KR100456335B1 - 균질혼련기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 처리물이 담겨지고 저면에 교반통이 형성된 탱크와, 상기 교반통 내에 설치되어 정회전시 양력을 상측으로 발생시키고 역회전시 양력을 하측으로 발생시키면서 처리물을 혼련시키는 교반수단과, 상기 교반수단을 회전시키는 구동모터와, 상기 탱크의 저면에서 상기 교반통으로 관통된 제1순환파이프와, 상기 제1순환파이프에서 상기 탱크의 상측으로 관통된 제2순환파이프와, 상기 제1순환파이프와 제2순환파이프에 각각 설치되는 제1밸브 및 제2밸브로 구성됨으로 구조가 단순하여 제조가 용이할 뿐만 아니라 소량의 처리물을 혼련할 경우 제1밸브는 개방시키고 제2밸브는 폐쇄시킨 다음 교반수단을 정회전시켜 처리물을 제1순환파이프를 통하여 순환시키면서 혼련하고, 대량의 처리물을 혼련할 경우 제1밸브는 폐쇄시키고 제2밸브는 개방시킨 다음 교반수단을 역회전시켜 처리물을 제2순환파이프를 통하여 순환시키면서 혼련함으로 처리물의 양에 관계없이 처리물을 신속하고 혼련상태가 양호하도록 혼련시킬 수 있다.

Description

균질혼련기 { Homogenizing mixer }

본 발명은 균질혼련기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화장품, 제약 및 도료 등을 조성하는 원료인 물성이 서로 다른 액상물질끼리 또는 미세한 분말과 점성을 가진 액상물질을 균질하게 섞는 균질혼련기에 관한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 균질혼련기가 도시된 부분단면도이고, 도 2는 도 1의 교반부가 상승된 상태가 도시된 부분단면도로서, 1997년 12월 15일자로 출원되어 2001년 12월 14일자로 등록된 등록번호 1003189940000호이다.

도 1, 2에 도시된 바와 같이 종래 기술은 반구의 원통 형상으로 형성된 용기(10)의 저면 중앙이 관통되고, 상기 용기(10)의 관통된 부위에서 하측으로 돌출되도록 원통 형상의 조립통(110)이 형성되며, 상기 조립통(110) 내에 교반통(210)과 날개부(220)로 구성된 교반부(200)가 설치되고, 상기 교반부(200)의 하측으로 교반부(200)를 정, 역회전시킬 수 있도록 구동모터(310)와 구동축(320)으로 구성된 구동부(300)가 설치되며, 상기 조립통(110)의 외측에서 용기(10)의 상측 내부를 향하도록 배관부(400)가 장착된다.

여기에서 상기 교반부(200)는 조립통(110) 내에서 상승과 하강이 가능하도록설치되는데, 이때 상기 교반부(200)가 상승하였을 경우 교반부(200)의 상측은 도 2에 도시된 바와 같이 용기(10)의 내부로 돌출된다.

그리고 상기 배관부(400)는 순환파이프(410)와 배출파이프(420)로 구성되고, 상기 순환파이프(410)와 배출파이프(420)가 분기되는 부위에는 배출파이프(420)를 개폐시키는 배출밸브(400B)가 설치된다.

상기한 바와 같은 종래 기술에 따른 균질혼련기의 작동은 다음과 같다.

우선 배출밸브(400B)를 조작하여 배출파이프(420)를 폐쇄시키고 혼련시키고자 하는 처리물을 용기(10) 내에 투입한 후 교반부(200)를 용기(10)의 내부로 상승시킨 다음 구동부(300)를 작동시켜 날개부(220)를 회전시킨다.

이때 처리물은 용기(10)의 내부 중앙에서 내면측으로, 또는 내면측에서 중앙으로 소용돌이치며 흐르면서 혼련된다.

다음 처리물의 혼련상태를 보다 향상시킴과 아울러 혼련시간을 단축시키고자 할 경우에는 상기의 상태에서 교반부(200)를 원위치, 즉 용기(10)의 하측으로 하강시킨 상태에서 날개부(220)를 회전시키면 되는데, 이때 처리물은 교반부(200) 내로 유입된 다음 순환파이프(410)를 통하여 다시 용기(10)의 상측으로 투입되면서 순환된다.

그 다음 처리물을 외부로 배출시키고자 할 경우에는 상기의 교반부(200)를 하강하여 날개부(220)를 회전시키는 상태에서 배출밸브(400B)를 조작하여 배출파이프(420)를 개방시키면 되는데, 이때 처리물은 교반부(200) 내로 유입된 다음 배출파이프(420)를 통하여 외부로 배출된다.

그러나 상기한 바와 같이 구성되고 작동되는 종래 기술은 소량의 처리물을 혼련시키고자 하는 경우에는 처리물을 신속하게 그리고 혼련상태가 양호하도록 혼련시키기에 적합하지 못한 문제점이 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 교반부(200)를 상승시킨 상태에서 처리물을 혼련시키고자 하는 경우에 용기(10) 내에 담긴 처리물이 용기(10) 내로 상승된 교반통(210)의 상단보다 낮도록 담겨지면, 즉 처리물에 의해 교반부(200)가 잠기지 아니하면 혼련을 행할 수 없는 문제점이 있는 것이다.

물론 상기 문제점을 해결하기 위해 교반부(200)를 하강시켜 용기(10)의 하측에 위치시키면 되나, 이러한 경우는 처리물을 순환파이프(410) 내로 유입한 후 순환파이프(410)를 따라 용기(10)의 상측까지 이동시킨 다음 다시 용기(10) 내로 투입하여야 하기 때문에 소량의 처리물을 혼련시키기에는 지극히 비효율적인 작업일 뿐만 아니라 용기(10)의 높이보다 기다란 순환파이프(410)를 통과하는 시간만큼 혼련시간이 연장되어 신속하게 혼련시킬 수 없는 문제점이 있다.

한편 상기의 종래 기술은 교반부(200)가 상승 및 하강되기 때문에 교반부(200)를 상승 및 하강시키기 위한 별도의 장치가 필요하여 그 구조가 복잡하고, 따라서 제조가 용이하지 않을 뿐만 아니라 제조비용이 상승되는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대량의 처리물을 신속하게 그리고 혼련상태가 양호하도록 혼련시킬수 있을 뿐만 아니라 소량의 처리물 또한 대량의 처리물과 같이 신속하게 그리고 혼련상태가 양호하도록 혼련시킬 수 있는 균질혼련기를 제공하는데 그 주된 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 구조가 단순하여 제조가 용이하기 때문에 작업자의 작업능률을 보다 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조비용도 대폭적으로 절감시킬 수 있는 균질혼련기를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 균질혼련기가 도시된 부분단면도,

도 2는 도 1의 교반부가 상승된 상태가 도시된 부분단면도,

도 3은 본 발명에 따른 균질혼련기가 도시된 단면도,

도 4는 도 3의 교반수단이 도시된 분해사시도,

도 5는 도 3의 주요부가 도시된 확대도,

도 6은 본 발명의 균질혼련기로 대량의 처리물을 순환시키는 상태가 도시된 도면,

도 7은 본 발명의 균질혼련기로 소량의 처리물을 순환시키는 상태가 도시된 도면,

도 8은 본 발명의 균질혼련기로 혼련이 완료된 처리물을 배출시키는 상태가 도시된 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

30 : 탱크 31 : 탱크의 저면

32 : 교반통 50 : 교반수단

51 : 임펠러 52 : 임펠러 케이스

60 : 구동모터 70 : 제1순환파이프

71 : 제1밸브 80 : 제2순환파이프

81 : 제2밸브 85 : 배출파이프

86 : 배출밸브 M : 처리물

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 처리물이 담겨지고 저면에 교반통이 형성된 탱크와, 상기 교반통 내에 설치되어 정회전시 양력을 상측으로 발생시키고 역회전시 양력을 하측으로 발생시키면서 처리물을 혼련시키는 교반수단과, 상기 교반수단을 회전시키는 구동모터와, 상기 탱크의 저면에서 상기 교반통으로 관통된 제1순환파이프와, 상기 제1순환파이프에서 상기 탱크의 상측으로 관통된 제2순환파이프와, 상기 제1순환파이프와 제2순환파이프에 각각 설치되는 제1밸브 및 제2밸브로 구성되어 소량의 처리물을 혼련할 경우 제1밸브는 개방시키고 제2밸브는 폐쇄시킨 다음 교반수단을 정회전시켜 처리물을 제1순환파이프를 통하여 순환시키면서 혼련하고, 대량의 처리물을 혼련할 경우 제1밸브는 폐쇄시키고 제2밸브는 개방시킨 다음 교반수단을 역회전시켜 처리물을 제2순환파이프를 통하여 순환시키면서 혼련하는 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 균질혼련기가 도시된 단면도이고, 도 4는 도 3의 교반수단이 도시된 분해사시도이며, 도 5는 도 3의 주요부가 도시된 확대도이다.

본 발명의 균질혼련기는 도 3에 도시된 바와 같이 화장품, 제약, 도료 등을 조성하는 혼합된 원료인 처리물(M)이 담기는 탱크(30)와, 상기 탱크(30)의 개방된 상부를 개폐하는 덮개(도시되지 않음)와, 상기 탱크(30)를 설치하고자 하는 장소에 지지시키는 지지다리(40)와, 상기 탱크(30)에 담긴 처리물(M)을 회전력에 의해 혼련시키는 교반수단(50)과, 상기 교반수단(50)에 동력을 전달하는 구동모터(60)와, 상기 처리물(M)의 혼련속도를 가속화시키기 위해 탱크(30) 내의 처리물(M)을 외부를 통하여 다시 탱크(30) 내로 회수하는 순환파이프(70)(80)로 구성된다.

여기에서 상기 탱크(30)는 바닥면의 중앙 부위로 처리물(M)이 집결될 수 있도록 저면(31)이 하측으로 볼록한 반구 형상으로 형성되고, 반구 형상으로 형성된 저면(31)의 중앙에는 하측으로 소정의 길이 만큼 돌출되고 끝단에 플랜지가 형성되며 내부가 비어 있는 교반통(32)이 형성된다.

상기 교반수단(50)은 도 4에 도시된 바와 같이 둘레에 일측으로 비스듬히 경사진 다수개의 날개(51A)가 형성된 임펠러(51)와, 상부는 개방되고 하부에는 가장자리를 따라 다수개의 유동홀(52A)이 형성되어 임펠러(51)의 외측에 씌워지는 임펠러 케이싱(52)으로 구성되어 구동모터(60)에 의해 정회전 또는 역회전하면서 탱크(30) 내의 처리물(M)을 혼련시키는 것으로서, 상기 탱크(30)의 교반통(32) 내에서 탱크(30)의 내부로 상부가 돌출되지 아니하게 설치된다.

이러한 교반수단(50)의 임펠러(51)는 도 3에 도시된 바와 같이 구동모터(60)에 의해 정회전할 경우 임펠러(51)의 상측으로 양력을 발생시켜 탱크(30)의 내부중앙에서 내측 둘레면으로 처리물(M)이 소용돌이치며 흐르도록 하고, 반대로 임펠러(51)가 역회전할 경우 임펠러(51)의 하측으로 양력을 발생시켜 탱크(30)의 내측 둘레면에서 내부 중앙으로 처리물(M)이 소용돌이치며 흐르도록 하여 처리물(M)을 혼련시킨다.

한편 상기한 바와 같은 교반수단(50)은 도 4에 도시된 교반수단에 국한되지 아니하고 회전하는 방향에 따라 각각 대향되는 방향으로 양력을 발생시키는 교반수단이면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.

상기 구동모터(60)는 상측에 플랜지가 형성되어 교반통(32)의 플랜지와 결합되는 바, 상기 구동모터(60)에는 교반수단(50)의 임펠러(51)와 연결되어 임펠러(51)를 회전시키는 회전축(61)이 마련된다.

상기 순환파이프(70)(80)는 소량의 처리물(M)을 혼련시키는 제1순환파이프(70)와 대량의 처리물(M)을 혼련시키는 제2순환파이프(80)로 구성된다.

상기한 바와 같은 순환파이프(70)(80) 중에 제1순환파이프(70)는 교반수단(50)의 임펠러(51)가 정방향으로 회전시 임펠러(51)의 상측으로 발생되는 양력에 의해 처리물(M)을 순환시키면서 혼련하는 것으로서, 도 3 및 도5에 도시된 바와 같이 상기 교반통(32)의 둘레 부위에서 수직하게 돌출된 다음 상측으로 절곡되어 탱크(30)의 저면(31)으로 관통되는 바, 일단은 교반통(32)의 둘레 부위 중에 교반수단(50)이 설치된 부위의 하측에 관통되고 타단은 교반통(32)으로부터 일정 간격을 유지한 상태로 탱크(30)의 저면(31)에 관통된다.

여기에서 상기 제1순환파이프(70)는 하나가 설치될 수도 있지만 보다 혼련속도를 가속화시키기 위해 도면에 도시된 바와 같이 다수개가 설치될 수도 있는데, 이때 상기 제1순환파이프(70)는 교반통(32)의 둘레 방향을 따라 일정 간격을 두고 설치됨이 바람직하다.

그리고 상기 제1순환파이프(70)는 타단측에 제1순환파이프(70)를 개폐시키기 위한 제1밸브(71)가 설치된다.

상기 제2순환파이프(80)는 교반수단(50)의 임펠러(51)가 역방향으로 회전시 임펠러(51)의 하측으로 발생되는 양력에 의해 처리물(M)을 순환시키면서 혼련하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 제1순환파이프(70) 중에 선택된 어느 한 제1순환파이프(70)에서 돌출되어 탱크(30)의 상측을 향하여 절곡된 후 탱크(30)의 둘레 상측을 관통할 수 있도록 절곡된 다음 탱크(30)의 저면(31)을 향하여 절곡된 바, 일단은 선택된 어느 한 제1순환파이프(70)의 절곡된 부위에 관통되고 타단은 탱크(30)의 상단에서 일정 간격을 두고 관통된다.

그리고 상기 제2순환파이프(80)에도 제1순환파이프(70)와 마찬가지로 제2순환파이프(80)를 개폐시키기 위한 제2밸브(81)가 설치된다.

또한 상기 제2순환파이프(80)에는 혼련이 완료된 처리물(M)을 교반수단(50)의 임펠러(51)가 역방향으로 회전시 임펠러(51)의 하측으로 발생되는 양력에 의해 외부로 배출시키기 위한 배출파이프(85)가 설치되는데, 상기 배출파이프(85)는 제2밸브(81)가 설치된 위치에서 제2순환파이프(80)를 따라 유동되는 처리물(M)이 흐르는 방향과 대향되는 방향의 위치 중 어느 일측에 일단이 관통된 다음 타단이 하측을 향하도록 절곡된다.

여기에서 상기 배출파이프(85)를 제2밸브(81)가 설치된 위치에서 제2순환파이프(80)를 따라 유동되는 처리물(M)이 흐르는 방향과 대향되는 방향의 위치에 관통시킨 것은 배출파이프(85)를 통하여 혼련이 완료된 처리물(M)을 배출시키는 과정 중에 제2순환파이프(80)를 통하여 처리물(M)이 순환되어 탱크(30) 내로 회수됨을 방지하기 위함이다.

그리고 상기 배출파이프(85)에는 배출파이프(85)를 개폐시키기 위한 배출밸브(86)가 설치된다.

한편 상기 교반통(32)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1순환파이프(70)가 관통된 부위의 하측 내부에 교반통(32) 내로 유입된 처리물(M)이 구동모터(60)측으로 유동됨을 방지하기 위한 차폐부(32A)가 형성된다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 균질혼련기의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 본 발명의 균질혼련기로 대량의 처리물을 순환시키는 상태가 도시된 도면으로서, 도 6에 도시된 바와 같이 대량의 처리물(M)을 혼련시키고자 할 경우에는 먼저 제1밸브(71) 및 배출밸브(86)를 조작하여 제1순환파이프(70) 및 배출파이프(85)는 폐쇄시키고 제2밸브(81)를 조작하여 제2순환파이프(80)는 개방시킨다.

다음 구동모터(60)를 작동시킨 후 구동모터(60)의 회전축(61)을 통하여 교반수단(50)에 전달되는 동력에 의해 교반수단(50)의 임펠러(51)를 역회전시킨다.

이때 탱크(30) 내의 처리물(M)은 임펠러(51)에 의해 탱크(30) 내에서 혼련됨과 아울러 자체적인 중량 및 임펠러(51)의 하측으로 발생되는 양력으로 인하여 교반통(32)내로 유입된 후 제1순환파이프(70)를 통하여 제2순환파이프(80)로 유입되어 제2순환파이프(80)를 따라 유동된 다음 다시 탱크(30)의 상측으로 투입된다.

여기에서 처리물(M)은 제1밸브(71) 및 배출밸브(86)에 의해 제1순환파이프(70)를 통하여 순환되거나 배출파이프(85)를 통하여 외부로 배출됨이 방지된다.

이러한 과정을 반복적으로 수행하면서 대량의 처리물(M)은 신속하게 그리고 혼련상태가 양호하게 혼련된다.

도 7은 본 발명의 균질혼련기로 소량의 처리물을 순환시키는 상태가 도시된 도면으로서, 도 7에 도시된 바와 같이 소량의 처리물을 혼련시키고자 할 경우에는 탱크(30)의 둘레 상측에 관통되기 때문에 길이가 길게 형성된 제2순환파이프(80)를 통하여 처리물(M)을 순환시킬 경우 작업이 극히 비효율적이기 때문에 먼저 제2밸브(81) 및 배출밸브(86)를 조작하여 제2순환파이프(80) 및 배출파이프(85)를 폐쇄시킴과 아울러 제1밸브(71)를 조작하여 제1순환파이프(70)를 개방시킨 다음 구동모터(60)를 작동시켜 구동모터(60)의 회전축(61)을 통하여 교반수단(50)에 전달되는 회전력에 의해 교반수단(50)의 임펠러(51)를 정회전시킨다.

이때 탱크(30) 내의 처리물(M)은 임펠러(51)에 의해 탱크(30) 내에서 혼련됨과 아울러 자체적인 중량에 의해 제1순환파이프(70)로 유입된 후 임펠러(51)의 상측으로 발생되는 양력으로 인하여 교반통(32) 내로 흡입된 다음 임펠러(51)의 양력에 의해 다시 탱크(30) 내로 토출된다.

여기서 제2순환파이프(80)가 관통되어 있는 제1순환파이프(70)로 유입된 처리물(M)은 유동 중 임펠러(51)의 상측으로 발생되는 양력에 의해 교반통(32) 안으로 즉시 흡입되기 때문에 제2순환파이프(80)로의 유입이 방지되고, 만약 뜻하지 않게 처리물(M)이 제2순환파이프(80)로 유입되더라도 제2밸브(81) 및 배출밸브(86)에 의해 제2순환파이프(80)를 통해 순환되거나 배출파이프(85)를 통한 외부로의 배출이 방지된다.

이러한 과정을 반복적으로 수행하면서 소량의 처리물(M)은 신속하게 그리고 혼련상태가 양호하게 혼련된다.

도 8은 본 발명의 균질혼련기로 혼련이 완료된 처리물을 배출시키는 상태가 도시된 도면으로서, 도 8에 도시된 바와 같이 혼련이 완료된 처리물을 배출시키고자 할 경우에는 먼저 제1, 2밸브(71)(81)를 조작하여 제1, 2순환파이프(70)(80)를 폐쇄시킴과 아울러 배출밸브(86)를 조작하여 배출파이프(85)를 개방시킨 다음 구동모터(60)를 작동시켜 구동모터(60)의 회전축(61)을 통하여 교반수단(50)에 전달되는 회전력에 의해 교반수단(50)의 임펠러(51)를 역회전시키면 탱크(30) 내의 처리물(M)은 임펠러(51)의 하측으로 발생되는 양력으로 인하여 교반통(32) 내로 흡입된 다음 제1순환파이프(70), 제2순환파이프(80)를 순차적으로 유동된 후 배출파이프(85)를 통하여 외부로 배출된다.

이때 혼련이 완료된 처리물(M)은 제1, 2밸브(71)(81)에 의해 제1, 2순환파이프(70)(80)를 통하여 순환됨이 방지된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 균질혼련기는 대량의 처리물을 혼련시킬 경우 제2순환파이프를 통하여 탱크 내의 처리물을 순환시키고 소량의 처리물을 혼련시킬 경우 제1순환파이프를 통하여 탱크 내의 처리물을 순환시키면서 혼련시키기 때문에 처리물의 양에 관계없이 혼련상태가 보다 양호하도록 혼련시킬 수 있을 뿐만 아니라 혼련속도도 보다 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

또한 탱크 내에 담겨있는 처리물의 양에 관계없이 처리물을 교반수단이 탱크 내로 돌출되지 아니한 상태로 혼련시키기 때문에 종래 기술에서와 같이 교반수단을 승강시키기 위한 별도의 장치가 불필요하여 구조가 단순화되고, 이로 인하여 제조가 간편할 뿐만 아니라 제조비용 또한 대폭 절감되는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 처리물(M)이 담겨지고 저면(31)에 교반통(32)이 형성된 탱크(30)와; 상기 교반통(32) 내에 설치되어 정회전시 양력을 상측으로 발생시키고 역회전시 양력을 하측으로 발생시키면서 처리물(M)을 혼련시키는 교반수단(50)과; 상기 교반수단(50)을 회전시키는 구동모터(60)와; 상기 탱크(30)의 저면(31)에서 상기 교반통(32)으로 관통된 제1순환파이프(70)와; 상기 제1순환파이프(70)에서 상기 탱크(30)의 상측으로 관통된 제2순환파이프(80)와; 상기 제1순환파이프(70)와 제2순환파이프(80)에 각각 설치되는 제1밸브(71) 및 제2밸브(81)로 구성되어 소량의 처리물(M)을 혼련할 경우 제1밸브(71)는 개방시키고 제2밸브(81)는 폐쇄시킨 다음 교반수단(50)을 정회전시켜 처리물(M)을 제1순환파이프(70)를 통하여 순환시키면서 혼련하고, 대량의 처리물(M)을 혼련할 경우 제1밸브(71)는 폐쇄시키고 제2밸브(81)는 개방시킨 다음 교반수단(50)을 역회전시켜 처리물(M)을 제2순환파이프(80)를 통하여 순환시키면서 혼련하는 것을 특징으로 하는 균질혼련기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1순환파이프(70)는 상기 교반통(32)의 둘레를 따라 다수개가 일정 간격을 두고 설치되고, 상기 제2순환파이프(80)는 상기 제1순환파이프(70) 중 선택된 어느 하나에 관통된 것을 특징으로 하는 균질혼련기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2순환파이프(80)는 상기 제2밸브(81)가 설치된 위치에서 상기 제2순환파이프(80)를 따라 유동되는 처리물(M)의 유동 방향과 대향되는 방향의 위치에 혼련이 완료된 처리물(M)을 외부로 배출시키기 위한 배출파이프(88)가 설치되고, 상기 배출파이프(85)에는 배출밸브(86)가 설치된 것을 특징으로 하는 균질혼련기.