노즐을 갖춘 스파이더와 제 2 맨드렐을 수용지지하는 것을 특징으로 하는 압출기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 캐리어는 제 2 압출 오리피스의 크기를 변화시키기 위하여 상기 캐리어를 길이방향으로 조절하기 위한 조절부재를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 압출기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 캐리어는 회전되지는 않고, 축방향으로만 이동되도록 키이와 스플라인으로 이루어지는 연결장치로서, 제 1 맨드렐과 연결되어져 있는 것을 특징으로 하는 압출기.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 분배기는 상기 스파이더의 측면과 접촉되도록 상기 분배기에 원주방향으로 배열되어 상기 스파이더에 대해 분배기를 반경방향으로 조절하도록 되어 있는 나사를 이용하여 상기 분배기를 상기 스파이더 주위에 등간격으로 설치시키는 제 2 중심조절장치를 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 압출기.
  6. 이음매가 없는 2개의 층으로된 파형수지관을 성형시키기 위한 장치의 압출기에 있어서, 압력하에서 열가소성수지의 압출물을 받아들이기 위한 축방향의 개구부를 갖춘 중앙구멍이 형성되어 있는 압출헤드와, 상기 헤드에 부착되어 있고 상기 압출물을 이송시키기 위한 공급통로를 갖추고 있는 제 1 노즐과, 상기 중앙구멍내에서 상기 제 1 노즐과 균일한 간격을 유지하도록 동심원상으로 위치하여 압출물을 이송시키기 위한 수지이송통로를 형성시키는 제 1 중공 맨드렐과, 상기 제 1 노즐의 측면과 접촉되도록 상기 헤드에 원주상으로 배열되어 상기 제 1 맨드렐에 대해 제 1 노즐을 반경방향으로 조절하도록 되어 있는 나사를 이용하여 상기 제 1 노즐을 상기 제 1 맨드렐 주위에 등간격을 유지하도록 설치시키는 제 1 중심조절장치와, 제 1 맨드렐 내에 위치하여 내부링과 상기 내부링에 레그를 통하여 부착되어 있는 외부링으로 이루어지고, 상측방향으로 경사진 링형태로서 압축물을 분할시켜 이음매가 없는 2개의 층으로 된 파형수지관을 형성시키도록 하는 상류측의 분배기 및 하류측의 제 2 노즐을 갖춘 스파이더와 제 2 맨드렐을 수용지지하는 한편, 상기 제 1 노즐과 분배기 사이 및 제 2 노즐과 맨드렐 사이의 간격을 좁게하여 각각 제 1 및 제 2 환형 압출 오리피스를 이루게 하여 상기 오리피스를 통하여 압출물이 연속적으로 압출되어 상기 노즐의 내부와 맨드렐 둘레에서 내벽과 외벽의 2중으로 된 파형수지관을 형시키도록 하는 캐리어와, 상기 캐리어를 길이방향으로 조절하여 제 2 압출 오리피스의 크기를 가변시키도록된 나선조절부재와, 키이와 스플라인으로 이루어져 상기 캐리어와 제 1 맨드렐을 상호 연결시키되 상기 캐러어와 회전되지는 않고 축방향으로만 이동하도록 하는 연결장치 및, 상기 스파어더의 측면과 접촉되도록 상기 분배기에 원주방향으로 배열되어 상기 스파이더에 대해 분배기를 반경방향으로 조절하도록 되어있는 나사를 이용하여 상기 분배기를 상기 스파이더 주위에 등간격으로 설치시키는 제 2 중심조절장치로 이루어진 것을 특징으로 하는 압출기.
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