KR100762438B1 - 부착물 자동제거식 버켓 엘리베이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 작동 중에도 버켓 내외부면에 부착된 운반 대상물을 해머링 및 스크레이핑 장치에 의해 자동적으로 제거할 수 있도록 한 부착물 자동제거식 버켓 엘리베이터에 관한 것이다.

본 발명에 따른 버켓 엘리베이터(1)는 상하로 배열된 구동수단(13,14), 상하 배열된 상태로 상기 구동수단(13,14) 둘레에 결합되어 상기 구동수단(13,14)에 의해 상하로 무한궤도 운동을 하는 이송수단(11) 및, 상기 이송수단(11)의 일측에 일렬로 부착 고정되어 하단 투입구(7)에서 투입된 운반물(10)을 상단 토출구(5)까지 실어 올리는 복수의 용기수단(9)으로 구성되어 있는 버켓 엘리베이터(1)에 있어서, 상기 구동 수단(13,14)이 부착되는 벽면(3)에 회전 가능하게 지지된 회전축(23) 및, 상기 용기수단(9)의 하향 진행로 상에서 상기 용기수단(9)의 경사 벽면(15)과 간섭을 일으키도록 상기 용기수단(9)을 향하여 경사진 상태로 상기 회전축(23)으로부터 현수되어 있는 해머부(25)로 이루어진 해머링 장치(20)를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 버켓 엘리베이터에 의하면, 용기수단인 버켓이 운반물 토출 후 하향하는 도중에 해머링 장치의 간섭으로 인해 타격됨으로써 내외부 벽면에 부착된 운반물을 쉽게 제거해낼 수 있게 되므로 버켓의 수용용적이 줄어들거나 버켓의 중량 증대로 인해 체인등의 이송수단이 마모되는 것을 방지할 수 있게 된다.

버켓 엘리베이터, 컨베이어체인, 해머, 웨이트, 유동판, 가압핀, 스크레이퍼

Description

부착물 자동제거식 버켓 엘리베이터{sticking material automatically removing type bucket elevator}

도 1은 종래의 버켓 엘리베이터의 개략 정면도.

도 2는 도 1의 버켓 내부를 도시한 부분 사시도.

도 3은 도 2의 버켓에 부착물이 발생되는 예를 보인 부분 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 버켓 엘리베이터의 개략 정면도.

도 5는 도 4의 버켓 및 해머링 장치를 상세 도시한 부분 사시도.

도 6은 도 5의 해머링 장치 분해 사시도.

도 7은 도 5에 스크레이핑 장치가 추가된 상태를 도시한 부분 사시도.

도 8은 도 7의 스크레이핑 장치의 종단면도로 도 8a는 가압 전 상태를, 도 8b는 가압 후 상태를 각각 도시하는 도면.

도 9는 도 6의 해머링 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 개략도.

도 10 및 도 11은 도 7의 스크레이핑 장치의 작동 상태를 설명하는 버켓 내부 사시도로, 도 10은 타격전, 도 11은 타격 후의 유동판 및 와이어 스크레이퍼의 위치 관계를 도시한다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 버켓 엘리베이터 3 : 외부 케이싱

5,7 : 출구 및 입구 슈트 9 : 버켓

10 : 운반물 11 : 컨베이어 체인

13,14 : 구동 및 종동 스프로킷 15 : 버켓 경사벽면

20 : 해머링 장치 23 : 회전축

25 : 해머부 27 : 해머

29 : 웨이트 31 : 타격강도 조절부

35 : 유동판 37 : 안내판

39: 가압핀 40 : 스크레이핑 장치

41 : 압축 스프링 45 : 와이어 스크레이퍼

본 발명은 버켓 엘리베이터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광석, 광물 또는 분진 등과 같은 운반 대상물을 상하로 운반함에 있어 운반물이 수분, 점성 또는 기타 원인으로 인해 내외부면에 부착되더라도 별도의 작업을 가하지 않고 쉽게 제거해낼 수 있도록 한 부착물 자동제거식 버켓 엘리베이터에 관한 것이다.

일반적으로 버켓 엘리베이터(bucket elevator)는 광석 또는 분진 등과 같은 중소립 분체를 상하로 운반하는 장치로서 다양한 산업분야에 적용되어 다량의 중소립 분체를 연속해서 상하로 운반하는 데 효과적으로 사용되고 있으며, 예컨대 제철소에서는 여러 운반공정에 채용되어 철광석등을 상하로 실어 나르는 역할을 한다.

이와 같이 철광석 운반에 사용되는 버켓 엘리베이터는 일반적으로 도 1에 101로 도시된 바와 같이, 상하단에 출구와 입구 슈트(105,107)가 형성된 외부 케이싱(103), 입구 슈트(107)를 통해 투입된 운반물이 장입되는 버켓(109), 중간 부분에 고정된 버켓(109)을 상하로 이동시키는 한 쌍의 컨베이어 체인(111) 및, 체인(111)을 상하로 연속해서 궤도 운동시키는 구동 및 종동 스프라켓(113,114)로 이루어진다.

따라서, 구동원으로부터의 구동력에 의해 구동 스프라켓(113)이 회전 구동하여 체인(111)을 화살표(A,B) 방향으로 상하 이동시키면, 체인(111)에 부착된 버켓(109)도 함께 상하로 이동하게 된다. 이 때, 입구 슈트(107)를 통해 도 2에 도시된 것처럼 버켓(109)에 투입된 운반물(110)은 버켓(109)을 따라 화살표(A) 방향으로 상향 운반되어 하향 전환되는 지점에서 출구 슈트(105)로 토출되며, 운반물(110)을 쏟아낸 버켓(109)은 다시 도 2와 같이 화살표(B) 방향으로 하향 이동하여 상하 이동을 반복함으로써 운반물(110)을 연속해서 위쪽으로 실어 나르게 된다.

그런데, 이와 같은 버켓 엘리베이터(101)는 도 3에 도시된 바와 같이, 운반물(110) 특히, 제철소의 경우에는 철광석이나 분진 등이 수분 또는 기타 원인으로 버켓(109)의 내외부 표면에 부착됨으로 인해 버켓(109)의 수용 용적이 감소되어 정해진 양을 정확히 담아 올리지 못하게 되거나, 버켓(109) 전체의 중량이 증가되어 컨베이어 체인(111) 및 체인 스프로킷(113,114)을 조기 마모시키며, 운반물(110)의 화학적 성질에 따라서는 버켓(109) 표면을 부식시키는 등의 많은 문제점을 가지고 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래에는 버켓(109) 내부에 고무판을 부착하여 운반물의 부착을 방지하고 있었으나 실질적인 효과를 거두지 못하였으며, 결국 전체 공정을 정지시킨 상태에서 수작업에 의해 해머 또는 포킹 바(porking bar) 등으로 버켓(109)을 충격하여 예컨대 부착광과 같은 부착 운반물(112)을 제거하고 있었으나 이 또한 전체 공정을 정지시켜야 하므로 생산성을 크게 저하시킬 뿐 아니라 작업량 및 재해 가능성을 증대시키므로 원가 상승을 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 버켓 엘리베이터가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 버켓 내외부 표면에 부착되는 운반물을 버켓이 상하로 이동하는 도중에 별도의 장치에 의해 자동적으로 제거되도록 함으로써 부착물의 제거를 위해 전체 공정을 정지하거나 추가 작업을 투입함에 따른 생산성 저하 및 경비상승을 예방하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해, 상하로 배열된 구동수단, 상하 배열된 상태로 구동수단 둘레에 결합되어 구동수단에 의해 상하로 무한궤도 운동을 하는 이송수단 및, 이송수단의 일측에 일렬로 부착 고정되어 하단 투입구에서 투입된 운반물을 상단 토출구까지 실어 올리는 복수의 용기수단으로 구성되어 있는 버켓 엘리베이터에 있어서, 구동 수단이 부착되는 벽면에 회전 가능하게 지지된 회전 축 및, 용기수단의 하향 진행로 상에서 용기수단의 경사 벽면과 간섭을 일으키도록 용기수단을 향하여 경사진 상태로 회전축으로부터 현수되어 있는 해머부로 이루어진 해머링 장치를 구비하고 있는 부착물 자동제거식 버켓 엘리베이터를 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 버켓 엘리베이터를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 버켓 엘리베이터는 도 4에 도면번호 1로 도시된 바와 같이, 기본적으로 일반적인 버켓 엘리베이터와 마찬가지로 구동수단인 구동 및 종동 스프로킷(13,14), 이송수단인 컨베이어 체인(11) 및 용기수단인 버켓(9)으로 이루어져 있으며, 외체를 형성하는 외부 케이싱(3)에 의해 둘러싸여져 있고, 외부 케이싱(3)의 하부 벽면에는 도 5와 같이 버켓(9)에 운반물(10)을 투입하기 위한 입구 슈트(5)가, 벽면 상부에는 버켓(9)에 의해 운반된 운반물(10)을 토출하기 위한 출구 슈트(7)가 각각 형성되어 있다.

여기에서, 구동 스프로킷(13)은 케이싱(3)의 상단에 설치되어 외부에서 입력되는 구동력에 의해 컨베이어 체인(11)을 상하로 이동시키며, 종동 스프로킷(14)은 케이싱(3) 하단에 설치되어 체인(11)을 걸도록 되어 있는데 도시되어 있지 않으나 케이싱(3)의 전후방에 한 쌍씩 두 쌍이 설치되어 도 5와 같이 전후방에 하나씩 설치되는 컨베이어 체인(11)을 걸어 고정하게 된다. 또한, 컨베이어 체인(11)은 도 4에서와 같이 케이싱(3) 상하의 구동 및 종동 스프로킷(13)에 결합되어 구동 스프로킷(13)의 회전에 따라 상하 궤도 운동을 반복하도록 케이싱(3)의 전후방으로 하나씩 한 쌍이 설치되어 있으며, 전방 및 후방 체인(11)의 사이에는 체인(11)의 이동 방향을 따라 일렬로 배열된 복수개의 버켓(9)이 경사진 상태로 부착되어 있다. 이와 같이 체인(11)에 고정되어 상하로 이동하는 복수의 버켓(9)은 도 4에서와 같이 차례로 케이싱(3)의 입구 슈트(7)에서 투입되는 운반물(10)을 실어 케이싱(3) 위쪽의 출구 슈트(5)를 통해 토출하도록 되어 있다.

이 때, 본 발명의 버켓 엘리베이터(1)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 케이싱(3) 중상단 부분에 해머링 장치(20)가 설치되어 있다. 이 해머링 장치(20)는 경사진 버켓(9)의 벽면(15)과 간섭을 일으켜 좌우로 선회하면서 버켓(9)의 벽면(15)을 타격하는 역할을 하도록 되어 있는데, 다시 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼 크게 회전축(23)과 해머부(25)로 이루어져 있다.

여기에서 회전축(23)은 케이싱(3)의 벽면에 부착된 전후 한 쌍의 베어링(22)에 의해 회전 가능하게 케이싱(3)에 고정되며, 양 베어링(22) 중간 부분에 해머부(25)를 고정하기 위한 플랜지(24)가 일체로 돌출 형성되어 있다. 또한 회전축(23)에 끼워 고정된 상태로 현수되어 있는 해머부(25)는 다시 플랜지(24)와 볼트 체결되는 체결링(51), 체결링(51)에서 하향 연장된 몸체(53) 그리고 몸체(53) 끝부분에 볼트 체결되는 해머(27)로 구성되는데, 체결링(51)에는 플랜지(24)로부터 끼워지는 체결 볼트(55)가 삽입되는 복수의 체결공(57)이 관통되어 있으며, 몸체(53)는 해머(27)가 체인(11)을 따라 하향 이동하는 버켓(9)과 간섭을 일으키도록 버켓(9)의 경사진 벽면(15) 쪽으로 경사 절곡되어 있고, 해머(27)는 몸체(53) 끝부분에 착탈 가능하게 볼트 체결되어 좌우로 선회하면서 버켓(9)의 경사면(15)을 타격하도록 되어 있다.

아울러, 본 발명에 따른 해머링 장치(20)에는 도 5에서 알 수 있듯이, 회전축(23) 상에 해머부(25) 외에도, 버켓(9)의 경사벽면(15)에 의해 도면상 좌측으로 밀려 나갔던 해머부(25)의 복원력을 조절함으로써 해머부(25)에 의한 버켓(9)의 타격 강도를 조절할 수 있는 타격강도 조절부(31)가 장착될 수 있는데, 이 타격강도 조절부(31)는 도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 회전축(23) 끝부분에 가공된 각봉부(28)에 끼워맞춤되도록 각봉부(28)와 대응하는 형태의 체결공(59)이 관통된 링체(61)를 구비하고 있는 레버(63)와 레버(63)의 링체(61) 대향측 단에 볼트(65)와 너트(67)에 의해 착탈 가능하게 결합되는 교체식 웨이트(69)로 이루어져 있으며, 조절부(31)의 링체(61)는 체결공(59)과 상응하는 형태의 체결공(71)이 관통된 한 쌍의 스페이서(73) 사이에 개재된 채로 각봉부(28)에 끼워져 각봉부(28) 끝면에 체결되는 와셔(75)와 볼트(77)에 의해 고정된다.

또한, 본 발명의 버켓 엘리베이터(1)는 해머링 장치(20) 외에도 도 7에 도시된 바와 같은 스크레이핑 장치(40)가 추가로 설치될 수 있는데, 이 스크레이핑 장치(40)는 도 8a 및 도 8b에 보다 상세히 도시된 것처럼 버켓(9)의 개구부(33)를 개폐하는 유동판(35), 해머부(25)에 의해 타격되어 유동판(35)을 밀어 개방하는 가압핀(39), 타격에 의해 밀려 들어간 가압핀(39)을 원위치로 복귀시키는 압축 스프링(41) 및, 유동판(35) 내측면에 부착된 와이어 스크레이퍼(45)로 구성되어 있다.

여기에서, 유동판(35)은 버켓(9)의 경사벽면(15) 측에 절결된 개구부(33)를 덮도록 버켓(9)의 외형선을 따라 J자 형태로 만곡되어 있으며, 개구부(33) 상단 모 서리 부분에 힌지(79)에 의해 피벗 가능하게 장착되어 있다.

또한 가압핀(39)은 경사벽면(15) 위에 개구부(33)를 가로 질러 부착된 안내판(37)의 안내공(81)을 따라 좌우로 이동하는 원통형의 몸체(36)와, 해머(27)에 의해 직접적으로 타격되도록 몸체(36) 일단에 방사상으로 돌출 형성된 헤드부(38)로 이루어져 있으며, 몸체(36)의 타단은 유동판(35)과의 접촉을 매끈하게 유지하도록 곡률반경이 작은 링(83) 형태로 모따기 되어 있는데, 링(83)은 버켓 엘리베이터(1) 작동 중지 시 안내공(81)에서 가압핀(39)이 탈락되는 것을 방지하는 역할도 하며, 교체가 가능하도록 별도의 링체(83)로 가공하여 핀(39) 끝부분에 착탈식으로 장착할 수도 있다.

가압핀(39)에 가해지는 타격에 따라 압축과 복원을 반복하는 압축 스프링(41)은 각각 핀(39) 헤드부(38)와 안내판(37)에 접하도록 핀(39) 몸체(36)에 끼워져 있는 스프링 시트와셔(85) 사이에서 핀 몸체(36) 둘레에 삽입되어 있다.

끝으로, 와이어 스크레이퍼(45)는 변형이 어려운 강성(剛性)이 큰 재질의 강선으로 제작되며, 유동판(35)의 내측면에 횡으로 부착된 상하 한 쌍의 고정바(43)에 종방향으로 복수개가 부착되어 유동판(35)과 함께 좌우 선회하면서 버켓(9) 내벽면에 부착된 운반물을 긁어내거나 떼어내는 역할을 한다.

이제, 위와 같이 구성된 본 발명의 버켓 엘리베이터(1)의 작동을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 버켓 엘리베이터(1)는 도 4에 도시된 바와 같이, 장치의 하부(7)에서 투입되는 운반물을 상부(5)로 실어 나르는 장치로서, 다양한 산업 분야에 응 용될 수 있으나, 본 명세서에서는 제철소의 철광석이나 분진 등을 운반하는 데 적용된 경우의 실시예로서 설명한다.

먼저, 도 4에서 버켓 엘리베이터(1)가 작동을 개시하면 동력원에서 전달되는 구동력에 의해 구동 스프라켓(13)이 회전하고, 이에 따라 컨베이어 체인(11)이 화살표(C,D) 방향으로 상하 이동하기 시작한다. 그리고 나서, 입구 슈트(7)를 통해 광석 등과 같은 운반물(10)이 투입된 버켓(9)은 체인(11)과 함께 상향 이동하여 하향 전환되는 지점에서 출구 슈트(5)를 향해 운반물(10)을 토출함으로써 반복적으로 소정의 지점까지 광석을 운반하게 된다.

이 때, 하향하는 버켓(9)은 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 이동로 상으로 돌출 설치되어 있는 해머링 장치(20)와 간섭을 일으키게 되며, 이에 따라 회전축(23)을 중심으로 회전 가능하게 장착되어 있는 해머(27)는 하향 이동하는 버켓(9)의 경사 벽면(15)을 따라 안쪽으로 밀어 올려지다가 버켓(9)의 바닥면 모서리에서 이탈되는 순간 자중으로 인해 원래의 위치로 복귀하면서 다음 번의 버켓(9) 경사면(15)을 강하게 타격하게 되며, 이 때 버켓(9)에 가해지는 충격에 의해 버켓(9) 내주면에 부착되어 있던 부착광등이 벽면에서 떨어져 제거된다.

더욱이, 본 발명의 해머링 장치(20)는 회전축(23)에 타격강도 조절부(31)가 장착되어 있으므로, 해머(27)에 의한 버켓(9) 타격력을 더욱 증대시킬 수 있을 뿐 아니라, 조절부(31)에 착탈 가능하게 장착되어 있는 웨이트(29)의 무게나 수를 변경함으로써 버켓(9)에 부착되는 광물의 종류나 수분 함유량 등에 따른 부착강도에 알맞게 해머(27)의 타격력을 조절할 수도 있다.

또한, 해머링 장치(20)와 겸하여 도 7에 도시된 바와 같은 스크레이핑 장치(40)를 버켓(9)에 장착함으로써 부착광 제거 효율을 증진시킬 수도 있는데, 이 경우 도 9에서와 같이 버켓(9)의 경사벽면(15)에 의해 안쪽으로 밀어 올려졌던 해머(27)가 다음 번 버켓(9)을 타격할 때 버켓 벽면(15)을 직접 타격하지 않고, 스크레이핑 장치(40)의 가압핀(38)을 타격하게 된다.

이에 따라, 가입핀(38)은 도 8b에 도시된 바와 같이 안내판(37)의 안내공(81)을 따라 버켓(9) 내측으로 밀려 들어가면서 링체(83)에 의해 유동판(35)을 가압하게 되며, 이와 같이 가압된 유동판(35)은 도 10의 상태에서 도 11에 도시된 것과 같이 힌지(79)를 중심으로 선회하면서 버켓(9) 내주면에 부착되어 있는 부착광을 떼어내게 되며, 타격 후 압축 스프링(41)의 복원력에 의해 원래의 위치로 복귀하면서 다시 한 번 부착광을 긁어내게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 부착물 자동제거식 버켓 엘리베이터에 의하면, 철광석과 같은 운반물을 실어 나르기 위해 무한궤도 운동을 하는 컨베이어 체인을 따라 상하 이동을 반복하는 버켓의 이동로 도중에 해머링 장치를 설치하고 있으므로 버켓과의 간섭으로 인해 해머가 갖게 되는 위치 에너지를 버켓 타격력으로 전환함으로써 별도의 에너지를 소비하거나 조작을 가하지 않고도 버켓에서 손쉽게 부착광 등의 부착물을 제거해낼 수 있게 된다.

또한, 해머링 장치에 타격강도 조절부를 두어 해머링 장치의 회전축에 걸리는 모먼트를 웨이트 교체나 가감을 통해 쉽게 변화시킬 수 있으므로 부착물의 종류 나 성질에 따른 부착강도에 알맞게 해머의 타격력을 조절할 수 있게 되어 해머링 장치의 효율적인 이용이 가능하게 된다.

아울러, 해머의 타격력을 버켓 벽면에 설치된 스크레이핑 장치로 수용하여 타격력이 버켓 자체에 가해질 뿐 아니라 가압핀을 통해 유동판과 와이어 스크레이퍼에 전달되도록 함으로써 유동판 및 와이어 스크레이퍼를 통해 버켓 내주면에 고착된 부착광 등을 긁어낼 수 있게 되므로 보다 효과적인 부착물 제거가 가능하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 버켓 엘리베이터에 따르면 해머링 장치 및 스크레이핑 장치에 의해 버켓에 내외부면이나 체인 등에 부착된 철광석 등과 같은 부착물을 편리하고, 효과적으로 제거할 수 있게 되므로 부착물로 인한 설비 수명의 단축이나 부착물 제거작업에 따르는 경비 상승 및 가동률 저하 등을 방지할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 상하로 배열된 구동수단(13,14), 상하 배열된 상태로 상기 구동수단(13,14) 둘레에 결합되어 상기 구동수단(13,14)에 의해 상하로 무한궤도 운동을 하는 이송수단(11) 및, 상기 이송수단(11)의 일측에 일렬로 부착 고정되어 하단 투입구(7)에서 투입된 운반물(10)을 상단 토출구(5)까지 실어 올리는 복수의 용기수단(9)으로 구성되어 있는 버켓 엘리베이터(1)에 있어서, 상기 구동 수단(13,14)이 부착되는 벽면(3)에 회전 가능하게 지지된 회전축(23) 및, 상기 용기수단(9)의 하향 진행로 상에서 상기 용기수단(9)의 경사 벽면(15)과 간섭을 일으키도록 상기 용기수단(9)을 향하여 경사진 상태로 상기 회전축(23)으로부터 현수되어 있는 해머부(25)로 이루어진 해머링 장치(20)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 부착물 자동제거식 버켓 엘리베이터.
2. 제1 항에 있어서, 상기 해머링 장치(20)는 상기 회전축(23)으로부터 현수되어 있으며 말단 부분에 교체식 웨이트(29)가 착탈 가능하게 부착되어 있는 타격강도 조절부(31)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 부착물 자동제거식 버켓 엘리베이터.
3. 제1 항에 있어서, 상기 용기수단(9)은 상기 경사 벽면(15)에 절결 형성된 개구부(33)를 덮도록 상기 개구부(33) 상단 모서리 부분에 피벗 장착된 유동판(35), 상기 개구부(33)를 가로질러 상기 벽면(15)에 부착된 안내판(37)을 따라 상기 해머부(25)로부터 가해지는 타격에 의해 상기 유동판(35)을 내측으로 선회시키는 가압핀(39), 내측으로 선회된 상기 유동판(35)을 원위치로 복귀시키도록 상기 가압핀(39)의 헤드부(38)와 상기 안내판(37)의 사이에서 상기 가압핀(39) 몸체(36)에 끼워져 있는 압축 스프링(41) 및, 상기 유동판(35)의 상하에 횡방향으로 부착된 한 쌍의 고정바(43)에 종방향으로 병렬 부착되어 있는 복수의 와이어 스크레이퍼(45)로 이루어진 스크레이핑 장치(40)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 부착물 자동제거식 버켓 엘리베이터.

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