KR101470849B1 - 폐기용 고철 압축장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐기용 고철 압축장치에 관한 것이며, 그 목적은 폐기물에 대한 사방을 압축하여 부피를 축소시키는 것과 동시적으로 압축 완료된 폐기물을 연속적으로 배출할 수 있도록 하여 폐기용 고철의 배출을 위한 별도의 유압유닛이 배재되어 압축장치의 제작비용이 절감될 뿐만 아니라 압축장치의 구동 시 유지비용이 적게 소요되며, 무엇보다 폐기물 고철의 압축 생산성을 높일 수 있는 압축장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 투입된 폐기물을 교반시키는 교반유닛(10); 상기 교반유닛(10)의 하방에 배치되어, 상기 교반유닛(10)으로부터 유입된 폐기물을 전방의 공급구(210)를 향해 이송시키는 이송유닛(20); 상기 공급구(210)로부터 폐기물을 내부로 유입하는 고정프레임(31)을 구비하고, 상기 고정프레임(31)의 내부로 유입된 폐기물이 상하좌우방향으로 일정크기의 단면을 갖도록 폐기물을 압축시키는 제1 압축유닛(30); 및 상기 제1 압축유닛(30)에 의해 1차 압축된 폐기물을 전후방향으로 2차 압축시키는 것과 동시에 앞서 압축 완료된 폐기물을 외부로 토출시키는 제2 압축유닛(40)으로 이루어진 것을 그 기술적 요지로 한다.

Description

폐기용 고철 압축장치{Compression apparatus for wasted scrap}
본 발명은 폐기용 고철 압축장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 산업현장을 포함하여 일반 가정이나 상가 및 재건축 현장 등에서 배출되는 각종 폐기물 중 철재 또는 알루미늄 등의 성분을 갖는 고철들을 모아 사방에서 압축하여 그 부피를 최소화한 후 운반 및 취급이 용이하고, 특히 압축 생산 효율을 높일 수 있는 높일 수 있는 폐기용 고철 압축장치에 관한 것이다.
일상생활 혹은 산업 현장에서 발생하는 폐기물 예컨대, 폐타이어, 고무, 폐비닐, 합성수지, 카펫, 의복, 이불 등을 포함하는 각종 섬유, 폐목재, 폐플라스틱, PCB 등은 재활용, 소각 또는 매립 방법에 의해 처리되고, 각종 산업현장을 포함하여 일반 가정이나 상가 및 재건축 현장 등에서 배출되는 각종 폐기물 중 철재 또는 알루미늄 등의 성분을 갖는 고철들은 수집하여 용융을 통해 재활용되고 있다.
그런데 이러한 폐기물의 경우 무겁고 부피가 커서 수집 및 운반이 어렵고, 그에 따르는 비용이 많이 소요되며, 매립장의 수명을 단축시킴과 아울러 소각기 및 용광로에 투입하기도 어려운 문제가 있다.
따라서 근래에는 일반폐기물일 경우 폐기물을 분쇄하여 부피를 최소화한 다음 매립 또는 소각 처리하도록 하는 방법이 일반화되어 있고, 고철의 경우 압축을 통해 고철 뭉치로 생성하여 부피를 최소화한 다음 이를 운반하여 용광로에 직접 투입하거나, 일부에서는 별도의 절단기를 이용하여 일정크기로 절단한 후 용광로에 투입시켜 용융하는 방식을 채택하고 있다.
상기에 있어서 고철 압축기로는 종래에도 다양하게 제시된 바 있는데, 그 중 국내공개실용신안공보 제1989-0001864호로 제시된 고철 압축기는, 기체의 양측에 각각 두 개의 유압실린더가 장착되어 각각 샤프트와 밀판이 설치되고, 중앙 배면에도 유압실린더가 장착되어 밀판이 부착된 샤프트가 설치되며, 이것의 전방에는 개폐문이 설치되고, 기체의 상부 중앙에 장착된 유압실린더에는 덮판이 착설된 샤프트가 연결되며, 덮판의 선단에는 양측에 괘지 걸고리가 달린 괘지 작동간의 일단을 돌기로서 괘지홈에 끼워 지지대에 유설된 유압실린더의 샤프트로 덮판이 개폐되도록 되어 있고, 또 괘지 걸고리로서 기체에 고정되며, 돌기에 연결된 작동간으로 괘지 걸고리의 괘정 작용을 하며, 압축작업이 끝나면 개폐문 고리를 열고 배면의 유압실린더 샤프트 밀판으로 밀어서 전방으로 압출되게 하는 한편 기체의 상부에 각 유압실린더를 조작하는 조작 장치가 설치된 구성으로 되어 있다.
하지만, 이와 같은 구성을 갖는 고철 압축기는 단순히 기체의 상부 개구부를 덮개를 통해 닫고 양측에서 유압실린더와 밀판을 통해 압축한 다음 전방의 개구부를 열고 후방에 설치된 밀판을 유압실린더를 통해 밀어 압축된 고철 뭉치를 외부로 배출시켜 주는 것에 불과할 뿐만 아니라, 상기와 같이 고철을 사방에서 압축하지 않고 양측에서만 가압하여 압축시키게 되므로 그 부피 자체를 크게 줄일 수 없는 문제점이 있다. 결국 상기와 같이 압축된 고철 뭉치는 그 부피가 비교적 크고 중량도 많이 나가 취급 및 운반성이 매우 좋지 않고, 큰 부피를 갖는 고철 뭉치를 용광로에 직접 투입시켜 용융하게 되면 용융시간이 많이 걸리게 됨은 물론 용광로의 가열에 따른 전력소모가 많아 고철의 재생에 따른 비용이 많이 들게 된다.
한편, 국내등록특허공보 제0870721호에는 폐기용 고철을 전후, 좌우방향에서 압축하고 나아가 이렇게 압축된 뭉치를 원하는 형태로 자동 절단해 줌으로서, 폐기용 고철의 부피를 대폭 줄여 그에 따른 운반 및 취급을 용이하게 하는 유압식 압축 및 자동 절단 장치가 제시되어 있다.
하지만, 이와 같은 압축 및 자동 절단 장치에는 고철 뭉치의 부피를 대폭 줄이기 위해 전우, 좌우 방향으로 고철 뭉치를 압축시키는 다수개의 유압실린더 구비되고, 특히 절단 장치 및 이러한 절단 장치를 구동하기 위한 절단 장치 구동용 유압실린더가 더 구비됨으로서, 전체적으로 장치가 커지는 문제가 있고 장치 제작비용의 상승뿐만 아니라 많은 수의 유압실린더가 유기적으로 구동되어야 함으로서 유지비용이 상당히 상승되는 문제가 있다.
또한, 종래 폐기용 고철 압축 및 절단 장치는 1, 2차에 걸쳐 고철을 압축시키는 공정과 압축된 고철을 절단하는 공정 및 절단된 고철을 배출하는 공정이 순차적으로 이루어지고 있기 때문에, 생산되는 고철 뭉치의 생산성이 매우 낮은 문제점이 있다.
(문헌.1) 국내실용신안공보 제1989-0001864호 (1989.04.08) (문헌.2) 국내등록특허공보 제0870721호 (2008.11.27)
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 폐기용 고철의 압축하여 일정부피의 고철 뭉치로 성형하는 것과 동시에 압축된 고철 뭉치의 배출을 연속하여 수행할 수 있는 폐기용 고철의 수평식 압축장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 폐기용 고철의 압축 공정에 필요로 하는 유압 구동부의 설치 개수를 최소로 구비하더라도 고철 뭉치의 압축 생산 효율을 높일 수 있는 폐기용 고철의 수펴익 압축장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명은 투입된 폐기물을 교반시키는 교반유닛(10);
상기 교반유닛(10)의 하방에 배치되어, 상기 교반유닛(10)으로부터 유입된 폐기물을 전방의 공급구(210)를 향해 이송시키는 이송유닛(20);
상기 공급구(210)로부터 폐기물을 내부로 유입하는 고정프레임(31)을 구비하고, 상기 고정프레임(31)의 내부로 유입된 폐기물이 상하좌우방향으로 일정크기의 단면을 갖도록 폐기물을 압축시키는 제1 압축유닛(30); 및
상기 제1 압축유닛(30)에 의해 1차 압축된 폐기물을 전후방향으로 2차 압축시키는 것과 동시에 앞서 압축 완료된 폐기물을 외부로 토출시키는 제2 압축유닛(40)을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 제1 압축유닛(30)은 상기 이송유닛(20)의 공급구(210)와 연결되어, 폐기물이 내부로 유입되는 고정프레임(31); 상기 고정프레임(31)의 하부에 고정 설치되며, 1차 압축되는 폐기물의 하단부를 성형하는 하부성형면(320)을 구비하는 하부고정판(32); 상기 고정프레임(31)의 상부에서 상기 하부고정판(32)을 향해 근접하거나 멀어지도록 상하방향으로 이동 가능하게 설치되며, 1차 압축되는 폐기물의 상단부를 성형하는 상부성형면(330)을 구비하는 상부가압판(33); 및 상기 상부가압판(33)의 상하 구동력을 제공하는 제1 압축실린더(34)를 포함하여 구성한 것일 수 있다.
이 경우, 상기 상부가압판(33)과 하부고정판(32)에 의해 1차 압축된 폐기물이 원형 단면을 가지도록, 상기 상부성형면(330)과 하부성형면(320)은 각각 반구 형상된 것일 수 있다.
또한, 상기 상부가압판(33)에 형성된 상부성형면(330)과 상기 하부고정판(32)에 형성된 하부성형면(320)은 다수개로 구비될 수 있다.
한편, 상기 제2 압축유닛(40)은, 상기 제1 압축유닛(30)의 전방에 배치되며, 상기 제1 압축유닛(30)에 의해 1차 압축된 폐기물의 전방부를 성형하는 전방성형면(410)이 중앙부에 구비되고, 상기 전방성형면(410)을 중심으로 좌우 양측에는 압축 완료된 폐기물을 외부로 배출하는 좌, 우측 토출구멍(412,414)이 형성된 전방고정블록(41); 상기 전방고정블록(41)과 상기 제1 압축유닛(30)의 사이에서 좌우방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 제1 압축유닛(30)에 의해 1차 압축된 폐기물을 내부로 유입하거나 혹은 상기 전방고정블록(41)의 좌, 우측 토출구멍(412,414)과 선택적으로 연결되는 좌, 우측 성형구멍(421,423)을 구비하는 이동프레임(42); 상기 이동프레임(42)의 좌우방향 구동력을 제공하는 왕복이송실린더(43); 상기 제1 압축유닛(30)의 후방에 배치되어 상기 전방고정블록(41)의 전방성형면(410)을 향해 근접하거나 멀어지도록 전후방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 제1 압축유닛(30)을 관통하여 1차 압축된 폐기물을 상기 이동프레임(42)의 좌측 성형구멍(421) 또는 우측 성형구멍(423)으로 이동시켜 폐기물을 전후방향으로 2차 압축시키는 가압봉(44); 상기 가압봉(44)의 전후방향 구동력을 제공하는 제2 압축실린더(45); 및 상기 가압봉(44)과 연동하여 전후방향으로 이동하며, 상기 이동프레임(42)의 좌, 우측 성형구멍(421,423)을 관통하여 상기 전방고정블록(41)의 좌, 우측 토출구멍(412,414)으로 각각 삽입되는 좌, 우측 펀치(461,463)를 포함하여 구성한 것도 특징으로 한다.
여기서, 상기 제2 압축유닛(40)의 후방에 고정 설치되어 상기 제2 압축실린더(45)가 설치되는 후방고정블록(47); 상기 전방고정블록(41)과 후방고정블록(47)을 연결하는 다수개의 컬럼(48); 및 상기 후방고정블록(47)의 전방에 배치되어, 후면 일측에는 상기 제2 압축실린더(45)의 로드가 결합되고 전방 일측에는 상기 가압봉(44)과 좌, 우측 펀치(461,463)가 결합되며, 상기 다수개의 컬럼(48)이 관통하여 결합되어 컬럼(48)을 따라 전후방향으로 슬라이드 이동이 안내되는 이동플레이트(49);를 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명은 제1,2 압축유닛을 통해 폐기물에 대한 사방을 압축하여 부피를 축소시키는 것과 동시적으로 압축 완료된 폐기물을 연속적으로 배출할 수 있기 때문에, 폐기용 고철의 배출을 위한 별도의 유압유닛이 배재되어 압축장치의 제작비용이 절감될 뿐만 아니라 압축장치의 구동 시 유지비용이 적게 소요되며, 무엇보다 폐기물 고철의 압축 생산 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 폐기물 고철 압축장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 폐기물 고철 압축장치의 다른 쪽에서 바라본 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 교반유닛과 이송유닛의 구성을 보이기 위한 측면도.
도 4는 본 발명에 의한 제1 압축유닛과 제2 압축유닛의 측면도.
도 5는 본 발명에 의한 제1 압축유닛의 구성을 보이기 위해, 도 4의 A-A선을 따라 취한 단면 예시도.
도 6은 본 발명에 의한 제1 압축유닛의 구성 및 작용을 보이기 위해, 도 5의 요부를 확대하여 보인 단면 예시도.
도 7은 본 발명에 의한 제2 압축유닛의 구성을 보이기 위해, 도 4의 B-B선을 따라 취한 단면 예시도.
도 8은 본 발명에 의한 제2 압축유닛의 구성을 보이기 위해, 부분을 절개하여 보인 평면 예시도.
도 9 내지 도 17은 본 발명에 의한 폐기물 고철 압축장치의 작동을 설명하기 위한 작동상태도.
위에 기재된 또는 기재되지 않은 본 발명의 특징과 효과들은 이하 첨부도면을 참조한 본 발명의 실시 예들을 통하여 더욱 명백히 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 폐기물 고철 압축장치의 사시도들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 폐기용 고철의 압축장치(1)는, 교반유닛(10), 이송유닛(20), 제1 압축유닛(30), 제2 압축유닛(40)을 포함하여서 구성된다.
도시된 바와 같이, 전체적으로 본 발명의 압축장치(1)는, 베이스프레임(2)의 상부에 제1,2 압축유닛(30,40)이 배치되어 있으며, 최종 압축 완료된 압축폐기물을 전방으로 배출하는 구조를 이루고 있다. 또한 제1,2 압축유닛(30,40)의 상부에 이송유닛(20)과 교반유닛(10)이 적층구조로 배치되어 있다.
도 3은 본 발명에 의한 교반유닛과 이송유닛의 구성을 보이기 위한 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 교반유닛(10)은, 호퍼(11)의 내부에 투입되는 각종 폐기물(고철)에 대해 하방에 배치된 이송유닛(20)으로 공급하기 전에 균일한 밀도를 유지할 수 있도록 1차적으로 교반시키기 위한 유닛으로서, 실시 예에 의한 교반유닛(10)은 호퍼(11)와; 상기 호퍼(11)에 전후방향으로 양단이 축 결합되어 교반용 구동모터(14)에 의해 회전하는 교반축(12)과, 상기 교반축(12)상에 설치된 다수개의 교반날개(13)로 이루어져 있다. 결국, 호퍼(11)의 내부에 공급된 각종 폐기물은 하방에 배치된 이송유닛(20)으로 직접 이송되기 전에 교반축(12) 및 교반날개(13)의 회전에 따라 서로 섞이면서 균일한 밀도를 유지하면서 하방의 이송유닛(20)으로 떨어지게 된다.
이송유닛(20)은, 상기 교반유닛(10)의 하방에 배치되는 것으로, 내부로 유입된 폐기물을 상기 제1 압축유닛(30)으로 일정량을 공급하기 위한 유닛으로서, 실시 예에 의한 이송유닛(20)은, 상기 호퍼(11)의 하단부와 연결되어 폐기물을 내부로 유입하고, 전방 하단에는 상기 제1 압축유닛(30)을 폐기물을 공급하는 공급구(210)가 구비된 이송프레임(21)과, 상기 이송프레임(21)에 전후방향으로 양단이 축 결합되어 이송용 구동모터(24)에 의해 회전하는 이송축(22)과, 상기 이송축(22)상에 구비된 스크류날개(23)로 이루어져 있다. 결국, 상기 호퍼(11)로부터 하방으로 추락한 폐기물은 이송프레임(21)의 내부로 유입되고, 이렇게 유입된 폐기물은 이송축(22) 및 스크류날개(23)의 회전에 따라 이송프레임(21)의 전방으로 이송되고, 이렇게 이송된 폐기물은 이송프레임(21)의 전방 하단에 형성된 공급구(210)를 통하여 제1 압축유닛(30)으로 공급된다.
도 4 내지 도 6은 제1 압축유닛의 구성 및 작용을 보이는 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제1 압축유닛(30)은, 폐기물이 횡방향 즉, 상하좌우방향으로 일정크기의 단면을 갖도록 폐기물을 수직방향으로 1차 압축시키는 유닛으로서, 실시 예에 의한 제1 압축유닛(30)은, 고정프레임(31), 하부고정판(32), 상부가압판(33), 및 제1 압축실린더(34)를 포함하여서 구성된다.
상기 고정프레임(31)은, 상기 이송유닛(20)의 공급구(210)와 연결되어 이송유닛(20)으로부터 이송 공급되는 폐기물이 유입되는 내부 공간을 제공한다. 이러한 고정프레임(31)은 베이스프레임(2)에 설치된 제1 압축유닛용 하우징(310)에 고정 설치된다. 또한 고정프레임(31)의 일측에는 상기 이송유닛(20)의 공급구(210)와 연결되어 폐기물을 내부로 유입하는 유입홀(312)이 형성되어 있다. 또한 고정프레임(31)에는 후술되는 제2 압축유닛(40)의 가압봉(44)이 관통할 수 있게 관통홀(314)이 전후방으로 형성되어 있다.
상기 하부고정판(32)은, 1차 압축되는 압축폐기물의 하부 형상을 결정하는 부재로서, 상기 고정프레임(31)의 하부에 고정 설치된다. 또한 하부고정판(32)의 내면(상부면)에는 1차 압축되는 압축폐기물의 하부 형상을 결정하는 하부성형면(320)이 구비된다.
상기 상부가압판(33)은, 1차 압축되는 압축폐기물의 상부 형상을 결정하는 부재로서, 상기 고정프레임(31)의 상부에 대해 상하방향으로 슬라이드 이동가능하게 설치된다. 또한 상부가압판(33)의 내면(하부면)에는 1차 압축되는 압축폐기물의 상부 형상을 결정하는 상부성형면(330)이 구비된다.
결국, 상기 고정프레임(31)의 내부에 채워진 폐기물은 상부가압판(33)과 하부고정판(32)에 의해 수직방향으로 압축되는 것에 의해, 상하좌우방향에 대해 일정크기의 단면을 갖도록 압축 성형된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 실시 예에 의한 상부가압판(33)과 하부고정판(32)은 1차 압축 성형된 폐기물이 상하좌우방향에 대해 원형 단면을 가지도록 하고 있으며, 이를 위해 상부가압판(33)과 하부고정판(32)에는 각각 반구형의 상, 하부성형면(330,320)이 구비되어 있다. 이 경우 상기 고정프레임(31)의 관통홀(314) 역시 대응하게 원형 구조를 이루게 된다.
도시되진 않았지만, 상부가압판(33)과 하부고정판(32)은 1차 압축 성형된 폐기물이 상하좌우방향에 대해 사각 단면을 가지도록 할 수 있으며, 이를 위해서는 상부가압판(33)과 하부고정판(32)에는 각각 사각 구조인, '∩' 단면형상과 '∪' 단면형상의 상, 하부성형면이 구비될 수도 있다. 이 경우 상기 고정프레임(31)의 관통홀(314)은 대응하게 사각 구조를 이루게 된다.
여기서, 본 발명에 의한 제1 압축유닛(30)은 하부고정판(32)에 대한 상부가압판(33)의 수직 압축작용에 의해 폐기물의 상하좌우방향에 대한 압축성형을 완료하게 되는 것으로, 도시된 실시 예에서와 같이, 반구 형상의 상, 하부성형면(330,320)을 유지함으로서, 수직방향의 하중이 반구 형상의 상, 하부성형면(330,320)에서 원환응력으로 작용하기 때문에, 상하좌우방향에 대해 균일한 압축하중을 유지할 수 있고 후술되는 제1 압축실린더(34)의 부하도 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 실시 예에 의한 상부가압판(33)과 하부고정판(32)에는 2개소의 압축 성형공간이 마련되어 있으며, 이와 달리 1개소 혹은 3개 이상의 개수가 구비될 수 있음은 물론이다. 이 경우 고정프레임(31)의 관통홀(314) 역시 따라서 설계 변경됨은 당연하다.
상기 제1 압축실린더(34)는, 상부가압판(33)을 향해 상하 구동력을 제공하는 구동부재로서, 고 하중에 적합한 유압실린더를 권장한다.
도 7은 본 발명에 의한 제2 압축유닛의 구성을 보이기 위해, 도 4의 B-B선을 따라 취한 단면 예시도이고, 도 8은 본 발명에 의한 제2 압축유닛의 구성을 보이기 위해, 부분을 절개하여 보인 평면 예시도이다.
도 4, 도 7, 및 도 8을 참조하면, 제2 압축유닛(40)은, 상기 제1 압축유닛(30)을 통해 상하좌우방향으로 1차 압축된 폐기물에 대해 전후방향(수평방향)으로 2차 압축시키는 유닛으로서, 제1 압축유닛(30)을 전후방향의 수평으로 관통하는 구조를 이루고 있다. 실시 예에 의한 제2 압축유닛(40)은, 베이스프레임(2), 전방고정블록(41), 이동프레임(42), 왕복이송실린더(43), 가압봉(44), 좌, 우측 펀치(461,463), 및 제2 압축실린더(45)를 포함하여서 구성된다.
상기 베이스프레임(2)은, 본 발명에 의한 압축장치(1)를 지지하는 바닥 플레이트부재이다.
상기 전방고정블록(41)은, 제2 압축유닛(40)의 최전방에 배치되어 최종 압축 완료된 압축폐기물을 전방으로 토출하는 부재로서, 상기 베이스프레임(2)의 전방 일측에 고정 설치된다. 이러한 전방고정블록(41)의 배면 중앙부에는 상기 제1 압축유닛(30)에 의해 1차로 압축된 폐기물의 전방부를 성형하는 전방성형면(410)이 구비된다. 또한 상기 전방성형면(410)을 중심으로 좌우 양측에는 압축 완료된 폐기물을 외부로 배출하는 좌측 토출구멍(412)과 우측 토출구멍(414)이 각각 형성되어 있다. 실시 예에 의한 상기 좌, 우측 토출구멍(412,414)은 고정프레임(31)에 2개의 관통홀(314)이 구비됨으로서 이에 대응하여 2개의 토출구멍을 한 쌍으로 각각 구비하고 있다.
상기 이동프레임(42)은, 상기 제1 압축유닛(30)에 의해 1차 압축된 폐기물에 대해 2차 압축을 위한 압축공간을 제공하는 부재로서, 상기 전방고정블록(41)의 배면과 상기 제1 압축유닛(30)의 전면 사이에 배치된다. 이러한 이동프레임(42)은 전방에 배치된 전방고정블록(41)과 후방에 배치된 제1 압축유닛(30)의 사이에서 좌우방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 후방에 배치된 제1 압축유닛(30)에 의해 1차 압축된 압축폐기물을 내부로 유입하거나 혹은 전방에 배치된 전방고정블록(41)의 좌측 토출구멍(412) 또는 우측 토출구멍(414)과 선택적으로 연결되는 좌측 성형구멍(421) 우측 성형구멍(423)이 좌우측 양쪽에 구비된다. 실시 예에 의한 상기 좌, 우측 성형구멍(421,423) 역시 2개의 성형구멍을 한 쌍으로 각각 구비하고 있다.
다시 말해, 이동프레임(42)의 좌측 성형구멍(421)과 우측 성형구멍(423)은 후방에 배치된 고정프레임(31)에 구비된 관통홀(314)과 연결되거나 또는 전방에 배치된 전방고정블록(41)에 구비된 좌측 토출구멍(412) 또는 우측 토출구멍(414)과 선택적으로 연결된다. 즉, 좌, 우측 성형구멍(421,423)들 중 하나의 성형구멍이 고정프레임(31)의 관통홀(314)과 연결되면 나머지 성형구멍은 전방고정블록(41)의 좌측 토출구멍(412) 또는 우측 토출구멍(414)과 연결되도록 구성된다.
상기 좌, 우측 성형구멍(421,423)은 고정프레임(31)에 구비된 관통홀(314)의 단면 크기와 대응하는 단면 크기를 가진다. 실시 예에 의하면 좌, 우측 성형구멍(421,423)은 고정프레임(31)의 관통홀(314)이 원형 단면을 구비함으로서 이와 대응하게 원형 단면을 가진다.
또한, 이동프레임(42)이 상기 전방고정블록(41)과 상기 제1 압축유닛(30)의 사이에서 좌우방향으로 슬라이드 이동 가능하게 구성하기 위해, 상기 전방고정블록(41)의 배면에는 가이드레일(416)이 구비되고, 이 가이드레일(416)상에서 이동프레임(42)이 좌우방향으로 슬라이드 이동되도록 결합된다. 여기서 상기 가이드레일(416)은 전방고정블록(41)이 아닌 상기 제1 압축유닛(30)의 고정프레임(31)의 전면에 형성될 수도 있으며, 혹은 전방고정블록(41)의 배면과 고정프레임(31)의 전면에 모두 가이드레일이 구성될 수도 있다.
이러한 이동프레임(42)은 왕복이송실린더(43)와 연결되어 왕복이송실린더(43)의 구동에 따라 좌우방향으로 왕복이송하게 된다. 이러한 왕복이송실린더 역시 고 하중에 적합한 유압실린더를 채택한다.
도 7 (a)에 도시된 바와 같이, 왕복이송실린더(43)가 수축된 상태에서는 이동프레임(42)은 좌측으로 이동함으로서, 좌측 성형구멍(421)은 전방고정블록(41)의 좌측 토출구멍(412)과 연결되고, 우측 성형구멍(423)은 고정프레임(31)의 관통홀(314)과 연결된다. 한편 도 7 (b)에 도시된 바와 같이, 왕복이송실린더(43)가 팽창된 상태에서는 이동프레임(42)은 우측으로 이동함으로서, 좌측 성형구멍(421)이 고정프레임(31)의 관통홀(314)과 연결되고, 우측 성형구멍(423)은 전방고정블록(41)의 우측 토출구멍(414)과 연결된다.
상기 가압봉(44)은, 제1 압축유닛(30)에 의해 1차로 압축된 폐기물을 상기 이동프레임(42)의 좌측 성형구멍(421) 또는 우측 성형구멍(423)으로 이동시켜 수평 압축시키는 부재로서, 제1 압축유닛(30)의 후방에 배치되어 고정프레임(31)의 관통홀(314)을 관통하여 상기 전방고정블록(41)의 전방성형면(410)을 향해 근접하거나 멀어지도록 전후방향으로 이동 가능하게 설치된다.
이러한 가압봉(44) 역시 고정프레임(31)의 관통홀(314)과 이동프레임(42)의 좌, 우측 성형구멍(421,423)이 갖는 단면 형상과 대응하는 단면 형상을 가지며, 개수 역시 대응하는 개수로 구비된다.
이러한 가압봉(44)은 상기 제2 압축실린더(45)와 연결되어, 제2 압축실린더(45)의 구동에 따라 전후방향으로 이동하게 된다. 상기 제2 압축실린더(45) 역시 고 하중에 적합한 유압실린더가 채택된다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제2 압축실린더(45)가 수축된 상태에서 가압봉(44)의 가압선단은 고정프레임(31)의 관통홀(314)을 폐쇄시키는 위치를 유지하여 고정프레임(31) 내부의 폐기물이 관통홀(314)을 통해 외부로 누출되지 못하게 차단시키고, 한편 도 11에 도시된 바와 같이, 제2 압축실린더(45)가 팽창된 상태에서 가압봉(44)의 가압선단은 고정프레임(31)의 관통홀(314)을 관통하여 이동프레임(42)의 좌측 성형구멍(421) 또는 우측 성형구멍(423)의 내부로 삽입 위치된다.
상기 좌, 우측 펀치(461,463)는, 최종 압축 완료된 압축폐기물을 상기 전방고정블록(41)에 형성된 좌, 우측 토출구멍(412,414)을 관통하여 전방으로 배출시키는 부재로서, 결국 이러한 좌, 우측 펀치(461,463)는 상기 전방고정블록(41)의 좌, 우측 토출구멍(412,414)을 각각 향하도록 가압봉(44)의 좌우 양측에 나란하게 배치되어 있다.
상기 좌, 우측 펀치(461,463)가 제2 압축실린더(45)의 작동에 의해 가압봉(44)과 연동하도록 하기 위해, 상기 가압봉(44)과 좌, 우측 펀치(461,463)는 이동플레이트(49)를 매개로 연결되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 압축실린더(45)가 수축된 상태에서 좌, 우측 펀치(461,463)의 선단은 이동프레임(42)의 후방에 위치하여 이동프레임(42)의 좌우방향 이동을 허용시키고, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 압축실린더(45)가 팽창된 상태에서 좌, 우측 펀치(461,463)의 선단은 이동프레임(42)의 좌, 우측 성형구멍(421,423)을 관통하여 전방고정블록(41)의 좌, 우측 토출구멍(412,414)에 각각 삽입 위치된다.
한편, 제2 압축유닛(40)에는 베이스프레임(2)의 후방에 고정 설치되어 상기 제2 압축실린더(45)가 설치 구성되는 후방고정블록(47)과; 상기 전방고정블록(41)과 후방고정블록(47)의 사방 모서리를 연결하는 다수개의 컬럼(48)과; 상기 후방고정블록(47)의 전방에 배치되어, 후면 일측에는 상기 제2 압축실린더(45)의 로드가 결합되고 전방 일측에는 상기 가압봉(44)과 좌, 우측 펀치(461,463)가 결합되며, 상기 다수개의 컬럼(48)이 관통하여 결합되어 컬럼(48)을 따라 전후방향으로 슬라이드 이동이 안내되는 이동플레이트(49)를 포함하여 구성한다. 결국, 이동플레이트(49)는 다수개의 컬럼(48)상에서 전후방향의 이동이 견고히 안내되기 때문에, 가압봉(44)과 좌, 우측 펀치(461,463)의 전후방향 이동을 견고히 안내하게 된다.
도 9 내지 도 17은 본 발명에 의한 폐기물 고철 압축장치의 작동을 설명하기 위한 작동상태도이다.
도 9 내지 도 17을 참조하여, 상기와 같이 구성된 폐기물 고철 압축장치의 압축과정 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 도 5를 참조하면, 집하장에서 모여진 각종 폐기물(고철)을 도시되지 않은 컨베이어와 같은 이동수단을 이용하여 호퍼(11)에 투입한다.
호퍼(11)에 투입된 폐기물은 교반용 구동모터(14)의 작동에 따라 회전하는 교반축(12)과 교반날개(13)에 의해 뒤섞이면서 하방에 배치된 이송유닛(20)의 이송프레임(21)으로 떨어진다.
이후, 이송프레임(21)의 내부로 공급된 폐기물은 이송용 구동모터(24)의 작동에 따라 회전하는 이송축(22)과 스크류날개(23)에 의해 이송프레임(21)의 전방으로 이송되고, 이에 따라 이송프레임(21)의 전방 하단에 구비된 공급구(210)를 통해 제1 압축유닛(30)으로 일정량이 공급된다. 여기서, 1차 압축을 위해 적정량의 폐기물을 제1 압축유닛(30)으로 이송된 다음 교반유닛(10)의 교반용 구동모터(14)와 상기 이송유닛(20)의 이송용 구동모터(24)는 일시 정지되어 폐기물의 이송을 정지시킬 수 있으나, 하지만 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 압축유닛(30)의 작동 중 상부가압판(33)은 하강하면서 고정프레임(31)에 형성된 유입홀(310)을 차단하는 구조를 이루고 있기 때문에 상기와 같이 굳이 교반유닛(10)과 이송유닛(20)의 작동을 정지시키지 않더라도 무방하다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 이송유닛(20)의 공급구(210)로부터 배출되는 폐기물은 제1 압축유닛(30)의 고정프레임(31)에 형성된 유입홀(310)을 통하여 고정프레임(31)의 내부로 유입된다.
적정량의 폐기물이 고정프레임(31)의 내부로 유입된 다음, 제1 압축실린더(34)의 작동에 따라 제1 압축실린더(34)와 연결된 상부가압판(33)이 하강하게 되면서, 자연스레 고정프레임(31)에 형성된 유입홀(310)을 차단하여 상기 이송유닛(20)이 작동 중이라 하더라도 더 이상의 폐기물 유입이 차단된다.
이후, 계속해서 상부가압판(33)이 하강함으로서 고정프레임(31)의 내부에 채워진 폐기물은 아래쪽에 하부고정판(32)과 상부가압판(33)의 사이에서 수직방향으로 1차 압축된다. 여기서, 하부고정판(32)에 구비된 하부성형면(320)과 상부가압판(33)에 구비된 상부성형면(330)은 반구 형상을 유지하고 있기 때문에, 폐기물은 원형 단면을 가지면서 1차 압축 성형된다. 이처럼 상부가압판(33)과 하부고정판(32)의 수직방향 하중은 반구 형상을 유지하고 있는 하부성형면(320)과 상부성형면(330)에서 원환응력으로 작용하기 때문에, 제1 압축실린더(34)의 큰 부하 없이 폐기물의 상하좌우방향에 대한 원활한 압축이 수행된다.
이처럼 제1 압축유닛(30)에 의한 폐기물의 1차 수직 압축과정 중, 제2 압축유닛(40)의 가압봉(44)의 가압선단은 고정프레임(31)의 관통홀(314)의 후면에 밀착되어 1차 압축 중인 폐기물의 후면을 지지하게 된다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 이후 제2 압축유닛(40)의 제2 압축실린더(45)의 작동에 따라 제2 압축실린더(45)와 연결된 가압봉(44)의 가압선단이 고정프레임(31)의 관통홀(314)을 관통하면서 고정프레임(31)의 내부에 위치하는 압축폐기물을 이동프레임(42)의 우측 성형구멍(423)으로 이동시키고, 계속해서 가압봉(44)의 가압선단은 전방고정블록(41)의 전면성형부(410)를 향해 전방으로 이동함으로서, 이동프레임(42)의 우측 성형구멍(423)에 위치하는 압축폐기물은 전방고정블록(41)의 전면성형부(410)와 가압봉(44)의 사이에서 2차로 수평 압축 성형된다.
이렇게 폐기물에 대한 1, 2차 걸친 압축이 완료되면, 도 13에 도시된 바와 같이, 제2 압축실린더(45)는 후방으로, 제1 압축실린더(34)는 상방으로 각각 반대 이동된다.
도 16을 참조하면, 상기와 같이 가압봉(44)과 상부가압판(33)이 최초 위치로 복귀한 다음에는 왕복이송실린더(43)를 우측으로 작동시켜 전방고정블록(41)에 형성된 가이드레일(416)을 따라 이동프레임(42)을 우측으로 슬라이드 이동시킨다. 결국, 2차 압축된 압축폐기물이 위치하는 이동프레임(42)의 우측 성형구멍(423)은 우측으로 이동하여 전방고정블록(41)에 형성된 우측 토출구멍(414)과 연결되며, 우측 펀치(463), 우측 성형구멍(423), 우측 토출구멍(414)이 차례로 동축을 유지하게 된다. 더불어, 이동프레임(42)의 좌측 성형구멍(421)은 우측으로 이동하여 고정프레임(31)의 관통홀(314)과 연결되며, 가압봉(44), 고정프레임(31)의 관통홀(314), 좌측 성형구멍(421)이 차례로 동축을 유지하게 된다.
계속해서, 다시 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 이송유닛(20)의 공급구(210)로부터 적정량의 폐기물을 공급받으면서 제1 압축실린더(34)와 연결된 상부가압판(33)을 하강시켜 새로운 폐기물에 대한 1차 압축을 수행한다.
이어서, 도 15에 도시된 바와 같이, 제2 압축유닛(40)의 제2 압축실린더(45)의 작동에 따라 제2 압축실린더(45)와 연결된 가압봉(44)의 가압선단이 고정프레임(31)의 관통홀(314)을 관통하면서 새롭게 1차 압축된 압축폐기물(S2)을 이동프레임(42)의 좌측 성형구멍(421)으로 이동시키고, 계속해서 가압봉(44)의 가압선단은 전방고정블록(41)의 전면성형부(410)를 향해 전방으로 이동함으로서, 이동프레임(42)의 좌측 성형구멍(421)에 위치하는 압축폐기물(S2)은 전방고정블록(41)의 전면성형부(410)와 가압봉(44)의 사이에서 2차로 수평 압축 성형된다.
여기서, 상기 제2 압축실린더(45)의 작동에 따라 가압봉(44)과 연동하여 전방으로 이동하는 우측 펀치(463)는 이동프레임(42)의 우측 성형구멍(423)에 삽입되면서 앞서 미리 압축 완료된 압축폐기물(S1)을 가압하여, 전방고정블록(41)의 우측 토출구멍(414)을 관통하여 외부로 배출시키게 된다.
이상과 같이, 가압봉(44)을 이용하여 폐기물에 대한 압축을 수행하는 것과 동시에 앞서 좌측 펀치(461)를 이용하여 압축 완료된 폐기물을 전방고정블록(41)의 좌측 토출구멍(412)으로 배출하는 기능을 동시적으로 수행하게 된다.
이후, 다시 도 13에 도시된 바와 같이, 제2 압축실린더(45)는 후방으로, 제1 압축실린더(34)는 상방으로 각각 반대 이동된다.
이후 다시 도 16을 참조하면, 상기와 같이 가압봉(44)과 상부가압판(33)이 최초 위치로 복귀한 다음에는 왕복이송실린더(43)를 좌측으로 작동시켜 전방고정블록(41)에 형성된 가이드레일(416)을 따라 이동프레임(42)을 좌측으로 슬라이드 이동시킨다. 결국, 2차 압축된 압축폐기물(S2)이 위치하는 이동프레임(42)의 좌측 성형구멍(421)은 좌측으로 이동하여 전방고정블록(41)에 형성된 좌측 토출구멍(412)과 연결되며, 좌측 펀치(461), 좌측 성형구멍(421), 좌측 토출구멍(412)이 차례로 동축을 유지하게 된다. 더불어, 이동프레임(42)의 우측 성형구멍(423)은 좌측으로 이동하여 고정프레임(31)의 관통홀(314)과 연결되며, 가압봉(44), 고정프레임(31)의 관통홀(314), 우측 성형구멍(423)이 차례로 동축을 유지하게 된다.
결국, 도 16 및 도 17과 도시된 바와 같이, 이동프레임(42)은 가압봉(44)의 1회 가압이 완료된 다음 좌측과 우측으로 번갈아 슬라이드 이동해 가면서, 전방고정블록(41)의 좌측 토출구멍(412)과 우측 토출구멍(414)을 통하여 압축폐기물을 연속적으로 배출하게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1 : 압축장치 2 : 베이스프레임
10 : 교반유닛 11 : 호퍼
12 : 교반축 13 : 교반날개
14 : 교반용 구동모터 20 : 이송유닛
21 : 이송프레임 210 : 공급구
22 : 이송축 23 : 스크류날개
24 : 이송용 구동모터 30 : 제1 압축유닛
31 : 고정프레임 312 : 유입홀
314 : 관통홀 32 : 하부고정판
33 : 상부가압판 34 : 제1 압축실린더
40 : 제2 압축유닛 41 : 전방고정블록
410 : 전방성형면 412 : 좌측 토출구멍
414 : 우측 토출구멍 42 : 이동프레임
421 : 좌측 성형구멍 423 : 우측 성형구멍
43 : 왕복이송실린더 44 : 가압봉
45 : 제2 압축실린더 461 : 좌측 펀치
463 : 우측 펀치 47 : 후방고정블록
48 : 컬럼 49 : 이동플레이트

Claims (6)

  1. 투입된 폐기물을 교반시키는 교반유닛(10); 상기 교반유닛(10)의 하방에 배치되어, 상기 교반유닛(10)으로부터 유입된 폐기물을 전방의 공급구(210)를 향해 이송시키는 이송유닛(20); 상기 공급구(210)로부터 폐기물을 내부로 유입하는 고정프레임(31)을 구비하고, 상기 고정프레임(31)의 내부로 유입된 폐기물이 상하좌우방향으로 일정크기의 단면을 갖도록 폐기물을 압축시키는 제1 압축유닛(30); 및 상기 제1 압축유닛(30)에 의해 1차 압축된 폐기물을 전후방향으로 2차 압축시키는 것과 동시에 앞서 압축 완료된 폐기물을 외부로 토출시키는 제2 압축유닛(40)을 포함하는 폐기용 고철 압축장치에 있어서,
    상기 제2 압축유닛(40)은,
    상기 제1 압축유닛(30)의 전방에 배치되며, 상기 제1 압축유닛(30)에 의해 1차 압축된 폐기물의 전방부를 성형하는 전방성형면(410)이 중앙부에 구비되고, 상기 전방성형면(410)을 중심으로 좌우 양측에는 압축 완료된 폐기물을 외부로 배출하는 좌, 우측 토출구멍(412,414)이 형성된 전방고정블록(41);
    상기 전방고정블록(41)과 상기 제1 압축유닛(30)의 사이에서 좌우방향으로 슬라이드 이동 가능하게 설치되며, 상기 제1 압축유닛(30)에 의해 1차 압축된 폐기물을 내부로 유입하거나 혹은 상기 전방고정블록(41)의 좌, 우측 토출구멍(412,414)과 선택적으로 연결되는 좌, 우측 성형구멍(421,423)을 구비하는 이동프레임(42);
    상기 이동프레임(42)의 좌우방향 구동력을 제공하는 왕복이송실린더(43);
    상기 제1 압축유닛(30)의 후방에 배치되어 상기 전방고정블록(41)의 전방성형면(410)을 향해 근접하거나 멀어지도록 전후방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 제1 압축유닛(30)을 관통하여 1차 압축된 폐기물을 상기 이동프레임(42)의 좌측 성형구멍(421) 또는 우측 성형구멍(423)으로 이동시켜 폐기물을 전후방향으로 2차 압축시키는 가압봉(44);
    상기 가압봉(44)의 전후방향 구동력을 제공하는 제2 압축실린더(45); 및
    상기 가압봉(44)과 연동하여 전후방향으로 이동하며, 상기 이동프레임(42)의 좌, 우측 성형구멍(421,423)을 관통하여 상기 전방고정블록(41)의 좌, 우측 토출구멍(412,414)으로 각각 삽입되는 좌, 우측 펀치(461,463)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 폐기용 고철 압축장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 압축유닛(30)은,
    상기 이송유닛(20)의 공급구(210)와 연결되어, 폐기물이 내부로 유입되는 고정프레임(31);
    상기 고정프레임(31)의 하부에 고정 설치되며, 1차 압축되는 폐기물의 하단부를 성형하는 하부성형면(320)을 구비하는 하부고정판(32);
    상기 고정프레임(31)의 상부에서 상기 하부고정판(32)을 향해 근접하거나 멀어지도록 상하방향으로 이동 가능하게 설치되며, 1차 압축되는 폐기물의 상단부를 성형하는 상부성형면(330)을 구비하는 상부가압판(33); 및
    상기 상부가압판(33)의 상하 구동력을 제공하는 제1 압축실린더(34);
    를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 폐기용 고철 압축장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 상부가압판(33)과 하부고정판(32)에 의해 1차 압축된 폐기물이 원형 단면을 가지도록, 상기 상부성형면(330)과 하부성형면(320)은 각각 반구 형상된 것을 특징으로 하는 폐기용 고철의 압축장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 상부가압판(33)에 형성된 상부성형면(330)과 상기 하부고정판(32)에 형성된 하부성형면(320)은, 각각 다수개로 구비되는 것을 특징으로 하는 폐기용 고철 압축장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 압축유닛(40)의 후방에 고정 설치되어 상기 제2 압축실린더(45)가 설치되는 후방고정블록(47)과;
    상기 전방고정블록(41)과 후방고정블록(47)을 연결하는 다수개의 컬럼(48)과;
    상기 후방고정블록(47)의 전방에 배치되어, 후면 일측에는 상기 제2 압축실린더(45)의 로드가 결합되고 전방 일측에는 상기 가압봉(44)과 좌, 우측 펀치(461,463)가 결합되며, 상기 다수개의 컬럼(48)이 관통하여 결합되어 컬럼(48)을 따라 전후방향으로 슬라이드 이동이 안내되는 이동플레이트(49);를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 폐기용 고철 압축장치.
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