KR102212835B1 - 합성수지 재활용품 금속 선별장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재활용품을 수거하여 일정크기로 분쇄하면 스프링 같은 금속 조각이 재활용수지에 섞인 상태가 되는데, 이를 비중처리기 전단계에서 1차적으로 제거함으로써, 후공정에 포함된 비중처리기, 탈수기, 세척기 및 라벨분리기 등의 설비 내구성을 높일 수 있으며, 상기 비중처리기에 사용되는 물이 선별장치로 순환되어 별도 물 사용이 불필요한 합성수지 재활용품 금속 선별장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명 한 실시예는 금속조각들과 재활용 합성수지조각들이 섞인 상태로 공급되는 원통형의 원료통이 구비되고, 상기 원료통의 내부에는 한 방향으로 회전되는 분산축에 방사상으로 다수의 분산날개들이 다단으로 구비되며, 상기 분산날개들의 회전으로 물이 휘저어지는 과정에서 가벼운 합성수지조각들은 상부에 마련된 배출구에서 물이 오버플로우되는 과정에서 배출되고, 비중이 무거운 금속조각들은 아래쪽으로 가라앉아 수거되도록 한 합성수지 재활용품 금속 선별장치에 있어서, 상기 원료통의 하부에 상기 원료통보다 직경이 작은 연결관이 구비되고; 상기 연결관의 하부에는 상향으로 경사진 스크류관이 마련되어서 물이 상기 스크류관의 상부에서 상기 연결관을 통하여 상기 원료통으로 순환되게 구성되며; 상기 스크류관에는 물 흐름과 반대로 회전되는 스크류컨베이어가 구비되고; 상기 스크류관의 외주면에는 자석레일이 구비되어서 상기 금속조각들이 상기 스크류컨베이어를 타고 상기 스크류관으로 유입되면 상기 자석레일을 따라 상향으로 이동되고, 상기 스크류관 상부의 금속배출구로 배출되도록 한 특징이 있다.

Description

합성수지 재활용품 금속 선별장치{Synthetic resin recycled metal sorting device}

본 발명은 합성수지 재활용품 금속 선별장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정크기로 분쇄된 재활용품에 섞인 금속을 비중처리기 전단계에서 1차적으로 제거함으로써, 후공정에 포함된 비중처리기, 탈수기, 세척기 및 라벨분리기 등의 설비 내구성을 높일 수 있으며, 상기 비중처리기에 사용되는 물이 선별장치로 순환되어 별도 물 사용이 불필요한 합성수지 재활용품 금속 선별장치에 관한 것이다.

일반적으로 각종 음료 및 생수는 PET(polyethylen terephthalate)수지로 제작되고, 주입구를 눌러 사용하는 샴푸나 로션 등의 제품도 PET수지로 만들어지는데, 이들 제품에는 주입구의 탄성 복원을 위하여 스프링 같은 금속이 포함되기 때문에 수거 후 분쇄과정에서 금속이 조각으로 절단되어 매우 날카롭게 된다.

종래 합성수지 재활용품은 수거 후 선별과정을 거친 뒤 10cm 내외 크기로 절단된다. 이후 후공정으로 비중처리기, 탈수기, 온수세척기, 탈수기, 냉수처리기, 탈수기, 라벨분리기, 자석컨베이어, 세퍼레이터 및 색채선별기를 거쳐 최종적으로 페트플레이크(PET flake)로 제작된다.

그러나 상기 절단된 금속조각이 후공정을 거치면서 자석컨베이어에서 제거되기 때문에, 탈수기나 세척기 등을 통과하는 과정에서 내주면에 박히거나 또는 스크류에 박혀 이들의 내구성을 떨어뜨리는 단점이 있었다.

종래 실용 제263178호는 재활용품에 포함된 철편을 자성체로 제거하는 기술이 제안된 바 있다. 이는 한쪽으로 기울어진 분리통을 자성체 벨트로 회전시키는 과정에서 상기 분리통 내부로 통과되는 재활용품 중에 포함된 금속이 상기 자성체 벨트에 의해 분리통 내주면에 달라붙은 뒤 한쪽 배출구로 수거되는 구성이다.

그러나 종래 재활용품 분리장치는 재활용품을 일정크기로 절단하지 않고 분리통에 온전한 상태로 투입되는 것이므로 재활용품에 내장된 스프링 같은 금속은 걸러낼 수 없는 기술적인 단점이 있었다.

본 발명은 종래의 문제점을 감안하여 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 재활용품을 수거하여 일정크기로 분쇄하면 스프링 같은 금속 조각이 재활용수지에 섞인 상태가 되는데, 이를 비중처리기 전단계에서 1차적으로 제거함으로써, 후공정에 포함된 비중처리기, 탈수기, 세척기 및 라벨분리기 등의 설비 내구성을 높일 수 있으며, 상기 비중처리기에 사용되는 물이 선별장치로 순환되어 별도 물 사용이 불필요한 합성수지 재활용품 금속 선별장치를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 발명 한 실시예는 금속조각들과 재활용 합성수지조각들이 섞인 상태로 공급되는 원통형의 원료통이 구비되고, 상기 원료통의 내부에는 한 방향으로 회전되는 분산축에 방사상으로 다수의 분산날개들이 다단으로 구비되며, 상기 분산날개들의 회전으로 물이 휘저어지는 과정에서 가벼운 합성수지조각들은 상부에 마련된 배출구에서 물이 오버플로우되는 과정에서 배출되고, 비중이 무거운 금속조각들은 아래쪽으로 가라앉아 수거되도록 한 합성수지 재활용품 금속 선별장치에 있어서, 상기 원료통의 하부에 상기 원료통보다 직경이 작은 연결관이 구비되고; 상기 연결관의 하부에는 상향으로 경사진 스크류관이 마련되어서 물이 상기 스크류관의 상부에서 상기 연결관을 통하여 상기 원료통으로 순환되게 구성되며; 상기 스크류관에는 물 흐름과 반대로 회전되는 스크류컨베이어가 구비되고; 상기 스크류관의 외주면에는 자석레일이 구비되어서 상기 금속조각들이 상기 스크류컨베이어를 타고 상기 스크류관으로 유입되면 상기 자석레일을 따라 상향으로 이동되고, 상기 스크류관 상부의 금속배출구로 배출되도록 한 특징이 있다.

합성수지 재활용품을 수거하여 분쇄하면 스프링 같은 금속 조각이 발생 되는데, 이러한 금속조각은 분쇄된 재활용품 조각과 함께 비중선별, 세척 및 탈수과정을 거친 뒤 자석컨베이어를 통과하는 과정에서 제거된다. 그러나 금속조각이 날카롭기 때문에 세척 및 탈수과정에서 장치의 내벽에 박히거나 또는 이송 컨베이어에 박혀 장치의 마모가 심해지는 문제점이 발생 되었다.

본 발명은 분쇄된 재활용품 조각을 후공정으로 보내기 전에 한쪽으로 흐르는 물에 투입하여 상대적으로 무거운 금속조각이 자석레일을 따라 물흐름의 역방향으로 이동되어 수거되도록 한 것이다. 따라서 재활용품 조각은 자석레일에 달라붙지 않고 물을 거슬러 이동되지 않으므로 금속조각만 쉽게 선별되는 이점이 있으며, 특히 후공정 전단계에서 대부분의 금속조각이 선별되므로 세척기, 탈수기 및 이송컨베이어 등의 내구성을 높일 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명 한 실시예의 선별장치의 정면도
도 2는 본 발명 한 실시예의 선별장치의 측면도
도 3은 본 발명 한 실시예의 선별장치의 일부 확대 단면도

도 1 내지 도 3에서 본 발명 한 실시예의 선별장치는 재활용 합성수지가 일정크기 절단되어 투입구(10a)를 통하여 내부로 공급되는 원통형의 원료통(10)이 구비된다. 상기 원료통(10)에는 중심에 분산축(12)이 구비되고, 분산축(12)은 상기 원료통(10) 상측의 외부로 구비된 분산모터(14) 및 감속기(15)를 통하여 한방향으로 회전된다. 그리고 상기 분산축(12)에는 외주면에 방사상으로 다수의 분산날개(13)가 다단으로 구비되며, 상기 원료통(10)의 하부는 폭이 축소된 원추형으로 형성된 뒤 상기 원료통(10)보다 직경이 상대적으로 작은 연결관(11)으로 구성된다.

상기 분산날개(13)는 상기 원료통(10)의 축소된 하부 및 연결관(11)의 내부까지 다단으로 구비되며, 상기 연결관(11)의 하부는 상향으로 경사진 스크류관(20)과 연결된다.

상기 스크류관(20)은 내부에 스크류축(31)이 구비되고, 상기 스크류축(31)은 상기 스크류관(20)의 상측 외부로 돌출되어서 종동휠(34)이 구비된다. 그리고 상기 종동휠(34)은 벨트(35)를 통하여 구동휠(36)과 연결되며, 상기 구동휠(36)은 스크류모터(37)와 직결되어서 상기 스크류축(31)이 한방향으로 회전된다.

상기 스크류축(31)에는 중공상으로 떨어진 스크류컨베이어(30)가 구비되어서 스크류컨베이어(30)와 스크류축(31) 사이에 중공부(33)가 형성되고, 이들은 연결편(30a)을 통하여 간헐적으로 연결되어서 스크류축(31)의 회전력이 연결편(30a)을 통하여 스크류컨베이어(30)로 전달된다.

또한 상기 스크류관(20)의 상부에는 물이 공급되는 물투입구(21)가 형성되어서 물이 상기 스크류관(20)으로부터 상기 연결관(11)을 통하여 상기 원료통(10) 내부로 순환되게 구성되며, 상기 원료통(10)에는 상부에 배출구(10b)가 형성되어서 물이 배출구(10b)에서 오버플로우 되는 과정에서 물보다 비중이 큰 재활용 합성수지 조각들이 물과 함께 배출되어 다음 공정의 비중선별기로 향하도록 구성된다.

상기 스크류관(20)과 연결관(11)이 접하는 지점에는 양쪽으로 물투입노즐(21a)이 구비된다. 상기 물투입노즐(21a)은 상기 연결관(11) 까지 연장된 분산날개(13)와 스크류관(20)에 내장된 스크류컨베이어(30)의 사이에 놓이는 것으로서, 합성수지 조각들과 금속조각들이 상기 스크류관(20)과 연결관(11)이 접하는 지점에 쌓여 정체될 수 있으므로 상기 물투입구(21)로 공급되는 물의 일부가 상기 물투입노즐(21a)로 공급되어서 상기 정체중인 합성수지 조각들에 분사된다. 따라서 정체중인 합성수지 조각들은 물흐름방향을 따라 분산날개(13)를 타고 원료통(10) 위쪽으로 상승되어 상기 배출구(10b)로 배출되고, 무거운 금속조각들은 상기 스크류컨베이어(30)를 타고 물을 거슬러서 상승된다.

상기 스크류축(31)은 스크류관(20)에서 아래쪽으로 편심되어서 스크류컨베이어(30)의 아래쪽 외주면 일부가 상기 스크류관(20)의 내주면과 접하는 밀착부(32)를 형성하며, 이때 상기 스크류컨베이어(30)의 위쪽은 상기 스크류관(20)의 내주면과 떨어지는 공간부(23)를 형성한다. 그리고 상기 밀착부(32)와 대응되는 상기 스크류관(20)의 외주면에는 길이방향을 따라서 자석레일(40)이 구비된다.

상기 자석레일(40)은 원형자석 다수개가 연속으로 연결되어 레일형태를 이룬다. 그리고 상기 스크류컨베이어(30)가 물 흐름과 반대방향으로 회전되게 상기 스크류축(31)이 작동되면 물보다 비중이 무거운 금속조각이 원료통(10)에서 연결관(11)을 통하여 상기 스크류관(20)의 하부에 쌓인다. 상기 스크류컨베이어(30)의 회전시 금속조각들은 상기 스크류컨베이어(30)를 타고 상향으로 이동되는 과정에서 자석레일(40)과 대응되는 밀착부(32)에 달라붙는다. 이때 상기 스크류컨베이어(30)는 계속 회전되기 때문에 상기 금속조각들이 밀착부에 달라붙은 상태에서 스크류관(20)의 상부로 계속이동되고, 상기 스크류관(20)의 상부에 형성된 금속배출구(22)에서 외부로 배출되어 수거된다. 상기 자석레일(40)은 상기 금속배출구(22) 이전까지만 형성되어서 금속조각들이 자력을 영향을 받지 않고 상기 금속배출구(22)에서 원활히 배출되도록 구성된다.

이처럼 구성된 본 발명 한 실시예의 선별장치는 물이 한 방향으로 흐르는 과정에서 비중이 가벼운 합성수지조각들은 위쪽으로 향하고 무거운 금속조각들이 아래쪽에 쌓여서 쉽게 분리되며, 또한 물과 역방향으로 회전되는 스크류컨베이어를 타고 상기 금속조각들이 이동되므로 수거율이 향상되는 이점이 있다.

비중선별기에서 사용되는 물 일부가 상기 물투입구(21)를 거쳐 상기 스크류관(20)으로 공급되면 공간부(23)와 중공부(33)를 통하여 물이 연결관(11)을 타고 원료통(10)으로 공급된 뒤 상부의 배출구(10b)에서 오버플로우되어 상기 비중선별기로 순환되는 과정을 거친다.

물이 상기 원료통(10)으로 순환되는 과정에서 상기 투입구(10a)로 합성수지조각과 금속조각이 함께 섞여서 투입되는데, 상기 분산날개(13)들은 상향으로 경사져서 물이 아래서 위쪽으로 순환되게 휘저어주므로 비중이 가벼운 합성수지조각들은 올라가서 배출구(10b)에서 물과 함께 배출되고, 비중이 무거운 금속조각들은 분산날개(13)들을 피해 아래쪽으로 이동되거나 또는 분산날개(13) 끝단과 원료통(10) 사이 공간으로 이동되어서 연결관(11) 하부에 쌓인다.

상기 스크류컨베이어(30)는 물 흐름과 역방향으로 회전되기 때문에 연결관(11) 하부에 쌓이는 금속조각들은 상기 스크류컨베이어(30)를 타고 스크류관(20)의 상부로 이동된다. 상기 스크류컨베이어(30)는 한쪽으로 편심되어서 스크류의 외주면 일부가 스크류관(20)의 내주면과 접하는 밀착부(32)를 형성하고, 상기 밀착부(32)와 대응되는 자석레일(40)이 스크류관(20)의 외주면에 구비되기 때문에 상기 금속조각들은 상기 밀착부(32)에 달라붙어서 자석레일(40)을 따라 위쪽으로 계속 이동된다.

그리고 상기 자석레일(40)이 끝나는 지점에 마련된 금속배출구(22)에서 외부로 배출되어 수거되며, 상기 물투입구(21)에서 유입되는 물은 상기 스크류관(20)과 스크류컨베이어(30) 사이 공간부(23)를 따라 연결관(11)으로 흐른다. 또한 상기 스크류축(31)과 스크류컨베이어(30) 사이 중공부(33)를 따라 물이 흐르기 때문에 물의 정체가 발생되지 않으며, 상기 스크류컨베이어(30)가 물의 역방향으로 회전되더라도 비중이 가벼운 합성수지조각들은 유속 때문에 물의 역방향으로 이동되지 않으므로 금속조각들만 전부 회수되는 이점이 있다.

그리고 선별과정에서 합성수지 조각들과 금속조각들이 스크류관(20)과 연결관(11)이 접하는 지점에 쌓여 병목현상이 발생될 수 있는데, 상기 물투입노즐(21a)에서 물이 일정 압력으로 분사되어 정체된 합성수지 조각들을 분산시키므로 물 흐름방향을 따라 위쪽의 원료통(10)으로 재 상승되어 배출구(10b)로 배출된다. 그리고 무거운 금속조각들은 물투입노즐(21a)의 수압과 무관하게 스크류컨베이어(30)를 타고 위쪽으로 상승되므로 금속조각들의 선별이 원활해진다.

10 : 원료통 10a : 투입구
10b : 배출구 11 : 연결관
12 : 분산축 13 : 분산날개
20 : 스크류관 21 : 물투입구
21a : 물투입노즐 22 : 금속배출구
23 : 공간부 30 : 스크류컨베이어
31 : 스크류축 32 :밀착부
33 : 중공부 40 : 자석레일

Claims (5)

1. 금속조각들과 재활용 합성수지조각들이 섞인 상태로 공급되는 원통형의 원료통이 구비되고, 상기 원료통의 내부에는 한 방향으로 회전되는 분산축에 방사상으로 다수의 분산날개들이 다단으로 구비되며, 상기 분산날개들의 회전으로 물이 휘저어질때 가벼운 합성수지조각들은 상부에 마련된 배출구에서 물이 오버플로우되는 과정에서 배출되고, 비중이 무거운 금속조각들은 아래쪽으로 가라앉아 수거되도록 하되, 상기 원료통의 하부에 상기 원료통보다 직경이 작은 연결관이 구비되고; 상기 연결관의 하부에는 상향으로 경사진 스크류관이 마련되어서 물이 상기 스크류관의 상부에서 상기 연결관을 통하여 상기 원료통으로 순환되게 구성되며; 상기 스크류관에는 물 흐름과 반대로 회전되는 스크류컨베이어가 구비되고; 상기 스크류관의 외주면에는 자석레일이 구비되어서 상기 금속조각들이 상기 스크류컨베이어를 타고 상기 스크류관으로 유입되면 상기 자석레일을 따라 상향으로 이동되고, 상기 스크류관 상부의 금속배출구로 배출되도록 한 합성수지 재활용품 금속 선별장치에 있어서,
   상기 스크류컨베이어는 상기 스크류관에서 아래쪽으로 편심되어서 위쪽은 스크류관 내주면과의 사이에 공간부가 형성되고, 아래쪽은 상기 스크류관의 내주면과 접하는 밀착부를 구성하며, 상기 스크류컨베이어의 중심은 스크류축과 떨어진 중공부로 구성되고;
   비중선별기에서 사용되는 물 일부가 상기 스크류관 상측의 상기 공간부와 연결된 물투입구를 거쳐서 상기 스크류관으로 공급되면 상기 공간부와 중공부 및 상기 연결관을 타고 상기 원료통으로 공급된 뒤 상부의 배출구에서 오버플로우되어 상기 비중선별기로 순환되는 과정이 반복되도록 하고;
   상기 자석레일은 원형자석 다수개가 일렬로 연속 연결되어 레일형태로 상기 밀착부와 대응되게 상기 스크류관의 외주면에 구비되어서 상기 금속조각들이 상기 밀착부를 따라 일렬로 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 합성수지 재활용품 금속 선별장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 스크류관과 연결관이 접하는 지점 양쪽에는 상기 연결관 까지 연장된 분산날개와 스크류관에 내장된 스크류컨베이어의 사이에 물투입노즐이 구비되어서 이곳에 쌓이는 합성수지조각들로 물이 분사되고, 상기 합성수지조각들이 상기 분산날개를 타고 상기 원료통으로 상승되게 유도함을 특징으로 하는 합성수지 재활용품 금속 선별장치.
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