KR100397512B1 - Chiller of Rubber Mixing Machine - Google Patents

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90Heating or cooling systems

Abstract

본 발명은 타이어와 같은 고무제품을 훈련하는 혼합기의 냉각장치에 관한 것으로, 밸브(1)를 갖춘 스팀공급원(2)이 제 1열교환기(3)에 연결되고, 밸브(4)를 갖춘 냉각수 공급원(5)이 용수리턴부(6)에 연결된 제 2열교환기(7)에 연결되되, 이 제 2교환기(7)는 혼합기(8)에 공급라인(9)을 통해 연결되는 제 1열교환기(3)에 직렬연결되어 이루어지며, 상기 혼합기(8)에는 온도조절부(12)의 온도를 제어하는 제어부(13)가 설치된 고무혼합기 시스템에 있어서, 상기 냉각수 공급원(5)과 상기 제2열교환기(7) 사이에 병렬로 연결되어 있되, 상기 온도조절부(12)에 의해 동작제어되는 밸브(10)와; 상기 밸브(10)와 연통된 보조 냉각수 공급원(11)을 더 포함하여 구성됨으로써, 각 단계별로 약 5~8℃정도의 냉각효율의 증가를 나타내며 특히 오일 투입단계이후 지속적인 저온제어의 결과 온도의 프로파일이 현저하게 달라져 혼합되는 고무혼합물의 자발적인 가변식 냉각조절기능을 부여하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 특징이 있다.The present invention relates to a cooling device for a mixer for training a rubber product such as a tire, wherein a steam supply (2) with a valve (1) is connected to the first heat exchanger (3), and a coolant source with a valve (4). (5) is connected to a second heat exchanger (7) connected to the water return unit (6), which is connected to a mixer (8) via a first heat exchanger ( 3) is connected in series, the mixer (8) is equipped with a control unit (13) for controlling the temperature of the temperature control unit 12, the rubber mixer system, the cooling water source (5) and the second heat exchanger (7) connected in parallel, the valve 10 and the operation controlled by the temperature control unit 12; By further comprising an auxiliary cooling water source (11) in communication with the valve 10, it shows an increase in cooling efficiency of about 5 ~ 8 ℃ at each step, in particular the profile of the resulting temperature of the continuous low temperature control after the oil input step This remarkably different feature is to give a spontaneous variable cooling control function of the rubber mixture to be mixed is characterized by improving the cooling efficiency.

Description

고무 혼합기의 냉각장치{Chiller of Rubber Mixing Machine}Chiller of Rubber Mixing Machine

본 발명은 예를 들어 타이어나 고무제품등을 제조할때 사용하는 고무 혼합기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혼합되는 고무혼합물의 자발적인 가변식 냉각조절기능을 부여하여 냉각 효율을 향상시킨 고무혼합기의 냉각장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rubber mixer used for manufacturing a tire or a rubber product, for example, and more particularly to cooling of a rubber mixer in which a spontaneous variable cooling control function of the rubber mixture to be mixed is provided to improve cooling efficiency. Relates to a device.

통상적인 고무혼합기에서 약품들과 혼합되는 고무원료는 발열영향을 상당히 받게 되는바, 즉 고무혼합기의 발열거동은 혼합재료의 화학반응이나 열화같은 품질의 변화등에 매우 큰 영향을 끼치게 되는데, 고무재료에 있어서 혼합물의 발열은 사용되는 약품의 기능을 손상시키는 고무분자쇄의 절단에 기여하여 재료의 강성이나 반응변화에 따라 목적으로 한 설계특성의 획득에 큰 장애로 대두되어 왔다.In a typical rubber mixer, the rubber material mixed with the chemicals is significantly affected by the exothermic effect. That is, the exothermic behavior of the rubber mixer has a great influence on the quality change such as chemical reaction or deterioration of the mixed material. In this regard, the exotherm of the mixture contributes to the cleavage of the rubber molecular chain, which impairs the function of the chemicals used, and has been a major obstacle to obtaining the desired design characteristics according to the stiffness or reaction change of the material.

한편 이러한 발열거동을 해소하기 위해 냉각을 과도하게 수행할 경우 혼합되는 고무제품의 혼합효율을 저하시키고 에너지투입을 작게하여 생산성 및 성력화를 약화시키는 문제점이 있었다.On the other hand, if the cooling is excessively performed to solve the heat generation behavior, there is a problem of lowering the mixing efficiency of the rubber product to be mixed and reducing the energy input to weaken the productivity and performance.

종래 이와 같은 고무혼합기를 도 2를 참조로 설명하면 스팀이 공급되는 스팀공급원(102)은 용수리턴부(106)에 연결된 제 2열교환기(107)와 직렬 연결되어 있는 제 1열교환기(103)에 연결되어 혼합기(108)에 스팀을 공급하도록 되어 있는데, 이러한 고무혼합기에는 별도의 냉각수 공급원(105)이 상기 제 2열교환기(107)에 연결되어 있어서 제 1열교환기(103)를 거쳐 냉각수를 혼합기(108)의 내부로 순환시킴에 따라 이 혼합기(108)에는 일정한 형태의 냉각이 이루어지도록 설계되어 있었다.Conventionally, such a rubber mixer is described with reference to FIG. 2, the steam supply source 102 to which steam is supplied is a first heat exchanger 103 connected in series with a second heat exchanger 107 connected to a water return unit 106. It is connected to supply the steam to the mixer (108), which has a separate cooling water source 105 is connected to the second heat exchanger (107) to the cooling water through the first heat exchanger (103) As it circulates inside the mixer 108, the mixer 108 is designed to have some form of cooling.

그러나 종래 고무혼합기는 온도조절부(112)에 입력한 세팅온도를 상시 유지하는 기능만을 가질 뿐 상기 혼합기(108)에서의 고무혼합기등에 따라 자발적인 냉각 조절기능을 구비하지 못하여 냉각 효율이 떨어지게 되고, 결국 이는 고무제품의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.However, the conventional rubber mixer has only a function of always maintaining the set temperature input to the temperature control unit 112, and does not have a spontaneous cooling control function according to the rubber mixer in the mixer 108, resulting in low cooling efficiency. This has a problem of lowering the quality of the rubber product.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 혼합기에서 혼합되는 고무 혼합물의 자발적인 가변식 냉각조절기능이 이루어져 혼합 효율을 향상시키는 개선된 고무혼합기의 냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the conventional problems as described above, the object of the present invention is to provide a cooling device of the improved rubber mixer to improve the mixing efficiency by the voluntary variable cooling control function of the rubber mixture is mixed in the mixer have.

도 1은 본 발명에 따른 고무 혼합기의 구성도,1 is a block diagram of a rubber mixer according to the present invention,

도 2는 종래 구조로서, 도 1에 대응되는 구성도이다.2 is a diagram showing a conventional structure and corresponding to FIG. 1.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --Explanation of symbols for the main parts of the drawings-

1 : 밸브, 2 : 스팀 공급원,1 valve, 2 steam source,

3 : 제 1열교환기, 4 : 밸브,3: first heat exchanger, 4: valve,

5 : 냉각수 공급원, 6 : 용수 리턴부,5: cooling water source, 6: water return unit,

7 : 제 2열교환기, 8 : 혼합기,7: second heat exchanger, 8: mixer,

9 : 공급라인, 10 : 밸브,9: supply line, 10: valve,

11 : 보조 냉각수 공급원, 12 : 온도조절부,11: auxiliary cooling water source, 12: temperature control unit,

13 : 제어부, 14 : 밸브,13: control unit, 14: valve,

15 : 센서.15: sensor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 밸브를 갖춘 스팀공급원이 제 1열교환기에 연결되고, 밸브를 갖춘 냉각수 공급원이 용수리턴부에 연결된 제 2열교환기에 연결되되, 이 제 2교환기는 혼합기에 공급라인을 통해 연결되는 제 1열교환기에 직렬연결되어 이루어지며, 상기 혼합기에는 온도조절부의 온도를 제어하는 제어부가 설치된 고무혼합기 시스템에 있어서, 상기 냉각수 공급원과 상기 제2열교환기 사이에 병렬로 연결되어 있되, 상기 온도조절부에 의해 동작제어되는 밸브와; 상기 밸브와 연통된 보조 냉각수 공급원을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고무혼합기의 냉각장치에 의해 달성될 수 있다.The present invention for achieving the above object, the steam supply with a valve is connected to the first heat exchanger, the cooling water supply with a valve is connected to a second heat exchanger connected to the water return unit, the second exchanger In a rubber mixer system having a control unit for controlling the temperature of the temperature control unit is made in series connected to the first heat exchanger connected via a supply line, it is connected in parallel between the cooling water supply source and the second heat exchanger The valve is controlled by the temperature control unit; It can be achieved by the cooling device of the rubber mixer, characterized in that it further comprises an auxiliary cooling water source in communication with the valve.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 냉각장치를 갖춘 고무혼합기의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a rubber mixer with a cooling device according to the present invention.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 밸브(1)를 갖춘 스팀공급원(2)이 제 1열교환기(3)에 연결되고, 밸브(4)를 갖춘 냉각수 공급원(5)이 용수리턴부(6)에 연결된제 2열교환기(7)에 연결되되, 이 제 2교환기(7)는 혼합기(8)에 공급라인(9)을 통해 연결되는 제 1열교환기(3)에 직렬 연결되어 이루어진 고무혼합기 시스템에 있어서, 상기 제 2열교환기(7)에는 냉각수 공급원(5)과 밸브(10)를 갖춘 보조 냉각수 공급원(11)이 병렬 연결되어 있는 한편, 상기 혼합기(8)에는 온도조절부(12)의 온도를 제어하는 제어부(13)가 설치되어 이루어지 구조로 되어 있다.As shown in the figure, the present invention provides a steam supply (2) having a valve (1) connected to a first heat exchanger (3), and a cooling water supply (5) having a valve (4) having a water return (6). A rubber mixer system which is connected in series to a first heat exchanger (3) connected to a second heat exchanger (7) connected to a mixer (8) via a supply line (9). In the second heat exchanger (7), a coolant source (5) and an auxiliary coolant source (11) having a valve (10) are connected in parallel, while the mixer (8) has a temperature control section (12). The control part 13 which controls temperature is provided, and it is structured.

여기서 상기 온도조절부(12)는 혼합기(8)와 연결되어 있으면서 스팀 공급원(2)의 밸브(1)와 냉각수 공급원(5)의 밸브(4)및 보조 냉각수 공급원(11)의 밸브(10)를 동작시키도록 연결되어 있다.Here, the temperature control unit 12 is connected to the mixer 8 while the valve 1 of the steam supply 2 and the valve 4 of the cooling water supply 5 and the valve 10 of the auxiliary cooling water supply 11. It is connected to operate.

그리고 상기 용수 리턴부(6)의 밸브(14)에는 공지의 방식대로 냉각수 공급원(5)의 밸브(4)와 연결되어 있다.And the valve 14 of the water return part 6 is connected to the valve 4 of the cooling water supply source 5 in a known manner.

본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. 상기 혼합기(8)에서 설정온도 이상의 값이 감지되는 순간, 온도조절부(12)는 스팀공급원(2)의 밸브(1)를 폐쇄시킴과 동시에 냉각수 공급원(5)의 밸브(4)를 개방상태로 작동시킨다. 이어 상기 스팀 공급원(2)으로부터 혼합기(8)로 스팀공급이 중단되면서 냉각수 공급원(5)으로부터는 최대한으로 냉각수가 공급됨에 따라 이 제 1열교환기(3)를 거쳐 상기 혼합기(8)로 공급되는 냉각수의 온도는 저하됨과 더불어 용수리턴부(6)로 드레인되는 용수온도도 저하된다.Referring to the operation of the present invention. As soon as the mixer 8 senses a value above the set temperature, the temperature controller 12 closes the valve 1 of the steam supply 2 and simultaneously opens the valve 4 of the cooling water supply 5. To work. Subsequently, the steam supply is stopped from the steam source 2 to the mixer 8, and the cooling water is supplied to the mixer 8 through the first heat exchanger 3 as maximum cooling water is supplied from the cooling water source 5. While the temperature of the cooling water is lowered, the temperature of the water drained to the water return unit 6 is also lowered.

이때 지속적으로 센서(5)로부터 그 온도값을 감지하는 온도조절부(12)에서는 공지의 비례적분 미분 제어기( PID ; Proportional Integrated Differential)를 통해 스팀과 냉각수의 수량을 조절하도록 되어 있다.In this case, the temperature controller 12 continuously detecting the temperature value from the sensor 5 is configured to adjust the quantity of steam and cooling water through a known proportional integral differential controller (PID).

또한 본 발명은 혼합기(8)에서 고무혼합시 특징적인 배합특성에 따라 재료혼합시에 각각의 일련작업단계에 따라 냉각조절이 이루어지는 바, 즉 본 발명은 온도조절부(12)와 보조냉각수 공급원(5)을 이용하여 혼합기(8)의 고무훈련시 냉각효율을 향상시키기 위해 각 동작별로 가변적인 냉각온도를 적용하도록 되어 있다.In addition, the present invention according to the characteristic mixing characteristics of the rubber mixing in the mixer (8) is made of cooling control according to each serial operation step at the time of mixing the material, that is, the present invention is the temperature control unit 12 and the auxiliary cooling water source ( 5) is used to apply a variable cooling temperature for each operation in order to improve the cooling efficiency of the rubber training of the mixer (8).

다음 표 1은 일예를 들어 본 발명의 단계적 가변 냉각온도의 적용예를 나타낸다.Table 1 below shows, for example, application of the stepwise variable cooling temperature of the present invention.

혼합기 동작구분Mixer Operation 시간(초)Time in seconds 냉각온도(℃)Cooling temperature (℃) 고 무 , 약품투입Rubber, Chemical Injection 0000 램스위프(Ram Sweep)Ram Sweep 5050 현재온도-5℃Current temperature-5 ℃ 오 일 투 입Oil injection 7070 현재온도-10℃Current temperature -10 ℃ 방 출Release 100100

상기 실시예의 표 1에 있어서 현재온도는 온도조절부(12)에 설정되는 현재온도를 의미하는 바, 즉 냉각온도를 초기 50℃로 설정한 경우 이때의 현재온도는 50℃가 된다.In Table 1 of the above embodiment, the present temperature means a present temperature set in the temperature controller 12, that is, when the cooling temperature is initially set to 50 ° C, the present temperature is 50 ° C.

따라서 램스위프 단계에서의 목표 냉각온도는 현재 설정된 50℃에서 -5℃가 되는 45℃가 되고, 오일투입단계에서의 목표냉각온도는 램스위프 단계의 현재온도인 45℃에서 -10℃가 되는 35℃를 의미한다.Therefore, the target cooling temperature in the ram sweep stage is 45 ℃ which is -5 ℃ at the currently set 50 ℃, and the target cooling temperature in the oil filling stage is 35 ℃ which is -10 ℃ at 45 ℃ which is the current temperature of the ram sweep stage. It means ℃.

이어 작용을 설명하면, 일단 혼합기(8)에서 고무 혼합의 작업이 시작되면 50초동안 재료를 혼합하게 된다.Explaining the operation, once the mixing of the rubber in the mixer 8 starts, the material is mixed for 50 seconds.

그런 다음 램스위프 단계에서는 제어부(13)로부터 지정된 온도인 45℃의 신호를 온도조절부(12)에 보내게 됨과 동시에 이 온도조절부(12)는 스팀공급원(2)의 밸브(1)를 폐쇄시키고 냉각수 공급원(5)의 밸브(4)도 폐쇄시키다.Then, in the ram sweep step, a temperature of 45 ° C., which is a designated temperature, is sent from the control unit 13 to the temperature control unit 12, and at the same time, the temperature control unit 12 closes the valve 1 of the steam supply source 2. And close the valve 4 of the cooling water source 5.

반면에 보조 냉각수 공급원(11)의 밸브(10)는 개방시키게 되면 약 5℃가 낮아진 냉각수가 제 2열교환기(7)와 제 1열교환기(3)를 거쳐 혼합기(8)로 유입된다.On the other hand, when the valve 10 of the auxiliary cooling water source 11 is opened, the cooling water having a lowered temperature of about 5 ° C. is introduced into the mixer 8 through the second heat exchanger 7 and the first heat exchanger 3.

이와 같이 저온의 냉각수가 유입된 혼합기(8)내부는 온도가 저하하기 시작하며, 일단의 혼합사이클로부터 램스위프 단계가 종료되면 다시 정상적인 냉각수 제어를 실시하게 된다.As such, the temperature inside the mixer 8 into which the coolant of low temperature flows begins to decrease, and when the ram sweep step is finished from the mixing cycle, the normal coolant control is performed again.

한편 제어 목표온도인 45℃가 센서(15)로부터 감지되면, 과도한 냉각을 방지하기 위해 다시 보조 냉각수 공급원(11)의 밸브(10)를 폐쇄하고 그 온도 제어작용을 스팀공급원(2)과 냉각수 공급원(5)으로 복귀시킨다.On the other hand, when the control target temperature of 45 ° C. is detected from the sensor 15, the valve 10 of the auxiliary cooling water supply 11 is closed again to prevent excessive cooling, and the temperature control action is controlled by the steam supply 2 and the cooling water supply source. Return to (5).

그리고 상기 온도조절부(12)의 설정온도는 초기 50℃에서 45℃로 바뀐 상태이므로 다음 혼합공정단계인 오일투입단계까지 45℃의 상태로 냉각을 유지시킨다.And since the set temperature of the temperature control unit 12 is changed from the initial 50 ℃ to 45 ℃ to maintain the cooling in the state of 45 ℃ until the next mixing process step of the oil input step.

램스위프 단계후 20초동안 이러한 상태는 유지되면서 오일 투입단계가 되면 온도조절부(12)의 설정온도는 45℃에서 -10℃인 35℃로 저하하게 되고, 센서(15)에서 감지된 온도에 따라 온도제어권은 스팀공급원(2)의 밸브(1)와 냉각수 공급원(5)의 밸브(4)를 폐쇄시킴과 더불어 보조 냉각수 공급원(11)의 밸브(10)를 개방시키어 냉각수를 혼합기(8)로 유입시키게 된다. 그런 다음 고무혼합방출단계까지 약 30초동안 이러한 제어형태를 지속시킨 다음, 방출후에는 모든 조건이 원래의 초기 상태로 복귀된다.This state is maintained for 20 seconds after the ram sweep step, and when the oil input step is performed, the set temperature of the temperature control unit 12 is lowered from 35 ° C. to 45 ° C. at -10 ° C. Accordingly, the temperature control zone closes the valve 1 of the steam supply source 2 and the valve 4 of the cooling water supply source 5, and also opens the valve 10 of the auxiliary cooling water supply source 11 so as to cool the mixer (8). To be introduced. This control mode is then continued for about 30 seconds until the rubber mixed release step, and after release all conditions return to their original initial state.

다음 표 2는 기존방식과 본 발명의 비교표이다.Table 2 is a comparison table of the conventional method and the present invention.

시간(초)Time in seconds 기존existing 본발명Invention 동작구분Operation 온도차(△T)Temperature difference (△ T) 5050 146.5146.5 145.7145.7 램스위프 upRam Sweep up 5555 141.2141.2 135.7135.7 5757 144.3144.3 138.2138.2 램스위프downRam sweep down 6.1℃6.1 ℃ 8080 154.3154.3 149.3149.3 방출종료Release 5.2℃5.2 ℃ 100100 174.5174.5 166.3166.3 혼합종료End of mixing 8.2℃8.2 ℃

따라서 본 발명은 각 단계별로 약 5~8℃정도의 냉각효율의 증가를 보였으며, 특히 오일 투입단계이후 지속적인 저온제어의 결과 온도의 프로파일이 현저하게 달라지는 것을 알 수 있다.Therefore, the present invention showed an increase in the cooling efficiency of about 5 ~ 8 ℃ in each step, in particular, it can be seen that the temperature profile is significantly changed as a result of continuous low temperature control after the oil input step.

Claims (2)

밸브(1)를 갖춘 스팀공급원(2)이 제 1열교환기(3)에 연결되고, 밸브(4)를 갖춘 냉각수 공급원(5)이 용수리턴부(6)에 연결된 제 2열교환기(7)에 연결되되, 이 제 2교환기(7)는 혼합기(8)에 공급라인(9)을 통해 연결되는 제 1열교환기(3)에 직렬연결되어 이루어지며, 상기 혼합기(8)에는 온도조절부(12)의 온도를 제어하는 제어부(13)가 설치된 고무혼합기 시스템에 있어서,A second heat exchanger (7) having a steam supply (2) with a valve (1) connected to the first heat exchanger (3) and a cooling water supply (5) with a valve (4) connected to the water return part (6). The second exchanger (7) is connected in series with a first heat exchanger (3) connected to the mixer (8) via a supply line (9), and the mixer (8) has a temperature control unit ( In the rubber mixer system provided with a control unit 13 for controlling the temperature of 12), 상기 냉각수 공급원(5)과 상기 제2열교환기(7) 사이에 병렬로 연결되어 있되, 상기 온도조절부(12)에 의해 동작제어되는 밸브(10)와;A valve (10) connected in parallel between the cooling water supply source (5) and the second heat exchanger (7), the operation of which is controlled by the temperature control unit (12); 상기 밸브(10)와 연통된 보조 냉각수 공급원(11)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 고무혼합기의 냉각장치.Cooling apparatus of the rubber mixer, characterized in that further comprises an auxiliary cooling water source (11) in communication with the valve (10). (삭제)(delete)
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