KR100505313B1 - 유성식 교반 및 탈포장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유성식 교반 및 탈포장치에 관한 것으로, 공전과 자전에 의한 유체간의 마찰과 교차에 의해 혼합 및 탈포가 이루어지는 장치에 관한 것이다. 특히 공전과 자전의 동력을 발생하는모터를 분 리시켜 자전 모터의 위치가 공전축의 중심부에 위치하게 하여 공전과 자전에 의 한 마찰 저항을 없애므로써, 원하는 회전수 를 고속에서 저속에 에르기 까지 손쉽게 조절 할 수 있고, 작업시 발생되고열에도 안전하고 지속적으로 작업이 가능한 장치를 마련 할있는 것으로, 내부 케이스(20) 중앙에 공전축부(40)가 위치하고, 공전축부 (40)의 중앙 내부에 자전모터(42)가 설치되어 회전부(50)의 회전브라켓(51)에 연결되고, 회전브라켓(51) 의 내부에는 동력을 전달하기 위한 동력 전달용 기어(56)가, 주위에 대칭으로 아이들 기어(57)가 설치 된다. 아이들 기어(57)에 전달된 힘은 헬리칼 베벨기어(53.54)를 거쳐 용기 하우징 축 으로 연결되어 자전이 이루어지게 되고, 회전부의 회전브라켓(51) 양측 일부에는 돌출부(51a)가 형성되어 회전시 떨림이 없는 안정적인 작업조건을 제공한다. 또한 내부케이스(20)와 공전축부(40)의 주위에는 링 고정 브라켓(31,32)에 의해 완충용 로프링(30)이 고정되고, 내부 케이스(20)의 하부에는 다수개의 회전볼(33)과 하부 고정장치(15).베어링(16)이 설치되어 운전시 기계의 떨림과 소음을 방지시켜 주는 진동 방지장치로 구성된 것을 특징으로 이루어 진다.

Description

유성식 교반 및 탈포장치{Planetary mixer drive}

본 발명 은 유성식 교반 및 탈포장치에 관한 것으로 좀 더 구체적으로는 공전과 자전에 의한 유체간의 마찰과 교차에 의해 혼합 및 탈포가 이루어지는 장치에 관한 것이다. 공전과 자전의 동력을 발생하는 모터를 분리시켜, 자전 모터의 위치가 공전축의 중심부에 위치 하게하여 공전과 자전에 의한 마찰저항을 없애고, 원하는 회전수를 고속에서 저속에 이르기까지 손쉽게 조절 할 수 있으며, 작업시 발 생되는 고열에도 안전하고, 운전 중 떨림을 방지하여 지속적인 작업이 가능하여 고순도 제품제조에 알맞는 장치를 마련 할 수 있는 유성식 교반 및 탈포장치에 관한 것이다.

일반적으로 교반 및 탈포장치는 브레이드(Blade)를 이용한 장치들이 있으나, 이 장치들은 샤프트에 브레이드를 연결시켜 저속의 공전운동과 함에 각각의 자전운동을 수행하여, 브레이드와 브레이드 사이에 미세한 공극에서 분체덩어리를 분쇄시켜 분체를 혼합하고, 트위스트 브레이드의 경우 트위스팅된 브레이드에 의해 내용물이 상하로 이동시키는 작용을 증가시키면서 작업이 이루어 졌다. 이 기계장치의 경우 샤프트에 브레이드를 장착하는등, 교반 매체들을 이용 하므로 속도가 느릴 뿐 아니라 교반과 탈포후 브레이드에 부착된 잔여물들을 완전히 제거 할 수 없고, 고순도의 제품의 경우 제조가 어렵고 취급상 많은 문제점이 있었다.

한편, 최근 들어 유성식 교반 및 탈포장치가 일본과 국내에서 생산 되고 있다. 이 기계들의 특징들을 보면, 회전 및 구성방식에 있어서 두가지로 분류된다. 즉 모터의 위치 및 결합 방법에 따라 공전과 자전 일체형과, 공전과 자전 분리형으로 나누어진다.

공전과 자전의 연결형은 공전모터 하나의 동력에 의해 공전과 자전이 회전하게 구성되며, 이 방식은 공전과 자전은 원활하고 일정하나 공전과 자전이 일체형으로 각각의 속도조절이 어려워 완전한 교반 및 탈포 작업이 이루어지지 않아 제한된 작업만 할 수 있으며, 약간 발전된 형태의 것으로, 공전모터의 일부에 클러치를 장착하여 속도를 증.감 시켜주는 방법이 있으나, 이 역시 분체라든지 점도의 량과 성질에 따라 분리층이 형성 되는 등 문제점이 있다. 한편,공전과 자전의 분리형은 속도 조절이 용이하고 단기작업 즉, 샘플 정도의 제품 제조시에는 어느 정도의 성과는 얻을 수 있으나, 기구적인 치명적인 문제점을 안고 있다. 즉,자전모터의 위치가 회전체의 양 극단에 위치해 작업시 재료의 마찰에 의해 발생되는 열과 자전모터에서 발생하는 열이 결합하여 짧은시간 내에 모터의 훼손으로 이어져 사용이 어려워지고, 회전체의 양 극단에 위치한 모터 자체의 무게 때문에 고속회전이 어려움은 물론 회전시 모터의 구성요소인 볼 베어링과 윤활제가 이탈해 소음과 내구성의 부족으로 이어지고, 이의 문제점은 기계 구성시 어려워 제한된 범위 내에서만 사용이 가능한 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공전과 자전의 회전속도 조절이 용이하면서 떨림과 고열의 발생으로부터 안전하고, 저점도에서 고점도. 분체에 이르기까지 신속하고 순도높은 제품의 제조에 적합하며, 단순히 샘플 정도를 해결해 주는 제한된 장치를 탈피하여 소형인 실험용에서 부터 대량 생산이 가능한 양산용에 이르기까지 사용가능한 유성식 교반 및 탈포 장치를 마련하는데 그 목적이 있다.

상기 기술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 중앙에 위치한 공전축을 중심으로 내부케이스부와 상기 공전축부의 중간의 공전 모터로부터 동력을 부여받을수 있는 풀리가, 상단에 회전 브라켓이 위치한다. 회전브라켓의 내부에는 자전 모터로부터 동력을 전달 받을 수 있는 동력 전달용 기어와 샤프트축이 위치하고, 좌.우에 아이들 기어가 형성된다. 상부 회전 브라켓의 경사진 면을 따라 다수개의 자전홀더로 구성되며, 홀더의 하부에는 회전시 떨림을 방지해 주는 돌출부가 하단에는 자전용 모터와 공전축을 결합 할 수 있는 취부가 마련된다.

공전축의 중앙에는 자전모터와 전선이 통과 할 수 있는 파이프 형태의 공간과 자전 모터를 감싼 주위에 통공이 설치되어 자전모터에서 발생한 열을 방출 시키고, 하부에는 슬립링과 베어링이 설치되어 공전축의 회전을 원활하게하고 자전모터에 전원의 설치를 도와 준다. 내부 케이스 하단에는 다수개의 회전볼과 중앙에 고정축이 드러스트 베어링에 결합되며, 주위에는 로프링으로 연결되어 운전시 충격과 떨림으로부터 보호도며, 소음을 방지. 흡수 할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

이상에서와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 유성식 교반 및 탈포장치를 보여주는 정단면도이고, 도 2는 본 발명의 평면도이고, 도 3은 본 발명의 공전축과 슬립링의 위치를 위치를 표시한 세부도 이며, 도 4는 또 다른 실시예를 나타내는 회전 브라켓의 정단면도 이다. 도 5는 다른 실시예의 평면도이며, 도 6은 외부형태의 특징을 나타내는 주는 도면이다.

도 1내지 도 3을 참고하여 본 발명의 유성식 교반 및 탈포장치를 설명하여 보면, 내부케이스(20) 중앙에 공전축부(40)가 위치하고, 공전축부(40)의 중앙 내부에 자전모터가 설치되어 회전부(50)의 회전 브라켓(51)에 연결되고, 회전 브라켓(51)의 내부에있는 동력을 전달하기 위한 동력 전달용기어(56)가 주위에 대칭으로 아이들 기어(57)가 설치된다.

상기 아이들기어(57)에 전달된 힘은 헤리칼 베벨기어(53.54)를 거쳐 용기 하우징 축(55)으로 연결되어 자전이 이루어지게 되고, 회전부의 회전 브라켓(51) 양측 일부에는 돌출부(51a)가 형성되어 회전시 힘을 저장하여 떨림이 없는 안정적인 작업 조건을 제공 할 수 있도록 구성되며, 이 회전 브라켓(51)의 상단 경사면을 따라 다수개의 용기 하우징축(55)이 설치되어 용기(59)를 장착할 수 있도록 구성된다. 또한 내부 케이스(20)와 공전축부(40)의 주위에는 링고정 브라켓(31.32)에 의해 완충용 로프링(30)이 고정되고, 내부 케이스(20)의 하부에는 다수개의 회전볼(33)과 하부 고정장치(15).베어링(16)이 설치되어 운전시 기계의 떨림과 소음을 방지시켜 주는 진동 장치로 구성되어 있으며, 공전축(41)은 내부가 비어있는 파이프 형태로 공전축(41)의 중간에는 타이밍 풀리(43)가 위치하여 공전모터(25)와 타이밍벨트(29)로부터 동력을 전달 받을 수 있도록 구성되며, 상부인 자전모터(42)의 결합외부에는 통공(45.46)으로 구성되어 자전모터에서 발생하는 열을 방출 시킬 수 있도록 이루어지며, 하부에는 하부 베어링 케이스(27)에 지지되고, 하부 베어링케이스(27)에고정된 슬립링(28)은 공전축(41)의 중앙에 설치되어 회전시 전원을 자전모터(42)에 연결해 줄 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 도 4는 또 다른 실시예로 실험실에서는 극소량의 샘플이나 적은 량을 신속하게 처리하기 위한 것으로, 회전 브라켓(71)의 한쪽에는 용기 하우징(72)과 용기 하우징축(75)이 다른 한쪽에는 조정 스크루(81)와 바란스용추(82)를 설치하여 회전시에 떨림을 방지시키고, 샘플이나 내용물의 무게의 증감에 따라 바란스를 알맞게 증감시킬 수있는 조정 핸들(85)과 지시침(84).눈금판(86). 지시침이동홈(87)으로 구성되어 작업시 조정 핸들(85)을 좌.우로 회전시켜 언제나 적절한 무게중심을 유지하여, 떨림과 소음으로부터 안전한 작업을 할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 회전 브라켓(71)의 하단부 중앙에는 자전 모타를 결합 할 수 있는 자전 모타브라켓(78)과 동력 전달용기어(76). 공전축(41)과 자전 모터결합부(76a)가 형성되고 한쪽에는 아이들기어(77)가 다른 한쪽에는 바란스기어(77a)가 각각 설치되어 운전중 원활하고 떨림을 방지 할 수 있는 구조로 된것을 그 특징으로 한다.

상기 구조에 의한 작용 및 효과를 설명하면, 교반/탈포 하고자는 내용물을 용기(59)에 넣고 회전브라켓(51)에 설치된 용기 하우징(52)에 끼운다음 상부 덮개를 닫고, 전원 스위치(88)를 켜고.교반및 탈포 스위치를 교반/탈포로 선택, 가동시간을 00분으로 맞춘다음 시작버튼을 누르면, 공전모터(25)가 작동하고 이 동력은 타이밍 벨트를 거쳐 공전축(41)에 결합된 타이밍 풀리(43)로 이어져 공전축(41)의 상부에 결합된 회전부(50)의 회전 브라켓(51)에 전달되어 회전하므로써 공전이 이루어지고, 슬립링(28)을 통과하여 전달된 전원은 공전축(41)의 중앙에 위치한 자전모터(42)를 회전시켜 동력 전달용 기어(56)를 거쳐,아이들기어(57)와 용기 하우징축(55)과 용기하우징(52)으로 전달되어 회전하면서 자전이 이루어지게 된다. 이때 공전의 원심력에 의해 내용물이 밖으로 쏠리게 되고, 다시 자전에 의해 안쪽으로 뒤집어 주고 서로 반복적으로 교차가 이루어지게 된다. 이런 과정에서 공전과 자전은 도시되지 않은 인버터와 컨트롤 조작에 의해 회전속도 비율을 1:1이나 2:1 또는, 3:1등 재료의 점도나 성질에 따라 여러 단계로 알맞게 변속이 가능하다.

특히 공전 속도를 일정하게 유지시키고, 자전속도는 자전모터에 클러치를 설치하거나 카오스이론처럼 컨트롤을 조작하여 불규칙 하면서 주기 적으로 자동 조절해 주므로써, 기타 다른 장치나 기구에서 해결하기 어려운 부분들 까지도 교반 작업이 가능하다. 이렇게 교반이 완료된 다음, 탈포 모드로 자동 전환되어 탈포 작업이 진행된다. 이때는 공전은 고속으로 자전은 저속을 유지시켜 내용물에 포함된 기포들을 완벽하게 제거한 다음 탈포 작업이 완료된다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 공전과 자전의 회전속도 조절이 용이하면서 떨림과 고열의 발생으로부터 안전하고, 저점도에서 고점도. 분체에 이르기까지 신속하고 순도높은 제품의 제조에 적합하며, 기존의 단순히 샘플 정도를 해결해주는 제한된 장치를 탈피하여 소형인 실험용에서부터 대량생산이 가능한 양산용에 이르기까지 사용 가능한 유성식 교반 및 탈포 장치를 마련 할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 전체를 표시한 정 단면도

도 2 는 본 발명의 평면도

도 3 은 본 발명의 공전축과 슬립링 위치를 표시한 것이고,

도 4 는 또 다른 실시예를 나타내는 회전 브라켓의 정단면도

도 5 는 다른 실시예의 평면도

도 6 은 외부형태를 나타내 주는 도면이다.

[도면의 주요부호에 대한 설명]

10 ; 몸체부

11 : 하부판 12 : 커버

13 : 지지 고정장치 14 : 몸체 고정기둥

15 : 하부 고정장치 16 : 베어링

20 ; 내부 케이스부

21 : 내부케이스 고정기둥 22 : 내부케이스 하판

23 : 내부 케이스 상판 24 : 공전축 베어링 케이스

25 : 공전 모터 26 : 타이밍 풀리

27 : 하부 베어링 케이스 28 : 슬립링

29 : 타이밍 벨트 30 : 완충용 로프링

31 : 링고정 브라켓 32 : 링고정 브라켓

33 : 회전 볼

40 ; 공전축부

41 : 공전축 42 : 자전모터

43 : 타이밍 풀리 44 : 전원 연결선

45.46 : 통공

50 ; 회전부

51 : 회전 브라켓 51a : 돌출부

52 : 용기하우징 53 : 헬리칼 베벨기어

54 : 헬리칼 베벨기어 55 : 용기 하우징 축

56 : 동력 전달용 기어 56a : 모터 결합부

57 : 아이들기어 58 : 자전 모터 브라켓

59 : 용기 60 : 용기고정턱

61 : 베어링 커버

70 ; 다른 실시예

71 : 회전 브라켓 72 : 용기 하우징

73.74 : 헤리칼 베벨기어 75 : 용기하우징축

76 : 동력 전달용 기어 76a : 모터 결합부

77 : 아이들 기어 77a :바란스 기어

78 : 자전 모터 브라켓 79 : 용기

81 : 조정 스크루 82 : 바란스축

83 : 커버 84 : 지시침

85 : 조정 핸들 86 : 눈금판

87 : 지시침 이동홈 88 : 전원 스위치

89 : 컨트롤 조작부

Claims (3)

1. 중앙에 위치한 공전축을 중심으로 설치된 내부 케이스와;

   상기 공전축부의 중간에 공전 모터로부터 동력을 부여받을 수있는 풀리가, 상단에 회전 브라켓이 구비된 공전 회전수단과;

   상기 회전 브라켓의 내부에는 자전 모터로부터 동력을 전달 받을 수 있는 동력 전달용 기어와 샤프트축이 위치하고, 좌.우에 아이들 기어가 형성된 자전회전수단과;

   상기 상부 회전 브라켓의 경사진 면을 따라 다수개의 자전 홀다로 구성되며, 홀더의 하부에는 회전시 떨림을 방지해주는 돌출부가, 하단에는 자전용 모터와 공전축을 결합 할 수 있는 취부가 마련된 회전 브라켓과;

   상기 공전축의 중앙에는 자전모터와 전선이 통과 할 수 있는 파이프 형태의 공간과 자전모터를 감싼 주위에 통공이 설치되어 자전모터에서 발생한 열을 방출 시키고, 하부에는 슬립링과 베어링이 설치되어 있는 공전축과;

   상기 내부 케이스 하단에는 다수개의 회전볼과 중앙에 고정축이 드러스트 베어링에 결합되며, 주위에 로프링으로 연결되어 운전시 소음과 떨림을 방지 시켜주는 진동 방지장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유성식 교반 및 탈포장치.
2. 상기 제1항에서 회전 브라켓은 자전축을 중심으로 다수개의 자전홀다가 위치한 양산형인 것과;

   샘플이나 소량을 처리하기위해 한쪽에는 하우징축과 하우징이, 다른 한쪽에는 조정 스크루와 핸들. 바란스용추가 설치되어 내용물의 증감에 따라 좌.우로 회전시켜 언제나 적절한 바란스를 유지하여 떨림과 소음을 방지할 수 있는 구조로 된것을 특징으로 하는 유성식 교반 및 탈포장치.
3. 상기 제1항에 있어서 공전과 자전의 회전중에 있어서는 공전회전은 일정하고, 자전 회전은 클러치나 카오스이론처럼 컨트롤을 조작하여하여 불규칙하면서 주기적으로 속도를 자동으로 조절해 주는 것을 특징으로하는 유성식 교반 및 탈포장치.