KR20210033630A - 폐타이어 냉동 분쇄처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐타이어 냉동 분쇄처리장치에 관한 것으로서, 상세하게는 폐타이어를 액체질소를 이용하여 냉동시킨 후 그 냉동시킨 폐타이어를 프레스를 이용하여 파쇄하여 고무와 철심을 분리하는 기술에 관한 것이다.

Description

폐타이어 냉동 분쇄처리장치{Device for crushing waste tire}

본 발명은 폐타이어 냉동 분쇄처리장치에 관한 것으로서, 상세하게는 폐타이어를 액체질소를 이용하여 냉동시킨 후 그 냉동시킨 폐타이어를 프레스를 이용하여 파쇄하여 고무와 철심을 분리하는 기술에 관한 것이다.

산업혁명 이후 도시화, 집중화가 진행되고 있으며, 우리나라는 1960년대 이후 급속한 경제발전으로 자동차 산업이 발전되었고, 현재 차량 생산은 계속 증가추세에 있으며, 차량에 사용되는 타이어 또한 전 세계적으로 한해 수천만개가 생산되고 있고 또 폐기되고 있다. 국내에서만 연간 폐기되는 폐타이어는 약 2000만개 정도로 이중 약 30~40%만이 재활용되고 있다.

따라서 폐타이어 처리와 재활용을 위한 많은 연구개발이 이루어지고 있다.

그러나, 타이어는 고무로 이루어지며 내부에는 여러 층의 금속층과 직물층이 매립된 구조로서 재활용이 어렵고, 폐타이어를 분쇄하여 고무분말로 제조하였다 하더라도 철심과 직물이 많이 잔존하고, 분리된 철심에도 고무성분이 많이 존재하여 재활용이 어려운 실정이다.

이에 따라 종래에는 고강성을 지니고 있어 사용용도가 높은 철심을 저가에 판매하거나 사업장에 방치하여 환경오염을 가속화시키는 주요요인이 되는 문제점이 있다.

분쇄(Size Reduction)라는 것은 기계적 역학적인 외력에 의해 고체상 물질을 세분화하여 입자경의 감소와 그 표면적의 증가를 가져오는 기계적 단위조작을 총칭하는 것이며, 현재 파쇄기술은 중요한 위치를 차지하고 있음은 주지된 사실이다.

이러한 분쇄조작에 관해서는 주로 요업공학, 재료공학 및 광산공학 등의 분야에서 수많은 연구가 진행되어 왔으며, 특히 분쇄효율을 중심으로 한 분쇄이론도 다수 제시되어 있다.

종래 폐타이어 재활용 분야에서도 파쇄기를 사용하고 있으나, 종래 폐타이어 파쇄기는 물성이 다른 고무와 철심에 붙어있는 고무에 대한 분쇄 및 제거에 대하여 분쇄원리는 정립되어 있지 않는 상태이다.

특히나, 종래 폐타이어 파쇄기는 철심에서 고무를 제거하는 기능보다는 입도를 작게 분쇄하는 기능을 수행하기 때문에 후속공정으로 철심에서 고무를 분리할 때 고무의 분리가 더 어려운 실정이다.

그리고, 고가의 내마모성 칼날 및 고정프레임은 마모시 전체를 교체해야 하는 문제점을 안고 있어 제작비 및 유지관리비가 많이 드는 단점을 가지고 있다.

또한, 폐타이어의 분쇄시 고무에서는 자연적으로 열이 발생하게 되며, 이 열에 의해 칼날과 축, 고정프레임 등 자재의 열변형이 발생됨으로써 과다한 유지보수 비용이 소요되는 문제점도 있다.

상기 칼날을 이용하여 타이어를 파쇄하여 타이어에 묻혀 있는 철심을 분리하는 기술을 제공하고 있으나 후술에서 밝혀지는 본 발명의 기술과 차이점이 크다.

따라서 본 발명과 비교할 수 있는 종래의 기술이 전무하여 종래기술과 비교를 생략한다.

참고로, 액체질소를 이용하여 소재를 냉동시키는 기술은 등록번호 10-1587384호에서 참고바란다.

종래의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서

본 발명은 폐타이어를 액체질소를 이용하여 냉동시킨 후 그 냉동시킨 폐타이어를 프레스를 이용하여 파쇄하여 고무와 철심을 분리하는 기술을 제공하고자 한다.

상세하게는, 냉동시킨 폐타이어를 1차 프레스를 이용하여 1차 파쇄하여 타이어에 묻혀 있는 철심을 분리한 다음 파쇄된 폐타이어 조각은 분쇄기에 투입하여 분쇄하고 폐타이어에서 분리되지 않은 철심은 2차 프레스를 이용하여 타격하고 압박하여 철심으로부터 폐타이어 조각을 분리하는 기술을 제공하고자 한다.

상기 이상의 과제는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다.

첨부한 도면에 의해 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에서 언급되는 이송장치들은 이송콘베이어벨트에 해당할 수 있다.

구성, 길이방향의 '좌, 우, 상, 하'가 막혀있는 터널(10)의 길이방향 내부에

폐타이어를 이송시키는 이송장치(20)가 설치되고, 상기 터널(10)의 내부는 상기 이송장치(20)에 의해 이송되는 폐타이어(a)를 향해 액체질소를 분사하는 분사노즐(30)이 있으며,

상기 이송장치(20)의 끝단에 상기 이송장치(20)로부터 냉동된 폐타이어(냉동타이어라 칭함)를 유입받아 타격하거나 압박사켜 파쇄하는 제1프레스(40)와,

상기 제1프레스(40)에 의해 파쇄되어 테이블(50)에 있는 파쇄타이어(첨부도면에서 파쇄상태에 있는 폐타이어 도면을 생략하였음)를 상기 테이블(50)에서 꺼내는 구성이다.

상기 테이블(50)에 있는 파쇄타이어(a-a)는 밀대(70)에 의해 밀어 거름망(80)을 통과하는 과정에 파쇄타이어의 조각(미도시)이 거름망 아래로 낙하하여 파쇄기(90)로 향하게 하고

상기 거름망(80)에 걸러진 철심(100)은 거름망(80)을 지나 제2프레스(110)로 향하게 하여 철심(100)에 남아있는 파쇄타이어(100a)를 재차 파쇄하여 철심(100)으로부터 파쇄타이어(100a)를 분리하는 구성을 특징으로 한다.

본 발명의 효과는, 액체질소에 의해 폐타이어를 꽁꽁 얼려 프레스로 파쇄함으로서 파쇄가 용이하여 폐타이어에 묻혀 있는 철심분리가 매우 용이하다.

그 후 냉동상태의 파쇄된 폐타이어를 분쇄기에 의해 분쇄함으로 분쇄가 잘 이루어진다.

상기 이상의 효과는 구체적인 내용에서 더 밝혀진다.

도 1은 본 발명의 폐타이어 냉동 분쇄처리장치의 전체 사시도.
도 2는 도 1의 상태에서 일부를 절개하여 확대한 요부확대도.
도 3은 본 발명의 제1프레스의 요부를 확대한 사시도.
도 4는 본 발명의 측면도.
도 5는 본 발명의 참고도.

본 발명은 구성을 제차 살펴보고 그에 따른 실시예를 살펴보기 바란다.

첨부한 도면에 의해 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에서 언급되는 이송장치들은 이송콘베이어벨트에 해당할 수 있다.

구성, 폐타이어(a)가 수용되는 용기(3)가 있고 상기 용기(3) 내외부에 상기 용기에 있는 폐타이어(a)를 이송시키는 이송장치(20)가 설치되고,

상기 용기(3) 내부에는 액체질소를 분사하는 분사노즐(30)을 설치하여

상기 용기(3) 내부에 수용된 폐타이어를 향해 액체질소를 분사시켜

상기 폐타이어가 냉동타이어가 되도록 한 다음 상기 이송장치(20)에 의해 제1프레스(40)로 이송시켜 상기 제1프레스(40)로 하여금 상기 냉동타이어(a-a)를 파쇄하여 고무재질의 폐타이어와 상기 냉동타이어에 묻혀 있는 철심(100)을 분리하는 구성이다.

상기 구성의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

구성, 길이방향의 '좌, 우, 상, 하'가 막혀있는 터널(10)의 길이방향 내부에

폐타이어를 이송시키는 이송장치(20)가 설치되고, 상기 터널(10)의 내부는 상기 이송장치(20)에 의해 이송되는 폐타이어(a)를 향해 액체질소를 분사하는 분사노즐(30)이 있으며,

상기 이송장치(20)의 끝단에 상기 이송장치(20)로부터 냉동된 폐타이어(냉동타이어라 칭함)를 유입받아 타격하거나 압박사켜 파쇄하는 제1프레스(40)와,

상기 제1프레스(40)에 의해 파쇄되어 테이블(50)에 있는 파쇄타이어(첨부도면에서 파쇄상태에 있는 폐타이어 도면을 생략하였음)를 상기 테이블(50)에서 꺼내는 구성이다.

상기 제1프레스(40)가 아니더라도 로울러와 로울러 사이에 냉동타이어를 통과시키면 이 과정에 냉동타이어가 압박을 받아 파쇄된다.

상기 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

폐타이어(a)를 이송콘베이어벨트(20a)의 일측에 폐타이어(a)를 올려두면 이송콘베이어벨트(20a)에 의해 터널(10)을 통과한다.

이 통과 과정에서 터널(10) 내부에 설치된 분사노즐(30)이 외부에 있는 액체질소탱크(미도시)에서 액체질소를 공급받아 이송중인 폐타이어에 액체질소를 분사한다 이처럼 분사하면 폐타이어(a)는 꽁꽁(냉동) 얼게 된다.

즉, 냉동상태가 된다 이러한 과정에 냉동상태가 안 되는 경우 액체질소 분사 전 폐타이어에 물 분사 내지는 물에 침전시킨 다음 액체질소를 분사하면 폐타이어는 꽁꽁 얼게 된다.

다음은 냉동된 냉동타이어(a)는 파쇄하여 냉동타이어에 묻혀있는 철심(100)과 분리하고자 한다.

상기 이송콘베이어벨트(20a)에 의해 이송하며 이송콘베이어벨트(20a) 끝단에 설치한 제1프레스(40)의 테이블(하측금형(50b)에 해당)에 유입된다.

그러면 상측금형(50a)을 동력장치(60)에 의해 하측금형을 향해 이동시켜 냉동타이어를 압박하거나 타격하면 냉동타이어(a-a)는 산산조각이 난다.

이과정에 냉동타이어와 철심이 분리된다.

그 후 하측금형(50b)에서 밀대(70)를 통해 파쇄타이어(냉동타이어가 파쇄되면 파쇄타이어라 칭함)를 거름망(80)으로 밀어내면 거름망(80) 하단으로 파쇄타이어조각이 낙하하고 거름망(80)에는 철심(100)이 남게 된다.

이와 같이 철심을 분리한 것이다.

상기 밀대(70)는 실린더(70a)에 의해 수평으로 밀어다가 당기는 구조로 제작된다.

다음 구성은 살펴보면 다음과 같다.

상기 밀대(70)에 의해 파쇄타이어(a-a)를 밀어 거름망(80)을 통과하는 과정에 파쇄타이어의 조각이 거름망 아래로 낙하하여 파쇄기(90)로 향하게 하고

상기 거름망(80)에 걸러진 철심(100)은 거름망(80)을 지나 제2프레스(110)로 향하게 하여 철심(100)에 남아있는 파쇄타이어(100a)를 재차 파쇄하여 철심(100)으로부터 파쇄타이어(100a)를 분리하는 구성을 특징으로 한다.

상기 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

거름망(80)을 걸러진 파쇄타이어의 조각은 거름망 아래로 낙하하여 파쇄기(90)에 투입되어 잘게 분쇄된다.

그러나 거름망(80)을 지나 제2프레스(110)로 향하는 철심(100)은

거름망(80)을 지나 제2프레스(110)의 테이블(하측금형에 해당)에 유입된다.

그러면 제2프레스(110)에 해당하는 상측금형(110a)을 동력장치(110b)에 의해 하측금형(110c)을 향해 이동시켜 철심(100)을 압박하거나 타격하면 철심에 남아있는 파쇄타이어(100a)가 철심(100)에서 분리된다.

그 후 하측금형(110c)에서 밀대부(120)를 통해 철심(100)을 제2거름망(130)으로 밀면

제2거름망(130)을 통과하는 과정에 제2거름망(130) 하단으로 파쇄타이어의 조각이 낙하하면 제2거름망(130)에는 철심(100)만 남게 된다.

이와 같이 철심을 분리한 것이다.

상기 밀대부(120) 실린더(120a)로드와 연결되어 실린더의 로드가 신장되거나 축소되는 과정에 밀대부가 이동하면서 철심을 하측금형에서 밀어내는 것이다.

상기 밀대 또한 밀대부와 동일하게 작동한다.

다음구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 거름망(80)과 제2프레스(110) 사이에 철심(100)을 상기 제2프레스(110)로

이송하는 제2이송장치(200)가 설치되되 상기 제2이송장치(200)는 좌, 우, 상, 하'가 막혀있는 제2터널(210)에 수용되고 상기 제2터널(210) 내부에 상기 제2이송장치(210)에 의해 이송되는 철심(100)에 액체질소를 분사하는 제2분사노즐(220)을 설치하는 구성이다.

상기 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

거름망(80)을 경유하는 철심(100)은 제2이송장치(200)에 이르게 하여

제2프레스(110)로 향하게 한다 이 과정에 다시 한번 철심에 액체질소를 분사하면 철심에서 분리되지 않은 파쇄타이어가 냉동된다.

그 후 제2프레스(110)의 테이블에 있는 하측금형(110c)으로 이동하는 것이다.

그 후 제2프레스(110)의 상측금형(110a)으로 타격하면 남아있는 파쇄타이어가 철심으로부터 분리된다.

다음 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 상측금형(50a)의 원주연에 하측금형(50b)에 위치되는 냉동타이어의 원주연를 커버하는 타이어커버(50c)가 상기 상측금형(50a)의 원주연에서 상하로 슬라이드 이동하도록 연결된 구성이다.

이처럼, 타이어커버(50c)를 상측금형(50a)에 설치하는 경우 상측금형(50a)이 하측금형(50b)을 향해 하강하는 과정에 냉동타이어(a-a)의 원주연을 커버하게 된다.

이러게 하면 냉동타이어(a-a)가 상측금형(50a)에 의해 압박을 받아 파쇄되는 경우 타이어파편이 사방으로 튕겨 나가지 않는다.

다음구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 거름망(80) 하단에 이송컨베이어벨트(310)를 설치하여 거름망(80)으로부터 낙하하는 파쇄타이의 조각을 유입받아 파쇄기(90)로 투입하는 구성이다.

상기와 같이 파쇄기(90)에 투입하면 잘고 고르게 파쇄되므로 파쇄물을 다른용도로 사용하기가 편리하다.

다음 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 제2프레스(110)는 철심(100)을 타격하는 상/하측금형(110a,110c)이

있되,

상기 상측금형(110a) 내지는 상기 하측금형(110c)의 어느 하나의 금형에 별도의 회전판(115)을 장착하고 상기 회전판(115)은 회전수단(116)에 의해 소정각도 회전하는 구성이다.

상기 구성의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

상기 상/하측금형(110a,110b) 사이에 철심을 위치시켜 상측금형(110a)을 동력수단(300)에 의해 하측금형(110b)으로 타격하거나 압박시킨 다음 회전수단(116)을 이용하여 회전판(115)을 회전시키면 철심(100)에 남아있는 파쇄타이어가 비틀리면서 철심으로부터 분리된다.

상기 회전판(115)의 중앙부분은 상측금형(110a)으로부터 회전하도록 상기 상측금형에 결합되고 상기 회전판(115)은 일측은 액추레이터(미도시)를 연결시켜 상기 액추에리터의 동작에 의해 회전방향으로 소정각도로 회전하도록 구성한다.

3 : 용기 10 : 터널
20 : 이송장치 20a: 이송콘베이어벨트
30 : 분사노즐 40 : 제1프레스
50 : 테이블 60 : 동력장치
70 : 밀대 70a: 실린더
80 : 거름망 90 : 파쇄기
100 : 철심 100a: 파쇄타이어
110: 제2프레스 120: 밀대부
120a: 실린더 130: 제2거름망
200: 제2이송장치 210: 제2터널
a :폐타이어

Claims (1)

1. 길이방향의 '좌, 우, 상, 하'가 막혀있는 터널(10)의 길이방향 내부에
   폐타이어를 이송시키는 이송장치(20)가 설치되고, 상기 터널(10)의 내부는 상기 이송장치(20)에 의해 이송되는 폐타이어(a)를 향해 액체질소를 분사하는 분사노즐(30)이 있으며,
   
   상기 이송장치(20)의 끝단에 상기 이송장치(20)로부터 냉동된 폐타이어(냉동타이어라 칭함)를 유입받아 타격하거나 압박사켜 파쇄하는 제1프레스(40)와,
   상기 제1프레스(40)에 의해 파쇄되어 테이블(50)에 있는 파쇄타이어(첨부도면에서 파쇄상태에 있는 폐타이어 도면을 생략하였음)를 상기 테이블(50)에서 꺼내는 구성이다.
   
   
   

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