KR20000070365A - 벌크제품의 입자크기 감소방법과 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벌크물질의 분쇄방법과 장치에 관한 것이다. 충격장치(5)를 갖는 로타(4)가 상기 장치의 분쇄챔버내에 배치되고 표면(6a)에 수 개의 편향요소(7, 9)를 갖는 망체(6)로 둘러싸여 있다. 제분방법은 맥동운동이 특징으로, 충격장치에 공급되고 이로부터 밀려나는 방향이 교대로 이루어져 전체흐름으로부터 미세입자가 분리된다.

Description

벌크제품의 입자크기 감소방법과 장치 {METHODD AND DEVICE FOR REDUCING THE PARTICLESIZE OF BULK PRODUCTS}

대다수의 제분장치는 망체에 의하여 전주연 또는 그 일부분이 둘러싸여 있고 충격장치를 갖는 로타가 하우징내에 배치되어 있는 것이 알려져 있다. 이들 제분장치에 있어서, 물질이 작동영역, 즉 충격장치와 로타를 둘러싸고 있는 챔버의 내면(망체, 충격배플)사이의 영역으로 공급되고 여기에서 크기감소가 이루어진다. 충격장치는 크기 감소물질의 층에 직접 이동하므로 마찰원리에 의하여 제분이 이루어진다. 이는 입자의 지나친 크기감소가 이루어지고 에너지소모가 크며 충격장치와 로타의 집중적인 마모가 이루어지도록 한다.

상기 언급된 장치의 하나가 독일특허 DE 1 250 721로부터 알려져 있다. 이 특허문헌에는 회전충격 부재가 망체판사이의 망체케이지에 배열된 마찰턱 또는 충격턱과 함께 작용하는 충격제분기가 기술되어 있다. 이러한 특허문헌에 기술된 제분기에 도 4에 따른 실시형태가 이중암의 충격크로스와 3개의 마찰턱이 결합되어 사용되는 경우 특히 에너지의 소모가 크다.

영국특허 GB 1 411 085호에는 로타의 단부가 특별한 원추형의 형태로 되어 있어 제분기의 제분챔버로 공급되는 물질의 흐름이 영향을 받게되는 충격제분기가 기술되어 있다. 이와 같이 하므로서 로타의 지나친 마모를 줄일 수 있다.

본 발명은 혼합사료 제조분야 또는 제분분야에서 사용되는 곡물과 같은 벌크 물질의 크기를 감소시키기 위한 방법과 장치에 관한 것이다.

도 1은 충격제분기의 종단면도.

도 2와 도 2a는 방사상으로 배열된 편향요소를 이용한 제분기의 측단면도.

도 3은 상이한 통공구간을 갖는 망체의 평면도.

도 4는 조절형 편향요소를 갖는 제분기의 측단면도.

도 5는 조절형 편향요소와 망체의 부분상세도.

본 발명의 목적은 제분중에 에너지의 소모를 줄이고 완성된 제품의 입자화의 균일도를 높이며 작동부품과 망체의 수명을 연장시키는데 있다.

본 발명에 따른 장치는 유입구와 유출구를 갖는 하우징, 충격로타와, 수 개의 편향요소를 가지고 충격로타를 둘러싸고 있는 망체로 구성된다. 망체의 주연에서 편향판이 충격장치로부터 동일한 거리 또는 상이한 거리를 두고 배치된다. 편향요소의 표면은 평활하고 반경에 대하여 20°- 80°의 경사각도를 가지며, 이들은 제분되는 곡물의 직경보다 작은 최소거리에서 로타로부터 간격을 두고 있다.

편향요소는 반경에 대하여 이들이 경사진 상태로 회전토록 배치된다. 즉, 이들은 상기 망체의 표면의 방향 또는 그 반대방향으로 망체표면의 피봇트를 중심으로 하여 회전한다.

우선실시형태에 따라서, 편향요소는 방사상으로 배열되어 측변부가 망체를 향하는 삼각기둥의 형태를 이룬다.

편향요소는 망체의 주연을 따라 조절가능하다.망체의 주연을 따라 편향요소를 활동시킬 수 있게 함으로서 이미 마모된 망체부분이 덮일 수 있도록 하여 작동중 망체의 균일한 마모가 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

상이한 통공부분이 교대로 배열된 망체를 이용할 때 망체의 동일한 통공부분을 덮도록 망체의 표면을 따라 삼각기둥형 작동요소를 활동시킬 수 있다. 이와 같이 함으로서 완성제품의 입자크기를 사전에 결정할 수 있다.

이상의 장치에서 제분 또는 크기감소는 편향요소와 로타의 충격장치 사이의 작동영역에서 이루어진다. 이는 소위 충격원리에 기초한 것이다. 충격장치에 대하여 공급되는 제품의 흐름은 낙하하는 제품이 단일의 충격을 받게된다. 이와 같이 하므로서 입자흐름은 거친 입자와 미세입자로 분리된다. 거친 입자는 운동에너지가 커서 직접 다음 충격장치로 날아간다. 반대로 미세입자는 운동에너지가 작고 로타에 의하여 발생된 공기의 흐름에 의하여 영향을 받아 상기 로타의 주위로 날아들고 통공이 형성된 챔버표면을 따라 계속 이동하여 챔버를 벗어난다. 이와 같이 하여 미세입자는 로타의 다음 충격장치에 충돌함이 없이 분리된다. 이는 제품이 분쇄챔버에 공급된 후 제품의 흐름에 맥동특성을 부여하여 충격장치로의 공급과 이로부터의 급송이 다수회 교대로 이루어진다.

더욱이, 공정의 효율은 물질이 로타에 대하여 어떠한 각도로 공급되는 경우 증가된다. 이러한 각도는 반경에 대하여 20°- 80°의 범위에서 변화한다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1의 충격제분기는 유입구(2)와 유출구(3)를 갖는 하우징(1)으로 구성된다. 충격장치(5)를 갖는 로타(4)가 하우징(1)내에 수용되어 있다. 로타는 망체(6)로 둘러싸여 있으며 그 표면(6a)에는 삼각형 단면인 수개의 편향요소(7)(9)가 배열되어 있다. 그 주면에서 망체(6)는 편향요소(7)(9)에 의하여 망체구간으로 나누어지고 이들 편향요소는 망체로부터 로타를 향하여 내측으로 향하고 로타의 회전방향으로 경사진 평활작동면으로 구성된다. 이 경우에 있어서, 경사각도 α는 반경에 대하여 20°- 80°의 범위이며 충격장치(5)의 단부와 편향요소(7)(9)사이의 거리 h는 초기 공급제품의 입경보다 작다.

도 2와 도 2a는 망체(6) 또는 그 표면(6a)에 대하여 내향된 삼각기둥을 형성하는 측변부를 갖는 편향요소(9)의 방사상 구조를 보인 것이다.

도 3은 상이한 통공을 갖는 구간 A와 B로 구성되고 삼각기둥이 동일통공구간을 덮고 있다.

도4는 편향요소(7)의 조절구성을 보이고 있으며, 도 5는 망체의 표면(6a)에 배치된 피봇트(80)를 중심으로 하여 망체에 대하여 편향요소(7)가 회전하는 것을 보이고 있다.

망체(6)의 주면을 따라서 편향요소(7)(9)는 특히 도 2a와는 다르게 링(10)에서 활동가능하게 배치되어 있다.

제분기의 작동은 다음과 같다.

초기제품(크기가 감소되지 않은 곡물)이 유입구(2)를 통하여 양측으로부터 로타(4)에 공급되며, 원심력의 결과로 곡선형의 로타경로에서 망체의 표면(6a) 또는 연속된 두 편향요소(7)(9)에 의하여 한정된 망체의 구간 S(도 2 참조)으로 이동된다. 로타(4)내에서 초기 제품은 충격장치(5)에 노출되어 부분적으로 크기가 감소될 것이다. 도 4에서 망체(6)을 따른 이러한 운동중에 제품은 편향요소(7)의 평활한 경사면에 도달하고 여기에서 방향을 바꾸어 로타(4)의 충격장치(5)에 의하여 한번의 충격을 받게된다. 제품이 충격장치(5)와 충돌할 때이는 여러 크기의 입자로 분쇄되고 충격중에 이들이 받게되는 관성의 결과로 로타(4)의 회전방향으로 편향요소(7)가 진행하는 망체의 다음 구간 S에 이른다. 망체의 표면(6a)을 따른 운동중에 원심력과 로타에 의하여 발생된 공기흐름의 의하여 제품이 크기에 따라 분리된다. 망체(6)의 통공을 통과한 입자는 유출구를 통하여 충격제분기로부터 배출제품(완성된 제품)으로서 이송된다. 이때에 망체를 통과하지 못한 거친입자와 일부의 작은 입자는 제품의 운동방향에 배치된 다음의 편향요소이 이른다.

그리고 여러 크기의 입자로 구성된 제품의 흐름이 편향요소(7)(9)의 표면을 따라 이동하는 것을 제외하고는 상기 언급된 공정과 유사한 공정이 이루어진다. 큰 운동에너지를 갖는 거친 입자는 반경에 대하여 20°- 80°범위의 각도에서 표면을 떠나 자유비산하여 로타(4)의 충격을 받게된다. 에너지가 작은 미세입자는 편향요소(7)(9)를 돌아 충격없이 망체의 다음 구간 S에 도달한다. 작은 입자는 편향요소(7)(9)의 바로 뒤에서 망체의 표면(6a)에 도달하는 반면에 큰 입자는 회전방향의 더 뒤쪽에서 망체의 표면(6a)에 부딪친다. 이와 같이 하므로서 미세입자는 편향요소(7)(9)와의 다음 운동, 즉 이들이 망체의 통공을 통과하는 확율이 증가될 때까지 망체의 표면(6a)을 따라 보다 긴 거리를 이동한다. 동시에 거친 입자는 망체의 표면(6a)과 접촉하여 크기가 감소하게 된다.

요구된 크기의 입자들이 연속하여 망체(6)의 통공을 통하여 이동되므로 편향요소(7)(9)에 의한 크기감소를 위한 제품의 이송은 제품의 양이 연속하여 감소되는 것과는 다르다.

벌크제품의 입자크기를 감소시키기 위한 방법은 다음 원리에 있다.

1. 로타(4)의 내부공간으로 공급되는 초기제품(곡물의 전체 입자)의 예비입자크기감소와, 한정된 속도까지의 동시 가속.

2. 망체(6)에 대한 예비크기감소가 이루어지는 입자의 한정된 각도와 사전에 설정된 속도로의 이송.

3. 로타(4)를 둘러싸고 있는 망체(6) 또는 망체 표면(6a)을 따른 제품의 이동과, 미세입자의 분리 및 충격장치(5)에 의한 추가충격을 위하여 망체(6)에 배열된 경사진 편향요소(7)의 영향하에 크기감소가 충분히 이루어지지 않은 입자의 공급.

4. 크기감소가 충분히 이루어지지 않은 입자의 로타(4)에 대한 공급싸이클의 반복, 그 크기감소 및 망체의 표면(6a)에 대한 이송.

아울러, 충격제분기의 크기감소원리는 로타(4)와 망체(6)의 직접적인 상호작용없이 크기감소가 이루어지는 것에 기초하며 이로써 감소된 에너지소모와 충격장치의 증가된 수명이 반영된다.

챔버에서 통공이 형성된 면은 통과하는 제품이 로타에 충격을 가하는 것을 방지하느데 필요한 거리를 두고 로타로부터 간격을 두고 있다.로타에 대한 제품의 공급이 일정한 각도에서 이루어지는 경우 공정의 효율은 최대가 될 것이다. 이러한 각도는 반경에 대하여 20°- 80°의 범위이어야 한다.

Claims (13)

1. 유입구와 유출구(2, 3)을 갖는 하우징(1)으로 구성되고 로타(4)가 망체(6)에 의하여 그 전주면 또는 일부가 둘러싸이는 벌크제품의 크기를 감소시키기 위한 장치에 있어서, 망체에 편향요소(7, 9)가 배치됨을 특징으로 하는 벌크제품의 입자크기감소장치.
2. 제1항에 있어서, 편향요소(7)가 반경에 대하여 회전토록 배열됨을 특징으로 하는 장치.
3. 제2항에 있어서, 편향요소(7)가 망체 표면(6a)의 방향 또는 그 반대방향으로 망체 표면(6a)에 형성된 피봇트(80)를 중심으로 하여 회전할 수 있게 되어 있음을 특징으로 하는 장치.
4. 제2항 또는 제3항의 어느 한 항에 있어서, 편향요소(7)가 반경에 대하여 20°- 80°범위의 경사각도 α를 갖는 평활작동면으로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서, 편향요소(9)가 측변부가 망체(6)를 향하는 삼각기둥의 형태로 방사상으로 배열됨을 특징으로 하는 장치.
6. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 편향요소(7, 9)와 로타(4)의 충격장치(5) 사이의 거리가 초기제품의 입경보다 작음을 특징으로 하는 장치.
7. 제1항-제6항의 어느 한 항에 있어서, 편향요소(7, 9)가 망체(6)의 주면을 따라 활동가능하게 배치됨을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항, 제5항 또는 제7항에 있어서,망체(6)가 상이한 통공의 구간으로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
9. 제5항, 제7항 및 제8항에 있어서, 삼각기둥의 측변부가 동일한 통공의 구간을 덮음을 특징으로 하는 장치.
10. 제7항에 있어서, 편향요소(7, 9)가 망체 표면(6a)의 주면에서 링(10)을 따라 활동가능함을 특징으로 하는 장치.
11. 전기 청구항에 따른 충격제분 및 편향제분기.
12. 벌크제품의 입자크기를 감소시키기 위한 방법에 있어서, 한정된 각도 β와 사전에 결정된 속도에서 예비크기감소가 이루어지는 입자를 망체(6)에 공급하는 단계, 망체를 따른 제품의 이동과 미세입자의 분리 및 충격장치(5)에 의한 추가충격을 위하여 편향요소(7, 9)의 영향하에 크기감소가 충분히 이루어지지 않은 입자의 공급단계와, 크기감소가 충분히 이루어지지 않은 입자의 로타(4)에 대한 공급싸이클의 반복과 그 크기감소 및 망체의 표면(6a)에 대한 이송단계로 구성됨을 특징으로 하는 벌크제품의 입자크기감소방법.
13. 제12항에 있어서, 각도 β가 반경에 대하여 20°- 80°범위임을 특징으로 하는 방법.