垂直向下式重力挤压装置的制作方法

本发明涉及垂直向下式重力挤压装置，更具体地，涉及如下的垂直向下式重力挤压装置：被垂直地配置，利用被投入的原料的自重和螺杆而熔融树脂并排出到下方。

背景技术：

通常，合成树脂熔融挤压机为水平式挤压机，其构成为如下结构：在圆筒形态的加热性料筒(cylinder)的内部设置挤压螺杆，利用设置于前端部的驱动装置而使挤压螺杆旋转，从而熔融通过朝上的部位的漏斗而被投入的合成树脂原料，并通过形成于料筒端部的模具而进行挤压。

在上述水平式挤压装置中，仅在一侧设有用于固定螺杆的轴承轴，而在出口侧，螺杆叶片与料筒内壁相接而导致磨损和热损伤。

作为水平式挤压装置的以往的技术，在韩国注册实用新型公报第20-0274895号中公开了如下的公知的合成树脂熔融挤压机：在加热性料筒内部设置一个以上的挤压螺杆，利用设置于前端部的驱动装置而使挤压螺杆旋转，从而熔融通过原料供给部而被投入的合成树脂原料，并通过形成于料筒的末端部的排出部而进行挤压。

在韩国注册专利公报第10-1111392号中公开了在粉碎部的一侧结合有摩擦部并在粉碎部的另一侧结合有驱动部的合成树脂熔融挤压机。

在如上所述的以往的技术中存在如下问题：由于大部分横向配置，从而对用来横向挤压排出的电机施加到过度的负荷，螺杆与料筒的磨损严重，导致螺杆或螺杆轴断裂，并且模具、轴承、螺栓紧固被破坏。另外，受到设置空间的限制，难以进行维修。

技术实现要素：

本发明是为了解决如上述的问题点而研发的，本发明的目的在于提供如下的垂直向下式重力挤压装置：被垂直地配置而能够利用自重熔融并挤压合成树脂原料，因此能够防止螺杆及电机等机械部件的损坏，从而能够大幅提高生产率。

另外，本发明的目的在于提供如下的垂直向下式重力挤压装置：不受设置空间的限制，能够简便地执行设置于料筒内部的各种机械部件的修理及更换作业。

另外，本发明的目的在于提供如下的垂直向下式重力挤压装置：在成型模具与螺杆的结合部位形成多级的阻挡结构，从而能够防止熔融合成树脂流出到外部。

为了达到上述目的，本发明的垂直向下式重力挤压装置的特征在于，包括：料筒1，其借助于支承台而被垂直地设置；投入口11，其设置于上述料筒的上端而用于投入原料；螺杆2，其在长度方向上设置于上述料筒1的内部，通过电机5被驱动，且将合成树脂原料挤压到排出侧；料筒加热器3，其被设置成包围上述料筒1的外表面，对由上述螺杆2移送的合成树脂原料进行加热熔融；螺杆加热器80，其设置于上述螺杆的内部；及成型模具4，其设置于上述料筒1的下端，将熔融的合成树脂挤压成规定的形状。

本发明的特征在于，在上述料筒的下部的主体内部，在长度方向上形成有多个穿孔30，供辅助加热器31插入。

本发明的特征在于，上述螺杆加热器在管内部填充流体而进行加热，或者插入加热棒而进行加热。

本发明的特征在于，在螺杆支承台43的上部，以一定的间隔形成有用于阻断熔融合成树脂的泄漏的多个凸部431，在上述外向扩张部21的底面形成有与上述凸部431对应的凹部211。

本发明的特征在于，在上述成型模具以可插入及可分离的方式安装有过滤单元6，该过滤单元6用于去除合成树脂内所包含的杂质，上述过滤单元6由如下部件构成：固定板61，在该固定板61上形成有多个螺栓紧固孔611；及格子结构的过滤网62，其以彼此正交的方式与上述固定板61的内表面结合。

本发明的特征在于，在上述成型模具的底部以彼此相互作用的方式设置有交叉切割器7的刀刃，该交叉切割器7的刀刃用于切割从成型模具4排出的成型物。

发明效果

本发明的垂直向下式重力挤压装置被垂直地配置，利用自重熔融挤压合成树脂原料，因此减少了机械性的负荷压力部件，减少螺杆及料筒内部的磨损，并防止电机等的机械部件的破损，从而能够减少磨损和故障，减少中断作业等情况，因此能够使生产率倍增。

另外，不受设置空间的限制，能够容易且方便地进行设置于料筒内部的各种机械部件的修理及更换作业，因此大幅缩短保修作业时间，并将安全事故防患于未然。

另外，为了防止有可能在垂直向下式中发生的熔融合成树脂的流出，在成型模具与螺杆的结合部位形成多级的阻挡结构，因此能够持续地保持顺利的生产，不会因树脂的流出而导致作业中断。

另外，应对在垂直向下式重力挤压装置中树脂原料的滞留时间短暂的情况，在螺杆管内部还设置加热装置，通过急速加热而提高树脂原料的熔融速度。

附图说明

图1是由双螺杆构成的本发明的垂直向下式重力挤压装置的截面图。

图2是本发明的料筒辅助加热器的截面图及仰视图。

图3是示出本发明的垂直向下式重力挤压装置的成型模具的仰视图。

图4是示出本发明的垂直向下式重力挤压装置的成型模具的另一实施例的图。

图5是将本发明的垂直向下式重力挤压装置的泄漏阻断结构扩大而示出的图。

图6是示出本发明的垂直向下式重力挤压装置的另一实施例的图。

图7是在螺杆内部设置加热器的截面图。

具体实施方式

下面，参照附图而对本发明的优选实施例进行说明。

本发明的垂直向下式重力挤压装置被垂直地配置，以能够利用重力的自重和螺杆而顺利地熔融挤压PE、PP等合成树脂原料，并且生产粒料(pellet)及废料(scrap)等成型物。上述垂直向下式重力挤压装置的特征在于，包括：料筒1，其在上部形成有用于投入合成树脂原料的两个投入口11；螺杆2，其在长度方向上设置于上述料筒的内部，通过电机5被驱动，且将合成树脂原料挤压到排出侧；料筒加热器3，其被设置成包围上述料筒的外表面，对由上述螺杆移送的合成树脂原料进行加热熔融；螺杆加热器80，其设置于上述螺杆的内部；及成型模具4，其设置于上述料筒的下端，将熔融的合成树脂原料加压成型为规定的形状。

图1是由双螺杆构成的本发明的垂直向下式重力挤压装置的截面图，包括：料筒1，其在上部形成有用于投入合成树脂原料的投入口11；螺杆2，其在长度方向上设 置于上述料筒1的内部，通过电机5被驱动，且将合成树脂原料挤压到排出侧；料筒加热器3，其被设置成包围上述料筒1的外表面，对由上述螺杆2移送的合成树脂原料进行加热熔融；及成型模具4，其设置于上述料筒1的下端，将熔融的合成树脂原料加压成型为规定的形状。

在以往的水平式熔融挤压机的情况下，原料投入口(漏斗)仅形成于上部的一侧，不论是单螺杆还是双螺杆，由于不均匀地投入原料并进行混合，因此均发生中断现象，导致成型物的品质不均匀，并且因投入原料的局部集中现象而引发螺杆的过负荷的问题。本发明解决了这样的问题，本发明具有如下优点：采用垂直式，从螺杆2的上端的两个投入口11投入原料，因此能够连续地供给原料，不会因原料的自重而发生中断。

在本发明的垂直向下式重力挤压装置中，料筒1等被垂直地配置，通过料筒1的两侧的投入口11而均匀地投入合成树脂原料，由此，通过螺杆2的旋转而向下移送的速度变得均匀，使得通过成型模具4而排出的成型物以均匀的形态排出。

上述料筒1的上端在垂直方向上固定设置于构成为方框形态的固定框架8的中央，由方框形态的重物支承台9支承上述料筒1的下端。上述固定框架8和重物支承台9能够与料筒的凸缘12结合及分离。可利用升降架(crane)或链子和挂钩等而将料筒或螺杆拉升而进行作业，并且使上述重物支承台通过半固定旋转方式以旋转轴为中心进行单向旋转，由此能够使其卧倒，因此可容易地进行修理及更换作业。

在上述料筒1的上部及下部分别形成有凸缘12，利用螺栓等紧固部件而固定到上述固定框架8和重物支承台9的凸缘。

在上述料筒1的下部设有电机5，利用电机5的驱动力来实现螺杆2的转动，电机5的驱动力通过减速器51而使螺杆2适当地旋转，并且挤压所投入的合成树脂原料而进行排出。在地面下另设保护盒之后，在其内部设置电机5及减速器51，由此防止由于外部环境的影响而在电机5和减速器51上发生故障。

设置于上述料筒1的外周缘的料筒加热器3优选构成为夹套(jacket)型，加热温度优选保持约200℃～400℃左右。

在本发明中例示了通过电阻而加热的情况，但本发明不限于此，可使用高频感应加热(induction heating)或电介质加热(dielectric heating)。高频感应加热作为利用由感应线圈产生的涡流的加热，能够将金属有效地加热，电介质加热作为利用介电损 耗的加热，能够将电介质有效地加热。

另外，如图2所示，在料筒下部的主体内部，在长度方向上形成有多个穿孔30，供辅助加热器31插入。在通过料筒加热器3未能达到目标温度的情况下，由上述辅助加热器31进行追加加热，上述辅助加热器31使用棒加热器，在该棒加热器中插入有使用了镍铬合金丝或碳丝发热体的热丝。

另外，如图7的(A)所示，可在螺杆内部进一步设置螺杆加热器80。螺杆内部为内部空间空的管形态，其中填充有耐受200℃～400℃的油等流体，通过螺杆加热器80进行加热，能够快速地熔融因垂直向下式而滞留时间短暂的树脂。在螺杆内部的上端设置容量计81或温度检测器82而调节油的量和温度。关于螺杆加热器80的电连接，能够利用旋转接头91和衬套轴承90等进行通电。

作为螺杆加热器80的另一实施例，如图7的(B)所示，在可插入螺杆内部的管801或棒的外周面形成槽来插入热丝802，由此能够使用加热器。

另外，上述螺杆2设置为1个或2个以上，其起到接收电机5的驱动力而旋转，由此将合成树脂原料移送到下部的作用。在由两个螺杆构成的双螺杆的情况下，一个螺杆可通过与电机连接的驱动齿轮而旋转，另一个螺杆可通过与驱动齿轮啮合而旋转的从动齿轮来旋转。

在上述螺杆2的上端和下端分别设置轴承22或衬套而支承螺杆2的旋转，从而在由合成树脂原料产生的压力下也能够稳定地旋转，由此能够防止负荷干扰。在以往的水平式挤压装置的情况下，仅在一侧设置支承轴承，由此存在压力集中而引起破损的问题，但在本发明的情况下，在两端设置支承轴承，从而均匀地受到压力，因此能够提高挤压效率，延长螺杆2的使用寿命。

在上述螺杆2的下端形成有外向扩张部21，该外向扩张部21朝向外侧向下倾斜地延伸。上述外向扩张部21的外径优选形成为大于螺杆2轴的外径且小于螺杆2叶片的外径。

利用上述外向扩张部21，将通过上述螺杆2的旋转而移送至下方的熔融合成树脂引导移送到从螺杆2的中心偏离的位置处，而通过成型模具4的挤压口42排出。此时，对应的料筒的内径同样以锥形的形态扩张。

本发明的垂直向下式的特征之一在于，与水平式相比，螺杆的刃与刃之间的间距间隔狭窄。由于因重力而有可能导致原料在未被熔解的状态下下降，因此通过缩小间 距间隔而增加停滞的时间(滞留时间)，从而能够充分地熔解。由于狭窄的间距间隔，与水平式相比，有可能导致生产量减少，但关于这一点，可通过提高螺杆的转速来弥补。关于螺杆的旋转，适合设定为40rpm～70rpm，但不限于此。

在上述螺杆2轴的下端设置固定轴承52而支承螺杆轴，并通过5-6角承窝(socket)而与减速齿轮51连接，由此在更换或维修成型模具4时，能够与减速器拆开。

图3示出本发明的成型模具4的仰视图，其中形成有多个挤压口42，以挤压出熔融的合成树脂。在本实施例中，在圆形的成型模具中只有在一半的成型模具中形成有挤压口42，但这仅为一个实施例，可调整挤压口的位置和分布，以容易地收集压缩物。

成型模具的支承台43起到与上部轴承一起对旋转的螺杆2进行轴支承的作用和阻断熔融物的泄漏的功能，支承台43与成型模具4一体形成，或者以能够与成型模具结合的方式被拆装。另外，成型模具的支承台43优选形成为与螺杆轴的外向扩张部21的底面的突出部位的宽度相同的宽度。形成有供上述螺杆2的旋转轴通过的通孔41。上述通孔41根据上述螺杆2的设置数量而形成为一个或多个。

图4示出在圆形的成型模具中仅使用一半的成型模具的实施例中的倾斜的导板44的成型模具。上述成型模具4与外向扩张部的末端的圆周对应地形成为圆形，但难以以圆形收集所排出的成型物，因此为了提高收集效率，优选仅使用成型模具4的一半。此时，关于未使用的另一半，优选在成型模具内设置倾斜的导板44，使熔融物聚集在一侧方向。

在上述成型模具4的底部的一侧还可设置用于切割从成型模具4排出的成型物的交叉切割器7。上述交叉切割器7可仅设置于形成有上述挤压口42的一侧，切割通过上述成型模具4的挤压口42而排出的成型物。

图5是将设置于成型模具的支承台43的上部的泄漏阻断单元放大显示的图，在上述支承台43的上部，以一定的间隔形成有用于阻断熔融合成树脂的泄漏的多个凸部431，在上述螺杆的外向扩张部21的底面形成有与上述凸部431对应的凹部211。在俯视时，可看到以同心圆形状而形成有峰和谷。螺杆的凹部211与支承台的凸部431啮合而旋转。

通过形成上述凸部431和凹部211，分多级而阻断熔融合成树脂的泄漏，由此防 止熔融合成树脂泄漏到外部，从而保护设备，并防止原料损失。

特别是，优选为，在上述多个凸部431中位于中间的凹凸部位的上端形成有金属材质的刷子，并在位于内侧的凹凸部位上埋设有圆形的加热器。这是为了在滤出未熔融的合成树脂的同时，将其加热熔融，从而将其引导为流向成型模具4的挤压口42侧。

如图6所示，在上述成型模具4的一侧，以可插入及可分离的方式安装有过滤单元6，该过滤单元6用于去除包含在合成树脂内的杂质。

上述过滤单元6由如下部件构成：固定板61，在该固定板61上形成有多个螺栓紧固孔611；及过滤网62，其为微细的格子结构，以彼此正交的方式与上述固定板61的内表面结合。

如上所述地构成的过滤单元6起到去除熔融合成树脂内所包含的杂质的作用，在过滤单元6中，利用螺栓而能够使上述固定板61相对于上述成型模具4的外侧固定或分离，并且以推拉方式使上述过滤网62滑动，从而能够容易地安装及更换。

通过上述过滤单元6而去除杂质的同时持续地进行挤压，特别地，将滤有所去除的杂质的过滤网62从上述成型模具4分离，由此能够容易地进行清洁或更换。

上述过滤单元通常安装在小型机器等中，而在燃料用成型机等中使用的100马力以上的大中型机器的情况下无需安装上述过滤单元。