KR101579619B1 - 폐전자제품의 비철계금속 선별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비철계금속 선별장치에 관한 것으로서, 상기 파쇄된 폐전자제품 혼합물이 이동되는 경사판과; 상기 경사판을 지지하는 지지프레임과; 상기 경사판의 배면에 상기 경사판의 축방향에 일정각도 경사지게 결합된 복수개의 영구자석과; 상기 혼합물이 상기 경사판의 경사각도에 의해 자중으로 이송될 때, 상기 혼합물 중 비철계금속은 상기 영구자석의 자력에 의해 내부에서 생성된 와전류로 상기 경사판의 축방향에 대해 경사방향으로 이동된 후 낙하되고, 상기 혼합물 중 비금속은 상기 경사판을 따라 이동된 후 하부에서 낙하되는 것을 특징으로 한다.

Description

폐전자제품의 비철계금속 선별장치{NON STEEL MATERIAL SORTING APPARATUS FOR WASTE ELECTRONIC GOODS}

본 발명은 비철계금속 선별장치에 관한 것으로, 보다 자세히는 파쇄된 폐전자제품 혼합물로부터 비철계금속과 비금속을 선별하여 회수할 수 있는 비철계금속 선별장치에 관한 것이다.

폐가전제품은 유용자원을 회수할 수 있는 훌륭한 근원(source)가 될 수 있고, 현재까지 폐가전으로부터 유가금속과 폐플라스틱을 회수하여 재활용하는 기술이 많이 개발되어 있는 실정이다.

폐가전으로부터 금속을 회수하기 위해, 종래에는 파쇄, 자력선별 및 비중선별 등의 방법을 단독 또는 병행하여 사용하고 있다. 그런데, 폐가전제품에는 금속 외에, 폐플라스틱도 다량 함유되어 있는 관계로, 이들을 효과적으로 분리할 기술이 요구된다. 하지만, 기존에 개발된 재활용기술로는 금속과 플라스틱을 재질별로 충분히 분리하기가 용이하지 않아 재활용 효율이 낮은 문제가 있었다. 또한, 금속 중 비철금속을 선별할 수 있는 기술의 개발도 아직까지는 미미한 실정이다.

도 1은 종래 폐전자제품으로부터 자석에 붙지 않는 비철계금속(Al, Mg, Sn, Cu, Pb)과 비금속을 분리하기 위해 사용되는 자력 선별장치(100)의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.

도시된 바와 같이 종래 자력 선별장치(10)는 드럼(11)의 표면에 축(12)과 나란한 방향으로 자석(13)을 배열하고, 드럼(11)의 표면으로 컨베이어벨트(15)가 이송된다. 드럼(11)의 회전에 의해 드럼(11)의 부근에 변화하는 자기장이 형성된다. 컨베이어벨트(15)를 통해 이송되는 금속이 자기장 내로 들어오면 금속의 내부에 와전류가 생성된다. 따라서, 비철금속의 경우 내부에 생성되는 와전류와 드럼(11)에 의해 생성된 자기장이 반발하여 드럼(11)으로부터 튕겨나가 드럼(11)으로부터 멀리 위치한다(X방향). 반면, 비금속의 경우 자기장의 영향을 받지 않으므로 컨베이어벨트(15)를 따라 이동되어 컨베이어벨트(15) 하부에 낙하된다(Y방향).

종래 자력 선별장치(10)는 알루미늄캔과 같이 크기가 최소 50mm 이상 되는 비철금속편과 비금속의 분리에 유용하다. 그러나, 금속편의 크기가 작아질수록 와전류와 자기장의 반발력이 줄어들어 분리효율이 매우 낮아지는 단점이 있다.

이에 최소 2mm 이상 크기의 비철계금속까지 분리가 가능한 새로운 방식의 비철계금속 선별장치가 요구된다.

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 2mm 이상의 비철계금속을 용이하게 선별하여 분리할 수 있는 비철계금속 선별장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

본 발명의 목적은 파쇄된 폐전자제품 혼합물로부터 비철계금속과 비금속을 선별하는 비철계금속 선별장치에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 비철계금속 선별장치는, 상기 파쇄된 폐전자제품 혼합물이 이동되는 경사판과; 상기 경사판을 지지하는 지지프레임과; 상기 경사판의 배면에 상기 경사판의 축방향에 일정각도 경사지게 결합된 복수개의 영구자석과; 상기 혼합물이 상기 경사판의 경사각도에 의해 자중으로 이송될 때, 상기 혼합물 중 비철계금속은 상기 영구자석의 자력에 의해 내부에서 생성된 와전류로 상기 경사판의 축방향에 대해 경사방향으로 이동된 후 낙하되고, 상기 혼합물 중 비금속은 상기 경사판을 따라 이동된 후 하부에서 낙하되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 복수개의 영구자석은 서로 다른 극이 이웃하게 배치되도록 일정간격으로 배치되고, 상기 비철계금속은 Al, Mg, Cu, Sn, Pb, Zn 중 어느 하나이다.

일 실시예에 따르면, 상기 지지프레임의 상부로 수직하게 연장형성된 수직암과; 상기 경사판의 하부로 일정길이 연장형성되는 제1연결암과; 상기 수직암과 상기 제1연결암을 관통하여 결합되는 회전축과; 상부가 상기 회전축에 결합되고 하부에 조절슬릿이 형성된 제2연결암과; 상기 회전축이 회전되거나 회전되지 못하도록 상기 회전축의 회전여부를 구속하는 구속너트를 더 포함한다.

일 실시예에 따르면, 상기 경사판의 경사각도를 외력에 의해 조절할 때, 상부는 상기 조절슬릿에 이동가능하게 결합되고 하부는 상기 지지프레임에 상하 높이조절 가능하게 결합되어 상기 제2연결암의 하부를 지지하는 각도조절봉을 더 포함한다.

본 발명에 따른 비철계금속 선별장치는 복수개의 영구자석을 사선방향으로 경사판을 따라 연속하여 배치하므로 최소 2mm 이상의 미세한 입자까지도 선별하여 분리할 수 있다.

도 1은 종래 자력 선별장치의 선별 원리를 도시한 예시도,
도 2는 본 발명에 따른 비철계금속 선별장치의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 비철계금속 선별장치의 측면구성을 도시한 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 비철계금속 선별장치의 정명구성을 도시한 정면도,
도 5는 본 발명에 따른 비철계금속 선별장치의 선별원리를 도시한 예시도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 2는 본 발명에 따른 비철계금속 선별장치(100)의 구성을 도시한 사시도이고, 도 3은 비철계금속 선별장치(100)의 측면구성을 도시한 측면도이고, 도 4는 정면구성을 도시한 정면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 비철계금속 선별장치(100)는 지지프레임(110)과, 지지프레임(110)에 일정각도 경사지게 배치되며 파쇄된 폐전자부품 혼합물(M)이 공급되는 경사판(120)과, 경사판(120)의 배면에 경사지게 배치된 복수개의 영구자석(130)과, 경사판(120)의 지지프레임(110)에 대한 경사각도를 조절하는 각도조절봉(140)을 포함한다.

지지프레임(110)은 경사판(120)을 통해 혼합물(M)이 투입되어 비철계금속(A)과 비금속(B)으로 분리될 수 있도록 지지프레임(110)을 지지한다.

지지프레임(110)은 지면에 수평하게 형성된다. 지지프레임(110)은 상부로 수직하게 형성되는 수직암(111)과, 수직암(111)을 관통하여 삽입된 후 경사판(120)의 제1연결암(121)에 결합되어 경사판(120)이 회동되도록 지지하는 회전축(113)과, 수직암(111)과 이격되게 상방향으로 돌출형성되어 각도조절봉(140)을 지지하는 조절봉결합판(115)을 포함한다.

수직암(111)은 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 지지프레임(110)의 양측으로부터 수직하게 일정길이 돌출되어 경사판(120)의 일측에 배치된다. 수직암(111)은 제1연결암(121)과 회전축(113)에 의해 결합된다.

회전축(113)의 일측 단부에는 회전축(113)의 회전을 구속하는 구속너트(113a)가 구비된다. 구속너트(113a)는 수직암(111)을 통해 외부로 노출된 회전축(113)에 결합된다. 구속너트(113a)가 체결된 상태에서는 회전축(113)이 회전을 하지 못하고 구속되고, 구속너트(113a)가 분리된 상태에서는 회전축(113)이 회전한다.

작업자는 구속너트(113a)를 분리한 후 경사판(120)을 손으로 가압하여 경사판(120)의 회전각도를 조절한다. 경사판(120)을 손으로 가압할 경우 제1연결암(121)이 회전축(113)을 중심으로 회전하게 된다. 작업자는 희망하는 경사각으로 경사판(120)이 배치되면 회전축(113)에 구속너트(113a)를 결합시켜 회전축(113)의 회전을 차단시킨다.

조절봉결합판(115)은 "ㄷ"자 형상으로 지지프레임(110)의 상부에 결합된다. 조절봉결합판(115)의 상부에는 각도조절봉(140)이 삽입되는 삽입공(미도시)이 형성되고, 삽입공(미도시)에 결합너트(115a)가 고정배치된다. 결합너트(115a)는 각도조절봉(140)과 나사결합되어 각도조절봉(140)의 높이를 조절한다.

경사판(120)의 경사각도는 폐전자제품에 함유된 비철계금속의 함유량과 혼합물(M)의 투입량 등을 고려하여 조절될 수 있다.

경사판(120)은 지지프레임(110)에 일정각도 경사지게 배치되어 혼합물(M)이 투입된다. 경사판(120)은 혼합물(M)이 경사각도에 의해 용이하게 이동될 수 있도록 표면이 매끄럽게 구비된다.

경사판(120)의 일측에는 하부로 연장형성된 제1연결암(121) 및 제2연결암(123)이 구비된다. 제1연결암(121)은 경사판(120)의 가운데 영역으로 연장형성되어 회전축(113)에 결합된다. 제2연결암(123)은 도 2에 도시된 바와 같이 경사판(120)의 일측에 회전축(113)과 결합된 상태로 하부로 연장되게 형성된다.

제2연결암(123)의 상부는 회전축(113)과 결합되고 하부는 조절슬릿(125)를 통해 각도조절봉(140)과 연결된다.

경사판(120)의 배면에는 경사판(120)의 축방향에 대해 일정각도 경사지게 복수개의 영구자석(130)이 배치된다.

복수개의 영구자석(130)은 도 5에 도시된 바와 같이 경사판(120)에 사선방향으로 배치된다. 복수개의 영구자석(130)은 N극과 S극이 서로 교대로 배열하여 경사판(120)의 판면에 자기장이 형성되도록 한다.

복수개의 영구자석(130)에 의해 형성된 자기장은 혼합물(M)에 혼합된 비철계금속에 영향을 미쳐 비철계금속 내부에 와전류가 형성되도록 한다. 이에 의해 비철계금속(A)은 영구자석(130)의 배치방향을 따라 튕겨져 이동된다. 즉, 자석의 척력에 의해 밀려나는 것과 같이 경사판(120)에 경사지게 이동된다.

이 때, 복수개의 영구자석(130)의 배열각도는 경사판(120)의 축방향에 대해 30°~70° 범위로 형성되는 것이 바람직하다. 영구자석(130)의 배열각도가 클수록 비철계금속(A)이 경사판(120)의 축방향을 따라 이동되므로 비금속(B)과의 선별이 용이하지 않게 된다.

각도조절봉(140)은 경사판(120)의 경사각도가 조절될 때 경사판(120)의 경사각이 유지되도록 지지한다. 각도조절봉(140)은 일정길이를 갖는 봉 형태로 형성된다. 각도조절봉(140)의 하부는 조절봉결합판(115)의 결합너트(115a)에 삽입되고, 상부의 헤드(141)는 조절슬릿(125)에 고정핀(141a)에 의해 이동가능하게 고정된다. 각도조절봉(140)은 회전축(113)의 회전에 의해 경사판(120)의 경사각도가 조절되면, 이에 연동하여 높이를 조절한 후 조절슬릿(125)에 결합된 위치를 조절한다.

헤드(141)와 고정핀(141a)은 착탈가능하게 결합된다. 고정핀(141a)은 헤드(141)에 나사결합되어 위치가 고정될 수 있다.

제1연결암(121)은 회전축(113)에 위치가 고정된다. 경사판(120)의 경사각도 조절을 위해 작업자는 구속너트(113a)와 고정핀(141a)을 모두 해제하고, 경사판(120)을 손으로 가압하여 회전축(113)을 회전시켜 희망하는 경사각도로 조절한다. 경사판(120)의 각도 조절에 의해 회전축(113)이 회전되고, 이에 연결된 제2연결암(123)의 위치도 변화된다.

각도조절봉(140)을 결합너트(115a)에 대해 회전시켜 높이를 조절하고 고정핀(141a)을 헤드(141)에 고정하여 경사판(120)의 경사각도 조절을 완료할 수 있다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 비철계금속 선별장치(100)의 동작과정을 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

작업자는 희망하는 각도로 경사판(120)의 경사각도를 조절한다. 그리고, 경사판(120)의 상단에 혼합물(M)을 투입한다. 혼합물(M)은 경사판(120)의 경사각도에 의해 중력으로 아래로 이동한다.

이 때, 경사판(120)의 하부에 경사지게 배치된 복수개의 영구자석(130)의 자력에 의해 경사판(120)에 자기장이 형성된다. 자기장의 영향에 의해 혼합물(M) 중 비철계금속(A)은 내부에서 와전류가 형성된다. 와전류가 형성된 비철계금속(A)은 자기장과 반발하여 영구자석(130)이 배치된 방향을 따라 경사지게 이동한다.

경사지게 이동한 비철계금속(A)은 경사판(120)의 측벽과 접촉한 후 측벽을 따라 하부로 이동하게 된다. 반면, 비금속(B)은 자기장의 영향을 받지 않으므로 경사판(120)을 따라 하부로 내려간다.

작업자는 내려오는 방향이 상이한 비금속(B)과 비철계금속(A)을 각각 분리하여 회수하여 혼합물(M)의 선별할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 비철계금속 선별장치는 복수개의 영구자석을 사선방향으로 경사판을 따라 연속하여 배치하므로 최소 2mm 이상의 미세한 입자까지도 선별하여 분리할 수 있다.

이상에서 설명된 본 발명의 의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 금속 선별장치 110 : 지지프레임
111 : 수직암 113 : 회전축
113a : 구속너트 115 : 조절봉결합판
115a : 결합너트 120 : 경사판
121 : 제1연결암 123 : 제2연결암
125 : 조절슬릿 130 : 영구자석
140 : 각도조절봉 141 : 헤드
141a : 고정핀

Claims (4)

1. 파쇄된 폐전자제품 혼합물로부터 비철계금속과 비금속을 선별하는 비철계금속 선별장치에 있어서,
   상기 파쇄된 폐전자제품 혼합물이 이동되는 경사판과;
   상기 경사판을 지지하는 지지프레임과;
   상기 경사판의 배면에 상기 경사판의 축방향에 일정각도 경사지게 결합된 복수개의 영구자석과;
   상기 지지프레임의 상부로 수직하게 연장형성된 수직암과;
   상기 경사판의 하부로 일정길이 연장형성되는 제1연결암과;
   상기 수직암과 상기 제1연결암을 관통하여 결합되는 회전축과;
   상부가 상기 회전축에 결합되고 하부에 조절슬릿이 형성된 제2연결암과;
   상기 회전축이 회전되거나 회전되지 못하도록 상기 회전축의 회전여부를 구속하는 구속너트를 포함하고,
   상기 혼합물이 상기 경사판의 경사각도에 의해 자중으로 이송될 때, 상기 혼합물 중 비철계금속은 상기 영구자석의 자력에 의해 내부에서 생성된 와전류로 상기 경사판의 축방향에 대해 경사방향으로 이동된 후 낙하되고, 상기 혼합물 중 비금속은 상기 경사판을 따라 이동된 후 하부에서 낙하되는 것을 특징으로 하는 비철계금속 선별장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수개의 영구자석은 서로 다른 극이 이웃하게 배치되도록 일정간격으로 배치되고,
   상기 비철계금속은 Al, Mg, Cu, Sn, Pb, Zn 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비철계금속 선별장치.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 경사판의 경사각도를 외력에 의해 조절할 때,
   상부는 상기 조절슬릿에 이동가능하게 결합되고 하부는 상기 지지프레임에 상하 높이조절 가능하게 결합되어 상기 제2연결암의 하부를 지지하는 각도조절봉을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비철계금속 선별장치.

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