KR101786745B1

KR101786745B1 - 다단 와전류 선별장치

Info

Publication number: KR101786745B1
Application number: KR1020160001871A
Authority: KR
Inventors: 송영준
Original assignee: 강원대학교산학협력단
Priority date: 2016-01-07
Filing date: 2016-01-07
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2036-01-07
Also published as: KR20170082734A; WO2017119559A1

Abstract

본 발명은 비금속과 비철금속의 혼합물에서 비금속과 비철금속을 선별하기 위하여 사용하는 다단 와전류 선별장치에 관한 것으로서, 특히 일측이 높고 타측으로 갈수록 낮게 형성되는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 틸팅 가능하게 설치되되 높은 곳에서 낮은 곳으로 갈수록 그 설치개수가 늘어나는 단위선별기로 구성되어; 높은 곳에 위치되는 단위선별기에서 비금속과 비철금속의 혼합물을 선별한 후, 낮은 곳에 위치되는 단위선별기에서 선별된 혼합물을 제공받아 다시 비금속과 비철금속을 선별하므로, 선별효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

다단 와전류 선별장치{Multistage Eddy Current Selector}

본 발명은 선별장치에 관한 것으로서, 특히 비금속과 비철금속의 혼합물로부터 비금속과 비철금속을 선별할 수 있는 다단 와전류 선별장치에 관한 것이다.

근래, 환경보호와 더불어 한정자원의 효율적 이용을 위한 폐자원 재활용에 관한 사회적 관심이 대단히 높으며, 이를 위한 여러 가지 방안들이 제시되고 있다.

예컨대, 근래에는 소득수준의 향상으로 인한 전자제품의 잦은 교체에 의하여 많은 양의 폐전자제품들이 발생되고 있는데, 예전에는 이러한 폐전자제품들을 파쇄기로 파쇄하여 작은 파쇄물들로 만들어 매립을 하거나 그냥 매립지에 묻는 것이 일반적이었다.

그러나, 근래에는 자원의 재활용을 위하여 이러한 폐전자제품의 파쇄물들에서 유용한 자원을 선별하고자 다양한 선별기가 개발되고 있다. 특히 폐전자제품에는 Al, Mg, Cu, Sn, Pb, Zn과 같은 비철금속과 플라스틱, 세라믹 등과 같은 비금속들이 많이 혼합되어 있어서 비철금속과 비금속을 선별하는 것이 필요하다.

이렇게 비철금속과 비금속을 선별하기 위하여 제시된 종래의 선별기는 도 1에 도시된 바와 같이 저면에 자석(M)이 설치된 경사면(1)에 비철금속과 비금속의 혼합물을 투입하여 비철금속 내부에 발생된 와전류와 자석에 의해 발생되는 자기장의 반발력으로 비철금속이 튀어나가게 함으로써 비철금속과 비금속을 선별하였다.

그러나, 이러한 종래의 선별기는 비철금속과 비금속의 혼합물이 경사면 위를 1회 지나가면서 선별하는 방식이기 때문에 선별이 충분하지 못하여 선별 후에도 비철금속과 비금속이 혼합되어 있어서 선별효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

출원번호:10-2002-0023713 (공개번호:특2002-0043491, 발명의 명칭:폐전선이 분쇄 탈피된 금속분쇄물에서 철과 비철의 분리장치)

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 비금속과 비철금속의 혼합물의 선별과정을 복수회 반복하여 선별효율을 향상시킬 수 있는 다단 와전류 선별장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치는 비금속과 비철금속의 혼합물에서 비금속과 비철금속을 선별하기 위하여 사용하는 것으로서; 일측이 높고 타측으로 갈수록 낮게 형성되는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 틸팅 가능하게 설치되되 높은 곳에서 낮은 곳으로 갈수록 그 설치개수가 늘어나는 단위선별기로 구성되어; 높은 곳에 위치되는 단위선별기에서 비금속과 비철금속의 혼합물을 선별한 후, 낮은 곳에 위치되는 단위선별기에서 선별된 혼합물을 제공받아 다시 비금속과 비철금속을 선별한다.

여기서, 상기 단위선별기는 상기 지지프레임에 틸팅 가능하게 설치되는 회전대와; 상기 회전대의 상면에 설치되는 안착패널과; 상기 안착패널의 상면에 설치되는 다수의 자석을 포함하여 이루어진 자석조립체와; 상기 안착패널과 자석조립체를 둘러싸며 회전하여, 상면에 올려지는 비철금속과 비금속의 혼합물이 상기 자석조립체로부터 자력을 제공받도록 하는 컨베이어벨트;로 구성된다.

그리고, 상기 회전대의 저면에는 구형 베어링이 구비되고, 상기 지지프레임의 상면에는 상기 구형 베어링이 삽입되는 포켓이 구비되어; 상기 구형 베어링이 상기 포켓 내부에서 회전하여 상기 회전대가 지지프레임으로부터 틸팅된다.

또한, 높은 곳에 위치한 단위선별기에서 선별된 혼합물은 브릿지를 통해 낮은 곳에 위치한 선별기로 공급된다.

또한, 상기 자석조립체는 상기 안착패널의 상면에 설치되는 케이싱과; 상기 케이싱 내부에 사선방향으로 설치되되, 같은 극이 서로 마주보게 배치되는 다수의 자석과; 서로 마주보는 자석의 같은 극 사이에 설치되는 강자성 금속 재질의 격판;으로 구성된다.

또한, 상기 컨베이어벨트는 상기 안착패널의 일측에 설치되는 구동롤러와; 상기 구동롤러에 회전력을 제공하는 모터와; 상기 안착패널의 타측에 설치되는 종동롤러와; 상기 구동돌러와 종동롤러를 둘러쌈과 아울러 상기 안착패널과 자석조립체를 둘러싸며 회전하고, 선별할 비철금속과 비금속의 혼합물이 올려지는 회전벨트;로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 다단 와전류 선별장치는 높은 곳에 위치되는 단위선별기에서 비금속과 비철금속의 혼합물을 1차로 선별한 후, 선별된 것을 낮은 곳에 위치되는 단위선별기에서 2차 선별하며, 이러한 과정을 복수회 반복함으로써 선별효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 구형 베어링을 통해 선별기가 즉 좌우방향, 전후방향, 상하방향 등 전체방향으로 틸팅되므로, 선별할 물질의 종류나 크기 및 성질 등에 따라 선별기의 각도를 원하는 방향으로 자유롭게 조절할 수 있는 이점이 있다.

또한, 같은 극이 서로 마주보게 배치된 다수의 자석들에 의하여 강한 자기장이 형성되므로, 비철금속과 비금속의 혼합물에서 비철금속을 용이하게 선별할 수 있는 이점이 있다.

또한, 자석 사이에 강자성 금속 재질의 격판이 설치되기 때문에 자속밀도가 크게 증가하여 선별효율을 더욱 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 선별장치를 보인 도.
도 2는 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치를 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치를 보인 측면도.
도 4는 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치의 단위선별기를 보인 도.
도 5a, 도 5b, 도 5c는 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치의 단위선별기의 틸팅 모습을 보인 도.
도 6은 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치의 자석조립체를 보인 단면도.

이하, 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치를 보인 측면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치의 단위선별기를 보인 도이다.

그리고, 도 5a, 도 5b, 도 5c는 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치의 단위선별기의 틸팅 모습을 보인 도이며, 도 6은 본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치의 자석조립체를 보인 단면도이다.

본 발명에 의한 다단 와전류 선별장치는 비금속과 비철금속의 혼합물에서 비금속과 비철금속을 선별하기 위하여 사용하는 것으로서, 지지프레임(10)과, 상기 지지프레임(10)의 상면에 설치되는 복수개의 단위선별기(20)와, 상기 단위선별기(20)에서 선별된 혼합물을 아래쪽에 위치된 다른 단위선별기(20)에 공급하는 브릿지(30)로 구성된다.

상기 지지프레임(10)은 본 발명에 의한 각종 구성요소들을 밑에서 지지하는 것으로서, 일측이 높고 타측으로 갈수록 낮게 형성된다. 부연하면 지지프레임(10)은 일측에서 타측으로 갈수록 그 높이가 낮아지되, 계단과 같은 형태로 구성하여 단위선별기(20)가 설치되는 곳은 평평하게 구성된다.

그리고, 지지프레임(10)은 가장 높은 곳은 하나의 단위선별기(20)가 설치되기 때문에 그 폭이 좁고, 낮은 곳으로 갈수록 단위선별기(20)의 설치개수가 늘어나기 때문에 그 폭이 넓게 형성된다.

상기 단위선별기(20)는 상기 지지프레임(10)의 상면에 어느 방향으로든 틸팅(Tilting) 가능하게 설치된다. 부연하면, 단위선별기(20)는 지지프레임(10)의 가장 높은 곳에는 1개가 설치되고, 그 아래층으로 갈수록 하나씩 늘어나서 2개, 3개, 4개... 가 설치된다.

이러한 상태에서 지지프레임(10)의 가장 높은 곳에 위치되는 단위선별기(20)에 비금속과 비철금속의 혼합물이 공급되면, 이 단위선별기(20)에서 비금속과 비철금속의 혼합물을 1차로 선별한 후, 낮은 곳에 위치되는 단위선별기(20)에 1차 선별된 혼합물이 제공된다. 낮은 곳에 위치된 단위선별기(20)는 제공받은 혼합물을 다시 비금속과 비철금속을 선별한다. 이 과정을 몇 차례 반복한다.

가장 위쪽에 있는 단위선별기(20)에서 비금속과 비철금속을 선별한다고 하더라도 그 선별효율이 그렇게 높지 않기 때문에, 가장 위쪽의 단위선별기(20)에 의해 비금속으로 분리된 것을 살펴보면 상당량의 비철금속이 포함되어 있고, 비철금속으로 분리된 것을 살펴보면 상당량의 비금속이 포함되어 있는 것을 확인할 수 있다.

따라서, 선별작업이 수행된 비금속과 비철금속의 혼합물을 다시 수차례 반복하여 그 선별효율을 높이는 것이 필요하다. 바로 이러한 이유 때문에 본 발명에서는 높은 곳에서 낮은 곳으로 다수의 단위선별기(20)를 설치하여, 선별된 혼합물이 하측으로 내려가면서 재차 선별되는 과정을 거치도록 하는 것이다.

상기와 같은 목적으로 설치되는 단위선별기(20)는 회전대(21)와, 상기 회전대(21)의 상면에 설치되는 안착패널(22)과, 상기 안착패널(22)의 상면에 설치되고 다수의 자석(23b)을 포함하는 자석조립체(23)와, 상기 안착패널(22)과 자석조립체(23)를 둘러싸며 회전하는 컨베이어벨트(24)로 구성된다.

상기 회전대(21)는 상기 지지프레임(10)의 상면에 틸팅 가능하게 설치된다. 좀 더 자세히 설명하면, 상기 회전대(21)의 저면 중앙에는 구형 베어링(21a)이 구비되고, 상기 지지프레임(10)의 상면에는 포켓(11)이 구비된다.

상기 회전대(21)의 구형 베어링(21a)은 상기 포켓(11) 내부에 삽입되어, 그 상태에서 회전을 한다. 이렇게 구형 베어링(21a)이 포켓(11) 내부에서 회전을 하여 상기 회전대(21)가 지지프레임(10)으로부터 특정 방향으로 틸팅이 되고, 결국 단위선별기(20)가 지지프레임(10)에서 틸팅을 하게 된다.

상기 안착패널(22)은 상기 회전대(21)의 상면에 설치되어, 자석조립체(23)를 지지한다.

상기 자석조립체(23)는 상기 안착패널(22)의 상면에 설치되는 케이싱(23a)과, 상기 케이싱(23a) 내부에 설치되는 다수의 자석(23b)과, 상기 자석(23b) 사이에 설치되는 격판(23c)으로 구성된다.

상기 케이싱(23a)은 상기 안착패널(22)의 상면에 밀착되게 설치되는 것으로서, 탄소강철로 그 재질이 이루어지고 내부에 빈 공간이 형성되어 상기 자석(23b)이 설치될 수 있도록 한다.

상기 자석(23b)은 상기 케이싱(23a) 내부에 사선방향으로, 좀 더 자세히는 상기 안착패널(22)의 폭방향과 후술할 컨베이어벨트(24)의 회전벨트(24d)의 이송방향에 대하여 사선방향으로 다수의 열로 설치된다. 이때, 자석(23b)은 같은 극이 서로 마주보게 배치된다. 즉, 자석(23b) 2개를 좌측과 우측에 서로 인접하도록 배치한다고 가정할 때, 좌측에 있는 자석(23b)의 N극이 우측을 향하도록 배치되면 우측에 있는 자석(23b)의 N극은 좌측을 향하도록 배치하는 것이다. 이렇게 함으로써 2개 자석(23b)의 N극이 서로 마주보게 한다.

자석(23b)의 같은 극을 서로 마주보게 배치하면 서로 마주보는 경계 영역에 강한 자기장이 형성되는데, 비철금속이 이 자기장 내로 들어오면 비철금속 내부에는 와전류가 생성되고, 이 와전류는 자기장에 반발하게 되어 비철금속이 자석(23b)의 배치라인을 따라 튕겨져 나가게 된다. 이러한 성질을 이용하여 본 발명은 자기장에 의해 튕겨져 나가는 비철금속과 일정각도로 경사진 컨베이어벨트(24)를 따라 자중에 의해 그대로 낙하되는 비금속을 분리하는 것이다.

상기 격판(23c)은 같은 극을 마주보도록 한 자석(23b) 사이, 자석(23b)의 같은 극 사이에 설치되는 것으로서, 그 재질이 강자성 금속재질로 이루어진다.

서로 마주보는 자석(23b)의 같은 극 사이에 강자성 금속재질의 격판(23c)을 설치하면 자속밀도(집속도)가 크게 증가한다. 자속밀도가 증가하면 비철금속 내부에 발생하는 와전류가 더욱 커지고, 이렇게 와전류가 커지면 반발력이 더욱 증가하여 비철금속은 자석(23b)의 배치라인, 즉 강자성 금속재질 격판(23c)의 설치라인을 따라 더욱 더 잘 튕겨 나가게 되므로 비철금속이 비금속과 혼합되어 있을 때 더욱 더 잘 분리될 수 있게 된다.

상기 컨베이어벨트(24)는 상면에 선별할 비철금속과 비금속의 혼합물을 올려 놓고 이 혼합물을 일방향으로 이송시키는 것으로서, 이송과정 중에 선별할 비철금속과 비금속의 혼합물이 상기 자석조립체(23)로부터 자력을 제공받도록 한다.

이러한 컨베이어벨트(24)는 안착패널(22)을 둘러싸도록 설치되기 때문에 안착패널(22)이 일정각도 경사지면 컨베이어벨트(24) 역시 일정각도로 경사지게 된다.

상기와 같은 컨베이어벨트(24)는 구동롤러(24a)와, 모터(24b)와, 종동롤러(24c) 및 회전벨트(24d)로 구성된다.

상기 구동롤러(24a)는 상기 안착패널(22)의 일측 끝단에 회전가능하게 설치된다.

상기 모터(24b)는 상기 구동롤러(24a)에 회전력을 제공한다.

상기 종동롤러(24c)는 상기 안착패널(22)의 타측 끝단에 회전가능하게 설치된다.

상기 회전벨트(24d)는 상기 구동롤러(24a)와 종동롤러(24c)를 둘러싸며 회전하기 때문에, 구동롤러(24a)와 종동롤러(24c) 사이에 있는 상기 안착패널(22)과 자석조립체(23)도 둘러싸게 된다. 이러한 회전벨트(24d)의 상면에 선별이 필요한 비철금속과 비금속의 혼합물을 올려놓는다. 이 상태에서 모터(24b)의 작동에 의해 회전벨트(24d)가 회전하면 비철금속과 비금속의 혼합물이 상기 자석조립체(23)로부터 강한 자력을 받게 된다. 이렇게 회전벨트(24d)의 상면에 투입된 혼합물이 강한 자력을 받게 되면 혼합물 내의 비철금속은 자석(23b)의 배치라인을 따라 튕겨져 나가고, 비금속은 자중에 의해 경사진 회전벨트(24d)의 상면을 따라 낙하된다.

상기 브릿지(30)는 높은 곳에 위치한 단위선별기(20)에서 선별된 혼합물은 브릿지(30)를 통해 낮은 곳에 위치한 단위선별기(20)로 공급된다.

부연하면, 상기 브릿지(30)는 상기 단위선별기(20)마다 2개씩 구비된다. 이 브릿지(30)는 상단이 회전대(21)의 하단에 설치되는데, 하나의 브릿지(30)는 자중에 의해 회전벨트(24d)의 상면을 미끄러져 내려오는 비금속(실제로는 비철금속이 포함되어 있음)이 지나가는 통로역할을 하고, 다른 하나의 브릿지(30)는 자력의 배치라인을 따라 튕겨져 나간 비철금속(실제로는 비금속이 포함되어 있음)이 지나가는 통로 역할을 한다.

이렇게 각각의 브릿지(30)를 통해 하측으로 내려가는 비철금속이 포함된 비금속 혼합물과 비금속이 포함된 비철금속 혼합물은 하측에 배치된 각기 다른 단위선별기(20)로 공급된다.

결국 비금속과 비철금속의 혼합물은 상부에 배치된 단위선별기(20)와 하부에 배치된 단위선별기(20)를 연속적으로 거치면서 복수회 선별되어 최종적으로는 수거함(40)에 모이게 된다.

10: 지지프레임 11: 포켓
20: 단위선별기 21: 회전대
21a: 구형 베어링 22: 안착패널
23: 자석조립체 23a: 케이싱
23b: 자석 23c: 격판
24: 컨베이어벨트 24a: 구동롤러
24b: 모터 24c: 종동롤러
24d: 회전벨트 30: 브릿지
40: 수거함

Claims

비금속과 비철금속의 혼합물에서 비금속과 비철금속을 선별하기 위하여 사용하는 것으로서,
일측이 높고 타측으로 갈수록 낮게 형성되는 지지프레임(10)과; 상기 지지프레임(10)에 틸팅 가능하게 설치되되 높은 곳에서 낮은 곳으로 갈수록 그 설치개수가 늘어나는 단위선별기(20);로 구성되어,
높은 곳에 위치되는 단위선별기(20)에서 비금속과 비철금속의 혼합물을 선별한 후, 낮은 곳에 위치되는 단위선별기(20)에서 선별된 혼합물을 제공받아 다시 비금속과 비철금속을 선별하되,
높은 곳에 위치한 단위선별기(20)에서 선별된 혼합물은 브릿지(30)를 통해 낮은 곳에 위치한 단위선별기(20)로 공급되는 것을 특징으로 하는 다단 와전류 선별장치.
청구항 1에 있어서,
상기 단위선별기(20)는 상기 지지프레임(10)에 틸팅 가능하게 설치되는 회전대(21)와;
상기 회전대(21)의 상면에 설치되는 안착패널(22)과;
상기 안착패널(22)의 상면에 설치되는 다수의 자석(23b)을 포함하여 이루어진 자석조립체(23)와;
상기 안착패널(22)과 자석조립체(23)를 둘러싸며 회전하여, 상면에 올려지는 비철금속과 비금속의 혼합물이 상기 자석조립체(23)로부터 자력을 제공받도록 하는 컨베이어벨트(24);로 구성된 것을 특징으로 하는 다단 와전류 선별장치.
청구항 2에 있어서,
상기 회전대(21)의 저면에는 구형 베어링(21a)이 구비되고, 상기 지지프레임(10)의 상면에는 상기 구형 베어링(21a)이 삽입되는 포켓(11)이 구비되어,
상기 구형 베어링(21a)이 상기 포켓(11) 내부에서 회전하여 상기 회전대(21)가 지지프레임(10)으로부터 틸팅되는 것을 특징으로 하는 다단 와전류 선별장치.
삭제
청구항 2에 있어서,
상기 자석조립체(23)는 상기 안착패널(22)의 상면에 설치되는 케이싱(23a)과;
상기 케이싱(23a) 내부에 사선방향으로 설치되되, 같은 극이 서로 마주보게 배치되는 다수의 자석(23b)과;
서로 마주보는 자석(23b)의 같은 극 사이에 설치되는 강자성 금속재질의 격판(23c);으로 구성된 것을 특징으로 하는 다단 와전류 선별장치.
청구항 2에 있어서,
상기 컨베이어벨트(24)는 상기 안착패널(22)의 일측에 설치되는 구동롤러(24a)와;
상기 구동롤러(24a)에 회전력을 제공하는 모터(24b)와;
상기 안착패널(22)의 타측에 설치되는 종동롤러(24c)와;
상기 구동롤러(24a)와 종동롤러(24c)를 둘러쌈과 아울러 상기 안착패널(22)과 자석조립체(23)를 둘러싸며 회전하고, 선별할 비철금속과 비금속의 혼합물이 올려지는 회전벨트(24d);로 구성된 것을 특징으로 하는 다단 와전류 선별장치.