KR100960897B1 - 교반 장치 - Google Patents

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정현수
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Abstract

본 발명은 아스팔트 콘크리트 등을 제조하기 위한 아스팔트, 휠러, 모래, 자갈 등의 원자재 혼합물을 교반하는 교반 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 상기와 같은 원자재 혼합물을 교반하기 위한 하나 이상의 날개부를 자전시키는 동시에 공전시킴으로서, 혼합물이 균일하게 분산, 교반되는 등 교반 효율을 증가시키며, 챔버의 외벽과 내벽 사이에 공간부를 형성시키고 상기 공간부에 열매체(熱媒體)를 충전시킴으로서, 챔버 내 혼합물의 최적 교반 온도를 장시간 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 상기 혼합물이 수용되는 챔버의 상,하 위치 및 기울기를 조절할 수 있도록 하여 혼합물을 용이하게 삽입 및 배출할 수 있도록 하는 교반 장치에 관한 것이다.

Description

교반 장치{Mixing apparatus}
본 발명은 아스팔트 콘크리트 등을 제조하기 위한 아스팔트, 휠러(Filler), 모래, 자갈 등의 원자재 혼합물을 교반하는 교반 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상기와 같은 원자재 혼합물을 교반하기 위한 하나 이상의 날개부를 자전시키는 동시에 공전시킴으로서, 혼합물이 균일하게 분산, 교반되는 등 교반 효율을 증가시키며, 챔버의 외벽과 내벽 사이에 공간부를 형성시키고 상기 공간부에 열매체(熱媒體)를 충전시킴으로서, 챔버 내 혼합물의 최적 교반 온도를 장시간 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 상기 혼합물이 수용되는 챔버의 상,하 위치 및 기울기를 조절할 수 있도록 하여 혼합물을 용이하게 삽입 및 배출할 수 있도록 하는 교반 장치에 관한 것이다.
일반적으로 아스팔트 콘크리트 등을 제조하기 위한 아스팔트, 휠러, 모래, 자갈 등의 원자재 혼합물을 교반하는 교반장치는, 도 1(대한민국 공개특허공보 제10-1988-0013980호)에 도시된 바와 같이, 구동모터 등에 의해 회전하는 회전축(2)에 하나 이상의 편판형 날개(4)를 결합한 교반 수단을, 혼합물이 수용된 챔버(3) 내에서 회전시켜 혼합물을 교반하는 구조로 이루어진 장치가 대부분이다.
하지만, 상기와 같은 종래의 교반 장치는 상기 날개(40)의 회전 반경을 벗어나는 범위, 즉, 회전축(2)의 근접부 또는 챔버(3)의 내벽면 주위의 혼합물에는 상기 날개(40)의 회전력이 미치지 못하거나 극히 미비하게 영향을 미침으로서, 혼합물이 균일하게 분산, 교반되지 못하는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 도 2(대한민국 공개특허공보 제10-1998-037442호)에 도시된 바와 같이, 교반 날개(14)의 크기를 확장시키고, 교반 날개(14)에 구멍(17)을 형성시키거나, 도 3(대한민국 등록특허공보 제10-0374674호)에 도시된 바와 같이, 진동바(7)에 진동베인(10)을 결합하여 교반 수단 자체를 진동시킴으로서, 상기와 같이 점성이 높아 유동성이 적은 혼합물의 유동량을 증가시키고자 하였다.
하지만 상기와 같은 구성은 확장된 교반 날개(14, 도 2참조)를 회전시키거나 진동바(7, 도 3참조)를 진동시키기 위해 많은 전력이 소모될 뿐만 아니라 확장된 교반 날개(14)와 점성이 높은 혼합물의 마찰력 또는 진동바(7)의 진동 등에 의해 잔고장을 빈번히 발생시키게 되며, 교반 효율 또한 가시적으로 증가시키지는 못하는 문제점이 있었다.
아울러, 특히 상기와 같은 점성이 높은 혼합물은 시공시 적절한 온도를 유지시켜야 함에도 불구하고 상기와 같은 종래의 교반장치는 혼합물의 교반 시간이 길어질 경우, 상기 혼합물의 최적 교반 온도를 유지할 수 없었을 뿐만 아니라 상기 혼합물이 수용되는 챔버가 고정되어 있음에 따라 혼합물의 삽입 및 배출 또한 용이하지 못하게 되고, 시공시에 혼합물의 적절한 온도를 유지할 수 없는 문제점 등이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 아스팔트 콘크리트 등을 제조하기 위한 아스팔트, 휠러, 모래, 자갈 등의 원자재 혼합물을 교반하기 위한 하나 이상의 날개부를 자전시키는 동시에 공전시킴으로서, 혼합물이 균일하게 분산, 교반되는 등 교반 효율을 증가시키고자 함을 과제로 한다.
또한, 챔버의 외벽과 내벽 사이에 공간부를 형성시키고 상기 공간부에 열매체를 충전시킴으로서, 챔버 내 혼합물의 최적 교반 온도를 장시간 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 시공시에 혼합물의 적절한 온도를 유지할 수 있도록 하여 생산성 및 작업성의 효율을 향상시키고자 함을 또 다른 과제로 한다.
상기 혼합물이 수용되는 챔버의 상,하 위치 및 기울기를 조절할 수 있도록 함으로서, 혼합물이 용이하게 삽입 및 배출할 수 있도록 하는 교반 장치를 제공함을 또 다른 과제로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로, 프레임; 상기 프레임의 상부면에 결합되어 자전 및 공전하는 교반 수단; 및 상기 프레임과 이동수단을 매개로 결합되어 상,하 이동하는 교반 챔버;를 포함하여 구성되는 교반 장치를 제공한다.
한편, 상기 교반 수단은, 구동모터와 연동하는 구동축; 상기 구동축의 끝단에 결합되는 수평축; 및 상기 수평축의 양끝단에 체결되어 공전하고, 상기 프레임의 상부면에 고정된 고정체와 접촉하여 자전하는 제 1날개부 및 제 2날개부;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 교반 챔버는, 외벽과 내벽 사이에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에 열매체가 충전될 수 있다.
또한, 상기 교반 챔버의 공간부에 하나 이상의 가열봉이 삽입될 수 있다.
또한, 상기 교반 챔버는, 상부 일단에 혼합물의 넘침을 방지하는 방지벽이 구비될 수 있다.
아울러, 상기 이동수단은, 상기 교반 챔버의 양측부에 결합되는 이동부; 상기 구동부와 체인을 매개로 연결되는 제 1연동부 및 제 2연동부; 및 상기 연동부를 회전시키는 구동부;를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 구동부는, 상기 교반 챔버와 회전체를 매개로 결합되어 교반 챔버의 기울기 동작을 구현시킬 수 있다.
상기의 과제 해결 수단에 의한 본 발명은 아스팔트 콘크리트 등을 제조하기 위한 아스팔트, 휠러, 모래, 자갈 등의 원자재 혼합물을 균일하게 분산, 교반되는 등 교반 효율을 증가시키며, 챔버 내 혼합물의 최적 교반 온도를 장시간 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 상기 혼합물이 수용되는 챔버의 상,하 위치 및 기울기를 조절할 수 있도록 하여 혼합물이 용이하게 삽입 및 배출할 수 있고, 또한 시공시에 혼합물의 적절한 온도를 유지할 수 있도록 하여 생산성 및 작업성의 효율을 향상시키는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 종래 교반 장치의 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 장치의 사시도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 장치의 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 수단의 사시도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 수단의 작동 상태를 나타낸 개략도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 수단의 사시도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 챔버의 작동 상태를 나타낸 개략도
상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 구성 및 그 작용 효과에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 장치의 단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 수단의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 수단의 작동 상태를 나타낸 개략도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 수단의 사시도로서, 본 발명은, 프레임(10), 교반수단(20) 및 교반 챔버(40)를 포함하여 구성된다.
상기 프레임(10)은, 후술되어질 각 구성 부품을 내부에 수용하는 것으로, 상부에는 교반 수단(20)이 결합되며, 하부에는 이동수단(30)을 매개로 교반 챔버(40)가 결합된다.
상기 교반 수단(20)은, 상기 프레임(10)의 상부면에 결합되어 자전 및 공전하는 것으로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 구동모터(21)와 베벨기어로 연결되어 연동하는 구동축(22) 끝단에 수평축(23)이 결합되고, 상기 수평축(23)의 양끝단에 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)가 체결된다.
따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 구동축(22)에 결합된 수평축(23)이 회전함에 따라, 상기 수평축(23)의 양끝단에 체결된 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)가 공전하게 된다.
상기 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)는 도 5에 도시된 바와 같이, 최초 90°도의 방향차를 가지며 결합된 상태, 즉, 제 1날개부(24)의 정면이 정방향으로 향할 때는 상기 제 2날개부(25)의 측면이 정방향 향하며, 제 2날개부(25)의 정면이 정방향으로 향할 때는 상기 제 2날개부(25)의 측면이 정방향으로 향하도록 결합된다.
아울러, 상기 프레임(10)의 상부면에는 별도의 고정체(26)가 고정,결합된다.
상기 고정체(26)는 직접 회전하지 않고 고정된 상태로 상기 프레임(10)의 상부면에 결합되며, 상기 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)의 끝단에 연결된 기어체(24a,25a)와 상기 프레임(10)의 상부면에 고정, 결합된 고정체(26)가 맞물려 접촉한다.
즉, 상기 고정체(26)와 기어체(24a,25a)의 외주면에는 서로 대응되는 기어잇이 형성된다.
따라서, 도 6 및 도7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)의 공전에 대응하여, 상기 기어체(24a,25a)가 상기 고정된 고정체(26)의 외주면을 따라 공전하며, 이에 따라 상기 기어체(24a,25a)와 축결합된 상기 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)가 자전하게 된다.
아울러, 상기 구동축(22)은 상기 고정체(26)를 관통하여 상기 수평축(23)과 결합되는 구성으로, 상기 구동축(22)과 고정체(26) 사이에 통상의 베어링이 삽착될 수 있으며, 상기 수평축(23)과 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)의 축결합 부위에도 베어링이 삽착될 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 일 실시예에서는 구동모터(21)와 구동축(22)을 베벨기어를 적용하여 구성하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 캠(구동캠 및 종동캠)구조 등 다양한 구성을 적용할 수 있다.
한편, 상기와 같은 구성은, 상기 고정체(26)가 고정되고 상기 고정된 고정체(26)의 외주면을 따라 기어체(24a,25a)가 회전함에 따라, 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)의 공전방향과 자전 방향이 동일하게 된다.
하지만 다른 실시예로서, 별도의 구동모터(21)를 상기 고정체(26)에 연결하여 고정체(26)를 회전시킴으로서, 상기 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)의 공전방향과 자전방향을 반대로 구현하는 것도 가능하다.
상기 교반 챔버(40)는, 교반 혼합물을 내부에 수용하는 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 이동수단(30)을 매개로 상기 프레임(10)과 결합되며, 상기 이동수단(30)을 통해 상,하 이동한다.
상기 교반 챔버(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 외벽(41)과 내벽(42) 사이에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에 히팅 오일(Heating oil)등의 열매체가 충전된다.
따라서, 교반 챔버(40) 내의 교반 혼합물이 최적 교반 온도를 장시간 유지할 수 있도록 하며, 상기 유지시간을 더욱 증가시키기 위해서, 별도의 가열봉 등을 상기 공간부에 삽입시킬 수 있다.
또한, 상기 교반 챔버(40)의 상부 일단에는 방지벽(43)이 구비되며, 이는 혼합물의 교반시, 혼합물의 넘침 등을 방지하게 된다.
상기 이동수단(30)은, 교반 챔버(40)를 상기 프레임(10)에 결합시키는 동시에 상,하 이동시키는 것으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 이동부(31), 제 1연동부 (32)및 제 2연동부(33), 구동부(34)가 체인(35)을 매개로 연동하여 구성된다.
즉, 체인(35)의 일단은 프레임(10) 상부면에 고정된 상태로, 타단이 연장되어 상기 이동부(31)와 체결되며, 제 1연동부(32) 및 제 2연동부(33)를 거쳐 별도의 고정수단(36)에 결합된다.
아울러, 상기 구동부(34)가 상기 제 2연동부(33) 및 별도의 고정수단(36)과 밴드를 통해 상호 연동된다.
따라서, 상기 구동부(34)를 회전시키면, 상기 제 2연동부(33)가 회전하고, 이에 따라 상기 체인(35)이 이동부(31) 방향으로 연장 또는 축소되어 이동부(31)가 상,하 이동하게 되며, 상기 축소된 체인(35)의 잔량은 상기 고정수단(36)에 감겨 보관된다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 별도의 락부재(37)를 구성하여, 상기 이동부(31)의 상,하 이동 상태를 유지, 고정시킬 수 있다.
아울러, 상기 이동부(31)는 교반 챔버(40)의 양측부에 결합된 상태이므로, 상기 교반 챔버(40)도 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(34)의 회전에 대응하여 상,하 이동하게 된다.
한편, 상기 교반 챔버(40)와 이동부(31)는 회전체(38)를 매개로 결합된다. 즉, 이동부(31)의 일측은 상기 제 1연동부(32)와 체인(35)을 매개로 연결되며, 타측은 상기 교반 챔버(40)와 회전체(38)를 매개로 결합됨으로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 교반 챔버(40)의 기울기를 조절할 수 있도록 한다.
따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 교반 챔버(40)를 용이하게 기울일 수 있도록 하는 별도의 손잡이(44)를, 상기 교반 챔버(40)의 상부 일단에 구성할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 교반 챔버(40)의 작동 상태를 나타낸 개략도로서, 상기와 같이 교반 장치(40)의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다.
(A) 작업자는, 도 9에 도시된 바와 같이, 하부 이동한 상태의 교반 챔버(40)를 기울여 혼합물을 삽입시킨다.
이때, 상기 교반 챔버(40)는 도 8에 도시된 바와 같이, 이동부(31)와 회전체(38)를 매개로 결합되어있기 때문에 교반 챔버(40)를 용이하게 기울일 수 있다.
(B) 상기 교반 챔버(40)의 혼합물 삽입과정이 완료되면, 구동부(34)를 회전시켜 이동부(31)를 상승시킴으로서, 상기 이동부(31)에 결합된 교반 챔버(40)를 상승시킨다.
이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 구동부(34)가 회전함에 따라 제 2연동부(33) 및 고정수단(36)이 회전하게 되며, 상기 고정수단(36)의 회전에 대응하여 체인(35)은 축소(제 1연동부와 구동부 사이의 체인 길이)되고, 이로 인해 상기 이동부(31) 및 교반 챔버(40)를 상승시키게 된다.
상기 교반 챔버(40)는, 프레임(10) 상부면에 고정된 교반수단(20)의 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)를 내부에 완전히 수용할 수 있을 정도로 상승시키는 것이 바람지하며, 상승된 상태를 유지,고정시키기 위해 락부재(37)를 체결한다.
(C) 상기 교반 챔버(40)가 교반 수단(20)을 수용한 상태로 고정된 후, 구동모터(21)의 동작을 제어하는 통상의 제어장치를 이용하여 구동모터(21)를 가동시킴으로서, 교반 챔버(40) 내의 혼합물을 교반한다.
이때, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 구동모터(21)가 회전함에 따라, 베벨기어로 연결된 구동축(22) 및 구동축(22)의 끝단에 연결된 수평축(23)이 회전하며, 상기 수평축(23)의 양끝단에 체결된 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)가 공전하게된다.
아울러, 상기 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)가 공전함에 있어, 상기 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)의 끝단에 형성된 기어체(24a,25a)가 상기 프레임(10)의 상부면에 고정된 고정체(26)의 외주면을 따라 공전하게 되며, 이로 인해 상기 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25)가 자전하게 된다.
한편, 상기 혼합물을 교반함에 있어, 상기 혼합물은 통상 165℃에서 가장 우수한 교반 효율을 가진다. 따라서, 교반이 완료될 때까지 상기 온도를 유지하기 위해 상기 교반 챔버(40)는 도 5에 도시된 바와 같이, 외벽(41)과 내벽(42) 사이에 공간부가 형성되고, 상기 공간부에 170~190℃의 히팅 오일이 충전되며, 이로 인해 교반 혼합물이 최적 교반 온도를 장시간 유지할 수 있게 된다.
(D) 상기와 같은 교반 수단의 회전에 의해 혼합물의 교반이 완료되면, 작업자는 구동 모터(21)의 작동을 정지시키고, 상기 락부재(37)를 해제시킨 후, 구동부(34)를 역회전 시켜 상기 교반 챔버(40)를 하강시키게 된다.
이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 구동부(34)가 역회전함에 따라 제 2연동부 (33)및 고정수단(36)이 역회전하게 되며, 상기 고정수단(36)의 역회전에 대응하여 체인(35)은 연장(제 1연동부와 구동부 사이의 체인 길이)되고, 이로 인해 상기 이동부(31) 및 교반 챔버(40)를 하강시키게 된다.
(E) 상기와 같이 교반 챔버(40)의 하부이동이 완료된 상태에서 작업자는, 도 9에 도시된 바와 같이, 하부 이동한 상태의 교반 챔버(40)를 기울여 교반된 혼합물을 배출한다.
따라서, 본 발명은 교반 수단을 공전시키는 동시에 자전시킴으로서, 아스팔트, 휠러, 모래, 자갈 등의 원자재 혼합물이 균일하게 분산, 교반되는 등 교반 효율을 증가시키며, 교반 챔버(40)의 외벽(41)과 내벽(42) 사이에 공간부를 형성시키고 상기 공간부에 열매체를 충전시킴으로서, 챔버 내 혼합물의 최적 교반 온도를 장시간 유지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 상기 혼합물이 수용되는 교반 챔버(40)의 상,하 위치 및 기울기를 조절할 수 있도록 하여 혼합물을 용이하게 삽입 및 배출할 수 있도록 하게 된다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 프레임 20 : 교반 수단
21 : 구동모터 22 : 구동축
23 : 수평축 24 : 제 1날개부
25 : 제 2날개부 26 : 고정체
30 : 구동수단 31 : 이동부
32 : 제 1연동부 33 : 제 2연동부
34 : 구동부 35 : 체인
36 : 고정수단 37 : 락부재
38 : 회전체 40 : 교반 챔버
41 : 외벽 42 : 내벽
43 : 방지벽 44 : 손잡이

Claims (7)

  1. 프레임(10);
    상기 프레임(10)의 상부면에 결합되어 자전 및 공전하는 교반 수단(20); 및
    상기 프레임(10)과 이동수단(30)을 매개로 결합되어 상,하 이동하는 교반 챔버(40);를 포함하여 구성되되,
    상기 이동수단(30)은,
    상기 교반 챔버(40)의 양측부에 결합되는 이동부(31);
    상기 이동부(31)와 체인(35)을 매개로 연결되는 제 1연동부(32) 및 제 2연동부(33); 및
    상기 제 1연동부(32) 및 제 2연동부(33)를 회전시키는 구동부(34);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교반 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 교반 수단(20)은,
    구동모터(21)와 연동하는 구동축(22);
    상기 구동축(22)의 끝단에 결합되는 수평축(23); 및
    상기 수평축(23)의 양끝단에 체결되어 공전하고, 상기 프레임(10)의 상부면에 고정된 고정체(26)와 접촉하여 자전하는 제 1날개부(24) 및 제 2날개부(25);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 교반 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 교반 챔버(40)는,
    외벽과 내벽 사이에 공간부가 형성되고,
    상기 공간부에 열매체가 충전되는 것을 특징으로 하는 교반 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 교반 챔버(40)의 공간부에 하나 이상의 가열봉이 삽입되는 것을 특징으로 하는 교반 장치.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 교반 챔버(40)는,
    상부 일단에 혼합물의 넘침을 방지하는 방지벽(43)이 구비되는 것을 특징으로하는 교반 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
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