KR102522715B1 - 분체 제조용 볼밀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분체 제조용 볼밀에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구조가 간단하고, 단가가 저렴한 레이디얼 베어링 구조의 분쇄모듈을 통한 강한 마찰력으로 재료의 미분화를 가능하도록 하여 제조원가를 현저하게 낮추고, 또한, 분쇄모듈 자체가 날카로운 칼날이나, 볼 충격에 의한 분쇄작용을 일으키는 구조가 아니라는 점에서 반복 사용에 따라 마모를 수반하는 기존 분쇄장치 대비 현저하게 향상된 내구성을 보장하여, 분쇄수단의 교체와 같은 각종 유지보수에 소요되는 코스트를 배제하거나 현저하게 절감할 수 있는 분체 제조용 볼밀에 관한 것이다.

Description

분체 제조용 볼밀{ball mill for manufacturing fine powder}

본 발명은 분체 제조용 볼밀에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 구조가 간단하고, 단가가 저렴한 레이디얼 베어링 구조의 분쇄모듈을 통한 강한 마찰력으로 재료의 미분화를 가능하도록 하여 제조원가를 현저하게 낮추고, 또한, 분쇄모듈 자체가 날카로운 칼날이나, 볼 충격에 의한 분쇄작용을 일으키는 구조가 아니라는 점에서 반복 사용에 따라 마모를 수반하는 기존 분쇄장치 대비 현저하게 향상된 내구성을 보장하여, 분쇄수단의 교체와 같은 각종 유지보수에 소요되는 코스트를 배제하거나 현저하게 절감할 수 있는 분체 제조용 볼밀에 관한 것이다.

식품공학, 재료공학 등과 같은 각종 공학분야에서 활용되는 분체의 제조를 위해 분체 제조장치의 일종인 볼밀이 대표적이고 범용적으로 사용되고 있다.

이러한 볼밀은 원통형의 분쇄용기가 편심된 수평방향의 회전축을 중심으로 자전할 때 분쇄용기에 수용된 작은 볼들이 높은 곳에서 낮은 곳으로 낙하하는 충격으로 재료를 분쇄하는 방식으로서, 대체로 분쇄력이 약하여 분쇄시간이 길고 분쇄크기도 마이크로 단위로 한정이 되어지는 등 효율이 좋지 않은 단점이 있었다.

그래서 통상 볼밀 장치보다 더 높은 충격에너지로 분쇄를 하여 분쇄시간을 단축하고, 분쇄입도를 줄일 수 있는 한 층 개선된 기능을 제공하는 유성형 볼밀이 개발된바 있다.

유성형 볼밀은 일반 볼밀과 다르게 공전과 자전을 동시에 하면서 분쇄를 하기 때문에 건식 분쇄뿐만이 아니라 습식 분쇄도 가능하고, 일반 볼밀에 비해 높은 분쇄 효율을 얻을 수 있어서 재료연구소 등에서 많이 사용하고 있다.

하지만, 유성형 볼밀은 건식 분쇄시 입도 형성에 한계가 있으며, 이외에, 재료가 분쇄중 분쇄용기의 내벽에 붙어서 굳어지는 문제가 있다. 그리고 분쇄시 충돌에 의하여 발생하는 고열은 재료에 좋지 않은 영향을 미쳐 최종 분쇄물이나 혼합물에 여러 가지 문제들을 야기하였다.

또한, 분쇄 후 분쇄용기의 열팽창으로 인하여 분쇄용기를 볼밀 장치로부터 바로 분리하는 것이 어려워, 분쇄용기가 식을 때까지 기다렸다가 분쇄용기를 분리하여 시료를 채취해야 하는 문제가 있다.

또한, 점도가 높은 물질은 분쇄가 불가능한 문제가 있다. 왜냐하면, 점성이 있는 물질은 분쇄용기 내벽에 붙어서 회전하기 때문에 분쇄효과가 일어나지 않기 때문이다.

등록특허 10-1852690

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 구조가 간단하고, 단가가 저렴한 레이디얼 베어링 구조의 분쇄모듈을 통한 강한 마찰력으로 재료의 미분화를 가능하도록 하여 제조원가를 현저하게 낮추고, 또한, 분쇄모듈 자체가 날카로운 칼날이나, 볼 충격에 의한 분쇄작용을 일으키는 구조가 아니라는 점에서 반복 사용에 따라 마모를 수반하는 기존 분쇄장치 대비 현저하게 향상된 내구성을 보장하여, 분쇄수단의 교체와 같은 각종 유지보수에 소요되는 코스트를 배제하거나 현저하게 절감할 수 있는 분체 제조용 볼밀을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 내부로 분쇄공간이 형성되는 드럼; 상기 분쇄공간으로 내삽되어 제자리 회전 가능하게 설치되는 분쇄축; 상기 분쇄축을 회전구동시키는 구동부; 및 상기 분쇄축의 외측으로 축방향을 따라 결합되는 복수 개의 분쇄모듈;을 포함하며, 상기 복수 개의 분쇄모듈 각각은, 링 형상으로, 상기 분쇄축의 외주면에 결합고 외주면에 내부수용홈이 함몰 형성되는 내부하우징; 링 형상으로, 내부로 상기 내부하우징이 수용되도록 위치하며 내주면에 외부수용홈이 함몰 형성되는 외부하우징; 및 상기 내부수용홈과 외부수용홈에 상호 개재되어 내부하우징과 외부하우징 사이에서 구름되는 복수 개의 분쇄볼;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 인접한 분쇄모듈 사이마다 개재되어 인접한 분쇄모듈을 일정 간격 이격시키는 복수 개의 이격판;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 분쇄축의 일단에는 복수 개의 분쇄모듈을 타측으로 가압 고정하는 마감커버가 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 드럼의 일단에는 상기 분쇄공간의 일단을 향해 재료를 주입하는 재료주입부가 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내부하우징과 외부하우징 사이에는 상기 분쇄볼보다 작은 직경의 분쇄비즈가 장입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 구조가 간단하고, 단가가 저렴한 레이디얼 베어링 구조의 분쇄모듈을 통한 강한 마찰력으로 재료의 미분화를 가능하도록 하여 제조원가를 현저하게 낮추고, 또한, 분쇄모듈 자체가 날카로운 칼날이나, 볼 충격에 의한 분쇄작용을 일으키는 구조가 아니라는 점에서 반복 사용에 따라 마모를 수반하는 기존 분쇄장치 대비 현저하게 향상된 내구성을 보장하여, 분쇄수단의 교체와 같은 각종 유지보수에 소요되는 코스트를 배제하거나 현저하게 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 분체 제조용 볼밀의 전체적인 단면구성을 도시한 도면.
도 2는 드럼의 단면구성을 도시한 도면.
더 3은 분쇄축과 분쇄모듈의 분해구성을 도시한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 A-A선을 기준으로 하는 단면구성을 도시한 도면.
도 5는 드럼의 부분 절개상태를 도시한 도면.
도 6 내지 도 7은 분쇄모듈의 단면구성을 도시한 도면.
도 8은 도 1에 도시된 A-A선을 기준으로 하는 단면구성을 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 분체 제조용 볼밀의 일단 요부구성을 도시한 도면.
도 10은 도 9의 요부를 확대 도시한 도면.
도 11은 도 10에 도시된 A 방향에서 바라본 상태를 개략적으로 도시한 도면.
도 12는 도 10에 도시된 B 부분을 확대 도시한 도면.
도 13은 분쇄비즈가 적용된 실시예를 도시한 도면.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

본 발명에 따른 분체 제조용 볼밀(이하, 볼밀이라 함)은 분쇄 재료를 분쇄하여 수 마이크로 미터 스케일의 입도를 가지는 분체를 제조하는 장치로서, 도 1, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 크게, 드럼(100), 분쇄축(200), 구동부(300), 분쇄모듈(400) 및 이격판(500)을 포함하는 것으로 정의될 수 있다.

먼저, 드럼(100)은 내부로 분쇄공간(110)이 형성되는 구조를 갖춘다. 상기 분쇄공간(110)의 내벽은 원통형 구조로 이루어지도록 하여 분쇄공간(110) 역시 원통형의 공간으로 형성되는 구조를 갖춘다.

상기 분쇄공간(110)에는 후술 될 분쇄축(200), 분쇄모듈(400) 및 이격판(500)이 적소에 수용되어질 수 있으며 동시에, 재료가 공급되어 전술한 구성들의 연계작용을 통해 분쇄가 이루어질 수 있다.

분쇄공간(110)의 일단은 개방 형성될 수 있는데, 이때, 드럼(100)의 일단에는 상기 분쇄공간(110)의 일단을 향해 재료를 주입하는 재료주입부(120)가 결합되도록 하여 상기 분쇄공간(110)의 일단으로 재료를 공급할 수 있도록 한다.

도시하지 않았지만 재료주입부(120)에는 재료주입부(120)의 공급로를 개폐 제어하는 솔레노이드밸브가 설치될 수 있으며 필요에 따라 재료를 일정한 압력으로 가압할 수 있는 가압기가 결합되어 재료가 적정 압력 하에 분쇄공간(110)을 향해 일정한 속도로 정량 공급이 이루어질 수 있도록 하는 구조를 갖출 수 있다.

분쇄공간(110)의 일단으로 공급되어진 재료는 후술 될 분쇄축(200)과 분쇄모듈(400)의 회전작용에 의해 분쇄와 동시에 분쇄공간(110)의 타측 방향으로 이동되어 외부로 배출되어질 수 있다.

다음으로, 분쇄축(200)은 분쇄공간(110)으로 내삽되어 분쇄공간(110) 내에서 제자리 회전 가능하게 설치되는 구조를 갖춘다.

분쇄축(200)의 타단은 후술 될 구동부(300)와 결합될 수 있으며, 일단은 분쇄공간(110)의 일단을 향해 배치되어 자유단 형태를 이룬다.

분쇄축(200)의 일단에는 제1 결합홈(210)이 형성될 수 있으며, 상기 제1 결합홈(210)에는 후술 될 고정사나(230)가 결합되어질 수 있다.

다음으로, 구동부(300)는 분쇄축(200)을 회전구동시키는 역할을 담당하며, 드럼(100)의 타측으로 결합되어 드럼(100)과 일렬 배치 구성되어져 드럼(100)의 타측으로 연장 형성된 분쇄축(200)의 타단을 수용해 분쇄축(200)을 회전구동시킬 수 있다.

구동부(300)는 분쇄축(200)을 회전구동시킬 수 있는 선에서 공지된 구조, 예컨대, 모터(310), 감속기 등의 구성을 포함하는 구조로서, 이하 구체적은 설명은 생략하도록 한다.

다음으로, 분쇄모듈(400)은 분쇄축(200)의 회전구동에 따라 회전하면서 분쇄공간(110)으로 공급된 재료를 분쇄하기 위한 구성으로, 특히, 날카로운 칼날 등으로 재료를 절단 분쇄하는 방식이 아닌 재료에 강한 마찰력을 가해 재료가 미세한 입도를 가지는 분체로 형성되어질 수 있도록 하는데 그 특징이 있다.

이를 위해, 분쇄모듈(400)은 분쇄축(200)의 외측으로 축방향을 따라 복수 개가 연이어 결합되는 구조를 갖추며, 이때, 각각의 분쇄모듈(400)은 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이 크게, 내부하우징(410), 외부하우징(420) 및 분쇄볼(430)을 포함하는 것으로 정의된다.

보다 구체적으로, 내부하우징(410)은 링 형상으로, 상기 분쇄축(200)의 외주면에 결합되고 외주면에 내부수용홈(411)이 함몰 형성되는 구조를 갖춘다.

도 6 및 도 10에 도시된 바와 같이 내부하우징(410)의 내경(d4)은 분쇄축(200)의 직경(d3)과 동일하게 이루어지도록 하여 내부하우징(410)이 분쇄축(200) 상에 끼움 결합이 이루어져 분쇄축(200)이 회전할 때 이와 연동하여 회전이 이루어질 수 있다.

내부수용홈(411)은 내부하우징(410)의 원주방향을 따라 함몰 형성되며, 이러한 내부수용홈(411)에는 복수 개의 분쇄볼(430)의 내측방향 일부가 구름 가능하게 수용될 수 있다.

다음으로, 외부하우징(420)은 전술한 내부하우징(410)과 마찬가지로 링 형상으로 이루어질 수 있으며, 내부로 상기 내부하우징(410)이 수용되도록 위치하며 내주면에 외부수용홈(421)이 함몰 형성되는 구조로 이루어진다.

외부수용홈(421)은 외부하우징(420)의 원주방향을 따라 함몰 형성되며, 이러한 외부수용홈(421)에는 내부수용홈(411)에 수용되지 아니한 복수 개의 분쇄볼(430)의 외측방향 일부가 구름 가능하게 수용될 수 있다.

외부하우징(420)의 내경(d5)은 내부하우징(410)의 외경(od1)보다 크게 형성되어 내부하우징(410)의 동심원 상에서 외측 방향으로 이격 배치될 수 있으며, 서로 이격된 내부하우징(410)과 외부하우징(420) 사이에 분쇄볼(430)이 개재되어 외부하우징(420), 내부하우징(410) 및 분쇄볼(430)이 각기 상대적으로 슬립 가능하게 마련되어지는 구조가 갖춰진다.

이때, 외부하우징(420)의 외경(od2)은 분쇄공간(110)의 내경(d1)과 동일하게 이루어져 분쇄공간(110)의 내벽에 끼움 결합되어 위치고정될 수 있다.

이에 따라, 내부하우징(410)의 경우 분쇄축(200)에 연동하여 회전구동 가능하게 마련되는 한편, 외부하우징(420)은 분쇄축(200)이 회전하더라도 분쇄공간(110)에서 위치고정될 수 있는 구조가 갖춰진다.

다음으로, 분쇄볼(430)은 내부수용홈(411)과 외부수용홈(421)에 상호 개재되어 내부하우징(410)과 외부하우징(420) 사이에서 구름되는 구성으로, 내부하우징(410)과 외부하우징(420) 사이에 개재된 분쇄볼(430)은 외부하우징(420)과 내부하우징(410)을 상대 회전 가능하게 일정 간격 이격 지지하는 역할과 더불어, 내부수용홈(411) 내지 외부수용홈(421)으로 유입되어진 재료에 마찰에 의한 전단 내지 압축력을 가해 재료를 분쇄하는 역할을 수행한다.

분쇄볼(430)은 복수 개가 원주방향을 따라 배열되어질 수 있으며, 재료는 분쇄볼(430)과 내부수용홈(411) 및 외부수용홈(421) 사이의 미세하게 이격된 공간으로 유입되는 한편, 분쇄축(200)이 회전구동됨에 따라 내부하우징(410)이 이와 함께 회전하면 내부하우징(410), 외부하우징(420) 및 분쇄볼(430) 사이에 개재된 재료의 분쇄작용이 일어날 수 있다.

이때, 외부하우징(420)의 내경(d5)보다 내부하우징(410)의 외경(od1)이 작게 형성되는바, 외부하우징(420)과 내부하우징(410)은 서로 일정 간격 이격 구성될 수 있으며, 이에 따라, 분쇄모듈(400)의 일측면과 타측면에는 분쇄볼(430)을 향하는 방향으로 폐쇄링 형태의 개구부위(440)가 개구되어 재료를 분쇄볼(430)을 향해 인출시킬 수 있게 구성된다.

예컨대, 일측의 개구부위(440)로 인입된 재료는 분쇄볼(430)을 통해 분쇄되어진 후 타측의 개구부위(440)를 통해 분쇄모듈(400)의 외측으로 배출되어질 수 있다.

이때, 복수 개의 분쇄모듈(400) 각각의 개구부위(440)는 동일선상에 마련되도록 하여 하나의 분쇄모듈(400)을 통과한 재료가 다시 인접한 분쇄모듈(400)로의 전달이 반복적으로 이루어질 수 있도록 해 재료의 연쇄적인 분쇄작용을 수행할 수 있도록 한다.

즉, 분쇄공간(110)의 일측으로 공급된 재료는 분쇄축(200)의 외측으로 결합된 복수의 분쇄모듈(400)을 일렬로 통과하면서 분체로 분쇄되어진 후 드럼(100)의 타단 또는 구동부(300)에 형성된 배출구(600)를 통해 외부로 배출될 수 있다.

한편, 각각의 인접한 분쇄모듈(400) 사이에는 이격판(500)이 개재되어 인접한 분쇄모듈(400)을 일정 간격 이격시킬 수 있다.

이때, 복수 개의 이격판(500) 각각은 원형의 박판 형태로서, 분쇄축(200)의 외측으로 결합 가능하도록 중앙에 축결합홀(510)이 관통 형성되는 구조를 갖추고, 특히, 이격판(500)의 외경(od3)은 내부하우징(410)의 외경(od1)과 동일하게 이루어질 수 있도록 하여 이격판(500)이 개구부위(440)를 차폐함으로써 재료의 유동성 저하를 방지하는 구조를 갖춘다.

또한, 인접한 분쇄모듈(400)의 내부하우징(410) 간의 사이 공간을 실링해 줌으로써 분쇄모듈(400)에서 배출된 재료가 분쇄축(200)을 향하는 미세 부위에 고착되지 아니하도록 하는 구조를 갖춘다.

한편, 이격판(500)에 의해 인접한 분쇄모듈(400) 사이에는 이격판(500)의 두께 만큼의 이격공간(520)이 형성될 수 있으며, 상기 이격공간(520)으로 분쇄 중인 재료가 이동될 수 있다.

이때, 분쇄공간(110)의 내벽에는 분쇄축(200)과 평행한 방향으로 연장되는 복수 개의 스플라인홈(130)이 원주방향을 따라 배열된 상태로 함몰 형성되어 이격공간(520)을 통해 배출된 재료는 상기 스플라인홈(130)으로 이동되어질 수 있다.

즉, 각각의 분쇄모듈(400)을 통과하며 분쇄 중인 재료 중에서 이격공간(520)으로 배출될 수 있을 정도의 적정 입도가 형성된 분체는 이격공간(520)을 통해 스플라인홈(130)으로 배출되는 한편, 나머지 재료들은 복수의 분쇄모듈(400)을 연속적으로 통과하며 재차 분쇄공정을 거쳐 분쇄공간(110)의 타측을 향해 이동하면서, 적정 입도가 되었을 때 그 주변의 이격공간(520)을 통해 스플라인홈(130)으로 배출되거나 또는 드럼(100)의 타단으로 이동해 배출구(600)로 직접 배출이 이루어질 수 있다.

스플라인홈(130)으로 배출된 분체는 재료주입부(120)에서 가해지는 압력을 통해 스플라인홈(130)을 따라 드럼(100)의 타측으로 이동하거나, 도시되지 않은 별도의 흡입기를 드럼(100)에 연결 설치하여 분체를 회수처리할 수 있다.

뿐만 아니라, 이격판(500)은 인접한 분쇄모듈(400)이 서로 간섭되지 아니하도록 함으로써 회전시 마찰열의 발생을 방지하도록 하고, 이격판(500)에 의해 형성된 이격공간(520)으로는 분쇄된 분체 뿐만 아니라, 분쇄 과정에서 발생하는 열기를 배출하는 통로로 활용할 수 있도록 하여, 분쇄모듈(400)의 과열을 방지하고, 나아가 분체의 열변형에 의한 변질을 방지해 충분한 상품성을 보장할 수 있도록 한다.

특히, 이격공간(520)은 분쇄축(200)의 축방향에 대해 수직인 일직선 방향으로 형성되도록 하여 분체와 열기의 배출 효율을 극대화시킬 수 있는 구조를 갖춘다.

한편, 분쇄축(200)의 일단에는 복수 개의 분쇄모듈(400)을 타측으로 가압 고정하는 마감커버(220)가 결합될 수 있다.

이때, 마감커버(220)에는 분쇄축(200)의 일단에 형성된 제1 결합홈(210)과 연통되는 제2 결합홈(221)이 형성될 수 있으며, 고정사나(230)가 상기 제1 결합곰과 제2 결합홈(221)에 상호 체결되어 마감커버(220)를 분쇄축(200) 상에 고정 결합시킬 수 있게 된다.

마감커버(220)의 외경(od4)은 내부하우징(410)의 외경(od1)과 동일하게 형성되도록 하여 분쇄축(200)의 최 일단에 마련된 분쇄모듈(400)의 개구부위(440)를 차폐하지 아니하도록 하는 구조를 갖춘다.

한편, 분쇄공간(110)의 일단에는 분쇄공간(110)의 내경(d1)보다 작은 내경(d2)을 가지는 공급공간(140)이 형성되며 이에 따라, 분쇄공간(110)과 공급공간(140)의 경계지점에는 분쇄공간(110)과 공급공간(140)의 내경(d2) 차이에 의한 단턱(141)이 형성되어질 수 있다.

이때, 분쇄축(200) 상에 결합된 최 일단의 분쇄모듈(400)은 상기 단턱(141)에 접촉 지지될 수 있는데, 분쇄모듈(400)의 개구부위(440)가 단턱에 차폐되지 아니하도록 공급공간(140)의 내경(d2)은 외부하우징(420)의 내경(d5)과 동일하게 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

이로 인해, 최 일단에 결합된 분쇄모듈(400)의 내부하우징(410)은 마감커버(220)에, 외부하우징(420)은 단턱(141)에 각각 지지되는 한편, 개구부위(440)는 그대로 노출되는 구조가 갖춰지게 되며, 따라서, 도 11에 도시된 바와 같이, 공급공간(140)에서는 분쇄모듈(400)의 개구부위(440)만 그대로 노출되어진바, 재료주입부(120)를 통한 재료의 공급시 공급공간(140)으로 공급된 재료가 별다른 저항 없이 직관적으로 개구부위(440)로 유입되어 원활한 재료의 공급을 가능케 한다.

또한, 내부하우징(410)과 외부하우징(420)이 각각 마감커버(220)와 단턱에 개별적으로 지지되는 구조가 되어 내부하우징(410)의 상대회전시 별도의 회전저항이나 간섭을 받지 아니하게 되는 구조가 갖춰지게 되므로, 회전효율이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 불측의 사유로 분쇄모듈(400)을 교체하고자 할 경우 드럼(100)에서 구동부(300)를 분해하여 분쇄축(200)을 노출시킨 뒤 결합된 마감커버(220)를 제거한 다음 분쇄축(200)의 외측에 교번적으로 결합된 분쇄모듈(400)과 이격판(500)을 분해한 후 새 분쇄모듈(400)을 순서에 맞게 결합하고, 다시, 위 설명한 역순으로 마감커버(220), 드럼(100), 구동부(300)를 조립하는 방식으로 보다 간편하게 분쇄모듈(400)의 교체를 수행할 수 있도록 한다.

특히, 외부하우징(420), 내부하우징(410) 및 분쇄볼(430)로 이루어진 분쇄모듈(400)은 공지의 레이디얼 베어링 구조로 이루어진바, 기존, 날카로운 날 형태로 정련된 칼날을 이용하는 분쇄수단 대비 단가를 현저하게 낮출 수 있으면서도, 충분한 내구성을 보장할 수 있도록 한다.

한편, 분쇄효율을 보다 향상시킬 수 있도록, 도 13에 도시된 바와 같이 내부하우징(410)과 외부하우징(420) 사이에는 상기 분쇄볼(430)보다 작은 직경의 분쇄비즈(431)를 장입할 수 있다.

이때, 분쇄비즈(431)는 외부하우징(420)과 내부하우징(410) 사이의 개구부위(440)에 개재될 수 있도록 하여 분쇄볼(430)과의 직접적인 중첩을 방지하고, 내부하우징(410)의 회전시 개구부위(440) 내에서 재료와 혼합하면서 재료에 물리적인 충격을 가해 재료를 분쇄한다.

즉, 분쇄비즈(431)는 분쇄볼(430)에 의한 분쇄 직전, 재료를 적절히 해리시키는 보조적인 분쇄역할을 수행할 수 있다.

그리고, 분쇄비즈(431)는 재료가 분쇄볼(430)에 미치지 아니하더라도, 분쇄모듈(400) 내부에서 항시 분쇄작용이 일어날 수 있도록 함으로써 분쇄효율을 극대화시킬 수 있도록 한다.

분쇄비즈(431)는 분쇄볼(430)보다 작은 직경을 가지되 이격공간(520)으로는 배출되지 아니하도록 이격공간(520)의 간격보다는 큰 직경을 가지는 구 형태로 이루어질 수 있도록 하여 분체와 함께 스플라인홈(130)으로 임의 배출되지 아니하도록 하는 구조를 갖춘다.

정리하면, 본 발명에 따른 볼밀은 날카롭게 정련된 칼날 없이도 ,구조가 간단하고, 단가가 저렴한 레이디얼 베어링 구조의 분쇄모듈(400)을 통한 강한 마찰력으로 재료의 미분화를 가능하도록 하여 제조원가를 현저하게 낮추고, 또한, 분쇄모듈(400) 자체가 날카로운 칼날을 형성하는 구조가 아니라는 점에서 반복 사용에 따라 마모를 수반하는 기존 칼날 대비 현저하게 향상된 내구성을 보장하여, 칼날 교체와 같은 각종 유지보수에 소요되는 코스트를 배제할 수 있는 효과를 제공한다.

또한, 분쇄모듈(400)은 재료를 분쇄하는 역할 뿐만 아니라 회전구동의 중심이 되는 분쇄축(200)을 안정적으로 회전 지지하는 베어링 역할을 수행할 수 있도록 하여, 구조를 보다 간소화시킬 수 있게 된다.

또한, 분쇄 과정에서 열에 의한 재료의 변질을 방지하고, 재료를 보다 미립화시킬 수 있도록 하며, 건식 재료 뿐만 아니라, 습식 재료의 분쇄시에도 열발생을 적절히 해소해 재료가 쉽게 고착되지 아니하고 원활하게 분쇄작용이 일어날 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100: 드럼
200: 분쇄축
300: 구동부
400: 분쇄모듈
500: 이격판
110: 분쇄공간
410: 내부하우징
420: 외부하우징
430: 분쇄볼

Claims (5)

1. 내부로 분쇄공간이 형성되는 드럼;
   상기 분쇄공간으로 내삽되어 제자리 회전 가능하게 설치되는 분쇄축;
   상기 분쇄축을 회전구동시키는 구동부; 및
   상기 분쇄축의 외측으로 축방향을 따라 결합되는 복수 개의 분쇄모듈;을 포함하며,
   상기 복수 개의 분쇄모듈 각각은,
   링 형상으로, 상기 분쇄축의 외주면에 결합고 외주면에 내부수용홈이 함몰 형성되는 내부하우징;
   링 형상으로, 내부로 상기 내부하우징이 수용되도록 위치하며 내주면에 외부수용홈이 함몰 형성되는 외부하우징;
   상기 내부수용홈과 외부수용홈에 상호 개재되어 내부하우징과 외부하우징 사이에서 구름되는 복수 개의 분쇄볼; 및
   인접한 분쇄모듈 사이마다 개재되어 인접한 분쇄모듈을 일정 간격 이격시키는 복수 개의 이격판;을 포함하며,
   상기 분쇄축의 일단에는 복수 개의 분쇄모듈을 타측으로 가압 고정하는 마감커버가 결합되며,
   상기 드럼의 일단에는 상기 분쇄공간의 일단을 향해 재료를 주입하는 재료주입부가 결합되며,
   상기 내부하우징과 외부하우징 사이에는 분쇄비즈가 장입되며,
   상기 내부하우징의 내경은 분쇄축의 직경과 동일하게 이루어져 분쇄축 상에 끼움 결합이 이루어지며,
   상기 외부하우징의 내경은 내부하우징의 외경보다 크게 형성되어 외부하우징과 내부하우징이 서로 일정 간격 이격 구성되어 분쇄모듈의 일측면과 타측면에는 분쇄볼을 향하는 방향으로 폐쇄링 형태의 개구부위가 개구되며,
   상기 외부하우징의 외경은 분쇄공간의 내경과 동일하게 이루어져 분쇄공간의 내벽에 끼움 결합이 이루어지며,
   상기 복수 개의 이격판 각각은 원형의 박판 형태로서, 분쇄축의 외측으로 결합 가능하도록 중앙에 축결합홀이 관통 형성되고, 외경은 내부하우징의 외경과 동일하게 이루어지며,
   인접한 분쇄모듈 사이에는 이격판의 두께 만큼의 이격공간이 형성되며,
   상기 분쇄공간의 내벽에는 분쇄축과 평행한 방향으로 연장되는 복수 개의 스플라인홈이 원주방향을 따라 배열된 상태로 함몰 형성되며,
   각각의 분쇄모듈을 통과하며 분쇄 중인 재료 중에서 이격공간을 통해 스플라인홈으로 배출된 분체는 스플라인홈을 이동해 배출구로 배출되며,
   상기 분쇄비즈는 분쇄볼보다 작은 직경을 가지되 이격공간으로는 배출되지 아니하도록 이격공간의 간격보다는 큰 직경을 가지는 구 형태로 이루어어져 상기 개구부위에 장입되는 것을 특징으로 하는 분체 제조용 볼밀.
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