KR19990078348A - 대기압하에 재료를 분쇄하는 장치 - Google Patents

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KR19990078348A
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조니딘 잭슨
루돌프휴고 콜러
Original Assignee
조안 엠. 젤사
프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드
로버트 지. 호헨스타인
도로시 엠. 보어
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Abstract

본 발명은 대기압하에서 약 600미크론 미만의 평균 직경을 갖는 분쇄 재료로 재료의 입자 크기를 감소시키는 고에너지 충격 장치에 관한 것으로, 이러한 충격 장치는 약 400fps 내지 700fps의 충격 속도로 작동하는 분쇄 햄머와, 그리고 이러한 햄머에 의해 분쇄되는 단위 면적 당 약 25 내지 100hp/ft2의 높은 비입력을 상기 햄머를 통해서 제공하기 위한 수단을 포함하고 있다.

Description

대기압하에 재료를 분쇄하는 장치 {SYSTEM FOR GRINDING MATERIALS AT ATMOSPHERIC PRESSURE}
본 발명은 대기압에서 재료의 입자 크기를 감소시키는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄성 재료를 극저온식으로 분쇄하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이전부터 쓰레기 매립지에 매립된 재료를 재순환시키기 위해서는 쓰레기 매립지를 더 증가시킬 것을 요구하였다. 예컨대, 현재에는 고무 타이어 및 여러 플라스틱 재료들이 새로운 용도로 재생되고 있다. 이러한 용도 중 하나는 재생된 고무를 분쇄하고 분쇄된 기초 제품을 도로 포장용 재료와 혼합하는 단계를 포함한다.
취성 재료를 분쇄하는 극저온 밀링 공정을 포함하는 종래의 밀링 공정에서는, 분쇄하고자 하는 재료의 유리전이온도 아래에서 그의 미세균열 또는 전위를 따라 재료를 분쇄하는데 필수적인 충격 에너지를 발생하도록 햄머에 속도를 제공하는 회전자가 사용된다. 예컨대, 고무 타이어 입자들은 전형적인 극저온 햄머 밀링 장치에서 기초 고무 제품으로 밀링될 수도 있으며, 기초 고무 제품의 대부분은 30메쉬(mesh)(약 595미크론) 보다 작으며, 기초 고무 제품의 일부는 80메쉬(177미크론) 보다 작다. 보다 작은 입자 크기를 얻기 위해서는, 통상적으로 밀링 장치내의 회전자의 속도를 증가시켜서 고무 입자들에 가해질 충격 에너지를 증가시킨다. 그렇지만, 30메쉬(약 595미크론) 보다 작게 재료의 입자 크기를 더 감소시키기 위한 종래의 시도는 제품의 수율(즉, 시간당 밀링 장치를 통과하는 재료의 파운드)을 저하시켰으며, 타이어 고무 입자들의 온도를 극저온 수준으로 저하시키기 위해 사용되는 냉각제의 소모량을 현저하게 증가시켰다.
미국 특허 제 5,597,123호에는 재료의 입자 크기를 약 40미크론 정도의 평균 직경으로 감소시키는 초고에너지 극저온 충격 장치 및 방법이 개시되어 있다. 이러한 장치는 약 -40℉ 내지 -450℉의 온도로 재료를 냉각시키는 냉각 스테이션과, 초당 600피트 내지 1500피트의 팁 속도로 작동하는 회전자를 갖추고 있고 냉각된 재료의 입자 크기를 감소시키는 밀링 스테이션과, 그리고 밀링 스테이션 내의 가스성 대기를 변화시키는 대기 변화기를 포함하고 있다.
비록 미국 특허 제 5,597,123호의 초고에너지 극저온 충격 장치가 양호한 수행 능력을 제공하지만, 산업계에서는 설비비용이 상대적으로 낮고, 보다 유연하게 작동하며, 섬유 및 금속을 보다 용이하게 처리할 수 있고, 양호한 수율을 제공할 수 있는 보다 간단한 극저온 충격 장치를 요구하게 되었다.
본 발명의 목적은 재료의 입자 크기를 감소시키는데 적합한 고에너지 충격 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 보다 폭넓은 입자 분쇄 능력을 제공하기 위해 초고에너지 극저온 충격 장치를 보완하는 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에서 사용되는 방법을 개략적으로 설명한 도면.
도 2는 단일 밀 유지 스크린 개구를 갖춘 라이너 스크린을 개략적으로 도시한 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
2 : 호퍼 3 : 냉각 스테이션
4 : 밀링 스테이션 5 : 가스 밀봉 회전 피이드록
6 : 배출구 7 : 가스 밀봉 회전 에어록
11 : 액체 질소 저장 탱크 12 : 액체 질소 도관
13,14 : 냉각제 도관 15 : 밸브
23 : 햄머 24 : 회전자
25 : 밀 유지 스크린 개구 30 : 유지 라이너 스크린
본 발명은 대기압에서 재료의 입자 크기를 약 600미크론 미만의 평균 직경으로 감소시키기 위한 고에너지 충격 시스템에 관한 것으로서, 이러한 시스템은 약 400fps 내지 700fps의 충격 속도로 작동하는 분쇄 햄머와, 그리고 이러한 햄머에 의해 분쇄되는 단위 면적 당 약 25 내지 100hp/ft2의 높은 비입력(specific input power)을 햄머를 통해서 제공하기 위한 수단을 포함하고 있다.
이하에, 첨부된 도면을 참조한 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 다른 목적, 특징, 및 장점을 상세하게 설명한다.
충격 방법을 이용하여 분쇄가 용이한 재료를 분쇄할 때, 증가된 속도를 갖는 햄머가 재료에 보다 많은 에너지를 가하게 되며, 이에 의해 재료가 보다 작은 입자로 분쇄된다. 본 발명의 일실시예는 회전자의 속도를 유지하면서 회전자의 직경을 증가시킴으로써 햄머 팁의 속도를 증가시키는 것이다. 전형적으로, 입자를 분쇄시키기 위해 충격 장치의 햄머로 약 5% 미만의 힘이 가해진다. 분말의 나머지는 바람 저항(풍손(windage))에 기인한 끌림, 입자 변형, 기계적인 마찰, 입자 가속 등과 같은 기생적인 손실에 의해 소모된다.
풍손은 고속에서 사용되는 주요 동력이다. 이는 동일하거나 보다 작은 직경의 밀링 장치의 회전 속도를 증가시키는 것보다 끌림으로부터 보다 큰 동력 손실을 유발하는데, 이는 끌림이 제 3동력에 대한 회전 속도와 제 5동력에 대한 회전자의 직경과 비례하기 때문이다.
만일 재료를 결빙시키고 그의 유리전이온도 아래에서 재료를 취성 상태로 유지시킴으로써 재료를 취성 재료로 변형시킬 수 있다면, 탄성 재료의 분쇄는 클리어런스 폐쇄 충격식 밀링에서 유용할 수 있다. 전형적으로, 충격식 밀링 장치를 사용하는 극저온 밀링 공정은 탄성 재료가 취성을 갖도록 액체 질소 및/또는 이산화탄소를 사용하고 또한 분쇄 공정 동안 탄성 재료를 그의 유리전이온도 아래로 유지시키기 위해 밀링 장치내에 보조적인 냉각제를 첨가함으로써 많은 탄성 재료에서 수행될 수 있다.
미세한 크기의 제품은 햄머 둘레부의 속도를 증가시킴으로써 제조될 수 있으며, 이는 속도의 제곱까지 입자에 가해지는 에너지를 증가시킨다.
작은 크기, 즉 0.32cm의 유지 스크린과 보다 작은 둘레 구멍 스크린은 이러한 분야에서 높은 마모율을 나타내며, 밀링 장치로부터 정상적으로 배출된 일부 입자들이 분쇄 챔버로 되튀게 되며, 이후 연속적으로 재순환되는데, 이는 밀링 장치의 용량을 감소시키고, 밀링 장치의 작용을 부적절하게 한다. 작은 구멍을 갖는 표준 스크린의 다른 단점은 만일 재료가 취성인 아닌 섬유를 포함하는 경우 이러한 섬유가 구멍을 덮어서 동일한 결과를 유발한다는 점이다. 그의 종착지 부근에 스크린의 폭을 따라 직사각형 구멍을 갖는 라이너와 같은 동일한 구성의 유지 스크린의 사용은 표준 스크린 보다 낮은 고유 액체 질소 소모량에서 미세한 제품을 제공한다.
최적의 고유 액체 질소 소모량을 얻기 위해, 분쇄 장치에서 햄머의 작동과 소정 장비의 교환이 요구되는데, 이를 위해 밀링 장치에 공급되는 힘은 단위 시간 당 탄성 재료의 최대량이 처리될 수 있도록 공급되어야 한다.
햄머의 부가 설치는 보다 미세한 메쉬 제품을 제조하도록 밀링 장치의 수행력을 개선시킬 것이며, 햄머들 사이의 간격이 보다 좁아지는 공기역학적인 특성에 기인하여 끌림을 감소시킬 수도 있다.
따라서, 본 발명의 일실시예는 밀링 장치가 그의 최대 분쇄 능력을 가지도록 충분한 힘을 공급하여 충격 에너지 수준을 증가시키는 장치를 제공하는 것이다. 재료를 분쇄하는 장치의 수행력에 악영향을 미치지 않는 범위에서 햄머의 끌림을 감소시키고 및/또는 분쇄 챔버 내의 재료의 분포를 개선시키는 다른 변형들은 냉각에 요구되는 액체 질소가 분쇄 챔버 내에서 소모되는 일량에 직접 비례하기 때문에 개선될 수 있다. 낮은 끌림은 주어진 메쉬 크기 및 보다 높은 에너지 수준에서 고유 냉각제의 소모량을 최적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 햄머들과 분쇄 챔버벽 사이의 측부 클리어런스의 감소를 고려한다. 햄머들과 분쇄 챔버의 측부 사이의 공간을 감소시킴으로써, 소량의 재료가 햄머 충격을 벗어나게 되며, 이는 보다 효율적인 분쇄 공정을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 장치는 유연하다. 이러한 장치는 보다 넓은 범위의 크기로 재료를 분쇄할 수 있도록 용이하게 변형될 수 있다. 예컨대, 약간의 와이어를 포함하는 스크랩 타이어 칩과 약 1.9cm 내지 400미크론의 크기를 갖는 섬유 또는 보다 작은 공급 원료가 본 발명에서 사용될 수 있다. 바람직하게, 본 발명에 따른 장치는 대기압하에서 약 600미크론 미만의 평균 직경으로 재료를 분쇄하는데 적합하다. 보다 바람직하게는, 분쇄된 재료의 크기는 약 177미크론 미만의 평균 직경을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 장치는 햄머의 충격 속도, 장치의 온도, 및 내부 스크린의 형태의 변화에 대응하여 다양한 크기의 재료가 제조될 수 있도록 용이하게 변형될 수도 있다.
조절될 수 있는 다른 인자는 바람직하게는 고효율, 내마모성 및 내천공성, 비막힘, 및 자가-복구 형태를 갖는 넓은 범위의 타이어 공급 원료(즉, 전체 와이어와 섬유의 하중)를 수용할 수 있는 원도우 스크린의 형태이다. 종래의 장치와 비교하면, 종래의 장치는 얇은 게이지 철로 제조된 현저하게 작은 스크린 구멍을 갖는 내부 밀링 스크린을 사용하는데, 이러한 작은 구멍은 천공 또는 막힘을 유발하기 때문에 강 또는 섬유를 포함하는 재료를 분쇄하는데 비효율적이다. 종래의 장치가 보다 큰 스크린 구멍을 적용한다면, 본 발명의 장치가 갖는 크기 감소 능력은 가지지 못한다.
본 발명의 장치는 종래의 장치보다 현저하게 많은 양의 재료를 분쇄할 수 있다. 이러한 본 발명의 장치는 전체 힘하에서 최대 약 6000lb/시간의 분쇄 재료 수율을 제공한다. 바람직하게, 이러한 장치는 약 4000 내지 5000lb/시간의 수율을 갖는다.
본 발명의 장치는 평균적으로 현저하게 많은 특정 크기의 분쇄 제품을 제조한다. 예컨대, 본 발명의 장치는 초당 400 내지 700 피트(fps)의 팁 속도의 충격 속도에서 4.7mm의 공급물로부터 60%의 177미크론의 분쇄 제품을 제조한다. 바람직하게, 충격 속도는 약 500fps 내지 600fps이다. 비교적으로, 동일한 조건하에서 종래의 밀링 장치는 4.7mm의 공급물로부터 소량의 177미크론의 분쇄 제품을 제조한다.
이러한 장치는 또한 분쇄 햄머를 통과하는 높은 비입력을 제공하는 수단일 수 있다. 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 높은 비입력은 약 25hp/ft2내지 100hp/ft2이다. 바람직하게, 높은 비입력은 약 40hp/ft2이다.
이러한 장치는 단일 밀링 장치를 통해 많은 양의 재료를 제조할 수 있다. 이러한 장점은 보다 높은 팁 속도와 조화하여 힘의 효율을 증가시킨다. 4.7mm의 공급물로부터 약 50 내지 60%의 약 177미크론의 제품을 제조하기 위한 수율은 약 4000 내지 6000lb/시간이다.
본 발명에 따른 장치의 다른 중요한 장점은 소량의 한제(cryogen)를 필요로 한다는 점이다. 본 발명에 따른 장치의 작동은 약 177미크론의 탄성 재료의 파운드 당 약 2 내지 2.5 파운드의 액체 질소를 사용할 수 있다. 비교적으로, 종래의 밀링 장치는 약 177미크론의 탄성 재료의 파운드 당 약 3 내지 15 파운드의 액체 질소를 필요로 한다.
방출 단부에서 갭을 갖는 개조된 라이너를 갖춘 밀링 장치의 사용은 밀링 장치를 빠져나오기 전에 충돌하는 입자들의 평균 갯수를 증가시킬 수도 있다. 이는 표준 스크린의 제 1구멍을 통해 밀링 장치를 빠져나가는 입자에 있어서 충돌 횟수는 대략 두배일 것이며, 이는 보다 작은 크기의 제품을 생산가능하도록 한다.
이하에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도 1을 참조하면, 밀링될 재료는 호퍼(2) 내에 위치되어 있다. 밀링될 적절한 재료는 금속(즉, 티타늄, 아연 등), 플라스틱(즉, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 열가소성물질, 또는 에폭시와 같은 열경화성물질), 탄성체(즉, 고무) 화학물질(즉, 소듐 비카보네이트, 안료 등), 음식물(즉, 땅콩, 건과, 감귤류 껍질, 치즈, 설탕 등), 음식 관련물(즉, 양념류), 및 다양한 품종(즉, 동물 연골, 동물 기관) 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 특별한 예로는 고무, 열가소성물질, 열경화성물질, 및 양념류를 포함한다. 밀링될 재료 중 바람직한 두 개의 예는 4 U.S. 메쉬 타이어 고무 입자보다 작은 것과 1/8 인치의 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 펠릿(pellet)이다.
실질적으로 일정한 매스 유량(즉, ±2%)으로 공급 재료를 공급할 수 있는 정밀형 공급기와 같은 독립형 공급기가 호퍼(2)로서 사용될 수도 있다. 이러한 호퍼(2)는 밀링될 재료를 일시적으로 저장하고, 냉각 스테이션(3)으로 결국에는 밀링 스테이션(4)으로의 재료의 공급율을 조절한다. 공급율은 냉각 스테이션(3)으로 도입되는 단위 시간 당 무게에 의해 측정되는 재료의 양이다. 공급율은 장치를 통해 실질적으로 일정하며, 적절한 양의 재료가 냉각 스테이션(3)을 통과하여 충분히 냉각되고 이후 밀링 스테이션(4)을 통과하여 충분히 크기가 감소할 수 있도록 조절된다. 실제로, 공급율은 밀링 스테이션(4)에 의해 유추된 마력을 측정함으로써 달성될 수도 있다.
호퍼(2)로부터, 재료는 종래의 공급 기술에 의해 냉각 스테이션(3)으로 공급되는데, 여기서 재료가 냉각된다. 냉각 스테이션(3)에서, 밀링될 재료의 온도가 저하되며, 이에 의해 파괴가 용이하도록 취성 및 민감성이 증가된다. 냉각 스테이션(3)에서 냉각되는 재료의 온도는 그 재료의 유리전이온도 또는 취성 온도 아래이어야 한다. 예컨대, 소정의 취성 재료(즉, 에폭시와 같은 다수의 열경화성물질)은 공기 냉각장치와 같은 공기 냉각에 의해 상온보다 약간 아래의 온도로 충분히 냉각될 수도 있다. 다른 물질(즉, 고무 또는 열경화성물질)은 극저온 수준으로 온도를 저하시키는 것이 보다 바람직하다.
바람직한 모드에서, 냉각 스테이션(3)은 극저온 냉각 스테이션(3)이며, 여기서는 밀링될 재료가 약 -80℉ 내지 -320℉의 극저온으로 냉각된다. 액체 질소, 액체 헬륨, 액체 산소, 액체 아르곤 또는 액체 이산화탄소와 같은 통상적인 액화 가스는 상기한 범위로 온도를 저하시킬 것이다. 바람직한 액화 가스는 액체 질소로서, 이에 의해 도달된 온도는 -320℉일 수도 있다.
예비 냉각기(3)에서, 밀링될 재료는 종래의 극저온 밀링 작동에서 행한 바와 같이, 액화 질소와 같은 냉각제 또는 냉동제를 갖는 역류식 열교환기 또는 동기식 열교환기를 통해 직접 냉각될 수도 있다.
예비 냉각기(3)는 사용된 냉각제(즉, 기화된 질소 가스, 기화된 헬륨 가스, 또는 기화된 아르곤 가스와 같은 기화된 가스 또는 공기)가 배출되는 배출구(6)를 포함하고 있다. 안전을 고려하여, 배출된 가스는 작동 영역으로 부터 포집되어 제거되어야 한다.
이후, 냉각된 재료는 대기가 유입되는 것을 방지하기 위해 가스 밀봉 회전 피이드록(5) 또는 다른 적절한 가스 밀봉 장치를 통해 중력에 의해 밀링 스테이션(4)으로 공급된다. 밀링될 재료가 한정된 시간 내에 밀링 스테이션(4)을 통과하기 때문에, 예비 냉각기(3)는 재료가 밀링 스테이션(4)으로 유입되기 전에 충분히 냉각시킬 수 있는 장점이 있다. 상기한 바와 같이, 이러한 예비 냉각은 냉각제를 냉각제 도관(14)을 통해 예비 냉각기(3)로 공급함으로써 달성될 수도 있다. 선택적으로, 냉각제는 밸브(15)를 통해 조절되는 냉각제 도관(13)을 통해 밀링 스테이션(4)으로 직접 첨가될 수도 있다. 냉각제 도관(13)을 통해 밀링 스테이션(4)에 첨가된 냉각제는 비록 소정의 경우이지만 대개 보조 냉각제로서 사용되며, 냉각제의 주요 원료는 냉각제 도관(14)을 통해 첨가되는 것이 바람직하다. 냉각제가 공급되는 한가지 예는 냉각제 도관(13,14)내로 공급되는 것과 반대로, 단열된 액체 질소 도관(12)이 통과하는 액체 질소 저장 탱크(11)를 통해 공급되는 것이다.
밀링 스테이션(4) 내에는 회전자(24)가 배치되어 있다. 이러한 회전자는 스테인레스강, 니켈강, 티타늄(특히, 중량 대 강도의 비가 우수한), 및 극저온 분야에 적절한 것으로 공지된 다른 합금을 포함하는 다양한 재료로부터 주조, 기계가공, 용접, 밀링가공되거나 또는 제조될 수도 있다. 바람직하게, 회전자는 풍손을 최소화할 수 있는 공기역학적 형태를 갖는다. 햄머 또는 충격면을 지지하는 회전자 허브는 디스크- 또는 플라이휠 형태를 가지며, 풍손을 최소화하기 위해 유선형으로 구성된다.
작동시에, 회전자(24)는 재료를 분쇄하기 위한 충분한 충격 에너지를 제공하기 위해 충분한 힘으로 햄머(23)를 통과하는 재료와 접촉한다. 예컨대, 밀링 장치의 회전자는 약 400fps 내지 700fps의 팁 속도로 작동하며, 바람직하게는 약 500fps 내지 600fps의 팁 속도로 작동한다.
햄머(23)는 밀링 스테이션(4) 내에서 재료를 분쇄하거나 파괴한다. 이후, 분쇄되거나 파괴된 재료는 밀링 스테이션(4)으로부터 배출되기 전에 밀링 스테이션(4)내의 유지 스크린 또는 슬롯형 방출판을 통과한다. 이러한 스크린은 종래의 구성을 가질 수도 있으며, 또는 분야에 따라 규정된 구성을 가질 수도 있다. 또한, 유지 스크린 또는 방출판은 밀링 스테이션(4)내에서의 재료의 거주 시간을 강화시키는 역할을 하며, 이에 의해 재료가 회전자(24)와 접촉할 가능성을 크게 하며 재료를 원하는 입자 크기로 감소시킬 수 있게 한다. 이후, 바닥의 재료가 밀 유지 스크린 개구(25)를 통과하고, 선택적으로 대기압하에서 다른 가스 밀봉 회전 에어록(7)을 통과하여 수집 챔버(도시되지 않음)로 유입된다.
바람직한 모드에서, 타이어 고무 입자(4 U.S. 메쉬 또는 4.7mm 보다 작은 입자 크기를 갖는)가 냉각 스테이션에서 약 -0℉ 아래, 바람직하게는 -80℉ 아래의 온도로 냉각된다. 장치를 통과하는 입자의 온도는 냉각제로서 액체 질소를 사용하여 약 -320℉이다. 냉각된 타이어 고무 입자들은 밀링 스테이션으로 이송된다. 밀링 스테이션 내에서, 회전자는 700fps 의 팁 속도로 냉각된 타이어 고무 입자와 접촉하여 입자의 크기를 바람직하게는 125미크론 내지 250미크론, 가장 바람직하게는 약 177미크론의 평균 직경을 갖도록 감소시킨다.
도 2는 단일 구멍을 갖춘 유지 라이너 스크린(30)을 도시한 도면이다. 유지 라이너 스크린(30)은 밀링 스테이션 내에 위치된다. 라이너 스크린(25)의 내면 상의 리지(ridge, 26)는 밀링 스테이션(4)에서 재료를 분쇄하거나 파괴하는 햄머(23)가 재료를 용이하게 분쇄하도록 한다. 분쇄되거나 파괴된 재료는 밀링 스테이션(4)으로부터 배출되기 전에 밀링 스테이션(4) 내의 유지 라이너 스크린(30) 또는 슬롯형 방출판을 통과한다. 밀링 스테이션(4)로부터 밀링된 재료를 배출하는 한가지 예는 밀 유지 스크린 개구(25)를 통과시키는 것이다.
예
약 4메쉬(4.7mm) 내지 6메쉬(3.4mm)의 크기를 갖는 대부분의 섬유 및 금속으로부터 제거된 스크랩 타이어를 공급 재료로서 사용한다. 종래의 밀링 장치와 본 발명에 따른 장치를 사용하여 비교한다. 이들 양 장치들은 비효율적인 과크기 재료를 최소화하는 반면 약 -80메쉬(177미크론)의 제품을 최대로 생산하기 위해 최적화된다. 종래의 밀링 장치(펄바 모델 D형 밀링 장치와 같은)와 본 발명에 따른 밀링 장치 모두는 동일한 내부 크기와 기하학적 형태를 가지며, 동일한 주조 공정으로 제조된다. 본 발명에 따른 장치는 개조된 햄머, 상이한 합금, 개조된 스크린 및 정지판, 보다 큰 힘, 높은 팁 속도, 및 공기역학적 및 전체적인 수행력을 개선시키기 위한 다른 변형 인자들을 사용한다.
종래의 장치 본 발명에 따른 장치
작동 조건
팁 속도(fps) 366 525
힘(hp) 100 300
배출 온도(℉) -90 -90
공급물(메쉬) 4 내지 6 4 내지 6
스크린(cm) 0.50(둥근 구멍) 5(슬롯)
결과
공급율(lb/시간) 4000 4000
LN2(lb.LN2/lb.feed) 1.0 1.5
이전의 80%메쉬 23 60
작은 둥근 구멍 스크린을 갖는 종래의 밀링 장치는 섬유의 막힘에 매우 민감함을 주목해야 한다. 실질적으로, 전체 타이어로 제조되는 모든 스크랩 타이어 고무는 약 4메쉬 내지 4메쉬(3.4mm)의 크기를 갖는 소정의 섬유를 포함하고 있다. 구멍 크기의 증가는 종래의 밀링 장치의 섬유의 내구력을 보다 증가시키지만, 크기 감소율은 저하시킨다. 종래의 밀링 장치에 대한 데이터는 달성하기 어렵고 비용이 많이 드는 섬유가 거의 없는 상태를 가정한다. 또한, 종래의 밀링 장치에 대한 힘 및 공급율의 증가는 분쇄 효율을 감소시키며, 섬유에 대한 문제점을 증가시키고, 결국 스크린의 막힘을 유발한다.
본 발명의 특별한 바람직한 실시예를 기술하였고 도시하였지만, 본 발명은 이들로 한정되지 않으며, 본 발명의 범위와 개념을 벗어나지 않으면서 많은 개조와 변경이 가능함은 명백하다.
상기한 본 발명에 따른 장치에 의하면, 설비비용이 상대적으로 낮고, 보다 유연하게 작동하며, 섬유 및 금속을 보다 용이하게 처리할 수 있고, 양호한 수율을 지 극저온 충격 장치를 보완하는 장치를 제공하는 것이다.

Claims (10)

  1. 대기압하에서 재료의 입자 크기를 약 600미크론 미만의 평균 직경을 갖는 분쇄 재료로 감소시키는 고에너지 충격 장치로서,
    (a) 약 400fps 내지 700fps의 충격 속도로 작동하는 분쇄 햄머와, 그리고
    (b) 상기 햄머에 의해 분쇄되는 단위 면적 당 약 25 내지 100hp/ft2의 높은 비입력을 상기 햄머를 통해서 제공하기 위한 수단을 포함하고 있는 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 재료가 탄성 입자인 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 저온 상태에서 사용되기에 더 적합한 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 저온이 약 -80℉ 미만인 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 분쇄 재료가 통과하도록 약 2.5cm 내지 15cm의 단일 밀 유지 스크린 개구를 더 포함하고 있는 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 충격 속도가 500fps 내지 600fps인 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 비입력이 약 40hp/ft2인 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 유지 스크린 개구가 약 5cm인 장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 분쇄 재료가 약 177미크론 미만의 평균 직경을 갖는 장치.
  10. 대기압하의 -80℉ 미만의 저온에서 약 177미크론 미만의 평균 직경을 갖는 분쇄 재료로 재료의 입자 크기를 감소시키는 고에너지 충격 장치로서,
    (a) 약 400fps 내지 700fps의 충격 속도로 작동하는 분쇄 햄머와,
    (b) 상기 햄머에 의해 분쇄되는 단위 면적 당 약 25 내지 100hp/ft2의 높은 비입력을 상기 햄머를 통해서 제공하기 위한 수단과, 그리고
    (c) 상기 분쇄 재료가 통과하도록 약 2.5cm 내지 15cm의 단일 밀 유지 스크린 개구를 포함하고 있는 장치.
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