KR100699669B1

KR100699669B1 - Assembly and Method of Barrel and Heater in Extruding Apparatus

Info

Publication number: KR100699669B1
Application number: KR1020060011127A
Authority: KR
Inventors: 이상훈; 김준선
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2007-03-23

Abstract

An assembly of a barrel and a heater in an extruding apparatus and an assembling method thereof are provided to quickly control the temperature of the barrel by easily discharging heat of the barrel through the heater. In an assembly of a barrel(110) and a heater(120) in an extruding apparatus(100), the heater is formed as a hollow cylinder to surround the barrel. A pin(123) is formed on the outer surface of the heater. The heater is formed by assembling two separated materials(121) separated symmetrically in a longitudinal direction. A bolt passes through the interface surface of the two separated materials in a vertical direction. One coil spring is inserted between a head of the bolt and the heater. Another coil spring is positioned between a nut and the heater to press the two separated materials. The assembled heater is heated until an operation temperature becomes 100~130 degrees during extrusion. The barrel is inserted into a cavity of the heater.

Description

Assembly and Method of Barrel and Heater in Extruding Apparatus

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 압출기의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of an extruder according to one embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 압출기의 측면도이며,Figure 2 is a side view of the extruder shown in Figure 1,

도 3은 도 1에 도시된 압출기를 조립하는 과정을 나타낸 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a process of assembling the extruder shown in FIG. 1.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 압출기 110 : 배럴100: extruder 110: barrel

111 : 중공 113 : 스크루111: hollow 113: screw

120 : 히터 121 : 분할체120: heater 121: partition

123 : 핀 130 : 송풍기123: pin 130: blower

140 : 체결부재 141 : 볼트140: fastening member 141: bolt

143 : 너트 145 : 코일스프링143: nut 145: coil spring

본 발명은 압출기에 관한 것으로서, 특히, 압출기의 배럴과 히터 사이에 간 격을 최적화하여 온도조절에 대한 반응이 신속하게 이루어질 수 있도록 구성한 것이다.The present invention relates to an extruder, and in particular, by optimizing the interval between the barrel and the heater of the extruder is configured so that the reaction to the temperature control can be made quickly.

압출기란, 성형재료를 가열하여 유동상태로 만들고, 용융상태의 성형재료를 스크루로 압축하며 전진시켜 특정 모양의 다이(Die)를 통과시킴으로써, 특정한 단면을 가지는 제품을 연속적으로 성형하는 장치이다. An extruder is a device that continuously forms a product having a specific cross section by heating the molding material to a fluid state, compressing the molten molding material with a screw, and advancing it through a die having a specific shape.

구체적으로 압출기는 스크루를 감싸는 배럴과, 배럴을 감싸며 열을 가하는 히터를 구비한다. 여기에서 히터는 과도한 열이 발생할 경우에 히터를 냉각하도록 히터의 외측에는 냉각시스템이 구축된다.Specifically, the extruder includes a barrel surrounding the screw and a heater to heat the barrel. Here the heater is built outside the heater to cool the heater in case of excessive heat.

냉각시스템은 히터의 외주에 형성된 핀들과, 상기 히터의 외측에서 상기 핀을 향해 공기를 송풍하는 송풍기를 포함한다.The cooling system includes fins formed on an outer circumference of the heater and a blower that blows air from the outside of the heater toward the fins.

한편, 압출기에 있어서, 배럴은 열팽창계수가 11.9×10^-6/℃인 SACM645 재질로 제조되며, 히터는 열팽창계수가 23.4×10^-6/℃인 알루미늄으로 제조된다. 또한 배럴의 외경은 히터의 내경보다 작게 제작된다. 이는 조립 시에 배럴이 히터의 중공 즉 내경에 용이하게 삽입되어 조립되게 구성한 것이다.On the other hand, in the extruder, the barrel is made of SACM645 material having a coefficient of thermal expansion of 11.9 × 10 ⁻⁶ / ° C., and the heater is made of aluminum having a coefficient of thermal expansion of 23.4 × 10 ⁻⁶ / ° C. In addition, the outer diameter of the barrel is made smaller than the inner diameter of the heater. This is configured so that the barrel is easily inserted into the hollow, that is, the inner diameter of the heater during assembly.

이와 같이 구성된 압출기에 있어서, 히터에 열을 가하면, 히터의 열팽창이 배럴의 열팽창보다 커서 히터와 배럴 사이의 간격은 더 커지게 된다. 이와 같이 히터와 배럴 사이에 간격이 더 크게 벌어지면, 그 만큼 히터와 배럴 사이에 열전도가 원활하지 않다는 것으로서, 배럴의 가열속도 및 냉각속도가 떨어진다.In the extruder configured as described above, when heat is applied to the heater, the thermal expansion of the heater is greater than that of the barrel, so that the distance between the heater and the barrel becomes larger. In this way, when the gap between the heater and the barrel is greater, the heat conduction between the heater and the barrel is not as smooth, and the heating and cooling rates of the barrel are lowered.

이와 같이 히터와 배럴 사이의 열전도성 열악해짐에 따라 배럴의 온도조절이 용이하지 않아 제품의 불량은 물론 성형재료의 유동성이 좋지 않아 압출기의 고장 등의 원인으로 작용한다.As the thermal conductivity between the heater and the barrel becomes worse as described above, the temperature of the barrel is not easy to control, which causes malfunction of the extruder due to poor product flow and poor flowability of the molding material.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 히터와 배럴 사이의 간격을 최적화하여 히터와 배럴 사이의 열전도가 양호하게 이루어지도록 구성함으로써, 배럴의 온도제어가 용이한 압출기의 배럴과 히터의 조립체 및 조립방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the problems of the prior art as described above, by optimizing the distance between the heater and the barrel is configured to achieve a good thermal conductivity between the heater and the barrel, it is easy to control the temperature of the barrel extruder The object of the present invention is to provide a method of assembling and assembling a barrel and a heater.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배럴과 히터의 조립체는 내부에 스크루가 위치하도록 중공이 형성된 배럴과, 상기 배럴의 외경보다 작은 내경의 중공이 형성되고 상기 중공에 상기 배럴이 위치하도록 길이방향으로 상호 대칭되게 분할된 복수의 분할체와, 상기 분할체의 외측에 형성된 핀들을 구비한 히터와, 상기 히터의 분할체들을 체결하는 체결부재를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.The assembly of the barrel and the heater of the present invention for achieving the above object is a barrel having a hollow formed so that the screw is located therein, and a hollow having an inner diameter smaller than the outer diameter of the barrel is formed and the length so that the barrel is located in the hollow It characterized in that it comprises a plurality of partitions symmetrically divided in the direction, a heater having pins formed on the outside of the partition, and a fastening member for fastening the partitions of the heater.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 체결부재는 상기 분할체들을 관통하는 볼트와, 상기 볼트에 체결된 너트와, 상기 볼트의 헤드와 상기 분할체의 사이와 상기 너트와 상기 분할체의 사이에 위치하며 상기 분할체 방향으로 탄성력을 가하는 스프링을 포함한다.Further, according to a preferred embodiment of the present invention, the fastening member includes a bolt passing through the partitions, a nut fastened to the bolt, between the head of the bolt and the partition, and between the nut and the partition. It is positioned between and includes a spring for applying an elastic force in the direction of the partition.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 히터의 내경은 상기 배럴의 외경에 대해 0.1 내지 0.5mm 정도 작다. In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the inner diameter of the heater is small about 0.1 to 0.5mm relative to the outer diameter of the barrel.

또한, 본 발명의 압출기의 배럴과 히터의 조립방법에 따르면, 상기 체결부재에 의해 조립된 히터에 열을 가해 팽창하는 단계와, 팽창된 상기 히터의 중공에 상기 배럴을 삽입하는 단계를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.In addition, according to the assembly method of the barrel and the heater of the extruder of the present invention, comprising the steps of expanding by applying heat to the heater assembled by the fastening member, and inserting the barrel into the hollow of the expanded heater. It is technical feature.

아래에서, 본 발명에 따른 압출기의 배럴과 히터의 조립체 및 배럴과 히터의 조립방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the assembly of the barrel and the heater of the extruder and the assembly method of the barrel and the heater according to the present invention will be described in detail.

도면에서, 도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 압출기의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 압출기의 측면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 압출기를 조립하는 과정을 나타낸 블록도이다.1 is a cross-sectional view of an extruder according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the extruder shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing a process of assembling the extruder shown in FIG. 1. .

도 1에 도시된 바와 같이, 압출기(100)는 내부에 스크루(113)가 위치하도록 중공(111)이 형성된 배럴(110)과, 상기 배럴(110)의 외측을 감싸며 외주면에는 핀(123)들이 형성된 한 개 이상의 히터(120) 및, 상기 히터(120)의 핀(123)을 향해 공기를 송풍하여 히터(120)를 냉각하는 송풍기(130)를 포함하며, 상기 히터(120)는 길이방향을 따라 반으로 쪼개져 2개의 분할체(121)로 구성되며, 상기 히터(120)는 체결부재(140)인 볼트(141)와 너트(143)의 체결에 의해 장착된다.As shown in FIG. 1, the extruder 100 includes a barrel 110 in which a hollow 111 is formed so that a screw 113 is positioned therein, and pins 123 are wrapped around an outer circumferential surface of the barrel 110. At least one heater 120 formed and a blower 130 for cooling the heater 120 by blowing air toward the fin 123 of the heater 120, the heater 120 has a longitudinal direction It is split in half and consists of two divided bodies 121, and the heater 120 is mounted by fastening the bolt 141, which is the fastening member 140, and the nut 143.

한편, 상온에서, 히터(120)의 내경은 배럴(110)의 외경 보다 작다. 이와 같이 상대적으로 작은 내경의 히터(120)에 배럴(110)을 끼움에 있어, 히터(120)를 작업온도로 가열하여 팽창시킨 상태에서 배럴(110)을 끼워 조립한다. On the other hand, at room temperature, the inner diameter of the heater 120 is smaller than the outer diameter of the barrel 110. In fitting the barrel 110 to the heater 120 having a relatively small inner diameter as described above, the barrel 110 is assembled by heating the heater 120 to a working temperature and expanding the barrel 110.

아래에서는 본 발명의 압출기의 배럴과 히터의 조립체에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the assembly of the barrel and the heater of the extruder of the present invention will be described in detail.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 히터(120)는 배럴(110)을 감쌀 수 있도 록 중공이 형성된 실린더 구조로서, 외측면에는 핀(123)이 형성된다. 그리고 상기 히터(120)는 길이방향으로 상호 대칭되게 분할된 두 분할체(121)가 조립된 것으로서, 도 1에 보이듯이 히터(120)가 조립된 상태에서 두 분할체(121)의 접촉면에 대해 수직방향으로 볼트(141)가 관통해 위치한다. 그리고 볼트(141)에 너트(143)가 체결되는데, 상기 볼트(141)에는 두 분할체(121)를 상호 조립되는 방향으로 탄성력을 제공하는 코일스프링(145)이 끼워져 위치한다. 즉, 한 개의 코일스프링(145)은 볼트(141)의 헤드(141h)와 히터(120)의 사이에, 그리고 다른 한 개의 코일스프링(145)은 너트(143)와 히터(120)의 사이에 위치하여 히터(120)의 분할체(121)들을 가압한다.As shown in FIGS. 1 to 3, the heater 120 is a cylinder structure in which a hollow is formed to surround the barrel 110, and a fin 123 is formed on an outer surface thereof. In addition, the heater 120 is composed of two divided parts 121 symmetrically divided in the longitudinal direction, as shown in Figure 1 with respect to the contact surface of the two parts 121 in the state in which the heater 120 is assembled The bolt 141 penetrates and is positioned in the vertical direction. The nut 143 is fastened to the bolt 141, and the coil spring 145 is provided to the bolt 141 to provide an elastic force in a direction in which the two split bodies 121 are assembled to each other. That is, one coil spring 145 is between the head 141h of the bolt 141 and the heater 120, and the other coil spring 145 is between the nut 143 and the heater 120. In order to pressurize the partitions 121 of the heater 120.

이와 같이 조립된 히터(120)를 압출 시의 작업온도인 약 100 내지 130℃ 가열한다. 그리고 히터(120)의 중공에 배럴(110)을 삽입한다.The heater 120 assembled as described above is heated to about 100 to 130 ° C. which is a working temperature at the time of extrusion. And the barrel 110 is inserted into the hollow of the heater 120.

여기에서, 히터(120)의 내경은 배럴(110)의 외경보다 작다. 구체적으로 히터(120)의 내경은 배럴(110)의 외경에 대해 0.1 내지 0.5mm 정도 작은 내경을 갖는다. 이와 같이 상대적으로 작은 내경을 갖는 히터(120)를 100 내지 130℃ 로 가열하면, 알루미늄 재질의 히터(120)는 열팽창하여 그 내경에 배럴(110)이 삽입될 정도로 확장된다. 이런 상태에서 배럴(110)을 삽입한다.Here, the inner diameter of the heater 120 is smaller than the outer diameter of the barrel 110. Specifically, the inner diameter of the heater 120 has an inner diameter of about 0.1 mm to 0.5 mm with respect to the outer diameter of the barrel 110. As such, when the heater 120 having a relatively small inner diameter is heated to 100 to 130 ° C., the heater 120 made of aluminum is thermally expanded and expands such that the barrel 110 is inserted into the inner diameter thereof. In this state, the barrel 110 is inserted.

이와 같이 배럴(110)이 삽입된 상태에서, 코일스프링(145)의 탄성력은 히터(120)의 두 분할체(121)가 상호 마주하는 방향으로 힘을 제공하기 때문에, 히터(120)의 내측면과 배럴(110)의 외측면이 밀착하는 방향으로 작용한다.As described above, in the state in which the barrel 110 is inserted, the elastic force of the coil spring 145 provides a force in a direction in which the two partitions 121 of the heater 120 face each other, and thus, an inner surface of the heater 120. And the outer surface of the barrel 110 act in close contact.

한편, 압출기(100)의 가열온도를 130℃라 하고, 냉각온도를 100℃라 하였을 때에, 130℃의 가열온도에서 배럴(110) 외경은 0.43mm확장되고, 히터(120)의 내경은 0.93mm확장되어 접촉간격은 0.5mm이지만, 히터(120)의 내경이 배럴(110)의 외경보다 약 0.1 내지 0.5mm 작기 때문에, 실질적인 접촉간격은 0 내지 0.4mm가 된다.On the other hand, when the heating temperature of the extruder 100 is 130 ° C. and the cooling temperature is 100 ° C., the outer diameter of the barrel 110 is expanded by 0.43 mm at the heating temperature of 130 ° C., and the inner diameter of the heater 120 is 0.93 mm. Although the contact interval is extended to 0.5mm, since the inner diameter of the heater 120 is about 0.1 to 0.5mm smaller than the outer diameter of the barrel 110, the actual contact interval is 0 to 0.4mm.

또한, 100℃의 냉각온도에서 배럴(110) 외경은 0.26mm확장되고, 히터(120)의 내경은 0.41mm확장되어 접촉간격은 0.15mm이다. 따라서 실질적인 접촉간격은 0 내지 0.05mm가 된다.In addition, at a cooling temperature of 100 ° C., the outer diameter of the barrel 110 is expanded by 0.26 mm, the inner diameter of the heater 120 is expanded by 0.41 mm, and the contact interval is 0.15 mm. Therefore, the actual contact interval is 0 to 0.05 mm.

이와 같이 히터(120)의 내경을 배럴(110)의 외경보다 작게 하여 조립함으로써, 가열시 또는 냉각 시에 히터(120)의 내측면과 배럴(110)의 외측면의 간격을 축소시킬 수 있어 열전도를 효과적으로 구현할 수 있다.In this way, by assembling the inner diameter of the heater 120 to be smaller than the outer diameter of the barrel 110, the gap between the inner surface of the heater 120 and the outer surface of the barrel 110 can be reduced during heating or cooling, and thus heat conduction. Can be effectively implemented.

한편, 본 발명에서, 히터(120)의 내경이 배럴(110)의 외경에 비해 0.1mm미만으로 작을 경우에는 히터(120)에 열(100 내지 130℃)을 가했을 때에, 히터(120)의 열팽창이 배럴(110)의 열팽창보다 커서 배럴(110)의 외측면과 히터(120)의 내측면의 사이에 간격이 본 발명의 목적을 구현하기 위한 목적보다 크게 발생하여 열전도성이 떨어진다는 단점이 있다.On the other hand, in the present invention, when the inner diameter of the heater 120 is less than 0.1mm compared to the outer diameter of the barrel 110, when the heat (100 to 130 ℃) is applied to the heater 120, the thermal expansion of the heater 120 Since the gap between the outer surface of the barrel 110 and the inner surface of the heater 120 is greater than the thermal expansion of the barrel 110 is greater than the object for implementing the object of the present invention has a disadvantage that the thermal conductivity is inferior. .

이에 반해, 히터(120)의 내경이 배럴(110)의 외경에 비해 0.5mm를 초과하게 되면, 히터(120)가 냉각되었을 때에 열응력이 크게 발생하여 크랙이나 파단이 발생할 수 있다.On the other hand, if the inner diameter of the heater 120 exceeds 0.5mm compared to the outer diameter of the barrel 110, when the heater 120 is cooled, a large thermal stress may occur and cracks or breakage may occur.

따라서 히터(120)의 내경이 배럴(110)의 외경에 대해 0.1 내지 0.5mm 정도 작은 것이 적당하다.Therefore, it is appropriate that the inner diameter of the heater 120 is about 0.1 to 0.5 mm smaller than the outer diameter of the barrel 110.

앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 압출기의 배럴과 히터의 조립체 및 조립방법은 히터의 내측면과 배럴의 외측면 사이의 간격을 최소화 함으로써, 히터의 열을 배럴에 용이하게 전달할 수 있으며, 또한 배럴의 열을 히터를 통해 용이하게 방출할 수 있다. 따라서 배럴의 온도를 신속하게 조절할 수 있다는 장점이 있다.As described in detail above, the barrel assembly of the extruder of the present invention and the assembly method of the heater can minimize the gap between the inner surface of the heater and the outer surface of the barrel, thereby easily transferring the heat of the heater to the barrel, and also the barrel The heat of can be easily released through the heater. Therefore, there is an advantage that the temperature of the barrel can be adjusted quickly.

이와 같이 배럴의 온도를 신속하게 조절할 수 있어 배럴 내부에 위치한 성형재료의 불량을 감소할 수 있다는 장점이 있다.As such, the temperature of the barrel can be quickly adjusted, thereby reducing the defect of the molding material located inside the barrel.

이상에서 본 발명의 압출기의 배럴과 히터의 조립체 및 조립방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Although the technical idea of the assembly and assembly method of the barrel and the heater of the extruder of the present invention has been described with the accompanying drawings, this is illustrative of the best embodiment of the present invention and not intended to limit the present invention.

Claims

A barrel in which a hollow is formed to position a screw therein; and

A heater having a hollow having an inner diameter smaller than the outer diameter of the barrel and having a plurality of partitions symmetrically divided in a longitudinal direction such that the barrel is located in the hollow, and fins formed outside the partition;

Assembly of the barrel and the heater of the extruder comprising a; fastening member for fastening the partitions of the heater.

The method of claim 1,

The fastening member is located between the bolt passing through the partitions, the nut fastened to the bolt, the head of the bolt and the partition, and between the nut and the partition, and the elastic force in the direction of the partition. Assembly of the barrel and the heater of the extruder, characterized in that it comprises a spring to apply.

The method according to claim 1 or 2,

Assembly of the barrel and the heater of the extruder, characterized in that the inner diameter of the heater is about 0.1 to 0.5mm smaller than the outer diameter of the barrel.

A barrel having a hollow formed therein so that the screw is located therein; a plurality of partitions formed with a hollow having an inner diameter smaller than the outer diameter of the barrel and symmetrically divided in a longitudinal direction such that the barrel is located at the hollow; In the assembly method of the heater and the barrel of the extruder comprising a heater having pins formed on the outside of the; and a fastening member for fastening the partitions of the heater,

Expanding and applying heat to the heater assembled by the fastening member;

And inserting the barrel into the hollow of the expanded heater.