WO2019182256A1 - 폐고무 분말 제조 장치 - Google Patents

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WO2019182256A1
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Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing waste rubber powder, and more particularly, to an apparatus for producing waste rubber powder having a uniform particle size and improved reactivity by grinding and scratching waste rubber in chip form.
  • the technology for recycling domestic waste rubber is mainly made of simple recycling technology using waste rubber products such as waste tires, and powdered technology is less than 60% compared to developed countries.
  • pretreatment techniques for recycling rubber materials include pyrolysis, size reduction, and devulcanization.
  • the crushing technique is a method of powdering waste rubber by applying mechanical force to waste tires. It has been widely used in the production of recycled powder.
  • waste rubber crushing technology is a method of crushing and pulverizing the process to gradually reduce the particle size, in the case of powdered waste rubber increases the specific target according to the particle size decreases the reactivity in the subsequent process is improved.
  • the particle size produced by the grinding process is about 2 to 3 mm, but recently, the development of various grinding methods has made it possible to manufacture rubber powders of about 400 ⁇ m.
  • the rubber material which is a thermosetting material, has a strong cohesive force of 100 kg / cm 2 or more due to the sulfur cross-linking structure formed between the polymer main chains by the vulcanization reaction formed during the molding process of the product, and has a strong elasticity and resilience against deformation.
  • Korean Patent Publication No. 10-1045634 discloses a technique related to a waste rubber powder manufacturing apparatus, but after compressing and deforming waste rubber material cut by a press molding machine, the waste rubber material is cooled in a cooler and then surfaced by a grinder. Since waste rubber powder is manufactured by grinding while forming a scratch on it, transfer means between each component must be separately provided to secure process continuity. There is a problem of low efficiency and unsuitable for mass production.
  • Korean Patent Publication No. 10-1289776 discloses a technology related to a device for manufacturing waste tire rubber powder having a low tensile strength, but a cylindrical fixed drum is installed in an upright form, and the raw material introduced into the device is moved from the top to the bottom by gravity. Because of the rapid movement to the device is not made enough contact between the components and the input material is reduced the grinding efficiency, the structure of the device also has a problem that the process continuity is not secured because the input raw material is discharged immediately after one rotation processing.
  • Korean Patent Publication No. 10-1227031 discloses a technique related to a fine powdering device of vulcanized rubber material, but since the material is compressed and pulverized by a rear screw, a clearance, ie, a surplus space between the inner surface of the cylinder and the rear screw blade It is difficult to achieve a smooth grinding by the storage of the raw material is formed and introduced, there is a disadvantage that the collision between the rubber particles is large, but the homogeneous fine powder can not be sufficiently secured.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a waste rubber powder manufacturing apparatus with improved reactivity in a subsequent process for recycling by increasing the surface area by grinding and scratching the chip-shaped waste rubber.
  • a cylindrical fixed drum A shaft penetrating through the center of the fixed drum and rotating in one direction by a driving unit including a motor;
  • a screw inlet installed inside the fixed drum and having a transfer screw installed on an outer circumferential surface of the fixed drum to upwardly transfer the waste rubber introduced into the fixed drum;
  • a coarse grinding unit positioned at a rear end of the screw inlet, and having a disc-shaped coarse grinding knife installed on an outer circumferential surface of the screw inlet to coarsely grind the waste rubber conveyed upward by the screw inlet;
  • a fine grinding unit located at a rear end of the rough grinding unit and having a disc-shaped fine grinding knife installed on an outer circumferential surface of the coarse grinding unit to finely grind the waste rubber;
  • a scratch unit positioned at a rear end of the fine grinding unit and having a scratch knife installed on an outer circumferential surface of the shaft to scratch the surface of the finely ground waste rubber.
  • the fixed drum has an inlet formed so that the waste rubber is injected into the upper side of the drum, and an outlet formed to discharge the powdered waste rubber is formed in the other side of the fixed drum, and to extend the residence time of the waste rubber contained therein. It characterized in that the top end of the discharge port is formed is inclined at a predetermined angle with respect to the ground so as to be formed higher than the top end of the side formed with the inlet.
  • the transfer screw is a spiral screw blade is formed on the outer peripheral surface, characterized in that the waste rubber is conveyed upward along the screw blade by the rotation of the shaft.
  • the coarse grinding knife and the fine grinding knife are serrated blades are formed on the outer circumferential surface, respectively, the pitch of the fine grinding blade so that the specific surface area is larger than the finely ground waste rubber ) Is formed smaller than the pitch of the blade of the coarse grinding knife, characterized in that the thickness of the coarse grinding knife is formed thicker than the fine grinding knife.
  • the scratch knife is provided in the outer peripheral surface in the width direction end teeth in the form of a saw tooth blade is installed at equal intervals, the surface between the saw blade blades (Shotblasting) is formed in the waste rubber is finely ground It is characterized by forming a scratch on the surface.
  • the fixed drum is provided with a plurality of fixed drum linear knives provided in the longitudinal direction on the inner circumferential surface corresponding to the coarse grinding portion and the fine pulverizing portion, the end teeth in the longitudinal direction on the inner peripheral surface corresponding to the scratch portion
  • a plurality of fixed drum tooth blades having a form is formed, it characterized in that the projecting portion is formed short shot surface between the fixed drum tooth blade.
  • the fixed drum is further provided with a blower for blowing the inside of the fixed drum in the direction of the discharge port on the inlet side, the pulverized material having a small particle size according to the particle size difference of the pulverized product is moved up to the next process configuration by the wind
  • the pulverized material, which is conveyed and has a large particle size, is characterized in that it is induced to be regrind without being conveyed to the next process configuration.
  • the fixed drum is installed on the outer circumferential surface or the central axis additionally to maintain the inside of the fixed drum at the proper temperature required for the grinding process, by installing a cooling coil along the outer peripheral surface to control the temperature inside the fixed drum Characterized in that.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a waste rubber powder manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a perspective view of the transfer screw in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a coarse grinding knife according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a fine grinding knife according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is a cross-sectional view of the coarse grinding portion according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a fine grinding part according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a scratch knife according to a preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective cross-sectional view of the scratch portion according to the preferred embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a waste rubber powder manufacturing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the waste rubber powder manufacturing apparatus includes a fixed drum 10, a shaft 20, a screw inlet 30, a coarse pulverizer 40, a fine pulverizer 50, and a scratch unit 60. ) And the driving unit 70.
  • the fixed drum 10 is formed in a cylindrical shape as the body of the present invention.
  • An inlet 12 is formed at an upper side of the fixed drum 10 and an outlet 14 is formed at the other end.
  • the waste rubber in the form of chips which is a raw material of the waste rubber powder
  • the inlet 12 a series of processes for manufacturing powder in the fixed drum 10, that is, After coarsely pulverizing, pulverizing and scratching, the powdered waste rubber is discharged to the outlet 14.
  • the fixed drum 10 is installed to be inclined at a predetermined angle with respect to the ground so as to extend the residence time of the waste rubber contained therein to increase the efficiency of each process, more preferably the outlet 14 ) Is installed so that the top end of the side formed is higher than the top end of the side in which the inlet 12 is formed.
  • the screw 20, the coarsely crushed part 40, the pulverized crushed part 50 and the shaft 20 which serves as a rotating shaft of the scratch part 60 are penetrated in the center of the fixed drum 10. Is installed.
  • the shaft 20 is rotated in one direction by the drive unit 70 installed on one side, the drive unit 70 includes a motor 72 for generating rotational power and a reducer 74 for reducing the power of the motor. do.
  • the drive unit 70 is preferably installed in the lower side of the device in consideration of the load.
  • the screw inlet 30, the coarsely crushed portion 40, the finely crushed portion 50 and the scratch portion 60 are sequentially installed, which is a raw material in a single device This is to continuously carry out drawing, coarse pulverization, fine pulverization and scratch processing of phosphorus waste rubber chips.
  • the screw inlet 30 is provided with a transfer screw 32 installed on the outer circumferential surface of the shaft 20 the screw rubber introduced into the fixed drum (10)
  • the waste rubber transferred by the coarse grinding knife 42 installed on the outer circumferential surface of the shaft 20 in the coarse grinding unit 40 is upwardly transferred to the coarse grinding unit 40 installed at the rear end of the unit 30. Coarsely pulverized.
  • the waste rubber that has passed through the coarse crushing unit 40 is pulverized by the pulverizing knife 52 of the pulverizing unit 50 installed at the rear end of the coarse crushing unit 40.
  • the finely ground waste rubber has a smaller particle size than that of the roughly ground waste rubber, but its specific surface area is increased.
  • the pulverized waste rubber is transferred to the scratch portion 60 provided at the rear end of the pulverized portion 50 to further increase the specific surface area, and the scratch portion 60 is disposed on the outer peripheral surface of the shaft 20.
  • a scratch knife 62 is provided to form scratches on the surface of the finely ground waste rubber.
  • a heating means 80 is additionally installed on the outer circumferential surface or the central axis of the fixed drum 10.
  • a band heater 82 capable of electric heating by the heating means 80 is installed on the outer circumferential surface of the fixed drum 10, and the central axis of the fixed drum 10, that is, the shaft 20 is provided.
  • Hollow rod heater 84 can be inserted and installed to maintain the inside of the fixed drum 10 at an appropriate temperature for the grinding process.
  • the temperature inside the fixed drum 10 may be higher than an appropriate temperature due to heat generated in the grinding process together with the heat provided by the heating means 80, which may cause lowering of the grinding efficiency and quality of the powder product.
  • the internal temperature of the fixed drum 10 is measured by a temperature sensor (not shown) installed in the fixed drum 10, and when the temperature is higher than an appropriate temperature, a cooling coil installed along an outer circumferential surface of the fixed drum 10 ( Temperature can be controlled by supplying cooling water.
  • an additional blower 13 is installed on the inlet 12 side to prevent the waste rubber from falling in the fixed drum 10 without being transported upward by gravity, and the outlet 14 By forcibly blowing the inside of the fixed drum 10 in the direction, the wind supplied by the blower 13 at an appropriate amount of air causes the sorting according to the particle size of the waste rubber.
  • the pulverized product having a small particle size is conveyed upward by the wind to the next process configuration, and the pulverized product having a large particle size is induced to be regrind without being transferred to the next process configuration, thereby crushing and processing efficiency. Can be increased.
  • FIG. 2 is a perspective view of a transfer screw according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the screw inlet 30 includes a transfer screw 32 having a spiral screw blade 34 formed on an outer circumferential surface thereof.
  • a fixing hole 33 through which the shaft 20 penetrates is formed at the center of the transfer screw 32.
  • an internal thread is formed on the inner circumferential surface of the transfer screw 32 in which the fixing hole 33 is formed, and is fixedly coupled to a male screw (not shown) formed on an outer circumferential surface at one end in the longitudinal direction of the shaft 20.
  • the transfer screw 32 is installed on the outer peripheral surface of the shaft 20, the shaft 20 is rotated to the drive unit 70, the closed along the screw blade 34 of the transfer screw 32 The rubber is conveyed upwards.
  • FIG 3 is a perspective view of a rough grinding knife according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 4 is a perspective view of a fine grinding knife according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the coarse grinding knife 42 and the fine grinding knife 52 are formed in a disc shape, and saw blades 44 and 54 are formed on the outer circumferential surface thereof, respectively.
  • the pitch of the blade 54 of the fine grinding knife is smaller than the pitch of the blade 44 of the rough grinding knife so that the specific surface area of the finely divided waste rubber is larger than that of the crudely ground waste rubber. It is formed, the thickness of the coarse grinding knife 42 is formed thicker than the fine grinding knife 52 to increase the coarse grinding efficiency can also improve the fine grinding efficiency that is a subsequent process of coarse grinding.
  • the coarse grinding knife 42 is formed with a fixing hole 43 through which the shaft 20 penetrates
  • the fine grinding knife 52 has a fixing hole 53 through which the shaft 20 penetrates.
  • the fixing holes (43, 53) are formed with key grooves (43a, 53a) corresponding to the key (not shown), respectively, when the shaft 20 rotates the coarse grinding knife 42 and the fine The grinding knife 52 does not flow.
  • Waste rubber that is in contact with the blade 44 of the coarse grinding knife 42 by the rotation of the shaft 20 is coarsely ground, the contacting the blade 54 of the fine grinding knife 52 Waste rubber is pulverized.
  • Figure 6 is a cross-sectional view of the fine grinding part according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the fixed drum 10 includes a plurality of straight drums for fixed drums installed in a longitudinal direction on an inner circumferential surface corresponding to the coarse grinding part 40 and the fine grinding part 50. 16) is provided.
  • FIG. 7 is a perspective view of a scratch knife according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 8 is a perspective cross-sectional view of the scratch portion according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the scratch unit 60 includes the scratch knife 62 provided with a plurality of saw blades 64 on an outer circumferential surface thereof.
  • the saw blade 64 is installed in the width direction of the scratch knife 62 and at the same time the end of the saw blade 64 is formed in a sawtooth shape, the surface between the saw blade 64 is shot shot (Shotblasting) ), A protrusion 65 having irregularities is formed.
  • a fixing hole 63 through which the shaft 20 penetrates is formed at the center of the scratch knife 62, and a key groove 63a corresponding to a key (not shown) is formed at the fixing hole 63. And is fixed on an outer circumferential surface of the shaft 20.
  • a plurality of fixed drum saw blades 18 having a serrated end portion in the longitudinal direction are formed, and the fixed drum saw blades ( 18, a projection 19 is formed with a shotblasted surface.

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Abstract

본 발명은 폐고무 분말 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칩형태의 폐고무를 분쇄 및 스크래치 가공하여 입도가 균질하며 반응성이 향상된 폐고무 분말을 제조하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 원통형의 고정드럼, 상기 고정드럼 중심에 관통되며 모터를 구비하는 구동부에 의해 일방향으로 회전하는 샤프트, 상기 고정드럼 내측에 설치되는 스크류인입부, 상기 스크류인입부 후단에 위치하는 조분쇄부, 상기 조분쇄부 후단에 위치하는 미분쇄부, 및 상기 미분쇄부 후단에 위치하는 스크래치부를 포함하는 폐고무 분말 제조 장치를 제공한다.

Description

폐고무 분말 제조 장치
본 발명은 폐고무 분말 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 칩형태의 폐고무를 분쇄 및 스크래치 가공하여 입도가 균질하며 반응성이 향상된 폐고무 분말을 제조하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 고무는 자동차에 사용되는 타이어를 중심으로 거의 모든 산업분야에서 사용되며 그 활용범위가 넓다.
최근 산업발전이 가속화되면서 환경오염이 증가함에 따라 산업 전반의 폐기물에 대한 관심이 집중되고 있으며, 폐고무의 매립이나 소각 등 환경에 직접적인 영향을 미치는 처리방법을 최소화하고 이를 대체할 재활용(Recycling) 기술에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다.
그러나, 국내의 폐고무 재활용에 대한 기술은 현재 폐타이어 등 폐고무 제품을 이용한 단순 재활용 기술이 주로 이루어지고 있으며, 선진국에 비하여 분말화 기술이 60% 수준에 못 미친다.
반면, 고무재료의 재활용을 위한 전처리 기술에는 크게 열분해기술, 분쇄기술(Size Reduction) 및 탈황기술(Devulcanization)이 있으며, 이 중 분쇄기술은 폐고무를 기계적 힘을 가해 분말화시키는 방법으로서 폐타이어 등으로 재생분말 제조시 많이 이용되어 왔다.
일반적으로 폐고무 분쇄기술은 파쇄 및 분쇄 공정이 다단계로 이루어져 점차적으로 입도를 줄여가는 방식이며, 분말화된 폐고무의 경우 입도 감소에 따른 비표적이 증가하므로 후속 공정에서의 반응성이 향상된다.
분쇄공정에 의해 생산된 분말 입도는 대략 2~3mm 정도이나 최근에는 다양한 분쇄 방식의 개발에 의해 400㎛정도의 고무 분말 제조도 가능하게 되었다.
그러나, 열경화성 물질인 고무재료는 제품 성형과정 중 이루어지는 가황 반응에 의해 고분자 주쇄 간의 황 가교(cross-linking)구조가 형성되므로 인장강도가 100kg/㎠ 이상의 강한 응집력을 가지며, 강한 탄성 및 변형에 대한 복원력을 가지게 된다.
이로 인해 고무제품의 재활용을 위해 고무 분말 제조시 탄성 및 화학적 또는 구조적 안정성으로 인해 기계적으로는 미세한 분쇄에 어려움이 발생하나 이를 극복하기 위해 업계에서는 계속적인 기술개발이 진행되고 있다.
한국등록특허공보 제10-1045634호는 폐고무 분말 제조장치 관련 기술에 대해 공지하였으나, 압착변형기에 의해 절단된 폐고무 재료를 압착하여 변형시킨 후, 냉각기에서 폐고무 재료를 냉각시켜 분쇄기에 의해 표면에 스크래치(scratch)를 형성하면서 분쇄하여 폐고무 분말을 제조하므로 공정상의 연속성을 확보하기 위해 각 구성간의 이송수단을 별도로 구비해야 하며, 설비구조상 분쇄기의 1회전에 의해 분쇄가 이루어져 원료가 배출되므로 분쇄 효율이 낮고 대량 생산에 적합하지 못한 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제10-1289776호는 저 인장강도를 가지는 폐타이어 고무분말 제조장치 관련 기술에 대해 공지하였으나, 원통형의 고정드럼이 직립형태로 설치되어 투입된 원료가 장치 내에서 중력에 의해 상부에서 하부로 빠르게 이동하므로 장치 내 구성들과 투입된 원료 간의 충분한 접촉이 이루어지지 않아 분쇄 효율을 감소시키며, 장치의 구조 또한 투입된 원료가 1회전 가공 후 바로 배출되므로 공정상의 연속성이 확보되지 못하는 문제점이 있다.
한국등록특허공보 제10-1227031호는 가황 고무재료의 미세 분말화 장치 관련 기술에 대해 공지하였으나, 후측 스크류에 의해 재료의 압축, 분쇄가 이루어지므로 실린더 내면과 후측 스크류 날개 사이에 간극 즉, 잉여공간이 형성되어 투입된 원료의 저류함으로써 원활한 분쇄가 이루어지기 어려우며, 고무 입자 간의 충돌은 크지만 균질의 미세분말을 충분히 확보할 수가 없다는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 칩형태의 폐고무를 분쇄 및 스크래치 가공하여 표면적을 증가시킴으로써 재활용을 위한 후속 공정에서의 반응성이 향상된 폐고무 분말 제조 장치를 제공하는 것이다.
또한, 조분쇄, 파분쇄 및 스크래칭 공정을 단일장치에서 수행하여 공정의 연속성을 확보하며, 불필요한 동력을 줄임으로써 작업성을 높이고 생력화시킬 수 있는 폐고무 분말 제조 장치를 제공하는 것이다.
또한, 폐고무 분말화를 위해 장치에 공급되는 원재료가 장치 내 체류하는 시간을 증가시킴으로써 분쇄 및 스크래치 효과를 향상시킨 폐고무 분말 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 원통형의 고정드럼; 상기 고정드럼 중심에 관통되며, 모터를 구비하는 구동부에 의해 일방향으로 회전하는 샤프트; 상기 고정드럼 내측에 설치되며, 상기 샤프트 외주면 상에 설치되는 이송스크류를 구비하여 상기 고정드럼에 투입된 상기 폐고무를 상향 이송시키는 스크류인입부; 상기 스크류인입부 후단에 위치하며, 상기 샤프트 외주면 상에 설치되는 원판형태의 조분쇄칼을 구비하여 상기 스크류인입부에 의해 상향 이송된 상기 폐고무를 조분쇄하는 조분쇄부; 상기 조분쇄부 후단에 위치하며, 상기 샤프트 외주면 상에 설치되는 원판형태의 미분쇄칼을 구비하여 조분쇄된 상기 폐고무를 미분쇄하는 미분쇄부; 및 상기 미분쇄부 후단에 위치하며, 상기 샤프트 외주면상에 설치되는 스크래치칼을 구비하여 미분쇄된 상기 폐고무의 표면을 스크래치(Scratch) 가공하는 스크래치부;를 포함하는 폐고무 분말 제조 장치를 제공한다.
상기 고정드럼은 일단 상측에 폐고무가 투입되도록 투입구가 형성되며, 타단 하측에 분말화된 상기 폐고무가 배출되도록 형성된 배출구가 형성되되, 내부에 수용되는 상기 폐고무의 체류시간을 연장하기 위해 상기 배출구가 형성된 측의 최상단이 상기 투입구가 형성된 측의 최상단보다 높게 형성되도록 지면에 대해 소정의 각도로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.
반면, 상기 이송스크류는 외주면에 나선형의 스크류날이 형성되며, 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 스크류날을 따라 폐고무가 상향 이송되는 것을 특징한다.
또한, 상기 조분쇄칼 및 상기 미분쇄칼은 외주면에 톱니형 칼날이 각각 형성되며, 미분쇄된 상기 폐고무가 조분쇄된 상기 폐고무보다 비표면적이 크도록 상기 미분쇄의 칼날의 피치(Pitch)가 조분쇄칼의 칼날의 피치보다 작게 형성되며, 상기 조분쇄칼의 두께는 상기 미분쇄칼보다 두껍게 형성되는 것을 특징한다.
또한, 상기 스크래치칼은 외주면에 폭방향으로 단부가 톱니형태로 형성된 톱니칼날이 등간격으로 설치되며, 상기 톱니칼날들 사이에 표면이 쇼트가공(Shotblasting)된 돌출부가 형성되어 미분쇄된 상기 폐고무 표면에 스크래치를 형성시키는 것을 특징한다.
게다가, 상기 고정드럼은 상기 조분쇄부 및 미분쇄부와 대응되는 내주면상에 길이방향으로 설치된 복수의 고정드럼용 직선칼이 구비되며, 상기 스크래치부와 대응되는 내주면상에 길이방향으로 단부가 톱니형태를 가지는 복수의 고정드럼용 톱니칼날이 형성되며, 상기 고정드럼용 톱니칼날 사이에 표면이 쇼트가공된 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
이와 더불어, 상기 고정드럼은 상기 투입구측에 상기 배출구 방향으로 상기 고정드럼 내부를 송풍시키는 송풍기를 추가로 설치하여 분쇄물의 입자크기차이에 따라 입자크기가 작은 분쇄물은 바람에 의해 다음 공정 구성으로 상향이송되며, 입자크기가 큰 분쇄물은 다음 공정 구성으로 이송되지 않고 재분쇄되도록 유도하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정드럼은 외주면 혹은 중심축상에 가열수단을 추가로 설치하여 상기 고정드럼 내부를 분쇄공정에 필요한 적정온도로 유지시키며, 외주면을 따라 냉각코일을 추가로 설치하여 상기 고정드럼 내부 온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 칩형태의 폐고무를 분쇄 및 스크래치 가공하여 표면적을 증가시킴으로써 재활용을 위한 후속 공정에서의 반응성을 향상시킬 수 있다.
또한, 조분쇄, 미분쇄 및 스크래칭 공정을 단일장치에서 수행하여 공정의 연속성을 확보하며, 불필요한 동력을 줄임으로써 작업성을 높이고 생력화시키므로 폐고무 분말 제조 공정에 대한 경제성을 확보할 수 있다.
또한, 폐고무 분말화를 위해 장치에 공급되는 원재료가 장치 내 체류하는 시간을 증가시킴으로써 분쇄 및 스크래치 효과를 증대시켜 고품질의 폐고무 분말제품을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐고무 분말 제조장치의 종단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송스크류의 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조분쇄칼의 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미분쇄칼의 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조분쇄부의 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미분쇄부의 단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크래치칼의 사시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크래치부의 사시 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐고무 분말 제조장치의 종단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 폐고무 분말 제조장치는 고정드럼(10), 샤프트(20), 스크류인입부(30), 조분쇄부(40), 미분쇄부(50), 스크래치부(60) 및 구동부(70)를 포함한다.
상기 고정드럼(10)은 본 발명의 몸체로서 원통형태로 형성된다.
상기 고정드럼(10)의 일단 상측에 투입구(12)가 형성되며, 타단 하측에 배출구(14)가 형성된다.
다시 말해, 폐고무 분말의 원재료인 칩형태의 폐고무는 상기 투입구(12)를 통해 상기 고정드럼(10)에 투입되며, 상기 고정드럼(10) 내에서 분말 제조를 위한 일련의 공정들 즉, 조분쇄, 미분쇄 및 스크래칭(Scratch) 가공을 순차적으로 거친 후, 분말화된 폐고무는 상기 배출구(14)로 배출된다.
이때, 상기 고정드럼(10)은 각 공정별 효율을 높이기 위해 내부에 수용되는 상기 폐고무의 체류시간을 연장시킬 수 있도록 지면에 대해 소정의 각도로 경사지게 설치되며, 보다 바람직하게는 상기 배출구(14)가 형성된 쪽의 최상단이 상기 투입구(12)가 형성된 쪽의 최상단보다 높게 위치되도록 설치한다.
상기 고정드럼(10) 중심에는 상기 스크류인입부(30), 상기 조분쇄부(40), 상기 미분쇄부(50) 및 상기 스크래치부(60)의 회전축 역할을 하는 샤프트(20)가 관통되어 설치된다.
상기 샤프트(20)는 일측에 설치된 상기 구동부(70)에 의해 일방향으로 회전하며, 상기 구동부(70)는 회전동력을 발생시키는 모터(72) 및 상기 모터의 동력을 감속시키는 감속기(74)를 포함한다. 이때, 상기 구동부(70)는 하중을 고려하여 장치의 하측에 설치되는 것이 바람직하다.
상기 고정드럼(10) 내측에서는 상기 스크류인입부(30), 상기 조분쇄부(40), 상기 미분쇄부(50) 및 상기 스크래치부(60)가 순차적으로 설치되며, 이는 단일장치 내에서 원재료인 폐고무칩의 인입, 조분쇄, 미분쇄 및 스크래치 가공을 연속적으로 수행하기 위함이다.
본 발명의 작동원리를 살펴보면, 먼저, 상기 스크류인입부(30)는 상기 샤프트(20) 외주면 상에 설치된 이송스크류(32)를 구비하여 상기 고정드럼(10)로 투입된 상기 폐고무를 상기 스크류인입부(30) 후단에 설치된 상기 조분쇄부(40)까지 상향이송시키며, 상기 조분쇄부(40)에서는 상기 샤프트(20) 외주면 상에 설치된 조분쇄칼(42)에 의해 이송된 상기 폐고무가 조분쇄된다.
이후, 상기 조분쇄부(40)를 통과한 상기 폐고무는 상기 조분쇄부(40) 후단에 설치된 상기 미분쇄부(50)의 미분쇄칼(52)에 의해 미분쇄된다. 이때, 상기 미분쇄된 상기 폐고무는 조분쇄된 상기 폐고무보다 입도는 감소하지만 비표면적은 증가한다.
미분쇄된 상기 폐고무는 비표면적을 보다 더 증대시키기 위해 상기 미분쇄부(50) 후단에 설치된 상기 스크래치부(60)로 이송되며, 상기 스크래치부(60)는 상기 샤프트(20) 외주면 상에 설치된 스크래치칼(62)를 구비하여 미분쇄된 상기 폐고무 표면에 스크래치를 형성시킨다.
이때, 상기 폐고무의 분쇄 및 스크래치 가공 공정의 효율을 높이기 위해 상기 고정드럼(10)의 외주면 혹은 중심축상에 가열수단(80)을 추가로 설치한다.
바람직하게는 상기 가열수단(80)으로 전기식 가열이 가능한 밴드히터(82)를 상기 고정드럼(10)의 외주면에 설치하며, 상기 고정드럼(10)의 중심축, 즉, 상기 샤프트(20)를 중공하여 봉히터(84)를 삽입 설치함으로써 상기 고정드럼(10) 내부를 분쇄공정에 필요한 적정온도로 유지시킬 수 있다.
또한, 상기 가열수단(80)에 의해 제공되는 열과 더불어 분쇄공정에서 발생하는 발열에 의해 상기 고정드럼(10) 내부의 온도가 적정 온도보다 높아져 분쇄 효율 저하 및 분말 제품의 품질 저하를 야기할 수 있으므로 상기 고정드럼(10) 내부에 추가로 설치된 온도센서(미도시)를 통해 상기 고정드럼(10) 내부 온도를 측정하며, 적정 온도보다 높아질 경우, 상기 고정드럼(10) 외주면을 따라 설치된 냉각코일(86)에 냉각수를 공급하여 온도를 제어할 수 있다.
이와 더불어, 상기 고정드럼(10) 내에서 상기 폐고무가 중력에 의해 상향 이송되지 않고 하강하는 것을 방지하기 위해 상기 투입구(12)측에 송풍기(13)를 추가로 설치하며, 상기 배출구(14) 방향으로 상기 고정드럼(10) 내부를 강제 송풍시킴으로써 상기 송풍기(13)에 의해 적당한 풍량으로 공급되는 바람은 상기 폐고무의 입자크기에 따른 선별이 이루어지게 한다.
즉, 분쇄물의 입자크기차이에 따라 입자크기가 작은 분쇄물은 바람에 의해 다음 공정 구성으로 상향이송되며, 입자크기가 큰 분쇄물은 다음 공정 구성으로 이송되지 않고 재분쇄되도록 유도되어 분쇄 및 가공효율을 증대시킬 수 있다.
도 2는 본 발명 바람직한 실시예에 따른 이송스크류의 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스크류인입부(30)는 외주면에 나선형의 스크류날(34)이 형성된 이송스크류(32)을 구비한다.
상기 이송스크류(32) 중앙에는 상기 샤프트(20)가 관통되는 고정홀(33)이 형성된다. 이때, 상기 고정홀(33)이 형성된 상기 이송스크류(32) 내주면에는 암나사가 형성되어, 상기 샤프트(20) 길이방향 일단에 외주면에 형성된 수나사(미도시)와 고정결합된다.
따라서, 상기 이송스크류(32)이 상기 샤프트(20) 외주면에 설치되며, 상기 샤프트(20)가 상기 구동부(70)에 회전함으로써, 상기 이송스크류(32)의 스크류날(34)을 따라 상기 폐고무가 상향 이송된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조분쇄칼의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미분쇄칼의 사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 조분쇄칼(42) 및 상기 미분쇄칼(52)은 원판형태로 형성되며, 외주면에는 톱니형태의 칼날(44, 54)이 각각 형성된다.
바람직하게는 미분쇄된 상기 폐고무가 조분쇄된 상기 폐고무보다 비표면적이 크도록 상기 미분쇄칼의 칼날(54)의 피치(Pitch)가 상기 조분쇄칼의 칼날(44)의 피치보다 작게 형성되며, 상기 조분쇄칼(42)의 두께는 상기 미분쇄칼(52)보다 두껍게 형성되어 조분쇄 효율을 높임으로써 조분쇄의 후속 공정인 미분쇄 효율 또한 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 조분쇄칼(42)에는 상기 샤프트(20)가 관통되는 고정홀(43)이 형성되며, 상기 미분쇄칼(52)는 상기 샤프트(20)가 관통되는 고정홀(53)이 형성되며, 이때, 상기 고정홀(43, 53)에는 키(미도시)에 대응하는 키홈(43a, 53a)이 각각 형성되어, 상기 샤프트(20)의 회전시 상기 조분쇄칼(42) 및 상기 미분쇄칼(52)이 유동하지 않도록 한다.
따라서, 상기 샤프트(20)의 회전에 의해 상기 조분쇄칼(42)의 칼날(44)에 접촉되는 상기 폐고무는 조분쇄되며, 상기 미분쇄칼(52)의 칼날(54)에 접촉되는 상기 폐고무는 미분쇄된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 조분쇄부의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미분쇄부의 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 고정드럼(10)은 상기 조분쇄부(40) 및 미분쇄부(50)와 대응되는 내주면상에 길이방향으로 설치된 복수의 고정드럼용 직선칼(16)이 구비된다.
다시 말해, 상기 고정드럼용 직선칼(16)이 상기 조분쇄칼의 칼날(44) 및 미분쇄부의 칼날(54)과 서로 마주보게 설치됨으로써, 양방향 조분쇄 혹은 미분쇄가 이루어지므로 단일방향에 대한 조분쇄 혹은 미분쇄보다 분쇄 효과를 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크래치칼의 사시도이며, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크래치부의 사시 단면도이다.
도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 스크래치부(60)는 외주면에 복수의 톱니칼날(64)이 설치된 상기 스크래치칼(62)를 구비한다.
상기 톱니칼날(64)은 상기 스크래치칼(62)의 폭방향으로 설치됨과 동시에 상기 톱니칼날(64)의 단부는 톱니형태로 형성되며, 상기 톱니칼날(64)들 사이에는 표면이 쇼트가공(Shotblasting)되어 요철을 가지는 돌출부(65)가 형성된다.
또한, 상기 스크래치칼(62) 중앙에는 상기 샤프트(20)가 관통되는 고정홀(63)이 형성되며, 이와 더불어 상기 고정홀(63)에는 키(미도시)에 대응하는 키홈(63a)이 형성되어 상기 샤프트(20) 외주면 상에 고정된다.
반면, 상기 스크래치부(60)가 대응되는 상기 고정드럼(10) 내주면상에 길이방향으로 단부가 톱니형태를 가지는 복수의 고정드럼용 톱니칼날(18)이 형성되며, 상기 고정드럼용 톱니칼날(18) 사이에 표면이 쇼트가공(Shotblasting)된 돌출부(19)가 형성된다.
따라서, 상기 스크래치칼(62)이 회전함에 따라 상기 톱니칼날(64) 및 상기 고정드럼용 톱니칼날(18)에 의해 미분쇄된 상기 폐고무의 표면에 1차 스크래치가 가해지며, 상기 스크래치칼(62)의 돌출부(65) 및 상기 고정드럼(10)의 돌출부(19)에 의해 상기 폐고무의 표면에 2차 스크래치가 가해진다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

Claims (6)

  1. 폐고무 분말 제조 장치에 있어서,
    원통형의 고정드럼(10);
    상기 고정드럼(10) 중심에 관통되며, 모터(72)를 구비하는 구동부(70)에 의해 일방향으로 회전하는 샤프트(20);
    상기 고정드럼(10) 내측에 설치되며, 상기 샤프트(20) 외주면 상에 설치되는 이송스크류(32)를 구비하여 상기 고정드럼(10)에 투입된 상기 폐고무를 상향 이송시키는 스크류인입부(30);
    상기 스크류인입부(30) 후단에 위치하며, 상기 샤프트(20) 외주면 상에 설치되는 원판형태의 조분쇄칼(42)을 구비하여 상기 스크류인입부(30)에 의해 상향 이송된 상기 폐고무를 조분쇄하는 조분쇄부(40);
    상기 조분쇄부(40) 후단에 위치하며, 상기 샤프트(20) 외주면 상에 설치되는 원판형태의 미분쇄칼(52)을 구비하여 조분쇄된 상기 폐고무를 미분쇄하는 미분쇄부(50); 및
    상기 미분쇄부(50) 후단에 위치하며, 상기 샤프트(20) 외주면상에 설치되는 스크래치칼(62)을 구비하여 미분쇄된 상기 폐고무의 표면을 스크래치(Scratch) 가공하는 스크래치부(60);를 포함하되,
    상기 스크래치칼(62)은 외주면에 폭방향으로 단부가 톱니형태로 형성된 톱니칼날(64)이 등간격으로 설치되며, 상기 톱니칼날(64)들 사이에 표면이 쇼트가공(Shotblasting)된 돌출부(65)가 형성되어 미분쇄된 상기 폐고무 표면에 스크래치를 형성시키며,
    상기 고정드럼(10)은 상기 조분쇄부(40) 및 미분쇄부(50)와 대응되는 내주면상에 길이방향으로 설치된 복수의 고정드럼용 직선칼(16)이 구비되고, 상기 스크래치부(60)와 대응되는 내주면상에 길이방향으로 단부가 톱니형태를 가지는 복수의 고정드럼용 톱니칼날(18)이 형성되며, 상기 고정드럼용 톱니칼날(18) 사이에 표면이 쇼트가공된 돌출부(19)가 형성되는 것을 특징으로 하는 폐고무 분말 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정드럼(10)은,
    일단 상측에 폐고무가 투입되도록 투입구(12)가 형성되며,
    타단 하측에 분말화된 상기 폐고무가 배출되도록 형성된 배출구(14)가 형성되되,
    내부에 수용되는 상기 폐고무의 체류시간을 연장하기 위해 상기 배출구(14)가 형성된 측의 최상단이 상기 투입구(12)가 형성된 측의 최상단보다 높게 형성되도록 지면에 대해 소정의 각도로 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는 폐고무 분말 제조 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이송스크류(32)는,
    외주면에 나선형의 스크류날(34)이 형성되며, 상기 샤프트(20)의 회전에 의해 상기 스크류날(34)을 따라 폐고무가 상향 이송되는 것을 특징으로 하는 폐고무 분말 제조 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 조분쇄칼(42) 및 상기 미분쇄칼(52)은,
    외주면에 톱니형태의 칼날(44, 54)이 각각 형성되며,
    미분쇄된 상기 폐고무가 조분쇄된 상기 폐고무보다 비표면적이 크도록 상기 미분쇄의 칼날(54)의 피치(Pitch)가 조분쇄칼의 칼날(44)의 피치보다 작게 형성되며,
    상기 조분쇄칼(42)의 두께는 상기 미분쇄칼(52)보다 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 폐고무 분말 제조 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 고정드럼(10)은,
    상기 투입구(12)측에 상기 배출구(14) 방향으로 상기 고정드럼(10) 내부를 송풍시키는 송풍기(13)를 추가로 설치하여 분쇄물의 입자크기차이에 따라 입자크기가 작은 분쇄물은 바람에 의해 다음 공정 구성으로 상향이송되며, 입자크기가 큰 분쇄물은 다음 공정 구성으로 이송되지 않고 재분쇄되도록 유도하는 것을 특징으로 하는 폐고무 분말 제조 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 고정드럼(10)은,
    외주면 혹은 중심축상에 가열수단(80)을 추가로 설치하여 상기 고정드럼(10) 내부를 분쇄공정에 필요한 적정온도로 유지시키며,
    외주면을 따라 냉각코일(86)을 추가로 설치하여 상기 고정드럼(10) 내부 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 폐고무 분말 제조 장치.
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