KR20110065021A - 타이어 가류기의 노즐헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어 가류시 가류 브라더 내부로 열원과 압력원을 공급하는 타이어 가류기의 노즐헤드(Nozzle head)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 균일한 공급 및 배출을 원활하게 함으로써 가류 브라더 내부의 상하 온도편차를 최소화시켜 타이어의 품질을 향상시키고 상하 온도편차를 감소시키기 위하여 일정시간 배출해야 하는 단계를 포화증기 및 불활성가스의 소비량을 줄임으로써 에너지 절감을 향상시키고, 또한 상하 온도편차를 감소에 따른 가류 생산성을 향상시킬 수 있는 타이어용 가류기의 노즐헤드에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 상하부 몰드(1)에 장입된 그린타이어(2)의 내부에 접하여 이 그린타이어(2)를 부풀리는 가류 브라더(3) 내부로 열원과 압력원을 공급시키기 위해 센터 메커니즘(4)의 열원 및 압력원 주 공급관(5)에 연결되는 타이어 가류기의 노즐헤드에 있어서, 상기 노즐헤드(6)에는 열원과 압력원을 공급하는 공급용 구멍(7)을 갖춘 노즐로드(8)들이 원주방향으로 등각도 배치되고, 상기 가류 브라더(3)의 응축수가 회수되는 응축수 포켓(9)이 일체로 구성되어 이루어져 있다.

Description

타이어 가류기의 노즐헤드{Nozzle head of tire vulcanizer}

본 발명은 타이어 가류시 가류 브라더 내부로 열원과 압력원을 공급하는 타이어 가류기의 노즐헤드(Nozzle head)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체의 균일한 공급 및 배출을 원활하게 함으로써 가류 브라더 내부의 상하 온도편차를 최소화시켜 타이어의 품질을 향상시키고 상하 온도편차를 감소시키기 위하여 일정시간 배출해야 하는 단계를 포화증기 및 불활성 가스의 소비량을 줄임으로써 에너지 절감을 향상시키고, 또한 상하 온도편차를 감소에 따른 가류 생산성을 향상시킬 수 있는 타이어용 가류기의 노즐헤드에 관한 것이다.

타이어 제조시 그린타이어의 가류 목적은 유연한 고무로 된 그린타이어를 일정한 가류금형에 넣어 금형의 내부와 외부에서 열과 압력을 가해 유황과 다른 화학약품이 고무와 반응을 일으키게 하는 작업이다.

이 화학반응에 의해 고무분자는 유황과 결합하여 안정된 화합물이 되며, 탄성을 얻게 되고 금형에 의해 독특한 타이어의 트레드 디자인을 얻게 된다.

이러한 가류공정은 크게 나누어 이형제 도포, 가류작업, 팽창작업, 사상작업으로 구분할 수 있으며, 이러한 가류공정의 기능을 수행하기 위해서는 많은 파이프 와 스팀밸브, 타이어 자동 제어장치 외에도 뜨거운 압력으로 타이어의 형상 작업을 돕는 등의 장치가 필요하다.

가류금형의 내부에 그린타이어가 놓이고 금형몰드가 닫히기 시작할 때 강한 압력이 브라더 내부로 유입되어 브라더가 팽창되고, 그린타이어는 브라더에 의해 팽창되어 금형과 접촉하게 되며, 뜨겁고 높은 압력이 금형과 브라더에 의해 타이어의 내부와 외부에서 규정된 시간만큼 가해지게 된다.

한편, 종래 가류기 금형몰드 내부로 열원과 압력원을 공급하여 배출하는 노즐헤드(106)에 사용되는 열매체로는 포화스팀(Saturated stem) 또는 열수(Hot water), 그리고 압력매체로는 비활성가스 등이 사용되는데, 도 1 내지 도 3에 도시된 종래 가류기에 있어서, 가류 브라더(103) 내부에 열과 압력 공급방법을 설명하면 다음과 같다.

가류금형(101)의 내부로 그린타이어(102)를 장입시킨 후 제어장치의 신호에 의해 열/압력 주 공급관(105)의 밸브(미도시)가 개방되면서 브라더(103)의 내부로 주공급부(105a)를 통하여 열매체를 공급시키게 되나, 이때 공급되는 고온 고압의 포화스팀은 압력의 증가에 따라 온도의 상승이 수반됨에 따라 사용되는 범위에 한계가 있다.

즉, 상기 가류 브라더(103)의 내부로 열매체인 포화 스팀만을 유입시키게 되면 온도가 적정의 상태를 유지하더라도 브라더 내부의 압력은 낮은 상태가 되는 것이다. 이에 열매체 공급관의 밸브를 차단시킨 다음 열/압력 주 공급관(105)의 밸브(미도시)를 개방시켜 브라더의 내부로 주 공급부(105a)를 통하여 추가적으로 공 급하여 적정수준의 압력을 유지하게 된다.

이때 열 및 압력매체는 시간차를 두고 노즐헤드(106)의 주 공급부(105a)를 통하여, 이 노즐헤드(106)의 측면부에 구성된 다수의 공급 홀(Hole, 107)을 거쳐 가류 브라더(103) 내부로 공급되어 진다. 열원인 고온 고압의 포화스팀이 공급된 후 압력원인 상온 고압의 비활성가스가 공급될 때 브라더 내부는 단열 압축되어 온도 상분리가 발생하게 되며, 브라더(103) 내부로부터 그린타이어로 열전달이 진행됨에 따라 내부의 온도는 서서히 낮아지면서 혼합유체의 일부가 응축수로 변화되고, 응축수와 접하는 부위는 그 온도가 다른 여타 부위에 비하여 현저하게 낮아 미가류가 발생됨에 따라 불가피하게 응축수를 배출시켜야만 한다.

종래의 주 배출부(110a)와 열/압력 주 배출관(110)을 통하여 응축수를 배출하는 과정에서 브라더(103) 내부의 온도와 압력은 급격하게 낮아지고, 낮아진 온도와 압력을 보충시키는 과정에서는 브라더가 급격하게 팽창되는 동작을 반복하여 완성 타이어의 품질을 저하시키게 되고, 장시간 배출에 따른 에너지 소비량이 증가하며, 브라더 내부의 상하 온도편차로 인하여 완성타이어의 가류 시간이 길게 설정되었다.

또한, 잘 배출되지 않은 응축수는 브라더 수명에 있어 내부노화를 촉진시킬 뿐만 아니라 원활한 쉐이핑(Shaping)이 되지 않아 각종 불량을 일으키는 원인이 되기도 하였다.

이에, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 가류 브라더의 내부로 열원과 압력원을 공급하는 노즐헤드(Nozzle head) 구조를 변경하여 유체의 균일한 공급 및 배출을 원활하게 함으로써 가류 브라더 내부의 상하 온도편차를 최소화시켜 타이어의 품질을 향상시키고, 상하 온도편차를 감소시키기 위하여 일정시간 공급하여 배출해야 하는 포화증기 및 불활성가스의 소비량을 줄임으로써 에너지 절감을 향상시키며, 또한 상하 온도편차를 감소에 따른 가류 생산성을 향상시킬 수 있는 타이어 가류기의 노즐헤드를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 다음과 같이 구성된다.

즉, 본 발명은 브라더의 내부로 열원과 압력을 공급하는 노즐 로드를 원주방향으로 다수 개 구성하고 가류 중 발생되는 응축수를 보다 효율적으로 배출되도록 노즐 로드 사이는 일정거리를 유지토록 하며, 또한 배출되어 지는 응축수를 모으기 위한 응축수 포켓(Pocket)이 구성되어 응축수가 역류되는 것을 막아 짧은 시간에 효과적으로 응축수를 배출하는 것에 특징을 둔 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따른 타이어 가류기의 노즐헤드는 유체의 균일한 공급 및 배출이 이루어져 가류 브라더의 상하 온도편차의 최소화로 타이어 품질 향상과 에너지 절감 및 생산성 향상을 도모할 수 있는 잇점을 갖는다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명이 적용된 타이어 가류기의 센터 메커니즘 부분의 단면도이고, 도 5는 본 발명의 요부인 노즐헤드 구성도이다.

본 발명은 상하부 몰드(1)에 장입된 그린타이어(2)의 내부에 접하여 이 그린타이어(2)를 부풀리는 가류 브라더(3) 내부로 열원과 압력원을 공급시키기 위해 센터 메커니즘(4)의 열원 및 압력원 주 공급관(5)에 연결되는 타이어 가류기의 노즐헤드에 있어서, 상기 노즐헤드(6)에는 열원과 압력원을 공급하는 공급용 구멍(7)을 갖춘 노즐로드(8)들이 원주방향으로 등각도 배치되고, 상기 가류 브라더(3)의 응축수가 회수되는 응축수 포켓(9)이 일체로 구성되어 있다.

그리고 상기 응축수 포켓(9)은 센터 메커니즘(4)의 열원 및 압력원 주 배출관(10)과 연통되어 있으며, 상기 노즐헤드(6)에 원주방향의 다수 개가 형성된 노즐로드(8)의 각각에는 열원과 압력원을 공급하는 공급용 구멍(7)이 1개 이상 형성되어 있으면서 매체의 순환과 배출이 용이하게 하기 위해 그 직경과 분사각도는 필요에 따라 변경할 수 있음은 물론이다.

따라서 본 발명의 노즐헤드(6)는 열원 및 압력원 주 공급관(5)과 연결된 원주방향으로 다수 개의 노즐로드(8)가 구성되고, 이 노즐로드(8)들은 상하부 몰드(1) 내에 장입된 그린타이어(2)의 가류 브라더(3) 내부로 균일한 압력매체가 공급될 수 있도록 공급용 구멍(7)이 함께 구성되어 있는데, 이때 상기 노즐로드(8) 간의 거리는 발생된 응축수가 응축수 포켓(9)으로 모일 수 있도록 일정 간격으로 이격 설치되어 있다.

또한, 상기 응축수 포켓(9)은 가류 브라더(3) 내부로 공급되는 압력매체의 유속 및 방향에 의하여 응축수가 역류하는 것을 방지하면서 응축수를 모아 열원 및 압력원 주 배출관(10)으로 응축수를 배출시키는 역할을 수행한다.

한편, 도 6의 그래프들은 가류 브라더(3) 내부에서 (가)/(나) 부분의 내부온도 측정치로서, 도 5 (B)에 도시된 본 발명의 노즐헤드가 종래 노즐헤드인 도 5 (A)에 비해 온도차이가 작음을 알 수 있기에 타이어 가류 작업시 품질향상에 도움을 주는 것을 알 수 있다.

도 1은 종래 가류기의 센터 메커니즘 부분의 단면도,

도 2는 도 1에서 노즐헤드의 평면도,

도 3은 도 2의 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 가류기의 센터 메커니즘 부분의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 노즐헤드의 구성도,

도 6 (A)와 (B)는 본 발명과 종래 노즐헤드 사용시 가류 브라더의 내부온도 측정 그래프이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 상하부 몰드, 2 : 그린타이어,

3 : 가류 브라더(Bladder), 4 : 센터 메커니즘,

5 : 열원 및 압력원 주공급관, 6 : 노즐헤드(Nozzle head),

7 : 공급용 구멍, 8 : 노즐로드,

9 : 응축수 포켓, 10 : 열원 및 압력원 배출관.

Claims (2)

1. 상하부 몰드(1)에 장입된 그린타이어(2)의 내부에 접하여 이 그린타이어(2)를 부풀리는 가류 브라더(3) 내부로 열원과 압력원을 공급시키기 위해 센터 메커니즘(4)의 열원 및 압력원 주 공급관(5)에 연결되는 타이어 가류기의 노즐헤드에 있어서,

   상기 노즐헤드(6)에는 열원과 압력원을 공급하는 공급용 구멍(7)을 갖춘 노즐로드(8)들이 원주방향으로 등각도 배치되고, 상기 가류 브라더(3)의 응축수가 회수되는 응축수 포켓(9)이 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 타이어 가류기의 노즐헤드.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 노즐헤드(6)의 열원과 압력원을 공급하는 공급용 구멍(7)은 1개 이상 형성된 것을 특징으로 하는 타이어 가류기의 노즐헤드.

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