KR20020065262A - 원료 혼합기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분립체 등의 원료를 혼합하는 혼합기에 관한 것으로써, 본 발명의 원료 혼합기는, 하부에 배출부(110)가 설치되어 있는 역원추형의 몸체(100)와, 이 몸체(100) 상단의 덮개(120)에 설치되는 구동부(200)와, 이 구동부(200)에 의해 구동되어 몸체(100) 내에서 회전운동되는 회동부(300)와, 이 회동부(300)의 말단에 연결되어 몸체(100) 내에서 자전 및 공전되는 스크류(400)를 포함하여 이루어지며, 구동부(200)의 제1 및 제2 모터(201, 202)로부터 회동부(300) 및 스크류(400)로 구동력을 전달하는 전동수단으로서 종래와는 달리 기어를 사용하고 있고, 원료의 혼합작업을 수행하는 도중에 분진의 발생을 억제할 수 있도록 물 등의 보습제를 첨가할 수 있는 보습제 공급유닛(500)을 더 포함하고 있다는 점을 특징으로 한다.

Description

원료 혼합기{Material mixer}

본 발명은 분립체 등의 원료를 혼합하는 혼합기에 관한 것으로써, 특히 구동원으로부터 구동력을 전달하는 방식이 개선된 원료 혼합기에 관한 것이다.

종래, 분립체로 만들어져 운반, 보관되는 서로 다른 원료를 함께 혼합하기 위한 혼합기는 각종의 것이 사용되고 있으며, 도 1에는 역원추형 용기 내에서 자전과 공전을 동시에 수행하는 스크류 부재를 갖춘 혼합기가 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같은 종래의 스크류 콘 믹서(screw con mixer) 타입의 혼합기는, 하부에 배출부(11)가 설치되어 있는 역원추형의 몸체(10)와, 이 몸체(10) 상단의 덮개(12)에 설치되는 구동부(20)와, 이 구동부(20)에 의해 구동되어 몸체(10) 내에서 회전운동되는 회동부(30)와, 이 회동부(30)의 말단에 연결되어몸체(10) 내에서 자전 및 공전되는 스크류(40)를 포함하여 이루어진다.

상기된 바와 같이 구성된 혼합기에 의하면, 원료는 상승운동, 하강운동 및 원운동을 반복하면서 3차원적으로 운동되어 대류혼합된다. 상승운동은 스크류(40)의 자전에 의해 몸체(10)의 내벽면을 따라서 원료를 상승시키는 운동으로써, 스크류의 상단부까지 이송된 원료는 스크류의 회전력에 의해 주변으로 살포된다. 하강운동은 스크류(40)에 의해 몸체(10) 하부의 원료가 상승된 후 생긴 공간으로 주변의 원료가 낙하됨에 따라 이루어진다. 그리고, 원운동은 스크류(40)가 자전과 함께 공전됨에 따라 원료가 수평방향으로 이동하여 이루어진다.

이러한 3가지 종류의 운동을 수행하기 위한 구동력은, 구동부(20)의 제1 및 제2 모터(21, 22)로부터 전동수단(23, 24) 및 감속기(25)를 통하여 회동부(30)와 스크류(40)로 전달된다.

여기에서, 종래의 전동수단(23, 24)으로는 도시된 바와 같이 V-풀리 벨트가 사용되었기 때문에, 백래쉬가 발생되는 등의 동력 손실이 있었으며, 작업중 구동되는 V-풀리 벨트에 작업복 등이 빨려 들어가 안전사고가 발생되는 등 안전성에 문제가 있었다. 또한, 혼합 대상물이 주로 분립체이기 때문에, 혼합작업중 발생되는 분진이 V-풀리 벨트에 끼어 슬립, 진동 등을 야기시키는 원인이 되었으며, 그에 따라 소음이 많이 발생되었다. 또한, V-풀리 벨트의 회전 원심력이 주위 공기의 대류를 야기시켜 분진의 비산을 증대시킴으로써, 작업장 주변환경을 오염시키는 주원인이 되었으며, 멀리까지 비산되는 분진이 작업자의 호흡기 내로 들어가 각종 호흡기 질환을 일으킬 염려가 있었다.

따라서, 위와 같은 동력손실로 인하여 혼합작업에 드는 시간이 증가되고 생산성이 떨어진다는 문제가 있었으며, 구동되는 V-풀리 벨트에 의해 안전사고가 발생되면 인력손실이 발생됨은 물론 비용발생이 증대된다는 문제가 있었다. 또한, 작업장의 환경오염은 물론 작업자의 건강에도 심각한 위해를 야기시켰다. 결국, 생산성과 안전성, 그리고 작업환경 모두에 큰 악영향을 미치는 것이었다.

또한, 종래에는 과다한 분진 발생을 방지하기 위하여 사용되는 보습제를 혼합이 종료된 후 제품의 팩킹시 첨가하였기 때문에, 분진 발생율이 가장 높은 혼합시의 분진 발생을 억제할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명은 상기된 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로써, 본 발명의 목적은, 구동원으로부터의 구동력이 전달되는 방식을 개선하여 동력 손실 없이 확실하게 구동력이 전달되도록 하는 동시에 안전사고의 발생을 방지할 수 있고 환경오염을 최소화시키는 원료 혼합기를 제공하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 혼합시의 분진 발생을 효과적으로 억제시킬 수 있는 원료 혼합기를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 원료 혼합기의 측면도,

도 2는 본 발명의 원료 혼합기의 도 1과 유사한 도면,

도 3은 도 2의 원료 혼합기의 구동부를 일부 절단하여 도시한 측면도,

도 4는 도 2의 원료 혼합기의 구동부를 일부 절단하여 도시한 평면도이다.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 하부에 배출부가 설치되어 있는 역원추형의 몸체와, 이 몸체 상단의 덮개에 설치되는 구동부와, 이 구동부에 의해 구동되어 몸체 내에서 회전운동되는 회동부와, 이 회동부의 말단에 연결되어 몸체 내에서 자전 및 공전되는 스크류를 포함하여 이루어지는 원료 혼합기에 있어서,상기 구동부는, 상기 덮개의 상부에 설치된 프레임에 고정된 제1 및 제2 모터와, 상기 제1 및 제2 모터로부터의 회전 구동력을 전달하는 전동수단과, 상기 전동수단으로부터 회전 구동력을 전달받아 회전속도를 감소시키는 감속기를 포함하고 있으며, 상기 전동수단은, 일단이 상기 제1 모터에 직접적으로 연결되며 타단에 제1 피니언이 설치된 제1 입력축과, 상기 제1 피니언에 맞물리는 제1 기어가 설치된 제1 회전축으로 이루어지며, 제1 모터의 회전 구동력을 전달하기 위한 제1 모터용 전동유닛; 그리고 일단이 상기 제2 모터에 직접적으로 연결되며 타단에 제2 피니언이 설치된 제2 입력축과, 상기 제2 피니언에 맞물리는 제2 기어가 설치된 제2 회전축으로 이루어지며, 제2 모터의 회전 구동력을 전달하기 위한 제2 모터용 전동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 혼합기가 제공된다.

한편, 상기 원료 혼합기는, 원료의 혼합작업을 수행하는 도중에 분진의 발생을 억제할 수 있도록 보습제를 첨가할 수 있는 보습제 공급유닛을 더 포함하고 있으며, 상기 보습제 공급유닛은, 상기 제1 축의 회전 중심축선을 따라 길이방향으로 관통되어 형성된 제1 공급관과; 상기 제1 공급관의 하단에 회전 가능하게 밀봉 결합되는 동시에 회동부와 함께 상기 몸체 내에서 회전되는 제2 공급관과; 상기 제2 공급관에 설치된 보습제 분사수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보습제 분사수단은, 서로 소정의 간격을 두고 상기 제2 공급관의 하부에 길이방향으로 형성된 복수개의 구멍인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 원료 혼합기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 원료 혼합기는, 하부에 배출부(110)가 설치되어 있는 역원추형의 몸체(100)와, 이 몸체(100) 상단의 덮개(120)에 설치되는 구동부(200)와, 이 구동부(200)에 의해 구동되어 몸체(100) 내에서 회전운동되는 회동부(300)와, 이 회동부(300)의 말단에 연결되어 몸체(100) 내에서 자전 및 공전되는 스크류(400)를 포함하여 이루어지며, 이것은 종래와 마찬가지이다.

다만, 본 발명에 따른 원료 혼합기는 후술하는 바와 같이 구동부(200)의 제1 및 제2 모터(201, 202)로부터 회동부(300) 및 스크류(400)로 구동력을 전달하는 전동수단으로서 종래와는 달리 기어를 사용하고 있다는 점을 특징으로 한다. 아울러, 본 발명의 원료 혼합기는 원료의 혼합작업을 수행하는 도중에 분진의 발생을 억제할 수 있도록 물 등의 보습제를 첨가할 수 있는 보습제 공급유닛(500)을 더 포함하고 있다는 점을 특징으로 한다.

본 발명의 원료 혼합기의 몸체(100)는, 하부에 설치되어 혼합이 완료된 원료를 배출시키기 위해서 선택적으로 개폐될 수 있는 배출부(110)와, 원료의 혼합상태를 육안으로 확인할 수 있는 감시창(도시생략)이 구비된 덮개(120)를 포함한다.

구동부(200)는, 상기 덮개(120)의 상부에 설치된 프레임(121)에 고정된 제1 및 제2 모터(201, 202)와, 이 제1 및 제2 모터로부터의 회전 구동력을 전달하는 전동수단(230, 240)과, 상기 전동수단(230, 240)으로부터 회전 구동력을 전달받아 회전속도를 감소시키는 감속기(250, 260)를 포함한다. 상기 구동부(200)는 프레임(121)에 설치되며, 보호 덮개(122)로 감싸진다.

여기에서, 전동수단은, 일단이 상기 제1 모터(201)에 직접적으로 연결되며 타단에 제1 피니언(232)이 설치된 제1 입력축(231)과, 상기 제1 피니언(232)에 맞물리는 제1 기어(233)가 설치된 제1 회전축(234)으로 이루어지며, 제1 모터(201)의 회전 구동력을 전달하기 위한 제1 모터용 전동유닛(230), 그리고 일단이 상기 제2 모터(202)에 직접적으로 연결되며 타단에 제2 피니언(242)이 설치된 제2 입력축(241)과, 상기 제2 피니언(242)에 맞물리는 제2 기어(243)가 설치된 제2 회전축(244)으로 이루어지며, 제2 모터(202)의 회전 구동력을 전달하기 위한 제2 모터용 전동유닛(240)을 포함한다.

상기 제1 입력축(231)과 상기 제1 회전축(234)은 서로 평행하며 복수개의 베어링에 의해 프레임(121)에 각각 회전 가능하게 지지된다. 마찬가지로 상기 제2 입력축(241)과 상기 제2 회전축(244)은 서로 평행하며 복수개의 베어링에 의해 프레임(121)에 각각 회전 가능하게 지지된다.

감속기는, 상기 제1 회전축(234)에 설치된 제1 베벨 피니언(251)과, 상기 제1 베벨 피니언(251)에 맞물리는 제1 베벨 기어(252)로 이루어지며, 상기 제1 모터용 전동유닛(230)을 통하여 제1 모터(201)의 회전 구동력을 전달받아 감속시키는 제1 모터용 감속유닛(250), 그리고 상기 제2 회전축(244)에 설치된 원통형 웜(261)과, 상기 원통형 웜(261)에 맞물리는 웜 기어(262)로 이루어지며, 상기 제2 모터용 전동유닛(240)을 통하여 제2 모터(202)의 회전 구동력을 전달받아 감속시키는 제2 모터용 감속유닛(260)을 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 베벨 피니언(251)과 상기 제1 베벨기어(252)의 회전 중심축선 사이의 각도는 서로 직각을 이루며, 상기 원통형 웜(261)과 상기 웜 기어(262)의 회전 중심축선 사이의 각도 역시 서로 직각을 이룬다.

회동부(300)는, 상기 제1 모터(201)의 회전 구동력을 전달받아 상기 스크류(400)를 자전시키는 내부 회동유닛(310)과, 상기 제2 모터(202)의 회전 구동력을 전달받아 상기 스크류(400)를 공전시키는 외부 회동유닛(320)을 포함한다.

상기 내부 회동유닛(310)은, 일단에 상기 제1 베벨 기어(252)가 설치되어 있으며 타단에 제2 베벨 피니언(312)이 설치된 제1 축(311)과, 일단에 상기 제2 베벨 피니언(312)에 맞물리는 제2 베벨 기어(313)가 설치되어 있으며 타단에 제3 베벨 피니언(315)이 설치된 제2 축(314)과, 상기 제3 베벨 피니언(315)에 맞물리는 제3 베벨 기어(316)가 설치되어 있는 제3 축(317)으로 이루어진다.

상기 제1 축(311)과 제2 축(314) 사이의 각도는 대략 직각을 이루도록 설치되며, 상기 제2 축(314)과 제3 축(317) 사이의 각도는 대략 73°를 이루도록 설치된다.

상기 외부 회동유닛(320)은, 외부 일단에 상기 웜 기어(262)가 설치되어 있으며 내부에 상기 제1 축(311)을 회전 가능하게 지지하는 제1 축 케이스(321)와, 상기 제1 축 케이스(321)의 타단에 일체로 결합되며 내부에 상기 제2 베벨 피니언(312) 및 제2 베벨 기어(313)를 가지는 제2 베벨 케이스(322)와, 일단이 상기 제2 베벨 케이스(322)에 일체로 결합되며 내부에 상기 제2 축(314)을 회전 가능하게 지지하는 제2 축 케이스(323)와, 상기 제2 축 케이스(323)의 타단에 일체로결합되며 내부에 상기 제3 베벨 피니언(315) 및 제3 베벨 기어(316)를 가지는 제3 베벨 케이스(324)로 이루어진다.

상기 외부 회동유닛의 제1 축 케이스(321)는 복수개의 베어링에 의해 프레임(121)에 회전 가능하게 지지된다. 상기 외부 회동유닛(320)은 일체로 구성되어 있으므로, 제1 축 케이스(321)가 회전됨에 따라 함께 회전운동된다. 또한, 상기 외부 회동유닛(320) 내에 회전 가능하게 설치된 제1 내지 제3 축(311, 314, 317)은 각각 복수개의 베어링에 의해 지지되며, 그에 따라 외부 회동유닛(320)의 회전운동과 내부 회동유닛(310)의 회전운동은 서로 무관하게 된다.

스크류(400)는 일단에 유니버설 조인트(410)를 구비하고 있으며, 타단에는 원통형 돌기(420)가 형성되어 있다. 스크류(400)는 상기 유니버설 조인트(410)를 통하여 상기 내부 회동유닛의 제3 축(317)에 결합되어 연동된다. 스크류(400) 타단의 원통형 돌기(420)는, 역원추형 몸체의 내부 하단에 설치되어 있으며 중앙에 링형상의 개구가 형성되어 있는 축진동 방지용 로케이터(430)에 의해 가이드됨으로써, 스크류(400)의 자전 및 공전운동은 원활히 수행할 수 있다. 즉, 상기 스크류(400)는 상기 내부 회동유닛(310)의 회전운동에 의해 자전하는 동시에 상기 외부 회동유닛(320)의 회전운동에 의해 역원추형 몸체(100) 내에서 공전하게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원료 혼합기에 있어서, 역원추형 몸체의 내부 하단에는 상기된 바와 같은 축진동 방지용 로케이터가 구비된 것으로 도시하고 설명하였지만, 필요에 따라서, 혹은 원료 혼합기의 용량에 따라서, 축진동 방지용 로케이터 대신에 몸체 내부의 바닥면을 삿갓형상으로 형성하여, 스크류의 하단이 이 바닥면에 직접 접촉되어 미끄러지면서 자전 및 공전운동을 수행하도록 구성하여도 된다.

보습제 공급유닛(500)은, 상기 제1 축(311)의 회전 중심축선을 따라 길이방향으로 관통되어 형성된 제1 공급관(510)과, 상기 제1 공급관(510)의 하단에 회전 가능하게 밀봉 결합되는 동시에 상기 제2 축 케이스(323)의 하부에 설치되어 외부 회동유닛과 함께 회전되는 제2 공급관(520)과, 상기 제2 공급관(520)에 설치된 보습제 분사수단(530)을 포함한다.

상기 보습제 분사수단(530)은 보습제를 혼합기 용기 내로 분사시킬 수 있다면 어떤 종류의 것이 사용되어도 좋다. 또한, 상기 보습제 분사수단(530)은, 서로 소정의 간격을 두고 상기 제2 공급관(520)의 하부에 길이방향으로 설치될 수 있으며, 별도의 분사수단을 사용하지 않고 단순히 제2 공급관(520)의 외벽을 관통 형성시킨 복수개의 구멍이어도 좋다.

제1 모터(201)로부터의 구동력은 다음과 같이 전달된다. 즉, 제1 모터(201)가 구동되기 시작하면, 제1 모터용 전동유닛(230)의 제1 입력축(231)이 회전되면서 제1 피니언(232)과 제1 기어(233)를 회전시킨다. 그에 따라 제1 회전축(234)이 회전되면서 제1 모터용 감속유닛(250)의 제1 베벨 피니언(251) 및 제1 베벨 기어(252)를 통하여 회전속도가 감소된다. 감속유닛에 의해 보다 큰 힘을 가지게 된 회전 구동력은 계속해서 내부 회동유닛(310)의 제1 축(311), 제2 베벨 피니언(312), 제2 베벨 기어(313), 제2 축(314), 제3 베벨 피니언(315), 제3 베벨 기어(316), 및 제3 축(317)을 통하여 스크류(400)로 전달되어, 스크류(400)의 자전운동을 야기시킨다.

제2 모터(202)로부터의 구동력은 다음과 같이 전달된다. 즉, 제2 모터(202)가 구동되기 시작하면, 제2 모터용 전동유닛(240)의 제2 입력축(241)이 회전되면서 제2 피니언(242)과 제2 기어(243)를 회전시킨다. 그에 따라 제2 회전축(244)이 회전되면서 제2 모터용 감속유닛(260)의 원통형 웜(261) 및 웜 기어(262)를 통하여 회전속도가 감소된다. 감속유닛에 의해 보다 큰 힘을 가지게 된 회전 구동력은 계속해서 외부 회동유닛(320)의 제1 축 케이스(321), 제2 베벨 케이스(322), 제2 축 케이스(323), 및 제3 베벨 케이스(324)를 통하여 스크류(400)로 전달되어, 스크류(400)의 공전운동을 야기시킨다.

상기된 각 부분의 결합부분은 밀봉부재에 의하여 밀봉되도록 구성되어 있기 때문에, 혼합기 내로 윤활유 등이 침입되지 않도록 확실하게 방지되며, 그에 따라 혼합물의 오염이 방지된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 구동원으로부터의 구동력이 전달되는 방식이 벨트 구동식에서 기어 직결식으로 변경되어 구성되기 때문에, 동력 손실 없이 확실하게 구동력이 전달되는 동시에 안전사고의 발생을 방지할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 혼합 상태를 수시로 확인할 수 있으며, 혼합이 완료되는데 걸리는 시간이 단축된다는 효과도 얻을 수 있다.

또한, 벨트 구동식의 경우에 혼합물에서 발생되는 분진이 V-풀리 벨트에 끼어 발생되던 슬립, 진동 등이 본 발명에 의해 억제되며, 소음발생을 현저히 감소시킬 수 있다는 효과를 얻는다. 아울러, 주위 공기의 대류를 야기시키던 V-풀리 벨트 부분이 제거됨에 따라 분진의 비산이 억제되어 환경오염이 전혀 발생되지 않으며, 작업장이 청결하게 유지될 수 있어 보다 능률적이고 안전한 작업환경을 유지할 수 있다는 효과를 얻는다.

또한, 본 발명의 보습제 공급유닛에 의해 원료의 혼합시 보습제가 첨가될 수 있어, 혼합시의 분진 발생을 효과적으로 억제시킬 수 있다는 효과를 얻으며, 환경 오염이 방지된다.

Claims (3)

1. 하부에 배출부가 설치되어 있는 역원추형의 몸체와, 이 몸체 상단의 덮개에 설치되는 구동부와, 이 구동부에 의해 구동되어 몸체 내에서 회전운동되는 회동부와, 이 회동부의 말단에 연결되어 몸체 내에서 자전 및 공전되는 스크류를 포함하여 이루어지는 원료 혼합기에 있어서,

   상기 구동부는,

   상기 덮개의 상부에 설치된 프레임에 고정된 제1 및 제2 모터와, 상기 제1 및 제2 모터로부터의 회전 구동력을 전달하는 전동수단과, 상기 전동수단으로부터 회전 구동력을 전달받아 회전속도를 감소시키는 감속기를 포함하고 있으며,

   상기 전동수단은,

   일단이 상기 제1 모터에 직접적으로 연결되며 타단에 제1 피니언이 설치된 제1 입력축과, 상기 제1 피니언에 맞물리는 제1 기어가 설치된 제1 회전축으로 이루어지며, 제1 모터의 회전 구동력을 전달하기 위한 제1 모터용 전동유닛; 그리고

   일단이 상기 제2 모터에 직접적으로 연결되며 타단에 제2 피니언이 설치된 제2 입력축과, 상기 제2 피니언에 맞물리는 제2 기어가 설치된 제2 회전축으로 이루어지며, 제2 모터의 회전 구동력을 전달하기 위한 제2 모터용 전동유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 혼합기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원료 혼합기는, 원료의 혼합작업을 수행하는 도중에 분진의 발생을 억제할 수 있도록 보습제를 첨가할 수 있는 보습제 공급유닛을 더 포함하고 있으며,

   상기 보습제 공급유닛은,

   상기 제1 축의 회전 중심축선을 따라 길이방향으로 관통되어 형성된 제1 공급관과;

   상기 제1 공급관의 하단에 회전 가능하게 밀봉 결합되는 동시에 회동부와 함께 상기 몸체 내에서 회전되는 제2 공급관과;

   상기 제2 공급관에 설치된 보습제 분사수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 원료 혼합기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 보습제 분사수단은,

   서로 소정의 간격을 두고 상기 제2 공급관의 하부에 길이방향으로 형성된 복수개의 구멍인 것을 특징으로 하는 원료 혼합기.