KR100674654B1 - 로터의 트레일 플레이트 및 이를 갖는 수직축 임팩트크러셔 - Google Patents

로터의 트레일 플레이트 및 이를 갖는 수직축 임팩트크러셔 Download PDF

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Abstract

트레일 플레이트는 생크 및 팁을 포함한다. 생크는 골재에 원심력을 부여하는 로터의 빌드-업 플레이트에 설치되어, 토사 축적물을 수용한다. 팁은 상기 생크에 구비되어, 상기 골재에 의한 상기 생크의 마모를 방지한다. 따라서, 트레일 플레이트는 골재에 대한 우수한 내마모성을 갖게 된다. 특히, 트레일 플레이트들은 골재에 대한 균일한 마모량을 갖게 되므로, 로터의 진동과 베어링의 파손이 억제된다.

Description

로터의 트레일 플레이트 및 이를 갖는 수직축 임팩트 크러셔{TRAIL PLATE OF A ROTOR AND VERTICAL SHAFT IMPACT CRUSHER HAVING THE SAME}
도 1은 종래의 수직축 임팩트 크러셔를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 로터를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 트레일 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3의 트레일 플레이트를 나타낸 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 트레일 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 트레일 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 트레일 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 트레일 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 수직축 임팩트 크러셔를 나타낸 단면도이다.
도 10은 도 9의 로터를 나타낸 단면도이다.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
100 : 트레일 플레이트 110 : 생크
111 : 수용홈 120 : 팁
본 발명은 로터의 트레일 플레이트 및 이를 갖는 수직축 임팩트 크러셔에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 골재를 분쇄하여 자갈 및 모래를 제조하기 위해 골재에 원심력을 부여하는 로터에 설치된 트레일 플레이트와, 이러한 트레일 플레이트를 갖는 수직축 임팩트 크러셔에 관한 것이다.
자연 골재는 여러 가지 용도에 따라 분쇄된다. 이러한 분쇄 공정에 사용되는 크러셔 중의 한 유형이 수직축 임팩트 크러셔이다. 수직축 임팩트 크러셔에서는, 고속으로 가속된 골재가 충돌면에 충돌됨으로써, 골재를 분쇄시키게 된다. 이러한 수직축 임팩트 크러셔는 앤빌(anvil)형과 락 온 락(rock on rock)형으로 구분된다.
도 1 및 도 2는 미국특허 5,135,177호에 개시된 종래의 앤빌형 임팩트 크러셔를 나타낸 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 종래의 앤빌형 임팩트 크러셔는 크러싱 챔버(crushing chamber:1), 크러싱 챔버(1)의 상부에 배치된 피딩 호퍼(feeding hopper:2)를 포함 한다. 골재는 피딩 호퍼(2)를 통해서 크러싱 챔버(1) 내로 투입된다. 골재에 원심력을 부여하는 로터(rotor:3)가 크러싱 챔버(1) 내부에 배치된다. 로터(3)는 회전축(12)에 연결되어 있다. 또한, 골재를 균일하게 분산시키는 분산부재(11)가 회전축(12)의 상단에 장착된다. 로터(3)에 의해 원심력을 제공받은 골재가 충돌을 일으키는 앤빌(4)이 크러싱 챔버(1)의 내벽에 배치된다.
도 2는 도 1의 로터를 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, 로터(3)는 모터(미도시)로부터 회전력을 제공받기 위한 회전축(9)을 갖는다. 3개의 빌드-업 플레이트(5)(build-up plate)들이 로터(3) 내부에 배치된다. 빌드-업 플레이트(5)는 피딩 호퍼(2)로부터 제공된 골재를 수평 방향으로 안내한다. 따라서, 3개의 빌드-업 플레이트(5)에 의해 로터(3)는 3개의 영역들로 구분되고 또한 3개의 출구(8)가 형성된다. 한편, 골재는 출구(8)를 통해서 매우 빠른 속도로 배출된다. 이로 인하여, 골재는 출구에 인접하는 빌드-업 플레이트(5) 외측 단부에 심한 손상을 주게 되어, 빌드-업 플레이트(5)의 수명을 단축시킨다. 이를 방지하기 위해, 빌드-업 플레이트(5)의 외측 단부에는 팁 플레이트가 설치된다. 또한, 트레일 플레이트(10)(trail plate)가 빌드-업 플레이트(5)의 내측 단부에 설치된다. 트레일 플레이트(10), 팁 플레이트(10) 및 빌드-업 플레이트(5)로 한정되는 공간이 축적 토사물(12)(dead stock)로 채워진다. 축적 토사물(12)은 고속으로 회전하는 골재에 의한 빌드-업 플레이트(5)의 마모를 억제한다.
여기서, 3개의 트레일 플레이트들은 실질적으로 동일한 형상 및 크기, 또한 내마모성을 가질 것이 요구된다. 만일, 어느 하나의 트레일 플레이트만이 골재 에 의해서 심하게 마모될 경우, 로터 내의 3개 영역들 내에 수용되는 골재들 간에 중량차가 발생된다. 이로 인하여, 고속으로 회전하는 로터에 매우 심한 진동이 발생되는 문제가 있다. 특히, 로터의 회전을 지지하는 베어링에 심각한 손상을 주게 된다.
그러나, 종래의 트레일 플레이트는 하이크롬 강(high chrome steel) 재질로 이루어진 하나의 단품이다. 따라서, 골재의 충격에 의해서 종래의 트레일 플레이트는 쉽게 마모되는 문제가 있다. 특히, 각 트레일 플레이트 간의 마모량 차이가 발생되어, 상기된 로터의 진동과 베어링의 파손이 빈번하게 발생된다.
본 발명은 골재에 대한 우수하면서 균일한 내마모성을 갖는 로터의 트레일 플레이트를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 트레일 플레이트를 갖는 수직축 임팩트 크러셔를 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 트레일 플레이트는 생크 및 팁을 포함한다. 생크는 골재에 원심력을 부여하는 로터의 빌드-업 플레이트에 설치되어, 토사 축적물을 수용한다. 팁은 상기 생크에 구비되어, 상기 골재에 의한 상기 생크의 마모를 방지한다.
본 발명의 다른 견지에 따른 수직축 임팩트 크러셔는 크러싱 챔버, 피딩 호퍼, 로터 및 앤빌을 포함한다. 피딩 호퍼는 상기 크러싱 챔버의 상부에 배치되 어, 상기 크러싱 챔버 내로 골재를 도입시킨다. 로터는 상기 피딩 호퍼에 연결되고 고속으로 회전하여 상기 골재에 원심력을 부여하는 로터 하우징, 상기 로터 하우징 내에 배치되어 상기 골재를 안내함과 아울러 상기 앤빌을 향한 골재의 출구를 상기 로터 하우징의 측면에 형성하는 빌드-업 플레이트, 상기 출구에 인접한 상기 빌드-업 플레이트의 제 1 단부에 장착된 팁 플레이트, 및 상기 제 1 단부의 반대측인 상기 빌드-업 플레이트의 제 2 단부에 설치된 트레일 플레이트를 포함한다. 트레일 플레이트는 상기 빌드-업 플레이트의 제 2 단부에 설치된 생크, 및 상기 생크에 구비되어 상기 골재에 의한 상기 생크의 마모를 방지하는 팁을 포함한다. 앤빌은 상기 크러싱 챔버의 내벽에 장착되어, 상기 로터로부터 배출된 골재가 충돌한다.
상기된 본 발명에 따르면, 트레일 플레이트의 생크에 초경합금 재질의 팁이 구비됨으로써, 트레일 플레이트는 골재에 대한 우수한 내마모성을 갖게 된다. 특히, 트레일 플레이트들은 골재에 대한 균일한 마모량을 갖게 되므로, 로터의 진동과 베어링의 파손이 억제된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등 의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
실시예 1
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 트레일 플레이트를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 3의 트레일 플레이트를 나타낸 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 트레일 플레이트(100)는 로터(미도시)의 빌드-업 플레이트(미도시)의 내측 단부에 설치된다. 트레일 플레이트(100)는 빌드-업 플레이트와, 빌드-업 플레이트의 외측 단부에 설치된 팁 플레이트(미도시)와 함께 토사 축적물(미도시)이 수용되는 공간을 형성한다.
트레일 플레이트(100)는 직육면체 형상의 생크(110)와, 생크(110)에 결합되는 팁(120)을 포함한다.
생크(110)는 팁(120)을 수용하는 수용홈(111)을 갖는다. 본 실시예에서, 수용홈(111)은 생크(110)의 제 1 면에 형성된 대략 직육면체 형상을 갖는다. 여기서, 로터의 회전 방향이 반시계 방향일 때, 생크(110)의 제 1 면은 로터의 회전 방향과 반대를 향하는 면이다. 즉, 로터에 의해 골재가 고속으로 회전할 때, 골재는 주로 생크(110)의 제 1 면에 충돌하게 된다. 따라서, 팁(120)을 수용하는 수용홈(111)이 로터의 회전 방향을 향하게 된다. 특히, 수용홈(111)은 제 1 면과 직각으로 연결된 생크(110)의 제 2 면을 통해 노출된다. 즉, 생크(110)의 제 1 면 뿐만 아니라 제 2 면에도 골재가 충돌하게 되므로, 팁(120)이 생크(110)의 제 2 면으로부터 노출되도록 한다. 한편, 생크(110)의 재질로는 하이크롬 강을 들 수 있다.
팁(120)은 수용홈(111)에 수용되어, 골재에 의한 생크(110)의 마모를 억제한다. 팁(120)은 수용홈(111)의 내벽에 브레이징 공정을 통해서 부착될 수 있다. 본 실시예에서, 팁(120)의 재질로는 생크(110)보다 강한 강도를 갖는 텅스텐 카바이드와 같은 초경합금 또는 세라믹 등을 들 수 있다. 수용홈(111)의 형상이 직육면체이므로, 팁(120)도 수용홈(111)과 대응하는 대략 직육면체 형상을 갖는다. 또한, 수용홈(111)이 생크(110)의 제 1 및 제 2 면들에 형성되므로, 팁(120)은 생크(110)의 제 1 및 제 2 면들을 통해 노출된다. 즉, 생크(110)의 제 1 및 제 2 면들을 노출된 팁(120)의 2 면들이 골재와 충돌하게 된다.
또한, 골재의 자중으로 인해서, 생크(110)의 상부보다는 하부가 골재에 의해 더 많이 마모된다. 이로 인하여, 팁(120)도 상부보다는 하부가 더 빨리 마모될 것이다. 이로 인하여, 팁(120)의 상부는 사용 가능할 정도인데도 불구하고 거의 마 모된 팁(120)의 하부로 인해서, 팁(120)의 교체 주기가 단축될 소지가 있다.
팁(120)의 교체 주기를 연장시키기 위해서, 팁(120)은 상부폭보다 하부폭이 넓은 형상을 갖는다. 특히, 본 실시예에서, 팁(120)은 하부로 갈수록 점진적으로 폭이 늘어나는 테이퍼진 형상을 갖는다. 또는, 팁(120)은 상하부의 폭이 실질적으로 동일할 수도 있다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 트레일 플레이트를 나타낸 평면도이다.
본 실시예에 따른 트레일 플레이트(100a)는 수용홈(111a)의 위치를 제외하고는 실시예 1의 트레일 플레이트(100)와 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들에 대한 반복 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 트레일 플레이트(100a)는 로터의 회전 방향이 시계 방향일 때 사용된다. 따라서, 수용홈(111a)은 생크(110a)의 제 1 면과 반대측인 제 3 면에 형성된다. 수용홈(111a)에 수용된 팁(120a)은 생크(110a)의 제 2 및 제 3 면들을 통해 노출된다.
실시예 3
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 트레일 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 트레일 플레이트(100b)는 생크(110b) 및 팁(120b)을 포함한다. 수용홈(111b)이 생크(110b)의 제 2 면 중간부에 형성된다.
팁(120b)은 수용홈(111b)에 삽입되는 걸림부(121b)를 갖는다. 특히, 팁(120b)은 생크(110b)의 제 2 면 전체에 접촉된다. 팁(120b)은 생크(110b)의 제 1 내지 제 3 면 모두를 통해 노출되어 있으므로, 본 실시예에 따른 트레일 플레이트(100b)는 로터의 회전 방향에 상관없이 사용될 수 있다.
실시예 4
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 트레일 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 트레일 플레이트(100c)는 생크(110c) 및 팁(120c)을 포함한다. 걸림부(111c)가 생크(110c)의 제 2 면 중간부에 돌출 형성된다.
팁(120c)은 걸림부(111c)가 삽입되는 수용홈(121c)을 갖는다. 특히, 팁(120c)은 생크(110c)의 제 2 면 전체에 접촉된다. 팁(120c)은 생크(110c)의 제 1 내지 제 3 면 모두를 통해 노출되어 있으므로, 본 실시예에 따른 트레일 플레이트(100c)는 로터의 회전 방향에 상관없이 사용될 수 있다.
실시예 5
도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 트레일 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 트레일 플레이트(100d)는 생크(110d) 및 팁(120d)을 포함한다. 수용홈(111d)이 생크(110d)의 제 2 면 중간부에 길게 형성된다.
팁(120d) 전체가 수용홈(111d)에 삽입된다. 따라서, 팁(120d)은 생크(110d)의 제 2 면을 통해서만 노출된다. 본 실시예에 따른 트레일 플레이트(100d)는 로터의 회전 방향에 상관없이 사용될 수 있다.
실시예 6
도 9는 본 발명의 제 6 실시예에 따른 수직축 임팩트 크러셔를 나타낸 단면도이고, 도 10은 도 9의 로터를 나타낸 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 수직축 임팩트 크러셔(200)는 크러싱 챔버(210), 크러싱 챔버(210)의 상부에 배치된 피딩 호퍼(220)를 포함한다. 골재는 피딩 호퍼(220)를 통해서 크러싱 챔버(210) 내로 투입된다. 골재에 원심력을 부여하는 로터(230)가 크러싱 챔버(1) 내부에 배치된다. 로터(230)는 회전축(250)에 연결되어 고속으로 회전하게 된다. 또한, 골재를 균일하게 분산시키는 콘 형상의 분산부재(260)가 회전축(250)의 상단에 장착된다. 로터(230)에 의해 원심력을 제공받은 골재가 충돌을 일으키는 앤빌(240)이 크러싱 챔버(210)의 내벽에 배치된다.
로터(230)는 회전축(250)에 연결된 로터 하우징(232)을 포함한다. 3개의 빌드-업 플레이트(234)들이 로터 하우징(232) 내부에 배치된다. 빌드-업 플레이트(234)의 외측 단부에는 팁 플레이트(236)가 설치된다. 또한, 트레일 플레이트(100)가 빌드-업 플레이트(234)의 내측 단부에 설치된다.
빌드-업 플레이트(234)와 팁 플레이트(236) 및 트레일 플레이트(100)에 의해서 로터 하우징(232) 내부는 3개의 공간들로 구획된다. 각 공간 내에 위치한 트레일 플레이트(100)들의 마모량에 차이가 발생되면, 로터 하우징(232)의 진동 및 베어링 파손이 유발될 소지가 있다. 그러나, 본 발명에 따르면, 초경합금 재질의 팁(120)이 트레일 플레이트(100)에 구비되어 있으므로, 트레일 플레이트(100)는 향상된 내마모성을 갖게 됨과 아울러 균일한 마모량을 갖게 된다. 따라서, 로터 하우징(232) 내부의 3개의 공간들 내에 골재들이 균일한 양으로 분포될 수가 있게 되어, 로터 하우징(232)의 진동 및 베어링 파손이 방지될 수가 있다.
여기서, 트레일 플레이트(100)는 실시예 1에서 상세히 기술되었으므로, 반복 설명은 생략한다. 한편, 실시예 1의 트레일 플레이트 뿐만 아니라 실시예 2 내지 5에 따른 팁 플레이트들이 수직축 임팩트 크러셔에 적용될 수 있음은 당업자에게는 자명할 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 트레일 플레이트의 생크에 초경합금 재질의 팁이 구비됨으로써, 트레일 플레이트는 골재에 대한 우수한 내마모성을 갖게 된 다. 특히, 트레일 플레이트들은 골재에 대한 균일한 마모량을 갖게 되므로, 로터의 진동과 베어링의 파손이 억제된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (11)

  1. 골재에 원심력을 부여하는 로터의 빌드-업 플레이트에 설치되어 토사 축적물을 수용하고, 상기 로터의 회전 방향과 직교하는 일면에 형성된 수용홈을 갖는 생크; 및
    상기 생크의 수용홈에 수용되어, 상기 골재에 의한 상기 생크의 마모를 방지하는 초경합금 팁을 포함하는 로터의 트레일 플레이트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 팁은 상단폭보다 하단폭이 긴 것을 특징으로 하는 로터의 트레일 플레이트.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 팁은 테이퍼진 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 로터의 트레일 플레이트.
  9. 삭제
  10. 크러싱 챔버;
    상기 크러싱 챔버의 상부에 배치되어, 상기 크러싱 챔버 내로 골재를 도입시키는 피딩 호퍼;
    상기 크러싱 챔버 내에 배치되어, 상기 골재에 원심력을 부여하는 로터; 및
    상기 크러싱 챔버의 내벽에 장착되어, 상기 로터로부터 배출된 골재가 충돌하는 앤빌을 포함하고,
    상기 로터는
    상기 피딩 호퍼에 연결되고, 고속으로 회전하여 상기 골재에 원심력을 부여하는 로터 하우징;
    상기 로터 하우징 내에 배치되어, 상기 골재를 안내함과 아울러 상기 앤빌을 향한 골재의 출구를 상기 로터 하우징의 측면에 형성하는 빌드-업 플레이트;
    상기 출구에 인접한 상기 빌드-업 플레이트의 제 1 단부에 장착된 팁 플레이트; 및
    상기 제 1 단부의 반대측인 상기 빌드-업 플레이트의 제 2 단부에 설치되고 상기 로터의 회전 방향과 직교하는 일면에 형성된 수용홈을 갖는 생크, 및 상기 생크의 수용홈에 수용되어 상기 골재에 의한 상기 생크의 마모를 방지하는 초경합금 팁을 포함하는 트레일 플레이트를 포함하는 수직축 임팩트 크러셔.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 로터 하우징의 저면 중앙에 배치되어, 상기 골재를 균일하게 분산시키는 분산부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수직축 임팩트 크러셔.
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