KR101575220B1 - 강제 배출 버켓 엘리베이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하방이 라운드된 메인 플레이트, 메인 플레이트의 양 측면에 결합되어 메인 플레이트와 함께 상기 운반물을 수용하는 운반물 수용부를 형성하는 측면 플레이트를 포함하고 메인 플레이트의 정면 양측 단부에 길이 방향으로 각각 설정 길이 절개되어 형성되는 절개부가 형성되는 버켓; 상기 운반물 수용부 내부에서 회전축을 중심으로 회전가능하게 설치되고 상기 회전축을 중심으로 상기 정면플레이트의 내면과 만날 수 있도록 방사상으로 연장되는 하나 이상의 가지와 상기 절개부를 통해 상기 버켓 외부로 돌출되는 가동레버를 포함하는 두개의 사이드 플레이트와 상기 사이드 플레이트의 상응하는 가지의 단부를 연결하도록 형성되는 블레이드를 포함하는 스크래퍼; 및 상기 복수의 버켓들이 상기 운반물을 배출하도록 회전되는 위치에서 상기 가동레버와 만나 상기 가동레버를 회전시킬 수 있는 위치에 설치되는 스토퍼를 포함하는 버켓 엘리베이터를 제공한다.

Description

강제 배출 버켓 엘리베이터{Power Bucket Elevator}
본 발명은 버켓 내부에 잔존하는 부착물을 자동으로 제거할 수 있는 버켓 엘리베이터에 관한 것이다.
일반적으로 버켓 엘리베이터(Bucket Elevator)는 곡물, 흙, 자갈, 광물과 같은 중소형 분체를 수직으로 운반하는 장치로서 광산, 공사장, 제철소 등 다양한 산업 분야에 적용되고 있다.
버켓 엘리베이터에는 원심 배출형과 완전 배출형 및 유도 배출형이 있다. 원심 배출형 버켓 엘리베이터는 버켓 내의 운반물이 원심력에 의하여 버켓 밖으로 배출되도록 하는 것으로 버켓의 회전 속도를 빠르게 하여 버켓에 원심력을 일으킨다. 완전 배출형은 버켓의 개구가 지면을 향하여 완전 하향할 수 있도록 구성되는 것이다. 유도 배출형은 버켓의 등을 타고 운반물이 버켓의 경사면을 타고 배출되는 방식으로 가장 많이 사용되고 있다.
도 10은 종래의 버켓 엘리베이터를 나타내는 개략도이다. 버켓 엘리베이터는 일반적으로 도 10에 101로 도시된 바와 같이, 상하부에 운반물 배출부(105)와 운반물 투입부(107)가 형성된 외부 케이싱(103), 운반물 투입부(107)를 통해 투입된 운반물이 장입되는 버켓(109), 중간 부분에 고정된 버켓(109)을 상하로 이동시키는 한 쌍의 컨베이어 체인(111) 및, 체인(111)을 상하로 연속해서 궤도 운동시키는 구동 및 종동 스프라켓(113,114)로 이루어진다.
따라서, 구동원으로부터의 구동력에 의해 구동 스프라켓(113)이 회전 구동하여 체인(111)을 화살표(A,B) 방향으로 상하 이동시키면, 체인(111)에 부착된 버켓(109)도 함께 상하로 이동하게 된다. 이 때, 운반물 투입부(107)를 통해 도 10에 도시된 것처럼 버켓(109)에 투입된 운반물(110)은 버켓(109)을 따라 화살표(A) 방향으로 상향 운반되어 하향 전환되는 지점에서 운반물 배출부(105)로 토출되며, 운반물(110)을 쏟아낸 버켓(109)은 다시 도 10과 같이 화살표(B) 방향으로 하향 이동하여 상하 이동을 반복함으로써 운반물(110)을 연속해서 위쪽으로 실어 나르게 된다.
그런데, 이와 같은 버켓 엘리베이터(101)는 운반물(110) 특히, 제철소의 경우에는 철광석이나 분진 등이 수분 또는 기타 원인으로 버켓(109)의 내외부 표면에 부착됨으로 인해 버켓(109)의 수용 용적이 감소되어 정해진 양을 정확히 담아 올리지 못하게 되거나, 버켓(109) 전체의 중량이 증가되어 컨베이어 체인(111) 및 체인 스프로킷(113,114)을 조기 마모시키며, 운반물(110)의 화학적 성질에 따라서는 버켓(109) 표면을 부식시키는 등의 많은 문제점을 가지고 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 종래에는 버켓(109) 내부에 고무판을 부착하여 운반물의 부착을 방지하고 있었으나 실질적인 효과를 거두지 못하였으며, 결국 전체 공정을 정지시킨 상태에서 수작업에 의해 해머 또는 포킹 바(porking bar) 등으로 버켓(109)을 충격하여 예컨대 부착광과 같은 부착 운반물(112)을 제거하고 있었으나 이 또한 전체 공정을 정지시켜야 하므로 생산성을 크게 저하시킬 뿐 아니라 작업량 및 재해 가능성을 증대시키므로 원가 상승을 초래하는 문제점이 있었다.
2007년 9월 19일 고등기술연구원연구조합에 의해 출원되고 2009년 11월 12일 등록된 대한민국 특허 제10-0927644호 "부착물 제거 가능한 버켓 엘리베이터"는 이러한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 버켓을 타격하는 낙커를 설치하여 버켓 내부에 부착된 운반물이 배출될 수 있도록 구성하였으나, 외부 타격만으로는 진흙이나 뻘과 같이 접착력이 커서 버켓 내부 벽에 단단히 부착되는 운반물의 경우 제거 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
대한민국 공개 특허 제10-2001-0111220호 (공개일 : 2001년 12월 17일) 대한민국 공개 특허 제10-2005-0045103호 (공개일 : 2005년 5월 17일) 대한민국 공개 특허 제10-2009-0029923호 (공개일 : 2009년 3월 24일) 대한민국 공개 특허 제10-2003-0021478호 (공개일 : 2003년 3월 15일)
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하고자 안출된 것으로서, 버켓 내부 부착되는 부착물을 자동으로 제거하여 작업 효율을 향상시킬 수 있는 버켓 엘리베이터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 버켓 엘리베이터는 복수의 버켓들이 이동하여 운반물을 운반하는 버켓 엘리베이터에 있어서,
하방이 라운드된 메인 플레이트, 메인 플레이트의 양 측면에 결합되어 메인 플레이트와 함께 상기 운반물을 수용하는 운반물 수용부를 형성하는 측면 플레이트를 포함하고 메인 플레이트의 정면 양측 단부에 길이 방향으로 각각 설정 길이 절개되어 형성되는 절개부가 형성되는 버켓;
상기 운반물 수용부 내부에서 회전축을 중심으로 회전가능하게 설치되고 상기 회전축을 중심으로 상기 정면플레이트의 내면과 만날 수 있도록 방사상으로 연장되는 하나 이상의 가지와 상기 절개부를 통해 상기 버켓 외부로 돌출되는 가동레버를 포함하는 사이드 플레이트와 상기 사이드 플레이트의 상응하는 가지의 단부를 연결하도록 형성되는 블레이드를 포함하는 스크래퍼; 및
상기 복수의 버켓들이 상기 운반물을 배출하도록 회전되는 위치에서 상기 가동레버와 만나 상기 가동레버를 회전시킬 수 있는 위치에 설치되는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 버켓들은 컨베이어를 따라 상하로 이동하는 것을 특징으로 한다.
상기 컨베이어를 따라 상하로 이동하는 상기 버켓들을 수용하고, 일측에 상기 운반물을 투입하는 투입구와 운반된 상기 운반물이 배출되는 배출구를 포함하는 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 블레이드는 상기 메인 플레이트의 내면과 마주보게 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 컨베이어를 따라 설치되는 상기 버켓들은 선행 버켓의 일측과 후행 버켓 내부에 설치되는 스크래퍼의 가동래버 일측이 탄성부재의 양 단부에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 탄성부재는 텐션 스프링이고, 상기 버켓들은 상기 메인 플레이트의 외주면을 따라 외주면에 날개부가 설치되고 상기 날개부 일측에 상기 탄성부재 연결공이 형성되어 상기 탄성부재의 일측 단부가 결합하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 버켓 엘리베이터는 간단한 구성으로 버켓 내부에 부착되는 부착물들이 자동으로 제거함으로써 작업 효율을 향상시키고, 자업자의 안전사고를 예방하며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 버켓 엘리베이터의 버켓의 정면 플레이트를 나타낸 도면,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 버켓 엘리베이터의 스크래퍼의 측면을 나타내는 도면,
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 버켓 엘리베이터의 버켓 내부에 스크래퍼가 배치된 상태의 측면도,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 버켓 엘리베이터의 버켓 내부에 스크래퍼가 결합된 상태를 나타내는 단면도,
도 5 는 도 4의 실시에에 포함되는 버켓과 스크래퍼의 결합부분을 확대하여 나타낸 단면도,
도 6 는 본 발명의 일 실시예에 따른 버켓 엘리베이터를 나타낸 도면,
도 7 은 도 6의 실시예에 포함되는 버켓들의 연결을 확대하여 나타내는 도면
도 8 은 도 1의 실시예에 포함되는 버켓 내부에 스크래퍼가 배치되어 스크래퍼가 밀려 올라가는 도중의 상태를 나타내는 사시도,
도 9 는 도 8의 스크래퍼가 끝까지 밀어올려진 상태를 나타낸 사시도, 그리고
도 10 은 종래의 버켓 엘리베이터를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 버켓 엘리베이터의 버켓(2100)의 메인 플레이트를 나타낸 도면이고, 도 2는 스크래퍼(2200)의 측면을 나타낸 도면이고, 도 3은 버켓(2100) 내부에 스크래퍼(2200)가 수용된 상태를 나타낸 측면도이고, 도 4는 버켓(2100) 내부에 스크래퍼(2200)가 설치된 상태를 나타낸 단면도이고, 도 5 는 도 4의 버켓(2100)과 스크래퍼(2200)의 연결 부위를 확대하여 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 버켓 엘리베이터의 구성을 상세히 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6에서 소정 갯수의 버켓(2100)들이 연결된 상태를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 버켓 엘리베이터는 복수의 버켓(2100)들과 버켓들을 이동시키는 컨베이어(3000), 버켓(2100) 내부에 설치되는 스크래퍼(2200), 스크래퍼(2200)를 가동시키는 스토퍼(1100), 및 이들을 수용하는 하우징(1000)을 포함한다.
버켓(2100)은 운반물을 수용하는 운반물 수용부(2140)를 형성하도록 하방이 라운드된 메인 플레이트(2110), 메인 플레이트(2110)의 양 측면에 결합되는 측면 플레이트(2120), 및 측면 플레이트(2120)의 메인 플레이트(2110)와 결합되는 용접 라인 외측에 형성되는 날개부(2130)를 포함한다. 메인 플레이트(2110)에는 정면 양측에 스크래퍼(2200)의 가동레버(2211)가 외부로 돌출될 수 있도록 절개부(2111)가 형성된다. 날개부(2130)에는 텐션 스프링(4000)의 일단이 결합되는 제1 스프링 연결공(2131)이 형성된다.
스크래퍼(2200)는 사이드 플레이트(2210)와 블레이드(2220)를 포함한다. 사이드 플레이트(2210)는 버켓(2100)의 운반물 수용부(2140) 내부에서 회전축을 중심으로 회전 가능하게 운반물 수용부(2140)의 내면에 상응하는 형상으로 형성되고, 절개부(2111)를 통해 버켓(2100)의 운반물 수용부(2140) 외측으로 연장되는 가동레버(2211)와 회전축을 중심으로 버켓(2100)의 메인 플레이트(2110)의 내면과 단부가 만날 수 있도록 방사상으로 연장되는 가지(2212)를 하나 이상 포함한다. 블레이드(2220)는 양 사이드 플레이트(2210)의 가지(2212) 단부를 연결하는 플레이트이다. 블레이드(2220)는 버켓(2100)의 메인 플레이트(2110) 내면과 마주보게 배치되고, 사이드 플레이트(2210)는 버켓(2100)의 측면 플레이트(2120)와 마주보게 배치된다. 사이드 플레이트(2210)의 회전축에는 연결공(2213)이 형성되고, 연결공(2213)에 상응되는 위치의 버켓(2100)의 측면 플레이트(2120)에는 결합공(2121)이 형성된다. 가동레버(2211)의 일측에는 텐션 스프링(4000)의 타단이 연결되는 제2 스프링 연결공(2214)이 형성된다.
도 4와 도 5를 참조하여 버켓(2100)과 스크래퍼(2200)의 결합을 상세히 설명하기로 한다. 도 4 및 5에 도시되는 바와 같이, 연결부는 버켓(2100)의 측면 플레이트(2120)에 형성된 결합공(2121)과 사이드 플레이트(2210)에 형성된 연결공(2213)을 관통하여 삽입되는 볼트(2310), 볼트(2310)와 결합하는 너트(2320), 스크래퍼(2200)가 버켓(2100) 내부에서 회전 가능하도록 측면 플레이트(2120)와 사이드 플레이트(2210) 사이 및 사이드 플레이트(2210)와 너트 사이에 삽입되는 칼라(2330)를 포함한다. 버켓(2100)의 측면 플레이트(2120) 외측에는 컨베이어(3000)와 연결되는 컨베이어 연결부재가 형성될 수 있다. 버켓(2100)의 절개부(2111)는 스크래퍼(2200)의 가동레버(2211)에 상응하는 위치에 형성되어 가동레버(2211)는 절개부(2111)를 통해 버켓(2100) 외부로 돌출된다.
도 7은 버켓(2100)들이 연결된 상태를 나타낸 도면으로, 도시되는 바와 같이 버켓(2100) 하부의 날개에 제1 스프링 연결공(2131)이 형성되고 스크레퍼의 가동레버(2211)에는 제2 스프링 연결공(2214)이 형성된다. 앞선 버켓(2100)의 날개의 제1 스프링 연결공(2131)과 뒤이은 버켓(2100) 내부에 설치되는 스크래퍼(2200)의 가동레버(2211)의 제2 스프링 연결공(2214)에 텐션 스프링(4000)의 양 단이 각각 결합한다. 따라서, 연달아 있는 버켓(2100)들은 텐션 스프링(4000)에 의해 스크래퍼(2200)가 원 위치에 있게 된다. 가동레버(2211)가 스토퍼(1100)와 만나 밀어 올려진 후에도 텐션 스프링(4000)의 텐션에 의해 원 위치로 돌아가게 된다.
도 6의 식별번호 1100은 하우징(1000)에 형성되는 스토퍼를 나타낸다. 스토퍼(1100)는 운반물이 하우징(1000)의 배출구(1200)를 통해 배출되도록 버켓(2100)이 회전된 다음 스크래퍼(2200)가 회전할 수 있도록 상응하는 위치에 설치된다.
한편, 도 8 은 도 1의 실시예에 포함되는 버켓(2100) 내부에 스크래퍼(2200)가 배치되어 스크래퍼(2200)가 밀려 올라가는 도중의 상태를 나타내는 사시도이고, 도 9 는 도 8의 스크래퍼(2200)가 끝까지 밀어올려진 상태를 나타낸 사시도이다. 상기와 같이 구성된 버켓 엘리베이터의 동작을 도 6 과 도 8 및 9를 참고로 설명하하기로 한다.
먼저, 운반물을 운반하기 위하여 컨베이어(3000)가 구동하여 버켓(2100)들을 이동시킨다. 컨베이어(3000)의 구동에 따라 버켓(2100)들이 이동하여 운반물 투입구에 위치하게 되면 운반물이 버켓(2100)의 운반물 수용부(2140)에 투입된다. 버켓(2100)이 계속 이동하여 운반물 배출 위치에 가면, 버켓(2100)은 회전된 다음 가동레버(2211)가 스토퍼(1100)를 만나게 되고, 가동레버(2211)가 밀려 올라가 스크래퍼(2200)가 버켓(2100) 내부에서 회전하게 된다. 스크래퍼(2200)가 회전하면 버켓(2100)의 내면과 마주보는 블레이드(2220)가 내면을 따라 움직여 운반물 수용부(2140)의 운반물을 긁으면서 회전되어 운반물 배출구(1200)를 통해 운반물이 버켓(2100) 밖으로 배출된다. 가동레버(2211)가 밀려올라가면 도 6의 4000a와 같이 텐션 스프링(4000)이 늘어나고, 스토퍼(1100)를 벗어나면 텐션 스프링(4000)은 원래 길이로 돌아가게 되고 이에 따라 가동레버(2211)가 원위치로 복귀하게 된다. 컨베이어(3000)의 구동에 따라 버켓(2100)이 이동하며 상기와 같은 작업을 반복하게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 버켓 엘리베이터는 운반물 배출 시 버켓(2100) 내부에서 스크래퍼(2200)가 내면을 긁어내어 운반물 수용부(2140) 내면에 부착된 운반물이 외부로 배출되도록 하므로 반복된 작업이 가능하게 된다.
1000 : 하우징 1100 : 스토퍼
1200 : 배출구 2100 : 버켓
2110 : 메인 플레이트 2120 : 측면 플레이트
2121 : 결합공
2130 : 날개 2131 : 제1 스프링 연결공
2200 : 스크래퍼 2210 : 사이드 플레이트
2220 : 블레이드 2211 : 가동레버
2212 : 가지 2213 : 연결공
2214 : 제2 스프링 연결공

Claims (7)

  1. 복수의 버켓들이 상하로 이동하여 운반물을 운반하는 버켓 엘리베이터에 있어서,
    하방이 라운드된 메인 플레이트, 메인 플레이트의 양 측단에 결합되어 메인 플레이트와 함께 상기 운반물을 수용하는 운반물 수용부를 형성하는 측면 플레이트를 포함하고 상기 메인 플레이트 정면의 양측 단부에 길이 방향으로 각각 설정 길이 절개되어 형성되는 절개부가 형성되는 버켓;
    상기 운반물 수용부 내부에서 회전축을 중심으로 회전 가능하게 설치되고, 상기 회전축을 중심으로 한 쌍의 상기 측면 플레이트의 내면과 각각 만나도록 배치되고 상기 회전축 중심에서 방사상으로 연장되고 단부가 상기 메인 플레이트 단부와 만나는 하나 이상의 가지와 상기 절개부를 통해 상기 버켓 외부로 돌출되는 가동레버를 포함하는 한 쌍의 사이드 플레이트와, 한 쌍의 상기 사이드 플레이트의 상응하는 가지의 단부를 서로 연결하여 형성되는 블레이드를 포함하는 스크래퍼; 및
    상기 복수의 버켓들이 상기 운반물을 배출하도록 회전되는 위치에서 상기 가동레버와 만나 상기 가동레버를 회전시키는 스토퍼를 포함하고,
    상기 회전축은 상기 스크래퍼의 상기 사이드 플레이트의 회전 중심과 상기 버켓의 상기 측면 플레이트의 상응하는 위치를 관통하여 배치되는 파워 버켓 엘리베이터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 버켓들은 컨베이어를 따라 상하로 이동하는 파워 버켓 엘리베이터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨베이어를 따라 상하로 이동하는 상기 버켓들을 수용하고, 일측에 상기 운반물을 투입하는 투입구와 운반된 상기 운반물이 배출되는 배출구를 포함하는 하우징을 더 포함하는 파워 버켓 엘리베이터.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 메인 플레이트의 내면과 마주보게 형성되는 파워 버켓 엘리베이터.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 컨베이어를 따라 설치되는 상기 버켓들은 선행 버켓의 일측과 후행 버켓 내부에 설치되는 스크래퍼의 가동래버 일측이 탄성부재의 양 단부에 의해 연결되는 파워 버켓 엘리베이터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 탄성부재는 텐션 스프링인 파워 버켓 엘리베이터.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 버켓들은 상기 메인 플레이트의 외주면을 따라 외주면에 날개부가 설치되고 상기 날개부 일측에 상기 탄성부재 연결공이 형성되어 상기 탄성부재의 일측 단부가 결합하는 파워 버켓 엘리베이터.
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