KR102097754B1 - 도료 혼합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적층 결합된 복수의 회전핀을 상하로 엇갈려 위치하도록 결합함으로써 도료의 교반 및 혼합이 더욱 원활하게 이루어지도록 한 도료 혼합장치에 관한 것으로, 혼합탱크의 내측으로 회전축이 수직으로 설치되고, 상기 회전축의 끝단에는 임펠러가 결합되며, 상기 임펠러의 상측에는 베셀이 결합되고, 상기 베셀의 내측에는 외주면에 복수의 회전핀이 결합된 복수의 회전홀더가 적층 결합된 도료 혼합장치에 있어서, 회전축에는 원활한 회전과 부식을 방지하여 내구성을 강화할 수 있도록 초경합금으로 이루어져 볼트, 핀을 포함하는 결합수단에 의해 회전체가 고정되고, 회전체는 베셀의 하측에 고정된 세라믹 재질의 회전지지구의 내측에서 회전하며, 상기 회전체와 회전지지구의 사이에는 윤활제(grease)가 도포되고, 회전홀더에는 회전에 의해 도료에 와류를 형성할 수 있도록 상하로 인접한 세라믹 재질의 회전핀이 서로 엇갈려 위치하도록 결합되며, 상기 회전핀의 표면에는 도료의 분쇄효율 및 분리효율을 높일 수 있도록 복수의 요철(凹凸)이 형성되고, 상기 회전핀은 상측 또는 하측으로 경사를 이루며 회전홀더에 결합되는 것을 특징으로 하는 도료 혼합장치를 제안한다.
따라서 본 발명은 적층 결합된 복수의 회전홀더에 방사상으로 결합된 복수의 회전핀이 상하로 서로 엇갈리도록 위치함으로써 회전시 도료의 와류를 최대한 형성하여 분쇄효율 및 분리효율이 향상됨에 따라 도료의 교반 및 혼합이 더욱 원활하게 이루어지는 효과가 있다. 또한, 회전축에 고정된 회전체가 세라믹으로 이루어진 회전지지구의 내측에서 회전함으로써 회전이 더욱 원활해지고, 비용을 절감할 수 있으며 부식을 방지하여 내구성이 대폭 향상되는 효과가 있다.

Description

도료 혼합장치{Paint mixing device}

본 발명은 도료를 제조하는 과정에서 안료 및 첨가제를 혼합하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적층 결합된 복수의 회전핀을 상하로 엇갈려 위치하도록 결합함으로써 도료의 교반 및 혼합이 더욱 원활하게 이루어지도록 한 도료 혼합장치에 관한 것이다.

일반적으로 안료는 응집된 겔 상태로 침전 분리되어 있기 때문에 그대로 사용할 수 없고 자유혼합과 분산공정을 거쳐 안료 등의 고형물과 수지 와니스, 용제, 첨가물 등의 배합물을 분산시켜 미립화하여 사용하게 되는 바, 분산 배합기의 종류는 안료와 함께 배합물이 투입된 탱크 내에서 수직 샤프트 하단에 장착되어 회전되는 회전날개에 의해 내장된 복수의 구슬과의 마찰에 의하여 분산, 배합시키는 수직형과, 횡렬식 교반탱크 내에서 회전되는 수평 샤프트 상에 배열 설치된 수개의 임펠러에 의하여 역시 내장된 구슬과의 마찰에 의하여 분산, 배합시키는 횡형의 두 가지 방식이 주로 사용된다.

이 중에서 수직형 도료 혼합장치는 수용 용기(vessel)와, 상기 수용 용기의 내부에 설치되는 바스켓 및 회전축에 연결되어 바스켓 내에 위치하는 로터(rotor)를 포함한다. 상기 도료 혼합장치는 로터의 회전에 의하여 바스켓 내부에 존재하는 강철 비드(steel beads) 또는 알루미늄 지르코니아(zirconia) 비드와 같은 매개물과 원료 슬러리를 교반 혼합하여 슬러리를 분쇄한다.

이와 같은 도료 혼합장치의 해결 과제는 슬러리를 효율적으로 분쇄하고 슬러리로부터 매개 물질을 효율적으로 분리하여 회수하는 것이다.

도 1의 (가) 및 (나)는 공지된 도료 혼합장치을 도시한 것으로서, 원료 탱크(41)의 원료 슬러리는 펌프(P)에 의하여 수용 용기(42)로 유입된다. 그리고 원료 슬러리는 수용 용기(42) 내부에 위치하고 중심축(43)을 가진 로터(44)의 회전에 의하여 비드(beads)와 함께 교반 및 혼합되면서 분쇄된다.

임펠러(45)는 원료 슬러리를 계속하여 순환시키고 분쇄된 슬러리는 내부 베셀(V)의 외부로 배출되어 수집 탱크(47)로 이송된다. 중심축(43)은 구동 모터(M)에 연결된 풀리(P1, P2)에 의하여 회전한다. 분쇄 과정에서 원료 슬러리는 중심축(43)의 중심을 통하여 원료 탱크(41)로 순환한다. 이러한 슬러리의 순환을 위하여 회전 축(43)은 내부가 빈 중공 형태가 되고, 냉각수는 별도의 냉각수 탱크(Chiller)로부터 냉각수 입구(In)를 통하여 유입되어 냉각수 출구(Out)로 배출되면서 계속하여 순환한다.

한편, 충분히 작은 크기로 분쇄된 원료 슬러리는 내부 베셀(V)의 외부로 배출이 되는데, 내부 베셀(V)은 다양한 형태가 될 수 있다. 도 1의 (나)는 바스켓 밀에서 사용되는 내부 베셀(V)을 도시한 것으로서 충분히 작은 크기로 분쇄된 나노 파우더의 배출을 위하여 내부 베셀(V)의 측면에 스크린(47)이 설치된다. 스크린은 수직방향으로 세워진 다수 개의 수직 사다리꼴형 봉으로 형성되고 봉과 봉 사이의 간격은 비드의 지름보다 작아야 한다. 내부 베셀(V)은 다수 개의 유지 봉(48a, 48b, 48c)에 의하여 수용 용기(42) 내부 바닥으로부터 일정한 높이를 가지도록 설치된다.

그러나 이러한 종래의 도료 혼합장치는 로터(44)의 결합방식 및 회전력에 의한 와류의 형성에 있어서 구조적인 결함이 있어 도료의 분쇄효율 및 분리효율이 감소하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회전핀의 결합구조를 개선하여 도료의 교반 및 혼합이 더욱 원활하게 이루어지는 도료 혼합장치를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 회전축의 회전구조를 개선하여 회전이 더욱 원활하게 이루어지고, 비용을 절감할 수 있으며 내구성이 향상된 도료 혼합장치를 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 도료 혼합장치는 혼합탱크의 내측으로 회전축이 수직으로 설치되고, 상기 회전축의 끝단에는 임펠러가 결합되며, 상기 임펠러의 상측에는 베셀이 결합되고, 상기 베셀의 내측에는 외주면에 복수의 회전핀이 결합된 복수의 회전홀더가 적층 결합된 도료 혼합장치에 있어서, 회전축에는 원활한 회전과 부식을 방지하여 내구성을 강화할 수 있도록 초경합금으로 이루어져 볼트, 핀을 포함하는 결합수단에 의해 회전체가 고정되고, 회전체는 베셀의 하측에 고정된 세라믹 재질의 회전지지구의 내측에서 회전하며, 상기 회전체와 회전지지구의 사이에는 윤활제(grease)가 도포되고, 회전홀더에는 회전에 의해 도료에 와류를 형성할 수 있도록 상하로 인접한 세라믹 재질의 회전핀이 서로 엇갈려 위치하도록 결합되며, 상기 회전핀의 표면에는 도료의 분쇄효율 및 분리효율을 높일 수 있도록 복수의 요철(凹凸)이 형성되고, 상기 회전핀은 상측 또는 하측으로 경사를 이루며 회전홀더에 결합되는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 도료 혼합장치에 의하면, 적층 결합된 복수의 회전홀더에 방사상으로 결합된 복수의 회전핀이 상하로 서로 엇갈리도록 위치함으로써 회전시 도료의 와류를 최대한 형성하여 분쇄효율 및 분리효율이 향상됨에 따라 도료의 교반 및 혼합이 더욱 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

또한, 회전축에 고정된 회전체가 세라믹으로 이루어진 회전지지구의 내측에서 회전함으로써 회전이 더욱 원활해지고, 비용을 절감할 수 있으며 부식을 방지하여 내구성이 대폭 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래에 의한 도료 혼합장치의 정면도
도 2는 본 발명에 의한 도료 혼합장치의 정면도
도 3은 본 발명에 의한 혼합탱크의 내부를 나타낸 단면도
도 4는 본 발명에 의한 회전홀더의 일 실시 예를 나타낸 분해 사시도
도 5는 본 발명에 의한 회전홀더의 다른 실시 예를 나타낸 정면도
도 6은 도 3의 V 표시 부분 확대도

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.

본 발명의 도료 혼합장치는 도 2에서 나타낸 바와 같이 본체(10)의 전면에 컨트롤박스(11)가 구비되고, 본체(10)의 상측에는 구동부(12)가 결합되어 있으며, 상기 구동부(12)의 일측에는 구동모터(13)가 결합되어 있고, 구동부(12)의 타측에는 회전축(20)이 수직으로 결합되어 있다.

상기 구동모터(13)와 회전축(20)은 벨트(14)에 의해 함께 회전할 수 있도록 연결되어 있으며, 상기 회전축(20)의 끝단에는 임펠러(30)가 결합되어 있고, 상기 임펠러(30)의 상측에는 간격을 이루며 베셀(40)이 결합되어 있으며, 상기 베셀(40)은 혼합탱크(60)의 내측에 삽입 설치되어 있다.

상기 혼합탱크(60)의 내측에는 도 3에서 나타낸 바와 같이 도료가 채워져 회전축(20)의 회전에 의해 교반이 이루어지게 되는데, 상기 베셀(40)의 내측에는 복수의 회전홀더(50)가 적층되어 회전축(20)과 함께 회전할 수 있도록 결합되어 있고, 또한 베셀(40)의 내측에는 밀도가 높은 지르코늄으로 이루어진 복수의 구슬이 채워져 도료와 함께 회전하면서 도료를 세밀하게 교반하는 역할을 하게 된다.

상기 회전홀더(50)는 원판의 형상으로 이루어지며, 외주면에는 복수의 회전핀(51)이 방사상으로 결합되어 있어 회전에 의해 도료를 교반하게 되는데, 상기 회전축(20)이 회전하면 임펠러(30)의 회전에 의해 하측의 도료가 회전하며 상승하게 되고, 동시에 회전홀더(50) 및 회전핀(51)이 회전하면서 혼합탱크(60)의 상측으로 상승한 도료를 베셀(40)의 상측에 형성된 홀을 통해 내측으로 이송하게 된다.

이렇게 베셀(40)의 내측으로 유입된 도료는 복수의 회전핀(51)에 의해 교반되고, 이후 베셀(40)의 측면에 형성된 틈을 통해 다시 혼합탱크(60) 측으로 배출되는 순환 과정을 반복하게 되며, 이러한 도료의 교반 및 혼합의 원리는 종래의 기술에서도 기재한 바와 같이 이미 공지된 기술이므로 이후 구성 및 작용에 관한 자세한 설명은 생략한다.

본 발명은 도료를 교반하는 회전홀더(50) 및 회전핀(51)의 구성 및 작용에 특징이 있는 것으로서, 도 4에서 나타낸 바와 같이 원판 형상의 회전홀더(50)의 외주면에는 복수의 회전핀(51)이 방사상으로 결합되어 있는데, 적층된 다른 회전홀더(50)와의 상호 작용에 의한 원활한 교반을 위해서 6개의 회전핀(51)으로 구성하는 것이 바람직하며, 초경합금으로 구성할 수도 있으나 수성 도료의 특성을 감안하여 녹을 방지할 수 있도록 세라믹으로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 회전홀더(50)는 복수를 적층하여 회전축(20)에 고정하게 되며, 이때 상측과 하측의 회전핀(51)이 서로 엇갈리도록 결함함으로써 회전력에 의해 최대한의 와류가 형성되도록 하여 도료의 분쇄효율 및 분리효율을 높일 수 있다.

즉, 도면에서 나타낸 바와 같이 3개의 회전홀더(50)를 결합할 경우에는 상측과 하측의 회전홀더(50)는 회전핀(51)이 상하로 동일한 위치에 놓일 수 있도록 회전축(20)에 고정하고, 중앙에 결합되는 회전홀더(50)는 회전핀(51)을 상측 및 하측의 회전핀(51)과 엇갈리도록 고정함으로써 도료의 교반 능력을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 5에서 나타낸 바와 같이 상측과 하측의 회전핀(51a)을 각각 상측과 하측으로 경사지도록 회전홀더(50a)에 결합함으로써 와류의 형성을 더욱 증가시킬 수 있으며, 회전핀(51)(51a)의 표면에 복수의 요철(凹凸)을 형성함으로써 도료의 분쇄효율 및 분리효율을 높일 수도 있다.

본 발명의 도료 혼합장치는 도 6에서 나타낸 바와 같이 회전축(20)에 베어링을 결합되는 대신에 회전체(21) 및 회전지지구(22)를 결합함으로써 회전을 더욱 원활하게 하고 내구성을 높일 수 있다.

상기 회전체(21)는 금속인 초경합금으로 이루어져 볼트, 핀 등의 결합수단에 의해 회전축(20)에 고정되며, 상기 회전지지구(22)는 세라믹으로 이루어져 베셀(40)이 하측에 고정되고, 상기 회전체(21)와 회전지지구(22)의 사이에는 윤활제(grease)가 도포되어 있다.

따라서 회전축(20)이 회전하면 회전체(21)가 회전지지구(22)의 내측에서 회전하게 되며, 이때 세라믹으로 이루어진 회전지지구(22)는 부식을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 베어링의 구조적인 문제점인 내구성을 향상시킬 수 있다.

따라서 본 발명의 도료 혼합장치는 적층 결합된 복수의 회전홀더(50)(50a)에 방사상으로 결합된 복수의 회전핀(51)(51a)이 상하로 서로 엇갈리도록 위치함으로써 회전시 도료의 와류를 최대한 형성하여 분쇄효율 및 분리효율이 향상됨에 따라 도료의 교반 및 혼합이 더욱 원활하게 이루어지는 효과가 있다.

또한, 회전축(20)에 고정된 회전체(21)가 세라믹으로 이루어진 회전지지구(22)의 내측에서 회전함으로써 회전이 더욱 원활해지고, 비용을 절감할 수 있으며 부식을 방지하여 내구성이 대폭 향상되는 효과가 있다.

10 : 본체 11 : 컨트롤박스
12 : 구동부 13 : 구동모터
14 : 벨트 20 : 회전축
21 : 회전체 22 : 회전지지구
30 : 임펠러 40 : 베셀
50, 50a : 회전홀더 51, 51a : 회전핀
60 : 혼합탱크

Claims (4)

1. 혼합탱크의 내측으로 회전축이 수직으로 설치되고, 상기 회전축의 끝단에는 임펠러가 결합되며, 상기 임펠러의 상측에는 베셀이 결합되고, 상기 베셀의 내측에는 외주면에 복수의 회전핀이 결합된 복수의 회전홀더가 적층 결합된 도료 혼합장치에 있어서,
   회전축(20)에는 원활한 회전과 부식을 방지하여 내구성을 강화할 수 있도록 초경합금으로 이루어져 볼트, 핀을 포함하는 결합수단에 의해 회전체(21)가 고정되고, 회전체(21)는 베셀(40)의 하측에 고정된 세라믹 재질의 회전지지구(22)의 내측에서 회전하며, 상기 회전체(21)와 회전지지구(22)의 사이에는 윤활제(grease)가 도포되고,
   회전홀더(50)(50a)에는 회전에 의해 도료에 와류를 형성할 수 있도록 상하로 인접한 세라믹 재질의 회전핀(51)(51a)이 서로 엇갈려 위치하도록 결합되며, 상기 회전핀(51)(51a)의 표면에는 도료의 분쇄효율 및 분리효율을 높일 수 있도록 복수의 요철(凹凸)이 형성되고,
   상기 회전핀(51a)은 상측 또는 하측으로 경사를 이루며 회전홀더(50a)에 결합되는 것을 특징으로 하는 도료 혼합장치.
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