KR20180075045A - 압출기 - Google Patents

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KR20180075045A
KR20180075045A KR1020160178925A KR20160178925A KR20180075045A KR 20180075045 A KR20180075045 A KR 20180075045A KR 1020160178925 A KR1020160178925 A KR 1020160178925A KR 20160178925 A KR20160178925 A KR 20160178925A KR 20180075045 A KR20180075045 A KR 20180075045A
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carbon block
extruder
shutter
pressure
discharge port
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KR1020160178925A
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임성택
홍현기
변미림
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주식회사 피코그램
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Abstract

본 발명은 카본 블럭 제조용 압출기에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 카본 블럭 제조용 압출기는 카본 블럭의 원재료가 투입되는 호퍼, 상기 호퍼가 공급한 원재료를 혼합하면서 이송시키는 혼합 이송부, 상기 혼합 이송부의 단부에 마련되어 혼합된 원재료로 카본 블럭을 성형하여 토출구로 토출시키는 성형 압출부, 및 상기 성형 압출부의 토출구를 개폐하는 가압 셔터를 포함한다.

Description

압출기{EXTRUDER}
본 발명은 압출기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카본 블럭의 제조에 사용되는 압출기에 관한 것이다.
일반적으로 가정 또는 사무실 등에 설치되는 정수기는 수도수 또는 자연수 등의 원수(原水)를 필터링해서 온정수나 냉정수로 사용자에게 공급한다. 정수기에는 원수에 혼입된 부유물을 포함하여 인체에 유해한 성분을 제거하고, 냄새를 소취하며, 수인성 질환을 유발하는 세균을 살균하기 위하여 마련된 다수의 필터가 포함되어 있다.
구체적으로, 정수기에는 원수가 순차적으로 통과하면서 정수로 형성되도록 하는 침전 필터(sediment filter), 카본 블럭(carbon block, 활성탄)의 미세 기공에 의한 흡착 작용에 의해 필터링 기능을 수행하는 프리 카본 필터(pre-carbon filter), 막 표면에 분포하는 다수의 미세 기공을 통해 오염 물질을 제거하는 중공사막 필터, 포스트 카본 필터(post-carbon filter), 및 자외선 살균 필터(UV-filter) 등이 선택적으로 적용되고 있다.
이 중, 프리 카본 필터 또는 포스트 카본 필터가 적용된 정수기에는 내부에 카본 블럭이 수납된 필터 케이스가 수납된 외장 케이스가 마련되어 있고, 외장 케이스 내부로 연통된 입수구를 통해 입수된 원수는 필터 케이스 내의 카본 블럭에 의해 필터링되고 나서 외장 케이스의 출수구를 통해 출수된다. 즉, 정수기는 카본 블럭이 가지고 있는 고유한 기능인 다공성 흡착 기능을 이용하여 원수에 포함되어 있는 부유물 및 인체에 유해한 성분들을 포함하는 불순물을 제거한다.
전술한 불순물 제거용 카본 블럭을 제조하기 위하여 다양한 장치들이 이용되고 있는데, 특히 압출기를 사용한 카본 블럭 제조 방법이 널리 이용되고 있다. 압출기는 이송기로부터 카본 블럭 제조용 혼합물을 공급받아 이를 압출하여 카본 블럭을 형성한다. 즉, 카본 블럭 제조용 혼합물이 고온 상태로 이송기에 이송된 후, 압출기를 통해 압출됨으로써 카본 블럭이 제조된다.
그러나, 종래의 카본 블럭 제조를 위한 압출기는 카본 블럭 제조용 혼합물의 투입구, 성형부, 그리고 토출구가 모두 개방되어 있으므로, 카본 블럭을 높은 압력으로 성형하지 못하는 문제점이 있다. 이에, 종래의 압출 방식으로 제조된 카본 블럭은 블럭의 조밀성이 낮아 높은 성능을 확보하기 어려웠다. 또한, 종래의 카본 블럭 제조를 위한 압출기는 카본 블럭의 밀도 및 기공의 크기 등을 필요에 따라 다양하게 조절할 수 없다는 문제점도 있다.
본 발명의 실시예는 카본 블럭의 조밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 카본 블럭의 밀도와 크기를 용이하게 임의로 조절할 수 있는 카본 블럭 제조용 압출기를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 카본 블럭 제조용 압출기는 카본 블럭(carbon block)의 원재료가 투입되는 호퍼(hopper), 상기 호퍼가 공급한 원재료를 혼합하면서 이송시키는 혼합 이송부, 상기 혼합 이송부의 단부에 마련되어 혼합된 원재료를 토출구로 압출시켜 카본 블럭을 성형하는 성형 압출부, 및 상기 성형 압출부의 토출구를 개폐하는 가압 셔터(shutter)를 포함한다.
상기 혼합 이송부는 중공형의 이송관과, 상기 이송관 내부에 회전 가능하게 설치된 스크류, 그리고 상기 스크류를 회전시키는 스크류 구동부를 포함할 수 있다.
상기 가압 셔터가 폐쇄되어 상기 토출구를 막으면 상기 성형 압출부의 내부 압력이 상승하면서 카본 블럭이 압축되어 조밀도를 증가시킬 수 있다.
상기한 카본 블럭 제조용 압출기는 상기 성형 압출부의 내부 압력을 측정하는 압력계를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 가압 셔터는 상기 압력계가 측정한 압력이 기설정된 압력에 도달하면 상기 토출구를 개방시킬 수 있다.
또한, 상기 가압 셔터는 상기 스크류의 회전 속도에 연동하여 설정된 개폐 시간을 주기로 상기 토출구를 반복적으로 개폐할 수 있다.
또한, 상기 가압 셔터의 단부에는 커팅날이 형성될 수 있다.
상기한 카본 블럭 제조용 압출기는 상기 가압 셔터가 상기 토출구를 개폐하도록 왕복 운동시키는 셔터 구동부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가압 셔터는 서로 반대되는 양방향으로 왕복 이동하면서 상기 성형 압출부의 토출구를 개폐하는 한 쌍의 셔터부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 셔터 구동부는 상기 한 쌍의 셔터부를 왕복 운동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 카본 블럭 제조용 압출기는 카본 블럭의 조밀도를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 카본 블럭의 밀도와 크기를 용이하게 임의로 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 카본 블럭 제조용 압출기의 정면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 카본 블럭 제조용 압출기에 사용되는 가압 셔터의 동작 상태를 나타낸 측면도들이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 카본 블럭 제조용 압출기의 정면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도면들은 개략적이고 축척에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 축소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 카본 블럭 제조용 압출기(101)를 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카본 블럭 제조용 압출기(101)는 호퍼(hopper, 800), 혼합 이송부(200), 성형 압출부(300), 및 가압 셔터(400)를 포함한다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카본 블럭 제조용 압출기(101)는 압력계(730) 및 셔터 구동부(450, 도 2에 도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 카본 블럭 제조용 압출기(101)는 제어부(700) 및 냉각 챔버(500)를 더 포함할 수 있다.
호퍼(800)는 상부로부터 투입된 카본 블럭(carbon block)의 원재료를 일시 보관하였다가 하부로 일정량씩 방출시킨다. 즉, 호퍼(800)는 카본 블럭(CB)의 원재료의 방출량을 필요에 따라 조절할 수 있다. 이때, 카본 블럭(CB)의 원재료는 고온의 상태로 호퍼(800)에서 방출될 수 있다.
혼합 이송부(200)는 호퍼(800)로부터 공급된 원재료를 혼합하면서 후술할 성형 압출부(300)를 향해 이송시킨다.
본 발명의 제1 실시예에서, 혼합 이송부(200)는 중공형의 이송관(210), 이송관(210) 내부에 회전 가능하게 설치된 스크류(270), 및 스크류(270)를 회전시키는 스크류 구동부(250)를 포함한다. 스크류(270)가 이송관 내부에서 회전하면, 호퍼(800)에서 이송관(210)으로 공급된 카본 블럭(CB)의 원재료가 혼합되면서 후술할 성형 압출부(300)를 향해 이송된다. 스크류 구동부(250)는 스크류(270)에 회전 동력을 공급하는 구동 모터와 회전 속도를 가감시키는 기어 박스를 포함한다.
성형 압출부(300)는 혼합 이송부(200)의 단부에 마련된다. 성형 압출부(300)는 이송관(210)으로 공급받은 원재료를 토출구(309)를 통해 압출시킴으로써 카본 블럭(CB)을 성형한다. 이때, 스크류(270)의 일단부가 성형 압출부(300)의 내부로 연장되어 성형 압출부(300)에서 압출되는 카본 블럭(CB)의 모양을 형성하는데 사용될 수 있다.
압력계(730)는 성형 압출부(300)의 내부 압력을 측정한다. 압력계(730)는 측정된 압력 정보를 후술할 제어부(700) 또는 셔터 구동부(450)에 전달할 수 있다.
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 가압 셔터(400)는 성형 압출부(300)의 토출구(309)를 개폐한다. 도 2는 가압 셔터(400)가 토출구(309)를 개방시킨 상태를 나타내며, 도 3은 가압 셔터(400)가 토출구(309)를 폐쇄한 상태를 나타낸다.
본 발명의 제1 실시예에서, 가압 셔터(400)가 폐쇄되어 토출구(309)를 막으면 성형 압출부(300)의 내부 압력이 상승한다. 그리고 전술한 바와 같이, 성형 압출부(300)의 내부 압력이 상승된 상태에서 가압 셔터(400)가 토출구(309)를 개방시키면, 토출구(309)를 통해 압출되면서 성형될 카본 블럭(CB)이 높은 압력으로 압축되어 카본 블럭(CB)의 조밀도가 크게 증가된다.
구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 가압 셔터(400)는 압력계(730)가 측정한 압력이 기설정된 압력에 도달하면 토출구(309)를 개방시킬 수 있다. 그리고 기설정된 시간이 경과하거나 또는 성형 압출부(300)의 내부 압력이 일정 압력 이하로 낮아지면 가압 셔터(400)는 다시 토출구(309)를 폐쇄한다.
여기서, 가압 셔터(400)가 토출구를 개방시키는 압력은 제조하고자 하는 카본 블럭(CB)의 조밀도 등에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 또한, 가압 셔터(400)가 토출구(309)를 다시 폐쇄하는 시간 또는 압력은 제조하고자 하는 카본 블럭(CB)의 길이 등에 따라서 다양하게 설정될 수 있다.
가압 셔터(400)는 서로 반대되는 양방향으로 왕복 이동하면서 성형 압출부(300)의 토출구(309)를 개폐하는 한 쌍의 셔터부를 포함할 수 있다. 즉, 가압 셔터(400)는 양문형 미닫이 방식으로 성형 압출부(300)의 토출구(309)를 개폐할 수 있다. 하지만, 본 발명의 제1 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니다. 즉, 가압 셔터(400)는 하나의 셔터부를 가지고 일문형 미닫이 방식으로 성형 압출부(300)의 토출구(309)를 개폐할 수도 있다.
본 발명이 제1 실시예에 따르면, 가압 셔터(400)의 단부에는 커팅날(407)이 형성될 수 있다. 이에, 가압 셔터(400)가 성형 압출부(300)의 토출구(309)를 개폐하면서, 성형 압출부(300)로 토출되는 카본 블럭(CB)을 일정한 길이로 절단하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 카본 블럭(CB)의 길이를 절단하기 위한 별도의 커팅 장치를 마련할 필요가 없다.
셔터 구동부(450)는 가압 셔터(400)의 한 쌍의 셔터부 또는 하나의 셔터부를 왕복 운동시킨다. 일례로, 셔터 구동부(450)는 구동 실린더를 포함할 수 있다.
제어부(700)는, 앞서 도 1에서 도시한 바와 같이, 압력계(730)가 측정한 압력 정보 신호를 받아서 셔터 구동부(450)의 동작을 제어할 수 있다. 하지만, 본 발명의 제1 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 압력계(730)가 직접 셔터 구동부(450)에 압력 정보 신호를 전달할 수도 있다. 이때, 제어부(700)는 셔터 구동부(450)에 내장되거나 생략될 수 있다.
냉각 챔버(500)는 성형 압출부(300)에서 높은 압력으로 압출 성형된 카본 블럭(CB)을 냉각시킨다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 카본 블럭 제조용 압출기(101)는 높은 압력으로 카본 블럭(CB)을 압출시킬 수 있으므로, 카본 블럭(CB)의 조밀도를 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 카본 블럭 제조용 압출기(101)를 통해 제조할 카본 블럭(CB)의 밀도와 크기를 필요에 따라 용이하게 임의로 조절할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 카본 블럭 제조용 압출기(102)를 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 압출기(102)에서는 가압 셔터(400)가 스크류(270)의 회전 속도에 연동하여 설정된 개폐 시간을 주기로 토출구(309)를 반복적으로 개폐할 수 있다. 이때, 스크류(270)의 회전 속도에 대한 정보는 스크류 구동부(250)를 통해 얻을 수 있다.
구체적으로, 제어부(700)가 스크류 구동부(250)로부터 스크류(270)의 회전 속도 정보 신호를 전달받아 스크류(270)의 회전 속도에 따라 셔터 구동부(450)의 동작을 제어하여 가압 셔터(400)의 개폐 주기를 조절할 수 있다.
스크류 구동부(250)가 회전시키는 스크류(270)의 회전 속도가 빨라지면 이에 연동하여 가압 셔터(400)의 개폐 주기도 줄어들 수 있다. 반대로, 스크류 구동부(250)가 회전시키는 스크류(270)의 회전 속도가 느려지면 이에 연동하여 가압 셔터(400)의 개폐 주기도 늘어날 수 있다.
또한, 제어부(700)는 조밀도가 높은 카본 블럭(CB)을 제조하고자 할 경우에는, 가압 셔터(400)가 닫혀 있는 시간을 늘릴 수 있다. 이와 같이, 가압 셔터(400)가 닫혀 있는 시간이 늘어나면, 성형 압출부(300)의 내부 압력이 상승한다. 성형 압출부(300)의 내부 압력이 상승된 상태에서 가압 셔터(400)가 토출구(309)를 개방시키면, 토출구(309)를 통해 압출되면서 성형될 카본 블럭(CB)이 높은 압력으로 압축되어 카본 블럭(CB)의 조밀도가 크게 향상된다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 가압 셔터(400)가 닫혀 있는 시간을 제어하여 카본 블럭(CB)의 조밀도를 조절할 수 있으며, 가압 셔터(400)가 열려 있는 시간을 제어하여 카본 블럭(CB)의 길이를 조절할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서도, 스크류 구동부(250)가 회전 속도 정보 신호를 직접 셔터 구동부(450)에 전달할 수 있다. 이때, 제어부(700)는 셔터 구동부(450)에 내장되거나 생략될 수 있다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 카본 블럭 제조용 압출기(102)는 높은 압력으로 카본 블럭(CB)을 압출시킬 수 있으므로, 카본 블럭(CB)의 조밀도를 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 경우에도, 카본 블럭 제조용 압출기(102)를 통해 제조할 카본 블럭(CB)의 밀도와 크기를 필요에 따라 용이하게 임의로 조절할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
101, 102: 카본 블럭 제조용 압출기
200: 혼합 이송부
210: 이송관
250: 스크류 구동부
270: 스크류
300: 성형 압출부
309: 토출구
400: 가압 셔터
407: 커팅날
450: 셔터 구동부
500: 냉각 챔버
700: 제어부
730: 압력계
800: 호퍼

Claims (8)

  1. 카본 블럭(carbon block)의 원재료가 투입되는 호퍼(hopper);
    상기 호퍼가 공급한 원재료를 혼합하면서 이송시키는 혼합 이송부;
    상기 혼합 이송부의 단부에 마련되어 혼합된 원재료를 토출구로 압출시켜 카본 블럭을 성형하는 성형 압출부; 및
    상기 성형 압출부의 토출구를 개폐하는 가압 셔터(shutter)
    를 포함하는 카본 블럭 제조용 압출기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합 이송부는 중공형의 이송관; 상기 이송관 내부에 회전 가능하게 설치된 스크류; 및 상기 스크류를 회전시키는 스크류 구동부를 포함하는 것인 카본 블럭 제조용 압출기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가압 셔터가 폐쇄되어 상기 토출구를 막으면 상기 성형 압출부의 내부 압력이 상승하면서 카본 블럭이 압축되어, 카본 블록의 조밀도를 증가시키는 것인 카본 블럭 제조용 압출기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 성형 압출부의 내부 압력을 측정하는 압력계를 더 포함하며, 상기 가압 셔터는 상기 압력계가 측정한 압력이 기설정된 압력에 도달하면 상기 토출구를 개방시키는 것인 카본 블럭 제조용 압출기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 가압 셔터는 상기 스크류의 회전 속도에 연동하여 설정된 개폐 시간을 주기로 상기 토출구를 반복적으로 개폐하는 것인 카본 블럭 제조용 압출기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가압 셔터의 단부에는 커팅날이 형성된 것인 카본 블럭 제조용 압출기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압 셔터가 상기 토출구를 개폐하도록 왕복 운동시키는 셔터 구동부를 더 포함하는 카본 블럭 제조용 압출기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 가압 셔터는 서로 반대되는 양방향으로 왕복 이동하면서 상기 성형 압출부의 토출구를 개폐하는 한 쌍의 셔터부를 포함하며, 상기 셔터 구동부는 상기 한 쌍의 셔터부를 왕복 운동시키는 것인 카본 블럭 제조용 압출기.
KR1020160178925A 2016-12-26 2016-12-26 압출기 KR20180075045A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109647055A (zh) * 2019-01-08 2019-04-19 深圳市乐博维环保科技有限公司 一种免冲洗的椰壳活性炭滤芯的制作方法
CN116423791A (zh) * 2023-06-13 2023-07-14 南昌大学 一种亲水抑菌性医用微管的气液辅助成型装置及方法

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