KR20180053943A - 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배합이 완료된 고무가 압출기 호퍼 내에 잔류하는 시간을 최소화하면서 이상 상황 발생 시에 고무의 품질 하락 및 불량을 방지하는 방법에 관한 제어장치에 관한 것으로서, 제어장치는 이형제 도포부 후단의 컨베이어를 이중으로 구성하여 컨베이어를 추가하고, 상기 컨베이어는 이상 상황을 감지 시에 추가로 구성된 컨베이어로 유도되며, 압출기 호퍼 내 고무 잔류를 최소화하기 위해 압출기를 통한 시트고무의 인출이 계속되게 하여 저장 컨베이어에 시트고무가 저장되게 하여 이상 상황 해제 후에는 저장 컨베이어가 역방향으로 동작하여 건조/냉각부로 시트고무가 이송되며, 저장된 시트고무의 이송이 완료되면, 바이패스 컨베이어는 이송 컨베이어로 시트고무를 정상적으로 인출 및 이송이 이루어지도록 하고, 이에 대한 제어는 제어 PLC를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 이상 상황 발생 시 시트고무가 연속적으로 압출기 밖으로 인출되어 압출기 호퍼 내 고무 잔류 시간을 최소화하여 이상 상황 조치 시에 필요한 시간동안 발생할 수 있는 배합고무의 품질하락 및 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치 및 방법{Apparatus of controlling preventing the congestion in the extruder and method thereof}
본 발명은 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배합이 완료된 고무를 시트화하는 과정에서 비상상황 발생 시 압출기 호퍼 내에서 고무 체임 현상을 방지하여 밀폐된 압출기 호퍼 내에 잔류하는 배합된 고무의 품질하락 및 불량을 방지할 수 있도록 한 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 시트고무 제조장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 여러 종류의 고무와 약품을 혼합하여 배치 단위의 작업을 통해 배합고무를 생산하는 밀폐형 믹서(11)와, 상기 밀폐형 믹서(11)로부터 압출기 호퍼(12)를 통해 유입된 배합고무를 압출하는 압출기 스크류(13)가 구비되고 출구에 압출되는 배합고무를 시트고무로 성형하는 성형부(15)가 구비된 압출기(14)와, 상기 압출기(14)에서 나온 시트고무에 이형제를 도포하는 이형제 도포부(16)와, 상기 이형제가 도포된 시트고무를 건조 및 냉각시키는 건조/냉각부(18)와, 건조 및 냉각이 완료된 시트고무가 적재되는 적재부(19)를 포함하여 이루어진다.
상기와 같이 구성된 시트고무 제조장치는, 밀폐형 믹서(11)를 이용하여 고무와 여러 가지 약품들을 혼합하며, 통상적으로 배치 단위의 작업을 통해 배합이 완료된 고무를 압출기 호퍼(12)를 통해 압출기(14)에 공급한다. 그리고 압출기 스크류(13)에 압출되는 배합고무는 상기 압출기(14)의 출구에 구비된 성형부(15)에 의해 시트화된다. 이 시트고무는 컨베이어를 통해 이형제 도포부(16)로 공급된다. 상기 이형제 도포부(16)에서는 시트고무 사이의 점착을 방지하기 위하여 시트고무의 표면에 이형 용액을 도포하며, 이 구간을 통과한 시트고무는 이송 컨베이어(17)를 거쳐 건조/냉각부(18)로 공급된다. 상기 건조/냉각부(18)에서는 각각의 고무이송 바에 시트고무가 건조 및 냉각에 용이하도록 걸리게 되며, 시트고무가 건조/냉각부(18)를 일정 속도로 통과하면서 건조와 동시에 냉각된 후, 적재부(19)에 적재되도록 하고 있다.
여기서 시트고무가 적재부에 적재되기 전 이상 상황 발생하게 되면 압출기부터 적재부까지 모든 라인이 멈추게 된다. 이는 연속적으로 공급되는 시트고무를 원활하게 압출에서부터 적재까지 진행시키기 위한 비상장치이다. 그러나 이상 상황을 해결하기 전까지 배합된 고무는 압출기 호퍼 내에 머물게 되고 오랜 시간 지체된다면 고무 불량이 발생하여 품질하락 및 폐기의 원인이 될 수 있다.
특허문헌: 한국 공개특허공보 제96-40620호(96.12.17. 공개)
본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 이상 상황으로 인해 배합된 고무가 밀폐된 압출기 호퍼 내에 잔류하는 시간으로 최소화하여 배합된 고무의 품질하락 및 불량을 방지할 수 있도록 한 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이상 상황 감지 및 해지 시 컨베이어를 제어 PLC를 통해 제어할 수 있도록 하여 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로,
압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치는 이상 상황으로 인해 배합된 고무가 밀폐된 압출기 호퍼 내에 잔류하는 시간을 최소화고자 하며, 이형제 도포부 이후에 바이패스(bypass) 컨베이어와 저장 컨베이어를 구성하고, 건조/냉각부 밑에 추가로 컨베이어를 구성하여 압출기 호퍼 내 고무가 잔류하지 않고 연속해서 시트고무가 인출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 고무시트의 원료가 되는 재료를 배합하여 압출기로 배합고무를 공급하는 밀폐형 믹서와; 밀폐형 믹서의 하부에 설치된 압출기 호퍼를 가지며 공급되는 배합고무를 일정온도와 압력으로 인출시켜 성형부를 통해 고무시트로 성형되도록 하는 압출기와; 압출기와 성형기를 통해 시트 형태로 성형되어 공급되는 고무시트에 이형제를 도포할 수 있도록 압출기 일측에 설치되는 이형제 도포부와; 이형제 도포부 일측에 고무시트를 이송할 수 있도록 설치되는 이송 컨베이어와, 이송되는 고무시트를 건조 및 냉각하기 위해서 이송 컨베이어 일측에 설치되는 건조/냉각부와; 건조 및 냉각되어 공급되는 고무시트를 적재하기 위해 건조/냉각부 일측에 구성되는 적재부와; 고무시트가 건조/냉각부에서 적재부 쪽으로 이동되지 못하고 발생하는 정체 현상과 건조/냉각부에서 발생한 여파에 의해 이송 컨베이어에서 고무시트가 정체되는 현상에 따른 이상 상황을 해소하기 위해 고무시트가 바이패스될 수 있도록 이송 컨베이어의 하방향에 설치되는 바이패스 컨베이어 및 저장 컨베이어와; 이상 상황이 발생하였을 때 이를 해소할 수 있도록 압출기 및 이송 컨베이어를 정지시키고, 바이패스 컨베이어와 저장 컨베이어를 구동시켜 고무시트를 바이패스시키며, 이상 상황 발생이 해제되면, 압출기의 구동을 정지한 상태에서 바이패스 컨베이어 및 저장 컨베이어를 통해 이송 컨베이어로 고무시트를 이동시켜 건조/냉각부로 공급할 수 제어하는 제어 PLC를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 고무시트를 건조 및 냉각하는 건조/냉각부에서 고무시트가 정체 현상이 발생하면, 바이패스 컨베이어, 저장 컨베이어를 동작시켜 고무시트를 바이패스하고, 압출기 내의 배합원료의 레벨이 낮아질 때까지 성형부를 통해 고무시트를 계속 인출하며, 이송 컨베이어를 통해 이송되는 고무시트가 건조/냉각부에 의해 정체현상이 발생하면 바이패스 컨베이어와 저장 컨베이어를 제어 PLC에서 제어하여 고무시트를 바이패스하며, 정체 현상이 해소되면, 제어 PLC에서는 압출기의 구동을 정지시킴과 동시에 이송 컨베이어를 구동시키며, 이송 컨베이어로 바이패스된 고무시트가 이동될 수 있도록 바이패스 컨베이어와 저장 컨베이어를 역방향으로 구동시켜 고무시트를 이송 컨베이어로 공급하고, 이송 컨베이어(17)로 공급되는 고무시트를 건조/냉각부로 공급하여 건조 및 냉각이 이루어지도록 하며, 바이패스된 고무시트의 공급이 완료되면 압출기를 통해 성형기에 의해 고무시트가 정상적으로 공급이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치 및 방법에 따르면, 이상 상황 발생 시 시트고무가 연속적으로 압출기 밖으로 인출되도록 하여 압출기 호퍼 내 고무가 잔류하는 시간을 최소화하여 이상 상황 조치에 따른 시간 동안 배합고무의 품질하락 및 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 통상적인 시트고무 제조장치가 개략적으로 도시된 구성도
도 2는 본 발명에 의한 압출기 내 고무 체임 방지 제어장치가 개략적으로 도시된 구성도
도 3은 본 발명의 제어장치가 동작 시 시트고무의 이송 경로가 도시된 구성도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치 및 방법을 설명하면 다음과 같다
도 2는 본 발명에 의한 압출기 내 고무 체임 방지 제어장치가 개략적으로 도시된 구성도이고, 도 3은 제어장치 동작 시 고무의 이송경로가 도시된 구성도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 본 발명에 의한 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 시트고무 이송제어장치는 고무시트의 원료가 되는 재료를 배합하여 압출기(14)로 배합고무를 공급하는 밀폐형 믹서(11)와, 상기 밀폐형 믹서(11)의 하부에 설치된 압출기 호퍼(12)를 가지며 공급되는 배합고무를 일정온도와 압력으로 인출시켜 성형부(15)를 통해 고무시트로 성형되도록 하는 압출기(14)와, 상기 압출기(14)와 성형기(15)를 통해 시트 형태로 성형되어 공급되는 고무시트에 이형제를 도포할 수 있도록 압출기 일측에 설치되는 이형제 도포부(16)와, 이형제 도포부(16) 일측에 고무시트를 이송할 수 있도록 설치되는 이송 컨베이어(17)와, 이송되는 고무시트를 건조 및 냉각하기 위해서 이송 컨베이어 일측에 설치되는 건조/냉각부(18)와, 건조 및 냉각되어 공급되는 고무시트를 적재하기 위해 건조/냉각부(18) 일측에 구성되는 적재부(19)와, 고무시트가 건조/냉각부(18)에서 적재부 쪽으로 이동되지 못하고 발생하는 정체 현상과 건조/냉각부(18)에서 발생한 여파에 의해 이송 컨베이어(17)에서 고무시트가 정체되는 현상에 따른 이상 상황을 해소하기 위해 고무시트가 바이패스될 수 있도록 이송 컨베이어(17)의 하방향에 설치되는 바이패스 컨베이어(21) 및 저장 컨베이어(22)와, 이상 상황이 발생하였을 때 이를 해소할 수 있도록 압출기(14) 및 이송 컨베이어(17)를 정지시키고, 바이패스 컨베이어(21)와 저장 컨베이어(22)를 구동시켜 고무시트를 바이패스시키며, 이상 상황 발생이 해제되면, 압출기(14)의 구동을 정지한 상태에서 바이패스 컨베이어(21) 및 저장 컨베이어(22)를 통해 이송 컨베이어(17)로 고무시트를 이동시켜 건조/냉각부(18)로 공급할 수 제어하는 제어 PLC(23)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어방법은 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치의 작용을 설명하면서 함께 설명한다.
본 발명은 밀폐형 믹서(11)에서 배합된 고무가 압출기 호퍼(12)에서 성형부(15)를 통해 시트고무로 인출되는 연속적인 과정에서 적재부(19)의 문제로 인해 연속적이 시트고무 인출과정이 불가능할 시에 추가적인 컨베이어(21,22) 및 제어 PLC(23)의 구성을 통해 시트고무를 연속적으로 인출할 수 하기 위한 방법이다.
시트고무 인출 과정에서 건조/냉각부(18)가 가득차서 압출기(14)가 멈추는 경우가 자주 발생하게 된다. 이때 고무는 압출기 호퍼(12) 내에 잔류하게 되며, 이는 현재 주로 배합되고 있는 실리카 고무의 품질에 치명적인 문제를 유발할 수 있다. 실리카 고무는 고온에서 장시간 방치할 경우 실란에 의한 조기가류 현상이 일어날 수 있으며 이는 압출기 호퍼(12) 내에 잔류 시간이 늘어날 수도 품질하락이 쉽게 일어날 수 있다.
이를 방지하기 위해 이상 상황 발생 시 압출기(14)가 멈추게 되면 제어 PLC(23)는 이를 인식하고, 바이패스 컨베이어(21)를 추가로 구성한 저장 컨베이어(22)로 유도한다.
상기 저장 컨베이어(22)의 유도가 완료되면 압출기(14)는 바로 가동되며, 압출기(14)로부터 바이패스 컨베이어(21)까지만 동작이 진행되고, 상기 건조/냉각부(18) 이후의 동작은 멈춰진 상태를 유지한다.
상기 저장 컨베이어(22)에 압출기 호퍼(12) 내 고무가 감지되지 않을 때까지 고무를 저장하게 되며, 압출기 호퍼(12) 내 고무가 감지되지 않으면 제어 PLC(23)에 의해 컨베이어의 동작이 멈추게 된다.
이상 상황이 해지되면 이송 컨베이어(17)부터 적재부(19)까지의 동작이 이루어지며 저장 컨베이어(22)는 역방향으로 동작되어 저장했던 고무시트를 건조/냉각부(18)로 이송시켜 정상적인 동작이 가능하게 만들어준다. 저장 컨베이어(22)위에 저장된 고무시트가 건조/냉각부(18)로 이송이 완료되면, 바이패스 컨베이어(21)는 정 위치로 다시 유도되며 기존(도 1)과 같은 연속적인 공정이 다시 이루어지게 된다.
즉, 이상 상황이 발생하면, 바이패스 컨베이어(21), 저장 컨베이어(22) 동작 -> 고무시트 인출 지속(압출기 내 배합 고무가 소진되거나 수위센서에 의한 하한선 감지시까지) -> 문제 발생 해결 -> 저장 컨베이어(22) 동작, 이송 컨베이어(17) 동작 -> 건조/냉각부(18)에 고무시트 이송 지속(고무시트 감지센서나 카메라에 의한 고무시트 미감지 시까지, 바이패스 컨베이어에 설치된 카메라(미도시) 및 감지 센서(미도시)에 의한 감지) -> 바이패스 컨베이어(21) 원상태 환원 -> 정상 배합공정 진행을 통해 정상적인 고무시트의 건조 및 냉각이 이루어지도록 한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
11: 밀폐형 믹서 12: 압출기 호퍼
13: 압출기 스크류 14: 압출기
15: 성형부 16: 이형제 도포부
17: 이송 컨베이어 18: 건조/냉각부
19: 적재부 21: 바이패스 컨베이어
22: 저장 컨베이어 23: 제어 PLC

Claims (4)

  1. 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치에 있어서,
    고무시트의 원료가 되는 재료를 배합하여 압출기(14)로 배합고무를 공급하는 밀폐형 믹서(11)와,
    밀폐형 믹서(11)의 하부에 설치된 압출기 호퍼(12)를 가지며 공급되는 배합고무를 일정온도와 압력으로 인출시켜 성형부(15)를 통해 고무시트로 성형되도록 하는 압출기(14)와,
    압출기(14)와 성형기(15)를 통해 시트 형태로 성형되어 공급되는 고무시트에 이형제를 도포할 수 있도록 압출기 일측에 설치되는 이형제 도포부(16)와;
    이형제 도포부 일측에 고무시트를 이송할 수 있도록 설치되는 이송 컨베이어(17)와, 이송되는 고무시트를 건조 및 냉각하기 위해서 이송 컨베이어 일측에 설치되는 건조/냉각부(18)와;
    건조 및 냉강되어 공급되는 고무시트를 적재하기 위해 건조/냉각부(18) 일측에 구성되는 적재부(19)와,
    고무시트가 건조/냉각부(18)에서 적재부 쪽으로 이동되지 못하고 발생하는 정체 현상과 건조/냉각부(18)에서 발생한 여파에 의해 이송 컨베이어(17)에서 고무시트가 정체되는 현상에 따른 이상 상황을 해소하기 위해 고무시트가 바이패스될 수 있도록 이송 컨베이어(17)의 하방향에 설치되는 바이패스 컨베이어(21) 및 저장 컨베이어(22)와,
    이상 상황이 발생하였을 때 이를 해소할 수 있도록 압출기(14) 및 이송 컨베이어(17)를 정지시키고, 바이패스 컨베이어(21)와 저장 컨베이어(22)를 구동시켜 고무시트를 바이패스시키며, 이상 상황 발생이 해제되면, 압출기(14)의 구동을 정지한 상태에서 바이패스 컨베이어(21) 및 저장 컨베이어(22)를 통해 이송 컨베이어(17)로 고무시트를 이동시켜 건조/냉각부(18)로 공급할 수 있도록 제어하는 제어 PLC(23);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    건조/냉각부(18)가 동작이 멈춘 상황에서 압출기 호퍼(12) 내 고무가 잔류하는 경우에는,
    제어 PLC(23)를 통해 이를 감지하여 바이패스 컨베이어(21)와 저장 컨베이어(22)로 유도되어 고무시트를 바이패스하여 고무시트의 정체를 해소하는 것을 특징으로 하는 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 PLC(23)는,
    건조/냉각부(18)의 이상 상황 해지 시 저장 컨베이어(22) 및 바이패스 컨베이어가 역방향으로 동작하여 이송 컨베이어(17)로 바이패스된 고무시트를 이송시켜 압출기에 의한 소무시트의 성형에 의한 건조 및 냉각이 정상적으로 진행되도록 하는 것을 특징으로 하는 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어장치.
  4. 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어방법에 있어서,
    고무시트를 건조 및 냉각하는 건조/냉각부에서 고무시트가 정체 현상이 발생하면,
    바이패스 컨베이어(21), 저장 컨베이어(22) 동작시켜 고무시트를 바이패스하고,
    압출기(14) 내의 배합원료의 레벨이 낮아질 때까지 성형부(15)를 통해 고무시트를 계속 인출하며,
    이송 컨베이어를 통해 이송되는 고무시트가 건조/냉각부에 의해 정체현상이 발생하면 바이패스 컨베이어(21)와 저장 컨베이어(22)를 제어 PLC(23)에서 제어하여 고무시트를 바이패스하며,
    정체 현상이 해소되면, 제어 PLC(23)에서는 압출기의 구동을 정지시킴과 동시에 이송 컨베이어(17)를 구동시키며,
    이송 컨베이어(17)로 바이패스된 고무시트가 이동될 수 있도록 바이패스 컨베이어(21)와 저장 컨베이어(22)를 역방향으로 구동시켜 고무시트를 이송 컨베이어(17)로 공급하고,
    이송 컨베이어(17)로 공급되는 고무시트를 건조/냉각부(18)로 공급하여 건조 및 냉각이 이루어지도록 하며,
    바이패스바이패스트의 공급이 완료되면 압출기를 통해 성형기에 의해 고무시트가 정상적으로 공급이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 압출기 내 고무 체임 방지를 위한 제어방법.
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