KR0137168B1 - 비철금속편의 분리방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

자력으로 흡착가능한 금속재료를 비철금속재료로부터 분리해내기 위해 메탈카테고리에 따라 신속한 변화성을 가지고 높은 자속밀도와 금속의 종류에 따라 작용되는 마그넷트의 반발력을 발생하는 와전류를 순간적으로 유도하는 자계를 이용하여 상기 재료들의 조각편들을 여기에 통과시켜 그 자속밀도의 강약에 따라 멀거나 가까운 거리로 분리하는 비철금속편의 분리방법 및 장치

Description

비철금속편의 분리방법 및 장치

제 1 도는 본원장치의 개략 설명도이다.

제 2 도는 본원장치의 로터(rotor), 콘베이어, 쌍극자(dipole), 배출단부(discharge end portion)의 사시도 및 설명도이다.

제 3 도는 로터, 주위콘베이어 및 로터설치주위를 부분 단면도로 나타낸 것이다.

제 4 도는 로터를 횡단면도로 나타낸 제 3도와 유사한 횡단면도이다.

제 5 도는 로터드럼 및 마그넷트의 열(row)의 확대된 부분 횡단면도를 나타낸다.

제 6 도는 두 개의 단부에서 단부로 정렬된 인접 마그넷트가 로터표면상에 이들을 고정하기 전에 분리되어 있는 것을 나타내는 사시도이다.

제 7 도는 두 개의 인접된 열을 갖는 마그넷트의 확대 사시도이다.

제 8 도는 3개의 인접된 열을 갖는 마그넷트의 상대 마그넷트장(relative magnetic field)의 개략 다이아그램이다.

제 9 도는 로터에 고정되고 쌍극자 아래에 위치된 싱글 마그넷트의 자계의 왜곡을 나타내기 위한 개략도이다.

제 10 도는 로터 표면에 고정된 영구자석의 일련의 열(series of rows)의 일부를 나타낸 것이다.

제 11 도는 혼합편을 분리함에 있어서의 연속적인 4가지 단계를 개략적으로 나타낸 것이다.

제 12 도는 서로 다른 종류의 물체의 편을 상대적으로 분리한 것을 나타낸 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 모터, 11 : 푸울리,

12, 18 : 콘베이어벨트, 14 : 로터모터,

16, 19 : 로터푸울리, 20 : 조각편,

23 : 흡퍼, 25 : 고자속밀도자계(복합자계),

28 : 쌍극자, 29 : 쌍극자봉,

31 : 조정클램프, 32, 33, 34 : 궤도,

35 : 분리기, 45 : 드림벽,

46, 47 : 단부판, 48, 49 : 마그넷트의 열,

50 : 영구마그넷트, 54 : 접착제,

55 : 카비충전재,62 : 자계부위,

65, 70 : 로터샤프트, 67 : 취입공 부위,

71 : 출구 보어, 72 : 개구부,

76 : 베어링, 79 : 고정기둥,

84 : 배출관, 87 : 진동형 스크린,

88 : 스크린, 89 : 수집흡퍼

본 발명은 서로 상이한 금속의 혼합편을 분류 분리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자동차 스크랩 메탈(scrap metal)의 파편과 같이 울퉁불퉁하고 크기나 형상이 제각각이며, 성분과 종류도 서로 다른 이 스크랩 메탈의 혼합물을 분류 및 분리하는 데 특히 유용한 발명이다.

폐차 처분된 자동차류는 통상 파쇄되고 스크랩 메탈 조각편으로 처리되는데, 이들 조각편들은 서로 다른 자동차의 부품으로 구성되어 있기 때문에 부품 상호간 서로 다른 금속으로 만들어져 있다. 예컨데, 스크랩 메탈편은 철금속, 알미늄, 아연, 동, 황동합금, 스텐레스강, 기타 플라스틱으로 이루어지고, 유리, 심지어는 돌이나 자갈 같은 이물질도 혼합되어 있다. 대부분의 경우, 스크랩 메탈 처리자들은 철금속 재료를 마그넷트(magnet)를 이용하여 다양한 여러 가지 편의 혼합물로부터 제거해낼 수는 있으나, 보통의 전자석으로 철금속을 제거한 후에 남는 여러 가지 다양한 편의 혼합물들은 대개 경제적 가치가 적으므로, 이들 서로 다른 재료로 되어 있는 잔존물들을 분리하지 않는 한 원료로서 재 사용할 수가 없다. 이렇게 서로 다른 재료들을 분리하는 방법은 스크랩을 녹여 용융시킨다든가 배소(smelting) 한다든가 또는 기타 화학적 방법과 공정을 통해 분리하다든가 하는 식으로 과거에 이용하여 온 방법들이다. 또한, 상기 재료의 분리는 서로 다른 재료의 편들을 주로 입금이 싼 수작업공들을 고용하여 눈으로 보아 분리하는 작업형태로 수행하곤 하였다. 더욱이, 이들 서로 상이한 재료들의 혼합물을 보다 경제적이고도 용이하게 수작업으로 분리하기 위하여 임금이 싼 국가나 지역으로 수송하기도 하였다. 여기에서, 작업공들은 눈으로 보아 서로 다른 물체, 예컨대 밸브류, 핸들, 연결기, 트림(trim) 등의 제조과정이 다르고 상이한 재료를 손으로 선별하기도 하였다. 이와같이, 철이 아닌 아연이나 알미늄 등으로 만들어진 부품이나 조각들은 눈으로 식별하여 수작업으로 분리하였던 것이다. 스크랩편이 일단 분리되거나 단순한 금속 카테고리로 분류하여 나누어 질 수만 있다면, 원료로 재용융하거나 재 사용하는 등으로 이용할 수가 있다. 동시에, 플라스틱편, 유리조각, 돌과 같은 비철금속은 돌판 등에 버리기 위해 분리제거 가능하다. 스크랩의 가치란 것은, 이들 스크랩을 금속을 분리해 내고 보다 유용하게 사용할 수 있도록 철저히 선별하는데 있다. 실제로, 스크랩편의 혼합물을 분류 분리하는데는 상당한 비용이 소요된다. 따라서, 저임금의 작업비를 위해 먼 거리로 자동차 스크랩을 수송하여 선별하여야 하고 다시 원료로서 재 사용하거나 용해로 등에 용해하기 위하여 되돌아와야 한다. 이 때문에 상대적으로 처리비용이 증가된다. 또한 용해로에서의 용융시에도 장비와 처리공정이 필요하다. 따라서, 자동차 스크랩중에서 철금속재료를 마그넷트로 흡착시켜서 분리하도록 통상 사용하는 전자석 장치로 철편을 제거한 다음 잔존하는 스크랩 메탈의 혼합물을 저렴한 비용으로 분류 및 분리하기 위한 방법 및 장치가 필요학 된 것이다.

본 발명은 상술한 비철금속을 포함한 자동차 폐기물의 혼합물로부터 물리적으로 철금속과 비철금속을 분류 분리하기 위하여, 종래에 있어 온 통상의 자석분리방법 및 장치가 아닌 자력을 이용한 방법 및 장치에 의하여 수작업 선별을 지양하고저 한 데에 그 주 목적이 있다. 본 발명은 통상 자력으로 흡착 가능한 금속재료를 분리할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 그 중에서도 본 발명은 메탈카테고리(metal category)에 따라 신속한 변화성을 가지고 높은 자속밀도(high flux density)와 금속의 종류에 따라 작용되는 마그넷트의 반발력을 발생케 하는 와전류(deey current)를 순간적으로 유도하는 자계(magnetic field)를 이용하여 상술한 재료의 조각편들을 여기에 통과시켜 분리하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 즉, 본원발명은 크기와 종류가 서로 상이한 비철금속(different non-ferrous metals)으로 이루어지는 조각편의 혼합물(mixed pieces)을 분리하는 방법에 있어서, 그 분리처리 단계는 각 조각편들에 있어 서로 다른 비철금속편에 대해 크기를 달리하는 힘으로 조각편에 자기적으로 유도된 배척력(magnetically induced repulsive force)을 전개하기에 충분할 정도로 신속히 변화하고 높은 자속밀도자계(high flux density magnetic field)를 통해 소정의 속도와 소정의 방향으로 상기 각 조각편들을 물리적으로 움직여 이동시키도록 하는 단계와, 상기 방향을 따라 지지되지 않고 하향하는 궤도(downward trajectory)을 따라 지지됨이 없이 상기 자계를 통해 통과한 후 즉시 관성(inertia)과 중력과 상기 자기적으로 유도된 배척력이 결합된 힘의 영향하에 상기 조각편이 자유로운 운동을 계속하도록 하는 단계와, 상기 각 조각편들이 자계가 있는 곳으로부터 운동하는 거리는 자기적으로 유도된 배척력에 의해 영향을 받아 서로 다른 금속편들이 상기 운동의 길이를 따라 서로 각각으로부터 떨어져 분리되도록 하는 단계와, 상기 분리된 금속편들을 수집하는 단계와 구성되는 것을 특징으로 하는 비철금속편의 분리방법 및 이들 서로 다른 비철금속의 조각편 혼합물을 분리하기 위하여, 그 외면에 고정되는 다수의 영구자석을 평행한 열(parallel rows)을 가지는 원통형 드럼으로 구성되는 수평축을 가진 로터(rotor)와, 상기 각 열이 인접단부에서 극성(polarity)을 가지고 단부에서 단부로 정렬되도록 한 마그넷트(magnet)와, 상기 축에 관하여 드럼을 회전시키도록 한 기구와, 드럼축의 횡방향으로 드럼을 넘어 지지대 상에서 움직여 이동하는 금속편들을 지지하기 위해 드럼상의 자계(magnetic field)안에서 드럼 위로 근접 위치한 지지대 표면(support surface)과, 상기 금속편들이 드럼을 넘어 통과하고 자계를 통과하며 순간적으로 각 조각편들에 자기 배척력을 유도하기에 충분한 크기이되 비철금속의 서로 다른 형태로 가변되도록 하는 배척력의 크기를 가지고 순간적으로 신속히 역전하는 자속계(rapidly reversing magnetic flux field)로 되는 마그넷트의 자계와, 상기 지지대 표면의 단부에서 레벨 아래에 위치하므로써 지지되지 못한 조각편들이 그 관성에 의해 드럼을 가로질러 움직임 방향으로 자유로운 움직임을 계속하고, 다음 수집기구상에서 중력에 의해 아래로 낙하하고 운동방향을 따라 서로로부터 각각 자기유도된 배척력으로 분리되도록 하는 성향을 가진 서로 다른 금속 조각편들을 수집하는 조각편 수집기구와로 구성되는 것을 특징으로 하는 비철금속편의 자기 분리장치에 관한 것이다.

상기 방법은 상기 조각편들을 속도조정이 가능하고 구동되어 움직이는 콘베이어 표면상에 재치하고 자계를 통하는 조각편의 소정의 속도를 전개하기 위하여 상기 조각편의 지지되지 않는 운동궤도(unsupported travel trajectory)의 출발점에서 소정의 속도를 미리 선택하도록 하므로써 상기 조각편을 움직이도록 하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 비철금속편의 분리방법에 관한 것이다. 움직이는 조각편들은 자계를 통과하면서 그들의 움직임을 자유로이 어떤 지지도 없이 모멘템(momentum) 즉, 관성과 중력과 유도된 자력과 자계의 사이에서 자력에 의한 배척력으로 자유로이 분리된다. 그 결과, 이들 조각편들은 전향궤도 또는 하향궤도(forwardly and downwardly directed trajectory)를 그리며 움직인다. 환언하면, 서로 다른 금속은 서로 다른 자성을 가지고 유도된 자기유도력을 가지므로 상이한 금속의 조각편들은 길기나 작은 궤도를 그리게 된다. 따라서, 분리된 금속펀들은 그들의 움직임 궤도를 따라 끼리끼리 모이게 되는 것이다.

상술한 조각편들을 움직이는 힘은 각 금속편의 크기, 형상 및 수량에 달려 있다. 우선, 금속 스크랩편들은 크기에 의해 대략 분리되고, 다음 기계적인 분리장치, 예컨데 진동부리용 스크린 종류의 것(vibratory sorting screens or the like)에 의하여 분리된다. 다음 통상 크기가 같은 범주에 들어가는 조각편들을 본 발명에 의하여 분리한다. 이는 각 조각편의 크기나 표면적이 조각편내에서의 유도자력의 크기에 영향을 주기 때문이다. 실제 작업에 있어, 이들 분리는 각 싸이클에서의 조각편을 부분적으로 분리하는데 필요한 상당한 시간동안 분리단계의 싸이클을 반복하므로써 가장 분리작업을 성공적으로 수행할 수 있기 때문이다. 예를 들어, 최초 혼합물내에서 조각편들의 집합체들은 분리의 제 1싸이클에 해당되는량 만큼 대응되는 조각편들의 그룹으로 분리된다. 그러나, 각 그룹들은 상이한 금속체를 상당량 갖고 있으므로, 각 그룹은 서로 상이한 금속의 하나 보다 하나 이상 많은 조각편들을 포함하는 작은 소그룹으로 분리되도록 재순환 처리된다. 다시, 각 소그룹은 소그룹이 단지 한가지 금속으로만 구성될때가지 재 순환처리되며, 이러한 분리방법과 코스를 거치므로써 비자성체를 포함하는 철금속재료, 예컨데 스텐레스강과 같은 재료, 플라스틱이나 유리재, 석재와 같은 비철금속재료를 혼합물로부터 제거 하는 것이다. 이들 비자성체 재료들은 비철금속편과 같이 궤도를 따라 움직이지 않기 때문이다. 자동차 폐기품 등의 혼합물이 신속히 통과되는 곳을 통해 신속히 변화하는 고밀도의 자속계를 부여하기 위하여 자성로터(mabnetic rotor)를 설치한다. 로터는 조각편들이 그 위로 이동되는 콘베이어벨트의 배출단부를 지지하는 콘베이어벨트푸울리에 의해 둘러 싸여 있다. 그러나, 이 로터는 콘베이어벨트푸울리보다 회전속도가 상당히 빠르다. 이 로터는 그 주변표면에 고착되고 지지되어 있는 작은 크기의 다수의 열(rows)로 된 영구자석을 갖고 있다. 이 자석은 단부에서 단부로 각각 서로 인접된 극성과 같이 각 열에서 정렬되고, 각 열은 그 인접열에 관하여 길이방향으로 편기(offset)된다. 이러한 배열은 하나의 열로부터 다른 열로 자계편기로 각 자석에 대응되는 많은 수의 분리된 자계를 다수의 열로 형성된다. 따라서 로터의 신속한 회전은 조각편의 콘베이터벨트 상으로 통과하는 곳에서 자속계(magnetic flux field)를 급격히 변화하게 하는 복합물(composite)을 생성한다. 자계를 통과한 다음에는 각조각편에서 유도된 와전류로 초래된 반발자력에 의함은 물론 관성 및 중력에 대한 자유운동으로 자계가 변화됨에 따라 조각편들은 유리되어 나오고 벨트상에서 더 이상 붙어 있지 못하게 된다. 본 발명의 제 1의 목적은 조각편들이 통과되는 곳에서의 신속변화, 고밀도 자계를 다수의 영구자석을 고착한 중공의 드럼(hollow drum)형의 회전로터에 의해 공급하는데 있다. 따라서, 드럼의 회전은 상대적으로 높은 회전속도하에서는 조각편들이 회전드럼위에서 움직이도록 한 지지콘베이어를 통과하는 각 마그넷트가 진동함에 따라 자속계를 신속히 변화시킨다. 또한, 이러한 자계의 변화는 마그넷트를 파괴할 수 있는 상당한 열을 발생시키므로 드럼이나 로터는 그 내부를 통하는 흐르는 물에 의해 용이하게 냉각되도록 한다. 본 발명의 제 2의 목적은 스크랩메탈과 다른 내부 혼합된 재료의 혼합물에 의해 비교적 간단하고도 험하게 사용할 수 있는 시스템을 공급하므로써 자력유도에 의해 조각편들을 상호 신속히 분류 분리하고, 또한, 유도된 자력, 중력 및 관성의 영향하에 각기 서로에 대하여 자유 낙하궤도에서 움직이도록 하여 이들 조각편들을 서로 다른 카테고리 속으로 분리시키는데 있다. 본 발명의 제 3의 목적은 서로 다른 종류의 재료로 만들어진 혼합 조각편들을 분리하기 위해 공정단계의 싸이클을 수행하기 위한 장치를 제공하고, 이 분리 싸이클을 자주 되풀이 시행하므로써 조각편들이 개략적인 크기와 금속성분별로 분리되도록 하는데 있다.

상기 목적을 가지는 본 발명상의 방법 및 장치에 대하여 그 구성, 작용효과에 대하여는 이하의 실시예를 통하여 보다 구체적이고도 상세히 설명하고저 한다.

제 1 도는 본원장치의 개략 설명도이다.

제 2 도는 본원장치의 로터, 콘베이어, 쌍극자, 배출단부의 사시도 및 설명도이다.

제 3 도는 로터, 주위 콘베이터 및 로터 설치 주위를 부분 단면도로 나타낸 것이다.

제 4 도는 로터를 횡단면도로 나타낸 제 3도와 유사한 횡단면도이다.

제 5 도는 로터드럼(rotor drum) 및 마그넷트의 열의 확대된 부분 횡단면도를 나타낸다.

제 6 도는 두 개의 단부에서 담부로 정렬된 인접 마그넷트가 로터 표면상에 이들을 고정하기 전에 분리되어 있는 것을 나타내는 사시도이다.

제 7 도는 두 개의 인접된 열을 갖는 마그넷트의 확대 사시도이다.

제 8 도는 3개의 인접된 열을 갖는 마그넷트의 상대 마그넷트장의 개략 다이아그램이다.

제 9 도는 로터에 고정되고 쌍극자 아래에 위치된 싱글 마그넷트의 자계의 비틀림을 나타내기 위한 확대 개략도이다.

제 10 도는 로터 표면에 고정된 영구자석의 일련의 열의 일부를 나타낸 것이다.

제 11 도는 혼합편을 분리함에 있어서의 연속적인 4가지 단계를 개략적으로 나타낸 것이다.

제 12 도는 서로 다른 종류의 물체의 편을 상대적으로 분리한 것을 나타낸 것이다.

제 1 도 및 제 2 도는 콘베이어의 푸울리(11)와 후미 또는 방출단부(discharge end)에 의해 둘러싸인 로터(10)를 나타낸 것이다. 이 콘베이어의 엔들레스콘베이어벨트(12)는 헤드푸울리(13) 주위로 뻗어 있다. 추가적으로 존재하는 푸울리 또는 콘베이어로울러는 콘베이어벨트를 지지하는데 사용되기도 하는데, 여기에서는 도시를 생략하였다. 로터는 로터모터(14 ; 개략적으로 도시됨)에 의하여 빠르게 회전되는데, 벨트(15)에 의하여 또는 기어나 체인 연결수단에 의하여 로터푸울리(16)나 체인 스프로켓 또는 기어에 연결되기도 한다. 콘베이어 헤드(또는 후미부분) 푸울리는 모터(17)에 의해 회전되고, 벨트(18)에 의해 로터푸울리상의 푸울리(19)에 연결되기도 한다. 로터의 경우에서와 같이, 콘베이터 푸울리는 체인아니 기어(도시 안됨)에 의해 구동된다. 양쪽 모터는 가변되는 속도제어구동이 가능하므로 이들 모터의 속도를 목적에 따라 조정한다. 중요한 것은 콘베이어 푸울리가 로터 보다 낮은 속도에서 회전한다는 것이다. 분리되어야 할 조각편(20)의 혼합물은 홉퍼(23)내에서 수용되거나 콘베이어벨트(12)의 상부 표면상의 공급통(feed trough ; 24)을 통해 콘베이어벨트로 이송되기도 한다. 콘베이어벨트(12) 표면상에서 하나의 두께층으로 퍼져 있는 조각편(20)들은 이동하면서 로터위에 위치하고 신속변화 되는 고자속밀도자계(25)를 통과한다. 이 자계는 분리된 고자계(26)와 저자계(27 ; 즉, 로터표면에 관하여)와의 복합물로서 로터위에 위치하고 있는 쌍극자(28)의 역할을 하는 자계부위(field portion)에 까지 방사상으로 뻗어 있다. 이 쌍극자(28)는 그위에 작은 영구자석의 열로 이루어진 철봉(iron bar)의 형태로 고정되어 있다. 이 쌍극자봉(29)은 로터(10)의 반대편 단부에 위치되어 있는 쌍극자 지지대(30)에 연결된다. 이를 나타내기 위하여 하나의 쌍극자 지지대를 상향하여 뻗는 포스트(post)의 형태로 개략도시하였다. 쌍극자봉(29)의 단부는 조정클램프(31)에 연결하고 다음 상기 포스트에 연결되므로써 쌍극자의 높이를 선택 조정되게 하여 로터 위에서의 쌍극자의 높이는 로터 및 콘베이어벨트 상의 조각편들을 적절히 포락(enveloping)하는 자속밀도를 가변시킨다. 고자속밀도자계인 복합자계(25)를 통과하여 분리되어야 할 조각편들은 벨트에 의하여 더 이상 지지되지 못하므로 이들의 연속적인 전향운동은 지지되지 못한다. 따라서, 조각편의 연속적인 자유운동은 관성 또는 모멘텀, 중력, 자계에 의해 조각편에 유도되는 자력 등의 영향을 받아 서로 다른 크기와 서로 다른 재료의 조각편들로 궤도를 그리게 하는 것이다. 이를 개략적으로 나타내기 위하여 이들 궤도를 원거리궤도(far trajectory ; 32)와 근거리궤도(closer trajectory ; 33) 및 서로 다른 조각편들의 분리된 이동 경로로서의 거리가 작거나 없는 최근거리궤도(34)와로 나누어 제 11도에서와 같이 도시하였다. 분산기 또는 분리기(35)는 조각편들의 구도 경로의 횡방향으로 정렬되어 있다. 슬라이드나 트러프(trough)(37)는 조각편들을 분산기 아래나 사이에서 분리된 수집위치(collection locations)(39)(40)(41)로 안내하는 역할을 한다. 이들 위치는 사이에서 분리된 수집위치(collection locations)(39)(40)(41)로 안내하는 역할을 한다. 이들 위치는 사실상 수집위치 또는 호퍼(도시안됨)와 같은 곳으로부터 조각편들을 제거하기 위한 콘베이어벨트상이다. 로터(10)는 중공의 드럼(hollow drum)으로 형성되고 철벽을 가진 철체로 구성된다. 이 원통형 드럼벽(45)에는 제 4도 및 제 5도에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 타일(tile)과 같은 형태의 높은 자속밀도를 가지고 이 드럼의 표면에 고착시킨 영구자석을 구비하고 있다. 이 영구자석은 각각 분리된 별도의 자속계를 공급하므로써 로터의 회전속도에 따라 소정의 진동수를 가지고 신속히 변화하는 자속계가 형성되어 회전드럼의 전체자계가 마그넷트가 드럼표면과 같이 움직일 때 신속히 변화하도록 한 것이다. 드럼의 반대편 단부는 단부막이 또는 단부판(end plates)(46)(47)에 의해 닫히는 구조로 되어 있는데, 드럼은 액상의 냉각제, 예컨데 물과 같은 냉각액을 수용하기 위함이다. 상기 드럼벽(45)의 외면에는 다수의 영구자석(50)으로 형성되는 평행한 열(48)(49)이 부착 고정되어 있다. 드럼벽은 영구자석 두께의 약 두배 이상으로 되고, 상기 영구자석은 편평한 타일 형상으로 되어 있다. 이들 마그넷트는 각 극성단부가 극과 극이 인접되게 정렬하고 인접 열들은 길이 방향으로 서로 맞대어 편기되어 정렬된다. 환언하면, 각 인접된 한쌍의 블록의 남단은 북단과 맞대어 편기시켜 정렬된다. 이렇게 하여 정렬되면 불연속적이나 인접 열에 평행한 열로 되어 단부에서 단부로 정렬된 자계의 복합물(composite)을 형성하도록 된다. 상기 마그넷트의 각각의 열은 다음 인접열에서의 마그넷트의 단부로부터 하나의 열에서의 마그넷트의 단부를 편기(offset)하도록 다음의 인접열에 관하여 길이방향으로 상호 맞대어 편기되도록 한 것으로, 이 열을 이루고 있는 마그넷트는 다수의 비교적 작고 길죽한 영구 자석으로 형성되어 있다. 각 열에서의 마그넷트는 큰 자계표면이 동일 평면상으로 되도록 정렬되나 다음 인접열에서는 하나는 드럼표면에 인접하고 다음 열은 드럼표면에서 노출되도록 되어 있다. 상기 마그넷트는 보다 강한 평면(51)과 보다 약한 평면(52)을 가지려는 경향이 있다. 따라서, 각 열에서 마그넷트의 강한면과 약한면이 동일 평면상(coplanar)으로 정렬된다. 그러나, 새로운 열은 역으로 되므로써 하나의 열에서의 마그넷트의 강한면이 드럼벽(45)에 인접되도록 되고, 그 반면 다음 열에서의 마그넷트는 드럼으로부터 노출되는 강한면을 갖게 된다. 마그넷트는 드럼이 회전함에 따라 마그넷트에 주어지는 강한 방사상의 외향의 G - 력(G-forces)에 대항하기 위해 충분하고도 강한 결합강도를 가진 강력접착제(54)에 의해 드럼에 부착된다. 이러한 목적에 사용되는 적절한 접착제로서는 통상 판매되는 상용의 것을 사용한다. 여기에 덧붙여 로터 - 마그넷트 표면은 섬유유리 및 플라스틱이나 카비 또는 코팅 가능한 충전재(55 ; 제 5도 참조)로 코팅하는데, 이러한 것들은 마그넷트의 노출면을 덮어 주고 마그넷트의 각 열의 사이의 조그만 갭들을 메워준다. 각 열에서의 마그넷트는 가급적 단부에서 단부 접촉으로 정렬된다. 인접열은 상호 밀착 정렬되나, 드럼의 곡면에 맞추다 각 열들 사이에는 작은 갭이 만들어지는 수도 있다. 전술한 바와 같이 작은 갭들은 카비충전재(cover-filler material ; 55)로 메워진다.

마그넷트의 인접열이 정렬되는 것에 대해서는 제 10도로 개략적으로 도시하였다. 여기에서는 인접(마그넷트의 단부에서 점선으로 표시)된 극과 같이 각 열에서의 강한면과 약한면(51)(52)의 정렬에 관하여 다른 열과 같이 정렬되는 것을 볼 수 있다. 따라서, 제 8도에서 개략 도시된 바와 같이, 하나의 열(48)의 각 마그넷트의 분리된 자계(26)는 다음의 인접열(49)에서의 각 마그넷트의 자계(27) 보다 드럼벽에 관하여 더욱 높고 보다 외향하여 뻗게 돈다. 물론, 이 열들은 그들의 인접열에 관하여 길이방향으로 편기되기 때문에 하나의 열에서의 각 마그넷트의 분리역은 다음 인접열(제 8도 참조)에서의 마그넷트에 관하여 길이방향으로 편기된다.

마그넷트의 자계의 형태는 드럼의 철벽에 의해 왜곡된다. 제 9도에서 도시된 바와 같이, 마그넷트의 내면의 자계 또는 자속선(60)은 드럼벽에 의해 압축되는데, 이와는 반대로 마그넷트의 외면의 자계 또는 자속선(61)은 드럼으로부터 팽창된다. 쌍극자(28)의 아래에 위치되어 있는 복합자계 부위에서 자속은 쌍극자봉(29)의 열에서의 효과에 의하여 드럼의 외부로 방사상으로 외향하여 뻗는다. 환언하면, 쌍극자는 자계를 확대하기 위하여 그 아래에 위치한 마그넷트 열의 자계부위(62)를 끌어당기므로써 조각편이 벨트의 단부를 자유로이 벗어나는 운동을 하기 전에 조각편이 복합자계역(25)에서 보다 큰 자속밀도를 유지한다. 즉, 자계부위의 높이가 증가되는 것이다. 쌍극자봉929)은 드럼벽(45)에 고정되도록 동일 종류의 영구자석을 사용할 수도 있다. 이 마그넷트는 접착제에 의해 쌍극자봉 상에 고정되고 그 인접 마그넷트 단부에는 반대편 극성이 되도록 각 단부에서 단부로 정렬된다. 가급적 상기 철봉의 두께는 마그넷트 두께의 약 2배 되도록 한다. 로터는 로터지지대와 취입샤프트(intake shaft)(65 ; 제 3도 및 제 4도 참조)에 의하여 일단에 회동되게 지지된다. 이 샤프트에는 비교적 작은 직경을 가진 냉각제 입구보어(66)가 있는데, 이것은 큰 직경을 가진 취입공부위(67)와 연통되어 있다. 이 구멍들은 인접 로터단부판(46)에서 형성된 정렬 개구부(68)를 통해 드럼의 내부에 대하여 개방되어 있다. 마찬가지로 로터의 반대편 단부도 로터지지대, 출구샤프트(70)에 의하여 지지되며, 이 샤프트에는 인접로터 단부파(46)에서 정렬된 개구부(72)에 연통되어 있는 직경이 큰 출구보어가 형성되어 드럼 냉각용 냉각액이 배출되도록 한다. 콘베이어 후미의 래일푸울리(11)는 로터샤프트(65)(70) 상에서 푸울리를 설치하기 위하여 베어링(76)을 가진 단부판(75)으로 만들어 진다. 따라서, 콘베이어 푸울리는 로터의 회전속도에 비하여 서로 다르고 보다 늦은 속도로 회전된다. 로터샤프트는 고정기둥(79)상에 재치되어 있는 샤프트 지지베어링을 통해 뻗는다. 전술한 바와 같이, 샤프트는 푸울리(16)에 의하여 제 3도에 개략 도시된 바와 같이 로터구동모터(14)에 연결된다. 로터의 회전 중, 상당한 열이 자계작업시 발생된다. 이 열은 영구자석을 파괴하므로 물 등의 유체로 로터를 냉각하며, 이 물은 흡입관(82), 취입보어 또는 취입샤프트보어(66)(67), 로터의 단부판(46)에 있는 개구부(68)를 통해 중공의 드럼 내부로 이송 주입된다. 이 유체는 원심력에 의하여 주위로 살포되고, 제 4도의 선(83)에 의하여 알 수 있는 바와 같이 레벨 또는 깊이에 의하여 로터 드럼벽의 내면을 피복한다. 이 레벨이나 깊이가 실질적으로 반대편 단부판(47)에 잇는 개구부(72)의 주변단부와 드럼 내벽면 사이의 거리와 같아지면, 이 유체는 적절한 배출호수나 배출관(84)에 의해 제기되도록 한 출구보어(71)를 통해 배출된다. 따라서, 공업용수와 같은 냉각제는 항상 열발생 및 열축적에 따른 마그넷트의 파손, 변질을 방지하기 위하여 충분히 낮은 드럼온도로 유지하도록 드럼을 통해 순환된다. 샤프트(65)에서의 취입보어(66)(67)의 직경을 가변시키므로써 취입샤프트를 통한 물의 축적 또는 역류를 방지한다. 이와 같이 배출공은 출구의 물이 역류됨을 방지하기 위하여 여러 가지 상이한 크기의 배출공, 배출단면을 형성하도록 그 직경을 가변시킬수 있도록 조절하는 것이다.

본질적으로 본 발명상의 분리공정에는 통상 비자성으로 감응하는 재료편을 이 조각편에 와류를 순간적으로 유도시키는 매우 빠르게 변화하는 고자속자계에 두게 한다. 그렇게 되면 자계로부터 조각편을 배척시키는 조각편에서의 자력이 전개된다. 상기 와류와의 크기와 이에 따른 자력은 각 조각편내에서 서로 다른 형태의 비철금속에 따라 가변된다. 따라서, 모든 다른 조건들과 같이 서로 다른 금속성분을 가진 서로 다른 금속편은 자계로부터 서로 다른 거리로 배척시키고저 하는 경향을 갖는다. 즉, 자계로부터 서로 다른 조각편이 움직이는 거리는 조각편을 이루는 비자성금속제의 성질과 상관관계를 가진다. 각 조각편은 최초 또는 시초속도를 갖고 이것은 조각편을 자유운동으로 분리되기 전까지 콘베이어 표면을 따라 움직이도록 한다. 관성은 조각편을 전방의 통로를 따라 콘베이어 밖으로 떨어지도록 계속 움직여 나가게 한다. 또한, 중력은 하향궤도를 형성하도록 해주는 역할을 한다. 다음, 상이한 비철금속의 편들에 유도되는 서로 다른 자력을 궤도의 길이를 더 하게 한다. 서로 다른 길이는 자력을 발생시키는 유도와류의 크기와 상관이 있다. 이 유도와류(induced eddy current)의 크기는 또한 조각편의 표면적과도 상관이 있다. 더욱이, 조각편의 크기, 즉, 조각편의 중량은 운동궤도의 길이에 영향을 준다. 따라서, 서로 다른 조각편의 혼합물을 미리 거의 같은 크기의 그룹으로 선별하면 각 그룹에서의 조각편은 자기 현상과 이론에 의해 더욱 잘 분리될 수 있다. 자기효과에 대응한 조각편의 분리에 대해서는 제 12도에 개략 그림으로 도시하였다. 모든 조각편의 크기가 거의 동일하다고 보고, 또한, 콘베이어 운동의 시동속도가 모든 조각편에 있어 동일하다고 가정하며, 로터의 회전속도 또한 동일(이 회전속도는 자계의 변화빈도수에 영향을 준다) 하다고 보며, 아울러 쌍극자의 위치가 동일하다고 보아서 된 제 12도는 자계를 통해 통과한 다음, 서로 다른 재료의 상대적일 분리상태를 나타내고 있다. 알루미늄 조각편의 이동궤도 거리를 임의로 100 이라 가정하면, 아연구리의 그것은 약 50.4, 아연은 약 18.3, 황동은 약 13.0, 납조각편의 경우에는 약 3.1에 이른다. 스텐레스강, 유리, 석재, 플라스틱 등은 이동궤도 거리가 아주 적거나 거의 없다. 전자석과 같은 것에 의하여도 자기적으로 미리 제기되지 않은 철조각편은 키브상의 최저점(lowest point) 부근에 이를때까지는 전자로터(magnetic rotor)의 주위로 루프를 만듬에 따라 콘베이어의 표면에 그대로 남으려고 하는 경향이 있는데, 이때에 중력이 이 철조각편으로 하여금 아래로 떨어지도록 하는 것이다. 전형적인 자동차 스크랩메탈의 성질 때문에, 아연조각편들은 통상 구리나 구리와 같은 대용되는 조각편 보다 덜 육중하다. 게다가, 자계는 와류의 포학분의 약 25%만 공급되므로써 표면 적당 질량이 보다 작은 아연조각편의 위치 변환은 실질적으로 이른 계산치 보다 더욱 멀리까지 이루어진다. 이것은, Zn′로 표시된 아연이 구리와 황동 사이의 이론적 위치보다 알루미늄과 구리 상이에 위치하려는 성향을 갖기 때문이다. 이는 제 12도에 도시한 Zn′를 보면 알 수 있다. 필요한 자계의 크기를 얻기 위해, 영구자석은 네오디뮴(Nd) 철보론 합금재료(neodymium iron boron material)를 사용하여 제조한다. 이 재료는 자력이 강해서 그 표면에 약 5000 가우스의 자속밀도를 가진다. 더욱이, 그 평면의 하나는 전술한 바와 같이, 다른 반대편 평면 보다 자성이 보다 강하다. 이 마그넷트는 평평한 사각형의 블록과 같은 형태를 가지는데, 형태에서 도미노패에 가까웁고, 길이 약 25.4㎜ (1 inch), 두께 약 12.7㎜(1/2 inch), 너비 약 15.0㎜ (5/8 inch)의 크기를 가진다. 이 마그넷트의 하나의 단열(single row)은 약 36개의 자석이 정렬되어 길이를 이루고, 약 48열로 구성된 것이 대략 254㎜ (10 inch)의 직경을 가진 로터드럼에 이용되는데 대략 그 길이가 1168㎜ (46 inch)에 이른다. 이 로터는 위 열보다 길므로 열의 단부는 로터의 단부로부터 공간을 두고 떨어져 있다. 주지하는 바와 같이, 마그넷트로 부터의 거리가 증가되면 자속밀도는 감소된다. 따라서 로터위를 통과하는 조각편의 위치에서 높은 자속밀도를 갖게 하려면 콘베이어의 후미푸울리를 드럼으로 만들되, 로터의 표면에 대하여 사이 공간이 가깝게 되게 한다. 예컨데, 로터 드럼을 덮고 있는 마그넷트의 외면과 콘베이어벨트의 내면 사이의 공간을 약 3.18㎜ (1/8 inch) 떨어진 거리로 유지되도록 하는 것이다. 이 푸울리는 가급적 얇고 구조적으로 강한 재료를 쓰나, 자기적으로는 둔감한 재료를 사용한다. 이 목적으로 푸울리를 플라스틱 재료로 된 푸울리 드럼으로 하면 좋은 것임을 알게 되었는데, 그 대표적인 예로서 가끔 “방탄용 의류(ballistic cloth)”라고 불리우는 듀퐁의 상표 “케블러(kevlar)”를 들 수 있다. 이것으로 하면 적정 수지함량을 가지고, 얇은 벽, 강하고 정확한 칫수를 가진 푸울리용 드럼을 만들 수 있다. 예컨데, 푸울리를 벽 두께 약 1.6㎜ (1/16 inch) 까지 만들 수 있는 것이다. 콘베이어벨트는 유연성과 얇음과 강도와 비자성을 가진 재료로 제조되어야 한다. 벨트의 두께는 가변되도록 하고 대략 1.6㎜ (1/16 inch)가 되도록 한다. 자계(25)가 벨트의 상부를 향하여 쌍극자쪽으로 뻗어 조각편이 통과할 때의 상대적으로 높은 자속밀도를 만들도록 한다. 자속계의 밀도와 높이는 콘베이어벨트표면에 대한 쌍극자를 상승 또는 하강시키므로써 조절이 가능하다. 상수한 로터에 있어, 통상 로터드럼의 직경은 대략 254㎜ (10 inch)로 한다. 따라서, 로터의 외경은 마그넷트의 두께, 고착성 마그넷트 상에 입혀지는 코팅 피복에 의하여 증가되어 약 304.8㎜ (12 inch) 정도에 까지 이르는 경우도 있다. 로터가 대략 1200 - 1400 rpm 정도로 2200 rpm 까지 급속히 회전하면, 이 회전에 따라 마그넷트에 미치는 힘은 중력 가속도에 의한 힘 단위로 대략 900 G - force 정도에 이르게 된다. 이 힘은 철재 로터의 표면에 각 마그넷트에 접착되는 고강도 접착제를 사용하므로써 핸들링된다. 전술한 바와 같이 적절한 접착제가 이러한 목적으로 상업상 필요하다. 작업속도의 일례로서, 금속편의 길이는 25.4㎜ (1 inch), 콘베이어벨트의 속도는 약 1.525m (50 ft) / min, 로터의 회전속도가 약 1800 rpm 라고 가정하면, 자속계를 통하여 금속편이 이동(비행)하는 시간은 약 0.1 sec/25.4㎜ (1 inch)가 된다. 이는, 50 ft/min × 12 inch/ft = 600 inch/min 가 되고 이를 분당 60초 라는 시간으로 나누면 254㎜/sec (10 inch/sec)이 되기 때문이다. 자계를 통해 이동하는 조각편이 144 리버설(reversal)과 같이 되는 동안 자계의 극성 리버설(polarity reversals)은 0.1초에 발생된다. 이는 회전 1800 rpm × 48 자계 리버설/회전(field reversals per revolution)에 근거한 것으로, 이는 로터의 축에 필히 평행하게 되는 열과 같이 로터드럼의 원주를 따라 48 열이 되는데 근거한 것이다. 이 결과, 분당 86400 리버설이 만들어지고, 이를 60초로 나누면 초당 1440 리버설이 되며, 이를 10(inch/sec)으로 나누면 144 자계리버설/조각편 또는 1440 싸이클(cycle)/sec이 되는 것이다. 이러한 작업으로 드럼은 가열되어 약 649℃ (1200 ℉)를 초과하게 된다. 이러한 온도는 영구자석을 파괴하여 자성을 상실케 한다. 예컨대, 네오디뮴 - 철- 보른 마그넷트의 큐리 포인트(Curie point)는 약 232℃(450℉)가 된다. 이 이상의 온도가 되면 자성은 상실된다. 따라서, 드럼의 온도를 가급적 65.5℃(150℉) 이하로 냉각하거나 대기온도로 필히 냉각시켜 드럼을 통하는 공업용수를 계속적으로 흐르게 하므로써 양호한 작업과 안전작업이 유지되도록 한다. 드럼을 통해 흐르는 사용 용수의 량은 상대적으로 낮은 온도를 유지하기 위하여 상황을 보아가며 가변시킬 수 있다.

제 11도는 여러 가지 다양한 조각편들의 혼합물을 완전히 분리하는 작업단계를 나타내고 있다. 이들 조각편들은 자동차를 폐차 처리한데서 오거나 기계들을 파단하고 절개하여 비교적 작은 금속편들로 만든 것들이다. 질량이나 표면적이 마그넷 분리에 영향을 주기 때문에, 제 1단계는 메탈 조각편들을 서로 다른 크기의 범위로 스크린을 거쳐 크기별 분류작업을 수행하는 단계이다. 이 목적으로 금속편은 수 많은 단면들을 가진 진동형 스크린(87)을 따라 움직인다. 각 단면들은 어떤 일정한 크기의 조각편들을 통과시키고 갈수록 크기가 큰 조각편들을 통과시킨다. 제 11도에서 도시된 단계 1은 네 개의 서로 다른 스크린 단면들 (88 a)(88 b)(88 c)(88 d)를 가지는데, 이들 단면들은 각각 진행될수록 큰 조각편들을 통과시킨다. 이들 조각들은 별도의 수집홉퍼(89)로 낙하하든가 이동 콘베이어상에 낙하된다. 이들 조각편들이 서로 다른 크기 범위로 분류되면, 마그넷에 의한 분리는 크기 범위종류의 어느 하나로부터 시작된다. 단계 2는 조각편(20)이 콘베이어벨트(12) 상에 낙하되는데, 이 콘베이어벨트 위에서 조각편들은 로터위 및 쌍극자봉(29) 아래에 위치한 신속히 역전하는 자계(25)를 통해 신속 이동된다. 이를 나타내기 위해 3가지 궤도 (32)(33)(34)를 도시하였다. 여기에서, 금속편들은 서로 상이한 성분의 조각편들로 완전히 분리되는 것은 아니나 조각편의 운동에 영향을 미치는 크기, 형태, 표면적 및 금속성분들에 의하여 분리된다. 환언하면, 조각편들의 서로 다른 작은 범위가 서로 다른 궤도에 의해 분리되거나, 작은 카테고리에서는 같은 방법으로 대응하는 서로 다른 금속편의 혼합물로 구성되는 것이다. 비금속편들, 예컨대, 스텐레스강 조각편, 유리, 석재, 플라스틱 등의 조각편들은 아래로 낙하되고, 그 반면 철편들은 로터의 최하 위치로부터 직하로 낙하됨에 의하여 분리되는 경향이 있다.

다음, 단계 3에는 장비를 통해 다시 세분된 서브가테고리(subcategories) 또는 같은 장비의 또 다른 타인을 통해 통과하는 공정이 포함된다. 이때, 재료는 금속성분 함량에 의해 분리되려는 경향이 있다. 취급을 쉽게 하고 장비와 작업을 단순화 하기 위하여 조각편들은 단지 둘 또는 세가지 서로 다른 금속함량을 가지고 더욱 세분 된 서브 - 서브 - 카테고리(sub-sub-categories) 속으로 나누어지도록 하는 것이 바람직하다. 이들 카테고리는 스텝 4에서 도시된 바와 같이 설비 또는 다른 라인을 통해 금속의 특정 형태로 분리된다. 이 분리 공정은 최종적으로 금속편이 금속성분에 따라 나누어질 때 까지 1회 이상 되풀이 한다. 조각편의 어떤 특정 카테고리가 스크리닝 선별 단계 1로부터 이루어지기만 하면, 다음 싸이즈 카테고리는 자기적으로 분리된다. 실제 작업상, 5 가지 자기분리 라인(magnetic sorting line)이 사용되는데 제1단계인 스크린 싸이즈 선별 제1단계 후에는 금속편은 각각 분리라인이 되는 단계들을 되풀이 하면서 통과 되도록 한다. 이 분리라인은 단부에서 단부로 정렬된다. 즉, 각기 선행 분리 라인으로부터 조각편들을 수납하면서 정렬되는 것이다. 로터에 있어서, 마그넷트의 크기 및 수량이 여러 가지가 되더라도 상술한 바와 같이 5개의 콘베이어 - 로터 단위의 라인으로 하면 충분히 월 약 육백만파운드의 스크랩 혼합물을 처리할 수 있다. 이 처리량은 설비의 운영에 따라 증가 가능하다. 재료가 하나의 자기분리라인으로부터 다음 라인으로 넘어 갈 때, 유의할 사항은 조각편에 작용되는 자력의 량, 즉 조각편에 유도된 와류의 량은 로터의 회전속도, 콘베이어의 선속도와 쌍극자 및 로터의 표면 사이의 거리를 가변시키므로써 각 라인에 대하여 가변된다. 따라서, 세 가지 항목을 조절하므로써 조각편의 분리는 특별한 시간에 설비를 통하여 이루어지고, 이러한 조정은 처음에는 경험상 시행착오가 있을 것을 가상하여 필수적이다. 또한, 특정장치 단위에 있어 각 조건에 대한 정확한 계수를 만들기 위해 관찰도 필요하다. 이들 계수들은 특정 조건에 의해 결정되고, 설비운전 및 분리결과는 예측 가능하게 되고 계속성을 지니게 된다.

Claims (19)

1. 크기와 종류가 서로 상이한 비철금속으로 이루어지는 조각편(20)의 혼합물을 분리하는 방법에 있어서, 그 분리처리 단계는 서로 다른 비철금속편의 크기와 따라 서로 다른 힘으로 조각편(20)에 자기적으로 유도된 배척력을 작용시키기에 충분할 정도로 신속하게 변화하고 높은 자석밀도자계(high flux density magnetic field) (25)를 통해 미리 지정된 속도와 미리 지정된 방향(predetermined direction)으로 상기 각 조각편(20)들을 물리적으로 움직이도록 상기 조각편(20)들을 이에 가깝게 근접시킨 곳에 회전드럼(10)을 배치하므로써 상기 조작편들을 각각의 물성에 맞추어 움직이도록 하는 단계와 ; 상기 방향으로, 아래로 떨어지는 궤도(32, 33, 34)를 따라 상기 조각편(20)들이 상기 자계를 통해 통과한 직후, 관성과 중력과 상기 자기적으로 유도되는 배척력이 결합된 힘의 영향으로 상기 조작편들이 자유로이 상기 회전드럼으로부터 멀거나 가깝게 떨어지도록 하는 단계와 ; 상기 각 조각편(20)들이 자계(25)가 있는 곳으로부터 떨어지도록 운동하는 거리는 자기적으로 유도되는 배척력에 따라 서로 다른 금속편들이 서로 다른 거리로 각각 떨어져 분리되도록 하는 단계와 ; 분리자속자계(26, 27)를 공급하는 각 영구마그넷트(50)와 드럼표면에서 평행한 열을 이루고 있는 다수개의 타일형상을 한 높은 자속밀도를 가진 영구마그넷트(50)를 상기 드럼표면에 고착시키므로써, 회전드럼(10)의 전체자계(25)는 마그넷트(50)가 드럼표면과 같이 움직임에 따라 신속히 변화하도록 하고, 또한 상기 마그넷트(50)의 노출표면(exposed surfaces)을 코팅시키므로써, 또한 상기 마그넷트(50)의 각 열(48, 49)사이의 약간의 갭(gap)을 채워주므로써 자계(25)를 형성시켜서 상기 분리되는 조각(20)들을 수집하는 단계와로 구성되도록 한 비철금속편의 분리방법
2. 제1항에 있어서, 상기 방법에는 움직이는 통상의 콘베이어 면상에 상기 조각편들을 얹어 놓고 조정가능한 속도로 구동되게 하며, 또한 자계(25)를 통하여 조각편이 움직이는 소정의 속도를 맞추고 또한 조각편(20)의 지지없는 운동궤도의 출발점에서 미리 지정된 속도로 미리 선택하도록 하는 방법이 포함되는 것을 특징으로 하는 비철금속편의 분리 방법
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 방법에는 자계(25)를 상향시키고, 통상 드럼편으로부터 반경상으로 떨어져서 조각편(20)들이 회전드럼(10)을 통과할 때 이들을 감싸도록 자속밀도를 가변시키며, 콘베이어면 위로 여러 높이로 조정가능한 자속을 당기는 쌍극자(magnetic flux attractive dipole)(28)를 설치하며 ; 또한 미리 정해진 위치로 쌍극자의 높이를 조정하므로써 콘베이어면상에 놓여지는 조각편(20)을 둘러싸는 자속밀도를 가변조정하도록 한 방법이 포함되는 것을 특징으로 하는 비철금속편의 분리방법.
4. 제1항, 또는 제2항에 있어서, 상기 방법에는 조각편(20)들을 둘러싸는 자계에서의 자속밀도를 증가시키고, 이 자속밀도는 두께가 영구자석(50) 두께의 약 2배이상이 되는 철벽(45)을 가진 회전드럼(10)으로 형성하므로써 이 철벽(45)에서의 자계(25)를 왜곡되게 하여 납작하게 하므로써 이 자계가 마그넷트의 드럼의 외부로 방사상으로 뻗도록 한 방법을 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 비철금속편의 분리방법
5. 제1항에 있어서, 상기 서로에 관하여 인접하는 열을 길이 방향으로 오프셋팅하므로써 다음 인접열에 관하여 하나의 열에서 소자계(26, 27)를 오프셋(offset)하는 비철금속편의 분리방법
6. 제1항에 있어서, 상기 방법에는 드럼과 동축을 이루는 입구보어(66)를 통해 회전드럼(10)의 일단부 속으로 냉각액을 계속 유입시켜 회전드럼을 냉각하며, 이 냉각액으로 드럼의 내벽을 원심으로 코팅하며, 드럼과 동축으로 드럼의 반대편단부에 형성되 출구구멍(71)을 통해 액체를 연속적으로 유출시키며, 이 출구보어(71)는 냉각액 코팅두께가 출구보어로 이루어지는 원형단부와 회전드럼(10)의 내벽사이의 거리를 초과할 때 입구보어보다 큰 직경을 갖게 하므로써 냉각액이 출구보어(71)를 통해 냉각액이 배출되도록 한 방법이 포함되도록 한 것을 특징으로 하는 비철금속편의 분리방법
7. 제1항에 있어서, 상기 방법에는 또한 상기 조각편(20) 혼합물을 예비스크리닝(pre-screening) 처리하기 위하여 조각편들을 미리 지정한 각각의 크기의 카테고리로 분류하는 상기 싸이클을 가진 분류단계로 반복공정전에 소정의 크기로 우선 분리되도록 하고 ; 상기 분리단계의 다음에는 비철금속편의 궤도거리에 비하여 작거나 거의 없는 운동궤도를 그리며 낙하하는, 예컨데 철 금속편, 플라스틱, 석재, 유리재조각편 등과 같은 비철금속편이 아닌 조각편을 제거하고 ; 상기 조각편들을 보다 더 세분하여 분리하기 위하여 비철금속편을 분류하고 수집하는 하나이상의 분리단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 비철금속편의 분리방법
8. 서로 다른 비철금속의 조각편(20) 혼합물을 분리하기 위한 분리기에 있어서, 그 외면에 고정되는 다수의 영구마그넷트(50)를 평행한 열(48, 49)을 가지는 원통형 회전드럼(10)으로 구성되는 수평축을 가진 통상의 로터(rotor)와 ; 상기 축에 관하여 드럼을 회전시키기 위한 통상의 기구(14, 15)와 ; 드럼축의 횡방향으로 드럼을 넘어 지지대상에서 움직여 이동하는 금속편(20)들을 지지하기 위해 드럼상의 자계(25)안에서 회전드럼(10)위로 근접위치케한 지지대표면(support surface)와 ; 상기 금속편들이 드럼을 넘어 통과하고 자계를 통과하며, 각 조각편(20)들에 순간적으로 자기 배척력을 유도하기에 충분한 크기이되 비철금속의 서로 다른 형태로 가변되도록 하는 배척력의 크기를 가지고 순간적으로 신속히 역전하는 자속계9rapidly reversint magnetic flux field)로 되도록 정렬되게 한 마그넷트(50)의 자계(25)와 ; 상기 지지대표면의 단부에서 레벨아래에 위치하므로써 지지되지 못하는 조각편들이 그 관성에의해 드럼을 가로질러 움직임방향으로 자유로운 움직임을 계속하고, 다음 수직기구위에서 중력에 의해 아래로 낙하하며, 운동방향을 따라 서로로부터 각기 자기유도된 배척력으로 분리되도록 한 성향을 가진 서로 다른 금속조각편을 수집하는 조각편 수집기구(39, 40, 41)와 ; 각 평행열(48, 49)에 있고, 단부에서 단부로 정렬되며, 또한 그 마그넷트(50)의 노출표면을 덮도록 코팅(55)이 주어지며 그 마그넷트(50)의 각 역(48, 49)사이의 약간의 갭을 메워주도록 한 마그넷트(50)과를 구비하여서 되는 비철금속편의 분리장치
9. 제8항에 있어서, 상기 편평한 타일형상으로 형성된 각 열을 가지는 자석은, 마그넷트(50)의 인접열(48, 49)을 상호 길이방향으로 맞대어 편기시키므로써 하나의 열(48)에서의 자석의 단부는 다음 인접열에서의 자석에 관하여 길이방향으로 편기되게 하고 다음 인접열에서의 자석의 자계에 관하여 각각의 마그넷트(50)의 자계를 길이방향으로 대응되게 편기되게 하며 ; 이에 따라 회전드럼로터(10)의 회전중에 상기 지지대에 관한여 각 열이 그 아래로 움직일 때에 지지대에 관하여 상기 로터의 회전속도에 따라 소정의 진동수(predetermined frequency)를 가지고 자속계가 가변되도록 한 비철금속편의 자기분리장치
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 지지대표면에는 얇은 벽을 가진 엔들레스 콘베이어벨트(12)와 회전드럼(10)에 관하여 둘러싸고 동축정렬되는 테일푸울리(tail pulley)(11) 및 이 테일푸울리로부터 멀리 위치한 헤드푸울리(head pulley)(13)와로 구성되고 ; 회전드럼의 속도보다도 상당히 늦은 속도로 푸울리(11, 13)를 회전케하기 위해 그 축기구(17, 18)에 관하여 회전드럼을 회전시키는 기구(14, 15)와로 구성되는 비철금속편의 자기분리장치
11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 회전드럼(10)은 마그넷트(50)의 자계(25)가 드럼의 외부방향으로 향하게 하여 자석의 노출면의 자계(25)는 드럼에 관하여 방사상으로 뻗고, 더욱 마그넷트(50)으로부터 드럼표면에서 자기표면의 자계(25)의 경우보다 자석으로부터 더욱 멀리 떨어지도록 하기 위하여 철재료로 형성된 얇은 벽(45)으로 또한 중공의 것으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기분리장치
12. 제8항에 있어서, 상기 자기적으로 끌어당기는 쌍극자(28)는 드럼축에 평행하게 또한 위로 뻗고 콘베이어벨트상에 위치되며, 상기 쌍극자(28)로 마그넷트(50)의 열(48, 49)의 자계(25)를 그 자체가 위로 끌어당겨서 조각편(20)이 그 속을 통과하는 자계부(magnetic field portion)의 높이를 증가시키도록 한 자기분리장치
13. 제8항에 있어서, 상기 회전드럼(10)은 드럼을 회전시키기 위해 동축, 중공의 단부샤프트(65, 70)에 설치되고, 상기 중공의 샤프트(65, 70)는 각기 중앙부에 보어가 형성되며, 하나의 샤프트(65)는 냉각액출구샤프트(coolant outlet shaft)를 형성하는 다른 샤프트(70)의 보어(71)의 직경보다 작은 보어(66)직경을 가지는 냉각액유액샤프트(coolant liquid intake shaft)로 구성되며 ; 상기 냉각액은 상기 입구샤프트(65)속으로 흘러들어가서 출구샤프트(70)의 큰 직경(71)을 이루는 벽과 중공드럼의 내벽표면사이의 거리에 따라 소정의 깊이로 표면을 구획짓도록 중공드럼의 내벽면을 넘어 원심력으로 퍼지게 하며, 그 속에서 출구샤프트 보어(71)의 바깥으로 냉각액이 넘쳐흐르게 하므로써 드럼을 통하는 냉각액을 계속 순환시켜 주도록 하는 것을 특징으로 하는 자기분리장치
14. 신속히 역전하는 자속계(rapidly reversing magnetic flux field : 25)를 제조하기 위한 자기분리장치 로터는 외면과 중앙축에 보지되는 다수의 영구마그네틱(50)의 열(48, 49)을 가지는 원통형드럼(10)으로 구성되고 ; 상기 회전드럼은 그 축주위로 회전가능하도록 상기 회전드럼(10)이 그 축상길이를 따라 상기 각 열(48, 49)에서 각가의 마그넷트(50)에 대응하여 일련의 분리된 자속계(26, 27)를 부여하고, 상기 자속계는 상기 중앙축에 평행한 고정라인에 관하여 신속히 역전하며 또한 드럼표면에 인접위치되는 상기 로터에는 상기 영구자석(50)외 다수의 평행열(48, 49)이 그외면에 보지되고, 이 각 열(48, 49)은 다수의 유사한, 비교적 작은 영구 마그넷트(50)로 구성되며, 또한 각기 인접마그넷트로 단부에서 단부로 정렬되며, 상기 마그넷트(50)의 각 열(48, 49)로 다음 인접열에서의 마그넷트의 단부로부터 하나의 열에서의 마그넷트의 단부를 편기하도록 다음 인접열에 관하여 길이방향으로 상호 맞대어 편기되는 자석의 각각의 열로 되게 하고, 또한 상기 마그넷트(50)의 노출표면을 덮고 마그넷트(50)의 각 열(48, 49)사이의 좁은 틈을 메우도록 코팅이 행해지도록 한 것을 특징으로 하는 자기분리장치로터(A magnetic sorter rotor)
15. 제14항에 있어서, 상기 회전드럼(10)은 자석(50)의 자계를 왜곡시키는 비철금속재로 형성되므로써 자계가 로터의 안쪽으로 뻗는 거리보다 큰 거리로 로터의 표면으로부터 각 자속계가 외향하여 뻗도록 하고, 상기 드럼은 중공의 내부를 가지는 것을 특징으로 하는 자기분리장치로터
16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 각개 마그넷트(50)는 길죽하고 편평하며, 타일과 같은 형상으로 되고, 각 마그넷트(50)는 드럼의 표면에 영구히 고착되는 큰 면중 하나의 면을 가지게 되는 것을 특징으로 하는 자기분리장치로터
17. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 자석(50)은 각기 큰 면을 가지고, 그 반대편 큰 표면에서의 그것보다 더욱 강한 자계강도를 가지는 것을 특징으로 하는 자기분리장치로터
18. 제14항에 있어서, 상기 드럼(10)의 반대편단부는 드럼축에 관하여 동축정렬되고, 드럼의 닫힌 단부에 관하여 축상 바깥쪽으로 뻗는 닫혀지고 또한 속이 빈 중공의 재치샤프트(closed and a hollow mounting shagt : 65, 70)와 드럼을 통해 액체냉각제를 흐르도록 하기위해 상기 드럼의 내부를 중공으로 하는 것을 특징으로 하는 자기분리장치로터
19. 제18항에 있어서, 상기 중공의 샤프트(65, 70)는 그 내부에 각기 중앙보어(66, 71)를 가지며, 이 보어(71)는 하나의 샤프트(70)에서 다른 샤프트(65)에서의 보어(66)보다 큰 직경으로 하고, 또한 직경이 보다 작은 보어의 샤프트(65)는 냉각액 입구샤프트를 형성하며 직경이 보다 큰 보어의 샤프트(70)는 냉각액출구샤프트를 형성하며 ; 상기 냉각제는 중공의 드럼내부벽면을 넘어 원심력에 의해 퍼져서 산포되어 흐르도록 하므로써 드럼내벽과 큰 샤프트보어(71)의 벽사이의 거리와 실질적으로 같은 깊이로 드럼 내벽면을 코팅하고, 냉각액이 출구샤프트의 큰 보어를 통해 유출되어 계속적으로 드럼(10)을 통해 냉각액이 순환되도록 한 것을 특징으로 하는 자기분리장치로터

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