KR20220055086A - 분체 제조 및 포장 장치 - Google Patents

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홍석광
권헌용
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 발명은 분체 제조 및 포장 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 포장용기를 180도 회전시켜 여과, 건조 및 포장 단계를 일원화한 분체 제조 및 포장 장치에 관한 것이다.

Description

분체 제조 및 포장 장치{APPARATUS FOR PRODUCING AND PACKING POWDER}
본 발명은 분체 제조 및 포장 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 포장용기를 180도 회전시켜 여과, 건조 및 포장 단계를 일원화한 분체 제조 및 포장 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 분체 제조 및 포장공정을 도시한 순서도이다. 종래 분체 제조 및 포장공정은 반응기에 용액과 전구체를 투입 및 혼합한 후, 혼합물을 여과기로 이송 및 여과하여 습체가 생성된다. 그리고, 종래 공정은 습체를 건조하여 분체를 생성하고, 분체를 촉매 이송용기(혹은 포장용기)로 이송 및 포장하였다.
종래 공정 및 장치는 여과 및 건조기에서 촉매 이송용기로 분체를 이송할 때, 여과 및 건조기에 일정 압력을 가하게 되는데, 이로 인해 이송용기의 압력이 증가하게 된다. 따라서, 종래는 이송용기의 압력을 낮추는 과정에서 분체가 외부로 분출되고 공기 중에 노출되어 화재가 발생하는 문제가 있었다.
따라서, 분체 이송으로 인한 위험을 방지하고 분체 제조의 편의성을 증대시킬 수 있는 분체 제조 및 포장 장치를 개선하는 방안이 필요한 실정이다.
일본등록특허 제4139492호
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 용기가 회전 가능함에 따라 분체 제조 공정을 일원화하고, 전구체가 반응기에서 용기로 유체 이송함으로써 분체 분출에 의한 위험을 방지할 수 있는 분체 제조 및 포장 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 분체 제조 및 포장 장치는 지지대; 및 상기 지지대에 결합 및 고정되고, 180도 회전되는 용기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 용기는, 본체; 및 상기 본체와 탈부착이 되는 바닥;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 본체는, 상부에 반응기로부터 용액에 전구체가 혼합된 혼합물, 분체 및 용액 중 어느 하나 이상이 투입되고, 최종산물이 배출되는 유배출구;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 바닥은, 상부에 위치되고, 상기 반응물, 분체 및 용액 중 어느 하나 이상을 교반하는 제1 임펠러(Impeller); 상기 바닥과 상기 임펠러 사이에 위치되고, 상기 혼합물을 여과하는 여과망; 및 하부에 위치되고, 상기 여과망에 의해 걸러진 액체를 외부로 배출하는 밸브;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 제1 임펠러와 결합되어 동력을 제공하는 모터; 및
상기 바닥과 상기 모터와 결합되어, 상기 바닥 및 상기 모터를 지지하는 보조지지대;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 본체는, 상기 여과망에 의해 여과된 습체를 건조시키는 건조부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 용기 및 상기 지지대 중 어느 하나 이상과 결합되어 상기 용기를 180도 회전시키는 회전기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 용기는, 상기 지지대와 회전축에 의해 결합되고, 상기 회전축은 회전모터에서 동력을 제공받아 상기 용기를 회전시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 본체는, 상부에 제2 임펠러;가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에서, 상기 용기는, 내부 온도를 측정하는 온도센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 용기가 회전 가능함에 따라 분체 제조 공정을 일원화하고, 전구체가 반응기에서 용기로 유체 이송함으로써 분체 분출에 의한 위험을 방지할 수 있는 효과가 발생하게 된다.
도 1은 종래 분체 제조 및 포장공정을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체 제조 및 포장 공정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체 제조 및 포장 장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분체 제조 및 포장 장치를 도시한 단면도이다.
도 5는 보조 지지대가 포함된 분체 제조 및 포장 장치를 도시한 단면도이다.
도 6은 회전기가 포함된 분체 제조 및 포장 장치를 도시한 측면도이다.
본 발명에 대한 상세한 설명은 당 업계의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 완전하게 설명하기 위한 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 하거나, 어떤 구조와 형상을 “특징”으로 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하거나 다른 구조와 형상을 배제한다는 것이 아니라, 다른 구성요소, 구조 및 형상을 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 제시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 실시예의 의한 발명의 내용을 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체 제조 및 포장 공정을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체 제조 및 포장 장치(1000)의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분체 제조 및 포장 장치(1000')의 단면도이고, 도 5는 보조지지대(400)가 포함된 분체 제조 및 포장 장치(1000)를 도시한 단면도이고, 도 6은 회전기(500)가 포함된 분체 제조 및 포장 장치를 도시한 측면도이다.
본 발명에 따른 분체 제조 및 포장 장치(1000)는 지지데(100) 및 용기(200)를 포함한다.
지지대(100)는 용기(200)를 지지하는 구성이다. 지지대(100)는 용기(200)의 상단과 연결되어 용기(200)를 지지할 수 있다.
용기(200)는 지지대(100)에 결합되어 고정되는 구성으로 180도 회전이 가능하다. 용기(200)는 본체(10)와 바닥(20)으로 구성된다.
본체(10)는 상부 외측면에 유배출구(11)가 포함되어, 반응기로부터 용액에 전구체가 혼합된 혼합물을 공급 받거나, 분체와 용액을 공급받을 수 있다. 그리고, 유배출구(11)을 통해 최종산물이 배출될 수 있다. 본체(10)는 상부, 즉 유배출구(11) 방향으로 지름이 좁아져 최종산물의 배출을 위해 용기(200)를 180도 회전시켰을 때, 최종산물의 배출이 용이한 효과가 있다.
그리고, 본체(10)는 건조부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 건조부는 후술되는 바닥(20)의 여과망(22)에 의해 유체(혹은 용액)가 여과된 습체를 건조시키는 구성이다. 즉, 건조부는 본체(10) 내부 온도를 고온 분위기로 형성하고, 제1 임펠러(21)를 이용하여 습체와 고온의 공기의 접촉면적을 증가시켜 습체를 건조시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 건조부는 고온의 질소를 본체(10) 내부로 공급하는 밸브를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 분체 제조 및 포장 장치(1000)는 용기(200) 내부를 건조부로부터 공급받은 고온의 질소 분위기로 형성하고, 바닥(20)에 포함된 제1 임펠러(21)가 여과망(22)에 의해 유체가 걸러진 습체를 교반하여 건조시킬 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 건조부는 가열체를 포함할 수 있다. 건조부는 본체(10)를 가열하여 본체(10) 내부 온도를 상승시켜 고온의 분위기를 형성한다. 그리고, 바닥(20)에 포함된 제1 임펠러(21)를 작동시켜 습체를 교반 및 건조시킬 수 있다.
도 4를 참고하면, 본체(10)는 제2 임펠러(12)를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 붙체 포장 장치(1000)는 용기(200)에 솔벤트를 추가하여 슬러리(Slurry) 상태로 중합 반응기에 투입한다. 이때, 제2 임펠러(12)는 180도 회전된 용기의 바닥면에 위치되게 되어 분체와 솔벤트를 교반하여 분체가 침전되는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 용기(200)는 내부 온도를 측정하는 온도센서(도시되지 않음)가 더 포함될 수 있다. 온도센서는 분체의 온도에 의한 건조 상태 및 용기(1000) 내부 온도를 확인할 수 있고, 측정된 온도 데이터를 건조기에 전달하여 건조 온도가 제어될 수 있다.
바닥(20)은 용기(200) 하단에 위치되는 구성으로, 본체(10)와 탈/부착 가능하다. 바닥(20)은 후술되는 밸브(23)로 여과된 액체를 배출하기 위해 하측으로 갈수록 지름이 좁아지는 형태로 제공될 수 있다.
바닥(20)은 제1 임펠러(21), 여과망(22) 및 밸브(23)를 포함할 수 있다.
제1 임펠러(21)는 바닥(20)의 상부에 위치되어, 용기(200) 내부에 포함될 수 있다. 제1 임펠러(21)는 반응기로부터 공급받은 혼합물을 교반하거나, 유배출구(11)를 통해 공급받은 분체와 용액을 교반 및 반응시켜 혼합물을 제조할 수 있다.
제1 임펠러(21)는 샤프트의 외주면에 날개가 위치되는 구조로 제공될 수 있다. 이때, 제1 임펠러(21)는 습체 건조시 교반력을 증대시키기 위해 날개가 일정 높이를 갖는 형태로 제공될 수 있다. 제1 임펠러(21)의 날개는 본체(10)의 내부 방향으로 형성될 수 있다. 그리고, 날개는 바닥(10)에서 0도에서 90도의 각도를 갖는 형태로 제공될 수 있다.
여과망(22)은 혼합물을 여과하는 구성으로, 임펠러(21)와 바닥(20) 사이에 위치된다. 여과망(22)은 바닥(20)에서 일정높이 이상에 위치될 수 있고, 따라서, 여과망(22)과 바닥(20) 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 여과망(22)과 바닥(20) 사이 공간에는 여과망(22)을 통해 여과된 액체가 위치될 수 있다.
밸브(23)는 바닥(20)의 하부에 위치될 수 있다. 밸브(23)는 여과망에 의해 걸러진 액체를 용기(200) 외부로 배출하는 구성으로, 여과망(22)과 바닥(20) 사이 공간과 연결될 수 있다. 그리고, 밸브(23)는 바닥(20)의 하부에 하나 이상 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 분체 제조 및 포장 장치(1000)는 모터(300) 및 보조지지대(400)를 더 포함할 수 있다.
모터(300)는 제1 임펠러(21) 및 제2 임펠러(12) 중 어느 하나 이상과 결합되어 동력을 제공할 수 있다. 모터(300)는 용기(200) 바닥(20)의 하래 위치될 수 있다.
도 5를 참고하면, 보조지지대(400)는 바닥(20) 및 모터(300)와 결합되어, 지지하는 구성으로, 본체(10)에서 바닥(20)을 분리할 때 바닥(20)과 모터(300)의 이동을 용이하게 한다. 보조지지대(400)는 높낮이를 조절하여 바닥(20)과 탈/부착 될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 분체 제조 및 포장 장치(1000)는 용기(200)의 바닥(20)을 제1 임펠러(21) 및 여과망(22)이 제거된 바닥(20)으로 교체할 수 있는데, 이때, 보조지지대(400)를 이용하면 바닥(20)의 이동 편의성이 증가되는 효과가 발생할 수 있다.
도 6을 참고하면, 본 발명에 따른 분체 제조 및 포장 장치(1000)는 회전기(500)를 더 포함할 수 있다. 회전기(500)는 지지대(100) 및 용기(200) 중 어느 하나 이상과 결합되어 지지대(100) 및 용기(100)를 180도 회전시킬 수 있다.
또는, 분체 제조 및 포장 장치(1000)는 회전축(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있고, 회전축은 용기(200)의 측면에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
용기(200)의 측면과 지지대(100)가 회전측에 의해 결합되어 지지대(100)는 회전되지 않고 용기(200)만 회전시킬 수 있다. 이때, 분체 제조 및 포장 장치(1000)는 회전축에 동력을 제공하기 위해 회전모터(도시되지 않음)를 더 포함하거나, 제1 임펠러(21) 및 제2 임펠러(12)와 연결된 모터(300)를 통해 회전축을 작동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 분체 제조 및 포장 장치(1000)는 압력측정부(도시되지 않음) 및 압력유지부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다.
분체 제조 및 포장 장치(1000)의 용기(200)는 내부 공기가 외부로 배출되어 용기(200) 내부가 진공인 상태로 제공될 수 있다. 따라서, 내부 압력을 측정하고, 내부 압력을 조절할 수 있는 구성이 더 포함될 수 있다.
즉, 압력측정부는 용기(200) 내부의 압력을 측정하는 수단으로, 용기(200)의 외부에 위치될 수 있다. 압력측정부는 용기(200)를 진공상태로 만들 때 및 용기(200)가 회전할 때 용기(200) 내부 압력을 측정할 수 있다. 압력측정부는 측정된 용기(200) 내부 압력에 관한 데이터를 압력유지부로 전달할 수 있다.
압력유지부는 용기(200) 내부의 압력을 조절하는 수단으로, 릴리프 밸브(PSV, Pressure Safety Valve) 또는 디스크(rupture Disc(Disk))의 형태로 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 압력유지부가 릴리프 밸브일 경우, 용기(200) 내부 압력이 사용자가 설정한 압력 이상이되면 유로를 개방하여 용기(200) 내부의 압력을 경감시키고, 설정 압력에서 자동으로 밸브가 닫힐 수 있다. 이때, 압력유지부는 용기(200)의 본체(10)에 포함된 유배출구(11)에 포함되거나, 바닥(20)에 포함된 밸브(23)에 포함될 수 있다. 또는, 압력유지부는 용기(200) 측면 추가로 포함될 수 있다.
압력유지부는 혼합물이 릴리프 밸브로 유입되는 것을 방지하기 위해, 용기(200) 내부 압력이 과압(Overpressure)일 경우에만 밸브가 열리는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에서, 압력유지부가 디스크일 경우, 압력유지부는 본체(10) 상부 및 바닥(20)에 설치될 수 있다. 압력유지부는 얇은 판으로 제공되어 과압 시 판이 터져 압력을 외부로 배출할 수 있다. 디스크는 과압 시 판이 터져 한번에 많은 공기를 외부로 배출할 수 있어 급격한 압력 상승에 효과적일 수 있다.
그리고, 압력유지부는 본체(10)에 포함된 유배출구(11) 혹은 바닥(20)에 포함된 밸브(23)와 연동되어 유배출구(11) 혹은 밸브(23)에 의해 용기(200) 내부 공기를 외부로 배출할 수 있다. 또는, 디스크는 릴리프 밸브와 함께 설치될 수 있다.
일 실시예에 따른 분체 제조 및 포장 방법은 용액에 전구체를 혼합한 혼합물을 유배출구를 통해 용기에 투입하는 단계(S100), 용기 내 여과망을 통해 여과된 유체를 용기 하부에 위치된 밸브를 통해 용기 외부로 배출하는 단계(S200), 건조기를 이용해 용기 내부를 고온의 분위기로 형성하고, 제1 임펠러를 작동시켜 유체가 여과된 습체를 건조시켜 분체를 제조하는 단계(S300), 용기를 회전시켜 포장하는 단계(S400)를 포함한다.
일 실시예에 따른 용기를 회전시키는 단계(S400)는 지게차를 이용하여 분체 제조 및 포장 장치를 컨베이어 벨트에 위치시키는 단계(S410), 컨베이어 벨트를 통해 분체 제조 및 포장 장치가 회전기로 이동하여 회전기와 결합하는 단계(S420) 및 회전기가 분체 제조 및 포장 장치를 회전시키는 단계(S430)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에 따른 용기를 회전시키는 단계(S400)는 용기의 측면에 대응되게 위치되어, 지지대와 결합된 회전축을 이용하여 용기를 회전시킬 수 있습니다.
본 발명에 따른 분체 제조 및 포장 방법은 밸브를 통해 솔벤트(Solvent)를 공급하여 분체를 슬러리(Slurry)화 하는 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.
이때, 슬러리는 제2 임펠러를 이용해 재 교반되는 것을 특징으로 합니다. 슬러리는 시간이 지남에 따라 분체가 용기 아래로 가라앉을 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 분체 제조 및 포장 방법은 슬러리를 중합 반응기에 공급하기 전 재 교반하여 유체와 고체를 혼합해 주는 것을 특징으로 합니다.
상기 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1000: 분체 제조 및 포장 장치
100: 지지대
200: 용기
300: 모터
400: 보조지지대
500: 회전기
10: 본체
11: 유배출구
12: 제2 임펠러
20: 바닥
21: 제1 임펠러
22: 여과망
23: 밸브

Claims (10)

  1. 지지대; 및
    상기 지지대에 결합 및 고정되고, 180도 회전되는 용기;를 포함하는,
    분체 제조 및 포장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용기는,
    본체; 및
    상기 본체와 탈부착이 되는 바닥;을 포함하는 것을 특징으로 하는, 분체 제조 및 포장 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 본체는,
    상부에 반응기로부터 용액에 혼합된 혼합물, 분체 및 용액 중 어느 하나 이상이 투입되고, 최종산물이 배출되는 유배출구;가 포함되는 것을 특징으로 하는, 분체 제조 및 포장 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 바닥은,
    상부에 위치되고, 상기 반응물, 분체 및 용액 중 어느 하나 이상을 교반하는 제1 임펠러(Impeller);
    상기 바닥과 상기 임펠러 사이에 위치되고, 상기 혼합물을 여과하는 여과망; 및
    하부에 위치되고, 상기 여과망에 의해 걸러진 액체를 외부로 배출하는 밸브;가 포함되는 것을 특징으로 하는, 분체 제조 및 포장 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 임펠러와 결합되어 동력을 제공하는 모터; 및
    상기 바닥과 상기 모터와 결합되어, 상기 바닥 및 상기 모터를 지지하는 보조지지대;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 분체 제조 및 포장 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 본체는,
    상기 여과망에 의해 여과된 습체를 건조시키는 건조부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 분체 제조 및 포장 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 용기 및 상기 지지대 중 어느 하나 이상과 결합되어 상기 용기를 180도 회전시키는 회전기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 분체 제조 및 포장 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 용기는,
    상기 지지대와 회전축에 의해 결합되고, 상기 회전축은 회전모터에서 동력을 제공받아 상기 용기를 회전시키는 것을 특징으로 하는, 분체 제조 및 포장 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 본체는,
    상부에 제2 임펠러;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 분체 제조 및 포장 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 용기는,
    내부 온도를 측정하는 온도센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 분체 제조 및 포장 장치.
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JP4139492B2 (ja) 1997-11-11 2008-08-27 シルバーライン リミテッド 金属顔料を包装する方法、金属顔料を輸送する方法、物体を粉体塗装する方法及び金属顔料の供給システム

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