KR101386091B1 - 압출시 관 내벽의 조도를 높이는 파이프 압출금형 및 이를 이용해 제조된 파이프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프 압출금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압출금형 전방에 표면 조도가 높은 냉각 다림부를 구성하여 압출되는 파이프의 내벽면을 다림질 하여 내벽면이 보다 매끄러운 상태 즉, 조도를 높이는 압출시 파이프 내벽의 조도(粗度)를 높이는 파이프 압출금형에 관한 것이다.
상기 본 발명은, 외부금형(20)과 내부금형(10)으로 이루어진 압출금형(100)에 있어서, 상기 내부금형(10)의 선단부에 원하는 표면 조도를 가진 냉각 다림부(30)를 구성하고, 상기 냉각 다림부(30)의 내부에 냉매가 순환되는 냉각라인(50)을 형성하여, 압출성형 되는 파이프 내벽면을 신속 냉각시킴과 동시에 냉각 다림부(30)의 면에 의해 다림질하여 안정화시켜 조도가 높은 파이프의 내벽면을 가질 수 있도록 하는 것이다.

Description

압출시 관 내벽의 조도를 높이는 파이프 압출금형 및 이를 이용해 제조된 파이프 {Extrusion mold and pipe}

본 발명은 파이프 압출금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압출금형 전방에 표면 조도가 높은 냉각 다림부를 구성하여 압출되는 파이프의 내벽면을 다림질 하여 내벽면이 보다 매끄러운 상태 즉, 조도를 높이는 압출시 파이프 내벽의 조도(粗度)를 높이는 파이프 압출금형 및 이를 이용해 제조된 파이프에 관한 것이다.

일반적으로 파이프 압출기의 다이에는 원하는 형태 및 크기의 파이프를 연속 성형할 수 있도록 압출금형이 구성된다.

이 압출금형의 구성은 크게 외부금형과 내부금형으로 이루어지며, 외부금형과 내부금형의 사이에는 압출되는 파이프의 두께에 따라 소정의 간극을 형성한다. 이때 내부금형과 외부금형의 간극을 유지할 수 있도록 스페이스부를 형성한다.

스페이스부는 압출되는 용융수지가 파이프의 단면을 이루는데 장애물로 작용하지만 압출금형의 초입부에 형성되기 때문에 이를 통과하는 용융수지는 물과 같이 다시 융합되어 파이프 형태로 압출성형 된다.

또한 압출금형에 의해 파이프가 압출성형되면 그 형상이 일정하게 유지하도록 냉각 안정화시키는 공정이 필요한데, 이때 파이프의 외부는 주로 수냉식으로 냉각시키고 내부는 공냉식으로 냉각 안정화시킨다.

한편, 파이프는 내부에 액체나 기체를 이송하는 기능을 수행하게 되는데, 이송되는 액체 또는 기체의 이송효율은 파이프의 내벽면 조도 상태에 따라 결정된다.

즉, 파이프의 내벽면 조도가 낮게 되면 유체나 기체의 흐름이 파이프 내벽의 저항을 받아 이송효율이 떨어지게 되고, 파이프의 내벽면 조도가 높게 되면 유체나 기체의 저항이 적게 작용하므로 이송효율이 향상되는 것이다.

그런데 종래의 압출금형의 구조에 의하면 용융 수지가 압출금형의 외부금형과 내부금형의 간극 사이로 토출되는 순간 공냉식에 의해 냉각 안정화되므로 냉각 시간이 길어지게 된다. 즉, 성형 되는 파이프의 내벽면이 불안정한 상태로 방치되는 시간이 길어짐에 따라 파이프벽의 변형을 효과적으로 통제하지 못하게 된다. 따라서 파이프의 내벽은 크고 작은 변형이 진행되어 파이프의 내벽면 조도가 낮아지게 되는 문제점이 있다.

이는 곧 파이프의 내부로 이송되는 유체나 기체는 파이프벽의 저항에 의해 이송효율이 저하되는 결과를 낳고, 이를 극복 하기 위해 유체나 기체의 이송에 필요한 압력을 더욱더 가하게 되므로 많은 에너지가 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 압출금형의 문제점을 해소하기 위해 창안한 것으로, 그 목적은 파이프 압출금형의 선단부에 파이프의 내벽을 신속 냉각 안정화시키는 냉각 다림부를 구성하여 압출금형으로 압출 성형 되는 파이프의 내벽면이 원하는 정도로 높은 조도를 이룰 수 있도록 하는데 압출시 파이프 내벽의 조도를 높이는 파이프 압출금형을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부금형과 내부금형으로 이루어진 압출금형에 있어서, 상기 내부금형의 선단부에 원하는 표면 조도를 가진 냉각 다림부를 구성하고, 상기 다림부의 내부에 냉매가 순환되는 냉각 라인을 형성하여 압출성형 되는 파이프 내벽면을 신속 냉각시킴과 동시에 냉각 다림부의 면에 의해 다림질하여 안정화시켜 조도가 높은 파이프의 내벽면을 가질 수 있도록 하는 것에 그 특징이 있다.

본 발명 압출금형은, 고온의 용융수지가 연속 압출되는 순간 내부금형 선단에 설치된 냉각 다림부가 압출 성형 되는 파이프의 내벽면을 비교적 신속하게 냉각시킴과 동시에 다림질하여 안정화시키므로 파이프의 성형시 파이프의 내벽면 조도(粗度)를 원하는 정도로 높일 수 있는 장점이 있다.

더불어 파이프의 내벽면의 조도가 높아짐에 따라 그 내부에 이송되는 유체나 기체의 흐름이 원활해짐에 따라 에너지 손실을 줄일 수 있고, 파이프의 내압을 줄여 파이프의 수명을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 압출금형의 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압출금형의 구조를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각다림부의 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부금형을 도시한 정면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1냉각다림부를 도시한 정면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2냉각달림부를 도시한 정면도.

이하, 본 발명에 따른 압출시 파이프 내벽의 조도를 높이는 파이프 압출금형의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 압출금형의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각다림부의 구조를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내부금형을 도시한 정면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1냉각다림부를 도시한 정면도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2냉각달림부를 도시한 정면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 압출금형의 구조를 나타낸 단면도로서, 도시한 바와 같이 파이프 압출금형에 설치되는 압출금형(100)은 외부금형(20)과 내부금형(10)으로 구성된다. 내부금형(10)과 외부금형(20) 사이에는 일정한 이격 틈새를 유지하기 위해 복수의 스페이서(30)가 구비된다.

특히 중요하게는 내부금형(10)의 선단부에 냉각 다림부(30)가 더 설치되는데, 상기 냉각 다림부(30)의 외주면 표면은 압출성형 되는 파이프의 내벽면 조도를 가질 수 있을 정도의 조도를 갖는다.

또한, 상기 냉각 다림부(30)의 내부에는 냉각라인(50)을 구성한다. 냉각라인(50)은 주로 물 또는 냉매 순환을 위한 통로로서, 압출성형 되는 파이프의 내벽면을 신속히 안정화시킬 수 있도록 되어 있다. 냉매의 원활한 공급을 위해 냉각라인(50)은 내부금형(10)의 내부와 외부금형(20)과의 이격틈새 유지를 위한 스페이서(30)의 내부를 활용하여 냉매의 공급 및 순환이 가능하도록 할 수 있다.

이러한 구조로 되어 있는 본 발명 고조도 파이프 내벽을 가능하게 하는 파이프 압출금형은 외부금형(20)과 내부금형(10) 사이로 용융 수지를 압출시켜 파이프를 연속 성형하면서 외부에서 물이나 공기를 통해 냉각을 시켜 안정화시키는 동시에 내부금형(10)의 선단부에 장치된 냉각 다림부(30)에 의해 압출되는 파이프의 내벽을 신속 냉각 안정화시키게 된다. 즉, 압출되는 파이프의 내벽이 냉각 다림부(30)의 표면에 접촉되면서 냉각되어 냉각 다림부(30)의 표면과 같은 조도로 성형 됨과 동시에 신속 안정화되어 높은 조도의 내벽면을 가진 파이프를 얻을 수가 있게 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각다림부의 구조를 나타낸 도면이다.

본 발명의 다른 실시예는 냉각다림부에 서로 다른 온도의 냉매를 각각 별도로 공급하여 파이프 내면의 조도를 보다 높일 수 있도록 구성된 것이다.

본 발명의 다른 실시예는 도 3에 도시한 바와 같이 냉각다림부를 제1냉각다림부(110), 제2냉각다림부(120) 및 제3냉각다림부(130)으로 구성하고, 각각의 제1,2,3냉각다림부(110,120,130)에 서로 다른 온도의 냉매를 공급할 수 있도록 구성된다.

도 3과 같이 내부금형(10)의 선단부에 돌기(12) 및 위치고정돌부(13)를 돌출 구성하고, 상기 위치고정돌부(13)의 중심부에는 고정홀(11)이 형성되며, 도 4와 같이 상기 고정홀(11)을 중심으로 방사상 형태로 제1냉각라인(15), 제2냉각라인(16) 및 제3냉각라인(17)이 형성된다.

제1냉각다림부(110)는 상기 내부금형(10)의 선단부에 결합되는 것으로서 도면에는 도시하지 않았으나, 제1냉각다림부(110)의 후단부에는 내부금형(10)의 돌기(12)와 위치고정돌부(13)와 대응되는 홈(미부호) 및 위치고정홈(미부호)가 형성되어 상기 홈 및 위치고정홈에 내부금형(10)의 돌기(12)와 위치고정돌부(13)가 삽입되어 위치가 고정된다.

그리고 제1냉각다림부(110)의 내부에는 냉각라인(116)이 스크류형태로 형성되고 냉각라인(116)의 입수구(114) 및 출수구(115)는 내부금형(10)의 제1냉각라인(15)에 밀착 연결된다.

또한, 제1냉각다림부(110) 내부에는 내부금형(10)의 제2냉각라인(16) 및 제3냉각라인(17)과 각각 연결되어 제1냉각다림부(110)의 선단에 체결되는 제2냉각다림부(120)에 냉매를 보내주는 4개의 패스라인(117)이 형성된다.

제2냉각다림부(120)는 도 3에 도시한 바와 같이 상기 제1냉각다림부(110)의 선단부에 체결되는 것으로서 도면에는 도시하지 않았으나, 제2냉각다림부(120)의 후단부에는 제1냉각다림부의 돌기(112)와 위치고정돌부(113)와 대응되는 홈(미부호) 및 위치고정홈(미부호)이 형성되어 상기 홈 및 위치고정홈에 제1냉각다림부(110)의 돌기(112)와 위치고정돌부(113)가 삽입되어 제2냉각다림부(120)가 고정된다.

그리고 제2냉각다림부(120)의 내부에는 냉각라인(126)이 스크류형태로 형성되고 냉각라인(126)의 입수구(124) 및 출수구(125)는 제1냉각다림부(110)의 선단부에 형성된 4개의 패스라인(117) 중 2개의 패스라인(117)과 연결된다.

또한, 제2냉각다림부(120) 내부에는 내부금형(10)의 제3냉각라인(17)과 연결된 제1냉각다림부(110)의 2개의 패스라인(117)과 연결되도록 2개의 패스라인(127)이 형성된다.

제3냉각다림부(130)는 도 3에 도시한 바와 같이 상기 제2냉각다림부(120)의 선단부에 체결되는 것으로서 도면에는 도시하지 않았으나, 제3냉각부(130)의 후단부에는 제2냉각다림부의 돌기(122)와 위치고정돌부(123)와 대응되는 홈(미부호) 및 외취고정홈(미부호)이 형성되어 상기 홈 및 위치고정홈에 제2냉각다림부(120)의 돌기(122)와 위치고정돌부(123)가 삽입되어 제3냉각다림부(130)가 고정된다.

그리고 제3냉각다림부(130)의 내부에는 냉각라인(136)이 스크류 형태로 형성되고 냉각라인(136)의 입수구(134) 및 출수구(135)는 제2냉각다림부(120)의 선단부에 형성된 2개의 패스라인(127)과 연결된다.

또한, 상기 제3냉각다림부(130)의 선단부에는 고정홀(131)이 형성되어, 고정봉(140)의 일측은 제1,2,3냉각다림부(110,120,130)의 각 고정홀(111,121,131)에 삽입되어 내부금형(10)의 고정홀(11)에 나사결합되고, 고정봉(140)의 타측에는 압착구(141)가 나사결합되어 상기 압착구(141)가 내부금형(10), 제1냉각다림부(110), 제2냉각다림부(120), 제3냉각다림부(130)를 각각 압착함으로써 냉매가 새어나오는 것을 미연에 방지한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 다른 실시예는 내부금형(10)의 제1,2,3냉각라인(15,16,17)을 통해 각 제1,2,3냉각다림부(110,120,130)에 각각 다른 온도의 냉매를 공급함으로써 제1,2,3냉각다림부(110,120,130)가 서로 다른 온도로 압출되는 파이프의 내면을 다려 파이프 내면의 조도와 평활도를 향상시킬 수 있다.

즉, 제1냉각다림부(110)-제2냉각다림부(120)-제3냉각다림부(130)를 차례로 고온-중온-저온의 형태로 순차적으로 파이프 내면의 온도를 냉각시키는 방법으로 갑작스런 열변화에 의한 파이프 내면의 열응력발생을 방지할 수도 있고, 평활도와 조도를 더욱 높일 수 있다.

본 발명에 의한 압출금형은 고온의 용융수지가 연속 압출되는 순간 내부금형 선단에 설치된 냉각 다림부가 압출 성형 되는 파이프의 내벽면을 비교적 신속하게 냉각시킴과 동시에 다림질하여 안정화시키므로 파이프의 성형시 파이프의 내벽면 조도(粗度)를 원하는 정도로 높일 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라, 파이프의 내벽면의 조도가 높아짐에 따라 그 내부에 이송되는 유체나 기체의 흐름이 원활해짐에 따라 에너지 손실을 줄일 수 있고, 파이프의 내압을 줄여 파이프의 수명을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이상, 본 발명에 의한 압출시 파이프 내벽의 조도를 높이는 파이프 압출금형에 대해 설명하였다.

상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 압출금형
110 : 제1냉각다림부
111 : 고정홀
112 : 돌기
113 : 위치고정돌부
114 : 입수구
115 : 출수구
116 : 냉각라인
117 : 패스라인
120 : 제2냉각다림부
121 : 고정홀
122 : 돌기
123 : 위치고정돌부
124 : 입수구
125 : 출수구
126 : 냉각라인
127 : 패스라인
130 : 제3냉각다림부
131 : 고정홀
132 : 돌기
133 : 위치고정돌부
134 : 입수구
135 : 출수구
136 : 냉각라인
137 : 패스라인
10 : 내부금형
11 : 고정홀
12 : 돌기
13 : 위치고정돌부
15 : 제1냉각라인
16 : 제2냉각라인
17 : 제3냉각라인
20 : 외부금형
30 : 스페이서
40 : 냉각 다림부
50 : 냉각라인

Claims (3)

1. 외부금형(20)과 내부금형(10)으로 이루어진 압출금형(100)에 있어서,
   상기 내부금형(10)의 선단부에 미리 설계된 표면 조도를 가진 냉각 다림부(30)를 구성하되, 상기 다림부(30)는 2개 내지 3개의 직렬 연결되고, 각각 서로 다른 온도의 냉매가 순환되는 냉각라인을 형성하는 냉각다림부로 구성되고,
   상기 냉각 다림부(30)의 내부에 냉매가 순환되는 냉각라인(50)을 형성하여,
   압출성형 되는 파이프 내면을 신속 냉각시킴과 동시에 냉각 다림부(30)의 면에 의해 다림질하여 안정화시켜 조도가 높은 파이프의 내벽면을 가질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 압출시 파이프 내벽의 조도를 높이는 파이프 압출금형.
   
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