KR20050074666A - 폐 플라스틱 재생을 위한 압출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐 합성수지,비닐 및 고무 등의 모든 플라스틱재 폐기물을 파쇄선별하고 압출 성형시켜 재활용 할 수 있게 한 폐 플라스틱 재생을 위한 압출장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 맞물려 회전하는 압출 스크류의 이송속도를 향상시키고 그 외부 히팅 쟈켓에서 구간별로 온도를 차등화시키며 압출 스크류의 선단부 히팅쟈켓에 에어벤더를 설치하여 돌비현상을 제거하고 인출구 하단에 승강하는 원형커터를 장착시켜 제품의 배출속도를 원활하게 하여 최종 배출되는 입자의 크기를 ∮50, 길이 100mm이하로 제작할 수 있게 한 것으로 폐 플라스틱을 파쇄기(1)로 파쇄시켜 마그네틱 선별기(2')가 장착된 컨베이어(2)로 분쇄기(3)에 공급하여 분쇄 후 브로워(4)에 의해 이송관(5)으로 저장조(6)에 저장 후 이송 스크류(7)에 의해 압출장치(8)로 이송시킴에 있어서,모터(M)와 감속기(10)에 의해 회전하는 구동 스크류(11)와 이에 맞물려 회전하는 아이들 스크류(11')로 구성된 구동부와;상기 구동부의 외부 일측에 인입구(20)가 설치되고 인입구(20)의 측면으로 3단계의 히팅쟈켓(21)(21')(21")이 설치되고 선단부에 에어벤더(22)가 설치된 온도제어부와;수냉식 냉각장치(30)가 설치된 인출구(31)(31')(31")로 구성된 배출부와;모터(M')에 의해 회전하는 원형톱(40)이 설치된 톱 하우징(41)을 실린더(42)에 의해 승강시키는 절단부로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱 재생을 위한 압출장치.

Description

폐 플라스틱 재생을 위한 압출장치{EXTRUDING MACHINE FOR RECYCLING WASTE PLASTICS}

본 발명은 폐 합성수지,비닐 및 고무 등의 모든 플라스틱재 폐기물을 파쇄선별하고 압출 성형시켜 재활용 할 수 있게 한 폐 플라스틱 재생을 위한 압출장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 맞물려 회전하는 압출 스크류(Screw)의 회전속도를 향상시키고 그 외부 히팅 쟈켓에서 구간별로 온도를 차등화시키며 압출 스크류의 선단부 히팅쟈켓에 에어벤더를 설치하여 돌비현상을 제거하고 인출구 하단에 승강하는 원형커터를 장착시켜 제품의 배출속도를 원활하게 하여 최종 배출되는 입자의 크기를 ∮50, 길이 100mm이하로 제작할 수 있게 한 것이다.

일반적으로 합성수지재를 주원료로 사용하여 각종 석유화학제품이 산업 전 분야에 광범위하게 대량으로 사용되어 지고 이에 따른 폐 플라스틱 제품이 대량으로 배출되고 있는 실정이다.

상기의 플라스틱 폐기물은 분해되거나 썩지 않는 성질로 인해 매립시에는 토양을 황폐화시켜 자연환경을 파괴하고 소각시에는 각종 중금속의 배출과 유독가스의 발생으로 자연환경의 파괴 뿐 만 아니라 인체에도 악영향을 미치는 등의 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제로 인하여 폐 플라스틱을 재활용하기 위한 수단으로 물리적인 공정에 의한 재활용과 화학적인 방법에 의한 재활용 및 에너지 자원으로 재활용하는 방법이 제시되고 있다.

상기한 재활용 기술 중에서 에너지로 활용하는 방법은 쓰레기로부터 얻어지는 연료 즉,RDF(Refuse Derived Fuel) 리사이클 에너지 회수 시스템으로 그 제조과정에서 수분을 대부분 제거하고 고형화시켜 안정화 한 것으로 연료로서 발열량이 아역청탄의 수준으로 비교적 높고 발화와 연소 반응성이 좋고 수송 및 저장성이 양호한 장점을 가지고 있어 시멘트 제조기술의 소성로 연료,열병합발전소의 대체연료,화력발전소의 대체연료,대단위 재배시설에 사용되는 보일러의 대체연료 및 기타 철강제조 등의 산업용 로의 대체연료로 활용되고 있다.

종래의 폐 플라스틱 재생을 위한 압출장치는 다양한 방법과 형태로 시도되었으나 제품의 배출속도,제조과정에서 제품의 탄화,돌비현상의 발생,인출시 제품의 절단 불량으로 인한 단면의 불규칙하고 최종 배출 제품의 입자 크기가 ∮100-200mm 로 재활용에 따른 문제점을 가지고 있었다.

상기의 종래 장치는 압출 스크류의 피치(간극)가 넓고 깊이가 얕으며 회전속도가 20-30rpm 늦어 제품과 제품 사이에 가스층이 형성되어 돌비현상이 발생하였으며 스크류의 외부에 설치된 히팅 쟈켓의 온도도 일률적으로 80-120℃로 유지하고 있어 제품이 스크류를 따라 이송(20-30rpm)되면서 일부 탄화되어 제품의 품질을 저하시키며 인출구 설치된 나이프(Knife)공법으로 단순한 제품의 절단은 제품의 단면을 불규칙하게 할 뿐만아니라 제품의 배출속도에 저해요소로 작용하는 단점이 있고 최종적 배출되는 입자의 크기가 ∮100-200mm로 제작되어 대체연료로 활용시 발화와 연소 반응성이 낮은 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 압출 스크류의 피치와 깊이 및 회전속도를 해결하여 공정의 자동화가 가능케 하고 이로 인한 생산성의 증대 및 온도제어 시스템으로 제품의 품질을 향상시켰으며 제조과정에서 제품과 제품 사이에서 발생되는 가스층의 가스(수분,염소,매연 등)을 배출시켜 돌비현상을 제거하고 특히 염소가스를 제거하여 압출기의 수명을 연장시킬 뿐만 아니라 제조된 제품을 사용하는 보일러의 수명도 연장시킬 수 있으며 제품의 절단방식을 배출속도에 따라 절단시켜 자동화에 따른 속도를 유지시킬 수 있게 하여 제품의 입자를 최소화하였으며 대체연료로 재활용시 발화가 용이하게 하고 연소 반응성을 양호하게 유지할 수 있게 한 압출장치를 제공하기 위한 것이다.

상기한 압출 장치를 제공하기 위하여 폐 플라스틱을 파쇄기로 파쇄시켜 마그네틱 선별기가 장착된 컨베이어로 분쇄기에 공급하여 분쇄 후 브로워에 의해 이송관으로 사이로에 저장 후 이송 스크류에 의해 압출장치로 이송시킨다.

모터와 감속기에 의해 회전하는 구동 스크류와 이에 맞물려 회전하는 아이들 스크류로 구성된 구동부와;

상기 구동부의 외부 일측에 인입구가 설치되고 인입구의 측면으로 3단계의 히팅쟈켓이 설치되고 선단부에 에어벤더가 설치된 온도제어부와;

수냉식 냉각장치가 설치된 인출구로 구성된 배출부와;

모터에 의해 회전하는 원형톱이 설치된 톱 하우징을 실린더에 의해 승강시키는 절단부로 구성된 압출장치에 의해 폐 합성수지를 재활용 할 수 있게 한 압출장치를 제공할 수 있는 것이다.

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1,2 은 본 발명 압출장치의 평면 및 측면구조도로 본 발명 압출장치의 구동부,온도제어부,배출부 및 절단부의 상세구조를 도시한 것이고,도 3 은 본 발명 절단부의 작동구조도로 절단부의 승강작동을 설명하기 위한 것이며,도 4 는 본 발명이 적용되는 전체시스템을 도시한 구성도로서 폐 플라스틱의 압출되는 전 공정을 통하여 설명하기 위한 것이다.

폐 플라스틱을 파쇄기(1)로 파쇄시켜 마그네틱 선별기(2')가 장착된 컨베이어(2)로 분쇄기(3)에 공급하여 분쇄 후 브로워(4)에 의해 이송관(5)으로 저장조(6)에 저장 후 이송 스크류(7)에 의해 압출장치(8)로 이송시킴에 있어서,

모터(M)와 감속기(10)에 의해 회전하는 구동 스크류(11)와 이에 맞물려 회전하는 아이들 스크류(11')로 구성된 구동부와;

상기 구동부의 외부 일측에 인입구(20)가 설치되고 인입구(20)의 측면으로 3단계의 히팅쟈켓(21)(21')(21")이 설치되고 선단부에 에어벤더(22)가 설치된 온도제어부와;

수냉식 냉각장치(30)가 설치된 인출구(31)(31')(31")로 구성된 배출부와;

모터(M')에 의해 회전하는 원형톱(40)이 설치된 톱 하우징(41)을 실린더(42)에 의해 승강시키는 절단부로 이루어진 구조이다.

상기 구동부의 스크류(11)(11')의 피치는 70,깊이는 25이고 회전속도는 70~120rpm/min이다.

상기 온도 제어부의 다단 히팅쟈켓(21)(21')(21")은 순차적으로 300℃,280℃,200℃로 제어한다.

도면중 미설명 부호 (50)은 슈트이다.

이와 같이 된 본 발명은 폐 합성수지,비닐 및 고무 등의 모든 플라스틱재 폐기물을 수집,운반하여 파쇄,선별하고 압출,성형하여 고형화된 제품을 대체연료로 재활용하기 위하여 압출장치(8)를 제공하는 것이다.

도 1,2에 도시된 바와 같이 압출장치는 구동부,온도 제어부,배출부 및 절단부로 구성되며 구동부는 2개의 스크류(11)(11')가 맞물려 회전하는 구동 스크류(11)와 아이들 스크류(11')로 구성되며 모터(M)의 회전력을 감속기(10)를 통하여 구동 스크류(11)로 전달하여 회전시키고 아이들 스크류(11')는 이에 맞물려 회전하면서 제품을 압출한다.

상기의 맞물려 회전하는 스크류(11)(11')는 피치가 70,깊이가 25이고 스크류(11)(11')의 회전속도는 70~120rpm/min으로 제품을 압출하는 공정에서 부하의 발생을 제거하고 압출속도를 향상시켜 생산성을 증대시킬 수 있는 자동화가 가능케 하였다.

상기 온도 제어부는 상기 구동부의 외부에 설치되는 다단계의 히팅쟈켓(21)(21')(21")과 히팅쟈켓(21)(21')(21")의 일측에 제품을 투입하는 인입구(20)와 타측에 스크류(11)(11')에서 압출 이송시키는 단계에서 발생한 수분과 염소 및 매연가스를 에어벤더(22)를 설치하여 배출시키므로 돌비현상을 제거하여 제품의 원활한 생산을 가능케 하였다.

상기 3단계로 구성된 히팅쟈켓(21)(21')(21")은 인입구(20) 측에서 순차적으로 300℃,280℃ 및 200℃로 온도를 조절하여 구동부의 스크류(11)(11')에 의해 압출되면서 이송되는 제품을 탄화시키기 않고 원활하게 압출되게 하는 것이다.

상기 배출부는 구동부와 온도제어부의 선단에 설치되는 인출구(31)(31')(31")와 인출구(31)(31')(31")로 배출되는 제품을 냉각시키기 위한 수냉식 냉각장치(31)로 구성되고 히팅쟈켓(21)(21')(21")를 통과하면서 과열되어 배출되는 제품을 수냉식 냉각장치(31)에서 냉각시켜서 인출구(31)(31')(31")로 배출시키는 것이다.

상기 절단부는 톱 하우징(41)에서 모터(M')의 동력를 원형 톱(40)에 연결시키고 톱 하우징(41)을 실린더(42)로 상승 및 하강시킬 수 있게 구성되어 제품이 인출구(31)(31')(31")를 통하여 배출될 때 모터(M')로 원형 톱(40)을 3000rpm/min의 속도로 회전시킴과 동시에 실린더(42)가 톱 하우징(41)을 상승시켜 제품을 절단시키고 그와 동시에 실린더(42)가 톱 하우징(41)을 하강시키는 작동을 반복하면서 제품을 절단시킨다.

상기와 같은 절단부의 작동은 제품이 인출구(31)(31')(31")를 통하여 연속적으로 배출되므로 제품의 절단면을 규칙적으로 절단시키고 배출속도의 부하를 방지하여 전공정을 자동화시킬 수 있게 한 것이다.

상기와 같이 구성된 압출장치(8)를 전체시스템을 통하여 압출되는 공정을 설명하면 도 4 의 도시와 같이 수거한 폐 플라스틱(폐 합성수지,폐 비닐,폐 고무 등)을 파쇄기(1)에서 일차적으로 파쇄시킨 후 컨베이어(2)를 통하여 이송시킨다.

이때 컨베이어(2) 상에 장착된 마그네틱 선별기(2')에 의해 파쇄된 폐 플라스틱 중에 금속을 선별시켜 제거하고 이차 분쇄기(3)로 투입시켜 분쇄한 후 분쇄된 제품을 브로워(4)의 에어작동으로 제품을 이송관(5)을 통하여 저장조(6)로 이송시켜 보관하고 저장조(6)에 보관된 제품은 이송 스크류(7)에 의해 압출장치(8)로 공급한다.

일,이차 파쇄 및 분쇄한 제품을 저장조(6)에서 이송 스크류(7)에 의해 압출장치(8)의 인입구(20)로 투입되면 모터(M)의 구공력이 감속기(10)를 통하여 구동 스크류(11)를 회전시키며 구동 스크류(11)와 맞물려 있는 아이들 스크류(11')도 동시에 회전하면서 투입된 제품을 압출하면서 이송시킨다.

이때 구동부의 외부에 3단계로 설치된 히팅쟈켓(21)(21')(21")은 인입구(20) 측에서부터 300℃,280℃ 및 200℃로 순차적으로 온도를 낮추면서 내부의 제품이 원활하게 압출되도록 한다.

그리고 스크류(11)(11')에서 압출되는 과정에서 발생한 수분과 염소가스 및 매연가스는 에어벤더(22)로 배출시키므로 제품이 압출되는 과정에서 돌비현상을 제거하여 원활한 작업이 수행된다.

상기 절단부는 모터(M')에 연결된 원형 톱(40)이 설치된 톱 하우징(41)과 톱 하우징(41)을 승강시키는 실린더(42)로 구성되어 구동부에서 배출하는 제품을 절단하여 최종적으로 슈트(50)를 통하여 배출하는 것으로 인출구(31)(31')(31")로 배출되는 제품을 톱 하우징(41)의 모터(M')가 구동하면 이에 연결된 원형 톱(40)이 회전하고 이와 동시에 실린더(42)가 상승하면서 절단하고 실린더(42)가 하강하여 다음작업을 대기한다.

상기의 실린더(42)는 제품이 배출되는 인입구(31)(31')(31")의 선단을 연속,반복적으로 승강하면서 원형 톱(40)이 배출하는 제품을 절단한다.

상기와 같은 절단작업은 자동화공정에 의해 연속적으로 배출되는 제품의 속도를 유지시키면서 부하의 발생을 억제하여 전공정 자동화가 가능케 한 것이다.

상기한 공정으로 배출되는 고형화된 제품의 입자 크기(∮10mm이하)는 최소화되어 대체연료로 재활용되는 과정에서 발화가 용이하고 연소 반응성이 우수한 제품을 제공할 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

그러므로 본 발명은 폐 플라스틱을 재활용하는 공정에서 2개의 압출 스크류를 사용하여 공정의 자동화가 가능케 하였고 다단 온도제어 시스템과 에어벤더의 적용으로 제품의 탄화방지 및 돌비현상 제거로 생산성의 증대와 제품의 품질을 향상시켰으며 승강작동 절단방식의 채택으로 배출속도에 따라 절단시켜 자동화에 따른 속도를 유지시킬 수 있게 하여 제품의 입자를 최소화하고 대체연료로 재활용이시 용이하게 한 효과가 있는 압출장치를 제공하였다.

도 1 은 본 발명 압출장치의 평면구조도

도 2 는 본 발명 압출장치의 측면구조도

도 3 은 본 발명 절단부의 작동구조도

도 4 는 본 발명이 적용되는 전체시스템을 도시한 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) 파쇄기 (2) 컨베이어

(2')마그네틱 선별기 (3) 분쇄기

(4) 브로워 (5) 이송관

(6) 저장조 (7) 이송 스크류

(8) 압출장치 (10) 감속기

(11) 구동 스크류 (11') 아이들 스크류

(20) 인입구 (21)(21')(21") 히팅쟈켓

(22) 에어벤더 (30) 수냉식 냉각장치

(31)(31')(31") 인출구 (40) 원형 톱

(41)톱 하우징 (42) 실린더

(M)(M') 모터

Claims (3)

1. 폐 플라스틱을 파쇄기(1)로 파쇄시켜 마그네틱 선별기(2')가 장착된 컨베이어(2)로 분쇄기(3)에 공급하여 분쇄 후 브로워(4)에 의해 이송관(5)으로 저장조(6)에 저장 후 이송 스크류(7)에 의해 압출장치(8)로 이송시킴에 있어서,

   모터(M)와 감속기(10)에 의해 회전하는 구동 스크류(11)와 이에 맞물려 회전하는 아이들 스크류(11')로 구성된 구동부와;

   상기 구동부의 외부 일측에 인입구(20)가 설치되고 인입구(20)의 측면으로 3단계의 히팅쟈켓(21)(21')(21")이 설치되고 선단부에 에어벤더(22)가 설치된 온도제어부와;

   수냉식 냉각장치(30)가 설치된 인출구(31)(31')(31")로 구성된 배출부와;

   모터(M')에 의해 회전하는 원형톱(40)이 설치된 톱 하우징(41)을 실린더(42)에 의해 승강시키는 절단부로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱 재생을 위한 압출장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동부의 스크류(11)(11')의 피치는 70,깊이는 25이고 회전속도는 70~120rpm/min로 하는 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱 재생을 위한 압출장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도 제어부의 다단 히팅쟈켓(21)(21')(21")은 순차적으로 300℃,280℃,200℃로 제어하는 것을 특징으로 하는 폐 플라스틱 재생을 위한 압출장치.