KR100404266B1 - The Device for Sensing the Temperature of Mixed Rubber Using Infrared Rays Thermometer - Google Patents

The Device for Sensing the Temperature of Mixed Rubber Using Infrared Rays Thermometer Download PDF

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Abstract

본 발명은 적외선 온도계를 이용한 배합고무(타이어용 등)의 온도 측정장치에 관한 것으로서, 실제 고무 배합이 이루어지는 장소인 챔버(5)와, 챔버(5) 내부에서 직접 고무를 섞어주는 로터(4)와, 왕복운동으로 챔버 입구(17)를 개폐하는 램(3)과, 상기 램(3)의 운동을 안내하는 램 안내통(1)과, 배합이 완료된 고무를 배출하기 위한 방출용 도어(discharge door)(6)로 구성되는 고무 배합장치 내부의 배합고무의 온도를 측정하는 장치에 있어서,The present invention relates to a temperature measuring device for compounding rubber (for tires, etc.) using an infrared thermometer, and includes a chamber (5), which is a place where actual rubber compounding is performed, and a rotor (4) for mixing rubber directly inside the chamber (5). And a ram (3) for opening and closing the chamber inlet (17) in a reciprocating motion, a ram guide tube (1) for guiding the motion of the ram (3), and a discharge door for discharging the completed rubber (discharge) In the device for measuring the temperature of the compounding rubber inside the rubber compounding device consisting of a door (6),

상기 램(3)의 선단부에 부착되어 상기 배합고무와 접하는 투명 몸체(11)와;A transparent body 11 attached to the front end of the ram 3 and in contact with the compounding rubber;

상기 배합고무로부터 상기 투명 몸체(11)를 통해 들어오는 적외선 에너지를 감지하기 위해 상기 램(3)의 내부에 설치되어 있는 적외선 온도계(10)로 구성되어 있으므로,Since it is composed of an infrared thermometer (10) installed inside the ram (3) to detect the infrared energy coming through the transparent body (11) from the compounding rubber,

마모 및 손상 없이 배합고무의 온도를 보다 정확히 측정할 수 있다는 이점이 있다.The advantage is that the temperature of the compounded rubber can be measured more accurately without wear and damage.

Description

배합고무의 적외선 온도 측정장치{The Device for Sensing the Temperature of Mixed Rubber Using Infrared Rays Thermometer}Infrared temperature measuring device of compound rubber {The Device for Sensing the Temperature of Mixed Rubber Using Infrared Rays Thermometer}

본 발명은 배합고무의 적외선 온도 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an infrared temperature measuring device of compounded rubber.

타이어 제조 등에 있어서, 고무 배합공정이란 고무를 잘게 잘라서 약품 등을 가하여 고르게 섞는 과정을 말한다. 배합이 골고루 이루어질 수 있도록, 배합장치의 내부는 고온으로 유지되어 있으며 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 따라서, 배합장치 내부의 온도를 감지하여 그 온도가 너무 낮거나 높으면 그에 따라 열이나 배합 속도를 가감하는 조작이 필요하다.In tire production or the like, a rubber compounding process refers to a process of crushing rubber finely, adding chemicals and the like to mix the rubber evenly. In order for the compounding to be evenly carried out, the inside of the compounding device is preferably kept at a high temperature and kept constant. Therefore, it is necessary to detect the temperature inside the blending device, and if the temperature is too low or high, an operation of increasing or decreasing the heat or blending rate is required.

상기 배합장치 내부의 온도를 감지하기 위해, 종래에는 통상 금속의 열전대(Thermocouple)를 이용하였다. 이 열전대로 이루어진 종래의 온도 감지장치가 도 1에 도시되어 있는데, 먼저 이 온도 감지장치가 포함된 배합장치를 설명하면 다음과 같다.In order to sense the temperature inside the compounding apparatus, conventionally, a thermocouple of a metal is used. A conventional temperature sensing device made of this thermocouple is shown in FIG. 1. First, a mixing device including the temperature sensing device will be described.

배합장치(50)는, 실제 고무 배합이 이루어지는 장소인 챔버(5)와, 챔버(5) 내부에서 직접 고무를 섞어주는 로터(4)와, 상기 챔버(5)에 고무 재료를 공급하기 위한 재료 투입구(2)와, 왕복운동으로 챔버 입구(17)를 개폐하는 램(3)과, 상기램(3)의 운동을 안내하는 램 안내통(1)과, 배합이 완료된 고무를 배출하기 위해 챔버 출구(18)를 개폐하는 방출용 도어(discharge door)(6)로 구성되어 있다. 즉, 재료 투입구(2)를 통해 고무가 공급되면, 램(3)이 안내통(1)을 통해 하강하여 챔버(5)의 입구를 폐쇄하고, 공급된 고무를 로터(4)의 회전 동력으로 적절히 배합한다. 다음, 방출용 도어(6)를 개방함으로써, 배합이 완료된 고무가 인출되어 다음 단계로 이송된다.The mixing device 50 includes a chamber 5 which is a place where actual rubber mixing is performed, a rotor 4 that mixes rubber directly inside the chamber 5, and a material for supplying a rubber material to the chamber 5. Inlet 2, ram 3 for opening and closing the chamber inlet 17 by reciprocating motion, ram guide tube 1 for guiding the movement of the ram 3, and chamber for dispensing the finished rubber It consists of the discharge door 6 which opens and closes the outlet 18. As shown in FIG. That is, when rubber is supplied through the material inlet 2, the ram 3 descends through the guide tube 1 to close the inlet of the chamber 5, and the supplied rubber is used as the rotational power of the rotor 4. It mixes suitably. Next, by opening the discharging door 6, the rubber having completed mixing is taken out and transferred to the next step.

배합 동작을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The compounding operation will be described in more detail as follows.

배합될 고무재료는 고무 재료 투입구(2)를 통해 투입된다.The rubber material to be blended is introduced through the rubber material inlet 2.

고무재료가 모두 투입되면, 램(3)이 램 안내통(1)에 안내되면서 하강하여 챔버(5)의 입구(17)를 폐쇄하게 된다. 이 때, 로터(4)의 회전 동력에 의해 배합고무가 거침없이 유동되도록, 상기 램(3)의 선단은 상기 챔버(5)의 내부의 형상과 부드럽게 이어지는 형상을 가지는 것이 좋다. 이와 같은 구성은, 램(4) 선단의 건너편에 설치되는 방출용 도어(6)의 선단 형상에도 동일하게 적용된다.When all the rubber material is introduced, the ram 3 is guided to the ram guide tube 1 and descends to close the inlet 17 of the chamber 5. At this time, the front end of the ram 3 has a shape smoothly connected with the shape of the inside of the chamber 5 so that the compounding rubber flows freely by the rotational power of the rotor 4. Such a configuration is similarly applied to the tip shape of the discharge door 6 provided across the tip of the ram 4.

고무 배합이 완료되면, 방출용 도어(6)를 통해 배출시키고 다시 램(3)을 상승시켜서 또 다른 고무 재료를 투입할 수 있게 되어 있다.When the rubber compounding is completed, it is discharged through the discharge door 6 and the ram 3 is raised again so that another rubber material can be added.

한편, 배합 도중에 챔버(5) 내부의 고무 온도를 감지하기 위한 열전대(7)는 방출용 도어(6)에 설치되어 있다. 도 2에 보다 상세히 도시되는 바와 같이, 방출용 도어(6)의 중심부에 금속의 열전대(7)가 삽입, 장착되어 있는데, 배합 고무의 온도를 측정하기 위해 열전대(7)는 배합장치(50)의 내부쪽으로 대략 3cm 가량 돌출되어 있다. 따라서, 이 열전대(7)의 돌출된 부분에 의해 고무 배합물이 마찰 접촉되면서 온도가 측정되는 것이다.On the other hand, a thermocouple 7 for sensing the rubber temperature inside the chamber 5 during the mixing is provided in the discharge door 6. As shown in more detail in FIG. 2, a metal thermocouple 7 is inserted and mounted in the center of the discharge door 6. The thermocouple 7 is a compounding device 50 to measure the temperature of the compounding rubber. It protrudes approximately 3cm toward the inside of the. Therefore, the temperature is measured while the rubber compound is frictionally contacted by the protruding portion of the thermocouple 7.

그러나, 이와 같은 종래의 온도 측정장치에서는, 통상 200kg(부피로는 통상 190ℓ) 이상으로 배합되고 있는 고무 배합물의 온도를 감지하기에는 열전대(7)의 돌출부 길이가 너무 짧고, 방출용 도어(6)의 표면적에 비해 열전대의 돌출부 면적이 지나치게 작으며, 열전대에서 측정되는 온도는 배합시 고무와의 마찰열까지 포함하기 때문에 온도 편차가 심할 수 밖에 없었다.However, in such a conventional temperature measuring device, the length of the protrusion of the thermocouple 7 is too short to detect the temperature of the rubber compound which is usually blended at 200 kg (ordinarily 190 L by volume), and the discharge door 6 is The area of the protrusion of the thermocouple was too small compared to the surface area, and the temperature measured in the thermocouple included frictional heat with the rubber at the time of mixing.

또한, 고무는 로터(4)의 강력한 회전 전단 동력에 의해 배합되기 때문에, 배합시 고무 배합물에 의해 열전대 자체가 마모되거나 파손되는 경우가 잦았으며, 이로 인해 측정온도의 부정확성 및 수리ㆍ교체 등 유지보수에 시간이 많이 소요되는 문제점도 있었다.In addition, since the rubber is compounded by the strong rotational shear force of the rotor 4, the rubber compound frequently wears or breaks due to the rubber compound during the compounding, which causes inaccurate measurement temperature and maintenance, such as repair or replacement. There was also a time-consuming problem.

이러한 문제를 해결하기 위해 열전대 대신 고-열전도성 액체를 이용하는 방법이 공지되어 있으나, 이는 금속에 비하면 열전도도가 매우 작기 때문에 온도 감지의 지연 등 다른 문제점이 커지게 되어 온도측정에 여전히 적합하지 않았다.In order to solve this problem, a method of using a high-thermal conductivity liquid instead of a thermocouple is known. However, since the thermal conductivity is very small compared to metal, other problems such as delay in temperature sensing become large and are still not suitable for temperature measurement.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 발명의 목적은 배합고무의 온도를 보다 정확히 측정하고, 마모 및 손상을 최소화할 수 있는 온도 측정장치를 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention to provide a temperature measuring device that can more accurately measure the temperature of the compounding rubber, and minimize the wear and damage.

도 1은 종래 온도 측정장치를 포함한 고무 배합장치의 정단면도이다.1 is a front sectional view of a rubber compounding apparatus including a conventional temperature measuring device.

도 2는 도 1에서의 온도 측정장치의 정단면도이다.FIG. 2 is a front sectional view of the temperature measuring device in FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명에 따른 온도 측정장치를 포함한 고무 배합장치의 정단면도이다.3 is a front sectional view of a rubber compounding apparatus including a temperature measuring device according to the present invention.

도 4는 도 3에서의 온도 측정장치의 상세 사시도이다.4 is a detailed perspective view of the temperature measuring device of FIG. 3.

※ 주요 도면부호의 설명※ Explanation of Major Drawings

1... 램 안내통1 ... ram guide

2... 고무 재료 투입부2. Rubber material input

3... 램(ram)3 ... ram

4... 로터(rotor)4 ... rotor

5... 챔버(chamber)5 ... chamber

6... 방출용 도어(discharge door)6 ... discharge door

7... 열전대7 ... thermocouple

10... 적외선 온도계10 ... infrared thermometer

11... 투명 몸체11 ... transparent body

12... 케이블12 ... cable

13... 표시기13 ... indicator

14... 조절기14 ... regulator

50... 고무 배합장치50 ... rubber compounding device

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 실제 고무 배합이 이루어지는 장소인 챔버와, 챔버 내부에서 직접 고무를 섞어주는 로터와, 왕복운동으로 챔버 입구를 개폐하는 램과, 상기 램의 운동을 안내하는 램 안내통과, 배합이 완료된 고무를 배출하기 위한 챔버 출구를 개폐하기 위한 방출용 도어(discharge door)로 구성되는 고무 배합장치 내부의 배합고무의 온도를 측정하는 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention, the chamber is a place where the actual rubber compounding, the rotor to mix the rubber directly inside the chamber, the ram to open and close the chamber inlet in the reciprocating motion, and guides the movement of the ram In the device for measuring the temperature of the compounding rubber inside the rubber compounding device consisting of a ram guide passage to discharge, the discharge door for opening and closing the chamber outlet for discharging the rubber is completed,

상기 램의 선단부에 부착되어 상기 배합고무와 접하는 투명 몸체와;A transparent body attached to the front end of the ram and in contact with the compounding rubber;

상기 배합고무로부터 상기 투명 몸체를 통해 들어오는 적외선 에너지를 감지하기 위해 상기 램의 내부에 설치되어 있는 적외선 온도계로 구성된 것을 특징으로 한다.Characterized in that it consists of an infrared thermometer installed inside the ram to detect the infrared energy entering through the transparent body from the compound rubber.

상기 투명 몸체(11)는 투명 유리 또는 투명 엔지니어링 플라스틱인 것이 바람직하다.The transparent body 11 is preferably transparent glass or transparent engineering plastic.

또한, 상기 적외선 온도계의 온도 정보를 기초로 상기 로터의 운동 속도를 조절하기 위한 온도 컨트롤러가 부가적으로 연결되어, 자동 배합장치를 구성할 수도 있다.In addition, a temperature controller for adjusting the movement speed of the rotor based on the temperature information of the infrared thermometer may be additionally connected to configure an automatic compounding device.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention;

도 3에 본 발명에 따른 온도 측정장치를 포함한 고무 배합장치의 구성이 도시되어 있다.3 shows a configuration of a rubber compounding apparatus including a temperature measuring device according to the present invention.

고무 배합장치가, 실제 고무 배합이 이루어지는 장소인 챔버(5)와, 챔버(5) 내부에서 직접 고무를 섞어주는 로터(4)와, 상기 챔버(5)에 고무 재료를 공급하기 위한 재료 투입구(2)와, 왕복운동으로 챔버 입구(17)를 개폐하는 램(3)과, 상기램(3)의 운동을 안내하는 램 안내통(1)과, 배합이 완료된 고무를 배출하기 위한 챔버 출구(18)의 방출용 도어(discharge door)(6)로 구성되는 것은 전술한 종래예와 동일하므로 부가적인 설명은 생략한다.The rubber compounding apparatus includes a chamber 5 which is a place where actual rubber compounding is performed, a rotor 4 which mixes rubber directly inside the chamber 5, and a material inlet for supplying a rubber material to the chamber 5 ( 2), a ram 3 for opening and closing the chamber inlet 17 in a reciprocating motion, a ram guide tube 1 for guiding the motion of the ram 3, and a chamber outlet for discharging the completed rubber ( The discharge door 6 of 18 is the same as the above-described conventional example, and further description thereof will be omitted.

도 3과 도 4에서와 같이, 본 발명에 따라 상기 고무 배합장치 내부의 온도를 측정하는 장치는 적외선 온도계(10)를 포함한다. 그러나, 적외선 온도계(10)가 그대로 배합중인 고무에 노출된다면 쉽게 손상될 것이므로 부가적인 구성이 포함될 필요가 있다. 본 발명에서는, 상기 램(3)의 선단부에 투명 몸체(11)를 부착시키고 그 뒷편 램(3)의 내부에 적외선 온도계(10)를 삽입시켰다. 즉, 투명 몸체(11)를 배합 고무에 직접 노출시키도록 구성하였기 때문에, 적외선 에너지는 이 투명 몸체(11)를 통해 들어오게 하고, 이를 적외선 온도계(10)가 감지하도록 하는 구성이다. 조립 구성 상으로는 먼저 적외선 온도계(10)를 삽입시킨 후, 투명 몸체(11)가 끼워져야 할 것이다.3 and 4, the device for measuring the temperature inside the rubber compounding device according to the present invention includes an infrared thermometer (10). However, if the infrared thermometer 10 is exposed to the rubber in the formulation as it is, it will be easily damaged, and thus an additional configuration needs to be included. In the present invention, the transparent body 11 is attached to the front end of the ram 3 and the infrared thermometer 10 is inserted into the rear ram 3. That is, since the transparent body 11 is configured to be directly exposed to the compounding rubber, infrared energy is introduced through the transparent body 11, and the infrared thermometer 10 detects this. In the assembly configuration, the infrared thermometer 10 is first inserted, and then the transparent body 11 may be fitted.

상기 투명 몸체(11)는 내열성 및 경도(硬度)가 우수해야 하며, 엔지니어링 플라스틱이나 투명한 유리로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 투명 몸체(11)는 상기 챔버(5)의 내면과 부드럽게 이어지도록 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 투명 몸체(11)만 따로 놓고 바라볼 때는 마치 날카로운 쐐기 모양을 가진다. 이 쐐기 모양의 투명 몸체(11)는 램(3)의 선단부 길이(L)의 일부분만 대채하도록 함으로써, 선단부의 강성(剛性) 및 경도 등을 최대한 유지하도록 하는 것이 바람직하다. 그러나, 투명 몸체(3)의 경도 및 강성이 충분하다면 램(3)의 전체 길이에 걸쳐서 부착되어도 된다.The transparent body 11 should be excellent in heat resistance and hardness, and preferably made of engineering plastic or transparent glass. In addition, the transparent body 11 is preferably formed to smoothly connect with the inner surface of the chamber (5). In the present embodiment, when only the transparent body 11 is viewed separately, it has a sharp wedge shape. The wedge-shaped transparent body 11 preferably has only a part of the tip length L of the ram 3 so as to maintain the rigidity and hardness of the tip part as much as possible. However, if the hardness and rigidity of the transparent body 3 are sufficient, it may be attached over the entire length of the ram 3.

이와 같은 구성을 위해서, 상기 램(3)의 선단부는 적외선 온도계(10)와 투명 몸체(11)가 결합될 수 있도록 사전에 홈이 형성될 필요가 있다.For this configuration, the front end portion of the ram 3 needs to be formed in advance so that the infrared thermometer 10 and the transparent body 11 can be coupled.

또한, 상기 적외선 온도계(10)의 온도 정보를 받아 배합장치(50)의 배합 속도를 조절하기 위한 온도 컨트롤러(14)가 부가적으로 연결되어 있다.In addition, the temperature controller 14 for receiving the temperature information of the infrared thermometer 10 to adjust the compounding speed of the compounding device 50 is additionally connected.

또한, 상기 측정된 온도를 외부에서 알 수 있도록 케이블(12)에 의해 적외선 온도계(10)가 외부의 표시기(13)와 연결되어 있다. 상기 케이블(12)이 통과되는 통로를 상기 램(3)의 내부에 미리 형성하는 것이 좋다.In addition, the infrared thermometer 10 is connected to the external indicator 13 by a cable 12 so that the measured temperature can be known from the outside. The passage through which the cable 12 passes may be formed in advance in the ram 3.

일반적으로, 적외선 온도계는 물체의 표면온도 만을 측정하는 용도로 적합한 장치이지만 배합장치의 로터(4)에 의해서 배합되는 고무의 위치가 계속적으로 변경되기 때문에 항상 고무의 새로운 내면이 노출되어, 종래 열전대의 마찰에 의한 온도 감지방법보다 정확한 값을 읽을 수 있다.In general, an infrared thermometer is a suitable device for measuring only the surface temperature of an object, but since the position of the rubber compounded by the rotor 4 of the compounding device is constantly changed, a new inner surface of the rubber is always exposed, so that a conventional thermocouple You can read more accurate values than the temperature sensing method by friction.

상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 마모 및 손상 없이 배합고무의 온도를 보다 정확히 측정할 수 있다는 이점이 있다.According to the present invention of the configuration as described above, there is an advantage that the temperature of the compounding rubber can be measured more accurately without wear and damage.

Claims (3)

고무 배합이 이루어지는 장소인 챔버(5)와, 챔버(5) 내부에서 직접 고무를 섞어주는 로터(4)와, 왕복운동으로 챔버 입구(17)를 개폐하는 램(3)과, 상기 램(3)의 운동을 안내하는 램 안내통(1)과, 배합이 완료된 고무를 배출하기 위한 방출용 도어(discharge door)(6)로 구성되는 고무 배합장치의 적외선 온도 측정장치에 있어서,Chamber 5, which is a place where rubber is mixed, rotor 4 for mixing rubber directly inside chamber 5, ram 3 for opening and closing the chamber inlet 17 by reciprocating motion, and ram 3 In the infrared temperature measuring apparatus of the rubber compounding device comprising a ram guide (1) for guiding the movement of the) and a discharge door (6) for discharging the finished rubber, 상기 램(3)의 선단부에 부착되어 상기 배합고무와 직접 접하는 투명 몸체(11)와;A transparent body 11 attached to the front end of the ram 3 and in direct contact with the compounding rubber; 상기 배합고무로부터 상기 투명 몸체(11)를 통해 들어오는 적외선 에너지를 감지하기 위해 상기 램(3)의 내부에 설치되어 있는 적외선 온도계(10)로 구성된 것을 특징으로 하는 배합고무의 적외선 온도 측정장치.Infrared temperature measuring apparatus of the compound rubber, characterized in that composed of an infrared thermometer (10) installed inside the ram (3) to detect the infrared energy coming through the transparent body (11) from the compound rubber. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투명 몸체(11)는 투명 유리 또는 투명 엔지니어링 플라스틱인 것을 특징으로 하는 배합고무의 적외선 온도 측정장치.The transparent body 11 is an infrared temperature measuring device of the compound rubber, characterized in that the transparent glass or transparent engineering plastic. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 적외선 온도계(10)의 온도 정보를 기초로 상기 로터(4)의 운동 속도를 조절하기 위한 온도 컨트롤러(14)가 상기 적외선 온도계(10)에 부가적으로 연결된것을 특징으로 하는 배합고무의 적외선 온도 측정장치.Infrared temperature of the compound rubber, characterized in that the temperature controller 14 for adjusting the movement speed of the rotor 4 based on the temperature information of the infrared thermometer 10 is additionally connected to the infrared thermometer 10. Measuring device.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5637139A (en) * 1979-09-03 1981-04-10 Hideaki Ino Controlling method of resin temperature of injection molding machine
US4519827A (en) * 1984-02-27 1985-05-28 Emhart Industries, Inc. Controlling the temperature of a glass mould

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