KR100208864B1 - 진동 드럼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흩어져 있는 것들의 혼합, 건조 및 냉각등에 사용하기 적합한 드럼에 관한 것이다.

종래의 이와같은 드럼은 1쌍의 진동 전동기를 동기상태를 유지시켜서 구동하도록 하여 가진원 구성하고 직선진동을 드럼에 주도록 하고 있다.

그런데, 이 진동원의 구성은 2개의 가진장치의 동기를 취하는 것 외에도 많은 복잡한 구성을 하고 있어서 주물과 모래의 전체중량 및 질량분포에 따라서는 공진상태를 얻기 어려운 결점이 있었다.

본 발명에 의하면 원형 가진력 발생기를 사용하므로서 상기의 결점을 해결하고 있다. 즉, 드럼 주벽부에서 긴 축의 크기, 짧은 축의 크기, 긴 축의 경사가 순차로 변화하는 타원 진동을 행하여 드럼 본체의 재료는 좋은 효율로 교반된다.

Description

진동 드럼

제1도는 본 발명의 실시예에 의한 진동드럼의 측면도.

제2도는 동 평면도.

제3도는 동 정면도.

제4도는 동 요부의 부분확대 정면도.

제5도는 동 실시예의 작용을 설명하기 위한 진동드럼의 간략 정면도.

제6도는 종래예의 진동드럼의 측면도.

제7도는 제6도에서의 [7]-[7]선방향 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 드럼 본체 3 : 가진기(加振機)

30a, 30b : 언밸런스 웨이트(unbalance weight)

36a, 36b : 언밸런스 웨이트

본 발명은 예컨데, 흩어진 모양의 재료의 혼합, 건조, 냉각등에 사용하는데 적합한 진동드럼에 관한 것이다.

제6도 및 제7도는 종래예의 주물(鑄物)에서의 모래제거에 사용되는 진동 드럼을 나타내는 것인데, 도면에서 진동드럼은 전체를 참고부호(70)으로 나타냈는데, 그 거의 원통모양의 드럼(71)의 측방에는 구동부 부착 프레임(frame)(72)이 공진용 구동 스프링(74)을 통해서 지지대(75)에 고정되어 있으며, 또한 이 지지대(75)는 복수의 부착 립(rib)(86)을 통해서 드럼(71)에 고정되어 있다.

제6도의 드럼(71)에 있어서, 좌단부에는 모래 제거를 해야 할 주물을 공급하기 위한 공급구(85)가 설치되어 있으며, 또한 이 우단부에는 모래를 제거한 주물을 배출하는 배출구(84)가 형성되어 있다.

드럼(71)의 양측은 단벽(82a)(82b)으로 폐쇄되어 있다.

드럼(71)전체는 진동방지 스프링(76a)(76b), (77a)(77b)에 의해 지상 E위에 진동가능하게 지지되어 있다.

프레임(72)에는 구동부로서의 1쌍의 진동전동기(79a)(79b)로 되는 가진원(加振源)(73)이 고정되어 있다.

진동전동기(79a)(79b)는 공지와 같이 구성되는데, 그 회전축(81a)(81b)에는 거의 반원형상의 언밸런스 웨이트(unbalance weight)(80a)(80b)가 고정되어 있으며, 이들은 보강 격벽(83)에 대해서 대칭적으로 프레임(72)에 고정되어 있는데, 언밸런스 웨이트(80a)(80b)는 같은 회전위상으로 회전축(81a)(81b)에 고정되어 있다.

드럼(71)의 상벽부에는 먼지를 모으기 위한 덕트(duct)(78)가 고정되어 있어 내공간(87)과 통하도록 연결해서, 후술하는 것과 같이 드럼(71)내의 주물의 모래 제거시에 생기는 먼지를 외부로 유도하도록 하고 있다.

진동드럼(70)전체는 배출구(84)를 향해서 아랫쪽으로 몇도 정도 경사져 있다.

종래예의 진동드럼(70)은 이상과 같이 구성되어 있는데, 가진부(73)를 구동하면 진동전동기(79a)(79b)는 동시에 회전하게 되는데, 이것은 구동스프링(74)의 스프링 정수(定數) 및 드럼(71)전체의 질량 및 가진부(73)의 질량등에 의해서 정해지는 공진주파수에 가까운 주파수로서 1쌍의 진동전동기(79a)(79b)가 회전구동된다.

이 회전에 의해 스프링(74)의 연장하여 위치되는 방향으로 직선진동력이 발생하여, 이것이 이 스프링(74) 및 지지대(86)를 통해서 드럼(71)에 전달된다.

드럼(71)은 진동방지 스프링(76a)(76b), (77a)(77b)에 의해 진동가능하게 지지되어 있으므로 화살표로 나타낸 방향으로 경사방향으로 진동하여, 이것에 의해 드럼(71)의 내공간(87)에서의 주물 M 및 모래 S는 화살표로 나타낸 것처럼 순환운동을 행한다.

그리고, 드럼(71)은 배출구(84)를 향해서 아랫쪽으로 몇도 경사져 있으므로, 제7도의 화살표로 나타낸 것과 같은 순환운동과 함께 배출구(84)를 향해서 모래 S와 주물 M은 이동한다.

이 과정에서 모래 제거가 행해져서 배출구(84)에서는 모래가 제거된 주물 M과 모래 S는 분리되어서 배출된다.

종래예의 진동드럼(70)은 이상과 같은 구성을 가지며 작용을 하게 되는데, 다른 형식의 주물의 모래 제거기, 예컨데, 발 모양의 바닥면에 모래를 제거해야 할 주물을 공급하고, 이것을 직선진동시키므로서 분리한 모래를 아랫쪽으로 배출하고, 직선진동에 의해 발 위를 이송하도록 하고 있는데, 이 형식의 주물의 모래 제거기에서는 주물에 대해 충격을 주므로서 상처가 날 때가 많고, 또 주물의 자세변화(반전 「反轉」등)가 그다지 없으므로 주물의 형상에 따라서는 모래가 떨어지지 않는다는 결점이 있는데 대해서, 상기 종래예의 진동드럼(70)에서는 이와같은 결점을 제거하는 것이기는 하나, 1쌍의 진동전동기(79a)(79b)가 동기(同期)한다고는 단정할 수가 없으며, 동기가 빗나갔을 경우에는 드럼(71)에 대해 불규칙한 진동력을 주어, 이로인해 상술한 것과 같은 작용을 행하지 못하여 충분한 모래제거를 할 수 없을 뿐만 아니라, 상술한 다른 형식의 모래제거기와 같은 결점을 가지게 된다.

예를들면, 주물 M을 상처나게 할 수가 있다.

이것에 대처하기 위해 진동전동기(79a)(79b)가 동기해서 회전하도록, 이 진동전동기(79a)(79b)의 드럼(71)에 대한 부착위치 및 스프링(74)의 배설등에 엄밀한 설정기준이 필요하게 된다.

따라서, 제6도 및 제7도에서의 진동드럼(70)은 값이 비싸질 뿐만 아니라, 드럼(71)내의 모래제거를 해야할 주물 M과 모래 S의 전체의 중량 및 그 질량분포에 따라서는 공진(共振)상태를 얻을 수 없을 뿐만아니라, 동기회전을 행하게 할 수 없는 경우가 있다.

또, 다른 형식의 주물의 모래 제거기로서 드럼을 일정방향으로 소정속도로서 회전시키는, 소위 회전식 드럼이 있는데, 이에 의해 모래 제거를 행했을 경우에는 주물이 걸림기구에 의해 위로 들어올려졌을때, 어느 높이까지 가서는 떨어지므로 이 충격에 의해 상처를 받을 때가 있다.

또, 주물과의 접촉시간이 길므로 모래를 노화(老化)시킨다든가, 첨가제를 노화시키게 된다.

또, 상술한것 처럼 걸림등에서의 낙하가 주기적으로 생기므로 소음을 발생한다.

이와같은 난점에 대해서도 이 종래예는 훌륭한 것이기는 하나 아직도 상술한 것과 같은 개량해야 할 점을 가지고 있다.

본 발명은 상기 문제를 감안해서 이루어진 것으로서, 다른 형식의 주물의 모래제거기에 비해 우수한 점을 가지면서도 또한 비용을 저하시켜 구조를 간략화한 진동드럼을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이상의 목적은, 진동방지 스프링으로서 지상에 지지된 드럼 본체의 주벽부에 불평형중추(不平衡重錘)의 회전에 의해 원형의 가진력을 발생시키는 원형가진력발생기를 상기 원형의 가진력의 중심이 상기 드럼 본체의 축심과 거의 동일 레벨상에 있도록 부착한 것을 특징으로 하는 진동드럼에 의해서 달성된다.

드럼 본체는 가진기를 구동하면, 그 주벽부에서 긴 축의 크기, 짧은 축의 크기, 긴 축의 경사가 순차로 변화하는 타원진동을 행한다. 이렇게 하므로서 드럼 본체의 재료는 좋은 효율로 교반된다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예에 의한 진동드럼에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도 내지 제5도는 본 실시예를 나타내는데, 도면에서 진동드럼은 전체를 참고부호(1)로 표시하며, 드럼 본체(2)의 주벽부의 한 측방에 본 발명의 가진기(加震機)(3)가 설치되어 있다.

또, 드럼 본체(2)는 지주(4a)(4b), (5a)(5b)상에 배설된 진동방지 스프링(6a)(6b), (7a)(7b)에 의해 도면에서 아랫쪽으로 몇 도 경사해서 진동가능하게 지지되어 있다.

제1도에서 드럼 본체(2)의 좌단부에는 건조해야 할 재료가 공급되는 공급구(8)가 형성되며, 또 우단부에서는 이 건조된 재료를 배출하기 위한 배출구(9)가 설치되어 있다.

드럼 본체(2)는 그 주벽부에서 립(10)에 의해 보강되어 있으며, 또 우단부는 뚜껑(11)에 의해 부분적으로 폐쇄되어 있다.

다음에 가진기(3)에 대해서 특히 제2도 및 제4도를 참조해서 상세히 설명한다.

본 발명에서의 가진기(3)는 원형의 진동력을 발생하는 원형 가진기이며, 드럼 본체(2)의 측방에 배설된 가대(23)위에 전동기(24)가 고정되어 있으며, 이것이 구동원이다.

전동기(24)의 회전축(24a)에 그 양단부에서 유니버셜 조인트(universal joint)기구에 결합된 제1링크(25)가 접속되어 있다.

즉, 전동기(24)의 회전축(24a)은 유니버셜 조인트(26a)를 통해서 제1링크(25)에 결합되어 있으며, 또 그 좌단부는 유니버셜 조인트(26b)를 통해서 제1지축(29)에 결합되어 있다.

이 제1지축(29)은 드럼 본체(2)에 부착된 부착판(27)의 양측에 고정된 1쌍의 베어링(28a)(28b)의 이너 레이스(inner race)의 구멍내에 끼워져 있으며, 그 일단부에 제4도에 나타낸 것과 같이 거의 반원형상의 언밸런스 웨이트(30a, 제4도는 부분확대도이므로 제2도에 도시됨)가 고정되어 있으며, 제1지축(29)의 타단부는 언밸런스 웨이트(30a)와 같은 형상의 언밸런스 웨이트(30b)가 고정되어 있다.

제1지축(29)은 다시 유니버셜 조인트(32a)(32b)를 통해서 제2링크(31) 및 제2지축(35)이 결합되어 있으며, 이것은 드럼본체(2)의 주벽부에 부착된 부착판(33)의 양측에 설치된 1쌍의 베어링(34a)(34b)의 이너 레이스에 끼워넣어져 연결되어 있으며, 그 양단부에는 상술한 언밸런스 웨이트(30a)(30b)와 동일 형상의 언밸런스 웨이트(36a)(36b)가 고정되어 있다.

본 발명에서의 가진기(3)는 이상과 같이 구성되는데, 드럼본체(2)의 상벽부에는 다시 1쌍의 점검창(21a)(21b)이 설치되어 있고, 또 제3도에 나타낸 것과 같이 드럼 본체(2)의 배출구(9) 근방의 내벽의 일부에는 원호상의 둑판(板堰)(22)이 고정되어 있다.

본 발명의 실시예에 의한 진동 드럼 본체(1)는 이상과 같이 구성되는데, 다음에 이 작용에 대해서 설명한다.

도시하지는 않았지만, 재료공급구(8)에서 건조할 무엇인가의 분말, 입자모양의 재료가 투입되는 것으로 한다.

전동기(24)를 구동하면, 이 회전축(24a)의 회전력은 유니버셜 조인트(26a)(26b), 제1링크(25)를 통해서 1쌍의 언밸런스 웨이트(30a)(30b)를 고정시키고 있는 제1지축(29), 유니버셜 조인트(32a)(32b) 및 제2링크(31)를 통해서 결합되는 제2지축(35)의 양단부에 고정된 언밸런스 웨이트(36a)(36b)는 같은 모양으로 회전 구동된다.

더우기 언밸런스 웨이트(30a)(30b), (34a)(34b)의 회전에 의해서, 그 회전축 즉, 지축(29)(35)의 축심의 둘레에 원심력, 즉 원형의 가진력이 발생하는데, 후술하는 모드(mode)로서 가진력에 의해 드럼 본체(2)는 진동한다.

전동기(24)의 회전축(24a)은 유니버셜 조인트(26a)(26b)를 통해서 언밸런스 웨이트(30a)(30b)에 결합되어 있으며, 또 제1지축(29)은 유니버셜 조인트(32a)(32b)를 통해서 언밸런스 웨이트(36a)(36b)에 결합되어 있으므로, 전동기(24)쪽에는 드럼 본체(2)의 진동이 거의 전달됨이 없이 안정되게 회전구동을 계속 할 수가 있다.

제5도는 드럼 본체(2)의 축심 C와 전체의 중심 G와 상술한 가진기(3)의 원(圓)가진력의 중심 P와의 관계를 나타낸 것인데, 이것은 동일 레벨 L-L상에 있고, 가진기(3)의 구동에 의해 제5도에 나타낸 것과 같은 원형의 가진력 F가 발생하는 것인데, 이것과 중심 G와의 둘레에 회전 모멘트(moment)가 발생하며, 또 가진력 F의 중심 P로 부터의 거리에 따라서 드럼 본체(2)를 원형의 선으로 표시하는데, 이 원주상에서 도시한 것과 같은 진동 모드를 행한다.

즉, 가진기(3)에 가장 가까운 드럼 본체(2)의 주벽부상에서는 a₁, a₂, a₃로 표시하는 것과 같은 타원진동을 행하는 것인데, 그 긴 축 및 짧은 축은 다른 주벽부분보다도 크며, 또 그 긴 축은 거의 수직방향을 향하고 있다.

또, 드럼본체(2)의 저벽부에서는 b₁, b₂및 b₃로 표시한 것과 같이 타원진동을 행하고 있으나, 그 긴 축의 방향은 제5도에 있어서 오른쪽이 올라가는 경사를 하고 있으며, 그 긴 축의 진폭은 진동 a₁, a₂, a₃의 긴 축의 진폭보다는 작다.

또, 가진기(3)에서 가장 멀리 떨어진 드럼 본체(2)의 주벽부에서는 d₁, d₂, d₃로 표시하는 것과 같이 긴 축과 짧은 축의 비(比)가 더욱 1에 가까운 진동을 하고 있으며, 진동 d₁은 긴 축을 거의 수평방향으로 향하게 하고 있고, 그 전후 d₂, d₃는 긴축의 경사방향을 반전시키고 있으나 경사각은 작다.

다시, 드럼 본체(2)의 정상부에서는 진동 c₁, c₂, c₃로 표시한 것과 같이 타원진동이지만 그 긴 축의 방향은 도면에 있어서 왼쪽이 올라가는 경사를 하고 있으며, c₂, c₁, c₃의 순으로 짧은 축방향의 진폭을 작게 하고 있다.

즉, 직선진동에 가까워지고 있다.

또, 드럼 본체(2)의 정상부와 가진기에서 가장 떨어진 주벽부와의 사이에는 e₁, e₂로 표시한 것과 같은, 거의 직선진동을 행하고 있으나, 그 방향은 역방향으로 되고 있다.

그리고, 이상의 진동의 모드는, X-Y 직각좌표의 원점을 드럼단면 원의 중심 C로 하고 각 디멘션(dimension)을 하기와 같이 한 경우 컴퓨터로 계산한 결과이다.

재료의 공급구(8)에서 공급된 분말·입자모양의 재료 M은 상술한 것과 같은 진동을 드럼본체(2)의 내벽부로 부터 받으면서 제1도에 있어서 약 2~3도 아랫쪽으로 경사해서 있도록 오른쪽으로 이송되는 것인데, 이송 도중에서 제5도에서와 같이 재료 M은 드럼본체(2)의 내주벽면을 따라서, 제5도에 있어서 반시계방향으로 상승하는 힘을 받아 어느 레벨까지 상승하면, 중력에 의해 아랫쪽으로 재료 M의 상층의 윗표면을 따라서 미끄러지면서 떨어지고, 다시 내주벽면을 따라서 상승력을 받는 궤적 Q로 나타낸 것과 같은 운동을 행하면서, 제1도에 있어서 오른쪽으로 이송되어 충분한 교반력을 받아서 본 실시예에서는 자연건조작용을 받아 배출구(9)에서 외부로 배출되는데, 제3도에서와 같이 배출구(9)의 근방에는 내주벽면을 따라서 원호모양의 둑 판(22)이 설치되어 있으므로, 상술한 것과 같은 교반력을 충분히 받아서 건조되어 배출구(9)에서 외부로 배출될 수가 있다.

만약, 둑 판(22)이 없거나, 또 드럼 본체(2)로의 재료 M의 충전율이 적을 경우에는 충분한 교반력을 받음이 없이 배출구(9)에서 외부로 배출될 것이다.

따라서, 둑 판(22)의 효과는 드럼 본체(2)내의 재료의 충전효율이 적어지는 경우에 큰 효과를 나타내는 것이다.

이상, 본 발명의 실시예에 대해서 설명했는데, 물론 본 발명은 여기에 한정됨이 없이 본 발명의 기술적 사상에 따라서 여러가지로 변형이 가능하다.

예컨데, 이상의 실시예에서는 가진기(3)의 원형 가진력 F의 중심 P, 즉, 링크(25)(31)의 축심과 드럼 본체(2)의 축심 C를 결부시키는 선상에 가진기(3)를 포함한 전체의 중심 G가 있다.

즉, 드럼 본체(2)의 축심 C와 가진기(3)를 포함하는 전체의 중심 G를 결부시키는 선상에 가진기의 중심 P가 있는 실시예를 설명했으나, 물론 이와같은 배치구성에 한정되는 것이 아니고, 다시 가진기(3)를 실시예의 경우 보다는 약간 상방에, 또는 약간 하방에 배설해도 좋다.

또, 이상의 실시예에서는 드럼 본체(2)의 축심 C에 관해서 전체의 중심 G와 같은 축에 가진기(3)를 배설했는데, 이에 한정됨이 없이 전체의 중심 G는 드럼 본체(2)의 축심 C에 관해서 가진기(3)와 반대측에 있도록 배치되더라도 본 발명은 적용가능하다.

또, 이상의 실시예에서는 원통형상의 드럼본체(2)를 설명했는데, 물론 이에 한정됨이 없이, 다각형, 예컨데, 6각형 또는 4각형의 드럼 본체에도 본 발명은 적용가능하다.

이상에서 기술한 것처럼 본 발명의 진동드럼에 의하면, 종래의 진동드럼과 마찬가지로 다른 처리방식의 드럼에 비해 큰 이점을 가지는 외에도, 그 가진기구를 종래의 진동 드럼에 비해 훨씬 간소화하여, 따라서 비용을 대폭으로 저하시킬 수가 있다.

Claims (1)

1. 진동방지 스프링(6a, 6b, 7a, 7b)으로 지상에 지지시킨 드럼 본체(2)의 외주벽부에 불평형중추(不平衡重錘, unbalance weight, 30a, 30b, 36a, 36b)의 회전에 의해 원형의 가진력을 발생시키는 원형 가진력 발생기(3)를 상기 원형의 가진력의 중심(P)이 상기 드럼 본체(2)의 축심(C)과 거의 동일 레벨상에 있도록 하고, 상기 불평형중추(30a, 30b, 36a, 36b)의 회전 중심선과 구동용전동기(24)의 회전축(24a) 중심이 일치하도록 배치하고, 구동용전동기(24)의 회전축(24a)과 이에 연결되는 불평형중추(30b) 상호간, 및 불평형중추(30a)와 이에 연결되는 불평형중추 상호간 각각이 유니버셜 조인트(26a, 26b)와 제1링크(25)로 이루어지는 제1플렉시블(Flexible) 연결기구 및 유니버셜 조인트(32a, 32b)와 제2링크(31)로 이루어지는 제2플렉시블 연결기구로 연결한 것을 특징으로 하는 진동드럼.