KR101489362B1 - 5mm 이하의 부순 모래를 효율적으로 선별하기 위한 체 거름망(sieve) 및 그 이용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모래(세골재) 입도 크기 5mm 이하의 모래를 분리해 내기 위해 종래와 같이 수세나 열풍 가열에 의한 공법을 사용하지 않고 0.15mm ~ 4.75mm 범위로 분류되는 모래의 효율적 분리수단에 관한 발명이다.
본원은 일점 범위의 입도크기로 골재를 분리하기 위해 체 거름망(sieve)를 이용하는 방법에서, 외경이 0.1~1.6mm 범위로 제공되는 철선을 이용하여 내경 0.15~4.75mm 범위의 메쉬 공(hole)을 갖는 체 거름망을 만들어서 진동스크린 지지받침대 상부에 올려놓고 체 거름망의 상단은 진동스크린 프레임 일측에 고정되고 체 거름망의 측면 및 하단은 고정되지 않는 구조로 사용되도록 적용되는 골재 분리용 체 거름망 및 그 이용방법에 관한 발명이다.
본원에서 제공되는 골재 분리용 체 거름망은 기존의 골재 분리장치에 설치된 스크린 상부에 겹쳐 올려져 사용되는 경우 별도의 시설을 요하지 않고 적용될 수 있는 발명이다.

Description

5mm 이하의 부순 모래를 효율적으로 선별하기 위한 체 거름망(sieve) 및 그 이용방법{Manufacturing methods of fine aggregate using stone}

본 발명은 채석장이나 폐콘크리트 처리장 또는 토,사석 선별/파쇄 현장에서 발생되어 5~10mm 범위의 체(sieve)를 통과하여 얻어진 세골재로부터 4.75~0.15mm 범위의 부순 모래를 효율적으로 선별하기 위한 체거름망(sieve) 및 그 이용방법에 관한 것이다.

종래에는 상기 4.75~0.15mm 범위 입도크기의 부순 모래를 분리해 내기 위해서는 막대한 시설비가 투입되는 고압 살수 수세식이나 로터리 킬른에 의한 직화 건조 또는 와류 등 가열건조에 의한 공법에 의존하여 4.75~0.15mm 범위 입도크기의 부순 모래를 선별/분리하는 방법이 적용되어 왔다.

그러나 본원은 채석장이나 폐콘크리트 처리장 또는 토,사석 선별파쇄현장에서 수차례에 걸쳐 잘게 파쇄되어 5~10mm 범위의 체(sieve)를 통과하여 얻어진 세골재로부터 원하는 입도 크기의 부순 모래를 얻을 때 종래방식의 선별 수단을 적용하지 않고 진동스크린장치 자체와 체 거름망의 진동차를 서로 다르게 적용하는 수단을 통하여 별도의 고가시설이 필요 없이 4.75~0.15mm 범위의 부순 모래를 효율적으로 선별해 내고자 하는 기술사상의 발명이다.

각종 토목, 건축 공사에 사용되는 콘크리트 구조물에는 자갈(굵은 골재)과 모래(부순모래, 세골재)가 적절한 비율로 시멘트와 혼합되어 사용된다.

최근에는 천연 골재의 고갈로 인하여 채석장에서 파쇄된 석재로 자갈, 모래를 생산하거나 또는 건설 폐기물 처리장에서 폐콘크리트로부터 자갈, 모래를 분리시켜 사용하거나, 각종 공사장에서 양질의 토,사석을 선별,파쇄,세척, 체거름 과정을 통하여 재활용 모래, 자갈을 생산하고 있는 실정이다.

그러나 굵은 골재(자갈)은 크기 별로 선별되어 생산이 가능하나 본원에서 제공하자 하는 입도 크기 0.15mm 이상 4.75mm 이하 범위의 부순 모래를 얻기 위해서는 최소 범위로 3~4차 파쇄과정을 거쳐 10mm 이하 크기로 잘게 파쇄되어야 하고, 그 중에서 5mm 이하의 체를 통과시켜 0.15mm ~ 4.75mm 범위의 부순 모래를 선별 하기란 많은 시설과 공정이 뒤따르며 매우 어려운 작업이다.

또한 원석에 따라 다를 수 있으나 5mm 이하의 체를 통과한 부순 모래를 선별했다 하더라도 그 중 0.08mm체를 통과하는 토분(점토덩어리)이 7% 이상 혼합되는 경우 추후 콘크리트 구조물에 균열(실금)이 발생시키게 되므로 7% 이상 혼합 사용이 금지되고 있다.

따라서 5mm체를 통과시켜 4.75mm이하의 입자를 선별하듯이 체 내경 규격이 4.75mm, 2.36mm, 1.18mm, 0.6mm, 0.3mm, 0.15mm 범위의 메쉬 공(hole)을 갖는 체를 통하여 원하는 입자를 선별하는 것은 기존의 진동스크린 시설에서는 체막힘 현상으로 인해 불가한바, 이는 0.15mm ~ 4.75mm 범위의 부순 모래는 표면적이 커서 공기 중의 수분과 결합되어 2~3%의 수분함량만 있어도 체거름망 구멍을 쉽게 통과하지 못하고 체의 눈살에 달라 붙어 구멍을 막아 버리기 때문에 부순 모래를 선별하기 위해서는 통상적으로 고압살수 수세식이나 고온 가열 건조법 등 기타 많은 방법들이 시도되고 동원되어 왔으나 여전히 미세 입도 크기의 모래 선별에 어려움을 겪어 왔다.

또한 고압 살수 수세식이 적용될 경우 탈수 시설을 비롯한 폐수정화시설에 많은 지하수가 사용되어야 하고 응집제 등의 약품 비용이 소요되며 특히나 원석에 따라 다르나 모래 생산량의 약 10~20% 범위로 슬러지가 발생함으로 그 처리 비용이 막대하며 슬러지의 해양투기가 금지되어 있으므로 그 매립지도 없는 실정이다.

상기 고압 살수 수세식의 단점을 보완하기 위해 최근에는 고온 가열방법으로 로타리 킬른의 가열 장치를 이용하여 분리대상 10mm 이하의 석분을 고온 으로 가열/건조시켜 원하는 치수의 부순 모래를 얻기 위한 체가름이 실시되고 있으나, 체가름 효율이 낮고 별도의 많은 시설비와 연료비가 소요되며 분진 발생 등으로 민원을 유발하는 문제도 발생시키고 있다.

그 밖에 건식 모래 생산장치로 와류를 이용하고 풍력을 이용하여 집진하고 체 막힘을 방지하기 위해 스크린의 진동 폭과 편심 축을 달리하도록 적용하기도 하고, 또한 습식과 건식 방식을 사용하는 기존의 철망체 보다 신율(탄성)이 좋은 고무망 체 또는 우레탄망 체 등이 개발되어 사용하고 있으나, 스크린과 일체로 고정되어 사용되고 있고 개공율이 낮아서 체 가름 효율이 떨어지는 문제점으로 저비용구조의 분리 선별 수단이 요망되어 왔다.

종래 기술로서 등록특허 제1041226호에서는 골재의 표면에 존재하는 수분 및 이물질 등을 제거하기 위한 수단으로 사용되는 골재건조장치가 개시되어 있고, 등록특허 제440197호에서는 준설토로부터 얻은 골재를 세척 및 선별하여 모래을 얻을 때 발생되는 세척수의 정화시스템이 개시되어 있다.

본원은 종래와 같이 수세식이나 열풍가열에 의한 공법을 사용하지 않고 별도의 고가시설 없이 0.15mm~4.75mm 범위의 부순 모래를 선별할 수 있는 수단을 찾고자 하는 과제를 갖고 시작된 발명이다.

본원은 0.15mm~4.75mm 입도 크기의 부순 모래를 분리선별하기 위해 사용되는 체거름망(siewe)을 제공하되, 철선외경이 0.1~1.6mm 범위를 제공되는 철선(스텐레스망,강선, 탄소섬유망)을 이용하여 체 내경 규격이 0.15mm~4.75mm범위의 메쉬공(hole)을 갖는 체 거름망을 제공하고, 이를 진동발생장치 자체와 체 거름망의 진동차를 서로 다르게 적용하는 수단을 통하여 부순 모래를 선별/분리할 수 있는 체거름망(sieve) 및 그 이용방법을 제공하고 하는 목적을 갖는다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본원에서 개시되는 기술사상은 일정범위의 입도크기로 골재를 분리하기 위해 사용되는 체거름망(sieve)를 제공하되, 철선의 외경이 0.1~1.6mm 범위로 제공되는 철선(스텐레스망,강선,탄소섬유망)을 이용하여 내경 0.15~4.75mm 범위의 메쉬공(hole)을 갖는 체거름망을 제공하고, 상기 체거름망의 이용수단은 기존 진동스크린 받침대 상부에 본원의 체거름망이 놓여 질 때 체 거름망 상단은 진동 스크린 프레임 일측에 고정되고 체 거름망의 측부 및 하부는 고정되지 않는 구조로 적용되어, 진동발생장치 자체와 체 거름망의 진동차가 서로 다르게 적용되는 수단을 통하여, 종래와 같이 습식의 수세공정이나 건식의 열풍가열에 의한 공법을 적용하지 않고 예를 들어 체 내경 규격이 4.75mm, 2.36mm, 1.18mm, 0.6mm, 0.3mm, 0.15mm 범위의 메쉬 공(hole)을 갖는 체를 통하여 원하는 입도 크기의 부순 모래를 효율적으로 분리할 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.

이는 기존의 골재분류설비인 진동스크린 발생장치에서 체거름망은 프레임에 일체로 고정되어 있어서 그 진동(vibration) 양상이 도 1a와 같이 동일 하게 진동하게 되는 반면에, 본 발명에서 제시되는 형태로 체거름망의 상단은 진동스크린 프레임 일측에 고정되어 있고 체 거름망의 측부 및 하부는 고정되지 않는 구조로 적용되는 경우 그림1b와 같이 서로 다른 진동 양태를 나타냄을 확인할 수 있었는바, 그림 1b와 같이 진동스크린 프레임과 체거름망이 서로 다른 주기로 진동하며 선별대상 부순 모래 입자의 충돌을 야기하고, 이 충돌은 체 거름작업 진행 중 부순 모래 입자에 의한 체거름망 막힘 현상을 방지하고 제거하는 역할을 수행함으로 체가 막히지 않도록 작용하는 사실을 확인하게 되었다.

또한 도 1a의 구조로 체 거름망과 프레임의 진동이 동일하게 적용되면서 체 거름 작업을 지속적으로 수행하게 되면, 거름 대상의 부순 모래 입자가 낙하하면서 발생하는 충격과 고정 연결 부위에 스트레스에 의해 체거름망이 손상되고 제대로 기능을 수행할 수 없게 되어 체 거름망의 교체 주기가 빠르게 되는데 체 거름망의 수명을 연장하기 위해서는 거름망 철선의 굵기를 굵게 하고 거름 대상의 부순 모래 낙하 시 체 거름망이 받는 충격과 스트레스를 완화시켜 줘야 한다.

즉, 도 1a 구조와 같이 체 거름망과 프레임이 일체로 강하게 체결되어 있는 경우, 도 2a와 같이 체결부 주위로 스트레스가 강하게 집중되는 현상이 일어나고 이로 인해 체결부 주변 손상이 빈번하게 발생하게 되는데, 도 2b와 같이 체 거름망과 프레임이 일체로 체결되지 않는 경우에는 체결부 주위의 스트레스 집중이 약하므로 수명 연장 효과를 기대할 수 있다.

따라서 체결부 이외의 영역에서도 체 거름망과 프레임을 체결하지 않은 경우 체 거름망이 외부의 충격에 따라 자유롭게 움직일 수 있는 구조로 가질 때 충격을 완화시킬 수 있는 효과를 제공하므로 전반적인 체 거름망 손상이 줄어들어 수명 연장이 가능한 효과도 얻을 수 있으며 동시에 체거름망의 철선을 가늘게 사용함으로 개공율을 높일 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

체 거름망은 도 3과 같이 일정 크기 미만의 재료만 통과하게 하는 눈과 눈 사이 간격을 유지하기 위한 살로 구성되는데 체 거름망에서 눈이 차지하는 비율이 높아야만, 다량의 재료를 빠른 시간에 체가름 할 수 있는 바, 체 거름망의 눈과 살의 폭에 따라 아래 식과 같이 체 거름망의 눈 비율을 수학식1과 같이 계산에 적용 할 수 있고, 수학식 1을 적용하여 살 폭에 따른 체 거름망의 눈 비율 변화량은 도 3b와 같이 표시될 수 있다.

예를 들어 체 거름의 효율은 도 3a에서와 같이 살 폭(철선의 두께)이 5mm이고 내경(구멍)이 5mm라면 개공율은 5*5/10*10=25% 로 산정 될 수 있고, 살 폭(철선의 두께)이 2mm이고 내경(구멍)이 5mm라면 5*5/7*7=51%로 산정 될 수 있으며, 살 폭(철선의 두께)이 1mm이고 내경(구멍)이 5mm라면 5*5/6*6=69.4%로 산정 될 수 있음과 같이 눈 폭에 비해 살 폭이 좁은 것이 바람직하다.

이는 종래의 체거름망 구조에서 예를 들면 체거름망 4번체(가로*세로= 내경 5mm)의 살 두께는 최소 5.6mm 두께로 형성되어 외부 충격에 견디도록 제공되는데 이를 상기의 수학식1에 적용하는 경우 개공율은 22.4%에 불과하고, 본원의 기술이 적용되어 제공되는 것과 같이 체거름망 철선이 1.6mm 두께로 가로*세로= 내경 5mm를 이루도록 제공되는 경우 상기의 수학식1에 적용하는 경우 개공율은 57.3%로 제공되어 선별율이 높게 된다.

또한 도 3b에서는 체거름망의 살폭이 0이라면 눈 개공율 또는 통과율이 100%이지만, 살 폭이 증가하여 눈 폭과 같아지면 눈 개공율이 25%까지 낮아지게 되고 높은 눈 비율을 확보하기 위해서는 눈 폭에 비해 살 폭이 좁으면 좁을수록 유리하며 체거름 효율을 높일 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 체 거름망의 눈 크기가 같을 때 살 폭과 두께가 얇을수록 효과적인 체가름이 가능하지만 종래의 진동스크린 구조에서는 체와 진동 스크린이 일체로 고정되어 있는 구조이고 체거름망의 살폭과 두께가 얇으면 스트레스로 인해 체거름망의 수명이 급격하게 저하되는 문제점 때문에 체거름 작업 효율성을 희생하고 체의 살폭 두께를 키워서 보강구조를 이루기 위해 예를 들면 체거름망 4번체(가로*세로= 내경 5mm)는 살폭이 5~6mm 범위의 철선으로 이루어져 있어서 매우 무겁고 체망 교체 시 중장비를 이용하며 운반하며 3인1조가 작업하며 망 교체 작업시간이 최소 5시간이 소요된다.

그러나 본원에서 제안되는 바와 같이 0.15mm~4.75mm 범위 입도 크기의 부순 모래를 분리하기 위해 사용되는 체거름망(sieve)은 살폭 외경이 0.1~1.6mm 범위로 제공되는 철선(스텐레스망 또는 탄소섬유망)을 이용하여 체거름망(sieve) 내경을 기준으로 0.15~4.75mm 범위의 메쉬공(hole)을 갖는 체 를 만들어 적용하게 되면 체 거름망의 수명이 저하되는 역효과 없이 체 거름망의 살 폭과 두께를 최대한 얇게 구현하여 체거름 작업의 효율성을 극대화시킬 수 있다.

또한 본원의 기술로 제공되는 체거름망(sieve)은 0.1~1.6mm 범위로 제공되는 철선이 사용됨으로 매우 가볍고 부드러워 롤 형태로 말아서 1인이 들고 기존의 진동스크린 상부로 운반하여 체 거름망의 상단은 진동스크린 프레임 상단 일측에 고정시키고 체 거름망의 측면 및 하단은 고정되지 않는 구조로 10분 정도의 작업으로 설치나 교체가 가능하다.

또한 본원의 체 거름망은 진동스크린 프레임 규격이 크고 대형인 경우에는 체거름망(sieve)을 다수 개로 설치할 수 있는바, 예를 들어 진동스크린 프레임 규격이 폭 2.4m 길이 6.0m 크기를 갖는 규격(2460스크린)이라면 체거름망(sieve)의 크기가 폭 2.4m 길이 1.2m 규격으로 5개로 분할되는 구조로 각각의 장착부를 갖는 체 거름망을 만들고 이들 분할구조체가 진동스크린 프레임에 설치될 때 체 거름망의 장착부만 고정되고 측면 및 하단은 고정되지 않는 구조를 이루며 분할구조체의 장착부는 상부에 설치되는 분할구조체의 하단부 스크린이 5㎝ 정도로 고기 비늘(갑옷)처럼 장착부 상부를 감싸주는 중첩부를 갖는 구조로 설치되는 구조로 사용되는 형태로 적용되고 일정기간 사용 후 체거름망에 마모가 발생한 부위와 마모 발생이 없는 부위의 차이가 나타나면, 종래에 하단에 설치되어 사용되었던 장착부 부위를 180도 또는 360도로 회전시켜 상단으로 장착부를 옮겨 설치하거나 교체하는 작업도 30분 정도로 빠른 작업으로 신규설치나 교체가 가능하도록 적용되는 효과를 제공한다.

또한 본원에서 사용되는 체 거름망의 철선은 쉽게 녹이 슬지 않으면서 내마모성이 높은 스텐레스 재질의 철선이나 탄소섬유를 이용한 강선을 이용하여 내구성을 높이도록 적용하는 것이 바람직하며, 예를 들면 등록특허 10-594158호에 개시된 섬유강화 플라스틱 선재 또는 등록특허 10-851083호에 개시된 고강도 강선 뿐 아니라 앞으로 새롭게 개발될 신소재가 본원의 체거름망을 이루는 재질로 얼마든지 사용 가능하다 할 것이다.

따라서 본원은 일정 범위의 입도크기로 골재를 분리하기 위해 체 거름망을 이용하는 수단으로서, 외경이 0.1~1.6mm범위로 제공되는 철선을 이용하여 내경 0.15mm~4.75mm범위의 메쉬 공(hole)을 형성하는 체거름망을 만들어서 기존의 진동 스크린 상부에 올려 놓고 체 거름망의 상단에 마련되는 장착부를 이용하여 진동스크린 프레임에 고정되고 체 거름망의 측면이나 저부는 자유롭게 진동 되도록 적용되는 구성의 골재 분리용 체 거름망의 이용방법으로 적용될 수 있다.

또한 본원의 기술 사상으로 제공되는 골재 분리용 체거름망은 기존의 골재분리용으로 설치된 진동스크린의 기존 체 망 상부에 그대로 적용될 수 있는바, 예를 들면 기존에 6mm ~ 10mm 골재를 분리하기 위해 설치된 진동 스크린 프레임이 고정 설치되어 있는 고무망 또는 우레탄 망을 제거하거나 철거하지 않고 본원에서 개시되는 체 거름망을 고무망 또는 우레탄망 상단에 올려 놓고 체거름망의 상단부만 진동스크린 프레임에 고정시켜 체 거름망의 측면이나 저부는 단순히 고무망 또는 우레탄망 위에 올려진 상태로 기존 체인 고무망 또는 우레탄망의 진동과 상관없이 자유롭게 진동 되도록 적용되는 구성을 통하여 본원의 목적을 달성할 수 있다.

본 발명에 의한 골재 분류수단은 종래와 같이 수세식이나 로타리킬른 등의 공법을 사용하지 않고 0.15mm~4.75mm 범위의 부순 모래를 효율적 분리하는 효과를 제공한다.

또한 본원에서 제공되는 골재 분리용 체 거름망은 기존의 골재 분리 장치를 보유하고 있는 업체에서는 기존시설로 사용되고 있는 예를 들면, 6~10mm 골재를 분리하기 위해 설치된 기존 스크린망 상부에 본원에서 제공되는 체거름망의 상단은 고정되고 측면이나 저부는 자유롭게 진동 되도록 적용되는 단순 구성이 추가됨으로 수세식이나 가열식이 적용되지 않고 양질의 부순 모래를 얻을 수 있는 효과를 제공한다.

또한 본원에서 제공되는 골재 분리용 체 거름망을 건설 폐기물 처리장에서 폐토사에 함유된 모래입자를 선별하고 그 중에서 0.08mm 이하의 점토 덤이나 특히 시멘트 가루를 분리시키는데 적용하는 경우 재생 모래의 pH 수치를 낮춰주는 효과를 제공한다.(건설폐기물의 재활용촉진에 관한 법률시행령 제4조제2항에는 순환골재를 배수층 설치용으로 사용할 때는 수소이온농도(pH)가 9.8 이하인 순환골재를 사용하는 것으로 한정한다.로 명시되어 있음)

도 1 : 본원 기술의 배경을 설명하기 위한 자료로서, 진동스크린을 갖는 프레임에 체 거름망이 완전히 고정된 구조와 체 거름망이 고정되지 않은 구조의 시간에 따른 진동주기의 비교예시도
도 2 : 본원 기술의 배경을 설명하기 위한 자료로서, 진동스크린 프레임에 체 거름망이 고정된 구조와 고정되지 않은 구조에서의 접점부위의 스트레스집중도 비교예시도
도 3 : 본원 기술의 배경을 설명하기 위한 자료로서, 골재분리용 진동스크린에 사용되는 체 거름망의 살 폭과 눈 폭의 비교예시도.
도 4 : 일반적으로 채석장에서 골재를 생산하기 위해 적용되고 있는 골재가공 공정예시도.
도 5 : 종래의 기술에서 골재분리용 진동스크린프레임에 체 거름망이 고정되어 사용되는 적용예시도
도 6 : 본원의 기술사상이 적용되어 제공되는 체 거름망 및 사용예시도
도 7 : 본원에서 제공되는 체 거름망이 기존의 골재분리용 진동스크린 프레임에 적용되어 사용되는 적용예시도.

본원의 기술사상이 구현되는 바람직한 실시양태를 제시하기 위해 첨부된 도면에 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 일반적으로 채석장이나 골재채취장 등에서 골재를 분류작업에서 적용되는 분류공정의 일 공정도를 나타낸 것으로, 우선 폭파 등으로 골재채취장에서 얻은 큰 돌덩어리 등은 운반트럭에 실려 호퍼(1)와 피더(2)를 거쳐 스칼핀스크린(3)을 거치며 큰 돌덩어리는 죠크러셔(4)로 보내져서 파쇄된 후 스토크파일(5)로 보내지고 다시 2차피더(6)를 거쳐 2차파쇄기(7)로 보내져서 파쇄공정이 수행되고 파쇄된 골재는 제품스크린(8)을 통하여 원하는 입도크기로 분류되고, 상기 제품스크린(8)에서 큰 입도로 분류된 골재는 다시 3차파쇄기(9)를 거치며 파쇄되고 제품스크린(8)으로 보내져서 원하는 입도 크기로 분류된다.

상기 공정이 수행될 때 스칼핀 스크린(3)의 바닥 저면부에는 약 8~10㎝ 범위의 구멍(hole)이 다수 개 형성되어 있어서 스칼핀 스크린(3)에 유입된 골재 중 구멍을 통과하는 크기의 골재 부스러기와 토사가 혼합된 저급혼합골재는 상기 구멍을 통하여 밑으로 빠져나온 골재는 토분스크린(10)을 거치며 일정 입도크기(25mm) 이상의 골재는 2차파쇄기(7)로 보내져서 파쇄공정이 수행되고 제품스크린(8)을 거쳐 회수하지만 그 이하의 골재는 모두 저급토분으로 분류되어 표토층으로 사용되고 있는 실정인바, 상기 토분 표토층에도 입도 크기 0.15~4.75mm 범위의 양질의 부순 모래가 30~40% 정도로 많이 포함되어 있으나 토분이 많이 섞여 있는 관계로 현재로서는 이를 수세분사를 시키며 분리시키는 경우 엄청난 슬러지량이 발생하여 수세공법을 적용시킬 수도 없고, 또한 고온 가열공법(로터리 킬른)을 적용하고자 하는 경우 토분까지 모두 가열할 수 없기 때문에 그동안은 별도의 분리수단이 없어서 토분스크린(10)을 거쳐 나온 골재는 저급으로 분류되어 표토층으로 사용되고 있는 형편이나 본원의 기술이 적용되는 경우 상기 토분스크린(10)을 거쳐 나온 0~8mm 범위의 토분이나 제품스크린(8)에서 분류된 0~8mm 범위의 석분에서 별도의 수세공법이나 가열공법을 적용하지 않고 입도 크기 0.15~4.75mm 범위의 양질의 부순 모래를 선별해 내도록 적용될 수 있다.

도 5는 상기 도 4의 골재를 분류작업에서 제품스크린(8) 또는 토분스크린(10)으로 적용되는 진동스크린 선별기의 일 적용양태를 나타낸 것으로서, 도 5에 제시되는 진동 선별기(100)의 일 적용예는 철망이나 고무망이나 우레탄망으로 제공되는 스크린(17)이 2단으로 구분되어 각각의 스크린(17)은 상단 내측프레임(12a)과 측면 내측프레임(12b)에 고정되어 일체로 진동을 갖는 구조를 이루고 각각의 스크린 상부에 골재가 투입되고, 여기에 진동을 가하여 골재 또는 모래 등을 원하는 크기별로 선별하는 기계장치로써, 양측의 커버프레임(10)을 하향 경사지게 구비하고, 상기 커버프레임(10) 사이에는 상단스크린(17a) 및 하단스크린(17b)을 하향 경사지게 구비하고 상기 스크린(17)의 저부 중간 중간에는 투입되는 골재의 무게에 의해 스크린이 하부로 가라앉지 않도록 스크린을 지지해주는 스크린 지지받침판에 스크린(17)을 고정구(19)에 의해 고정되는 구조를 이루며 상기 스크린(17) 위에 투입되는 골재가 원하는 입도 크기로 선별하도록 적용되고, 상기 각각의 커버프레임(10) 외측 하단에는 내부에 편심 캠을 고정시킨 플라이휠(11)을 복수 장착하고, 상기 플라이휠(11) 단부에 풀리를 결합하되, 모터(15)에 축 결합된 풀리와 함께 V벨트를 통해 연결하여 모터(15)의 구동력을 플라이휠(11)에 전달함으로써, 플라이휠(11)과 함께 편심캠을 회전 구동시키며 진동을 전달하게 된다.

또한, 상기 커버프레임(10) 하단 전, 후에는 진동스프링(16)을 설치하고, 상기 진동스프링(16) 하단은 커버프레임(10) 하부에 고정 설치된 지지프레임(18)에 고정시켜 편심 캠의 회동에 따라 진동 선별기가 진동할 수 있게 적용되는바, 플라이휠(11)의 회동과 함께 편심캠이 회전하면, 일측으로 편심 구비된 편심 캠의 구조특성으로 인해 관성모멘트가 증가하여 자연스럽게 진동을 발생시키게 되고 이 진동이 커버프레임(10)에 그대로 전달되면, 커버프레임(10)에 설치된 진동스프링(16)이 탄력적으로 이완 압축되면서 진동 선별기를 주기적으로 진동시킬 수 있도록 적용되면서 예를 들면, 스크린(17a)에서는 10~25 ㎜ 범위 입도 크기의 골재를 분류하며, 스크린(17b)에서는 5~10 ㎜ 범위 입도 크기의 골재를 분류하는 형태로 적용될 수 있는 종래의 진동스크린 유형을 나타낸 것이다.

도 6은 본원의 기술사상이 적용되어 제공되는 체거름망(20)의 일적용예를 나타낸 것으로, 도 6의 (a)는 상부용 체 거름망(20a)에 관한 것이고, 도 6의 (b)는 중간용 체 거름망(20b)을 나타낸 것이다

도 6의 (a)로 제시되는 상부용 체 거름망(20a)은 외경이 0.1~1.6mm 범위로 제공되는 철선(스텐레스, 탄소섬유 함유 강선)을 이용하여 체거름망(sieve)의 내경기준 0.15~4.75mm 범위의 메쉬공(hole)을 갖는 체거름망으로 제공될 수 있는바, 상기 구성의 체 거름망은 상단으로 체 고정장착판(21)과 L자형걸음구(24)를 갖는 구성으로 제공되어 진동스크린에 고정될 수 있는바, 예를 들면 L자형걸음구(24)는 L자형 철판을 이용하여 바닥면(24a)은 2~3개소의 관통공을 갖고 상부의 수직부의 단부는 꺽임부(24b)를 형성하여 체(sieve)의 폭을 지지하는 길이로 제공되고, 상기 L자형걸음구(24)의 바닥면(24a) 상부에 0.15~4.75mm 범위의 메쉬공(hole)을 갖는 체거름망(25)이 올려지고 체거름망(25) 상부로는 L자형걸음구(24)의 바닥면(24a)에 뚫린 2~3개 구멍에 대응하는 관통공이 뚫린 고정장착판(21)이 체거름망(25) 상부로 덮여진 후 너트(22)의 일측 헤드부(22a)를 이용하여 L자형걸음부의 바닥면(24a)과 체거름망(25) 및 고정장착부(21)를 관통시키고 너트의 단부에 고정볼트(23)가 장착되는 구조로 상부용 체 거름망(20a)이 완성될 수 있다.

상기 구조로 상부용 체 거름망(20a)이 기존의 체 망(17)이 설치된 진동스크린의 상단프레임벽(12a)에 설치되는 구성은 상기 L자형걸음구(24)를 상단프레임벽(12a)에 고정시키기 위한 걸음부로 도 6a에서는 별도의 コ자형 걸음구(27)를 이용하여 일측으로 L자형걸음구(24)를 압박하며 너트(26) 및 볼트(26a)가 체결되어 상부용 체 거름망(20a)이 진동스크린에 장착될 수 있음을 나타내고 있다.

도 6의 (b)로 제시되는 중간용 체 거름망(20b)의 일 적용예는 상부용 체 거름망(20a)과 동일한 구성으로 제공되되 고정장착판(21)이 상부장착판(21a)와 하부장착판(21b)로 분리되어 체(sieve)의 폭을 지지하는 길이로 각각 2~3개소의 관통공을 갖도록 단순 구조로 제공되고 상부장착판(21a)과 하부장착판(21b) 사이에 0.15~4.75mm 범위의 메쉬공(hole)을 갖는 체거름망(25)이 끼워지는 형태로 중간용 체 거름망(20b)이 제공될 수 있으며, 중간용 체 거름망(20b)이 기존의 진동스크린에 고정/장착되는 걸음부의 구성은 너트(22)의 헤드부(22a)에서부터 상부장착판(21a), 체거름망(25), 하부장착판(21b), 기존 체망(17), 기존 체 받침대(30)까지 너트(22)가 관통되고 받침대(30) 외측에서 고정볼트(23)가 장착되는 구성으로 중간용 체 거름망(20b.)이 기존의 진동스크린 장치에 설치되는 구성으로 설명되고 있으나 이는 너트(22)의 헤드부(22a)와 고정볼트(23)가 서로 반대방향으로 끼워져 고정될 수 있음은 당연하다 할 것이다.

도 7은 상기 도 6에 제시된 상부용 체 거름망(20a) 및 중간용 체 거름망(20b)이 제5에 제시된 기존의 진동 선별기에 본원의 체거름망이 추가되어 사용되는 진동 선별기(200)의 적용양태를 나타낸 것으로, 도 7a에서는 사시도 형태로 나타낸 것이고, 도 7b에서는 측면도 형태로 나타낸 것이다.

도 7a 및 도 7b에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상부 체 거름망(20a)의 상단부에 있는 L자형걸음구(24)의 꺽임부(24b)를 コ자형 걸음구(27)를 이용하여 진동스크린의 상단 내측프레임(12a) 벽면에 압박하며 너트(26) 및 볼트(26a)가 체결되어 상부용 체 거름망(20a)이 진동스크린에 장착시키도록 적용되고, 2번째부터 5번째 까지의 중간용 체 거름망(20b)은 진동 선별기(100)의 중간 위치에서 기존의 스크린(17) 망체를 지지하고 있는 스크린 받침판(30)에 너트(22)의 헤드부(22a)에서부터 상부장착판(21a), 체거름망(25), 하부장착판(21b), 기존 체망(17), 기존 체 받침대(30)까지 너트(22)가 관통되고 바닥면(24a)과 체거름망(25) 및 고정장착부(21)를 관통하는 너트(22)가 끼워진 후 체 받침대(30) 외측에서 고정볼트(23)가 장착되는 구성으로 중간용 체 거름망(20b)이 다단구조로 기존의 진동스크린 장치에 설치될 수 있음을 나타낸 것이다.

이 때 상부 체 거름망(20a) 및 중간용 체 거름망(20b)은 상단부의 고정장착판(21)과 상부장착판(21a)만이 고정되고 측면 및 하부는 고정이 되지 않은 상태로 자유롭게 진동이 구현되도록 적용되며, 다수 개의 중간용 체 거름망(20b)이 연결되어 사용될 때는 도 7b와 같이 앞 단계에 사용되는 체거름망(25)의 하단부가 다음 단계의 상부장착판(21a)까지 고기 비늘(갑옷)처럼 감싸주는 중첩부를 갖도록 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.

또한, 도 7b에서 확인할 수 있는 바와 같이 본원의 기술이 적용되는 진동 선별기(200)에서는 기존의 스크린 받침판(30) 상부에 종래와 같이 철망이나 고무망이나 우레탄망으로 제공되는 스크린(17)이 그대로 설치된 상태에서 종래의 스크린(17) 외연으로 상부 체 거름망(20a)이 놓여진 후 상단부의 걸음부 만이 진동 선별기(200)의 내측프레임(12a)에 고정되는 구조를 이루며 측면부 및 하단부는 고정되지 않는 구조를 이루고, 또한 중간부 체 거름망(20b)도 상단부만이 스크린 받침판(30,40)에 고정되도록 적용되고 측면부 및 하단부는 고정되지 않는 구조로 적용되는바, 예를 들어 도 7b에서와 같이 종래 2단계 타입으로 적용되는 진동스크린에 본원의 기술이 적용될 때 제1단(a) 체는 내경 기준 구멍이 4.75mm 체 거름망이 적용되고, 하부의 제2단(b) 체는 내경 구멍이 2.365mm 체 거름망이 적용되기 원하는 형태를 가정한다면, 종래의 하단스크린(17b) 외연의 상부쪽으로는 내경 2.365mm 규격의 체 거름망(20c)의 상단은 내부프레임(12c)에 고정되고 중간의 체 거름망(20d)은 저부받침대(40)에 고정되는 구성을 이루고, 종래의 상단스크린(17a) 외연의 상부 쪽으로는 내경 기준 구멍이 4.75mm 체 거름망으로 상부용 체 거름망(20a)의 상단은 내측프레임(12a) 벽면에 고정구(27)를 이용하여 고정되고 중간의 체 거름망(20b)의 상단은 저부받침대(30)에 고정되는 구성으로 적용으로 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.

본원의 기술사상이 적용되는 체 거름망(20)을 얻을 때 적용되는 메쉬망의 규격은 표 1과 같이 적용될 수 있다

체 구분	mesh	mm(ID)	철선굵기(mm)
1	3/8	9.52	2.000
2	4	4.750	1.600
3	8	2.360	0.815
4	12	1.700	0.417
5	16	1.180	0.408
6	30	0.600	0.247
7	40	0.425	0.210
8	50	0.300	0.208
9	100	0.150	0.104
10	200	0.075	0.052

일반적으로 체 분리에서는 체 거름망이 동일한 눈 비율을 가지더라도 체 거름망의 살(철선) 두께에 따라 체 거름 효율이 달라 지게 되는바, 예를 들어 상기 표 1의 2 번체 철선 두께가 1.6mm으로 사용되는 경우와 종래 체 거름망과 같이 살 두께가 5.0mm를 갖는 경우에 체 거름망을 통과하는 재료가 받는 저항이 약 1/3 정도로 감소(저항은 통과거리에 비례함)하여 통과속도가 상승하고 눈 막힘 현상이 일어날 확률이 낮아지므로 체 거름 효율이 증대되는 효과를 제공할 수 있고, 또한 이미 눈을 막고 있는 재료를 제거하고자 하는 경우에도 살 두께가 얇을수록 재료와 살의 접촉면적이 작아서 접착력이 약하므로 제거가 용이하므로 체 거름 효율을 높일 수 있게 된다.

따라서 본원은 일정범위의 입도크기로 골재를 분리하기 위해 사용되는 체거름망(sieve)을 제공하되, 철선의 외경이 0.1~1.6mm 범위로 제공되는 철선을 이용하여 내경 0.15~4.75mm 범위의 메쉬공(hole)을 갖는 체거름망을 제공하고, 상기 체거름망이 기존 진동스크린 상부에 올려 놓여 질 때 체거름망 상단은 진동 스크린 프레임 일측에 고정되고 체 거름망의 측부 및 하부는 고정되지 않는 구조로 적용되어 진동발생장치 자체와 체 거름망의 진동차가 서로 다르게 적용되는 수단을 통하여, 종래와 같이 습식의 수세공정이나 건식의 열풍가열에 의한 공법을 적용하지 않고, 예를 들어 체 내경 규격이 4.75mm, 2.36mm, 1.18mm, 0.6mm, 0.3mm, 0.15mm 범위의 메쉬 공(hole)을 갖는 체를 통하여 원하는 입도 크기의 부순 모래를 효율적으로 분리할 수 있는 기술사상의 발명이다.

20 : 체(sieve) 21 : 고정장착판
22 : 체결너트 23 : 고정볼트
24 : L자형걸음구 25 : 체 망
26 : 체결구 27 : コ자형 걸음구 30 : 스크린받침판 40 : 하부스크린받침판
100 : 종래의 진동스크린
200 : 본원의 기술이 적용된 진동스크린

Claims (5)

1. 일정범위의 입도크기로 골재를 분리하기 위해 사용되는 체 거름망(sieve)에 있어서,
   외경이 0.1~ 1.6 mm 범위로 제공되는 철선을 이용하여 내경 0.15~4.75mm 범위의 메쉬 공(hole)을 갖는 체를 만들 때 체 장착부와 걸음부를 갖는 구조의 체걸음망이 다수 개로 만들어져 진동스크린 상부에 2~4개 범위로 올려져 고정될 때 개개의 체 거름망 상단부는 진동스크린 프레임에 고정되고 체 거름망의 측면 및 하단은 고정되지 않는 구조를 이루며 개개의 체 걸음망 사이로는 중간겹침부를 갖도록 적용되어 진동스크린 본체와 체 거름망의 진동이 서로 다르게 적용되는 구조를 이루고 입도 크기 0.15~4.75mm 범위의 모래를 선별하도록 사용되는 것을 특징으로 하는 골재 분리용 체 거름망.
2. 제1항에 있어서,
   상기 체 거름망은 스텐레스 철선이나 보강섬유함유 강선 중에서 선택되어 사용되도록 적용되는 것을 특징으로 하는 골재 분리용 체 거름망.
3. 일정 범위의 입도 크기로 골재를 분리하기 위해 체(sieve)를 사용하는 골재선별방법에 있어서,
   외경이 0.1~ 1.6 mm 범위로 제공되는 철선을 이용하여 내경 0.15~4.75mm 범위의 메쉬 공(hole)을 갖는 체(sieve)를 만들 때 체장착부와 걸음부를 갖는 구조로 골재 분리용 체 거름망을 제조하는 제1단계;
   상기 제1단계에서 만들어진 체거름망 2~4개가 진동스크린 상부에 올려져 고정될 때 개개의 체 거름망의 상단부는 진동스크린 프레임 상단에 고정되고 체 거름망의 측면 및 하단은 고정되지 않는 구조로 적용하며 개개의 체 걸음망 사이로는 중간겹침부를 갖도록 적용되어 진동스크린 본체와 체 거름망의 진동이 서로 다르게 적용되는 제2단계;
   를 포함하여 입도 크기 0.15~4.75mm 범위의 모래를 선별하는 것을 특징으로 하는 골재 선별방법.
4. 삭제
5. 제3항에 있어서,
   상기 체 거름망이 2~4개 범위로 적용된 후 체 거름망을 회전시켜 체 장착부와 걸음부 위치를 바꿔 설치하고 재활용하도록 적용되는 것을 특징으로 하는 골재 선별방법.

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