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KR102599899B1 - 하이브리드 디스크 - Google Patents

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KR102599899B1
KR102599899B1 KR1020207032603A KR20207032603A KR102599899B1 KR 102599899 B1 KR102599899 B1 KR 102599899B1 KR 1020207032603 A KR1020207032603 A KR 1020207032603A KR 20207032603 A KR20207032603 A KR 20207032603A KR 102599899 B1 KR102599899 B1 KR 102599899B1
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KR
South Korea
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circular disk
disk element
chamber
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circular
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KR1020207032603A
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프란체스코 마사프라
크리스토프 뢰겔스
Original Assignee
옴야 인터내셔널 아게
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Publication date
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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
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Abstract

본 발명은 적어도 2개의 빔 요소(20)를 포함하는 원형 디스크 요소(10)에 관한 것이다. 각 빔 요소는 디스크 요소(101)의 반경 방향(101)에 평행한 연장 방향(100)으로 원형 디스크 요소(10)의 외주(11) 너머로 연장된다. 원형 디스크 요소(10)는 적어도 2개의 빔 요소(20)의 연장 방향(100) 각각에 실질적으로 수직한 종방향(110)으로 원형 디스크 요소(10)를 통해 연장되는 적어도 2개의 구멍(30)을 더 포함한다. 적어도 2개의 빔 요소(20)는 원형 디스크 요소(10)의 둘레 방향(120)에 대해 서로 등거리로 이격되어 있으며, 둘레 방향(120)은 원형 디스크 요소(10)의 외주(11)에 대응한다. 본 발명은 또한 분쇄 공정에서 분쇄 수단으로서의 원형 디스크 요소(10)의 용도, 슬러리(50) 분쇄 장치 및 슬러리(50) 분쇄 방법에 관한 것이다.

Description

하이브리드 디스크
본 발명은 개괄적으로 미네랄 슬러리의 분쇄 공정에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 원형 디스크 요소, 원형 디스크 요소의 사용, 슬러리 분쇄 장치 및 미네랄 슬러리 분쇄 방법에 관한 것이다.
분쇄 공정은 이미 세라믹, 안료, 페인트, 제지 및 제약 산업에서 반세기 이상 사용되어 왔다. 이러한 공정에서, 일반적으로 세라믹 분쇄 비드와 같은 분쇄 매체의 존재에 의해 거친 슬러리 입자를 분쇄하는 특정 장치 내에 거친 슬러리 입자가 도입되어 미세한 슬러리 제품 입자 크기를 획득한다. 미네랄 슬러리의 분쇄는 챔버 내의 밀 샤프트에 장착된 분쇄 디스크를 사용하여 도입된 슬러리와 분쇄 비드 또는 매체를 혼합하는 것으로 수행된다. 특히, 미네랄 슬러리는 챔버를 통해 이송되고 슬러리의 거친 입자는 챔버 내에서 이송되는 동안 분쇄되어 챔버 출구에서 정제된 미네랄 슬러리를 얻는다. 이러한 슬러리 분쇄 장치는 밀(mill)로도 지칭된다. 그러나, 클래식 밀은 디스크가 장착된 로터의 총 잠재 전력을 사용할 수 없으므로 더 낮은 전력 입력과 더 낮은 이송 속도만 달성한다. 또한, 로터 디스크의 수명을 연장하는 것이 매우 바람직하다. 특히 부품 수명은 적용 유형과 로터 디스크에 가해지는 응력에 따라 달라진다. 교반 매체 밀의 전력 입력은 분당 교반기 회전수에 직접 영향을 받는다. 최적의 속도 설정은 로터 디스크의 수명을 연장하는 데 도움이 된다. 디스크와 분쇄 매체 사이의 전단력을 효과적으로 감소시키는 저속으로 작동하는 로터 디스크에 대한 특별한 요구가 있을 수 있다. 더욱이, 슬러리 분쇄를 위한 이러한 분쇄기 또는 장치를 작동시키기 위해 상당한 양의 재료 및 노동력을 절약할 필요가 있을 수 있다. 특히, 유지 보수 및 서비스 요건과 관련하여 더 저렴한 디스크를 제공해야 할 필요가 있을 수 있다.
본 발명의 목적은 개선된 미네랄 슬러리의 분쇄를 제공하는 것이다.
상기 목적은 독립 청구항의 주제에 의해 달성된다. 추가의 예시적인 실시예는 종속항 및 다음의 설명으로부터 명백하다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, 원형 디스크 요소가 제공된다. 상기 원형 디스크 요소는 해당 디스크 요소의 반경 방향에 평행한 연장 방향으로 상기 원형 디스크 요소의 외주 너머로 각각 연장되는 적어도 2개의 빔 요소를 포함한다. 상기 연장 방향은 상기 디스크 요소에 대해 반경 방향으로 연장될 수 있으며, 즉 상기 연장 방향은 상기 반경 방향과 일치한다. 상기 원형 디스크 요소는 상기 적어도 2개의 빔 요소 각각의 연장 방향에 실질적으로 수직한 종방향으로 상기 원형 디스크 요소를 통해 연장되는 적어도 2개의 구멍을 더 포함한다. 예를 들어, 상기 종방향은 상기 디스크 요소의 반경 방향에 실질적으로 수직하다. 특히, 상기 적어도 2개의 구멍은 상기 적어도 2개의 빔 요소 각각의 연장 방향에 실질적으로 수직한 종방향의 회전 대칭 축방향으로 상기 원형 디스크 요소를 통해 연장될 수 있다. 상기 적어도 2개의 빔 요소는 상기 원형 디스크 요소의 둘레 방향에 대해 서로 등거리로 이격되고, 상기 둘레 방향은 상기 원형 디스크 요소의 외주에 대응한다.
상기 둘레 방향은 상기 원형 디스크 요소의 외주를 따라 측정될 수 있다. 상기 둘레 방향을 따라, 상기 적어도 2개의 빔 요소는 등거리 방식으로 서로 이격된다. 이것은, 2개의 빔 요소의 경우, 각각의 빔 요소 사이의 각도가 180°인 것을 의미한다. 3개의 빔 요소의 경우, 상기 둘레 방향에 대한 각각의 빔 요소 사이의 각도는 120°이다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 상기 원형 디스크 요소는 상기 둘레 방향에 대한 각각의 빔 요소 사이의 각도가 90°가 되도록 정확히 4개의 빔 요소를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 원형 디스크 요소는 5개 이상 및 최대 12개, 즉 5개 내지 12개의 빔 요소를 포함한다.
상기 원형 디스크 요소의 외주 너머로 연장되는 상기 빔 요소는 조정 가능한 방식으로 상기 원형 디스크 요소에 연결되기 때문에, 상기 원형 디스크 요소는 하이브리드 디스크로도 지칭될 수 있다. 교반 매체 밀, 예컨대 후술되는 슬러리 분쇄 장치 내의 이러한 하이브리드 디스크는 더 높은 전력 입력 및 향상된 슬러리 처리량을 가질 수 있는 성능을 제공한다. 예를 들어, 습식 미네랄 슬러리, 특히 탄산칼슘 슬러리는 유리하게는 본 발명의 원형 디스크 요소를 사용하여 유리하게 분쇄될 수 있다. 이러한 원형 디스크 요소를 기초로 바이패스 흐름이 감소하고, 추가적으로 분쇄된 슬러리 내에 거친 입자와 같은 잔류물이 덜 잔류하므로 제품 품질이 향상될 것이다. 또한, 본 발명의 원형 디스크 요소는 재순환이 적고, 밀 내의 원형 디스크 요소(들)의 더 낮은 회전 속도에서 전력 소모가 높으며, 예를 들어, 세라믹 분쇄 비드와 같은 분쇄 매체를 함유하는 슬러리를 분쇄하는 장치와 같은 교반 매체 밀의 작동 효율을 증가시킨다.
원형 디스크 요소는 예를 들어, 이하에서 역시 슬러리를 분쇄하기 위한 장치로 정의되는 상기 밀의 챔버 내의 회전 샤프트에 부착될 수 있다. 하이브리드 디스크, 예컨대 원형 디스크 요소는 중앙 디스크 섹션과 교반 아암의 조합이다. 교반 아암은 원형 디스크 요소의 외주 너머로 연장되는 빔 요소로 정의된다. 중앙 디스크 섹션은 원형 디스크 요소 자체로 정의된다. 중앙 디스크 섹션, 예컨대 원형 디스크 요소에 의해, 회전축을 따른 의도치 않은 바이패스 흐름이 감소될 수 있다. 높은 전력 입력으로 인해 하이브리드 디스크는 낮은 회전 속도로 작동할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 원형 디스크 요소는 수직 밀 작업을 개선하고 교반 매체 밀 내에서 슬러리의 처리량을 최대화할 수 있다.
하이브리드 디스크, 예컨대, 원형 디스크 요소의 중앙 디스크 섹션은 키 연결(key connection) 또는 키 조인트에 의해 예를 들어, 중앙 디스크와 같은 원형 디스크 요소에 연결될 수 있는 적어도 2개의 빔 요소를 포함한다. 원형 디스크 요소의 외주는 반경 방향으로 원형 디스크 요소를 제한하는 원형 형상을 가질 수 있다. 원형 디스크 요소는 평탄한 형상을 가질 수 있으며, 원형 디스크 요소의 두께는 반경 방향으로 원형 디스크 요소의 외측 연장보다 훨씬 더 작다. 즉, "평탄한 원형 디스크 요소"라는 용어는 원형 디스크 요소의 반경 방향으로 측정된 직경이 종방향의 원형 디스크 요소의 두께보다 훨씬 큰 원형 디스크 요소로서 이해되어야 한다. 예를 들어, 직경과 두께의 비율은 20 내지 120, 바람직하게는 25 내지 30이다.
원형 디스크 요소를 통해, 적어도 2개의 구멍, 특히 관통 구멍이 종방향으로 연장된다. 적어도 2개의 구멍은 해당 구멍이 원형 디스크 요소의 둘레 방향에 대해 서로 등거리로 이격되는 방식으로 원형 디스크 요소 상에 배열될 수 있다. 적어도 2개의 구멍과 원형 디스크 요소의 중심점 사이에 공간 또는 간격이 존재할 수 있다. 그러나, 후술하는 슬러리 분쇄 장치의 회전 샤프트를 수용하기 위해 원형 디스크 요소 내의 그 중심에 추가의 구멍이 존재할 수 있다. 원형 디스크 요소를 통해 연장되는 적어도 2개의 구멍은 예를 들어 밀의 안정적인 작동을 보장하는 데 필요한 증기 구멍일 수 있다. 특히, 분쇄 영역에서 분쇄 매체 조건의 불균일성에 의해 분쇄 작업을 방해할 수 있는 증기 기포는 주요 분쇄 영역에서 멀리 떨어져 있을 수 있다.
평탄한 형상의 원형 디스크로 형상화될 수 있는 원형 디스크 요소는 원형 디스크 요소의 외주에 리세스를 형성하는 절단 섹션 또는 컷아웃 섹션을 가질 수 있다. 이러한 컷아웃 섹션에서 빔 요소는 원형 디스크 요소에 부착될 수 있다. 이 측면은 도면의 설명에서 더 상세히 설명될 것이다.
빔 요소는 디스크 요소의 반경 방향에 평행한 연장 방향을 가지며, 반경 방향은 원형 디스크 요소의 중심점에서 시작한다. 즉, 빔 요소의 연장 방향과 원형 디스크 요소의 반경 방향 사이에 오프셋이 존재한다. 그러나, "평행"이란 용어는 또한 빔 요소의 연장 방향이 디스크 요소의 각각의 반경 방향과 일치하는 것을 포함한다. 특히, 빔 요소는 원형 디스크 요소의 반경 방향으로 원형 디스크 요소의 외주 너머로 연장될 수 있다. 이 경우, 빔 요소의 연장 방향과 디스크 요소의 반경 방향 사이에는 오프셋이 존재하지 않는다.
"포함하는"이라는 용어가 본 설명 부분 및 청구범위에서 사용되는 경우, 이는 주요하거나 사소한 기능적 중요성을 갖는 다른 비특정 요소를 배제하지 않는다. 본 발명의 목적을 위해, "이루어진"이란 용어는 "으로 구성된"이란 용어의 바람직한 실시예로 간주된다. 이후에 그룹이 적어도 특정 수의 실시예 또는 요소를 포함하도록 정의되는 경우, 이는 바람직하게는 이들 실시예 또는 요소로만 구성되는 것이 바람직한 그룹을 개시하는 것으로 이해되어야 한다.
"포함하는" 또는 "가지는"이란 용어가 사용될 때마다, 이들 용어는 전술한 "포함하는"과 동등한 의미를 갖는다.
불명확하거나 명확한 물품이 단수 명사를 지칭하는 것으로 사용되는 경우, 이는 다른 것이 특별히 언급하지 않는 한 해당 명사의 복수를 포함한다.
"얻을 수 있는"이나 "형성 가능한" 및 "얻어진"이나 "형성된"과 같은 용어는 호환적으로 사용된다. 이것은 예를 들어, 문맥에서 달리 명시하지 않는 한 "얻어진"이라는 용어의 경우 예를 들어, 제한된 이해가 항상 바람직한 실시예로서 "얻어진" 또는 "형성된"이라는 용어에 포함되더라도 실시예가 "얻어진"이라는 용어 다음의 일련의 단계에 의해 얻어져야 함을 지시하는 것을 의미하지 않는다.
빔 요소와 구멍은 디스크가 균형을 이루도록 배열되어야 한다(어떤 불균형도 피하는 것이 바람직하다). 따라서, 본 발명에 따르면 연장 빔 요소의 수 "n"은 짝수이고 적어도 4개(n = 2, 4, 6, 8, 10 등)인 반면, 구멍의 수 "m”은 m = k * 0.5n (k는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10)라는 점에서 빔 요소의 수 "n"과 상관되거나 또는 연장 빔 요소의 수 "n"은 홀수(n = 3, 5, 7, 9, 11 등)인 반면, 구멍의 수 "m"은 m = k * n (k는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10)이라는 점에서 빔 요소의 수 "n"와 상관되거나, 빔 요소의 수 "n"은 2인 반면, 구멍의 수 "m"은 m = k * n (k는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10)이라는 점에서 빔 요소의 수 "n"과 상관되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 발명의 디스크는 4개의 연장 빔 요소와 2개, 4개, 6개, 8개, 10개 및 최대 20개의 구멍 또는 예컨대 6개의 빔 요소 및 3개 또는 6개(또는 그 이상)의 구멍 또는 3개의 빔 요소 및 3개, 6개, 9개 이상의 구멍을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 연장 빔 요소의 수는 원형 디스크 요소를 통해 연장되는 구멍의 수와 동일하다.
바람직한 실시예에서, 4개의 빔 요소가 원형 디스크 요소에 부착되고 원형 디스크 요소의 외주 너머로 연장된다. 이 바람직한 실시예에서, 역시 4개의 구멍이 종방향으로 원형 디스크 요소를 통해 연장되도록 원형 디스크 요소 상에 위치된다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원형 디스크 요소는 5개 이상, 바람직하게는 5개 내지 8개 및 최대 12개, 즉 5개 내지 12개의 빔 요소를 포함할 수 있다. 대응하는 5개 내지 12개, 바람직하게는 5개 내지 8개의 빔 요소는 그에 대응하여 5개 내지 12개, 바람직하게는 5개 내지 8개의 구멍이 종방향으로 원형 디스크 요소를 통해 연장되도록 원형 디스크 요소 상에 위치된다. 구멍의 축은 원형 디스크 요소의 축에 평행할 수 있으며, 원형 디스크 요소의 축은 원형 디스크 요소의 중심점을 통과한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 2개의 구멍 및 적어도 2개의 빔 요소가 둘레 방향에 대해 원형 디스크 요소 상에 교대로 배열된다.
이것은, 원형 디스크 요소에 4개의 빔 요소와 4개의 구멍이 있는 경우, 둘레 방향에 대해 각 빔 요소 사이의 각도가 90°이고, 각 구멍 사이의 각도도 90°가 됨을 의미한다. 2개의 연장 빔 요소 사이에서 둘레 방향에 대해 원형 디스크 요소에 하나의 구멍이 배열된다. 유사하게, 하나의 연장 빔 요소가 둘레 방향에 대해 원형 디스크 요소의 2개의 구멍 사이에 배열된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 2개의 구멍 각각은 둘레 방향에 대해 적어도 2개의 빔 요소 사이에 등거리로 배열된다.
이것은, 4개의 구멍과 4개의 연장 빔 요소의 경우, 각 구멍 사이의 각도가 둘레 방향에 대해 90°이고, 각 연장 빔 요소 사이의 각도가 둘레 방향에 대해 90°임을 의미한다. 또한, 4개의 구멍과 4개의 연장 빔 요소의 경우, 빔 요소와 인접한 구멍 사이의 각도는 둘레 방향으로 45°가 된다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 구멍 및 연장 빔 요소는 둘레 방향에 대해 원형 디스크 요소 상에 교대로 배열된다. 이 측면은 도면의 설명에서 더 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 종방향으로의 적어도 2개의 빔 요소의 연장은 종방향으로 원형 디스크 요소의 연장보다 크다. 즉, 적어도 2개의 빔 요소는 종방향을 따라 측정된 두께가 역시 종방향을 따라 측정된 원형 디스크 요소의 두께보다 더 크다. 이것은 적어도 2개의 빔 요소가 예를 들어 원형 디스크 요소와 중첩되는 영역, 예컨대, 빔 요소가 원형 디스크 요소의 외주 너머로 연장되지 않는 영역에서 원형 디스크 요소의 인접 표면으로부터 돌출된다는 것을 의미한다. 특히, 연장 빔 요소의 2개의 섹션이 있을 수 있으며, 여기서 연장 빔 요소의 제1 섹션에서, 연장 빔 요소는 원형 디스크 요소의 외주 너머로 연장되지 않으므로 원형 디스크 요소와 중첩되는 반면, 연장 빔 요소의 제2 섹션에서, 연장 빔 요소는 원형 디스크 요소의 외주 너머로 연장되므로 원형 디스크 요소의 연장 방향 또는 반경 방향으로 원형 디스크 요소의 외주 너머로 돌출된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 종방향의 적어도 2개의 빔 요소의 연장은 조정 가능하다.
특히, 적어도 2개의 빔 요소는 종방향으로 높이 조절 가능하다. 종방향으로 적어도 2개의 빔 요소의 연장의 조절은 적어도 2개의 빔 요소의 수동 변경에 의해 수행될 수 있다. 그러나, 종방향으로 적어도 2개의 빔 요소의 연장의 조절은 원형 디스크 요소에 부착된 적어도 2개의 빔 요소의 형상의 변경에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이는 특히 빔 요소가 디스크의 일부를 형성하는 경우, 예를 들어 원형 디스크 요소와 빔 요소가 철 주조로 제조된 경우에 해당된다. 즉, "조정 가능"이라는 용어는 반드시 즉각적인 조정이 아니라 다른 빔 형상을 가진 원형 디스크 요소의 형성에 따른 그러한 조정을 의미한다.
빔 요소와 원형 디스크 요소는 일체로 제조되는 것이 가능하다. 그러나, 빔 요소와 원형 디스크 요소는 개별적으로 제조되고, 빔 요소가 원형 디스크 요소에 해제 가능하게 연결되는 것도 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원형 디스크 요소는 곡선형 결합 표면에 의해 형성되는 내주를 더 포함하고, 원형 디스크 요소는 억지 끼워맞춤 연결(force-fit connection) 또는 형상 맞춤 연결(form-fit connection)에 의해 회전 샤프트에 부착될 수 있다.
이러한 억지 끼워맞춤 연결 또는 형상 맞춤 연결은 회전 샤프트에 원형 디스크 요소의 신뢰성있는 끼워맞춤을 제공할 수 있다. 예를 들어, 원형 디스크 요소는 결합 키(fitting key)에 의해 회전 샤프트에 부착될 수 있다. 그러나, 원형 디스크 요소는 용접 또는 납땜 연결을 통해 회전 샤프트에 부착될 수도 있다. 그러나, 원형 디스크 요소는 해제 가능한 연결에 의해 회전 샤프트에 부착되는 것이 바람직하다.
원형 디스크 요소는 내주의 영역에 슬리브 요소 또는 슬리브를 더 포함할 수 있으며, 여기서 슬리브 요소는 원형 디스크 요소의 인접 표면으로부터 종방향으로 돌출된다. 특히, 원형 디스크 요소의 내주에 위치된 슬리브 요소는 원형 디스크 요소의 나머지 영역보다 두껍기 때문에 회전 샤프트에 대해 더 양호한 억지 끼워맞춤 연결 또는 형상 맞춤 연결이 달성될 수 있다. 특히, 회전축에 대한 이러한 연결의 더 양호한 안정성을 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 2개의 빔 요소가 원형 디스크 요소의 외주 너머로 연장되는 길이는 조정 가능하다.
특히, 빔 요소의 제2 섹션, 예컨대, 원형 디스크 요소의 외주 너머로 연장되는 빔 요소의 섹션은 조정 가능하다. 조정은 빔 요소의 길이를 수동으로 변경함으로써, 예를 들어 빔 요소를 다른 위치로 이동시킴으로써 수행될 수 있다. 그러나 조정은 빔 요소를 상이한 빔 길이로 제조하는 것에 의해 수행될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원형 디스크 요소를 통해 연장되는 적어도 2개의 구멍의 직경은 조정 가능하다. 적어도 2개의 구멍의 직경의 조정은 원형 디스크 요소에 특정 플레이트를 부착함으로써 수행될 수 있으며, 여기서 특정 플레이트는 각각 다른 직경의 구멍을 가진다. 이러한 방식으로, 원형 디스크 요소에서 적어도 2개의 구멍의 직경을 수동으로 조정할 수 있다. 이 측면은 또한 도면의 설명에서 더 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 2개의 빔 요소는 억지 끼워맞춤 연결, 형상 맞춤 연결, 키 연결, 접착제 연결, 용접 연결 및 납땜 연결로 이루어진 그룹에서 선택된 연결에 의해 원형 디스크 요소에 부착된다.
바람직한 실시예에서, 적어도 2개의 빔 요소는 키 연결 또는 키 조인트에 의해 원형 디스크 요소에 부착된다. 특히, 바람직한 실시예는 키 연결에 의해 원형 디스크 요소에 부착된 4개의 빔 요소를 포함한다. 특히 키 연결부와 같은 연결부는 원형 디스크 요소의 컷아웃 섹션에 위치될 수 있다. 빔 요소가 원형 디스크 요소에 장착되는 컷아웃 섹션은 원형 디스크 요소의 외주에 리세스를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원형 디스크 요소는 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 또는 8개의 빔 요소를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원형 디스크 요소는 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 또는 8개의 구멍을 포함한다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 원형 디스크 요소는 정확히 4개의 빔 요소와 정확히 4개의 구멍을 포함하며, 이들 빔 요소와 구멍은 전술한 바와 같이 교대로 배열된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 분쇄 공정에서 분쇄 수단으로서 전술한 원형 디스크 요소의 사용이 제공된다. 본 발명에 따른 "분쇄 수단"은 분쇄 공정을 지원하는 수단, 즉 분쇄 비드의 존재 하에 예컨대 미네랄 슬러리의 분쇄를 지원하는 수단이다.
특히, 위에서 설명된 원형 디스크 요소는 슬러리, 특히 습식 미네랄 슬러리를 분쇄하는 장치에 사용된다. 본 발명의 원형 디스크 요소 및 다른 형상을 갖는 다른 분쇄 디스크의 조합이 분쇄 공정에서 분쇄 수단으로 사용되는 것이 가능하다. 특히, 본 발명의 원형 디스크 요소를 포함하는 상이한 유형의 분쇄 디스크는 분쇄 공정에서 분쇄 수단으로 사용될 수 있다. 분쇄 공정은 습식 미네랄 슬러리가 본 명세서에 기재된 바와 같이 분쇄 장치에 공급되어 더 낮거나 감소된 입자 크기를 갖는 미립자 슬러리를 생산하는 공정으로 기재될 수 있다. 미네랄 슬러리는 예를 들어 탄산칼슘 슬러리일 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 슬러리 분쇄 장치가 제공된다. 장치는 긴 챔버를 포함하고, 상기 긴 챔버는 해당 챔버의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 회전 샤프트를 가진다. 위에서 설명한 적어도 하나의 원형 디스크 요소는 슬러리가 챔버의 제1 단부에서 제2 단부로 운반될 때 슬러리가 챔버 내에서 분쇄되도록 챔버의 제1 단부와 제2 단부 사이의 회전 샤프트에 부착된다.
특히, 슬러리 분쇄 장치, 예를 들어. 교반 매체 밀에는 원하는 제품 미립도(fineness)에 따라 0.3 mm 내지 3.0 mm 크기 범위의 분쇄 매체, 특히 세라믹 비드가 공급된다. 원형 디스크 요소의 빔 요소는 챔버 내의 매체 또는 비드를 교반하고 가속한다. 분쇄는 주로 비드와 챔버의 내벽 또는 내부 표면 사이 및 비드 자체 사이에서 발생한다. 그러나, 빔 요소는 빔 요소가 없는 평탄한 디스크에 비해 매체 또는 비드의 더 효율적인 가속을 제공한다. 이것은 결국 챔버를 통한 미네랄 슬러리의 향상된 처리량을 제공한다. 또한, 원형 디스크 요소는 샤프트를 따라 종방향으로, 예컨대 샤프트의 축방향으로의 바이패스 흐름을 감소시킨다. 이러한 방식으로, 제품 내의 거친 입자의 양을 감소시킬 수 있다. 이는 결국 향상된 제품 품질을 제공한다.
분쇄될 슬러리는 바람직하게는 긴 챔버의 바닥 부분에서 수직으로 배열된 긴 챔버 내로 도입된다. 이후, 도입된 슬러리는 긴 챔버를 통해 상부 방향으로 운반되어, 분쇄된 슬러리가 긴 챔버의 상부에서 해당 긴 챔버로부터 배출될 수 있다. 긴 챔버를 통해 슬러리를 운반하는 동안, 슬러리의 거친 입자가 미립화되어, 미립화된 슬러리와 같은 제품이 긴 챔버의 상부에서 배출될 수 있다. 긴 챔버 내에서, 회전 샤프트는 회전 샤프트에 부착된 원형 디스크 요소 또는 원형 디스크 요소들도 회전하도록 회전된다. 연장 빔 요소가 있는 회전 원형 디스크 요소는 비드를 가속시키고, 회전하는 동안 샤프트를 따라 바이패스 흐름을 감소시킨다. 필요한 제품 입자 크기는 공급 속도, 슬러리 농도, 분쇄 매체 또는 비드의 양 및/또는 밀링 샤프트의 속도를 조정하여 얻을 수 있다.
본 발명의 원형 디스크 요소 및 회전 샤프트 상의 다른 회전 디스크의 조합이 긴 챔버 내에서 슬러리를 분쇄하 데 사용되는 것이 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬러리가 챔버의 제1 단부에서 제2 단부로 운반될 때 챔버 내에서 연마되도록 복수의 원형 디스크 요소가 챔버의 제1 단부와 제2 단부 사이의 회전 샤프트에 부착된다.
특히, 본 발명의 원형 디스크 요소는 긴 챔버 내에서 나란히 또는 연속적인 방식으로 배열된다. 따라서, 분쇄될 도입된 슬러리는 긴 챔버 내에 배열된 복수의 원형 디스크 요소, 특히 모든 원형 디스크 요소를 통과한다. 복수의 원형 디스크 요소는 긴 챔버 내에서 다른 형상을 갖는 복수의 다른 디스크 요소와 결합될 수 있다.
긴 챔버의 제1 단부는 분쇄될 슬러리가 긴 챔버로 공급되는 챔버의 입구를 포함하고, 제2 단부는 분쇄된 슬러리 또는 미립화된 슬러리가 긴 챔버로부터 배출되는 챔버의 출구를 포함한다는 것을 이해해야 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 돌출 요소가 챔버의 내부 표면에 부착되고, 복수의 돌출 요소 각각은 해당 복수의 돌출 요소 각각의 일부가 2개의 개별 원형 디스크 요소 사이에 배열되도록 긴 챔버 내로 돌출된다.
특히, 돌출 요소와 원형 디스크 요소의 대안적인 배열이 긴 챔버 내에 실현된다. 돌출 요소는 또한 슬러리 분쇄 장치의 회전 샤프트가 연장되는 중앙 관통 구멍을 갖는 디스크의 형상을 가질 수 있다. 그러나, 돌출 요소와 회전축은 연결되지 않는다. 이들 사이에는 다소 거리가 있어서 챔버를 통한 슬러리의 운반을 허용한다. 따라서, 돌출 요소는 외주를 통해 긴 챔버의 내벽 또는 표면에 부착된다. 따라서, 회전 원형 디스크 요소는 회전 샤프트에 부착되고, 돌출 요소는 긴 챔버에 부착된다. 돌출 요소는 회전 샤프트의 종방향 또는 원형 디스크 요소의 종방향에 수직하게 긴 챔버 내로 돌출된다. 종방향으로 볼 때 빔 요소가 돌출 요소와 중첩되는 원형 디스크 요소의 영역, 특히 원형 디스크 요소의 빔 요소의 영역이 제공될 있다. 즉, 복수의 돌출 요소 각각의 일부는 예를 들어, 2개의 개별 원형 디스크 요소 사이에, 예컨대, 원형 디스크 요소의 외주 너머로 연장되는 2개의 개별 빔 요소 사이에 배열된다. 그러나, 빔 요소와 돌출 요소 사이에는 직접적인 연결이 존재하지 않는다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 미네랄 슬러리를 분쇄하는 방법이 제공된다. 방법의 단계에서, 슬러리가 긴 챔버 내로 공급되며, 긴 챔버는 해당 챔버의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 회전 샤프트를 가진다. 제2 단계에서, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 원형 디스크 요소가 긴 챔버 내에서 회전되고, 상기 적어도 하나의 원형 디스크 요소는 챔버의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 연장되는 회전 샤프트에 부착된다. 방법의 다른 단계에서, 슬러리는 슬러리가 챔버의 제1 단부에서 제2 단부로 운반될 때 챔버 내에서 분쇄된다.
원형 디스크 요소, 특히 원형 디스크 요소의 연장 빔 요소는 슬러리의 비드가 챔버의 내부 표면 또는 내벽과 상호 작용하여 미네랄 슬러리를 미립화하도록 챔버 내의 슬러리를 가속한다. 더욱이, 비드와 슬러리 자체 사이의 상호 작용은 또한 챔버를 통한 슬러리의 운반 중에 슬러리의 미립화를 유도한다. 챔버 내에서 분쇄된 후의 슬러리는 배출된 분쇄 슬러리가 추가적 처리에 사용될 수 있도록, 특히 챔버의 상부에 배치된 챔버의 출구에서 챔버의 제2 단부로부터 배출된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 디스크 요소를 개략적으로 예시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 원형 디스크 요소를 갖는 슬러리 분쇄 장치의 일부를 개략적으로 예시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연장 빔 요소가 없는 원형 디스크 요소의 상면도를 예시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 디스크 요소의 등각도를 예시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 디스크 요소의 상면도를 예시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 빔 요소의 측면도를 예시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연장 빔 요소가 없는 원형 디스크 요소의 단면도를 예시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형 디스크 요소의 등각도를 예시한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형 디스크 요소의 상면도를 예시한다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형 디스크 요소의 측면도를 예시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 원형 디스크 요소를 갖는 회전 샤프트의 등각도를 예시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 종래의 디스크 요소와 원형 디스크 요소의 조합을 갖는 회전 샤프트를 예시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 분쇄 장치를 예시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 디스크 요소를 통한 단면도를 예시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 미네랄 슬러리 분쇄 방법을 예시한다.
도 1은 연장 빔 요소(20)를 갖는 원형 디스크 요소(10)를 예시하며, 여기서 연장 빔 요소(20)는 원형 디스크 요소(10)의 외주(11) 너머로 연장된다. 원형 디스크 요소(10)는 원형 디스크 요소(10)를 통해 연장되는 구멍(30), 특히 관통 구멍을 더 포함한다. 원형 디스크 요소(10)는 도 1에 도시되지 않은 회전 샤프트를 수용하기 위한 추가의 구멍 또는 중앙 구멍(14)을 더 포함한다. 즉, 원형 디스크 요소(10)는 중앙 구멍(14)을 제한하는 내주(12)를 포함한다. 따라서, 원형 디스크 요소(10)는 원형 디스크 요소(10)의 내주(12)에 원형 형상을 갖는 곡선형 결합 표면(13)을 포함한다.
구멍(30)은 원형 디스크 요소(10)의 중심까지 특정 거리에 배열되는 증기 구멍의 기능을 가질 수 있다. 도 1에서, 각 구멍(30)은 원형 디스크 요소(10)의 중심으로부터 동일한 거리로 이격되어 있다.
빔 요소(20)는 연장 빔 요소(20)가 원형 디스크 요소(10)의 외주(11) 너머로 연장되는 방식으로 원형 디스크 요소(10)에 부착된다. 특히, 연장 빔 요소(20)는 2개의 섹션으로 분할될 수 있으며, 여기서 빔 요소(20)의 제1 섹션은 원형 디스크 요소(10)와 중첩되며, 다른 섹션, 예를 들어 연장 빔 요소(20)의 길이(21)의 제2 섹션은 원형 디스크 요소(10)의 외주(11) 너머로 연장되어 원형 디스크 요소(10)와 중첩되지 않는다.
연장 빔 요소(20)는 원형 디스크 요소(10)의 둘레 방향(120)에 대해 등거리 방식으로 서로 이격되어 있다. 도 1의 실시예는 원형 디스크 요소(10)에 부착된 6개의 연장 빔 요소(20)의 배열을 예시한다. 이 경우, 둘레 방향(120)에 대한 각각의 연장 빔 요소(20) 사이의 각도는 60°이다.
각각의 연장 빔 요소(20) 사이에는 하나의 구멍(30)이 배열된다. 즉, 구멍(30)과 빔 요소(20)는 원형 디스크 요소(10) 상에 교대로 배열된다. 각 구멍(30)과 각 빔 요소(20) 사이의 둘레 방향(120)의 각도는 동일할 수 있다. 따라서, 구멍(30) 및 연장 빔 요소(20)는 둘레 방향(120)에 대해 교대로 원형 디스크 요소(10) 상에 등거리로 배열된다.
연장 빔 요소(20)는 반경 방향으로 연장되며, 여기서 반경 방향은 빔 요소(20)의 연장 방향(100)과 일치한다. 따라서, 도 1은 빔 요소(20)가 원형 디스크 요소(10)의 반경 방향을 따라 연장되는 본 발명의 원형 디스크 요소(10)의 가장 단순한 실시예를 예시한다.
도 2는 회전 샤프트(40) 상의 2개의 원형 디스크 요소(10)의 배열을 예시하며, 여기서 원형 디스크 요소(10)는 억지 끼워맞춤 연결 또는 형상 맞춤 연결에 의해 회전 샤프트(40)에 부착된다. 바람직하게는, 원형 디스크 요소(10)를 회전 샤프트(40)에 부착하는 것은 결합 키 연결에 의해 제공된다.
도 2는 돌출 요소(3)가 긴 챔버(2) 내로 돌출되어 있는 슬러리 분쇄 장치의 챔버(2)의 일부를 예시한다. 도 2에 단지 일부만 도시된 긴 챔버(2)는 종방향(110)을 따라 연장된다. 또한, 회전 샤프트(40)는 원형 디스크 요소(10)가 회전 샤프트(110)에 나란히 부착되도록 종방향(110)을 따라 연장된다.
돌출 요소(3)는 그 외주를 통해 챔버(2)에 부착되는 원형 디스크 요소로 형상화될 수 있다. 즉, 돌출 요소(3)는 고정 챔버(2)에 부착되고, 원형 디스크 요소(10)는 회전 샤프트(40)에 부착된다. 따라서, 원형 디스크 요소(10)는 고정 챔버(2) 내에서 회전하여 챔버(2)를 통해 운반될 슬러리의 비드를 가속시킨다. 슬러리, 예컨대 슬러리의 비드의 이동 경로(51)도 역시 도 2에 예시되어 있다. 교반 아암으로도 지칭되는 원형 디스크 요소(10)의 빔 요소(20)는 챔버(2) 내에서 비드를 가속시켜 비드 자체 사이 및 비드와 챔버(2)의 내벽 또는 내부 표면 사이의 상호 작용에 의해 비드의 미립화가 달성될 수 있다. 분쇄 영역(52)이 역시 도 2에 예시되어 있다. 이 분쇄 영역(52)은 연장 빔 요소(20), 챔버(2)의 내벽 및 돌출 요소(3)의 도움으로 비드가 분쇄되거나 미립화되는 영역을 나타낸다.
도 3은 빔 요소(20)가 없는 원형 디스크 요소(10)의 상면도를 예시한다. 이 도면은 원형 디스크 요소(10)가 외주에 예를 들어 절단 섹션과 같은 컷아웃 섹션(15)을 포함하고 있음을 명확히 예시하며, 여기서 컷아웃 섹션(15)은 도 3에 도시되지 않은 연장 빔 요소(20)를 수용하기 위한 영역을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 원형 디스크 요소(10)는 정확히 4개의 연장 빔 요소(20)를 수용하기 위한 정확히 4개의 컷아웃 섹션(15)을 포함한다.
원형 디스크 요소(10)는 원형 디스크 요소 자체의 외경을 제한하는 외주(11)를 포함한다. 원형 디스크 요소(10)의 직경은 260 mm 내지 300 mm 일 수 있다. 바람직하게는, 원형 디스크 요소(10)의 직경은 약 280 mm이다. 원형 디스크 요소(10)는 중앙 구멍(14)을 포함하고, 여기서 중앙 구멍(14)은 내주(12)에 의해 형성된다. 그러나, 내주(12)는 도 3에 도시되지 않은 회전 샤프트(40)를 수용하도록 구성된 곡면 결합 표면(13)에 의해 형성된다. 원형 디스크 요소(10)는 원형 디스크 요소(10)의 내주(12)에 배열되고 종방향에 대해 원형 디스크 요소(10)의 나머지 부분보다 두꺼운 영역을 형성하는 슬리브 요소(16)를 포함한다. 이 측면은 슬리브 요소(16)가 원형 디스크 요소(10)의 나머지 부분보다 원형 디스크 요소(10)의 종방향(110)으로 더 큰 연장을 갖는다는 것을 보여주는 도 7에서 볼 수 있다.
원형 디스크 요소(10)는 원형 디스크 요소(10)의 중심점에 원점을 갖는 반경 방향(101)을 포함한다. 특히, 원형 디스크 요소(10)는 원형 디스크 요소(10)의 중심점에 원점을 갖는 여러 반경 방향(101)을 가진다. 둘레 방향(120)은 원형 디스크 요소(10)의 외주(11)를 따라 측정된다.
관통 구멍(30)은 원형 디스크 요소(10) 상에 위치된다. 구멍(30)은 조정 가능한 직경(31)을 가질 수 있다. 구멍(30)은 원형 디스크 요소(10) 상에 둘레 방향(120)에 대해 등거리 방식으로 배열된다. 유사하게, 원형 디스크 요소(10)의 외주(11)에 위치된 컷아웃 섹션(15)도 역시 둘레 방향(102)에 대해 원형 디스크 요소(10)에 등거리 방식으로 배열된다.
도 4는 원형 디스크 요소(10)의 컷아웃 섹션(15)의 영역에서 4개의 연장 빔 요소(20)를 갖는 원형 디스크 요소(10)의 등각도를 예시한다. 연장 빔 요소(20)는 원형 디스크 요소(10)의 외주(11) 너머로 연장된다. 또한, 4개의 구멍(30)이 원형 디스크 요소(10) 상에 배열된다. 빔 요소(20)는 둘레 방향(120)을 따라 서로 등거리로 이격되며, 구멍(30)도 역시 원형 디스크 요소(10)에서 서로 등거리로 이격된다. 도 4의 등각도는 또한 원형 디스크 요소(10)의 내주(12)에 있는 슬리브 요소(16)가 원형 디스크 요소(10)의 나머지 부분보다 더 큰 두께를 가진다는 것을 보여준다. 슬리브 요소(16)는 그 내주(12)에 도 4에는 도시되지 않은 회전 샤프트(40)를 수용하도록 구성된 곡선형 결합 표면(13)을 제공한다. 따라서, 원형 디스크 요소(10)는 슬리브 요소(16)의 영역에 종방향(110)으로 원형 디스크 요소(10)를 통한 중앙 구멍(14)을 제공한다. 원형 디스크 요소(10)의 중심점으로부터 이격된 구멍(30)은 또한 종방향(110)으로 또는 원형 디스크 요소(10)의 중심축에 평행하게 연장된다.
도 5는 도 4에 도시된 바와 같은 원형 디스크 요소(10)의 상면도를 예시한다. 도 5로부터, 둘레 방향(120)에 대한 구멍(30)의 등거리 배열이 인식될 수 있다. 유사하게, 둘레 방향(120)에 대한 연장 빔 요소(20)의 등거리 배열도 역시 도 5에서 인식될 수 있다.
도 1에 예시된 실시예와 대조적으로, 빔 요소(20)의 연장 방향(100)은 원형 디스크 요소(10)의 반경 방향(101)으로부터 이격된다. 그러나, 빔 요소(20)의 연장 방향(100)은 원형 디스크 요소(10)의 반경 방향(101)에 평행한 방식으로 배열된다. 이 측면에서, 도 5에 도시된 원형 디스크 요소(10)는 도 1에 도시된 실시예와 상이하다. 그러나, 원형 디스크 요소(10)의 실시예는 원형 디스크 요소(10)의 둘레 방향(120)에 대한 구멍(30) 및 빔 요소(20)의 대안적인 배열을 포함한다.
도 5는 또한 연장 빔 요소(20)가 제1 섹션에서 원형 디스크 요소(10)와 중첩되고 제2 섹션에서 원형 디스크 요소(10)의 외주(11) 너머로 연장되는 것을 예시한다. 연장 빔 요소(20)는 빔 요소(20)의 제1 섹션의 영역, 즉 빔 요소(20) 및 원형 디스크 요소(10)의 중첩 영역에서 원형 디스크 요소(10)에 대한 키 연결부(22)로 연결된다.
도 5는 또한 예를 들어 구멍(30) 근처의 부착 구멍 형태의 부착 수단(35)을 예시한다. 이러한 부착 수단(35)은 원형 디스크 요소(10)에 플레이트를 부착하도록 구성될 수 있으며, 여기서 플레이트는 도 5에 도시되어 있지 않다. 도 8 및 도 9에 설명된 플레이트는 원형 디스크 요소(10) 상의 구멍(30)의 직경을 조정하도록 구성될 수 있다.
도 6은 도 6에 도시되지 않은 원형 디스크 요소(10)에 연결되도록 구성된 빔 요소(20)의 측면도를 예시한다. 빔 요소(20)는 특히, 키 연결부(22) 또는 키 조인트에 의해 원형 디스크 요소(10)에 빔 요소(20)를 연결하기 위해 원형 디스크 요소(10)의 연결 부분을 수용하도록 구성된 리세스(26)를 포함한다. 빔 요소(20)는 반경(27)을 갖는 긴 구멍 형태의 슬롯(25)을 더 포함한다. 반경(27)은 예를 들어 약 13 mm에 이른다. 슬롯(25)은 연장 빔 요소(20)의 연장 방향(100)으로 연장된다. 슬롯(25)은 체결 요소, 예를 들어 도 8 및 도 9에서 더 상세히 설명될 나사를 수용하도록 구성된다.
도 7은 도 3에 예시된 원형 디스크 요소를 통한 A-A 횡단면도를 예시한다. 도 7의 횡단면도는 슬리브 요소(16)가 원형 디스크 요소(10)의 나머지 부분으로서 더 두꺼운 두께를 가지다는 것을 보여준다. 슬리브 요소(16)는 만곡된 원형 결합 표면(13)을 갖는 도 7에 도시되지 않은 회전 샤프트(40)를 수용하도록 구성된다. 특히, 도 7에 도시되지 않은 회전 샤프트(40)는 원형 디스크 요소(10)의 중앙 구멍(14)에 의해 수용된다. 종방향(110)을 따른 슬리브 요소(16)의 강화된 두께는 회전 샤프트(40)와 원형 디스크 요소(10) 사이의 적절한 연결을 제공한다. 도 7은 또한 원형 디스크 요소의 외주(11)를 예시한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형 디스크 요소(10)의 등각도를 예시한다. 도면에서, 원형 디스크 요소(10)의 연장 빔 요소(20)는 각각 체결 요소(29)에 의해, 특히 나사 연결에 의해 빔 요소(20)에 체결되는 연장 요소(28)를 포함한다. 도 8은 연장 요소(28)가 2개의 나사에 의해 각각의 빔 요소(20)에 체결되는 것을 예시한다. 체결 요소(29), 예를 들어 나사는 연장 요소(28)를 체결하기 위해 빔 요소(20)의 긴 구멍(25)을 통해 연장된다. 연장 요소는 입방체의 형상을 가질 수 있다. 연장 요소(28)는 연장 요소(28)가 빔 요소(20)에 체결될 때 빔 요소(20) 측으로 유도되는 적어도 2개의 엣지가 모따기될 수 있다.
도 8은 또한 원형 디스크 요소(10)의 인접 표면에 부착된 플레이트(36)를 예시한다. 플레이트(36)는 구멍(30)을 가지며, 특히 구멍(30)의 직경을 조정하기 위한 수단을 제공한다. 특히, 구멍(30)의 직경을 조정하기 위해 원형 디스크 요소(10)의 인접 표면에 다른 크기 또는 직경의 구멍(30)을 가지는 플레이트(36)가 제공되어 체결될 수 있다. 플레이트(36)는 도 5에 도시된 체결 구멍(35)에 대응하는 체결 요소(37)에 의해 원형 디스크 요소(10)에 체결될 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 원형 디스크 요소(10)의 상면도를 예시한다. 이 도면은 연장 빔 요소(20)가 각각 원형 디스크 요소(10)의 반경 방향(101)에 평행한 연장 방향(100)을 가진다는 것을 명확하게 보여준다. 도 9는 또한 연장 빔 요소(20)가 둘레 방향(120)에 대해 등거리 방식으로 원형 디스크 요소(10)에 부착되는 것을 예시한다. 원형 디스크 요소(10)의 직경(18)은 260 mm 내지 300 mm 일 수 있다. 바람직하게는, 원형 디스크 요소(10)의 직경(18)은 약 280 mm에 이른다. 원형 디스크 요소(10)의 중앙 구멍(14)의 직경은 60 mm 내지 100 mm 일 수 있다. 바람직하게는, 중앙 구멍(14)의 직경(17)은 약 80.3 mm에 이른다.
연장 요소(28)는 체결 요소(29)에 의해 빔 요소(20) 각각에 부착된다. 체결 요소(29)는 도 9에 도시되지 않은 빔 요소(20)의 긴 구멍(25)을 통해 연장되는 나사일 수 있다. 나사와 같은 체결 요소(29)는 연장 요소(28)를 빔 요소(20)에 체결하기 위해 종방향(110)에 수직하게 빔 요소(20)를 통해 연장된다. 도 9는 정확히 2개의 나사가 연장 요소(28)를 각 빔 요소(20)에 부착하는 구성을 보여준다.
도 9는 또한 원형 디스크 요소(10)의 구멍(30)의 직경을 조정하기 위해 원형 디스크 요소(10)의 인접 표면 상의 플레이트(36)의 배열을 보여준다. 체결 요소(37)는 또한 플레이트(36)를 원형 디스크 요소(10)에 체결하는 데 사용된다. 도 9는 플레이트(36)가 원형 디스크 요소(10) 상의 둘레 방향(102)에 대해 서로 등거리로 이격되어 있음을 예시한다.
도 9는 각각 연장 요소(28)를 갖는 정확히 4개의 빔 요소가 원형 디스크 요소(10)의 컷아웃 섹션(15)의 영역에 배열된 구성을 예시한다. 도 9는 정확히 4개의 구멍(30)이 원형 디스크 요소(10) 상에 배열되고, 각 구멍의 직경은 원형 디스크 요소(10)의 인접 표면에 장착 가능한 플레이트(36) 내의 구멍에 의해 조정 가능하다. 도 9에 도시된 구성에서, 구멍(30)은 원형 디스크 요소(10)의 둘레 방향(120)에 대해 서로 등거리로 이격되고, 각 구멍(30) 사이의 각도는 90°에 이른다. 상기 구성은 또한 원형 디스크 요소(10) 상의 구멍(30) 및 빔 요소(20)의 대안적인 배열을 보여준다.
도 10은 도 9에 도시된 원형 디스크 요소(10)의 측면도를 예시한다. 도 10은 체결 요소(29), 예를 들어, 나사가 빔 요소(20)의 긴 구멍(25)을 통해 연장되 것을 분명히 보여준다. 긴 구멍(25)은 연장 요소(28)와 연장 빔 요소(20) 사이의 조정 가능한 연결을 제공한다. 즉, 연장 요소(28)가 원형 디스크 요소의 외주(11) 너머로 연장되는 길이가 긴 구멍(25) 내에서 연장 요소(28)를 이동시킴으로써 조정될 수 있다. 연장 요소(28)는 빔 요소(20)의 일부일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 연장 요소(28)는 빔 요소(20)에 대해 별개의 부분으로 간주될 수 있다.
도 11은 연장 빔 요소(20)를 갖는 복수의 원형 디스크 요소(10)가 장착된 회전 샤프트(40)의 등각도를 예시한다. 도 11은 또한 연장 요소(28)가 복수의 원형 디스크 요소(10) 중의 각 원형 디스크 요소(10)의 각각의 연장 빔 요소(20)에 장착되는 것을 예시한다.
도 12는 연장 빔 요소(20)와 그 위에 장착된 연장 요소(28)를 갖는 본 발명의 원형 디스크 요소(10)와 슬러리 분쇄를 위한 종래의 회전 디스크(200)의 조합을 예시한다. 상이한 유형의 분쇄 디스크 배열의 상이한 실시예가 가능하다.
도 13은 긴 챔버(2) 내에 장착된 회전 샤프트(40)를 갖는 긴 챔버(2)를 포함하는 슬러리 분쇄 장치를 예시한다. 회전 샤프트(40)는 긴 챔버(2) 내에서 제1 단부(2a)와 제2 단부(2b) 사이에서 연장된다. 본 발명의 복수의 원형 디스크 요소(10)는 예를 들어, 챔버(20)의 제1 단부(2a)에 있는 바닥 부분의 영역에서 회전 샤프트(40)에 장착된다. 이러한 본 발명의 원형 디스크 요소(10)는 예를 들어 챔버(2)의 제2 단부(2b)에 있는 상부 부분에서 회전 샤프트(40)에 장착되는 다른 회전 디스크(200)와 결합된다.
밀링될 입자상 물질을 갖는 슬러리(50)는 제1 단부(2a)에서 챔버(2) 내로 도입되고, 챔버(2)를 통해 상부, 예를 들어 챔버(20)의 제2 단부(2b)로 운반되고, 제2 단부에서 분쇄된 슬러리가 챔버(2)로부터 배출된다. 챔버(2)의 제1 단부(2a)에서 제2 단부(2b)로 가는 도중에 슬러리는 분쇄되고 따라서 원형 디스크 요소(10), 챔버(2) 내의 세라믹 분쇄 비드와 같은 분쇄 매체 및 긴 챔버(2)의 내벽 또는 내부 표면(4)에 의해 미립화된다. 또한, 돌출 요소(3)는 챔버(2)의 내벽 또는 내부 표면(4)에 장착되며, 돌출 요소(3)는 종방향(110)에 수직으로 챔버(2) 내로 돌출된다. 슬러리(50)의 유동 경로(51)도 역시 도 13에 예시되어 있다. 슬러리 내의 입자상 물질의 분쇄는 분쇄 매체(비드)를 가속시키는 원형 디스크 요소(10)와 챔버(2)의 내벽 또는 내부 표면(4) 및 챔버(2) 내에 도달하는 돌출 요소(3)의 상호 작용에 의해 수행된다. 돌출 요소(3)는 그 외주를 통해 챔버(2)의 내벽(4)에 부착되는 디스크의 형상을 가질 수 있다. 특히, 돌출 요소(3)들은 원형 디스크 요소(10)에 콘트라 디스크를 제공하는 반면, 하나의 돌출 요소는 원형 디스크 요소(10)의 적어도 일부 사이, 특히 원형 디스크 요소(10)의 빔 요소(20)의 적어도 일부 사이에 배열될 수 있다.
예를 들어 하이브리드 디스크와 같은 원형 디스크 요소의 80%만 이러한 콘트라 디스크, 예컨대 돌출 요소(3)와 결합될 수 있다. 예를 들어, 상부 부분(2b)에있는 원형 디스크 요소(10)의 10% 및 하부 부분(2a)에 있는 원형 디스크 요소(10)의 10%가 콘트라 디스크와 삽입되지 않을 수 있다. 즉, 슬러리 분쇄 장치(1) 내에 배치된 원형 디스크 요소(10)의 80%만이 이들 사이에 돌출 요소(3)를 배치한 반면, 원형 디스크 요소(10)의 나머지 20%는 이들 사이에 배치된 돌출 요소(3)를 갖지 않는다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 디스크 요소(10)를 통한 단면도를 예시한다. 특히, 도 14는 챔버(2)를 제외한 도 13의 B-B 단면을 예시한다. 도 14의 B-B 단면은 연장 요소(28)가 상부에 장착된 4개의 빔 요소(20)를 갖는 원형 디스크 요소(10)를 통한 단면을 예시한다. 연장 요소(28)는 체결 요소(29)에 의해, 특히 나사에 의해 빔 요소(20)에 체결된다. 도 14는 종방향으로 원형 디스크 요소(10)를 통해 연장되는 구멍(30)의 배열을 추가로 예시한다. 또한, 도 9의 체결 요소(37)를 수용하기 위한 체결 구멍(35)이 도시되어 있다.
도 14는 원형 디스크 요소(10)가 결합 키(43)에 의해 회전 샤프트(40)에 연결되는 것을 추가로 예시한다.
도 15는 미네랄 슬러리 분쇄 방법을 보여준다. 방법의 제1 단계(S1)에서, 슬러리(50)가 긴 챔버(2) 내로 공급되며, 여기서 긴 챔버는 제1 단부(2a)와 제2 단부(2b) 사이에서 연장되는 회전 샤프트(40)를 가진다. 제2 단계(S2)에서, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 원형 디스크 요소(10)가 회전되고, 여기서 적어도 하나의 원형 디스크 요소(10)는 챔버(2)의 제1 단부(2a)와 제2 단부(2b) 사이에서 연장되는 회전 샤프트(40)에 부착된다. 다른 단계(S3)에서, 슬러리(50)는 슬러리(50)가 챔버(2)의 제1 단부(2a)로부터 제2 단부(2b)로 운반될 때 챔버(2) 내에서 분쇄된다. 특히, 슬러리(50)는 챔버 내의 분쇄 매체(분쇄 비드)인 입자성 물질 자체의 상호 작용과 챔버(2)의 내벽(4) 및 챔버(20) 내로 도달하는 돌출 요소(3)와 슬러리(50)와의 상호 작용에 의해 분쇄된다. 원형 디스크 요소(10)의 빔 요소(20)와 같은 교반 아암은 챔버(2) 내의 분쇄 매체/비드 및 슬러리(50)를 가속하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 도면 및 전술한 설명에서 상세하게 예시되고 설명되었지만, 이러한 예시 및 설명은 제한적이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않는다. 개시된 실시예에 대한 다른 변형은 도면, 개시 내용 및 첨부된 청구범위의 이해로부터 당업자에 의해 이해되고 실행되어 청구된 발명을 실시할 수 있다. 청구범위에서 "포함하는"이란 용어는 다른 요소를 배제하지 않으며, 단수 형태의 표현은 복수를 배제하지 않는다. 특정 방법이 서로 다른 종속항에 언급되어 있다는 단순한 사실은 이러한 방법의 조합이 이점을 얻기 위해 사용될 수 없음을 나타내는 것은 아니다. 청구범위의 임의의 참조 기호는 보호 범위를 제한하는 것으로 해석돼서는 안된다.

Claims (16)

  1. 슬러리를 분쇄하는 장치(1)를 위한 원형 디스크 요소(10)로서:
    상기 원형 디스크 요소(10)의 반경 방향(101)에 평행한 연장 방향(100)으로 상기 원형 디스크 요소(10)의 외주(11) 너머로 각각 연장되는 적어도 2개의 빔 요소(20);
    상기 적어도 2개의 빔 요소(20)의 연장 방향(100) 각각에 실질적으로 수직한 종방향(110)으로 상기 원형 디스크 요소(10)를 통해 연장되는 적어도 2개의 구멍(30)
    을 포함하고,
    상기 적어도 2개의 빔 요소(20)는 상기 원형 디스크 요소(10)의 둘레 방향(120)에 대해 서로 등거리로 이격되고, 상기 둘레 방향(120)은 상기 원형 디스크 요소(10)의 외주(11)에 대응하며,
    각각의 빔 요소(20)는 리세스(26)를 포함하며, 상기 리세스(26)는 상기 원형 디스크 요소(10)의 연결부를 수용하고,
    각 빔 요소(20)는 반경(27)을 갖는 긴 구멍 형태의 슬롯(25)를 포함하며, 상기 슬롯(25)은 연장 빔 요소(20)의 연장 방향(100)으로 연장하며, 상기 슬롯(25)는 체결 요소 또는 나사를 수용하도록 구성된 것인 원형 디스크 요소(10).
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연장 빔 요소의 수 "n"은 짝수이고 적어도 4개(n = 4, 6, 8, 10 등)일 때, 상기 구멍의 수 "m"은 m = k * 0.5n (k는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10)라는 점에서 상기 빔 요소의 수 "n"과 상관되거나 또는 상기 연장 빔 요소의 수 "n"은 홀수(n = 3, 5, 7, 9, 11 등)일 때, 상기 구멍의 수 "m"은 m = k * n (k는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10)이라는 점에서 상기 빔 요소의 수 "n"와 상관되거나, 또는 상기 빔 요소의 수 "n"은 2일 때, 상기 구멍의 수 "m"은 m = k * n (k는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10)이라는 점에서 상기 빔 요소의 수 "n"과 상관되는 것인 원형 디스크 요소(10).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 구멍(30) 및 상기 적어도 2개의 빔 요소(20)는 상기 둘레 방향(120)에 대해 상기 원형 디스크 요소(10) 상에 교대로 배열되며, 상기 연장 빔 요소(20)의 수는 상기 원형 디스크 요소(10)를 통해 연장되는 상기 구멍(30)의 수와 동일한 것인 원형 디스크 요소(10).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 구멍(30) 각각은 상기 둘레 방향(120)에 대해 상기 적어도 2개의 빔 요소(20) 사이에 등거리로 배열된 것인 원형 디스크 요소(10).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 빔 요소(20)의 상기 종방향(110)으로의 연장은 상기 원형 디스크 요소(10)의 상기 종방향(110)으로의 연장보다 크거나; 또는
    상기 적어도 2개의 빔 요소(20)의 상기 종방향(110)으로의 연장은 조정 가능하거나; 또는
    상기 적어도 2개의 빔 요소(20)의 상기 종방향(110)으로의 연장은 상기 원형 디스크 요소(10)의 상기 종방향(110)으로의 연장보다 크고, 또한 상기 적어도 2개의 빔 요소(20)의 상기 종방향(110)으로의 연장은 조정 가능한 것인 원형 디스크 요소(10).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 원형 디스크 요소(10)가 억지 끼워맞춤 연결(force-fit connection) 또는 형상 맞춤 연결(form-fit connection)에 의해 회전 샤프트(40)에 부착될 수 있도록 곡선형 결합 표면(13)에 의해 형성되는 내주(12)를 더 포함하는 것인 원형 디스크 요소(10).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 빔 요소(20)가 상기 원형 디스크 요소(10)의 외주(11) 너머로 연장되는 길이(21)는 조정 가능하거나; 또는
    상기 원형 디스크 요소(10)를 통해 연장되는 상기 적어도 2개의 구멍(30)의 직경(31)은 조정 가능하거나; 또는
    상기 적어도 2개의 빔 요소(20)가 상기 원형 디스크 요소(10)의 외주(11) 너머로 연장되는 길이(21)는 조정 가능하고, 또한 상기 원형 디스크 요소(10)를 통해 연장되는 상기 적어도 2개의 구멍(30)의 직경(31)은 조정 가능한 것인 원형 디스크 요소(10).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 빔 요소(20)는 억지 끼워맞춤 연결, 형상 맞춤 연결, 키 연결부(22), 접착제 연결, 용접 연결 및 납땜 연결로 이루어진 그룹에서 선택된 연결에 의해 상기 원형 디스크 요소(10)에 부착되는 것인 원형 디스크 요소(10).
  10. 제1항에 있어서,
    상기 원형 디스크 요소(10)는 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 또는 8개의 빔 요소(20)를 포함하거나; 또는
    상기 원형 디스크 요소(10)는 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 또는 8개의 구멍(30)을 포함하거나; 또는
    상기 원형 디스크 요소(10)는 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 또는 8개의 빔 요소(20)를 포함하고, 또한 상기 원형 디스크 요소(10)는 3개, 4개, 5개, 6개, 7개 또는 8개의 구멍(30)을 포함하는 것인 원형 디스크 요소(10).
  11. 제1항에 있어서,
    상기 원형 디스크 요소는 분쇄 공정에서 분쇄 수단으로 사용되는 것인 원형 디스크 요소(10).
  12. 슬러리를 분쇄하는 장치(1)로서:
    긴 챔버(2)를 포함하고, 상기 긴 챔버(2)는 제1 단부(2a)와 제2 단부(2b) 사이에서 연장되는 회전 샤프트(40)를 구비하고,
    상기 슬러리(50)가 상기 챔버(2)의 제1 단부(2a)로부터 상기 챔버(2)의 제2 단부(2b)로 운반될 때 상기 챔버(2) 내에서 상기 슬러리(50)가 분쇄되도록, 제1항에 따른 적어도 하나의 원형 디스크 요소(10)가 상기 챔버(2)의 제1 단부(2a)와 제2 단부(2b) 사이의 상기 회전 샤프트(40)에 부착된 것인 장치(1).
  13. 제12항에 있어서,
    상기 슬러리(50)가 상기 챔버(2)의 제1 단부(2a)로부터 상기 챔버(2)의 제2 단부(2b)로 운반될 때 상기 챔버(2) 내에서 상기 슬러리(50)가 분쇄되도록 상기 원형 디스크 요소(10) 복수 개가 상기 챔버(2)의 제1 단부(2a)와 제2 단부(2b) 사이의 상기 회전 샤프트(40)에 부착된 것인 장치(1).
  14. 제13항에 있어서,
    상기 챔버(2)의 내부 표면(4)에 부착되는 복수의 돌출 요소(3)를 더 포함하고,
    상기 복수의 돌출 요소(3) 각각은 복수의 돌출 요소(3) 각각의 일부가 2개의 해당 원형 디스크 요소(10) 사이에 배열되도록 상기 긴 챔버(2) 내로 돌출되는 것인 장치(1).
  15. 미네랄 슬러리를 분쇄하는 방법으로서:
    긴 챔버(2) 내로 슬러리(50)를 공급하는 단계(S1) - 상기 긴 챔버(2)는 해당 긴 챔버(2)의 제1 단부(2a)와 제2 단부(2b) 사이에서 연장되는 회전 샤프트(40)를 구비함 -;
    적어도 하나의 원형 디스크 요소(10)를 회전시키는 단계(S2) - 상기 적어도 하나의 원형 디스크 요소(10)는 상기 챔버(2)의 상기 제1 단부(2a)와 상기 제2 단부(2b) 사이에서 연장되는 상기 회전 샤프트(40)에 부착됨 -;
    상기 슬러리(50)가 상기 챔버(2)의 상기 제1 단부(2a)로부터 상기 제2 단부(2b)로 운반될 때 상기 챔버(2) 내에서 상기 슬러리(50)를 분쇄하는 단계(S3)
    를 포함하며,
    상기 원형 디스크 요소는,
    상기 디스크 요소(10)의 반경 방향(101)에 평행한 연장 방향(100)으로 상기 원형 디스크 요소(10)의 외주(11) 너머로 각각 연장되는 적어도 2개의 빔 요소(20);
    상기 적어도 2개의 빔 요소(20)의 연장 방향(100) 각각에 실질적으로 수직한 종방향(110)으로 상기 원형 디스크 요소(10)를 통해 연장되는 적어도 2개의 구멍(30)
    을 포함하고,
    상기 적어도 2개의 빔 요소(20)는 상기 원형 디스크 요소(10)의 둘레 방향(120)에 대해 서로 등거리로 이격되고, 상기 둘레 방향(120)은 상기 원형 디스크 요소(10)의 외주(11)에 대응하고,
    각 빔 요소(20)는 반경(27)을 갖는 긴 구멍 형태의 슬롯(25)를 포함하며, 상기 슬롯(25)은 연장 빔 요소(20)의 연장 방향(100)으로 연장하며, 상기 슬롯(25)는 체결 요소 또는 나사를 수용하도록 된 것인 방법.
  16. 삭제
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