KR20120106260A - 플래네터리 믹서 - Google Patents

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KR20120106260A KR1020110024263A KR20110024263A KR20120106260A KR 20120106260 A KR20120106260 A KR 20120106260A KR 1020110024263 A KR1020110024263 A KR 1020110024263A KR 20110024263 A KR20110024263 A KR 20110024263A KR 20120106260 A KR20120106260 A KR 20120106260A
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Abstract

본 발명은 플래네터리 믹서에 관한 것으로, 지지 헤드부(20)에 설치되는 구동모터(21)로부터 회전력을 전달받아 회전하도록 메인 회전축(31)이 설치되고, 메인 기어(34)가 메인 회전축(31)의 하부에 고정되며, 유성기어축 지지대(36)는 메인 회전축(31)의 하단부에 고정되고, 3개의 유성 기어축(37)이 서로에 대하여 각각 120°의 각도를 이루고 설치된다. 3개의 유성기어(35)가 3개의 유성 기어축(37)의 상단부에 각각 고정되고 상기 메인 기어(34)에 외접하여 맞물려서 유성운동을 한다. 유성 기어축(37)의 하단부에 블레이드(40)가 연결되어 설치됨으로써 물질을 반죽시에 유성운동을 하는 블레이드가 교반용기 내면에 밀접하게 근접하여 진행하는 시간을 연장하여 교반용기 내면과 블레이드 사이에 발생하는 전단력을 강화시켜 처리 시간을 단축시키고, 양호하게 교반?혼련할 수 있다.

Description

플래네터리 믹서{planetary mixer}
본 발명은 플래네터리 믹서에 관한 것으로, 특히 유성운동을 하는 블레이드에 의해 처리되는 물질을 반죽시에 유성운동을 하는 블레이드가 교반용기 내면에 밀접하게 근접하여 진행하는 시간을 연장하여 교반용기 내면과 블레이드 사이에 발생하는 전단력을 강화시켜 처리 시간을 단축시키고, 양호하게 교반?혼련할 수 있도록 한 플래네터리 믹서에 관한 것이다.
종래 알려진 유성 믹서는 교반용기내에서 2개의 블레이드가 유성운동을 한다. 대칭적으로 위치하는 2개의 블레이드를 구비하는 종래의 믹서에서 교반용기내에서 물질이 혼합되는 동안 각 블레이드에 인가되는 부하는 서로 다르게 되어 교반 축에 변화하는 부하로서 작용한다.
결과로서, 부하는 역으로 진동과 같은 형태로 영향을 준다. 고점도 물질이 처리될 때 그물질은 주상으로 뭉치게 되고 반대로 전단력이 물질에 가해지는 것을 방해한다. 2개의 블레이드가 유성운동을 할 때, 죽은 공간이 교반용기의 중심 부분에 2개의 블레이드 사이에 발생한다. 그러므로 불충분한 전단력이 피처리물에 가해진다.
교반축이 교반용기내의 중심에서 편심되어진 유성 믹서가 알려져 있지만, 여러 가지 부하가 교반축에 작용하여 문제를 발생시킨다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 대표적인 종래기술의 예로서 플래네터리 믹서가 미국특허 제5,150,968호에 개시된다.
도 1에 종래기술에 의한 플래네터리 믹서의 구동축 부분을 확대한 단면도가 도시된다.
구동축(1)은 헤드에 고정된 지지 실린더(6a)를 통해 연장되고 그 상부와 하부는 각각 베어링(6b, 6c)에 의해 회전 지지된다. 로터리 몸체(2)는 구동축(1)의 꼬리 단부에 키(1a)로 고정된다. 로터리 몸체(2)의 주변 모서리는 위로 연장되고 실린더(6a)에 덮여진 회전 커버 플레이트(6d)에 나사 결합된다.
세 개의 유성구동축(3, 3, 3)은 구동축(1)을 둘러싸는 방법으로 로터리 몸체 (2)에 의해 회전가능하게 이동된다. 유성구동축(3)은 설치되어서 정삼각형의 각 정점에 위치한다. 유성구동축(3)들은 각각 베어링(3a, 3b)에 의해 회전가능하게 지지된다. 유성기어(4)는 각 유성구동축(3)의 선단에 키(4a)에 의해 고정되고 지지 실린더(6a)에 의해 지지되는 태양기어(5)와 맞물리게 된다.
유성기어를 둘러싸는 방법으로 지지 실린더(6a)에 고정되는 내부 태양기어 (5)가 태양기어로서 사용되어져도 이같은 태양 기어가 지지 실린더(6a)의 선단부에 유성기어의 중심에 설치될 수 있다.
블레이드(7)는 각 유성구동축(3)의 끝단부에 키(7a)로 고정되어서 블레이드 (7)가 교반용기 내벽에 밀접하게 근접하여 이동하도록 한다. 도 1에 도시된 블레이드(7)들은 정사각형 프레임의 하변에 대해 90도의 각으로 트위스트되어 형성되어 진다.
그러나 상기 종래기술에 의한 플래네터리 믹서는 태양기어가 유성기어를 외부에서 감싸는 방법으로 설치되어 만족할 만한 상태로 피처리물에 전단력을 발생시키지 못하는 경우도 있었다. 또한 큰 입자와 작은 입자가 혼합되어 있는 혼합분말 등에서는 응집을 일으키기 쉽고, 동력면에서도 문제를 발생시키는 경우가 있었다.
종래의 교반용기내에서 공전, 자전의 회전 방향이 역방향인 프레임형 블레이드를 갖는 플래네터리 믹서의 블레이드에서는 처리재료가 교반용기 내접원의 접선방향으로의 이동량이 적고, 반죽효과가 불충분한 문제점이 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 모터로부터 회전동력을 받아 회전하는 메인 축에 태양기어를 설치하고 유성기어를 맞물리게 하여 유성기어에 부착된 블레이드가 교반용기 내벽에 밀착하여 회전하여 피처리물에 전단력을 가하는 시간을 연장하여 교반용기 내면과 블레이드 사이에 큰 전단력을 발생시켜서 처리 시간을 단축시키고, 양호하게 교반?혼련할 수 있는 플래네터리 믹서를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 블레이드가 운동하는 동안 교반용기내에 죽은 공간을 제거할 수 있고 블레이드와 교반용기의 내벽 사이에서 피처리물에 전단력을 가하여 피처리물을 반죽 및 혼합하고 교반용기내의 중심부에서 블레이드 사이에서 피처리물에 전단력을 가하여 피처리물을 반죽하고 혼합할 수 있는 플래네터리 믹서를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 플래네터리 믹서는 지지헤드부를 승강하는 유압실린더를 구비하는 본체부와, 구동부를 지지하고 구동 모터를 구비하여 상기 구동모터의 회전력을 전달하여 구동부의 블레이드가 회전하도록 하는 지지 헤드부와, 상기 지지 헤드부의 아래에 부착 지지되고 구동모터의 회전력을 전달받아 3개의 블레이드를 회전시키는 구동부와, 피처리물을 담아서 상기 구동부에 결합되어 구동부의 블레이드를 수용하여 블레이드의 회전에 의해 그 내부에 담겨진 피처리물이 혼합되고 반죽되도록하는 교반용기로 구성되는 플래네터리 믹서에 있어서,
상기 지지 헤드부에 설치되는 구동모터로부터 회전력을 전달받아 회전하도록 설치되는 메인 회전축과; 상기 메인 회전축을 지지하고 상기 지지헤드부에 고정되는 축받이의 하부에 고정되는 메인 기어와; 상기 메인 회전축의 하단부에 고정되어 상기 메인 회전축의 회전에 따라 함께 회전하는 유성기어축 지지대와; 상기 유성기어축 지지대에 의해 지지되고 서로에 대하여 각각 120°의 각도를 이루고 설치되는 3개의 유성 기어축과; 상기 3개의 유성 기어축의 상단부에 각각 고정되고 상기 메인 기어에 외접하여 맞물리는 3개의 유성기어와; 상기 메인 기어와 상기 유성기어 및 유성기어축 그리고 유성기어축 지지대를 덮어 보호하는 기어박스 커버와; 상기 3개의 유성 기어축이 관통되는 부분 외에 나머지 그 하부는 막혀있고, 상기 기어박스 커버의 하부에 결합되어 밀폐하는 기어박스와; 상기 3개의 유성 기어축의 하단부에 연결되어 설치되는 3개의 블레이드를 구비한다.
본 발명의 일실시예에 의하면 상기 유성 기어축은 그 하단부에 블레이드가 각각 고정설치되고, 상기 블레이드는 그 중심이 정삼각형의 꼭지점 a, b, c 를 구성하면서 설치되고 유성 기어축에 연결되는 상변부는 하방에 위치하는 하변부의 양측을 원주방향으로 비틀어져 구성되어 세로 측변부에 의해 연결되는 직경 D의 원호 형상으로 형성되고 상기 세로 측변부는 상기 상변부와 하변부가 45°, 60°, 90°어긋나서 위치하도록 원주방향으로 비틀어져 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면 메인 회전축을 지지하고 지지헤드부에 고정되는 축받이에 태양기어를 설치하고 메인 회전축에 유성기어축 지지대를 고정하여 메인 회전축의 회전에 다라 유성기어축 지지대가 공전하도록 함으로써 태양기어에 외접하도록 구성된 3개의 유성기어가 태양기어에 맞물리면서 공전 및 자전하게 하여 3개의 유성기어에 부착된 블레이드가 교반용기 내벽에 밀착하여 공전 및 자전하여 피처리물에 전단력을 가하는 시간을 연장하여 교반용기 내면과 블레이드 사이에 큰 전단력을 발생시켜서 처리 시간을 단축시키고, 양호하게 교반할 수 있다.
도 1은 종래기술에 의한 플래네터리 믹서의 구동축 부분을 확대한 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 플래네터리 믹서의 구동부에서 교반 용기를 분리한 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 플래네터리 믹서를 종방향으로 자른 내부 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 플래네터리 믹서의 구동부 부분을 확대한 내부 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 플래네터리 믹서의 블레이드와 교반 용기의 관계를 나타내는 설명도,
도 6은 본 발명에 의한 블레이드의 평면도이다.
이하, 본 발명의 구성 및 작용, 효과를 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2에 본 발명에 의한 플래네터리 믹서의 구동부에서 교반 용기를 분리한 사시도가 도시된다.
본 발명에 의한 플래네터리 믹서(100)는 지지헤드부(20)를 승강하는 유압실린더(11)를 구비하는 본체부(10)와; 구동부(30)를 지지하고 그 윗면에 구동 모터(21)가 부착되어 구동모터(21)의 회전력을 전달하여 구동부(30)의 블레이드가 회전하도록 하는 지지 헤드부(20)와; 상기 지지 헤드부(20)의 아래에 부착 지지되고 구동모터(21)의 회전력을 전달받아 3개의 블레이드(40)를 회전시키는 구동부(30)와; 피처리물을 담아서 상기 구동부(30)에 결합되어 구동부(30)의 블레이드(40)를 수용하여 블레이드(40)의 회전에 의해 그 내부에 담겨진 피처리물이 혼합되고 반죽되도록 하는 교반용기(50)로 구성된다. 설명안된 도면 부호 15는 디스플레이부 및 제어 키보드부이고, 17은 받침대이다.
도 3에 본 발명에 의한 플래네터리 믹서를 종방향으로 자른 내부 단면도가 도시된다.
본 발명에 의한 플래네터리 믹서(100)의 본체부(10)는 내부에 지지헤드부(20)를 승강하도록 하는 유압실린더(11)와 상기 지지헤드부(20)가 승강시에 상기 지지헤드부(20)가 흔들리지 않도록 가이드하는 가이드바(12)를 구비한다.
유압실린더(11)에 의해 지지 헤드부(20)가 상승하여 교반용기(50)와 분리되어 도 2에 도시된 바와 같이 교반용기(50) 내부에 담겨진 피처리물로부터 블레이드(40)가 분리된다.
지지 헤드부(20)에는 구동부(30)가 부착되어 지지되고, 지지 헤드부(20)의 후방 외부 윗면에 구동모터(21)가 부착된다. 상기 구동모터(21)의 회전축은 지지 헤드부(20)의 내부로 돌출하여 그 단부에 모터 스프로켓(22)이 설치된다. 상기 모터 스프로켓(22)은 체인(23)이 끼워져 있으며, 상기 구동모터(21)에서 발생된 회전력을 상기 체인(23)을 통해 구동부(30)의 메인 회전축(31)으로 전달한다.
지지 헤드부(20)의 전방 아랫면에는 구동부(30)의 메인 회전축(31)이 돌출되어 축받이(32)에 지지되어 설치되어 있고 상기 축받이(32)의 하부에는 메인 기어(34)가 고정되고, 상기 메인 회전축(31)은 아래로 연장되어 그 하부에는 유성기어축 지지대(36)가 고정된다.
상기 메인 회전축(31)의 상부에는 메인 스프로켓(33)이 부착 고정되어 체인(23)에 의해 모터 스프로켓(22)과 연결되어 있고, 상기 모터 스프로켓(22) 및 체인(23)과 연동하여 구동모터(21)의 회전력을 전달받게 된다.
상기 지지 헤드부(20)의 아랫면으로 돌출되어 연장되는 메인 회전축(31)의 하부에는 유성기어축 지지대(36)가 고정되어 있으며, 상기 메인 기어(34)에는 유성기어(35)가 맞물려 설치되어 상기 메인 회전축(31)의 회전에 따라 유성기어축 지지대(36)가 공전하고 유성기어(35)는 메인 기어(34)에 맞물려 공전 및 자전한다.
이때 메인 기어(34)는 정지된 태양기어로 작용하고 상기 유성기어(35)는 상기 태양기어 주위를 공전하는 유성기어로 작용한다.
도 4에 본 발명에 의한 플래네터리 믹서의 구동부 부분을 확대한 내부 단면도가 도시된다.
본 발명에 의한 플래네터리 믹서의 구동부(30)는 상기 지지 헤드부(20)에 설치되는 구동모터(21)로부터 회전력을 전달받아 회전하도록 설치되는 메인 회전축(31)과; 상기 메인 회전축(31)을 지지하고 상기 지지헤드부에 고정되는 축받이(32)의 하부에 고정되는 메인 기어(34)와; 상기 메인 회전축(31)의 하단부에 고정되어 유성 기어축(37)을 지지하는 유성기어축 지지대(36)와; 상기 유성 기어축(37)의 상단부에 고정되고 상기 메인 기어(34)에 맞물리는 유성기어(35)와; 상기 유성기어(35)가 고정되는 유성 기어축(37)과; 상기 메인 기어(34)와 상기 유성기어(35) 및 유성기어축(37) 그리고 유성기어축 지지대(36)를 덮어 보호하는 기어박스 커버(38)와; 상기 3개의 유성 기어축(37)이 관통되는 부분 외에 나머지 그 하부는 막혀있고, 상기 기어박스 커버(38)의 하부에 결합되어 밀폐하는 기어박스(39)로 구성된다.
유성 기어축(37)은 유성기어축 지지대(36)에 의해 메인 회전축(31)의 축받이(32)에 고정되어 있기 때문에 메인 회전축(31)이 회전하게 되면 유성 기어축(37)은 메인 회전축(31) 주변을 공전하게 된다.
또한 기어박스 커버(38)는 축받이(32)에 회전이 자유롭게 결합되어 있고, 상기 유성기어축 지지대(36)가 고정되어 있기 때문에 상기 유성 기어축(37)이 메인 회전축(31)의 주위를 공전함에 따라 유성기어축 지지대(36)도 메인 회전축(31)의 주위를 공전하게 되고, 기어박스 커버(38) 및 기어박스(39)도 함께 메인 회전축(31)을 중심으로 회전하게 된다.
이때 유성 기어축(37)의 상부에는 메인 기어(34)에 외접하여 맞물리는 유성기어(35)가 고정되어 있기 때문에 메인 회전축(31)의 회전에 따라 축받이(32)에 고정되어 있는 메인 기어(34)에 맞물려 있는 유성기어(35)가 자전하게 된다.
유성기어(35)가 시계방향으로 자전하게 됨에 따라 유성기어축(37)이 시계 방향으로 자전하고 유성기어축(37)의 하부에 고정되는 3개의 블레이드(40)가 시계 방향으로 자전하게 된다. 3개의 블레이드(40)는 3개의 유성 기어축(37)에 고정되어 있기 때문에 상기 유성 기어축(37)이 메인 회전축(31)의 주위를 시계 방향으로 공전함에 따라 블레이드(40)도 시계 방향으로 공전하고 유성기어축(37)의 시계 방향 자전에 따라 블레이드(40)도 시계 방향으로 자전하게 된다.
도 5에 본 발명에 의한 플래네터리 믹서의 블레이드와 교반 용기의 관계를 나타내는 설명도가 도시되고, 도 6에 본 발명에 의한 블레이드의 평면도가 도시된다.
유성기어축(37, 37, 37)은 기어박스(39)의 밑면으로부터 아래로 돌출 연장되어 그 하단부에 블레이드(40, 40, 40)가 각각 고정설치된다. 3개의 유성기어(35)는 서로에 대하여 각각 120°의 각도를 이루고 메인 기어(34)에 맞물려 설치된다.
3개의 블레이드(40, 40, 40)는 도 5에 도시된 바와 같이 그 중심이 정삼각형의 꼭지점 a, b, c 를 구성하면서 설치되고 유성 기어축(37)에 연결되는 상변부(41)는 하방에 위치하는 하변부(42)의 양측을 원주방향으로 비틀어져 구성되어 세로 측변부(43)에 의해 연결되는 직경 D의 원호 형상으로 형성되고 상기 세로 측변부(43)는 상기 상변부(41)와 하변부(42)가 45°어긋나서 위치하도록 원주방향으로 비틀어져 형성된다.
여기서는 상변부(41)와 하변부(42)가 45°어긋나서 형성되는 실시예를 설명하지만 60°또는 90° 어긋나서 형성되도록 할 수 있다.
좌,우 세로측변부(43, 43)에 의해 형성되는 원주의 직경 D는 교반용기(50)의 반지름보다 약간 작게 구성하여서 자전시에 3개의 블레이드(40, 40, 40)가 서로 간섭하지 않도록 한다.
블레이드(40)가 교반용기(50)의 내벽에 밀접하게 근접하여 유성운동을 실행하므로 강한 전단력이 블레이드(40)와 교반용기(50)의 내벽 그리고 블레이드(40) 사이에서 작용한다. 그럼으로써 교반용기(50)에 담겨진 피처리물들을 분산되게 할 수 있고, 교반되고 반죽되도록 할 수 있다.
세 개의 구동축들이 동일한 부하를 받게 되고 이것은 여러 가지 부하를 일으키는 문제를 걱정할 필요없이 믹서를 사용할 수 있도록 한다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 본체부 11: 유압실린더
12: 가이드 바 20: 헤드부
21: 구동모터 22 : 모터 스프로켓
23: 체인 30: 구동부
31: 메인 회전축 32: 축받이
33: 메인 스프로켓 34: 메인 기어
35: 유성기어 36: 유성 기어축 지지대
37: 유성기어축 38: 기어박스 커버
39: 기어박스 40: 블레이드
41: 상변부 42: 하변부
43: 세로 측변부 50: 교반 용기

Claims (2)

  1. 지지헤드부(20)를 승강하는 유압실린더(11)를 구비하는 본체부(10)와, 구동부(30)를 지지하고 구동 모터(21)를 구비하여 상기 구동모터(21)의 회전력을 전달하여 구동부(30)의 블레이드(40)가 회전하도록 하는 지지 헤드부(20)와, 상기 지지 헤드부(20)의 아래에 부착 지지되고 구동모터(21)의 회전력을 전달받아 3개의 블레이드(40)를 회전시키는 구동부(30)와, 피처리물을 담아서 상기 구동부(30)에 결합되어 구동부(30)의 블레이드(40)를 수용하여 블레이드(40)의 회전에 의해 그 내부에 담겨진 피처리물이 혼합되고 반죽되도록하는 교반용기(50)로 구성되는 플래네터리 믹서에 있어서,
    상기 지지 헤드부(20)에 설치되는 구동모터(21)로부터 회전력을 전달받아 회전하도록 설치되는 메인 회전축(31)과;
    상기 메인 회전축(31)을 지지하고 상기 지지헤드부(20)에 고정되는 축받이(32)의 하부에 고정되는 메인 기어(34)와;
    상기 메인 회전축(31)의 하단부에 고정되어 상기 메인 회전축(31)의 회전에 따라 함께 회전하는 유성기어축 지지대(36)와;
    상기 유성기어축 지지대(36)에 의해 지지되고 서로에 대하여 각각 120°의 각도를 이루고 설치되는 3개의 유성 기어축(37)과;
    상기 3개의 유성 기어축(37)의 상단부에 각각 고정되고 상기 메인 기어(34)에 외접하여 맞물리는 3개의 유성기어(35)와;
    상기 메인 기어(34)와 상기 유성기어(35) 및 유성기어축(37) 그리고 유성기어축 지지대(36)를 덮어 보호하는 기어박스 커버(38)와;
    상기 3개의 유성 기어축(37)이 관통되는 부분 외에 나머지 그 하부는 막혀있고, 상기 기어박스 커버(38)의 하부에 결합되어 밀폐하는 기어박스(39)와;
    상기 3개의 유성 기어축(37)의 하단부에 연결되어 설치되는 3개의 블레이드(40)를 구비하는 것을 특징으로 하는 플래네터리 믹서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유성 기어축(37)은 그 하단부에 블레이드(40)가 각각 고정설치되고, 상기 블레이드(40)는 그 중심이 정삼각형의 꼭지점 a, b, c 를 구성하면서 설치되고 유성 기어축(37)에 연결되는 상변부(41)는 하방에 위치하는 하변부(42)의 양측을 원주방향으로 비틀어져 구성되어 세로 측변부(43)에 의해 연결되는 직경 D의 원호 형상으로 형성되고 상기 세로 측변부(43)는 상기 상변부(41)와 하변부(42)가 45°, 60°, 90° 어긋나서 위치하도록 원주방향으로 비틀어져 형성되는 것을 특징으로 하는 플래네터리 믹서.
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