KR20060114160A - 교반장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 임펠러를 포함하는 대용량의 퍼터 제조용 교반기를 제공한다. 본 발명에 따른 퍼티 제조용 교반기에는 용기 중심에서 회전하며, 하단에 용기 바닥 및 측면에 밀착되어 연장되는 블레이드가 형성된 임펠러가 부착된 제1회전축; 상기 용기의 중심과 일측 사이에서 회전하며, 회전방향으로 경사진 블레이드가 형성된 임펠러가 부착된 제2회전축; 상기 용기의 중심과 타측 사이에서 회전하며, 회전축에 수직하는 디스크형 임펠러가 부착된 제3회전축이 설치되고, 구동원에 의해서 회전된다.

교반장치, 임펠러, 앵커형 블레이드

Description

교반장치{Mixing apparatus}

도 1은 종래의 퍼티 제조용 교반장치가 개략적으로 도시된 내부 단면도이며,

도 2은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼티 제조용 교반장치가 개략적으로 도시된 내부 단면도이며,

도 3는 도 2의 제1회전축에 설치된 임펠러가 도시된 평면도이며,

도 4는 도2의 제2회전축에 설치된 임펠러가 도시된 평면도이며,

도5은 도2의 제3회전축에 설치된 임펠러가 도시된 평면도이며,

도6은 제1회전축에 설치된 임펠러에 스크래퍼가 설치되는 일 실시예의 측면도이다.

본 발명은 대용량의 퍼티 제조용 혼합 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고점도, 고비중의 퍼티를 대용량으로 균일하게 제조할 수 있도록 설계된 혼합 장치에 관한 것이다.

석회석, 점토등을 물과 점착성 에멀젼의 용매에 개어서 페이스트상(狀)으로 제조되는 퍼티는, 점도와 비중이 높은 특성이 있다.

퍼티는 통상적으로 구성성분을 용기에 수용한 후, 상기 용기에 설치된 교반기를 이용하여 구성입자가 충분히 습윤되도록 교반하여 균일한 페이스트 상태의 퍼티가 얻어지도록 하는 제조방법에 의해서 제조된다.

이러한 퍼티는 고점도, 고비중의 특성이 가지고 있어서, 용기내에 충분한 교반력이 미치지 못할 경우, 퍼티 제조용 재료 중 미립자 형태의 성분이 뭉쳐져서 분산되지 않는 습윤불량 문제가 발생하게 된다. 또한 교반력이 미치지 못할 경우, 퍼티 성분의 비중 특성에 의해서 용기 하단에 가라앉아 불균일한 페이스트 상이 형성되는 문제가 발생하게 된다. 또한 미립자가 용매에 풀어지지 않고 공기와의 계면에 떠다니게 되어 분산성이 떨어지는 문제가 있어왔다.

종래의 퍼티 제조에 사용되는 통상의 교반장치가 도1에 도시되었다. 도1을 참조하면, 퍼티를 제조하는데 사용되는 종래의 교반장치는 용기 중심에 용기 상단까지 연장되는 회전축(1)이 형성되고, 이 회전축 하단에는 용기의 단면에 상응하는 형상의 블레이드를 가진 외측 임펠러(2)와 외측 임펠러(2)의 내부에서 회전하는 내측 임펠러(3)가 부착되어 함께 회전함으로서 수용된 퍼티재료가 교반되어 혼합, 분산, 및 습윤되면서, 균일한 페이스트 상태의 퍼티가 생성된다. 이러한 임펠러 구조는 용기 벽면과 내부에 전체적으로 균일한 교반력을 제공함으로서 용기 벽면에서 퍼티재료가 정치되는 것을 방지할 수 있으나, 외측임펠러(2)와 내측 임펠러(3)가 중심회전축에 연동되어 동일한 속도로 회전하도록 구성되어 있어서, 적은 용량의 퍼티 제조에만 사용되어 왔다.

고밀도 고점도의 균질한 퍼티를 대용량으로 제조하기 위해서 임펠러의 교반 속도를 높이거나 또는 퍼티재료에 다양한 첨가제를 첨가하여 분산성을 높이는 방안이 시도되어 왔으나, 제조 용기가 1톤이상의 대용량으로 스케일-업 될 경우에는, 용기내에 불균일성이 급속히 증가하여 균일한 페이스트가 얻어지지 않는 문제가 지속되어 왔다. 대용량으로 사용되는 제품의 특성상 종래의 퍼티 제조용기는 1 톤 미만의 용량을 가지고 있어서 생산 속도가 수요에 미치지 못하고 있으며, 대량의 퍼티 생산을 위해서는 다수의 용기를 사용하여야 하므로, 추가적인 설비가 요구되고 있다. 이는 운전비, 유지비, 인건비와 같은 추가적인 비용의 발생을 초래하고 있다.

이러한 이유들로 인해, 대용량의 퍼티를 제조하면서도 교반환경의 불균일성으로 인해 나타날 수 있는 퍼티의 습윤 불량과 같은 문제를 해결할 수 있는 대용량퍼티 제조용 교반 장치에 대한 수요가 계속되어 왔다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 대용량으로 고점도, 고밀도의 퍼티를 제조할 경우에도 내부 수용물에 충부한 교반성을 제공하는 퍼티 제조용 교반장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 대용량의 퍼티 제조시 충분한 교반성을 제공하는 다수의 회전축을 포함하는 신규한 교반장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 대용량의 퍼티 제조시 충부한 교반성을 제공하는 다수의 회전축에 장착되는 신규한 임펠러를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 대용량의 퍼티 제조시 충부한 교반성을 제공하는 임펠러에 부착되는 스크래핑 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 대용량의 퍼티 제조시 충부한 교반성을 제공하는 다수의 회전축의 운전 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해

원통형 용기;

상기 용기 중심에서 회전하며, 용기 바닥 및 측면에 밀착되어 연장되는 블레이드가 형성된 임펠러가 부착된 제1회전축;

상기 용기의 중심과 일측 사이에서 회전하며, 회전방향으로 경사진 블레이드가 형성된 임펠러가 부착된 제2회전축;

상기 용기의 중심과 타측 사이에서 회전하며, 고속 분산용 임펠러가 부착된 제3회전축; 및

상기 회전축들을 구동하는 구동원을 포함하는 퍼티 제조용 교반장치가 제공된다.

본 발명에 있어서, 상기 원통형 용기는 용기 바닥이 수평바닥이거나 또는 둥근 바닥, 또는 원추형 바닥 일 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 용기의 크기는 수용량이 대용량, 바람직하게는 퍼티제조용 재료가 채워지는 용기 수용부의 용량이 1톤 이상, 더욱 바람직하게는 2 톤이상, 보다 더 바람직하게는 3 톤이상, 가장 바람직하게는 5톤 이상인 퍼티 제조용 용기이다.

본 발명에 있어서, 상기 제1회전축에는 고비중, 고점도의 퍼티 수용물이 용 기의 바닥 및 벽면 표면에 정치되는 것을 방지할 수 있도록, 용기 수용부의 단면에 상응하는 형상을 가진 블레이드가 형성된 임펠러가 부착된다.

본 발명에 있어서, 상기 제1회전축은 용기바닥에 근접하도록 연장되고, 제1회전축의 하단에는 용기의 바닥과 벽면에 밀착되어 용기 수용부 높이까지 연장되는 블레이드들이 형성된 임페러가 부착된다.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 제1회전축의 하단에 부착된 임펠러에는 용기 바닥에 밀착되어 내벽까지 연장된 후 여기서 구부러져 용기 측면에 밀착되어 용기수용부의 높이까지 연장되는 블레이드가 대향하여 형성된다.

발명의 바람직한 일 실시예에서, 상기 용기는 평면 바닥의 원통형 용기이며, 제1회전축에 형성된 블레이드는 용기 수용부의 단면에 상응하는 형상의 앵커형 블레이드이다.

발명의 다른 일 실시예에 있어서, 상기 제1회전축의 길이가 바닥에 미치지 못할 경우에는 제1회전축의 하단에 부착된 임펠러에는 용기바닥으로 경사지게 연장된 후, 구부러져 용기 바닥에 밀착되어 내벽까지 연장되고, 다시 구부러져 용기 측면에 밀착되어 용기수용부의 높이까지 연장되는 블레이드가 대향하여 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 제1회전축은 회전시 고밀도 고점도의 퍼티에 의해 블레이드에 가해지는 압력을 감소시킬 수 있도록 블레이드에서 용기 벽면에 밀착되어 용기수용부 높이까지 연장되는 부분이 제1회전축과 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 제1회전축의 앵커형 블레이드의 말단에는 스크래퍼 가 형성되어 수용물질과 공기의 계면, 특히 벽면쪽 계면 부위를 스크래핑함으로서 가벼운 퍼티성분이 벽면에 붙지 않게 하여 충분히 분산될 수 있게 한다. 상기 스크래퍼는 고정형 스크래퍼 또는 유동형 스크래퍼를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 블레이드 회전시 발생하는 와류에 의해서 유동할 수 있도록 형성되는 유동형 스크래퍼가 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 제2회전축은 용기 중심의 제1회전축과 용기 내벽 사이에서 회전하도록 편심되어 설치된다. 상기 제2회전축에는 고비중의 퍼티 재료가 용기 하단에 정치되는 것을 방지하기 위해서 상향 유동을 형성하도록, 회전방향으로 경사지게 형성된 블레이드가 형성된 임펠러가 부착된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2회전축에는 축방향으로 상호 이격되는 다수개의 임펠러가 형성되며, 각 임펠러에는 한쌍의 반원형 판형 블레이드가 회전축을 중심으로 직선부가 대향하도록 설치되며, 회전시 상향 유동을 형성하도록 회전방향으로 경사지게 설치된다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 제2회전축에는 축방향으로 상호 이격되는 다수개의 임페러가 형성되며, 각 임펠러에는 블레이드면이 회전방향으로 기울어진 직사각형 형상의 판형 블레이드가 회전축에 수직하는 평면을 따라 다수개 형성된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 제2회전축에는 회전시 상향유동을 유도하도록, 제2회전축을 중심으로 회전방향으로 하향하여 경사지는 나선형 블레이드가 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제3회전축은 용기 중심의 제1회전축과 용기 내벽 사이에서 회전하도록 편심되어 설치되며, 바람직하게는 제1회전축에 대해서 제2회전축과 대향하여 설치된다.

본 발명에 있어서, 제3회전축은 제1회전축과 제2회전축에 부착된 임펠러의 회전에 의해서 유동하는 퍼티재료를 고속 분산시키기 위한 것으로서, 빠른 속도로 회전하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 제1 및 제2회전축보다 빠르게 회전한다.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 제3회전축에는 축방향으로 상호 이격되는 다수개의 임페러가 형성되며, 각 임펠러에는 회전축에 수직하는 평면에 평형한 블레이드면을 가지는 다수개의 블레이드들이 형성되며, 상기 블레이드면은 원형, 또는 일정폭의 플레이트형일 수 있다.

본 발명에 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 제3회전축에 임펠러에는 회전축에 수직하게 둘레에 톱니 모양의 분산부재가 형성된 디스크 타입의 블레이드가 부착된다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 임펠러는 고속 분산용 카오레스 교반기의 임펠러이다.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 회전축들은 용기 두껑에 형성된 관통홀을 통해서 용기 위에 위치한 구동원과 연결되어 회전한다. 발명의 일 실시예에서 상기 제1회전축의 구동원은 용기 하단에 설치된 후, 용기 바닥을 통해서 제1회전축과 연결될 수 있다.

발명의 일 실시예에서, 각각의 회전축들은 하나의 구동원 또는 각각의 구동 원에 의해 동일하거나 상이한 속도로 회전할 수 있다. 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 회전축들은 상호 상이한 속도로 회전할 수 있으며, 바람직하게는 상기 제1, 제2 및 제3회전축에서, 제1회전축의 회전속도가 가장 느리며, 제3회전축의 회전속도가 가장 빠르게 회전하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 퍼티 제조용 교반 장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 퍼티 제조용 교반장치가 개략적으로 도시된 내부 단면도이며, 도 3는 도 2의 제1회전축에 설치된 임펠러가 도시된 평면도 및 임펠러 말단의 확대평면도이며, 도 4는 도2의 제2회전축에 설치된 임펠러가 도시된 평면도이며, 도5은 도2의 제3회전축에 설치된 임펠러가 도시된 평면도이며, 도6은 제1회전축에 설치된 임펠러에 스크래퍼가 설치되는 일 실시예의 측면도이다.

먼저 도 2에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 퍼티 제조용 교반기는 평면 바닥의 원통형의 용기(100)에 중앙에 제1회전축(11)이 설치되고, 제1회전축의 좌, 우에 대향하여 제3회전축(13) 및 제2회전축(12)이 각각 설치된다. 상기 회전축(11), (12) 및 (13)은 용기(100)의 상단을 관통하는 연결구를 통해 각각의 전동축(21),(22),(23)에 연결되어, 회전하게 된다.

제1회전축(11)은 용기(100)의 중앙에 수직하게 설치되며, 용기의 바닥까지 연장되며, 제1회전축(11)의 하단에는 앵커형 임펠러(41)이 부착되어 있다. 앵커형 임펠러(41)는 제1회전축(11)으로부터 양쪽으로 원통형 용기(100)의 평평한 바닥에 밀착되어 용기(100)의 내면까지 연장되고, 다시 용기 측면에 밀착되어 위쪽으로 용기 수용부의 높이까지 연장된다. 또한 본 발명에 따른 퍼티제조용 교반장치에는 제1회전축(11)과 용기(100)의 벽면에 밀착되어 회전하는 앵커형 임펠러 사이의 공간에서 회전할 수 있는 회전반경을 가지는 임펠러가 부착된 제2회전축(12) 및 제3회전축(13)이 장착된다.

도3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 앵커형 임펠러(41)의 블레이드는 벽면에 밀착되는 부분이, 제1회전축에 경사지게 형성된다. 본 발명의 실시에 있어서, 앵커형 임펠러(41)의 블레이드는 회전시 교반조에 수용된 다량의 고밀도 고점도의 퍼티에 의한 저항을 감소시키기 위해, 용기벽면에 밀착되는 부분이 제1회전축과 역회전 방향으로 경사지게 형성되며, 상기 경사정도는 퍼티의 제조 성분에 따라 조절될 수 있으며, 바람직하게는 30°이하이다. 도3의 확대된 원에서 보는 바와 같이, 본 발명의 앵커형 임펠러(41)말단에는 교반조의 벽면, 보다 상세하게는 수용물질과 공기사이 계면부의 벽면 부근에 정치된 퍼티성분을 앵커형 임펠러(41)의 회전시 물리적으로 긁어줌으로서 퍼티성분의 정치를 막을 수 있도록, 말단에 스크래퍼를 부착할 수 있다.

도 6에서 보는 바와 같이 스크래퍼(51)는 앵커형 임펠러(41)의 말단부에 끼워질 수 있는 지지봉(52)이 형성되고, 상기 지지봉은 앵커형 임펠러(41)의 말단부에 형성된, 일렬로 늘어선 체결용 고리(61)들에 끼워진 후, 요동가능하게 체결된다. 상기 스크래퍼(51)에는 체결용 구멍(53)이 형성되어 동일한 구멍을 가지는 다른 스크래퍼가 여러개 겹쳐진 후, 체결용 구멍(53)을 관통하는 연결부재로 함께 체 결될 수 있다.

도 2 에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 퍼티 제조용 교반기에는 용기(100)의 벽면에 밀착되어 회전하는 앵커형 임펠러와 제1회전축 사이의 공간에서 회전할 수 있는 임펠러가 부착된 제2회전축(12)이 설치된다. 상기 제2회전축(12)에는 다수의 임펠러가 상호 이격되어 부착된다.

도 4에서 보는 바와 같이, 제2회전축에 형성된 각각의 임펠러에는 한 쌍의 반원판형 블레이드(71)가 대향하여 설치되고, 각각의 블레이드들은 블레이드면이 회전방향으로 하향 경사지게 제2회전축에 부착된다.

도 2 에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 실시에 따른 퍼티제조용 교반기에는 제1회전축(11) 및 제2회전축(12)과 함께 용기(100)의 벽면에 밀착되어 회전하는 앵커형 임펠러 사이의 공간에서 회전할 수 있는 임펠러가 부착된 제3회전축(13)이 설치된다. 상기 제3회전축(13)에는 다수의 임펠러가 상호 이격되어 부착되며, 도 5 에서 보는 바와 같이, 말단에 톱니 모양이 형성된 디스크 타입의 임펠러(81)가 제3회전축(13)에 직각으로 설치된다.

이하, 본 발명에 따른 퍼티 제조용 교반기에 대한 사용 상태를 간단하게 설명한다.

먼저, 용기에 퍼티제조용 조성물이 제1회전축의 말단부가 잠기도록 삽입되어 수용되고, 제1회전축, 제2회전축, 및 제3회전축을 구동하는 각각의 구동원에 동력이 전달되어, 상이한 속도로 각각의 회전축을 소정의 회전방향으로 회전시키게 된다. 제1회전축의 속도가 가장 느리고, 제3회전축의 속도가 가장 빠르게 회전된다.

제1회전축에 부착된 앵커형 임펠러는 용기의 바닥과 벽면에 최대한 밀착하여 회전함으로서 용기 바닥이나 벽면에 분산 또는 습윤되지 않고 있는 수용물질이 정치되지 못하게 한다. 제1회전축에는 블레이드의 말단에 요동가능하게 부착된 스크래퍼가 부착되어 있어서, 제1회전축의 회전시 블레이드 말단을 따라 회전하면서 요동하여 수용물질의 계면에서 용기 벽면에 정치되는 수용물질을 이격시킨다.

제2회전축에 부착된 회전방향으로 경사진 반원판형 블레이드가 부착된 임펠러들은 자중에 의해서 하부에 정치될 수 있는 수용물질을 상향 유동시키게 된다.

제3회전축에 부착된 디스크 타입의 고속 임펠러는 제1회전축 및 제2회전축에 부착된 임펠러들에 의해서 유동되는 퍼티조성물을 빠르게 교반시켜 습윤 및 분산되도록 하게 된다.

본 발명이 상기 실시예에 관해서 상세하게 기술되었다 하더라도, 본 발명에 속하는 기술분야에서 평균적 기술자들은 본 발명의 영역을 한정하기 위해서 기술된 것이 아니라, 단지 예시적인 것으로 기술되었다는 것을 인식하여야 할 것이다. 본 발명의 범위는 하기 기술되는 특허청구범위에 의해서 한정되며, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변형과 치환이 가능하다는 것을 인식할 것이다.

본 발명에 의해서 신규한 임펠러 시스템을 포함하는 대용량의 퍼티 제조용 교반 장치를 제공되었으며, 또한 고속 회전 임펠러, 중속 회전 임펠러, 및 저속회전 임펠러를 포함하는 임펠러 시스템이 장착되는 대용량의 퍼티 제조용 교반 장치 를 제공되었다. 본 발명에 의해서 보다 균일한 퍼티 제조를 위해서 임펠러에 스크래퍼가 부착된 대용량의 퍼티 제조용 교반 장치가 제공되었다.

Claims (6)

1. 원통형 용기;

   상기 용기 중심에서 회전하며, 용기 바닥 및 측면에 밀착되어 연장되는 블레이드가 형성된 임펠러가 부착된 제1회전축;

   상기 용기의 중심과 일측 사이에서 회전하며, 회전방향으로 경사진 블레이드가 형성된 임펠러가 부착된 제2회전축;

   상기 용기의 중심과 타측 사이에서 회전하는, 고속 분산용 임펠러가 부착된 제3회전축; 및

   상기 회전축들을 구동하는 구동원을 포함하는 퍼티 제조용 교반장치.
2. 제1항에 있어서, 제1회전축에 부착된 임펠러에 형성된 블레이드는 용기 측면에 밀착된 부위가 제1회전축에 경사지게 연장되는 퍼티 제조용 교반기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1회전축의 블레이드 말단에는 스크래퍼가 형성되는 퍼티제조용 교반기.
4. 제1항에 있어서, 고속분산용 임펠러는 원주에 톱니형 블레이드가 형성되는 디스크 타입 임펠러인 퍼티 제조용 교반장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1회전축의 회전속도가 가장 느리며, 제3회전축의 회전속도가 가장 빠른 퍼티제조용 교반장치.
6. 원통형 용기;

   상기 용기 중심에서 회전하며, 용기 바닥 및 측면에 밀착되어 연장되는 앵커형 블레이드가 형성된 임펠러가 부착되어 회전하는 제1회전축;

   상기 용기의 중심과 일측 사이에서 회전하는 제2회전축, 여기서 상기 제2회전축에는 다수의 임펠러가 이격되어 설치되며, 각 임펠러에는 한 쌍의 반원판형 블레이드가 대향하여, 회전방향으로 경사지게 부착되며;

   상기 용기의 중심과 타측 사이에서 회전하는 제3회전축, 여기서 제3회전축에는 다수의 임펠러가 이격되어 설치되며, 각 임펠러에는 디스크 타입의 고속 분산용 임펠러가 부착된 제3회전축; 및

   상기 회전축들을 구동하는 구동원을 포함하는 퍼티 제조용 교반장치.

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