KR100348031B1 - 폴딩요소와천공된판을가진직렬식의동적인혼합기 - Google Patents

Abstract

점성이 다른 재료들을 내부의 동적 회전수단에서부터 고정식 챔버로 서로 교환 가능하게 신속히 이동시키며 고정식 포스트 및 천공된 벌크헤드에 의해 부가로 혼합되는 직렬식 동적 혼합기를 사용함으로써 연속적이고 균일하게 혼합될 수 있다.

Description

폴딩 요소와 천공된 판을 가진 직렬식의 동적인 혼합기{In-line dynamic mixer with folding elements and perforated plates}

본 발명은 연속적인 혼합 작동에 유리하게 사용될 수 있는 동적 혼합기 (dynamic mixer)에 관한 것이다. 균일한 생산물을 제공하기 위하여 아주 넓은 범위의 점성을 가진 재료를 혼합하기 위한 향상된 장비가 요구된다. 오늘날 이러한 장비의 대부분은 배취형 장비(batch type equipment) 및/또는 정적 혼합기이다. 배취형 혼합 장비는 느리고, 종종 높은 소모비를 발생시키고 노동단가 때문에 비싸게 되는 분명한 단점을 가진다. 정적 혼합기는, 보통 재료를 강제로 혼합기로 통과시키기 때문에 고점성의 재료가 혼합될 때에는 높은 전단력 조건을 필요로 하고, 그러한 높은 전단력은 혼합 중인 재료에 손상을 주거나 또는 온도를 필요 이상으로 증가시킬 수 있다. 또 정적 혼합기는 종종 긴 혼합기 또는 다중 혼합기에서는 입력에서부터 출력까지의 압력차가 증가함으로 높은 압력을 요구한다.

연속적인 혼합 작동이 가능하고 일정하게 공급되는 동안에는 전체 공정에 걸쳐 균일한 생산물을 생산하도록 하는 혼합기를 찾기 위하여 부단한 노력이 행하여져 왔다. 본 발명자는 이러한 혼합기를 발명하였다.

본 발명의 목적은 점성이 다른 재료들을 내부의 동적 회전수단에서부터 고정식 챔버(고정자)로 서로 교환가능하게 신속히 이동시키며 고정식 포스트 및 천공된 판(perforated Plate: 즉 천공된 벌크헤드(bulkhead))에 의해 부가로 혼합되는 직렬식 혼합기 요소들을 제공하는 것이다.

본 발명은 케이싱의 길이를 따라 연장된 챔버를 구비하는 케이싱을 각각 가지는 다수의 분리식 혼합 유닛과; 상기 케이싱 챔버내에 제거 가능하게 배치되고, 내부에 스핀들 부싱이 배치된 천공된 벌크헤드; 및, 상기 챔버에 대하여 동축이며 상기 스핀들 부싱내에 회전 가능하게 장착된 스핀들을 포함하고, 상기 스핀들은 혼합하기 위한 수단과 인접한 혼합 유닛의 스핀들에 분리 가능하게 커플링하기 위한 수단을 가지므로, 하나의 스핀들이 회전할 때 각 혼합 유닛내의 스핀들은 회전하고 상기 각 혼합 유닛의 챔버내의 재료가 혼합되는 혼합 장치를 제공한다.

본 발명의 직렬식 동적 혼합기는 제 1 도에 도시된 분리식 혼합 유닛들로 제조되며, 제1도는 2 개가 연결된 분리식 혼합 유닛과 일단부 분리식 혼합 유닛의 부분 단면을 도시하며, 일단부 분리식 혼합 유닛은 하나만 도시하고 있다. 각각의 분리식 혼합 유닛은 챔버(8)와 챔버 벽(7)을 포함하는 케이싱(6)을 갖는다. 상기 챔버는 본래 관형이고, 이것의 크기는 일단부 분리식 혼합 유닛(4)을 포함하는 다른 분리식 혼합 유닛과 연결될 수 있도록 선정되며, 상기 일단부 분리식 혼합 유닛(4)은 혼합하고자 하는 하나의 재료를 위한 입구에 부착되기 위한 연결 플랜지(5)와 스핀들 드라이버(27)를 가진다는 점에서 다른 분리식 혼합 유닛과는 구별된다.

각각의 분리식 혼합 유닛에는, 수나사 스핀들 체결구(13)를 통하여 다른 분리식 혼합 유닛의 암나사 스핀들 체결구(14)에 제거 가능하게 연결될 수 있는 스핀들(12)이 있다. 각각의 분리식 혼합 유닛은 플라이휘일(10)인 혼합 수단을 가진다. 분리식 혼합 유닛마다 적어도 2 개의 플라이휘일이 있다. 플라이휘일 사이의 챔버 안으로 돌출하는 포스트(20)가 적어도 하나가 장착되는 영역을 제공하기 위하여 각각의 플라이휘일은 다음 플라이휘일로부터 스핀들을 따라 간격을 두고 있다. 각 쌍의 플라이휘일 사이에 하나 이상의 포스트가 있을 수 있다. 상기 포스트는 챔버 벽(7)으로부터 챔버(8) 안으로 돌출하도록 장착된다. 예를 들면, 상기 케이싱 주위에서 서로로부터 거의 동일한 거리로 이격되어서 한 쌍의 플라이휘일 사이의 챔버 안으로 돌출하는 4 개의 포스트가 있을 수 있다. 각 쌍의 플라이휘일 사이에 적어도 4 개의 포스트를 갖는 것이 양호하다. 이들 포스트(20)는 나사 수단에 의하여 케이싱에 부착되거나, 제위치에 용접되거나, 적절한 다른 수단에 의하여 부착될 수 있다. 나사 수단에 의하여 부착된 포스트를 사용하는 것은 각 포스트가 잠재적으로 다른 재료를 첨가하기 위한 공급라인이 되도록 한다. 이것은 공급라인용 포스트를 제 1 도에 도시된 입구 포트(18)로 교체하도록 하는 융통성을 발휘한다. 또한 각각의 분리식 혼합 유닛은 벌크헤드 조립체(15)를 포함한다. 이 벌크헤드는 혼합 작동을 증가시키고, 본원의 직렬식 동적 혼합기의 연속적인 작동을 통하여 균일한 생산물을 방출하는 재료 출구 단부(29)를 제공한다.

상기 벌크헤드 조립체(15)는 제 2 도의 단부와 제 3 도의 전개된 단면도에 상세히 도시된다. 벌크헤드 조립체는 벌크헤드 천공부(perforation:24)를 가진 벌크헤드(23)로 구성된다. 이 천공부의 수와 크기는 흐름을 방해하지 않고 전단을 바람직하지 못한 지점까지 증가시키지 않고, 수용가능한 속도로 상기 재료를 흐르게 하기에 충분하여야만 한다. 벌크헤드(23)는 반드시 고정되어 있고, 스핀들 부싱 (16)이 벌크헤드(23)와 스핀들 사이에 있도록 장착된다. 스핀들 부싱은 벌크헤드가 고정된 채로 유지되어 있는 동안에 상기 스핀들이 회전하도록 한다, 벌크헤드(23)는 와셔(22)에 의하여 스핀들 축에 대해 반드시 수직으로 제 위치에 유지된다.

상기 플라이휘일(10)은 제 1 도의 분리식 혼합 유닛의 A-A' 선을 취한 단면으로서 제 4 도에 도시된다. 도시된 바와 같이, 플라이휘일은 도시된 사각형상이 될 수 있거나 사각형 대신에 곡선형과 같은 다른 형상이 될 수 있는 폴딩 리세스 (folding recess:21)를 가진다. 상기 폴딩 리세스는 포스트도 역시 혼합 작용을 발생시키는 2 개의 플라이휘일 사이의 공간내로 재료를 둘러싸는 방법으로(in a folding manner) 집어넣는다, 상기 재료가 도면부호 25 방향으로 챔버를 통하여 흐를 때, 상기 스핀들은 도면부호 26으로 도시된 바와 같이 회전한다. 상기 스핀들이 회전할 때, 플라이휘일도 역시 회전한다. 스핀들 중심으로부터 가장 긴 반경(11)에 있는 플라이휘일상의 적어도 하나의 지점은 재료가 챔버로 통하여 높은 전단력 없이 연속적인 방법으로 흐를 수 있도록 챔버 벽과 이격된 관계로 있는 회전 원주를 그린다. 플라이휘일의 형상과 폴딩 리세스의 성질은 혼합기의 청소 작용을 용이하게 한다.

본 발명의 직렬식 동적 혼합기는 일단부 분리식 혼합기 유닛을 통하여 들어가는 점성 재료와, 분리식 혼합기 유닛 중 하나에 있는 공급라인으로부터 입구 포트를 통하여 들어가는 저점성의 유체 재료를 혼합하는데 유용하다. 상기 혼합기는 여러 가지 종류의 재료가 상기 직렬식 동적 혼합기의 길이를 따라 첨가될 수 있도록 다수의 분리식 혼합기 유닛에 사용되기 위하여 쉽게 변화된다. 상기 혼합기는 생산물을 착색하며, 첨가제를 도입하고 경화제를 첨가하는 데에 사용될 수 있다.

본 혼합기의 특징은 상기 재료 출구 단부(29)로부터 스며나오는 균일한 생산물을 제조할 때 연속적인 작동을 하기에 유용하다는 것이다.

제 1 도는 2 개가 연결된 분리식 혼합 유닛과 일단부 분리식 혼합 유닛의 부분 단면도.

제 2 도는 벌크헤드 조립체의 단면도.

제 3 도는 제 2 도의 B-B' 선을 따라 취한 벌크헤드 조립체의 전개 단면도.

제 4 도는 플라이휘일 형상을 도시하는 분리식 혼합 유닛의 A-A' 선을 따라 취한 단면도.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

2 : 분리식 혼합 유닛

4 : 일단부 분리식 혼합 유닛(end disconnectable mixing unit)

6 : 케이싱 7 : 챔버벽

8 : 챔버 10 : 플라이휘일

11 : 스핀들(12)의 중심에서부터 플라이휘일(10)의 가장 긴 반경

12 : 스핀들 20 : 포스트

21 : 폴딩 리세스 28 : 공급라인

Claims (4)

1. 다수의 분리식 혼합 유닛을 포함하는 혼합 장치에 있어서,

   상기 분리식 혼합 유닛 각각은, 케이싱의 길이를 따라 연장되는 챔버를 구비하는 케이싱과;

   상기 케이싱 챔버내에 제거 가능하게 배치되고, 벌크헤드 내부에 스핀들 부성이 배치된 천공된 벌크헤드; 및

   상기 스핀들 부싱내에 회전가능하게 장착되고 챔버에 대하여 동축인 스핀들을 구비하며;

   상기 스핀들은 인접한 혼합 유닛의 스핀들에 분리가능하게 커플링하기 의한 수단과 혼합하기 위한 수단을 가지며, 따라서 하나의 스핀들이 회전할 때, 각 혼합 유닛의 스핀들이 회전하여 각 혼합 유닛의 챔버내의 재료가 혼합되는 혼합 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합하기 위한 수단은 적어도 2 개의 플라이휘일을 포함하고, 각 플라이휘일은 폴딩 리세스(folding recess)를 구비한 둥근 형상을 가지고, 상기 플라이휘일은 챔버 벽과 이격되어 있는 가장 긴 플라이휘일 반경으로 그려지는 회전 원주를 갖는 혼합 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 케이싱은 챔버 벽으로부터 챔버 안으로 돌출하도록 장착된 적어도 하나의 포스트를 갖는 혼합 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 적어도 하나의 포스트는 공급라인을 형성하기 위해 상기 케이싱의 외부 영역으로 연장되는 입구 포트로 대체되는 혼합 장치.