KR101087961B1 - 콘 크러셔의 마모도 감시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콘 크러셔의 마모부품의 마모진행도를 감시하기 위한 장치에 관한 것으로서, 콘 케이브의 마모도를 검지하는 전극형 마모도 센서와 맨틀의 마모도를 검지하기 위해 특정 가스를 하는 가스 방출봉과 가스 검출센서가 맨틀과 콘 케이브의 마모면 이면에 각기 매립되어, 마모부품의 마모가 진행되어 소정의 깊이에 도달하면 전극센서의 루프가 단락되거나 또는 특정가스가 분출되어 분출된 가스를 검지하면 신호처리장치에 보내어 경보를 울리거나 경광등을 들어오게 하여 운전자가 마모부품의 마모상태를 온라인으로 상시 감시할 수 있는 콘 크러셔의 마모 감시장치를 제공하는 것이 특징이다.

콘 크러셔(Cone Crusher), 마모도, 감시, 맨틀, 콘 케이브

Description

콘 크러셔의 마모도 감시장치{CONE CRUSHER WITH WEAR MONITORING DEVICE}

본 발명은 콘 크러셔(Cone Crusher)의 마모상태를 감시하는 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 마모부품인 콘 크러셔의 맨틀(Mantle)과 콘 케이브(Conecave)의 마모도를 단계별로 감시하는 콘 크러셔의 마모도 감시장치에 관한 것이다.

일반적으로 콘크러셔는 죠 크러셔 등에서 1차 파쇄된 골재를 더 작은 크기로 분쇄시키는데 사용하고 있으며, 통상적인 콘 크러셔는 도 1에 도시된 바와 같이, 원통형상의 메인 프레임(1)과, 그 메인 프레임(1)의 내부에서 편심 회전운동을 하는 회전축(2)과, 그 회전축(2)의 상단에 결합된 원추형의 맨틀 코어(3) 및 맨틀(4)과, 그 메인 프레임의 상부에 안착 설치되는 탑 프레임(5)과, 탑 프레임(5)에 나사결합되어 맨틀(4)과 적정거리 이격된 콘 케이브(6)가 설치된 탑셀(7)로 대별된다. 그 외에도, 탑 프레임(5)과 메인 프레임(1) 사이에는 수직부하와 진동을 흡수하는 릴리즈 스프링(8)이 설치되어 있고 또한 메인 프레임(1)의 일측에는 수직 회전축(2)에 구동력을 전달하기 위한 베벨 기어 세트와 수평 구동축(9)과 별도의 동력원으로부터 구동력을 전달받는 풀리(10)로 구성된다.

이러한 구조를 갖는 종래의 콘 크러셔는 통상적으로 골재가 호퍼(11)를 통해 파쇄실(A)로 투입되면, 회전축(2)의 편심회전에 따라 맨틀(4)과 콘 케이브(6) 간극이 가변되고, 골재가 그 간극 변화에 의해 더욱 분쇄되어 파쇄실의 하측(B)으로 낙하 배출되어 분급기에서 분류된 후에 컨베이어 벨트 등에 의해 다음 공정으로 이송된다.

그러나 콘 크러셔는 운전가동시간이 경과함에 따라서 맨틀(4)과 콘 케이브(6)등과 같은 마모부품이 점점 마모되어가기 때문에 적절한 시기에 마모부품을 교환해주어야 한다. 그러나 마모부품을 교환하는 일은 통상 많은 작업시간과 상당한 비용이 소요되고 있으며, 또한 적절한 교환시점을 놓치면 탑 프레임(5)이나 맨틀 코어(3)와 같은 설비본체의 파손을 가져올 수 있다. 그리고 고가인 마모 부품을 최대한 허용한도까지 사용하기 위해서나 설비를 안전하게 보호하기 위해서는 그 적절한 교환시점을 파악하는 것은 매우 중요하다.

미국특허 6,129,297에는 콘 크러셔 마모부품의 마모진행을 감시하는 방법을 개시하고 있다. 이 발명에 의하면, 콘 크러셔의 마모부품의 이면(裏面)에 마모가 허용되는 최대 깊이에 우묵한 구멍(Reccess)을 형성하고, 이 우묵한 구멍에 색 조성물(Color Composition) 등의 재료로 채운다. 마모 부품의 침식이 이 우묵한 구멍까지 진행하면 색 조성물이 콘 크러셔의 마모부품의 표면에 퍼지고, 이것에 의해 운전자가 마모상태를 감시할 수 있게 한 것이다. 그러나 이 방법은 콘 크러셔의 동작시에는 정보를 얻을 수 없고, 검사를 위해서는 콘 크러셔를 정지시켜야 하기 때문에 생산능력이 저하되고, 또한 운전자가 콘 크러셔에 가까이 접근하여 상시 육안 으로 감시해야 하기 때문에 운전자의 안전성에도 위험이 따른다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 콘 크러셔를 정지시키지 않고 운전중에도 원격에서 온라인 상으로 마모부품이 일정한 마모도에 이르면 경보나 경고신호를 발하여 운전자가 적절한 대처를 할 수 있는 콘 크러셔 마모감시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 콘 크러셔의 마모부품인 콘 케이브와 맨틀의 마모면 이면에 마모도를 검지하는 센서를 매립하여, 마모가 진행되어 소정의 마모허용한도에 도달하면 매립한 센서 끝 부분이 단계적으로 파열되어 전기적인 단락신호나 또는 특정 가스를 분출하게 하고 분출된 특정가스를 검출하여 그 전기적인 신호를 온라인상으로 운전실에 제공하여 경보나 경고수단을 동작시켜 운전자가 조치를 할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

온라인 마모도 신호에 근거하여 운전자는 상시 마모 부픔의 상태를 원격으로 파악할 수 있게 되므로, 설비가 파손되기 전에 계획적으로 마모부품을 교환할 수 있어 설비운전의 효율성이 향상되고, 더구나 이러한 마모도 신호에 근거하여 고가인 마모부품을 최대한 사용할 수 있어서 원가절감 등의 효과가 기대된다.

이하에 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용된 전극형 마모도센서와 가스방출봉이 매설된 콘크러셔 전체 단면도와 신호처리구성을 나타낸 구성도이며, 도 2는 본 발명의 전극형 마모도센서와 가스방출봉이 매설된 마모부품의 부분확대 단면도, 도 3은 본 발명의 전극형 마모도 센서를 나타낸 단면도, 도 4는 본 발명이 적용된 가스 방출봉의 단면도이다.

본 발명의 콘 크러셔의 마모도 감시 장치는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 콘 크러셔의 콘케이브(6)에 매설된 전극형 마모도 센서(12)와 단차구멍(12'), 가스 검출센서(13)와, 회전체 맨틀(4)에 매설된 가스 방출봉(14)과 단차구멍(12')그리고 콘 크러셔의 외부 운전실 등에 설치된 신호처리장치(15)로 이뤄진다.

상기 전극형 마모도 센서(12)는 도 3과 같이 절연재료(12a)로 둘러싸인 복수의 도체 전극루프(12b)와 외부 금속 보호관(12c), 그리고 상부에는 설치고정할 수 있도록 나사산(12d)을 형성한다. 이와 같은 전극형 마모도 센서(12)는 마모가 소정의 깊이까지 진행되어 도체 전극루프(12b)의 첫 번째 접점까지 도달하면 도체 전극루프(3b)의 단부 접점이 물리적으로 파손되고, 도체 전극루프(12b)가 단락되면 단락신호가 신호처리장치(15)에 의해서 처리되어 릴레이 등을 작동하여 콘 케이브(2)의 마모경보가 발생한다. 또한 마모가 더욱 진행되어 소정의 두 번째, 세 번째 위치까지 도달하여 도체 전극루프(12b)의 접점이 파열되면 단계적인 두 번째 세 번째 깊이의 마모도 신호를 얻을 수 있다. 이러한 단계적인 마모도 신호에 의해 운전자 등은 마모부품의 교환시기를 예정하고 작업을 계획할 수 있다.

상기 단차구멍(12')은 맨틀(4)과 콘 케이브(6)의 마모면에 형성한 움푹한 구멍으로서, 깊이에 따라 다른 직경을 갖는다. 콘 크러셔의 운전을 중지하거나 휴지하고 있을 경우 가까히 접근하여 현재 마모면의 표면에 남아 있는 단차구멍(12')의 직경을 확인하여 마모도를 추정할 수 있다.

상기 가스센서(13)는 2가지 종류 이상의 특정 가스를 검출할 수 있는 반도체나 바이오센서로서 상기 가스 방출봉(14)에서 방출된 특정 가스 종류를 검지하여 가스 종류에 따라서 미리 가스 종류에 따라서 정해진 신호선에 전압의 고/저 등의 전기적인 신호를 발생하여 상기 신호처리장치(15)에 송신하면, 신호처리장치(15)는 맨틀(4)의 마모도 경보를 발생하게 한다.

상기 가스 방출봉(14)은 도 4와 같이 특정 가스 압력용기(14d)와 압력용기와 연결된 금속 튜브(14b), 원통형 금속 몸체(14c)로 이루어지는데, 상기 금속 튜브(14b)는 금속 몸체(14c)에 각기 깊이가 다른 다수의 튜브 삽입공에 삽입하고, 금속 몸체(14c) 상부에 설치고정용 나사산(14a)을 형성한다. 이와 같은 구조로 상기 맨틀(4) 마모면의 이면에 매설하여 나사고정하고 마모가 소정의 깊이까지 진행되어 첫 번째의 폐쇄된 금속 튜부의 끝 부분까지 도달하면 금속튜브의 끝 부분이 파열되고 압력용기(14d)에 저장된 특정 가스가 분출되어 맨틀(4)과 콘 케이브 사이(6)의 공간에 방출된다. 방출된 특정 가스는 상기 가스 검출센서(13)에 도달하여 검지되어 전기적인 전압의 고/저로 출력된다. 검지된 특정 가스신호의 전기적인 전압의 고/저신호는 신호처리장치(15)에 송신되어 가스 종류를 판별하여 마모부품의 마모진행도를 점등신호나 경보음을 발생하여 운전자가 상황을 파악하여 조치하도록 한다.

상기 신호처리장치(15)는 일반적인 릴레이들과 경보음 발생기, 경광등으로 구성하여, 콘 케이브(6)에 설치된 특정 루프 전극의 단락 또는 가스센서의 특정 가스 신호선의 전압의 고/저(High/Low)의 신호에 따라서 해당 릴레이가 동작하여 특정 위치의 마모도를 표시하는 경광등이나 경보기를 동작시킨다.

도 1은 본 발명의 콘 크러셔의 마모감시 장치를 갖춘 전체 구성도이다.

도 2는 본 발명의 마모도 검출센서를 매설한 마모부품의 부분확대도이다.

도 3은 본 발명의 콘 케이브 전극형 마모도 센서의 상세 단면도이다.

도 4는 본 발명의 맨틀에 매설되는 가스 방출봉 및 압력용기를 나타낸 개략 도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1 : 메인 프레임 2 : 수직회전축

3 : 맨틀 코어 4 : 맨틀

5 : 탑 프레임 6 : 콘 케이브

7 : 탑셀 8 : 릴리즈 스프링

9 : 수평구동축 10 : 풀리

11 : 호퍼 12 : 전극형 마모도 센서

12' : 단차구멍 12a : 절연재료
12b : 도체 전극루프 12c : 금속보호관
12d : 나사산 13 : 가스 검출센서
14 : 가스 방출봉 14a : 나사산
14b : 금속 튜브 14c : 금속몸체
14d : 가스 압력용기 15 : 신호처리장치

Claims (4)

1. 콘 케이브(6) 마모진행도는 전극형 마모도 센서(12)로 측정하고, 맨틀(4)의 마모진행도는 가스 방출봉(14)과 콘 케이브(6) 상부에 매설된 가스 검출센서(13)를 조합하여 마모도 진행을 측정 및 감시하는 콘 크러셔 마모도 감시장치에 있어서,

   상기 전극형 마모도 센서(12)는 절연재료(12a)로 둘러싸인 복수의 도체 전극루프(12b); 외부 금속 보호관(12c); 나사산(12d);을 포함하되, 마모가 진행되어 도체 전극루프(12b)의 첫 번째 접점에 도달시 도체 전극루프(3b)의 단부 접점이 물리적으로 파손됨에 따라 단락신호를 발생시켜 신호처리장치(15)에 의해 콘 케이브(2)의 마모경보를 유도하고, 마모의 가중으로 두 번째 내지 세 번째 위치에 도달시 도체 전극루프(12b)의 접점이 파열되면서 단계적으로 각 깊이에 따른 마모도 신호를 얻을 수 있으며,

   상기 가스 방출봉(14)은 압력용기(14d); 압력용기와 연결된 금속 튜브(14b); 원통형 금속 몸체(14c);로 이루어져, 금속 튜브(14b)를 깊이가 다른 다수의 튜브 삽입공에 삽입하고, 금속 몸체(14c) 상부에는 설치고정용 나사산(14a)이 형성되는 것을 포함하되, 마모가 진행되어 첫 번째의 폐쇄된 금속 튜브의 끝 부분에 도달시 금속튜브의 끝 부분이 파열되면서 압력용기(14d)에 저장된 특정 가스가 분출되어 맨틀(4)과 콘 케이브 사이(6)의 공간에 방출되고, 방출된 가스는 상기 가스 검출센서(13)를 통해 감지되어 전기적인 전압의 고/저로 출력될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 콘 크러셔의 마모도 감시장치.
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