KR20120085730A - 회전 텀블러 및 금속 리클레이머 - Google Patents

Abstract

본 발명의 회전 텀블러 금속 리클레이머는 동시에 회전하는 내측 실린더 및 동심의 외측 실린더를 포함한다. 내측 실린더는 치형부에 의한 파쇄를 위해 재료를 흡입하는 제1 격실, 제1 격실로부터 파쇄된 재료를 수용하고 이 재료를 작은 조각들로 분쇄하는 제2 격실, 및 천공 스크린을 통한 마멸에 의해 내측 실린더와 외측 실린더 사이의 공간으로 입자 재료가 유입되는 제3 격실을 포함한다. 제2 격실은 분쇄기가 회전함에 따라 덩어리 재료를 분쇄하기 위한 다양한 특징부를 갖는 분쇄기를 포함한다. 제3 격실은 입자 재료의 추가적인 파쇄 및 이송을 제공한다. 그 다음, 입자 재료는 미세 및 조대 크기로의 스크리닝 및 그 후의 재사용을 위한 수집을 위해 흡입부 부근으로 복귀한다. 금속 및 금속 산화물은 수집을 위해 제3 격실의 후방에서 구멍을 통해 텀블러를 빠져나간다. 텀블러는 금속, 금속 산화물 모래, 및 다른 재료를 재사용을 위해 리클레임한다.

Description

회전 텀블러 및 금속 리클레이머{ROTARY TUMBLER AND METAL RECLAIMER}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 PCT/ 국제출원은 2009년 7월 21일자 특허출원 12/460,524호에 대한 우선권을 주장한다.

기술분야

본 발명은 파운드리(foundry), 밀(mill), 또는 다른 작업장에서 주물, 슬래그, 드로스(dross)로부터 금속을 분리 또는 제거하는데 사용되는 주물 셰이크 아웃 유닛(casting shake-out unit)에 관한 것으로, 특히 마멸 챔버(attrition chamber) 내에 톱날형 블레이드 및 이격된 블레이드들의 나선을 갖는 회전 텀블러에 관한 것이다.

주물 셰이크 아웃 유닛, 회전 분리장치, 매체 드럼, 재료 건조기, 덩어리 분쇄기 리클레이머(lump crusher reclaimer), 블렌딩 드럼, 모래 스크린 등과 같은 텀블링 밀(tumbling mill)의 형성에 있어서, 밀은 대체로 3개의 챔버, 즉 흡입 챔버, 분쇄 챔버, 및 마멸 챔버를 포함한다. 흡입 챔버, 또는 제1 격실은 미처리(raw) 주물 및 파운드리 또는 다른 공정으로부터의 복합체(conglomeration)를 수용한다. 미처리 주물 등은 선행 공정으로부터 덤핑 또는 직접 유동에 의해 흡입된다. 흡입 챔버로부터 기계 안쪽으로, 분쇄 챔버, 또는 제2 격실은 흡입에 의해 부분적으로 파쇄된 주물 및 복합체를 수용한다.

제2 격실은, 기계와 독립적으로 회전하며 기계의 내부 표면상에서 구르는 분쇄 수단을 갖는다. 부분적으로 파쇄된 주물 및 복합체는 추가적인 축소 및 분리를 위해 분쇄 수단을 따라, 그리고 그 다음으로는 그 아래를 지나간다.

분쇄 챔버 뒤쪽에서 대체로 흡입 챔버와 대향하여, 마멸 챔버 또는 제3 격실은 모래 및 다른 입자들로부터 금속 주물을 분리한다. 마멸 챔버는 기계의 내부로부터 모래 및 다른 입자들을 수집하고 외부 실린더 및 내부 실린더 사이의 통로에서 흡입 챔버를 향해 이들을 복귀시킨다. 마멸 챔버는 구멍이 있는 인터로킹 플레이트 상에서 이격된 톱니형 치형 상승기를 그 안에 구비한다. 텀블링 고회전에서 리프터는 금속 및 금속 산화물을 쉽게 제거(liberate) 및 세정하기 위해 드로스, 슬래그 및 염 케이크를 분리한다. 마멸 챔버 내의 나선형 베인은 금속 및 금속 산화물을 흡입 챔버 반대쪽 출구를 향해 안내함과 동시에 마멸 챔버를 통과하는 드로스 및 모래가 구멍 및 제거용 통로로 낙하하도록 쓸어낸다.

덩어리 재료를 사용가능한 일관된 크기로 축소하기 위해 적용되어 사용되는 다양한 기계 및 장치가 시장에 존재한다. 예를 들어, 주물 산업에서 사용된 주형 또는 주조된 부품으로부터 막 떨어져 나온 직후 대체로 함께 화학적 결합된 모래의 덩어리는 추가의 주물을 위한 주형의 형성에 즉각적으로 재사용 되도록 입상 조직(granular texture)으로 축소될 수 있다.

본 발명의 고유한 양태는 덩어리를 파쇄하고 분쇄된 재료를 추가적인 그라데이션(gradation) 및 분류를 위해 회전 텀블러 안으로 전진시키는 흡입 챔버 내의 나선형으로 배열된 블레이드들이다. 블레이드들은 서로로부터 이격되며, 각각의 블레이드는 내부 모서리 상에 길이방향의 플루트(flute)를 갖는다. 회전 텀블러는 분쇄 챔버의 체적을 점유하는 분쇄기를 가지며, 분쇄기의 선단 모서리 상에 이격된 치형부를 또한 갖는다. 분쇄기 뒤쪽에서, 나선형 베인은 마멸 챔버를 통해 드로스 및 모래의 덩어리로부터 금속을 추가로 분리하는 이격된 블레이드들을 따라 재료를 진행시킨다. 이 블레이드들은 서로 이격되며 톱니형 내부 모서리를 갖는다.

주물 셰이크 아웃 유닛, 회전 매체 드럼, 모래 리클레이머 등과 같은 텀블링 유닛은 원통형 외부 쉘 및 동심의 원통형 내측 쉘을 포함한다. 내측 실린더는 일련의 상호결합식 세그먼트(segment)로 형성된 라이너를 갖는다. 텀블링 유닛 또는 회전 매체 드럼은 덩어리 재료를 산업 공정에서 재사용 및 재활용하기에 적합한 입자 재료로 축소시킨다. 드럼은 내부 실린더 및 덩어리 재료를 수용하도록 더 큰 직경의 흡입 격실을 형성하기 위해 일 단부에서 내부 실린더를 넘어 연장하는 동심의 외부 실린더를 포함한다. 레이저 정렬식 기부는 드럼을 지지하고 드럼을 구동하는 구동 수단을 포함하며, 회전에 대해 실질적으로 수평으로 배치된다.

흡입 챔버, 또는 제1 격실은 덩어리 재료를 수용하고, 외측 실린더의 잔부만큼 큰 또는 그보다 큰 직경을 갖는다. 흡입 챔버는 제1 격실을 통해 내측 실린더 내의 분쇄 챔버를 향해 덩어리 재료를 전진시키는, 나선으로 배열된 높은 프로파일(high profile) 치형부를 또한 포함한다. 내측 실린더의 제1 격실은 덩어리 재료를 더 작은 조각으로 파쇄하기 위한 그리고 리클레임된 모래 및 다른 응집물들을 분류하기 위한 수단을 포함한다. 덩어리 재료를 더 작은 조각으로 파쇄하는 바람직한 수단은 블레이드의 조합체이다. 제1 격실은 흡입 격실로부터 얻어진 덩어리 재료를 제2 격실의 분쇄 수단으로 전진시키기 위해 제1 세그먼트 내에 치형부 또는 베인을 또한 포함한다. 분쇄 수단은 제1 격실에서 얻어진 더 작은 조각들을 마멸 챔버로 전진시킨다.

마멸 챔버는 적어도 부분적으로 천공된 원통형 벽을 가지며, 높은 텀블링 작용이 조각들의 크기를 입자 물질로 더욱 축소시켜, 재료의 적어도 일부가 천공부를 통과한다. 천공부를 통과하지 않은 임의의 재료는 금속용 출구를 통해 마멸 챔버를 빠져나간다. 또한, 내측 및 외측 실린더의 중간부에는 입자들의 추가적인 미세한 분류를 위해 흡입부 부근의 일 세트의 스크린으로 그 안에 배치된 임의의 입자 물질을 종방향으로 이동시키기 위한 이송 베인이 제공된다. 스크린 상의 임의의 물질은 추가적인 분쇄를 위해 기계 안에 재축적되도록 흡입 격실로 재순환된다. 본 발명의 장치는 모래 및 금속 모두의 덩어리 재료의 크기를 미리결정된 크기의 입자 물질로 축소하는데 적합하다.

본 발명은 덩어리 재료를 리클레이밍하기 위해 회전 덩어리 분쇄/모래 리클레이밍 드럼을 활용한다. 종래기술에 도시된 바와 같이, 회전 매체 드럼은 금속 주물로부터 코어 모래 및 금속을 리클레임한다. 그러나 본 발명은 응집물, 화학적으로 결합된 모래 덩어리, 드로스, 철계 또는 비철계 스크랩, 및 슬래그를 포함하는 다양한 덩어리 모래 재료의 처리를 위한 회전 매체 드럼의 용도를 확장한다. 종래에, 회전 매체 드럼으로 진입하는 재료는 대량의 재료를 회전-모래 덩어리 처리 드럼의 입구 안으로 위치시키기 위해 컨베이어, 삽, 로드 호퍼(load hopper), 진동식 컨베이어 또는 임의의 바람직한 수단의 사용에 의해 드럼의 일 단부로 공급된다. 이전에, 덩어리 재료는 대량으로 드럼에 진입할 때 분쇄되는 경향이 있으며, 그로 인해 재료가 덩어리 재료를 더 작은 조각들로 분쇄하기 위한 수단을 포함하는 내측 실린더 내의 제2 격실에 도달할 때 급등(surge)을 유발한다. 더 큰 직경의 흡입 격실을 형성하도록 내측 실린더를 지나는 외측 실린더의 연장부를 통해, 이를 통과하게 될 재료는 덩어리 재료의 급등이 제1 격실에 축적되어 도달하는 것을 방지하는 방식으로 분배되도록 배치(batch) 양으로 흡입 격실 안에 놓일 수 있다. 흡입 격실은 흡입부로부터 제1 격실 안으로 덩어리 재료를 전진시키기 위해 높은 프로파일의 톱니형 나선형 치형부를 갖는다. 높은 프로파일 세그먼트 나선형 치형부는 제1 격실로의 재료의 더욱 균일한 유동을 제공하도록 덩어리 재료의 무더기(clump)가 충분히 분리되게 한다. 제1 격실은 모래 및 금속 산화물을 개별적인 통(bin)에 수집되는 조대 등급 및 미세 등급으로 분리하기 위해 내측 실린더의 외측에서 스크린을 또한 포함한다.

내측 실린더의 제1 격실은 덩어리 재료를 작은 조각들로 파쇄 및 분리한다. 덩어리 재료는 내측 실린더의 내부로부터 내측으로 돌출하는 치형부, 블레이드, 스파이크 등에서 작은 조각들로 파쇄된다. 재료가 이러한 블레이드 또는 스파이크와 충돌함에 따라, 덩어리들은 크기가 축소되어 추가적인 처리에 적합한 재료의 조각들을 제공하고, 입자 유형의 물질로 크기가 축소된다. 제1 격실의 내측 단부상에서, 특정 형상을 갖는 디스크가 패쇄된 재료를 제2 격실로 안내한다. 디스크는 내측 실린더의 직경에 걸쳐있다. 디스크는 내측으로 지향하는 복수의 치형부를 구비한 내측 개구를 갖는다. 내측 개구는 후술하는 바와 같이 제2 격실을 위한 현수 수단(suspension means)을 초과하는 직경을 갖는다. 주연부 상에서, 디스크는 이격된 원호형 슬롯들을 가지며, 그 개수는 적어도 3개이다. 각각의 슬롯은 폭을 가지며, 인접한 슬롯들 사이의 스페이서는 슬롯의 폭과 유사한 길이를 갖는다. 디스크 너머로, 연신된(strained) 재료가 본 발명의 제2 격실로 들어간다.

제2 격실 내에서, 덩어리를 파쇄하기에 적절한 다른 수단은 장치 내에 위치된 분쇄기이다. 바람직한 실시예에서, 중(heavy) 분쇄기가 가요성 현수 수단에 피벗식 장착을 통해 제2 격실 내에서 회전하도록 배치된다. 현수 수단은 일 단부에서 분쇄기를 유지시키고, 장치 내에서 대체로 종방향으로 배열된 분쇄기는 베어링 지지체 상에서 장치 내에서 회전한다. 이 격실로 점진적으로 공급 및 전달되는 덩어리는 분쇄기 하에서 가압될 때 재료가 분쇄기의 상당한 중량을 받도록 압력, 중량 및 충격을 통해 실질적으로 파쇄된다. 이러한 장치는 통상적으로 금속이며 임의의 덩어리를 상당히 축소된 크기로 으깨도록 형성된다.

동일하게 이격된 방향으로 연장하는 체인 지지체 상에 가요적 방식으로 회전가능하게 장착된 분쇄기는, 모터와 같은 외부 구동 수단에 의해 회전되는 내측 실린더의 회전을 통해 그의 현수 수단에 대해 중력에 의해 회전한다. 드럼 내에 축적된 재료의 덩어리 및 임의의 다른 관련 없는 재료가 분쇄기의 부근으로 점진적으로 이동되어 내측 실린더의 인접한 표면 부근에 종방향으로 배치 및 정렬되는 분쇄기의 세그먼트 하에서 가압될 수 있도록, 체인 현수에 의한 분쇄기의 지지 및 가요성은 분쇄기의 회전에 있어서 유격을 제공한다. 본 발명에서, 분쇄기는 체인 현수부로부터 약간 떨어져서 그의 헤드상에 복수의 이격된 치형부를 갖는다. 치형부는 분쇄기의 원추 형상의 헤드 아래로 라운드형 기부까지 연장한다. 대안적으로, 치형부는 분쇄기 주위에서 그리고 분쇄기를 따라 후방으로 재료를 가압하는 나선형 배열체를 갖는다. 기부 및 그와 대향하는 헤드로부터 외측으로, 분쇄기는 절두 원추형 꼬리부를 갖는다. 꼬리부는 복수의 이격된 종방향 슬롯 및 중간 리브(rib)를 갖는다. 리브 및 슬롯은 분쇄된 재료를 분쇄기로부터 마멸 챔버로 후방으로 가압하도록 협력한다. 본 발명에서, 분쇄기의 기부는 내측 실린더의 직경과 거의 유사한 직경을 갖는다.

그 다음, 더 작은 조각들로 축소된 재료는 내측 실린더 제2 격실을 빠져나와 내측 실린더의 제2 격실과 바로 인접하고 그와 동축인 마멸 챔버로 이송된다. 적어도 부분적으로 천공된 실린더 벽을 갖는 마멸 챔버는, 분리 수집되도록 입자 물질의 조각들의 이송 및 추가적인 축소를 위해 입상 재료의 일부가 천공부를 통과하도록, 남아있는 덩어리 조각들의 크기를 더욱 축소하기 위해 높은 텀블링 작용을 제공한다. 마멸 챔버는 블레이드 또는 치형부를 가질 수 있으며, 또는 재료의 조각들을 입자 물질로 축소하기 위해 그의 상당한 부분이 마멸 챔버의 내측 실린더의 천공부를 통과한다. 마멸, 또는 제3 격실은 축소된 재료를 마멸 챔버를 통해 후방으로 안내하는 연속적인 나선의 메이저 베인(major vane)을 포함한다. 메이저 베인은 이격된 치형부들 사이를 지나간다. 대안적으로, 마멸 챔버 내의 치형부들은 그들의 내측 모서리 상에서 복수의 톱니부를 갖는다.

마멸 챔버로부터 천공부를 통과하는 입자 물질은 내측 실린더와 외측 실린더 사이의 공간으로 진행한다. 내측 실린더와 외측 실린더 사이의 공간에는 이송 베인의 배향 방향에 따라 입자 물질을 소정의 방향으로 종방향으로 이동시키는 컨베이어 베인이 제공된다. 여기서, 컨베이어 베인은 재료가 내측 실린더 내에서 분쇄되는 재료의 유동 방향과 반대로 흡입 격실을 향해 이동되게 한다. 본 발명의 도시된 실시예에서, 축소된 입자 물질은 그 물질이 분류되는 적어도 2개의 스크린을 향해 이동하며, 더 작은 재료는 수집을 위해 적어도 2개의 통, 덕트, 또는 컨베이어를 통해 낙하하는 반면, 스크린오버(screenover)로 또한 알려진 스크린을 통과하여 낙하하는 더 큰 재료는 흡입 격실로 복귀된다. 분류 스크린은 입자 물질을 하나 초과의 크기로 분리 및 재분류하기 위해 천공부를 구비한 금속 시트로, 또는 다양한 크기의 다중 시트 또는 스크린으로, 또는 하나 이상의 와이어 메시 스크린으로 구성될 수 있다.

마멸 챔버에서 천공부를 통과하지 못한 일반적으로 금속인 재료는 추가적인 텀블링 및 블레이드에 의한 분쇄를 위해 계속하여 마멸 챔버를 통과하고, 결국 금속을 위해 제공된 출구를 통해 빠져나간다. 본 발명의 회전 덩어리 분쇄기/리클레이머는 회전할 수 있도록 실질적으로 수평으로 배치된다. 기부 수단은 드럼을 지지하고 소정의 회전 속도로 드럼을 구동하기 위한 구동 수단을 제공한다.

따라서, 본 발명의 목적은 신규하고 개선된 회전 텀블러 금속 리클레이머를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 금속, 모래, 드로스, 슬래그, 염 케이크, 부산물, 및 다른 주물찌꺼기(castoff)가 2개의 블레이드의 만나는 지점, 즉 드럼 밖으로의 재료의 유동이 지연되는 체크포인트에서 축적되는 것을 방지하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 블레이드 및 분쇄기의 고르지 않은 마모로 인한 드럼의 록킹(rocking)을 방지하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 통상적인 마모 또는 충격이 있은 후에 치형부 또는 블레이드의 쉬운 교환을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 텀블러의 작동 시간당 처리된 모래 또는 리클레이밍된 금속을 기존 기계장치보다 적어도 5%만큼 증가시키는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 회수되는 금속의 톤당 텀블러의 최저 작동 비용을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 파운드리 폐기물의 강성 덩어리를 회수된 금속으로 공급, 분쇄, 세정, 분리, 및 스크린하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 분쇄기의 에너지를 드로스로 전달하지만 텀블러 외피(hull)로는 전달하지 않는 동적으로 분리된 혼련 롤러(mulling roller)를 사용하여 분쇄 챔버 내에서 덩어리에 포지티브(positive) 분쇄 작용을 유발하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 드로스 및 다른 재료로부터 금속을 더욱 분리하여 시간당 더 많은 톤수를 수득하는 높은 텀블링 작용을 갖는 자가(autogeneous) 밀링 챔버를 활용하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 혼련 롤러 또는 분쇄기 아래의 2개의 통로에 대해 스크린오버를 자동으로 재순환시켜 더 높은 금속 배출을 제공하고 그로 인해 볼 밀의 사용을 방지하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 배관의 단일 지점 연결을 사용하여 본 발명 내의 분진 및 열을 포함하고, 그로 인해 후드 및 환기 시스템의 설치를 방지하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 금속으로부터 분리 및 제거된 분진을 최대화하기 위해 본 발명으로부터 효과적인 에어 워시(air wash)를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 드로스로부터 금속을 쉽게 분리한 다음, 추가적인 처리를 위해 회전 텀블러의 대향 단부들로부터 각각을 측정(meter)하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 회전 텀블러를 배치 또는 연속 로딩 모드 중 하나에서 작동시키는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 결합된(unitized) 기부 프레임 및 제한된 토대 상에 회전 텀블러를 위치시킴으로써 설치 비용을 절감하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 톤당 최저 유지보수 비용이 드는 회전 텀블러를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 가압 공기 소스 또는 연소 연료를 필요로 하지 않는 것을 포함하여 톤당 최저 작동 비용이 드는 회전 텀블러를 제공하는 것이다. 작동 비용은 접근가능한 결합된 프레임 내에서 표준 구동 구성요소의 사용을 통해 감소한다.

본 발명의 추가적인 목적은 레이저 정렬된 메인 지지 베어링 상에서 회전 텀블러 레벨을 작동시킴으로써 그 위의 링, 휠 및 베어링 상의 마모를 줄이는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 회전 텀블러의 비용에 대한 빠른 자금회수를 위해 입력물의 톤당 회수되는 금속의 농도를 증가시키는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 배출되는 폐기물 스트림의 톤수 및 체적을 줄이는 것이다.

그리고, 본 발명의 추가적인 목적은 심지어 연속적인 사용 기간 동안에도 본 발명의 회전 텀블러의 작동에 대한 소비되는 전력, 요구되는 플럭스, 및 용융 비용을 줄이는 것이다.

이러한 목적들 및 다른 목적들은 본원에 설명된 본 발명의 검토를 통해, 그리고 도면을 참조로 바람직한 실시예의 설명을 연구함으로써, 본 기술분야의 통상의 기술자에게 더욱 분명해질 수 있다.

도 1은 주물 셰이크 아웃 유닛으로 종종 사용되는, 본 발명의 회전 텀블러의 등각도,
도 2는 본 발명의 내부 구성요소들을 도시하기 위해 부분적으로 파단된 등각도이다.
동일한 도면부호는 다양한 도면들에서 동일한 부품을 지칭한다.

본 발명은 추가의 덩어리 분쇄 장치를 제공함으로써 종래 기술의 제약을 극복한다. 후술하는 상세한 설명은 본 발명을 제한적인 것이 아니라 예시적으로 설명하는 것이다. 이러한 설명은 본 기술분야의 통상의 기술자가 본 발명을 확실히 제작 및 사용할 수 있도록 할 것이며, 도 1에 전반적으로 도시된 회전 텀블러 금속 리클레이머(1)를 실시하는 최선의 모드라고 현재 믿고 있는 것을 포함하는 실시예, 적용례, 변형례, 대안례, 및 본 발명의 용도를 설명한다.

회전 텀블러(1)는 주물을 텀블링함으로써 주물로부터 모래를 분리하기 위해 특허 3,998,262호에 이미 개시된 방식의 밀(mill)로써 구성 및 작동하는 텀블러인 것이 바람직하다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 회전 텀블러 금속 리클레이머(1)에는 외측 실린더(2) 및 내측 실린더(3)가 제공된다. 내측 실린더는 외측 실린더보다 더 작은 직경을 가지며, 두 실린더는 후술하는 바와 같이 입자 재료를 이송하기 위해 그들 사이에 공간을 형성한다. 외측 실린더에는 처리될 덩어리 재료가 회전 재료 분쇄 드럼(1) 안으로 도입되는 흡입 격실(14)이 제공된다. 흡입 격실(14)은 큰 클럼프 및 덩어리 재료가 더 작은 재료의 덩어리로 초기에 분리될 수 있도록 충분히 높은 프로파일을 가지며, 흡입 격실(14)의 내측 표면상에 어느 정도 균일하게 분포되는 나선형 치형부(20)를 포함한다. 회전 드럼(1)의 단부에 구멍을 포함하는 흡입 영역(19)을 통해 재료를 수용한 흡입 격실(14)은 나선형 베인 또는 강선(13)에 의해 재료가 더욱 처리되는 제1 격실(15) 안으로 나선형 치형부(20)에 의해 재료를 이송한다. 제1 격실(15) 및 인접한 제2 격실(16)은 나선형 베인(13) 및 후술하는 분쇄 및 그라인딩 수단(23)을 각각 구비한 공급부를 포함한다. 제2 격실은 이후 도 2에 도시되는 바와 같이 현수 수단(29)에서 개시하며 디스크(29a)를 구비한다. 디스크는 내측 실린더를 점유하며 내측으로 향하는 치형부(29b)에 의해 틀이 잡힌(framed) 중심 개구를 갖는다. 중심 개구는 덩어리 재료를 치형부를 지나 분쇄 수단 안으로 들여보낸다. 치형부(29b)로부터 외측으로, 디스크는 복수의 부분적으로 환형인 슬롯(29b)을 갖는다. 슬롯들은 내측 실린더에 인접하며 슬롯의 높이보다 작은 덩어리 재료가 분쇄 수단을 통과하는 것을 허용한다. 디스크는 대체로 슬롯의 높이에 비례하는 폭을 갖는 스트럿(29d)을 사용하여 인접한 슬롯들을 분리한다.

분리된 치형부(23a)를 포함하는 분쇄 및 그라인딩 수단(23)은 디스크 뒤쪽에서 격실의 내측 벽에 고정된 체인을 갖는 현수 수단(29)에 의해 격실(16) 내에 고정(anchored)된다. 분쇄 수단(23)은 분쇄기(24)의 세그먼트의 길이를 따라 연장하는 종방향 리브(26)를 갖는 테이퍼진 실린더로 형성되더라도, 실질적으로 원통 형상이다. 이후 도 2에 도시된 바와 같이, 분쇄기는 대체로 현수 수단에 연결되고 절두원추 형상을 갖는 헤드, 및 신장된 원추 형상을 갖는 리브를 포함하는 대향 꼬리부를 갖는다. 헤드는 재료의 유동 방향에 평행하게 배열된 복수의 이격된 치형부(23a)를 가지며, 대안적으로 치형부는 복수의 나선형 배열체를 갖는다. 실린더의 꼬리부는 교호식 리브에 대체로 인접한 복수의 슬롯(26a)을 또한 갖는다. 분쇄 수단(23)은, 베어링으로 작용하고 분쇄 수단(23)이 실린더의 회전으로 인해 중력에 의해 회전되는 것을 허용하는 현수 수단(29)에 회전가능하게 장착된 중하중 금속 드럼형 물체(entity)이다. 분쇄기는 대체로 내측 실린더의 전체 내부 직경을 거의 점유한다. 회전이 발생함에 따라, 덩어리 재료는 제2 격실을 따라 통과하고, 그로 인해 분쇄 수단(23)의 형상, 중량 및 큰 길이로 인해 덩어리 재료의 크기가 실질적으로 축소된다.

크기가 축소된 분쇄된 재료는 제3 또는 마멸 챔버(17)로 진행한다. 마멸 챔버(17)는 크기가 충분히 작은 재료가 구멍(36)을 통과하여 분류되도록 하는 내측 실린더 벽 내에 구멍(36)을 포함한다. 추가로, 마멸 챔버(17)는 분쇄 수단(23)으로부터 마멸 챔버(17)로 수용된 분쇄된 재료의 크기를 더욱 축소하는 것을 보조하는 블레이드(33)를 포함한다. 블레이드는 입상 및 덩어리 재료를 들어올리고 떨어뜨린다. 적어도 하나의 나선형 베인(17a)은 덩어리 및 입상 재료를 마멸 챔버를 통해 후방으로 안내 및 가압한다. 구멍(36)을 통과하기에 충분한 크기로 축소되지 않은 임의의 금속 재료는 추가적인 사용 및 재사용을 위해 22에서와 같이 금속을 위한 개구를 통해 빠져나간다. 텀블러(1)는 텀블러의 작동 및 유지보수 동안 사용하기 위해 흡입부 반대측에 28에서와 같이 검사 도어를 더 포함한다.

구멍(36)을 통과하는 입자 물질은 외측 실린더(2)와 내측 실린더(3) 사이의 공간에 축적된다. 공간 내에는 내측 실린더 내에서 분쇄되는 재료의 방향과 반대로 흡입 격실(14)을 향해 재료를 쓸어내는 나선형 베인(37) 형태로 연속적인 컨베이어 수단이 존재한다. 재료는 출구 포트(32)에서 제1 미세 스크린(35) 상으로 빠져나간다. 스크린은 흡입 격실의 외측 부분을 형성한다. 나선형 베인(18)은 미세 스크린(35), 제2 또는 조대 스크린(35a), 및 흡입 격실(14)의 표면 사이에 위치된다. 나선형 베인(18)은 미세 및 조대 금속 산화물이 수집되도록 스크린 위에서 입자 물질이 전방으로 향하도록 스크린(35, 35a)의 표면을 쓸어내고, 그 다음 너무 커서 스크린을 통과할 수 없는 재료는 재료 픽업 포트(34)의 방향으로 진행한다. 따라서, 너무 큰 조대한 재료, 또는 스크린오버는 분쇄 및 그라인딩의 두 번째 시도를 위해 출구 포트(34)에 의해 흡입 격실(14)로 재순환된다. 스크린(35, 35a)을 통과하는 재료는 미세 재료(30a) 및 조대 재료(30b)를 위한 서브-수집기들을 구비한 입자 물질 수집기(30) 내에 축적된다. 흡입 격실(14) 위에 위치된 것은 분진 수집기(21)이다. 분진 수집기는 회전 매체드럼의 일부로써 회전하지 않으며, 입자 물질 수집기(30) 및 서브-수집기들(30a, 30b)도 마찬가지이다.

외측 실린더(2)는 그의 외부 표면상에서, 6 및 7에서 볼 수 있는 바와 같은 롤러 베어링 또는 가이드상에서 탑승 또는 활주하도록 배치된 4 및 5에서와 같이 한 쌍의 이격된 가이드, 트랙 또는 레이스를 포함하며, 베어링은 장치의 양 측에 제공되고 기부 수단(8) 안으로 형성된다. 기부 수단(8)은 회전을 위해 실린더(2) 및 전체 장치(1)를 지지한다. 9에서와 같은 모터와 같은 구동 수단은 대체로 1 내지 10 rpm 범위 내의 제어된 속도에서 외측 실린더(2) 및 그의 내측에 배열된 구성요소들의 제어된 회전을 제공하는데 필요한 임의의 적절한 상호연결 기어장치 수단을 통해 스프로켓(10)과 협력하도록 제공된다. 기부 수단(8)은 11에서와 같은 일련의 스트럿으로 형성되며, 진동을 감쇠하고 장치의 작동 소음을 줄이기 위해 대체로 12와 같은 완충장치(shock absorber) 상에 장착되도록 설계된다.

외측 실린더(2)는 흡입부(14) 반대편 출구 단부를 제외하고 실질적으로 장치의 전체 길이로 연장하며, 텀블러는 조작자 또는 기술자에 의한 본 발명의 검사를 위해 도어(28)를 갖는다.

외측 실린더(2) 및 내측 실린더(3)는 회전 텀블러 금속 리클레이머의 동시 회전을 위해 서로 고정된다. 특정 선택적인 개조가 내측 실린더에 이루어질 수 있다. 예를 들어, 흡입부(14)에서, 초기에 공정으로부터 제거될 정도로 작은 재료가 구멍을 통해 스크린(35, 35a)으로 진행하도록 구멍들이 그의 벽을 통해 배치될 수 있다. 이와 유사하게, 제1 격실(15)에서, 내측 실린더에는 앞서 논의한 바와 같이 분류 스크린(35, 35a) 상으로 물질이 전달될 수 있는 외측 실린더(2)와 내측 실린더(3) 사이의 영역으로 입자 물질이 통과하는 것을 허용하는 천공부가 제공될 수 있다.

본 발명의 공정을 실시하기 위해, 덩어리 재료는 도면에 도시되지 않은 장치, 로드 호퍼(load hopper), 또는 진동 컨베이어에 의해 흡입 격실(14) 안으로 공급된다. 재료가 흡입 격실안으로 진입할 때, 덩어리들은 내측 실린더(3)가 존재하는 장치의 다른 임의의 부분보다 큰 흡입 격실의 직경으로 인해 급등에 대해 조절된다. 덩어리 재료는 흡입 격실 내의 나선형 배열체 내의 치형부(20) 및 제1 격실(15) 내의 연속적인 나선형 베인 또는 리브(13)의 조합에 의해 분쇄 격실(16) 안으로 측정된다. 분쇄 수단(23)은 크기 및 경도가 변하는 큰 덩어리를 축소시키기 위해 포지티브 작용을 제공한다. 분쇄 수단(23)은 상당한 길이 및 직경을 가지며, 대체로 내측 실린더(3)에 대해 하부 표면 근처에 배열되며 일련의 종방향성 리브(26) 및 슬롯(26a)를 포함함으로써 이 영역으로 공급된 재료가 롤러의 무거운 중량에 의해 훨씬 미세한 크기로 실질적으로 그라인딩될 수 있는 분쇄기(24)에서와 같이 상당한 길이를 갖는 세그먼트, 또는 꼬리부를 포함한다. 이러한 분쇄 수단은 일 단부를 향해 헤드 상에 현수되며 실린더의 회전 동안 중력에 의해 꼬리부 상에서 회전한다.

분쇄 수단의 입구 단부, 또는 헤드는, 알 수 있는 바와 같이, 장치의 작동 동안 내측 실린더(3)의 회전의 결과로써 내측 실린더(3) 내에서 피벗 회전을 위한 현수 수단(29)을 포함한다. 현수 수단은 그 앞에 도시된 디스크(29a)를 갖는다. 디스크는 내측 실린더를 점유하며 내측으로 향하는 치형부(29b)에 의해 틀이 잡힌 중심 개구를 갖는다. 중심 개구는 덩어리 재료가 치형부를 지나 분쇄 수단 안으로 들어가는 것을 허용한다. 치형부(29b)로부터 외측으로, 디스크는 복수의 부분적으로 환형인 슬롯(29b)을 갖는다. 슬롯들은 내측 실린더에 인접하며 슬롯의 높이보다 작은 덩어리 재료가 분쇄 수단으로 통과하는 것을 허용한다. 디스크는 대체로 슬롯의 높이에 비례하는 폭을 갖는 스트럿(29d)을 사용하여 인접한 슬롯들을 분리한다.

디스크로부터 후방으로 이동하면, 현수 수단(29)은 내측 실린더의 속도와 상이한 속도로 분쇄 수단(23)의 회전을 허용하는 일체형 베어링을 갖는다. 현수 수단(29)은, 대체로 삼각형, 또는 다른 형상으로 구성되고 체인(31)과 같은 가요성 연결 수단이 그의 정점(apex)에서 연결된 하우징을 포함한다. 분쇄 수단(23)의 상부 피벗 단부를, 장치 내의 그의 장착부에서는 가요성이지만, 대략적으로 중심에서 현수하기 위해, 체인(31)은 커넥터에 의해 내측 실린더(3)의 분리 및 강화 부분에 고정된다. 이러한 방식으로, 컨베이어 베인(13)에 의한 덩어리 재료의 제2, 또는 분쇄 격실(16) 부근으로의 이동에 대해 간섭이 거의 일어나지 않는다. 덩어리 분쇄 격실(16)을 통과하는 덩어리 재료는 치형 분쇄 수단(23)에 의해 대체로 마멸 챔버(17) 내의 구멍의 크기보다 작게 마멸 챔버에서 이후 축소되는 크기로 축소된다. 분쇄 구획은 분쇄 리브(26) 및 인접한 슬롯들(26a)의 작용을 통해 큰 덩어리를 훨씬 작은 크기로 축소시키는 포지티브 작용을 제공한다.

전술한 절차에 후속하여, 그라인딩된 재료는 추가적으로 공급된 재료의 체적, 나선형 베인(17a)에 의해, 또는 아마도 추가의 입자 축소가 일어나는 마멸 챔버(17)의 영역 안으로 내측 실린더(3)의 배열체 내에서 약간의 경사를 통해 즉시 가압된다. 이 위치에서, 내측 실린더(3)는 천공형이며, 대체로 1.905cm (3/4인치) 미만인 입자 크기는 외측 실린더(2)와 내측 실린더(3)의 중간으로 진행하며 연속적인 베인(37)에 의해 장치를 따라 종방향으로 더욱 이동되어 흡입 격실의 방향으로 복귀된다. 구멍(36)의 크기보다 큰 크기의 재료는 블레이드(33)에 의해 상승된 다음 추가적인 파쇄를 위해 내측 실린더의 표면상으로 낙하된다.

파쇄 이후, 더 작은 재료, 대체로 금속 산화물은 내측 실린더와 내측 실린더 사이를 지나 제1 격실 부근의 스크리닝 구획으로 진행한다. 너무 많은 크기 초과(oversize) 입자가 마멸 챔버(17) 내에 축적되는 경우, 깊이가 충분할 때, 크기 초과 재료가 축적되고 도어(28)를 통해 제거될 수 있다. 스크린(35, 35a)은 미세 및 조대 적용 상세를 충족하는 개구를 구비한 펀칭된 플레이트 도는 직조된 와이어 스크린을 활용한다. 재료는 재료 픽업 출구(34)를 통해 상세사항보다 큰 조각들을 자동으로 재순환시키는 단일 또는 다중 스크린 시스템을 통해 분류된다. 구멍들은 재료가 복귀될 수 있도록 벽(34a)을 통해 제공된다. 그리고, 분진 수집 후드(21)는 스크린 구획을 둘러싸며, 여기서는 공기의 제어된 속도가 미세물(fines)을 제거하고 재료를 분류한다.

본 발명의 회전 텀블러 및 금속 리클레이머의 회전 속도는 통상적으로 약 1 내지 약 10 rpm이며, 바람직하게는 입자 적용례에 따라 약 4 내지 약 10 rpm이다. 드럼은 배치형 기반상에서 또한 작동될 수 있다.

본 출원에서 또한 볼 수 있는 바와 같이, 내측 실린더의 다양한 구획들은 세그먼트형 구성요소로 제조될 수 있으며, 본원에 참조로 포함된 본 발명자의 선행 특허에서 볼 수 있는 바와 같이, 구획들이 종래 기술에서 설명된 바와 같이 상호 연결을 통해 제조될 때 이러한 회전 덩어리 분쇄기 드럼의 균일한 내측 실린더를 형성하도록, 내측 실린더의 세그먼트들은 장방형이지만 리브, 또는 나선의 세그먼트를 갖는 원호 형상이 함께 형성될 수 있다.

특별한 특징으로는 하나의 자체-포함(self-contained) 유닛 내에 분쇄, 텀블링, 스크러빙, 스크리닝, 및 분류가 포함된다. 자동 스크리닝 재순환 및 자동 찌꺼기(debris) 제거 또는 금속 배출 수단이 또한 제공되며, 이에 대해서는 작업자를 필요로 하지 않는다. 상기 구조의 내측 실린더는 본 발명자의 선행 특허에 도시된 것 등의 설명된 바와 같이, 적어도 부분적으로 선형 세그먼트로 형성될 수 있다.

전술한 설명으로부터, 회전 텀블러 및 금속 리클레이머가 설명되었다. 이 텀블러는 금속 제조 작업에 후속하여 슬래그, 모래, 드로스 및 산화물로부터 금속을 고유하게 축소 및 분리할 수 있다. 이 텀블러는 금속 및 슬래그, 모래, 드로스, 및 산화물을 재사용을 위해 상이한 스트림으로 분리한다. 이 텀블러 및 그의 다양한 구성요소들은 철계 및 비철계 금속, 이들의 합금, 중합체, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 및 복합재료를 포함하는 많은 재료로부터 제조될 수 있으며, 이것으로 제한되지 않는다.

본원에 설명된 개선사항을 검토하면 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명의 주제에 대한 변형 및 개조가 가능하다. 이러한 변형이 이러한 개선사항의 범위 내에 있다면 본원에서 설명된 바와 같은 본 발명의 원리에 포함되는 것으로 의도된다. 도면에 도시된 것은 물론 바람직한 실시예의 설명은 설명의 목적으로만 제공된 것이다.

Claims (8)

1. 덩어리 재료로부터 금속, 금속 산화물, 모래 및 이와 관련된 응집물을 리클레이밍 및 재분류하기 위한 회전 텀블러 및 금속 리클레이머 드럼이며, 상기 드럼은 덩어리 재료를 리클레임하기 위해 회전하도록 실질적으로 수평으로 배치되며,
   제1 단부 및 상기 제1 단부에 대향하는 제2 단부를 갖는 내측 실린더로써, 상기 내측 실린더는 제1 격실, 상기 제1 격실 내측의 제2 격실, 및 상기 제2 격실에 대해 내측이며 상기 제1 격실에 대향하는 제3 격실을 형성하고, 상기 제1 격실은 덩어리 재료를 수용하는 흡입부를 포함하고, 상기 제2 격실은 분쇄 챔버를 제공하며, 상기 제3 격실은 마멸 챔버를 제공하는, 내측 실린더와,
   상기 내측 실린더와 동심인 외측 실린더로써, 상기 외측 실린더는 덩어리 재료의 흡입부를 내부에 제공하는 상기 제1 격실을 형성하는 상기 내측 실린더의 상기 제1 단부에서 상기 내측 실린더를 넘어 연장하는, 외측 실린더와,
   상기 흡입 격실은 덩어리 재료를 수용하도록 큰 직경을 가지며 나선형 플라이트로 배열된 높은 프로파일의 이격된 치형부를 갖고, 상기 치형부는 덩어리 재료를 상기 제1 격실을 통해 실질적인 급등 없이 전진시키며, 상기 흡입 격실은 상기 내측 실린더의 직경보다 큰 직경을 갖고,
   상기 제1 격실의 상기 치형부는 덩어리 재료를 작은 조각들로 파쇄하며 작은 조각들을 덩어리 재료가 더 작은 조각들로 분쇄되는 상기 분쇄 챔버 안으로 전진시키며, 덩어리 재료의 작은 조각들은 마멸 챔버 안으로 지나가고,
   상기 분쇄 챔버는 상기 제1 격실과 상기 제2 격실의 연결부 부근의 슬롯형 디스크, 및 상기 슬롯형 디스크 뒤쪽에서 내측 실린더의 내측 표면 상에 부분적으로 놓이도록 배치된 중량 재료의 길이를 갖고 상기 제1 구획 부근의 헤드 및 대체로 상기 내측 실린더 상에 놓이는 대향 꼬리부를 갖는 분쇄기를 포함하며, 상기 헤드는 헤드 상에서 이격된 복수의 높은 프로파일 치형부를 포함하고, 상기 꼬리부는 교호식 슬롯을 갖는 복수의 종방향 리브를 포함하며, 상기 분쇄기는 상기 내측 실린더의 회전에 의해 회전되며, 상기 헤드는 대략적으로 내측 실린더의 중심부에 피벗식으로 현수되며,
   상기 분쇄 수단의 상기 꼬리부를 내측 실린더에 피벗식으로 유지하는 현수 수단으로써, 상기 슬롯형 디스크 뒤쪽에서 대체로 상기 내측 실린더 내에 중심을 두고 상기 분쇄기의 상기 헤드를 지지하는 일련의 가요성 링크를 포함하는, 현수 수단과,
   상기 마멸 챔버는 재료의 상당 부분이 천공부를 통과하도록 높은 텀블링 작용이 덩어리 재료의 조각들의 크기를 입자 물질로 더욱 축소시키는 적어도 부분적으로 천공된 실린더 벽을 가지며, 복수의 높은 프로파일 치형부는 대체로 나선형 방식으로 이격되고, 적어도 하나의 메이저 베인은 상기 치형부들 사이에서 연속 나선 방식으로 연장하며,
   상기 내측 실린더는 그의 제2 단부에서 금속 출구를 갖고, 상기 출구는 부분적으로 환형이며 상기 내측 실린더의 직경보다 작은 반경을 가지며, 상기 마멸 챔버의 천공부를 통과하지 않은 임의의 재료는 상기 금속 출구를 통해 상기 마멸 챔버를 빠져나가고,
   상기 내측 실린더와 외측 실린더 중간부에 제공된 적어도 하나의 컨베이어 베인으로써, 중간부에 축적된 임의의 입자 물질을 대체로 상기 내측 실린더 내의 덩어리 재료의 반대 방향으로 종방향으로 이동시키기 위한, 적어도 하나의 컨베이어 베인과,
   상기 흡입 챔버를 적어도 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 스크린으로써, 상기 컨베이어 베인에 의해 이동된 상기 입자 물질은 특정 입자의 추가적인 분류를 위해 상기 적어도 하나의 스크린 상에 축적되며, 스크린 상에 남아있는 물질은 흡입 격실로 재순환되는, 적어도 하나의 스크린과,
   상기 드럼을 지지하고 상기 드럼을 회전 구동하는 구동 수단을 포함하는 기부를 포함하는
   회전 텀블러 및 금속 리클레이머 드럼.
2. 제1항에 있어서,
   상기 흡입 격실 내의 상기 치형부는 상기 치형부 상에서 적어도 하나의 종방향 베인을 갖는
   회전 텀블러 및 금속 리클레이머 드럼.
3. 제1항에 있어서,
   상기 마멸 챔버 내의 상기 치형부는 상기 치형부 상에서 상기 내측 표면에 대향하는 톱니부를 갖는
   회전 텀블러 및 금속 리클레이머 드럼.
4. 제1항에 있어서,
   대체로 상기 제2 격실 부근에서 상기 흡입 챔버를 적어도 부분적으로 둘러싸는 미세 스크린과,
   대체로 상기 미세 스크린의 외측으로 상기 흡입 챔버를 적어도 부분적으로 둘러싸는 조대 스크린을 더 포함하며,
   상기 미세 스크린 및 상기 조대 스크린 모두는 재사용 및 재순환을 위해 분리된 수집 수단을 통해 입자 물질의 특정 크기를 제거하는
   회전 텀블러 및 금속 리클레이머 드럼.
5. 제1항에 있어서,
   상기 슬롯형 디스크는 중심 개구를 가지며, 상기 중심 개구는 상기 중심 개구의 둘레 주위에서 복수의 반경방향 치형부, 상기 슬롯형 디스크의 둘레 주위에서 복수의 환형 슬롯을 갖고, 환형 슬롯들의 각각의 쌍은 스트럿에 의해 이격되며, 각각의 상기 스트럿은 상기 슬롯형 디스크의 둘레로부터 상기 중심 개구의 둘레로 내측으로 연장하며,
   상기 슬롯형 디스크는 상기 꼬리부에 의해 즉각적으로 분쇄되도록 덩어리 재료의 작은 조각들이 상기 슬롯을 통과하도록 하며, 상기 헤드에 의해 즉각적으로 분쇄되도록 덩어리 재료의 큰 조각들을 상기 중심 구멍의 상기 치형부 위로 진입시키는
   회전 텀블러 및 금속 리클레이머 드럼.
6. 제1항에 있어서,
   상기 분쇄기는 대략적으로 상기 내측 실린더의 전체 직경을 점유하는
   회전 텀블러 및 금속 리클레이머 드럼.
7. 제1항에 있어서,
   상기 분쇄기의 상기 헤드 상의 상기 치형부는 상기 치형부 상에서 적어도 하나의 종방향 베인을 갖는
   회전 텀블러 및 금속 리클레이머 드럼.
8. 제1항에 있어서,
   상기 분쇄기의 상기 헤드 상의 상기 치형부는 상기 헤드에 의한 분쇄 이후 추가적인 분쇄를 위해 상기 꼬리부를 향해 큰 덩어리 재료를 안내하는 대체로 나선형 배열을 갖는
   회전 텀블러 및 금속 리클레이머 드럼.

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