KR200491316Y1 - 드럼식 자력 선별기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 영구자석을 내부에 구비하며 회전하는 드럼을 이용하여 자성체와 비자성체를 분류하는 드럼식 자력 선별기와 관련되며 실시예로, 축에 대하여 회전 가능하며, 내부가 비어 있는 드럼, 상기 드럼 내부의 일측에 구비되며 상기 드럼의 외주면에 자성체를 들러붙게 하는 자력제공부 및 상기 드럼을 회전시키는 구동부를 포함하고, 상기 자력제공부는 상기 축에 고정되는 지지판부, 상기 드럼의 내주면에 이르도록 상기 지지판부에 적층되는 복수의 영구자석들 및 적층된 상기 영구자석을 고정시키는 결속부재를 포함하는 드럼식 자력 선별기를 제시한다.

Description

드럼식 자력 선별기{Drum type separator using permanent magnet}

본 고안은 영구자석을 내부에 구비하며 회전하는 드럼을 이용하여 자성체와 비자성체를 분류하는 드럼식 자력 선별기와 관련된다.

자력 선별기는 자성체와 비자성체가 뒤섞인 폐기물이나 원료를 공급받아 자성체와 비자성체를 분류하는 데에 사용된다.

드럼형 자력 선별기는 회전하는 드럼 내에 자석이 구비되어 있어, 드럼을 타고 낙하하는 분류 대상물 중 자성체가 비자성체보다 드럼에 더 오래 들러붙게 됨으로써 비자성체와는 낙하 궤적을 달리하는 원리를 사용한다.

이러한 드럼형 자석 선별기에 대한 종래의 기술로는, 대한민국 공개특허 제10-2014-0116571호, 대한민국 등록특허 제10-0746702호 등이 있다.

종래의 기술에 따른 드럼식 선별기는 드럼 가까이에서 분류 대상물을 투입하여 가급적 자성체가 드럼에 잘 들어붙도록 구성하고 있다. 특히 드럼의 수직 상부에서부터 분류 대상물이 드럼에 접촉하도록 함으로써, 놓치는 자성체 없이 회전하는 드럼의 표면에 자력으로 들러붙도록 하고 있다. 이러한 종래의 기술에서는 자성체가 드럼 위에 ◎아져 드럼에 들러붙는 과정 중에 자성체와 뒤섞인 비자성체까지 드럼의 표면에 머물게 되는 현상이 자주 발생된다. 그에 따라 최종 분류된 자성체에는 다수의 비자성체가 포함됨에 따라 분류 효율이 낮아지는 문제가 발생된다.

이를 해소하고자 대한민국 등록특허 제10-0746702호에서는 회전 드럼의 하부에 브러시를 설치하여 비교적 적은 힘으로 드럼에 머무는 비자성체를 쓸어내리는 방식을 채택하고 있으나, 이 경우 브러시가 자성체까지도 쓸어내리는 새로운 문제가 발생하여 분류 효율이 낮은 문제점은 여전히 존재한다.

대한민국 공개특허 제10-2014-0116571호 (2014.10.06) 대한민국 등록특허 제10-0746702호 (2007.07.31)

본 고안은 회전드럼을 이용한 자력 선별기의 선별 효율을 증대시키고자 하는 것이다. 구체적으로 드럼의 표면으로 자성체를 유인하는 흡입력을 증대시킴으로써 분류 대상물의 토출구를 가급적 드럼과 멀리 이격시킬 수 있어, 자유 낙하에 따른 비자성체의 분리 배출이 확실하게 이루어질 수 있도록 하고자 한다.

그 외 본 고안의 세부적인 목적은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

위 과제를 해결하기 위하여 본 고안은 실시예로 축에 대하여 회전 가능하며, 내부가 비어 있는 드럼, 상기 드럼 내부의 일측에 구비되며 상기 드럼의 외주면에 자성체를 들러붙게 하는 자력제공부 및 상기 드럼을 회전시키는 구동부를 포함하고, 상기 자력제공부는 상기 축에 고정되는 지지판부, 상기 드럼의 내주면에 이르도록 상기 지지판부에 적층되는 복수의 영구자석들 및 적층된 상기 영구자석을 고정시키는 결속부재를 포함하는 드럼식 자력 선별기를 제시한다.

나아가 상기 영구자석들은 상기 드럼의 내주면의 형상에 대응하여 다단으로 적층됨에 따라, 최상층을 이루는 각 상기 영구자석들의 모서리가 상기 드럼의 내주면의 다수 위치에서 인접하게 놓일 수 있다.

한편 상기 축 방향에 따라 상기 지지판부의 상부 공간을 분할하여, 상기 영구자석들의 적층 공간을 분할하는 분리벽체를 포함할 수 있다.

또한 상기 결속부재는 상기 지지판부에 적층된 영구자석들을 덮어 감싸면서 단부가 상기 지지판부에 고정되는 씌움체일 수 있다.

또한 상기 드럼의 외주면에는, 원형 단면의 방사상으로 복수의 회수판이 돌출될 수 있다.

본 고안에 따르면 영구자석들을 특정 형상으로 적층하여 드럼 외주면에서 자성체를 당기는 흡입자력을 증대시킴으로써 자성체와 비자성체의 선별 작동이 효과적으로 이루어진다.

그 외 본 고안의 효과들은 이하에 기재되는 구체적인 내용을 통하여, 또는 본 고안을 실시하는 과정 중에 이 기술분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 것이다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 드럼식 자력 선별기의 사용상태를 나타낸 정면도.
도 2는 도 1의 실시예의 개략적인 측면도.
도 3은 도 1의 실시예에 채용된 드럼의 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 실시예에 채용된 자력제공부의 지지판부를 나타낸 사시도.
도 5는 도 1에 도시된 실시예에 채용된 자력제공부의 반조립 상태를 나타낸 사시도.
도 6은 조립이 완성된 자력제공부를 나타낸 사시도.
도 7은 도 1의 실시예에 채용된 자력제공부를 개략적으로 나타낸 정면도.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 고안에 따른 드럼식 자력 선별기의 구성, 기능 및 작용을 설명한다. 단, 도면들에 걸쳐 동일하거나 유사한 구성요소에 대한 도면번호는 통일하여 사용하기로 한다.

첨부된 도면은 본 고안이 적용된 실시예를 나타낸 것으로, 본 고안의 기술적 사상을 첨부된 도면을 통하여 제한 해석해서는 아니된다. 이 기술분야에 속하는 전문가의 견지에서 도면에 도시된 일부 또는 전부가 고안의 실시를 위하여 필연적으로 요구되는 형상, 모양, 순서가 아니라고 해석될 수 있다면, 이는 청구범위에 기재된 고안의 기술적 특징을 한정하지 아니한다.

도 1 내지 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 드럼식 자력 선별기와 관련된다.

본 고안의 실시예에 따른 드럼식 자력 선별기(100)는 드럼(10), 자력제공부(20) 및 구동부(30)를 포함한다. 나아가 구체적으로 도시하지 아니하였으나 분류 대상물을 투입하는 컨베이어(201)와 자력 선별기로 분류된 자성체(M)와 비자성체(N)를 저장하는 수거조(203)를 더 포함한다.

드럼(10)의 양단부를 축(31)이 관통하며, 이 축(31)과 드럼(10) 사이에 베어링(B)이 개재되어, 드럼(10)이 축(31)에 대하여 회전 가능하게 결합된다. 드럼(10)의 일측에는 스프라켓(32)이 결합되고, 구동모터(33)의 출력축과 체인(34)으로 연결되어 드럼(10)을 일방향으로 회전시킬 수 있다.

드럼(10)은 속이 빈 원통체로 내부에는 후술하는 자력제공부(20)가 장착된다. 자력제공부(20)는 축(31)에 키로 고정됨에 따라 위치가 고정적이다. 드럼의 재질은 비자성체이다.

도 3을 참고하면 드럼의 외주면 형상이 도시되어 있다.

드럼 원통(11)의 전단과 후단을 막는 원판부재(12)는 드럼의 외경보다 직경이 크게 제작되어, 드럼 원통(11)의 외주면에 들러붙은 자성체가 드럼 원통(11)의 전후방으로 이탈하는 것을 방지하는 넘김방지벽(121)을 형성하고 있다.

나아가 드럼(10)의 외주면에는 방사상으로 복수의 회수판(13)이 돌출되어 있다. 도시한 실시예에서는 3개의 회수판(13)이 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 회수판의 수는 실시예에 따라 달라질 수 있다.

도 1을 참고하면, 낙하 중 드럼의 외주면에 들러붙는 자성체(M) 대부분은 드럼(10)의 회전에 따라 드럼(10)과 같이 이동하게 되나, 자성체(M)가 구형이거나 사이즈가 작은 경우에는 드럼의 일부분에 집중된 흡입자력 의해 해당 부분을 향하도록 지속적으로 당겨짐에 따라 드럼과 함께 이동하지 못하고 그 높이(위치)에 계속 머물러 있을 수 있다.

드럼을 따라 이동하지 못하는 자성체는 추가로 낙하하는 자성체를 당겨 점차 덩어리가 커지다가, 제 무게에 의해 드럼으로부터 떨어져 낙하함으로써 분리 효율을 나쁘게 하는 원인이 된다.

회수판(13)은 드럼(10)과 일체로 회전하면서, 제자리를 고수하는 자성체를 물리적으로 모아 드럼(10)에 따라 강제로 이동시키게 된다. 적정한 수로 배치된 회수판(13)은 드럼(10)의 외주면에서 그대로 머물려고 하는 자성체들을 드럼(10)과 함께 아래로 이동하도록 돕는다. 이후 자력이 줄어드는 영역을 통과하면서 자성체가 낙하함으로써 분리 배출이 원만하게 진행된다.

도 4 내지 도 7을 참고하면, 자력제공부(20)는 드럼(10)의 내부 일측에 구비되어 드럼의 외주면에 자성체를 들러붙게 하는 구성요소이다.

자력제공부(20)는 축에 고정되는 지지판부(21), 지지판부(21)에 적층되는 영구자석들(22) 및 쌓인 영구자석(22)을 고정시키는 결속부재(23)를 포함한다.

도 4를 참고하면, 지지판부(21)의 상면에는 영구자석들(22)을 쌓을 수 있도록 평탄면으로 제공되고, 저면에는 축에 결합되는 거치부(211)가 구비된다. 거치부(211)에는 축이 통과하는 홀과 키 결합을 위한 키홈이 형성되어 있다.

지지판부(21)의 상부에는 공간을 다수 분할하는 분리벽체(212)가 결합되어 있다. 분리벽체(212)는 축 방향에 따라 지지판부(21)의 상부 공간을 분할하는데, 분할된 공간의 길이는 영구자석(22)의 단위 사이즈에 대응된다. 분할된 적층 공간에 다수의 영구자석이 장착된다.

분리벽체(212)는 큰 자력을 가진 영구자석들(22)을 쉽게 안치할 수 있게 한다.

여기서 사용되는 영구자석(22)은 페라이트 자석을 사용할 수 있다.

도 5에는 지지판부에 적층된 영구자석이 도시되어 있다.

영구자석들(22)은 드럼(10)의 내주면 원호 형상에 대응하여 다단으로 적층된다. 도시한 실시예에서 영구자석들(22)은 1단이 3개씩 6층을 이루고, 2단에서는 2개씩 3층으로 하며, 마지막으로 3단은 2개가 적층되어 중앙에 놓인다.

그 결과 도 7에 도시한 바와 같이, 영구자석들(22)을 쌓은 각 단에서의 모서리를 구성하는 영구자석(22)의 가장자리가 드럼(10)의 내주면에 거의 같은 이격 간격을 두고 위치하게 된다.

도시한 실시예에서는 A 내지 F의 6군데에서 영구자석(22)의 모서리가 드럼(10)의 내주면에 인접하게 되고, 그로 인해 드럼 외주면에서 자성체를 당기는 흡입자력의 구배가 비교적 고르게 형성된다. 특히 도 7의 왼쪽에 놓인 영구자석(3단)은 드럼의 내주면에 가장 가깝게 위치함에 따라 가장 강력한 흡입자력을 발휘하게 된다.

다층으로 적층된 영구자석들(22)과, 영구자석들(22)이 쌓는 형태의 특징으로 인하여 자성체를 드럼의 외주면으로 잡아당기는 흡입자력을 크게 얻을 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 영구자석(22)들이 적층되는 지지판부(21)는 철과 같은 자성체로 이루어진다. 자성체로 이루어진 지지판부(21)는 영구자석(22)들이 부착되어 고정될 수 있도록 하는 한편 영구자석(22)들이 적층되는 방향(가장 두께가 얇은 방향)으로 극배치가 이루어지도록 한다.

예를 들어 지지판부(21)에 부착된 영구자석(22)의 경우 지지판부에 접한 면 쪽이 N극이 되고 접하지 않은 면 쪽이 S극이 될 수 있다. 이러한 극 배치는 드럼(10)의 원주면에서 작용하는 흡입자력을 크게 증가시킨다.

다만, 이러한 극배치는 인접한 구역에서 영구자석들을 적층시키기 어렵게 하는 요인이 될 수 있다. 즉 영구자석이 적층되는 방향으로 2개의 극이 번갈아가며 계속적으로 생성되므로 인접한 구역에서 영구자석을 적층할 때는 인력과 척력을 동시에 받게 된다.

따라서 영구자석들(22)을 인접한 구역에 쉽게 안치할 수 있도록 할 필요가 있다. 분리벽체는 베이클라이트(bakelite) 또는 MC판과 같은 비자성체 합성수지 재질로 이루어짐으로써 인접하여 적층된 영구자석들의 영향을 최소화하면서 인접한 구역에 영구자석들을 용이하게 적층할 수 있게 한다.

다시 도 1을 참고하면, 분류 대상물을 투입하는 컨베이어(201)의 투입구(202)는 드럼(10)의 외주면으로부터 일정 거리(d)만큼 이격되어 있는데, 자력제공부(20)에 기인한 흡입자력이 커짐에 따라 투입구(202)로부터 드럼(10) 사이의 간격(d)을 더 넓게 벌릴 수 있게 된다.

그에 따라 분류 대상물이 낙하는 과정 중 자성체(M)가 드럼(10)의 외주면으로 이동하는 거리(d)가 늘어나고(200mm 내지 300mm 정도에서도 가능함), 이렇게 자성체(M)가 길게 이동하는 과정 중에 비자성체(N)와 자성체(M)가 분리될 확률이 증가하게 된다. 즉 낙하 도중 뒤섞인 자성체(M)와 비자성체(N)가 드럼(10)의 흡입자력에 의해 분리될 시간을 더 길게 확보하게 되며, 자성체의 효과적인 분리 배출이 가능하게 된다.

다시 도 5 내지 도 6을 참고하면, 결속부재(23)는 적층된 영구자석이 이탈되는 것을 방지하는 것으로, 도시한 실시예에서는 지지판부(21)에 적층된 영구자석들(22)을 덮어 감싸면서 단부가 지지판부(21)에 고정되는 씌움체(231)이다.

씌움체(231)는 휘어짐이 가능한 금속판재로, 양단부에는 지지판부(21)에 볼트나 리벳 등으로 고정하기 위한 홀들이 형성되어 있다. 지지판부(21) 위에 적층된 영구자석들(22) 위로 씌움체(231)를 덮은 후 양단부를 지지판부의 가장자리를 따라 고정시킴으로써, 씌움체(231)가 변형되면서 영구자석들(22)을 감싸게 된다. 그에 따라 자력제공부가 드럼 내에 기울어진 채 설치되더라도 영구자석이 제 위치에서 이탈하지 않게 된다.

씌움체(231)는 자기장에 영향을 받지 않도록 비자성체인 스테인리스 스틸을 사용할 수 있고, 도시하지 아니하였으나, 결속부재는 영구자석과 지지판부를 체결하는 스크랩, 클램프 등으로 대체될 수 있다.

본 고안의 실시예에 따른 드럼식 자력 선별기는 자력제공부에 의한 자성체 흡입자력을 증대시킴으로써 분류 대상물을 드럼과 다소 거리를 두고 낙하시킬 수 있게 한다. 그에 따라 자성체가 끌리면서 주변의 비자성체까지 자성체에 섞여버리는 종래의 기술에 따른 문제점을 해소할 수 있다.

앞서 설명한 본 고안의 상세한 설명에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 선별기
10 : 드럼
11 : 드럼 원통 12 : 원판부재 121 : 넘김방지벽 13 : 회수판
20 : 자력제공부
21 : 지지판부 211 : 거치부 212 : 분리벽체
22 : 영구자석 23 : 결속부재 231 : 씌움체
30 : 구동부
31 : 축 32 : 스프라켓 33 : 구동모터 34 : 체인 35 : 베어링
201 : 컨베이어 202 : 투입구 d : 거리 203 : 수거조
M :자성체, N : 비자성체

Claims (5)

1. 축에 대하여 회전 가능하며, 내부가 비어 있는 드럼,
   상기 드럼 내부의 일측에 구비되며 상기 드럼의 외주면에 자성체를 들러붙게 하는 자력제공부 및
   상기 드럼을 회전시키는 구동부를 포함하고,
   상기 자력제공부는
   상기 축에 고정되는 지지판부,
   상기 드럼의 내주면에 이르도록 상기 지지판부에 적층되는 복수의 영구자석들 및
   적층된 상기 영구자석을 고정시키는 결속부재를 포함하고,
   상기 영구자석들은 상기 드럼의 내주면의 형상에 대응하여 다단으로 적층됨에 따라, 최상층을 이루는 각 상기 영구자석들의 모서리가 상기 드럼의 내주면의 다수 위치에서 인접하게 놓이는 것을 특징으로 하는
   드럼식 자력 선별기.
   
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 축 방향에 따라 상기 지지판부의 상부 공간을 분할하여, 상기 영구자석들의 적층 공간을 분할하는 분리벽체를 포함하는
   드럼식 자력 선별기.
   
4. 제3항에서,
   상기 결속부재는
   상기 지지판부에 적층된 영구자석들을 덮어 감싸면서 단부가 상기 지지판부에 고정되는 씌움체인
   드럼식 자력 선별기.
   
5. 제1항에서,
   상기 드럼의 외주면에는,
   원형 단면의 방사상으로 복수의 회수판이 돌출되어 있는
   드럼식 자력 선별기.

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