KR100799849B1

KR100799849B1 - 풍력과 중력을 이용한 플라스틱 플러프와 후레이크의 건식선별장치

Info

Publication number: KR100799849B1
Application number: KR1020040113402A
Authority: KR
Inventors: 손영배
Original assignee: 손영배
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2008-01-31
Also published as: KR20050005388A

Abstract

본 발명은 혼합된 각종 플라스틱을 분쇄한 상태에서 플러프(fluff)와 후레이크(flake) 및 이물질을 효율적으로 자동선별하는 장치에 대한 것이다.

본 발명은 기존 풍력을 이용한 건식 선별방식으로는 플러프와 후레이크 및 먼지 혹은 모래나 돌가루 또는 금속류 등 각종 이물질을 효율적으로 선별할 수 없는 문제를 해결하기 위한 노력으로 얻어진 결과이다. 본 발명에 의한 선별기술은 건식에 의해서 플러프와 후레이크를 분리함과 동시에 먼지나 각종 이물질을 사전에 선별해 냄으로서 습식 비중선별 대상 원료의 청결과 입도(size) 및 재질을 한정시키게 되고, 습식선별시에 발생하는 슬러지(sludge)를 최소화시킬 목적에서 얻어진 것이다. 또한, 본 발명은 투입·반송장치를 확산형으로 해서 물체의 배열과 정렬이 자동적으로 이루어지도록 함으로서 반복공급의 작용이 없이 선별이 극대화되도록 한 장치와 선별장치를 하나의 시스템으로 하였으므로 컴팩트한 구조를 가진 특징을 지니고 있다.

이 발명의 구성은 확산형 반송장치(搬送裝置)에 송풍휀(fan)과 진동 (vibration)장치를 장착하고, 플러프와 먼지를 회수하고서 다시 플러프만을 선별하기 위한 송풍휀과 진동장치를 장착한 스크린 쳄버(screen chamher)를 연결한 다음, 회수된 후레이크에서 미세물과 이물질을 선별하는 스크린과 진동장치를 연결한 구조로 되어 있다. 이로써 플라스틱 분쇄품에서 플러프와 후레이크를 별도로 분리하고, 플러프와 먼지를 분리함과 동시에, 후레이크와 미세물 및 이물질을 건식으로 각각 분리·선별하는 기능이 자동적으로 이루어진다.

플러프, 후레이크, 이물질, 미세물, 슬러지, 확산형 투입·반송장치, 송풍휀, 진동모터, 스프링, 스크린 쳄버, 반원형 스크린, 수평 스크린, 건식 선별

Description

풍력과 중력을 이용한 플라스틱 플러프와 후레이크의 건식 선별장치{The separator of Plastic fluff and flake by pneumatics and gravity}

도 1은 기본적인 풍력을 이용한 분쇄물 건식 선별장치의 개념도

도 2는 기존의 진동을 이용한 반송식 선별장치 개요도

도 3은 본 발명에서의 풍력과 중력을 이용한 플러프와 후레이크의 건식 선별장치 측면도

도 4는 본 발명에 사용된 확산형 투입·반송장치의 구조도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 투입구 2 : 확산형 투입·반송장치

3 : 차단판 4 : 분리·유도장치

5 : 스크린 쳄버 6 : 스프링

7 : 진동모터 8 : 송풍휀

9 : 플러프·먼지 배출구 10 : 후레이크·이물질 출구

11 : 반원형 스크린 12 : 수평 스크린

13 : 미세물·이물질 출구 14 : 후레이크 출구

15 : 플러프 출구 16 : 먼지와 에어 출구

본 발명은 폐기물로 배출된 혼합 폐플라스틱 분쇄물에서 각종 이물질 및 플러프(fluff)와 후레이크(flake)를 건식으로 자동 분리·선별하여 비중을 이용한 습식 재질분리를 용이하게 하는 장치에 대한 것이다. 이 장치는 기존에 그리고 최근에 외국에서 상용화된 풍력을 이용한 분쇄물 분리·선별장치에서는 달성할 수 없는 효과적인 분리와 이물질이나 먼지를 분리하여 습식 분리·선별장치에 공급하는 대상물을 청결하게 하고, 습식 재질·선별장치에서 발생하는 슬러지(sludge)를 최소화하는데 기여할 목적으로 발명되었다.

본 발명에서는 투입·반송장치를 확산형으로 해서 풍력을 이용한 분리·선별에서 절대적인 입자가 고르게 배열되고 정렬하는 기능을 개발하여 반복 공급이 없이도 분리와 선별이 극대화되는 장치가 구성되어 하나의 설비로서 컴팩트하고 시스템화되는 특징이 있다.

특히, 본 발명에서는 먼지와 플러프를 함께 분리하고, 미세한 모래나 토사 및 금속류 등 이물질과 후레이크를 함께 분리한 다음에, 다시 플러프에서 먼지를 제거하면, 후레이크에서 각종 미세한 이물질을 분리하는 다단형 분리시스템을 달성한 것이 핵심이다.

기존에 그리고 최근에 상용화된 외국의 분쇄물 건식 선별장치는 다양한 종류와 형태가 있으나, 장치의 핵심은 풍력을 이용한 중력식 선별방식이다. 즉, 다단 구조를 가진 에어쳄버에 강제로 공기를 공급하여 비중에 의한 비산거리와 낙하지점 을 감안한 차단막을 설치하여 낙하물은 회수하고,공기를 다시 순환하는 방식이다. 그러나 이와 같은 풍력을 이용한 중력식 선별방식에서는 먼지와 플러프가 비산하여 공기를 흡입하는 흡인휀이 막히고, 공급하는 투입구에서 배열과 정렬이 되지 않으므로 후레이크에 플러프가 섞여서 효과적인 플러프와 후레이크의 분리가 되지 않는 단점이 있다. 아울러 후레이크에 미세물 유기물 및 유리가루나 모래가 혼입되어 습식 선별장치에서 슬러지가 많이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 수평 스크린을 경사지게 장착하고 진동장치를 이용하여 반송식(搬送式) 선별장치도 존재하는데, 진동을 이용한 반송식 선별장치에서는 스크린의 타공경(打孔徑)과 비슷한 입자의 분쇄물이 수평 스크린이 막는 폐색현상이라는 단점이 있어서 입자의 크기가 15밀리미터 이하인 입도(粒度)의 분쇄물에서는 사용하기가 부적절한 문제점이 있다.

본 발명에서는 혼합된 플라스틱 분쇄물의 풍력을 이용한 중력식 선별방식에서 먼지와 플러프가 공기를 흡입하는 흡인휀을 막는 폐색현상을 해결하고, 원료를 공급하는 투입구에서 배열과 정렬을 효과적으로 함으로서 후레이크에 플러프가 섞이지 않도록 하며, 습식 선별장치에서 각종 이물질과 먼지에 의한 슬러지의 발생량을 최소화하는 기술적인 과제를 해결하고자 하였다.

아울러, 진동을 이용한 반송식 선별장치는 스크린의 타공경(打孔徑)과 비슷한 입자의 분쇄물이 수평 스크린이 막는 폐색현상이 있는데, 이를 극복하기 위해서는 타공경이 작은 수평 스크린을 사용해야 한다. 그렇게 되면 미세한 모래나 흙가 루 등은 분리되지만, 먼지나 타공경보다 큰 입자는 분리되지 않는 단점이 있다. 또한, 진동을 이용한 반송식 선별장치에서는 플러프와 후레이크가 분리되지 않는 단점이 있다. 그러므로 혼합 플라스틱의 분쇄물의 분리·선별에서는 진동을 이용한 반송식 선별장치를 사용하지 않고 있다.

혼합 폐플라스틱의 분쇄품에서 플러프와 후레이크를 분리해야 하는 이유는 플러프와 후레이크가 혼합되면 플러프의 비중이 낮아서 성형이나 압축 등의 방법으로 감용화(減容化)를 해야 하는데, 굳이 감용을 하지 않아도 되는 후레이크에도 에너지를 사용해야 하는 비경제적인 문제를 극복하기 위한 것이다. 또한, 선별된 플러프에 먼지가 섞이면 순도가 플러프의 낮아지고, 현장에 먼지가 비산(飛散)하여 작업환경을 나쁘게 한다. 후레이크에 미립자의 플라스틱 분쇄물이나 모래나 각종 이물질이 혼입되면 습식 비중선별장치에서 슬러지가 많이 발생한다.

그러므로 혼합된 플라스틱의 분쇄물을 경제적이고 효과적으로 재활용하기 위해서는 먼저 건식으로 플러프와 후레이크를 분리하고, 먼지와 각종 이물질을 제거한 후에 습식 비중선별을 하는 기술이 필요하다.

본 발명에서는 투입하는 15밀리미터 이하인 입도의 혼합 플라스틱 분쇄물이 풍력선별에 적응이 용이하도록 배열과 정렬을 하여 이송시킨 후, 플러프를 2단계로 분리한 다음에 플러프에서 먼지를 제거하여 순도가 높은 플러프를 회수하며, 후레이크와 미세 이물질 및 미세 후레이크를 동시에 분리해서 후레이크에서 미세 이물질과 미세 후레이크를 별도로 분리·제거하는 시스템을 개발함으로서, 기존 풍력을 이용한 중력식 선별방식과 진동을 이용한 반송식 선별장치에서는 달성할 수 없는 효과적인 플러프와 후레이크의 건식 선별을 실현하였다. 후레이크에서 미세 이물질과 미세 후레이크를 별도로 분리하는 방법에 있어서는, 후레이크의 비중이 평균적으로 1.3 이하인 것과, 이물질은 주로 토사 등 비금속류나 금속 혹은 비철금속으로써 비중이 최소한 3.0 이상인 것에 착안하여 스크린을 진동모터를 이용하여 진동시키면 비중이 무거운 미세 이물질과 스크린 공경(孔徑)보다 작은 입자의 후레이크가 그보다 큰 입자의 후레이크에서 분리되는 원리를 장치화하였다.

이하 첨부된 도면을 토대로 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 3에서와 같이 투입·반송장치(2)를 경사지게 하고, 도 4와 같이 반송부를 확산형으로 하여 투입하는 선별대상 원료의 배열과 확산을 용이하게 함으로써 투입물의 정체와 축적을 방지하여 풍력선별의 효율을 극대화하였다. 선별대상 원료의 배열과 확산이 이루어지지 않으면 고형물체인 투입 원료의 간섭작용에 의해서 풍력 전달이 흐트러지게 되어 선별 효율이 낮아지는데, 본 발명에서는 배열 효과를 극대화하기 위하여 반송부를 확산형으로 하고, 확산 효과를 극대화하기 위하여 차단판(3)과 진동모터(7a)를 부착하였다. 반송부에 장착된 송풍휀(8a)에서 공급하는 공기(air)로 부상한 플러프는 플러프 출구(9)를 통하여 분리·유도장치(4)를 거쳐 스크린 쳄버(5)로 유도되어서 반원형 스크린(11a)과 수평 스크린(12a)에서 분리되어 플러프 출구(15b)를 거쳐 배출·회수된다. 부상하지 않는 플러프는 플러프 출구(15a)를 통하여 흡입 기능을 하는 송풍휀(8b)이 부착된 분리·유도장치(4)를 거쳐 진동모터(7b)가 부착된 스크린 쳄버(5)로 유도되어서 반원형 스크린(11a)과 수평 스크린(12a)에서 분리되어 플러프 출구(15b)를 거쳐 배출·회수된다. 반원형 스크린(11a)은 공경(孔徑) 8mmΦ의 타공망이며, 8mmΦ 이상의 플러프는 반원형 스크린(11a)을 통과하지 못하고, 반원인 형태의 스크린의 가장자리를 통하여 낙하하여 수평 스크린(12a)을 거쳐 플러프 출구(15b)를 통하여 회수된다. 수평 스크린(12a)의 구조도 역시 공경(孔徑) 8mmΦ의 타공망이며, 8mmΦ 이상의 플러프는 수평 스크린(12a)을 통과하지 못하고 플러프 출구(15b)를 통하여 회수된다. 특히, 수평 스크린이 경사지게 장착되어 있으므로 자연낙하와 진동에 의한 이동으로 플러프 출구(15b)로 배출되게 된다. 플러프 출구(15b)는 플러프 출구(15c)로 연결된다. 한편, 반송부의 차단판(3) 밑으로 통과한 후레이크와 무거운 미세 이물질 및 미세한 후레이크는 분리·유도장치(4)를 거쳐 스크린 쳄버(5)를 거치지 않고 후레이크·이물질 출구(10)를 통하여 그 밑에 부착된 진동모터(7c)가 부착된 반원형 스크린(11b)에서 분리되어서 무거운 미세 이물질과 미세한 후레이크는 미세물·이물질 출구(13)를 통하여 회수되고, 선별의 목적물인 미세 이물질과 미세한 후레이크를 분리시킨 후레이크는 후레이크 출구(14)를 통하여 회수된다.

본 발명의 구성에서 복합플라스틱 분쇄물을 자동으로 건식 분리·선별을 용이하게 하는 작용은 확산형 투입·반송장치(2)와 스크린 쳄버(5) 및 후레이크·이물질 출구(10) 밑에 장착된 반원형 스크린(11)에 진동모터(7)를 부착하여 반송장치와 차단판 및 스크린에 플러프나 먼지 및 이물질이 고착되는 현상을 방지하였다. 또한. 분리·유도장치(4)에 공급된 후레이크와 이물질에 혼입된 일부 먼지와 플러프를 효과적으로 분산시켜 분리·유도장치 위에 장착된 송풍휀(8)에 일부 먼지와 플러프를 흡인될 수 있도록 별도의 송풍휀(8)을 설치하여 먼지와 플러프가 섞이지 않은 후레이크를 공급할 수 있도록 하였다.

이와 같은 장치를 시스템화하여 플라스틱 분쇄물에서 풍력과 중력을 이용한 플라스틱 플러프와 후레이크의 효과적인 자동 건식 선별장치가 발명되었다.

본 발명에 의해서 습식 비중 재질선별설비에 먼지와 이물질이 제거된 청결한 원료가 공급되어 습식 선별설비에서 슬러지의 발생량을 최소화시키고, 먼지가 혼입되지 않은 고순도의 플러프만을 별도로 건식으로 회수함으로서 습식으로 선별·회수한 탈수율이 낮은 플러프를 건조할 필요가 없게 되어 재활용에서 에너지를 절약하는 효과를 나타내었다. 또한 플러프와 후레이크를 별도로 회수함으로서 회수물을 감용(減容)하는데 후레이크를 포함시키지 않게 되어 추가적인 에너지를 투입할 필요가 없으므로 추가적인 경제적 효과를 얻게 되었다.

Claims

플라스틱의 다양한 재질이 혼합된 분쇄품의 투입·확산을 용이하게 하는 확산형 투입·반송부(2)와,

확산 효과를 극대화하는 차단판(3)과 진동모터(7a)와,

플러프의 분리·유도 기능을 하는 분리·유도장치(4)가 장착되고,

분리·유도장치에서 부상하지 않는 플러프가 이송되는 플러프 출구(15a)와 흡입 기능을 하는 송풍휀(8b)과 진동모터(7b)가 부착된 스크린 쳄버(5)와,

플러프를 회수하기 위한 반원형 스크린(11a)과 수평 스크린(12a) 및 플러프 출구(15b, 15c)와,

무거운 미세 이물질 및 미세한 후레이크를 분리하기 위하여 후레이크와 이물질을 배출하는 출구(10) 밑에 부착된 진동모터(7c)와 반원형 스크린(11b)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 풍력과 중력을 이용한 플라스틱 플러프와 후레이크의 건식선별장치.