KR100436393B1 - 원료의 화차 상차를 위한 장입장치 - Google Patents

Abstract

원료의 화차 상차를 위한 장입장치에 있어서, 원료를 저장하는 호퍼(1)와,

저장된 원료를 정량적으로 배출하기 위한 정량 절출형 피더(2)와,

상기 호퍼(1)에서 피더(2)로 절출시 불출량을 조정하기 위한 슬라이드 게이트(3)와,

화차(6) 진입 후 상기 피더(2)에서 원료 장입시에만 다운되어 원료를 원활하게 장입시키기 위한 가이드 슈트(8)와,

화차(6)에 원료가 장입시 화차(6)에 오버플로우되지 않게 화차(6)를 이동시키는 신호를 주기 위한 레벨 스위치(11a, 11b)와,

화차(6)의 상차 시작 및 완료를 감지하기 위한 포토 스위치(10a, 10b)와,

상기 포토 스위치(10a, 10b)로부터의 신호와 레벨 스위치(11a, 11b)로부터의 신호를 받아 화차(6)의 원료 장입중 화차(6)를 이동하기 위한 구동부인 윈치 카(7)와,

화차(6)에 상차된 원료를 화차(6)의 일정 레벨에 맞게 평탄화시키기 위한 스크레이퍼(9)로 구성된다.

본 발명에 의하면 원료 장입과 평탄화 작업이 동시에 자동으로 이루어지므로 원료의 운송 작업이 효율화되고, 수입기지 저장야드 →화차 →수요처의 프로세스로 물류시스템을 개선하고, 특히 프로세스 자동화는 종래 7단계 수동 작업을 3단계 자동 작업으로 대체함으로써 물류비를 크게 절감하게 되었으며, 최근 관건이 되고 있는 물류시스템 기술에 새로운 자동화 기술을 확보하게 되는 매우 획기적인 효과가 있다.

Description

원료의 화차 상차를 위한 장입장치 {Loading Apparatus for Raw Material on a Freight Car}

본 발명은 원료의 화차 상차를 위한 장입장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저장 호퍼에서 피더를 통한 석탄, 광석 및 각종 원료 등의 운송물이 가이드슈트를 통해 철도상의 화차에 직상차되고, 그 상차된 운반물을 스크레이퍼를 통해 자동으로 평탄화하는 원료의 화차 상차를 위한 장입장치에 관한 것이다.

일반적으로 공장 설비의 원료는 저장 야드에 적치되었다가 필요시에 그 원료의 수요처인 공장 설비로 운송된다. 따라서 이러한 운송을 위한 설비가 필요하며, 일반적으로 대량 운송의 경우에는 화차를 이용하고 있다.

이하 예컨대 열병합 발전소, 시멘트 공장 등의 연료로 사용되는 CTS탄을 저장 야드에서 수요처로 운송하기 위하여 화차에 장입시키는 경우에 대하여 설명한다.

종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 호퍼(1)에 저장된 운반물을 피더(2)를 통해 중계 호퍼(4)에 화차 1량분을 저장해 두었다가 화차(6)가 중계 호퍼(4) 하부에 진입하면 그랩 게이트(5)가 개방되어 화차(6)에 상차하는 설비로서, 1량당 3~4회의 화차(6)를 이동하여 화차(6)에 장입하고, 장입된 원료는 인력으로 평탄 작업을 수행하는 설비로 구성되어 있다. 즉, 종래에는 포항제철소 수입기지 야드 →패이로더(PAY LOADER) →덤프트럭 →화차역 야드 →패이로더 →화차 →수요처의 프로세스로 운영되고 있었다.

그런데, 철도법상 레일 상부에서 5,100mm 이상 범위에 설비의 간섭이 없어야 되므로 그랩 게이트(5)에서 화차(6)에 직접 장입시 낙하거리가 높아, 화차 장입시 분진과다 발생, 중계 호퍼(4)의 개방시 장입량의 불균일로 인해 평탄작업 난이, 화차 상부 레벨 이상으로 쌓이는 부분의 오버플로우로 인해 화차 주변의 낙탄으로 환경오염 발생 등의 문제점이 있었다.

또한, 모든 작업이 다음과 같은 7단계의 수동작업으로 이루어지고 있었다.

화차차입→탄작입→LEVEL감지,장입중지→다짐작업→화차차입→탄재장입→평탄작업(1량 작업완료)

따라서 업무 효율의 저하로 인한 생산성 저하의 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 저장 호퍼로부터 화차로 원료를 장입시키는 이동 가이드 슈트와 장입된 원료가 화차 내에 골고루 장입되도록 평탄 및 압착시키는 스크레이퍼를 구비하여 원료 장입작업이 동시에 자동으로 이루어지도록 함으로써, 원료의 운송 작업을 보다 효율적으로 할 수 있도록 하는 원료의 화차 상차를 위한 장입장치를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 종래의 원료의 화차 상차를 위한 작업 개념도,

도 2는 본 발명에 의한 화차 상차를 위한 진입시 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 장입장치의 가동도,

도 4는 본 발명에 의한 화차상차 및 스크래이퍼 작동도,

도 5는 본 발명에 의한 화차 장입 완료 상태의 도면,

도 6은 본 발명을 구성하는 가이드 슈트의 구성도,

도 7은 본 발명을 구성하는 스크레이퍼로서, 도 7a는 평면도, 도 7b는 정면도,

도 8은 CTS탄 장입장치의 운전화면의 예시도,

도 9는 본 발명을 구성하는 스크레이퍼의 실시예로서, 도 9a는 평면도, 도 9b는 정면도, 도 9c는 도 9a의 A-A 단면도, 도 9d는 도 9a의 B-B 단면도,

도 10은 본 발명을 구성하는 가이드 슈트의 실시예로서, 도 10a는 측면도, 도 10b는 정면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 호퍼(Hopper) 2 : 피더(Feeder)

3 : 슬라이드 게이트(Slide Gate) 4 : 중계 호퍼(Hopper)

5 : 그랩 게이트(Grap Gate) 6 : 화차(Freight Car)

7 : 윈치 카(Winch Car) 8 : 가이드 슈트(Guide Chute)

9 : 스크레이퍼(Scraper)

10a, 10b : 포토 스위치(Photo Switch)

11a, 11b : 레벨 스위치(Level Switch)

21 : 파워 실린더(Power Cylinder) 22 : 가이드 슈트 암(Arm)

23 : 가이드 슈트 사이드부 낙탄방지턱 24 : 베어링(Bearing)

25 : 세이프티 체인(Chain) 26 : 스톱 플레이트(Stop Plate)

27 : 엔드 플레이트(End Plate) 31 : 서포트 가이드(Support Guide)

32 : 스크레이퍼 프레임(Frame) 33 : 분할 스크레이퍼

34 : 사이드부 낙탄방지 스크레이퍼 35 : 팀블(Thimble)

36 : 와이어 로프(Wire Rope) 37 : 와이어 클립(Wire Clip)

38 : 볼트형 샤클(Shackle) 39 : 볼트너트

41, 42 : 가이드 브래킷(Bracket) 43 : 스토퍼(Stopper)

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 크게 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 원료를 저장하는 호퍼(1)와,

저장된 원료를 정량적으로 배출하기 위한 정량 절출형 피더(2)와,

상기 호퍼(1)에서 피더(2)로 절출시 불출량을 조정하기 위한 슬라이드 게이트(3)와,

화차(6) 진입 후 상기 피더(2)에서 원료 장입시에만 다운되어 원료를 원활하게 장입시키기 위한 가이드 슈트(8)와,

화차(6)에 원료가 장입시 화차(6)에 오버플로우되지 않게 화차(6)를 이동시키는 신호를 주기 위한 레벨 스위치(11a, 11b)와,

화차(6)의 상차 시작 및 완료를 감지하기 위한 포토 스위치(10a, 10b)와,

상기 포토 스위치(10a, 10b)로부터의 신호와 레벨 스위치(11a, 11b)로부터의 신호를 받아 화차(6)의 원료 장입중 화차(6)를 이동하기 위한 구동부인 윈치 카(7)와,

화차(6)에 상차된 원료를 화차(6)의 일정 레벨에 맞게 평탄화시키기 위한 스크레이퍼(9)로 구성된다.

이하, 상기와 같은 본 발명의 구성을 실시예를 통하여 보다 상세히 설명한다. 본 발명에 대하여 참조도면에서는 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들에 대해서는 동일한 부호를 사용함으로써 상세한 설명을 생략하도록 한다.

본 발명은 크게 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 호퍼(1), 피더(2), 슬라이드 게이트(3), 가이드 슈트(8), 레벨 스위치(11a, 11b), 포토 스위치(10a, 10b), 윈치 카(7) 및 스크레이퍼(9)로 구성된다.

상기 호퍼(1)는 원료를 저장하는 장치이고, 상기 피더(2)는 저장된 원료를 정량적으로 배출하기 위한 정량 절출형 피더이며, 상기 슬라이드 게이트(3)는 상기 호퍼(1)에서 피더(2)로 절출시 불출량을 조정하기 위한 장치이고, 상기 윈치 카(7)는 상기 포토 스위치(10a, 10b)로부터의 신호와 레벨 스위치(11a, 11b)로부터의 신호를 받아 화차(6)의 원료 장입중 화차(6)를 이동하기 위한 구동부로서, 이들은 종래의 장치와 기능 및 구성에 있어서 큰 차이가 없다.

상기 가이드 슈트(8)는 화차(6) 진입 후 상기 피더(2)에서 원료 장입시에만다운되어 원료를 원활하게 장입시키기 위한 장치로서, 도 6에 상세히 도시된 바와 같이 측면에는 피더(2)로부터 화차(6)로 낙하되는 원료를 원활하게 안내시키기 위하여 일정 높이를 높게 형성한 가이드 슈트 사이드부 낙탄방지턱(23)을 구비하고, 상부에는 가이드 슈트 암(22)을 설치한 후, 상기 가이드 슈트 암(22)에 파워 실린더(21)를 연결하여 상기 파워 실린더(21)의 구동에 의하여 가이드 슈트(8) 전체가 축을 중심으로 일정 각도 움직일 수 있도록 구성되어 있다.

상기 레벨 스위치(11a, 11b)는 화차(6)에 원료가 장입시 화차(6)에 오버플로우되지 않게 화차(6)를 이동시키는 신호를 주기 위한 장치이고, 상기 포토 스위치(10a, 10b)는 화차(6)의 상차 시작 및 완료를 감지하기 위한 장치이다. 이들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 전문가가 용이하게 구성할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 스크레이퍼(9)는 화차(6)에 상차된 원료의 상부를 화차(6)의 일정 레벨에 맞게 평탄화시키기 위한 장치로서, 화차(6)와 분리되어 화차(6)의 상부 높이보다 상측에 설치되는데, 도 7a 및 도 7b와 같이 화차(6)와 분리되어 지면 등에 고정되어 있는 서포트 가이드(31)에 고정 설치됨이 바람직하다. 이는 종래의 평탕화를 위한 수작업을 자동화한 것이다.

보다 상세하게는 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이 좌우 끝부분의 원료가 화차(6)의 측부를 넘어가지 않도록 하기 위하여 수평방향 양단에 후방을 향하여 사이드부 낙탄방지 스크레이퍼(34)를 가지도록 구성함이 바람직하다. 또한 더욱 바람직하게는 중앙부에 집중적으로 적재된 원료의 좌우측으로 고른 분배를 위하여 다수의 장소에 역시 후방을 향하여 분할 스크레이퍼(33)를 가지도록 구성함이 바람직하다.

그리고 탄 장입시의 분진 비산 방지를 위한 살수장치를 도입하면 환경친화적 자동화 설비로서 효과가 있다.

이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 동작을 설명한다.

본 발명은 원료, 예컨대 CTS의 직상차 프로세스를 자동화한 것으로서, 화차차입→탄장입→레벨감지,화차이동/스크레이핑(Scraping)(1량작업 완료)의 모든 과정을 3단계의 자동작업으로 구성하고 있다.

먼저 도 2에 도시된 바와 같이 각 화차(6) 장입을 위한 진입시에는 본 발명의 장치의 내부 간섭부인 스크레이퍼(9) 및 가이드 슈트(8)의 상승신호를 받아서 철도 진입신호인 청(Blue) 신호가 켜지면, 화차(6)는 진입되어 호퍼(1) 하부의 포토 스위치(10a)의 위치에서 정지된다.

그 다음으로 도 3에 도시된 바와 같이 화차 상차를 위한 장입장치를 가동하는데, 여기서는 화차(6)가 자동운전 위치인 포토 스위치(10a) 위치에 들어오면, 장입장치 작동을 위하여 가이드 슈트(8) 및 스크레이퍼(9)를 하강시킨 채, 화차(6) 장입 시작을 위하여 피더(2)의 스타트 신호를 발생시킨다. 그러면 화차(6)에 원료의 장입이 시작된다.

여기서 상기 가이드 슈트(8)는 레일 상부의 피더(2)에서 배출되어 5,100mm 이상의 높이로부터 낙하하는 원료를 화차(6)에 원활하게 상차시키기 위하여 경사지도록 설치되어 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 화차(6)의 진입시에는 파워 실린더(21)에 의하여 승강 동작을 하고, 원료 장입시에는 파워 실린더(21)에 의하여 하강 동작을 하도록 구성되어 있다.

그 후 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 화차 상차 및 스크레이퍼 작동에 의하여 화차 장입을 완료하는데, 여기서 화차(6)가 시작 위치에 오면 피더(2)에서 원료가 불출되면서 가이드 슈트(8)를 통하여 원료가 화차(6)에 장입되고, 이렇게 장입되는 원료는 레벨 스위치(11a, 11b)에 의하여 화차(6) 레벨 이상으로 감지되면 윈치 카(7)에 의하여 화차(6)가 전진된다. 이때 스크레이퍼(9)에서 일정 레벨 이상의 원료를 동시에 평탄화시키게 되고, 화차(6)가 스크레이퍼(9)를 완전히 통과하면 원료의 화차(6) 장입이 완료된다.

이렇게 모든 화차(6)에 대하여 장입이 완료된 후에는 가이드 슈트(8) 및 스크레이퍼(9)가 상승되어 다음 윈치 카(7)의 진입을 대기하게 되는 과정을 반복한다.

상기와 같은 화차 진입부터 상차 완료까지의 전과정 모든 동작의 제어는 도 8에 도시된 바와 같은 운전실에서 화면을 통하여 중앙에서 집중 제어되도록 함이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

또한, 스크레이퍼(9)의 상단부는 후방측을 향하여 턱을 형성하도록 구성함이바람직하다.

따라서 본 발명에 의하면 원료 장입과 평탄화 작업이 동시에 자동으로 이루어지므로 원료의 운송 작업이 효율화되고, 수입기지 저장야드 →화차 →수요처의 프로세스로 물류시스템을 개선하고, 특히 프로세스 자동화는 종래 7단계 수동 작업을 3단계 자동 작업으로 대체함으로써 물류비를 크게 절감하게 되었으며, 최근 관건이 되고 있는 물류시스템 기술에 새로운 자동화 기술을 확보하게 되는 매우 획기적인 효과가 있다.

Claims (1)

1. 원료의 화차 상차를 위한 장입장치에 있어서, 원료를 저장하는 호퍼(1)와,

   저장된 원료를 정량적으로 배출하기 위한 정량 절출형 피더(2)와,

   상기 호퍼(1)에서 피더(2)로 절출시 불출량을 조정하기 위한 슬라이드 게이트(3)와,

   화차(6) 진입 후 상기 피더(2)에서 원료 장입시에만 다운되어 원료를 원활하게 장입시키기 위한 가이드 슈트(8)와,

   화차(6)에 원료가 장입시 화차(6)에 오버플로우되지 않게 화차(6)를 이동시키는 신호를 주기 위한 레벨 스위치(11a, 11b)와,

   화차(6)의 상차 시작 및 완료를 감지하기 위한 포토 스위치(10a, 10b)와,

   상기 포토 스위치(10a, 10b)로부터의 신호와 레벨 스위치(11a, 11b)로부터의 신호를 받아 화차(6)의 원료 장입중 화차(6)를 이동하기 위한 구동부인 윈치 카(7)와,

   화차(6)에 상차된 원료를 화차(6)의 일정 레벨에 맞게 평탄화시키기 위한 스크레이퍼(9)로 구성됨을 특징으로 하는 원료의 화차 상차를 위한 장입장치.