KR20010098719A - 배치 믹서 그리고 배치 믹서용 혼합 로터 - Google Patents

Abstract

배치 믹서용 각 혼합 로터는 혼합 블레이드의 팁과 혼합 챔버의 내부 표면 사이에 팁 틈새가 형성되어 있어서 혼합 챔버 내에 회전가능하게 삽입될 수 있고 그리고 배치 믹서용 각 혼합 로터는 외부 둘레표면에 재료가 팁 틈새를 통과하도록 함으로서 혼합된 재료에 전단력을 부여하기 위한 복수의 혼합 블레이드를 구비하고 있다. 복수의 혼합 블레이드는 길이방향 축선에 대해 평면으로 전개된 혼합 로터의 전개부에 있어서 시작점으로부터 종료점까지 실질적으로 비선형인 비선형 블레이드와, 전개부에 있어서 선형이고 그리고 혼합 로터의 길이방향의 축선에 대한 나선각이 15 내지 35°로 설정되어 있는 다른 선형 블레이드를 포함하고 있다. 충분한 혼합 및 충분한 분산을 실현할 수 있는 적절한 혼합 조절은 혼합 로터에 의해 균형잡힌 방법으로 재료를 혼합 및 분산시킴으로서 수행될 수 있다.

Description

배치 믹서 그리고 배치 믹서용 혼합 로터{A BATCH MIXER AND A MIXING ROTOR FOR THE SAME}

본 발명은 플라스틱 재료 및 고무와 같은 중합재료를 혼합하기 위한 혼합 로터, 그리고 상기 로터를 가지고 있는 믹서에 관한 것이다.

고무를 혼합하기에 적합한 폐쇄된 배치 믹서는, 예를들어 일본 특공소 제 58-4567호에서 이러한 타입의 믹서로 공지되어 있다. 이러한 믹서는 혼합 챔버내에서 다른 방향으로 회전하는 한 쌍의 좌우 로터에 의해 혼합된 재료에 강한 전단 작용을 제공함에 의해 플라스틱 재료 또는 고무와 같이 혼합된 재료를 가소화하고 용해시키도록 설계되었다. 혼합된 재료에 다양한 충전재 및 첨가물을 효과적으로 혼합하고 분산시킴으로서, 다양한 질의 플라스틱 및 고무제품이 생산될 수 있다.

도 4a 내지 도 4c는 상기 믹서에 사용되는 혼합 로터를 도시하고 있다. 각 혼합 로터(4)는 외부 둘레표면에 혼합된 재료가 블레이드(22, 23)의 팁과 혼합챔버의 내부표면 사이의 팁 틈새를 통과하도록 하기 위한, 그리고 전단력을 부여하기 위한 긴 블레이드(22) 및 짧은 블레이드(23)를 구비하고 있다.

혼합 챔버 내에서 축선방향의 재료 유동(24, 24')을 야기하기 위해 그리고 그로 인해 혼합된 재료의 혼합도를 강화하기 위해, 긴 그리고 짧은 블레이드(22, 23)는 축선방향으로 서로 분리되어 있고, 둘레방향으로 전위된 위치에 위치하고 있고, 반대방향으로 비틀려 있다.

상기와 같은 종래의 혼합 로터(4)에 있어서, 각각의 블레이드(22, 23)는 로터의 길이방향의 축선에 대해 평면으로 전개된 혼합 로터(4)의 전개부에 있어서 모두 선형이고, 그리고 나선각(θ)은 모두 동일하다. 다시 말해, 각 블레이드(22, 23)의 나선각(θ)은 시작점(P)으로부터 종료점(Q)까지의 범위에서 일정하다. 도 4에서, 문자 "r"은 혼합 로터의 회전방향을 나타낸다. 유사하게, 문자 "r"은 후술하는 실시예를 도시하는 도면에서의 혼합 로터의 회전방향을 나타낸다.

축선방향에 대한 블레이드(22, 23)의 나선각(θ)을 증가시킴으로서, 축선방향 이송능력은 혼합된 재료의 혼합도를 강화하도록 향상되었다. 반대로, 나선각(θ)을 감소시킴으로서, 팁 틈새를 통한 혼합된 재료의 통과량(이후 "재료 통과량"이라 한다)은 혼합된 재료의 분산도를 강화하도록 증가한다.

하지만, 각 블레이드(22, 23)의 나선각이 시작점(P)으로부터 종료점(Q)까지의 범위에서 일정하기 때문에, 혼합된 재료의 혼합도와 분산도의 균형을 맞추는 것이 어려웠다. 이것은 혼합된 재료의 균형잡힌 혼합 및 분산을 확실히 하기 위한 적절한 조절을 수행하는데 어려움을 야기하였다.

예를들어, 전개부에 있어서 긴 그리고 짧은 블레이드(22, 23) 좌측 선형을 갖는 도 4에 도시된 배치 믹서용 혼합 로터(4)에서 나선각(θ)이 증가하면, 혼합된 재료의 축선방향 유동(24, 24')은 더 커지고, 혼합도를 강화하는 것을 가능하게 만든다. 상기의 경우에, 각 블레이드(22, 23)의 팁 틈새를 통한 재료 통과량은 감소하고, 감소한 분산도를 야기한다.

반대로, 전개부에서 긴 그리고 짧은 블레이드 좌측 선형을 갖는 도 4에 도시된 배치 믹서용 혼합 로터(4)에서 나선각(θ)이 감소하면, 각 블레이드(22, 23)의 팁 틈새를 통한 재료 통과량은 증가하고, 분산도를 강화하는 것을 가능하게 만든다. 하지만, 상기의 경우에, 혼합된 재료의 축선방향의 유동(24, 24')은 더 작아지고, 감소한 혼합도를 야기한다.

본 발명의 목적은 종래기술에 존재하는 문제점으로부터 자유로운 배치 믹서 및 혼합 로터를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 혼합 로터에 의한 재료의 혼합 및 분산을 효과적으로균형을 맞춤으로서 혼합된 재료의 충분한 혼합 및 충분한 분산 모두를 실현할 수 있는 적절한 혼합제어를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배치 믹서용 한 쌍의 좌우 혼합 로터를 도시하는 평면도;

도 2a 및 2b는 길이방향 축선에 대한 좌우 혼합 로터의 각각의 전개부를 도시하는 다이어그램;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배치 믹서의 단면 정면도;

도 4a는 종래의 배치 믹서의 한 쌍의 좌우 혼합 로터를 도시하는 평면도;

도 4b 및 도 4c는 길이방향 축선에 대한 종래의 좌우 혼합 로터의 각각의 전개부를 도시하는 다이어그램.

본 발명의 일면에 따르면, 배치 믹서는 믹서의 혼합 챔버 내에 혼합 로터를 회전가능하게 구비하고 있다. 혼합 로터는 복수의 혼합 블레이드를 포함하고 있고, 각 혼합 블레이드는 혼합 블레이드의 팁과 혼합 챔버의 내부표면 사이에 팁 틈새를 형성하고 있다. 혼합 블레이드는 팁 틈새 내에서 혼합된 재료에 전단력을 부여한다. 복수의 혼합 블레이드는 길이방향 축선에 대해 평면으로 전개된 혼합 로터의 전개부에 있어서 시작점으로부터 종료점까지 실질적으로 비선형인 비선형 블레이드, 그리고 전개부에 있어서 선형인 다른 선형 블레이드를 포함하고 있다.

혼합 블레이드는 혼합 로터의 길이방향 가운데 면을 향하여 재료가 유동하도록 하기 위한 방향으로 비틀려 있는 한 쌍의 긴 블레이드를 포함하고 있다. 한 쌍의 긴 블레이드는 혼합 로터의 하나의 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향 가운데 면을 향하여 뻗어 있고 선형인 제 1 긴 블레이드와, 그리고 혼합 로터의 다른 길이방향 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향 가운데 면을 향하여 뻗어 있으며 그리고 다른 길이방향의 끝을 향하여 점차 증가하는 나선각을 갖는 비선형인 제 2 긴 블레이드를 포함하고 있다.

본 발명의 이러한 그리고 다른 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면을 이해함으로서 보다 명백해질 것이다.

(본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명)

본 발명을 구체화하는 폐쇄된 배치 믹서(1)를 도시하는 도 3을 참조하면, 믹서(1)는 단면이 안경구멍 형상인 혼합 챔버(2), 혼합챔버(2) 내에 회전가능하게 삽입된 한 쌍의 좌우 혼합 로터(4), 챔버(3)의 상부 개구부 상에 세워지고 그리고 호퍼(5)를 구비하고 있는 재료이송 실린더(6), 이송 실린더(6) 내에 수직으로 운동가능하게 삽입된 플로팅 웨이트(7)를 갖는 챔버(3)를 구비하고 있다.

공기 실린더(8)는 재료이송 실린더(6)의 최상부에 연결되어 있고, 그리고 실린더(8) 내에 설치된 피스톤(9)은 기밀의 방법으로 실린더(8)의 하부 뚜껑을 통과해 뻗어 있는 피스톤 로드(10)를 통해 플로팅 웨이트(7)에 연결되어 있다. 그래서, 공기 실린더(8)의 상부부분을 가압함으로서 그리고 그로인해 플로팅 웨이트(7)를 아래로 운동시킴으로서, 호퍼(5)로부터 이송되어 재료이송 실린더(6) 내에 공급된 혼합된 재료는 챔버(3) 내로 눌려진다.

챔버(3)의 바닥부에 형성된 방출포트는 회전 액츄에이터에 의해 개폐하도록 운동할 수 있게 만들어진 드롭 도어(drop door)(11)에 의해 폐쇄되어 있다. 드롭 도어(11)를 개방함으로서, 단지 소정의 시간동안 혼합챔버(2) 내에서 혼합되어진 재료는 믹서(1)의 외부면으로 방출될 수 있다.

도 1은 한 쌍의 좌우 혼합 로터(4)를 도시하는 평면도이고, 도 2a 및 도 2b는 각각 길이방향 축선에 대한 좌우 혼합 로터의 전개도이다. 이 실시예에서 사용된 혼합 로터(4)는 대향하는 내부 부분을 아래로 이동시키기 위해 반대방향(도 1 및 도 2에서 화살표"r"의 방향)으로 회전한다. 각 로터(4)는 혼합 블레이드의 팁과 혼합 챔버(2)의 내부표면 사이의 팁 틈새를 혼합된 재료가 통과하도록 하기 위한, 그리고 그로인해 재료에 전단력을 부여하기 위한 복수의 혼합 블레이드를 구비하고 있다.

이 실시예의 혼합 블레이드는 혼합 로터(4)의 길이(L)의 반 보다 긴 한 쌍의 긴 블레이드(12, 13) 및 혼합 로터(4)의 길이(L)의 반 보다 짧은 한 쌍의 짧은 블레이드(14, 15)를 포함하고 있다. 혼합된 재료의 혼합도를 강화하도록 축선방향의 재료 유동(18)을 만들어 내기 위하여, 긴 블레이드(12, 13) 및 짧은 블레이드(14, 15)는 길이방향으로 서로 분리되어 있고, 둘레방향으로 전위된 위치에 위치하고 있으며, 한 쌍의 긴 블레이드(12, 13) 및 한 쌍의 짧은 블레이드(14, 15)는 각각 반대방향으로 비틀려 있다.

좌우 혼합 로터(4)에 있어서, 각각의 블레이드(12 내지 15)의 정렬은 전방 및 후방 방향에 대하여 반대로 되어 있고, 즉, 블레이드(12 내지 15)는 중심점(O)에 대하여 대칭이다. 더욱이, 이 실시예의 각 로터(4)는 단면에 있어서 두 개의 팁을 가지고 있고 그리고 총 네 개의 블레이드를 가지고 있으며, 각 블레이드(12 내지 15)는 단지 둘레의 약 1/4 만큼 서로 전위된 위치에 위치하고 있다.

짧은 블레이드(14, 15)는 긴 블레이드(12, 13)의 길이의 약 0.1 내지 0.5배의 길이를 갖도록 설정될 수 있다. 도시된 로터에 있어서, 제 1 긴 블레이드(12)의 길이방향 치수는 0.7L(L:혼합 로터의 길이)로 설정되어 있고, 한편 제 2 긴 블레이드의 길이방향 치수는 0.65L 로 설정되어 있다. 게다가, 제 1 짧은 블레이드(14)의 길이방향 치수는 0.35L 로 설정되어 있고, 한편 제 2 짧은 블레이드(15)는 0.3L 로 설정되어 있다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 제 1 긴 블레이드(12), 제 1 및 제 2 짧은 블레이드(14, 15)는 길이방향 축선에 대한 혼합 로터(4)의 전개부에 있어서 선형인 일반적으로 선형 블레이드이고, 이러한 선형 블레이드는 혼합 로터(4)의 축선에 대한 나선각(θ)이 15 내지 35°로 설정되어 있다. 도시된 로터에 있어서, θ는 22°로 설정되어 있다.

이와 반대로, 제 2 긴 블레이드(13)는 길이방향 축선에 대한 혼합 로터(4)의 전개부에 있어서 시작점(P)으로부터 종료점(Q)까지 실질적으로 비선형인 비선형 블레이드이다. 이 실시예의 제 2 긴 블레이드(13)가 만곡되도록, 즉 혼합 로터(4)의 길이방향의 끝 면에 위치한 시작점(P)으로부터 혼합 로터(4)의 길이방향의 가운데 면에 위치한 종료점(Q)을 향하여 점차 증가하도록 나선각(θ)을 계속적으로 변화시킴으로서 전개부에서 시작점(P)으로부터 종료점(Q)까지 비선형으로 형성되어 있다.

특히, 도 2a에 도시된 바와 같이, 시작점 면에서 제 2 긴 블레이드(13)의 섹션(16)은 시작점(P)과 종료점(Q)을 연결하는 가상직선(HL)의 각보다 큰 경사각을 가지며, 한편 종료점 면에서 제 2 긴 블레이드(13)의 섹션(17)은 가상직선(HL)의 각보다 더 작은 경사각을 갖는다.

그래서, 나선각은 가상직선(HL)에 상응하는 전개된 형상을 갖는 선형 블레이드와 비교한 바와 같이 제 2 긴 블레이드(13)의 섹션(16)에서 더 크다. 그러므로, 더 크고 더 강한 재료 유동(18)은 선형 블레이드의 경우와 비교한 바와 같이 섹션(16)에서 만들어 질 수 있고, 그 결과 혼합된 재료는 강화된 정도로 혼합될 수 있다.

한편, 나선각은 가상직선(HL)에 상응하는 전개된 형상을 갖는 선형 블레이드와 비교한 바와 같이 제 2 긴 블레이드(13)의 섹션(17)에서 더 작다. 그러므로, 재료의 더 큰 양이 선형 블레이드의 경우와 비교한 바와 같이 섹션(17)에 상응하는 팁 틈새를 통과하게 되고, 그 결과 혼합된 재료는 강화된 정도로 분산될 수 있다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 혼합 로터(4)에 있어서, 제 1 긴 블레이드(12)는 혼합 로터(4)의 하나의 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터(4)의 길이방향의 가운데 면을 향하여 선형으로 뻗어 있는 선형 블레이드이고, 한편 제 2 긴 블레이드(13)는 혼합 로터(4)의 다른 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터(4)의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있고 그리고 다른 길이방향의 끝을 향하여 점차 증가하는 나선각을 갖는 비선형 블레이드이다.

제 1 짧은 블레이드(14)는 혼합 로터(4)의 회전방향에 대하여 제 1 긴 블레이드(12)의 뒤에 정렬되어 있고, 제 1 긴 블레이드(12)와 같은 방향으로 비틀려 있으며, 그리고 혼합 로터(4)의 하나의 길이방향 끝으로부터 혼합 로터(4)의 길이방향 가운데 면을 향하여 뻗어 있는 선형 블레이드이다. 제 2 짧은 블레이드(15)는 혼합 로터(4)의 회전방향에 대하여 제 2 긴 블레이드(13)의 뒤에 정렬되어 있고, 제 2 긴 블레이드(13)와 같은 방향으로 비틀려 있으며, 그리고 혼합 로터(4)의 다른 길이방향 끝으로부터 혼합 로터(4)의 길이방향 가운데 면을 향하여 뻗어 있는 선형 블레이드이다.

더욱이, 이 실시예에서, 혼합 로터(4)의 길이방향 가운데 면에서 제 1 긴 블레이드(12)의 선단은 혼합 로터(4)의 둘레방향 각 "c"에 있어서 제 2 긴블레이드(13)로부터 120°만큼 또는 더 크게 떨어져 이격된 위치에 위치하고 있고, 그리고 제 2 긴 블레이드(13)의 선단은 혼합 로터(4)의 둘레방향에 있어서 제 1 짧은 블레이드(14)의 선단과 제 1 긴 블레이드(12) 사이의 가운데에 실질적으로 위치하고 있다. 바꿔 말하면, 제 2 긴 블레이드(13)의 선단은 도 2b에 있어서 둘레방향 각 "a" 및 "b"가 실질적으로 동일한 상기 둘레방향의 위치에 설정되어 있다.

이와 같이 구성된 이 실시예의 혼합 로터(4)에 따라서, 혼합된 재료의 충분한 축선방향 유동(18)은 다른 길이방향의 끝을 향하여 점차 증가하는 나선각을 갖는 비선형 블레이드인 제 2 긴 블레이드(13)의 섹션(16)에 의해 혼합도를 강화하도록 만들어지는 한편, 충분한 전단력은 15°내지 35°로 설정된 나선각을 갖는 선형 블레이드인 제 1 긴 블레이드(12)에 의해 분산도를 강화하도록 혼합된 재료에 부여된다. 그러므로, 충분한 혼합 및 충분한 분산 모두를 실현할 수 있는 적절한 혼합 조절이 수행될 수 있다.

더욱이, 제 2 긴 블레이드(13)의 종료점 면 섹션(17)이 혼합된 재료를 충분히 분산시키도록 작용하기 때문에, 혼합 로터(4)의 길이방향 가운데 면에서 제 1 및 제 2 긴 블레이드(12, 13) 모두에 의해 충분한 분산성능이 보장될 수 있다.

게다가, 길이방향의 가운데 면을 향한 재료 유동(18)이 제 2 긴 블레이드(13)의 시작점 면 섹션(16)에 의해 강화되기 때문에, 이것은 혼합 챔버(2)의 길이방향 끝 표면에 대항해 가압된 상태의 혼합된 재료를 억누르고, 이로 인하여 챔버(3)와 혼합 로터(4) 사이의 베어링 부분의 밀봉성능을 향상시키는 부수적인 효과를 제공한다.

이 실시예의 혼합 로터(4)에 있어서, 제 1 짧은 블레이드(14)는 혼합 로터(4)의 회전방향에 대하여 제 1 긴 블레이드(12)의 뒤에 정렬됨과 동시에 제 1 긴 블레이드(12)와 같은 방향으로 비틀려 있고, 그리고 제 2 짧은 블레이드(15)는 혼합 로터(4)의 회전방향에 대하여 제 2 긴 블레이드(13)의 뒤에 정렬됨과 동시에 제 2 긴 블레이드(13)과 같은 방향으로 비틀려 있다. 따라서, 제 1 긴 블레이드(12)의 뒷면으로 유동한 재료는 제 1 짧은 블레이드(14)에 의해 혼합 로터(4)의 길이방향 가운데 면을 향하여 뒤로 밀려질 수 있고, 그리고 제 2 긴 블레이드(13)의 뒷면으로 유동한 재료는 제 2 짧은 블레이드(15)에 의해 혼합 로터(4)의 길이방향 가운데 면을 향하여 뒤로 밀려질 수 있다.

그래서, 혼합된 재료가 혼합 로터의 길이방향 끝에 머무르는 것이 방지되어, 향상된 혼합성능을 유도하고, 그리고 전단력은 각각의 짧은 블레이드(14, 15)에 의해 각각의 긴 블레이드(12, 13)의 뒷면으로 유동한 재료에 확실히 부여될 수 있어서, 향상된 분산성능을 유도한다.

더욱이, 이 실시예의 혼합 로터(4)에 있어서, 제 2 긴 블레이드(13)로 부터 120°만큼 또는 더 크게 떨어져 둘레방향으로 이격된 위치에 제 1 긴 블레이드(12)의 선단을 위치시킴으로서 혼합 로터(4)의 회전방향에 대하여 제 2 긴 블레이드(13)의 앞에 충분히 큰 공간이 제공되어 있고, 그리고 혼합 로터(4)의 둘레방향에 있어서 제 1 짧은 블레이드(14)의 선단과 제 2 긴 블레이드(12) 사이의 실질적으로 가운데에 제 2 긴 블레이드(13)의 선단을 위치시킴으로서 혼합 로터(4)의 회전방향에 대하여 제 1 긴 블레이드(12)의 앞에 충분히 큰 공간이 제공되어 있다. 그러므로, 혼합된 재료의 축선방향 유동은 활발해지고, 향상된 혼합성능을 야기한다.

도 4에 도시된 종래의 혼합 로터 및 도 1에 도시된 본 발명의 혼합 로터는 동일한 조건하에서 구동되고 그리고 두 다른 혼합 로터 사이의 성능에 있어서 차이점은 실험으로 확인된다.

실험결과는 종래의 혼합 로터(도 4)와 비교하여, 본 발명의 혼합 로터(도 1)의 분산성능은 약 10 % 정도 향상되었고, 그러므로 에너지 소비는 약 5 % 정도 감소하였고, 그리고 혼합재료의 방출온도는 본 발명의 혼합 로터가 사용될 때 약 10 % 정도 감소된다.

게다가, 블루 파우더는 백색 고무에 첨가되고 그리고 두 종류의 로터에 의해 혼합된 상태는 동일조건 하에서 확인된다. 종래의 혼합 로터에 있어서는, 블루 파우더는 고무 내로 완전히 혼합되지 않았고, 그로 인해 많은 백색 고무 부분이 남겨졌다. 이와 반대로, 본발명의 혼합 로터에 있어서는, 블루 파우더는 고무 내로 완전히 혼합되고 그리고, 그로 인해, 백색 고무 부분은 거의 찾아볼 수 없다.

본 발명이 앞서 언급한 실시예에 관하여 설명하고 있지만, 이 실시예는 단지 예시적인 것이고 제한적인 것이 아니다. 본 발명의 기술적 범주는 청구항에 의해 결정되고, 그리고 청구항으로부터 생각할 수 있는 모든 방법은 본 발명의 범주에 포함된다.

예를들어, 둘레방향에 있어서 혼합 로터의 혼합 블레이드의 수는 두 개로 제한되지 않고 세 개 이상일 수 있고, 그리고 세 개 이상의 종류의 혼합 블레이드는길이방향에 있어서 개별적으로 정렬될 수 있다. 게다가, 본 발명은 또한 메싱 혼합 로터, 탄젠트 혼합 로터 또는 단축 혼합 로터에 적용할 수 있다.

앞서 언급한 실시예에 있어서 비선형 블레이드(제 2 긴 블레이드(13))의 나선각이 길이방향에 대한 임의의 위치에서 연속적으로 변하더라도(즉, 전개된 형상은 만곡되어 있다), 시작점으로부터 종료점까지 블레이드의 전개된 형상이 실질적으로 비선형으로 인정된다면 나선각은 비연속적으로 변할것이다.

특히, 본 발명에서 언급한 "실질적으로 비선형" 은, 시작점과 종료점을 갖는 단일 블레이드의 전개형상이 시작점과 종료점을 연결하는 직선, 즉 두 점사이의 가장 짧은 경로로부터 약간 둘레방향으로 벗어나 있는 것을 의미하고, 벗어난 경로는 만곡되거나 또는 구부러져 있다.

혼합된 재료는 비선형 블레이드 외에 일반적인 선형 블레이드를 제공함으로서 혼합 로터에 의해 균형잡힌 방식으로 혼합되고 분산될 수 있다. 그러므로, 충분한 혼합 및 충분한 분산을 모두 실현할 수 있는 적절한 혼합 조절이 수행될 수 있다.

상기 설명한 바와 같이, 혼합 로터 상에 형성된 복수의 혼합 블레이드는 길이방향 축선에 대해 평면으로 전개된 혼합 로터의 전개부에 있어서 시작점으로부터 종료점까지 실질적으로 비선형인 비선형 블레이드, 그리고 전개부에 있어서 선형인 다른 선형 블레이드를 포함하고 있다.

전개부에 있어서 실질적으로 비선형인 비선형 블레이드에는 상기 범위 내로 설정되어 있는 나선각을 갖는 선형 블레이드가 또한 제공되어 있다. 전개부에 있어서 상기 비선형 블레이드가 시작점으로부터 종료점까지 실질적으로 비선형이기 때문에, 형상은 나선각이 재료의 축선 유동을 증가시키기 위해 임의의 섹션에서 증가함과 동시에 분산도를 강화하기 위하여 다른 섹션에서 감소하도록 설정되어 있다.

상기 비선형 블레이드와 일반적인 선형 블레이드를 결합함으로서, 혼합된 재료의 혼합 및 분산은 단지 선형 블레이드만을 갖는 혼합 로터와 비교할 때 보다 효과적으로 균형을 맞출 수 있다.

배치 믹서용 혼합 로터는 재료가 혼합 로터의 길이방향 가운데 면을 향하여 유동하도록 하기 위한 상기의 방향으로 비틀려 있고 그리고 혼합 로터의 길이의 절반보다 더 긴 한 쌍의 긴 블레이드를 일반적으로 포함하고 있다. 상기 혼합 로터의 경우에 있어서는, 한 쌍의 긴 블레이드는 혼합 로터의 하나의 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 돌출해 있는 선형 블레이드인 제 1 긴 블레이드, 그리고 혼합 로터의 다른 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있고 그리고 다른 길이방향의 끝을 향하여 점차 증가하는 나선각을 갖는 비선형 블레이드인 제 2 긴 블레이드를 포함할 수 있다.

상기의 경우에 있어서, 충분한 전단력은 선형 블레이드에 의해 분산도를 강화하기 위해 재료에 부여되는 한편, 재료의 축선방향 유동은 다른 길이방향의 끝을 향하여 점차 증가하는 나선각을 갖는 비선형 블레이드인 제 2 긴 블레이드에 의해 혼합 로터의 다른 길이방향의 끝에서 충분히 야기된다. 그러므로, 충분한 혼합 및충분한 분산 모두를 실현할 수 있는 적절한 혼합 조절이 수행될 수 있다.

이 경우에 있어서, 더욱이, 제 2 긴 블레이드의 나선각이 다른 길이방향의 끝을 향하여 점차 증가하기 때문에 챔버와 혼합 로터 사이의 베어링 부분의 밀봉성능을 향상시키는 부수적인 효과가 있다.

선형 블레이드의 나선각은 다음의 경험적으로 획득한 지식으로부터 바람직하게 15 내지 35°로 설정되어 있다. 일반적인 선형 블레이드의 경우에는, 혼합된 재료의 축선 유동을 야기하기 위한 힘은 나선각이 15°이하이면 약화되고, 그 결과 적절한 혼합 성능을 얻을 수 없다. 나선각이 35°를 넘어서면 전단력이 약화되어, 그 결과 적절한 분산성능을 얻을 수 없다.

재료가 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 유동하도록 하는 상기 방향으로 비틀려 있고 그리고 혼합 로터의 길이의 절반보다 더 짧은 제 1 짧은 블레이드를 제공하는 경우에 있어서, 제 1 짧은 블레이드는 바람직하게 혼합 로터의 회전방향에 대하여 제 1 긴 블레이드의 뒤에 정렬되어 있고, 제 1 긴 블레이드와 같은 방향으로 비틀려 있으며, 그리고 혼합 로터의 하나의 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있는 선형 블레이드이다.

게다가, 재료가 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 유동하도록 하는 상기 방향으로 비틀려 있고 그리고 혼합 로터의 길이의 절반보다 더 짧은 제 2 짧은 블레이드를 제공하는 경우에 있어서, 제 2 짧은 블레이드는 바람직하게 혼합 로터의 회전방향에 관하여 제 2 긴 블레이드의 뒤에 정렬되어 있고, 제 2 긴 블레이드와 같은 방향으로 비틀려 있으며, 그리고 혼합 로터의 다른 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있는 선형 블레이드이다.

상기 경우에 있어서, 제 1 긴 블레이드의 뒷면으로 유동한 재료는 제 1 짧은 블레이드에 의해 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뒤로 밀려지는데 반하여, 제 2 긴 블레이드의 뒷면으로 유동한 재료는 제 2 짧은 블레이드에 의해 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뒤로 밀려질 수 있다. 그래서, 재료는 혼합 로터의 길이방향의 끝에서 머무르는 것이 효과적으로 방지되어, 향상된 혼합 성능을 인도하며, 그리고 전단력은 각각의 짧은 블레이드에 의해 각각의 긴 블레이드의 뒷면으로 유동한 재료에 확실히 부여될 수 있고, 향상된 분산성능을 인도한다.

게다가, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 1 긴 블레이드의 선단이 혼합 로터의 둘레방향에서 제 2 긴 블레이드로부터 120°만큼 또는 더 크게 떨어져 격리된 위치에 위치하고 있다면 그리고/또는 혼합 로터의 길이방향 가운데 면에서 제 2 긴 블레이드의 선단이 동일면에서 제 1 짧은 블레이드의 선단과 제 1 긴 블레이드 사이의 가운데에 실질적으로 위치하고 있다면, 충분히 큰 공간은 각각의 혼합 블레이드 사이에 제공될 수 있고, 재료의 축선방향 유동이 활동적으로 되도록 야기하고, 그러므로 향상된 혼합성능을 야기한다.

본 발명은 본질적인 특징의 사상을 벗어남이 없이 다양한 형태로 구체화될 수 있는 한, 본 발명의 범주는 앞서 언급한 상세한 설명, 그리고 청구범위의 경계 및 범위 내의 모든 변화, 또는 청구범위에 의해 포함되도록 의도된 상기 경계 및 범위와 동등한 것에 의해서 그리고 첨부된 청구범위에 의해 한정되기 때문에, 제시된 실시예는 그러므로 예시적인 것이고 제한적인 것이 아니다.

도 4에 도시된 종래의 혼합 로터 및 도 1에 도시된 본 발명의 혼합 로터는 동일한 조건하에서 구동되고 그리고 두 다른 혼합 로터 사이의 성능에 있어서 차이점은 실험으로 확인된다.

실험결과는 종래의 혼합 로터(도 4)와 비교하여, 본 발명의 혼합 로터(도 1)의 분산성능은 약 10 % 정도 향상되었고, 그러므로 에너지 소비는 약 5 % 정도 감소하였고, 그리고 혼합재료의 방출온도는 본 발명의 혼합 로터가 사용될 때 약 10 % 정도 감소된다.

게다가, 블루 파우더는 백색 고무에 첨가되고 그리고 두 종류의 로터에 의해 혼합된 상태는 동일조건 하에서 확인된다. 종래의 혼합 로터에 있어서는, 블루 파우더는 고무 내로 완전히 혼합되지 않았고, 그로 인해 많은 백색 고무 부분이 남겨졌다. 이와 반대로, 본발명의 혼합 로터에 있어서는, 블루 파우더는 고무 내로 완전히 혼합되고 그리고, 그로 인해, 백색 고무 부분은 거의 찾아볼 수 없다.

Claims (20)

1. 배치 믹서용 혼합 로터로서, 이 혼합 로터는 혼합 블레이드의 팁과 혼합 챔버의 내부 표면 사이에 팁 틈새를 각각 형성하고 있는 복수의 혼합 블레이드를 포함하고 있으며, 팁 틈새 내에서 전단력을 혼합된 재료에 부여하도록 회전가능하게 배치되어 있고, 여기에서 복수의 혼합 블레이드는 길이방향의 축선에 대해 평면으로 전개된 혼합 로터의 전개부에 있어서 시작점으로부터 종료점까지 실질적으로 비선형인 비선형 블레이드, 그리고 전개부에 있어서 선형인 다른 선형 블레이드를 포함하고 있고, 혼합 블레이드는 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 재료가 유동하도록 하기 위한 방향으로 비틀려 있는 한 쌍의 긴 블레이드를 포함하고 있고, 그리고 한 쌍의 긴 블레이드는 혼합 로터의 하나의 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있고 선형인 제 1 긴 블레이드, 그리고 혼합 로터의 다른 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있고 그리고 다른 길이방향의 끝을 향하여 점차 증가하는 나선각을 갖는 비선형인 제 2 긴 블레이드를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서용 혼합 로터.
2. 제 1 항에 있어서, 선형 블레이드는 혼합 로터의 길이방향 축선에 대한 나선각이 15 내지 35°로 설정되어 있는 블레이드를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서용 혼합 로터.
3. 제 1 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 1 긴 블레이드의 선단은 혼합 로터의 둘레방향에 있어서 제 2 긴 블레이드로부터 120°만큼 또는 더 크게 떨어져 이격된 위치에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서용 혼합 로터.
4. 제 1 항에 있어서, 혼합 블레이드는 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 재료가 유동하도록 하기 위한 방향으로 비틀려 있는 제 1 짧은 블레이드를 포함하고 있고, 그리고 제 1 짧은 블레이드는 선형이고 그리고 혼합 로터의 회전방향에 대하여 제 1 긴 블레이드의 뒤에 정렬되어 있고 그리고 혼합 로터의 하나의 길이방향의 면으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서용 혼합 로터.
5. 제 4 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 1 긴 블레이드의 선단은 혼합 로터의 둘레방향에 있어서 제 2 긴 블레이드로부터 120°만큼 또는 더 크게 떨어져 이격된 위치에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서용 혼합 로터.
6. 제 4 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 2 긴 블레이드의 선단은 동일면에서 제 1 짧은 블레이드의 선단과 제 1 긴 블레이드 사이의 가운데에 실질적으로 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서용 혼합 로터.
7. 제 4 항에 있어서, 혼합 블레이드는 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 재료가 유동하도록 하기 위한 방향으로 비틀려 있는 제 2 짧은 블레이드를 포함하고 있고, 그리고 제 2 짧은 블레이드는 선형이고 그리고 혼합 로터의 회전방향에 대하여 제 2 긴 블레이드의 뒤에 정렬되어 있고 그리고 혼합 로터의 다른 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서용 혼합 로터.
8. 제 7 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 2 긴 블레이드의 선단은 동일면에서 제 1 짧은 블레이드의 선단과 제 1 긴 블레이드 사이의 가운데에 실질적으로 위치하고 있는 것을 특징으로 배치 믹서용 혼합 로터.
9. 제 7 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 1 긴 블레이드의 선단은 혼합 로터의 둘레방향에 있어서 제 2 긴 블레이드로부터 120°만큼 또는 더 크게 떨어져 이격된 위치에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서용 혼합 로터.
10. 제 9 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 2 긴 블레이드의 선단은 동일면에서 제 1 짧은 블레이드의 선단과 제 1 긴 블레이드 사이의 가운데에 실질적으로 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서용 혼합 로터.
11. 혼합 챔버; 그리고

    혼합 챔버 내에 회전가능하게 배치되어 있고, 그리고 혼합 블레이드의 팁과 혼합 챔버의 내부 표면 사이에 팁 틈새를 각각 형성하고 있는 복수의 혼합 블레이드를 포함하고 있으며, 팁 틈새에서 혼합된 재료에 전단력을 부여하기 위하여 회전가능하게 배치되어 있는 혼합 로터를 포함하고 있는 챔버로 구성되어 있고, 여기에서 복수의 혼합 블레이드는 길이방향의 축선에 대해 평면으로 전개된 혼합 로터의 전개부에 있어서 시작점으로부터 종료점까지 실질적으로 비선형인 비선형 블레이드, 그리고 전개부에 있어서 선형인 다른 선형 블레이드를 포함하고 있고, 혼합 블레이드는 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 재료를 유동하도록 하기 위한 방향으로 비틀려 있는 한 쌍의 긴 블레이드를 포함하고 있고, 그리고 한 쌍의 긴 블레이드는 혼합 로터의 하나의 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있고 선형인 제 1 긴 블레이드, 그리고 혼합 로터의 다른 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있고 그리고 다른 길이방향의 끝을 향하여 점차 증가하는 나선각을 갖는 비선형인 제 2 긴 블레이드를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서.
12. 제 11 항에 있어서, 선형 블레이드는 혼합 로터의 길이방향의 축선에 대한 나선각이 15 내지 35°로 설정되어 있는 블레이드를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서.
13. 제 11 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 1 긴 블레이드의 선단은 혼합 로터의 둘레방향에 있어서 제 2 긴 블레이드로부터 120°만큼 또는 더 크게 떨어져 이격된 위치에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서.
14. 제 11 항에 있어서, 혼합 블레이드는 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 재료가 유동하도록 하기 위한 방향으로 비틀려 있는 제 1 짧은 블레이드를 포함하고 있고, 그리고 제 1 짧은 블레이드는 선형이고 그리고 혼합 로터의 회전방향에 대하여 제 1 긴 블레이드의 뒤에 정렬되어 있고 그리고 혼합 로터의 하나의 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서.
15. 제 14 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 1 긴 블레이드의 선단은 혼합 로터의 둘레방향에 있어서 제 2 긴 블레이드로부터 120°만큼 또는 더 크게 떨어져 이격된 위치에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서.
16. 제 14 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 2 긴 블레이드의 선단은 동일면에서 제 1 짧은 블레이드의 선단과 제 1 긴 블레이드 사이의 가운데에 실질적으로 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서.
17. 제 14 항에 있어서, 혼합 블레이드는 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 재료가 유동하도록 하기 위한 방향으로 비틀려 있는 제 2 짧은 블레이드를 포함하고 있고, 그리고 제 2 짧은 블레이드는 선형이고 그리고 혼합 로터의 회전 방향에 대하여 제 2 긴 블레이드의 뒤에 정렬되어 있고 그리고 혼합 로터의 다른 길이방향의 끝으로부터 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면을 향하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서.
18. 제 17 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 2 긴 블레이드의 선단은 동일면에서 제 1 짧은 블레이드의 선단과 제 1 긴 블레이드 사이의 가운데에 실질적으로 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서.
19. 제 17 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 1 긴 블레이드의 선단은 혼합 로터의 둘레방향에 있어서 제 2 긴 블레이드로부터 120°만큼 또는 더 크게 떨어져 이격된 위치에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서.
20. 제 19 항에 있어서, 혼합 로터의 길이방향의 가운데 면에서 제 2 긴 블레이드의 선단은 동일면에서 제 1 짧은 블레이드의 선단과 제 1 긴 블레이드 사이의 가운데에 실질적으로 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 배치 믹서.