KR101296257B1 - 함수율 높은 토사 선별용 가변 이중 디스크 선별기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 함수율 높은 토사 선별용 가변 이중 디스크 선별기에 관한 것으로, 그 목적은 함수율이 높은 토사의 선별시 스페이서에 의해 간극이 조절된 단위 가변 이중 디스크를 구비하여 디스크 사이에 토사가 뭉치거나 고착되지 않도록 하되, 함수율 높은 토사 중 골재 함량에 따라 가변 이중 디스크를 구성하는 마주보는 디스크의 배열을 동일한 형상 또는 동일하지 않은 형상으로 변형함으로써 토사 선별 효율을 높인 토사 선별용 가변 이중 디스크 선별기를 제공 하는데 있다.
본 발명의 구성은 함수율 높은 토사 선별용 단위 가변 이중 디스크와, 가변 이중 디스크 간격 조절용 간격조절 스페이서가 번갈아 가면서 복수개가 축 결합된 단위 다각축과; 선별코자 하는 토사의 크기에 따라 이웃하는 단위 다각축상에 결합된 단위 가변 이중 디스크간을 서로 엇갈리게 배열시켜 구성한 복수개의 다각축들과; 상기 복수개의 다각축들을 회전시키는 모터;를 포함하여 구성하되, 상기 단위 가변 이중 디스크는 마주보는 2개의 디스크와, 디스크 사이에 위치하여 선별코자 하는 토사 크기에 따른 간극을 제공하는 디스크 스페이서로 이루어지고, 상기 마주보는 2개의 디스크는 선택적으로 서로 동일 형상 또는 엇갈린 형상으로 다각축상에 축결합되어 구성된 함수율 높은 토사용 가변 이중 디스크 선별기를 발명의 특징으로 한다.

Description

함수율 높은 토사 선별용 가변 이중 디스크 선별기{Variable double disk type apparatus for sorting wet soil}

본 발명은 함수율 높은 토사 선별용 가변 이중 디스크 선별기에 관한 것으로, 자세하게는 다양한 크기 및 이물질이 혼재된 토사를 필요로 하는 일정 크기 이하의 토사와 그 외의 토석류 및 이물질로 정밀 선별하는 장치로 특히 함수율이 높은 토석류중에 포함된 골재의 함량에 따라 최적의 선별 효율을 가지도록 가변 이중 디스크의 형상을 선택적으로 변경하여 사용할 수 있는 선별기에 관한 것이다.

건설현장에 필요한 토사는 크기별로 선별되어 공급함으로써 건설현장에서 콘크리트를 구성하는 골재 또는 모래로 사용되게 된다.

토사는 강, 바다, 들 등의 자연 상태 토사를 사용하거나 건설 현장에서 나오는 재생 골재를 이용하는데, 다양한 크기 및 이물질이 혼재되어 있기 때문에 이를 크기별로 선별하여 사용하는 것이 일반적이다.

토사를 선별하는 장치는 대표적인 것으로 원형 선별기인 트롬멜선별기, 진동평판 선별기, 디스크 스크린, 메쉬망 형태의 체 등이 있다.

메쉬망 형태의 체는 소규모 현장에서 사용되는 것이고, 트롬멜선별기, 진동 평판 선별기, 디스크 스크린은 대규모로 공급되는 토사를 선별하는데 주로 사용된다.

상기 트롬멜선별기는 다양항 크기의 타공망이 형성된 원통을 경사지게 설치후 회전시키면서 일정 크기 이하의 토사가 하부로 배출되도록 하는 선별 장치이고,

상기 진동 평판 선별기는 메쉬망 또는 타공망이 형성된 평판을 경사지게 설치 후 바이브레이터 등을 이용하여 진동을 주면서 토사를 이동시켜 일정 크기 이하의 토사가 하부로 배출되도록 하는 선별 장치이다.

상기 디스크 스크린은 다수의 디스크를 1축상에 좌우로 다수 배열하고, 이러한 축을 전후로 다수 배열하여 구성하여, 그 디스크 간의 간격을 배출시키고자 하는 토사의 크기 정도로 배열한 후 축에 구동력을 제공하여 회전시킴으로써 디스크 사이의 간격보다 큰 토사는 이동시키고 그보다 작은 토사는 하부로 배출되도록 하는 선별 장치이다.

하지만 상기 트롬멜 선별기 및 진동 선별기는 함수량이 적은 토사 선별시는 효과적이지만, 함수량이 많은 토사를 선별시는 타공망이 막히는 문제점이 있고,

또한 상기 디스크 선별기는 트롬멜 선별기 및 진동 선별기에 비해 디스크 회전 방식이라 토사의 막힘 현상 등은 많이 개선 되었지만 이 역시 함수량이 많은 토사 선별시는 디스크 사이에 끼는 현상이 많았다. 특히 공급되는 토사가 습지 농지(논) 등에서 발생하는 점토성과 함수율이 높은 토사일 경우 디스크 사이 사이의 간격 차이로 토사를 선별하는 디스크 스크린 특성상 점토성과 함수율이 높은 토사에 의하여 디스크 사이 사이가 막힘이 발생하고, 토사가 뭉쳐져서 공 모양이 되고 선별되지 못하고 배출되는 현상이 발생하고, 토사에 비닐이나 실 같은 이물질이 있을 경우 감김 현상이 발생한다는 구조적 단점이 있다.

일반적으로 디스크 스크린에 사용되는 디스크 형상은 원판형, 다각형 등이 주된 형상인데, 이와 달리 디스크의 탄성력을 이용하여 선별율을 높이기 위해 도 12에 나타난 바와 같이 다수개의 고무재질 나선날로 이루어진 별모양으로 구성한 것도 있다. 이 디스크는 고무 재질과 형상을 중심부에서부터 나선날이 형성된 형상을 가지는데 폭(두께)은 보통 16mm 두께로 제작되어, 1축에 각각 선별 규격(8 ~ 25mm)에 맞는 간격으로 다수의 디스크를 축에 삽입하여 조립한 후 조립된 다수의 디스크 조립체를 전후로 서로 엇갈리게 다수개의 축을 배열하여, 구동력이 전달된 다수의 디스크 축 조립체가 고속 회전하면서 디스크 사이 간격(8 ~ 25mm)보다 적은 크기의 토사는 선별하고, 간격 이상의 크기는 배출하는 선별 장치로 다수의 디스크 축 조립체는 서로 체인으로 연결하여 모터에 의하여 구동된다.

하지만 상기와 같이 다수의 나선 날개를 가진 별 모양의 디스크 역시 고함수비의 토사 선별시 점토성 토사가 고착되거나 공 모양으로 만들어져 선별 효과가 떨어지는 단점이 있다.

한편, 상기와 같은 구조를 가진 디스크 선별기(스크린)를 이용한 토사 선별 장치는 단독으로 사용시 뭉친 토사가 공급시 디스크 선별 장치 작동에 무리가 있음므로 사전에 이를 적절히 전처리하는 수단이 필요하고, 또한 분급되어 선별된 토사 중 포함된 이물질을 효율적으로 선별하여 정밀한 분급 및 선별이 이루어 질 수 있게 하는 수단의 필요성이 대두되고 있다.

또한 디스크 스크린에 장치된 모근 회전축의 속도가 단일한 모터에 의한 단일의 회전력을 제공 받기 때문에 서로 다른 성질(함수율, 점토성)이 복합적으로 섞인 토사가 공급될 경우 일부 성질의 토사는 잘 선별되지만 나머지 성질을 갖는 토사는 잘 선별되지 못한다는 단점이 있어 복합적인 토사 공급시 이를 전체적으로 고르게 선별할 수 있는 수단의 필요성이 대두되고 있다.

국내특허등록공보 등록번호 10-0351733(2002.08.24.) 국내특허등록공보 등록번호 10-0890580(2009.03.19.) 국내특허등록공보 등록번호 10-0396451(2003.08.20.) 국내특허등록공보 등록번호 10-1196306(2012.10.25.)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 함수율이 높은 토사의 선별시 스페이서에 의해 간극이 조절된 단위 가변 이중 디스크를 구비하여 디스크 사이에 토사가 뭉치거나 고착되지 않도록 하되, 공급되는 함수율이 높은 토사 중 골재 함량에 따라 가변 이중 디스크를 구성하는 마주보는 디스크의 배열을 동일한 형상 또는 동일하지 않은 형상을 변형함으로써 토사 선별 효율을 높인 토사 선별용 가변 이중 디스크 선별기를 제공 하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 단위 가변 이중 디스크 사이에 토사가 뭉치거나 낄 경우 이를 제거할 수 있는 스크래퍼를 구비하여 항시 디스크 상태가 최상의 상태를 유지하여 크기별로 원활한 선별이 이루어지도록 한 토사 선별용 가변 이중 디스크 선별기를 제공 하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 함수율 높은 토사 선별용 단위 가변 이중 디스크와, 가변 이중 디스크 간격 조절용 간격조절 스페이서가 번갈아 가면서 복수개가 축 결합된 단위 다각축과;

선별코자 하는 토사의 크기에 따라 이웃하는 단위 다각축상에 결합된 단위 가변 이중 디스크간을 서로 엇갈리게 배열시켜 구성한 복수개의 다각축들과;

상기 복수개의 다각축들을 회전시키는 모터;를 포함하여 구성하되,

상기 단위 가변 이중 디스크는 마주보는 2개의 디스크와, 디스크 사이에 위치하여 선별코자 하는 토사 크기에 따른 간극을 제공하는 디스크 스페이서로 이루어지고, 상기 마주보는 2개의 디스크는 선택적으로 서로 동일 형상 또는 엇갈린 형상으로 다각축상에 축결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 함수율 높은 토사용 가변 이중 디스크 선별기를 제공함으로서 달성된다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 디스크는 중앙부에서 다각축과 축 결합되되, 마주보는 디스크의 배치 형상을 선택적으로 변경할 수 있도록 다각축 단면 형상을 가진 다각홈 2개가 엇갈리게 겹쳐진 형상의 다각홈이 천공되어 구성되고, 둘레 부분에 복수개의 조각 날개가 형성되되, 이 조각 날개는 회전 방향쪽은 곡률을 이루는 형상이고 후방부는 수직하게 절단된 형상일 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 단위 가변 이중 디스크는 부식이 잘 일어나지 않는 스테인레스강 또는 합금강으로 이루어질 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 다각축 하부에 설치된 토사 제거용 스크래퍼;를 더 포함하여 구성하되, 스크래퍼는 단위 가변 이중 디스크의 회전시 디스크 외경 둘레부분과 디스크 측면 토사를 제거토록 가변 이중 디스크의 간격에 맞게 배열된 복수개의 홈이 형성된 요철 구조로 이루어질 수 있다.

상기와 같이 본 발명은 함수율 높은 토사 선별용 가변 이중 디스크 선별기를 구성하는 단위 가변 이중 디스크가 디스크 스페이서를 사이에 두고 한 쌍의 디스크가 일체로 구성되고, 디스크 형상이 길이가 짧은 복수개의 조각 날개가 디스크 둘레에 형성되어 회전함으로 인해 함수비가 높은 토사 공급시 뭉침현상이 적게 발생하고 선별되지 않는 토석류를 원활히 이동시킬수 있다는 장점과,

또한 단위 가변 이중 디스크를 구성하는 마주보는 2개의 디스크가 선택적으로 서로 동일 형상 또는 엇갈린 형상으로 다각축상에 축결합될 수 있게 구성됨으로써 함수율 높은 토사 공급시 골재 함량에 따라 골재가 많을 경우는 엇갈린 형상으로 그보다 골재 함량이 적을 경우에는 동일 형상으로 디스크를 배치함으로써 함수율 및 골재함량에 상관없이 최적의 토사 선별 효율을 가질 수 있다는 장점과,

또한 복수개의 단위 가변 이중 디스크가 배열되어 설치된 다각축 하부에 토사 제거용 스크래퍼를 구비함으로써 디스크 사이에 낀 토사를 제거함으로써 항시 최상의 디스크 상태를 유지하여 지속적인 토사 선별이 가능하다는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크 선별기를 보인 평면도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 이중 디스크 선별기의 일 요부를 보인 사시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크를 구성하는 2개의 디스크가 엇갈린 형상으로 다각축상에 설치된 모습을 보인 예시도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 이중 디스크를 구성하는 2개의 디스크가 동일 형상으로 다각축상에 설치된 모습을 보인 예시도이고,
도 5는 도 3의 실시예에 따른 단위 가변 이중 디스크를 보인 사시도, 정면도 및 측면도이고,
도 6은 도 4의 실시예에 따른 단위 가변 이중 디스크를 보인 사시도, 정면도 및 측면도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 스크래퍼가 구비된 가변 이중 디스크 선별기의 일요부를 보인 정면도, 사시도 및 측면도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크 선별기를 구비한 토사 선별 장치를 보인 사시도이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크 선별기를 구비한 토사 선별 장치를 보인 정면도이고,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크 선별기를 구비한 토사 선별 장치를 보인 평면도이고,
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크 선별기를 구비한 토사 선별 장치를 보인 측면도이고,
도 12는 종래 디스크 스크린에 장치되는 디스크 형상을 보인 예시도이다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크 선별기를 보인 평면도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 이중 디스크 선별기의 일 요부를 보인 사시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크를 구성하는 2개의 디스크가 엇갈린 형상으로 다각축상에 설치된 모습을 보인 예시도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가변 이중 디스크를 구성하는 2개의 디스크가 동일 형상으로 다각축상에 설치된 모습을 보인 예시도이고, 도 5는 도 3의 실시예에 따른 단위 가변 이중 디스크를 보인 사시도, 정면도 및 측면도이고, 도 6은 도 4의 실시예에 따른 단위 가변 이중 디스크를 보인 사시도, 정면도 및 측면도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 스크래퍼가 구비된 가변 이중 디스크 선별기의 일요부를 보인 정면도, 사시도 및 측면도이다.

도시된 바와 같이 본 발명의 가변 이중 디스크 선별기(1)는 다각축의 끝단에 삽입 설치된 스프로켓을 통해 구동모터의 회전력을 전달 받는 복수개의 다각축(110)이 구비되고, 개별 다각축상에는 복수개의 단위 가변 이중 디스크(100)가 삽입되어 회전토록 구성된다.

다각축(110) 상에 설치된 복수개의 단위 가변 이중 디스크(100)는 디스크 스페이서(101)에 의해 선별하고자 하는 토사 크기에 맞게 이격된 마주보는 2개의 디스크(102)로 이루어진다.

이 단위 가변 이중 디스크는 다각축상에서 연속적으로 이웃하게 설치되지 않고, 한 개의 단위 가변 이중 디스크가 설치되면 일정 공간부 즉, 적어도 하나의 단위 가변 이중 디스크가 설치될 공간을 남긴 다음 또 다른 단위 가변 이중 디스크가 설치된다.

이를 위해 이웃하는 단위 가변 이중 디스크 간의 간격은 다각축상에 설치되는 가변 이중 디스크 간격 조절용 간격조절 스페이서(120)를 이용하여 일정 간격이 유지되도록 한다. 즉, 단위 가변 이중 디스크(100)와 가변 이중 디스크 간격 조절용 간격조절 스페이서(120)가 번갈아 가면서 다각축상에 설치된다.

가변 이중 디스크 간격 조절용 간격조절 스페이서(120)가 설치된 다각축 상의 공간은 일종의 버퍼 공간을 이룰 수 있는데, 이러한 버퍼 공간 때문에 함수비가 높은 토사를 단위 가변 이중 디스크들이 회전시 디스크 사이에 끼거나 뭉쳐졌을 때 회전에 무리를 주지 않고 이러한 공간으로 밀려나게 됨으로써 회전하는 다각축과 디스크의 부하를 덜어줄 수 있게 된다.

본 발명의 가변 이중 디스크 선별기(1)는 상기와 같이 복수개의 단위 가변 이중 디스크(100)가 설치된 다각축(110)이 토사의 진행 방향 전후로 복수개 설치되는데, 앞뒤 다각축상에 설치된 단위 가변 이중 디스크는 서로 엇갈리게 설치되어 2개의 다각축 사이 공간에서 이웃하는 단위 가변 이중 디스크간이 연속적으로 균일한 간극을 유지하게 된다.

또한 다각축 상에 설치된 단위 가변 이중 디스크의 끝단과 이웃하는 전후 다각축간의 간극 역시 디스크 간의 간격과 비슷한 간격을 가지게 설치한다. 이와 같이 설치되어야 필요로 하는 토사 선별 크기에 맞는 토사가 하부로 낙하되기 때문이다.

상기 단위 가변 이중 디스크(100)는 마주보는 2개의 디스크(102)와, 디스크 사이에 위치하여 선별코자 하는 토사 크기에 따른 간극을 제공하는 디스크 스페이서(101)로 이루어진다.

상기 마주보는 2개의 디스크(102)는 선택적으로 서로 동일 형상 또는 엇갈린 형상으로 다각축(110) 상에 축결합된다. 이와 같이 선택적으로 마주보는 2개의 디스크 설치 형상을 가변적으로 선택할 수 있게 구성한 이유는 함수비 높은 토사 중에도 함유된 골재량의 차이가 있는데 골재량이 많을 경우는 마주보는 2개의 디스크가 엇갈린 형상이 되도록 설치하고, 이 보다 적을 경우는 마주보는 2개의 디스크가 동일 형상으로 설치함으로써 함수비 높은 골재함유 토사의 선별 효율과 이를 선별시 사용되는 에너지 효율 측면에서 좋기 때문이다.

이를 위해 상기 디스크(102)는 중앙부 다각홈(1022)에서 다각축(110)과 축 결합되되, 마주보는 디스크(102)의 배치 형상을 선택적으로 변경할 수 있도록 다각축 단면 형상을 가진 다각홈 2개가 엇갈리게 겹쳐진 형상의 다각홈(1022)이 천공되어 구성된다. 즉, 다각축이 정사각 단면을 가지면 정사각 단면을 가지게 천공된 4각홈 2개가 일정 각도로 엇갈려 겹친 8각홈이 되도록 구성한다. 이와 같이 구성하면 하나의 4각 다각축에 2개의 디스크가 사로 다른 4각홈에 삽입될수 있어서 서로 다른 각을 가지고 결합될 수 있게 된다. 여기서 결합이라는 것은 다각축상에 순차적으로 조립하여 하나를 이룬다는 개념이다. 따라서 조립방법은 용접 등의 고정 결합 또는 나사볼트 체결 또는 다각축상에 순차적으로 끼워진 상태와 같은 결합방법에 본 발명이 한정되지는 않는다.

상기디스크(102) 모양은 마치 별모양과 같은데, 별모양이라 함은 다각축(110)과 축 결합되도록 중앙에 천공된 다각홈이 형성된 디스크의 둘레 부분이 원형을 이루지 않고 복수개의 조각 날개(1021)가 형성되도록 가공된 것을 말하는 것으로, 조각 날개가 전술한 종래 고무재질 디스크처럼 나선형의 긴 날개 형상과 달리 외경부에 비해 하부 즉, 디스크 중심 방향쪽으로 갈수록 폭이 넓은 날개로 형성된 것을 말한다. 이와 같은 형상을 가짐으로써 토석 등에 의한 디스크 손상을 막을 수 있게 된다.

즉, 도시된 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 디스크 조각 날개의 형상은 축 회전 방향쪽 단면은 곡률을 이루는 형상이고 후방부는 수직하게 절단된 형상이다. 마치 원판을 수직선과 수평선으로 1/4로 나눈 하나의 형상이 본 발명 디스키크 둘레에 형성된 하나의 조각 날개 형상과 같다. 도면의 한 실시예에서는 디스크 둘레에 8개 정도 배열하게 도시되어 있다.

상기 디스크의 재질은 금속재질로, 바람직하게는 부식이 잘 일어나지 않는 스테인레스강 또는 합금강으로 구성한다.

상기 디스크의 가운데 형성된 원통형 디스크 스페이서(101)는 상기 2개의 별모양 디스크(102)가 선별코자 하는 토사 크기에 따라 필요로 하는 간극으로 이격되게 그 길이를 절단하고, 디스크 스페이서 양측단에 디스크를 조립(또는 위치)하여 일체화 하면 된다. 이때 필요로 하는 디스크간의 간극이란 본 발명의 한 실시예에 따르면 8mm 정도가 되게 한다. 이는 8mm 이하의 토사를 선별시를 기준으로 한 것으로 그 크기는 선별 크기에 따라 예를 들어 8 ~ 25mm 정도로 다르게 설정하여 제작하면 된다. 즉, 본 발명의 한 실시예에 따른 단위 가변 이중 디스크는 4mm 두께를 가진 2개의 스테인레스강 디스크 사이에 8mm의 크기를 가지는 디스크 스페이서를 설치 조립하여 1개의 단위 가변 이중 디스크를 구성하게 된다. 이와 같이 구성된 단위 가변 이중 디스크는 점토성 토사의 고착도 방지되고, 공 모양으로 만들어지는 토사를 파쇄하는 효과가 있게 된다.

또한 2개의 다각축 상에 설치되어 서로 엇갈리게 배열된 이웃하는 단위 가변 이중 디스크간의 간극 역시 8mm의 간극을 유지하게 설치된다.

한편, 본 발명은 상기 단위 가변 이중 디스크 사이에 끼는 토사를 물리적으로 제거하기 위해 다각축(110) 하부에 스크래퍼(130)를 수직하게 설치하였다. 스크래퍼의 설치 개수는 바람직하게 개별 다각축당 하나씩 설치할 수도 있고, 몇 개의 다각축 당 하나의 다각축 하부에만 설치할 수도 있다.

이와 같은 스크래퍼는 종래의 디스크식 선별기에는 설치하기가 불가능하였다. 그 이유는 종래는 디스크와, 단일 크기의 스페이서로만 축 결합체를 구성하였기 때문에 디스크와 디스크 사이 공간에 요철구조의 스크래퍼를 구성할 수 없었기 때문이다. 하지만 본 발명은 크기가 다른 디스크 스페이서와 간격조절 스페이서를 사용하여 단위 가변 이중 디스크를 구성시는 디스크 스페이서를 사용하여 토사의 선별 크기를 제어하고, 간격조절 스페이서는 단위 가변 이중 디스크 간의 간극만을 유지토록 함으로써 스크래퍼가 설치될 수 있는 공간을 확보했기 때문에 디스크 사이에 꺼거나 디스크 측면에 고착된 토사 제거용 스크래퍼를 설치할 수 있게 되었다.

상기 스크래퍼의 구조는 복수개의 홈(131)이 단위 가변 이중 디스크(100)의 간격에 맞게 배열된 요철구조로 이루어져, 단위 가변 이중 디스크(100)가 회전하면서 스크래퍼의 홈(131)에 진입하면 디스크의 외경 둘레부분과 측면 부분의 토사가 제거되게 된다.

이와 같은 구성에 의해 단위 가변 이중 디스크 사이 사이에 토사가 고착되어 막히는 현상을 방지하여 항상 선별 공간을 유지시키게 된다.

한편, 본 발명의 가변 이중 디스크 선별기는 종래 일반적인 디스크 선별기와 달리 회전 다각축(110)이 단일 모터의 구동력으로 사용되어 구동 스프로켓에 전달된 회전력이 이웃하는 스프로켓에 체인이나 벨트 등의 동력 전달 수단(도시 생략)에 의해 전달됨으로써 종래와 같이 선별기의 회전 축이 동시에 회전하는 방식과 달리 권역별(투입부, 중앙부, 배출부)로 회전 속도를 달리 조절함으로써 항시 서로 다른 성질(함수율, 점토성)이 복합적으로 섞인 토사가 공급되어도 뭉쳐진 토사의 파쇄 효과가 높고 선별 효율을 증대시켰다.

이를 위해 복수개로 구성된 다각축을 3개의 권역별로 각각 별도의 권역 모터인 투입부모터(140), 중앙부모터(141) 및 배출부모터(142)를 구비하여 권역을 담당하는 복수개의 스프로켓에만 해당 권역 모터(투입부모터, 중앙부모터 및 배출부모터)의 회전력이 인가되도록 구성함으로써 투입부, 중앙부 및 배출부의 디스크 회전속도를 달리 구성하였다.

상기 권역별 투입부모터, 중앙부모터 및 배출부모터에 의해 회전하는 다각축은 가변 이중 디스크 선별기의 프레임(150)의 양측에 설치된 베어링(160) 간을 관통하여 설치되고, 다각축의 양단에는 스프로켓(170)이 설치된다. 또한 권역별로 나뉘어 설치된 다각축(110) 중에서 적어도 하나의 스프로켓은 구동 스프로켓(171)으로 이루어져 구동모터인 투입부모터(140), 중앙부모터(141) 및 배출부모터(142) 중 어느 하나의 회전력을 인가 받게 구성된다.

이와 같이 구성됨으로써 권역별 담당 구동모터(투입부모터(140), 중앙부모터(141) 및 배출부모터(142) 중의 어느 하나)가 회전하면 구동 스프로켓을 회전시키게 되고, 구동 스프로켓은 이웃하는 스프로켓과 체인이나 벨트 등의 동력 전달 수단(도시 생략)으로 연결된 스크로켓을 연동시켜 회전시키게 된다. 이와 같은 구동모터와 구동 스프로켓 및 스프로켓간의 연결에 의한 동력 전달 방식을 일반적인 동력 전달 방식이므로 추가적인 설명은 생략한다.

이하 상기와 같은 가변 이중 디스크 선별기를 구비한 토사 선별 장치를 설명한다.

도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크 선별기를 구비한 토사 선별 장치를 보인 사시도이고, 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크 선별기를 구비한 토사 선별 장치를 보인 정면도이고, 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크 선별기를 구비한 토사 선별 장치를 보인 평면도이고, 도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 가변 이중 디스크 선별기를 구비한 토사 선별 장치를 보인 측면도이다.

본 발명 토사 선별 장치는 기본적으로 상기한 가변 이중 디스크 선별기(1)를 중심으로 일반적인 토사 선별장치처럼 진동컨베이어, 다수개의 이송용 컨베이어 및 송풍기 등을 구비 하지만 이러한 일반적인 구성 자체가 본 발명의 핵심이 아니고 가변 이중 디스크 선별기의 기술적 사상에 의한 정밀 토사 선별을 위해 유기적으로 결합된 전체 구성이 공지의 타 토사 선별장치와 달리 다양한 크기의 토사 및 골재 그리고 이물질이 혼재된 함수비가 높은 불량 토사까지도 크기별로 정밀 선별 할 수 있다는 것이 본 발명의 핵심 기술적 사상이고 특징이다.

도시된 바와 같이 야적된 다양한 크기의 토사 및 골재 그리고 이물질이 혼재된 함수비가 높은 불량 토사는 진동호퍼(2)로 공급되어 진동에 의해 뭉침 현상이 어느 정도 개선된 후, 진동호퍼의 끝단 하부에 설치된 투입 컨베이어(3)로 낙하된 후 경사면을 따라 이송하여 그 끝단에서 가변 이중 디스크 선별기(1)로 낙하하게 된다.

상기 진동호퍼(2)는 끝단에는 막대 모양의 바형 스크린(21)이 설치되어 복수개의 바(211) 간 거리를 조절함으로써 투입 컨베이어(3)로 낙하하는 토사의 크기를 제어할 수 있다. 여기서 바(211)는 필요로 하는 설정 규격에 따라 진동호퍼(2) 본체와 볼트식으로 교환 설치하여 조절할 수 있다.

또한 투입 컨베이어(3)로 이송중인 토사의 뭉침을 개선하여 가변 이중 디스크 선별기(1)로 공급시키기 위해 투입 컨베이어(3)의 일 지점 사이드 가이드 상부에 디스크형 토사 파쇄기(4)가 설치된다.

상기 디스크형 토사 파쇄기(4)는 모터와 연결된 구동 회전축(41)에 복수개의 브러시 디스크(42)가 축방향으로 설치되고, 복수개의 브러시 디스크(42) 상부는 반원통 형상의 하부가 개방된 메쉬 덮개(43)로 덮어 구성한다. 브러시 디스크(42)는 디스크 주변에 형성된 복수개의 브러시 날개가 이송중인 토사를 깊게 긁도록 함으로써 진동호퍼(2)에서 낙하된 상태로 이송중인 토사가 일정 높이 이상으로 높게 뭉쳐될 경우 이를 파헤쳐 토사의 높이를 넓게 골고루 퍼지게 함과 동시에 내부에 있는 실이나 비닐등의 이물질이 걸리도록 하는 역할을 하게 된다. 또한 메쉬 덮개(43)를 구성한 이유는 이송중인 토사가 높을 경우 메쉬에 의해 부서지도록 하여 디스크형 토사 파쇄기에 가해지는 토사의 부하를 줄이기 위함이다.

가변 이중 디스크 선별기(1)로 낙하한 고함수비를 가진 토사는, 토사의 진행방향으로 복수개의 다각축(110) 상에 선별 크기의 간극을 가지고 설치된 복수개의 단위 가변 이중 디스크(100)의 회전력에 의해 크기별로 선별되어 단위 가변 이중 디스크(100)의 간극 이하 크기는 하부로 낙하하고, 이보다 큰 토석류는 가변 이중 디스크 선별기(1)를 지나가게 된다. 이때 가변 이중 디스크 선별기(1)를 구성하는 복수개의 다각축(110)들은 권역별로 설치된 투입부모터, 중앙부모터 및 배출부모터의 회전 속도에 의해 서로 다른 속도로 회전하면서 단위 가변 이중 디스크(100)를 회전시켜 토사 선별률을 높임과 동시에 뭉침 현상을 예방하게 된다.

상기 가변 이중 디스크 선별기(1)의 단위 가변 이중 디스크 간의 사이를 통해 하부 컨베이어(5)로 낙하한 선별코자 하는 양질의 토사는 하부 컨베이어(5)를 따라 수평하게 이송하면서 끝단에서 배출되는데, 배출되기 전에 이물질을 제거하여 보다 양질의 토사를 생산하기 위해 하부 컨베이어의 끝단부 상부에 싸이클론 장치(6)의 흡입노즐(61)을 근접되게 설치하여 미세 이물질을 흡입토록 구성하였다. 흡입된 이물질(비닐, 실 등의 가벼운 미세 이물질)은 싸이클론 장치(6)에서 하향 회전하여 저장한 후, 하부에 설치된 로터리 밸브로 배출시키면 된다. 이때 싸이클론 장치(6)의 흡입 풍력은 후술될 송풍기의 흡입력을 싸이클론 장치(6) 상부와 연결하여 싸이클론 장치 내부에 진공 흡입력을 발생시켜 이용하면 된다.

상기 가변 이중 디스크 선별기(1)를 통과한 하부 배출 토사보다 큰 토석류는 가변 이중 디스크 선별기(1)의 끝단에서 낙하한 후 상승컨베이어(7)를 따라 이송 후 끝단에서 낙하후 배출컨베이어(8)를 따라 배출되어 야적되게 된다.

이때 낙하하는 토석류 중의 이물질을 제거하기 위해 상승컨베이어(7)의 끝단에 하부쪽에 송풍기(9)의 송풍노즐(91)을 위치시켜 풍력에 의해 이물질을 날려 상승컨베이어(7)의 건너편에 있는 에어컨베이어(10)로 배출시켜 분리하게 된다. 여기서 에어컨베이어란 컨베이어의 측면 및 상면이 막힌 통로 구조의 막과 그 하부의 컨베이어로 구성된 컨베이어로, 막을 통해 하부 컨베이어로 낙하하지 않고 비산되는 이물질이 대기중으로 비산되어 대기가 오염되는 것을 막도록 구성된다. 이러한 에어컨베이어는 본 출원인의 여러 특허에 개시된 공지의 에어컨베이어 개념이다.

상기 송풍력을 제공하는 송풍기(9)의 흡입구에 형성된 흡입력은 상기 싸이클론 장치(6) 상부와 공기 덕트(92)로 연결되어 제공함으로써 싸이클론 장치 내부에 진공 흡입력을 발생시키게 연결 구성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예이다.

(실시예1)

중장비에 의하여 불량 토사가 투입되면 정량 투입장치인 경사각 조절식 진동 호퍼(2)에 의하여 순차적으로 투입되면서 진동 호퍼 끝단의 바형 스크린(211)에 의하여 한 실시예에 따른 설정규격(100mm) 이상은 외부로 낙하시켜서 배출시키고, 설정규격(100)mm 이하는 선별되어 투입컨베이어(3) 및 디스크형 토사 파쇄기(4)를 통하여 뭉친 토사의 높이를 고루게 퍼트린 후 가변 이중 디스크 선별기(1)에 투입한다. 가변 이중 디스크 선별기(1)에서는 단위 가변 이중 디스크의 간극 조정에 의해 설정 규격(8mm) 이하는 하부 컨베이어(5)로 낙하시키고 그 이상은 배출시킨다. 이때 사용되는 가변 이중 디스크 선별기(1)는 습지 농지(논) 등에서 발생하는 점토성과 함수율이 높은 토사도 무리없이 선별하게 된다. 또한 단위 디스크 사이에 끼는 토사는 다각축 하부에 설치된 스크래퍼를 통해 제거하면서 선별하여 더욱더 선별 효율을 높이게 된다.

상기 가변 이중 디스크 선별기(1)의 단위 가변 이중 디스크 간의 사이를 통해 하부 컨베이어(5)로 낙하한 8mm 이하 토사는 하부 컨베이어(5)를 따라 수평하게 이송하면서 끝단에서 싸이클론 장치(6)의 흡입노즐(61)에 의해 이물질을 제거후 배출하여 야적 시킨다.

또한 상기 가변 이중 디스크 선별기(1)를 통과한 8mm 초과 토석류는 가변 이중 디스크 선별기(1)의 끝단에서 낙하한 후 상승컨베이어(7)를 따라 이송 후 끝단에서 낙하 후 배출컨베이어(8)를 따라 배출되어 야적되게 된다. 이때 낙하하는 토석류에 송풍기(9)의 송풍노즐(91)을 통해 풍력을 제공하여 이물질을 상승컨베이어(7)의 건너편에 있는 에어컨베이어(10)로 배출시켜 분리하게 된다.

(실시예2)

실시예 2는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 투입되는 함수비 높은 토사 중 골재 함량이 많을 경우 가변 이중 디스크 선별기(1)를 구성하는 단위 가변 이중 디스크(100)의 디스크 배치를 마주보는 2개의 디스크가 엇갈린 형상이 되도록 설치하여 토사를 선별한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 가변 이중 디스크 선별기 (2) : 진동호퍼
(3) : 투입 컨베이어 (4) : 디스크형 토사 파쇄기
(5) : 하부 컨베이어 (6) : 싸이클론 장치
(7) : 상승컨베이어 (8) : 배출컨베이어
(9) : 송풍기 (10) : 에어컨베이어
(21) : 바형 스크린 (41) : 회전축
(42) : 브러시 디스크 (43) : 메쉬 덮개
(61) : 흡입노즐 (91) : 송풍노즐
(92) : 공기 덕트 (100) : 단위 가변 이중 디스크
(101) : 디스크 스페이서 (102) : 디스크
(1021) : 조각 날개 (1022) : 다각홈
(110) : 다각축 (120) : 간격조절 스페이서
(130) : 스크래퍼 (131) : 홈
(140) : 투입부모터 (141) : 중앙부모터
(142) : 배출부모터 (150) : 프레임
(160) : 베어링 (170) : 스프로켓
(171) : 구동 스프로켓 (211) : 바

Claims (4)

1. 함수율 높은 토사 선별용 단위 가변 이중 디스크와, 가변 이중 디스크 간격 조절용 간격조절 스페이서가 번갈아 가면서 복수개가 축 결합된 단위 다각축과;
   선별코자 하는 토사의 크기에 따라 이웃하는 단위 다각축상에 결합된 단위 가변 이중 디스크간을 서로 엇갈리게 배열시켜 구성한 복수개의 다각축들과;
   상기 복수개의 다각축들을 회전시키는 모터;를 포함하여 구성하되,
   상기 단위 가변 이중 디스크는 마주보는 2개의 디스크와, 디스크 사이에 위치하여 선별코자 하는 토사 크기에 따른 간극을 제공하는 디스크 스페이서로 이루어지고, 상기 마주보는 2개의 디스크는 선택적으로 서로 동일 형상 또는 엇갈린 형상으로 다각축상에 축결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 함수율 높은 토사용 가변 이중 디스크 선별기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 디스크는 중앙부에서 다각축과 축 결합되되, 마주보는 디스크의 배치 형상을 선택적으로 변경할 수 있도록 다각축 단면 형상을 가진 다각홈 2개가 엇갈리게 겹쳐진 형상의 다각홈이 천공되어 구성되고, 둘레 부분에 복수개의 조각 날개가 형성되되, 이 조각 날개는 회전 방향쪽은 곡률을 이루는 형상이고 후방부는 수직하게 절단된 형상인 것을 특징으로 하는 함수율 높은 토사용 가변 이중 디스크 선별기.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 단위 가변 이중 디스크는 스테인레스강 또는 합금강으로 이루어진 것을 특징으로 하는 함수율 높은 토사용 가변 이중 디스크 선별기
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 다각축 하부에 설치된 토사 제거용 스크래퍼;를 더 포함하여 구성하되, 스크래퍼는 단위 가변 이중 디스크의 회전시 디스크 외경 둘레부분과 디스크 측면 토사를 제거토록 가변 이중 디스크의 간격에 맞게 배열된 복수개의 홈이 형성된 요철 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 함수율 높은 토사용 가변 이중 디스크 선별기.
   
   
   
   
   
   

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