KR101245478B1

KR101245478B1 - 교반기 밀

Info

Publication number: KR101245478B1
Application number: KR1020060044818A
Authority: KR
Inventors: 슈테르 노르베르트; 슈미트 필리프
Original assignee: 뷜러아게
Priority date: 2005-05-19
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2013-03-25
Anticipated expiration: 2026-05-18
Also published as: CN1864928A; DE502005000670D1; ES2285603T3; EP1724022B1; ATE361146T1; US20060261200A1; KR20060120465A; EP1724022A1; JP2006320898A; US7216822B2; CN100544892C; JP5010853B2

Abstract

교반기 밀은 분쇄 용기(2)의 내벽(9)과 회전자(39)의 외벽(40)에 의하여 형성된 환형의 원통형 외부 분쇄 챔버(8a)와, 회전자(39)의 내벽(41)과 내부 고정자(22)의 외측 케이싱(23)에 의하여 형성된 내부 분쇄 챔버(8b)를 포함한다. 상기 분쇄 챔버(8a, 8b)들은 편향 챔버(50)에 의하여 상호 연결된다. 내부 분쇄 챔버(8b)의 반경 방향 틈(h)에 관한 외부 분쇄 챔버(8a)의 반경 방향 틈(g)에 대하여 g < h 가 적용된다.

교반기, 고정자, 회전자, 분쇄 챔버, 보조 분쇄체

Description

교반기 밀{AGITATOR MILL}

도 1은 교반기 밀의 개략적인 측면도이다.

도 2는 교반기 밀의 분쇄 용기의 제1 실시예에 대한 종방향 단면도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ선에 따른 분쇄 용기의 단면도이다.

도 4는 교반기 밀의 내부 고정자의 종방향 측면도이다.

도 5는 도 2 내지 도 4에 따른 교반기 밀의 보조 분쇄체 복귀 모듈의 사시도이다.

도 6은 교반기 밀의 분쇄 용기의 제2 실시예에 대한 종방향 단면도이다.

도 7은 도 6에 따른 교반기의 보조 분쇄체 복귀 모듈의 사시도이다.

도 8은 교반기 밀의 분쇄 용기의 제3 실시예에 대한 종방향 단면도이다.

도 9는 교반기 밀의 분쇄 용기의 제4 실시예에 대한 종방향 단면도이다.

도 10은 교반기 밀의 분쇄 용기의 제5 실시예에 대한 종방향 단면도이다.

도 11은 교반기 밀의 분쇄 용기의 제6 실시예에 대한 종방향 단면도이다.

도 12는 도 11에 따른 교반기 밀의 보조 분쇄체 복귀 모듈의 측면도이다.

도 13은 도 12에 따른 보조 분쇄체 복귀 모듈의 배면도이다.

본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른 교반기 밀에 관한 것이다.

유럽 특허 공보 제0 824 964 B1호(미국 특허 공보 제5,950,943호에 대응)에 공지된 통상적인 유형의 교반기 밀에는 외부 분쇄 챔버 뿐만 아니라 내부 분쇄 챔버 역시 어떠한 중단부와 교반기 부재들이 없는 평활한 벽을 구비한다. 틈 너비 즉, 외부 분쇄 챔버의 반경 방향 넓이는 내부 분쇄 챔버의 반경 방향 넓이를 뚜렷이 능가한다. 이것은 분쇄 및 자유 유동 분산을 달성하기 위함이며 슬러리된 분쇄 재료는 분쇄 재료상의 국지적 변형 강도가 전체 분쇄 경로를 통하여 실질적으로 일정한 방식인 전단 효과에 의하여 대부분 발생한다. 외부 분쇄 챔버와 내부 분쇄 챔버의 원통형 경계 벽의 평활한 벽 구조는 보조 분쇄체들이 서로에 대하여 층을 이루어 상대적으로 움직이는 유동을 발생시킨다. 전단 구배와 그로 인한 국지적 변형 강도는 한편으로 외부 분쇄 챔버와 다른 한편으로 내부 분쇄 챔버에서의 각 분쇄 챔버 높이에 대하여 일정하다. 내부 분쇄 챔버의 틈 너비가 외부 분쇄 챔버의 틈 너비보다 작지만 상기 전단 구배는 외부 분쇄 챔버와 내부 분쇄 챔버에서 동일하게 발생할 수 있으며 그로 인해 이것은 분쇄 챔버를 걸쳐 사실상 일정하다. 보조 분쇄체 충진비가 높은 경우에 교반기 밀을 시동하기 어렵다는 사실로부터 발생하는 문제점들이 밝혀졌다. 교반기 밀의 시동 문제로 인하여 상기 교반기 밀은 낮은 보조 분쇄체 충진 상태에서 작동되고 이는 불리하게도 분쇄 재료 입자 크기의 불균일한 분포를 야기한다. 보조 분쇄체 복귀 도관을 통하여 복귀하는 보조 분쇄체의 양을 감소시키는 보조 분쇄체의 이러한 감소로 인하여 소위 분쇄 재료 사류(grinding- stock shooting flow) 즉, 분쇄되거나 분산되기 위하여 분쇄 재료 공급 챔버에 공급된 분쇄 재료가 보조 분쇄체 복귀 도관을 통하여 분리 장치 쪽으로 피해가는 위험이 증가한다.

본 발명의 목적은 통상적인 유형의 교반기 밀을 교반기 밀의 시동이 용이하고 균일한 분포의 분쇄 재료 입자 크기를 얻는 방식으로 구체화하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기 목적은 특허청구범위 제1항의 특징부에 따르는 특성에 의하여 달성된다. 본 발명에 따른 수단은 아래로 가라앉은 보조 분쇄체가 교반기 밀의 전원이 차단된 경우에 특히 내부 분쇄 챔버 내의 인근 벽에 들러붙지 않게끔 보장하도록 보조한다. 그로 인해 상기 보조 분쇄체가 교반기 밀을 가동하자마자 용이하게 움직인다. 본 발명에 따른 수단은 보조 분쇄체가 내부 분쇄 챔버 앞의 외부 분쇄 챔버 내에 축적되지 않도록 또한 보장하는 데, 이는 내부 분쇄 챔버의 틈 너비가 외부 분쇄 챔버의 틈 너비를 능가하기 때문이다. 전단에 의한 분쇄가 외부 분쇄 챔버에서 발생한다. 보조 분쇄체는 증가한 전단 작용으로부터 벗어나고자 하므로 내부 분쇄 챔버를 향하여 넓어지는 편향 챔버를 통하여 내부 분쇄 챔버로 유동한다. 전술한 효과로 인하여 교반기 밀은 보조 분쇄체의 높은 충진비로 가동될 수 있으며, 다시 말하면 보조 분쇄체의 충진이 감소될 필요가 없다는 뜻이다. 이로 인해 분쇄 재료 사류를 피하면서도 특히 집중 분쇄를 야기하는 데, 이는 충분한 양의 보조 분쇄체들이 보조 분쇄체 복귀 도관을 통하여 복귀하기 때문이다.

본 발명이 목표로 한 효과들은 특허청구범위 제2항에 따른 발명에 의하여 특 히 유리하게 영향을 받고 특허청구범위 제3항에 따른 발명에 의하여 여전히 지지된다.

내부 분쇄 챔버 내의 분쇄 재료를 분해하는 효과와, 그로 인해 분쇄 재료와 보조 분쇄체들의 혼합물의 용이한 유동은 특허청구범위 제4항에 따른 적어도 내부 고정자에 부착된 융기부들과 제5항에 따른 기구들로서 구조화된 것에 의하여 지지된다. 보조 분쇄체들의 완전한 소용돌이가 내부 고정자에 부착된 융기부 또는 기구부에 의하여 발생하고, 이것은 분쇄 재료의 또 한 번의 강력한 변형을 의미한다. 이 강력한 소용돌이 효과는 안정된 경계층에 대항하여 분쇄 챔버 경계벽을 형성하고 분쇄 재료의 냉각을 향상시킨다.

특허청구범위 제6항 및 제7항에 따른 발명은 보조 분쇄체들이 회전자의 내벽에 침전하는 것을 방지하는 데, 이는 내부 고정자의 외측 케이싱에 있는 기구의 나선형 배치로 인하여 회전자의 내벽이 전체적으로 닦여지고 그로 인해 침전물이 없게 되기 때문이다.

특허청구범위 제8항에 따른 추가적인 발명은 분산 및 분쇄 강도를 증가시키는 어떠한 축적 효과가 내부 분쇄 챔버에 발휘되도록 보장한다. 이 효과는 특히 특허청구범위 제9항에 따른 추가적인 발명에 의하여 특히 달성된다. 상부 단부 부분에서 국지적으로 증가한 보조 분쇄체 집중도는 막음 장치에 의하여 달성될 수 있으며 이것은 집중적인 분쇄 또는 분산 효과를 야기하고 그로 인해 매우 균일한 분포의 분쇄 재료 입자 크기를 야기한다. 특허청구범위 제10항에 따른 별도의 구성품으로서 별도로 결합한 막음 장치는 실제 적용에 적합할 수 있다. 특허청구범위 제11 항에 따르면 배출 도관의 틈 너비는 분리 장치를 향하여 일정하거나 증가할 수 있다.

특허청구범위 제12항에 따르면 기본적으로 내부 고정자에 배출 도관의 부근의 마모 보호부가 제공되면 상당히 유리하고, 배출 도관의 틈 너비가 분리 장치를 향하여 즉, 반경 방향 안쪽으로 증가하지 않는 경우와 분쇄 재료/보조 분쇄체 유동이 가속하는 것에 동반하여 유동 단면이 줄어드는 경우 결과적으로 특히 유리하다.

특허청구범위 제13항 및 특히 제14항에 따른 추가적인 발명은 보조 분쇄체 복귀 도관의 크기가 간단한 방법으로 분쇄 및 분산 목적에 적합하도록 한다. 이러한 복귀 도관을 보조 분쇄체 복귀 모듈에 제공하는 것은 상기 복귀 도관이 상기 모듈에 측면으로 결합하도록 하고, 이것은 이행의 관점에서 특히 간단하다. 이 구조는 보조 분쇄체 복귀 도관들이 간단한 제조 단계에 의하여 소망한 윤곽을 제공받도록 보장한다. 입구들 및 출구들의 너비의 관계의 최적 범위를 나타내는 특허청구범위 제15항에 의하면 이 간단한 제조는 보조 분쇄체 복귀 통로의 유동 단면적이 그 내부로부터 외부로 최적화되는 것을 보장한다. 보조 분쇄체 복귀 도관들의 높이가 중앙 종축 방향으로 상대적으로 낮으므로, 보조 분쇄체 사류의 위험은 침범한 분쇄 재료로부터 보조 분쇄체들을 우수하게 분리할 필요도 없이 줄어들 수 있다. 이 관점에서, 최적의 한계 조건들이 특허청구범위 제16항에 기술되어 있다. 이러한 최적 조건들은 특허청구범위 제17항 및 제18항에 의하여 추가로 개선되었다.

물론, 청구범위 제7항 이하에 기재된 구조 역시 특허청구범위 제1항의 특징부에서 구체화되지 않은 통상적인 유형의 교반기 밀에 바람직하게 채택될 수 있다.

본 발명의 추가적인 특성 및 장점들은 기재된 도면과 함께 기재한 예시적인 실시예의 기술로부터 명확하게 된다.

도 1에 도시된 교반기 밀은 원통형 분쇄 용기(2)를 부착하기 위한 스탠드(1)를 통상적으로 포함한다. 전기 구동 모터(3)는 스탠드(1)에 수용되고 V 벨트 풀리(4)가 제공되며, 축(6)의 회전에 대하여 고정된 V 벨트 풀리(7)는 상기 V 벨트 풀리(4)에 의하여 회전식으로 구동된다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 분쇄 용기(2)는 분쇄 챔버(8)를 둘러싸고 실질적으로 원통형 외측 케이싱(10)에 의하여 둘러싸인 원통형 내벽(9)을 포함한다. 상기 내벽(9)과 외측 케이싱(10)은 그 사이의 냉각 챔버(11)를 형성한다. 상기 분쇄 챔버(8)의 기부 밀폐는 나사(13)에 의하여 상기 분쇄 용기(22)에 결속된 원형 기부판(12)에 의하여 형성된다.

분쇄 용기(2)는 교반기 밀의 스탠드(1)에 장착된 지지 하우징(15)의 하부에 나사(16)에 의하여 고정된 상부 환형 플랜지(14)를 구비한다. 상기 분쇄 챔버(8)는 덮개(17)에 의하여 닫힌다. 상기 지지 하우징(15)은 중앙 베어링과 상기 분쇄 용기(2)의 중앙 종축(19)과 동축으로 배치된 밀봉 하우징(18)을 구비한다. 상기 베어링과 밀봉 하우징(18)은 축(19)과 동축으로 연장되고 교반기(20)에 제공된 샤프트(6)에 의하여 관통된다. 분쇄 재료 공급관(21)은 상기 분쇄 챔버(8)에 인접한 상기 베어링 및 밀봉 하우징(18)의 영역으로 개방된다.

대략 컵 형상인 원통형 내부 고정자(22)는 원형 기부 판(12)에 고정되고 분 쇄 챔버(8)를 향해 돌출하며, 축(19)과 동축이고 분쇄 챔버(8)를 형성하는 원통형 외측 케이싱(23)과 상기 축(19)에 또한 동축인 원통형 내측 케이싱(24)을 포함한다. 상기 외측 케이싱과 내측 케이싱은 그 사이의 냉각 챔버(25)를 형성한다. 상기 냉각 챔버(25)는 기부(12)에 있는 냉각 챔버(26)에 연결되고 냉각수가 냉각수 공급 연결부(27)를 통하여 냉각 챔버에 공급되고 냉각수 배출 연결부(28)를 통하여 배출된다. 냉각수는 냉각수 공급 연결부(29)를 통하여 분쇄 용기(2)의 냉각 챔버에 공급되고 냉각수 배출 연결부(30)를 통하여 배출된다.

분쇄 챔버(8) 위에 위치하고 내부 고정자(22)의 상부 환형 면(31)에 배치된 것은 분쇄 재료 배출관(33)에 연결된 분쇄 재료/보조 분쇄체 분리 장치(32)이다. 상기 분리 장치(32)와 배출관(33) 사이에 분쇄 재료 수집 깔대기(34)를 위한 설비가 마련된다. 기부 판(12) 주위에서 상기 배출관(33)에 나사(36)에 의하여 상기 기부 판(12)과 기부 판에 견고하게 결합된 내부 고정자(22)에 각각 분리 가능하게 결합한 손잡이(35)가 제공된다. 상기 분리 장치(32)는 밀봉부(37)에 의하여 배출관(33)과 수집 깔대기(34)와 함께 내부 고정자(22)의 환형 면(31)을 향하여 밀봉되고 상기 나사(36)들이 느슨해지면 내부 고정자(22)에서부터 아래로 당겨질 수 있다. 상기 분리 장치(32)는 분쇄 챔버(8)에 있는 보조 분쇄체(38)들이 챔버로부터 제거되지 않은 채로 상기 분쇄 챔버(8)로부터 제거될 수 있는 데 이는 상기 교반기(20)가 구동되지 않는 경우 이러한 보조 분쇄체(38)들로 차여진 분쇄 챔버의 수준이 상기 면(31)까지 연장하지 않기 때문이다.

교반기(20)의 기본 구조는 컵 형상이며 즉, 실질적으로 환형인 원통형 회전 자(39)를 구비한다. 상기 회전자(39)는 축(19)에 동축이고 서로 동축으로 배치된 원통형 외벽(40)과 원통형 내벽(41)을 구비한다. 상기 외벽(40)과 내벽(41)은 밀폐된 표면을 형성하는 평활한 평면이고, 그 결과 어떤 중단부도 없다. 냉각 챔버(42)는 상기 회전자(39)의 외벽(40)과 내벽(41) 사이에 형성된다.

교반기(20)의 상단부는 덮개형 밀폐 부재(43)가 제공되고 밀폐판(44)이 그 하부 측면 즉, 회전자(39)를 향한 측면에 고정된다. 상기 밀폐 부재(43)와 밀폐 판(44)은 샤프트(6)에 설치된다.

보조 분쇄체 복귀 모듈(45)은 교반기(20)의 회전자(39)와 밀폐 판(44) 사이에 배치된다. 회전자(39), 복귀 모듈(45) 및 밀폐 판(44)들은 결착봉(tie rod)(46)에 의하여 분리가능하게 결합한다. 냉각 챔버(42)로의 냉각수의 공급 및 배출은 샤프트(6)와 복귀 모듈(45)에 형성된 냉각수 도관(47, 48)들에 의하여 이루어진다.

외부 분쇄 챔버(8a)는 어느 기구도 구비하지 않은 분쇄 용기(2)의 내벽(9)의 평활한 구조와 회전자(39)의 외벽(40)의 동등하게 평활한 구조에 의하여 형성된다. 역시 기구가 없는 회전자(39)의 내벽(41)과 내부 고정자(22)의 외측 케이싱(23)의 평활한 벽 구조가 내부 분쇄 챔버(8b)를 형성한다. 내부 고정자(22)의 외측 케이싱(23)에 장착된 쐐기형 기구(49) 형태의 융기부들은 특히, 도 4에 도시된 바와 같이 내부 분쇄 챔버(8b)로 연장되고, 상기 외측 케이싱(23)의 길이와 원주를 따라 나선형으로 배치된다. 도 4에 상세히 도시된 바와 같이 내부 고정자(22)의 주변 방향으로 접한 기구(49)는 중앙 종축(19)의 방향과 겹쳐지는 데, 이는 회전자(39)가 회전하자마자 회전자의 내벽(41)이 상기 기구(49)에 의하여 전체적으로 닦아지도록 하기 위함이다.

위에서 살펴본 바와 같이 분쇄 챔버(8)는 한편으로 원통형 외부 분쇄 챔버(8a)로 다른 한편으로 원통형 내부 분쇄 챔버(8b)로 나누어지고 이러한 챔버들은 외부로부터 안쪽을 향하여 점차 넓어지는 편향 챔버(50)에 의하여 기부 판(12) 주변에서 상호 연결된다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 원통형 분리 장치(32)는 환형 디스크(51) 더미를 포함하고 그 디스크들 사이에는 분리 틈(52)이 있으며 분리 틈의 너비는 사용된 최소 보조 분쇄체(38)의 직경보다 작으나 그 직경보다 클 수도 있으며 상기 보조 분쇄체(38)들의 분리는 분리 장치(32)가 도달하기 전에 일어난다. 환형 디스크(51) 더미는 밀폐 판(53)에 의하여 정면 즉, 밀폐 판(44)을 향한 면에서 차단된다. 상기 분리 장치(32)는 복귀 모듈(45) 내에 배치된다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 보조 분쇄체 복귀 모듈(45)에는 보조 분쇄체 복귀 도관(54)들이 제공된다. 도관들 각각의 입구(55)는 분리 장치(32)와 직접적으로 접한다. 도관들 각각의 출구(56)는 복귀 모듈(45)과 분쇄 용기(2)의 내벽(9) 사이에 형성된 환형의 원통형 분쇄 재료 공급 영역(57)으로 배출한다. 복귀 도관(54)들은 입구(55)에서 최소 너비(c)를 가지고 출구(56)에서 최대 너비(d)를 가지는 데 상기 너비(c, d)들 각각은 반경 방향으로 측정되었다. 상기 복귀 도관(54)들은 입구(55)로부터 출구(56)를 향하여 교반기(20)의 회전 방향(58)과 역방향으로 즉, 내부에서부터 바깥쪽으로 볼록하게 휘어졌다. 너비(d)와 비교한 너비(c)에 대하여는 d > c 및 바람직하게는 d ≥ 1.5c 가 적용된다.

도 2 내지 도 5에 따른 실시예에 있어서, 복귀 도관(54)은 복귀 모듈(45)의 거의 전체 높이만큼 축(19) 방향으로 연장하고 이 축 높이(e)는 분리 장치(32)의 축 높이(f)를 능가한다. 이 실시예에 있어서, 복귀 도관(54)이 축(19) 방향으로 분리 도관(32)를 지나쳐서 연장하는 것은 별도로 하고 내부 분쇄 챔버(8b)의 상단부로부터 비스듬히 위쪽 및 안쪽으로 분리 장치(32) 쪽으로 즉, 밀폐 판(44)을 향한 방향으로 원추 형상으로 테이퍼진 배출 도관(59)을 또한 가로질러 도달한다. 이 실시예에서, 복귀 도관(54)들은 도 2에 도시된 바와 같이 배출 도관(59)을 향하여서도 개방된다. 결과적으로, 상기 배출 도관(59)은 위를 향하여 공간적으로 한정되지 않는다. 오히려, 배출 도관은 내부 분쇄 챔버(8b)를 향하여 중앙 종축(19)의 방향으로 개방되며 분쇄 재료가 분리 장치(32)를 향한 방향으로 배출 도관(59)을 통하여 흐르는 동안에 보조 분쇄체(38)들이 누출한다.

분쇄 재료는 유동 방향(60) 화살표를 따라서 분쇄 챔버(8)를 거쳐서 유동하는 데, 즉 분쇄 재료 공급 관(21)으로부터 한편으로는 교반기(20)의 밀폐 부재(43) 및 다른 한편으로는 뚜껑(17)과 내벽(9)의 인접 영역 사이의 분쇄 재료 공급 챔버(61)를 통과하고, 분쇄 재료 공급 영역(57)을 통과하여 외부 분쇄 챔버(8a)를 아래로 통과하며, 점차적으로 넓어지는 편향 챔버(50)를 통과하여 반경 방향 안쪽으로 이동하고 여기서부터 내부 분쇄 챔버(8b)를 통과하여 배출 도관(59)까지 위쪽으로 이동하고 이곳으로부터 분리 장치(32)까지 이동한다. 외부 분쇄 챔버(8a), 편향 챔버(50) 및 내부 분쇄 챔버(8b)를 통과하는 도중에 분쇄 재료는 보조 분쇄체(38)들과 협력하여 회전식으로 구동되는 교반기(20)에 의하여 분쇄된다. 상기 분쇄 재 료는 분리 장치(32)를 거쳐서 내부 분쇄 챔버(8b)를 떠나며 분리 장치에서부터 분쇄 재료 배출 관(33)을 통하여 바깥으로 유동한다.

도 2에 자세히 도시된 바와 같이 외부 분쇄 챔버(8a)의 반경 방향 틈 너비(g)는 내부 분쇄 챔버(8b)의 반경 방향 틈 너비(h)에 비하여 상당히 작다. 상기 틈 너비(g, h)들 서로의 관계는 내부 분쇄 챔버(8b)의 단면적(Fb)이 외부 분쇄 챔버(8a)의 단면적(Fa)과 같거나 크다는 것이다. 내부 분쇄 챔버(8b) 뿐만 아니라 외부 분쇄 챔버(8a)도 분쇄 틈으로서 구조화되었다. 교반기 밀에서 가장 큰 보조 분쇄체(38)의 직경과 관한 외부 분쇄 챔버(8a)의 틈 너비(g)에 대하여는 다음이 적용된다:

g ≥ 3i,

i ≤ 3.0mm 및 바람직하게는 i ≤ 1.5mm 가 직경(i)에 적용된다.

외부 분쇄 챔버(8a)의 틈 너비(g)에 대하여는,

g ≤ 9.0mm 및 바람직하게는 g ≤ 5.0mm 가 항상 적용된다.

내부 분쇄 챔버(8b)의 단면적(Fb)에 대한 외부 분쇄 챔버(8a)의 단면적(Fa)에 관해서는 Fa ≤ Fb가 적용되며 바람직하게는 1.2Fa ≤ Fb ≤ 7Fa 가 적용된다.

도 6 및 도 7의 실시예는 도 2 내지 도 5의 실시예와 실질적으로 다른데, 보조 분쇄체 복귀 모듈(45') 외에도 밀폐 판(44)과 회전자(39) 사이에서 교반기(20')의 일부로서 제공된 막음 장치(62)가 그러하다. 배출 도관(59')은 도 2 내지 도 5의 실시예의 변화를 줌으로써 내부 고정자(22)의 면과 이 막음 장치(62) 사이에서 형성되는 데 그로 인해 배출 도관이 상기 면(31)에 의하여 도관의 밑면에서 한정될 뿐만 아니라 막음 장치(62)에 의하여 도관의 윗면에서 한정된다. 도 2 내지 도 5의 실시예와는 다르게 내부 분쇄 챔버(8b)는 그 상부 단부에 의하여 복귀 도관(54')으로 직접적으로 배출하는 것이 아니라 분쇄 재료와 보조 분쇄체의 혼합물이 분리 장치(32')를 향하여 위쪽 및 안쪽으로 비스듬한 방향으로 막음 장치(62)에 의하여 강제적으로 일탈한다. 배출 도관(59')의 틈 너비(j)는 이 실시예에서는 일정하다.

부품들이 도 2 내지 도 5의 실시예의 부품들과 동일하므로 동일한 도면 부호들이 사용되었다. 기능적으로 동일하고 구조적으로 유사한 부품들은 프라임 부호가 첨부된 동일한 도면 부호를 가진다. 대응하는 더 많은 수의 프라임 부호를 가진 추가적인 실시예들에 동일한 것이 적용된다. 복귀 도관(54')의 높이(e')는 도 2 내지 도 5의 실시예의 높이(e)에 비하여 명백하게 낮다. 게다가 높이(e')는 분리 장치(32')의 축방향 높이(f')에 비하여 명백하게 낮다. 이것은 복귀 도관(54')의 높이(e')가 줄어든 분쇄 재료 처리량에 적합하게 될 수 있고 분쇄 재료 입자 발사 유동의 위험이 부가적으로 줄어들 수 있도록 보장하는 간단한 방법이며, 특히 작은 분쇄 재료 처리량 또는 저속의 교반기(10)의 경우에 있어서 그러하다.

이것은 e' ≤ f'

특히 e' ≤ 0.8f' 및

특히 바람직하게는 e' ≤ 0.5f' 가 적용된다.

게다가 분리 장치(32')는 면(31) 위의 전체 영역을 거쳐서 연장하지 않는다. 오히려 밀폐된 환형 부분이 상기 면(31)과 상기 분리 장치(32') 사이에 마모 보호부(63)로서 제공되고 상기 마모 보호부(63)와 분리 장치(32')는 일체이다. 배출 도 관(59')은 배출 도관(59')으로부터 누설되고 축(19)에 평행한 움직임으로 편향된 어느 보조 분쇄체(38)가 상기 분리 장치(32')에 충돌하지 않기 위하여 마모 보호부(63) 전방이나 마모 보호부에서 종료된다.

도 8에 따른 실시예는 도 6 및 도 7의 실시예와 보조 분쇄체 복귀 도관(54")이 더 적은 분쇄 재료 처리량에서 문제없는 작업에서 요구되는 최소 높이(e")를 가진다는 점에서만 다르다. 이 경우 역시 보조 분쇄체 복구 모듈(45")이 막음 장치(62)와 결합하고 상부 측면에서 복귀 도관(54")을 구비하며 전술한 두 실시예들과 마찬가지로 이 실시예에서도 밀폐 판(44)에 의하여 한정된다. 그러나 축방향 높이(k)는 복귀 모듈(45', 45")들에서 동일하다.

복귀 도관(54")의 최소 축방향 높이(e")에 관해서는 e" ≥ 3i, 및 적어도 e" ≥ 4mm가 적용된다.

도 6의 실시예에 대응하는 도 9에 따른 실시예에서 존재하는 차이점은 마모 보호부(63)가 제공되지 않는 점과 배출 도관(59"')들이 보조 분쇄체 분리 장치(32)를 향하여 팽창한다는 점 즉, 상기 배출 도관(59"')의 틈 너비(j"')가 분리 장치(32)를 향한 방향으로 줄지 않도록 증가한다는 점인데 이는 배출 도관(59"')에서 상기 분리 장치(32)를 향하여 분쇄 재료와 보조 분쇄체의 가속이 일어나지 않게 하기 위함이다. 이런 이유 때문에 보조 분쇄체(38)들이 분리 장치(32)를 충돌하지 않으므로 분리 장치(32)는 면(31)까지 연장될 수 있다.

도 10에 따른 실시예는 보조 분쇄체 복귀 모듈(45"")이 분리 장치(32)까지 연장될 수 없음에도 실질적으로 도 9의 실시예와 대응한다. 보조 분쇄체 복귀 도 관(54"")들의 입구(55"")들은 분리 장치(32)에서부터 반경 방향으로 명백한 거리를 가진다. 이 환형 챔버(64)에서 설비는, 밀폐 판(44)에 설치되고 교반기(20"")와 함께 회전하는 몇 개의 와이퍼(65)용으로 제조된다.

도 11 내지 도 13에 따른 실시예는 막음 장치(dam-up device)(62) 방향으로 중간 고리(66)를 누르는 보조 분쇄체 복귀 모듈(45""')을 포함한다. 상기 모듈(45""')은 분쇄 챔버(8)를 향하여 아래로, 즉 정면부(67)를 향하여 개방된다. 축방향 높이(e""')는 각 입구(55""')로부터 출구(56""')까지 일정하고 분리 장치(32')의 높이(f')에 비해 분명히 작다. 와이퍼(65""')는 도 13에 도시된 바와 같이 이들 와이퍼(65""')로부터 복귀 도관(54""')까지 연속적인 변이가 되도록 복귀 도관(54""')과 직접 결합한다. 이것은 최적 유동 조건을 초래한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 와이퍼(65""')는 대략 분리 장치(32')의 높이(f')를 따라서 축(19) 방향으로 연장한다.

본 발명에 따른 교반기 밀은 높은 보조 분쇄체의 충진비로 가동될 수 있다. 그 결과 이로 인해 분쇄 재료 사류를 피하면서도 균일한 분포의 분쇄 재료 입자 크기를 갖는다. 보조 분쇄체들이 회전자의 내벽에 침전되는 것도 방지된다.

Claims

내벽(9)에 의하여 밀폐된 분쇄 챔버(8)를 형성하는 분쇄 용기(2)와;

회전식으로 구동가능하게 배치되고 공통 중앙 종축(19)에 대하여 컵 형상이며, 밀폐된 벽(40, 41)을 구비한 환형의 원통형 회전자(39)를 구비하는, 교반기(20)와;

상기 회전자(39) 내에 배치되고, 분쇄 용기(2)에 고정되게 연결되는 내부 고정자(22)를 포함하는 자유 유동 분쇄 재료를 처리하는 교반기 밀로서,

환형 틈 형태로 된 환형의 원통형 외부 분쇄 챔버(8a)가 분쇄 용기(2)의 내벽(9)과 회전자(39)의 외벽(40) 사이에서 형성되고, 상기 외부 분쇄 챔버(8a)는 반경 방향 틈 너비(g)를 구비하며;

환형 틈 형태로 된 환형의 원통형 내부 분쇄 챔버(8b)가 회전자(39)의 내벽(41)과 내부 고정자(22)의 외측 케이싱(23) 사이에서 형성되고, 상기 내부 분쇄 챔버(8b)는 외부 분쇄 챔버(8a) 내에 동축으로 배치되고 편향 챔버(50)를 통하여 연결되며 반경 방향 틈 너비(h)를 구비하고;

외부 분쇄 챔버(8a), 편향 챔버(50) 및 내부 분쇄 챔버(8b)는 보조 분쇄체(38)들로 부분적으로 채워진 분쇄 챔버(8)를 구성하며;

외부 분쇄 챔버(8a)의 상류부에 배치되고 분쇄 재료의 유동 방향(60)으로 상기 외부 분쇄 챔버(8a)에 개방된 분쇄 재료 공급 영역(57)과, 유동 방향(60)으로 볼 때 내부 분쇄 챔버(8b)의 하류부에 배치된 분리 장치(32)는, 분쇄 재료가 통과하기 위하여 분쇄 용기(2)의 동일 면에 배치되며;

보조 분쇄체 복귀 도관(54)들은 보조 분쇄체(38)들을 분리 장치(32)의 부근으로부터 분쇄 재료 공급 영역(57)으로 복귀시키기 위하여 교반기(20)에 제공되고, 상기 복귀 도관(54)은 내부 분쇄 챔버(8b)의 말단부와 외부 분쇄 챔버(8a)의 시작부를 연결하며;

분쇄 용기(2)의 내벽(9)과 회전자(39)의 외벽(40) 및 내벽(41)은 중단부들이 없고, 분쇄 용기(2)의 내벽(9)과 회전자(39)의 외벽(40)은 평활하고 교반기 기구들이 없으며;

내부 분쇄 챔버(8b)의 반경 방향 틈 너비(h)에 대한 외부 분쇄 챔버(8a)의 반경 방향 틈 너비(g)에 대하여 g < h 가 적용되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제1항에 있어서,

내부 분쇄 챔버(8b)의 단면적(Fb)에 대한 외부 분쇄 챔버(8a)의 단면적(Fa)에 대하여 Fa ≤ Fb 가 적용되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제1항에 있어서,

분쇄 챔버(8) 내의 최대 보조 분쇄체(38)의 직경(i)에 대한 외부 분쇄 챔버(8a)의 틈 너비(g)에 대하여 g ≥ 3i 가 적용되고;

상기 보조 분쇄체(38)의 직경(i)에 i ≤ 3.0mm 가 적용되며,

상기 외부 분쇄 챔버(8a)의 틈 너비에 대하여 g ≤ 9.0mm 가 적용되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제1항에 있어서,

내부 고정자(22)의 외측 케이싱(23)이 내부 분쇄 챔버(8b)로 돌출한 융기부들을 구비하는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제4항에 있어서,

융기부들은 기구(49)들이고 특히 쐐기 형태의 기구들인 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제4항에 있어서,

융기부들은 내부 고정자(22)에 나선형으로 배치된 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제1항에 있어서,

회전자(39)의 내벽(41)이 평활하고 교반기 기구들이 없는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제1항에 있어서,

내부 분쇄 챔버(8b)에 이어서 분리 장치(32)를 향한 절두원추 형태의 배출 도관(59)이 따르는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제8항에 있어서,

배출 도관(59)은 분리 장치(32)에 인접한 내부 고정자(22)의 면(31)과 막음 장치(62)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제9항에 있어서,

막음 장치(62)는 교반기(20)의 독립 구성품인 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제8항에 있어서,

배출 도관(59)의 틈 너비(j)가 분리 장치(32) 방향으로 커지는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제8항에 있어서,

내부 고정자(22)는 배출 도관(59) 부근에서 마모 보호부(63)를 구비하는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제8항에 있어서,

보조 분쇄체 복귀 도관(54)들이 독립적인 보조 분쇄체 복귀 모듈(45)에서 형성된 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제13항에 있어서,

보조 분쇄체 복귀 도관(54)들은 복귀 모듈(45)의 정면부(67)를 향하여 개방된 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제1항에 있어서,

복귀 도관(54)들은 너비(c)를 갖는 입구(55)와 너비(d)를 갖는 출구(56)를 구비하며,

출구(56)의 너비(d)에 대한 입구(55)의 너비(c)에 대하여 d > c 가 적용되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제1항에 있어서,

보조 분쇄체 복귀 도관(54)들은 높이(e)를 가지고 분리 장치(32)는 높이(f)를 가지는데 각각의 높이는 중앙 종축(l) 방향으로 측정되며,

높이(f)에 대한 높이(e)에 대하여 e ≤ f 가 적용되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제13항에 있어서,

복귀 모듈(45)은 분리 장치(32) 주변에 중단부 없이 연속적으로 복귀 도관(54)을 통과하는 와이퍼(65)들을 구비하는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제17항에 있어서,

와이퍼(65)가 보조 분쇄체 분리 장치(32)의 높이(f)에 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제2항에 있어서,

내부 분쇄 챔버(8b)의 단면적(Fb)에 대한 외부 분쇄 챔버(8a)의 단면적(Fa)에 대하여 1.2Fa ≤ Fb ≤ 7Fa 가 적용되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제3항에 있어서,

분쇄 챔버(8) 내의 최대 보조 분쇄체(38)의 직경(i)에 대한 외부 분쇄 챔버(8a)의 틈 너비(g)에 대하여 g ≥ 3i 가 적용되고;

상기 보조 분쇄체(38)의 직경(i)에 i ≤ 1.5mm 가 적용되며,

상기 외부 분쇄 챔버(8a)의 틈 너비에 대하여 g ≤ 5.0mm 가 적용되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제15항에 있어서,

복귀 도관(54)들은 너비(c)를 갖는 입구(55)와 너비(d)를 갖는 출구(56)를 구비하며,

출구(56)의 너비(d)에 대한 입구(55)의 너비(c)에 대하여 d ≥ 1.5c 가 적용되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.
제16항에 있어서,

보조 분쇄체 복귀 도관(54)들은 높이(e)를 가지고 분리 장치(32)는 높이(f)를 가지는데 각각의 높이는 중앙 종축(l) 방향으로 측정되며,

높이(f)에 대한 높이(e)에 대하여 e < 0.5f 가 적용되는 것을 특징으로 하는 교반기 밀.