KR200398504Y1

KR200398504Y1 - 고분자재료 분쇄기

Info

Publication number: KR200398504Y1
Application number: KR20-2005-0021777U
Authority: KR
Inventors: 정효상
Original assignee: 정효상
Priority date: 2005-07-27
Filing date: 2005-07-27
Publication date: 2005-10-12

Abstract

본 고안은 고분자재료를 분쇄하는 고분자재료 분쇄기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 고무부스러기, 스크랩(Scrap) 및 고체 형태로 된 천연 및 합성 중합체재료, 탄성계수(Modulus)가 아주 높은 중합체 등 고분자재료를 압축시킨 후 분쇄하여 고품질의 고분자 분말을 생산할 수 있도록 하는 고분자재료 분쇄기를 제공하는 것이다.

본 고안의 주요구성은, 고분자재료를 분쇄하는 통상의 고분자재료 분쇄기에 있어서, 일측에 분쇄할 고분자재료를 투입하는 주입구가 형성되고, 타측에 분쇄된 고분자재료가 배출되는 배출구가 구비되며, 양측에 제1·제2고정공이 구비된 원통 형상의 원통형케이스와; 상기 원통형케이스의 제1고정공에 결합되는 제1결합부가 형성되어 원통형케이스의 주입구 측 내부에 설치되고, 모터의 회전력을 공급받아 회전하며, 투입된 고분자재료를 배출구 방향으로 압축하며 이송하도록 배출구 방향으로 지름이 점점 커지는 테이퍼부가 형성됨과 함께, 상기 테이퍼부의 외면에 스크류형상의 돌기로 이루어진 압축부가 구비된 압축스크류유닛과; 상기 압축스크류유닛과 결합되어 함께 회전하고, 원통형케이스의 제2고정공에 결합되는 제2결합부가 형성되며, 압축된 고분자재료를 분쇄하도록 외주연에 스크류 형상의 돌기로 이루어진 분쇄부가 구비된 분쇄스크류유닛으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 고안은 원통형케이스의 내부에 스크류 형상의 압축부가 형성된 압축스크류유닛을 설치하고, 상기 압축스크류유닛과 함께 회전하며 스크류 형상의 분쇄부가 형성된 분쇄스크류유닛을 설치하여, 원통형케이스의 주입구로 투입된 고분자재료를 압축 분쇄하여 고품질의 극미세한 고분자 분말을 생성할 수 있는 효과를 얻게 된다.

Description

고분자재료 분쇄기{A High Molecule Material Pulverizer}

일반적으로, 열가소성 중합체와 탄성중합체의 재생은 환경 분야에서 오랫동안 연구하고 있는 분야로서, 열가소성 중합체는 재료를 작게 분쇄하여 고온으로 녹여서 압출하는 방법으로 재생하고 있다.

그러나, 상기 탄성중합체인 고분자재료는 고무의 교차결합 때문에 고온으로 녹여서 재생하지 못하여, 널리 사용되고 있는 차량용 타이어의 재생방법이 시급하게 연구되고 있는 실정이다.

상기 고분자재료를 재생하는 대부분의 방법은, 우선 크기를 줄이는 탈황과정을 거치게 되고, 상기 탈황과정은 상온 또는 저온에서 진행하게 된다.

이때, 상기 상온에서의 탈황과정은, 일반적으로 홈이 있는 휠 분쇄로 0.5 ~ 1.5㎜ 지름의 작은 입자를 생산하기 위해 실온에서 고무 스크랩의 크기를 줄이는 방식을 사용하게 된다.

그리고 상기 저온에서의 탈황과정은, 고분자재료가 부서지기 쉽게 저온으로 냉동하여 분쇄하는 방식을 사용하게 되고, 결과적으로 높은 변형비에 의해 파쇄시키는 것이다.

그러나, 상기 저온에서 탈황과정을 진행하려면 고가의 저온도 시설을 이용해야하므로, 상온에서 좋은 고무 분쇄입자를 생산하기 위한 방법들이 최근 연구 개발중이다.

이에, 본 고안은 상온에서 고분자재료를 분쇄시키는 방법을 연구하여 창안된 것으로서, 테이퍼부가 형성된 압축스크류유닛과 원통형상의 분쇄스크류유닛을 원통형케이스 내에 설치하여 고분자재료를 압축 분쇄함으로써, 저가의 장치를 이용하여 고품질의 고무 분쇄입자를 얻을 수 있도록 고분자재료 분쇄기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안의 목적과 부수되는 많은 효과는 다음의 상세한 설명에 의해서 용이하게 이해될 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 고분자재료를 분쇄하는 통상의 고분자재료 분쇄기에 있어서, 일측에 분쇄할 고분자재료를 투입하는 주입구가 형성되고, 타측에 분쇄된 고분자재료가 배출되는 배출구가 구비되며, 양측에 제1·제2고정공이 구비된 원통 형상의 원통형케이스와; 상기 원통형케이스의 제1고정공에 결합되는 제1결합부가 형성되어 원통형케이스의 주입구 측 내부에 설치되고, 모터의 회전력을 공급받아 회전하며, 투입된 고분자재료를 배출구 방향으로 압축하며 이송하도록 배출구 방향으로 지름이 점점 커지는 테이퍼부가 형성됨과 함께, 상기 테이퍼부의 외면에 스크류형상의 돌기로 이루어진 압축부가 구비된 압축스크류유닛과; 상기 압축스크류유닛과 결합되어 함께 회전하고, 원통형케이스의 제2고정공에 결합되는 제2결합부가 형성되며, 압축된 고분자재료를 분쇄하도록 외주연에 스크류 형상의 돌기로 이루어진 분쇄부가 구비된 분쇄스크류유닛으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 원통형케이스를 냉각시키기 위해 원통형케이스의 일측에 결합되는 제1냉각수주입구와; 상기 원통형케이스의 타측에 결합되는 제1냉각수회수구와; 상기 제1냉각수주입구에서 공급된 냉각수가 원통형케이스를 순환하며 열교환된 후 제1냉각수회수구로 회수될 수 있도록 원통형케이스의 내부에 형성되는 제1열교환부를 더 구비한다.

또한, 상기 압축스크류유닛의 제1결합부에 결합되는 제2냉각수주입구 및 제2냉각수회수구와; 상기 제2냉각수주입구에서 공급된 냉각수가 압축스크류유닛과 분쇄스크류유닛의 내부를 순환하며 열교환된 후 제2냉각수회수구로 회수될 수 있도록 압축스크류유닛과 분쇄스크류유닛의 내부에 형성되는 제2열교환부를 더 구비한다.

그리고 상기 압축스크류유닛이 고분자재료를 압축하며 고분자재료를 파쇄시킬 수 있도록 압축부의 다수개소에 절삭되어 형성되는 제1절삭홈을 더 구비하고, 상기 고분자재료의 분쇄성능을 향상시키기 위해 분쇄스크류유닛의 분쇄부 다수개소에 절삭되어 형성되는 제2절삭홈을 더 구비함이 바람직하다.

이하, 상기 특징이 적용된 본 고안의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 고분자재료 분쇄기의 구성을 보인 단면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 분쇄기의 압축부를 확대하여 보인 요부도이며, 도 3은 본 고안에 따른 분쇄기의 분쇄부를 확대하여 보인 요부도이다.

도면과 같이, 원통형케이스(1)의 내부에는 압축스크류유닛(10)과 분쇄스크류유닛(20)이 설치되어 모터(미도시)에 의해 회전하며 원통형케이스(1)의 주입구(3)에서 투입된 고분자재료를 압축 분쇄하여 배출구(4)로 배출시키게 된다.

즉, 상기 원통형케이스(1)의 일측에 형성된 제1결합공(8)에 압축스크류유닛(10)의 제1결합부(14)가 결합되고, 상기 원통형케이스(1)의 타측에 형성된 제2결합공(9)에 분쇄스크류유닛(20)의 제2결합부(23)가 결합되어 원통형케이스(1)의 내부에 압축스크류유닛(10)과 분쇄스크류유닛(20)이 견고하게 설치된다.

그리고 상기 압축스크류유닛(10)은 주입구(3)에서 배출구(4) 방향으로 점점 지름이 넓어지는 테이퍼부(11)가 형성되고, 상기 테이퍼부(11)의 외면에는 스크류형상의 돌기로 이루어진 압축부(12)가 형성되어 원통형케이스(1)의 주입구(3)에서 투입된 고분자재료를 압축하여 분쇄스크류유닛(20) 방향으로 이송한다.

또한, 상기 분쇄스크류유닛(20)은 외면에 스크류 형상의 돌기로 이루어진 분쇄부(21)가 형성되어 압축스크류유닛(10)에 의해 공급된 압축된 고분자재료를 분쇄하여 원통형케이스(1)의 배출구(4)로 배출시키게 된다.

이때, 상기 압축스크류유닛(10)과 분쇄스크류유닛(20)은 견고하게 결합되어 모터의 회전력을 공급받아 함께 회전하며 원통형케이스(1)의 내면(2) 사이에서 고분자재료를 압축과 분쇄하게 된다.

그리고 상기 압축스크류유닛(10)과 분쇄스크류유닛(20)은 속도를 3×10^-3~ 1×10^-1 m/s로 하여 0.01 ~ 0.15 Mpa의 압력으로 압축부(12) 및 분쇄부(21)에 의해 고분자재료를 교축(Throttling)시킴으로서, 압축 및 분쇄작업을 진행하는 것이다.

따라서, 상기 원통형케이스(1)의 주입구(3)로 투입된 고분자재료는 압축스크류유닛(10)에 의해 압축되고, 상기 압축된 고분자재료는 분쇄스크류유닛(20)에 의해 전단, 감압, 냉각 및 교축이 작용되며 여러 차례 분해되고 붕괴되어 고품질의 극미세한 고분자 분말로 전환되어 원통형케이스(1)의 배출구(4)로 배출되는 것이다.

또한, 도 2와 같이 상기 압축스크류유닛(10)의 압축부(12) 다수개소에는 제1절삭홈(13)이 형성되어 압축부(12)가 고분자재료를 압축하며 파쇄하여 분쇄스크류유닛(20)의 분쇄효율을 향상시키게 된다.

그리고 도 3과 같이, 상기 분쇄스크류유닛(20)의 분쇄부(21) 다수개소에도 제2절삭홈(22)이 형성되어 분쇄효율을 자체적으로 향상시키게 된다.

이때, 상기 압축부(12)에 형성되는 제1절삭홈(13)과 분쇄부(21)에 형성되는 제2절삭홈(22)의 형상 및 절삭각도는 압축 또는 분쇄효율이 가장 좋은 형상과 각도로 형성함이 바람직하다.

한편, 상기 고분자재료가 압축 분쇄될 때에는 압축부(12)와 원통형케이스(1)의 내면(2) 및 분쇄부(21)와 원통형케이스(1)의 내면(2) 사이에 위치된 고분자재료의 마찰로 인해 고열이 발생하게 되고, 이에 원통형케이스(1)의 제1냉각수주입구(5)로 주입된 냉각수가 원통형케이스(1)의 제1열교환부(7)를 순환하며 열교환된 후 제1냉각수회수구(6)로 배출되어 원통형케이스(1)를 냉각시키게 된다.

그리고 상기 압축스크류유닛(10)과 분쇄스크류유닛(20)은 제2냉각수주입구(31)에서 주입된 냉각수가 제2열교환부(30)를 순환하며 열교환된 후 제2냉각수회수구(32)로 배출되어 냉각된다.

한편, 상기 압축스크류유닛(10)과 분쇄스크류유닛(20)을 각각 개별적으로 냉각시킬 수 있도록 구성해도 됨은 물론이며, 원통형케이스(1)의 제1열교환부(7)는 압축부(12)와 분쇄부(21)의 형상과 같이 스크류 형상으로 형성해도 된다.

이와 같이 본 고안 고분자재료 분쇄기에 관하여, 본 고안의 범주 내에서 각 부품들의 여러 가지 설계변경은 모두 본 고안의 기술사상의 범위에 포함되는 것으로 간주된다.

이상에서 설명된 것과 같이 본 고안은, 원통형케이스의 내부에 스크류 형상의 압축부가 형성된 압축스크류유닛을 설치하고, 상기 압축스크류유닛과 함께 회전하며 스크류 형상의 분쇄부가 형성된 분쇄스크류유닛을 설치하여, 원통형케이스의 주입구로 투입된 고분자재료를 압축 분쇄하여 고품질의 극미세한 고분자 분말을 생성할 수 있는 효과를 얻게 된다.

도 1은 본 고안에 따른 고분자재료 분쇄기의 구성을 보인 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 분쇄기의 압축부를 확대하여 보인 요부도,

도 3은 본 고안에 따른 분쇄기의 분쇄부를 확대하여 보인 요부도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 - 원통형케이스 3 - 주입구

4 - 배출구 7 - 제1열교환부

10 - 압축스크류유닛 11 - 테이퍼부

12 - 압축부

20 - 분쇄스크류유닛 21 - 분쇄부

30 - 제2열교환부

Claims

고분자재료를 분쇄하는 통상의 고분자재료 분쇄기에 있어서,

일측에 분쇄할 고분자재료를 투입하는 주입구(3)가 형성되고, 타측에 분쇄된 고분자재료가 배출되는 배출구(4)가 구비되며, 양측에 제1·제2고정공(8)(9)이 구비된 원통 형상의 원통형케이스(1)와;

상기 원통형케이스(1)의 제1고정공(8)에 결합되는 제1결합부(14)가 형성되어 원통형케이스(1)의 주입구(3) 측 내부에 설치되고, 모터의 회전력을 공급받아 회전하며, 투입된 고분자재료를 배출구(4) 방향으로 압축하며 이송하도록 배출구(4) 방향으로 지름이 점점 커지는 테이퍼부(11)가 형성됨과 함께, 상기 테이퍼부(11)의 외면에 스크류형상의 돌기로 이루어진 압축부(12)가 구비된 압축스크류유닛(10)과;

상기 압축스크류유닛(10)과 결합되어 함께 회전하고, 원통형케이스(1)의 제2고정공(9)에 결합되는 제2결합부(23)가 형성되며, 압축된 고분자재료를 분쇄하도록 외주연에 스크류 형상의 돌기로 이루어진 분쇄부(21)가 구비된 분쇄스크류유닛(20)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 고분자재료 분쇄기.
제 1항에 있어서,

상기 원통형케이스(1)를 냉각시키기 위해 원통형케이스(1)의 일측에 결합되는 제1냉각수주입구(5)와;

상기 원통형케이스(1)의 타측에 결합되는 제1냉각수회수구(6)와;

상기 제1냉각수주입구(5)에서 공급된 냉각수가 원통형케이스(1)를 순환하며 열교환된 후 제1냉각수회수구(6)로 회수될 수 있도록 원통형케이스(1)의 내부에 형성되는 제1열교환부(7)와;

상기 압축스크류유닛(10)의 제1결합부(14)에 결합되는 제2냉각수주입구(31) 및 제2냉각수회수구(32)와;

상기 제2냉각수주입구(31)에서 공급된 냉각수가 압축스크류유닛(10)과 분쇄스크류유닛(20)의 내부를 순환하며 열교환된 후 제2냉각수회수구(32)로 회수될 수 있도록 압축스크류유닛(10)과 분쇄스크류유닛(20)의 내부에 형성되는 제2열교환부(30)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 고분자재료 분쇄기.
제 1항에 있어서,

상기 압축스크류유닛(10)이 고분자재료를 압축하며 파쇄시켜 분쇄효율을 향상시킬 수 있도록 압축부(12)의 다수개소에 절삭되어 형성되는 제1절삭홈(13)과;

상기 고분자재료의 분쇄성능을 향상시키기 위해 분쇄스크류유닛(20)의 분쇄부(21) 다수개소에 절삭되어 형성되는 제2절삭홈(22)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 고분자재료 분쇄기.