KR100673977B1

KR100673977B1 - 분체 교반장치

Info

Publication number: KR100673977B1
Application number: KR1020060007352A
Authority: KR
Inventors: 이건의
Original assignee: 이건의
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2007-01-24

Abstract

본 발명은 분체 교반장치에 관한 것으로, 피처리물인 분체를 수용하는 용기의 자세를 변화시킴으로써 교반 효율을 향상시킬 수 있는 분체 교반장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 분체 교반장치는, 피처리 분체를 수용하는 용기와, 용기 내에서 고속으로 회전하는 임펠러와, 임펠러를 회전구동하는 제1 모터와, 제1 모터의 회전자의 회전중심축에 수직한 방향으로 제1 모터에 고정된 회전축과, 회전축에 설치된 슬립링과, 일단이 슬립링에 연결되고, 타단이 제1 모터에 연결된 전원선과, 슬립링에 접촉하며 외부 전원과 전기적으로 연결된 브러시와, 회전축을 회전구동하는 제2 모터와, 회전축을 회전가능하도록 지지하고, 브러시 및 제2 모터를 고정되도록 지지하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.

분체, 분쇄, 교반, 표면개질, 슬립링, 브러시.

Description

분체 교반장치{APPARATUS FOR MIXING POWDER}

도 1은 본 발명에 따른 분체 교반장치의 일실시예의 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 분체 교반장치의 일실시예의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10 : 용기 20 : 임펠러

30 : 제1 모터 50 : 회전축

60 : 슬립링 70 : 브러시

80 : 제2 모터 90 : 하우징

분체 교반장치는 고속으로 회전할 수 있는 모터에 임펠러를 설치하고, 회전하는 임펠러가 원통형의 용기에 수용된 분체와 접촉하여 분체를 분쇄, 교반하는 장치이다. 특히 서로 다른 종류의 분체를 혼합하여 용기에 수용하고 임펠러를 회전 시키면, 이종의 분체들이 골고루 섞이는 것은 물론이지만, 어느 한 분체의 입자 표면에 다른 종류의 분체 미립자가 달라붙으면서 코팅되고, 결과적으로 분체의 표면 특성이 애초와는 전혀 다른 것으로 바뀌기도 한다. 이와 같은 효과를 표면개질(Surface Modification)이라 칭한다. 분쇄, 교반 및 표면개질의 효과를 원활히 가져오기 위하여 분체 교반장치는 용기에 수용된 분체 전체에 접촉하여 분체를 균일하게 교반할 수 있을 것이 요구된다.

그러나 종래기술에 따른 분체 교반장치는, 원통형인 용기의 깊이가 깊을 경우 용기의 바닥면까지 임펠러가 미치지 못하므로, 미처 교반되지 않은 분체가 용기의 바닥면에 침적된다. 이와 같이 미교반 분체가 있으면 특히 이종의 분체를 혼합하여 교반, 표면개질하여야 할 경우 표면개질의 효과가 떨어질 뿐만 아니라, 교반 불량으로 인해 일관된 품질의 분체를 얻을 수 없다. 따라서 분체를 교반하기 위해서는 간헐적으로 임펠러를 정지시킨 후, 수동으로 용기를 위아래로 흔들어 주거나 뒤집는 등, 용기의 바닥면에 침적된 분체가 임펠러와 접촉할 수 있도록 하는 과정이 필요하다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 분체의 교반 도중 임펠러를 정지시키는 과정 없이 용기의 바닥면에 침적된 분체가 임펠러와 접촉할 수 있도록 하여 교반 및 표면개질 효과를 향상시킬 수 있는 분체 교반장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들 과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 분체 교반장치는, 피처리 분체를 수용하는 용기와, 용기 내에서 고속으로 회전하는 임펠러와, 임펠러를 회전구동하는 제1 모터와, 제1 모터의 회전자의 회전중심축에 수직한 방향으로 제1 모터에 고정된 회전축과, 회전축에 설치된 슬립링과, 일단이 슬립링에 연결되고, 타단이 제1 모터에 연결된 전원선과, 슬립링에 접촉하며 외부 전원과 전기적으로 연결된 브러시와, 회전축을 회전구동하는 제2 모터와, 회전축을 회전가능하도록 지지하고, 브러시 및 제2 모터를 고정되도록 지지하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 분체 교반장치는, 회전축에 설치된 제1 풀리와, 제2 모터에 설치된 제2 풀리와, 제1 및 제2 풀리 사이에 설치된 타이밍 벨트를 더 포함하며, 제2 모터는 스테핑 모터인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에 따른 분체 교반장치에 있어서, 회전축은 길이방향을 따라 중공이 형성되어 있고, 전원선은 회전축의 중공을 통과하여 슬립링과 제1 모터를 전기적으로 연결하는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부의 도면을 참조로 본 발명에 따른 분체 교반장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 분체 교반장치의 일실시예의 사시도이고, 도 2는 도 1의 실시예의 단면도이다.

용기(10)에는 피처리 분체가 수용된다. 용기(10)는 바닥면이 있는 원통형상이다.

제1 모터(30)에는 임펠러(20)가 설치되며, 제1 모터(30)는 임펠러(20)가 용기(10)의 개구부를 통하여 분체에 접촉할 수 있도록 용기(10)와 결합된다. 이 때 제1 모터(30)와 용기(10) 사이, 또는 제1 모터(30)의 본체와 회전자 사이의 틈으로 피처리 분체가 누출되는 것을 방지하기 위해 립씰(Lip Seal)로 실링 처리하는 것이 바람직하다. 또한 용기(10)의 개구부와 제1 모터(30) 사이에 틈이 생기는 것을 방지하기 위해, 용기(10)가 제1 모터(30)에 확실히 고정되도록 고정수단(40)이 필요하다. 고정수단(40)의 구체적인 형상은 통상의 기술로 구현할 수 있으나, 도시한 바와 같이 지지판(42)과 한 쌍의 고정바(41)를 단면형상 'ㄷ'자가 되도록 하여 용기(10)의 밑면으로부터 용기를 지지하도록 하고, 고정바(41)의 양 끝단이 제1 모터(30) 측에 고정되도록 하며, 지지판(42)에 설치된 압박나사(43)를 회전시켜 용기(10)의 개구부가 제1 모터(30) 측으로 압박되도록 하는 구성을 채택할 수 있다.

제1 모터(30)의 회전수는, 예컨대, 14,000rpm에 달하며, 임펠러(20)를 고속으로 회전시켜 용기(10)에 수용된 분체를 분쇄하는 동시에 교반한다. 또한 용기(10)에 이종의 분체들이 혼합 수용된 경우에는 표면개질의 효과를 볼 수도 있다.

제1 모터(30)에는 회전축(50)이 결합된다. 회전축(50)은 제1 모터(30)의 회전자의 회전중심축에 대체로 수직한 방향에서 제1 모터(30)에 고정된다. 회전축(50)은 하우징(90)에 의해 회전 가능하도록 지지된다. 즉, 회전축(50)은 제1 모터(30) 및 제1 모터에 결합된 용기(10)를 회전시키기 위한 것이며, 회전축(50)이 회 전하는 회전중심축은 제1 모터(30)의 회전자의 회전중심축과는 대체로 수직하다.

회전축(50)의 일측에는 슬립링(60)이 설치되어 있고, 하우징(90)에는 브러시(70)가 설치되어 있다. 슬립링(60)으로부터 전원선이 연장되어 제1 모터로 연결되며, 브러시(70)는 외부전원에 연결된다. 도 2에 브러시(70)는 3개인 것으로 도시하였으나, 이는 제1 모터(30)에 3상전원을 공급하기 위한 것이며, 제1 모터를 제어하기 위해 추가로 신호선이 필요하거나, 단상교류전원을 공급하는 경우에는 그 수가 가감될 수 있다. 슬립링(60)과 브러시(70)는 일반적인 전기 모터의 그것과 마찬가지로 회전하는 슬립링(60)에 대해 브러시(70)가 물리적 접촉을 유지하며 외부전원으로부터의 전류를 제1 모터(30)에 이르기까지 전달하기 위한 것이다. 따라서 슬립링, 브러시, 전원선, 외부전원은 공지의 기술로부터 용이하게 구성할 수 있는 것이므로, 그 구성에 대해 더 상세한 설명은 생략한다.

회전축(50)에는 길이방향을 따라 중공(51)을 형성하는 것이 바람직하다. 이 중공(51)은, 제1 모터(30)와 슬립링(60)을 전기적으로 연결하는 전원선의 통로로서 유용하다. 또한 제1 모터의 제어를 위해 추가적으로 필요한 신호선 등의 통로가 될 수도 있다.

회전축(50)을 회전구동하기 위하여 제2 모터(80)가 마련된다. 제2 모터(80)는 회전축(50)을 직접 구동할 수도 있으나, 장치의 소형화와 한정된 공간 내에서 각 요소의 배치를 고려하여, 회전축(50)과 제2 모터(80)에 각각 풀리(52, 81)를 설치하고, 한 쌍의 풀리(52, 81) 사이에 타이밍 벨트(85)를 설치하는 것이 바람직하다. 제2 모터(80)는 제1 모터(30)에 비해 상대적으로 낮은 회전수를 가진다. 예 컨대, 제1 모터(30)는 피처리 분체를 분쇄, 교반, 표면개질하기 위해 14,000rpm에 이르는 고속으로 회전하지만, 제2 모터(80)는 용기(10)의 일측에 침적된 분체를 흔들어주기 위해 용기(10)와 제1 모터(30)를 함께 회전시켜 주기 위한 것이므로 수 ~ 수십rpm으로도 충분하며, 필요에 따라 간헐적으로 작동시켜도 무방하다. 즉, 회전축(50)은 수초 ~ 수십초 간격으로 90도 또는 180도씩만 회전하여도 된다. 따라서 제2 모터(80)는 스테핑 모터인 것이 바람직하다.

하우징(90)은 회전축(50)이 회전가능하도록 지지하며, 제2 모터(80) 및 브러시(70)를 고정지지한다. 도면상 브러시(70)는 하우징에 직접 고정지지되는 것이 아니라 브래킷(71)을 통해 지지된다. 브래킷(71)은 브러시(70)가 정확한 위치에서 슬립링(60)에 접촉할 수 있도록 해준다. 하우징(90)의 외면에는 제어반(91)이 형성되며, 제1 모터 및 제2 모터의 회전을 제어하기 위한 전기적인 스위치, 릴레이 등을 집합하여 외부에서 조작이 용이하도록 설계된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 분체 교반장치는, 고속으로 회전 하는 임펠러가 용기 내의 분체를 분쇄, 교반 및 표면개질하면서 용기 자체가 임펠러의 회전중심축과는 다른 축을 중심으로 회전하므로 피처리 분체가 균일하게 분쇄, 교반 및 표면개질되며, 균질한 결과물을 얻을 수 있으므로 분체의 용도에 따른 품질도 향상시킬 수 있다. 즉, 피처리물이 수용된 용기를 뒤집어 줄 수 있으므로 용기를 수동으로 흔들어 줄 필요가 없다. 따라서 처리에 소요되는 시간을 획기적으로 줄일 수 있다.

Claims

피처리 분체를 수용하는 용기와,

상기 용기 내에서 고속으로 회전하는 임펠러와,

상기 임펠러를 회전구동하는 제1 모터와,

상기 제1 모터의 회전자의 회전중심축에 수직한 방향으로 상기 제1 모터에 고정된 회전축과,

상기 회전축에 설치된 슬립링과,

일단이 상기 슬립링에 연결되고, 타단이 상기 제1 모터에 연결된 전원선과,

상기 슬립링에 접촉하며 외부 전원과 전기적으로 연결된 브러시와,

상기 회전축을 회전구동하는 제2 모터와,

상기 회전축을 회전가능하도록 지지하고, 상기 브러시 및 상기 제2 모터를 고정되도록 지지하는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 분체 교반장치.
제1항에 있어서,

상기 회전축에 설치된 제1 풀리와,

상기 제2 모터에 설치된 제2 풀리와,

상기 제1 및 제2 풀리 사이에 설치된 타이밍 벨트를 더 포함하며,

상기 제2 모터는 스테핑 모터인 것을 특징으로 하는 분체 교반장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 회전축은 길이방향을 따라 중공이 형성되어 있고,

상기 전원선은 상기 회전축의 중공을 통과하여 상기 슬립링과 상기 제1 모터를 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 분체 교반장치.