KR101738788B1

KR101738788B1 - 혼련기 및 혼련기용 부재

Info

Publication number: KR101738788B1
Application number: KR1020157000267A
Authority: KR
Inventors: 유야 곤노; 히사노리 기시모토; 도요아키 야스이; 다카시 모리베
Original assignee: 미츠비시 쥬우고오 마시나리 테크노로지 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2017-05-22
Also published as: WO2014128989A1; JP6062283B2; CN104470694A; JP2014162069A; CN104470694B; DE112013003716T5; KR20150023656A

Abstract

혼련재(W)를 혼련실(C)에 수용하여 혼련 로터(4), (5)로 혼련하는 혼련기(1)로서, 혼련실(C)과 외부를 구획하는 챔버(2), 챔버(2)의 혼련실(C)과 면하는 내면(2c)을 덮고, 혼련재(W)에 대해 내마모성을 가지는 재료로 형성된 경질 피막(20) 및 챔버(2)의 내면(2c)에서 경질 피막(20)의 가장자리(20a)를 덮고, 경질 피막(20)을 형성하는 재료보다 고인성인 재료로 형성된 보호 부재(21)를 구비한다.

Description

혼련기 및 혼련기용 부재{KNEADER AND MEMBER FOR KNEADERS}

본 발명은 고무 원료 등의 혼련재를 교반하는 혼련기 및 혼련기용 부재에 관한 것이다.

본 출원은 2013년 2월 22일에 출원된 일본특허출원 제2013-033841호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

종래로부터 혼련실 내에 압입된 고무, 플라스틱 등으로 이루어진 타이어 등의 원료의 혼련재를 로터축의 회전에 의해 교반하는 밀폐식 혼련기가 알려져 있다. 이러한 혼련기에서는 혼련재의 혼련시에 로터 및 혼련실 내면에 혼련재에 의한 마모가 발생한다.

여기서, 특허문헌 1에는 혼련기에서 표면에 서멧의 용사(溶射) 피막을 적층하여 내마모성, 내식성 등을 도모한 로터가 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는 표면에 용사층을 형성하여, 내마모성의 향상을 도모한 로터가 기재되어 있다.

또한, 지금까지 혼련실의 내면에는 크롬 도금이나 버터링(buttering)이 실시됨으로써 혼련실에 내마모성이 부여되어, 혼련기의 수명 향상이 도모되고 있다.

그런데, 최근의 환경 보호에 대한 요구로 인해 차량의 연비 향상을 도모할 수 있는 타이어, 소위, 저연비 타이어의 수요가 높아지고 있다. 저연비 타이어란 타이어의 내마모성 및 그립력을 희생시키지 않고, 구름 저항의 저감을 가능하게 한 타이어이다. 이러한 저연비 타이어에 이용되는 원료에는 실리카를 첨가하고 있다.

일본국 특허 제4264219호 일본국 특허 제2638256호

그러나, 실리카를 첨가한 타이어의 원료를 혼련재로서 혼련실에서 혼련했을 경우에는 혼련실의 내면이 쉽게 마모되어 버린다. 이 경우, 종래의 크롬 도금이나 버터링으로는 충분한 내마모성을 얻을 수 없는 등의 문제가 있다. 여기서, 특허문헌 1, 2에 기재된 용사 피막을 혼련실 내면에 적용하여 내마모성을 향상시키는 것도 가능하지만, 혼련실 내면은 로터 표면의 형상과 전혀 다르기 때문에, 그대로 적용하기는 어렵다.

본 발명은 비용을 억제함과 동시에 혼련재에 대해 충분히 내마모성을 얻을 수 있는 혼련기 및 혼련기용 부재를 제공한다.

본 발명의 제1 양태에 따른 혼련기는 혼련재를 혼련실에 수용하여 혼련 로터로 혼련하는 혼련기로서, 상기 혼련실과 외부를 구획하는 적어도 하나의 구획 부재, 상기 구획 부재의 상기 혼련실과 면하는 내면을 덮고, 상기 혼련재에 대해 내마모성을 가지는 재료로 형성된 경질 피막 및 상기 구획 부재의 내면에서 상기 경질 피막의 가장자리를 덮고, 상기 경질 피막을 형성하는 재료보다 고인성(高靭性)의 재료로 형성된 보호 부재를 구비한다.

이러한 혼련기에 의하면 구획 부재의 내면을 덮는 경질 피막은 모재가 되는 구획 부재에 대한 밀착성이 양호하다. 또한, 구획 부재의 내면을 경질 피막으로 덮음으로써 견고함을 확보할 수 있기 때문에 혼련재에 의한 구획 부재의 마모를 충분히 억제할 수 있다. 또한, 이러한 경질 피막을 이용함으로써 구획 부재의 내면에 버터링을 실시하는 경우에 비해 시공이 용이하고 비용적으로 이점이 있다.

게다가 버터링과 동일한 내마모성을 얻고자 했을 경우에는 막 두께를 매우 얇게 할 수 있기 때문에, 가령 마모되었다고 해도 구획 부재의 내면에 그다지 큰 요철 형상이 형성되는 일이 없고, 이러한 마모에 의한 내면의 요철에 의해 혼련기의 성능 저하가 발생하기 어렵다. 한편, 이러한 경질 피막은 인성이 낮고, 특히 가장자리에서는 깨짐이나 결손이 발생하기 쉽지만, 이 가장자리를 인성이 높은 재료의 보호 부재로 덮고 있기 때문에 가장자리의 깨짐이나 결손을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 양태에 따른 혼련기에서는 상기 제1 양태에 있어서의 상기 경질 피막은 상기 가장자리에서 상기 혼련실 측으로부터 상기 내면측을 향해 경사짐과 동시에 상기 내면측을 향하는 경사면을 가질 수도 있다.

이와 같이 경질 피막의 가장자리에 경사면을 형성함으로써 보호 부재와 경질 피막의 접촉 면적을 크게 할 수 있기 때문에 보호 부재를 보다 확실하게 설치할 수 있다.

또한, 본 발명의 제3 양태에 따른 혼련기에서는 상기 제1 또는 제2 양태에 있어서의 상기 보호 부재는 상기 구획 부재에 볼트에 의해 고정될 수도 있다.

이와 같이 보호 부재를 볼트 고정함으로써 용접 등에서의 열에 의해 보호 부재가 변형되는 일이 없기 때문에 보다 높은 정밀도로 보호 부재를 설치할 수 있다. 게다가 보호 부재의 교환이 용이하다는 점이나 보호 부재에 용접으로의 설치가 불가능한 재료를 이용하는 것도 가능하기 때문에 재료의 선택 폭이 넓어진다.

또한, 본 발명의 제4 양태에 따른 혼련기에서는 상기 제1 내지 제3 중 어느 하나의 양태에 있어서의 상기 구획 부재는 상기 혼련실을 덮는 챔버 및 상기 챔버의 개구를 개폐시키는 개폐 부재를 가질 수도 있다.

챔버 및 개폐 부재 각각의 내면에 경질 피막을 실시하여, 경질 피막의 가장자리에 보호 부재를 설치하기 때문에 확실하게 혼련실 내의 혼련재에 의한 마모를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 제5 양태에 따른 혼련기에서는 상기 제1 내지 제4 중 어느 하나의 양태의 혼련기에 있어서, 상기 혼련재로서 실리카를 함유하는 재료를 혼련하고, 상기 경질 피막은 상기 실리카에 대해 내마모성을 가지는 재료로 형성될 수도 있다.

이와 같이 예를 들면, 저연비 타이어에 이용되는 실리카를 함유하는 혼련재를 혼련하는 경우에는 구획 부재의 내면에 높은 내마모성이 요구되는데, 이러한 경질 피막을 이용함으로써 확실하게 구획 부재 내면의 마모를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 제6 양태에 따른 혼련기에서는 상기 제1 내지 제5 중 어느 하나의 양태에 있어서의 상기 경질 피막은 텅스텐 카바이드를 함유하는 서멧 피막일 수도 있다.

이러한 경질 피막을 이용함으로써 구획 부재의 내면에 매우 견고한 피막을 생성할 수 있으며, 혼련재에 의한 구획 부재의 마모를 충분히 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 제7 양태에 따른 혼련기에서는 상기 제1 내지 제5 양태 중 어느 하나에 있어서의 상기 경질 피막은 자용성(自溶性) 합금의 용사 피막일 수도 있다.

이러한 경질 피막을 이용함으로써 구획 부재의 내면에 견고한 피막을 생성할 수 있음과 동시에 어느 정도의 인성을 얻을 수 있기 때문에 경질 피막 자체의 깨짐이나 결손 등을 어느 정도 억제하면서 혼련재에 의한 구획 부재의 마모를 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 제8 양태에 따른 혼련기에서는 상기 제1 내지 제5 중 어느 하나의 양태에 있어서의 상기 경질 피막은 졸겔법에 의한 세라믹 코팅일 수도 있다.

또한, 본 발명의 제9 양태에 따른 혼련기에서는 상기 제1 내지 제8 중 어느 하나의 양태에 있어서의 상기 보호 부재는 상기 고인성 재료로 비커스 경도 Hv 700 이하의 합금 재료를 이용할 수도 있다.

이와 같이 보호 부재가 비커스 경도 Hv 700 이하의 합금을 재료로 함으로써 구획 부재 내면의 경질 피막보다 보호 부재 쪽이 경도 수치를 작게 할 수 있기 때문에 경질 피막의 가장자리에서의 깨짐이나 결손을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 제10 양태에 따른 혼련기용 부재는 혼련재를 혼련실에 수용하여 혼련 로터로 혼련하는 혼련기에서 상기 혼련재에 의해 마모될 수 있는 부위에 이용되는 혼련기용 부재로서, 기재, 상기 기재의 상기 혼련재측의 면을 덮고, 상기 혼련재에 대해 내마모성을 가지는 재료로 형성된 경질 피막 및 상기 기재의 상기 면에서 상기 경질 피막의 가장자리를 덮고, 상기 경질 피막을 형성하는 재료보다 고인성인 재료로 형성된 보호 부재를 구비한다.

이러한 혼련기용 부재에 의하면 모재가 되는 기재에 대한 경질 피막의 밀착성이 양호함과 동시에 경질 피막에 의해 견고함을 확보할 수 있기 때문에 기재의 마모를 충분히 억제할 수 있다. 또한, 이러한 경질 피막을 이용함으로써 시공이 용이하고 비용적으로 이점이 있거나 막 두께를 매우 얇게 할 수 있다. 이로 인해, 마모에 의해 내면의 요철이 발생했다 하더라도 그다지 큰 요철이 되지 않고 혼련기의 성능 저하가 발생하기 어렵다. 또한, 이 가장자리를 인성이 높은 재료의 보호 부재를 설치하고 있기 때문에 경질 피막의 가장자리에서의 깨짐이나 결손을 억제하는 것이 가능해진다.

상기 혼련기 및 혼련기용 부재에 의하면 구획 부재 또는 기재의 내면을 경질 피막으로 덮고, 또한 경질 피막의 가장자리를 보호 부재로 덮음으로써 비용을 억제함과 동시에 혼련재에 대해 충분한 내마모성을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 혼련기를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 혼련기가 구비하는 챔버 요부를 나타내는 도 1의 A부 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태의 변형예에 따른 혼련기가 구비하는 챔버 요부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 혼련기가 구비하는 챔버 요부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 혼련기가 구비하는 챔버 요부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시형태의 제1 변형예에 따른 혼련기가 구비하는 챔버 요부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시형태의 제2 변형예에 따른 혼련기가 구비하는 챔버 요부의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시형태의 제3 변형예에 따른 혼련기가 구비하는 챔버 요부의 단면도이다.

[제1 실시형태]

이하, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 혼련기(1)에 대해 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이 혼련기(1)는 혼련실과 외부를 구획하는 적어도 하나의 구획 부재(기재)를 구비한다. 구획 부재(기재)는 내부에 공간이 형성된 챔버(2), 챔버(2)의 상부에 설치된 개폐 부재인 플로팅 웨이트(Floating Weight)(11)와, 챔버(2)의 하부에 설치된 개폐 부재인 드롭 도어(12)를 포함한다. 혼련기(1)는 이들 챔버(2), 플로팅 웨이트(11), 드롭 도어(12) 각각의 내면(2c, 11c, 12c)에 마련된 코팅층(3)을 구비하고 있다.

게다가 이 혼련기(1)는 상기 공간 내에 배치된 한 쌍의 혼련 로터(4, 5)를 구비하고 있으며, 소위 밀폐식 혼련기로 되어 있다.

챔버(2)는 내부에 공간이 형성된 부재이며, 이 내부의 공간은 혼련재(W)가 혼련되는 혼련실(C)로 되어 있다. 본 실시형태에서 이 혼련재(W)는 저연비 타이어의 원료에 이용되는 실리카를 함유하는 고무 원료이다.

플로팅 웨이트(11)는 챔버(2)의 상부에 형성된 상부 개구(2a)를 개폐 가능하도록 혼련재(W)를 투입하는 호퍼(10)에 의해 상방으로부터 지지되어, 상하 이동 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 이 플로팅 웨이트(11)가 하강 동작함으로써 호퍼(10)로부터 투입된 혼련재(W)가 혼련실(C) 내에 압입된다.

드롭 도어(12)는 챔버(2)의 하부에 형성된 하부 개구(2b)를 개폐 가능하도록 상하 이동 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 이 드롭 도어(12)가 하강 동작함으로써 혼련 후의 혼련재(W)가 혼련실(C)로부터 외부로 취출된다.

한 쌍의 혼련 로터(4, 5)는 동일 혹은 유사한 구성으로 되어 있다.

그리고, 각각의 혼련 로터(4), (5)는 축선(P1(P2))을 중심으로 한 기둥 형상을 이루는 축부(4a(5a)) 및 축부(4a(5a)) 각각의 외주면에 형성된 날개부(4b(5b))를 가지고 있다. 날개부(4b(5b))는 예를 들면, 축선(P1(P2))에 대해 나선 형태로 형성되어 있다. 또한, 혼련 로터(4), (5)는 도시하지 않은 구동원에 의해 서로 역방향으로 축선(P1(P2))을 중심으로 회전 가능하게 설치되어 있으며, 회전에 의해 혼련실(C) 내부의 혼련재(W)가 혼련된다.

여기서, 혼련 로터(4, 5)의 축선(P1(P2))이 연장되는 방향을 깊이 방향으로 한다.

다음으로 도 2를 참조하여 챔버(2)의 내면(2c)에 마련된 코팅층(3)에 대해 상세히 설명한다. 또한, 상세한 설명은 생략하지만, 플로팅 웨이트(11)의 내면(11c), 드롭 도어(12)의 내면(12c)에도 마찬가지로 코팅층(3)이 마련되어 있다.

코팅층(3)은 혼련실(C)을 구획 형성하도록 챔버(2)의 내면(2c)을 덮는 경질 피막(20) 및 경질 피막(20)의 가장자리(20a)를 깊이 방향에 걸쳐 덮는 보호 부재(21)를 가지고 있다.

경질 피막(20)은 텅스텐 카바이드를 함유하는 WC계 서멧의 피막이며, 보호 부재(21)의 설치 부분을 제외한 챔버 내면(2c)의 전체 영역을 덮고 있다. 마찬가지로, 플로팅 웨이트(11)의 내면(11c), 드롭 도어(12)의 내면(12c)에 대해 보호 부재(21)의 설치 부분을 제외한 전체 영역을 덮고 있다.

이 WC계 서멧은 세라믹 입자와 금속분말 입자를 성형·소결하여 얻어지는 복합 재료이며, 비커스 경도 Hv 1000∼1200 정도로 되어 있다. 즉, 견고함, 내마모성, 내열성, 내산화성을 얻을 수 있는 재료이며, 예를 들면, 고속 프레임 용사 등의 공지된 용사 방법을 이용하여 내면(2c)에 피막 시공되어 있다. 또한, WC서멧의 피막은 막 두께가 0.5mm 이하로서, 내마모성은 크롬 도금과 비교하여 40배 정도가 된다. 이 내마모성의 수치는 러버 휠(rubber wheel) 시험에 의해 실제로 계측한 값이다.

여기서, 이 러버 휠 시험에 있어서는 하기 조건으로 시험을 실시했다.

·휠의 치수: 지름 230mm×두께 13mm

·휠의 회전수: 매분 200 회전

·휠의 가압 하중: 14 ㎏

·분체: 규사 6호

·분체 낙하량: 매분 400g

또한, 이 경질 피막(20)은 자용성 합금의 용사 피막일 수도 있다. 이 자용성 합금은 붕소, 규소를 포함하는 니켈기 합금 재료, 코발트기 합금 재료이며, 비커스 경도 Hv 750∼950 정도로 되어 있다. 그리고, 보다 큰 경도를 얻기 위해 자용성 합금 중에서도 텅스텐 카바이드를 함유하는 것을 이용할 수 있다. 그리고, 자용성 합금은 예를 들면, 고속 프레임 용사 등의 공지된 용사 방법을 이용하여 내면(2c)에 피막 시공된다. 이 자용성 합금의 용사 피막은 막 두께가 1mm 정도로서, 내마모성은 크롬 도금과 비교하여 10배 정도가 된다. 이 내마모성의 수치는 상술한 러버 휠 시험에 의해 실제로 계측한 값이다.

게다가 이 경질 피막은 졸겔법을 이용한 세라믹 코팅일 수도 있다. 졸겔법은 졸겔 막 형성용 용액에 내면(2c)을 침지 혹은 이 용액을 내면(2c)에 도포한 후에 열처리함으로써 세라믹 코팅을 시공하는 것이며, 비커스 경도 Hv 800∼1200 정도로 되어 있다. 또한, 막 두께는 0.5mm 이하로서, 충분한 내마모성을 얻는 것이 가능하다.

보호 부재(21)는 챔버(2)와 플로팅 웨이트(11)가 인접하는 위치 및 챔버(2)와 드롭 도어(12)가 인접하는 위치에서 경질 피막(20)의 가장자리(20a)에 설치되어 있다.

본 실시형태에서는 보호 부재(21)는 축선(P2(P1))에 직교하는 면에서의 단면 형상이 사각 형상을 이루고, 경질 피막과 동일한 두께가 되도록 버터링되거나 또는 끼워 넣어져 설치되어 있다.

이 보호 부재(21)는 코발트, 크롬, 텅스텐 등을 포함하는 코발트기 합금인 스텔라이트(등록상표) 합금을 재료로 하고 있으며, 비커스 경도 Hv 300∼460 정도이다.

여기서, 재료에 있어서의 경도와 인성의 관계에 대해서는 고경도이면 어느 정도 인성치가 낮아진다는 것이 알려져 있다. 따라서, 이러한 스텔라이트(등록상표) 합금은 상술한 경질 피막(20)의 재료에 비해 인성치가 높다.

또한, 보호 부재(21)는 스텔라이트(등록상표) 합금과 같은 코발트기 합금인 트리발로이(등록상표) 합금을 재료로 할 수도 있다. 이 경우, 비커스 경도 Hv 500∼600 정도이며, 상술한 경질 피막(20)의 재료에 비해 인성치가 높다.

게다가, 보호 부재(21)는 니켈기 합금인 콜모노이(등록상표) 합금을 재료로 할 수도 있다. 이 경우, 비커스 경도 Hv 400∼700 정도이며, 마찬가지로 상술한 경질 피막(20)의 재료에 비해 인성치가 높다.

또한, 보호 부재(21)는 상술한 경질 피막(20)보다 경도가 낮은 금속 재료인 하이스강(고속도강), 다이스강, 고크롬철, 텅스텐 탄화물 등을 재료로 할 수 있는데, 특히 비커스 경도 Hv 700 이하의 합금 재료가 바람직하다.

이러한 혼련기(1)에 있어서는, 챔버(2)의 내면(2c)(플로팅 웨이트(11)의 내면(11c), 드롭 도어(12)의 내면(12c)도 마찬가지임)을 경질 피막(20)으로 덮음으로써 크롬 도금에 의한 피막에 비해 치밀하고 또한 고밀착 상태의 피막을 얻을 수 있다. 게다가, 경질 피막(20)은 경도가 높기 때문에 혼련재(W)에 의한 마모를 충분히 억제할 수 있다.

또한, 이러한 경질 피막(20)을 이용함으로써 내면(2c)에 버터링을 실시하는 경우에 비해 시공이 용이하고, 큰 비용적 이점이 있다. 또한, 버터링과 동일한 내마모성을 얻고자 했을 경우 막 두께를 매우 얇게 할 수 있다. 구체적으로는 스텔라이트(등록상표)를 버터링했을 경우의 두께는 경질 피막(20)에 비해 20배 정도가 된다.

이로 인해 가령 경질 피막(20)이 마모되었다 하더라도 내면(2c)에 그다지 큰 요철 형상이 형성되는 일이 없고, 이러한 마모에 의한 내면(2c)의 요철에 의해 혼련기(1)의 성능 저하가 발생하기 어렵다.

한편, 이러한 경질 피막(20)은 고경도이기 때문에 인성치가 낮고, 특히 가장자리(20a)에서는 깨짐이나 결손이 발생하기 쉽지만, 이 가장자리(20a)에 저경도(고인성) 재료를 이용한 보호 부재(21)를 설치하고 있기 때문에 이러한 깨짐이나 결손을 억제하는 것이 가능해진다.

본 실시형태의 혼련기(1)에 의하면 내면(2c)을 경질 피막(20)으로 덮고, 또한 경질 피막(20)의 가장자리(20a)를 보호 부재(21)로 덮음으로써 비용을 억제하는 동시에 혼련재(W)에 대해 충분한 내마모성을 얻을 수 있으며, 제품의 장수명화가 가능해진다. 특히, 본 실시형태와 같이 혼련재(W)가 실리카를 함유하고 있는 경우에 있어서, 큰 내마모 효과를 기대할 수 있다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이 보호 부재(21)는 플로팅 웨이트(11) 및 드롭 도어(12)에서는 챔버(2)와 인접하는 가장자리(20aA, 20aB)에 설치되어 있다. 이 보호 부재(21)는 이들 챔버(2), 플로팅 웨이트(11), 드롭 도어(12)에 경질 피막(20)을 설치했을 때, 경질 피막(20)의 가장자리가 되는 모든 위치에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 도 3에 나타낸 바와 같이 보호 부재(31)가 경질 피막(20)의 두께 치수보다 크게 되어 있을 수도 있다. 구체적으로는 경질 피막(20)의 가장자리(20a)의 위치에 경질 피막(20)이 마련된 내면(2c)과 비교해서 내면(2c)이 혼련실(C)과는 반대측으로 오목해지도록 오목부(32)를 형성하고, 이 오목부(32)에 끼워 넣어지도록 보호 부재(31)를 설치한다. 이렇게 함으로써 경질 피막(20)과 보호 부재(31)로 혼련실(C) 측을 향하는 면을 하나의 면으로 하면서 보호 부재(31)의 두께 치수를 크게 할 수 있기 때문에 인성치가 작은 보호 부재(31)라도 내면(2c)의 마모를 억제하는 것이 가능하다.

[제2 실시형태]

다음으로 본 발명의 제2 실시형태에 따른 혼련기(40)에 대해 설명한다.

또한, 제1 실시형태와 공통적인 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

본 실시형태에서는 보호 부재(41), 경질 피막(42)의 가장자리(42a)의 형상이 제1 실시형태와 상이하다.

도 4에 나타낸 바와 같이 경질 피막(42)은 가장자리(42a)에서 혼련실(C) 측으로부터 내면(2c)을 향해 경사짐과 동시에 내면(2c) 측을 향하는 제1 경사면(42b)을 가지고 있다. 여기서, 이 제1 경사면(42b)은 예를 들면, 기계 가공 등으로 형성된다.

보호 부재(41)는 축선(P2(P1))에 직교하는 면에서의 단면이 삼각 형상을 이루고 있다. 구체적으로는 혼련실(C) 측으로부터 내면(2c)을 향해 경사짐과 동시에 혼련실(C) 측을 향하는 제2 경사면(4lb)을 가지고 있다. 그리고, 제2 경사면(4lb)이 경질 피막(42)의 제1 경사면(42b)에 접촉하도록 하여, 보호 부재(41)가 경질 피막(42)의 가장자리(42a)에 버터링 또는 별체(別?)로 끼워 넣어져 설치되어 있다. 여기서, 보호 부재(41)가 별체인 경우에는 제2 경사면(4lb)은 예를 들면, 기계 가공 등으로 형성된다.

본 실시형태의 혼련기(40)에 의하면 경질 피막(42)의 가장자리(42a)에서 제1 경사면(42b)을 형성함으로써 보호 부재(41)와 경질 피막(42)의 접촉 면적을 크게 할 수 있다. 이로 인해 보호 부재(41)를 보다 확실하게 설치할 수 있다.

[제3 실시형태]

다음으로 본 발명의 제3 실시형태에 따른 혼련기(50)에 대해 설명한다.

또한, 제1 실시형태 및 제2 실시형태와 공통적인 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.

본 실시형태에서는 보호 부재(51), 경질 피막(52)의 가장자리(52a)의 형상 및 보호 부재(51)의 설치 방법이 제1 실시형태 및 제2 실시형태와 상이하다.

도 5에 나타낸 바와 같이 경질 피막(52)은 가장자리(52a)에서 혼련실(C) 측으로부터 내면(2c)을 향해 경사짐과 동시에 내면(2c) 측을 향하고 또한 혼련실(C) 측에 오목해지도록 만곡하는 제1 만곡면(52b)을 가지고 있다. 여기서, 제1 만곡면(52b)은 예를 들면, 기계 가공 등으로 형성된다.

보호 부재(51)는 혼련실(C) 측으로부터 내면(2c)을 향해 경사짐과 동시에 혼련실(C) 측을 향하고 또한 혼련실(C) 측에 볼록해지도록 만곡하는 제2 만곡면(5lb)을 가지고 있다. 그리고, 이 제2 만곡면(5lb)이 경질 피막(52)의 제1 만곡면(52b)에 접촉하도록 하여 보호 부재(51)가 경질 피막(52)의 가장자리(52a)에 별체로 설치되어 있다. 그리고, 볼트(55)가 혼련실(C) 측으로부터 보호 부재(51)를 관통함과 동시에 이 볼트(55)가 챔버(2)에 나사 작용으로 끼워 넣음으로써 보호 부재(51)가 고정되어 있다. 여기서, 제2 만곡면(5lb)은 예를 들면, 기계 가공 등으로 형성된다.

또한, 경질 피막(52)의 가장자리(52a)의 형상, 보호 부재(51)의 형상은 본 실시형태의 것 대신에, 예를 들면, 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서 설명한 것일 수도 있다.

본 실시형태의 혼련기(50)에 의하면 보호 부재(51)를 별체로 제조하여 설치할 수 있으므로, 버터링의 경우와 비교해서 열에 의한 보호 부재(51)의 변형이 없기 때문에 보다 높은 정밀도로 설치할 수 있다. 게다가 버터링에 비해 시공 공정 수의 저감이 가능해지고 교환도 용이하다. 그리고, 보호 부재(51)에 버터링으로 설치가 불가능한 재료를 이용하는 것도 가능하기 때문에 재료의 선택 폭이 넓어진다.

여기서, 도 6에 나타낸 바와 같이 보호 부재(61)는 경질 피막(62)의 가장자리(62a) 및 챔버(2)에 대해 축선(P2(P1))에 있어서의 둘레 방향으로부터 접촉하도록 설치되어, 볼트(55)가 둘레 방향으로부터 보호 부재(61)를 관통하고, 챔버(2)에 나사 작용으로 끼워 넣음으로써 보호 부재(61)가 고정되어 있을 수도 있다. 본 변형예에서는 경질 피막(62)은 가장자리(62a)에서 내면(2c) 측의 표면이 내면(2c)과 동일한 둘레 방향의 위치까지 형성되어 완전하게 내면(2c)을 덮고 있다. 게다가 경질 피막(62)은 혼련실(C) 측의 표면에서는 둘레 방향으로 챔버(2)로부터 돌출하도록 형성되어 있다. 즉, 보호 부재(61)에 접촉하는 경질 피막(62)의 둘레 방향의 단면은 혼련실(C) 측으로부터 내면(2c) 측을 향함에 따라 둘레 방향으로 경사지는 제1 경사면(62b)으로 되어 있다. 그리고, 보호 부재(61)에서도 이 제1 경사면(62b)에 접촉하도록 제2 경사면(6lb)이 형성되어 있다.

이러한 보호 부재(61)를 이용함으로써 보호 부재(61)의 치수를 둘레 방향으로 크게 하지 않고도 두께 방향의 치수를 크게 함으로써 볼트(55)의 설치 개수를 늘리는 것이 가능해진다. 또한, 경질 피막(62)에 의해 내마모성을 충분히 얻을 수 있음과 동시에 보호 부재(61)의 탈락을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 이로 인해 경질 피막(62)의 가장자리(62a)에서의 깨짐이나 결손의 추가 억제가 가능해진다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같이 보호 부재(71)는 축선(P2(P1))에 직교하는 면에서의 단면이 삼각 형상을 이룰 수도 있다. 구체적으로는 혼련실(C) 측으로부터 내면(2c)을 향해 경사짐과 동시에 내면(2c) 측을 향하는 제1 경사면(7lb)을 가지고 있다. 그리고, 경질 피막(72)에는 이 제1 경사면(7lb)에 접촉하는 제2 경사면(72b)이 형성되어 있으며, 볼트(55)가 혼련실(C) 측으로부터 보호 부재(71), 경질 피막(72)을 관통함과 동시에 챔버(2)에 나사 작용으로 끼워 넣음으로써 보호 부재(71)가 고정되어 있다.

이러한 보호 부재(71)를 이용함으로써 볼트(55)가 보호 부재(71) 및 경질 피막(72)의 양쪽을 관통하도록 하여 보호 부재(71)를 설치할 수 있다. 이로 인해 보호 부재(71)의 탈락뿐만 아니라 경질 피막(72)의 박리를 억제하는 것도 가능해진다.

또한, 도 8에 나타낸 바와 같이 보호 부재(81)는 축선(P2(P1))에 직교하는 면에서의 단면이 계단 형상을 이룰 수도 있다. 구체적으로는 보호 부재(81)는 경질 피막(82)을 덮는 측에서 두께 치수가 작게 되어 있다. 즉, 보호 부재(81)에는 내면(2c) 측을 향하는 2개의 면인 제1면(81a), 제2면(8lb)과, 이들 사이에 배치된 둘레 방향을 향하는 면인 단차면(81c)이 형성되어 있다. 그리고, 제1면(81a)은 경질 피막(82)에 접촉하고, 제2면(8lb)은 내면(2c)에 접촉하고 있다. 따라서, 경질 피막(82)의 가장자리(82a)에는 이들 제1면(81a), 제2면(8lb), 단차면(81c)에 대응하여 접촉하는 면이 형성되어, 가장자리(82a)가 보호 부재(81)와 감합되는 것과 같은 계단 형상을 이루고 있다.

이러한 보호 부재(81)를 이용함으로써 볼트(55)가 보호 부재(81) 및 경질 피막(82)의 양쪽을 관통하도록 하여 보호 부재(81)를 설치할 수 있다. 따라서, 보호 부재(81)와 경질 피막(82)의 접촉 면적을 더 크게 할 수 있으며, 보호 부재(81)의 탈락, 경질 피막(82)의 박리를 더 억제하는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대해 상세히 설명했지만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 약간의 설계 변경도 가능하다.

예를 들면, 보호 부재 및 이에 대응하는 경질 피막의 가장자리의 형상은 상술한 것에 한정되지 않으며, 기타 여러 가지 형상으로 하는 것이 가능하다.

또한, 상술한 경질 피막(20, 42, 52, 62, 72, 82), 보호 부재(21, 31, 41, 51, 61, 71, 81)는 챔버(2), 플로팅 웨이트(11), 드롭 도어(12) 중 어느 하나 이상에 적용하고, 이것을 혼련기(1, 40, 50)용 부재로 할 수도 있다.

또한, 혼련재(W)는 실리카를 함유하는 것에 한정되지 않는다.

상기한 혼련기 및 혼련기용 부재에 의하면 구획 부재 또는 기재의 내면을 경질 피막으로 덮고, 또한 경질 피막의 가장자리를 보호 부재로 덮음으로써 비용을 억제함과 동시에 혼련재에 대해 충분한 내마모성을 얻을 수 있다.

1 혼련기
2 챔버
2a 상부 개구
2b 하부 개구
2c 내면
3 코팅층
4, 5 혼련 로터
4a, 5a 축부
4b, 5b 날개부
10 호퍼
11 플로팅 웨이트
11c 내면
12 드롭 도어
12c 내면
20 경질 피막
20a, 20aA, 20aB 가장자리
21 보호 부재
C 혼련실
W 혼련재
31 보호 부재
32 오목부
40 혼련기
41 보호 부재
41b 제2 경사면
42 경질 피막
42a 가장자리
42b 제1 경사면
50 혼련기
51 보호 부재
51b 제2 만곡면
52 경질 피막
52a 가장자리
52b 제1 만곡면
55 볼트
61 보호 부재
61b 제2 경사면
62 경질 피막
62a 가장자리
62b 제1 경사면
71 보호 부재
71b 제1 경사면
72 경질 피막
72a 가장자리
72b 제2 경사면
81 보호 부재
81a 제1면
81b 제2면
81c 단차면
82 경질 피막
82a 가장자리

Claims

혼련재를 혼련실에 수용하여 혼련 로터로 혼련하는 혼련기이며,
상기 혼련실과 외부를 구획하는 적어도 하나의 구획 부재,
상기 구획 부재의 상기 혼련실과 면하는 내면을 덮고, 상기 혼련재에 대해 내마모성을 가지는 재료로 형성된 경질 피막 및
상기 구획 부재의 내면에서 상기 경질 피막의 가장자리를 덮고, 상기 경질 피막을 형성하는 재료보다 고인성(高靭性)인 재료로 형성된 보호 부재를 구비하고,
상기 경질 피막은 상기 가장자리에서 상기 내면측으로부터 상기 혼련실측을 향해 경사짐과 동시에, 상기 내면측을 향하는 경사면을 가지는 혼련기.
삭제
혼련재를 혼련실에 수용하여 혼련 로터로 혼련하는 혼련기이며,
상기 혼련실과 외부를 구획하는 적어도 하나의 구획 부재,
상기 구획 부재의 상기 혼련실과 면하는 내면을 덮고, 상기 혼련재에 대해 내마모성을 가지는 재료로 형성된 경질 피막 및
상기 구획 부재의 내면에서 상기 경질 피막의 가장자리를 덮고, 상기 경질 피막을 형성하는 재료보다 고인성인 재료로 형성된 보호 부재를 구비하고,
상기 보호 부재는 상기 구획 부재에 볼트에 의해 고정되어 있는 혼련기.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 구획 부재는
상기 혼련실을 덮는 챔버 및
상기 챔버의 개구를 개폐시키는 개폐 부재
를 가지는 혼련기.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 혼련재로서 실리카를 함유하는 재료를 혼련하고,
상기 경질 피막은 상기 실리카에 대해 내마모성을 가지는 재료로 형성되어 있는 혼련기.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 경질 피막은 텅스텐 카바이드를 함유하는 서멧 피막인 혼련기.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 경질 피막은 자용성(自溶性) 합금의 용사 피막인 혼련기.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 경질 피막은 졸겔법에 의한 세라믹 코팅인 혼련기.
제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 보호 부재는 상기 고인성 재료로 비커스 경도 Hv 700 이하의 합금 재료를 이용하고 있는 혼련기.
혼련재를 혼련실에 수용하여 혼련 로터로 혼련하는 혼련기에서 상기 혼련재에 의해 마모될 수 있는 부위에 이용되는 혼련기용 부재이며,
기재,
상기 기재의 상기 혼련재측의 면을 덮고, 상기 혼련재에 대해 내마모성을 가지는 재료로 형성된 경질 피막 및
상기 기재의 상기 면에서 상기 경질 피막의 가장자리를 덮고, 상기 경질 피막을 형성하는 재료보다 고인성인 재료로 형성된 보호 부재를 구비하고,
상기 경질 피막은 상기 가장자리에서 상기 면 측으로부터 상기 혼련재측을 향해 경사짐과 동시에, 상기 면 측을 향하는 경사면을 가지는
혼련기용 부재.
혼련재를 혼련실에 수용하여 혼련 로터로 혼련하는 혼련기에서 상기 혼련재에 의해 마모될 수 있는 부위에 이용되는 혼련기용 부재이며,
기재,
상기 기재의 상기 혼련재측의 면을 덮고, 상기 혼련재에 대해 내마모성을 가지는 재료로 형성된 경질 피막 및
상기 기재의 상기 면에서 상기 경질 피막의 가장자리를 덮고, 상기 경질 피막을 형성하는 재료보다 고인성인 재료로 형성된 보호 부재를 구비하고,
상기 보호 부재는 상기 기재에 볼트에 의해 고정되어 있는 혼련기용 부재.