KR20140116571A

KR20140116571A - 자력 선별기

Info

Publication number: KR20140116571A
Application number: KR1020130031233A
Authority: KR
Inventors: 김봉석; 이상훈; 윤상필
Original assignee: 김봉석
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2014-10-06

Abstract

본 발명에 따른 자력 선별기는 구동원에 의하여 일방향으로 회전하고 원통형의 비자성체 재질로 이루어진 회전드럼, 상기 회전드럼의 내부에 동축이 되도록 고정 설치되고 원주 방향의 일부 영역에 자력발생부가 형성된 원통형의 고정드럼, 및 상기 회전드럼의 외부면을 통해 작용하는 자력의 세기를 조절하기 위해 상기 자력발생부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되되, 상기 자력발생부는 고정드럼의 내부에 원주방향을 따라 서로 이격되어 설치된 제1전자석과, 상기 고정드럼의 내부에 원주방향을 따라 상기 제1전자석의 사이에 설치된 제2전자석으로 구성되고, 상기 제어부는 제1전자석과 제2전자석 중 적어도 어느 하나에 전원을 공급함으로써 자력의 세기를 조절하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 자력 선별기는 회전드럼의 외부면에 자력을 발생시키는 고정드럼의 자력발생부를 자력의 세기가 다른 제1전자석과 제2전자석으로 구성하고, 필요에 따라 제1전자석과 제2전자석 중 어느 하나에 전원을 공급하거나 제1,2전자석에 모두 전원을 공급함으로써 상기 회전드럼의 외부면에 작용하는 자력의 세기를 조절하는 것이 가능하기 때문에 선별되는 자성체의 입경이 크거나 중량이 무거운 경우에도 회전드럼에 작용하는 자력의 세기를 증가시킴으로써 종래 기술과 대비할 때 자성체의 선별효율을 현저히 제고할 수 있다는 장점이 있다.

Description

자력 선별기{A Magnetic Separator}

본 발명은 자력을 이용하여 금속 성분과 비금속 성분을 선별하기 위한 자력 선별기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 폐타이어나 폐전선 등을 분쇄한 고무 칩 속에 포함된 자성체의 금속 성분을 고무 또는 합성수지와 같은 비금속 성분과 분리함에 있어서 필요에 따라 자력의 세기를 자유롭게 조절할 수 있는 전자석을 이용하여 상기 금속 성분을 효과적으로 선별할 수 있도록 구성함으로써 자원의 재활용도를 제고할 수 있는 자력 선별기에 관한 것이다.

일반적으로, 상호 혼합된 자성체와 비자성체를 선별하는데 사용되는 자력선별기는 자석의 종류에 따라 영구자석식과 전자석식으로 나뉘어지고 기타 선별방법에 따라서는 드럼형, 매달음형, 풀리형 등으로 나뉘어지는데, 이들 자력선별기는 화학제품이나 곡식 또는 합성수지나, 식료품, 도자기, 고무 등의 원료에서 이물질인 금속과 같은 자성체를 선별하여 제거하는데 널리 사용되고 있다.

이러한 자력선별기에 대한 구체적인 구성은 대한민국 등록특허 제10-0349175호의 ‘철계 미세 입자수거를 위한 자력선별기’, 대한민국 등록실용신안 제20-0133509호의 ‘자석을 이용한 고온용 금속 선별기’, 대한민국 등록특허 제10-0428846호의 ‘고자기장에 의한 강판 표면의 미세 철계 입자 제거장치’, 대한민국 등록특허 제10-0345735호의 ‘철계 미세 입자 수거를 위한 압연용 자력선별기’ 등에 상세히 개시되어 있다.

한편, 이러한 자력선별기는 선별할 대상인 자성체의 종류나 입경에 따라 자성체에 작용되는 자력의 세기를 조절하는 것이 바람직하지만, 상술한 종래 기술에 따른 자력선별기의 경우 대부분 자력의 세기를 조절할 수 없도록 구성되기 때문에 원료에 포함된 금속 성분의 입경이나 중량이 클 경우 선별과정에서 모터의 진동 등에 의하여 이들이 자력으로부터 쉽게 분리됨으로써 고순도의 효과적인 선별작업이 이루어지기 곤란하다는 문제점이 있었다.

또한, 이를 방지하기 위하여 자력의 세기가 매우 큰 자력 선별기를 구성하는 경우에는 금속 성분의 입경이나 중량이 작을 경우 불필요한 자원이나 전원을 낭비하게 됨은 물론, 과도한 자력에 의해 비자성체가 자성체와 함께 자력에 끌려나오는 이른바 포립현상에 의하여 오히려 선별효율이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 폐타이어나 폐전선 등을 분쇄한 고무 칩 속에 포함된 자성체의 금속 성분을 고무 또는 합성수지와 같은 비금속 성분과 분리함에 있어서 필요에 따라 자력의 세기를 자유롭게 조절할 수 있는 전자석을 이용하여 상기 금속 성분을 효과적으로 선별할 수 있는 자력 선별기를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자력 선별기는 구동원에 의하여 일방향으로 회전하고 원통형의 비자성체 재질로 이루어진 회전드럼, 상기 회전드럼의 내부에 동축이 되도록 고정 설치되고 원주 방향의 일부 영역에 자력발생부가 형성된 원통형의 고정드럼, 및 상기 회전드럼의 외부면을 통해 작용하는 자력의 세기를 조절하기 위해 상기 자력발생부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되되, 상기 자력발생부는 고정드럼의 내부에 원주방향을 따라 서로 이격되어 설치된 제1전자석과, 상기 고정드럼의 내부에 원주방향을 따라 상기 제1전자석의 사이에 설치된 제2전자석으로 구성되고, 상기 제어부는 제1전자석과 제2전자석 중 적어도 어느 하나에 전원을 공급함으로써 자력의 세기를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 제1전자석과 제2전자석 중 적어도 어느 하나에 공급되는 전류의 세기를 변화시켜 자력의 세기를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동원은 회전 속도의 조절이 가능한 모터로 구성되고, 상기 제어부는 상기 모터를 제어하여 회전드럼의 회전속도를 조절하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 회전드럼과 고정드럼을 내부에 수용하는 하우징, 상기 하우징의 일측에 설치되어 입구에 투입되는 자성체와 비자성체의 혼합물을 상기 자력이 작용하는 회전드럼의 외부면에 공급하는 피딩 가이드, 및 상기 회전드럼의 하부에 설치되어 자력에 의해 선별된 상기 자성체와 비자성체를 각각 다른 영역으로 안내하는 분리게이트를 더 포함하여 구성되되, 상기 피딩 가이드의 출구는 회전드럼의 상부에 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정드럼의 양측면에서 연장되어 상기 고정드럼을 하우징 내부에 고정시키는 고정축, 상기 회전드럼의 양측면에서 연장되어 상기 고정축에 결합된 회전축, 및 상기 회전드럼이 회전가능하도록 상기 고정축과 회전축 사이에 개재된 베어링부를 더 포함하여 구성되되, 상기 고정축과 회전축은 상기 고정드럼의 중심축과 동축인 것을 특징으로 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자력 선별기는 회전드럼의 외부면에 자력을 발생시키는 고정드럼의 자력발생부를 자력의 세기가 다른 제1전자석과 제2전자석으로 구성하고, 필요에 따라 제1전자석과 제2전자석 중 어느 하나에 전원을 공급하거나 제1,2전자석에 모두 전원을 공급함으로써 상기 회전드럼의 외부면에 작용하는 자력의 세기를 조절하는 것이 가능하다.

따라서, 본 발명에 따른 자력 선별기는 선별되는 자성체의 입경이 크거나 중량이 무거운 경우에도 회전드럼에 작용하는 자력의 세기를 증가시킴으로써 종래 기술과 대비할 때 자성체의 선별효율을 현저히 제고할 수 있다는 장점이 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 자력 선별기의 전체적인 구성을 설명하기 위한 도면,
도2는 도1에 도시한 자력 선별기에 적용되는 고정드럼과 회전드럼의 구성을 설명하기 위한 A-A부 단면도,
도3은 도2에 도시한 고정드럼에 형성된 자력발생부의 구성을 설명하기 위한 도면, 및
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 자력 선별기의 동작구성을 설명하기 위한 블럭도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 자력 선별기의 전체적인 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도2는 도1에 도시한 자력 선별기에 적용되는 고정드럼과 회전드럼의 구성을 설명하기 위한 A-A부 단면도이다.

또한, 도3은 도2에 도시한 고정드럼에 형성된 자력발생부의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 자력 선별기의 동작구성을 설명하기 위한 블럭도이다.

본 발명에 따른 자력 선별기(1)는 하우징(10), 상기 하우징(10) 내부에 수용되는 고정드럼(30)과 회전드럼(40), 상기 하우징(10)의 일측에 설치되어 입구에 투입되는 자성체(61)와 비자성체(62)의 혼합물을 상기 회전드럼(40)의 외부면에 공급하는 피딩 가이드(20)를 포함하여 구성된다.

상기 회전드럼(40)은 알루미늄이나 스테인레스 스틸과 같은 비자성체 재질로 이루어지고 구동원(미도시)에 의하여 일방향으로 회전하는 원통형으로 구성되며, 상기 고정드럼(30)은 상기 회전드럼(40)의 내부에 동축이 되도록 고정 설치된 원통형으로 구성되되 원주 방향의 일부 영역에 자력발생부(M)가 형성되어 있다.

이를 위하여 본 발명에 따른 자력 선별기(1)는 상기 고정드럼(30)의 양측면에서 연장되어 상기 고정드럼(30)을 하우징(10) 내부에 고정시키는 고정축(31)과, 상기 회전드럼(40)의 양측면에서 연장되어 상기 고정축(31)에 회전가능하도록 결합된 회전축(41)을 더 포함하여 구성된다.

또한, 상기 고정축(31)과 회전축(41)의 사이에는 상기 회전드럼(40)의 회전이 용이하도록 하기 위한 베어링부(미도시)가 더 개재되어 구성될 수 있다.

이때, 상기 고정축(31)과 회전축(41)은 상기 고정드럼(30) 및 회전드럼(40)의 원통 중심축과 동축이 되도록 구성하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 구동원(미도시)은 통상의 정속모터를 이용하여 구성될 수도 있으나 필요에 따라서는 인버터 모터와 같이 회전 속도의 조절이 가능한 가변속 모터로 구성될 수도 있으며, 본 실시예에서는 일예로서 상기 구동원을 가변속 모터로 구성하였다.

또한, 본 실시예에서는 일예로서 상기 피딩 가이드(20)가 자성체(61)와 비자성체(62)의 혼합물을 하부 방향(즉, 지면 방향)으로 낙하시키는 방식으로 공급하도록 구성하고, 그 하부에 상기 회전드럼(40)의 외부면이 위치하도록 상기 고정축(31)과 회전축(41)을 지면과 평행한 방향으로 구성하였다.

상기와 같은 구성에 의하여 상기 회전드럼(40)은 중심축과 평행한 외부면이 일방향(본 실시예의 경우 상하 방향의 반시계 방향)으로 회전하면서 후술하는 바와 같이 자력에 의하여 자성체(61)와 비자성체(62)를 선별하게 된다.

또한, 상기 고정드럼(30)은 중심축과 평행한 외부면이 회전드럼(40)의 내부면에 근접하도록 설치됨으로써 상기 자력발생부(M)에서 발생된 자력이 상기 회전드럼(40)의 외부면을 통해 자성체(61)에 작용되도록 하는 기능을 수행한다.

이때, 상기 자력발생부(M)는 고정드럼(30)의 내부에 원주방향을 따라 소정 각도만큼 형성되는 것이 바람직한데, 본 실시예에서는 상기 회전드럼(40)의 외부면 전체 중 회전드럼(40)이 회전 하향하는 쪽 방향의 절반 정도에만 자력이 작용하도록 상기 자력발생부(M)를 설치하였다.

즉, 도면의 경우 회전드럼(40)이 전술한 바와 같이 반시계 방향으로 회전하는데, 상기 자력발생부(M)는 회전드럼(40)의 좌측 내부면에 근접한 고정드럼(30)의 내부에서 반원형으로 구성됨으로써 상기 회전드럼(40)의 외부면 중 좌측 절반에만 자력이 작용되도록 설치된다.

따라서, 상기 회전드럼(40)을 회전시킨 상태에서 컨베이어 벨트(5)에 의해 이송된 자성체(61)와 비자성체(62)의 혼합물을 상기 피딩 가이드(20)를 통해 회전드럼(40)의 좌측 외부면 상부로 낙하시키면, 비자성체(62)는 상기 회전드럼(40)의 외부면을 따라 미끄러져 회전드럼(40)의 좌측으로 바로 낙하된다.

반면에, 상기 자성체(61)는 자력발생부(M)의 자력에 의해 회전드럼(40)의 표면에 달라붙은 상태에서 회전드럼(40)과 함께 회전되어 회전드럼(40)의 우측으로 이동하게 되며, 그 후 상기 자력발생부(M)의 자기장에서 벗어나게 되면 회전드럼(40)의 표면에서 이탈되어 회전드럼(40)의 우측으로 낙하된다.

이때, 상기 회전드럼(40)의 하부에는 자력에 의해 선별된 자성체(61)와 비자성체(62)를 각각 다른 영역으로 안내하는 분리 게이트(50)가 더 설치되어 있는데, 상기 회전드럼(40)의 좌우측으로 선별되어 낙하된 자성체(61)와 비자성체(62)는 상기 분리 게이트(50)에 의하여 서로 섞이지 않고 분리되어 배출된다.

한편, 본 발명에 따른 상기 자력발생부(M)는 후술하는 바와 같이 회전드럼(40)에 작용하는 자력의 세기를 조절하기 위하여 고정드럼(30)의 내부에 원주방향을 따라 서로 이격되어 설치된 복수의 제1전자석(32)과, 상기 고정드럼(30)의 내부에 원주방향을 따라 상기 제1전자석(32)의 사이에 설치된 적어도 하나의 제2전자석(33)으로 구성된다.

또한, 상기 제1전자석(32)과 제2전자석(33)은 전원이 공급될 경우 발생되는 자력의 세기가 동일하게 구성될 수도 있으나 자력의 세기를 다단계로 조절가능하도록 하기 위해서는 서로 자력의 세기가 다르게 구성하는 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 일예로서 상기 제1전자석(32)의 자력 세기가 제2전자석(33)의 자력 세기보다 크도록 구성하였다.

이때, 상기 제1전자석(32)과 제2전자석(33)의 자력 세기는 통상의 전자석과 마찬가지로 철편에 권취되는 코일(미도시)의 회전수와 상기 코일에 공급되는 전류의 세기 중 적어도 어느 하나에 의하여 조절할 수 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자력 선별기(1)의 동작구성을 살펴보면, 먼저 사용자가 선별하고자 하는 자성체(61)의 입경 또는 중량이나 이에 따라 필요한 자력의 세기를 입력부(110)를 통해 선택하면 제어부(100)는 메모리부(120)에 미리 저장된 프로그램에 따라 회전드럼(40)을 특정된 속도로 회전시키도록 모터 구동부(130)를 제어함과 동시에 상기 제1전자석(32)과 제2전자석(33) 중 적어도 어느 하나에 전원이 공급될 수 있도록 제1전자석 구동부(140)와 제2전자석 구동부(150)를 제어하게 된다.

즉, 상기 제어부(100)는 선별하고자 하는 자성체(61)의 입경이나 중량이 적은 경우에는 제2전자석(33)만을 작동시키고, 상기 자성체(61)의 입경이나 중량이 증가함에 따라 제1전자석(32)만을 작동시키거나 제1,2전자석(32,33) 모두를 작동시킴으로써 필요에 따라 선별작업에 적절한 자력의 세기를 단계적으로 선택할 수 있게 된다.

이때, 상기 제어부(100)는 작동되는 전자석(32,33)에 공급되는 전류의 세기를 변화시키는 것에 의하여 선별작업에 적절한 자력의 세기를 더욱 단계적으로 선택할 수도 있다.

또한, 상기 제어부(100)는 필요에 따라서는 상기 회전드럼(40)의 회전 속도를 자성체(61)의 입경이나 중량에 따라 다르게 제어할 수도 있다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 자력 선별기(1)는 선별되는 자성체(61)의 입경이나 중량에 따라 회전드럼(40)에 작용하는 자력의 세기를 이에 대응하여 적절하게 단계적으로 선택함으로써 불필요하게 과도한 자력 발생으로 인한 에너지의 낭비나 부족한 자력으로 인한 불충분한 선별작업을 미연에 방지할 수 있기 때문에 종래 기술과 대비할 때 자성체(61)의 선별효율을 현저히 제고할 수 있다는 장점이 있다.

5 : 컨베이어 벨트 10 : 하우징
20 : 피딩 가이드 30 : 고정드럼
31 : 고정축 32 : 제1전자석
33 : 제2전자석 40 : 회전드럼
41 : 회전축 50 : 분리 게이트

Claims

구동원에 의하여 일방향으로 회전하고, 원통형의 비자성체 재질로 이루어진 회전드럼;
상기 회전드럼의 내부에 동축이 되도록 고정 설치되고, 원주 방향의 일부 영역에 자력발생부가 형성된 원통형의 고정드럼; 및
상기 회전드럼의 외부면을 통해 작용하는 자력의 세기를 조절하기 위해 상기 자력발생부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되되,
상기 자력발생부는 고정드럼의 내부에 원주방향을 따라 서로 이격되어 설치된 제1전자석과, 상기 고정드럼의 내부에 원주방향을 따라 상기 제1전자석의 사이에 설치된 제2전자석으로 구성되고,
상기 제어부는 제1전자석과 제2전자석 중 적어도 어느 하나에 전원을 공급함으로써 자력의 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 자력 선별기.
제1항에 있어서,
상기 제1전자석은 제2전자석 보다 자력의 세기가 더 큰 것을 특징으로 하는 자력 선별기.
제1항에 있어서,
상기 제어부는 제1전자석과 제2전자석 중 적어도 어느 하나에 공급되는 전류의 세기를 변화시켜 자력의 세기를 조절하는 것을 특징으로 하는 자력 선별기.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 구동원은 회전 속도의 조절이 가능한 모터로 구성되고,
상기 제어부는 상기 모터를 제어하여 회전드럼의 회전속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 자력 선별기.
제4항에 있어서,
상기 회전드럼과 고정드럼을 내부에 수용하는 하우징;
상기 하우징의 일측에 설치되어 입구에 투입되는 자성체와 비자성체의 혼합물을 상기 자력이 작용하는 회전드럼의 외부면에 공급하는 피딩 가이드; 및
상기 회전드럼의 하부에 설치되어 자력에 의해 선별된 상기 자성체와 비자성체를 각각 다른 영역으로 안내하는 분리게이트를 더 포함하여 구성되되,
상기 피딩 가이드의 출구는 회전드럼의 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 자력 선별기.
제5항에 있어서,
상기 고정드럼의 양측면에서 연장되어 상기 고정드럼을 하우징 내부에 고정시키는 고정축;
상기 회전드럼의 양측면에서 연장되어 상기 고정축에 결합된 회전축; 및
상기 회전드럼이 회전가능하도록 상기 고정축과 회전축 사이에 개재된 베어링부를 더 포함하여 구성되되,
상기 고정축과 회전축은 상기 고정드럼의 중심축과 동축인 것을 특징으로 하는 자력 선별기.