KR200370573Y1 - 선형압력변화를 가지는 가류매체프레스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가류매체프레스의 입력측에 수개의 오리피스를 병렬로 설치하여 블래더 내부로 공급되는 가류 매체의 단계별 압력차를 최소화함으로써 압력강하에 따른 완제품 품질 개선한 가류매체프레스에 관한 것으로,

가류기에 내부열원매체를 승압하여 공급하는 가류매체프레스에 있어서, 가류기에 드리프트용 배관과 재활용 배관을 하나의 재활용 배관으로 통합하고, 가류매체 공급측 배관과 재활용배관 사이에 수개의 오리피를 병렬로 배열한 오리피스 병렬배관을 연결한 것을 특징으로 하는 가류매체프레스이다.

Description

선형압력변화를 가지는 가류매체프레스{Cure media press having a linear pressure differential}

본 발명은 가류매체프레스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가류매체프레스의 입력측에 수개의 오리피스를 병렬로 설치하여 블래더 내부로 공급되는 가류 매체의 단계별 압력차를 최소화함으로써 압력강하에 따른 완제품 품질 개선한 가류매체프레스를 제공함에 있다.

타이어의 가류반응(가교반응)은 몰드(금형)에 가해진 온도(외온)과 블래더를 통해 내부에서 가열되는 열원(내온) 및 압력(내압)에 의해서 일어난다.

이 때 내부 전열매체는 블레더라는 물질을 통하여 간접방식으로 그린 타이어에 열을 전달하고 있으며, 가류매체(내부 열원 매체)로는 초반에는 저압의 스팀을, 후반에는 질소가스, 온수를 혼합사용하고 있다.

즉, 예를 들면 가교반응에 소요되는 시간이 10분인 경우 초기 2~5분 스팀을, 후반부 5~8분은 질소가스, 온수를 혼합 사용하고 있는 것이 일반적인 방식이다.

상기와 같이 초반에 스팀을 사용하는 이유는 고분자 컴파운드로 구성된 타이어는 일정온도 이상, 즉, 약 130℃ 이상의 온도에서 가류반응이 진행되어야 경쟁력을 갖는 생산성을 확보할 수 있으므로, 초기 실온의 그린타이어를 130℃까지 최단시간에 올리기 위함이다.

또한, 후반부에 저온 고압의 가스나 온수를 사용하는 이유는 타이어 구성부분별 사용된 고분자의 물성한계 값을 넘지 않도록 최고반응온도를 조절하여야 하기때문이다. 즉, 스팀을 후반부에 고압으로 사용하는 것은 반응 온도 조절에 한계가 있으며, 고압을 사용하여야 여러 종류의 재질로 구성된 타이어의 내구성을 향상시킬 수 있기 때문이다.

그러나, 언급된 바와 같이, 압력이 다른 최소 두 종류의 매체를 사용하게 되면 매체가 교체되는 시기에 압력차에 의해 압력강하가 발생하게 되며, 이 때 몰드 내에 있는 타이어는 가류 반응이 진행되는 단계에 있기 때문에 반응 속도 및 품질의 균일성에 문제를 초래하게 되어 완제품의 균일성 불량 또는 성능불량의 요인으로 작용되고 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안의 목적은, 타이어 가류공정의 가류매체를 공급하는 가류매체프레스가 블래더 내부로 공급되는 열원 매체의 단계별 압력차를 최소화함으로써 압력강하에 따른 완제품 품질 개선하도록 수개의 오리피스를 병렬로 설치한 가류매체프레스를 제공함에 있다.

도 1은 종래 가류매체프레스의 배관도

도 2는 본 고안의 일실시예인 가류매체프레스의 배관도

도 3은 종래기술과 본 고안의 공급방식 사용시 블래더 내부의 시간당 압력분포 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 가류매체프레스 20: 제어밸브

21,22,23,24,25: 게이트밸브 26: 체크밸브

31: 오리피스3 32: 오리피스2

33: 오리피스1

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 가류기에 내부열원매체를 승압하여 공급하는 가류매체프레스에 있어서, 가류기에 드리프트용 배관과 재활용 배관을 하나의 재활용 배관으로 통합하고, 가류매체 공급측 배관과 재활용배관 사이에 수개의 오리피를 병렬로 배열한 오리피스 병렬배관을 연결한 것을 특징으로 하는 가류매체프레스이다.

상기의 오리피스 병렬배관은 오리피스 양단의 압력이 같아지는데 소요되는 시간이 0.5분, 1.0분, 2.0분의 3개의 오리피스를 병렬고 형성한 것을 특징으로 한다.

이한, 본 고안을 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다.

본 발명은 내압 매체간의 압력차이 발생을 조절할 수 있도록 배관을 두 매체 전단에 설치함으로써 압력 증가 또는 감소시에 압력차를 최소화 또는 원하는 시간만큼 조절할 수 있도록 고안되었다.

일반적으로 가류시간은 가류공정 전후 공정의 속도를 결정하는 요인이 되기 때문에 타이어 공장 전체의 생산성과 밀접한 관계를 가지고 있다.

때문에 두 매체의 압력차이를 줄이기 위하여 무한정의 시간을 투입할 수 없으며, 가장 짧으면서도 품질에 영향을 주지 않도록 고안되어야 된다.

일반적으로 그린타이어의 가류반응은 전체 가류시간 중 약 70%정도의 시점 또는 가류 반응 전체 양으로 환산할 때 약 30~50% 지점에서 급격한 열적 반응 속도를 보이며, 그 이후의 단계에서는 고분자 사슬 구조가 안정화 단계이기 때문에 압력의 차이를 많이 받아도 품질에 영향을 받지 않게 된다.

상기의 고분자 반응의 원리를 응용하여 반응속도가 바른 가간의 압력 차이 조절은 1.0~2.0분의 시간으로, 반응 속도가 느린 단계에서는 0.5~1.0분의 시간으로 조절할 수 있도록 고안되었으며 조절방식으로는 배관에서 흔히 사용되는 오리피스를 이용하여 오리피스 제원에 따른 전후단의 압력이 같아지는 시험을 통하여 배관을 병렬로 연결함으로써 이루어졌다.

즉, 본 발명의 구성은 블래더 내부로 들어가는 내압 매체의 배관들 전단부에 오리피스 배관이 전후단에 통과되는 압력이 동일하게 되는데 걸리는 시간이 0.5분, 1.0분, 2.0분인 3개의 배관을 병렬로 설치된 일명 오리피스 병렬배관을 설치하였으며, 내부 압력을 공급하거나 배출할 때 임의의 주어진 시간(타이어의 종류 및 시간에 따라 다름)만큼 압력차를 조절할 수 있도록 3개의 오리피스 중의 어느 한 곳으로 통과하도록 구성되었다.

예를 들어, 일반적으로 25A에 해당되는 배관에 6φ의 오리피스를 체결하면 통과전의 압력이 약 10㎏/㎠인 매체가 통과 후에 도달하는 데 걸리는 시간이 약 30초, 60초, 2분이 걸리도록 오리피스 및 배관의 제원을 결정하여 3개가 병렬로 된 오리피스 배관장치를 구성함으로써 매체의 공급 또는 회수할 때 이를 통과하도록 하였따.

물론 상기 오리피스 및 배관의 제원은 당업자에 의해 다양하게 조합할 수 있다.

도 1은 종래의 가류매체프레스(10)의 배관도를 도시한 것으로, 일측에는 가류매체가 공급되는 가류매체 공급배관이 형성되고, 상기 가류매체 공급배관에는 스팀과 질소가스가 유입되는 스팀유입배관과 질소가스유입배관이 연결된다.

상기 스팀유입배관과 질소가스유입배관에는 이들의 유량을 각각 제어하는 게이트밸브(21,22)와, 상기 가류매체 공급배관에는 스팁과 질소가 혼합되어 가류매체프레스(10)로 공급되는 전체 유량을 제어하는 제어밸브(11)가 설치된다.

그리고, 가류매체프레스(10)의 갑작스런 압력변화를 막기 위해 드리프트용 배관을 설치하고, 상기 드리프트 배관에 게이트밸브(23)를 설치한다.

또, 가류공정의 종료 후 가류매체프레스(10) 내에 잔존하는 가류매체를 재활용하기 위해 수집탱크(도시생략)로 보내기 위한 재활용 배관을 설치하고, 상기 재활용 배관에 게이트밸브(24)를 설치한다.

또, 가류매체프레스(10)는 가류기(도시생략)와 연결되어 가류매체를 공급/회수/배출하는 가류매체 배출배관이 있고, 상기 가류매체 배출배관에는 유량을 제어하는 게이트밸브(25)가 있다.

그리고, 상기 게이트밸브(25)의 후단에는 가류매체의 역전을 방지하는 체크밸브(26)가 설치된다.

도 2는 종래기술에서 가류매체의 드리프트용 배관과 재활용 배관을 하나의 재활용배관으로 대체하고, 가류매체 공급측 배관과 상기 압력조절배관 사이에 오리피스 병렬배관을 설치하였다.

그리고, 상기 오리피스 병렬배관은 3개의 오리피스(31,32,33)을 병렬로 설치하였는데, 상기 오리피스(31,32,33)의 전후단 압력이 동일하게 되는데 걸리는 시간이 오리피스1(33)은 0.5분, 오리피스2(32)는 1분, 오리피스3(31)은 2분이 소요된다.

아래 표 1은 종래기술과 본고안의 가류매체의 공급배관 및 압력을 실시 전후 비교 나타내었다.

단계	내압매체	기존방식	고안방식
		배관	압력	시간	배관	압력	시간
1	10㎏/㎠스팀	Ｏ	10	4.0	Ｏ	10	4.0
2	오리피스3(31)	Ｘ	-	-	Ｏ	10→30	0.5
3	30㎏/㎠질소,온수	Ｏ	30	4.0	Ｏ	30	3.5
4	오리피스2(32)	Ｘ	-	-	Ｏ	30→10	0.5
5	10㎏/㎠스팀	Ｏ	10	1.0	Ｏ	10	0.5
6	오리피스1(33)	Ｘ	-	-	Ｏ	10→2	0.3
7	회수배관(10㎏/㎠)	Ｏ	2	0.5	Ｏ	2	0.5
8	배출배관(10㎏/㎠)	Ｏ	0	0.5	Ｏ	0	0.2
합계				10.0			10.0

※ 오리피스1은 30초, 오리피스2는 60초, 오리피스3은 2분이 걸림을 의미

※ 배관의 Ｏ는 사용함을 Ｘ는 사용안함을 의미함

※ 상기 압력은 단계별 정상 압력(㎏/㎠)을, 시간은 단계별 매체공급시간을 의미함

상기 표 1의 공급방식 사용시 블래더 내부의 시간당 압력분포 그래프로 표시하면 도 3과 같다.

즉, 기존의 방식은 압력변화가 계단식으로 이루어지는 것에 비하여, 본 고안에 의하면, 각 단계 사이에서 압력변화가 선형적으로 이루어지는 것을 파악할 수 있다.

종래의 기술로는 공개번호 제10-2003-0043244호에 언급된 바와 같이 가류반응이 시작되기 전에 그린타이어가 몰드에 안착될 때 일반적으로 세이핑 압력을 공급하는데 이때 몰드안착이 균일하게 되도록 공급압력을 조절할 수 있도록 오리피스 배관을 사용한다는 내용이 있으나, 본 고안은 몰드 내에 그린타이어 안착이 이루어지고 난 후에 본격적으로 가류 반응을 하기 위한 내부 열원을 공급하는 매체 선정에 있어, 일반적으로 저압과 고압의 매체를 사용하는데 매체간의 공급시간 사이에 급격한 압력 변화에 따른 품질 하락을 방지하기 위하여 임의의 압력 변화시간을 갖도록 조절할 수 있는 오리피스 배관을 설치하는 고안이기 때문에 구성 및 용도에서 상이하다.

블래더 내부 열원의 급격한 압력 변화를 방지하여, 가류공정성을 향상하고, 내구력 및 균일성을 향상시켜 품질향상의 효과를 볼 수 있다.

Claims (2)

1. 가류기에 내부열원매체를 승압하여 공급하는 가류매체프레스에 있어서, 가류기에 드리프트용 배관과 재활용 배관을 하나의 재활용 배관으로 통합하고, 가류매체 공급측 배관과 재활용배관 사이에 수개의 오리피를 병렬로 배열한 오리피스 병렬배관을 연결한 것을 특징으로 하는 가류매체프레스.
2. 제1항에 있어서, 오리피스 병렬배관은 오리피스 양단의 압력이 같아지는데 소요되는 시간이 0.5분, 1.0분, 2.0분의 3개의 오리피스를 병렬로 형성한 것을 특징으로 하는 가류매체프레스.