KR101421827B1 - 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템 - Google Patents

과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템이 소개된다.
본 발명의 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템은, 코크스 와프 및 서브 와프로부터 배출된 코크스가 적재된 컨베이어 벨트; 상기 컨베이어 벨트의 저면을 지지하여 이송시키는 캐리어 롤러; 상기 캐리어 롤러의 중심축 일단이 회전 가능하게 결합되며 압력 작용 여부에 따라 소정 높이만큼 승강하면서 코크스의 중량 신호를 전송하는 지지부; 상기 지지부의 외측면으로부터 일정 간격 이격되어 고정 설치되고 상기 지지부가 하강하여 전송하는 중량 신호를 수신받는 스위치부; 상기 스위치부의 신호 수신 시간이 일정 시간 이상 지속되면 코크스가 과적 또는 편적된 것으로 판단하고 와프 게이트에 차단 신호를 전송하는 제어부를 포함한다.

Description

과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템 {SYSTEM FOR CONTROLLING ECCENTRIC AND OVERCHARE LOADING ON CONVEYOR BELT FOR COKE WHARF}
본 발명은 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템에 관한 것으로서, 더 상세하게는 코크스 와프 및 서브 와프에서 불출되어 컨베이어 벨트에 적재되는 코크스의 적재 상태에 따라 와프 게이트의 개폐 여부를 컨트롤하는, 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 코크스 오븐으로부터 건류되어 괴상화된 상태로 공급되는 적열 코크스는 소화차에서 일정 온도 이하로 냉각되고, 경사면이 형성된 코크스 와프(coke wharf)를 거쳐 와프 게이트를 통해 배출, 외부의 벨트 컨베이어에 적재되어 이송된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 코크스 불출장치는 코크스 오븐(도시되지 않음)에서 괴상화된 적열 코크스(C)를 소화차(3)로 이송하는 전차(1)와, 소화차(3)에 적재되어 소화탑에서 분무된 물에 의해 냉각된 코크스를 자중을 이용하여 낙하시킬 수 있도록 경사면이 형성된 코크스 와프(5)와, 코크스 와프(5)에 적재된 코크스가 경사면으로 흘러내리는 것을 방지하는 와프 게이트(7)와, 코크스 와프(5)의 경사면에 적재된 코크스를 후공정으로 이송하는 벨트 컨베이어(9)를 포함한다.
따라서, 소화차(3)의 수용 공간에 담겨진 적열 코크스(C)를 소화탑에서 분사되는 냉각수로 냉각하고 코크스 와프(5)의 경사면으로 쏟아부은 후에, 벨트 컨베이어(9)의 벨트면으로 적재, 사용 개소로 이송시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 벨트 컨베이어(9)의 상류측에서는 고온의 코크스가 운반되는바, 코크스 와프(5)에서 배출된 습식 코크스는 야드에서 적출되어 서브와프(미도시)를 통하여 공급되는 야드 코크스와 중첩 적재되어 각각의 사용 개소로 운반되며, 현장 작업자는 현장 스위치 등을 이용하여 수직 방향으로 작동 가능하게 설치된 다수 개의 와프 게이트(9)를 개방/폐쇄함으로써 습식 코크스 및 야드 코크스를 선택적으로 벨트 컨베이어(9)에 적재하는 것이다.
통상 습식 코크스가 와프 게이트(9)를 통과하여 벨트 컨베이어(9)에 적재되는 과정은 모니터링되는데, 운전자가 모니터 감시를 소홀히 하는 경우에는 벨트 컨베이어(9) 상에 습식 코크스 과적 또는 편적 현상이 발생하게 된다.
이러한 습식 코크스 과적 또는 편적 현상이 발생하면 벨트 컨베이어(9)를 구동하는 구동모터 등의 설비 고장이 발생하는 것은 물론, 운송 작업이 중단되어 이후 공정인 CDQ 보일러 설비의 온도가 하강하고, 이로 인해 보일러 승온 시간이 과다하게 사용되며, 낙코크스 발생 및 재처리 비용 상승 및 작업장 공해 문제 등 다양한 문제점이 발생하게 된다.
한국공개특허 제10-2005-0041479호(2005.5.4.)에는 상술한 문제를 해결하기 위한 "코크스 와프 불출 운송물 과적방지장치"가 개시되어 있다.
이는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서브와프의 후단측 가이드 스커트 상부에 마련된 레일상에서 벨트의 길이방향으로 이동가능하도록 배치되는 철제 이동부와, 철제 이동부의 상부에 고정된 전동 실린더를 통하여 상하 동작되는 차단판을 포함하고, 철제 이동부의 출구 중 일부를 막는 도어부와, 철제 이동부의 일측에 마련된 스트라이커와, 스트라이커에 대향하여 배치되고 철제 이동부의 이동에 따라서 스트라이커에 의해 접촉되어 전기적인 신호를 송신하는 로드 셀을 구비한 검출부와, 로드셀에 전기적으로 연결되어 로드셀로부터 제공되는 신호에 기초하여 서브와프의 게이트를 차단시키는 제어부를 포함한다.
이러한 코크스 와프 불출 운송물 과적방지장치는 1차적으로 철제 이동부를 이용하여 코크스의 과적을 방지하고, 2차적으로 호형 차단판을 작동시켜 철제 이동부의 출구 크기를 감소시켜 코크스 과적을 방지하며, 그럼에도 불구하고 과적이 발생하는 경우에는 코크스가 호형 차단판에 걸려 동 하중이 증가, 스트라이커에 내장된 로드셀이 작동함으로써 과적을 방지할 수 있게 된다.
그러나, 이러한 "코크스 와프 불출 운송물 과적방지장치"는 코크스 과적 감지를 위해 별도의 철제 이동부, 호형 차단판 등의 부피가 상당하고, 복잡한 구성 요소를 구비하여야 하는 것은 물론, 편적 하중은 감지할 수 없는 문제를 가지고 있다.
또한, 로드셀이 작동하는 경우는 이미 호형 차단판이 하강한 상태로 호형 차단판과 코크스 간의 간섭 및 마찰로, 벨트 및 코크스 사이에 불필요한 마찰이 발생하며, 철제 이동부, 호형 차단판 등 설비 고장이 잦다는 문제점을 가지고 있다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
한국공개특허 제10-2005-0041479호(2005.5.4.)
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 간단한 구성을 가지면서도 벨트 컨베이어의 편적 및 과적을 방지할 수 있는 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 본 발명의 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템은, 코크스 와프 및 서브 와프로부터 배출된 코크스가 적재된 컨베이어 벨트; 상기 컨베이어 벨트의 저면을 지지하여 이송시키는 캐리어 롤러; 상기 캐리어 롤러의 중심축 일단이 회전 가능하게 결합되며 압력 작용 여부에 따라 소정 높이만큼 승강하면서 코크스의 중량 신호를 전송하는 지지부; 상기 지지부의 외측면으로부터 일정 간격 이격되어 고정 설치되고 상기 지지부가 하강하여 전송하는 중량 신호를 수신받는 스위치부; 상기 스위치부의 신호 수신 시간이 일정 시간 이상 지속되면 코크스가 과적 또는 편적된 것으로 판단하고 와프 게이트에 차단 신호를 전송하는 제어부를 포함한다.
상기 지지부는, 상기 캐리어 롤러의 중심축이 결합되는 측면프레임과, 이 측면프레임의 하단에 결합된 삽입봉과, 이 삽입봉의 상부 외주면에 장착된 터치바와, 이 삽입봉의 하단부가 삽입되되 그 저면과 상기 삽입봉의 하단부는 스프링을 매개로 연결된 케이스를 포함한다.
상기 삽입봉은 그 중앙부에 둘레 방향으로 원반 형상의 플랜지가 연장 형성되어 이를 기준으로 상단부와 하단부로 구분되고, 상기 케이스에 상기 삽입봉의 플랜지까지 내장된 상태에서 상기 케이스 상단은 커버로 밀폐되고, 상기 스프링은 상기 하단부에 권선되어 그 상단이 상기 플랜지 저면에 접하고, 그 하단은 케이스 저면에 고정 결합된 것을 특징으로 한다.
상기 캐리어 롤러의 양 측에 각각 설치된 삽입봉의 상단부 외측면은 지지 플레이트를 매개로 연결되고, 상기 캐리어 롤러는 상기 지지 플레이트에 의해 지지되는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 캐리어 롤러의 양 단에 각각 설치되는 삽입봉의 하강 높이를 비교하여 그 차이가 기준치 이내이면 과적 상태로 판단하고, 기준치 이상이면 편적 상태로 판단하며,
편적 상태인 경우 상기 캐리어 롤러 일측에 설치되어 컨베이어 벨트 폭 방향으로 선택적으로 이동하는 편적방지 브룸을 작동시켜 상기 컨베이어 벨트에 편적된 코크스를 고르게 분포시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 코크스가 컨베이어 벨트에 과적, 편적되는 것을 방지함으로써 낙코크스 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이로 인해 환경 오염 문제가 해결되고, 낙코크스 처리에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 컨베이어 벨트에 동력을 제공하는 구동모터 고장 발생을 방지함으로써 CDQ 보일러 설비 등 다른 설비에 주는 피해를 방지할 수 있다.
도 1은 코크스 와프로부터 코크스가 배출되는 상태를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일요부인 지지부의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 일요부인 지지도의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템을 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템은, 컨베이어 벨트(10), 캐리어 롤러(20), 지지부(30), 스위치부(40), 제어부(50)를 포함한다.
컨베이어 벨트(10)는 코크스 와프(도 1참조)부터 배출된 코크스를 적재하여 각각의 사용처로 이송하는 기능을 한다.
이러한 컨베이어 벨트(10)의 저면은 캐리어 롤러(20)로 지지되며, 캐리어 롤러(20)는 통상 3개로 구성되는바, 좌측, 우측, 중앙 쪽에 설치된다.
적재되는 코크스가 컨베이어 벨트(10)로부터 낙하하는 것을 방지하기 위해서는 컨베이어 벨트(10)의 평면은 오목한 호 형상으로 형성되어야 하는데, 이를 위하여 좌측 및 우측에 위치하는 캐리어 롤러(20)는 외측 방향으로 소정 각도만큼 상향 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
캐리어 롤러(20)의 중심축은 그 양 측면에 설치된 지지부(30)에 의해서 지지되며, 이 지지부(30)에 회전 가능하게 결합된다.
지지부(30)는 소정 높이만큼 승강 가능한 구조로 이루어져 있고, 수시로 코크스 중량 신호를 전송한다.
컨베이어 벨트(10)에 편적, 과적이 발생하여 캐리어 롤러(20)가 소정 높이 만큼 가라 앉게 되며, 지지부(30) 역시 소정의 높이만큼 가라 앉는다.
스위치부(40)에서는 지지부(30)에서 전송된 코크스의 중량 신호를 수신한다.
이러한 스위치부(40)는 지지부(30)의 외측면과 서로 마주볼 수 있도록 위치한다.
바람직하게는 지지부(30)의 하단을 지지하는 별도의 지지 프레임(SF)을 설치하고, 이 지지 프레임(SF)의 양 단에서 수직 방향으로 수직 프레임(VF)을 설치, 지지부(30)와 마주보는 수직 프레임(VF)의 일측면에 스위치부(40)를 장착한다.
따라서, 지지부(30)가 소정의 높이만큼 하강하게 되면 지지부(30)와 스위치부(40)가 마주보게 되고, 지지부(30)에서 전송한 신호를 스위치부(40)가 수신하게 되는 것이다.
제어부(50)에서는 스위치부(40)의 신호 수신 시간이 일정 시간 이상 지속되면 코크스가 과적 또는 편적된 것으로 판단하고 와프 게이트(도 1참조)에 차단 신호를 전송한다.
와프 게이트가 차단되면 코크스의 배출이 더 이상 진행되지 않으며, 컨베이어 벨트(10)로의 과적 및 편적 발생이 방지된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템의 지지부(30)는 측면 프레임(32), 삽입봉(34), 터치바(36), 스프링(38), 케이스(39)를 포함한다.
측면 프레임(32)에는 캐리어 롤러(20)의 중심축이 회전 가능하게 결합된다.
삽입봉(34)의 상단면은 측면 프레임(32)의 하단에 결합되어 측면 프레임(32)에 작용하는 하중을 그대로 전달받는다.
이러한 삽입봉(34)의 외주면에는 터치바(36)가 장착되고, 이 터치바(36)는 삽입봉(34)의 승강에 따라 선택적으로 스위치부(40)와 마주보면서 코크스의 중량물과 관련된 신호를 송수신한다.
삽입봉(34)의 하단부는 케이스(39)에 내장되며 그 하단부는 스프링(38)을 매개로 케이스(39) 저면과 연결된다. 또한 삽입봉(34)의 상단부는 케이스(39)로부터 돌출된다.
스프링(38)의 장착 및 고정을 더욱 원활하게 하기 위하여 삽입봉(34)에는 플랜지(34a)가 그 둘레 방향으로 연장 형성되는 것이 바람직하다.
플랜지(34a)는 원반 형상을 갖도록 형성되며, 이를 기준으로 위쪽은 상단부, 아래쪽은 하단부로 구분된다. 케이스(39)에는 하단부 및 플랜지(34a)가 내장되며, 상단부는 케이스(39)로부터 돌출되는바, 그 끝단이 케이스(39) 저면에 고정 결합된 스프링(38)은 삽입봉(34) 하단부에 권선되며 그 상단부는 플랜지(34a) 저면과 접촉한다.
케이스(39)에 삽입봉(34)의 하단부와 플랜지(34a)를 내장하고, 케이스(39) 상단을 링 형상의 커버(C)로 밀폐한다. 더 간편한 조립을 위하여 케이스(39)의 상단 외주면에 체결공을 형성하고, 링 형상을 갖되 체결공이 관통 형성된 커버(C)를 케이스(39)에 올려 놓고, 볼트(B) 및 와셔(W)를 이용하여 결합시킨다.
이 과정에서 케이스(39) 및 커버(C) 사이에 가스켓(G)을 덧댐으로써 그 밀착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 제어부(50)는 상기 캐리어 롤러(20)의 양 단에 각각 설치되는 삽입봉(34)의 하강 높이를 비교하여 그 차이가 기준치 이내이면 과적 상태로 판단하고, 기준치 이상이면 편적 상태로 판단하며, 편적 상태인 경우 상기 캐리어 롤러(20) 일측에 설치되어 컨베이어 벨트(10) 폭 방향으로 선택적으로 이동하는 편적방지 브룸(60)을 작동시켜 상기 컨베이어 벨트(10)에 편적된 코크스를 고르게 분포시키는 것이 바람직하다.
수직 프레임(VF) 상단에는 별도의 연장 프레임(EF)을 설치하고, 이 연장 프레임(EF)에서 컨베이어 벨트(10)의 폭 방향으로 이동 가능하도록 실린더(Q)를 장착, 그 끝단에 편적방지 브룸(60)을 설치하여, 편적 발생시 편적방지 브룸(60)이 이동, 코크스 편적 상태를 해소할 수 있게 된다.
또한 캐리어 롤러(20)의 양 끝단 측에 각각 위치하는 지지부(30)는 지지 플레이트(70)로 연결되어, 이 지지 플레이트(70)는 캐리어 롤러(20)를 지지하는바, 코크스 과적 또는 편적이 발생한 경우 그 하중은 측면 프레임(32)은 물론, 지지 플레이트(70)에도 그대로 전달되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 지지 플레이트(70)가 캐리어 롤러(20) 및 컨베이어 벨트(10) 모두를 지지하고 있으므로, 수직 방향으로 전달되는 모든 하중을 그대로 전달받을 수 있다.
본 발명의 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템의 작동 과정을 설명한다.
컨베이어 벨트(10)에 코크스가 과적되거나 편적되면 측면 프레임(32) 및 지지 플레이트(70)에 그 하중이 전달되고, 이 하중은 그대로 삽입봉(34)에 전달된다.
삽입봉(34)의 하단부는 케이스(39) 내부에서 하강하고, 스프링(38)은 케이스(39) 내부에서 압축하며 삽입봉(34) 전체 높이는 소정 높이만큼 하강한다.
삽입봉(34)이 하강하여 터치바(36)가 스위치부(40)와 마주보게 되면, 스위치부(40)가 터치바(36)에서 전송된 신호를 수신하고, 제어부(50)에서는 스위치부(40)로부터 다시 이 신호를 수신한다.
스위치부(40)에서 소정의 시간(약 5초)동안 지속적으로 터치바(36)로부터 전송된 신호가 수신되면, 제어부(50)에서는 컨베이어 벨트(10)에 코크스가 과적되거나 편적된 것으로 판단하며, 와프 게이트에 폐쇄 신호를 전송한다.
만약, 편적 상태인 경우 편적방지 브룸(60)이 이동하면서 편적된 코크스를 컨베이어 벨트에 고르게 분포시킨다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 : 컨베이어 벨트 20 : 캐리어 롤러
30 : 지지부 32 : 측면 프레임
34 : 삽입봉 34a : 플랜지
36 : 터치바 38 : 스프링
39 : 케이스 40 : 스위치부
50 : 제어부 60 ; 편적방지 브룸

Claims (5)

  1. 코크스 와프 및 서브 와프로부터 배출된 코크스가 적재된 컨베이어 벨트(10);
    상기 컨베이어 벨트(10)의 저면을 지지하여 이송시키는 캐리어 롤러(20);
    상기 캐리어 롤러(20)의 중심축 일단이 회전 가능하게 결합되며 압력 작용 여부에 따라 소정 높이만큼 승강하면서 코크스의 중량 신호를 전송하는 지지부(30);
    상기 지지부(30)의 외측면으로부터 일정 간격 이격되어 고정 설치되고 상기 지지부(30)가 하강하여 전송하는 중량 신호를 수신받는 스위치부(40);
    상기 스위치부(40)의 신호 수신 시간이 일정 시간 이상 지속되면 코크스가 과적 또는 편적된 것으로 판단하고 와프 게이트에 차단 신호를 전송하는 제어부(50)를 포함하며,
    상기 지지부(30)는, 상기 캐리어 롤러(20)의 중심축이 결합되는 측면 프레임(32)과, 이 측면 프레임(32)의 하단에 결합된 삽입봉(34)과, 이 삽입봉(34)의 상부 외주면에 장착된 터치바(36)와, 이 삽입봉(34)의 하단부가 삽입되되 그 저면과 상기 삽입봉(34)의 하단부는 스프링(38)을 매개로 연결된 케이스(39)를 포함하는, 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 삽입봉(34)은 그 중앙부에 둘레 방향으로 원반 형상의 플랜지(34a)가 연장 형성되어 이를 기준으로 상단부와 하단부로 구분되고,
    상기 케이스(39)에 상기 삽입봉(34)의 플랜지(34a)까지 내장된 상태에서 상기 케이스(39) 상단은 커버로 밀폐되고,
    상기 스프링(38)은 상기 하단부에 권선되어 그 상단이 상기 플랜지(34a) 저면에 접하고, 그 하단은 케이스(39) 저면에 고정 결합된 것을 특징으로 하는, 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 제어 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 캐리어 롤러(20)의 양 측에 각각 설치된 삽입봉(34)의 상단부 외측면은 지지 플레이트(70)를 매개로 연결되고, 상기 캐리어 롤러(20)는 상기 지지 플레이트(70)에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는, 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부(50)는 상기 캐리어 롤러(20)의 양 단에 각각 설치되는 삽입봉(34)의 하강 높이를 비교하여 그 차이가 기준치 이내이면 과적 상태로 판단하고, 기준치 이상이면 편적 상태로 판단하며,
    편적 상태인 경우 상기 캐리어 롤러(20) 일측에 설치되어 컨베이어 벨트(10) 폭 방향으로 선택적으로 이동하는 편적방지 브룸(60)을 작동시켜 상기 컨베이어 벨트(10)에 편적된 코크스를 고르게 분포시키는 것을 특징으로 하는, 과적 및 편적 방지 기능을 갖는 코크스 와프용 컨베이어 벨트 시스템.
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