KR19990073270A - 건식및습식겸용볼밀 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 분쇄하고자 하는 원료물질과 분쇄매체간의 비중차가 크지 않은 경우와 원료물질의 점성이 큰 경우는 물론이고 건조원료의 경우에도 원료의 미세분쇄물(0.03~0.1㎜ 정도)과 분쇄매체간 분리가 용이하게 이루어지는 건식 및 습식 겸용 볼 밀을 제공한다. 본 발명에 따른 볼 밀은, 둘레에는 소정의 냉각수단이 구비되고 내부에는 일정량의 분쇄매체가 충전되어 있는 밀폐형 몸통부재와; 상기 몸통부재의 일단에 구비되어 원료물질을 정량 공급하는 원료공급수단과; 상기 몸통부재의 내부에 설치되어 모터의 회전력으로 원료를 교반하여 분쇄하는 교반장치와; 상기 교반장치의 회전축에 부착되어 함께 회전하면서 원심력과 흡입력에 의해 몸통부재 내부의 분쇄물을 분쇄매체로부터 분리 흡입하여 배출하는 원심분리기와; 그리고, 상기 원심분리기의 일단에 구비되어 흡입되는 물질에 분쇄매체의 분급조제를 분무하는 분급조제공급수단을 포함하여 이루어진다.

Description

건식 및 습식 겸용 볼 밀 {A ball mill}

본 발명은 건식 및 습식 겸용 볼 밀(ball mill)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밀 본체 내에 슬러리형 원료 또는 건조 상태의 원료를 연속적으로 공급하면서 세라믹 볼, 유리구슬, 금속제 볼 등의 분쇄매체와 함께 교반하여 원료를 미세하게 분쇄하는 볼 밀에 관한 것이다.

분쇄 장치는 원료 공급 형태에 따라 원료를 계속 공급하면서 분쇄하는 연속식과 원료를 일정량씩 공급하여 분쇄하는 배치식으로 분류되고, 또한 공급되는 재료 상태에 따라 습식과 건식으로 분류된다.

이 중에서 배치식은 어트렉터 밀 S형(미국, 유니온 프레스사 제품)과 같이 슬러리형 원료(물+분쇄재료)를 밀 본체의 상부로부터 일정량 공급하여 분쇄한 후 하부로 배출하는 것으로, 대부분이 밀 본체의 상부가 개방된 형태로 비가압 상태에서 교반하여 원료를 분쇄한다.

연속식의 경우에는 공지된 기술이 많은데, 이 중에 가장 일반적인 것은 슬러리형 원료를 밀 본체 내에 공급하면서 밀 본체 내에서 분쇄매체(예를 들면, 세라믹 볼)와 함께 가압 상태에서 교반하여 원료를 분쇄하고, 분쇄물을 분쇄매체와 분리하여 배출시킨다.

이러한 연속식 밀에 대해 도 1를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도면을 참조하면, 밀 본체(10)는 밀폐된 형태로서, 그 둘레에는 작동 중에 냉각수가 유입 및 배출되면서 본체에서 발생하는 열을 냉각시키는 소정의 냉각수관(12)이 구비되어 있다. 그리고 원료공급수단으로는 밀 본체(10)의 하부에 구멍을 뚫고 그 주위에 원료공급구(20), 원료공급조절구(24) 및 스프링(26)을 구비하여 밀 본체(10)의 내부에 원료를 정량적으로 공급하게 구성되어 있다. 또한 밀 본체(10)내에는 교반장치로서 로터(34)가 설치되는데, 이의 회전축(30)이 밀 본체(10) 상부로부터 삽설된 형태이고, 회전축(30)은 모터연결구(38)를 통해 모터의 회전축에 연결되어 있다(도면에는 도시되지 않음). 상기 밀 본체(10) 내부의 최상단 회전축(30)에는 원심분리기(32)가 설치되고, 밀 본체(10) 외부의 회전축(30)에 관통공이 형성되어 원심분리기(32)까지 연결되어 있다. 여기서 미설명부호 12a와 12b는 각각 냉각수유입구 및 냉각수유출구 이며, 16은 밀폐구, 40은 분쇄물배출구 이다.

이와 같이 구성된 종래의 볼 밀은 본체(10) 내부에 공급되는 슬러리형 원료가 직경 0.1~0.5㎜ 정도의 분쇄매체와 함께 교반되면서 분쇄된다. 그리고 분쇄된 원료와 분쇄매체는 함께 원심분리기(32)로 흡입되면서 원심력, 비중 및 무게 차이에 의해 분쇄물은 흡입되어 분쇄물배출구(40)으로 유출되고, 분쇄매체는 원심분리기(32)로 흡입되지 못하고 분쇄물로부터 분리되어 밀 본체(10) 내에 남게 되는 것이다.

그러나, 원료 분쇄를 미세하게 하기 위해 직경이 매우 작은 분쇄매체를 사용하는 경우에 있어서 분쇄물과 분쇄매체간의 무게 차이가 줄어드는 경우와, 특히 원료가 점성을 갖는 물질이거나 분쇄매체와의 비중차가 크지 않은 경우에는 분쇄물과 분쇄매체간의 분리가 잘 이루어지지 않는 단점을 갖고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 분쇄하고자 하는 원료물질과 분쇄매체간의 비중차가 크지 않은 경우와 원료물질의 점성이 큰 경우는 물론 건조원료의 경우에도 원료의 미세분쇄물(0.03~0.1㎜ 정도)과 분쇄매체간 분리가 용이하게 이루어지는 건식 및 습식 겸용 볼 밀을 제공하는 데에 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 습식 볼 밀의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 건식 및 습식 볼 밀의 일부 절개 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 건식 및 습식 볼 밀의 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 건식 및 습식 볼 밀의 원심분리기 작동 상태를 보인 단면도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 본체 12 : 냉각수관

12a: 냉각수유입구 12b: 냉각수유출구

16, 44 : 밀폐구 18 : 세라믹 볼

20 : 원료공급구 22 : 원료유입구

24 : 원료공급조절구 26 : 스프링

30 : 회전축 32 : 원심분리기

32a: 흡입구 32b: 관통구멍

34 : 로터 34a: 고정교반봉

38 : 모터연결구 40, 40a: 분쇄물배출구

42, 42a: 배출구 50 : 공기공급관

52 : 공기유입구 54 : 노즐부

본 발명의 목적을 달성하기 위한 건식 및 습식 겸용 볼 밀은, 둘레에 소정의 냉각수단이 구비되고 내부에 일정량의 분쇄매체가 충전되어 있는 밀폐형 몸통부재와; 상기 몸통부재의 일단에 구비되어 분쇄하고자 하는 원료를 정량 공급하는 원료공급수단과; 상기 몸통부재 및 내부에 설치되어 모터의 회전력에 의해 회전하면서 원료를 분쇄하는 교반장치와; 상기 교반장치의 회전축에 부착되어 함께 회전하면서 회전하는 원심력과 흡입력에 의해 몸통부재 내부의 분쇄물을 분쇄매체로부터 분리 흡입하여 외부로 배출하는 원심분리기와; 그리고, 상기 원심분리기의 일단에 구비되어 흡입되는 물질에 소정의 분급조제를 연속적으로 분무하는 분급조제공급수단을 포함하여 이루어진 데에 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 건식 및 습식 겸용 볼 밀에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 따른 건식 및 습식 볼 밀의 일부절개사시도이고, 도 4는 볼 밀의 내부를 보이기 위한 단면도이다. 도면을 참조하면, 볼 밀은 크게 몸통부재, 원료공급수단, 교반수단, 분급수단 및 배출수단으로 구성된다.

상기 몸통부재는 밀폐된 원통형의 본체(10) 둘레에 냉각수관(12)이 구비되고, 이 냉각수관(12)에는 냉각수를 공급 및 배출하는 냉각수유입구(12a)와 냉각수유출구(12b)가 마련되어 있다. 또한 밀 본체(10)의 하부에는 원료공급수단 설치를 위한 구멍이 뚫려 있고, 측면에는 분쇄 및 교반을 돕기 위해 고정교반봉(34a)이 설치되고, 상부에는 교반수단의 회전축이 삽설되는 구멍이 형성되어 있다. 도면에서는 고정교반봉(34a)을 도시하였으나, 이의 설치 구성은 임의적으로 선택할 수 있다.

상기 원료공급수단은 밀 본체(10)의 하부에 설치되어 있다. 구체적으로 밀 본체의 하부 구멍을 감싸 밀폐하는 원료공급구(20)가 부착되고, 밀 본체(10) 내부로부터 끼워져 하부 구멍을 스프링(26)의 탄성력에 의해 막게되는 원료공급조절구(24)가 구비되어 있다. 그리고, 원료공급구(20)에는 펌핑에 의해 공급되는 원료의 유입구(22)가 형성되어 있다.

상기 교반수단은 밀 본체(10)의 상부 구멍을 통해 삽설되는 회전축(30)에 복수개의 로터(34)가 부착된 형태이다. 이 로터(34)는 밀 본체(10) 내부 측면에 부착된 복수개의 고정교반봉(34a)과 회전시 접촉되지 아노도록 설치 구성된다. 그리고 회전축(30)에는 도면에 도시되지 않은 모터의 회전력을 전달받기 위한 모터연결구(38)가 밀 본체(10) 외부에 설치되며, 밀 본체(10)의 상단부에는 원심분리기(32)가 구비되고, 이 원심분리기(32)의 분쇄물 흡입구(32a)에 연통되도록 밀 본체 외부에 위치한 회전축(30) 단부로부터 관통구멍(32b)이 뚫려 있다.

한편, 밀 본체(10)의 회전축(30)이 삽설되는 구멍 즉, 구멍과 회전축(30) 사이를 밀봉하기 위한 밀폐구(16)가 구비되고, 밀 본체(10) 외부의 회전축 단부에는 관통구멍(32b)를 통해 유출되는 분쇄물배출구(40a)가 설치되어 있다.

상기 분급수단과 배출수단으로는 이미 설명한 원심분리기(32)와 분급조제공급수단이 설치되어 있다. 분급조제공급수단으로는 회전축(30)의 관통구멍(32b) 내부로 공기공급관(50)이 삽설되고 이 공기공급관의 단부 즉, 원심분리기(32)의 분쇄물 흡입구에는 노즐부(54)가 형성되어 있다. 여기서는 분급조제로서 공기를 사용하고 있으나, 그 외에 분쇄물과의 반응성이 없는 다른 기체나 액상의 물질 사용도 가능하다. 여기서 미설명 부호 44는 밀폐구, 42a는 배출구이다.

이렇게 구성되는 본 발명의 건식 및 습식 겸용 볼 밀은 먼저 정량 펌프에 의해 원료(슬러리형 원료 또는 건조 원료)가 원료유입구(22)를 통하여 원료공급구(20)로 공급되고, 원료공급구(20)에서는 연속 유입되는 원료에 의해 발생하는 내부 압력에 의해 원료공급조절구(24)가 밀 본체(10) 내부로 밀리면서 원료가 일정량씩 밀 본체(10)내로 유입된다. 이때에 원료공급조절구(24)의 원료공급구(20)의 내부 압력에 따라 스프링(26)의 작용에 의해 밀 본체(10) 내부로 밀리는 정도가 자동적으로 조절된다.

밀 본체(10)내로 유입된 원료는 밀 본체(10)의 고정교반봉(34a) 및 모터의 회전력을 전달받은 회전축(30)의 로터(34)의 교반에 의해 밀 본체(10) 내부에 충전된 분쇄매체인 세라믹볼(18)과 혼합 및 분쇄되는데(도 4 참조), 이때에 원료의 분쇄 정도는 충전된 세라믹볼(18)의 직경과 충전 정도에 따라 달라진다. 이렇게 원료가 밀 본체(10)의 하부로부터 공급되면서 세라믹볼(18)과 섞여 교반되는 과정에서 분쇄가 이루어지고 계속 공급되는 원료의 압력에 의해 상부쪽으로 이동하면서 회전축(30) 최상단에 설치된 원심분리기(32)의 위치에 도달하고, 세라믹볼과 섞인 상태에서 원심분리기(32) 흡입구(32a)로 빨려 들어가면서 회전하는 원심력과 세라믹볼(18)과 미세 입자화된 원료 분쇄물의 비중 및 무게 차이에 의해 분리되어 가벼운 분쇄물은 원심분리기 및 회전축(30)의 관통구멍(32b)을 통하여 분쇄물배출구(40a)를 경유하여 외부로 배출되고, 분쇄물 보다 무거운 세라믹볼(18)은 원심분리기에서 밀려나가 밀 본체(10) 내에 남게되는 것이다(도 4 참조). 이때에 원심분리기의 흡입구(32a) 주위에 설치된 노즐부(54)를 통해 공기공급관(50)을 통해 공급되는 공기가 고압으로 분무되면서 분쇄물과 분쇄매체의 혼합물의 분리를 돕게 되어 분리가 보다 쉽게 이루어지는 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 건식 및 습식 겸용 볼 밀은 볼 밀내에서의 원료 분쇄물과 분쇄매체를 원심력, 비중 및 무게 차이에 의해 분리하되 반응성이 없는 기체나 액상물질을 분급조제로써 분무하여 원료와 분쇄매체간의 비중차가 크지 않은 경우, 원료가 점성을 갖는 경우 또는 원료의 건조 분쇄의 경우에도 미세 분쇄 및 분리가 쉽게 이루어지는 효과를 갖는다.

Claims (2)

1. 둘레에는 소정의 냉각수단이 구비되고 내부에는 일정량의 분쇄매체가 충전되어 있는 밀폐형 몸통부재와; 상기 몸통부재의 일단에 구비되어 원료물질을 정량 공급하는 원료공급수단과; 상기 몸통부재의 내부에 설치되어 모터의 회전력으로 원료를 교반하여 분쇄하는 교반장치와; 상기 교반장치의 회전축에 부착되어 함께 회전하면서 원심력과 흡입력에 의해 몸통부재 내부의 분쇄물을 분쇄매체로부터 분리 흡입하여 배출하는 원심분리기와; 그리고, 상기 원심분리기의 일단에 구비되어 흡입되는 물질에 분쇄매체의 분급조제를 분무하는 분급조제공급수단을 포함하여 이루어진 건식 및 습식 겸용 볼 밀.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 몸통부재의 내부 측면에는 회전하는 교반장치의 로터 사이로 길게 돌출되어 있는 고정교반봉이 복수개 형성된 것임을 특징으로 하는 건식 및 습식 겸용 볼 밀.