KR100984495B1 - 벌크 재료 펌프 피더 - Google Patents

Abstract

벌크 재료 펌프 피더는 하우징, 입구를 통하여 하우징내로 도입된 재료를 하우징으로부터 재료를 배출하기 위한 출구까지 이송하기 위해 하우징에 장착된 회전가능한 구동 로터를 가지고 있다. 구동 로터는 허브, 허브로부터 하우징의 내부 벽을 향하여 뻗어 있는 복수의 구동 디스크를 가지고 있다. 하우징을 통과하는 재료가 하우징의 내부 벽과 구동 디스크의 둘레방향 에지 사이에서 쐐기처럼 끼이는 경향을 감소시키기 위하여, 하우징의 내부 벽과 구동 디스크의 둘레방향 에지 사이의 거리는 하우징의 입구로부터 하우징의 출구까지 구동 로터의 회전 방향으로 증가한다.

벌크 재료, 펌프 피더, 하우징, 입구, 출구, 허브, 구동 로터, 구동 디스크, 스크레이퍼

Description

벌크 재료 펌프 피더{BULK MATERIAL PUMP FEEDER}

본 발명은 재료 취급 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 벌크 재료를 공급하는 재료 취급 장치의 펌프 피더에 관한 것이다.

미국 특허 5,051,041 및 5,355,993에 예시되고 설명된 것과 같은 벌크 재료 취급 장치에서, 펌프 피더는 회전하는 허브에 장착된 또는 허브와 일체인 두개 이상의 구동 디스크를 가진 회전 구동 로터에 의해서 벌크 재료를 입구로부터 출구로 하우징을 통하여 이동시킨다. 과거에, 이런 타입의 장치는 균일한 등급 및 불균일한 등급을 가진 석탄 및 파쇄가능한 다른 재료를 공급하기 위해 사용되었다. 일반적으로, 이러한 장치를 위한 구동 시스템은 느린 속도에서 큰 토크로 이송되었다.

이러한 장치가 다른 크기로 공급되는 상이한 재료들을 처리하게 되었을 때, 이전에 경험하지 못했던 문제점이 발생한다. 이러한 문제의 중요한 하나는 소형 장치에서 재료가 처리될 때, 플라스틱과 같은 작고 취급이 어려운 재료가 회전하는 구동 로터와 하우징 또는 하우징에 장착된 고정 부품 사이에 쐐기처럼 끼여서 일시적이지만 때때로 멈추는 경향이 있다. 재료의 쐐기처럼 끼이는 현상은 예를 들면 구동 로터의 구동 디스크와 하우징 내부벽 사이에서 또는 구동 로터의 허브와 하우징의 내부벽에 장착된 재료 스크레이퍼 사이에서 발생할 수 있다.

쐐기처럼 끼이는 현상(wedging)을 해결하기 위하여 단순히 구동력을 증가시키는 것은 대부분의 경우에 이 문제에 대한 적절한 또는 만족스러운 해결책이 아니다. 단순히 증가된 구동력을 제공하는 것에 대한 제한 사항은 비용 및 공간 제한이다. 취급되는 어떤 재료는 쉽게 파쇄가능한 것이 아니며, 따라서 보다 큰 구동 모터는 단순히 회전하는 구동 로터와 하우징 또는 하우징에 장착된 고정 부품 사이에 재료가 쐐기처럼 끼이는 현상의 효과를 증가시킨다. 이것은 작동의 완전 중지 및 장치에 대한 파손을 일으킬 수 있다. 석탄과 같은 파쇄가능한 재료에 대하여, 구동 토크는 재료를 회전하는 구동 로터와 하우징 또는 하우징에 장착된 고정 부품들 사이에서 쐐기처럼 끼이지 않는 보다 작은 조각들로 파쇄하거나 가루로 만들기에 충분할 만큼 크다.

비록 이와 같이 불리한 쐐기처럼 끼이는 효과가 규칙적인 발생이 아니며 다른 타입의 재료를 취급하는 경우에 상이할 수 있지만, 일시적으로 쐐기처럼 끼이는 현상이 일어날 때 피더 성능 및 정밀도에 용인할 수 없는 정도로 영향을 미친다. 이러한 쐐기처럼 끼이는 현상으로 인해 일시적으로 또는 장기간 장치가 정지하는 경향은 장치의 보다 빠른 작동 속도에서 더욱 크기 때문에, 재료가 쐐기처럼 끼이는 현상의 경향을 가능한 감소시키기 위하여 장치의 작동을 느리게 하는 것이 쐐기처럼 끼이는 현상의 가능성을 낮추지만 받아들일 수 없는 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결한 개선된 벌크 재료 펌프 피더를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라 구성된 벌크 재료 펌프 피더는 입구, 출구, 하우징의 입구로부터 하우징의 출구로 뻗은 내부 벽을 갖고 있는 하우징을 포함하고 있다. 또한 이 벌크 재료 펌프 피더는 회전 축선 주위로 회전가능한 허브 및 허브로부터 하우징의 내부 벽을 향하여 뻗은 복수의 구동 디스크를 갖고 있는 구동 로터를 포함하고 있다. 구동 디스크의 둘레방향 에지와 하우징의 내부 벽 사이의 거리는 구동 로터의 회전 방향으로 하우징의 입구로부터 하우징의 출구로 증가한다. 하우징의 내부 벽, 구동 디스크 및 허브는 그곳을 통하여 재료가 하우징의 입구로부터 하우징의 출구로 이송되는 재료 이송 덕트를 형성한다.

본 발명에 따른 벌크 재료 펌프 피더의 구성에 의하면, 구동 로터와 하우징 또는 하우징에 장착된 고정 부품 사이에서 발생하는 재료가 쐐기처럼 끼이는 현상을 최소화 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 피더의 구동력을 변경시킬 필요가 없이 쐐기처럼 끼이는 현상을 줄일 수 있으므로, 재료의 종류 및 피더의 구성에 따른 비용 및 공간과 관련된 제약을 받지 않고, 쐐기처럼 끼이는 현상에 따른 작동의 완전 중단이나 장치에 대한 파손을 막을 수 있다.

본 발명은 첨부한 도면과 관련하여 설명된 이하의 상세한 설명을 통하여 보다 잘 이해될 것이다.

도 1 및 2를 참조하면, 본 발명에 따라 구성된 벌크 재료 펌프 피더는 입구(12), 출구(14), 입구(12)로부터 출구(14)로 뻗어 있는 내부 벽(16)을 갖고 있는 하우징(10)을 포함하고 있다. 본 발명에 따라 구성된 벌크 재료 펌프 피더는 전체적으로 미국 특허 5,051,041 및 5,355,993에 설명되고 예시된 유닛과 구성 및 작동이 유사하며, 그 내용은 여기에 참조로 통합되어 있다.

도 1 및 2의 벌크 재료 펌프 피더는 또한 회전 축선(22) 주위로 회전가능한 허브(20) 및 허브로부터 하우징(10)의 내부 벽(16)으로 뻗은 한 쌍의 구동 디스크(24)를 갖고 있는 구동 로터(18)를 가지고 있다. 설명되는 본 발명의 실시예에 있어서, 허브(20)와 구동 디스크(24)는 단일 유닛으로 형성된다. 구동 디스크(24)는 하우징(10)의 입구(12)로부터 하우징의 출구(14)로 재료의 이송을 용이하게 하도록 미국 특허 5,355,993에 예시되고 설명된 바와 같이 내부면에 반경방향으로 불연속으로 뻗어 형성될 수 있다. 바람직하게, 각각의 구동 디스크(24)의 외부 표면은 이하에 설명되는 이유로 구동 디스크의 둘레방향 에지에 베벨(24a)을 가지고 있다.

구동 로터(18)는 회전 축선(22) 주위로 회전하도록 하우징(10)에 장착되고 예를 들면 스크루(25)에 의해 제자리에 유지된다. 도면에 예시되고 설명되는 본 발명의 실시예에 있어서, 구동 로터(18)는 두개의 구동 디스크(24)를 가지고 있다. 구동 로터(18)는 두개 이상의 구동 디스크를 갖도록 배열될 수 있다. 구동 로터에 포함될 구동 디스크의 수는 벌크 재료 펌프 피더의 특정한 응용(즉, 이송되는 재료, 성능 사양 등)에 의존한다.

구동 디스크(24)와 하우징(10)의 내부 벽(16) 사이의 관계의 개략도인 도 3에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 구동 디스크의 둘레방향 에지와 하우징의 내부 벽 사이의 거리는 도면에 예시되고 설명되는 본 발명의 실시예에서 화살표로 표시된 바와 같이 시계 방향인 구동 로터의 회전 방향으로 하우징의 입구로부터 하우징의 출구로 증가한다. 구동 디스크와 하우징의 내부 벽은 둘 사이에 원하는 공간을 제공하기 위하여 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 도면에 예시되고 설명되는 본 발명의 실시예에 있어서, 구동 디스크(24)는 원형상이며 허브의 회전 축선(22)에 수직인 허브(20)로부터 뻗어 있고 하우징(10)의 내부 벽(16)은 나선형이다. 하우징(10)의 나선형 내부 벽(16)은 아르키메데스 나선 방정식에 의해 정의될 수 있다.

R = θ * a

여기에서 "R"은 반지름이고, "θ"는 극좌표 각도, "a"는 mm/degree와 같이 각도 단위당 길이 단위로 주어지는 반경 증가율이다.

구동 디스크의 둘레방향 에지와 하우징의 내부 벽 사이의 거리는 예시의 목적을 위한 도 3에 확대하여 도시되어 있다.

도 3에 나타낸 본 발명의 실시예에 있어서, 구동 디스크의 둘레방향 에지와 하우징의 내부 벽 사이에 소정의 증가 거리는 하우징의 내부 벽의 나선형 형태에 의해 영향을 받는다. 또한 구동 디스크의 둘레방향 에지와 하우징의 내부 벽 사이에 소정의 증가 거리는 구동 디스크의 설계에 의해 또는 구동 디스크의 설계와 하우징의 내부 벽의 설계의 조합에 의해 영향을 받을 수 있다.

하우징(10)의 내부 벽(16), 구동 디스크(24)의 내부 표면 및 허브(20)는 그곳을 통하여 재료가 하우징의 입구(12)로부터 하우징의 출구(14)로 이송되는 재료 이송 덕트를 형성한다. 적합한 수단에 의해 구동 로터에 연결된 모터(도시 생략)에 의해서 구동 로터(18)가 회전될 때, 구동 디스크(24)는 하우징(10)의 입구(12)를 통하여 벌크 재료 펌프 피더내로 도입된 재료를 벌크 재료 펌프 피더로부터 재료가 배출되는 하우징의 출구(14)로 이송되도록 한다. 하우징의 내부 벽과 구동 디스크의 둘레방향 에지 사이에 쐐기처럼 끼이기 쉬운 이 벌크 재료 펌프 피더를 통하여 입구로부터 출구로 이송되는 재료는 구동 디스크의 둘레방향 에지와 하우징의 내부벽 사이의 커다란 공간으로 구동 로터의 회전 방향으로 이동하며 구동 디스크의 둘레방향 에지와 하우징의 내부 벽 사이의 증가된 공간 때문에 쐐기처럼 끼이지 않는다. 이 재료는 출구(14)를 통하여 배출된다. 둘레방향 에지에서 구동 디스크(24)의 외부 표면을 경사지게 하는 것에 의해서, 구동 디스크의 둘레방향 에지의 표면적이 최소화 되고, 이에 의해 구동 디스크와 하우징의 내부 벽 사이에 쐐기처럼 끼이는 재료의 경향이 감소한다.

도 1, 2 및 4를 참조하면, 본 발명에 따라 구성된 벌크 재료 펌프 피더는 바람직하게 출구(14)로부터 하류에 그리고 입구(12)로부터 상류에 하우징(10)의 내부 벽(16)의 오목부(28)에 장착되어 있는 재료 스크레이퍼(26)를 포함하고 있다. 재료 스크레이퍼(26)는 허브(20)와 거의 접촉하는 구동 디스크(24)의 내부 면 사이의 공간에서 구동 로터(18)로 뻗어 있다.

벌크 재료 펌프 피더를 통하여 이송되는 어떤 재료는, 어떤 조건하에서 구동 로터(18)에 달라 붙게 되고 출구(14)를 통하여 배출되지 않는다. 재료 스크레이퍼(26)는 구동 로터로부터 이러한 재료를 긁어내고 일반적으로 이 재료는 다시 떨어져 출구를 통하여 배출된다.

재료 스크레이퍼(26)는 구동 디스크(24)의 둘레방향 에지와 마주하는 두개의 표면(30)(도 1에는 단지 하나만 도시)을 가지고 있다. 재료 스크레이퍼의 표면(30)과 구동 디스크의 둘레방향 에지 사이의 거리는 하우징의 출구(14)에서 구동 디스크의 둘레방향 에지와 하우징(10)의 내부 벽(16) 사이의 거리로부터 하우징의 입구(12)에서 구동 디스크의 둘레방향 에지와 하우징의 내부 벽 사이의 거리까지 구동 로터(18)의 회전 방향으로 증가한다. 특히, 재료 스크레이퍼(26)의 표면(30)은 실제로 하우징의 내부 벽(16)의 연속이므로, 재료 스크레이퍼와 구동 디스크(24)의 둘레방향 에지 사이에 쐐기처럼 끼이는 경향이 있는 출구(14)에서 배출되지 않은 재료는 구동 로터의 회전 방향으로 구동 디스크와 재료 스크레이퍼 사이의 공간으로 이동하고 다시 떨어져 출구를 통하여 배출되거나 또는 입구(12)에 도입되는 재료에 떨어진다. 출구로부터 입구로 재료 스크레이퍼(26)의 표면(30)과 구동 디스크(24)의 둘레방향 에지 사이의 증가한 공간은 도 3에 도시되어 있다.

도 1 및 4에 예시된 재료 스크레이퍼(26)는 출구(14)에서 배출되지 않은 재료를 긁어내는 복수의 스크레이핑 팁(26a,26b,26c)을 가지고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 재료 스크레이퍼(26)와 허브(20) 사이의 공간, 특히 스크레이핑 팁(26a,26b,26c)과 허브 사이의 공간은 스크레이퍼와 허브 사이에 쐐기처럼 끼이는 재료의 경향을 감소시키거나 또는 제거하기 위하여 출구(14)로부터 입구(12)로 구동 로터(18)의 회전 방향으로 증가한다. 스크레이핑 팁(26a,26b,26c)은 허브(20)로부터 원하는 거리만큼 떨어져서 나선형으로 뾰족하게 되거나 또는 단순히 뾰족하게 될 수 있다.

재료 스크레이퍼의 제2 형태는 도 5에 예시되어 있다. 도 5의 스크레이퍼(26')는 도 4에 도시된 재료 스크레이퍼(26)과 같은 복수의 스크레이핑 팁과 다른 연속적인 스크레이핑 표면을 가지고 있다. 재료 스크레이퍼(26')의 스크레이핑 표면과 허브(20) 사이의 공간은 스크레이퍼와 허브 사이에 쐐기처럼 끼이는 재료의 경향을 감소시키거나 또는 제거하기 위하여 출구(14)로부터 입구(12)로 회전 방향으로 증가한다. 재료 스크레이퍼(26')의 스크레이핑 표면은 나선형이 될 수 있다.

비록 특정한 실시예를 참조하여 예시되고 설명되었지만, 본 발명은 도시된 것으로 제한되도록 의도된 것은 아니다. 본 발명의 사상에서 벗어나지 않고 청구항과 동등한 범주 및 범위내에서 세부사항에 다양한 변경이 있을 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따라 구성된 벌크 재료 펌프 피더의 분해 사시도.

도 2 는 본 발명에 따라 구성된 벌크 재료 펌프 피더의 측면도.

도 3 은 본 발명에 따라 구성된 벌크 재료 펌프 피더의 하우징의 내부 벽과 구동 디스크 사이의 관계를 도시한 개략도.

도 4 는 도 1의 구동 로터 허브와 재료 스크레이퍼의 관계를 도시한 측면도.

도 5 는 도 1의 구동 로터 허브와 제2 재료 스크레이퍼의 관계를 도시한 측면도.

Claims (16)

1. 벌크 재료 펌프 피더로서,

   입구, 출구, 및 상기 입구로부터 상기 출구로 뻗은 내부 벽을 구비한 하우징; 및

   회전 축선 주위로 회전 가능한 허브, 및 상기 허브로부터 상기 하우징의 상기 내부 벽을 향하여 뻗은 둘레방향 에지를 가지고 있는 복수의 구동 디스크를 구비한 구동 로터;를 포함하고,

   상기 구동 디스크의 상기 둘레방향 에지와 상기 하우징의 상기 내부 벽 사이의 간격이 상기 구동 로터의 회전방향으로 상기 하우징의 상기 입구로부터 상기 하우징의 상기 출구까지 연속적으로 증가하므로써 상기 구동 디스크의 상기 둘레방향 에지와 상기 하우징의 상기 내부 벽 사이에 연속적으로 증가하는 공간을 제공하고,

   상기 하우징의 상기 내부 벽, 상기 구동 디스크, 및 상기 허브는 재료가 상기 하우징의 입구로부터 상기 하우징의 출구로 이송되는 재료 이송 덕트를 형성하고,

   상기 하우징에 장착되어 있고, 상기 구동 디스크 사이에서 상기 구동 로터를 향하여 뻗어있는 재료 스크레이퍼를 더 포함하고,

   상기 재료 스크레이퍼는 상기 복수의 구동 디스크 중 하나의 구동 디스크를 각각 향하고 있는 복수의 표면을 가지고 있고, 상기 재료 스크레이퍼의 복수의 표면 각각과 상기 복수의 구동 디스크 중 하나의 구동 디스크와의 간격이 상기 구동 로터의 회전방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 구동 로터의 회전 방향에 대하여 상기 하우징의 상기 출구로부터 하류 및 상기 하우징의 상기 입구로부터 상류의 상기 내부 벽에 오목부를 더 구비하고 있고, 상기 재료 스크레이퍼는 상기 오목부에 장착되는 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 재료 스크레이퍼는 복수의 스크레이핑 팁을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 스크레이핑 팁과 상기 허브 사이의 간격은 상기 구동 로터의 회전 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 재료 스크레이퍼는 또한 연속적인 스크레이핑 표면을 가지고 있고, 상기 연속적인 스크레이핑 표면과 상기 허브 사이의 간격은 상기 구동 로터의 회전 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 재료 스크레이퍼의 상기 연속적인 스크레이핑 표면은 나선형인 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 디스크는 상기 구동 로터의 상기 회전 축선에 수직으로 상기 허브에 장착되는 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 디스크는 원 형상이며, 상기 하우징의 상기 내부 벽은 나선형인 것을 특징으로 하는 벌크 펌프 재료 피더.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 구동 디스크는 원 형상이며, 상기 하우징의 상기 내부 벽은 아르키메데스 나선 방정식:

    R = θ * a

    여기에서, "R"은 반지름이고,

    "θ"는 극좌표 각도,

    "a"는 mm/degree와 같이 각도 단위당 길이 단위로 주어지는 반경 증가율임,

    에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 벌크 펌프 재료 피더.
12. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 구동 디스크는 상기 재료 이송 덕트를 형성하는 내부 표면 및 상기 구동 디스크의 상기 둘레방향 에지를 향하여 베벨을 구비한 외부 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 벌크 펌프 재료 피더.
13. 벌크 재료 펌프 피더로서,

    입구, 출구, 및 상기 입구로부터 상기 출구로 뻗은 내부 벽을 구비한 하우징; 및

    회전 축선 주위로 회전 가능한 허브, 및 상기 허브로부터 상기 하우징의 상기 내부 벽을 향하여 뻗은 둘레방향 에지를 가지고 있는 복수의 구동 디스크를 구비한 구동 로터; 및

    상기 하우징에 장착되고, 상기 복수의 구동 디스크 중 두 개 사이에서 상기 구동 로터를 향하여 뻗어 있는 재료 스크레이퍼;를 포함하고,

    상기 하우징의 상기 내부 벽, 상기 구동 디스크, 및 상기 허브는 재료가 상기 하우징의 입구로부터 상기 하우징의 출구로 이송되는 재료 이송 덕트를 형성하고,

    상기 재료 스크레이퍼는 상기 복수의 구동 디스크 중 하나의 구동 디스크를 각각 향하고 있는 복수의 표면을 가지고 있고, 상기 재료 스크레이퍼의 복수의 표면 각각과 상기 복수의 구동 디스크 중 하나의 구동 디스크와의 간격이 상기 구동 로터의 회전방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 재료 스크레이퍼는 복수의 스크레이핑 팁을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 스크레이핑 팁과 상기 허브 사이의 간격은 상기 구동 로터의 회전 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.
16. 제 13 항에 있어서, 상기 구동 디스크의 상기 둘레방향 에지와 상기 하우징 의 상기 내부 벽 사이의 간격이 상기 구동 로터의 회전방향으로 상기 하우징의 상기 입구로부터 상기 하우징의 상기 출구까지 연속적으로 증가하므로써 상기 구동 디스크의 상기 둘레방향 에지와 상기 하우징의 상기 내부 벽 사이에 연속적으로 증가하는 공간을 제공하는 것을 특징으로 하는 벌크 재료 펌프 피더.

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