KR100773493B1

KR100773493B1 - 원심분쇄밀

Info

Publication number: KR100773493B1
Application number: KR1020060050242A
Authority: KR
Inventors: 김현주
Original assignee: 유니원기연(주)
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2007-11-05

Abstract

본 발명은 회전되는 회전챔버와 임펠러가 구비되며, 회전챔버 내로 주입되는 분말 또는 액상의 원료를 분쇄 또는 혼합하여 배출시키는 과정이 연속적으로 이루어지는 원심분쇄밀을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따르면, 분말 또는 액상의 원료가 주입되고 이를 분쇄하여 배출시키는 과정이 연속적으로 이루어지는 원심분쇄밀에 있어서, 구동모터(11)와 연결된 회전축(31)이 그 하부에 구비되며 내부에 분쇄매체(35)가 수용되는 회전챔버(30)와, 상기 회전챔버(30)의 내부에 위치된 임펠러(33)와, 상기 회전챔버(30)의 상측 중앙에 관통되어 설치되며 회전챔버(30)의 내부로 원료를 충전시키는 주입관(36) 및 상기 회전챔버(30) 내부의 원료를 배출시키는 배출관(37)을 포함하며, 상기 임펠러(33)에는 회전챔버(30)의 원심력에 의해 그 내벽 측으로 쏠린 원료와 분쇄매체(35)를 중앙부로 이동시키는 통로(39)가 구비된 원심분쇄밀이 제공된다.

회전챔버, 임펠러, 주입관, 배출관, 분쇄매체

Description

원심분쇄밀{A ball mill using the centrifugal force}

도 1은 본 발명의 일실시예를 도시한 단면도

도 2는 본 발명의 구성 일부를 도시한 평면도

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 단면도

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30 : 회전챔버 31 : 회전축

33 : 임펠러 35 : 분쇄매체

36 : 주입관 37 : 배출관

본 발명은 원심력을 이용한 분쇄밀에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전속도 차이를 갖는 회전챔버와 임펠러가 구비되며, 회전챔버 내로 주입되는 분말 또는 액상의 원료를 분쇄하여 배출시키는 과정이 연속적으로 이루어지는 원심분쇄밀에 관한 것이다.

일반적인 분쇄밀 또는 볼밀은 회전챔버의 내부에 세라믹볼이나 강볼과 같은 분쇄매체를 삽입시키고 이를 충전된 원료와 함께 회전시켜 원료가 교반되면서 그 입자가 미세하게 되거나 혼합시킬 수 있는 것으로써, 대개 모터에 의해 회전되는 회전챔버가 구비되고, 그 회전챔버 내부에는 분쇄매체가 내재되어 있으며, 이에 정량적으로 충전된 원료를 분쇄시켜 원료의 입자를 미세하게 한 다음, 회전챔버 내부의 분쇄매체와 원료를 별도의 바스켓에 쏟아내어 스크린에 의해 상기 분쇄매체와 원료를 분리하여 원료를 제공하고 있다.

하지만, 상기 방법에 의한 종래의 분쇄밀은 원료를 제공하는 작업이 단속적으로 이루어지며, 원료를 회전챔버에 충전하는 작업과, 원료를 분쇄하는 과정 그리고 원료를 분쇄매체와 분리하는 과정이 연속적으로 이루어지지 못하므로 작업속도가 느릴 뿐만 아니라 작업의 효율성 및 작업상의 번거로움이 따른다. 또한 연속적으로 이루어지는 분쇄밀에 있어서는, 고정된 회전챔버 내에 회전되는 임펠러가 구 비되어 분쇄매체와 원료을 회전시켜 원료를 분쇄하며, 분쇄된 원료를 배출의 단계에서는 분쇄매체와 원료를 분리하기 위해 배출구에 스크린을 설치하는 경우가 많은데, 이는 분쇄매체에 의한 임펠러의 마모와 스크린의 마모가 생기게 되므로 시간이 지남에 따라 분쇄효율이 저하되며, 또한 분쇄되는 원료도 분말 혹은 액상의 원료중의 한가지만 제한적인 작업만이 가능하도록 되어 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 회전챔버 내부로 분말 또는 액상의 원료가 연속적으로 충전되며, 충전되는 원료는 회전챔버의 원심력과 회전챔버와 임펠러의 회전속도 차이에 의해 분쇄매체와 함께 이동되면서 분쇄되며, 분쇄되어 미립화된 원료는 배출관을 통하여 연속적으로 배출되는 원심분쇄밀을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 분말 또는 액상의 원료가 주입되고 이를 분쇄하여 배출시키는 과정이 연속적으로 이루어지는 원심분쇄밀에 있어서, 구동모터(11)와 연결된 회전축(31)이 그 하부에 구비되며 내부에 분쇄매체(35)가 수용되는 회전챔버(30)와, 상기 회전챔버(30)의 내부에 위치된 임펠러(33)와, 상기 회전챔버(30)의 상측 중앙에 관통되어 설치되며 회전챔버(30)의 내부로 원료를 충전시키는 주입관(36) 및 상기 회전챔버(30) 내부의 원료를 배출시키는 배출관(37)을 포함하며, 상기 임펠러(33)에는 회전챔버(30)의 원심력에 의해 그 내벽 측으로 쏠린 원료와 분쇄매체(35)를 중앙부로 이동시키는 통로(39)가 구비된 것을 특징으로 하는 원심분쇄밀이 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 통로(39)의 유입구(40)는 임펠러(33)의 선단부에 형성되고 유출구(41)는 임펠러(33)의 기단부에 형성되며, 상기 유입구(40)는 유출구(41)에 비해 상측에 위치된 것을 특징으로 하는 원심분쇄밀이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 주입관(36)의 하단부는 상기 회전챔버(30)의 저면에 근접되게 위치되며, 상기 배출관(37)의 하단부는 주입관(36)의 하단부보다 상측에 위치된 것을 특징으로 하는 원심분쇄밀이 제공된다.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예를 도시한 단면도이며, 도 2는 본 발명의 임펠러 부분을 도시한 평면도이다. 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 프레임(10)에 구동모터(11)와 연결된 회전축(31)이 구비되어 있으며, 상기 회전축(31)의 상단에는 내부에 볼형상의 분쇄매체(35)가 수용되는 회전챔버(30)가 구비되어 있다. 또한 상기 회전챔버(30)의 내부에는 임펠러(33)가 구비되어 있으며, 상기 임펠러(33)는 회전챔버(30)의 상측 중앙에 관통되어 회전챔버(30)의 내부로 삽입된 임펠러축(34)의 하단에 결합되어 있다. 또한 상기 임펠러축(34)은 중공으로 이루어지며, 그 내부에 상기 회전챔버(30)의 내부로 원료를 충전시키는 주입관(36)과 회전챔버(30) 내부의 원료를 배출시키는 배출관(37)이 상기 회전챔버(30)의 내부로 연장되도록 구비되어 있다. 또한 상기 임펠러(33)는 내부에 통로(39)가 형성된 통형상으로 구비되어 상기 회전챔버(30)의 중앙부로부터 내벽에 근접되도록 방사상으로 구비되며, 상기 회전챔버(30)의 내벽 측에 근접된 선단부의 측면과 회전챔버(30)의 중앙부 측에 위치된 기단부의 하면에는 각각 상기 통로(39)가 회전챔버(30)의 내부와 연통되도록 유입구(40)와 유출구(41)가 형성되어 있다.

상기 구성에 있어서, 회전챔버(30)의 내부에는 충전된 원료와 함께 회전되어 이를 분쇄 또는 혼합시키는 일정량의 분쇄매체(35)가 미리 충전되어 있으며, 이 회전챔버(30)의 내부에 분말 또는 액상의 원료가 상기 회전챔버(30) 내부 중앙의 하부에 근접되도록 연장된 주입관(36)을 통하여 충전된다. 충전된 원료와 분쇄매체(35)는 회전챔버(30)의 회전에 의한 원심력에 의해 그 내벽 측으로 쏠리게 되며, 상기 임펠러(33)는 회전챔버(30)의 내벽 측으로 쏠린 원료와 분쇄매체(35)를 선단부 측면에 형성된 유입구(40)를 통하여 통로(39)로 유입시키고, 상기 통로(39)를 통한 원료와 분쇄매체(35)는 회전챔버(30)의 중앙부 측에 위치된 임펠러(33)의 기단부 하면에 형성된 유출구(41)를 통하여 다시 회전챔버(30)의 중앙부로 이동시키게 되고, 이렇게 중앙부로 이동된 분쇄매체(35)와 원료가 회전챔버(30)의 원심력에 의해 다시 그 내벽측으로 튕겨 나가면서 분쇄가 이루어진다. 반복적으로 상기 통로(39)로 이동되어 분쇄된 원료는 그 비중이 작아져 회전챔버(30)의 원심력의 영향을 적게 받으므로 중앙부에 머무르게 되어 배출관(37)을 통해 배출되는데, 상기 배출관(37)의 타단부에는 흡입펌프(도시되지 않음)가 구비되어 있어 원료을 흡입하는 방식으로 배출되도록 되어 있다.

보다 상세하게는 상기 회전챔버(30)는 그 단면이 타원형상을 이루며, 그 하부면에는 회전축(31)이 부착된다. 상기 회전축(31)의 하단부는 풀리(12)가 결합되며, 이를 구동모터(11)의 구동축에 결합된 풀리(12)와 타이밍벨트(13)로 연결하여 회전된다. 또한 상기 임펠러축(34)의 상단부에도 풀리(12)가 결합되며, 상기 회전축(31)과 마찬가지로 구동모터(11)에 연결되어 회전된다. 또한 상기 회전챔버(30)와 임펠러(33)는 동일 방향으로 회전되며, 이는 회전챔버(30) 내부에 충전된 분쇄매체(35)가 세라믹이나 강과 같은 것을 재료로 하는 볼 형태로 되어 있어, 분쇄매체(35)가 임펠러(33)의 회전에 의해 파손되거나 임펠러(33) 자체의 파손을 방지하고, 파손된 분쇄매체(35)의 가루가 원료에 섞여 들어가는 것을 방지하기 위한 것이다.

또한 상기 회전챔버(30)와 임펠러(33)의 회전속도는 그 작동초기에는 대략 동일하게 회전되며, 시간이 지남에 따라 임펠러(33)의 속도를 느리게 설정되는데, 이는 회전속도 차이에 의해 고속의 회전챔버(30)와 함께 회전되는 원료가 상대적으로 저속으로 회전되는 임펠러(33)의 선단부에 부딪히게 되고, 그에 형성된 유입구(40)를 통하여 그 기단부 하측에 형성된 유출구(41)로 빠져나가 회전챔버(30)의 중앙부로 이동시키기 위함이다. 상기 임펠러(33)의 회전속도에 따라 통로(39)를 통해 이동되는 분쇄매체와 원료의 양을 조절할 수 있으며, 그에 따라 분쇄되는 정도 또는 교반횟수의 조절이 가능하다. 또한 설명되지 않은 부호는 프레임(10)과 그에 볼트고정된 하우징(14)이며, 상기 하우징(14)의 내부에는 베어링(15)이 압설되어 상기 회전축(31)과 임펠러축(34)을 지지하며 회전하도록 되어 있다.

또한 상기 구동모터(11)는 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 구동모터(11)를 사용하여 상기 회전챔버(30)와 임펠러축(34)을 구동할 수 있으며, 상기 회전챔버(30)와 임펠러축(34)의 회전속도 차이는 이에 결합되는 풀리(12)의 직경에 의해 조정 가능하도록 되어 있으며, 설명되지 않은 부호(16)는 회전축(31)과 임펠러축(34)을 연결하는 연결축이다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 회전챔버(30)의 하부에 회전축(31)과 임펠러축(34)이 결합되는 것도 가능하며, 상기 회전 축(31)을 중공으로 형성되고, 이에 임펠러축(34)이 삽입된 형태로 내재되어 그 상단에 임펠러(33)가 회전챔버(30) 내부의 하측에 위치되도록 결합되며, 회전챔버(30) 상측의 중앙에 관통되어 주입관(36)과 배출관(37)이 직결되는 형태로 결합되는 것도 가능하다.

이상과 같이, 본 발명은 주입관(36)을 통해 충전된 원료가 회전챔버(30)의 원심력에 의해 그 내벽 측으로 쏠리게 되고, 상대적으로 저속인 임펠러(33)에 의해 분쇄된 원료가 중앙부로 이동되며, 분쇄된 원료는 배출관(37)을 통해 배출되는 과정이 연속적으로 이루어지도록 되어 있다. 충전되는 원료는 기충전된 원료가 분쇄되고 배출되는 동안에도 계속해서 주입관(36)을 통해 충전되는데, 주입관(36)은 그 하단부가 회전챔버(30)의 저면 근접에 위치되도록 배출관(37)의 위치와 반대방향으로 절곡하고, 배출관(37)은 상대적으로 상측인 임펠러(33)의 기단부에 형성된 유출구(41) 측에 위치되게 하여, 연속적으로 원료가 충전되는 과정에서 배출관(37)으로 충전되는 원료의 일부가 배출되는 것을 방지하도록 되어 있으며, 보다 미세하게 분쇄된 원료가 요구될 때에는 배출된 원료를 다시 주입관(36)을 통해 충전함으로써 재차 원료를 분쇄하는 것이 가능하다.

또한, 상기 배출관(37)으로 원료만이 배출되는 것은 고속 회전되는 회전챔버의 원심력에 의해 세라믹볼이나 강볼과 같은 분쇄매체(35)는 그 크기나 비중에 관계없이 원료와 원심분리 되기 때문이며, 따라서 본 발명에서는 다양한 크기와 비중을 가진 분쇄매체(35)의 사용이 가능하며 이에 의해 분쇄되는 원료를 보다 효율적으로 제공할 수 있다. 또한, 설명되지 않은 부호는 공기흡입관(38)으로서, 회전챔 버(30) 내부의 압력을 조절하여 배출관(37)으로 배출되는 원료를 보다 효과적으로 배출하기 위한 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 구성 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 고속으로 회전되는 회전챔버의 원심력에 의해 내벽 측으로 쏠린 원료를 배출관 측으로 이동시키기 위해 상기 회전챔버보다 저속으로 회전되는 임펠러에는 그 선단부에 유입구가 형성되고 기단부의 상측 또는 하측에 유출구가 형성되어 회전챔버의 내부로 연통된 통로가 형성되어 있으며, 이에 의해 회전챔버의 중앙부로 원료와 분쇄매체가 이동되는데 보다 바람직하게는 유입구는 유출구에 비해 상측에 위치되도록 하여 원료 및 분쇄매체가 보다 원활하게 이동되도록 되어 있으며, 이동된 원료와 분쇄매체는 회전챔버의 원심력에 튕겨 나가면서 원료의 분쇄가 이루어지는 것으로, 회전챔버의 원심력에 의해 분쇄매체가 원료와 원심분리되므로 다양한 크기와 비중을 가진 분쇄매체의 사용이 가능하며, 또한 배출관에 별도의 스크린이나 분리장치가 설치되지 않아도 된다. 또한 회전챔버의 저면에 근접되게 주입관이 위치되게 하고 상기 주입관보다 상측에 배출관이 배치되어 있으므로 분말 또는 액상의 원료가 연속적으로 충전되더라도 그 일부가 배출관으로 배출되는 것을 방지하도록 되어 있으며, 원료의 주입, 혼합 그리고 배출이 연속적으로 이루어져 작업시간을 획기적으로 단축시킬 수 있으며, 작업효율 및 생산성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

분말 또는 액상의 원료가 주입되고 이를 분쇄하여 배출시키는 과정이 연속적으로 이루어지는 원심분쇄밀에 있어서, 구동모터(11)와 연결된 회전축(31)의 상단에 회전 가능하도록 결합되며 내부에 분쇄매체(35)가 수용되는 회전챔버(30)와, 상기 회전챔버(30)의 내부에 위치된 임펠러(33)와, 상기 회전챔버(30)의 상측 중앙에 관통되어 설치되며 회전챔버(30)의 내부로 원료를 충전시키는 주입관(36) 및 상기 회전챔버(30) 내부의 원료를 배출시키는 배출관(37)을 포함하며, 상기 임펠러(33)에는 회전챔버(30)의 원심력에 의해 그 내벽 측으로 쏠린 원료와 분쇄매체(35)를 중앙부로 이동시키는 통로(39)가 구비된 것을 특징으로 하는 원심분쇄밀.
제1항에 있어서, 상기 통로(39)의 유입구(40)는 임펠러(33)의 선단부에 형성되고 유출구(41)는 임펠러(33)의 기단부에 형성되며, 상기 유입구(40)는 유출구(41)에 비해 상측에 위치된 것을 특징으로 하는 원심분쇄밀.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주입관(36)의 하단부는 상기 회전챔버(30)의 저면에 근접되게 위치되며, 상기 배출관(37)의 하단부는 주입관(36)의 하단부보다 상측에 위치된 것을 특징으로 하는 원심분쇄밀.