KR200385083Y1 - 습식 분쇄 분산기의 미립자 분리 및 배출장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 습식 분쇄 분산기 내에서 가공된 일정한 입도의 입자를 분리하여 배출하기 위한 미립자 분리 및 배출 장치에 관한 것이다. 본 고안에 따른 미립자 분리 배출 장치는 속인 빈 중공 형태의 회전축; 상기 회전축을 둘러싸고 있는 시브; 상기 시브를 둘러싸고 있는 임펠러; 및 상기 축을 구동시키는 모터를 포함하고, 상기에서 임펠러는 시브로부터 임펠러의 가장 자리로 연장되는 다수 개의 유도판을 포함한다.

Description

습식 분쇄 분산기의 미립자 분리 및 배출장치{A Device of Wet Milling Machine for Separating and Discharging Fine Grained Powder}

본 고안은 습식 분쇄 분산기 내에서 가공된 일정한 입도의 입자를 분리하여 배출하기 위한 미립자 분리 및 배출 장치에 관한 것이고, 구체적으로 원통 형상의 그리드를 회전축에 설치하고 그리고 조합된 그리드에 분리하고자 하는 크기보다 작은 입자들만이 통과할 수 있는 오리피스를 형성함으로서 가공이 완료된 원하는 크기의 미립자를 분리 배출할 수 있는 습식 분쇄 분산기의 미립자 분리 및 배출 장치에 관한 것이다.

일반적으로 습식 분쇄 분산기는 회전 가능한 디스크 형상의 로터를 가진 실린더를 포함한다. 상기 습식 분쇄 분산기의 실린더 내부로 용제, 비드 및 가공 재료가 투입되면 혼합된 유체와 디스크 사이에 전단력이 발생함으로서 유체의 유동 운동이 시작된다. 그리고 상기 유동 운동으로 인하여 유체 내에서 경도 및 비중이 큰 비드와 입도가 큰 재료가 서로 충돌하게 됨으로서 재료의 분쇄 및 분산이 연속적으로 발생하게 된다. 그러나 이와 같은 입자 사이의 충돌은 실린더 내벽 근처에 위치하는 미립자 분리를 위한 오리피스 공간을 마모시킴으로서 미립자 분리 장치의 균열을 초래하거나 또는 입자가 오리피스의 틈 사이에 끼임으로서 미립자의 배출을 방해한다는 문제점을 가진다.

위와 같이 종래의 미립자 분리를 위하여 사용되는 습식 분쇄 분산기는 비드와의 직접적인 접촉으로 인하여 그리드가 마모되어 기계 자체의 수명이 단축되고 그리고 사용 비드 크기의 한계로 인하여 초 미립자를 분쇄 분산할 수 없다는 단점을 가진다. 아울러 다른 미립자 배출구인 고정 디스크 및 회전 디스크의 틈새(gap)를 작은 비드가 통과하지 못하도록 하는데 있어서는 가공 및 조립 상의 한계가 있다는 단점을 가진다.

분쇄기에 대한 공지의 발명으로는 한국출원공개번호 10-2004-0012438 "분쇄기"가 있다.

상기 발명은 분쇄기의 교반 부재의 형상이 통 형상으로 연속적이기 때문에 고점도의 경우 회전수에 따라서 분쇄 매체의 동반 현상이 발생하여 어긋남이 발생하기 어렵기 때문에 분쇄 또는 분산 등의 처리에 지장이 초래된다는 문제점을 해결하기 위한 것이다. 상기 발명은 분쇄 효율을 향상시키기 위하여 분쇄 용기를 폐색된 통 형상으로 만들고 축선 방향의 길이 및 지름의 비를 일정한 값 이하로 만드는 것을 특징으로 한다. 그러나 제시된 발명은 초미립자의 분쇄 또는 분사에 대해서는 개시하지 않는다.

본 고안은 종래의 분쇄기가 가진 문제점인 미립자의 분산을 원활하게 하기 위한 것으로서 아래와 같은 목적을 가진다.

본 고안의 목적은 분쇄 또는 분산된 미립자가 회전하는 임펠러의 원심력에 의해 질량이 큰 비드의 흐름을 시브에 접근하는 것을 억제하고 미립자만 시브를 통과시켜 배출시킬 수 있도록 하는 분쇄기의 미립자 분리 및 배출 장치를 제공하는 것이다.

본 고안에 따른 미립자 분리 및 배출 장치는 밀링(Milling)이 이루어지는 실린더의 배출부 상부에 위치하고 시브 자체가 회전하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 구성은 막힘 현상을 최소화하여 미립자의 배출이 원활하게 이루어지도록 할 뿐만 아니라 실린더 커버를 분해하고 시브 고정 너트를 제거하는 경우 시브 유니트 교체가 가능하도록 함으로서 장치 전체를 분리하여 부품 교체 및 세척이 용이하도록 한다.

아래에서 제시된 목적을 이루기 위한 본 고안을 상세히 설명한다.

제시된 목적을 이루기 위한 본 고안의 적절한 실시 형태에 따르면, 미립자 분리 배출 장치는 속인 빈 중공 형태의 회전축; 상기 회전축을 둘러싸고 있는 시브; 상기 시브를 둘러싸고 있는 임펠러; 및 상기 축을 구동시키는 모터를 포함하고, 상기에서 임펠러는 시브로부터 임펠러의 가장 자리로 연장되는 다수 개의 유도 판을 포함할 수 있다.

본 고안의 다른 실시 형태에 따르면, 상기 임펠러는 고정 너트로서 축에 결합되고 전체적으로 벳셀 커버의 내부에 설치될 수 있다.

본 고안의 또 다른 실시 형태에 따르면, 상기 시브는 회전축과 함께 회전할 수 있다.

본 고안의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 회전축은 시브 또는 그리드 링이 둘러싸고 있는 다수 개의 슬릿을 포함할 수 있다.

본 고안의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 유도판은 반지름 방향에 대하여 5 내지 20도의 범위로 경사가 지는 방향으로 형성된 것을 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 제시된 미립자 분리 배출 장치를 포함하는 습식 분쇄 분산기가 제공될 수 있다.

아래에서 본 고안은 제한되지 않는 실시 예로서 첨부된 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 미립자 분리 배출 장치를 구비한 습식 분쇄 분산기를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1에 도시된 것처럼, 분쇄기(1)는 구동 모터(11), 상기 모터(11)의 회전력을 축(13)으로 전달하기 위한 벨트(12), 축(13)에 결합된 로터(15), 미립자를 분쇄 또는 분산하는 실린더(14) 및 분리된 미립자를 배출하기 위한 이송 펌프(16)를 포함한다. 본 고안의 특징을 이루는 미립자 분리 배출 장치(17)는 바람직하게는 실린더(14)와 이송 펌프(16)의 사이에 설치된다.

본 고안에 따른 미립자 분리 배출 장치(17)를 포함하는 분쇄기(1)의 작동 과정은 분쇄하고자하는 처리물이 실린더(14) 내에 투입이 됨으로서 개시된다. 상기 처리물은 예를 들어 잉크나 도료, 세라믹, 금속, 무기물, 유기물, 자성체, 안료 또는 의약품 등 이 분야에서 공지된 임의의 물질이 될 수 있다. 상기 처리물이 실린더(14)에 투입되면 모터(11)의 구동에 의하여 로터(15)가 회전하면서 상기 처리물의 분쇄 또는 분산이 이루어진다. 상기 로터(15)는 바람직하게는 디스크형 로터가 될 수 있다. 분쇄기(1)는 필요에 따라 실린더(14) 내에서의 분쇄에 따른 열을 흡수를 위한 냉각 챔버(도시되지 않음) 등을 포함할 수 있다. 로터(15)의 회전에 의하여 분쇄 또는 분산된 상기 처리물은 미립자 분리 배출 장치(17)에 의하여 이송 펌프(16)로 이동된다. 위와 같이 처리된 상기 처리물은 이송 펌프(16)에 의하여 저장 탱크로 보내지게 된다.

아래에서 본 고안에 따른 미립자 분리 배출 장치(17)에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 미립자 분리 배출 장치(17)를 도시한 것이다.

도 2를 살펴보면, 분리 배출 장치(17)는 미립자의 분리 및 배출을 위한 임펠러부(21), 분리 배출 장치(17)를 내장하는 하우징부(23) 및 임펠러부(21)의 장치를 구동시키기 위한 구동부(25)를 포함한다.

임펠러부(21)는 회전에 의하여 비드는 외부로 유동시키고 그리고 미립자를 내부로 유입시켜 배출시키기 위한 임펠러(211), 축에 수직인 방향으로 내부로 유입되는 미립자를 통과시키고 나머지 처리물을 거르기 위한 시브(213), 내부가 비어 있는 중공 형태의 회전축(214), 상기 축(214)의 외부를 감싸면서 축을 보호하는 슬리브(215) 및 슬리브(215)의 바깥으로 시브(213)의 누설을 방지하고 위한 실(216)을 포함한다.

하우징부(23)는 벳셀 커버(231), 실 하우징(232) 및 회전축(214)의 유지를 위한 베어링을 내장하는 베어링 하우징(12)을 포함한다. 실 하우징(232)은 미립자의 외부 유출을 방지하기 위한 실(216) 및 실(216)과 접촉된 슬리브(215)에 결합된다.

구동부(25)는 회전축(215)을 구동시키기 위한 모터(251) 및 벨트(253)를 포함하고, 벨트(253)는 이 분야에서 공지된 것으로서 모터(251)의 회전력을 회전축(214)에 전달하기 위한 수단이 된다.

위와 같은 형태로 구성된 본 고안에 따른 미립자 분리 배출 장치(17)는 아래와 같이 작동한다.

믹싱 탱크로부터 처리물이 실린더(14)의 내부로 투입되어 분쇄 또는 분산이 된다(도 1 참조). 이후 상기 처리물은 구동 모터(251)에 의하여 회전하는 임펠러(211)에 의하여 미립자가 분리된다. 상기 미립자는 임펠러(211)의 회전에 의하여 내부로 유입되어 내부가 빈 중공 형태의 회전축(214)을 통하여 저장 탱크로 배출된다. 임펠러(211)의 조립은 벳셀 커버(231)를 분해하여 조립한 후 고정 너트(218)로 체결하는 방법으로 이루어진다. 위와 같은 과정에서 발생할 수 있는 미립자의 외부 유출을 차단하는 실(216)과 접촉하는 슬리브(215)가 마모되어 미립자가 유출되면 드레인홀(217)로 배출되어 구동 부품의 손상을 방지한다. 위에서 설명한 것처럼 분쇄 분산된 미립자가 본 고안에 따른 분리 배출 장치의 영역에 있는 경우에는 질량이 큰 비드는 원심력에 의하여 외부로 유동되고 미립자는 내부로 유입되어 시브(213)를 통과하게 된다. 이와 같은 과정에서 시브(213) 자체가 회전하기 때문에 미립자는 시브에 적체되지 않는다. 이와 같이 분리된 미립자는 내부가 빈 회전축(214)을 통하여 미립자 분리 배출 장치의 외부로 배출된다.

도 3은 본 고안에 따른 분리 배출 장치의 임펠러부(21)를 도시한 것이다.

도 3에 도시된 것처럼, 임펠러부(21)는 내부가 빈 중공 형태의 회전축(214)의 주위를 둘러싼 시브(213) 및 볼트(218)로서 회전 축(214)에 결합되어 시브(213)를 둘러싸고 있는 원통형의 임펠러(211)를 포함한다. 임펠러(211)의 길이(L)와 반지름(R)은 바람직하게는 L/R이 0.2 내지 2.0이 될 수 있다. 그러나 본 고안이 상기 비에 제한되는 것은 아니며 필요에 따라 다양한 비율로 제작될 수 있다. 임펠러(211)는 다수개의 유도판(211a)을 포함한다. 유도판(211a)은 임펠러(21)의 길이 방향 전체에 걸쳐서 연장되고 그리고 반지름 방향으로는 시브(213)에 근접한 위치로부터 임펠러(21)의 가장자리에 인접한 위치까지 연장된다. 회전축(214)이 구동 모터(도 2 참조)에 의하여 회전되면 회전축(214)에 결합된 시브(213) 및 임펠러(211)가 회전하게 됨으로서 미립자의 분리가 이루어지도록 한다.

도 4는 도 3의 A-A로 표시된 선에 따른 단면도를 도시한 것이다.

도 4에 도시된 것처럼 임펠러(211)의 유도판(211a)은 반지름 방향으로 시브(213)에 인접한 위치로부터 임펠러(211)의 가장자리까지 연장된다. 그리고 유도판(211a)의 연장은 반지름 방향에 대하여 일정한 경사를 이룬다. 또한 유도판(211a)은 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 연속적으로 배열된다. 상기 경사는 바람직하게는 반지름에 대하여 5 내지 20°가 되고, 유도판(211a)의 개수는 바람직하게는 8 내지 15개가 된다. 이와 같은 유도판(211a)의 경사는 미립자가 분리된 처리물 또는 비드 형태의 처리물이 가장자리 쪽에 용이하게 집적되도록 하기 위함이다.

도 5a 및 도 5b는 본 고안에 따른 미립자 분리 배출 장치의 회전 축 및 시브의 결합 방법에 대한 실시 예들을 도시한 것이다.

도 5a에 도시된 것처럼 시브(213)는 회전축(214)과 별도로 제작되어 결합될 수 있다. 또한 도 5b에 도시된 것처럼 시브 대신에 그리드 링 형태로 제작될 수도 있다. 본 고안에 따른 미립자 분리 배출 장치에서는 도 5a 또는 도 5b에 도시된 임의의 형태가 사용될 수 있으며 바람직하게는 일체형이 제작될 수 있다. 이와 같이 시브(213)가 일체형으로 제작되는 경우에는 교체가 용이하다는 이점을 가진다.

도 6은 본 고안에 따른 회전축의 길이 방향의 형상의 변화를 도시한 것이다.

도 6에 도시된 것처럼, 회전축(214)은 미립자가 배출되는 방향으로 단계적으로 지름이 커지는 계단 형태로 이루어져 있다. 위에서 설명한 것처럼 회전축(214)은 속이 빈 중공 형태로서 가장 반지름이 작은 부분이 일정한 길이로 연장된다. 그리고 반지름이 보다 커진 부분이 길이 방향으로 다시 연장된다. 상기 반지름이 보다 커진 부분의 바깥 면에는 길이 방향으로 슬릿이 형성되어 있다. 그리고 상기 슬릿이 형성된 부분에 시브(213)가 결합된다. 상기 슬릿은 미립자의 배출을 위한 것으로서 임의의 형태가 될 수 있으며 반드시 길이 방향으로 연장될 필요는 없다. 마지막으로 가장 반지름이 큰 부분이 다시 길이 방향으로 연장된다. 상기와 같은 회전축(214)의 계단식 연장은 반드시 요구되는 것은 아니며 시브 등과 같은 다른 구성 요소와의 결합 관계를 고려하여 임의의 형태로 제작될 수 있다는 것은 자명할 것이다.

위에서 본 고안은 실시 예를 이용하여 상세하게 설명하였지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예로부터 다양한 변형 및 수정 발명이 가능할 것이다. 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 본 고안의 범위는 제한되지 않으며 다만 아래의 실용신안등록청구범위에 의해서만 제한된다.

본 고안은 습식 분쇄기에서 초미립자를 생산하는 것이 가능하도록 한다. 이와 같은 초립자의 생산은 미립자 분리 배출 장치를 추가함으로서 가능하고, 추가된 장치는 부품 마모가 적어서 장치의 내구성이 향상되도록 하는 이점을 가진다. 또한 본 고안에 따른 미립자 분리 배출 장치는 부품 교체 및 세척이 용이하여 장치의 유지 및 보수가 용이하게 하는 효과를 가진다.

도 1은 본 고안에 따른 습식 분쇄 분산기의 구성도를 도시한 것이다.

도 2는 도 1의 습식 분쇄 분산기에서 사용되는 미립자 분리 및 배출 장치 부분의 확대도를 도시한 것이다.

도 3은 본 고안에 따른 미립자 분리 및 배출 장치의 축과 결합되는 임펠러에 대한 확대도를 도시한 것이다.

도 4는 도 3의 A-A로 표시된 선에 따른 단면도를 도시한 것이다.

도 5a는 본 고안에 따른 미립자 분리 및 배출 장치의 시브를 도시한 것이다.

도 5b은 본 고안에 따른 미립자 분리 및 배출 장치의 그리드 링을 도시한 것이다.

도 6은 본 고안에 따른 미립자 분리 및 배출 장치의 회전축을 도시한 것이다.

※ 주요 도면 부호의 간단한 설명

1 : 분쇄기 11: 구동 모터 12 : 벨트 13 : 축

14 : 실린더 15 : 로터 16 : 이송펌프

17 : 미립자 분리 배출장치

21 : 임펠러부 23 : 하우징부 25 : 구동부

Claims (6)

1. 습식 분쇄 분산기에서 사용되는 미립자 분리 배출 장치에 있어서,

   속인 빈 중공 형태의 회전축;

   상기 회전축을 둘러싸고 있는 시브;

   상기 시브를 둘러싸고 있는 임펠러; 및

   상기 축을 구동시키는 모터를 포함하고, 상기에서 임펠러는 시브로부터 임펠러의 가장 자리로 연장되는 다수 개의 유도판을 포함하는 미립자 분리 배출 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 임펠러는 고정 너트로서 축에 결합되고 전체적으로 벳셀 커버의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 미립자 분리 배출 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 시브는 상기 회전축과 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 미분리 배출 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 회전축은 시브 또는 그리드 링이 둘러싸고 있는 다수 개의 슬릿을 포함하는 미립자 분리 배출 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 유도판은 반지름 방향에 대하여 5 내지 20도의 범위로 경사가 지는 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 미립자 분리 배출 장치.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중의 어느 하나의 미립자 분리 배출 장치를 포함하는 습식 분쇄 분산기.