KR20140051233A - 마모방지를 갖는 교반기 볼밀 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수직하게 배열된 콘테이너를 갖는 교반기 볼밀에 관한 것이며, 여기에는 수직축 주위로 회전될 수 있는 교반기가 배열되고, 고정장치의 도움으로 콘테이너 벽에 끼워맞추어질 수 있는 적어도 하나의 마모방지요소를 구비하며, 상기 고정장치는 고정핀과 고정 절개부를 포함하고, 이들은 상기 회전가능한 교반기의 수직축에 대하여 각도 α> 0°를 포함하는 방향으로의 상기 마모방지요소의 운동에 의해 상기 고정핀이 상기 고정 절개부 내로 안내되는 것에 의해서 상기 마모방지요소가 상기 콘테이너 벽에 고정될 수 있는 방식으로 상기 콘테이너의 내부벽 및/또는 상기 마모방지요소의 후방측에 배열된다.

Description

마모방지를 갖는 교반기 볼밀{Agitator ball mill having wear prevention}

본 발명은 수직축 주위로 회전가능한 교반기가 배열되어 있는 수직하게 배열된 콘테이너를 구비한 교반기 볼밀에 관한 것이다. 그러한 교반기 볼밀은 예를 들어 강이나 내마모성 세라믹재료들을 포함하는 그라인딩 바디(grinding bodies)로 채워진다. 이 교반기는 콘테이너에서 그라인딩 바디의 움동을 유발시킨다. 처리될 연마재료는 콘테이너를 계속적으로 통과하고 그래서 연마재료는 그라인딩 바디들 사이의 충격력 및 전단력에 의해서 곱게 빻아지게 된다.

사용된 그라인딩 바디들은 대체로 원통형인 콘테이너의 마모를 유발시킨다. 그러므로, 필요한 경우에 교체 가능하거나 또는 적당한 교체가능한 마모방지요소를 구비할 수 있도록 콘테이너의 내부벽에 마모방지 요소들을 배치하는 것이 이미 알려져 있다. 그 결과, 콘테이너가 아니라 단지 마모방지요소만이 닳게 된다.

그러한 예로서 미국특허 제 5,630,558 호를 들 수 있는데, 여기에는 쉘프(shelf)형상의 마모방지요소를 콘테이너의 내부벽에 장착시킨 특정한 종류의 교반기 볼밀이 개시되어 있다. 이 마모방지요소는 빈전하게 카세트로 언급되는 다수의 쉘프 컴파트먼트들을 갖는다. 교반기 볼밀의 작동에 있어서, 그라인딩 바디들은 쉘크 컴파트먼트들에 수용되는데, 이때 그라인딩 바디들은 연마작용에 더이상 참여하지 않게 되어서 콘테이너의 내부벽이 마모되는 것을 방지한다. 쉘프 또는 카세트 구조물은 그 안에 수용된 그라인딩 바디들이 작동중에 움직이지 않아서 콘테이너의 내부벽과 그라인딩 바디 사이의 상대속도가 존재하지 않게 되어 콘테이너의 내부벽이 보호되는 결과를 제공한다.

그러한 마모방지요소들은 일반적으로 강으로 제조되고, 그러므로 부식될 수 있다. 고질의 강 구조물들은 이미 제안된 바 있지만, 이것은 마모방지에 있어서 극단적인 비용의 증가를 초래하게 된다.

마모 벽들은 중량이 매우 크며, 특히 그라인딩 바디가 쉘프 컴파트먼트나 카세트에 고정되면 더욱 그러하며, 교체시에 어려움이 크게 증가하는 문제가 있다. 그러므로, 미국특허 제 5,630,558 호에서는 쉘프 구조물을 서로 나사결합이 가능한 각각의 모듈로 구성하는 것이 제안된 바 있다. 그럼에도 불구하고 나사결합 수단이 자주 심하게 부식되고 그라인딩에 의해서 떨어져나가기 때문에 마모방지요소의 교체는 매우 시간이 많이 소모된다. 그러므로, 거의 수미터에 달하는 교반기 볼밀의 마모방지요소를 교체하는데에는 이틀이라는 시간이 소요되고, 그 동안에 교반기 볼밀은 사용할 수 없게 되는 것은 드문일이 아니었다.

그러므로, 대안으로서 콘테이너 내부벽이 자석으로 이루어져서 강자성 그라인딩 바디가 자력에 의해서 콘테이너의 내부벽에 빠르고 고정되는 교반기 볼밀이 이미 알려져 있다. 자력이 지나치게 크지 않으므로, 교반기에 대한 벽의 이격거리는 콘테이너의 내부벽과 그라인딩 바디 사이에 상대속도가 존재하지 않도록 보장하기 위해서 크지않게 선택되어야만 한다. 자성이 있는 내부벽은 부식으로부터 보호되어야 한다. 고무 코팅이 이러한 목적을 위해서 빈번하게 사용되나, 자력을 감소시키는 결점이 있다. 그러한 구조는 비교적 비용이 많이들고, 모든 응용분야에서 필요로하지는 않는 강자성 그라인딩 바디의 사용을 전제로 하여야 한다.

그러므로, 종래기술의 상태를 고려하여, 본 발명의 목적은 비용이 많이 들지 않으며 교체가 간단하고 최저수준의 하중을 가지며 마모에 대해서는 높은 수준의 저항성을 나타내고 내식에 대해서도 매우 높은 수준의 저항성을 나타내는 마모방지장치를 갖는 교반기 볼밀을 제공하는데 있다.

이러한 목적은 본 명세서의 도입부에서 설명한 종류의 교반기 볼밀에 의해서 달성되는데, 이러한 교반기 볼밀은 고정장치에 의해서 콘테이너의 내부벽에 장착될 수 있는 적어도 하나의 마모방지요소를 가지며, 상기 고정장치는 고정핀 및 고정 개구부를 구비하고, 상기 고정핀과 상기 고정 개구부는 상기 회전가능한 교반기의 수직축에 대하여 각도 α> 0°를 포함하는 방향으로의 상기 마모방지요소의 운동에 의해 상기 고정핀이 상기 고정 개구부 내로 안내되는 것에 의해서 상기 마모방지요소가 상기 콘테이너 벽에 고정될 수 있는 방식으로 상기 콘테이너의 내부벽 및/또는 상기 마모방지요소의 후방측에 배열되는 것을 특징으로 한다.

특히, 수직한 교반기 볼밀의 경우에 있어서 그라인딩 작동과정 동안에 그라인딩 바디들에 의해서 마모방지요소에 작용하는 힘은 콘테이너의 벽의 방향으로 작용한다는 것을 알 수 있다. 다시말해서, 마모방지요소는 작동중에 콘테이너 벽에 대하여 가압되고, 그래서 큰 힘을 보유하기 위한 고정장치의 필요성이 없어진다.

그러므로, 마모방지요소는 콘테이너 벽으로부터 해체될 콘테이너로부터 멀어지도록 이동된다. 그라인딩 작동에 있어서 그라인딩 바디들이 콘테이너 벽의 방향으로 마모방지요소에 힘을 발휘함에 따라서, 본 발명에 따른 배열은 작동시에 마모방지요소가 콘테이너 벽으로부터 해체될 수 없게 보장한다. 마모방지요소를 벽에 고정시키는 것은 본 발명에 따른 설계구성에 의해서 공구없이도 실현될 수 있다.

그러므로, 본 발명에 따르면, 만일 마모방지요소가 그것의 후방측에 대응하는 고정 개구부를 구비하면, 마모방지요소는 콘테이너에 고정된 고정핀상에서 간단히 매달릴 수 있다. 만약 마모방지요소가 고정핀을 가지면, 이것은 콘테이너 내 혹은 콘테이너 상에 배열된 대응하는 고정 개구부 내로 압입도리 수 있다. 마모방지요소는 공구없이도 벽에 고정되거나 혹은 다시 벽으로부터 제거될 수 있다. 해당 기술분야에 있어서 구조물들에 비해서, 마모방지요소나 요소들은 단지 고정핀에서 매달린다. 각도 α는 바람직하게는 45°이상, 가장 바람직하게는 90°를 이룬다.

용어 고정 개구부는 고정핀을 수용하여 보유할 수 있는 요소를 나타내도록 사용된다. 그러므로, 고정 개구부는 예를 들어 마모방지요소의 후방측의 표면 내에 필수적으로 배열될 필요는 없으며, 마모방지요소의 후방측이나 콘테이너 내벽에 파이프 클릭형 요소의 형태로 배열될 수 있다.

바람직한 실시 예에 있어서, 고정 개구부나 고정핀은 탄력있는 요소를 가지는데, 이것은 고정핀의 두께가 고정 개구부의 폭보다 커서 고정핀이 탄력있는 요소의 복원력보다 큰 해체력을 적용함으로써 고정 개구부로부터 제거될 수 있는 구성을 갖는다. 다시말해서, 탄력있는 요소는 고정 및 해체시에 탄력적으로 변형되어야만 한다.

그러므로, 예를 들면, 탄력있는 요소는 고정 개구부에 배열되고 이것을 적어도 부분적으로 폐쇄시킬 수 있다. 그러므로, 콘테이너 벽으로부터 마모방지요소를 해체시키기 위해서, 고정핀은 고정 개구부 밖으로 당겨지고, 이 경우에 탄력있는 요소는 그것의 안정위치 밖으로 이동된다. 따라서, 탄력있는 요소의 복귀력을 극복하는 것이 필요하다. 마찬가지로, 고정핀을 고정 개구부 내로 도입하는 경우에, 탄성있는 요소는 그것의 안정위치 밖으로 이동된다.

대안적인 실시 예는 상기 각도 α< 0°및 운동의 방향은 마모방지요소의 하중으로 인한 중력의 방향으로 β> 90°인 것을 포함한다. 이러한 결과는 마모방지요소가 그것을 해체하도록 약간 들리워진다. 이것은 예를 들어 콘테이너를 개방시키는 경우에 콘테이너 벽으로부터 마모방지요소의 원하지 않는 이탈을 방지한다.

그러나, 해체 및 고정의 목적을 위해서 마모방지요소가 측면으로부터 이동하게 하는 것이 가능하다.

바람직한 실시 예에 있어서, 마모방지요소와 콘테이너 내벽은 마모방지요소가 콘테이너 내벽에 걸릴 수 있게 하는 걸쇠수단을 갖는다.

다른 바람직한 실시 예에 있어서, 콘테이너 내벽은 다수의 막대형상 돌출부를 가지며, 상기 막대형상 돌출부는 적어도 하나의 고정핀을 구비한다. 그러한 경우에, 막대형상 돌출부는 바람직하게는 수직이나 수평으로 연장되거나 가장 바람직하게는 수직과 수평으로 연장된다. 막대형상 돌출부에 의해서, 고정핀은 콘테이너 내벽과 평행하게 그것의 종방향으로 배향될 수 있다.

특히 바람직하게는, 막대형상 돌출부는 마모방지요소의 두께보다 작은 높이를 가지며, 바람직하게는 막대형상 돌출부는 마모방지요소가 고정위치, 즉, 고정핀이 고정 개구부에 배열되는 경우에 막대형상 돌출부과 접촉하도록 배열된다.

그러한 구성은 마모방지요소를 위한 받침대 표면을 제공하는 막대형상의 돌출부를 제공하며, 이것은 콘테이너의 내부벽에 대한 마모방지요소의 상대적인 운동을 방지한다. 이러한 탄성있는 요소는 마모방지요소를 콘테이너 벽에 고정시키기 위해 필요한 힘이 마모방지요소를 콘테이너 벽으로부터 해체시키는데 필요한 힘보다 작은 구성을 갖는 것이 가장 바람직하다.

바람직하게는, 탄력있는 요소는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 텅(tongue) 요소를 가지며, 상기 텅 요소는 상기 고정 개구부의 테두리로부터 상기 개구부의 일부 위로 연장되며, 상기 텅 요소는 상기 고정 개구부의 방향으로 상기 마모방지요소의 후방측에 대하여 각이지거나 혹은 대응하여 각이진 부분을 구비한다. 이러한 배열은 고정핀을 고정 개구부 내로 비교적 작은 힘으로 압입할 수 있게 만든다. 그러나, 역의 운동은 텅 요소가 그것의 정지위치 밖으로 나오도록 편향시키는데 필요한 것만큼 큰 힘을 필요로 한다.

다른 바람직한 실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 텅 요소, 상기 고정 개구부 및 상기 고정핀은, 상기 고정핀이 상기 고정 개구부에 수용되고 상기 고정핀은 상기 고정 개구부의 바닥표면 및 상기 적어도 하나의 텅 요소의 단부면과 접촉하도록 구성된다.

이와는 달리, 탄력있는 램프수단을 고려할 수 있는데, 램프수단의 고정방향 각도는 해체방향보다 작다.

다른 바람직한 실시 예에 있어서, 마모방지요소는 대체로 플라스틱이나 고무로 이루어진다. 기본적으로 이것은 전체적으로 플라스틱이나 고무로 이루어질 수 있으나, 금속보강요소들이 바람직하게 채택될 수도 있다.

다른 바람직한 실시 예에 있어서, 마모방지요소는 그라인딩 바디들을 수용하기 위한 다수의 개방된 챔버들이나 카세트들을 갖는다.

본 발명은 비용이 많이 들지 않으며 교체가 간단하고 최저수준의 하중을 가지며 마모에 대해서는 높은 수준의 저항성을 나타내고 내식에 대해서도 매우 높은 수준의 저항성을 나타내는 마모방지장치를 갖는 교반기 볼밀을 제공한다.

추가의 장점들, 특징들 및 가능한 용도들이 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명으로부터 명백하게 밝혀질 것이다, 첨부도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 마모방지요소의 전방 사시도,
도 2는 도 1의 사시도를 후방에서 본 도면,
도 3은 마모방지요소의 고정 구조물을 전방에서 본 도면,
도 4는 도 3에 도시된 구조물의 배면도,
도 5는 고정 구조물 내로 삽입되기 전의 마모방지요소를 나타낸 도면,
도 6은 마모방지요소가 삽입된 고정 구조물을 나타낸 도면, 그리고
도 7은 본 발명에 따른 고정장치 나타낸 단면도이다.

도 1은 마모방지요소(1)를 나타낸다. 마모방지요소(1)는 플라스틱재료로 제조된다. 그것의 전방측에는 다수의 챔버들(2)이 제공된다. 마모방지요소(1)는 만곡된 형상을 가지며, 이때 곡률은 마모방지요소가 고정될 콘테이너의 내부벽의 곡률에 대응한다.

도 2는 마모방지요소(1)의 배면도이다. 총 4개의 고정 개구부들(4)이 마모방지요소의 후방측(3)에 배열된다. 그러한 고정 개구부들(4)은 탄력적으로 변형가능한 텅 요소(tongue elements)(5)에 의해서 부분적으로 커버되고, 여기에서 탄력적으로 변형가능한 텅 요소들(5)은 후방측의 표면을 대체로 따르는 직선부분을 가지며, 고정 개구부(4)의 바닥의 방향으로 각을 이룬 각이진 부분(6)을 갖는다.

도 3 및 도 4는 콘테이너의 내부벽에 고정된 고정 구조물(7)을 나타낸다. 고정 구조물(7)은 수평으로 연장된 막대형상의 돌출부들(8)의 열을 가지며, 여기에는 콘테이너의 내부벽에 대하여 평행한 수직한 방향으로 연장되는 고정핀들(9)이 상하로 연장된다. 고정 구조물(7)의 2개 단부들에는 고정 구멍들(11)을 구비한 막대형상의 돌출부들(10)이 배열되고, 이것에 의해서 고정 구조물(7)은 콘테이너에 고정될 수 있다. 또한, 여기에는 일방향으로 연장되는 고정핀들(9)이 제공된다.

또한, 고정 구멍들(11)을 구비한 수직으로 연장되는 막대형상의 돌출부들(12)이 제공되는데, 이것에 의해서 고정 구조물(7)은 인접한 고정 구조물들에 고정될 수 있다.

도 5는 고정 구조물에 결합하기 전인 도 1의 마모방지요소를 나타낸다. 고정핀들(9)이 고정 개구부들(4)에 위치할 수 있게 배열됨을 볼 수 있다. 마모방지요들(1)은 캐리어 구조물 상에 간단히 찰칵하고 체결될 수 있다.

그렇게 찰칵하고 결합된 상태가 도 6에 잘 도시되어 있다.

도 7은 마모방지요소가 고정 구조물(7) 내로 찰칵하고 결합된 상태를 나타낸 단면도이다. 고정핀(9)은 이 상태에서 고정 개구부(4)에 배열된다. 텅 부분(6)을 갖는 탄력있는 요소는 텅 부분(6)의 단부면들이 고정핀(9)과 접촉하는 상태로 배열된다. 마모방지요소(1)는 텅 부분(6)이 그의 고유위치에서 단지 약간 밖으로 나와서 제거됨으로써 비교적 작은 힘으로도 고정 구조물(7) 내로 찰칵하고 체결될 수 있음을 명백하게 알 수 있을 것이다. 도 7에 도시된 상태에 도달하자마자, 즉, 마모방지요소(1)가 찰칵하고 체결되자마자, 텅 부분(6)이 일어서고 외측방향으로 만곡됨으로써, 큰 제거력을 적용하여야만 다시 제거될 수 있다.

본 발명의 구조물은 매우 경량이고 고정 구조물(7)에 찰칵하고 체결될 수 있으며 한 사람이 매우 짧은 시간에 다시 그로부터 제거할 수 있다. 마모방지요소의 교체를 위한 보통의 연장시간을 크게 줄일 수 있게 된다.

1 마모방지요소
2 챔버
3 후방측
4 고정 개구부
5 텅 요소
6 텅 부분
7 고정 구조물
8 막대형상 돌출부
9 고정핀
10 막대형상 돌출부
11 고정구멍
12 막대형상 돌출부

Claims (12)

1. 수직하게 배열된 콘테이너, 및 고정장치에 의해서 상기 콘테이너의 내부벽에 장착될 수 있는 적어도 하나의 마모방지요소를 포함하며, 상기 콘테이너에는 교반기가 수직축 주위로 회전가능하게 배열되어 있는 교반기 볼밀에 있어서,
   상기 고정장치는 고정핀 및 고정 개구부를 구비하고, 상기 고정핀과 상기 고정 개구부는 상기 회전가능한 교반기의 수직축에 대하여 각도 α> 0°를 포함하는 방향으로의 상기 마모방지요소의 운동에 의해 상기 고정핀이 상기 고정 개구부 내로 안내되는 것에 의해서 상기 마모방지요소가 상기 콘테이너 벽에 고정될 수 있는 방식으로 상기 콘테이너의 내부벽 및/또는 상기 마모방지요소의 후방측에 배열되는 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정 개구부에는 탄력있는 요소가 배열되어 상기 고정 개구부를 적어도 부분적으로 덮고 그래서 상기 고정핀은 단지 상기 탄력있는 요소의 복귀력보다 큰 해체력을 적용시켜서 상기 고정 개구부로부터 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고정핀은 적어도 부분적으로 탄력이 있고 상기 고정 개구부의 폭보다 큰 두께를 가지며, 그래서 상기 고정핀은 단지 상기 고정핀의 상기 탄력있는 부분의 복귀력보다 큰 해체력을 적용시켜서 상기 상기 고정 개구부로부터 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 한 항에 있어서, 상기 각도 α< 0°및 운동의 방향은 중력이 작용하는 방향으로 β> 90°인 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 한 항에 있어서, 상기 콘테이너의 내부벽은 다수의 막대형상 돌출부들을 가지며, 상기 막대형상 돌출부들은 적어도 하나의 고정핀을 가지며, 상기 막대형상 돌출부들은 바람직하게는 수직으로 또는 가장 바람직하게는 수평으로 연장되는 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 막대형상 돌출부들은 상기 마모방지요소의 두께보다 작은 높이를 가지며, 바람직하게 상기 막대형상 돌출부들은 상기 마모방지요소가 고정위치에서 상기 막대형상 돌출부와 접촉하는 상태, 즉 상기 고정핀이 상기 고정개구부에 배열되는 상태로 배열되는 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 한 항에 있어서, 상기 고정핀은 상기 콘테이너의 내부벽에 대하여 평행한 방향으로 그리고 가장 바람직하게로는 수직으로 배향된 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
8. 제 3 항 내지 제 7 항중 한 항에 있어서, 상기 탄력있는 요소는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 텅(tongue) 요소를 가지며, 상기 텅 요소는 상기 고정 개구부의 테두리로부터 상기 개구부의 일부 위로 연장되며, 상기 텅 요소는 상기 고정 개구부의 방향으로 상기 마모방지요소의 후방측에 대하여 각이지거나 혹은 대응하여 각이진 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 텅 요소, 상기 고정 개구부 및 상기 고정핀은, 상기 고정핀이 상기 고정 개구부에 수용되고 상기 고정핀은 상기 고정 개구부의 바닥표면 및 상기 적어도 하나의 텅 요소의 단부면과 접촉하도록 구성된 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중 한 항에 있어서, 상기 마모방지요소는 플라스틱이나 고무로 이루어진 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
11. 제 1 항 내지 제 10 항중 한 항에 있어서, 상기 마모방지요소는 그라인딩 바디(grinding bodies)를 수용하기 위한 다수의 개방 챔버들을 갖는 것을 특징으로 하는 교반기 볼밀.
12. 제 1 항 내지 제 11 항중 한 항에 따른 교반기 볼밀의 콘테이너의 내부벽에 고정하기 위한 마모방지요소로서,
    상기 마모방지요소는 그것의 후방측에 고정 개구부를 구비하며, 상기 고정 개구부는 단지 해체력을 적용함으로써 고정핀이 상기 고정 개구부로부터 파괴없이 해체될 수 있는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 마모방지요소.

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