KR100335277B1

KR100335277B1 - Grinding machine

Info

Publication number: KR100335277B1
Application number: KR1019980048977A
Authority: KR
Inventors: 정종희; 정재훈
Original assignee: 정종희; 정재훈
Priority date: 1998-11-16
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 2002-11-20
Also published as: KR20000032508A

Abstract

본 발명은 고체상의 무기물 또는 유기물을 미세하게 부쇄하는 건식 및 습식 미분쇄 장치에 관한 것이다. 아트릿숀밀의 분쇄효율은 전적으로 볼(매체)의 운동량에 좌우된다. 기존의 아트릿숀밀에서 볼의 운동량은 환봉으로 된 회전체의 회전운동에 따른 볼 상호간의 단순 마찰, 충격 및 전단작용에 의해서 원료가 분쇄됨으로 분쇄효율이 적은 형편이다.The present invention relates to dry and wet pulverizing apparatus for finely pulverizing a solid inorganic or organic substance. The grinding efficiency of the attrition mill depends entirely on the momentum of the ball (medium). The conventional momentum of the ball in the atlishon mill is a grinding material having low grinding efficiency because the raw material is crushed by simple friction, impact and shear action between the balls according to the rotational motion of the round rod rotating body.

본 발명에서는 이 볼의 운동량을 극대화시키기 위하여 매체(교반)형 분쇄기의회전축에 달려있는 임펠러의 구조를 전혀 새롭게 창안하여 앞에 설명한 기존의 볼 운동량에다 볼이 원심력을 추가로 발생하게큼 함으로써 볼 운동량을 극대화시켜서 분말 원료의 분쇄효율을 향상시키는 미분쇄 장치인 것이다. 즉 본 발명에서 회전축의 임펠러는 회전축에 대하여 접선 방향으로 도 1 에서와 같이 임펠러면(2)을 가지게 함으로서 회전축이 회전할때 임펠러면 주위에 있는 볼은 원심력을 추가로 발생하게 되여 볼의 운동량을 크게 함으로써 원료 분말을 보다 단시간에 미세 하게 분쇄할수 있는 미분쇄 장치.In the present invention, in order to maximize the momentum of the ball to create a new structure of the impeller on the rotating shaft of the medium (stirring) type crusher at all to make the ball momentum by adding the centrifugal force to the existing ball momentum described above It is a fine grinding device that maximizes and improves the grinding efficiency of powder raw materials. That is, in the present invention, the impeller of the rotating shaft has an impeller surface 2 as shown in FIG. 1 in a tangential direction with respect to the rotating shaft, so that the ball around the impeller surface generates centrifugal force when the rotating shaft rotates, thereby increasing the amount of motion of the ball. Fine grinding device that can finely grind the raw material powder in a short time by increasing the size.

Description

Grinding machine

본 발명은 고체상의 무기물 또는 유기물을 미세하게 분쇄하는 건식 및 습식 미분쇄 장치에 관한 것이다. 즉 광물, 화인 세라믹스, 안료, 농약, 의약품 및 플라스틱 등의 원료 분말을 미분쇄하는 장치이다.The present invention relates to a dry and wet pulverizing device for finely grinding a solid inorganic or organic matter. That is, it is an apparatus for pulverizing raw powders such as minerals, fine ceramics, pigments, pesticides, pharmaceuticals and plastics.

종래의 미분쇄기를 열거하면 젯트밀, 진동밀, 터보밀, 아트릿숀밀, 임팩트밀, 도플러밀, 슈퍼하이브리드밀, 크로스젯트밀 및 코스모마이져밀 등의 여가지 대표적인 미분쇄기를 소개 할수 있다. 이들 미분쇄기는 각기 특성을 지니고 있어 적소에 사용되고 있다. 그러나 이 모든 분쇄기는 동력비에 비해서 분쇄효율이 낮은 것은 공통된 사실로 인정되고 있다.By enumerating the conventional pulverizers, various representative pulverizers such as jet mills, vibratory mills, turbo mills, attrition mills, impact mills, Doppler mills, super hybrid mills, cross jet mills, and cosmos mill mills can be introduced. These mills have their own characteristics and are used in places. However, it is recognized that all these mills have a low grinding efficiency compared to the power ratio.

그 간의 분체학계에서는 최대과제의 하나인 마의 3 미크론의 벽을 넘는 분쇄기술의 개발에 주력하고 있는 실정이다. 물론 기존의 미분쇄기로도 3 미크론 이하의 분체를 제조 할수는 있으나, 그러기 위해서는 장시간의 운전으로 막대한 동력비와 시간이 소요됨으로 초미립분체의 제조 단가는 일반 미립분체의 3∼10배의 가격 상승이 있는 것은 사실이다.In the meantime, the field of powder science is focusing on the development of grinding technology over the 3 micron wall of hemp, one of the biggest challenges. Of course, it is possible to produce powders of 3 microns or less even with conventional grinding machines, but this requires enormous power costs and time due to long operation, and thus the production cost of ultra-fine powders is 3-10 times higher than that of general fine powders. It is true.

앞에 소개한 미분쇄기 중에서 분쇄효율이 가장 높은 것은 아트릿숀밀(매체교반형 미분쇄기)이라 알려져 있다. 종래의 아트릿숀밀을 좀 더 설명하면 다음과 같다. 원통형의 고정용기 안에 볼(매체)과 원료분말을 넣고 회전축에 여러개의 일자형 환봉의 암(회전체 혹은 임펠러)을 붙인 교반체을 강제적으로 회전교반하는 분쇄기이다. 이때 원료분말은 환봉으로 된 회전체에 의해서 교반되는 볼(매체) 상호간의 운동에 따르는 마찰, 충격 및 전단작용에 의해서 원료가 분쇄된다. 여기에서 분쇄효율을 좌우하는 요인은 볼 상호간의 충돌적인 운동량에 의존하고 있다. 이때 볼의 운동량은 전적으로 회전체의 회전속도와 볼의 비중에 비례한다. 즉 회전체의 회전속도가 클수록, 그리고 볼의 비중이 클수록 분쇄효율은 그만큼 커지게 된다.Among the above-mentioned fine grinding machines, the highest grinding efficiency is known as attrition mill (medium stirring type grinding machine). A more detailed description of the conventional atriston mill is as follows. It is a grinder that puts a ball (medium) and raw material powder in a cylindrical fixed container and forcibly rotates and stirs the stirring body that has several arm-shaped round rod arms (rotary or impeller) attached to the rotating shaft. At this time, the raw material powder is pulverized by friction, impact and shear action caused by the movement between the balls (medium) are stirred by a rotating body made of a round bar. The factor that determines the grinding efficiency depends on the collisional momentum between the balls. The momentum of the ball is entirely proportional to the rotational speed of the rotor and the specific gravity of the ball. That is, the greater the rotational speed of the rotor, and the greater the specific gravity of the ball, the greater the grinding efficiency.

매체형 미분쇄기의 분쇄효율을 향상시키는 요인은 볼의 운동량을 크게하는 문제로 귀결된다. 본 발명은 회전축의 임펠러 구조를 전혀 새롭게 창안하여, 앞에서 설명한 기존의 볼의 운동량에 볼의 원심력(회전관성)이 추가로 발생하게 함으로써, 볼의 운동량을 극대화시켜서 원료분말의 분쇄효율을 현저히 증대시키는 장치이다.The factor that improves the grinding efficiency of the medium-type grinding mill results in a problem of increasing the momentum of the ball. The present invention invented a new impeller structure of the rotating shaft, by generating the centrifugal force (rotary inertia) of the ball in addition to the existing momentum of the ball described above, thereby maximizing the momentum of the ball to significantly increase the grinding efficiency of the raw material powder Device.

도 1 은 본 발명의 회전체(임펠러)의 입체도1 is a three-dimensional view of a rotating body (impeller) of the present invention

도 2는 본 발명의 조립 입체 해부도2 is an assembled three-dimensional anatomy of the present invention

도면의 부호 설명Explanation of symbols in the drawings

1. 임펠러 2. 임펠러면 3. 구멍 4. 회전축 5. 용기 6. 풀리1. Impeller 2. Impeller face 3. Hole 4. Rotary shaft 5. Vessel 6. Pulley

본 발명은 매체(교반)형 미분쇄기에서 볼의 운동량을 극대화하기 위하여 종래에는 회전축에 단순한 봉상으로 된 암(임펠러)을 고정시키는 대신에, 회전축에 고착하는 임펠러에는 임펠러 면을 구성하고 임펠러 면은 회전축에 대하여 접선방향으로 향하게 형성하여, 임펠러가 회전할때 볼의 운동량에 강한 원심력이 추가로 발생하게큼 함으로서 원료분말을 신속히 미분쇄하는 매체형 미분쇄기인바 이하 첨부 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.In the present invention, instead of fixing a simple rod-shaped arm (impeller) to the rotating shaft in order to maximize the momentum of the ball in the medium (stirring) type grinding machine, the impeller surface is formed on the impeller fixed to the rotating shaft and the impeller surface is It is formed in a tangential direction with respect to the axis of rotation, so that a strong centrifugal force is generated in addition to the momentum of the ball when the impeller rotates. same.

도 1은 회전체 한개의 입체도로서 그 중심에는 회전축(4)에 끼우는 구멍(3)을 형성한다. 임펠러(1)에는 임펠러면(2)을 구성하되 이 임펠러면(2)의 방향은 중심의 구멍(3)에 대하여 접선방향으로 형성된 넓은 면으로 이루워진다.FIG. 1 is a three-dimensional view of one rotating body, the center of which forms a hole 3 fitted in the rotating shaft 4. Impeller (1) comprises an impeller surface (2), the direction of the impeller surface (2) is made of a wide surface formed in a tangential direction with respect to the central hole (3).

도 2는 본 발명의 조립 입체 해부도로서 임펠러(회전체)는 구멍(3)을 통하여 회전축(4)에 여러개를 차례로 어긋나게 끼우고 회전축과 구멍(3)에는 키홈(도면에는 생략됨)을 내여, 회전축(4)과 임펠러(1)를 견고하게 일체형으로 고정시킨다. 그리고 회전체 부분이 용기(5)의 내부 중앙부에 위치하도록 용기 상부에서 회전축(4)이 회전하게큼 고정시킨다(도면에는 생략됨). 회전축(4) 상단에는 풀리(6)을 장착하고 풀리(6)은 외부에서 모터와 V 벨트(도면에는 생략됨)로 연결하여 회전체가 화살표 방향으로 회전하게 한다.2 is an assembled three-dimensional anatomical view of the present invention, the impeller (rotator) is inserted into the rotary shaft 4 through the hole (3) in turn and the key shaft (not shown in the figure) in the rotary shaft and the hole 3, The rotary shaft 4 and the impeller 1 are firmly fixed. Then, the rotating shaft 4 is fixed to the upper portion of the container so as to be positioned at the inner central portion of the container 5 so as to rotate (not shown in the drawing). The pulley 6 is mounted on the top of the rotating shaft 4, and the pulley 6 is connected to the motor and the V belt (not shown in the drawing) from the outside so that the rotating body rotates in the direction of the arrow.

도면에는 용기(5)와 회전체 사이의 공간에 볼(매체)와 원료분말을 그려 넣지 않았으나 실제로 운전시에는 볼과 원료분말을 장입한후, 모터를 가동하면 임펠러(회전체)는 회전축(4)에 대하여 접선방향으로 형성된 임펠러면(2)을 가지고 있기 때문에 회전체가 회전하면 장입된 볼의 운동은, 강제 유동형태의 집단불규칙 이동 운동이 일어나며,추가로 원심력이 발생하여 볼의 운동량은 그만픔 커지게 되여 원료분말은 더욱 신속히 미세하게 분말화되는 매체(교반)형 미분쇄기이다.In the drawing, the ball (medium) and the raw material powder are not drawn in the space between the container 5 and the rotating body. However, in operation, after the ball and the raw material powder are charged, the impeller (rotary body) is rotated when the motor is operated. Since the impeller surface (2) formed tangentially with respect to) rotates when the rotating body rotates, the movement of the charged ball occurs in the group irregular movement of the forced flow type, and the centrifugal force is generated to stop the momentum of the ball. The raw material powder is a medium (stirring) type pulverizer which becomes larger and becomes powdered more quickly.

종래의 매체형 미분쇄기의 분쇄원리는 회전체의 회전으로 인한 볼과 피분쇄물에 직접 분쇄에너지를 가하는 강제 유동형태의 집단 불규칙운동에서 생기는 충격분쇄와 전단분쇄로 이루워지고 있다. 한편 매체형 미분쇄기의 분쇄효율은 다른 제조건이 동일할때는 볼(매체)의 비중과 경도가 클수록 그 효율이 높아진다.The pulverization principle of the conventional medium-type pulverizer is composed of impact crushing and shear pulverization caused by collective flow movement of a forced flow type that directly applies pulverization energy to a ball and a pulverized object due to rotation of a rotating body. On the other hand, the grinding efficiency of the medium-type grinding machine is higher when the specific gravity and hardness of the ball (medium) is the same when the other conditions are the same.

본 발명의 매체형 미분쇄기에서는 회전체의 임펠러에는 회전축에 대하여 접선 방향으로 임펠러면(2)을 가지고 있어서, 회전체가 화살표 방향으로 돌게 되면, 볼의 강제 유동형태의 불규칙 이동운동에다가, 임펠러면 주위의 볼은 회전축 외부로 강하게 밀려나는 원심력을 추가로 받으면서, 볼의 운동량은 볼이 갖는 원심력 만큼 증대됨으로, 분쇄효율을 향상시키게 되는 원리이다.In the medium-type pulverizer of the present invention, the impeller of the rotating body has an impeller surface 2 in a tangential direction with respect to the axis of rotation. When the rotating body is turned in the direction of the arrow, the impeller surface is in addition to the irregular movement of the forced flow of the ball. The surrounding ball receives a centrifugal force that is strongly pushed out of the rotation axis, the momentum of the ball is increased by the centrifugal force of the ball, thereby improving the grinding efficiency.

[실시예]EXAMPLE

본 발명을 실시하기 위하여 2 개의 매체 교반형 미분쇄기를 만들어 비교 시험하였다. 하나는 기존의 아트릿숀 밀(봉상의 임펠러를 갖는 밀 : 제 1형 밀)과 다른 하나는 본 발명의 아트릿숀 밀(도 1 과 같은 임펠러 면이 있는 임펠러를을 갖는 밀: 제 2형 밀) 을 각각 만들었다. 이때 용기의 크기는 각기 1.3 리터 용량이며, 용기는 운전중에 온도상승을 막기 위하여 외부를 이중으로 하여 수냉할수 있게 하였다.In order to practice the present invention, two medium stirring mills were made and tested. One is a conventional atelission mill (mill with a rod-shaped impeller: type 1 mill) and the other is the attrition mill of the present invention (mill with an impeller with an impeller face as shown in FIG. 1: type 2 mill) Made each. At this time, the size of the vessel was 1.3 liters each, and the vessel was allowed to cool the water by double the outside to prevent the temperature rise during operation.

제 1형 밀과 제2형 밀의 분쇄효율의 차이를 비교하여 본다. 이 두형의 밀이 동일한 부피의 용기일 때, 동일한 원료량및 동일한 볼량을 장입하여, 동일한 시간동안 분쇄하였을 때의 분쇄물의 평균입도를 확인하여 보면, 두형의 밀의 분쇄효율의 차이를 알수 있게 된다.Compare the difference in grinding efficiency between the first type mill and the second type mill. When the two mills are containers of the same volume, the same amount of raw materials and the same volume are charged, and the average particle size of the milled powder when the mill is milled for the same time period reveals a difference in the milling efficiency of the mill mills.

이와같은 실험을 위하여 두가지형의 밀에 사용한 용기(sus3l6제)는 각각 부피가 1.3 리터이며, 사용한 원료분말은 규사(SiO2: 99.8%,입도: -325 멧슈)100g을 넣고, 볼(알루미나제, 직경 2mm) 1.2 Kg를 각각 장입하고 임펠러의 회전속도를 900 회/분 으로 동일하게 유지하고, 분쇄시간만을 10분에서 50분으로 변화시키면서 분쇄된 분쇄물의 평균입도를 측정하여 비교한 결과를 표 1과 그림 1 에서 보여주고 있다. 이 실험은 건식으로 분쇄하였다.For these experiments, the containers used for the two types of mills (made by sus3l6) each had a volume of 1.3 liters, and the raw material powder used was 100 g of silica sand (SiO2: 99.8%, particle size: -325 mesh) and balls (alumina, 2 mm diameter) 1.2 Kg each, and the impeller rotation speed is maintained at 900 times / min, and the average particle size of the pulverized pulverized product was measured and compared only by changing the grinding time from 10 minutes to 50 minutes Table 1 And in Figure 1. This experiment was pulverized dry.

표 1. 제1및 2형 밀에 의한 규사원료의 분쇄시간에 따른 분쇄도 변화Table 1. Variation of Grinding Degree with Grinding Time of Silica Raw Materials by Type 1 and 2 Mills

그림 1. 제1및 2형 밀의 분쇄시간에 따른 분쇄도 변화Figure 1.Crushing degree change with grinding time of type 1 and type 2 mills

표 1과 그림 1에서 보는바와 같이 동일한 조건에서 다만 분쇄시간의 변화에 의한 분쇄도(분쇄효율) 을 살펴보면, 제 1형밀과 제 2형밀의 분쇄도 차이는 10분에서 20분 사이에서 평균입도의 변화는 약 3에서 5미크론의 변화를 나타내고 있으며, 이때 동일한 정도의 평균입도의 분말을 얻기 위해서는 제 1형밀은 제 2형밀 보다 분쇄시간이 약 5분 정도가 더 소요됨을 본다. 또한 같은 분쇄시간 30분에서 50분 사이에서는 약 1∼3미크론의 평균입도의 차이를 나타내며 초미분쇄시의 분쇄시간 차이는 약 10분 정도의 차이가 있음을 볼수 있다. 전체적으로 제2형 밀의 분쇄속도는 제1형 밀의 분쇄속도 보다 약 5∼10분의 시간을 단축 하고 있어, 분쇄효율이 약 20∼30%향상 되였음을 보여주고 있다.As shown in Table 1 and Figure 1, the grinding degree (grinding efficiency) due to the change of the grinding time under the same conditions, but the difference in grinding degree between the first and second mills is between 10 minutes and 20 minutes The change represents a change of about 3 to 5 microns, and in this case, the first type mill takes about 5 minutes longer than the second type mill to obtain powders of the same average particle size. In addition, the same grinding time between 30 and 50 minutes shows a difference in the average particle size of about 1 to 3 microns, and the difference in grinding time during ultra-fine grinding can be seen to be about 10 minutes. Overall, the grinding speed of type 2 mills is shorter by 5 to 10 minutes than the grinding speed of type 1 mills, which shows that the grinding efficiency is improved by about 20 to 30%.

이상의 실험내용은 건식으로 분쇄하였을 때의 결과이며, 습식으로 분쇄하였을 때의 경우도 건식 때와 대동 소이 하였다.The results of the above experiments are the result of the dry grinding, and the same as the dry grinding.

본 발명의 미분쇄기는 기존의 아트릿숀밀과 달리, 회전축에 대하여 접선방으로 넓은면의 임펠러면(2)을 형성하고 있는 회전체(임펠러)로 구성되여 있기때문에 가동시에는 임펠러면(2) 주위에 위치한 볼의 운동은, 화살표 방향으로 회전체가 회전함으로 인하여 원심력(회전관성)이 발생하여 용기(5)의 내벽방향으로 강하게 운동하게 되므로 볼의 운동량은, 기존의 단순 이동 충돌운동량에다, 볼의 원심력에 의하여 발생된 새로운 운동량을 추가하게 됨으로 원료분말의 분쇄효율을 더욱 커지게 하는 효과가 있으며, 분쇄시간을 단축하게 됨으로 동려비를 절감하는 효과가 있다.Unlike the conventional attrition mill, the pulverizer of the present invention is composed of a rotating body (impeller) that forms a large impeller surface 2 in a tangential direction with respect to the rotation axis, so that the impeller surface 2 is in operation. Since the movement of the ball located at, the centrifugal force (rotational inertia) is generated due to the rotation of the rotating body in the direction of the arrow to move strongly in the direction of the inner wall of the container (5), the momentum of the ball is the existing simple movement collision momentum, By adding a new momentum generated by the centrifugal force of the effect of increasing the grinding efficiency of the raw material powder, and reducing the grinding time has the effect of reducing the labor costs.

Claims

The rotating body (impeller), which is integrally fixed to the rotating shaft 4 by being fitted to the rotating shaft 4, is characterized by a unit impeller 1 having an impeller surface 2 formed in a tangential direction with respect to the hole 3. ) Is positioned in the inner central portion of the container (5), and the power is transmitted through the pulley (6) from the outside of the container so that the rotating body rotates in the direction of the arrow, and the raw materials and balls (medium) loaded in the container A media stirring type grinding machine, characterized in that the grinding by stirring.