KR102592725B1 - 파우더 제조 및 패키징 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 문건은 고체물질을 분쇄하여 파우더를 제조한 후, 이를 백에 자동으로 패키징하되, 분진이 발생할 우려가 낮은 '파우더 제조 및 패키징 시스템'을 개시한다. 실시예에 따른 파우더 제조 및 패키징 시스템은, (a) 스탠드와, (b) 상기 스탠드에 수평 회전 가능하게 구비되고, 허리 부분에 홀이 형성된 드럼과, (c) 상기 드럼에 동력을 제공하는 구동유닛을 구비하는 볼밀; 상기 드럼의 허리 부분을 감싸되 상기 스탠드에 고정되며, 상부에 원료투입부가 형성되고, 하부에 파우더배출부가 형성된 링커버; 상기 링커버에 구비되어, 상기 드럼의 허리 부분 좌측 영역을 감싸는 제1 실린더; 상기 링커버에 구비되어, 상기 드럼의 허리 부분 우측 영역을 감싸는 제2 실린더; 게이트가 전자 제어에 의하여 개폐되는 제1 호퍼; 상기 제1 호퍼에 하방에 결합되고, 게이트가 전자 제어에 의하여 개폐되는 제2 호퍼; 사이클론 집진기; 상기 파우더배출부와 상기 제1 호퍼를 연결하는 제1 파이프; 상기 제1 호퍼와 상기 사이클론 집진기를 연결하는 제2 파이프; 및 상기 사이클론 집진기와 연결되는 진공펌프;를 포함한다.
Description
본 개시(The Present Disclosure)는 고체물질을 세립화하는 데 이용되는 볼밀(Ball Mill)과 관련된다.
또한 본 개시는 호퍼를 이용하여 파우더를 백에 패킹징하는 장치와 관련된다.
한국 등록특허공보 제10-0931368호(2009.12.11. 공고) 및 한국 등록특허공보 제10-0529582호(2005.11.22. 공고) 각각에는 '볼밀(Ball Mill)'의 실례가 게재되어 있다.
위 공보들을 참고하면, 일반적으로 볼밀은 수평 회전되는 드럼을 포함하고, 고체물질를 분쇄(세립화)하여 파우더를 제조하는 기능을 한다.
한편 볼밀에 의하여 제조된 파우더는 호퍼 등에 의하여 소정 부피를 갖는 백에 패키징되는데, 종래에는 파우더를 패키징하는 과정에서 다량의 분진이 발생하여, 작업 공간이 오염되는 문제점이 있었다.
고체물질을 분쇄하여 파우더를 제조한 후, 이를 백에 자동으로 패키징하되, 분진이 발생할 우려가 낮은 '파우더 제조 및 패키징 시스템'을 제공하는 것이다.
본 개시의 실시예(들)에 따른 파우더 제조 및 패키징 시스템이 기술된다. 실시예에 따른 파우더 제조 및 패키징 시스템은, (a) 스탠드와, (b) 상기 스탠드에 수평 회전 가능하게 구비되고, 허리 부분에 홀이 형성된 드럼과, (c) 상기 드럼에 동력을 제공하는 구동유닛을 구비하는 볼밀; 상기 드럼의 허리 부분을 감싸되 상기 스탠드에 고정되며, 상부에 원료투입부가 형성되고, 하부에 파우더배출부가 형성된 링커버; 상기 링커버에 구비되어, 상기 드럼의 허리 부분 좌측 영역을 감싸는 제1 실린더; 상기 링커버에 구비되어, 상기 드럼의 허리 부분 우측 영역을 감싸는 제2 실린더; 게이트가 전자 제어에 의하여 개폐되는 제1 호퍼; 상기 제1 호퍼에 하방에 결합되고, 게이트가 전자 제어에 의하여 개폐되는 제2 호퍼; 사이클론 집진기; 상기 파우더배출부와 상기 제1 호퍼를 연결하는 제1 파이프; 상기 제1 호퍼와 상기 사이클론 집진기를 연결하는 제2 파이프; 및 상기 사이클론 집진기와 연결되는 진공펌프;를 포함한다.
실시예에 따른 파우더 제조 및 패키징 시스템은, 상기 제1 호퍼의 내부 공간과 외부 공간을 연결하는 유로를 개폐하는 제1 볼밸브; 및 상기 제2 호퍼의 내부 공간과 외부 공간을 연결하는 유로를 개폐하는 제2 볼밸브;를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 파우더 제조 및 패키징 시스템은, 상기 사이클론 집진기의 내부 공간과 외부 공간을 연결하는 유로를 개폐하는 제3 볼밸브;를 더 포함할 수 있고, 이때, 상기 사이클론 집진기의 게이트는 전자 제어에 의하여 개폐되도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 상기 제1 실린더의 내측면과 상기 드럼의 외측면 사이의 간격 및 상기 제2 실린더의 내측면과 상기 드럼의 외측면 사이 간격은, 5mm 이상 15mm 이하 범위로 구성될 수 있다.
실시예에 따른 파우더 제조 및 패키징 시스템을 이용하면, 고체 물질을 파쇄하여 파우더를 제조하는 공정 및 제조된 파우더를 백에 패키징 공정을 완전 자동화할 수 있다.
실시예에 따른 파우더 제조 및 패키징 시스템은, 그 구조상 운영 과정에서 분진을 발생할 우려가 매우 낮다.
도 1은 실시예에 따른 파우더 제조 및 패키징 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1의 볼밀을 등각투상법으로 나타낸 도면이다.
도 3은 파우더와 에어의 이동 경로를 나타낸다.
도 4는 파우더가 제1 호퍼와 제2 호퍼를 통과하여, 백에 패키징되는 과정을 나타낸다.
도 2는 도 1의 볼밀을 등각투상법으로 나타낸 도면이다.
도 3은 파우더와 에어의 이동 경로를 나타낸다.
도 4는 파우더가 제1 호퍼와 제2 호퍼를 통과하여, 백에 패키징되는 과정을 나타낸다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 파우더 제조 및 패키징 시스템을 구체적으로 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 파우더 제조 및 패키징 시스템(100)[이하 '시스템(100)'이라 한다]을 개략적으로 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 볼밀(110)을 등각투상법으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 볼밀(110), 링커버(120), 제1 실린더(130a), 제2 실린더(130b), 제1 호퍼(140), 제2 호퍼(150), 사이클론 집진기(160), 제1 파이프(170a), 제2 파이프(170b) 및 진공펌프(180)를 포함한다.
볼밀(110)은 스탠드(111), 드럼(112) 및 구동유닛(113)을 구비한다.
스탠드(111)는 지면에 거치되며, 드럼(112)은 스탠드(111)에 수평 회전 가능하게 결합된다. 스탠드(111)는 형태 및 드럼(112)의 크기 등은 제한되지 않는다.
드럼(112)의 허리 부분(길이 방향 중간 부분)에는 소정 크기의 홀(112a)이 형성된다.
구동유닛(113)은 ① 모터, ② 모터의 출력축에 결합되는 풀리, ③ 풀리와 드럼을 감싸는 벨트 등으로 구성될 수 있고[도면에는 세트화된 형태로 도시됨], 드럼(112)에 동력을 가하여, 드럼(112)을 직접적으로 회전시키는 기능을 한다.
볼밀(110)은 고체물질를 분쇄(세립화)하여 파우더(P)를 제조하는 기능을 한다. 볼밀(110)의 세부적인 작동 원리는 주지관용적 사항에 해당하므로, 본 명세서에서는 그 작동 원리에 대한 설명을 생략한다.
링커버(120)는 드럼(112)의 허리 부분을 감싼다(= 에워싼다). 링커버(120)는 스탠드(111)에 구비된 수평 프레임(111a)에 고정 결합될 수 있다. 즉, 드럼(112)이 회전되더라도, 링커버(120)는 회전되지 않는다.
링커버(120)의 상부에는 원료투입부(121)가 형성되고, 링커버(120)의 하부에는 파우더배출부(122)가 형성된다. 파우더배출부(122)는 도면에 도시된 바와 같이, 호퍼 형태로 구성될 수 있다. 또한 링커버(120)는 2개의 파트로 분할 구성될 수 있다.
제1 실린더(130a)는 링커버(120)의 좌측면에 구비된다. 제1 실린더(130a)는 드럼(130)의 허리 부분 좌측 영역을 감싼다.
제2 실린더(130b)는 링커버(120)의 우측면에 구비된다. 제2 실린더(130b)는 드럼(130)의 허리 부분 우측 영역을 감싼다.
제1 실린더(130a)와 제2 실린더(130b)는 링커버(120)에 일체로 구성될 수 있다. 또한 제1 실린더(130a)와 제2 실린더(130b)는 링커버(120)와 마찬가지로, 각기 2개의 파트로 분할 구성될 수 있다.
제1 실린더(130a)와 제2 실린더(130b)는 드럼(112)과 링커버(120) 사이의 틈으로 비산되는 분진을 포집하는 기능을 한다.
① 제1 실린더(130a)의 내측면과 드럼(112)의 외측면 사이의 간격 및 ② 제2 실린더(130b)의 내측면과 드럼(112)의 외측면 사이 간격은, 5mm 이상 15mm 이하 범위일 수 있다. 위 간격들이 5mm 미만일 경우, 포집되는 분진에 의하여 드럼(112)의 회전이 저해될 수 있고, 위 간격들이 15mm 초과할 경우, 실린더(130a, 130b)의 외부로 분진이 비산될 우려가 현격히 높아진다.
제1 호퍼(140)는 볼밀(110)의 인근에 위치된다. 제1 호퍼(140)는 제1 파이프(170a)에 의하여, 링커버(120)의 파우더배출부(122)와 연결된다. 즉, 파우더배출부(122)로 배출된 파우더(P)는 후술되는 진공펌프(180)의 흡입력에 의하여, 제1 파이프(170a)를 통과하여, 제1 호퍼(140)로 이동된다.
제1 호퍼(140)에는 제1 나이프 게이트 밸브(141), 제1 볼밸브(142), 제1 레벨센서(143)가 구비될 수 있다.
제1 나이프 게이트 밸브(141)는 전자 제어에 의하여, 제1 호퍼(140)의 게이트를 개폐하는 기능을 한다.
제1 볼밸브(142)는 제1 호퍼(140)의 내부 공간과 외부 공간을 연결하는 유로를 개폐하는 기능을 한다. 제1 볼밸브(142)는 제1 나이프 게이트 밸브(141)가 개방되기 1 ~ 2초 전에 작동하여, 제1 호퍼(140)의 내부가 진공 상태에서 대기압 상태로 변경되도록 한다.
제1 레벨센서(143)는 제1 호퍼(140)의 내부에 채워지는 파우더(P)의 수위를 감지하는 기능을 한다.
제2 호퍼(150)는 제1 호퍼(140)의 하부에 결합된다. 즉, 제1 호퍼(140)의 게이트로 배출된 파우더(P)는 중력에 의하여, 제2 호퍼(150)로 이동된다.
제2 호퍼(150)에는 제2 나이프 게이트 밸브(151), 제2 볼밸브(152), 제2 레벨센서(153), 백고정유닛(154)이 구비될 수 있다.
제2 나이프 게이트 밸브(151)는 전자 제어에 의하여, 제2 호퍼(150)의 게이트를 개폐하는 기능을 한다.
제2 볼밸브(152)는 제2 호퍼(150)의 내부 공간과 외부 공간을 연결하는 유로를 개폐하는 기능을 한다. 제2 볼밸브(152)는 제2 나이프 게이트 밸브(151)가 개방되기 1 ~ 2초 전에 작동하여, 제2 호퍼(150)의 내부가 진공 상태에서 대기압 상태로 변경되도록 한다.
제2 레벨센서(153)는 제2 호퍼(150)의 내부에 채워지는 파우더(P)의 수위를 감지하는 기능을 한다.
백고정유닛(154)은 제2 호퍼(150)의 하부에 구비되고, 백(B)을 고정하는 기능을 한다.
사이클론 집진기(160)는 제1 호퍼(140)의 인근에 배치된다. 제1 호퍼(140)와 사이클론 집진기(160)의 에어 입구는 제2 파이프(170b)에 의하여 연결된다. 사이클론 집진기(160)의 에어 출구는 진공펌프(180)와 연결된다.
사이클론 집진기(160)는 제1 호퍼(140)에서 넘어온 에어에 함유된 미량의 파우더(P)를 포집하는 기능을 한다.
사이클론 집진기(160)에는 제3 나이프 게이트 밸브(161), 제3 볼밸브(162), 제3 레벨센서(163), 백고정유닛(164)이 구비될 수 있다.
제3 나이프 게이트 밸브(161)는 전자 제어에 의하여, 사이클론 집진기(160)의 게이트를 개폐하는 기능을 한다.
제3 볼밸브(162)는 사이클론 집진기(160)의 내부 공간과 외부 공간을 연결하는 유로를 개폐하는 기능을 한다. 제3 볼밸브(162)는 제3 나이프 게이트 밸브(161)가 개방되기 1 ~ 2초 전에 작동하여, 사이클론 집진기(160)의 내부가 진공 상태에서 대기압 상태로 변경되도록 한다.
제3 레벨센서(163)는 사이클론 집진기(160)의 내부에 채워지는 파우더(P)의 수위를 감지하는 기능을 한다.
백고정유닛(164)은 사이클론 집진기(160)의 하부에 구비되고, 백(B')을 고정하는 기능을 한다.
시스템(100)은 위에 설명된 주요 구성들을 전자적으로 자동 제어하는 제어유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.
도 3은 파우더(실선 화살표)와 에어(점선 화살표)의 이동 경로를 나타내고, 도 4는 파우더(P)가 제1 호퍼(140)와 제2 호퍼(150)를 통과하여, 백(B)에 패키징되는 과정을 나타낸다.
도 3, 도 4를 참조하여, 시스템(100)의 작동을 간략히 설명한다.
제1 나이프 게이트 밸브(141)와 제2 나이프 게이트 밸브(151)가 잠긴 상태에서, 진공펌프(180)가 가동되면, 볼밀(110)에서 제조된 파우더(P)가 진공압에 의하여, 제1 파이프(170a)를 따라 제1 호퍼(140)로 이동된다.
제1 레벨센서(143)에 의하여, 제1 호퍼(140)에 채워진 파우더(P)가 미리 설정된 수위에 도달했음이 확인되면, 제1 볼밸브(142)와 제1 나이프 게이트 밸브(141)가 시간차를 두고 순차적으로 개방되어, 제1 호퍼(140)에 채워진 파우더(P)가 중력에 의하여 제2 호퍼(150)로 이동된다.
계속해서, 제1 볼밸브(142)와 제1 나이프 게이트 밸브(141)가 다시 잠긴 상태에서, 제2 레벨센서(153)에 의하여, 제2 호퍼(150)에 채워진 파우더(P)가 미리 설정된 수위에 도달했음이 확인되면, 제2 볼밸브(152)와 제2 나이프 게이트 밸브(151)가 시간차를 두고 순차적으로 개방되어, 제2 호퍼(150)에 채워진 파우더(P)가 중력에 의하여 백(B)으로 이동된다.
한편 사이클론 집진기(160)로 이동된 일부 파우더(P)[진공펌프(180)로 흡입되는 에어에 미량 함유된 것]는 사이클론 집진기(160)의 내부에서 사이클론 원리에 의하여 포집된 후, 또 다른 백(B')에 패키징될 수 있다.
앞서 설명된 시스템(100)을 이용하면, 고체 물질을 파쇄하여 파우더(P)를 제조하는 공정 및 제조된 파우더(P)를 백(B, B')에 패키징 공정을 완전 자동화할 수 있다.
또한 시스템(100)은, 링커버(120)에 제1 실린더(130a)와 제2 실린더(130b)가 구비되고, 진공압에 의하여 드럼(112) 내부의 파우더(P)가 제1 호퍼(140)로 이동하므로, 운영 과정에서 분진이 발생할 우려가 매우 낮다.
100 : 파우더 제조 및 패키징 시스템
110 : 볼밀
120 : 링커버
130a : 제1 실린더 / 130b : 제2 실린더
140 : 제1 호퍼
150 : 제2 호퍼
160 : 사이클론 집진기
170a : 제1 파이프 / 170b : 제2 파이프
180 : 진공펌프
110 : 볼밀
120 : 링커버
130a : 제1 실린더 / 130b : 제2 실린더
140 : 제1 호퍼
150 : 제2 호퍼
160 : 사이클론 집진기
170a : 제1 파이프 / 170b : 제2 파이프
180 : 진공펌프
Claims (5)
- (a) 스탠드와, (b) 상기 스탠드에 수평 회전 가능하게 구비되고, 허리 부분에 홀이 형성된 드럼과, (c) 상기 드럼에 동력을 제공하는 구동유닛을 구비하는 볼밀;
상기 드럼의 허리 부분을 감싸되 상기 스탠드에 고정되며, 상부에 원료투입부가 형성되고, 하부에 파우더배출부가 형성된 링커버;
상기 링커버에 구비되어, 상기 드럼의 허리 부분 좌측 영역을 감싸는 제1 실린더;
상기 링커버에 구비되어, 상기 드럼의 허리 부분 우측 영역을 감싸는 제2 실린더;
게이트가 전자 제어에 의하여 개폐되는 제1 호퍼;
상기 제1 호퍼에 하방에 결합되고, 게이트가 전자 제어에 의하여 개폐되는 제2 호퍼;
사이클론 집진기;
상기 파우더배출부와 상기 제1 호퍼를 연결하는 제1 파이프;
상기 제1 호퍼와 상기 사이클론 집진기를 연결하는 제2 파이프;
상기 사이클론 집진기와 연결되는 진공펌프; 및
상기 제1 호퍼의 내부 공간과 외부 공간을 연결하는 유로를 개폐하는 제1 볼밸브;를 포함하는, 파우더 제조 및 패키징 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 실린더의 내측면과 상기 드럼의 외측면 사이의 간격 및 상기 제2 실린더의 내측면과 상기 드럼의 외측면 사이 간격은, 5mm 이상 15mm 이하 범위인 것을 특징으로 하는, 파우더 제조 및 패키징 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 호퍼의 내부 공간과 외부 공간을 연결하는 유로를 개폐하는 제2 볼밸브;를 더 포함하는, 파우더 제조 및 패키징 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 사이클론 집진기의 내부 공간과 외부 공간을 연결하는 유로를 개폐하는 제3 볼밸브;를 더 포함하고,
상기 사이클론 집진기의 게이트는 전자 제어에 의하여 개폐되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 파우더 제조 및 패키징 시스템. - 삭제
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