KR102605228B1 - 슬러리 믹서 - Google Patents
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Abstract
슬러리 믹서가 개시된다. 상기 슬러리 믹서는, 개방된 상부를 구비하고 액상 재료와 분말상 재료를 포함하는 슬러리를 수용하도록 구성된 용기와, 상기 용기 상부에 배치된 커버와, 상기 용기 내에 배치되며 상기 슬러리를 교반하기 위한 제1 교반체와, 상기 제1 교반체와 연결되어 상기 커버를 통해 수직 방향으로 연장하는 제1 회전축을 포함하며 상기 제1 교반체를 회전시키기 위한 제1 구동부와, 상기 커버와 상기 제1 회전축 사이를 밀봉하기 위한 제1 밀봉 유닛과, 상기 제1 밀봉 유닛 내에 냉각 매체를 제공하여 상기 제1 밀봉 유닛과 상기 제1 회전축의 온도를 조절하기 위한 온도 조절부를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 슬러리 믹서에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 2차 전지용 전극 형성에 사용되는 슬러리의 제조를 위해 혼합 재료를 분산시켜 균일한 혼합이 이루어지도록 하는 2차 전지 전극용 슬러리 믹서에 관한 것이다.
최근, 2차 전지는 핸드폰, 노트북, 등의 모바일 기기와 전기 자동차 등의 동력으로서 사용되고 있다. 상기 2차 전지에 사용되는 전극은 전극활물질, 도전재, 바인더 및 바인더를 용해시키는 용제 등을 포함하는 전극용 슬러리를 집전체 상에 도포하고 이를 건조시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 전극용 슬러리는 전극활물질, 도전재, 바인더 및 용제 등을 포함하는 액상과 분말상의 혼합 재료를 물리적으로 균일하게 분산시킴으로써 제조될 수 있다. 일 예로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1737756호 및 제10-1981131호에는 상기 전극용 슬러리의 제조를 위한 전지 전극용 슬러리 믹서가 개시되어 있다.
상기 슬러리 믹서는 상기 혼합 재료가 투입되는 용기와, 상기 용기 내에 배치되어 상기 혼합 재료를 교반하기 위한 고속 교반체 및 저속 교반체와, 상기 고속 및 저속 교반체들을 회전시키기 위한 구동부들을 포함할 수 있다. 상기 구동부들은 상기 고속 및 저속 교반체들과 연결되는 회전축들과 상기 회전축들을 감싸도록 구성되는 밀봉 부재들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 슬러리 믹서를 동작시키는 동안 상기 회전축들과 상기 밀봉 부재들 사이의 마찰열에 의해 여러 문제점들이 발생될 수 있다. 특히, 상기 고속 교반체를 회전시키기 위한 회전축과 밀봉 부재 사이의 마찰열에 의해 상기 밀봉 부재가 손상되거나 상기 회전축에 변형이 발생되는 등의 문제점이 발생될 수 있으며, 이를 개선하기 위한 새로운 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예들은 상기 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 구조의 슬러리 믹서를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 슬러리 믹서는, 개방된 상부를 구비하고 액상 재료와 분말상 재료를 포함하는 슬러리를 수용하도록 구성된 용기와, 상기 용기 상부에 배치된 커버와, 상기 용기 내에 배치되며 상기 슬러리를 교반하기 위한 제1 교반체와, 상기 제1 교반체와 연결되어 상기 커버를 통해 수직 방향으로 연장하는 제1 회전축을 포함하며 상기 제1 교반체를 회전시키기 위한 제1 구동부와, 상기 커버와 상기 제1 회전축 사이를 밀봉하기 위한 제1 밀봉 유닛과, 상기 제1 밀봉 유닛 내에 냉각 매체를 제공하여 상기 제1 밀봉 유닛과 상기 제1 회전축의 온도를 조절하기 위한 온도 조절부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 밀봉 유닛은, 상기 제1 회전축을 감싸도록 구성되어 상기 커버의 하부에 장착되는 립씰(Lip-Seal) 하우징과, 상기 제1 회전축과 상기 립씰 하우징 사이에 삽입되는 복수의 립씰들을 포함하며, 상기 온도 조절부는 상기 립씰들 사이에 상기 냉각 매체를 제공할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 구동부는, 상기 제1 회전축과 상기 립씰 하우징 사이에 삽입되며 상기 제1 회전축을 감싸는 원통 형태의 슬리브(Sleeve)를 더 포함하며, 상기 립씰들은 상기 슬리브의 외측면에 접하도록 상기 립씰 하우징과 상기 슬리브 사이에 삽입될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 각각의 상기 립씰들은, 상기 제1 회전축을 감싸는 원형 링 형태의 바디부와, 상기 바디부의 내측에 상기 제1 회전축에 대하여 소정의 경사각을 갖도록 구비되며 상기 슬리브의 외측면에 접촉되는 밀봉면을 갖는 밀봉부를 포함하며, 상기 밀봉면에는 상기 슬리브와의 마찰 면적을 감소시키기 위한 복수의 원형 그루브들(Grooves)이 구비될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 밀봉 유닛은, 상기 립씰들 사이에 배치되며 상기 립씰들 사이의 간격을 유지시키기 위한 적어도 하나의 개스킷(Gasket)을 더 포함하며, 상기 개스킷에는 상기 냉각 매체의 공급을 위한 공급구와 상기 냉각 매체의 배출을 위한 배출구가 구비될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 밀봉 유닛은, 상기 제1 회전축과 상기 립씰 하우징 사이에서 서로 이격되도록 배치되는 세 개의 립씰들과, 상기 립씰들 사이에 배치되는 두 개의 개스킷들을 포함하며, 상기 립씰 하우징에는 상기 개스킷들의 공급구와 연결되는 상기 냉각 매체의 공급 유로와 상기 개스킷들의 배출구와 연결되는 상기 냉각 매체의 배출 유로가 구비될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 밀봉 유닛은, 상기 커버와 상기 립씰 하우징 사이에서 상기 회전축을 감싸도록 배치되는 상부 립씰을 더 포함하며, 상기 립씰 하우징에는, 상기 개스킷의 공급구와 연결되는 상기 냉각 매체의 공급 유로와, 상기 개스킷의 배출구와 연결되는 상기 냉각 매체의 배출 유로와, 상기 공급 유로와 연결되며 상기 상부 립씰의 하부에 상기 냉각 매체를 공급하기 위한 제2 공급 유로와, 상기 배출 유로와 연결되며 상기 상부 립씰의 하부에 공급된 상기 냉각 매체를 배출하기 위한 제2 배출 유로가 구비될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 밀봉 유닛은, 상기 립씰 하우징에 장착되며 상기 립씰들과 상기 적어도 하나의 개스킷을 고정시키기 위한 리테이너(Retainer) 링을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 온도 조절부는, 상기 제1 밀봉 유닛과 상기 제1 회전축 사이의 온도를 측정하기 위한 온도 센서와, 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기초하여 상기 냉각 매체의 공급량을 조절하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 슬러리 믹서는, 상기 용기 내에 배치되며 상기 슬러리를 교반하기 위한 제2 교반체와, 상기 제2 교반체와 연결되어 상기 커버를 통해 수직 방향으로 연장하는 제2 회전축을 포함하며 상기 제2 교반체를 회전시키기 위한 제2 구동부와, 상기 커버와 상기 제2 회전축 사이를 밀봉하기 위한 제2 밀봉 유닛을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 온도 조절부는 상기 제2 밀봉 유닛 내에 상기 냉각 매체를 제공하여 상기 제2 밀봉 유닛과 상기 제2 회전축의 온도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 온도 조절부는, 상기 제1 밀봉 유닛과 상기 제1 회전축 사이의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서와, 상기 제2 밀봉 유닛과 상기 제2 회전축 사이의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서와, 상기 제1 및 제2 온도 센서들에 의해 측정된 온도 정보에 기초하여 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들에 제공되는 상기 냉각 매체의 공급량을 각각 조절하기 위한 제어 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 슬러리 믹서는, 상기 용기 내에 배치되며 상기 슬러리를 교반하기 위한 제3 교반체와, 상기 제3 교반체와 연결되고 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축 사이에서 상기 커버를 통해 수직 방향으로 연장하는 제3 회전축을 포함하며 상기 제3 교반체를 회전시키기 위한 제3 구동부와, 상기 커버와 상기 제3 회전축 사이를 밀봉하기 위한 제3 밀봉 유닛을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 구동부들은 상기 제1 및 제2 교반체들을 동일한 속도로 회전시키고, 상기 제3 구동부는 상기 제1 및 제2 교반체들보다 저속으로 상기 제3 교반체를 회전시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 온도 조절부는 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들로 상기 냉각 매체를 제공함으로써 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들과 상기 제1 및 제2 회전축들의 온도를 적정 수준으로 제어할 수 있다. 특히, 상기 온도 조절부는 상기 제1 및 제2 온도 센서들에 의해 측정된 온도 정보에 기초하여 상기 냉각 매체의 공급량을 조절할 수 있으며, 이를 통해 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들의 수명을 연장시키고 상기 제1 및 제2 회전축들의 변형을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 믹서를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 온도 조절부를 설명하기 위한 개략적인 확대 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 온도 조절부를 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 밀봉 유닛을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제1 밀봉 유닛으로 제공되는 공기의 흐름을 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 립씰들을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 립씰들을 설명하기 위한 개략적인 부분 확대 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 온도 조절부를 설명하기 위한 개략적인 확대 측면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 온도 조절부를 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 밀봉 유닛을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 제1 밀봉 유닛으로 제공되는 공기의 흐름을 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 립씰들을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 7은 도 4에 도시된 립씰들을 설명하기 위한 개략적인 부분 확대 평면도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 믹서를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 믹서(100)는 액상 재료와 분말상 재료를 포함하는 혼합 재료를 교반하여 상기 액상 재료와 분말상 재료가 균일하게 혼합된 슬러리(미도시)를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 믹서(100)는 2차 전지 전극용 슬러리의 제조를 위해 사용될 수 있으며, 전극활물질, 도전재, 바인더 및 용제 등을 포함하는 액상과 분말상의 혼합 재료를 균일하게 혼합하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 믹서(100)는, 개방된 상부를 구비하고 액상 재료와 분말상 재료를 포함하는 슬러리를 수용하도록 구성된 용기(100)와, 상기 용기(100) 상부에 배치된 커버(120)와, 상기 용기(110) 내에 배치되며 상기 슬러리를 교반하기 위한 제1 교반체(130)와, 상기 제1 교반체(130)와 연결되어 상기 커버(120)를 통해 수직 방향으로 연장하는 제1 회전축(142)을 포함하며 상기 제1 교반체(130)를 회전시키기 위한 제1 구동부(140)와, 상기 커버(120)와 상기 제1 회전축(142) 사이를 밀봉하기 위한 제1 밀봉 유닛(210)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 슬러리 믹서(100)는 하부 프레임(102)과 상부 프레임(104) 그리고 상기 하부 및 상부 프레임들(102, 104) 사이에서 상기 상부 프레임(104)을 지지하기 위한 복수의 기둥들(106)을 포함할 수 있으며, 상기 커버(120)는 상기 상부 프레임(104)의 하부에 장착될 수 있다. 상기 상부 프레임(104) 상에는 상기 제1 구동부(140)가 장착될 수 있으며, 상기 제1 구동부(140)는 제1 구동 모터(144)와 제1 동력 전달 유닛(146)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 제1 동력 전달 유닛(146)은 체인(Chain)과 스프로킷들(Sprockets)을 이용하여 상기 제1 구동 모터(144)와 상기 제1 회전축(142) 사이를 연결할 수 있다.
상기 커버(120)의 측면 부위에는 상기 액상 및 분말상 재료들을 상기 용기(110) 내부로 투입하기 위한 복수의 투입구들(122)이 구비될 수 있으며, 상기 용기(110)의 하부에는 교반된 슬러리를 배출시키기 위한 배출 밸브(112)가 구비될 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 슬러리 믹서(100)는 상기 용기(110)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 수직 구동부는 유압 실린더를 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 용기(110)가 상기 커버(120)에 의해 닫히도록 상기 용기(110)를 상승시킬 수 있고, 아울러 상기 용기(110)가 개방되도록 상기 용기(110)를 하강시킬 수 있다.
상기 커버(120)에는 상기 제1 회전축(142)을 회전 가능하도록 지지하는 베어링들이 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 커버(120)에는 상부 베어링들과 하부 베어링들이 장착될 수 있으며, 상기 제1 회전축(142)은 상기 상부 및 하부 베어링들을 통해 수직 방향으로 연장할 수 있다. 일 예로서, 상기 커버(120)는 상기 하부 베어링들을 장착하기 위한 제1 베어링 하우징(124)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 베어링 하우징(124)은 상기 커버(120)의 하부에 장착될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 베어링 하우징(124)은 원통 형태를 가질 수 있으며, 상기 제1 베어링 하우징(124) 내에 상기 하부 베어링들이 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 슬러리 믹서(100)는, 상기 용기(110) 내에 배치되며 상기 슬러리를 교반하기 위한 제2 교반체(150)와, 상기 제2 교반체(150)와 연결되어 상기 커버(120)를 통해 수직 방향으로 연장하는 제2 회전축(162)을 포함하며 상기 제2 교반체(150)를 회전시키기 위한 제2 구동부(160)와, 상기 커버(120)와 상기 제2 회전축(162) 사이를 밀봉하기 위한 제2 밀봉 유닛(280)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 슬러리 믹서(100)는, 상기 용기(110) 내에 배치되며 상기 슬러리를 교반하기 위한 제3 교반체(170)와, 상기 제3 교반체(170)와 연결되고 상기 제1 회전축(142)과 상기 제2 회전축(162) 사이에서 상기 커버(120)를 통해 수직 방향으로 연장하는 제3 회전축(182)을 포함하며 상기 제3 교반체(170)를 회전시키기 위한 제3 구동부(180)와, 상기 커버(120)와 상기 제3 회전축(182) 사이를 밀봉하기 위한 제3 밀봉 유닛을 포함할 수 있다.
특히, 상기 제1 및 제2 구동부들(140, 160)은 상기 제1 및 제2 교반체들(130, 150)을 동일한 속도로 회전시킬 수 있으며, 상기 제3 구동부(180)는 상기 제1 및 제2 교반체들(130, 150)보다 저속으로 상기 제3 교반체(170)를 회전시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 교반체들(130, 150)은 고속 교반체들로서 기능할 수 있으며, 상기 제3 교반체(170)는 저속 교반체로서 기능할 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 제1 및 제2 교반체들(130, 150) 각각은 회전판과 상기 회전판에 장착된 교반봉들을 포함할 수 있으며 서로 동일한 구조를 가질 수 있다. 아울러, 도시된 바에 의하면, 상기 제1 회전축(142)과 제2 회전축(162) 각각에 2개의 제1 교반체들(130)과 2개의 제2 교반체들(150)이 장착되고 있으나, 상기 제1 및 제2 교반체들(130, 150)의 개수는 변경될 수 있으므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다. 상기 제3 교반체(170)는 상기 용기(110)의 저면과 상기 용기(110)의 내부 측면을 따라 연장하는 복수의 블레이드들(172)을 포함할 수 있으며, 저속 회전을 통해 상기 슬러리를 교반함과 동시에 상기 용기(110)의 저면 및 내부 측면 상에 분말상 재료가 부착되지 않도록 할 수 있다.
상기 커버(120)에는 상기 제2 및 제3 회전축들(162, 182)을 회전 가능하도록 지지하는 베어링들이 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 커버(120)에는 상기 제2 및 제3 회전축들(162, 182)을 회전 가능하도록 지지하는 상부 베어링들과 하부 베어링들이 장착될 수 있다. 특히, 상기 커버(120)는 하부 베어링들이 구비된 제2 베어링 하우징(126)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 회전축(162)은 상기 제2 베어링 하우징(126)을 통해 수직 방향으로 연장할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 베어링 하우징(126)은 상기 제1 베어링 하우징(124)과 동일하게 구성될 수 있다. 아울러, 상기 제3 회전축(182)은 상기 커버(120)의 중심 부위를 관통하여 수직 방향으로 연장할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 회전축들(142, 162)은 상기 제3 회전축(182)의 양측에 각각 배치될 수 있다.
상기 제2 구동부(160)는 상기 상부 프레임(104) 상에 배치될 수 있으며 상기 제1 구동부(140)와 동일하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 구동부(160)는 제2 구동 모터(164)와 제2 동력 전달 유닛(166)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 동력 전달 유닛(166)은 체인과 스프로킷들을 이용하여 상기 제2 구동 모터(164)와 상기 제2 회전축(162) 사이를 연결할 수 있다. 상기 제3 구동부(180)는 상기 상부 프레임(104)의 중앙 부위 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 제3 구동부(180)는 제3 구동 모터(184)와 상기 제3 교반체(170)를 저속으로 회전시키기 위한 감속기(186)를 포함할 수 있으며, 동력 전달용 커플링을 통해 상기 제3 회전축(182)과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 슬러리 믹서(100)는 상기 제1 밀봉 유닛(210) 내에 냉각 매체를 제공하여 상기 제1 밀봉 유닛(210)과 상기 제1 회전축(142)의 온도를 조절하기 위한 온도 조절부(190)를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 온도 조절부(190)는 상기 제2 밀봉 유닛(280) 내에 상기 냉각 매체를 제공하여 상기 제2 밀봉 유닛(280)과 상기 제2 회전축(162)의 온도를 조절할 수 있다. 일 예로서, 상기 냉각 매체로는 공기가 사용될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들(210, 280)에 공급된 후 외부로 배출될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 온도 조절부를 설명하기 위한 개략적인 확대 측면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 온도 조절부를 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 온도 조절부(190)는, 상기 냉각 매체를 공급하기 위한 냉각 매체 공급 유닛(192)과 상기 냉각 매체의 공급량을 조절하기 위한 제어 유닛(194)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 온도 조절부(190)는 상기 제1 밀봉 유닛(210)과 상기 제1 회전축(142) 사이의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서(196) 및 상기 제2 밀봉 유닛(280)과 상기 제2 회전축(162) 사이의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서(198)를 포함할 수 있으며, 상기 제어 유닛(194)은 상기 제1 및 제2 온도 센서들(196, 198)에 의해 측정된 온도 정보에 기초하여 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들(210, 280)에 제공되는 상기 냉각 매체의 공급량을 각각 조절할 수 있다. 일 예로서, 상기 제1 및 제2 온도 센서들(196, 198)로는 적외선 온도 센서가 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 냉각 매체 공급 유닛(192)은, 상세히 도시되지는 않았으나, 공기의 압축을 위한 펌프와, 상기 펌프에 의해 압축된 공기를 저장하기 위한 공기 탱크와, 상기 공기 탱크로부터 제공되는 공기로부터 불순물을 제거하기 위한 필터, 등을 포함할 수 있으며, 상기 제어 유닛(194)은 상기 공기의 유량을 조절하기 위한 유량 제어 밸브를 포함할 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 밀봉 유닛을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 제1 밀봉 유닛으로 제공되는 공기의 흐름을 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 밀봉 유닛(210)은, 상기 제1 회전축(142)을 감싸도록 구성되어 상기 커버(120)의 하부에 장착되는 립씰 하우징(220)과, 상기 제1 회전축(142)과 상기 립씰 하우징(220) 사이에 삽입되는 복수의 립씰들(240)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 립씰 하우징(220)은 상기 제1 베어링 하우징(124)의 하부에 복수의 체결 부재들에 의해 결합될 수 있으며, 상기 제1 회전축(142)을 통과시키기 위한 관통공을 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 구동부(140)는, 상기 제1 회전축(142)과 상기 립씰 하우징(220) 사이에 삽입되며 상기 제1 회전축(142)을 감싸는 원통 형태의 슬리브(148)를 포함할 수 있으며, 상기 립씰들(240)은 상기 슬리브(148)의 외측면에 접하도록 상기 립씰 하우징(220)과 상기 슬리브(148) 사이에 삽입될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 베어링 하우징(124)과 상기 립씰 하우징(220) 사이 그리고 상기 제1 회전축(142)과 상기 슬리브(148) 사이에는 오링과 같은 밀봉 부재들이 개재될 수 있다. 한편, 상기 슬리브(148)는 상기 제1 회전축(142)의 변형을 방지하고 유지보수를 용이하게 하기 위한 것으로, 상기 슬리브(148)가 사용되지 않는 경우 상기 립씰들(240)은 상기 제1 회전축(142)의 외측면에 직접 접하도록 배치될 수도 있다.
도 6은 도 4에 도시된 립씰들을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이고, 도 7은 도 4에 도시된 립씰들을 설명하기 위한 개략적인 부분 확대 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 립씰들(240)은 상기 제1 회전축(142)을 감싸는 원형 링 형태의 바디부(242)와, 상기 제1 회전축(142)에 대하여 소정의 경사각을 갖도록 상기 바디부(242)의 내측에 구비되며 상기 슬리브(148)의 외측면에 접촉되는 밀봉면(246)을 갖는 밀봉부(244)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 립씰들(240)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 이루어질 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 밀봉면(246)에는 상기 슬리브(148)와의 마찰 면적을 감소시키기 위한 복수의 원형 그루브들(248)이 구비될 수 있다. 상기 원형 그루브들(248)은 상기 밀봉면(246)이 상기 슬리브(148)의 외측면에 충분히 밀착될 수 있도록 상기 밀봉부(244)에 소정의 탄성을 제공할 수 있으며, 아울러 상기 슬리브(148)와의 마찰 면적을 감소시킴으로써 상기 제1 회전축(142)이 고속으로 회전하는 동안 마찰열의 발생을 감소시킬 수 있다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제1 밀봉 유닛(210)은 상기 립씰들(240) 사이에 배치되어 상기 립씰들(240) 사이의 간격을 유지시키기 위한 적어도 하나의 개스킷(250)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 개스킷(250)은 원형 링 형태를 가질 수 있으며, 상기 냉각 매체의 공급을 위한 공급구(252)와 상기 냉각 매체의 배출을 위한 배출구(254)를 구비할 수 있다. 또한, 예를 들면, 상기 슬리브(148)와 상기 립씰 하우징(220) 사이에는 서로 이격되도록 3개의 립씰들(240)이 삽입될 수 있으며, 상기 립씰들(240) 사이에 2개의 개스킷들(250)이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 온도 조절부(190)는 상기 립씰들(240) 사이에 상기 냉각 매체를 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 온도 조절부(190)는 상기 개스킷들(250)의 공급구(252)를 통해 상기 슬리브(148)의 외측 표면을 향해 상기 냉각 매체를 공급할 수 있으며, 상기 공급된 냉각 매체는 상기 개스킷들(250)의 배출구(254)를 통해 배출될 수 있다. 이 경우, 상기 개스킷들(250)의 공급구(252)와 상기 배출구(254)는 상기 제1 회전축(142)을 기준으로 서로 반대 방향에 구비될 수 있으며, 이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 공급구(252)를 통해 공급된 상기 냉각 매체는 상기 슬리브(148)의 외측 표면을 따라 원주 방향으로 흐를 수 있으며 상기 배출구(254)를 통해 배출될 수 있다. 즉, 상기 냉각 매체는 상기 개스킷들(250)의 공급구(252)를 통해 상기 립씰들(240)과 상기 개스킷들(250) 및 상기 슬리브(148)의 외측 표면 사이의 갭들로 제공된 후, 상기 갭들을 통해 상기 개스킷들(250)의 배출구(254)를 향해 흐르며, 이어서 상기 개스킷들(250)의 배출구(254)를 통해 배출될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 립씰 하우징(220)에는 상기 개스킷들(250)의 공급구(252)와 연결되는 상기 냉각 매체의 공급 유로(222)와, 상기 개스킷들(250)의 배출구(254)와 연결되는 상기 냉각 매체의 배출 유로(224)가 구비될 수 있다. 특히, 상기와 같이 2개의 개스킷들(250)이 사용되는 경우, 상기 립씰 하우징(220)에는 상기 개스킷들(250)의 공급구들(252)과 상기 공급 유로(222)를 연결하기 위한 제1 연결홈(226)과, 상기 개스킷들(250)의 배출구들(254)과 상기 배출 유로(224)를 연결하기 위한 제2 연결홈(228)이 구비될 수 있다. 그러나, 상기와 다르게, 도시되지는 않았으나, 상기 립씰 하우징(220)에는 상기 개스킷들(250)의 공급구들(252)과 각각 연결되는 2개의 공급 유로들과, 상기 개스킷들(250)의 배출구들(254)과 각각 연결되는 2개의 배출 유로들이 구비될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 밀봉 유닛(210)은 상기 커버(120)와 상기 립씰 하우징(220) 사이에서 상기 제1 회전축(142)을 감싸도록 배치되는 상부 립씰(260)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 립씰 하우징(220)에는 상기 공급 유로(222)와 연결되며 상기 상부 립씰(260)의 하부에 상기 냉각 매체를 공급하기 위한 제2 공급 유로(230)와, 상기 배출 유로(224)와 연결되며 상기 상부 립씰(260)의 하부에 공급된 상기 냉각 매체를 배출하기 위한 제2 배출 유로(232)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 냉각 매체는 상기 제2 공급 유로(230)를 통해 상기 상부 립씰(260) 아래의 상기 립씰 하우징(220)과 상기 슬리브(148) 사이의 갭으로 공급될 수 있으며, 상기 슬리브(148)의 외측 표면을 따라 흐른 후 상기 제2 배출 유로(232)를 통해 배출될 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 밀봉 유닛(210)은 상기 립씰들(240)과 상기 개스킷들(250)을 고정시키기 위한 원형 링 형태의 리테이너 링(270)을 포함할 수 있다. 상기 리테이너 링(270)은 복수의 체결 부재들에 의해 상기 립씰 하우징(220)의 하부에 장착될 수 있으며, 상기 제1 회전축(142)과 상기 슬리브(148)는 상기 리테이너 링(270)을 통해 수직 방향으로 연장할 수 있다.
또 한편으로, 상기 제2 밀봉 유닛(280)은 상기 제1 밀봉 유닛(210)과 동일한 구성을 가질 수 있으며, 상기 냉각 매체는 상기 제1 밀봉 유닛(210)의 경우와 동일한 방법으로 상기 제2 밀봉 유닛(280)에 제공될 수 있다. 이를 위하여, 상기 온도 조절부(190)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제어 유닛(194)으로부터 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들(210, 280)로 상기 냉각 매체를 공급하기 위한 공급 배관(200)과, 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들(210, 280)로부터 상기 냉각 매체를 배출하기 위한 배출 배관(202)을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 온도 조절부(190)는 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들(210, 280)로 상기 냉각 매체를 제공함으로써 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들(210, 280)과 상기 제1 및 제2 회전축들(142, 162)의 온도를 적정 수준으로 제어할 수 있다. 특히, 상기 온도 조절부(190)는 상기 제1 및 제2 온도 센서들(196, 198)에 의해 측정된 온도 정보에 기초하여 상기 냉각 매체의 공급량을 조절할 수 있으며, 이를 통해 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들(210, 280)의 수명을 연장시키고 상기 제1 및 제2 회전축들(142, 162)의 변형을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 슬러리 믹서 110 : 용기
120 : 커버 122 : 투입구
124 : 제1 베어링 하우징 126 : 제2 베어링 하우징
130 : 제1 교반체 140 : 제1 구동부
142 : 제1 회전축 150 : 제2 교반체
160 : 제2 구동부 162 : 제2 회전축
170 : 제3 교반체 180 : 제3 구동부
182 : 제3 회전축 190 : 온도 조절부
192 : 냉각 매체 공급 유닛 194 : 제어 유닛
196 : 제1 온도 센서 198 : 제2 온도 센서
200 : 공급 배관 202 : 배출 배관
210 : 제1 밀봉 유닛 220 : 립씰 하우징
222 : 공급 유로 224 : 배출 유로
226 : 제1 연결홈 228 : 제2 연결홈
230 : 제2 공급 유로 232 : 제2 배출 유로
240 : 립씰 242 : 바디부
244 : 밀봉부 246 : 밀봉면
248 : 그루브 250 : 개스킷
252 : 공급구 254 : 배출구
260 : 상부 립씰 270 : 리테이너 링
280 : 제2 밀봉 유닛
120 : 커버 122 : 투입구
124 : 제1 베어링 하우징 126 : 제2 베어링 하우징
130 : 제1 교반체 140 : 제1 구동부
142 : 제1 회전축 150 : 제2 교반체
160 : 제2 구동부 162 : 제2 회전축
170 : 제3 교반체 180 : 제3 구동부
182 : 제3 회전축 190 : 온도 조절부
192 : 냉각 매체 공급 유닛 194 : 제어 유닛
196 : 제1 온도 센서 198 : 제2 온도 센서
200 : 공급 배관 202 : 배출 배관
210 : 제1 밀봉 유닛 220 : 립씰 하우징
222 : 공급 유로 224 : 배출 유로
226 : 제1 연결홈 228 : 제2 연결홈
230 : 제2 공급 유로 232 : 제2 배출 유로
240 : 립씰 242 : 바디부
244 : 밀봉부 246 : 밀봉면
248 : 그루브 250 : 개스킷
252 : 공급구 254 : 배출구
260 : 상부 립씰 270 : 리테이너 링
280 : 제2 밀봉 유닛
Claims (12)
- 개방된 상부를 구비하고 액상 재료와 분말상 재료를 포함하는 슬러리를 수용하도록 구성된 용기;
상기 용기 상부에 배치된 커버;
상기 용기 내에 배치되며 상기 슬러리를 교반하기 위한 제1 교반체;
상기 제1 교반체와 연결되어 상기 커버를 통해 수직 방향으로 연장하는 제1 회전축 및 상기 제1 회전축을 감싸는 원통 형태의 슬리브를 포함하며 상기 제1 교반체를 회전시키기 위한 제1 구동부;
상기 커버와 상기 제1 회전축 사이를 밀봉하기 위한 제1 밀봉 유닛; 및
상기 제1 밀봉 유닛 내에 냉각 매체를 제공하여 상기 제1 밀봉 유닛과 상기 제1 회전축의 온도를 조절하기 위한 온도 조절부를 포함하되,
상기 제1 밀봉 유닛은, 상기 슬리브를 감싸도록 구성되어 상기 커버의 하부에 장착되는 립씰 하우징과, 상기 슬리브의 외측면에 접하도록 상기 슬리브와 상기 립씰 하우징 사이에 삽입되는 복수의 립씰들을 포함하고,
상기 온도 조절부는 상기 립씰들 사이에 상기 냉각 매체를 제공하며,
각각의 상기 립씰들은, 상기 슬리브를 감싸는 원형 링 형태의 바디부와, 상기 제1 회전축에 대하여 소정의 경사각을 갖도록 상기 바디부의 내측에 구비되며 상기 슬리브의 외측면에 접촉되는 밀봉면을 갖는 밀봉부를 포함하고,
상기 밀봉면에는 상기 슬리브와의 마찰 면적을 감소시키기 위한 복수의 원형 그루브들이 구비되는 것을 특징으로 하는 슬러리 믹서. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제1 밀봉 유닛은,
상기 립씰들 사이에 배치되며 상기 립씰들 사이의 간격을 유지시키기 위한 적어도 하나의 개스킷을 더 포함하며,
상기 개스킷에는 상기 냉각 매체의 공급을 위한 공급구와 상기 냉각 매체의 배출을 위한 배출구가 구비되는 것을 특징으로 하는 슬러리 믹서. - 제5항에 있어서, 상기 제1 밀봉 유닛은,
상기 슬리브와 상기 립씰 하우징 사이에서 서로 이격되도록 배치되는 세 개의 립씰들과,
상기 립씰들 사이에 배치되는 두 개의 개스킷들을 포함하며,
상기 립씰 하우징에는 상기 개스킷들의 공급구와 연결되는 상기 냉각 매체의 공급 유로와 상기 개스킷들의 배출구와 연결되는 상기 냉각 매체의 배출 유로가 구비되는 것을 특징으로 하는 슬러리 믹서. - 제5항에 있어서, 상기 제1 밀봉 유닛은,
상기 커버와 상기 립씰 하우징 사이에서 상기 슬리브를 감싸도록 배치되는 상부 립씰을 더 포함하며,
상기 립씰 하우징에는,
상기 개스킷의 공급구와 연결되는 상기 냉각 매체의 공급 유로와,
상기 개스킷의 배출구와 연결되는 상기 냉각 매체의 배출 유로와,
상기 공급 유로와 연결되며 상기 상부 립씰의 하부에 상기 냉각 매체를 공급하기 위한 제2 공급 유로와,
상기 배출 유로와 연결되며 상기 상부 립씰의 하부에 공급된 상기 냉각 매체를 배출하기 위한 제2 배출 유로가 구비되는 것을 특징으로 하는 슬러리 믹서. - 제5항에 있어서, 상기 제1 밀봉 유닛은,
상기 립씰 하우징에 장착되며 상기 립씰들과 상기 적어도 하나의 개스킷을 고정시키기 위한 리테이너 링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 믹서. - 제1항에 있어서, 상기 온도 조절부는,
상기 제1 밀봉 유닛과 상기 제1 회전축 사이의 온도를 측정하기 위한 온도 센서와,
상기 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기초하여 상기 냉각 매체의 공급량을 조절하기 위한 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 믹서. - 제1항에 있어서, 상기 용기 내에 배치되며 상기 슬러리를 교반하기 위한 제2 교반체와,
상기 제2 교반체와 연결되어 상기 커버를 통해 수직 방향으로 연장하는 제2 회전축을 포함하며 상기 제2 교반체를 회전시키기 위한 제2 구동부와,
상기 커버와 상기 제2 회전축 사이를 밀봉하기 위한 제2 밀봉 유닛을 더 포함하며,
상기 온도 조절부는 상기 제2 밀봉 유닛 내에 상기 냉각 매체를 제공하여 상기 제2 밀봉 유닛과 상기 제2 회전축의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 슬러리 믹서. - 제10항에 있어서, 상기 온도 조절부는,
상기 제1 밀봉 유닛과 상기 제1 회전축 사이의 온도를 측정하기 위한 제1 온도 센서와,
상기 제2 밀봉 유닛과 상기 제2 회전축 사이의 온도를 측정하기 위한 제2 온도 센서와,
상기 제1 및 제2 온도 센서들에 의해 측정된 온도 정보에 기초하여 상기 제1 및 제2 밀봉 유닛들에 제공되는 상기 냉각 매체의 공급량을 각각 조절하기 위한 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬러리 믹서. - 제10항에 있어서, 상기 용기 내에 배치되며 상기 슬러리를 교반하기 위한 제3 교반체와,
상기 제3 교반체와 연결되고 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축 사이에서 상기 커버를 통해 수직 방향으로 연장하는 제3 회전축을 포함하며 상기 제3 교반체를 회전시키기 위한 제3 구동부와,
상기 커버와 상기 제3 회전축 사이를 밀봉하기 위한 제3 밀봉 유닛을 더 포함하며,
상기 제1 및 제2 구동부들은 상기 제1 및 제2 교반체들을 동일한 속도로 회전시키고,
상기 제3 구동부는 상기 제1 및 제2 교반체들보다 저속으로 상기 제3 교반체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 슬러리 믹서.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220145809A KR102605228B1 (ko) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | 슬러리 믹서 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020220145809A KR102605228B1 (ko) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | 슬러리 믹서 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102605228B1 true KR102605228B1 (ko) | 2023-11-27 |
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ID=88967888
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| KR1020220145809A KR102605228B1 (ko) | 2022-11-04 | 2022-11-04 | 슬러리 믹서 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102605228B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2022
- 2022-11-04 KR KR1020220145809A patent/KR102605228B1/ko active IP Right Grant
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