KR20220087739A - 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비드를 이용하여 약재와 같은 원료를 파우더 형태로 분쇄하는 것으로서 원료가 미세하게 분쇄되는 시간을 줄일 수 있고, 많은 양의 원료를 분쇄할 수 있는 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀에 관한 것이다. 그의 구성은; 분쇄가 이루어지는 원통형 주벽, 덮개 및 바닥판으로 구성되는 분쇄챔버;
상기 분쇄챔버의 내부에 피가공물을 공급하는 피가공물공급부;
상기 분쇄챔버의 내부에 비드를 투입하는 비드투입부;
상기 분쇄챔버를 지지하기 위한 프레임;
상기 프레임 상에 설치되는 구동모터;
상기 구동모터에 의해 축회전하는 것으로서 상기 분쇄챔버의 덮개를 관통하여 상기 분쇄챔버의 내부까지 연장되며 내부에는 분쇄된 원료가 배출되는 배출관로가 마련되어 있는 메인축;
상기 메인축에 결합되고, 블레이드와 상기 블레이드를 지지하기 위한 판으로 구성되어 원료를 분쇄시키는 세퍼레이터;
상기 메인축에 결합되어 원료 및 비드를 쳐서 상승시키도록 하는 타격봉;
상기 세퍼레이터는 메인축방향으로 상기 분쇄챔버의 길이만큼 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀{Bead Mill For Crushing Plenty Of Workpiece}

본 발명은 비드밀에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 비드를 이용하여 약재와 같은 원료를 파우더 형태로 분쇄하는 것으로서 원료가 미세하게 분쇄되는 시간을 줄일 수 있고, 많은 양의 원료를 분쇄할 수 있는 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀에 관한 것이다.

비드밀(Bead Mill)은 분쇄하고자 하는 덩어리 형태의 원료와 다수의 비드(Bead)를 분쇄통에 함께 넣고 회전시킴으로써 서로 충격작용이 일어나게 함으로써 원료를 파우더 형태로 분쇄하기 위한 장치이다. 보통 약재나 화장품 등의 제조과정에서 많이 사용되지만 이에 한정되는 것은 아니며 탄소나노튜브, 세라믹, 비철금속 또는 합성수지의 원료도 피가공물의 대상이 된다. 비드로는 강구(steel ball, 또는 세라믹비드 등)가 널리 사용되지만 사용원료에 따라 다양하게 선택될 수 있다.

비드밀은 세퍼레이터가 회전운동되며 원료가 분쇄되도록 하는데, 종래기술로 세퍼레이터의 다양한 형태가 제안되었었다. 그 예로는 공개특허 제10-2018-0006388호가 있다.

이에 의하면, 상부를 폐쇄하는 단부판을 가지며, 비즈형상 분쇄매체를 수용한 수형 원통형의 분쇄실을 가지는 분쇄용기, 이 분쇄용기에 형성된 원료 슬러리 공급부, 교반부재, 분쇄실 안쪽 부분으로 향하는 매체안내부재, 및 이 매체안내부재의 하부에 형성된 매체분리부재, 슬러리 배출부를 구비하여 원료 슬러리 중의 원료를 분쇄하도록 하였다. 이 종래기술은 매체분리부재는 갭 세퍼레이터이거나 스크린 세퍼레이터인 매체순환형 분쇄기를 제공하였다.

이와 같이, 종래기술에 의하면 분쇄가 균일하게 진행될 수 있지만, 단시간에 많은 양의 원료를 분쇄하기 힘든 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2018-0006388호 대한민국 공개특허 제10-2010-0129557호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 세퍼레이터가 분쇄챔버의 메인축방향의 길이만큼 형성되어 많은 양의 원료를 분쇄할 수 있고, 작업 속도를 높일 수 있는, 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀을 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 분쇄가 이루어지는 분쇄공간을 제공하는 것으로서, 원통형 주벽, 덮개 및 바닥판으로 구성되며, 상기 분쇄공간의 직경보다 길이가 크게 되어 있는 분쇄챔버; 상기 분쇄챔버의 내부에 피가공물을 공급하는 피가공물공급부;

상기 분쇄챔버의 내부에 비드를 투입하는 비드투입부; 상기 분쇄챔버를 지지하기 위한 프레임; 상기 프레임 상에 설치되는 구동모터; 상기 구동모터에 의해 축회전하는 것으로서 상기 분쇄챔버의 덮개를 관통하여 상기 분쇄챔버의 내부까지 연장되며 내부에는 분쇄된 원료가 배출되는 배출관로가 마련되어 있는 메인축; 상기 메인축에 결합되는 것으로서, 상·하판 및 상기 상·하판 사이에 상기 메인축에 대하여 방사형으로 고정 설치되는 복수 개의 블레이드로 구성되는 세퍼레이터;를 포함하되;

상기 세퍼레이터는 상기 분쇄공간의 전체 구간에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀에 의해 달성된다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 세퍼레이터는 상기 메인축의 상단과 하단에 고정 설치되는 상부캡과 하부캡 사이에 위치되며; 상기 하부캡에는 원료 및 비드를 쳐서 상승시키도록 측방향으로 타격봉이 돌출 형성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면,

상기 세퍼레이터는 복수 개의 단위 세퍼레이터가 적층되어 구성되며; 상기 단위 세퍼레이터는, 상·하판 및 상기 상·하판 사이에 상기 메인축에 대하여 방사형으로 고정 설치되는 복수 개의 블레이드로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 상판과 하판 사이에는 중간판이 설치되며; 상기 블레이드는 상기 상판과 중간판 사이에 설치되는 상부블레이드와, 상기 중간판과 하판 사이에 설치되는 하부블레이드로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 분쇄챔버의 분쇄공간은 실린더 형태로서 직경(D)과 길이(L)의 비율은 1 : 2 ~5가 될 수 있다.

본 발명에 의한 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀은 분쇄작업 속도를 높이고, 많은 양의 원료를 분쇄할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 복수 개의 단위 세퍼레이터가 적층되어 있는 구성이어서 구조가 단순하여 제작비용과 유지보수비용이 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀의 전체구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀의 세퍼레이터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀의 세퍼레이터의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀의 세퍼레이터의 분해사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀의 세퍼레이터의 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀의 세퍼레이터의 횡단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀의 세퍼레이터의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다. 도 1 내지 도 7을 동시에 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 나머지 도면은 필요한 곳에서 인용하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 분쇄챔버(1)가 프레임(3)에 의해 장치의 일측에 수직 방향으로 설치된다. 분쇄챔버(1)는 분쇄가 이루어지는 기다란 실린더 형태의 분쇄공간(S)을 제공하는 것으로서 원통형 주벽(5), 덮개(7) 및 바닥판(9)으로 구성된다.

본 발명에 의하면, 분쇄챔버(1)의 분쇄공간(S)은 직경(D)보다 길이(L)가 크게 되어 있다. 예를 들어, 분쇄공간(S)은 직경(D)과 길이(L)의 비율은 1 : 2 ~5가 될 수 있다.

분쇄챔버(1)의 내부로 피가공물인 원료가 비드(bead)에 의해 분쇄된다. 주벽(5)의 상단에는 덮개(7)가 결합되고, 하단에는 바닥판(9)이 결합되어 원료가 외부로 나가지 않도록 한다.

피가공물공급부(11)는 분쇄챔버(1)의 내부에 원료를 공급한다. 덮개(7)에는 원료공급관(12)이 결합되어 있어 피가공물공급부(11)에서 원료공급관(12)을 통해 원료가 낙하되도록 한다. 또한, 덮개(7)에는 비드공급관(8)이 결합되어 있어 비드투입부(10)에서 비드공급관(8)을 통해 비드를 분쇄챔버(1)의 내부로 공급한다.

바닥판(9)에는 비드배출관(13)이 결합되어 사용된 비드를 배출할 수 있다. 바닥판(9)의 상면은 비드가 비드배출관(13)으로 원활하게 배출되도록 중심부를 향해 하향으로 경사져 있다. 덮개(7)의 중심부에는 분쇄챔버(1)의 내부에서 회전되는 메인축(19)이 관통되는 구멍이 마련된다.

프레임(3)에 설치된 구동모터(15)가 전동수단(25)을 통해 메인축(19)이 회전될 수 있도록 한다. 메인축(19)의 내부에는 분쇄된 원료가 배출되는 배출관로(21)가 마련되어 있으며, 배출관로(21)는 메인축(19)의 상측에서 시작하여 상방향으로 연장되며 원료수거부(23)로 이어진다. 배출관로(21)는 메인축(19)의 반경방향으로 형성된 횡공과 메인축(19)의 중심부에 메인축(19)의 길이방향으로 타공된 수직공으로 구성된다.

세퍼레이터(31)는 메인축(19)에 결합되어 분쇄챔버(1)의 내부에 설치된다. 세퍼레이터(31)는 원료가 미립화되어 배출될 때까지 분쇄하는 세퍼레이터(27)와 하강하는 비드 및 원료를 쳐서 상승시키도록 하는 타격봉(49)을 포함한다.

본 발명의 특징에 의하면, 도 3에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터(31)는 분쇄챔버(1)의 길이에 대응되는 길이로, 즉 분쇄공간(S)의 전체 구간에 걸쳐 형성된다. 세퍼레이터(31)는 상부캡(50)과 하부캡(51) 사이에 설치된다. 세퍼레이터(31)는 복수 개의 단위세퍼레이터(27)가 적층됨으로써 유닛 형태로 구성될 수 있다.

상부캡(50)은 메인축(19)의 상단에 고정 설치되며, 하부캡(51)은 메인축(19)의 하단에 볼트에 의해 고정 설치된다.

하부캡(51)에는 측방향을 향해 타격봉(49)이 설치된다. 타격봉(49)은 2개가 대칭적으로 설치되며 비드와 소재를 타격하여 다시 상방향으로 보내는 역할을 한다.

메인축(19)은 키(key) 역할을 위하여 각봉으로 되어 있다. 도시된 바에 의하면 메인축(19)은 모서리가 라운드진 사각봉의 형태로 되어 있다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참고하여 세퍼레이터(27)에 대해 자세히 설명한다. 전술한 것처럼 세퍼레이터(31)는 복수 개의 단위 세퍼레이터(27)로 구성된다. 각 도면에 도시된 바에 의하면 단위 세퍼레이터(27)는 3개로 구성된다. 그러나 상황에 따라서는 2개 또는 4~5개가 될 수도 있을 것이다.

단위 세퍼레이터(27)는 상판(35), 하판(37) 및 이들 사이에 설치되는 다수 개의 블레이드(41)를 포함한다. 각 판(35,37)의 중심에는 메인축(19)이 결합되는 센터홀(33)이 뚫려 있다. 판형상의 블레이드(41)는 메인축(19)의 원주방향을 따라 일정한 간격을 두고 다수 개가 상판(35)과 하판(37) 사이에 끼워져 고정된다. 블레이드(41)는 메인축(19)을 중심으로 방사형으로 배치된다.

상판(35)과 하판(37) 사이에는 복수 개의 지지봉(34)이 결합되어 지지할 수 있다. 상판(35)의 저면과 하판(37)의 상면에는 저블레이드(41)가 끼워지는 블레이드안착홈(43)과, 지지봉(34)이 끼워지는 지지봉안착홈(30)이 마련된다.

본 실시예에 의하면, 상판(35)과 하판(37) 사이에 중간판(36)이 더 끼워져 블레이드(41)를 지지할 수 있다. 중간판(36)에는 상하면에 블레이드안착홈(43)이 마련된다. 이하, 도 5를 주로 참고하여 설명한다.

결합볼트(29)에 의해 하판(37)에 하부지지봉(34a)의 하단이 결합한다.

블레이드안착홈(43)에 하부블레이드(41a)가 끼워진다. 중간판(37)의 블레이드안착홈(43)과 지지봉안착홈(30)에 하부블레이드(41a)와 하부지지봉(34a)이 끼워진다.

중간볼트(39, 또는 중간핀. 이하 같음)와 하부지지봉(34a)의 상단이 결합한다. 상부지지봉(34b)이 중간볼트(39)의 반대편에 결합하면서 중간판(37)과 상판(35) 사이에 위치한다. 상부블레이드(41b)가 중간판(35)과 상판(35) 사이에 설치된다. 상부지지봉(34b)은 결합볼트(29)에 의해 고정된다.

각 판(35,36,37)에는 연결봉홈(32)이 마련되어 있을 수 있고, 상판(35)에서 하판(37)까지 일체로 더 고정될 수 있도록 연결봉(38, 도 4 참조)의 양끝단을 상판(35)과 하판(37)에서 너트(40)로 고정시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 도 7에 도시한 바와 같이 블레이드(41)의 각도(K)를 변경할 수 있다. 각각의 단위 세퍼레이터(27)마다 블레이드(41)의 각도(K)를 다르게 하면, 원료가 일정한 루트로만 분쇄되지 않아 비드와 충돌이 많아지고, 이에 따라 분쇄되는 속도가 단축될 수 있다.

본 발명에 의한 다른 실시예는 도 8에 도시한 바와 같이, 단위 세퍼레이터(27)의 하판(37)에는 돌출부(45)가 형성되고, 상판(35)에는 결합홈(47)이 마련되어 다수 개의 세퍼레이터(27)가 더 안정적으로 결합되도록 할 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 위에 개시된 모든 실시예는 다양하게 조합 실시될 수 있으며 모든 조합은 설명되어 있지 않더라도 본 발명이 개시하고 있는 기술내용으로 해석되어야 한다.

1 : 분쇄챔버 3 : 프레임
5 : 주벽 7 : 덮개
8 : 비드공급관 9 : 바닥판
10 : 비드투입부 11 : 피가공물공급부
12 : 원료공급관 13 : 비드배출관
15 : 구동모터 19 : 메인축
21 : 배출관로 23 : 원료수거부
25 : 전동수단 27 : 단위 세퍼레이터
29 : 결합볼트 30 : 지지봉안착홈
31 : 세퍼레이터 32 : 연결봉홈
33 : 센터홀 34 : 지지봉
35 : 상판 36 : 중간판
37 : 하판 38 : 연결봉
39 : 중간볼트 40 : 너트
41 : 블레이드 43 : 블레이드안착홈
45 : 돌출부 47 : 결합홈
49 : 타격봉 51 : 하부캡

Claims (5)

1. 분쇄가 이루어지는 분쇄공간을 제공하는 것으로서, 원통형 주벽, 덮개 및 바닥판으로 구성되며, 상기 분쇄공간의 직경보다 길이가 크게 되어 있는 분쇄챔버;
   상기 분쇄챔버의 내부에 피가공물을 공급하는 피가공물공급부;
   상기 분쇄챔버의 내부에 비드를 투입하는 비드투입부;
   상기 분쇄챔버를 지지하기 위한 프레임;
   상기 프레임 상에 설치되는 구동모터;
   상기 구동모터에 의해 축회전하는 것으로서 상기 분쇄챔버의 덮개를 관통하여 상기 분쇄챔버의 내부까지 연장되며 내부에는 분쇄된 원료가 배출되는 배출관로가 마련되어 있는 메인축;
   상기 메인축에 결합되는 것으로서, 상·하판 및 상기 상·하판 사이에 상기 메인축에 대하여 방사형으로 고정 설치되는 복수 개의 블레이드로 구성되는 세퍼레이터;를 포함하되;
   상기 세퍼레이터는 상기 분쇄공간의 전체 구간에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 세퍼레이터는 상기 메인축의 상단과 하단에 고정 설치되는 상부캡과 하부캡 사이에 위치되며;
   상기 하부캡에는 원료 및 비드를 쳐서 상승시키도록 측방향으로 타격봉이 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 세퍼레이터는 복수 개의 단위 세퍼레이터가 적층되어 구성되며;
   상기 단위 세퍼레이터는,
   상·하판 및 상기 상·하판 사이에 상기 메인축에 대하여 방사형으로 고정 설치되는 복수 개의 블레이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 상판과 하판 사이에는 중간판이 설치되며;
   상기 블레이드는 상기 상판과 중간판 사이에 설치되는 상부블레이드와,
   상기 중간판과 하판 사이에 설치되는 하부블레이드로 구성되는 것을 특징으로 하는 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 분쇄챔버의 분쇄공간(S)은 실린더 형태로서 직경(D)과 길이(L)의 비율은 1 : 2 ~5가 되는 것을 특징으로 하는 다량의 피가공물 분쇄가 가능한 비드밀.

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