KR101872328B1

KR101872328B1 - 특수 합금 재활용 시스템

Info

Publication number: KR101872328B1
Application number: KR1020180018712A
Authority: KR
Inventors: 박지영
Original assignee: 홍신 주식회사
Priority date: 2018-02-14
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2018-06-28

Abstract

본 발명은 투입되는 폐합금을 크기별로 분류하는 선별유닛, 상기 선별유닛에 의해 분류된 폐합금을 수납하는 수납통, 상기 수납통을 이송하는 이송컨베이어, 상기 이송컨베이어에 의해 이송된 수납통에 공기를 분사하여 폐합금에 섞여 있는 이물질을 분리하는 더스트제거유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

특수 합금 재활용 시스템{Special alloy recycling system}

본 발명은 특수 합금 재활용 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐합금에 함유된 이물질의 분리 효율이 대폭 향상된 특수 합금 재활용 시스템에 관한 것이다.

최근 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 산업 설비나 각종 기계 또는 자동차 등에 사용되는 금속 재료의 재활용에 대한 논의 내지 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

일반적으로 전술한 금속 재료에는 기계적 물성을 향상시키기 위해 구리, 철, 니켈, 크롬 등 다양한 금속들을 두 가지 이상 섞어 제조되는 특수 합금이 사용되며, 철, 니켈, 크롬 등과 같은 일반적인 비귀금속 외에도 금, 은, 동, 팔라듐 등과 같은 고가의 귀금속도 금속 재료에 상당한 양으로 발견될 수 있다. 또한, 비귀금속 중 상대적으로 고가인 텅스텐, 코발트 등도 이러한 금속 재료에 많은 비중을 차지하고 있다.

때문에, 국내ㆍ외적으로 금속 폐기물로부터 금, 은, 동을 비롯한 텅스텐, 코발트 등과 같은 고가의 금속들을 원활하고 효율적으로 회수하여 재활용하고자 하는 노력들이 지속되어 왔으며, 현재는 상업적으로 이들을 재활용하는 공장이 가동되고 있기도 하다.

이러한 금속 재료를 재활용하기 위해서는 먼저, 폐금속에 함유된 이물질을 제거하기 위한 세척작업이 이루어지게 되고 세척작업이 완료된 폐금속은 폐금속의 물성에 따라 처리 공법을 달리하여 후처리가 진행되는데, 일반적으로 후처리는 세척이 완료된 폐금속을 분쇄하는 과정과 분쇄된 금속을 액체상태로 완전히 용융시키는 과정과 이후 각 금속 간의 비중차에 의해 금속분리가 이루어지는 과정과 그리고 추가적으로 별도의 냉각수단을 도입하여 냉각시키는 과정들로 이루어진다.

이때, 폐금속을 용융하는 과정에서 폐금속 내에 이물질이 다량 존재하게 된다면 금속분리가 이루어진 금속의 기계적 성질이 현저하게 저하된다.

통상적으로, 산업현장에서 회수되는 폐금속에는 순수한 금속 외에도 수많은 이물질(비금속)들을 포함하고 있기 때문에 폐금속의 용융 전 이러한 이물질을 반드시 분리하는 과정이 선행되어야 한다.

폐금속 내에 잔류한 이물질을 세척하는 방법으로는 주로 세척수를 이용해 폐금속을 세척하는 방법이 주를 이루나 일반적으로 폐금속의 재활용은 한번에 많은 양의 폐금속이 처리되기 때문에 상대적으로 많은 양의 세척수가 필요하게 되며 세척수가 한번 오염될 경우 세척수 전체를 배수한 후 새 세척수로 교체해야 하는 비효율적인 문제가 뒤따른다.

대한민국 공개특허공보 제10-2001-0019554호

본 발명은 상기 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 특수 합금의 재활용을 위한 폐합금의 세척과정에서 폐합금에 섞여 있는 이물질을 효율적으로 분리할 수 있도록 하여 폐합금을 세척하는 세척수의 오남용을 방지하고 세척률을 대폭 향상시켜 폐합금을 순도 높은 합금으로 재활용할 수 있는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 폐합금을 크기별로 분류하고 분류된 폐합금을 교란시킴과 동시에 와류를 제공함으로써 폐합금에 섞여 있는 이물질을 신속하고 정확하게 분리할 수 있는 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 투입되는 폐합금을 크기별로 분류하는 선별유닛, 상기 선별유닛에 의해 분류된 폐합금을 수납하는 수납통, 상기 수납통을 이송하는 이송컨베이어, 상기 이송컨베이어에 의해 이송된 수납통에 공기를 분사하여 폐합금에 섞여 있는 이물질을 분리하는 더스트제거유닛을 포함하는 특수 합금 재활용 시스템에 있어서, 상기 선별유닛은, 중공부를 가지며 상, 하 방향으로 연장된 메인호퍼; 상기 메인호퍼를 향해 투입되는 폐합금을 크기별로 분류하도록 상기 메인호퍼의 상, 하 방향을 따라 장착되되 서로 다른 크기의 망사 격자를 가지는 복수의 거름망; 상기 복수의 거름망에 진동을 부여하도록 상기 메인호퍼의 중공부에 설치되는 진동기; 및 상기 복수의 거름망에 의해 걸러진 폐합금이 크기별로 분류되어 저장되도록 상기 메인호퍼의 하부에 설치되는 분류통;을 포함하며, 상기 더스트제거유닛은, 내부 공간을 가지고 상기 수납통이 투입되는 투입구와 수납통이 배출되는 배출구가 각각 형성되며 상면에는 공기가 배기되는 배기구가 형성되고 하면에는 먼지가 배출되는 먼지배출라인이 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내부 공간에 설치되어 하우징의 내부 공간으로 투입되는 수납통에 와류를 제공하여 폐합금에 섞여 있는 이물질을 분리하는 공기분사체; 상기 하우징의 내부 공간으로 투입되는 수납통을 90° 간격으로 회전시켜 수납통 내에 수납된 폐합금을 교란시키는 복수의 제1 회전부; 및 상기 하우징의 내부 공간으로 투입되는 수납통을 픽업한 후 360° 간격으로 회전시켜 수납통 내에 수납된 폐합금을 교란시키도록 상기 하우징에 설치되는 제2 회전부를 포함하며, 상기 복수의 제1 회전부 각각은, 상기 하우징의 내부 공간을 가로질러 연장된 한 쌍의 가이드바를 연결하되 수납통의 하면을 지지하는 제1 롤러; 상기 한 쌍의 가이드바를 연결하되 상기 제1 롤러에서 일정 간격 이격 배치된 제2 롤러; 상기 제1 롤러와 제2 롤러의 상부에 올려진 수납통을 걸림 지지할 수 있도록 상기 한 쌍의 가이드바를 연결하되 상기 제2 롤러보다 상부에 배치되는 제3 롤러; 및 상기 제3 롤러에 의해 걸림 지지된 수납통의 하부를 가압하여 수납통을 회전시키는 제1 엑츄에이터;를 포함하며, 상기 제2 회전부는, 정, 역방향으로 반복 회전하는 스테이지; 상기 스테이지와 연동하여 회전하되 자력에 의해 수납통을 픽업하는 전자석; 및 상기 스테이지를 상, 하 방향으로 이동시켜 전자석에 의해 픽업된 수납통을 승, 하강시키는 제2 엑츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메인호퍼에는 복수의 거름망이 장착될 수 있도록 복수의 슬릿이 관통되고 상기 복수의 거름망은 분류된 폐합금이 거름망의 상부에서 자중에 의해 낙하되어 분류통에 저장될 수 있도록 일단이 하향 경사지도록 구비되고 상기 분류통에는 상기 복수의 거름망에서 낙하되어 크기별로 분류된 폐합금이 서로 혼합되지 않도록 격판이 형성되고 상기 하우징에는 공기분사체에 의해 분리된 먼지가 먼지배출라인으로 유도될 수 있도록 먼지배출라인을 향해 경사면이 형성되고 상기 수납통은 사각 형상의 망사체로 구성되되 일측면을 개폐할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 분류통에는 상기 격판에 의해 제1 저장공간, 제2 저장공간 및 제3 저장공간이 각각 형성되고, 상기 복수의 거름망은, 상기 메인호퍼로 투입된 폐합금을 분류하여 제3 저장공간으로 낙하시키는 제1 거름망; 및 상기 제1 거름망을 통과한 폐합금을 재차 분류하여 제2 저장공간으로 낙하시키도록 상기 제1 거름망의 하방에 위치하고 상기 제1 거름망보다 짧은 길이를 가지는 제2 거름망;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 메인호퍼에 서로 다른 망사 격자 크기를 가지는 복수의 거름망이 장착됨으로써 메인호퍼의 중공부에 투입되는 폐합금을 크기별로 선별할 수 있으며, 거름망의 일단을 하향 경사지도록 하여 거름망에 걸러지는 폐합금이 분류통을 향해 자중으로 낙하될 수 있도록 하여 폐합금의 분류작업을 간편하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 제1 회전부와 제2 회전부가 수납통을 회전시키는 와중에 공기분사체가 하우징의 내부 공간에서 회전하는 수납통을 향해 와류를 제공함으로써 폐합금 사이에 존재하는 이물질을 신속하고 정확하게 분리해낼 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 특수 합금 재활용 시스템의 개략적인 평면도.
도 2는 본 발명에 따른 특수 합금 재활용 시스템의 개략적인 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 선별유닛의 개략적인 분해관계를 도시한 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 A-A선을 기준으로 하는 개략적인 단면도.
도 5는 도 1에 도시된 B-B선을 기준으로 하는 개략적인 단면도.
도 6은 도 5를 기준으로 하여 본 발명에 따른 제1 회전부의 작용을 설명하기 위한 개념도.
도 7은 도 5를 기준으로 하여 본 발명에 따른 제2 회전부의 작용을 설명하기 위한 개념도.
도 8은 도 2에 도시된 C-C선을 기준으로 하는 개략적인 단면도.

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 1은 본 발명에 따른 특수 합금 재활용 시스템의 개략적인 평면도이고 도 2는 본 발명에 따른 특수 합금 재활용 시스템의 개략적인 정면도이고 도 3은 본 발명에 따른 선별유닛의 개략적인 분해관계를 도시한 사시도이고 도 4는 도 1에 도시된 A-A선을 기준으로 하는 개략적인 단면도이고 도 5는 도 1에 도시된 B-B선을 기준으로 하는 개략적인 단면도이고 도 6은 도 5를 기준으로 하여 본 발명에 따른 제1 회전부의 작용을 설명하기 위한 개념도이고 도 7은 도 5를 기준으로 하여 본 발명에 따른 제2 회전부의 작용을 설명하기 위한 개념도이고 도 8은 도 2에 도시된 C-C선을 기준으로 하는 개략적인 단면도이다.

본 발명에 따른 특수 합금 재활용 시스템은 크게 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 투입되는 폐합금을 크기별로 분류하는 선별유닛(100), 상기 선별유닛(100)에 의해 분류된 폐합금을 수납하는 수납통(300), 상기 수납통(300)을 이송하는 이송컨베이어(TC), 상기 이송컨베이어(TC)에 의해 이송된 수납통(300)에 공기를 분사하여 폐합금에 섞여 있는 이물질을 분리하는 더스트제거유닛(200)을 포함하는 것으로 정의된다.

여기서, 폐합금은 예컨대, 공작기계의 인써트 팁, 엔드밀, 드릴, 가공시 발생하는 칩, 폐환봉, 폐인고트 등 서로 다른 크기 및 성분을 가지는 금속들이 모여있는 상태를 의미한다. 이렇게 모여진 폐합금을 선별유닛(100)으로 투입하게 되면 서로 비슷한 크기를 가지는 폐합금들끼리 분류되어 저장되고 사용자는 이렇게 분류된 폐합금을 수납통(300)에 옮겨 담은 후 더스트제거유닛(200)을 향해 수납통(300)을 배출시킨다. 이때, 선별유닛(100)과 더스트제거유닛(200) 사이에는 이송컨베이어(TC)가 배치되어 있으므로, 수납통(300)의 이송을 간편하고 신속하게 수행할 수 있다.

만일, 더스트제거유닛(200)으로 투입되는 폐합금을 크기별로 분류하지 못하였을 경우 더스트제거유닛(200)에 의해 제공되는 와류로 폐합금 사이에 잔존하는 이물질을 효율적으로 분리할 수 없게 된다.

예컨대, 크기가 서로 다른 폐합금이 하나의 수납통(300)에 수납되었을 경우 상대적으로 작은 크기의 폐합금이 폐합금의 사이사이 공극을 메우게 되고 이 상태에서 와류를 제공하게 되면 와류가 폐합금을 통과하지 못하여 폐합금과 섞여 있는 이물질을 쉽게 분리할 수 없게 된다. 이물질의 분리가 효율적으로 이루어지지 못하게 되면 결과적으로 폐합금의 세척률이 현저하게 떨어질 수밖에 없다.

보다 구체적으로, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 선별유닛(100)은 중공부를 가지며 상, 하 방향으로 연장된 메인호퍼(110), 상기 메인호퍼(110)를 향해 투입되는 폐합금을 크기별로 분류하도록 상기 메인호퍼(110)의 상, 하 방향을 따라 장착되되 서로 다른 크기의 망사 격자를 가지는 복수의 거름망(120), 상기 복수의 거름망(120)에 진동을 부여하도록 상기 메인호퍼(110)의 중공부에 설치되는 진동기(130) 및 상기 복수의 거름망(120)에 의해 걸러진 폐합금이 크기별로 분류되어 저장되도록 상기 메인호퍼(110)의 하부에 설치되는 분류통(140)을 포함한다.

폐합금을 메인호퍼(110)의 중공부를 향해 투입하게 되면 메인호퍼(110)의 경로 상에 배치된 복수의 거름망(120)에 의해 폐합금이 크기별로 분류되고 크기별로 분류된 폐합금이 분류통(140)에 저장된다.

다시, 상기 메인호퍼(110)에는 복수의 거름망(120)이 장착될 수 있도록 상, 하 방향을 따라 복수의 슬릿(111)이 관통되며 상기 슬릿(111)에 거름망(120)이 삽입되어 메인호퍼(110) 상에서 거름망(120)이 유지된다. 이때, 복수의 거름망(120)은 분류된 폐합금이 거름망(120)의 상부에서 자중에 의해 낙하되어 분류통(140)에 저장될 수 있도록 일단이 하향 경사지도록 구비되는 것이 바람직하다.

다시 말해, 거름망(120)은 메인호퍼(110)의 슬릿(111)에 외팔보 형태로 장착되며 거름망(120)에 걸러진 폐합금은 거름망(120)의 경사도에 의해 하방으로 낙하하여 후술되는 분류통(140)에 자동 저장된다.

폐합금이 거름망(120)에 의해 걸러져 거름망(120)의 상부에 안착되면 진동기(130)를 동작시켜 거름망(120)에 진동을 제공할 수 있다. 거름망(120)에 진동이 인가되면 거름망(120)에 의해 걸러진 폐합금을 분류통(140)을 향해 신속하게 낙하시킬 수 있게 된다.

한편, 분류통(140)은 상부가 개방된 박스 형태로서, 복수의 거름망(120)에서 낙하되어 크기별로 분류된 폐합금이 서로 혼합되지 않도록 격판(141)이 형성된다. 상기 격판(141)에 의해 분류통(140)의 내부 공간이 구획되어 제1 저장공간(142), 제2 저장공간(143) 및 제3 저장공간(144)이 각각 형성될 수 있다.

거름망(120)의 일례로서, 복수의 거름망(120)은 상기 메인호퍼(110)로 투입된 폐합금을 분류하여 제3 저장공간(144)으로 낙하시키는 제1 거름망(121) 및 상기 제1 거름망(121)을 통과한 폐합금을 재차 분류하여 제2 저장공간(143)으로 낙하시키도록 상기 제1 거름망(121)의 하방에 위치하고 상기 제1 거름망(121)보다 짧은 길이를 가지는 제2 거름망(122)으로 구성될 수 있다.

또한, 메인호퍼(110)의 슬릿(111)에 장착되는 거름망 외에도 메인호퍼(110)의 중공부 상단에는 망사 형태의 상부망(150)이 더 설치될 수 있다.

즉, 메인호퍼(110)의 중공부를 향해 폐합금을 투입하게 되면 폐합금이 상부망(150) 제1 거름망(121) 제2 거름망(122) 순으로 통과하여 크기가 분류될 수 있다. 이때, 제2 거름망(122)의 망사 격자보다 제1 거름망(121)의 망사 격자가 크고 제1 거름망(121)의 망사 격자보다 상부망(150)의 망사 격자의 크기가 큰것이 바람직하다.

다시 말해, 메인호퍼(110)의 중공부로 폐합금을 투입하면 상부망(150), 제1 거름망(121), 제2 거름망(122)의 망사 격자보다 작은 크기의 폐합금은 이들을 모두 통과하여 분류통(140)의 제1 저장공간(142)으로 낙하하여 저장되고, 상부망(150)과 제1 거름망(121)의 망사 격자보다 작으면서 제2 거름망(122)의 망사 격자보다 큰 크기의 폐합금은 제2 거름망(122)에 의해 분류되어 분류통(140)의 제2 저장공간(143)으로 낙하하여 저장되고, 상부망(150)의 망사 격자보다 작으면서 제1 거름망(121)의 망사 격자보다 큰 크기의 폐합금은 제1 거름망(121)에 의해 분류되어 분류통(140)의 제3 저장공간(144)으로 낙하하여 저장된다. 한편, 상부망(150)의 망사 격자 크기보다 큰 폐합금은 상부망(150)에 의해 분류되어 별도 배출하는 것이 바람직하다.

사용자는 폐합금의 이물질 분리를 위해 유사한 크기별로 분류되어 분류통(140)에 저장된 폐합금을 수납통(300)에 옮겨 수납한다. 도시하지 않았지만 수납통(300)은 사각 형상의 망사체로 구성되되 일측면을 개폐할 수 있으며, 전술한 제1 거름망(121)과 제2 거름망(122)의 망사 격자 크기가 서로 상이한 것과 같이 서로 다른 망사 격자의 크기를 가지는 복수의 수납통(300)으로 구비되는 것이 바람직하다.

폐합금을 수납한 수납통(300)은 선별유닛(100)의 외측으로 구비된 이송컨베이어(TC)에 올려져 더스트제거유닛(200)을 향해 이송된다.

도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이 더스트제거유닛(200)은 내부 공간을 가지고 상기 수납통(300)이 투입되는 투입구(211)와 수납통(300)이 배출되는 배출구(212)가 각각 형성되며 상면에는 공기가 배기되는 배기구(213)가 형성되고 하면에는 먼지가 배출되는 먼지배출라인(214)이 형성되는 하우징(210), 상기 하우징(210)의 내부 공간에 설치되어 하우징(210)의 내부 공간으로 투입되는 수납통(300)에 와류를 제공하여 폐합금에 섞여 있는 이물질을 분리하는 공기분사체(220), 상기 하우징(210)의 내부 공간으로 투입되는 수납통(300)을 90° 간격으로 회전시켜 수납통(300) 내에 수납된 폐합금을 교란시키는 복수의 제1 회전부(230) 및 상기 하우징(210)의 내부 공간으로 투입되는 수납통(300)을 픽업한 후 360° 간격으로 회전시켜 수납통(300) 내에 수납된 폐합금을 교란시키도록 상기 하우징(210)에 설치되는 제2 회전부(240)를 포함한다.

이송컨베이어(TC)를 통해 하우징(210)의 내부로 진입한 수납통(300)(폐합금이 수납된 상태)은 공기분사체(220), 제1 회전부(230) 및 제2 회전부(240)의 상호 작용에 의해 폐합금에 섞인 이물질을 완전히 분리시킬 수 있게 된다.

이물질이 완전히 분리된 상태의 폐합금을 수납한 수납통(300)은 하우징(210)의 배출구(212)를 향해 배출되어 배출컨베이어(OC)에 의해 후공정으로 이송된다.

보다 구체적으로, 하우징(210)은 내부 공간을 가지는 박스 형태로서, 투입구(211)와 배출구(212)가 서로 마주보도록 형성된다. 투입구(211)로 투입된 수납통(300)을 향해 와류를 제공하게 되면 폐합금에 섞여 있는 이물질이 폐합금과 분리되어 하우징(210)의 내부 공간에 비산된다.

이때, 상대적으로 비중이 높은 이물질은 하우징(210)의 하부 바닥면으로 자연 낙하되고 일부는 하우징(210)의 배기구(213)를 향해 배기된다.

하우징(210)의 배기구(213)에는 대기오염의 방지를 위하여 하우징(210)의 내부 공간에서 비산되는 이물질을 걸러내기 위한 필터가 장착될 수 있으며 상기 필터를 통해 대부분의 이물질을 필터링하게 된다.

한편, 상기 하우징(210)에는 공기분사체(220)에 의해 분리된 먼지가 먼지배출라인(214)으로 유도될 수 있도록 먼지배출라인(214)을 향해 경사면(215)이 형성될 수 있다. 상기 경사면(215)을 통해 하우징(210)의 하부로 낙하되는 이물질의 포집 효율을 증대시킬 수 있다.

정리하면, 하우징(210)의 내부 공간으로 수납통(300)이 투입되면 공기분사체(220)가 구동되어 수납통(300)을 향해 와류가 제공되고, 와류는 수납통(300)에 수납된 폐합금의 이물질을 분리시킴과 동시에 이물질과 함께 하우징(210)의 내부 공간에서 비산되고, 비중 차에 의해 이물질이 하우징(210)의 하방으로 낙하하여 경사면(215)을 따라 먼지배출라인(214)으로 배출될 수 있다.

이때, 공기분사체(220)는 유체의 와류를 제공하는 공지의 송풍팬일 수 있으며, 압축기로부터 전달받은 압축공기를 분사하는 압축공기 분사 노즐일 수도 있다.

아울러, 도시하지 않았지만 하우징(210)의 내부 공간에 안개 분사 노즐을 더 구비하여 비산되는 이물질에 안개 액체를 분무할 수도 있다.

하우징(210)의 내부 공간에서 이물질이 비산될 때 안개 액체가 분무되면 이물질과 안개 액체가 서로 엉겨 붙어 이물질의 포집 효율을 보다 향상시킬 수 있다.

다음으로, 상기 복수의 제1 회전부(230) 각각은, 상기 하우징(210)의 내부 공간을 가로질러 연장된 한 쌍의 가이드바(235)를 연결하되 수납통(300)의 하면을 지지하는 제1 롤러(231), 상기 한 쌍의 가이드바(235)를 연결하되 상기 제1 롤러(231)에서 일정 간격 이격 배치된 제2 롤러(232), 상기 제1 롤러(231)와 제2 롤러(232)의 상부에 올려진 수납통(300)을 걸림 지지할 수 있도록 상기 한 쌍의 가이드바(235)를 연결하되 상기 제2 롤러(232)보다 상부에 배치되는 제3 롤러(233) 및 상기 제3 롤러(233)에 의해 걸림 지지된 수납통(300)의 하부를 가압하여 수납통(300)을 회전시키는 제1 엑츄에이터(234)를 포함한다.

제1 회전부(230)는 하우징(210)의 내부 공간으로 투입된 수납통(300)을 회전시키기 위해 하우징(210)의 내부 공간에 설치되며 첨부된 도면에 도시된 바와 같이 복수 개가 가이드바(235)를 따라 일렬로 배치된다.

한 쌍의 가이드바(235)는 하우징(210)의 투입구(211)와 배출구(212)를 가상으로 연결하는 방향으로 연장될 수 있으며, 한 쌍의 가이드바(235) 사이에 제1 롤러(231), 제2 롤러(232), 제3 롤러(233)가 회전 가능하게 설치된다.

제1 롤러(231)와 제2 롤러(232)는 서로 동일한 상, 하 높이를 가지도록 한 쌍의 가이드바(235)에 의해 지지될 수 있으며 하우징(210)의 내부 공간으로 투입된 수납통(300)이 상기 제1 롤러(231)와 제2 롤러(232)를 타고 이송된다.

반면에, 제3 롤러(233)는 제1 롤러(231)와 제2 롤러(232)보다 높은 상, 하 높이를 가지도록 한 쌍의 가이드바(235)에 지지된다. 그 결과, 제1 롤러(231)와 제2 롤러(232)를 타고 이송된 수납통(300)은 제3 롤러(233)가 위치한 지점에서 제3 롤러(233)에 의해 이송이 중지된다.

한편, 제1 엑츄에이터(234)는 제1 롤러(231), 제2 롤러(232), 제3 롤러(233)에 의해 가이드된 수납통(300)의 하부에 배치되어 수납통(300)의 일측 모서리를 들어 올릴 수 있도록 동작하게 된다.

제1 엑츄에이터(234)에 의해 수납통(300)이 일측 모서리가 들어 올려질 때 수납통(300)의 타측 모서리는 제3 롤러(233)에 의해 고정되어 있으므로 수납통(300)은 대략 90° 간격으로 회전한 후 인접 배치된 다른 제1 회전부(230)의 제1 롤러(231)와 제2 롤러(232)에 안착된다.

인접 배치된 제1 회전부(230)들이 순차적으로 동작하여 수납통(300)을 반복 회전시키게 되면 수납통(300) 내에 수납된 폐합금들이 고루 섞이게 됨은 물론 하우징(210) 내에서의 별도 이송수단 없이도 수납통(300)이 하우징(210)의 배출구(212)를 향해 이송될 수 있다.

이렇게 수납통(300)이 회전하는 상태에서 공기분사체(220)가 연동하게 되면 폐합금에 섞여 있는 이물질을 쉽게 분리시킬 수 있다.

다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이 제2 회전부(240)는 정, 역방향으로 반복 회전하는 스테이지(241), 상기 스테이지(241)와 연동하여 회전하되 자력에 의해 수납통(300)을 픽업하는 전자석(242) 및 상기 스테이지(241)를 상, 하 방향으로 이동시켜 전자석(242)에 의해 픽업된 수납통(300)을 승, 하강시키는 제2 엑츄에이터(243)를 포함한다.

제2 회전부(240)는 전술한 제1 회전부(230)와 유사하게 하우징(210)의 내부 공간으로 투입된 수납통(300)을 회전시켜 폐합금을 교란시키는 작용을 담당한다.

그러나 제2 회전부(240)는 전술한 제1 회전부(230)와 같이 수납통(300)을 90° 간격으로 회전시키는 것이 아니라, 수납통(300)을 픽업한 상태에서 상, 하 방향의 가상 수직축을 기준으로 하여 수납통(300)을 360° 간격으로 정, 역 회전시켜 폐합금을 교란시키게 된다.

제1 회전부(230)와 제2 회전부(240)는 서로 개별 동작할 수 있으며, 바람직하게는 하우징(210)의 내부 공간에 수납통(300)이 투입되면, 먼저 제2 회전부(240)가 동작하여 수납통(300)을 회전시키고, 그 후 복수의 제1 회전부(230)들이 동작하여 수납통(300)을 회전시킨다.

이때, 공기분사체(220)는 제1 회전부(230)와 제2 회전부(240) 중 적어도 어느 하나와는 연동하여 동작하는 것이 바람직하다.

제2 회전부(240)는 하우징(210)의 천장에 장착되어 제1 롤러(231)와 제2 롤러(232)와 제3 롤러(233)에 의해 가이드된 수납통(300)을 픽업하여 상승시킨 후 이를 회전시키도록 동작한다.

이를 위해, 제2 회전부(240)의 제2 엑츄에이터(243)는 출력단이 하방을 향해 신장, 압축될 수 있도록 하우징(210)의 천장에 장착된다. 한편, 상기 제1 엑츄에이터(234)와 제2 엑츄에이터(243)는 직선 운동을 수행하는 공지의 유, 공압 실린더일 수 있다.

다음으로, 스테이지(241)는 제2 엑츄에이터(243)의 출력단에 장착되어 스텝모터(미도시)의 회전 구동력을 인가받는다.

다음으로, 전자석(242)은 스테이지(241)의 하면에 장착되며 제어장치(미도시)로부터 송출되는 자력신호의 인가 유무에 따라 자력을 선택적으로 발생한다. 또한, 전자석(242)은 스테이지(241)와 인접 설치되어 있으므로, 스테이지(241)가 회전하면 이와 연동하여 회전이 이루어진다.

도 7을 참고하여 제2 회전부(240)의 작용을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 하우징(210)의 내부 공간으로 수납통(300)이 투입되어 제1 롤러(231)와 제2 롤러(232)에 가이드되면 제2 엑츄에이터(243)가 구동되어 출력단을 하강시킨다.

이때, 제2 엑츄에이터(243)의 출력단에는 전자석(242)이 장착되어 있고 전자석(242)의 인력에 의해 수납통(300)의 상면과 전자석(242)이 상호 부착된다. 그 후, 제2 엑츄에이터(243)가 압축 구동되면 전자석(242)에 부착된 수납통(300)이 승강하여 수납통(300)의 픽업이 완료된다. 그 후, 스텝모터가 스테이지(241)를 회전시키게 되고 최종적으로 수납통(300)이 정, 역 방향으로 반복 회전하여 수납통(300)에 수납된 폐합금의 교란이 일어난다.

한편, 수납통(300)은 전자석(242)과의 인력이 발생할 수 있도록 철을 함유한 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 특수 합금 재활용 시스템의 전체적인 작용에 대해서 설명하면 다음과 같다. 먼저, 선별유닛(100)의 메인호퍼(110)로 재활용하고자 하는 폐합금을 투입시킨다. 투입된 폐합금은 거름망(120)에 의해 서로 비슷한 크기별로 분류되어 분류통(140)에 저장된다. 그 후, 사용자는 분류통(140)에 분류된 폐합금을 수납통(300)에 옮겨 담고 수납통(300)을 이송컨베이어(TC)에 안착시킨다.

수납통(300)은 이송컨베이어(TC)에 의해 더스트제거유닛(200)의 하우징(210)의 내부 공간으로 유입된다. 그 후, 제2 회전부(240)가 동작하여 수납통(300)을 회전시키게 되고, 제2 회전부(240)의 동작이 중지되면 복수의 제1 회전부(230)가 연달아 동작하면서 수납통(300)을 지속하여 회전시킨다.

이때, 공기분사체(220)는 제1, 2 회전부(230, 240)와 연동 동작하게 되어 수납통(300)을 향해 와류를 제공하게 되고, 이로써 폐합금에 섞여 있는 이물질을 완전 분리할 수 있게 된다.

이물질의 분리가 완료된 수납통(300)은 하우징(210)의 배출구(212)로 배출되어 배출컨베이어(OC)에 안착된다. 배출컨베이어(OC)에 안착된 수납통(300)은 후처리 공정을 위해 별도 구비된 후처리 장치를 향해 이송된다.

이상에서 설명된 본 발명의 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: 선별유닛 200: 더스트제거유닛 300: 수납통
110: 메인호퍼 120: 거름망 130: 진동기
140: 분류통 150: 상부망 210: 하우징
220: 공기분사체 230: 제1 회전부 240: 제2 회전부

Claims

투입되는 폐합금을 크기별로 분류하는 선별유닛, 상기 선별유닛에 의해 분류된 폐합금을 수납하는 수납통, 상기 수납통을 이송하는 이송컨베이어, 상기 이송컨베이어에 의해 이송된 수납통에 공기를 분사하여 폐합금에 섞여 있는 이물질을 분리하는 더스트제거유닛을 포함하는 특수 합금 재활용 시스템에 있어서,
상기 선별유닛은, 중공부를 가지며 상, 하 방향으로 연장된 메인호퍼; 상기 메인호퍼를 향해 투입되는 폐합금을 크기별로 분류하도록 상기 메인호퍼의 상, 하 방향을 따라 장착되되 서로 다른 크기의 망사 격자를 가지는 복수의 거름망; 상기 복수의 거름망에 진동을 부여하도록 상기 메인호퍼의 중공부에 설치되는 진동기; 및 상기 복수의 거름망에 의해 걸러진 폐합금이 크기별로 분류되어 저장되도록 상기 메인호퍼의 하부에 설치되는 분류통;을 포함하며,
상기 더스트제거유닛은, 내부 공간을 가지고 상기 수납통이 투입되는 투입구와 수납통이 배출되는 배출구가 각각 형성되며 상면에는 공기가 배기되는 배기구가 형성되고 하면에는 먼지가 배출되는 먼지배출라인이 형성되는 하우징; 상기 하우징의 내부 공간에 설치되어 하우징의 내부 공간으로 투입되는 수납통에 와류를 제공하여 폐합금에 섞여 있는 이물질을 분리하는 공기분사체; 상기 하우징의 내부 공간으로 투입되는 수납통을 90° 간격으로 회전시켜 수납통 내에 수납된 폐합금을 교란시키는 복수의 제1 회전부; 및 상기 하우징의 내부 공간으로 투입되는 수납통을 픽업한 후 360° 간격으로 회전시켜 수납통 내에 수납된 폐합금을 교란시키도록 상기 하우징에 설치되는 제2 회전부를 포함하며,
상기 복수의 제1 회전부 각각은, 상기 하우징의 내부 공간을 가로질러 연장된 한 쌍의 가이드바를 연결하되 수납통의 하면을 지지하는 제1 롤러; 상기 한 쌍의 가이드바를 연결하되 상기 제1 롤러에서 일정 간격 이격 배치된 제2 롤러; 상기 제1 롤러와 제2 롤러의 상부에 올려진 수납통을 걸림 지지할 수 있도록 상기 한 쌍의 가이드바를 연결하되 상기 제2 롤러보다 상부에 배치되는 제3 롤러; 및 상기 제3 롤러에 의해 걸림 지지된 수납통의 하부를 가압하여 수납통을 회전시키는 제1 엑츄에이터;를 포함하며,
상기 제2 회전부는, 정, 역방향으로 반복 회전하는 스테이지; 상기 스테이지와 연동하여 회전하되 자력에 의해 수납통을 픽업하는 전자석; 및 상기 스테이지를 상, 하 방향으로 이동시켜 전자석에 의해 픽업된 수납통을 승, 하강시키는 제2 엑츄에이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 특수 합금 재활용 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 메인호퍼에는 복수의 거름망이 장착될 수 있도록 복수의 슬릿이 관통되고 상기 복수의 거름망은 분류된 폐합금이 거름망의 상부에서 자중에 의해 낙하되어 분류통에 저장될 수 있도록 일단이 하향 경사지도록 구비되고 상기 분류통에는 상기 복수의 거름망에서 낙하되어 크기별로 분류된 폐합금이 서로 혼합되지 않도록 격판이 형성되고 상기 하우징에는 공기분사체에 의해 분리된 먼지가 먼지배출라인으로 유도될 수 있도록 먼지배출라인을 향해 경사면이 형성되고 상기 수납통은 사각 형상의 망사체로 구성되되 일측면을 개폐할 수 있는 것을 특징으로 하는 특수 합금 재활용 시스템.