KR101675523B1 - 타이어제조 정련공정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어 정련공정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밀의 온도가 제어되고, 냉각효과가 균등하게 이루어지는 타이어 정련공정장치에 관한 것으로서, 원재료 고무를 혼합하는 믹서와 혼합고무를 이동시키는 이송부와 이송부로부터 공급받은 혼합고무를 고무시트형태로 배출시키는 밀링장치를 포함하고, 밀링장치는 서로 대향되는 밀 여러 쌍이 있는 밀링부를 포함하고, 밀 각각에 냉각장치가 연결되어 개별적으로 온도제어가 가능한 것을 특징으로 한다.

Description

타이어제조 정련공정장치{Refining process apparatus for tire building}
본 발명은 타이어제조 정련공정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밀의 온도가 제어되고, 냉각효과가 균등하게 이루어지는 타이어제조 정련공정장치에 관한 것이다.
타이어 제조 시 정련공정은 고무와 각종 원/부재료를 혼합하는 공정으로 고무와 화합물의 배합을 통해 타이어용 고무를 만드는 공정이다.
도 1에서 나타낸 바와 같이 믹서(10)를 통해 고무와 화합물을 섞어주고, 적절히 혼합된 고무는 배출구(20)를 통해 배출되고, 이송부(30) 예를 들면 공지의 스크류롤러에 의해 분쇄되어 이송된다. 이송된 혼합고무는 밀링장치(40)에 의해 고무시트(50)로 출력되고, 출력된 고무시트(50)는 압출, 압연, 성형 등의 공정을 거쳐 타이어의 반제품으로 만들어진다.
냉각된 분위기에서 밀링이 진행되는데 밀링작업에서 혼합되는 고무의 종류에 따라 온도를 제어하지 않으면 고무시트(50)의 품질에 문제가 생긴다. 각각의 고무의 종류에 따라 물리적, 화학적 성질이 다르기 때문이다. 냉각된 분위기에서 밀링을 진행하기 위해 통상적으로 사용되는 방법은 공급관을 통해 냉각수를 밀 내부로 통과시켜 열에너지를 흡수하고 배출관을 통해 열에너지를 흡수한 냉각수를 배출시키는 수냉식 방법으로 각각의 혼합고무의 온도조건에 맞추어 냉각온도를 조절하기가 힘들었다.
게다가 종래의 기술은 밀 한 쌍만을 설치하였기 때문에 혼합고무의 성질에 맞는 온도조건에서 밀링작업을 하려면 다시 설정하여 밀링작업을 하여야 하는데 냉각온도를 조절하기 힘들어 작업이 지체되는 문제점이 있었다.
특히 한 쌍의 밀은 각각 온도 차이가 있어 온도 차이에 의해 밀링을 마친 혼합고무가 일 측의 밀에 붙어 컨베이어 밸트로 이동하여 이송되게 되는데 혼합고무의 성질에 따라 온도가 낮은 측 밀에 붙는 혼합고무(부틸함량이 높은 경우)도 있고 온도가 높은 측 밀에 붙는 혼합고무도 있어 밀의 온도를 급격히 변화시켜야 작업의 연속성이 이루어진다. 하지만 밀의 온도를 급격히 변화시키는 것은 불가능하다는 문제점이 있다.
또, 고무시트(50)의 품질을 향상시키기 위해서는 밀의 온도가 전체적으로 균일해야 한다. 하지만 종래에는 one-way flow방식으로 냉각수를 공급하기 때문에 상류 측이 온도가 낮고 하류로 갈수록 온도가 높아져 균일하지 않은 문제점이 있었다.
특허문헌 1 : 한국 특허 공개공보 제 10-2005-0114990 호
본 발명은 종래기술의 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 믹서에서 공급되는 혼합고무의 종류에 맞추어 밀링작업을 수행할 수 있고, 또 밀의 표면 온도가 균일한 타이어제조 정련공정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 타이어 정련공정장치는 원재료 고무를 혼합하는 믹서와 혼합고무를 이동시키는 이송부와 이송부로부터 공급받은 혼합고무를 고무시트형태로 배출시키는 밀링장치를 포함하고, 밀링장치는 서로 대향되는 밀 여러 쌍이 있는 밀링부를 포함하고, 밀 각각에 냉각장치가 연결되어 개별적으로 온도제어가 가능한 것을 특징으로 한다.
또, 밀은 밀의 내측으로 원주를 따라 길이방향으로 일정간격으로 배열되고, 냉각수가 흐르는 복수의 제 1 냉각관과 복수의 제 2 냉각관을 포함하고, 일 측 단부에는 제 1 냉각관과 연통되고, 외부로부터 냉각수가 공급되는 제 1 공급관이 형성되어 있는 제 1 공급헤더와 제 2 냉각관과 연통되고, 제 2 냉각관으로부터 냉각수가 배출되는 제 2 배출관이 형성되어 있는 제 2 배출헤더가 설치되어 있고, 타 측 단부에는 제 1 냉각관과 연통되고, 제 1 냉각관으로부터 냉각수가 배출되는 제 1 배출관이 형성되어 있는 제 1 배출헤더와 제 2 냉각관과 연통되고, 외부로부터 냉각수가 공급되는 제 2 공급관이 형성되어 있는 제 2 공급헤더가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 밀링부 하부에 설치되고, 밀링부를 이동시키는 이동벨트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 각각의 밀 쌍 사이에 방열판이 개재되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 혼합고무의 종류에 따라 적정한 온도에서 밀링작업이 이루어 질 수 있게 하고, 밀의 온도분포가 모든 표면에서 균일하여 품질이 향상된 고무시트를 출력하는 타이어 정련공정장치를 제공한다.
도 1은 타이어 정련공정장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 밀링장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 밀을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 밀링장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2에서 나타낸 바와 같이 밀링부, 감속기어(60), 동력모터(70), 냉각장치(도면 미도시), 이동벨트(80)를 포함한다.
밀링부는 서로 쌍을 이루어 대향되는 밀(41, 42, 43, 44)을 포함하고, 2쌍을 도시하였지만, 여러 쌍이 길이방향으로 열을 맞추어 배열될 수 있다. 같은 길이방향으로 나열된 예를 들면 제 1 밀(41)과 제 3 밀(43) 사이와 제 2 밀(42)과 제 4 밀(44) 사이에는 방열판(46)이 개재되어 열에너지의 흐름을 차단한다.
밀(41, 42, 43, 44)은 원통형태로 길이방향의 회전축이 있어 후술하는 동력모터(70)로부터 회전동력을 전달받아 회전한다. 덩어리 형태의 혼합고무는 회전하는 두 밀 사이를 통과하여 시트형태의 고무시트(50)로 가공된다.
감속기어(60)와 동력모터(70)는 공지의 기술로서, 밀(41, 42, 43, 44)에 회전동력을 제공하고, 감속기어(60)에 의해 서로 대향되는 밀에 속도차이를 준다. 이러한 비대칭 밀링작업으로 보다 미세한 구조의 고무시트(50)를 얻을 수 있다.
냉각장치는 냉각용 열교환기(도면 미도시), 냉각수로(90), 냉각조절장치(91, 92, 93, 94)를 포함한다.
냉각용 열교환기에는 공지의 장치가 사용되고, 열매로는 냉각수가 사용되어 밀(41, 42, 43, 44)의 온도를 제어한다. 냉각수로(90)는 냉각용 열교환기에서 냉각된 냉각수나 밀(41, 42, 43, 44)에서 가열된 냉각수가 배출되는 통로이다. 따라서 냉각수는 냉각용 열교환기와 밀(41, 42, 43, 44)을 순환한다. 밀(41, 42, 43, 44)을 통과한 냉각수를 회수하여 냉각용 열교환기로 보내는 회수조(도면 미도시)가 포함될 수 있다.
냉각조절장치(91, 92, 93, 94)는 각각의 밀(41, 42, 43, 44)에 대응되게 설치되어 있다. 밀(41, 42, 43, 44)에 냉각수를 공급하기 위한 공급펌프와 공급량을 조절하여 온도를 제어하는 조절밸브로 구성되어 있다.
이동벨트(80)는 컨베이어벨트로 구동롤러와 벨트를 포함한다. 구동롤러에 의해 벨트가 폐루프 상으로 회전하기 때문에 폐루프 상측에 있는 밀(41, 42, 43, 44)이 수평방향으로 이동할 수 있다. 나아가 구동롤러의 회전 방향을 바꾸어 좌우로 이동방향을 조정할 수 있다. 따라서 믹서(10)에서 배출되는 혼합고무의 종류에 따라 알맞은 온도조건을 가지는 밀(41, 42, 43, 44)을 이동시켜 밀링작업을 진행할 수 있다.
종래에도(한국 특허 공개공보 제 10-2005-0114990 호) 한 쌍의 밀의 온도를 각각 제어할 수 있는 기술이 있었으나 상술한 바와 같이 믹서(10)에서 배출되는 혼합고무의 종류에 맞추어 조속히 밀의 온도를 제어하는 것은 한계가 있었다.
본 발명의 바람직한 실시형태에 의하면 제 1 밀(41)과 제 3 밀(43)이 쌍을 이루고 있고, 제 2 밀(42)과 제 4 밀(44)이 쌍을 이루고 있다. 각 쌍의 밀의 온도조건을 다르게 설정하고, 믹서(10)에서 혼합된 혼합고무가 이송부(30)에 의해 밀링장치(40)로 이송되면 온도 조건에 맞는 한 쌍의 밀을 이동벨트(80)에 의해 혼합고무가 이송된 지점으로 이동시켜 밀링작업을 수행할 수 있다.
도 3은 제 1 밀(41)을 개략적으로 나타낸 도면이다.
제 1 밀(41)만을 도시하였지만 제 2 밀(42), 제 3 밀(43) 및 제 4 밀(44)도 동일한 구조를 가진다.
제 1 밀(41)은 원통형의 본체에 내부에는 원주를 따라 길이방향으로 일정간격으로 배열되는 6개의 제 1 냉각관(150)과 6개의 제 2 냉각관(160)을 포함한다. 냉각관의 수는 여러 조건에 따라 변할 수 있다.
본체의 일 측 단부에는 제 1 냉각관(150)의 일 측 단부와 연통되고, 냉각용 열교환기로부터 냉각수가 공급되는 제 1 공급관(112)이 형성되어 있는 제 1 공급헤더(110)가 있고, 타 측 단부에는 제 1 냉각관(150)의 타 측 단부와 연통되고,제 1 냉각관(110)을 흐른 냉각수가 배출되는 제 1 배출헤더(130)가 있다.
따라서 제 1 냉각관(150)을 통해 흐르는 냉각수는 일 측의 제 1 공급관(112)을 통해 제 1 공급헤더(110)으로 공급되어 타 측의 배출헤더(130)로 흐르게 된다. 제 1 밀(41) 표면을 냉각시킨 냉각수는 열에너지를 흡수하여 온도가 높아지게 되는바 일 측의 제 1 공급헤더(110)에서 제 1 냉각관(150)으로 흐르는 냉각수의 온도가 가장 낮고 타 측의 제 1 배출헤더(130) 측으로 갈수록 냉각수의 온도가 높아지게 된다.
본체의 타 측 단부에는 제 2 냉각관(160)의 타 측 단부와 연통되고, 냉각용 열교환기로부터 냉각수가 공급되는 제 2 공급관(142)이 형성되어 있는 제 2 공급헤더(140)가 있고, 일 측 단부에는 제 2 냉각관(160)의 일 측 단부와 연통되고, 제 2 냉각관(160)을 흐른 냉각수가 배출되는 제 2 배출헤더(120)가 있다.
따라서 제 2 냉각관(160)에서의 냉각수는 타 측의 제 2 공급헤더(140)에서 일 측의 제2 배출헤더(120) 측으로 흐르게 된다.
제 1 밀(41) 표면을 냉각시킨 냉각수는 열에너지를 흡수하여 온도가 높아지게 되는 바 타 측의 제 2 공급헤더(140)에서 제 2 냉각관(160)으로 흐르는 냉각수의 온도가 가장 낮고 타 측의 제 2 배출헤더(120) 측으로 갈수록 온도가 높아지게 된다.
냉각수가 흐르는 방향이 반대 방향인 유로가 교대적으로 배열되어 있는 two-way flow 방식으로 길이방향으로 서로 반대의 온도분포를 보이므로 상호절충되어 trade-off를 이루게 된다. 따라서 제 1 밀(41) 표면은 어디에서나 균일한 온도를 가진다.
이로 인해 혼합고무의 성질에 맞는 온도조건을 정확하게 제어할 수 있어 향상된 품질의 고무시트(50)를 가공할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시형태에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시형태에 국한되어 정해져서는 안 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 믹서 20 : 배출구
30 : 이송부 40 : 밀링장치
41, 42, 43, 44 : 밀 46 : 방열판
50 : 고무시트 60 : 감속기어
70 : 동력모터
80 : 이동벨트 90 : 냉각수로
91, 92, 93, 94 : 냉각조절장치
110 : 제 1 공급헤더 112 : 제 1 공급관
120 : 제 2 배출헤더 122 : 제 2 배출관
130 : 제 1 배출헤더 132 : 제 1 배출관
140 : 제 2 공급헤더 142 : 제 2 공급관
150 : 제 1 냉각관 160 : 제 2 냉각관

Claims (4)

  1. 원재료 고무를 혼합하는 믹서, 혼합고무를 이동시키는 이송부 및 상기 이송부로부터 공급받은 상기 혼합고무를 고무시트형태로 배출시키는 밀링장치를 포함하고 있으며, 상기 밀링장치는 서로 대향되는 밀 여러 쌍이 있는 밀링부를 포함하며, 상기 밀 각각에 냉각장치가 연결되어 개별적으로 온도제어가 가능하도록 구성되는 타이어제조 정련공정장치에 있어서,
    상기 밀은 그들 각각의 내측에 원주를 따라 길이방향을 향해 일정간격으로 배열된 상태에서 냉각수가 흐르도록 형성되는 복수의 제 1 냉각관(150)과 복수의 제 2 냉각관(160)을 포함하고 있으며,
    일 측 단부에는 제 1 공급관(112)을 통해 외부로부터 공급되는 냉각수를 저장하는 제 1 공급헤더(110)와 상기 제 1 공급헤더(110)로부터 공급되는 냉각수가 저장된 후 제1 배출관(132)을 통해 배출되도록 하는 제 1 배출헤더(130)가 형성되어 있으며,
    타 측 단부에는 제 2 공급관(142)을 통해 외부로부터 공급되는 냉각수를 저장하기 위한 제 2 공급헤더(140)와 상기 제 2 공급헤더(140)로부터 공급되는 냉각수가 저장된 후 제 2 배출관(122)을 통해 배출되도록 하는 제 2 배출헤더(120)가 형성되어 있도록 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 타이어제조 정련공정장치.
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