KR100638838B1 - 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치 - Google Patents

폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 폐합성수지의 유입구 및 배출구를 갖는 압출실린더와, 상기 압출실린더 내에 설치되어 상기 폐합성수지를 상기 배출구로 이송하는 이송스크류와, 상기 압출실린더 내의 폐합성수지를 용융시키는 용융히터를 갖는 폐합성수지 재활용 시스템의 상기 배출구 영역에 설치되는 이물질제거장치에 관한 것으로서, 상기 배출구에 접하는 압출구가 형성되어 있는 챔버와; 상기 압출구를 사이에 두고 상기 챔버 양측에 회전가능하게 설치되는 한 쌍의 여과망권취롤과, 길이방향 양측이 상기 양 여과망권취롤에 권취되며 일구간이 상기 압출구에 접하는 여과망시트를 갖는 여과유닛과; 상기 압출구 대응영역의 상기 여과망시트 전방에 접하는 영역과 이격되는 영역을 향해 폐루프상으로 순환회전하도록 설치되는 다수의 압출공을 갖는 다수의 압출블록과, 상기 압출블록들을 순환구동시키는 압출블록구동부를 갖는 압출유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 재활용수지의 생산작업이 매우 편리하고, 생산성을 현격하게 향상시킬 수 있는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치가 제공된다.
폐합성수지, 압출실린더, 이송스크류, 여과망, 압출블록, 이물질제거

Description

폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치{Impurity filtering device of waste synthetic resin recycle system}
도 1은 종래 폐합성수지 재활용 시스템의 간략한 단면도,
도 2는 도 1의 이물질제거장치 영역 확대 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 이물질제거장치를 갖는 폐합성수지 재활용 시스템의 단면도,
도 4 및 도 5는 도 3의 이물질제거장치 영역의 예를 나타낸 절취 사시도,
도 6은 도 4 및 도 5의 여과유닛 및 압출유닛 분해사시도,
도 7 및 도 8은 도 3 내지 도 5의 이물질제거장치 영역 평면도로서 챔버개폐상태를 나타낸 도면,
도 9 내지 도 11a 및 11b는 본 발명의 다른 형태의 이물질제거장치 영역 평면도,
도 12 및 도 13은 본 발명의 이물질제거장치 영역 확대단면도로서 재활용수지 제조과정을 설명하기 위한 도면,
도 14 및 도 15는 본 발명의 이물질제거장치 영역 다른 형태의 확대단면도,
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 이물질제거장치를 갖는 폐합성수지 재활용 시스템의 간략한 제어구성 예를 나타낸 블록도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
3 : 폐합성수지 재활용 시스템 7 : 압출실린더
6 : 이송스크류 9 : 용융히터
10 : 챔버 11 : 압출구
20 : 여과유닛 21 : 여과망권취롤
22 : 여과망시트 25 : 이물질제거수단
30 : 압출유닛 31 : 압출블록
33 : 압출블록구동부 35,36 : 상하 체인
39 : 잔여물히팅제거장치 40 : 제어유닛
본 발명은, 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치에 관한 것이다.
일반적으로 합성수지재를 주원료로 사용하는 각종 석유화학제품들은 사용 후 폐기할 때, 사회 기반시설인 매립장에 매립되거나 소각장에서 소각 처리되고 있다.
그러나, 합성수지를 포함하고 있는 폐기물(이하 "폐합성수지"라 함)은 자연적으로 분해되지 않기 때문에, 폐합성수지를 매립 처리할 경우에는 토양을 황폐화 시킬뿐만 아니라 우천 등의 발생시 타 오염물질과 섞여 하천으로 흘러들어 수질을 오염시키는 문제가 발생한다. 또한, 폐합성수지를 소각 처리할 경우에는 각종 중금속의 배출과 유독가스의 발생으로 인해 대기를 오염시키는 문제가 발생하게 된 다. 특히, 이러한 수질 및 대기 오염은 자연환경의 파괴뿐만 아니라 인체에도 악영향을 미치는 심각한 문제점으로 대두된다.
이에 따라 최근에는 폐합성수지를 재활용하여 환경오염과 인체의 건강이 저해되는 것을 방지하는 폐합성수지 재활용 시스템들이 지속적으로 개발 발전되고 있는 실정이다. 이하에서는 도면을 참고하여 종래 폐합성수지 재활용 시스템의 일 예를 설명한다.
도 1은 종래 폐합성수지 재활용 시스템의 간략한 단면도이고, 도 2는 도 1의 이물질제거장치 영역 확대 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 종래 폐합성수지 재활용 시스템(101)은 폐합성수지가 투입되는 재료투입부(110)와, 투입된 폐합성수지을 용융 압출하는 용융압출부(120)와, 용융압출부(120)의 배출영역에서 용융수지(용융된 폐합성수지)에 포함된 이물질을 제거하는 이물질제거장치(130)를 가지고 있다.
재료투입부(110)는 후술할 압출실린더(120)의 유입구(121a)에 연통 설치된 호퍼(111)와, 호퍼(111)의 하부에 마련되어 투입량을 조절하는 투입량조절수단(113)으로 이루어지는데, 여기서, 투입량조절수단(113)은 호퍼(111)와 압출실린더(120)를 연결하는 유입구(121a)를 적절하게 개폐 조절할 수 있는 범위에서 다양한 구조와 구성으로 구현될 수 있다. 물론, 투입량 조절수단은 시스템(101)의 규모 등의 제반 여건에 따라서 생략될 수도 있다.
용융압출부(120)는 폐합성수지재의 용융 및 압출 이송 공간을 형성하는 압출실린더(120)와, 압출실린더(120)를 소정의 용융온도로 가열하는 용융히터(123)와, 재료투입부(110)를 통해 압출실린더(120) 내부로 유입되면서 용융 압출되는 폐합성수지(이하 "용융수지"라 함)를 압출실린더(120)의 배출 영역으로 이송시키는 이송스크류(125)와, 이송스크류(125)를 회전시키는 스크류구동부(127)로 이루어진다.
압출실린더(120)는 길이방향 양측에 폐합성수지가 유입되는 유입구(121a) 및 용융된 용융수지가 배출되는 배출구(121b)가 형성되어 있는 중공의 관상체 형상을 가지고 있다. 이 압출실린더(120)의 유입구(121a)는 재료투입부(110)의 호퍼(111) 출구와 연결되며, 배출구(121b)에는 이물질제거장치(130)가 결합된다.
그리고, 용융히터(123)는 압출실린더(120)를 둘러싸도록 설치되며, 도시않은 전원공급부로부터 공급되는 전원에 의해 발열함으로써, 시스템(101)의 초기 가동시 압출실린더(120) 내부를 예열하여 수분을 증발시키고, 압출실린더(120) 내부의 온도를 소정의 용융온도로 가열한다. 또한, 이 용융히터(123)는 시스템(101)의 가동 중단 후 응고된 용융수지를 가열 제거한다.
이송스크류(125)는 압출실린더(120) 내에 길이방향을 따라 수용되어 있으며, 스크류구동부(127)의 구동에 의해 일방향으로 회전함으로써, 압출실린더(120) 내부로 유입된 폐합성수지를 압출실린더(120)의 배출구(121b) 영역으로 압출 이송시킨다. 여기서, 스크류구동부(127)는 이송스크류(125)의 회전축을 회전시키는 구성으로서, 이송스크류(125)의 회전축과 모터를 직접 연결하는 구조 또는 모터의 회전력 을 벨트풀리나 체인 스프라켓 등을 이용하여 이송스크류(125)의 회전축으로 전달하는 구조 등 다양한 구성과 구조로 마련될 수 있다.
한편, 이물질제거장치(130)는 압출실린더(120)의 배출구(121b) 영역에 개폐 가능하게 결합되는 헤드(131)와, 헤드(131)내에 결합되어 압출실린더(120)로부터의 용융수지에 포함된 이물질을 여과하는 여과망(138)을 가지고 있다.
헤드(131)에는 압출실린더(120)의 배출구(121b)에 대응하는 압출구(133)가 형성되어 있는데, 이 압출구(133) 내에는 판면에 다공(135a)이 형성되어 있는 다공압출부(135)가 형성되어 있다. 그리고, 압출실린더(120) 배출구(121b)를 향하는 다공압출부(135)의 일측 둘레영역에는 여과망(138)이 착탈 가능하게 결합되는 여과망결합부(137)가 형성되어 있다.
그리고, 여과망(138)은 망목(138a)의 크기가 다공압출부(135)의 다공(135a)들 직경에 비해 작은 크기를 가지고, 헤드(131)의 여과망결합부(137)에 착탈 가능하게 결합되어 있다. 여기서, 여과망(138)은 폐합성수지의 종류에 따라 적절한 망목(138a) 크기를 갖는 여과망(138)을 교체 이용할 수 있다.
이러한 구성에 의해서 종래 폐합성수지 재활용 시스템(101)은 재료투입부(110)를 통해 압출실린더(120) 내부로 공급된 폐합성수지가 이송스크류(125)의 회전과 용융히터(123)의 가열에 의해 압출실린더(120) 내에서 용융되면서 이물질제거장치(130) 측으로 압출 이송된다
그리고, 이물질제거장치(130)로 압출 이송된 용융수지는 도 2에 도시된 바와 같이, 여과망(138)을 통과하면서 이물질이 제거된 후, 다공압출부(135)의 다공(135a)을 통과하면서 와이어 형상의 재활용수지(140)로 형성되어 헤드(131)의 헤드(131)의 압출구(133)를 통해 외부로 배출된다. 와이어 형상으로 배출되는 재활용수지(140)는 후작업인 커팅 공정을 거쳐 소정 크기를 갖는 다수의 알갱이 형태로 제품화된다.
그런데, 이러한 종래 폐합성수지 재활용 시스템에 있어서는, 이물질제거장치의 여과망에 이물질이 걸려 여과망 전면적에 걸치 망목이 막히게 되면, 작업자가 일일이 헤드를 압출실린더의 배출구 영역으로부터 분리 개방하여 여과망을 교체해주어야 하는 문제점이 있었다.
특히, 여과망의 망목이 막히는 시간이 비교적 짧기 때문에, 폐합성수지 재활용 시스템의 가동을 중단하고 여과망을 빈번하게 교체함으로써, 재활용수지의 생산 작업이 매우 불편하고, 생산성이 현격하게 저하되는 문제점이 발생하였다.
또한, 여과망시트의 교체시에 다공압출부에 잔존하는 용융물이 경화되기 때문에, 폐합성수지 재활용 시스템의 재가동을 위해서는 다공압출부의 잔여 용융물 제거과정이 요구된다. 이에 의해, 생산성은 더욱 저하되는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 재활용수지의 생산작업이 매우 편리하고, 생산성을 현격하게 향상시킬 수 있는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치를 제공 하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 폐합성수지의 유입구 및 배출구를 갖는 압출실린더와, 상기 압출실린더 내에 설치되어 상기 폐합성수지를 상기 배출구로 이송하는 이송스크류와, 상기 압출실린더 내의 폐합성수지를 용융시키는 용융히터를 갖는 폐합성수지 재활용 시스템의 상기 배출구 영역에 설치되는 이물질제거장치에 있어서, 상기 배출구에 접하는 압출구가 형성되어 있는 챔버와; 상기 압출구를 사이에 두고 상기 챔버 양측에 회전가능하게 설치되는 한 쌍의 여과망권취롤과, 길이방향 양측이 상기 양 여과망권취롤에 권취되며 일구간이 상기 압출구에 접하는 여과망시트를 갖는 여과유닛과; 상기 압출구 대응영역의 상기 여과망시트 전방에 접하는 영역과 이격되는 영역을 향해 폐루프상으로 순환회전하도록 설치되는 다수의 압출공을 갖는 다수의 압출블록과, 상기 압출블록들을 순환구동시키는 압출블록구동부를 갖는 압출유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치에 의해서 달성된다.
여기서, 상기 압출블록구동부는 상기 챔버내의 상기 여과망시트 전방에서 상기 압출구 양측에 회전 가능하게 수직방향으로 설치되며 상하부에 스프라켓이 결합되어 있는 한 쌍의 스프라켓축과, 상기 양 스프라켓축 상하부에 폐루프상으로 설치되어 상기 압출블록들을 순환 회전가능하게 지지하는 상하 체인과, 상기 양 스프라켓축 중 어느 하나를 회전시키는 구동모터를 갖는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 양 여과망권취롤 중 어느 하나를 회전시키는 권취롤회전수단을 포함하는 것이 효과적이다.
이때, 상기 권취롤회전수단은 상기 스프라켓축과 상기 여과망권취롤의 축에 마련되는 연동스프라켓과, 상기 양 연동스프라켓을 반대방향으로 회전시키는 크로스 연동체인으로 마련될 수 있다.
혹은, 상기 권취롤회전수단은 상기 여과망권취롤의 축을 회전시키는 권취롤회전모터로 마련될 수 있다.
한편, 상기 압출구로부터 이격 이동된 상기 여과망시트 일영역에 인접하게 설치되어 상기 여과망시트에 걸러진 이물질을 제거하는 이물질제거수단을 더 포함하는 것이 보다 바람직하다.
이때, 상기 이물질제거수단은 상기 여과망시트로 열을 가하는 히팅기, 상기 여과망시트를 브러싱하는 회전브러쉬, 상기 여과망시트를 타격하는 타격기 중 어느 하나인 것이 보다 효과적이다.
그리고, 상기 여과망시트와 이격되는 위치의 상기 압출블록을 향해 열기를 발산하는 잔여물히팅제거장치를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 챔버의 적어도 일영역에는 상기 챔버 내부를 온도 상승시키는 챔버히터가 설치되어 있는 것이 효과적이다.
또한, 적어도 상기 구동모터와 상기 권취롤회전모터의 구동을 제어하는 제어유닛을 더 포함하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 제어유닛은 상기 압출실린더의 적어도 배출구영역과 상기 압출구 영역의 압력을 감지하는 압력감지센서와, 상기 압력감지센서에서 감지된 압력이 미 리 설정된 압력에 비해 높을 때, 상기 구동모터와 상기 권취롤회전모터를 미리 설정된 시간동안 구동시키는 제어부로 이루어질 수 있다.
또는, 상기 제어유닛은 타이머와, 상기 타이머에서 전달되는 소정의 시간 간격으로 상기 구동모터와 상기 권취롤회전모터를 미리 설정된 시간동안 구동시키는 제어부로 이루어질 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다. 이때, 이물질제거장치를 제외한 나머지 폐합성수지 재활용 시스템의 구성은 전술한 종래 폐합성수지 재활용 시스템의 구성과 거의 동일할 수 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명에 따른 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치에 대해서만 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 이물질제거장치를 갖는 폐합성수지 재활용 시스템의 단면도이고, 도 4 및 도 5는 도 3의 이물질제거장치 영역의 예를 나타낸 절취 사시도이며, 도 6은 도 4 및 도 5의 여과유닛 및 압출유닛 분해사시도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치(1)는 외관 및 장치 수용공간을 형성하는 챔버(10)와, 압출실린더(7)의 배출구(8)를 통해 배출되는 용융수지에서 이물질을 여과하는 여과유닛(20)과, 여과된 폐합성수지를 재활용수지(도 13의 A)로 압출하는 압출유닛(30)과, 여과유닛(20) 및 압출유닛(30)의 구동을 제어하는 제어유닛(40)을 포함한다.
챔버(10)의 일측에는 압출실린더(7)의 배출구(8)에 접하는 압출구(11)가 형성되어 있으며, 챔버(10)의 하부에는 압출유닛(30)으로부터의 재활용수지(A)가 외부로 배출될 수 있도록 제품배출구(12)가 형성되어 있다. 여기서, 압출구(11)는 그 유입영역이 압출실린더(7)의 배출구(8)에 대응하는 크기로 형성되고, 그 배출영역이 챔버(10)의 내측을 향해 축경된 테이퍼관 형상을 갖도록 형성된다. 이때, 압출구(11)의 배출영역은 후술할 여과유닛(20)의 여과망시트(22)에 거의 인접하게 된다. 이 압출구(11)는 챔버(10)에 형성될 수도 있으나 경우에 따라서는 압출실린더(7)의 배출구(8)에 형성될 수도 있다. 또한, 이 챔버(10)의 양측에는 후술할 여과유닛(20)의 여과망시트(22)가 통과할 수 있도록 여과망통과구(13)가 형성되어 있다.
그리고, 챔버(10)는 장치의 점검 및 수리 등을 위한 압출실린더(7)의 배출구(8) 영역을 개폐할 수 있도록 압출실린더(7)와 결합되는 것이 바람직하다. 이는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 압출실린더(7)의 배출구(8)를 향하는 챔버(10)의 일측이 압출실린더(7)의 일측에 회동 가능하게 힌지(14) 등의 구조로 결합하고, 챔버(10)의 타측을 체결볼트(15)와 너트(17) 등으로 압출실린더(7)의 타측에 고정 및 고정해제 가능하도록 하는 구조로 마련될 수 있다.
또한, 챔버(10)의 전방과 상부 중 적어도 어느 일 영역에는 챔버(10) 내부를 확인하거나 장치의 점검 및 수리 등을 위한 개구부(도 7 내지 도 13의 18)가 커버(도 7 내지 도 13의 19)에 의해 개방 및 차단 가능하도록 마련되어 있는 것이 바람직하다.
여과유닛(20)은 챔버(10)의 양 외측에서 여과망통과구(13)에 인접하여 회전가능하게 수직방향으로 설치되는 한 쌍의 여과망권취롤(21)과, 챔버(10)의 양측 여과망통과구(13)를 통과하며 길이방향 양측이 양 여과망권취롤(21)에 권취되는 여과망시트(22)를 포함한다.
여기서, 양 여과망권취롤(21) 중 어느 하나는 챔버(10)의 일측에 자유회전 가능하게 설치되고, 다른 하나의 여과망권취롤(21)은 권취롤회전수단(23)에 의해 회전 가능하게 설치됨으로써, 권취롤회전수단(23)의 회전구동에 의해 여과망시트(22)가 일측의 여과망권취롤(21)로부터 챔버(10) 내부를 통과하여 타측의 여과망권취롤(21)에 자동으로 권취되도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 권취롤회전수단(23)은 도 4와 같이, 후술할 압출유닛(30)의 압출블록구동부(33)로부터 구동력을 전달받아 여과망권취롤(21)을 회전시키는 구성으로 마련될 수 있으며, 도 5와 같이, 여과망권취롤(21)의 축에 직접 연결되어 제어부(43)에 의해 구동제어되는 독립적인 권취롤회전모터(27) 등 다양한 구성으로 마련될 수 있다. 이 경우에는 여과망권취롤(21)의 회전주기와 시간 및 속도 등은 제어부(43)에 미리 설정된 주기 및 시간과 속도에 기초하여 제어될 수 있다.
물론, 권취롤회전수단은 챔버(10)를 개방한 상태에서 작업자가 직접 수동으로 여과망권취롤(21)을 회전시키는 수동 구성으로 마련될 수도 있다. 이 경우에는 양 여과망권취롤(21)이 모두 자유회전 가능하게 설치되며, 적어도 어느 일측의 여과망권취롤(21)에 작업자가 파지하여 회전시킬 수 있는 회전핸들(미도시) 등의 구 성을 마련하는 것이 바람직하다.
여과망시트(22)는 챔버(10)의 압출구(11) 둘레에 비해 큰 폭을 가지고 있으며, 길이방향 양측이 전술한 바와 같이, 여과망권취롤(21)에 권취된다. 이 여과망시트(22)의 길이 및 권취량은 폐합성수지 재활용 시스템(3)의 규모 및 요구되는 재활용수지(A) 생산량에 따라 여과망권취롤(21)의 회전이 가능한 범위에서 최대한 크게 마련되는 것이 바람직하다.
이때, 여과망시트(22)의 망목(미도시) 크기는 압출되는 용융수지가 원활하게 통과하면서 폐합성수지에 포함된 비교적 작은 금속이나 돌 등의 불용성 이물질이 충분히 걸러질 수 있을 정도의 크기로 마련되는 것이 바람직하며, 또한, 여과망시트(22)는 압출실린더(7)에서 압출되는 폐합성수지의 압력에 대해 파손되지 않고 견딜 수 있는 정도의 강도를 갖는 금속망시트로 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 챔버(10)의 내부에 위치하는 구간의 여과망시트(22)는 챔버(10)의 압출구(11) 배출영역에 거의 접하게 배치되는데, 이때, 압출구(11)와 여과망시트(22) 사이의 간극은 여과망권취롤(21)의 회전에 따라 여과망시트(22)가 이동할 수 있는 범위 및 용융수지가 흘러내리지 않을 정도의 간극을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 여과유닛(20)은 도 9 및 도 10에 간략하게 도시된 바와 같이, 챔버(10)의 외측에 설치되어 여과망시트(22)에 걸러진 이물질을 제거하는 이물질제거수단(25)을 포함할 수 있다. 이물질제거수단(25)으로는 도 10과 같이, 여과망시트(22)에 고온의 열기를 발산하여 용융성 이물질을 태워 제거하는 히팅기(25a)나, 도 9와 같이, 여과망시트(22)를 브러싱하거나 타격하여 여과망시트(22)에 걸러진 불용성 이물질을 이탈시키는 회전브러쉬 또는 타격기(25b) 등으로 마련될 수 있다. 이에 의해, 여과망시트(22)를 반복적으로 장기간동안 사용할 수 있다. 물론, 여과망시트(22)는 교체가 가능하다.
한편, 압출유닛(30)은 여과망시트(22)에서 이물질이 제거된 용융수지를 재활용수지(A)로 압출하는 다수의 압출블록(31)과, 압출블록(31)을 여과망시트(22)에 접하는 영역으로부터 이격되는 영역으로 폐루프상으로 순환구동시키는 압출블록구동부(33)를 포함한다.
각각의 압출블록(31)은 여과망시트(22)의 폭에 비해 큰 상하길이를 가지고 있으며, 적어도 여과망시트(22)의 폭에 대응하는 압축블록의 길이구간에는 다수의 압출공(31b)이 형성되어 있다. 이 압출공(31b)들은 여과망시트(22)를 향하는 압출블록(31)의 일측면(폐루프상의 압출블록(31) 외측)으로부터 반대측면(폐루프상의 압출블록(31) 내측)을 향해 축경된 테이퍼단면을 갖도록 관통되어 있다. 이때, 여과망시트(22)를 향하는 압출공(31b)의 직경은 여과망시트(22)의 망목(미도시) 크기에 비해 크게 형성된다. 이는 여과망시트(22)를 통과한 재활용수지(A)가 긴 와이어형상으로 원활하게 압출될 수 있도록 하기 위함이다.
이러한 압출블록(31)들은 그 상하단부 영역이 고정브라켓(31c) 등을 이용하여 후술할 압출블록구동부(33)의 상하 체인(35,36)에 폐루프상으로 결합된 상태에서, 여과망시트(22)에 접하는 영역과 이격되는 영역으로 폐루프상으로 순환회전한 다. 이때, 여과망시트(22)에 접하는 영역에 위치하는 압축블록들은 인접하는 타 압축블록과 밀착된 상태에서 압출구(11) 배출영역에 비해 큰 면적의 압출면(31a)을 형성하게 되며, 여과망시트(22)를 통과한 재활용수지(A)들은 압출면(31a) 형성영역에 분포되는 압출블록(31)들의 압출공(31b)들을 통과함으로써, 다수의 와이어형상을 갖는 재활용수지(A)가 압출된다.
압출블록구동부(33)는 챔버(10)내부의 여과망시트(22) 전방에서 압출구(11) 양측에 회전 가능하게 수직방향으로 설치되며 상하부에 스프라켓(34a,34b)이 결합되어 있는 한 쌍의 스프라켓축(34)과, 양 스프라켓축(34) 상하부에 폐루프상으로 설치되어 압출블록(31)을 순환 회전가능하게 지지하는 상하 체인(35,36)과, 양 스프라켓축(34) 중 어느 하나를 회전시키는 구동모터(37)를 포함한다.
이 압출블록구동부(33)는 후술할 제어유닛(40)의 제어에 의해 구동모터(37)가 소정의 주기로 소정시간동안 구동하면 스프라켓축(34)이 회전함으로써, 체인(35,36)에 결합되어 있는 압출블록(31)이 여과망시트(22)에 인접하는 영역과 이격되는 영역으로 폐루프 경로로 순환회전한다.
여기서, 압출블록구동부(33)는 압출블록(31)을 회전시키는 역할을 포함하여 전술한 여과망권취롤(21)을 회전시키기 위한 권취롤회전수단(23)으로도 이용될 수 있다. 이 경우에는 도 4에 간략하게 도시한 바와 같이, 압출블록구동부(33)의 스프라켓축(34)과 여과유닛(20)의 여과망권취롤(21)의 축에 각각 연동스프라켓(23a)을 마련하고 이들을 크로스된 연동체인(23b)으로 연결하여 상호 반대방향으로 연동회전시키도록 하는 등의 다양한 연동구조로 압출블록구동부(33)의 구동력이 여과망 권취롤(21)에 전달되도록 할 수 있다.
또한, 압출유닛(30)은 도 11a에 도시된 바와 같이, 압출블록(31)이 여과망시트(22)와 이격되는 위치에 마련되어 압출블록(31)을 향해 열기를 발산하는 잔여물히팅제거장치(39)를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 여과망시트(22)에 인접하는 위치에서 재활용수지(A)를 압출하던 여과망블록들이 압출블록구동부(33)의 구동에 의해 회전하여 여과망시트(22)와 이격되는 위치에 있을 때, 압출블록(31)의 압출공(31b)들에 남아 있는 용융수지를 제거함으로써, 잔여 용융수지가 압출블록(31)의 압출공(31b) 내부에서 경화되는 것을 방지하기 위한 구성이다.
여기서, 압출블록(31)에 남아 있는 잔여물을 제거하기 위한 구성은 도 11b에 도시된 바와 같이, 챔버의 일영역에 설치되어 챔버 내부를 온도 상승시키는 챔버히터(71)로 마련될 수도 있다.
또한, 압출유닛(30)은 여과망시트(22)에 인접하는 압출블록(31)의 이면에 마련되는 압출다이스(60)를 포함하는 것이 바람직하다. 이 압출다이스(60)는 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 압출블록(31)에 형성된 다수의 압출공(31b)에서 압출된 재활용수지를 다시 축소된 개수의 와이어 형상의 재활용수지로 압출시키기 위한 것으로서, 그 압출블록(31)의 압출공(31b)에 접하는 영역에 압출챔버(61)가 형성되어 있으며, 압출챔버(61) 내측 판면에는 압출블록(31)의 압출공(31b) 수에 비해 적은 수의 최종압출공(63)이 복수개 형성되어 있다.
한편, 제어유닛(40)은 도 16에 도시된 바와 같이, 압출실린더(7)의 적어도 배출구(8)영역과 챔버(10)의 압출구(11) 영역의 압력을 감지하는 압력감지센서(41)와, 압력감지센서(41)에서 감지된 압력이 미리 설정된 압력에 비해 높을 때, 압출블록구동부(33) 및 권취롤회전수단(23)을 미리 설정된 시간동안 구동시키는 제어부(43)를 포함한다.
이때, 설정압력은 여과망시트(22)에 이물질이 걸러지면서 압출구(11)영역의 여과망시트(22)가 막혀 용융수지가 원활하게 여과망시트(22)를 통과하지 못하는 시점에서 발생되는 압력이며, 압출블록구동부(33) 및 권취롤회전수단(23)의 구동시간은 압출구(11)에 대응하는 여과망시트(22)에 인접하게 위치하던 압출블록(31)들이 압출구(11)에 대응하는 여과망시트(22)로부터 이격되는 위치까지 이동할 수 있는 구동시간이다. 이때, 전술한 바와 같이, 압출블록구동부(33)와 권취롤회전수단(23)이 단일의 압출블록구동부(33)의 구동모터(37)에 의해 연동되는 구조이면, 구동시간은 압출블록구동부(33)의 구동모터(37) 구동시간이 되며, 압출블록구동부(33)와 권취롤회전수단(23)이 각각의 독립된 구동모터와 권취롤회전모터(37,27)로 이루어지면, 구동시간은 각 구동모터와 권취롤회전모터(37,27)의 구동시간이 된다. 또한, 권취롤회전수단(23)이 수동구조이면 구동시간은 압출블록구동부(33)의 구동모터(37) 구동시간으로 설정된다.
따라서, 제어부(43)에 의해 구동모터(37)가 설정된 시간동안 회전하게 되면, 압출구(11)에 대응하는 영역에 위치하던 여과망시트(22)는 일측의 여과망권취롤(21)로 권취되고, 압출구(11)에 대응하는 영역에서 여과망시트(22)에 인접하게 위치하던 압출블록(31)들은 여과망시트(22)와 이격된 위치로 이동하게 된다. 이에 의해, 압출구(11)영역에는 새로운 여과망시트(22)의 일구간이 위치하게 되고, 압출블록(31) 역시 새로운 영역의 압출블록(31)들이 여과망시트(22)에 인접하여 압출면(31a)을 형성하게 된다.
여기서, 제어유닛(40)은 도 17에 도시된 바와 같이, 타이머(42)와, 타이머(42)에서 전달되는 소정의 시간 간격으로 압출블록구동부(33) 및 권취롤회전수단(23)을 미리 설정된 시간동안 구동시키는 제어부(43)로 구성할 수도 있다. 이 경우 타이머(42)의 시간 간격은 압출실린더(7)의 배출영역과 챔버(10)의 압출구(11) 영역에 과도한 압력이 발생하기 전의 시간을 미리 계산하여 그 시간 간격으로 제어부(43)가 압출블록구동부(33) 및 권취롤회전수단(23)을 미리 설정된 시간동안 구동시키도록 한 것이다. 압출블록구동부(33) 및 권취롤회전수단(23)의 구동시간은 전술한 바와 동일하므로 반복 설명을 생략한다.
그리고, 제어유닛(40)의 제어부(43)는 전술한 압출실린더(7)의 스크류구동부(4) 및 용융히터(9)의 구동을 함께 제어할 수 있다.
이러한 구성에 의해서, 본 발명에 따른 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치(1)를 이용한 재활용수지(A)의 제조과정을 설명한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 폐합성수지 재활용 시스템(3)의 재료투입부(5)에 폐합성수지를 공급하면, 폐합성수지는 압출실린더(7) 내부로 공급되어 배출영역으로 이송된다. 그리고, 압출실린더(7) 내부로 공급된 폐합성수지는 이송스크류(6)의 회전과 용융히터(9)의 가열에 의해 압출실린더(7) 내에서 용융되면서 이 물질제거장치(1) 측으로 압출 이송된다.
이물질제거장치(1)로 압출 이송된 용융수지는 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 압출구(11)에 위치하는 여과망시트(22)를 통과하면서 이물질이 제거된 후, 압출블록(31)의 압출공(31b)들을 통과하면서 와이어 형상의 재활용수지(A)로 형성되어 챔버(10)의 제품배출구(12)를 통해 외부로 배출된다. 와이어 형상으로 배출되는 재활용수지(A)는 후작업인 커팅 공정을 거쳐 소정 크기를 갖는 다수의 알갱이 형태로 제품화된다.
한편, 전술한 제조과정 중에 압력감지센서(41)로부터 전달되는 압출실린더(7)의 배출구(8)영역과 챔버(10)의 압출구(11) 영역의 압력이 미리 설정된 압력에 비해 높으면, 제어부(43)는 압출블록구동부(33) 및 권취롤회전수단(23)을 미리 설정된 시간동안 구동시킨다. 즉, 구동모터(37)를 설정되어 있는 시간동안 구동시킨다. 또는, 전술한 제조과정 중에 타이머(42) 설정에 따라 제어부(43)는 소정의 시간 간격으로 압출블록구동부(33) 및 권취롤회전수단(23)을 미리 설정된 시간동안 구동시킬 수 있다. 이때, 제어부(43)는 압출실린더(7)의 스크류구동부(4)를 정지시키는 것이 바람직하다.
그러면, 도 7의 표시부 "a"방향으로 압출블록구동부(33)의 스프라켓축(34)이 회전하여 여과망시트(22) 전방에 인접하게 위치하던 압출블록(31)들이 여과망시트(22)와 이격되는 위치로 이동함과 동시에, 다른 구간에 위치하던 압출블록(31)들이 여과망시트(22)의 전방에 인접하게 위치한다.
또한, 권취롤회전수단(23)의 구동에 의해 압출구(11)에 인접하던 이물질이 걸러진 여과망시트(22)는 도 7의 표시부"b"빙향으로 이동하여 일측 권취롤에 권취되고 타측 원취롤에 권취되어 있던 새로운 여과망시트(22)의 일부 구간이 압출구(11)에 인접하게 위치 이동한다. 이때, 압출블록구동부(33)와 권취롤회전수단(23)은 전술한 바와 같이 연동될 수 있으며, 각각 독립적으로 구동될 수 있다. 또한, 권취롤회전수단(23)은 전술한 바와 같이, 수동의 구조를 갖도록 하여 도 와 같이 챔버(10)를 개방하여 압력을 해제한 상태에서 수동으로 회전시킬 수 있다.
압출구(11)의 전방에 새로운 구간의 여과망시트(22)와 압출블록(31)들이 위치하게 되면, 제어부(43)는 압출블록구동부(33) 및 권취롤회전수단(23)의 구동을 정지시키는 한편, 압출실린더(7)의 스크류구동부(4)를 구동시킴으로써, 계속하여 폐합성수지가 이물질제거장치(1)를 거쳐 재활용수지(A)로 제조될 수 있게 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치는 재활용수지의 압출 제조과정에서 압출구 영역의 여과망시트 망목이 이물질에 의해 막히더라도 압출구 영역으로 새로운 영역의 여과망시트가 이동 위치함으로써, 오랜 시간동안 연속적으로 용융수지에서 이물질을 제거하여 재활용수지를 생산할 수 있다.
또한, 압출블록을 여과망시트와 인접한 영역에서 이격되는 위치로 순환 이동시킴으로써, 압출공의 막힘에 효과적으로 대응할 수 있을 뿐만 아니라, 잔여물히팅제거장치 등을 마련하여 압출블록에 남는 잔여 용융물을 효과적으로 제거할 수 있다.
이에 의해, 재활용수지의 생산 작업이 매우 편리하고, 생산성이 현격하게 증가한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 재활용수지의 생산작업이 매우 편리하고, 생산성을 현격하게 향상시킬 수 있는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치가 제공된다.

Claims (12)

  1. 폐합성수지의 유입구 및 배출구를 갖는 압출실린더와, 상기 압출실린더 내에 설치되어 상기 폐합성수지를 상기 배출구로 이송하는 이송스크류와, 상기 압출실린더 내의 폐합성수지를 용융시키는 용융히터를 갖는 폐합성수지 재활용 시스템의 상기 배출구 영역에 설치되는 이물질제거장치에 있어서,
    상기 배출구에 접하는 압출구가 형성되어 있는 챔버와;
    상기 압출구를 사이에 두고 상기 챔버 양측에 회전가능하게 설치되는 한 쌍의 여과망권취롤과, 길이방향 양측이 상기 양 여과망권취롤에 권취되며 일구간이 상기 압출구에 접하는 여과망시트를 갖는 여과유닛과;
    상기 압출구 대응영역의 상기 여과망시트 전방에 접하는 영역과 이격되는 영역을 향해 폐루프상으로 순환회전하도록 설치되는 다수의 압출공을 갖는 다수의 압출블록과, 상기 압출블록들을 순환구동시키는 압출블록구동부를 갖는 압출유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압출블록구동부는
    상기 챔버내의 상기 여과망시트 전방에서 상기 압출구 양측에 회전 가능하게 수직방향으로 설치되며 상하부에 스프라켓이 결합되어 있는 한 쌍의 스프라켓축과,
    상기 양 스프라켓축 상하부에 폐루프상으로 설치되어 상기 압출블록들을 순 환 회전가능하게 지지하는 상하 체인과,
    상기 양 스프라켓축 중 어느 하나를 회전시키는 구동모터를 갖는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 양 여과망권취롤 중 어느 하나를 회전시키는 권취롤회전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 권취롤회전수단은
    상기 스프라켓축과 상기 여과망권취롤의 축에 마련되는 연동스프라켓과,
    상기 양 연동스프라켓을 반대방향으로 회전시키는 크로스 연동체인으로 마련되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 권취롤회전수단은 상기 여과망권취롤의 축을 회전시키는 권취롤회전모터로 마련되는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압출구로부터 이격 이동된 상기 여과망시트 일영역에 인접하게 설치되 어 상기 여과망시트에 걸러진 이물질을 제거하는 이물질제거수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 이물질제거수단은 상기 여과망시트로 열을 가하는 히팅기, 상기 여과망시트를 브러싱하는 회전브러쉬, 상기 여과망시트를 타격하는 타격기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 여과망시트와 이격되는 위치의 상기 압출블록을 향해 열기를 발산하는 잔여물히팅제거장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 챔버의 적어도 일영역에는 상기 챔버 내부를 온도 상승시키는 챔버히터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  10. 제4항에 있어서,
    적어도 상기 구동모터와 상기 권취롤회전모터의 구동을 제어하는 제어유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어유닛은
    상기 압출실린더의 적어도 배출구영역과 상기 압출구 영역의 압력을 감지하는 압력감지센서와,
    상기 압력감지센서에서 감지된 압력이 미리 설정된 압력에 비해 높을 때, 상기 구동모터와 상기 권취롤회전모터를 미리 설정된 시간동안 구동시키는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어유닛은
    타이머와,
    상기 타이머에서 전달되는 소정의 시간 간격으로 상기 구동모터와 상기 권취롤회전모터를 미리 설정된 시간동안 구동시키는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 폐합성수지 재활용 시스템의 이물질제거장치.
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