KR100308850B1 - 분쇄기의수냉식칼날 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분쇄기의 수냉식 칼날에 관한 것이다.

종래의 분쇄기 칼날은 공냉식이기 때문에 분쇄물을 분쇄할 때 많은 열이 발생하여 물성변화를 일으키므로 칼날이 신장되어 고정칼날에 접촉되거나 칼날이 쉽게 물러지게 되고, 또 이러한 현상 때문에 피분쇄물을 미세하게 분쇄하지 못하였다. 또한 분쇄시 회전칼날의 열에 의해 피분쇄물이 가지고 있는 고유의 성질을 잃어버리게 되어 저질의 재생칩을 얻게 되며, 이러한 폐단 때문에 피분쇄물의 분쇄 처리속도가 매우 떨어지고 또 분쇄기의 부피가 커지게 되는 폐단이 있었다.

본 발명은 외주면에 다수개의 분쇄날(31)을 갖는 원통형 회전드럼(30)의 양측에 중심이 회전드럼과 연통되도록 냉각수 유입,유출구(41a)(41b)가 형성된 회전축(40a)(40b)을 각각 설치하여 분쇄기의 프레임에 회전가능하게 설치하고, 상기 회전축의 냉각수 유입구(41a)에는 냉각수 공급수단을 연결하고 타측 회전축의 냉각수 유출구에는 냉각수 회수수단을 연결설치하여 회전칼날(28)의 내부로 냉각수가 순환되도록 하였다. 따라서 회전칼날이 수냉식으로 냉각되므로 냉각효과가 좋아 분쇄날 크기를 미세하게 형성하여 고속분쇄가 가능하므로 빠른시간내에 많은 양의 피분쇄물을 처리할 수 있는 효과가 있고, 또 피분쇄물의 성질을 변화시키지 않고 한 번의 공정에 입자가 아주 작은 양질의 재생칩을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

분쇄기의 수냉식 칼날

본 발명은 분쇄기에 관한 것으로, 특히 피분쇄물을 분쇄하는 회전칼날의 내부로 냉각수가 순환되도록 하여 분쇄작동시 발생되는 회전칼날의 열을 효과적으로 냉각시키므로 한 번에 미세한 입자의 크기로 고속분쇄가 가능한 분쇄기의 수냉식 회전칼날에 관한 것이다.

일반적으로, 자원의 재활용도를 높혀 원료의 비용을 절감하고 또 환경오염방지를 위해 재생가능한 비닐, 폐타이어 등과 같은 것들을 분쇄기로 잘게 분쇄하여 동일 또는 다른 제품을 생산하는 원료로 사용하도록 하고 있다.

종래의 분쇄기는 도 1a에서와 같이 회전칼날(14)의 전후부에 고정칼날 (11)(12)이 구성되어 있는데, 회전칼날(14)은 날이 3개 또는 4개로 구성되어 있고, 고정칼날(11)(12)은 회전칼날(14)과 인접되게 설치되며, 나사(13)에 의해 그 간극을 조절할 수 있도록 되어 있다.

또 도 1b에서와 같이 회전칼날(14)의 몸체에 칼날(15)를 볼트로 결합하여 칼날(15)이 마모되었을 경우에는 칼날(15)만 교체할 수 있도록 된 것도 있다.

이러한 구조에 의해 피분쇄물이 공급되는 회전칼날(14)이 회전되면서 피분쇄물을 고정칼날(11)의 사이로 끌고 들어가면서 회전칼날(14)의 크기로 파쇄시킨다. 파쇄된 피분쇄물은 회전칼날(14)의 하부의 스크린(16)위로 떨어지게 되며 입자가 작은 것은 스크린(16)을 통과하게 되고 입자가 큰 것은 다시 회전칼날(14)에 의해 후측에 설치된 고정칼날(12)에 의해 재 파쇄된 후 리싸이클되어 다시 파쇄공정을 거치게 된다.

이와 같이 분쇄되는 피분쇄물은 그 입자가 작으면 작을 수록 양질의 상품이기 때문에 여러공정을 거쳐 입자를 작게 형성한다.

그러나 종래의 분쇄기 칼날 구조는 입자를 더욱 작게 하기가 매우 어렵다. 그 이유는 분쇄물을 분쇄할 때 열이 발생하게 되는데 이와 같이 발생되는 열을 공냉식으로 냉각시키도록 되어 있어 냉각효율이 떨어지기 때문이다. 따라서 열에 의해 회전칼날이 신장되는 등 물성변화를 일으켜 고정칼날에 접촉되거나 칼날이 열에 의해 물러져 쉽게 파손되는 폐단이 있었다.

또 이러한 열에 의한 물성변화에 의해 칼날을 미세하게 형성하는데는 한계가 있어 결국 피분쇄물을 미세하게 분쇄하지 못하였다.

또한 분쇄시 피분쇄물이 가지고 있는 고유의 성질을 회전칼날의 열에 의해 잃어버리게 되어 저질의 재생칩을 얻을 수밖에 없는 폐단이 있었다.

이러한 현상 때문에 회전칼날의 고속회전은 불가능하여 저속으로 가동시킬 수밖에 없으며, 또 피분쇄물을 작은 입자로 분쇄시키기 위해 여러 단계를 거쳐 분쇄할 수밖에 없으므로 피분쇄물의 처리속도가 매우 떨어질 수밖에 없고 또 분쇄기의 크기가 커질 수밖에 없는 폐단이 있었다.

따라서 본 발명은 이러한 종래의 폐단을 해소하기 위해 창안한 것으로, 그 목적은 피분쇄물을 분쇄하는 분쇄기의 회전칼날 내부로 냉각수가 순환되도록 하여 분쇄작동시 발생되는 회전칼날의 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 하여 회전칼날의 물성변화를 최소화시킴으로 분쇄날을 미세하게 형성할 수가 있고, 고속회전을 가능하게 하여 빠른시간내에 많은 양의 피분쇄물을 처리할 수 있고, 또 피분쇄물의 성질을 변화시키지 않고 한 번의 공정에 입자가 아주 작은 양질의 재생칩을 얻을 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 회전칼날의 수명을 연장시키고, 회전드럼의 양측에 설치된 회전축을 탈착가능하게 하여 교체 및 고장수리가 용이하도록 하는데 있다.

도 1a,1b는 종래의 분쇄기 칼날 구조도,

도 2는 본 발명의 수냉식 칼날이 부착된 분쇄기의 측면도,

도 3은 본 발명에 따른 수냉식 칼날의 구조를 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 수냉식 칼날의 요부 분리사시도,

도 5는 도 3의 A-A'선 단면도,

도 6은 본 발명의 수냉식 칼날이 부착된 분쇄기의 정면도,

도 7은 본 발명의 수냉식 칼날의 회전드럼표면에 형성된 분쇄날의 구조도,

도 8은 본 발명의 수냉식 칼날의 회전드럼 내주면에 냉각핀이 형성된 상태를 나타낸 단면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

20 - 다이 22 - 호퍼 24 - 구동모터

26,27 - 고정칼날 28 - 회전칼날 30 - 회전드럼

31 - 분쇄날 32 - 보강살 33 - 구멍

35 - 플랜지 36 - 축구멍 37 - 나사구멍

40a,40b - 회전축 41a,41b - 냉각수 유입,출입구 41 - 삽입부

42 - 결합플랜지 43 - 나사구멍 44 - 나사

45 - 베어링 50 - 스크린 52 - 걸름구멍

60 - 냉각수탱크 62 - 냉각수공급관 63 - 냉각수회수관

(도 7)(도 8)

70 - 냉각핀 71 - 분쇄날

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 분쇄기의 수냉식 칼날은, 양측에 고정칼날을 갖고 그 사이에 설치되어 동력을 전달받아 회전되면서 유입되는 피분쇄물을 잘게 분쇄하는 분쇄기의 칼날에 있어서, 외주면에 다수개의 분쇄날을 갖는 원통형 회전드럼의 양측에 중심이 회전드럼과 연통되도록 냉각수 유입,출구가 형성된 회전축을 각각 설치하여 분쇄기의 프레임에 회전가능하게 설치하고, 상기 회전축의 냉각수 유입구에는 냉각수 공급수단이 연결되고 타측 회전축의 냉각수 유출구에는 냉각수 회수수단이 연결 설치된 것이다.

이러한 구조에 의해 냉각수가 고속회전하는 칼날의 내부로 순환하게 되므로칼날의 냉각효과를 높일 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 수냉식 칼날이 부착된 분쇄기의 측면도이다.

참조번호 20은 분쇄기의 다이이고 그 상부에는 피분쇄물을 유입시키기 위한 호퍼(22)가 설치되어 있다. 호퍼(22)의 하부에는 회전칼날(28)이 설치되어 있으며, 그 전후부에는 미세한 간격으로 고정칼날(26)(27)이 유격조절가능한 구조로 설치되어 있다. 회전칼날(28)의 하부에는 메쉬단위의 걸름구멍(52)을 가진 스크린(50)이 설치되어 있으며, 그 하부에는 스크린(50)을 통과한 가공 완료된 재생칩을 이송하는 도면에 도시되지 않은 이송장치가 설치되어 있다.

다이(20)의 후측에는 회전칼날(28)을 회전시키기 위한 구동모터(24)가 설치되어 있어 일측 회전축(40a)(40b)단에 설치된 풀리와 벨트로 연결되어 있다.

도 3은 본 발명의 수냉식 칼날의 구조를 나타낸 단면도로서, 회전칼날(28)은 외주면에 축방향으로된 분쇄날(31)이 촘촘하게 형성된 원통형 회전드럼(30)과, 이 회전드럼(30)의 양측에 설치되는 회전축(40a)(40b)으로 구성되어 있다.

회전드럼(30)의 분쇄날(31)은 축방향과 평행하게 형성되어 있는데, 이 분쇄날은 도 4와 같이 단면이 매우 작은 톱니형상으로 되어 있다.

회전드럼(30)은 내부가 중공이기 때문에 보강을 위해 일정간격으로 보강살 (32)이 형성되어 있고 이 보강살(32)의 중심부는 냉각수가 통과할 수 있도록 구멍 (33)이 형성되어 있다. 또 회전드럼(30)의 양측 내주면에 도 3과 같이 플랜지(35)가 형성되어 있고 이 플랜지(35)의 중심부는 양측 회전축(40a)(40b)의 단부가 기밀하게 삽입되는 축구멍(36)이 형성되어 있으며, 이 축구멍(36)의 둘레에는 나사구멍 (37)이 다수개 형성되어 있다.

회전드럼(30)의 양측에 설치되는 회전축(40a)(40b)은 중심을 축방향으로 회전드럼(30)과 연통되는 냉각수 유입구 및 유출구(41a)(41b)가 형성되어 있다. 각 회전축(40a)(40b)은 일단에 플랜지(35)의 축구멍(36)에 대응 삽입되는 삽입부(41)가 형성되어 있고, 또 회전드럼(30)의 플랜지(35)와 동일한 크기의 결합플랜지(42)가 형성되어 있으며, 이 결합플랜지(42)에는 플랜지(35)의 나사구멍(37)과 일치하는 나사구멍(43)이 형성되어 있다.

이러한 구조에 의해 각 회전축(40a)(40b)은 삽입부(41)를 회전드럼(30)의 삽입구멍(36)에 삽입시키고 회전드럼(30)의 플랜지(35)에 나사구멍(37)(43)을 일치시키면서 결합플랜지(42)를 밀착시킨 후 나사구멍(37)(43)에 나사(44)를 체결하여 회전축(40a)(40b)을 도 3과 같이 견고하게 고정 조립한다.

이 회전축(40a)(40b)의 외주에는 베어링(45)이 설치되어 도 2에서와 같이 프레임에 축착되며, 일측 회전축(40a)(40b)에는 구동모터(24)와 벨트로 연결되어 회전되도록 되어 있다.

또한 일측 회전축(40a)(40b)에는 냉각수 공급관(62)이 연결되어 있고 타측 회전축(40a)(40b)에는 냉각수 회수관(63)이 연결되어 있으며 각각 냉각수 탱크(60)에 연결되어 있다. 이때 연결부는 고속 회전하는 회전축(40a)(40b)을 자유롭게 해주면서 냉각수가 새지 않도록 되어 있다.

이러한 구조로 되어 있는 본 발명의 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.

호퍼(22)에 피분쇄물을 유입시키면 고정칼날(26)(27) 및 회전칼날(28)의 상부로 공급된다. 이 상태에서 분쇄기를 작동시키면 구동모터(24)가 작동하여 벨트로 회전칼날(28)을 회전시키게 되고, 회전칼날(28)은 피분쇄물을 고정칼날(26)의 사이로 이송시키면서 회전드럼(30) 표면에 형성된 분쇄날(31)이 피분쇄물을 작은 입자로 잘게 분쇄시킨다. 이렇게해서 분쇄되는 피분쇄물은 하부의 스크린(50)을 통해 걸러진다. 스크린(50)은 대략 30∼50메쉬(50메쉬이상도 가능함) 정도의 걸름구멍 (52)이 형성되어 있으므로 잘게 분쇄된 분쇄물은 스크린(50)을 통과하게 되고 통과된 분쇄물은 도면에 도시되지 않은 버큠펌프에 의해 흡입되어 이송된다. 이때 스크린(50)에 끼어있는 분쇄물은 버큠펌프의 흡인력에 의해 빨려들어가는 공기의 흐름에 의해 제거된다. 그리고 입자가 굵은 분쇄물은 다시 회전칼날(28)에 의해 회전되면서 후측에 설치된 고정칼날(26)(27)과의 사이에서 다시 잘게 분쇄되어 상부로 올라가 처음과 같은 분쇄공정을 거치게 되어 다시 스크린(50)을 통과하게 된다. 그런데, 회전드럼(30) 표면에 형성된 분쇄날(31)이 워낙 작고 촘촘하여 대부분 첫분쇄공정시 원하는 크기 이상으로 잘게 분쇄되어 스크린(50)을 통과하게 된다.

이와 동시에 냉각수 탱크(60)의 도면에 도시되지 않은 펌프가 작동하여 냉각수공급관(62)을 통하여 회전축(40a)(40b)의 냉각수 유입구(41a)로 냉각수를 펌핑한다. 펌핑되는 냉각수는 회전축(40a)(40b)의 냉각수 유입구(41a)를 타고 회전드럼 (30)내부로 충진된다. 이때 원심력에 의해 냉각수는 회전드럼(30)의 내주면에 골고루 분포하여 흐르게 되므로 고속회전하면서 피분쇄물을 분쇄시키는 과정에서 발생된 열을 효과적으로 냉각시키게 된다. 이와 같이 냉각작용을 한 냉각수는 타측 회전축(40a)(40b)의 냉각수 유출구(41b)를 통해 배수되게 되고, 이 냉각수 유출구 (41b)를 통해 배수된 냉각수는 다시 냉각수탱크(60)로 유입된다.

이와 같이 순환되는 냉각수에 의해 고속회전하면서 피분쇄물을 분쇄시키는 과정에서 회전칼날(28)에 발생되는 높은 열을 효과적으로 냉각시키므로써 피분쇄물의 성질을 변화시키지 않고 양호한 질의 재생칩을 얻을 수 있고, 또 회전드럼(30) 표면에 형성된 분쇄날(31)이 열에 의해 무뎌지는 것을 방지하게 되므로 회전칼날 (28)의 수명을 연장시킬 수가 있는 것이다.

한편, 본 발명의 회전칼날(28)의 고장수리시 회전드럼(30)의 양측에 설치된 회전축(40a)(40b)이 나사(44)결합되어 있으므로 나사(44)를 풀어 회전드럼(30)을 간단하게 분리시킬 수 있으므로 편리하게 고장수리를 할 수 있다. 특히 분쇄날(31)이 장시간의 사용에 의해 무뎌지게 되면 회전드럼(30)을 회전축(40a)(40b)과 분리시킨 후 회전드럼(30)의 표면에 형성된 분쇄날(31)을 다시 가공하여 회전축 (40a)(40b)과 결합하여 재 사용할 수 있다. 또한 회전드럼(30)의 수명이 다하여 교체해야 할 때에도 간단하게 교체할 수 있다.

도 7은 본 발명의 수냉식 칼날의 회전드럼표면에 형성된 분쇄날의 구조도로서, 회전드럼(30)표면의 분쇄날(71)이 회전드럼(30)의 축방향으로부터 일정한 각으로 경사지게 형성되어 있다.

이러한 분쇄날(31)의 형상에 의해 회전드럼(30)이 회전하여 피분쇄물을 분쇄시킬 때 분쇄날(71)이 피분쇄물을 베듯이 분쇄시키기 때문에 분쇄효과를 향상시킬 뿐만 아니라 회전칼날(28)의 부하가 적게 작용하게 된다. 또한 회전칼날(28)의 분쇄날(71)이 한 피치씩 대응되는 것이 아니라 항상 여러개의 분쇄날(71)이 동시에 연속적으로 대응되어 피분쇄물을 절단하기 때문에 피분쇄물을 분쇄시킬 때 고정칼날(26)(27)이 받는 충격을 최소화해주게 되므로 수명이 연장되고 고장을 방지하게 된다.

도 8은 본 발명의 수냉식 칼날의 회전드럼(30) 내주면에 냉각핀이 형성된 상태를 나타낸 단면도로서, 회전드럼(30)의 내주면에 나선형의 냉각핀(70)이 형성되어 있다. 이러한 냉각핀(70)에 의해 냉각수와의 접촉면적이 넓어져 냉각효과가 상승하게 될 뿐만 아니라 유입되는 물을 나선형 냉각핀(70)을 통해 냉각수 유출구 (41b)로 안내하므로 냉각수의 순환이 원활해져 더욱더 회전칼날(28)의 냉각효과가 상승하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 회전칼날의 내부로 냉각수가 순환되므로 피분쇄물을 분쇄시키는 과정에서 발생되는 높은 열을 효과적으로 냉각시키므로 회전칼날의 분쇄날 크기를 미세하게 형성하여 고속분쇄가 가능하므로 빠른시간내에 많은 양의 피분쇄물을 처리할 수 있는 효과가 있고, 또 피분쇄물의 성질을 변화시키지 않고 한 번의 공정에 입자가 아주 작은 양질의 재생칩을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또 한 번에 피분쇄물을 목적하는 크기의 작은 입자로 분쇄시킬 수 있기 때문에 분쇄기의 구조가 매우 단순해져 부피가 줄어들고 설치면적이 줄어들어 제품의 시설비가 줄어드는 장점이 있다.

또 회전드럼 표면에 형성된 분쇄날이 열에 의해 무뎌지는 것을 방지하게 되므로 회전칼날의 수명을 연장시킬 수가 있고, 회전드럼의 양측에 설치된 회전축이 나사결합되어 탈착이 용이하므로 편리하게 교체 및 고장수리를 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 냉각수 통수용 유로를 갖는 분쇄기의 회전칼날에 있어서,

   상기 회전칼날(28)은 외주면에 경사진 다수개의 분쇄날(70)을 가지며, 내부에 냉각수 통수용 구멍(33)을 다수개 구비한 보강살(32)과 내주면에 나선형 냉각핀 (70)을 가지며, 양측에 축구멍(36)을 갖는 플랜지(35)를 구비한 회전드럼(30)과,

   중앙부에 냉각수 유입구 및 유출구(41a)(41b)를 갖고 일단에 플랜지(35)의 축구멍(36)에 대응 삽입되는 삽입부(41)를 가지며, 둘레에 회전드럼(30)의 플랜지 (35)와 밀착 결합되는 결합플랜지(42)를 형성한 한 쌍의 회전축(41a)(40b)을 구성하여 상기 회전드럼(30)의 양측 플랜지(35)에 상기 회전축(40a)(40b)을 착탈 가능하게 나사결합하여 구성된 것을 특징으로 하는 분쇄기의 수냉식 칼날.