KR101288812B1 - 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브 - Google Patents

쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브 Download PDF

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Abstract

개폐 동작이 효율적으로 이루어질 수 있도록 본 발명의 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브는 저장슈트를 회동 개폐하기 위한 디스크 및 디스크 아암과, 저장슈트 외측에 마련되어 디스크에 구동력을 공급하기 위한 실린더 및 실린더 로드와, 실린더 로드의 직선 운동을 디스크의 회전 운동으로 전환시키기 위한 링크와, 저장슈트가 닫힘 상태일 때 링크가 움직이지 못하도록 지지하는 락킹핀을 포함하여 정상 작동 시는 물론 디스크를 개폐하는 실린더가 고장 나더라도 락킹핀을 이용하여 저장슈트의 닫힘 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 하였으며, 나아가 실린더 로드가 실린더로부터 인출될 때 저장슈트의 닫힘 동작을 하고 실린더 로드가 실린더로 인입될 때 저장슈트의 개방 동작을 함으로써 동일한 설치 조건에서 상대적으로 출력이 큰 실린더 로드 인출시에 닫힘 동작이 이루어지도록 하여 동작 효율을 높였다.

Description

쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브{Discharge Valve disposed on temporary storage shoot of Garbage Collection System}
본 발명은 쓰레기 자동집하시스템에 사용되는 배출밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기 이송방식으로 쓰레기를 일괄 수거하는 쓰레기 자동집하시스템에 쓰레기를 투입하는 쓰레기 투입장치의 저장슈트 하단에 설치되어 이송할 쓰레기를 선택적으로 배출시키는 배출밸브에 관한 것이다.
최근 산업화에 따른 생활수준의 향상과 음식 문화의 발달로 인해 음식물 쓰레기를 포함한 각종 쓰레기의 양이 날로 증가하고 있는 추세이다.
종래 이러한 쓰레기들은 수거차량에 의해 수집되어 처리장으로 이송됐기 때문에, 수거에 많은 시간이 소요됨은 물론 운반차량으로 인한 교통 정체나 운반차량의 이동 시 발생하는 침출수에 의한 악취발생 등 많은 문제점이 발생하였다.
이에 최근 종래 쓰레기 수거방식의 문제점을 해결하는 새로운 방식의 쓰레기 자동집하시스템이 개발 및 추진되고 있다.
쓰레기 자동집하시스템은 도 1에 도시한 바와 같이 최종적으로 쓰레기를 수집하여 처리하는 쓰레기 집하장(1)과, 쓰레기를 투입하도록 지상의 여러 장소에 설치되는 복수의 쓰레기 투입장치(2)와, 쓰레기 투입장치(2)들을 통해 유입된 쓰레기를 쓰레기 집하장(1)까지 안내하도록 지하에 매설되는 이송관로(3)를 구비한다. 이송관로(3)에는 쓰레기 수거 시 외부 공기를 흡입하기 위한 공기흡입구(4)가 말단에 설치되며, 쓰레기 투입장치(2)와 이송관로(3) 사이에는 쓰레기를 임시 저장하고 있다가 진공 흡입 시 저장된 쓰레기를 이송관로(3)로 보내기 위한 개폐밸브(5)가 마련된 저장슈트(6)가 설치되어 있다.
상기와 같은 구조에 있어서 배출밸브(5)가 정상적으로 동작하지 않으면 쓰레기가 그 사이에 끼여 고장의 원인을 제공할 수 있으며, 또한 저장슈트(6)의 밀폐가 안정적으로 이루어지지 않으면서 진공도가 낮아져 쓰레기 이송 효율을 떨어뜨릴 수 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술에 착안한 것으로서, 본 발명의 목적은 개폐 동작이 효율적으로 이루어질 수 있도록 하는 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 쓰레기 자동집하시스템의 저장슈트에 마련되는 쓰레기 배출밸브는 저장슈트를 회동 개폐하기 위한 디스크 및 디스크 아암과, 저장슈트 외측에 마련되어 디스크에 구동력을 공급하기 위한 실린더 및 실린더 로드와, 실린더 로드의 직선 운동을 디스크의 회전 운동으로 전환시키기 위한 링크와, 저장슈트가 닫힘 상태일 때 링크가 움직이지 못하도록 지지하는 락킹핀을 포함한다.
또한, 상기 링크는 실린더 로드와 연결되는 로드 링크와, 상기 디스크 아암과 연결되는 아암 링크와, 로드 링크와 아암 링크를 양단에서 연결하는 미들 링크를 포함하며, 상기 로드 링크와 미들 링크는 저장슈트에 마련되는 구동축에 소정 각도로 고정 설치되고, 상기 아암 링크는 상기 저장슈트의 하부와 수평 방향으로 회동 가능하게 마련되는 디스크 아암의 일단에 설치되며, 상기 락킹핀은 미들 링크에 접촉한다.
또한, 상기 디스크 아암과 아암 링크는 최대 하중 시 90°이하의 각도를 갖는다.
또한, 상기 저장슈트가 닫힘 상태일 때, 상기 로드 링크와 미들 링크는 수직 방향으로 배치되고, 상기 디스크 아암은 수평 방향으로 배치된다.
또한, 상기 락킹핀은 수직 방향에서 닫힘 방향으로 소정 거리 후퇴하는 위치에 있는 미들 링크를 지지한다.
또한, 상기 저장슈트는 실린더 로드가 실린더로부터 인출될 때 닫힘 동작을 하며, 실린더 로드가 실린더로부터 인입될 때 개방 동작을 한다.
또한, 상기 링크는 실린더 로드와 연결되는 로드 링크와, 상기 디스크 아암과 연결되는 아암 링크와, 로드 링크와 아암 링크를 양단에서 연결하는 미들 링크를 포함하며, 상기 로드 링크와 미들 링크는 저장슈트에 마련되는 구동축에 소정 각도로 고정 설치되고, 상기 아암 링크는 상기 저장슈트의 하부와 수평 방향으로 회동 가능하게 마련되는 디스크 아암의 일단에 설치되며, 상기 로드 링크와 미들 링크는 상기 디스크의 개방 동작 시 디스크와 반대 방향으로 회전한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 쓰레기 자동집하시스템의 저장슈트에 마련되는 쓰레기 배출밸브에 있어서, 상기 저장슈트를 회동 개폐하기 위한 디스크 및 디스크 아암과, 상기 저장슈트 외측에 마련되어 상기 디스크에 구동력을 공급하기 위한 전동 모터와, 상기 전동 모터의 회전축과 디스크를 연결하는 링크와, 상기 저장슈트가 닫힘 상태일 때 상기 링크가 움직이지 못하도록 지지하는 락킹핀을 포함하는 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브가 제공된다.
또한, 상기 링크는 전동 모터의 회전축에 고정 설치되는 미들 링크와, 상기 디스크 아암과 연결되는 아암 링크를 포함하며, 상기 락킹핀은 미들 링크에 접촉한다.
본 발명에 따른 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브는 정상 작동 시는 물론 디스크를 개폐하는 구동부가 고장 또는 동력이 손실되더라도 락킹핀을 이용하여 저장슈트의 닫힘 상태를 안정적으로 유지할 수 있기 때문에 시스템의 유지 관리가 용이하다.
또한, 본 발명에 따른 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브는 실린더 로드가 실린더로부터 인출될 때 저장슈트의 닫힘 동작을 하고 실린더 로드가 실린더로 인입될 때 저장슈트의 개방 동작을 함으로써 동일한 설치 조건에서 상대적으로 출력이 큰 실린더 로드 인출 시에 닫힘 동작이 이루어지도록 하여 동작 효율을 높였다.
또한, 본 발명에 따른 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브는 실린더가 최대 하중을 받는 상태(디스크 아암이 45°)일 때 디스크 아암과 아암 링크의 배치 각도가 90°이하를 유지하도록 함으로써 동작 효율을 높였다.
도 1은 종래의 쓰레기 자동집하시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브를 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브를 도시한 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브를 도시한 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 쓰레기 배출밸브는 쓰레기 투입장치(2)와 이송관로(3)를 연결하는 원통형의 저장슈트(6)를 개폐하기 위한 것으로, 저장슈트(6)의 상측은 투입장치(2)와 직접 연결되며, 하측은 배출밸브가 동작할 수 있는 공간을 형성하고 있는 밸브하우징(7)을 통해 이송관로(3)와 연결된다.
쓰레기 배출밸브는 저장슈트(6)의 하부를 회동 개폐하는 디스크(10)와, 디스크(10)에 구동력을 공급하기 위한 실린더(20)와, 실린더(20)와 디스크(10)를 연결하는 링크(30)를 구비한다.
디스크(10)는 T자형 밸브하우징(7)의 상면 외측에 저장슈트(6)의 하면과 실질적으로 수평하게 마련되는 바 형태의 디스크 아암(12) 일단에 결합된다. 디스크 아암(12)은 회동축(14)을 통해 T자형 밸브하우징(7)에 회전 가능하게 설치되는데, 일단은 디스크(10)의 중심에 연결되고 타단은 디스크(10) 반대측으로 연장된다. 디스크 아암(12)은 회동축(14)으로부터 디스크 측의 길이가 반대 측보다 길게 마련된다.
실린더(20)는 디스크(10)에 구동력을 제공하기 위해 저장슈트(6)의 측면으로부터 연장된 마운트브라켓(8)에 마운트축(22)을 통해 회전 가능하게 설치된다. 실린더(20)가 회전 가능하게 설치되는 것은 콤프레셔(미도시)에 의해 실린더 몸체로부터 슬라이딩 입출하는 실린더 로드(24)가 직선 운동하는 데 비해, 연동할 디스크 아암(12)은 회전 운동하기 때문이다. 본 실시예에서는 공압용 실린더(20)를 이용하지만 유압용도 사용 가능하며, 나아가 전동식 모터도 사용 가능하다.
링크(30)는 실린더 로드(24)와 직접 연결되는 로드 링크(32)와, 디스크 아암(12)의 타단과 직접 연결되는 아암 링크(34)와, 로드 링크(32)와 아암 링크(34)를 양단에서 연결하는 미들 링크(36)를 포함한다. 즉, 디스크(10)는 디스크 아암(12), 아암 링크(34), 미들 링크(36), 로드 링크(32), 실린더 로드(24) 순으로 실린더(20)와 연결되어 실린더(20)의 구동력에 의해 저장슈트(6)의 하면을 개폐한다.
로드 링크(32)와 미들 링크(36)의 일단은 밸브하우징(7)에 고정 마련되는 구동축(38)을 통해 소정각 고정되어 연결된다. 따라서, 로드 링크(32)가 실린더(20)에 의해 시계 방향으로 회전하면, 회전한 거리 만큼 미들 링크(36)의 일단도 시계 방향으로 회전한다.
미들 링크(36)의 타단과 아암 링크(34)는 상대 회전 가능하게 연결되며, 아암 링크(34)와 디스크 아암(12)의 타단도 상대 회전 가능하게 연결된다.
한편, 구동축(38)은 축케이싱(9)을 통해 T자형 밸브하우징(7)에 설치되는데, 이 축케이싱(9)은 응력을 분산시키기 위해 실린더(20)를 지지하는 마운트브라켓(8)과 별도로 설치된다.
또한, 축케이싱(9)에는 디스크(10)의 저장슈트(6) 닫힘 상태를 유지하기 위한 락킹핀(40)이 설치된다. 락킹핀(40)은 저장슈트(6)가 닫힘 상태일 때 링크(30)에 접촉하고, 저장슈트(6)가 개방 상태일 때는 링크(30)에 접촉하지 않음으로써 링크(30)의 움직임을 제한하는데, 바람직하게는 구동축(38)에 고정되어 있으며 닫힘 상태일 때 로드 링크(32)에 비해 상대적으로 후방에 위치하는 미들 링크(36)를 지지한다. 아암 링크(34)는 디스크 아암과의 결합 상태에 따라 유동될 수 있으므로 락킹핀(40)과 접촉 위치가 달라질 수 있다. 또한, 락킹핀(40)은 축케이싱(9)의 내부로 돌출되는 길이를 조절할 수 있도록 마련되는데, 닫힘 상태일 때 수직 상태를 유지하는 미들 링크(36)가 닫힘 방향으로 약 1°정도 후퇴하는 위치에서 지지함으로써 실린더의 고장 시 외력에 의해 디스크(10)가 회동하는 것을 방지할 수 있다.
그러면, 상기와 같은 구성을 갖는 본 실시예에 따른 쓰레기 자동집하시스템의 쓰레기 배출밸브의 동작을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 디스크(10)가 저장슈트(6)를 밀폐하고 있는 상태를 도시한 것이다. 이때 실린더 로드(24)는 실린더(20)로부터 인출된 상태로, 미들 링크(36)와 아암 링크(34)는 수직 방향으로 일렬로 위치하며, 디스크 아암(12)은 저장슈트(6)의 하면과 수평 상태를 갖는다.
본 실시예에서는 실린더(20)가 실린더 로드(24)의 인출 시 저장슈트(6)를 닫도록 하는데, 이것은 실린더 로드(24)의 인출 시 출력이 인입 시 출력보다 크기 때문이다.
[참고도]
Figure 112011063826304-pat00001
상기 F와 F'는 피스톤(실린더)이 갖는 출력으로, 출력(F,F')은 작동 압력(P)과 단면적(D)에 비례한다. 실린더 로드(24)가 실린더(20)로 인입할 때의 출력은 피스톤의 단면적(D)에서 로드의 단면적(d)를 빼야 하므로, 로드 단면적(d)이 없는 실린더 로드(24)의 인출 시 출력은 로드 단면적(d)이 있는 인입 시 출력보다 크다. 즉, F > F'이므로, F 가 작용하는 실린더 로드(24) 인출 시에 저장슈트(6)가 닫히도록 하면, 동일한 설치 조건에서 동작 효율성을 높일 수 있다.
또한, 저장슈트(6)의 닫힘 상태에서는 락킹핀(40)이 미들 링크(36)를 지지하고 있으므로, 구동원(공압, 유압, 전기 등)이 차단되더라도 디스크(10)는 저장슈트(6)의 열림을 안정적으로 방지할 수 있다.
도 4는 디스크(10)가 저장슈트(6)를 개방하고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 3의 상태로부터 실린더 로드(24)가 실린더(20)으로 인입되기 시작하면, 로드 링크(32)는 시계방향으로 회전하고 이에 따라 로드 링크(32)와 고정 각도를 유지하는 미들 링크(36)도 시계방향으로 회전한다. 미들 링크(36)가 시계방향으로 회전하면, 아암 링크(34)는 디스크 아암(12)의 회동축(14)을 기준으로 반시계방향으로 회전하고 이에 따라 디스크(10)도 저장슈트(6)의 하면으로부터 반시계방향으로 회동하면서 저장슈트(6)를 개방한다.
도 5는 디스크(10)가 저장슈트(6)를 완전 개방한 상태를 도시한 것이다. 디스크(10)의 개방 각도는 약 75°에서 배출 효율이 가능 우수하다.
한편, 실린더(20)를 동작시키는 힘은 저장슈트(6)의 닫힘 상태로부터 개방 상태로 운동할 때보다는 개방 상태로부터 닫힘 상태로 운동할 때 더 필요하다.
예컨대, 저장슈트(6)를 개방할 때는 실린더 로드(24)를 실린더(20)에 조금만 인입시키면 디스크(10)가 자중에 의해 쉽게 회동하지만, 저장슈트(6)를 닫을 때에는 디스크(10)의 자중을 포함하는 하중을 들어올려야 하기 때문이다.
본 실시예에서는 도 4에 도시한 바와 같이 실린더(20)에 최대 하중이 인가되는 위치 예컨대 디스크 아암(12)이 45°상태일 때, 로드 링크(32)와 미들 링크(36)가 90°이하를 유지하도록 한다. 각도가 90°를 초과하면 실린더(20)의 힘이 더 요구된다. 도 5와 같이 저장슈트(6)가 완전 개방된 상태는 로드 링크(32)와 미들 링크(36)의 배치 각도가 90°를 초과하고 있지만, 모멘트 중심이 디스크의 회동축(14)이 아닌 그 아래로 이동하므로 실질적으로 실린더(20)에 필요한 힘은 최대 하중일 때보다 작다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브를 도시한 사시도로 디스크가 저장슈트를 밀폐하고 있는 상태를 도시한 것이다. 본 실시예는 상기 일 실시예와 다른 점을 중심으로 설명하며 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 것이므로 생략한다.
본 실시예의 배출밸브는 저장슈트(6)의 하부를 회동 개폐하는 디스크(10)와, 디스크(10)에 구동력을 공급하기 위한 전동 모터(50)와, 모터(50)와 디스크(10)를 연결하는 링크(32,36)를 구비한다.
전동 모터(50)는 축케이싱(9)에 고정 설치되며, 전동 모터(50)의 회전축(52)은 미들 링크(36)에 직접 연결된다. 즉, 전동 모터(50)를 이용한 본 실시예는 일 실시예의 실린더 방식과 달라서 로드 링크(32)가 불필요하다.
디스크(10)가 저장슈트(6)를 밀폐하고 있을 때, 미들 링크(36)와 아암 링크(34)는 수직 방향으로 일렬로 위치하며, 디스크 아암(12)은 저장슈트(6)의 하면과 수평 상태를 갖는다.
디스크(10)가 저장슈트(6)를 개방하기 위해서는 도면에 도시하지는 않았지만 일 실시예와 마찬가지로 전동 모터(50)의 회전축(52)이 시계방향으로 회전하면 이에 따라 회전축(52)에 고정된 미들 링크(36)도 시계방향으로 회전한다. 미들 링크(36)가 시계방향으로 회전하면, 아암 링크(34)는 디스크 아암(12)의 회동축(14)을 기준으로 반시계방향으로 회전하고 이에 따라 디스크(10)도 저장슈트(6)의 하면으로부터 반시계방향으로 회동하면서 저장슈트(6)가 개방된다.
6..저장슈트 10..디스크
12..디스크 아암 14..회동축
20..실린더 24..실린더 로드
30..링크 32..로드 링크
34..아암 링크 36..미들 링크
38..구동축 40..락킹핀
50..전동 모터

Claims (10)

  1. 쓰레기 자동집하시스템의 저장슈트에 마련되는 쓰레기 배출밸브에 있어서,
    상기 저장슈트를 회동 개폐하기 위한 디스크 및 디스크 아암과, 상기 저장슈트 외측에 마련되어 상기 디스크에 구동력을 공급하기 위한 실린더 및 실린더 로드와, 상기 실린더 로드의 직선 운동을 디스크의 회전 운동으로 전환시키기 위한 링크와, 상기 저장슈트가 닫힘 상태일 때 상기 링크가 움직이지 못하도록 지지하는 락킹핀을 포함하되,
    상기 링크는 실린더 로드와 연결되는 로드 링크와, 상기 디스크 아암과 연결되는 아암 링크와, 로드 링크와 아암 링크를 양단에서 연결하는 미들 링크를 포함하며,
    상기 로드 링크와 미들 링크는 축케이싱에 마련되는 구동축에 소정 각도로 고정 설치되고, 상기 아암 링크는 상기 저장슈트의 하부와 수평 방향으로 회동 가능하게 마련된 디스크 아암의 일단에 설치되며,
    상기 저장슈트가 닫힘 상태일 때,
    상기 로드 링크와 미들 링크는 수직 방향으로 배치되고, 상기 디스크 아암은 수평 방향으로 배치되며, 상기 락킹핀은 미들링크를 수직 방향보다 닫힘 방향으로 좀 더 후퇴한 위치에서 접촉 지지하는 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 디스크 아암과 아암 링크는 최대 하중 시 90°이하의 각도를 갖는 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 저장슈트는 실린더 로드가 실린더로부터 인출될 때 닫힘 동작을 하며, 실린더 로드가 실린더로부터 인입될 때 개방 동작을 하는 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 로드 링크와 미들 링크는 상기 디스크의 개방 동작 시 디스크와 반대 방향으로 회전하는 쓰레기 자동집하시스템의 배출밸브.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
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