KR20130138396A - 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그의 냉각방법 - Google Patents

회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그의 냉각방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법에 있어서, 원통형의 케이스(Case), 상기 케이스 내부에 위치하며 물질을 분쇄하는 제1, 2디스크로 구성된 디스크부(Disk) 및 상기 디스크부를 회전시키는 동력부로 구성하되, 상기 동력부는 상기 제2디스크의 중앙에 연장 형성되는 샤프트와, 상기 샤프트를 하우징(Housing)하며 상기 케이스의 일 측면과 결합되는 브라켓 케이스와, 상기 제2디스크의 중앙에 연장 형성된 샤프트의 끝 단에 위치하며 브라켓 케이스와 결합되는 구동부와 상기 구동부와 결합되며 상기 제2디스크의 중앙에 연장 형성된 샤프트의 끝 단에 위치하며 상기 디스크부에 냉각수를 공급하는 로터리조인트 및 상기 케이스, 동력부 및 로터리조인트를 제어하는 제어부로 구성하고, 상기 로터리 조인트는, 상기 디스크부를 냉각시키기 위한 냉각장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법{Rotary disk mill equipped with cooling devices and its cooling system cooling methods disc mill device}
본 발명은 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 분쇄 과정에서 발생되는 디스크부의 열을 냉각장치를 이용해 감소시키는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법에 관한 것이다.
일반적으로 디스크 밀은 두 개 이상의 디스크가 서로 대응되어 있어 투입된 물질이 디스크 사이의 공간을 통과하면서 미세하게 분쇄되도록 되어 있다.
하지만, 분쇄하고자 하는 물질이 디스크 사이에서 서로 마찰될 때, 디스크에서 발생되는 열 때문에 지속적으로 디스크를 구동 시킬 경우 투입된 물질의 변형 및 디스크에 물질이 들러붙어 원하는 크기의 분쇄된 물질을 얻기가 불가능하고 잦은 고장으로 인한 유지보수의 어려움이 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 디스크부에 냉각수를 순환시켜 열 발생을 감소 시킬 수 있는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법을 제공하는데 있다.
상기한 종래 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법은, 케이스(Case), 상기 케이스 내부에 위치하며 물질을 분쇄하는 제1, 2 디스크로 구성된 디스크부(Disk), 및 상기 디스크부를 회전시키는 동력부로 구성하되, 상기 동력부는 상기 제2디스크의 중앙에 연장 형성되는 샤프트와, 상기 샤프트를 하우징(Housing)하며 상기 케이스의 일 측면과 결합되는 브라켓 케이스와, 상기 제2디스크의 중앙에 연장 형성된 샤프트의 끝 단에 위치하며 브라켓 케이스와 결합되는 구동부와, 상기 구동부와 결합되며 상기 제2디스크의 중앙에 연장 형성된 샤프트의 끝 단에 위치하며 상기 디스크부에 냉각수를 공급하는 로터리조인트 및 상기 케이스, 동력부 및 로터리조인트를 제어하는 제어부로 구성하고, 상기 로터리 조인트는, 상기 디스크부를 냉각시키기 위한 냉각장치를 더 포함하는 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 케이스는 일 측이 개방되는 도어, 상기 디스크부의 회전 속도를 제어하는 하이드로 실린더, 물질을 투입하는 투입부 및 분쇄된 물질이 배출되는 회수부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 디스크부는 도어에 장착되어 물질이 위치하는 내부공간을 포함하여 고정 형성되는 제1디스크, 상기 제1디스크와 마주보며 회전운동 가능한 제2디스크로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 냉각장치는 냉각수를 공급하는 냉각수 탱크, 상기 냉각수를 순환 시키는 순환 펌프를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 물질은 원형의 젤리(Jelly)타입으로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법.
본 발명의 일 실시 예에 따른 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법은, 동력부에 전원이 인가되어 디스크부가 회전하는 단계; 상기 회전에 의한 디스크부의 열 발생여부를 센싱(Sensing)하는 단계; 상기 센싱 후 온도가 25~35℃일 경우 냉각수를 투입하는 단계; 상기 투입된 냉각수가 제2디스크를 순환하는 단계; 및 상기 순환된 냉각수가 배출되는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 3단계는 상기 냉각수 탱크와 연결된 상기 로터리 조인트에 구비된 입수관이 상기 샤프트 중앙을 관통해 상기 제2디스크로 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 4단계는 상기 분사된 냉각수가 제2디스크의 샤프트와 연결된 면에 구비되어 있는 냉각수로 입구를 따라 공급되어 순환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 5단계는 새로운 냉각수가 투입되었을 때 순환된 냉각수가 제2디스크의 샤프트와 연결된 명에 구비되어 있는 냉각수로 출구를 따라 상기 샤프트 일 측에 형성되어 있는 로터리조인트의 배출관을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 디스크부에 냉각수를 공급하는 로터리 조인트를 통해 디스크부에 냉각수를 순환시켜 발생하는 열을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 물질을 투입하는 투입부에 지속적으로 공기를 투입시켜 추가적으로 디스크부의 열 발생을 차단하여 물질의 변형 및 디스크부에 물질이 들러붙는 현상을 현저히 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치의 우측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치의 우측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치의 사시도이다.
도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치는 케이스(Case, 10)와 물질을 분쇄하는 디스크부(Disk, 20)와 디스크부(20)를 회전시키는 동력부(30)와 디스크부에 냉각수를 공급하는 로터리조인트(40)와 냉각장치(50) 및 이를 제어하는 제어부(60)로 구성된다.
먼저, 케이스(10)는 내부에 디스크부(20)를 장착할 수 있는 내부 공간(미도시)을 포함하여 원통형상으로 하우징(Housing)된다.
또한, 케이스(10)는 일 측이 개방되는 도어(11)와 물질을 투입하는 투입부(12)와 디스크부(20)의 회전 속도를 제어하는 하이드로 실린더(13) 및 분쇄된 물질이 배출되는 회수부(14)로 구성된다.
여기서, 도어(11)는 내부공간(a)을 형성하며 고정 형성되는 제1디스크(21)를 구비한다.
그리고, 도어(11)는 케이스(10)와 체결되기 위한 도어 잠금 밸브(16)를 구비한다.
또한, 도어(11)는 일 측에 아웃렛(Outlet)이 구비되어 있으며, 온도계 및 습도계가 장착될 수 있는 소켓이 부착되어 있다.
그리고, 투입부(12)는 도어(11)의 외주면 중앙에 위치하며 물질을 투입하는 통로로써, 물질 및 공기를 주기적으로 투입할 수 있는 원통 형상으로 구성된다.
여기서, 물질(미도시)은 원형의 젤리(Jelly)타입으로 구성된다.
또한, 하이드로 실린더(13)는 투입부(12)의 양 측면에 위치하며 디스크부(20)간의 간격을 조절하며, 제어부(60)의 수행명령에 따라 작동된다.
그리고, 회수부(14)는 디스크부(20)의 일 측에 위치하며 원통형상으로 이루어져 분쇄된 물질이 투입부(12)에 투입되는 공기에 의해 케이스부(10) 외부로 배출되는 분쇄물질을 저장한다.
여기서, 디스크부(20)는 도어(11)에 장착되어 물질이 위치하는 내부공간(a)을 포함하여 고정 형성되는 제1디스크(21)와 제1디스크(21)와 대응하며 회전운동 가능한 제2디스크(22)로 구성된다.
여기서, 제1디스크(21)는 투입부(12)와 연결 되어 물질이 위치하는 내부공간(a)을 포함하여 이루어지며 디스크 일 면에 센서부(15)가 구비되어 있어 하이드로 실린더(13)를 간격을 조절할 수 있다.
여기서, 제2디스크(22)는 중앙에 연장 형성되는 샤프트(31)를 포함하여 이루어지며 샤프트(31)와 연결되는 일 측면에 냉각수가 순환될 수 있도록 냉각수로(23)를 포함하여 구성된다.
그리고, 도어(11)에 고정 연결 형성되는 제1디스크(21)와 케이스부(10)에 위치하여 샤프트(31)를 포함하는 제2디스크(22)는 요철형태로 결합된다.
여기서, 동력부(30)는 디스크부(20)를 회전시키는 샤프트(31)와 샤프트(31)을 하우징하는 브라켓 케이스(32) 및 샤프트(31)를 회전시키는 구동부(33)로 구성된다.
이때, 샤프트(31)는 제2디스크(22)와 연결 되어 구성되며 축 내부에 관통홀이 구비되어 있어 냉각수 공급을 위한 호스가 위치되도록 구성된다.
그리고, 브라켓 케이스(32)는 제2디스크(22)가 위치하는 케이스부(10) 측과 연결 구성되며 샤프트(31)를 하우징한다.
또한, 브라켓 케이스(32)는 단일 구조로 형성되며 케이스부(10)와 볼트 체결되어 구성된다.
그리고, 브라켓 케이스(32)는 케이스부(10)와 수직 및 수평도를 0.5mm 이내로 구성하는 것이 바람직하다.
여기서, 구동부(33)는 제2디스크(22)의 중앙에 연장 형성된 샤프트(31)의 끝 단에 위치하며 브라켓 케이스(32)와 연결 구성된다.
그리고, 구동부(33)는 샤프트(31)를 회전 시키기 위한 벨트(미도시)를 포함하여 구성된다.
이때, 구동부(33)를 회전시키기 위한 벨트(Belt)는 적어도 2개 이상으로 구성되며 벨트의 개수에 따라 풀리(pulley)의 벨트 거치홈을 조절하여 회전 운동한다.
그리고, 구동부(33)의 벨트는 서로 중첩되지 않도록 위치하며 동력부(30)의 회전에 연동하여 작동한다.
또한, 구동부(33)는 동력부(30)의 회전에 연동하여 샤프트(31)를 회전시키는데 2100 ~ 2300RPM의 속도로 회전 시키며 더욱 바람직하게는 2200RPM의 속도로 회전하도록 구성된다.
여기서, 로터리조인트(40)는 구동부(33)와 결합되며 제2디스크(22)의 중앙에 연장 형성된 샤프트(31)의 끝 단에 위치하며 디스크부(20)에 냉각수를 공급한다.
이때, 로터리조인트(40)는 제2디스크(22)에 냉각수를 공급하기 위해 샤프트(31)를 관통하는 입수관(41) 및 배출관(42)을 구비하여 구성된다.
또한, 로터리조인트(40)는 디스크부(20)를 냉각시키기 위한 냉각장치(50)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 입수관(41)은 샤프트(31)의 중앙을 관통해 제2디스크(22)의 뒷면에 형성되어 있는 냉각수로(23)에 인접하게 설치되어 냉각수를 분사하도록 구성된다.
이때, 입수관(41)은 샤프트(31)의 중앙에 형성되어 있는 관통홀(미도시) 보다 직경이 작게 구성되어 결합되며 샤프트(31)와의 마찰을 최소화 하기 위한 베어링(미도시)를 구비하여 이루어진다.
여기서, 출수관(42)은 입수관(42)과 인접하게 구성되어 관통해 제2디스크(22)의 뒷면에 형성되어 있는 냉각수로(23)에 인접하게 설치되어 순환된 냉각수를 배출하도록 구성된다.
이때, 출수관(42)은 샤프트(31)의 일 면에 형성되어 있는 관통홀(미도시) 보다 직경이 작게 구성되어 결합되며 샤프트(31)와의 마찰을 최소화 하기 위한 베어링(미도시)를 구비하여 이루어진다.
그리고, 입수관 및 출수관(41, 42)에 사용되는 베어링은 레이디얼 및 스러스트 베어링을 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 냉각장치(50)는 냉각수를 공급하는 냉각수 탱크(51)와 냉각수를 순환 시키는 순환 펌프(미도시)로 구성된다.
이때, 냉각수 탱크(51)는 로터리조인트(40)의 입수관(41)과 연결 되며 디스크 밀과는 별도의 공간에 개별 구현된다.
또한, 순환 펌프(미도시)는 냉각수 탱크(51)와 연결되어 입수관(41)을 따라 투입되는 냉각수가 제2디스크(22)의 냉각수로(23)를 따라 순환하도록 구성된다.
여기서, 제어부(60)는 케이스부(10)와 동력부(30)와 로터리조인트(40) 및 냉각장치(50)의 작동을 제어한다.
그리고, 도 1 내지 도 2에는 표현되어 있지 않지만 케이스 (10)와 디스크부(20) 및 동력부(30) 등은 제어부(60)와 연결되는 구조들이 다수 있지만 본 발명의 특징부분이 아닌 부분은 도면상에 표현하기에 복잡하여 생략하였지만 실은 모두 포함하여 구성되는 것을 원칙으로 한다.
도 4은 본 발명의 실시 예에 따른 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치의 순서도이다.
도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법은 다음과 같다.
먼저, 동력부(30)에 전원이 인가되어 디스크부(20)가 회전한다(S100). 이때, 동력부(30)에 구비되어 있는 벨트(미도시)의 회전에 연동하여 구동부(33)가 디스크부(20)의 제2디스크(22)와 연장 형성된 샤프트(31)를 회전시키게 된다.
이때, 제2디스크(22)가 회전하면 케이스(10)에 구비되어 있는 도어(11)의 투입부(12)를 통해 물질을 투입하고, 하이드로 실린더(13)로 디스크부(20) 간의 간격을 조절하는데, 디스크부(20)간의 간격은 투입된 물질의 크기와 동일하게 설정하며, 분쇄가 진행 될수록 디스크부(20)의 간격이 좁아지도록 설정한다.
상기 디스크부(20)가 회전하면, 회전에 의한 디스크부(20)의 열 발생여부를 센싱(Sensing)한다(S200).
이때, 디스크부(20)의 간격이 좁아져 제1 및 제2디스크(21, 22)가 맞닿게 되면 마찰열이 발생하게 되어 장시간 구동할 수 없고, 물질의 변형 및 들러붙는 현상이 발생하게 되어 센서부(15)가 이를 센싱하게된다.
이렇게 센서부(15)가 센싱한 후 디스크부(20)의 온도가 25~35℃일 경우 냉각수를 투입하게 된다(S300).
이때, 냉각수는 냉각수 탱크(51)에서 공급되며 냉각수를 디스크부(20)의 제2디스크(22)에 보내기 위한 로터리조인트(40)의 입수관(41)을 사용한다.
여기서, 로터리조인트(40)의 입수관(41)은 샤프트(31)의 중앙을 관통하며 제2디스크(22)의 냉각수로(23)에 냉각수를 투입한다.
이렇게 투입된 냉각수는 제2디스크(22)를 순환한다(S400).
이때, 제2디스크(22)의 냉각수로(23)는 샤프트(31)의 회전축을 따라 회전되며 순환펌프(미도시)에 의해 일정량의 냉각수 투입과 순환동작이 제어된다.
여기서, 제2디스크(22)의 온도가 낮아지지 않고 상승하거나 유지되면 센서부(15)는 이를 감지해 제어부(60)에 신호를 전달한다. 그러면 제어부(60)는 냉각장치(50)를 제어하여 냉각수 탱크(51)로부터 다시 냉각수를 공급하는 제어 신호를 전달하고, 로터리 조인트(40)의 입수관(41)은 냉각수 탱크(51)로부터 냉각수를 흡입한다. 이렇게 흡입된 냉각수는 샤프트(31)를 관통해 제2디스크(22)의 냉각수로(23)에 냉각수를 공급하게 되며, 이미 투입되었던 냉각수는 제2디스크(22)와 인접해 있는 배출관(42)을 통해 디스크 밀 외부로 토출된다.
이러한 과정을 거친 뒤 센서부(15)는 다시 디스크부(20)의 온도를 측정하여 온도가 낮아지지 않으면 다시 한번 상기의 단계를 반복하게 되고, 온도가 낮아지면 투입된 냉각수를 배출하게 된다(S500).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 케이스부 11: 도어
12: 하이드로 실린더 13: 투입부
14: 회수부 15: 센서부
16: 도어체결부 20: 디스크부
21, 22: 제1 및 제2디스크 23: 냉각수로
30: 동력부 31: 회전축
32: 브라켓 케이스 33: 구동부
40: 로터리조인트 41, 42: 입수관, 배출관
51: 냉각수탱크 60: 제어부

Claims (9)

  1. 케이스(Case),
    상기 케이스 내부에 위치하며 물질을 분쇄하는 제1, 2디스크로 구성된 디스크부(Disk), 및
    상기 디스크부를 회전시키는 동력부로 구성하되,
    상기 동력부는 상기 제2디스크의 중앙에 연장 형성되는 샤프트와,
    상기 샤프트를 하우징(Housing)하며 상기 케이스의 일 측면과 결합되는 브라켓 케이스와,
    상기 제2디스크의 중앙에 연장 형성된 샤프트의 끝 단에 위치하며 브라켓 케이스와 결합되는 구동부와,
    상기 구동부와 결합되며 상기 제2디스크의 중앙에 연장 형성된 샤프트의 끝 단에 위치하며 상기 디스크부에 냉각수를 공급하는 로터리조인트 및
    상기 케이스, 동력부 및 로터리조인트를 제어하는 제어부로 구성하고,
    상기 로터리 조인트는,
    상기 디스크부를 냉각시키기 위한 냉각장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 케이스는 일 측이 개방되는 도어, 상기 물질을 투입하는 투입부, 상기 디스크부의 회전 속도를 제어하는 하이드로 실린더 및 분쇄된 물질이 배출되는 회수부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 디스크부는 도어에 장착되어 물질이 위치하는 내부공간을 포함하여 고정 형성되는 제1디스크, 상기 제1디스크와 마주보며 회전운동 가능한 제2디스크로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 냉각장치는 냉각수를 공급하는 냉각수 탱크, 상기 냉각수를 순환 시키는 순환 펌프를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 물질은 원형의 젤리(Jelly)타입으로 구성되는 것을 특징으로 하는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치.
  6. 동력부에 전원이 인가되어 디스크부가 회전하는 1단계;
    상기 회전에 의한 디스크부의 열 발생여부를 센싱(Sensing)하는 2단계;
    상기 센싱 후 온도가 25~35℃일 경우 냉각수를 투입하는 3단계;
    상기 투입된 냉각수가 제2디스크를 순환하는 4단계; 및
    상기 순환된 냉각수가 배출되는 5단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법.
  7. 제5항에서,
    상기 3단계는 상기 냉각수 탱크와 연결된 상기 로터리 조인트에 구비된 입수관이 상기 샤프트 중앙을 관통해 상기 제2디스크로 냉각수를 분사하는 것을 특징으로 하는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법.
  8. 제5항에서,
    상기 4단계는 상기 분사된 냉각수가 제2디스크의 샤프트와 연결된 면에 구비되어 있는 냉각수로 입구를 따라 공급되어 순환하는 것을 특징으로 하는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법.
  9. 제5항에서,
    상기 5단계는 새로운 냉각수가 투입되었을 때 순환된 냉각수가 제2디스크의 샤프트와 연결된 명에 구비되어 있는 냉각수로 출구를 따라 상기 샤프트 일 측에 형성되어 있는 로터리조인트의 배출관을 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는 회전식 냉각장치를 구비한 디스크 밀 장치 및 그 냉각장치를 통한 디스크 밀 장치 냉각방법.
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