KR910006231B1 - 분쇄방법 및 장치 - Google Patents

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내용 없음.

Description

분쇄방법 및 장치

제1도는 본 발명의 방법과 시스템에 대한 개략적 입면도.

제2도는 본 발명에 따라 변형된 액체 분쇄 밀의 부분 정입면도.

제3도는 제2도의 3-3라인에 따른 도면.

제4도는 본 발명에 따른 저면도.

본 발명은 미분쇄에 관한 것으로 특히 플라스틱 및 탄성체 그리고 음식물의 분쇄에 관한 것이다.

고무와 플라스틱등의 상대적으로 유연하거나 탄성인 물질의 분쇄를 나타내는데 사용되는 미분쇄, 분쇄, 또는 크기 감쇄등 모든 용어는 수년간 흥미롭게 연구되어온 과제이다.

특히 고무와 플라스틱 산업분야에서는 재사용을 위한 물질의 재순환을 위하여 스크랩(scrap) 또는 폐기물질을 분쇄하는데 관심을 가지고 있었다. 그러나 재순환 물질을 효과적으로 사용하기 위하여는 재순환 물질의 재사용시 최초 물질과 혼합시키기 위하여 입자크기는 80메쉬보다 적어야 한다. 여러 주와 연방정부에서 스크랩 고무와 플라스틱 물질의 폐기를 더욱 어렵게 하고 있기 때문에 미분쇄 시스템에 적절한 효과적이고 경제적인 비용은 고무와 플라스틱 공업에 하나의 중요한 자산이다. 요사이에도 80메쉬 이하의 입자크기를 갖는 분말 고무 또는 플라스틱을 제조하는 경제적인 방법은 없다. 따라서, 다량의 스크랩과 폐기물질은 현재의 환경법에 따라서 재순환되거나 폐기를 위하여 하적되고 있다.

과거에, 밀링전 또는 밀내부에서 액체 질소를 사용하는 것과 같은 액체 크리오젠(cryogen)에 의한 다양한 형태의 분쇄(연마, 크기 감쇄 또는 분쇄)밀을 사용하여 미분쇄의 문제를 해결하려는 여러 가지의 시도가 행하여졌다.

일례로 종래의 햄머(hammer)밀은 밀내부 및 밀링전의 예비냉각기 내에 모두 액체 질소를 사용하였다. 그러나 지난 수십년간 이러한 장치를 사용해온 결과 햄머밀에 의하여서는 거치른 고무나 플라스틱을 경제적으로 분쇄할 수 없다는 것이 알려졌는데 그 이유는 과도한 양의 액체 질소가 필요하기 때문이다.

마찰 밀도 또한 밀내부 및 밀링전의 예비 냉각기 내에 모두 액체 질소를 사용하도록 변형되었다. 이것은 약 10년간 실시되어 왔으며 마찰밀은 밀내부의 과도한 평판의 마모에 의하여 거치른 고무나 플라스틱을 경제적으로 분쇄할 수 없다는 것이 알려졌다.

최근에 공기－소거 충격 밀(액체 분류밀)이 분쇄될 물질의 예비－냉각에 질소와 함께 사용되어 왔다. 비록 미분쇄 물질이 산출되기는 하지만 과도한 양의 액체 질소가 필요하므로 공정의 경제성면에서 바람직하지가 못하다.

이 분야에는 정상적인 탄성의 또는 유연한 물질의 분쇄에 효과를 주기 위하여 분쇄밀과 함께 액체질소를 사용하는 다양한 형태의 방법이 많이 이용되어 왔다. 미합중국 특허 제2,609,150, 2,734,624, 2,919,862, 3,614,862, 3,614,001, 3,771,729와 4,273,294호에는 분쇄 생성물의 성취를 위하여 분쇄밀을 예비－냉각 및/혹은 냉각하는데 액체 크리오젠(액체질소)을 사용한다고 서술되어 있다.

미합중국 특허 제3,771,729호에는 분쇄될 물질을 조절하기 위하여 특히 효과적인 예비－냉각 장치가 도시되어 있다.

실온에서 정상적인 유연성, 점성, 연가소성 또는 탄성인 물질을 분쇄하기 위한 그외의 기술은 미합중국 특허 제441,951, 637,465, 2,467,318, 3,314,802, 2,347,464, 2,435,503, 2,583,679, 3,647,149, 3,658,259, 2,665,850, 3,734,412, 2,836,368, 2,893,216, 2,974,883, 3,319,895호에 서술되어 있다.

본 발명은 분쇄될 물질을 예비－냉각하기 위해 액체 크리오젠 시스템과 연결된 액체 분류 충격분쇄밀을 사용하고, 분쇄시에 물질을 냉각하고 또한 밀을 냉각하기 위하여 밀 내부에 액체 크리오젠을 사용하며, 밀의 분쇄 액 또는 세액으로서 사용하기 위하여 증기화된 액체 크리오젠을 재순환시키는, 열가소성 및 탄성물질의 미분쇄(예, －40메쉬의 입자크기)를 위한 방법과 장치에 관한 것이다.

제1도에 있어서, 본 발명에 따른 전반적인 시스템은 일반적으로 번호(10)으로 나타내었다. 시스템(10)은 중앙처리로서 ACM Micro Pulverizer라는 상표로서 뉴저지, 07910, 서미트 호소카와 마이크론 인터내쇼날 인코오포레이티드의 미크로풀 디비죤에서 시판하는 것과 같은 액체 분쇄 충격 밀(12)(fluid classification impact mill)을 포함한다.

물질은 냉각 콘베이어(18)에 교대로 연결되는 에어로크(lock)(16)에 연결된 전달슈트(14)장치에 의한 분쇄를 위하여 밀(12)에 운반된다. 냉각 콘베이어(18)은 미합중국 특허 제3,771,729호에 양호한 형태가 서술 되어 있으며 펜실바니아, 트렉슬러타운, 에러프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드에서 Cryo－Grind라는 상표명으로 시판되고 있다. 냉각 콘베이어(18)는 729특허에 도시된 바와 같이 콘베이어에 액체 크리오젠을 유입시키기 위하여 공급 호퍼(22) 뿐만 아니라 도관(24)도 포함되어 있다. 콘베이어(18)는 분쇄될 물질을 깨질 수 있는 온도로 (embrittlement temperature)예비－냉각시킬 수 있는 어떠한 종류라도 상관이 없다.

냉각 콘베이어(18)는 이동성 운반체 또는 테이블(26)상에 편리하게 장착되며 적하매카니즘(23)을 포함한다. 밀(12)의 하류방향으로 적절한 파이프(30)를 통해 밀(12)에 연결되는 것은 사이클론 분리기와 같은 분리기(32)이다. 사이클론 분리기(32)는 배출개구부에 에어로크(30)을 구비하고 있어 주위 대기를 향해 시스템의 개방함이 없이 저장기 또는 드럼(36)내로 생성물을 배출할 수 있다.

재순환 송풍기(38)에는 밀(12)에서 배출되는 증기화된 크리오젠이 생성물(37)의 분리후 알맞는 액체 밀폐연결부 및 파이프(40)를 통해 유입된다. 재순환 송풍기(38)는 압력 재생밸브(44)를 포함하는 도관 어셈블리(42)에 의하여 분리된 증기화된 크리오젠을 밀(12)에 운반한다.

알맞는 도관(46)은 하기 더욱 충분히 설명될 방법에 의하여 액체 크리오젠을 밀(12)에 운반한다.

제1도의 장치 또는 시스템에 의하여 실시된 본 발명에 따른 공정은 분쇄될 물질을 호퍼(22) 또는 호퍼내에 계합된 에어로크(도시되지 않음)장치에 의하여 냉각 콘베이어(18)에 유입시킴으로서 시작된다. 물질이 냉각 콘베이어(18)를 통해 운반됨에 따라서 물질을 깨질 수 있는 온도까지 냉각시키기 위해 도관(24)을 통해 냉각 콘베이어에 유입되는 액체 질소에 의하여 예비냉각된다. 냉각 콘베이어(18)내에 냉각된 뒤 물질은 알맞는 에어로크(16)와 운반슈트(14)를 통해 운반되어 액체 분쇄 충격밀(12)에 유입된다.

본 공정에 공지된 바와 같이 밀(12)은 주어진 세분성의 생성물을 산출하도록 조절된다. 본 발명의 경우에 있어서, 출발물질이 80메쉬(U.S.표준)스크린을 통과할 수 있는 크기로 분쇄되도록 밀을 장치한다. 증기화된 크리오젠에 유입된 물질은 화살표(18)로 보여지는 방향으로 밀(12)에서 배출되고 분쇄기 또는 사이클론(32)에 유입되는데 이곳에서 화살표(50)으로 보여지는 입자는 증기화된 크리오젠으로부터 분리되고 생성물 드럼(36)에 생성물로서 채집된다. 사이클론(32)에서 배출되는 증기화된 크리오젠은 도관(40)에 의하여 송풍기(38)의 유입구 또는 흡입구에 유입되는데 이곳에서 하기에 충분히 설명되어 있는 분쇄액으로 사용되기 위하여 액체 분쇄밀(12)로 재순환된다. 따라서 본 발명에 따라서 공정되는 물질은 매우 효과적으로 미분쇄된다. 공정은 증기화된 크리오젠이 분쇄액으로 사용되기 위하여 재순환되므로 매우 경제적이지만 더욱 중요한 것은 증기화된 크리오젠의 저온은 유입되는 생성물과 밀의 냉각에 도움을 주도록 사용되는 것이다.

본 발명에 따른 공정은 다음의 공정 조건에 따라서 효과적으로 실시된다.

[표 1]

대부분의 일반 물질들은 상기 고정된 계수를 사용한 크기로 분쇄된다. 실험에 의하면 공정의 상기 한계범위보다 월등히 다른 범위로 실시된다면 원하는 입자 크기가 경제적으로 산출되지 않음을 알 수 있다.

스크랩이나 재순환된 타이어 트레드(tread)는 물질의 재몰딩을 위하여 최초 물질과 혼합되는 본 발명의 공정을 사용하여 효과적으로 분쇄된다.

제2도는 본 발명에 따라서 변형된 상기 정의된 ACM Mikro 분쇄기와 같은 액체 분쇄밀을 도시한 것이다. 밀(12)은 적절한 고정부(도시되지 않음)에 의해 제1도의 전달슈트(14)에 연이어 연결되는, 유입도관(64)을 내장한 유입챔버(60)을 포함된다. 침버(60)는 다수의 햄머(68)을 지지하는 핀회전자(66)와 연이어 연결되는 중앙회전자(64) 지지수단을 포함한다. 침버(60)상에는 제1도에는 보여지는 파이프(30)와 연이어 연결되는 배출도관(74)을 내장하는 제2하우징(72)을 연이어 지지하는 하우징(70)이 장착된다.

하우징(70)과 (72)내에는 회전 분류기(76)를 연이어 지지하는 분류기 샤프트와 베어링 하우징(74)이 배치된다. 하우징(74)내부 및 회전 분쇄기(76)둘레에는 덮개 및 단절링(78)이 배치된다. 분쇄될 물질은 본 공정에 공지된 공급 호퍼와 통상의 나사형 장치(14)를 통해 밀(12)로 유입된다. 이것은 기본적으로 통상의 액체분쇄 충격 분쇄밀이다. 정상적인 공정에 있어서, 분쇄될 물질은 밀에 유입되며 햄머(68)와 접촉된다. 분쇄액(예, 질소)은 화살표(80)에 의하여 보여지는 바와 같이 유입도관(64)을 통해 밀에 유입되며 입자들은 화살표에 의한 방향으로 유입되어 밀을 통과한다. 분쇄된 입자는 분쇄기의 회전속도에 의하여 분쇄기(76)를 통과하며, 분리된 입자는 도시된 화살표에 의하여 질소와 함께 이동된다. 본 발명에 따라서 분무헤더(HEADER) 또는 매니폴드(82)는 덮개와 단절링(78)의 내부에 배치된다. 분무헤더(78)는 속이 빈 화살표(84)(

)에 의하여 보여지는 방향으로 액체 크리오젠(예, 액체질소)을 배출시킨다. 분무헤더(82)는 적절한 고정부(86)를 통해 액체 크리오젠 공급원(도시되며 않음)과 연결된다. 분무헤더(82)는 밀, 냉각정도 및 희망하는 액체 크리오젠 소모량에 따라 덮개와 단절링의 상부, 다중선으로 도시된 그의 저부 또는 그의 중간 위치 어디에든지 배치될 수 있다. 시험에 의하면, 액체 크리오젠의 가장 경제적인 사용은 분무헤더(82)가 덮개와 단절형(78)의 저부에 장치되었을 때가 효과적임을 나타낸다. 밀에 유입되는 액체 크리오젠은 밀 뿐만 아니라 분쇄되는 생성물도 냉각시킨다. 크리오젠의 분쇄될 입자와 접촉함에 따라서, 가온되며, 상술된 바와 같이 밀(12)에서 배출되는 화살표(85)의 생성물을 형성하는 증기를 증발시키며 분리 및 밀(12)로의 재순환을 위하여 사이클론(32)전방부로 전달된다.

제3도는 덮개와 단절링(78), 하우징(70) 뿐만 아니라 분무헤더(82)를 도시한 것이다. 제4도에서 보여지는 분무헤더(82)는 근본적으로 액체질소를 분쇄될 생성물로 전달하기 위한 다수의 오리피스 또는 홀(90)을 내장하는 환형튜브이다. 분무헤더(82)는 알맞는 매니폴드(94)로 장치되어 유입도관(90)유입되는 액체 크리오젠이 어떠한 감소없이 오리피스(90)을 통과하게 한다.

본 발명의 방법과 장치에 따라서 사용된 액체 크리오젠(예, 액체 질소)의 총 부피를 사용한 경우 예비 냉각에서 10－20%가 사용되고 나머지는 밀내로 주입하는데 사용된다.

따라서 본 발명의 서술에 의하여 미합중국의 특허출원서에 의하여 보호받기를 원하는 것은 첨부된 특허청구의 범위에 열거하였다.

Claims (12)

1. 미분쇄용 액체분쇄 충격 밀의 사용방법에 있어서, 충격밀이 분쇄된 물질을 깨질 수 있는 온도 이하로 예비－냉각하는 단계; 상기 예비－냉각된 물질을 액체 크리오젠 주입과 동시에 상기 밀에 주입하는 단계; 상기 밀에서 증기화된 크리오젠과 분쇄된 물질을 회수하는 단계; 상기 분쇄된 물질로부터 증기화된 크리오젠을 분리하고 상기 증발된 크리오젠을 분쇄매체로서 상기 밀에 재순환시키는 단계를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 액체 크리오젠은 질소인 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 예비－냉각은 액체 크리오젠을 사용하여 수행되는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 분쇄된 물질은 생성물로서 회수되는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 분쇄된 물질은 40메쉬 스크린을 통과할 수 있는 입자크기를 갖는 방법.
6. 고무와 열가소성 물질을 미분쇄하기 위한 폐쇄식장치에 있어서, 상기 물질을 액체분쇄밀로 수집 및 전달하며; 상기 물질을 깨질 수 있는 온도이하로 예비－냉각하는 수단을 포함하는 장치; 상기 수집 및 전달장치에 액체 밀폐 상태로 연결되며 분쇄시에 액체 크리오젠을 상기 물질상에 주입시키는 수단을 포함한 액체 분쇄밀; 상기 밀내에서 분쇄된 물질과 증발된 크리오젠을 분리장치로 전달하는 이동장치; 상기의 증발된 크리오젠으로부터 분쇄된 물질을 분리하는 분리장치; 상기 분리장치로부터 증발된 크리오젠을 상기밀에 운반하기 위한 재순환장치; 및 상기 분쇄된 물질을 생성물로서 회수하기 위한 수집장치가 결합하여 구성하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 수집 및 운반장치는 공급호퍼와 냉각 콘베이어 및 그 사이에 에어로크를 포함하는 장치.
8. 제6항에 있어서, 상기 에어로크는 상기 수집 및 운반장치와 상기 액체 분류 분쇄밀 사이에 배치된 장치.
9. 제6항에 있어서, 상기 분리장치는 사이클론형 분리기를 포함하는 장치.
10. 제6항에 있어서, 상기 재순환 장치는, 흡입부가 상기 사이클론을 통해 상기 밀에 연결되며 배출구는 액체 분쇄 밀에 연결된 송풍기를 포함하는 장치.
11. 분쇄될 입자를 밀에 운반하고 그와 같은 밀에서 분쇄된 입자를 운반하는 데 통상의 가스상 액체를 사용하는 형태의 액체 분쇄밀에 있어서, 상기 입자와 상기 밀을 냉각하기 위하여 분쇄시에 입자내에 액체 크리오젠을 주입하는 장치를 포함하는 개량을 특징으로 하는 밀.
12. 제11항에 있어서, 상기 장치는 활성 분쇄 장치 상부의 상기 밀에 장치된 분무헤더와 상기 크리오젠을 상기 활성 분쇄장치 상에 유입시키는 장치를 포함하는 밀.

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