KR20030033741A - 배합고무의 적외선 온도 측정장치 - Google Patents

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,

상기 램(3)의 선단부에 부착되어 상기 배합고무와 접하는 투명 몸체(11)와;

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,

마모 및 손상 없이 배합고무의 온도를 보다 정확히 측정할 수 있다는 이점이 있다.

Description

배합고무의 적외선 온도 측정장치{The Device for Sensing the Temperature of Mixed Rubber Using Infrared Rays Thermometer}

본 발명은 배합고무의 적외선 온도 측정장치에 관한 것이다.

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.

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.

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.

배합 동작을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

배합될 고무재료는 고무 재료 투입구(2)를 통해 투입된다.

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.

고무 배합이 완료되면, 방출용 도어(6)를 통해 배출시키고 다시 램(3)을 상승시켜서 또 다른 고무 재료를 투입할 수 있게 되어 있다.

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.

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.

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.

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.

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.

도 1은 종래 온도 측정장치를 포함한 고무 배합장치의 정단면도이다.

도 2는 도 1에서의 온도 측정장치의 정단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 온도 측정장치를 포함한 고무 배합장치의 정단면도이다.

도 4는 도 3에서의 온도 측정장치의 상세 사시도이다.

※ 주요 도면부호의 설명

1... 램 안내통

2... 고무 재료 투입부

3... 램(ram)

4... 로터(rotor)

5... 챔버(chamber)

6... 방출용 도어(discharge door)

7... 열전대

10... 적외선 온도계

11... 투명 몸체

12... 케이블

13... 표시기

14... 조절기

50... 고무 배합장치

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,

상기 램의 선단부에 부착되어 상기 배합고무와 접하는 투명 몸체와;

상기 배합고무로부터 상기 투명 몸체를 통해 들어오는 적외선 에너지를 감지하기 위해 상기 램의 내부에 설치되어 있는 적외선 온도계로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 투명 몸체(11)는 투명 유리 또는 투명 엔지니어링 플라스틱인 것이 바람직하다.

또한, 상기 적외선 온도계의 온도 정보를 기초로 상기 로터의 운동 속도를 조절하기 위한 온도 컨트롤러가 부가적으로 연결되어, 자동 배합장치를 구성할 수도 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 3에 본 발명에 따른 온도 측정장치를 포함한 고무 배합장치의 구성이 도시되어 있다.

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.

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.

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.

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.

또한, 상기 적외선 온도계(10)의 온도 정보를 받아 배합장치(50)의 배합 속도를 조절하기 위한 온도 컨트롤러(14)가 부가적으로 연결되어 있다.

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.

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.

상기한 바와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 마모 및 손상 없이 배합고무의 온도를 보다 정확히 측정할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 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,

   상기 램(3)의 선단부에 부착되어 상기 배합고무와 직접 접하는 투명 몸체(11)와;

   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.
2. 제1항에 있어서,

   상기 투명 몸체(11)는 투명 유리 또는 투명 엔지니어링 플라스틱인 것을 특징으로 하는 배합고무의 적외선 온도 측정장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   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.