WO2021182707A1

WO2021182707A1 - 분체교반장치

Info

Publication number: WO2021182707A1
Application number: PCT/KR2020/015015
Authority: WO
Inventors: 김병훈
Original assignee: 김병훈
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2021-09-16
Also published as: KR102146123B1

Abstract

본 발명은 분체교반장치에 관한 것으로서, 하우징(110); 분체교반용기(120); 용기결합부재(130); 임펠러(143,145)를 회전구동시켜 상기 피처리분체가 교반되게 하는 교반구동부(140); 회전축(152); 및 경사회전구동부(150)를 포함하며, 상기 교반구동부(140)는, 교반모터(141)와 교반축(142)을 포함하고, 상기 임펠러(143,145)는 상기 교반축(142)의 상부에 결합되는 상부경사임펠러(145)를 포함하며, 상기 상부경사임펠러(145)는 정지된 상태에서 분체교반용기(120) 내부의 피처리분체가 지면에 대해 갖는 경사각도에 반대되는 경사각도로 상기 교반축(142)에 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

분체교반장치

본 발명은 분체교반장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 피처리분체의 처리과정에서 분체교반용기 내에 진공을 형성하여 피처리분체가 진공상태에서 교반 및 분쇄가 이루어지도록 해 피처리분체의 교반 및 분쇄 처리효율을 향상시키고, 처리과정에서 이물질 유입을 막아 완제품의 품질을 대폭 증대시킬 수 있는 분체교반장치에 관한 것이다.

일반적으로 2가지 이상의 분체를 혼합하여 제품화하거나, 또는 2가지 이상의 분체를 혼합하여 완제품을 생산하기 위해 분체들을 골고루 혼합시켜 혼합된 원료분체를 이용하여 다양한 제품 등을 생산할 수 있게 된다.

이를 위한 분체교반장치는 분체를 고르게 저어주어 혼합하고, 또 균질화시키는 기능을 한다. 특히 서로 다른 종류의 분체를 혼합하여 용기에 수용하고 임펠러를 회전시키면, 이종의 분체들이 골고루 섞이는 것은 물론이지만, 어느 한 분체의 입자 표면에 다른 종류의 분체 미립자가 달라붙으면서 코팅되고, 결과적으로 분체의 표면 특성이 애초와는 전혀 다른 것으로 바뀌기도 한다. 이와 같은 효과를 표면개질(Surface Modification)이라 칭한다. 분쇄, 교반 및 표면개질의 효과를 원활히 가져오기 위하여 분체교반장치는 용기에 수용된 분체 전체에 접촉하여 분체를 균일하게 교반할 수 있을 것이 요구된다.

이를 위해 등록특허 제10-0673977호 "분체교반장치, 종래기술"은 분체가 수용된 용기를 수직방향으로 회전하며 교반효율을 높인다.

도 1은 개시된 종래기술의 단면구성을 도시한 단면도이다. 도시된 바와 같이 종래 분체교반장치(10)는 분체가 수용되는 용기(11)의 상부에 임펠러(12a)를 회전시키는 제1모터(12)가 구비된다.

그리고, 제1모터(12)를 수직방향으로 회전시키는 제2모터(13)가 구비된다. 제2모터(13)가 제1모터(12)와 함께 용기(11)를 수직방향으로 회전시켜 용기(11) 내부의 분체의 교반효율을 향상시킨다.

그런데, 상기 종래기술은 용기(11) 내에 분체 외에도 공기가 충진되거나 교반 과정에서 공기유입이 충분히 이루어질 수 있는 구조이기 때문에 분체를 교반하는 과정에서 공기 저항에 의해 교반 효율이 떨어지게 되고, 더욱이, 교반 과정에서 용기 내로 지속적인 공기유입이 발생할 경우 공기와 함께 기타 이물질이 함께 유입될 우려가 있으며, 분체와 액상의 첨가물을 함께 교반시킬 경우 공기에 의해 혼합물 상에 기포가 다량으로 발생되어 완제품의 품질을 떨어트리게 되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 피처리분체의 처리과정에서 분체교반용기 내에 진공을 형성하여 피처리분체가 진공상태에서 교반 및 분쇄가 이루어지도록 해 피처리분체의 교반 및 분쇄 처리효율을 향상시키고, 이를 통해 완제품의 품질을 대폭 향상시킬 수 있는 분체교반장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 지면에 수평하게 배치된 함체 형상의 하우징(110)과; 상부가 개방되며 피처리분체가 수용되는 분체교반용기(120)와; 하부에 상기 분체교반용기(120)가 착탈가능하게 결합되는 용기결합부재(130)와; 상기 용기결합부재(130)의 상부에 고정결합되며, 상기 용기결합부재(130) 내부에 배치된 임펠러(143,145)를 회전구동시켜 상기 피처리분체가 교반되게 하는 교반구동부(140)와; 상기 하우징(110)에 일정 각도 경사지게 결합되며, 상기 하우징(110)의 전면으로 노출된 선단이 상기 교반구동부(140)에 결합되는 회전축(152)과; 상기 회전축(152)을 회전구동시켜 상기 교반구동부(140)와 상기 용기결합부재(130) 및 상기 분체교반용기(120)가 지면에 일정각도 경사진 상태로 수직방향으로 회전되며 상기 피처리분체가 교반되게 하는 경사회전구동부(150)와; 상기 분체교반용기(120)에 진공을 형성하는 진공형성부(190);를 포함하며, 상기 교반구동부(140)는, 상기 분체교반용기(120)의 상면에 결합된 교반모터(141)와; 상기 교반모터(141)의 교반모터구동축(141a)에 결합되며 상기 분체교반용기(120)의 상부까지 연장형성되는 교반축(142)을 포함하며, 상기 임펠러(143,145)는 상기 교반축(142)의 상부에 결합되는 상부경사임펠러(145)를 포함하며, 상기 상부경사임펠러(145)는 정지된 상태에서 분체교반용기(120) 내부의 피처리분체가 지면에 대해 갖는 경사각도에 반대되는 경사각도로 상기 교반축(142)에 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 임펠러(143,145)는 상기 교반축(142)의 하부에 결합되는 하부경사임펠러(143,145)를 포함하며, 상기 하부경사임펠러(143,145)는 상기 교반축(142)에 수평하게 결합되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 하우징(110)의 내부에 구비되어 상기 회전축(152)의 구동력을 발생시키는 회전모터(151)를 더 포함하며, 상기 하우징(110)의 바닥에는 상기 회전모터(151)를 상기 회전축(152)과 동일한 경사각도로 지지하는 회전모터지지프레임(115)이 구비되며, 상기 회전모터(151)의 구동력을 상기 회전축(152)으로 전달하는 전동수단(153)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 교반모터(141)가 고정된 하부가 상기 용기결합부재(130)의 상면에 고정결합되며, 상기 용기결합부재(130)의 상부로 일정 길이 연장형성되며, 상기 회전축(152)과 고정결합되는 모터지지케이싱(147)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 용기결합부재(130)의 상부에는 상기 상부경사임펠러(145)의 배면에 구비되어 상기 분체교반용기(120) 내부의 피처리분체의 상방향 이동을 제한하여 상기 상부경사임펠러(145)와 피처리분체의 접촉시간을 증가시키는 이동제한판(146)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 본 발명에 따른 분체교반장치는 피처리분체의 처리과정에서 분체교반용기 내에 진공을 형성하여 피처리분체가 진공상태에서 교반 및 분쇄가 이루어지도록 해 피처리분체의 교반 및 분쇄 처리효율을 향상시키고, 처리과정에서 이물질 유입을 막아 완제품의 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.

또한, 분체교반용기가 경사회전구동부에 의해 지면에 대해 일정 각도 기울어진 상태로 수직방향으로 회전하게 된다. 이에 의해 종래 기울어지지 않고 수직방향으로 회전되던 경우와 비교할 때 피처리분체의 움직임이 급격하게 변화되지 않고 천천히 이동되므로 임펠러와 접촉시간이 증가되어 교반효율이 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 분체교반장치는 교반축에 결합된 상부경사임펠러가 피처리분체가 경사진 각도에 반대방향으로 경사지게 배치되어 분체교반용기의 수직방향 회전시 피처리분체와의 접촉시간이 증가하게 된다. 이에 의해 피처리분체를 교반하는 시간이 증가되어 교반효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상부경사임펠러의 상부에 구비된 이동제한판이 피처리분체가 타 영역으로 이동되지 못하게 제한하여 상부경사임펠러와의 접촉시간이 지연되게 한다. 이에 의해 피처리분체의 교반효율이 더욱 향상될 수 있다.

도 1은 종래 분체교반장치의 구성을 도시한 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 분체교반장치의 구성을 도시한 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 분체교반장치의 단면구성을 도시한 단면도,

도 4와 도 5는 분체교반용기의 수직방향 회전시 각 위치별 피처리분체의 교반상태를 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어 지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 2는 본 발명에 따른 분체교반장치(100)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 분체교반장치(100)의 단면구성을 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 분체교반장치(100)는 지면에 수평하게 배치되는 하우징(110)과, 피처리분체(M)가 수용되는 분체교반용기(120)와, 분체교반용기(120)와 착탈가능하게 결합되는 용기결합부재(130)와, 용기결합부재(130)의 상부에 고정결합되어 분체교반용기(120)의 피처리분체가 교반되게 하는 교반구동부(140)와, 하우징(110)에 구비되어 교반구동부(140)와 이에 결합된 분체교반용기(120) 및 용기결합부재(130)가 함께 지면에 대해 일정 각도 경사진 상태로 수직방향으로 회전될 수 있게 구동력을 제공하는 경사회전구동부(150)와, 하우징(110)에 결합되어 경사회전구동부(150)의 구동을 돕는 회전구동부지지부(160)와, 상기 분체교반용기(120)에 진공을 형성하는 진공형성부(190)를 포함하는 것으로 정의될 수 있다.

본 발명에 따른 분체교반장치(100)는 회전축(152)이 지면에 대해 일정각도 경사지게 배치되는데, 경사 설치 방법은 다양하게 적용될 수 있다.

일례로서 도면과 같이 하우징(110)에 수용된 경사회전구동부(150)에 의해 회전되는 회전축(152)이 지면에 대해 일정각도 경사지게 배치된다. 그리고, 회전축(152)에 교반구동부(140)가 결합되고, 교반구동부(140)에 용기결합부재(130)와 분체교반용기(120)가 결합된다.

이에 의해 본 발명에 따른 분체교반장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 지면에 대해 일정 각도 기울어진 상태로 수직방향으로 회전하게 된다. 이렇게 기울어진 상태로 수직방향으로 회전하게 되면 종래와 같이 수직방향으로 회전되는 효과와 수평방향으로 회전되는 효과를 동시에 구현할 수 있으며, 피처리분체(M)와 임펠러(143,145)의 접촉시간이 길어져 피처리분체(M)의 교반효율이 향상되는 효과가 있다.

하우징(110)은 지면에 수평하게 배치되는 함체 형상으로 형성된다. 하우징(110)은 내부에 경사회전구동부(150)를 수용하며, 분체교반용기(120)가 일정각도 경사진 상태로 수직방향으로 회전될 수 있도록 각 구성들을 지지한다.

하우징(110)의 외부에는 사용자로부터 입력신호를 인가받는 입력부(111)와, 현재 구동조건을 표시하는 표시부(113)가 구비된다. 입력부(111)는 전원 on/off, 교반구동부(140)의 교반모터(141)의 회전속도, 경사회전구동부(150)의 회전모터(151)의 회전속도 등을 사용자로부터 입력받는다. 표시부(113)는 교반모터(141)의 현재 회전속도, 회전모터(151)의 현재 회전속도, 교반작업 진행시간 등이 표시된다.

하우징(110)의 바닥면에는 지면에 수평하게 배치되는 베이스(117)가 구비된다. 베이스(117) 상에는 회전모터(151)를 일정각도 경사지게 지지하는 회전모터지지프레임(115)이 구비된다.

분체교반용기(120)는 내부에 피처리분체(M)가 수용되며, 교반구동부(140)에 의해 피처리분체(M)가 교반되고 절단되는 공간을 제공한다.

분체교반용기(120)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 상부가 개방된 원통관 형태로 형성된다. 분체교반용기(120)의 표면에는 사용자가 내부의 피처리분체(M)의 교반상태를 눈으로 확인할 수 있게 하는 투명창(121)이 일정면적 구비된다.

분체교반용기(120)의 상단은 용기결합부재(130)의 하부에 끼워진다. 그리고, 결합부재(123)에 의해 용기결합부재(130)에 고정된다. 결합부재(123)는 분체교반용기(120)를 용기결합부재(130)에 고정시킬 수 있는 다양한 형태로 구비될 수 있다.

이 때, 용기결합부재(130)와 분체교반용기(120)이 결합영역에는 피처리분체(M)의 외부 누설을 방지하는 씰링부재(125)가 구비된다.

용기결합부재(130)의 외측으로는 분체교반용기(120)와의 결합을 감지하는 근접센서(134)가 마련될 수 있다. 상기 근접센서(134)는 용기결합부재(130)에 분체교반용기(120)가 정확이 결합되지 않았을 경우, 이를 감지해낼 수 있도록 하는 기능을 담당하며, 이와 같은 기능을 위해 공지된 범위 내에서 다양한 선택이 가능하므로 자세한 설명은 생략한다.

용기결합부재(130)는 분체교반용기(120)와 착탈가능하게 결합되며, 분체교반용기(120)와 함께 피처리분체(M)가 교반될 공간을 제공한다.

용기결합부재(130)는 하부가 개방된 원통 형상으로 구비되며, 개방된 하부에 분체교반용기(120)가 결합된다. 용기결합부재(130)의 하부측 내주면에는 분체교반용기(120)가 삽입되는 용기결합턱(131)이 단차지게 형성된다. 분체교반용기(120)의 상단은 용기결합턱(131)에 접촉되게 삽입된 후, 결합부재(123)에 의해 위치가 고정된다.

용기결합부재(130)의 상부면에는 교반모터(141)가 수용되는 모터수용공간(132)이 교반모터(141)의 크기에 대응되게 형성된다. 교반모터(141)는 모터수용공간(132)에 수용되고, 교반모터(141)의 교반모터구동축(141a)은 모터수용공간(132) 외부로 노출된 후 교반축(142)과 결합된다.

용기결합부재(130)의 내부에는 임펠러수용공간(133)이 형성된다. 임펠러수용공간(133)은 교반축(142)과, 교반축(142)에 결합된 하부수평임펠러(143)와 상부경사임펠러(145)가 수용된다. 임펠러수용공간(133)을 통해 교반축(142)은 분체교반용기(120)의 상부까지 연장된다.

용기결합부재(130)에는 후술 될 진공형성부(190)의 제2 진공호스(194)와 연결설치되는 연결밸브(135)와 분체교반용기(120) 내부에 형성된 진공의 파괴를 위해 외기를 흡입시키는 흡입밸브(136)가 각각 형성될 수 있다.

상기 연결밸브(135)와 흡입밸브(136)는 전자식 솔레노이드밸브 형태로 이루어져 각각 독립적인 전자제어가 이루어질 수 있다.

예컨대, 분체교반용기(120)에 진공을 형성하고자 할 경우 연결밸브(135)는 개방, 흡입밸브(136)는 차단되도록 재어되고, 분체교반용기(120) 내부에 진공을 파괴시킬 경우 흡입밸브(136)를 개방하여 분체교반용기(120) 내로 외기 유입을 유도해 분체교반용기(120)의 진공파괴를 구현할 수 있다.

경사회전구동부(150)의 구동에 의해 분체교반용기(120)가 수직방향으로 회전될 때, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 피처리분체(M)가 용기결합부재(130)의 임펠러수용공간(133)으로 이동되며 하부수평임펠러(143)와 상부경사임펠러(145)와 접촉되며 교반과정이 진행된다.

교반구동부(140)는 회전되며 분체교반용기(120) 내부의 피처리분체(M)를 교반시킨다. 교반구동부(140)는 교반모터(141)와, 교반모터(141)의 교반모터구동축(141a)에 결합되어 회전되는 교반축(142)과, 교반축(142)의 하부에 구비되는 하부수평임펠러(143)와, 교반축(142)의 상부에 구비되는 상부경사임펠러(145)와, 상부경사임펠러(145)의 상부에 배치되어 피처리분체(M)의 이동범위를 제한하는 이동제한판(146)과, 교반모터(141)를 지지하는 모터지지케이싱(147)과, 모터지지케이싱(147)을 용기결합부재(130)에 고정시키는 케이싱결합판(148)을 포함한다.

교반모터(141)는 전원공급에 의해 구동되며 교반축(142)이 회전되는 구동력을 발생시킨다. 교반모터(141)는 모터지지케이싱(147)의 하부에 고정결합되며, 용기결합부재(130)의 모터수용공간(132)에 수용된다.

교반축(142)은 교반모터구동축(141a)에 고정결합되어, 교반모터(141)의 회전력을 전달받는다. 교반축(142)은 용기결합부재(130)의 상부로부터 분체교반용기(120)의 상부에 배치될 수 있는 길이로 구비된다. 교반축(142)의 하부에는 하부수평임펠러(143)를 고정하는 임펠러고정캡(142a)이 구비된다.

하부수평임펠러(143)는 교반축(142)의 하단에 결합되어 회전되며 피처리분체(M)를 교반 및 분쇄하는 역할을 한다. 하부수평임펠러(143)는 직경이 작게 형성되어 도 4의 (a)부터 도 5의 (b)까지 용기결합부재(130)가 회전될 때, 피처리분체(M)와 닿으며 피처리분체(M)를 분쇄한다.

하부수평임펠러(143)는 교반축(142)에 직교하게, 즉 분체교반용기(120)와 수평한 방향으로 결합된다.

상부경사임펠러(145)는 교반축(142)의 상부에 결합되어 회전되며 피처리분체(M)를 교반하는 역할을 한다.

상부경사임펠러(145)는 도 3에 도시된 바와 같이 교반축(142)에 제1각도(θ1)로 경사지게 결합된다. 상부경사임펠러(145)가 교반축(142)에 결합되는 제1각도(θ1)는 분체교반용기(120) 내부에 수용된 피처리분체(M)가 수평면과 이루는 제2각도(θ)에 반대기울기로 형성된다.

상부경사임펠러(145)가 제2각도(θ)에 반대되는 제1각도(θ1)로 형성된 상태로 교반축(142)과 함께 회전된다. 상부경사임펠러(145)는 임펠러수용공간(133)의 전면적을 커버할 수 있는 직경을 갖도록 형성된다.

이에 의해 경사회전구동부(150)에 의해 분체교반용기(120)가 수직방향으로 회전될 때, 상부경사임펠러(145)는 분체교반용기(120) 내부에서 위치가 이동되는 피처리분체(M)와 접촉시간이 길어져 교반시간이 증가되는 장점이 있다. 상부경사임펠러(145)에 의해 교반효율이 증가되는 효과는 이하에서 보다 자세히 설명한다.

이동제한판(146)은 상부경사임펠러(145)의 상부에 동일한 각도로 교반축(142)에 결합된다. 이동제한판(146)은 회전되지 않고 고정되게 교반축(142)에 결합된다. 이동제한판(146)은 외주연이 임펠러수용공간(133)의 내벽면과 닿게 배치된다. 이동제한판(146)의 외주연은 내측을 향해 일정 각도 절곡되게 형성된다.

도 5의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 분체교반용기(120)가 회전되면, 분체교반용기(120) 내부의 피처리분체(M)가 뒤집어지면서 상부경사임펠러(145)와 닿으며 교반된다. 이 때, 이동제한판(146)은 뒤집어진 피처리분체(M)가 더 이상 임펠러수용공간(133) 내부로 유입되지 못하게 막아 피처리분체(M)와 상부경사임펠러(145)의 교반시간이 길어지게 한다.

모터지지케이싱(147)은 하부에 교반모터(141)가 고정결합되며, 용기결합부재(130)에 결합된다. 모터지지케이싱(147)은 경사회전구동부(150)의 회전축(152)과 결합되어 회전축(152)의 회전력이 용기결합부재(130)와 분체교반용기(120)로 전달되게 한다.

모터지지케이싱(147)은 내부가 비어 있는 원통관 형태로 구비된다. 모터지지케이싱(147)의 하부에 교반모터(141)가 체결부재에 의해 고정결합된다. 그리고, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 용기결합부재(130)의 상면에 케이싱결합판(148)이 배치되고, 체결부재(149)가 체결되어 용기결합부재(130)에 모터지지케이싱(147)이 고정된다.

경사회전구동부(150)는 교반구동부(140)의 모터지지케이싱(147)으로 회전력을 전달하여, 교반구동부(140)와 이에 결합된 용기결합부재(130) 및 분체교반용기(120)가 수직방향으로 회전되게 한다.

경사회전구동부(150)는 하우징(110) 내부에 수용된 회전모터(151)와, 하우징(110)에 경사지게 배치되어 모터지지케이싱(147)과 결합되는 회전축(152)과, 회전모터(151)의 회전력을 회전축(152)으로 전달하는 전동수단(153)을 포함한다.

회전모터(151)는 하우징(110)의 하부에 구비된 회전모터지지프레임(115)에 결합된다. 회전모터(151)는 회전모터지지프레임(115)에 의해 지면에 대해 일정 각도 경사지게 배치된다. 회전모터(151)의 경사각도는 상부경사임펠러(145)의 제1각도(θ1)와 동일하게 구비될 수 있다.

회전축(152)은 일단은 전동수단(153)과 결합되고 타단은 모터지지케이싱(147)에 결합된다. 회전축(152)은 전동수단(153)을 통해 회전력을 전달받아 회전된다. 회전축(152)의 타단에는 모터지지케이싱(147)의 내부로 삽입되는 케이싱결합블럭(152a)과, 케이싱결합블럭(152a)은 모터지지케이싱(147)에 고정하는 케이싱체결부재(152b)가 구비되어 회전축(152)과 모터지지케이싱(147)을 견고하게 고정한다.

전동수단(153)은 하우징(110) 내부에 위치된 회전모터(151)와 회전축(152)의 배치위치에 따라 다양한 형태로 구비될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 전동수단(153)은 회전모터(151)의 구동축에 결합된 구동풀리(153a)와, 회전축(152)의 일단에 결합된 종동풀리(153b)와, 구동풀리(153a)와 종동풀리(153b)를 연결하는 타이밍벨트(153c)로 구현될 수 있다.

회전구동부지지부(160)는 회전축(152)이 일정각도 경사진 상태로 회전되고, 회전축(152)의 회전이 교반구동부(140)로 안정적으로 전달될 수 있도록 회전축(152)을 지지한다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(110)의 전방에는 하우징고정블럭(170)이 일체로 고정결합된다. 회전구동부지지부(160)는 하우징고정블럭(170)에 삽입되어 회전축(152)이 경사진 상태로 회전될 수 있도록 지지하는 회전축안내관(161)과, 회전축안내관(161)의 전방에 구비되어 하우징고정블럭(170)에 맞닿게 배치되는 안내관고정판(163)과, 안내관고정판(163)을 하우징고정블럭(170)에 고정시키는 고정판결합판(165)과, 회전축안내관(161)의 후단을 하우징(110)의 내부에 고정시키는 안내관고정프레임(167)을 포함한다.

회전축안내관(161)은 하우징고정블럭(170) 내부에 일정각도 경사지게 구비되며, 내부에 회전축(152)이 삽입된다. 회전축안내관(161)의 내부에는 회전축(152)과의 사이에 배치되어 회전축(152)이 회전될 수 있게 지지하는 하부베어링(162)과 상부베어링(164)이 구비된다.

안내관고정판(163)과 고정판결합판(165)은 회전축안내관(161)이 하우징고정블럭(170)에 대해 조립 또는 분해될 수 있게 지지한다. 이에 의해 내부의 베어링(162,164)이 마모되거나, 윤활유를 도포해야할 경우 분해할 수 있다.

회전축(152)의 후단 외주연에는 브러쉬(180)가 구비될 수 있다. 회전축(152)의 내부에는 전선이 이동될 수 있는 통로(152c)가 구비될 수 있다. 이에 의해 통로(152c)와 모터지지케이싱(147)을 통해 교반모터(141)로 전선이 이동되어 전원을 공급할 수 있다.

진공형성부(190)는 용기결합부재(130)에 결합된 분체교반용기(120)의 내공간에 진공을 형성하는 기능을 담당한다.

이를 위해, 진공형성부(190)는 하우징(110)에 내장되며 흡입력을 발생시키는 진공펌프(191), 회전축(152)의 일단에 장착되는 로타리조인트(192), 일단은 상기 진공펌프(191)에 연결되고 타단은 상기 로타리조인트(192)에 연결되는 제1 진공호스(193) 및 일단은 상기 로타리조이트(192)에 연결되고 타단은 상기 연결밸브(135)에 연결되는 제2 진공호스(194)를 포함하는 것으로 예시될 수 있다.

진공펌프(191)가 흡입력을 발생시키면, 분체교반용기(120) 내부의 공기는 연결밸브(135)를 통해 제2 진공호스(194)와 제1 진공호스(193)로 흡입될 수 있다.

로타리조인트(192)는 제1 진공호스(193)와 제2 진공호스(194)의 연결 매개체 역할을 담당하며 특히, 회전되는 회전축(152)에 대해 상대회전이 이루어지지 않도록 회전축(152) 상에 스위벨 구조로 결합될 수 있다. 이를 위해 로타리조인트(192)는 도시하지 않았지만 베어링 등의 구성요소를 더 포함할 수도 있다. 이와 같이 구성되면, 회전축(192)이 회전에 의해 제1 진공호스(193)와 제2 진공호스(194)가 꼬이는 것을 방지할 수 있다.

제2 진공호스(193)는 회전축(152)의 통로(152c) 내부를 가로지른 뒤 회전축(152)의 타단에서 외부로 노출되어 연결밸브(135) 상에 연결설치될 수 있도록 하여 회전되는 회전축(152)과의 물리적인 간섭을 최소화할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 분체교반장치(100)를 이용한 분체 교반과정을 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

사용자는 분체교반용기(120) 내부에 피처리분체(M)를 넣는다. 피처리분체(M)는 서로 다른 종류의 제1분체(M1)와 제2분체(M2) 또는 복수개의 종류가 함께 투입된다. 피처리분체(M)가 투입된 분체교반용기(120)는 용기결합부재(130)의 용기결합턱(131)에 끼워지고 결합부재(123)를 이용해 용기결합부재(130)에 고정된다.

용기결합부재(130)에 분체교반용기(120)가 결합되면, 연결밸브(135)는 개방하고 흡입밸브(136)는 차단한 뒤 진공형성부(190)의 진공펌프(191)를 가동해 분체교반용기(120) 내에 진공을 형성한다. 분체교반용기(120)에 진공이 형성되면 연결밸브(135)를 차단한다.

다음으로, 입력부(111)를 통해 전원을 공급하고, 교반모터(141)와 회전모터(151)이 회전속도를 조절한다. 교반모터(141)는 피처리분체의 교반 및 절단을 위한 것이므로 고속으로 설정하고, 회전모터(151)는 분체교반용기(120)를 수직방향으로 회전하여 내부의 피처리분체가 상하로 혼합되게 하기 위한 것이므로 저속으로 설정한다.

전원공급에 의해 교반모터(141)가 회전되고, 교반축(142)을 통해 하부수평임펠러(143)와 상부경사임펠러(145)가 회전된다. 동시에 회전모터(151)가 회전되고, 전동수단(153)을 통해 구동력을 전달받은 회전축(152)이 회전된다.

회전축(152)의 회전에 의해 모터지지케이싱(147)과 이에 결합된 용기결합부재(130) 및 분체교반용기(120)가 도 2에 도시된 바와 같이 수직방향으로 회전된다.

도 2에 도시된 바와 같이 분체교반용기(120)는 경사회전구동부(150)에 의해 A위치로부터 B, C, D 위치를 거쳐 다시 A 위치로 복귀되는 방향으로 회전하게 된다.

도 4의 (a)부터 도 5의 (b)는 정면에서 바라본 도 2의 A, B, C, D 각각 위치의 분체교반용기(120)의 내부구성을 도시한 단면예시도이다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 A위치에서 분체교반용기(120)는 X축방향으로 15° 기울어지게 위치되고, Y축 방향으로 0°인 상태로 배치된다. 이 때, 하부수평임펠러(143)가 회전되고, 천천히 분체교반용기(120)가 B위치로 회전되며 기울어지게 된다. 도 4의 (b)에 도시된 바와 같아 B위치에서 분체교반용기(120)는 X축 방향으로 15°기울어지고, Y축 방향으로 45°기울어진 상태이다.

이 때, 하부수평임펠러(143)가 회전되고 내부의 피처리분체(M)들은 기울어지며 하부수평임펠러(143)와 닿게 되고, 하부수평임펠러(143)에 의해 절삭된다. 이 때, 상부경사임펠러(145)는 피처리분체(M)이 경사각도와 반대되는 각도로 배치되므로, 수직방향 회전에 의해 기울어지는 피처리분체(M)가 상부경사임펠러(145) 측으로 이동된다.

도 5의 (a)는 C위치에서 분체교반용기(120)는 X축 방향으로 15°기울어지고, Y축 방향으로 90°기울어진 상태이다. 분체교반용기(120)는 수평방향으로 누운 상태로 위치되고, 피처리분체(M)는 하부수평임펠러(143)와 상부경사임펠러(145)에 함께 닿으면서 교반과 절삭이 함께 이루어진다.

이 때, 상부경사임펠러(145)가 피처리분체(M) 측으로 경사지게 위치되므로, 상부경사임펠러(145)가 교반축(142)에 대해 수평하게 배치될 경우와 비교할 때 보다 빨리 피처리분체(M)와 접촉하며 교반과정이 진행된다.

도 5의 (b)는 D위치에서 분체교반용기(120)는 X축 방향으로 15°기울어지고, Y축 방향으로 180°로 기울어져 거꾸로 뒤집어진 상태이다.

피처리분체(M)는 뒤집어진 상태에서 이동제한판(146)에 의해 더 이상 하부로 이동되지 못하고 상부경사임펠러(145)가 있는 영역에 모여 계속하여 상부경사임펠러(145)와 접촉하며 교반과정이 수행된다. 동시에 하부수평임펠러(143)와 접촉되며 절삭과정이 진행된다.

이에 의해 의해 상부경사임펠러(145)와 피처리분체(M)가 접촉되는 시간이 증가되어 피처리분체(M)의 교반효율이 향상될 수 있다.

이 상태에서 Y축 방향으로 270°기울어진 방향으로 이동되면, 상부경사임펠러(145)가 기울어져 있으므로 피처리분체(M)의 일부는 여전히 상부경사임펠러(145)와 접촉된 상태로 교반이 진행되게 된다.

즉, 본 발명의 분체교반장치(100)는 지면에 대해 일정각도 기울어진 상태(도 4와 도 5에서는 X축방향으로 15°기울어진 상태)로 수직방향으로 회전되므로 피처리분체(M)가 상하방향으로 수직하게 급격하게 움직이지 않고 경사진 방향으로 천천히 이동되게 된다.

이 과정에서 피처리분체(M)의 기울기와 반대방향으로 형성된 상부경사임펠러(145)가 피처리분체(M)와 장시간 접촉되며 교반하여 피처리분체(M)의 교반효율을 향상시키게 된다.

피처리분체의 처리가 완료되면 흡입밸브(136)를 개방하여 분체교반용기(120) 내의 진공을 파괴시킨 뒤 용기결합부재(130)에서 분체교반용기(120)를 분리한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 분체교반장치는 피처리분체의 처리과정에서 분체교반용기 내에 진공을 형성하여 피처리분체가 진공상태에서 교반 및 분쇄가 이루어지도록 해 피처리분체의 교반 및 분쇄 처리효율을 향상시키고, 처리과정에서 이물질 유입을 막아 완제품의 품질을 대폭 향상시킬 수 있다.

또, 분체교반용기가 경사회전구동부에 의해 지면에 대해 일정 각도 기울어진 상태로 수직방향으로 회전하게 된다. 이에 의해 종래 기울어지지 않고 수직방향으로 회전되던 경우와 비교할 때 피처리분체의 움직임이 급격하게 변화되지 않고 천천히 이동되므로 임펠러와 접촉시간이 증가되어 교반효율이 향상되는 효과가 있다.

또, 상부경사임펠러의 상부에 구비된 이동제한판이 피처리분체가 타 영역으로 이동되지 못하게 제한하여 상부경사임펠러와의 접촉시간이 지연되게 한다. 이에 의해 피처리분체의 교반효율이 더욱 향상될 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 분체교반장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

부호의 설명

100 : 분체교반장치 110 : 하우징

111 : 입력부 113 : 표시부

115 : 회전모터지지프레임 117 : 베이스

120 : 분체교반용기 121 : 투명창

123 : 결합부재 125 : 씰링부재

130 : 용기결합부재 131 : 용기결합턱

132 : 모터수용공간 133 : 임펠러수용공간

140 : 교반구동부 141 : 교반모터

141a : 교반모터구동축 142 : 교반축

142a : 임펠러고정캡 143 : 하부수평임펠러

145 : 상부경사임펠러 146 : 이동제한판

147 : 모터지지케이싱 148 : 케이싱결합판

149 : 체결부재 150 : 경사회전구동부

151 : 회전모터 152 : 회전축

152a : 케이싱결합블럭 152b : 케이싱체결부재

152c : 통로 153 : 전동수단

153a : 구동풀리 153b : 종동풀리

153c : 타이밍벨트 160 : 회전구동부지지부

161 : 회전축안내관 162 : 하부베어링

163 : 안내관고정판 164 : 상부베어링

165 : 고정판결합판 167 : 안내관고정프레임

170 : 하우징고정블럭 180 : 브러쉬

Claims

지면에 수평하게 배치된 함체 형상의 하우징(110)과;

상부가 개방되며 피처리분체가 수용되는 분체교반용기(120)와;

하부에 상기 분체교반용기(120)가 착탈가능하게 결합되는 용기결합부재(130)와;

상기 용기결합부재(130)의 상부에 고정결합되며, 상기 용기결합부재(130) 내부에 배치된 임펠러(143,145)를 회전구동시켜 상기 피처리분체가 교반되게 하는 교반구동부(140)와;

상기 하우징(110)에 일정 각도 경사지게 결합되며, 상기 하우징(110)의 전면으로 노출된 선단이 상기 교반구동부(140)에 결합되는 회전축(152)과;

상기 회전축(152)을 회전구동시켜 상기 교반구동부(140)와 상기 용기결합부재(130) 및 상기 분체교반용기(120)가 지면에 일정각도 경사진 상태로 수직방향으로 회전되며 상기 피처리분체가 교반되게 하는 경사회전구동부(150)와;

상기 분체교반용기(120)에 진공을 형성하는 진공형성부(190);를 포함하며,

상기 교반구동부(140)는,

상기 분체교반용기(120)의 상면에 결합된 교반모터(141)와;

상기 교반모터(141)의 교반모터구동축(141a)에 결합되며 상기 분체교반용기(120)의 상부까지 연장형성되는 교반축(142)을 포함하며,

상기 임펠러(143,145)는 상기 교반축(142)의 상부에 결합되는 상부경사임펠러(145)를 포함하며, 상기 상부경사임펠러(145)는 정지된 상태에서 분체교반용기(120) 내부의 피처리분체가 지면에 대해 갖는 경사각도에 반대되는 경사각도로 상기 교반축(142)에 결합되는 것을 특징으로 하는 분체교반장치.
제1항에 있어서,

상기 임펠러(143,145)는 상기 교반축(142)의 하부에 결합되는 하부경사임펠러(143,145)를 포함하며,

상기 하부경사임펠러(143,145)는 상기 교반축(142)에 수평하게 결합되는 것을 특징으로 하는 분체교반장치.
제2항에 있어서,

상기 하우징(110)의 내부에 구비되어 상기 회전축(152)의 구동력을 발생시키는 회전모터(151)를 더 포함하며,

상기 하우징(110)의 바닥에는 상기 회전모터(151)를 상기 회전축(152)과 동일한 경사각도로 지지하는 회전모터지지프레임(115)이 구비되며,

상기 회전모터(151)의 구동력을 상기 회전축(152)으로 전달하는 전동수단(153)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분체교반장치.
제3항에 있어서,

상기 교반모터(141)가 고정된 하부가 상기 용기결합부재(130)의 상면에 고정결합되며,

상기 용기결합부재(130)의 상부로 일정 길이 연장형성되며, 상기 회전축(152)과 고정결합되는 모터지지케이싱(147)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 분체교반장치.
제4항에 있어서,

상기 용기결합부재(130)의 상부에는 상기 상부경사임펠러(145)의 배면에 구비되어 상기 분체교반용기(120) 내부의 피처리분체의 상방향 이동을 제한하여 상기 상부경사임펠러(145)와 피처리분체의 접촉시간을 증가시키는 이동제한판(146)이 구비되는 것을 특징으로 하는 분체교반장치.