KR100936123B1 - 공전 반경 조절식 원심밀 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밀 본체가 일정한 공전 궤도를 가지며 원운동하는 원심밀에 있어서, 상기 원심밀은 회전력을 발생시키는 동력원, 상기 동력원으로부터 회전력을 전달받아 아암부를 회전시키는 샤프트, 상기 아암부에 연결되고, 밀의 본체를 포함하며, 상기 밀의 본체를 공전시키는 바아를 포함하며, 상기 아암부는 샤프트의 중심으로부터 바아의 연결부 사이의 거리를 변화시키는 수단을 가지는 원심밀을 제공한다.
공전 반경 조절, 원심밀

Description

공전 반경 조절식 원심밀{CENTRIFUGAL MILL THAT HAS VARIOUS G/D}
본 발명은 초미분체를 생산하기 위한 초미분쇄 공정 장비로서 고안된 원심밀에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 초미분쇄 공정에 관련된 원심밀로서, 다양한 광종에 따라서, 적절한 G/D 비율을 조절할 수 있는 공전 반경 조절식 원심밀에 관한 것이다.
분체는 작은 크기의 고체 입자가 모여 새로운 상을 형성하는 것으로, 일반적인 고체, 액체, 기체 3상과는 다른 고유한 성질을 가지며, 산업 전반에서 널리 이용되고 있다. 이러한 분체의 특성을 결정하는 가장 큰 인자는 분체의 입도인데, 최근 급격한 산업 발달로 인하여 요구되어지는 분체의 입도 규격은 나노 급으로 매우 미세해지고 있다.
이러한 분체 제조는 분쇄, 입자의 이송, 분급 등 여러 공정이 필요하지만, 가장 대표적인 것이 실제적으로 작은 입자를 생성하는 분쇄공정이며, 분쇄 공정은 하나의 공정이 아니라 입자의 크기에 따라 여러 공정을 이용하는 것이 일반적이다.
도 4 는 분쇄 공정에서 사용되는 종래의 원심밀 (centrifugal mill) 을 나타내는 도이다. 도 4 의 원심밀은 동력원 (도시되지 않음) 에 연결되어 동력원으 로부터 힘을 받아들이는 샤프트 (104) 와 전달된 회전력을 로드 (102) 로 샤프트 (104) 를 통하여 전달하는 고정된 고정 힌지 (103), 한 단부가 상기 힌지 (103) 에 연결되어 있으며 다른 단부는 힌지 (101) 에 연결되어 있으며 상기 힌지 (103) 으로부터 전달받은 회전력을 다른 힌지 (101) 에 전달하는 로드 (102) 및 상기 힌지 (101) 를 통하여 움직이는 밀의 본체 (100) 가 개시되어 있다.
이와 같은, 종래의 원심밀은 구조는 동력원 (도시되지 않음) 으로부터 샤프트 (104) 를 통하여 전달되는 회전력을 로드 (102) 의 길이만큼 운동을 시키는 것으로 이때의 G/D (공전 반경/자전 반경) 은 원심밀의 본체 (100) 의 반경과 로드 (102) 의 길이 비율과 같음을 알 수 있다. 이러한, 종래의 원심밀에서 동력원으로부터 전달된 회전력으로 원심밀의 본체 (100) 를 회전시킴에 있어서, 항상 최초 설계된 고정된 G/D 비를 사용할 수 밖에 없다.
일반적으로, 초미분쇄 공정은 막대한 에너지가 투입되는 공정이며, 미세한 분체로 갈수록 이러한 현상은 두드러진다. 따라서, 미세한 분체로 갈수록 최고 효율의 공정을 선택하여야만 한다.
그러나 각 광물의 결정, 입자 구조는 서로 상이하므로 이에 적합한 힘을 생성하는데 있어서 고정된 G/D 비를 가지는 종래의 원심밀은 적합한 힘을 생성함에 있어서 그 한계를 가지고 있다. 특히, 초미분쇄 공정에서 있어서, 분쇄에 투입되는 에너지는 극히 일부만이 분쇄에 실제로 관여하기 때문에, 아주 작은 효율의 증가만으로도 매우 큰 에너지 개선 효과를 얻을 수 있다. 따라서 효과적인 분쇄기의 선택과 적절한 운전 조건의 선택은 초미분체 생산 공정에 있어서 반드시 필 요하다.
그러나 기존의 볼밀과 같은 미디어 장비들은 볼 미디어를 중력을 이용하여 분쇄 에너지를 생성하는 것으로, 중력 이상의 에너지를 얻을 수 없다는 한계 때문에 분쇄에 투입되는 에너지는 매우 적을 수 밖에 없었다. 또한, 이를 문제점을 극복하기 위한 유성밀이나 진동밀들이 개발되었으나, 다양한 광종에 대하여 적절한 힘의 구조를 발현시킬 수 없다는 한계를 가지고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 원심밀의 경우 G/D (공전/밀 반경) 의 비율에 따라서 상이한 힘의 분포가 나타나는데, 본 발명은 기존의 G/D가 고정된 기존의 원심밀 장비의 한계를 탈피하여 공전 반경을 조절가능 한 공전 반경 조절식으로 제작된 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 밀 본체가 일정한 공전 궤도를 가지며 원운동하는 원심밀에 있어서, 상기 원심밀은 회전력을 발생시키는 동력원, 상기 동력원으로부터 회전력을 전달받아 아암부를 회전시키는 샤프트, 상기 아암부에 연결되고, 밀의 본체를 포함하며, 상기 밀의 본체를 공전시키는 바아를 포함하며, 상기 아암부는 샤프트의 중심으로부터 바아의 연결부 사이의 거리를 변화시키는 수단을 가지는 원심밀을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 원심밀의 거리를 변화시키는 수단이 스크류 및 스크류에 대응하는 홈을 이용하는 것을 특징으로 하는 원심밀을 제공한다.
본 발명은 샤프트의 중심으로부터 바아의 연결부 사이의 거리를 변화시키는 수단을 가지는 아암부는 포함하는 원심밀을 제공함으로써, 사용자가 임의로 공전/밀 직경을 조절하여 각 광물에 적합한 힘을 발현 시킬 수 있어서 최적의 분쇄 환경을 제공할 수 있다. 따라서, 다양한 광종에 따라서 각 광종의 최적의 G/D 비 를 찾아서, 이에 대응되게 G/D 비를 변화시킴으로써, 원심밀의 효율을 상승시킬 수 있다.
원심밀의 경우에 투입되는 에너지 대비 실제 분쇄에 사용되는 에너지의 비가 낮으므로, 작은 효율의 증가도 큰 에너지 및 비용절감을 가져올 수 있다. 따라서, 본 발명은 공전 반경의 변화가 가능한 원심밀을 제공함으로, 다양한 광종에 대하여, 더 빠른 분쇄 및 분쇄 비용의 절감을 가져올 수 있다.
본 발명은 두 개의 아암부와 두 개의 샤프트를 통하여 공전시킴으로써, 도 5 과 같이 운전 시에도 밀에 표시된 임의의 삼각형의 위치는 항상 일정하게 유지된다. 이러한 특징은 내부에 볼 미디어가 균일하고 고르게 움직임으로서 분쇄에 더욱 유리한 조건을 가지게 된다.
본 발명은 밀 본체가 일정한 공전 궤도를 가지며 원운동하는 원심밀에 있어서, 상기 원심밀은 회전력을 발생시키는 동력원, 상기 동력원으로부터 회전력을 전달받아 아암부를 회전시키는 샤프트, 상기 아암부에 연결되고, 밀의 본체를 포함하며, 상기 밀의 본체를 공전시키는 바아를 포함하며, 상기 아암부는 샤프트의 중심으로부터 바아의 연결부 사이의 거리를 변화시키는 수단을 가지는 원심밀을 제공한다.
이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 설명하도록 하겠다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예의 사시도이다. 이 실시예에서, 원심밀 (1) 의 동력원 (10) 은 제 1 벨트 (11) 를 통하여 제 1 샤프트 (20) 에 연결되어 있으며, 제 1 샤프트 (20) 는 제 2 벨트 (12) 를 통하여 제 2 사프트 (30) 와 연결되어 있다. 제 1 샤프트에서 제 1 벨트 (11) 와 제 2 벨트 (12) 는 고정 풀리 (23) 에 의해서 고정되며, 제 2 샤프트에서 제 2 벨트 (12) 는 고정 풀리 (33) 에 의해서 고정되어 있다.
이 실시예에서, 동력원 (10) 은 그 회전력을 제 1 벨트 (11) 를 통하여 제 1 샤프트 (20) 으로 전달하며, 이렇게 전달된 회전력은 제 2 벨트 (12) 를 통하여 제 2 샤프트 (30) 로 전달된다. 이 실시예에서, 동력원 (10) 은 제 1 벨트 (11) 및 제 2 벨트 (12) 를 이용하여 힘을 제 1 및 제 2 샤프트에 고르게 전달할 수 있다.
제 1 샤프트 (20) 는 바닥에 설치된 제 1 연결부 (21, 22) 를 관통하여 제 1 아암부 (40) 에 연결되어 있다. 제 1 연결부 (21, 22) 는 제 1 샤프트 (20) 가 통과할 수 있도록 관통구멍을 가지고 있으며, 제 1 샤프트 (20) 를 회전 가능하도록 지지하고 있다. 제 1 벨트 (11) 를 통하여 동력원 (10) 으로부터 전달된 회전력은 제 1 샤프트 (20) 를 통하여 제 1 아암부 (40) 에 전달되며, 제 1 아암부 (40) 는 제 1 샤프트 (20) 와 동일하게 회전하게 된다.
제 2 샤프트 (30) 는 바닥에 설치된 제 2 연결부 (31, 32) 를 관통하여 제 2 아암부 (50) 에 연결되어 있다. 제 2 연결부 (31, 32) 는 제 2 샤프트 (30) 가 통과할 수 있도록 관통 구멍을 가지고 있으며, 제 2 샤프트 (30) 를 회전 가능하도록 지지하고 있다. 제 2 벨트 (12) 를 통하여 동력원 (10) 으로부터 전달된 회전력은 제 2 샤프트 (30) 를 통하여 제 2 아암부 (50) 에 전달되며, 제 2 아암부 (50) 는 제 2 샤프트 (30) 와 동일하게 회전하게 된다.
제 1 아암부 (40) 는 제 1 베어링 (41) 을 포함하고 있으며, 제 1 베어링 (41) 을 통하여 중앙 바아 (60) 와 연결되어 있다. 또한, 제 2 아암부 (50) 는 제 2 베어링 (51) 을 포함하고 있으며, 제 2 베어링 (51) 을 통하여 중앙 바아 (60) 와 연결되어 있다. 즉, 중앙 바아 (60) 은 좌우 단부가 각각 제 1 아암부의 제 1 베어링 (41), 제 2 아암부의 제 2 베어링 (51) 에 연결되어 있다. 또한, 중앙 바아 (60) 의 중앙 부에는 밀의 본체 (100) 가 삽입되는 관통 구멍이 형성되어 있다.
도 2 는 중앙 바아 (60), 제 1 아암부 (40) 및 제 2 아암부 (50) 의 정면도이다. 제 1 베어링 (41) 은 제 1 아암부 (40) 의 홈 (43) 을 따라서 움직일 수 있으며, 제 2 베어링 (51) 은 제 2 아암부 (50) 의 홈 (53) 을 따라서 움직일 수 있다. 제 1 베어링 (41) 과 제 1 아암부 (40) 에 연결된 제 1 샤프트 (20) 의 중심으로부터 거리를 거리 (G) 라 한다. 이 거리 (G) 는 제 1 아암부 (40) 에 포함된 스크류 조작 장치 (42) 를 사용자가 조작함으로써 증가 혹은 감소될 수 있다. 제 1 베어링(41) 과 제 1 샤프트 (40) 의 중심과의 거리는 제 2 베어링 (51) 과 제 2 샤프트 (50) 의 중심과의 거리와 동일하게 하는 것이 바람직하다.
도 3 은 제 1 아암부 (40) 의 단면도이다. 이 도면에서 확인할 수 있듯이, 이 실시예에서 중앙 바아 (60) 가 연결되어 있는 제 1 베어링 (41) 은 아암부 내부에 레크부 (44) 와 연결되어 있으며, 이 레크부 (44) 는 스크류 조작 장치 (42) 가 연결되어 있는 스크류 (45) 에 대응한다. 스크류 조작 장치 (42) 에 의해서 스크류 (45) 가 회전하게 되면, 대응 레크부 (44) 는 스크류 (45) 의 회전에 따라서 상하로 이동할 수 있으며, 이에 따라서 거리 (G) 가 변화될 수 있다.
이 실시예에서, 제 1 샤프트 (20) 및 제 2 샤프트 (30) 는 제 1 아암부 (40) 및 제 2 아암부 (50) 와 동일하게 회전하며, 각 샤프트는 제 1 벨트 (11) 및 제 2 벨트 (12) 에 의해서 동일하게 회전하기 때문에, 제 1 아암부 (40) 와 제 2 아암부 (50) 는 동일하게 회전한다. 또한, 제 1 아암부 (40) 과 제 2 아암부 (50) 이 동일하게 회전하므로, 중앙 바아 (60) 은 제 1 아암부 (40) 및 제 2 아암부 (50) 의 회전에 따라서, 거리 (G) 에 해당하는 공전 반경을 가지고 회전 운동하게 된다.
거리 (G) 는 스크류 조작 장치 (42, 52) 에 의해서 변경이 가능하므로, 원심밀 본체 (100) 에 분쇄하고자 하는 광물을 투입한 후, G/D 비를 조절하기 위하여 스크류 조작 장치 (42, 52) 로 거리 (G) 를 조절한 후 분쇄작업에 들어갈 수 있다. 각각의 광종은 최적의 G/D 비를 가지므로, 광물에 따라서 적절하게 G/D 비를 조절하여, 종래의 고정된 G/D 비를 가지던 원심밀 장치에 비하여 개선된 효율을 가져올 수 있다.
이상은 본 발명의 일 실시예로서, 본 발명은 위 실시예에 한정되지 않으며 공전 반경을 조절할 수 있는 아암부를 포함하는 원심밀이라면 본 발명의 범위에 포함된다. 특히, 이 실시예에서는 공전 반경을 조절하는 수단으로서 스크류와 이에 대응되는 홈을 개시하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예일 뿐, 거리 (G) 를 조절하는 어떠한 방법도 본 발명의 범위에 포함된다.
도 1 은 본 발명 일 실시예의 사시도이다.
도 2 는 본 발명 일 실시예의 요부 정면도이다.
도 3 은 본 발명 일 실시예의 아암부의 단면도이다.
도 4 는 종래 기술의 원심밀을 나타내고 있다.
도 5 는 본 발명의 원심밀의 작동 상태도이다.

Claims (3)

  1. 밀 본체가 일정한 공전 궤도를 가지며 원운동하는 원심밀에 있어서,
    상기 원심밀은 회전력을 발생시키는 동력원,
    상기 동력원으로부터 회전력을 전달받아 2개의 아암부를 회전시키는 2개의 샤프트,
    상기 두 아암부에 연결되고, 밀의 본체를 포함하며, 상기 밀의 본체를 공전시키는 바아를 포함하며,
    상기 두 아암부는 샤프트의 중심으로부터 바아의 연결부 사이의 거리를 변화시키는 수단을 가지고 있으며,
    상기 거리를 변화시키는 수단은 스크류 및 상기 스크류에 대응하는 레크를 이용하는 것을 특징으로 하는 공전 반경 조절식 원심밀.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 원심밀은 두 개의 아암부 및 상기 아암부에 연결된 샤프트를 포함하며,
    상기 동력원은 밸트 부재를 통하여 두 샤프트에 균일하게 힘을 분배하는 것을 특징으로 하는 공전 반경 조절식 원심밀.
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