KR20100034871A - 자기 분리 장치 - Google Patents

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    • B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
    • B03C1/23—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp
    • B03C1/24—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp with material carried by travelling fields
    • B03C1/247—Magnetic separation acting directly on the substance being separated with material carried by oscillating fields; with material carried by travelling fields, e.g. generated by stationary magnetic coils; Eddy-current separators, e.g. sliding ramp with material carried by travelling fields obtained by a rotating magnetic drum

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 자기 분리 장치는, 원료를 공급하는 공급부, 자석을 이용하여 상기 원료에 포함된 철 성분을 분리하는 분리기, 상기 분리기에 의해서 분리된 상기 철 성분이 이동하는 제1 슈트, 그리고 상기 철 성분이 제거된 원료가 이동하는 제2 슈트를 포함하며, 상기 분리기는 샤프트, 상기 샤프트의 회전 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 복수의 마그넷 유닛 및 상기 복수의 마그넷 유닛 사이에 개재되어 있는 보강재를 포함한다. 이렇게 하면, 자력이 마그넷 유닛의 외측면으로 집중되어 철 성분 제거 효율이 향상된다.
자기 분리 장치, 분리기, 보강재, 마그넷 유닛

Description

자기 분리 장치{Magnetic separator}
본 발명은 자기력에 의해서 철 성분을 분리하는 자기 분리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유체 상태의 원료 또는 분말 상태의 원료, 예컨대 규사, 운모 연마석, 도자기 석분, 내화물, 2차 전지 원료 등의 분말 원료에 포함된 철 성분을 제거하여 순도 높은 원료를 얻기 위해 마그네틱 필터가 사용되기도 한다.
아울러, 각종 화학 및 식료품 원료로부터 철분을 자력으로 분리하는 회전드럼 식 분리기가 사용되고 있다. 또한, 공급되는 원료에서 철 성분을 제거하기 위해서 배출구 측에 전자석 또는 영구자석 등을 이용한 롤러형 분리기가 장착되기도 한다.
하지만, 철 성분을 완벽하게 제거하기 위해서는 자석의 자력이 커야 하나 자력이 작아서 철 성분이 용이하게 제거되지 못하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자력을 증대하여 철 성분 제거 효율을 향 상할 수 있는 자기 분리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자기 분리 장치는, 원료를 공급하는 공급부, 자석을 이용하여 상기 원료에 포함된 철 성분을 분리하는 분리기, 상기 분리기에 의해서 분리된 상기 철 성분이 이동하는 제1 슈트, 그리고 상기 철 성분이 제거된 원료가 이동하는 제2 슈트를 포함한다. 여기서 상기 분리기는 샤프트, 상기 샤프트의 회전 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 복수의 마그넷 유닛 및 상기 복수의 마그넷 유닛 사이에 개재되어 있는 보강재를 포함한다.
상기 보강재는 그 외주면으로부터 돌출되어 있는 돌출부를 포함할 수 있고, 상기 돌출부는 상기 마그넷 유닛의 외측면 가장자리를 덮고 있을 수 있다.
상기 복수의 마그넷 유닛은 제1 마그넷 유닛 및 제2 마그넷 유닛을 포함할 수 있고, 상기 제1 마그넷 유닛과 상기 제2 마그넷 유닛은 상기 보강재를 사이에 두고 배치될 수 있으며, 상기 보강재에 인접한 상기 제1 마그넷 유닛 부분 및 상기 제2 마그넷 유닛 부분의 극성은 동일할 수 있다.
상기 분리기는 상기 샤프트와 연결되어 있는 적어도 하나의 지지 플레이트 및 상기 지지 플레이트에 결합되어 있는 복수의 받침판을 더 포함할 수 있으며, 상기 마그넷 유닛은 상기 받침판 위에 놓여 있을 수 있다.
상기 적어도 하나의 지지 플레이트는 제1 지지 플레이트 및 제2 지지 플레이트를 포함할 수 있고, 상기 제1 지지 플레이트에는 상기 받침판의 한쪽 끝 및 상기 보강재의 한쪽 끝이 결합되어 있고, 상기 제2 지지 플레이트에는 상기 받침판의 다 른 쪽 끝 및 상기 보강재의 다른 쪽 끝이 결합되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 마그넷 유닛 사이에 보강재가 형성되기 때문에 마그넷 유닛의 외측면으로 자력을 집중시킬 수 있다. 이로써 철 성분의 제거 효율이 향상된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 자기 분리 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 자기 분리 장치는 호퍼(100), 메인 덕트(115), 제1 슈트(145), 제2 슈트(135), 마그넷(120), 내측 드럼(125), 외측 드럼(155) 및 디바이더(130)를 포함하며, 메인 덕트(115)의 측면에는 점검창(105)이 형성된다.
호퍼(100)의 우측 단부 하단 메인 덕트(115) 내에는 외측 드럼(155)이 배치되고, 외측 드럼(155) 내측에 내측 드럼(125)이 배치된다. 또한, 내측 드럼(125) 내부에는 마그넷(120)이 배치된다.
외측 드럼(125)의 상단부와 우측 하단부는 개방되어 있으며, 호퍼(100)에 의해서 외측 드럼(155)의 상단부 개방된 부분으로 원료가 공급되는 구조를 갖는다.
아울러, 내측 드럼(125)은 도면에서 시계 방향으로 회전하는 구조를 갖고 있 으며, 공급되는 원료에 포함된 철 성분(110)은 마그넷(120)의 자력에 이끌려 내측 드럼(125)에 달라 붙는다. 철 성분(110)은 마그넷(120)의 자력이 미치지 않는 곳에서 내측 드럼(125)의 둘레에서 떨어지고, 좌측 하단에 형성된 제1 슈트(145)를 통해서 외부로 배출된다.
또한, 철 성분(110)이 제거된 순수한 원료(140)는 우측 하단에 형성된 제2 슈트(135)를 통해서 다른 가공장치로 이송된다.
마그넷(120)의 하부에는 철 성분(110)과 순수한 원료(140)를 분리하는 디바이더(130)가 배치된다.
본 발명의 실시예에서, 내측 드럼(125)은 회전하나 외측 드럼(155)과 마그넷(120)은 고정되어 회전하지 않는다. 아울러, 마그넷(120)은 내측 드럼(125)의 내측에서 부채꼴로 한쪽 부분에만 형성되어 철 성분(110)이 내측 드럼(125)에서 용이하게 분리된다.
내측 드럼(125)의 둘레에는 막대 형상의 스크래퍼(scrape)(126)가 형성되어 있다. 스크래퍼(126)는 내측 드럼(125) 둘레에 붙어 있는 철 성분(110)을 긁어낼 수 있다.
도 1의 구조는 아래에 설명하는 자기 분리 장치에도 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 자기 분리 장치의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 자기 분리 장치는 샤프트(200), 베어링들(225, 230), 내측 드럼(205, 도 1의 125에 해당), 지지 플레이트들(235, 240), 마그넷 유닛(250), 구동기어(215) 및 구동부(220)를 포함하며, 내측 드럼(205)의 일단 외주면에는 피동 기어(210)가 형성된다.
내측 드럼(205)을 샤프트(200)가 관통하되, 내측 드럼(205)과 샤프트(200) 사이에는 베어링들(225, 230)이 개재된다.
구동기어(215)는 피동기어(210)와 맞물려 있으며, 구동부(220)로부터 동력을 전달받는다. 구동기어(215)의 회전에 따라 피동기어(210)가 회전하면 피동기어(210)와 연결되어 있는 내측 드럼(205)이 회전한다. 구동부(220)는 전기 에너지로 작동되는 감속모터를 포함할 수 있다.
또한, 내측 드럼(205) 내부의 한쪽과 다른 쪽에 각각 제1 및 제2 지지 플레이트(235, 240)가 배치되고, 제1 및 제2 지지 플레이트(235, 240)는 샤프트(200)에 고정된다. 샤프트(200)와 제1 및 제2 지지 플레이트(235, 240)는 회전하지 않고, 내측 드럼(205)만 회전한다.
지지 플레이트(235, 240) 사이에는 복수의 받침판(260)이 배치되어 있다. 받침판(260)의 양 끝은 지지 플레이트(235, 240)의 일면에 접촉하고 있으며, 볼트 따위의 고정 수단(245)에 의해 고정될 수 있다. 이 경우 지지 플레이트(235, 240) 및 받침판(260)에는 고정 수단(245)이 삽입되는 구멍이 형성될 수 있다.
받침판(260) 위에는 마그넷 유닛(250)이 놓여 있고, 이 마그넷 유닛(250)은 샤프트(200)의 길이방향을 따라 복수의 마그넷 부재(250a, 250b, 250c)가 연속적으로 배치된다.
한편, 내측 드럼(205)의 위쪽에는 원료가 공급되는 공급부(20)가 위치하며, 내측 드럼 아래쪽에는 내측 드럼(205)의 둘레면을 거쳐 분리된 철 성분이 배출되는 제1 슈트(30) 및 철 성분이 제거된 원료가 배출되는 제2 슈트(40)가 위치한다. 공급부(20), 제1 슈트(30) 및 제2 슈트(40)는 도 1에 도시한 구조와 유사하게 설치될 수 있다.
내측 드럼(205)의 양쪽 가장자리 부분은 돌출되어 다른 부분보다 직경이 크다. 스크래퍼(126)는 막대 형상으로 내측 드럼(205)의 양측 가장자리를 연결하고 있다. 내측 드럼(205)의 회전 시, 마그넷 유닛(250)의 자력이 미치는 내측 드럼(205)의 둘레에는 철 성분이 달라 붙으며, 이 철 성분은 내측 드럼(205)과 회전하여 마그넷 유닛(250)의 자력이 미치지 않는 곳에서 내측 드럼(205)의 둘레에서 떨어진다. 그러나 철 성분은 마그넷 유닛(250)의 자력에 의해 내측 드럼(205)과 함께 회전하지 않고 마그넷 유닛(250)과 마주하는 내측 드럼(205)의 둘레에 정지해 있을 수 있다. 이 경우 스크래퍼(126)는 정지해 있는 철 성분을 마그넷 유닛(250)의 자력이 미치지 않는 곳으로 밀어낸다. 따라서, 내측 드럼(205)의 둘레에 붙어 있는 철 성분은 모두 좌측 하단에 형성된 제1 슈트(30)를 통해서 외부로 배출된다.
도 3은 도 2에 도시한 분리기의 단면 사시도이다.
도 3을 참조하면, 복수의 마그넷 유닛(250)은 샤프트(200)와 일정 간격을 두고 배치되며, 내측 드럼(205, 도 2 참고)의 회전방향을 따라 간격을 두고 배치된다. 또한, 마그넷 유닛(250)은 샤프트(200)의 길이방향으로 길게 연장된 구조이다.
마그넷 유닛들(250) 사이에는 보강재(300)가 배치된다. 보강재(300)는 그 양쪽 끝이 지지 플레이트(235, 240)와 접촉하고 있으며, 볼트 따위의 고정 수 단(245)에 의해 지지 플레이트(235, 240)에 고정될 수 있다. 이 경우 지지 플레이트(235, 240) 및 보강재(300)에는 고정 수단(245)이 삽입되는 구멍이 형성될 수 있다.
보강재(300)는 그 외주면으로부터 돌출되어 있는 돌출부를 포함한다. 이에 대해서는 도 4 및 도 5를 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예에서 받침판(260)은 내측 드럼(205)의 회전 방향을 따라 간격을 두고 배치되는 구조를 가지고 있으나, 여러 개의 받침판(260)이 연결되어 일체로 만들어 질 수 있음은 당연하다.
도 4는 도 3에 도시한 분리기를 IV-IV선을 따라 자른 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시한 보강재의 상세도이다.
도 4를 참조하면, 마그넷 유닛(250)과 보강재(300)는 번갈아 가며 배치되어 있다. 마그넷 유닛(250) 및 보강재(300)의 개수는 설계에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
도 5를 참고하면, 보강재(300)는 그 외주면(500)의 양 가장자리로 돌출되어 있는 돌출부(400)를 포함한다. 보강재(300)는 샤프트(200, 도 3 참고)의 중심방향을 따라가며 좁아지는 구조를 갖는다. 보강재(300)는 철 따위의 금속으로 만들어질 수 있다.
다시 도 4를 참고하면, 돌출부(400)는 마그넷 유닛(250)의 외측면(415) 양 가장자리를 덮고 있다. 여기서 마그넷 유닛(250)의 외측면(415)은 내측 드럼(205)과 마주 보는 면, 다시 말하면 받침판(260)과 접촉하고 있는 면의 반대쪽 면으로 정의한다.
이처럼 돌출부(400)를 가지는 보강재(300)가 이웃하는 마그넷 유닛(250) 사이에 배치되어 있기 때문에 마그넷 유닛(250)의 자력선(410)이 마그넷 유닛(250)의 외측면으로 집중될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 내측 드럼(205) 쪽으로 마그넷 유닛(250)의 자력을 집중시킬 수 있으므로 원료에서 철 성분을 더욱 잘 끌어당길 수 있다. 이로써, 더욱 순도가 높은 원료을 생산할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 자기 분리 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기 분리 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 분리기의 단면 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 분리기를 IV-IV선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 보강재의 상세도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 호퍼 105: 점검창
110: 철 성분 115: 메인 덕트
120: 마그넷 125, 205: 내측 드럼
130: 디바이더 145, 135: 제1,2슈트
140: 원료 155: 외측 드럼
200: 샤프트 210: 피동기어
215: 구동기어 220: 구동부
225, 230: 베어링 235, 240: 지지 플레이트
250: 마그넷 유닛 300: 보강재
400: 돌출부 410: 자력선
415: 외측면 500: 외주면

Claims (5)

  1. 원료를 공급하는 공급부,
    자석을 이용하여 상기 원료에 포함된 철 성분을 분리하는 분리기,
    상기 분리기에 의해서 분리된 상기 철 성분이 이동하는 제1 슈트, 그리고
    상기 철 성분이 제거된 원료가 이동하는 제2 슈트
    를 포함하며,
    상기 분리기는,
    샤프트,
    상기 샤프트의 회전 방향으로 간격을 두고 배치되어 있는 복수의 마그넷 유닛 및
    상기 복수의 마그넷 유닛 사이에 개재되어 있는 보강재
    를 포함하는
    자기 분리 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 보강재는 그 외주면으로부터 돌출되어 있는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 상기 마그넷 유닛의 외측면 가장자리를 덮고 있는 자기 분리 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 복수의 마그넷 유닛은 제1 마그넷 유닛 및 제2 마그넷 유닛을 포함하고,
    상기 제1 마그넷 유닛과 상기 제2 마그넷 유닛은 상기 보강재를 사이에 두고 배치되어 있으며,
    상기 보강재에 인접한 상기 제1 마그넷 유닛 부분 및 상기 제2 마그넷 유닛 부분의 극성은 동일한
    자기 분리 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 분리기는,
    상기 샤프트와 연결되어 있는 적어도 하나의 지지 플레이트 및
    상기 지지 플레이트에 결합되어 있는 복수의 받침판
    을 더 포함하며,
    상기 마그넷 유닛은 상기 받침판 위에 놓여 있는
    자기 분리 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 적어도 하나의 지지 플레이트는 제1 지지 플레이트 및 제2 지지 플레이트를 포함하고,
    상기 제1 지지 플레이트에는 상기 받침판의 한쪽 끝 및 상기 보강재의 한쪽 끝이 결합되어 있고, 상기 제2 지지 플레이트에는 상기 받침판의 다른 쪽 끝 및 상기 보강재의 다른 쪽 끝이 결합되어 있는
    자기 분리 장치.
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