KR100633775B1 - 콘 크러셔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘 크러셔에 관한 것으로, 맨틀 부분의 구동 방법을 개선하여 소비전력을 줄임과 아울러 생산성을 높이고, 윤활유의 오염을 방지함을 목적으로 한다.

개시된 본 발명에 따른 콘 크러셔는, 메인 프레임(110)과; 상기 메인 프레임의 내주면에 원주방향을 따라 설치되는 콘케이브(120)와; 상기 콘케이브의 내부에 간격을 두고 고정되는 회전안내축(130)과; 상기 회전안내축 상에 회전 가능하게 결합되는 로터리 익센트릭(140)과; 상기 로터리 익센트릭의 외주면에 상기 콘케이브와 간격을 두고 이격되도록 설치되어 상기 로터리 익센트릭의 회전에 의해 구동하면서 상기 콘케이브와의 사이에 투입되는 골재를 파쇄하는 맨틀(150)과; 상기 로터리 익센트릭에 동력을 직접 전달하여 상기 로터리 익센트릭만을 통해 상기 맨틀이 구동되도록 하는 동력전달수단(160)을 포함하여 구성된다.

콘 크러셔, 맨틀, 로터리 익센트릭

Description

콘 크러셔{CON CRUSHER}

도 1은 종래 기술에 의한 콘 크러셔의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 콘 크러셔의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 콘 크러셔의 일부 절단 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 콘 크러셔에 적용된 실링부의 확대도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

110 : 메인 하우징, 120 : 콘케이브

130 : 회전안내축, 140 : 로터리 익센트릭

150 : 맨틀, 160 : 동력전달수단

본 발명은 콘 크러셔에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 부하와 마찰면적을 줄여 소비전력의 효율성을 높이고, 윤활유의 오염에 의한 오동작 및 마모를 최소화할 수 있도록 한 콘 크러셔에 관한 것이다.

일반적으로, 골재의 채취과정은 채석장이나 광산 등의 장소에서 다이너마이트등과 같은 폭발물을 이용하여 바위를 터뜨린 후에, 분쇄기를 이용하여 다시 사용자가 요구하는 적정 크기로 분쇄하는 분쇄 과정을 갖는다.

그 분쇄기로는 비교적 큰 덩어리의 골재를 분쇄하는 죠 크러셔와, 그 죠 크러셔로부터 분쇄된 골재를 더 작은 크기로 분쇄시키는 콘 크러셔 등이 있다.

여기서는 콘 크러셔에 관해 다루기로 하며, 그 일반적인 구조는 편심 회전되는 콘형상의 맨틀과 고정 설치된 콘 케이브 사이에 골재를 투입하여 분쇄시키는 구조로 되어 있다.

통상적으로, 콘 크러셔는 도 1에 도시된 바와 같이, 대략 원통 형상의 메인 프레임(10)과, 그 메인 프레임(10)의 내부에 익센트릭(eccentric)(21)을 매개로 하여 편심된 상태로 회전 가능하게 설치되는 회전축(20)과, 그 회전축(20)의 외주면에 결합되는 콘 형상의 맨틀코어(35) 및 맨틀(30)과, 그 메인 프레임(10)의 상부에 안착 설치되는 탑프레임(40)과, 탑프레임(40)에 나사 결합되며 맨틀(30)과 적정 거리 이격된 콘케이브(50)가 설치된 탑셀(60)로 대별된다.

그외에도, 탑프레임(40)과 메인 프레임(10) 사이에 골재의 분쇄과정시 발생되는 수직 부하를 감당하기 위한 릴리즈 스프링(70)이 설치되어 있다.

그리고, 탑셀(60)은 수직단면이 사다리꼴 형상을 갖도록 구성되고, 회전축(20)의 상단에는 골재의 분산을 위한 디스트리뷰터(80)가 설치되어 있다.

또한, 메인 프레임(10)의 일측에는 회전축(20)에 구동력을 제공하기 위한 구동축 하우징(97)이 결합될 수 있는 형상을 갖추고 있으며, 그 부위에는 별도의 동 력원으로부터 구동력을 전달받는 풀리(92)와, 그 풀리(92)에 연동되도록 수평 설치되는 구동축(95)과, 그 구동축(95)의 외측을 감싸고 메인 프레임(10)에 결합되는 구동축 하우징(97)으로 구성된다.

한편, 맨틀코어(35)는 메인 프레임(10)의 상단부에 하부에서부터 적층된 스페리칼 시트(spherical seat)(12)와 시트 라이너(seat liner)(13)의 상면에 안착된다. 즉, 맨틀 코어(35)와 시트 라이너(13)의 대응면은 습동부로서 맨틀 코어(35)가 구동할 때 서로 마찰을 하게 된다.

이와 같이 구성된 종래 기술에 의한 콘 크러셔에 의하면, 풀리(92)의 회전력에 의해 구동축(95)이 회전하고, 이 구동축(95)의 회전력에 의해 서로 치합된 베벨기어(95a,21a)가 회전되어 익센트릭(21)이 회전하게 된다. 이어서, 익센트릭(21)에 편심된 회전축(20)이 회전하여 맨틀 코어(35)가 구동하면서 맨틀(30)과 콘케이브(50) 사이의 간격이 좁아지거나 넓어져 투입된 골재를 파쇄하게 된다.

그러나, 종래 기술에 의한 콘 크러셔에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.

골재를 실질적으로 파쇄하는 자재는 맨틀(30)이지만 맨틀(30)의 구동을 위해서 회전축(20)과 익센트릭(21) 전체를 회전시키야 하는데, 회전축(20)과 익센트릭(21)의 중량이 무겁기 때문에 소비 전력이 큰 문제점이 있다.

그리고, 맨틀 코어(35)의 설치 구조상 맨틀 코어(35)의 내부에 회전축(20)의 상단에서 중앙부까지 삽입된 상태이면서 맨틀 코어(35)의 저면이 환형의 시트 라이너(13)에 올려진 상태로서 맨틀 코어(35)와 시트 라이너(13) 사이에 윤활유를 주입하더라도 맨틀 코어(35)와 시트 라이너(13)의 마찰면이 넓기 때문에 맨틀 코어(35) 가 구동할 때 맨틀 코어(35)와 시트 라이너(37)와의 마찰저항이 커져 부품이 쉽게 마모되고 맨틀 코어(35)의 구동을 위한 소비전력이 커지는 문제점도 있다.

또한, 맨틀 코어(35)는 시트 라이너(13) 위에 안착된 상태로서 맨틀 코어(35)와 시트 라이너(13) 사이에 틈이 발생되어 외부로부터 먼지가 침투하여 윤활유가 오염됨으로써 맨틀 코어(35)와 시트 라이너(13)간의 마찰저항이 더욱 커지는 문제점도 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 골재의 파쇄를 위한 실질적인 구동부인 맨틀 코어만 구동시켜 파쇄가 이루어지도록 함으로써 맨틀 코어의 구동을 위한 소비전력을 줄일 수 있도록 한 콘 크러셔를 제공하려는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 구동부인 맨틀 코어와 고정부인 메인 프레임 간의 마찰저항을 줄일 수 있도록 하려는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 습동부에 주입되는 윤활유가 오염되지 않도록 하려는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콘 크러셔는, 환형으로 배열된 콘케이브와, 상기 콘케이브의 중앙에 고정된 회전안내축과, 상기 회전안내축에 회 전 가능하게 결합되는 로터리 익센트릭과, 상기 로터리 익센트릭의 외주부에 결합되어 상기 로터리 익센트릭의 회전에 의해 상기 콘케이브에 근접되거나 이격되어 그 사이에 투입된 골재를 파쇄하는 맨틀과, 상기 로터리 익센트릭만을 회전시키는 동력전달수단을 포함하여, 상기 회전안내축은 고정된 상태에서 상기 로터리 익센트릭만 회전하여 상기 맨틀이 구동되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 2와 도 3에서 보이는 것처럼, 본 발명에 의한 콘 크러셔(100)는, 투입구(111)와 배출구(112)를 갖는 메인 프레임(110)과, 메인 프레임(110)의 내주면에 원주방향을 따라 설치되는 콘케이브(120)와, 메인 프레임(110)의 내부에 고정 설치되는 회전안내축(130)과, 회전안내축(130) 상에 회전 가능하게 결합되는 로터리 익센트릭(140)과, 로터리 익센트릭(140)의 외주면에 콘케이브(120)와 이격되도록 설치되어 로터리 익센트릭(140)의 회전에 의해 구동하면서 콘케이브(120)와의 사이에 투입되는 골재를 파쇄하는 맨틀(150)과, 로터리 익센트릭(140)에 동력을 전달하는 동력전달수단(160)을 포함하여 구성되어, 동력전달수단(160)을 통해 전달되는 동력에 의해 로터리 익센트릭(140)만 회전되어 맨틀(150)을 요동시킴으로써 골재를 파쇄한다.

이하, 각 구성요소를 구체적으로 설명한다.

메인 프레임(110)은 골재를 투입받아 파쇄가 이루어진 후 파쇄물 예컨대 토사를 배출하는 통 구조물로서, 도면에는 원통형으로 도시되었으나 내부에 공간을 가지며 투입구(111)와 배출구(112)가 형성될 수 있는 모든 형태가 가능하다. 그리고, 투입구(111)에는 호퍼(113)가 더 결합될 수 있다.

콘케이브(120)는 맨틀(150)과 함께 그 사이에 투입되는 골재를 가압함으로써 파쇄하는 것이며, 환형의 판상 구조물일 수 있다. 예컨대, 맨틀(150)이 콘형상이므로 콘케이브(120)가 판상이더라도 메인 프레임(110) 내벽에 고정된 삼각단면의 환형 탑셀(121)에 설치되어 콘형상의 맨틀(150)과 함께 파쇄동작할 수 있다.

회전안내축(130)은 메인 프레임(110) 내부에 고정 설치되어 그 자신은 회전하지 않고 로터리 익센트릭(140)의 회전을 안내한다.

로터리 익센트릭(140)은 회전안내축(130)에 회전 가능하게 결합되어 회전하면서 맨틀(150)을 요동시키는 것으로, 예컨대, 관 형이면서 두께가 균일하지 않고 캠(cam)의 형상처럼 다르게 형성되어 회전안내축(130)의 둘레부에 부싱(141)을 매개로 하여 회전 가능하게 결합된다.

맨틀(150)은 로터리 익센트릭(140)의 회전운동에 의해 요동하여 콘케이브(120)와의 거리가 달라짐으로써 콘케이브(120)와의 사이에 투입되는 골재를 파쇄한다. 맨틀(150)은 콘 형상이면서 내부에는 하부를 향해 개방된 공간이 마련되어 로터리 익센트릭(140)의 둘레부에 부싱(142)을 매개로 하여 요동 가능하게 장착된다.

맨틀(150)은 종래와 같이 맨틀과 맨틀 코어가 결합된 형태이나, 설명의 편의 상 맨틀과 맨틀 코어를 통합하여 맨틀(150)로 칭한다.

맨틀(150)의 내부에는 윤활유 주입부(151)가 형성되어 습동부에 윤활유가 공급되도록 한다.

맨틀(150)의 저부에는 맨틀(150)을 지지하는 환형의 가드(170)가 장착된다.

동력전달수단(160)은, 메인 프레임(110)의 일측에 설치되는 풀리(161), 메인 프레임(110)에 직교하는 방향으로 배열되면서 일단부가 풀리(161)에 축결합되어 풀리(161)에 의해 회전하는 구동축(162), 구동축(162)의 타단부에 결합되어 회전하는 구동기어(163) 및 로터리 익센트릭(140)의 저부에 고정되며 구동기어(162)에 치합되어 로터리 익센트릭(140)을 회전시키는 종동기어(164)를 포함하는 이루어진다.

구동기어(162)와 종동기어(164)는 베벨기어인 것으로 도시하였으나, 도시된 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 의한 콘크러셔(100)는, 맨틀(150)이 회전안내축(120)에 지지되더라도 맨틀(150)과 회전안내축(120)간의 마찰면적을 최소화하여 마찰저항에 따른 소비전력 및 마모를 줄일 수 있는 특징을 갖고 있으며, 이를 위하여, 맨틀(150)은 회전안내축(120)의 상단부에만 지지되도록 구성되며, 예를 들어, 회전안내축(120)의 상면에는 곡선형 상면을 갖는 소켓 라이너(131)가 고정되며, 맨틀(150)의 꼭지점 하부에는 소켓 라이너(131)의 상면에 요동 가능하도록 안착되는 헤드 볼(152)이 하부로 돌출 형성되어, 맨틀(150)은 회전안내축(130)의 상단측에서 헤드 볼(152)과 소켓 라이너(131)만으로 지지된다. 헤드 볼(152)은 저면이 소켓 라이너(131)의 곡선형 상면과 대응되는 곡선형으로 이루어진 원반 형태이며, 록킹 볼트(153)를 통해 맨틀(150)에 고정될 수 있다. 도면 중 미설명부호 154은 맨틀(150)의 상단 꼭지점부에 결합되는 마감 캡이다.

또한, 본 발명은 맨틀(150)의 윤활유 주입부(151) 및 습동부에 외부의 먼지가 침투하지 않도록 실링됨을 특징으로 하며, 가드(170)와 맨틀(150)의 사이에는 실링부(171)가 형성된다. 실링부(171)는 실링효과를 증대하기 위하여 일정 간격을 두고 돌출된 다수(도면에는 2개로 도시됨)의 돌기에 의해 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 콘 크러셔의 작용을 설명한다.

기기의 작동을 개시하면 풀리(161)가 미도시된 벨트를 통해 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전하고, 풀리(161)의 회전에 의해 구동축(162)이 회전하게 된다.

구동축(162)의 회전력은 구동기어(163)를 통해 종동기어(164)에 전달되어 로터리 익센트릭(140)이 회전하게 된다. 이때, 회전안내축(130)은 회전하지 않고 고정 상태에서 로터리 익센트릭(140)의 회전을 안내하기 때문에 풀리(161)로부터의 동력은 로터리 익센트릭(140)에만 전달된다.

로터리 익센트릭(140)이 회전하게 되면 로터리 익센트릭(140)과 콘케이브(120) 사이의 거리가 넓어지거나 좁아지게 되어 로터리 익센트릭(140)과 콘케이브(120) 사이에서 골재의 파쇄가 이루어진다.

구체적으로 설명하면, 도 4에서와 같이, 로터리 익센트릭(140)이 회전하는 중에 로터리 익센트릭(140)의 상사점(140T)(두께가 가장 두꺼운 부분)과 대응되는 맨틀(150) 부분은 콘케이브(120)와의 간격(a)이 좁아져 그 사이에서 골재(A)가 파 쇄되며, 로터리 익센트릭(140)의 하사점(140L)(두께가 가장 좁은 부분)과 대응되는 맨틀(150) 부분은 콘케이브(120)와의 간격(b)이 넓어져 그 사이에서 파쇄된 토사(S)가 하부의 배출구(112)로 배출되는 것이다.

즉, 본 발명에 의해 콘케이브(120)와 맨틀(150)에 의해 골재(A)를 파쇄하는 것은 종래 콘 크러셔와 동일하지만, 맨틀(150)의 구동방식이 종래와 전혀 다르게 이루어지며,

이와 같이 맨틀(150)이 구동될 때 맨틀(150)의 헤드 볼(152)이 회전안내축(130) 상부의 원형 소켓 라이너(131)에 마찰되어 맨틀(150)의 구동 중심이 회전안내축(130)의 상부에 위치함에 따라 맨틀(150)의 부하가 종래보다 작아지므로 맨틀(150)은 작은 전력으로도 구동된다.

한편, 맨틀(150)과 가드(170) 사이의 실링부(171)에 의해 맨틀(150) 내부를 밀폐하여 외부의 먼지가 맨틀(150) 내부에 침투하지 못하며, 따라서 맨틀(150) 내부에 주입된 윤활유가 오염되지 않으므로 습동부의 윤활이 원활하게 이루어져 맨틀(150), 회전안내축(130), 로터리 익센트릭(140) 등의 마모를 줄일 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 콘 크러셔에 의하면, 로터리 익센트릭을 통해 구동원의 동력을 파쇄를 위한 부품인 맨틀에 직접 전달하여 종래와 같이 회전축과 익센트릭을 회전시킬 때보다 적은 동력을 이용하여도 동일한 출력을 구할 수 있고, 다시말하면, 동일한 동력을 이용하여 종래보다 생산량을 증대할 수 있으므로 제품의 신뢰성을 향상할 수 있다.

그리고, 맨틀이 회전안내축의 상부에 지지되어 맨틀과 접하는 습동부가 종래보다 대폭으로 축소되어 부하가 줄어들게 되므로 소비전력을 줄일 수 있고 마모 감소에 따른 내구성 향상 및 수명이 연장된다.

또한, 습동부의 윤활을 위한 윤활유가 외부 먼지에 의해 오염되지 않고 청정한 상태를 유지하여 습동부의 마찰을 줄임으로써 부품의 수명을 연장할 수 있는 등의 현저한 효과가 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 내부에 공간을 갖는 메인 프레임(110)과; 상기 메인 프레임의 내주면에 원주방향을 따라 설치되는 콘케이브(120)와; 상기 콘케이브와의 사이에 일정 간격을 두고 회전 가능하게 설치되어 상기 콘케이브와의 사이에 투입되는 골재를 파쇄하는 맨틀(150)을 포함하는 콘 크러셔에 있어서,

   상기 맨틀은 상기 콘케이브의 내부에 간격을 두고 고정되는 회전안내축(130)에 회전 가능하게 결합된 로터리 익센트릭(140)의 외주면에 결합되어 동력전달수단(160)을 매개로 하여 상기 고정상태의 회전안내축의 안내를 받아 상기 로터리 익센트릭만을 통해 구동하는 것을 특징으로 하는 콘 크러셔.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 동력전달수단은, 상기 메인 프레임의 일측에 설치되며 구동원의 동력에 의해 회전하는 풀리(161), 상기 풀리에 의해 회전하는 구동축(162), 상기 구동축에 결합되어 회전하는 구동기어(163) 및 상기 로터리 익센트릭에 고정되며 상기 구동기어에 치합되어 상기 로터리 익센트릭을 회전시키는 종동기어(164)를 포함하는 것을 특징으로 하는 콘 크러셔.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 맨틀은 콘 형상으로 이루어지면서 꼭지점 하부에 헤드 볼(152)이 형성되며, 상기 회전안내축의 상면에는 곡선형 상면을 가지며 상기 헤드 볼이 안착되는 소켓 라이너(131)가 고정되어, 상기 맨틀이 상기 헤드 볼을 통해 상기 소켓 라이너에 지지되는 것을 특징으로 하는 콘 크러셔.
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