KR101343921B1 - 필러 비산 방지장치를 갖춘 반바리 믹서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 제조 중 첫 번째 공정인 혼합공정(일명 정련공정, Mixing)에서 타이어 제조를 위해 반제품 고무시트를 만들 때 투입되는 필러(각종 충전물, Filler)의 외부 비산을 막아 재투입시킬 수 있는 필러 비산 방지장치를 갖춘 반바리 믹서에 관한 것으로, 본체(1)의 상부에서 상하로 운동하는 무게추(2)를 가진 램(3, Ram)과, 상기 램(3)이 작동하는 램 스로트(4, Ram throte), 이송밀(5)에 의해 각종 원료가 투입되는 여닫이식 투입구(6) 및, 투입된 각종원료를 혼합 믹싱하는 기어박스(7)를 갖춘 한 쌍의 회전로터(8, Rotor)를 구비한 반바리 믹서에 있어서, 상기 램 스로트(4)의 상부에는 한 쌍의 초음파 발생기(9)가 설치되되, 상기 초음파 발생기(9)는 초음파 진동판(10)과 피에조 세라믹판(11)을 갖춘 결합 브라켓트(12)로 이루어지고, 상기 초음파 발생기(9)의 초음파 진동판(10)은 에어 실린더(13)에 의해 회전 조인트(14)들을 기준으로 일정각도로 조절되는 구조로 되어 있다.

Description

필러 비산 방지장치를 갖춘 반바리 믹서{Banbury mixer having disperse prevention apparatus}

본 발명은 타이어 제조 중 첫 번째 공정인 혼합공정(일명 정련공정, Mixing)에서 타이어 제조를 위해 반제품 고무시트를 만들 때 투입되는 필러(각종 충전물, Filler)의 외부 비산을 막아 재투입시킬 수 있는 필러 비산 방지장치를 갖춘 반바리 믹서에 관한 것이다.

타이어 제조시 첫 번째 공정은 타이어 제조에 필요한 각종 원료를 혼합해서 타이어에 사용되는 반제품 고무시트를 만드는 공정이 혼합공정이며, 이러한 혼합공정은 통상적으로 반바리(Banbury mixer)라는 설비를 이용해서 배양 사양서에 의거하여 천연고무, 합성고무, 프로세스 오일 및, 카본블랙과 같은 각종 충전물인 필러를 투입하여 믹싱하도록 되어 있다.

상기와 같은 타이어 혼합공정에서 투입되는 필러는 매우 가벼운 물질로서, 반바리 믹서에 투입할 때 일부가 비산되어 환기통로를 통해 외기로 빠져나가게 된다.

종래에는 이러한 필러의 비산량에 의해 발생되는 성능편차는 타이어 성능편차 수준에 크게 영향을 끼치지 않았으나, 최근 고성능화 타이어의 비중이 커지면서 타이어의 성능이 중요해짐에 따라 혼합공정에서 비산되는 필러 편차에 의한 성능편차를 잡는 것이 중요해 졌다.

그러나 종래에는 타이어 혼합공정 중 비산되는 필러에 대하여 대기 방출 전에 백필터(Bag filter)를 이용하여 포집하는 수준이었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 타이어 혼합공정에서 반바리 믹서에 투입되는 필러가 비산되어 대기 방출 전에 응집시키어 다시 재투입시키는 필러 비산 방지장치를 갖춘 반바리 믹서를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체의 상부에서 상하로 운동하는 무게추를 가진 램(Ram)과, 상기 램의 작동하는 램 스로트, 이송밀에 의해 각종 원료가 투입되는 투입구 및, 투입된 각종 원료를 혼합 믹싱시키는 기어박스를 갖춘 한 쌍의 로터(Rotor)를 구비한 반바리 믹서에 있어서, 상기 램 스로트의 상부에는 한 쌍의 초음파 발생기가 설치되되, 상기 초음파 발생기는 초음파 진동판과 피에조 세라믹 판을 갖춘 결합 브라켓트로 이루어지고, 각각의 상기 초음파 발생기는 에어 실린더에 의해 회전 조인트들을 매개로 각도 조절되는 구조로 되어 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 필러 비산 방지장치를 갖춘 반바리 믹서는 투입되는 필러에서 비산되는 미세입자들을 서로 응집시킴에 따라 응집된 필러들이 혼합공정 중 중력 작용으로 재투입되어 혼합공정에서 필러 함유량 편차를 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 타이어의 성능편차를 최소화시키도록 되어 있다.

도 1은 본 발명이 적용된 타이어 제조 혼합공정에 이용되는 반바리 믹서(Banbury mixer)의 개략적인 전체 구성도,
도 2는 도 1의 요부 확대도,
도 3은 도 2의 (가)부분 작동상태 확대 구성도,
도 4 (A) ~ (C)는 본 발명에서 초음파의 발생 전, 중, 후의 작동을 설명하는 도면들,
도 5는 본 발명의 작동 흐름도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 반바리 믹서의 전체 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1의 요부 확대도이며, 도 3은 도 2의 (가)부분 작동상태를 보여주는 확대 구성도이다.

본 발명은 본체(1)의 상부에서 상하로 운동하는 무게추(2)를 가진 램(3, Ram)과, 상기 램(3)이 작동하는 램 스로트(4, Ram throte), 이송밀(5)에 의해 각종 원료가 투입되는 여닫이식 투입구(6) 및, 투입된 각종원료를 혼합 믹싱하는 기어박스(7)를 갖춘 한 쌍의 회전로터(8, Rotor)를 구비한 반바리 믹서에 있어서, 상기 램 스로트(4)의 상부에는 한 쌍의 초음파 발생기(9)가 설치되되, 상기 초음파 발생기(9)는 초음파 진동판(10)과 피에조 세라믹판(11)을 갖춘 결합 브라켓트(12)로 이루어지고, 상기 초음파 발생기(9)의 초음파 진동판(10)은 에어 실린더(13)에 의해 회전 조인트(14)들을 기준으로 일정각도로 조절되는 구조로 되어 있다.

그리고 상기 초음파 발생기(9)는 공지의 주파수 제어박스(도면에 미도시)에 연결되어 주파수와 세기를 조절할 수 있는데, 본원 발명에서 약 10㎑ 대역의 주파수를 사용한다.

예를 들어, 한 쌍의 초음파 발생기(9) 중 한 개의 초음파 발생기는 10㎑ 대역의 주파수, 다른 초음파 발생기는 20㎑ 대역의 주파수를 사용하여 서로 다른 주파수를 투입하여 비산되는 필러 미세입자(15)의 응집효과를 극대화하도록 되어 있다.

또한, 상기 초음파 발생기(9)의 초음파 진동판(10)은 도 3과 같이 에어 실린더(13)에 의해 회전 조인트(14)들을 지점으로 화살표 방향으로 각도 조절이 가능하며, 상기 회전각도는 30° ~ 90° 사이로 설정하여 혼합공정 중 지속적으로 왕복 작동되는데, 회전 이동속도는 램(3)의 상승 및 하강속도와 상관없이 일정하게 유지시킨다.

여기서 본 발명에 따른 초음파 발생기(9)는 상기 투입구(6)를 통해 필러 투입 및 램(3)이 가동할 때 작동되는바, 특히 상기 램(3)의 위치가 최상부에 도달했을 때 작동되는 이유는 약품과 필러의 비산이 상기 램(3)이 상부에 위치하기 위하여 아래쪽에서 상부 방향으로 움직일 때 크게 발생하기 때문이다.

도 5는 본 발명에 따른 필러 비산 방지장치를 갖춘 반바리 믹서의 작동 흐름도를 보여주고 있다.

이 같은 작동 흐름도에서 고무와 필러가 투입되어 램(3)이 작동하게 되면, 상기 필러의 미세입자(15)를 쉽게 응집시키기 위해 미세입자(15) 사이의 응집에 의하여 입자의 직경을 증대시키는 것이고, 미세입자(15)의 직경 증가를 인위적인 외력에 의하여 입자와 입자 사이의 상호 충돌 빈도를 증가시킴에 따라 달성될 수 있으며, 입자 상호 간 충돌 빈도 증가는 기히 잘 알려진 방법 중의 하나가 부유 입자군들에 강력한 음파 에너지를 투입하는 방법이다.

본 발명은 도 4의 (A), (B), (C)와 같이 반바리 믹서 작용시 초음파 발생 전, 초음파 발생 중, 초음파 발생 후에서 비산되는 필러의 미세입자(15)들이 초음파 발생기(9)에서 발생되는 강력한 음파 에너지에 의해 서로 충돌하여 직경이 커져서 중력에 의해 자연 낙하되어 재투입되는 상태를 보여주고 있으며, 여기서 상기 부유하는 미세입자(5)들은 직접적인 충돌에 의한 응집과 음파유동에 의한 응집이 동시에 발생하기 때문에 반바리 믹서에서 재료 혼합 중 비산되는 필러의 미세입자들을 최대로 응집하여 재투입할 수 있으며, 이는 결국 타이어 성능편차를 감소시킬 수 있도록 되어 있다.

1 : 본체, 2 : 무게추,
3 : 램(Ram), 4 : 램 스로트(Ran throte),
5 : 이송밀, 6 : 투입구,
7 : 기어박스, 8 : 회전로더(Rotor),
9 : 초음파 발생기, 10 : 초음파 진동판,
11 : 피에조 세라믹판, 12 : 결합 브라켓트,
13 : 에어 실린더, 14 : 회전 조인트,
15 : 미세입자.

Claims (3)

1. 본체(1)의 상부에서 상하로 운동하는 무게추(2)를 가진 램(3, Ram)과, 상기 램(3)이 작동하는 램 스로트(4, Ram throte), 이송밀(5)에 의해 각종 원료가 투입되는 여닫이식 투입구(6) 및, 투입된 각종원료를 혼합 믹싱하는 기어박스(7)를 갖춘 한 쌍의 회전로터(8, Rotor)를 구비한 반바리 믹서에 있어서,
   상기 램 스로트(4)의 상부에는 한 쌍의 초음파 발생기(9)가 설치되되, 상기 초음파 발생기(9)는 초음파 진동판(10)과 피에조 세라믹판(11)을 갖춘 결합 브라켓트(12)로 이루어지고, 상기 초음파 발생기(9)의 초음파 진동판(10)은 에어 실린더(13)에 의해 회전 조인트(14)들을 기준으로 일정각도로 조절되는 것을 특징으로 하는 필러 비산 방지장치를 갖춘 반바리 믹서.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 초음파 발생기(9) 중 한 개는 10㎑ 대역의 주파수, 다른 한 개는 20㎑ 대역의 주파수를 사용하는 것을 특징으로 하는 필러 비산 방지장치를 갖춘 반바리 믹서.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 초음파 진동판(10)의 회전각도는 30° ~ 90° 사이로 설정된 것을 특징으로 하는 필러 비산 방지장치를 갖춘 반바리 믹서.

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