KR101622837B1 - 선별장치 - Google Patents

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KR101622837B1
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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명에 따르면, 복수의 선별 개구를 갖는 스크린 플레이트; 상기 스크린 플레이트를 수용하는 상부 몸체; 상기 상부 몸체와 연통되며, 측벽에 개구를 갖는 하부 몸체; 상기 하부 몸체의 내측벽 상에 배치되는 탄성판; 상기 하부 몸체의 외측벽 상에 배치되는 회전축; 및 상기 회전축에 연결되고, 상기 하부 몸체의 외측벽 상에 배치되며, 상기 회전축이 회전함에 따라, 상기 개구를 통과하여 상기 탄성판을 타격하는 캠(cam)을 포함하는 선별장치가 제공된다.

Description

선별장치{APPARATUS FOR PARTICLE SIZE SORTING}
본 발명은 선별장치에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 원료를 입자의 크기에 따라 구별할 수 있는 선별장치에 관한 것이다.
일반적으로 코크스(coke)와 같은 원료는 스크린 플레이트(screen plate)를 구비한 원료 선별장치에 의해 25mm 이상의 입도를 가지는 것과, 25mm 미만의 입도를 가지는 것으로 선별되는 과정을 거치게 된다.
스크린 플레이트에 원료(예를 들어, 코크스)를 올려 놓은 후 진동 장치로 본체를 진동시키면, 선별 개구들보다 입도가 작은 코크스는 아래로 낙하되고, 선별 개구들보다 입도가 큰 코크스는 스크린 플레이트 상부에 남게 되어 서로 분리된다. 분리된 코크스를 이송장치를 통해서 운반된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 2010-0107758호 (2010.10.06. 공개, 발명의 명칭: 원료 선별용 스크린 플레이트 조립체 및 이를 사용한 코크스 선별장치)에 개시되어 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 하부 몸체의 내측벽 상에 미분이 고착되거나 동결되는 것을 방지할 수 있는 선별장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 선별 개구를 갖는 스크린 플레이트; 상기 스크린 플레이트를 수용하는 상부 몸체; 상기 상부 몸체와 연통되며, 측벽에 개구를 갖는 하부 몸체; 상기 하부 몸체의 내측벽 상에 배치되는 탄성판; 상기 하부 몸체의 외측벽 상에 배치되는 회전축; 및 상기 회전축에 연결되고, 상기 하부 몸체의 외측벽 상에 배치되며, 상기 회전축이 회전함에 따라, 상기 개구를 통과하여 상기 탄성판을 타격하는 캠(cam)을 포함하는 선별장치가 제공된다.
상기 캠은 타원 형상을 가지며, 상기 회전축의 중심은 상기 타원의 일 초점과 일치할 수 있다. 상기 캠이 회전할 때, 상기 캠의 상기 초점에 인접한 부분은 상기 탄성판을 타격하지 않으며, 상기 캠의 상기 초점과 이격된 부분은 상기 탄성판을 타격할 수 있다.
상기 회전축을 회전시키는 동력을 제공하는 구동 롤러를 더 포함하고, 상기 구동 롤러는 외부 물체와의 마찰력에 의해서 회전할 수 있다.
상기 구동 롤러와 상기 회전축 사이에 배치되는 제1 베벨 기어 및 제2 베벨 기어를 더 포함할 수 있다. 상기 구동 롤러와 상기 회전축은 서로 수직하는 축을 중심으로 회전할 수 있다.
상기 개구는 복수로 배치되고, 상기 캠은 상기 개구에 대응하는 위치에 복수로 배치될 수 있다.
상기 회전축은 상기 하부 몸체의 양쪽 외측벽 상에 배치되며, 상기 각각의 외측벽 상에 복수로 배치될 수 있다.
상기 하부 몸체의 상기 외측벽은 아래를 향할수록 상기 하부 몸체의 폭이 좁아질 수 있도록 경사질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 하부 몸체 외측벽에 배치된 타원 모양의 캠은 일정한 주기로 회전하면서, 상기 하부 몸체의 내측벽 상에 부착된 미분을 타격할 수 있다. 이에 따라, 상기 하부 몸체의 내측벽에 부착된 미분이 고착되거나 동결되기 전에, 상기 캠에 의해서 제거될 수 있다.
도 1은 선별장치 및 이송장치를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선별장치를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선별장치의 구동부를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선별장치의 하부 몸체와 캠을 나타낸 단면도.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 선별장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 선별장치(10) 및 이송장치(20)를 나타낸 단면도이다.
선별장치(10)는, 제1 스크린 플레이트(11), 제2 스크린 플레이트(12), 상부 몸체(13) 및 하부 몸체(14)를 포함한다. 제1 스크린 플레이트(11) 및 제2 스크린 플레이트(12)는 상부 몸체(13)에 장착되며, 복수의 선별 개구를 포함한다. 이에 따라, 제1 스크린 플레이트(11) 및 제2 스크린 플레이트(12)는 선별장치(10)에 공급된 입자들을 크기에 따라 분류할 수 있다. 이후, 제2 스크린 플레이트(12)를 통과한 작은 입자들은 하부 몸체(14)를 통과하여 이동장치(20)로 공급된다.
한편, 이송장치(20)는, 벨트 컨베이어(21), 중심 롤러부(22), 사이드 롤러부(23) 및 지지부(24)을 포함할 수 있다. 벨트 컨베이어(21)는 이송물을 상부에 적재하여 이송하는 벨트로서, 중심 롤러부(22)와 사이드 롤러부(23)의 롤링에 의하여 이동된다. 중심 롤러부(22)는 벨트 컨베이어(21) 중심 측 하부에 배치되어 벨트 컨베이어(21)를 지지하며 이송시킨다. 사이드 롤러부(23)는 중심 롤러부(22)의 양 측에 배치되며 벨트 컨베이어(21)의 양 사이드를 지지하며 벨트 컨베이어(21)를 이송시킨다. 지지부(24)는 중심 롤러부(22) 및 사이드 롤러부(23)를 지지한다.
선별장치(10)를 이용함에 따라, 하부몸체(14)의 내벽에는 미분이 부착되어 고착되거나 동결되는 현상이 발생할 수 있다. 이에 따라 형성된 고착광(30) 또는 동결광은 덩어리의 형태로 벨트 컨베이어(21) 상에 낙하하여, 이송장치(20)의 고장의 원인이 된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 선별장치를 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선별장치의 구동부를 나타낸 사시도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선별장치의 하부 몸체와 캠을 나타낸 단면도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 선별장치는 설명의 편의를 위해서 상부와 하부로 구별할 수 있다. 이때, 상기 상부는 상부 몸체(100), 제1 스크린 플레이트(110), 제2 스크린 플레이트(120), 제1 지지대(130), 모터(140)를 포함하고, 상기 하부는 하부 몸체(200), 탄성판(230), 구동부(300) 및 캠(400)을 포함한다.
상기 선별장치의 상부 몸체(100)의 내벽 상에서는 돌출된 제1 지지대(130)가 배치되어 있으며, 제1 지지대(130)는 제1 스크린 플레이트(110)와 제2 스크린 플레이트(120)를 지지할 수 있다. 제1 및 제2 스크린 플레이트(110, 120)는 각기 복수의 선별 개구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 스크린 플레이트(110)의 선별 개구와 제2 스크린 플레이트(120)의 선별 개구는 동일한 크기를 가질 수 있다. 이와 달리, 제1 스크린 플레이트(110)의 선별 개구는 제2 스크린 플레이트(120)의 선별 개구보다 클 수 있다. 한편, 상부 몸체(100)의 외벽에는 모터(140)가 배치될 수 있다. 모터(140)는 제1 및 제2 스크린 플레이트(110, 120)를 진동시킬 수 있고, 이에 따라 상기 선별 개구보다 작은 입자들만이 제1 및 제2 스크린 플레이트(110, 120)를 통과하여 분류될 수 있다. 제1 및 제2 스크린 플레이트(110, 120)의 면적이 증가할 수록, 보다 많은 수의 입자들을 동시에 선별할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 스크린 플레이트(110, 120)를 수용하는 상부 몸체(100)도 비교적 큰 면적을 가질 수 있다.
하부 몸체(200)는 그 상부와 하부가 열려있는 통로 형태를 가질 수 있다. 하부 몸체(200)의 입구는 그 상부에 위치하는 상부 몸체(100)과 연통되어 있으며, 하부 몸체(200)의 출구(220)는 그 아래에 배치되는 이송장치를 향해서 열려있다. 이때, 하부 몸체(200)의 입구는 하부 몸체(200)의 출구(220)보다 클 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 하부 몸체(200)는 상기 입구에서 출구(220)를 향할수록, 좁아질 수 있다. 즉, 하부 몸체(200)의 측벽은 미리 정해진 각도로 기울어질 수 있다.
한편, 하부 몸체(200)의 측벽에는 개구(210)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 개구들(210)이 하부 몸체(200)의 측벽에 규칙적으로 배열될 수 있다. 개구(210)는 하부 몸체(200)의 측벽을 관통하므로, 하부 몸체(200)의 내부와 외부가 연결될 수 있다. 개구들(210)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제3 방향을 따라 연장될 수 있으나, 개구들(210)의 형태는 이에 의해서 제한되지 않는다.
또한, 하부 몸체(200)의 내측벽 상에는 탄성판(230)이 배치될 수 있다. 탄성판(230)은 하부 몸체(200)의 내측벽을 전체적으로 둘러쌀 수 있으며, 개구들(210)은 탄성판(230)에 의해서 막힐 수 있다. 이에 따라, 하부 몸체(200)에 유입된 입자들은 개구들(210)로 흘러나가지 않고, 출구(220)로 유도된다. 예시적인 실시예들에 있어서, 탄성판(230)은 고무와 같은 일정한 탄성을 가지는 물질로 형성될 수 있다. 이에 따라, 탄성판(230)는 스크린 플레이트(110, 120)를 통과하여 떨어지는 입자들이 하부 몸체(200)에 충격을 가하는 것을 완충할 수 있다. 즉, 탄성판(230)는 하부 몸체(200)의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 탄성판(230) 상부에는 제1 지지판(240)이 배치될 수 있으며, 제1 지지판(240), 탄성판(230) 및 하부 몸체(200)를 관통하는 고정 볼트(250)에 의해서, 탄성판(230)는 하부 몸체(200)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 제1 지지판(240)는 하부 몸체(200)의 입구에 인접하여 배치될 수 있으며, 복수의 고정 볼트(250, 도 4 참조)들이 배치될 수 있다.
하부 몸체(200)의 외벽 상에는 제2 지지대(260), 제2 지지판(270), 제3 지지대(280)가 추가적으로 배치될 수 있다. 제2 지지대(260) 및 제2 지지판(270)은 하부 몸체(200)의 하부에 고정되어 이후 설명하는 구동부(300)의 구성 부품들을 지지한다. 반면에, 제3 지지대(280)는 하부 몸체(200)의 측벽에 고정되어 이후 설명하는 구동부(300)의 회전축들(350, 390)을 지지한다.
도 2 및 도 3을 참조하여, 구동부(300)의 세부 구성을 설명한다. 구동부(300)는 구동 롤러(310), 제1 베벨 기어(320), 제2 베벨 기어(235), 제1 기어(330), 제1 체인(335), 제2 기어(340), 제1 회전축(350), 제3 기어(360), 제2 체인(370), 제4 기어(380), 제2 회전축(390) 등을 포함할 수 있다.
구동 롤러(310)는 제2 지지판(270)에 의해서 하부 몸체(200)에 고정되며, 제2 지지판(270)으로부터 돌출된 제2 지지대(260)에 회전 가능하도록 연결된다. 또한, 구동 롤러(310)의 측면은 상기 선별장치의 하부에 배치되는 이송장치의 벨트 컨베이어(도시되지 않음)의 상면에 직접적으로 접촉하도록 배치될 수 있다. 상기 벨트 컨베이어가 일 방향으로 이동함에 따라, 구동 롤러(310)는 마찰력에 의해서 회전할 수 있다. 즉, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 구동 롤러(310)는 상기 제1 방향으로 연장된 축을 중심으로 회전할 수 있다. 결과적으로, 구동 롤러(310)는 별도의 동력원을 이용하지 않고, 이송장치와의 마찰력을 이용하여, 구동부(300)에 동력을 공급할 수 있다.
제1 베벨 기어(320)는 구동 롤러(310)의 양 측면에 고정될 수 있다. 제1 베벨 기어(320)는 구동 롤러(310)에 연결되어 있으며, 구동 롤러(310)가 회전함에 따라, 상기 제1 방향으로 연장된 축을 중심으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 제1 베벨 기어(320)는 원추형 형상을 가지는 직선 베벨 기어이다.
제2 베벨 기어(325)는 제1 베벨 기어(320)에 물려있으며, 제1 베벨 기어(320)와 동일한 직선 베벨 기어이다. 제2 베벨 기어(325)는 상기 제2 방향을 따라 연장된 축을 중심으로 회전할 수 있다. 즉, 제1 베벨 기어(320) 및 제2 베벨 기어(325)의 조합을 통해서, 회전 운동의 축이 변경될 수 있다.
제1 기어(330)는 제2 베벨 기어(325)에 연결된다. 즉, 제2 베벨 기어(325)가 회전함에 따라, 제1 기어(330)는 상기 제2 방향을 따라 연장된 축을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 기어(330)도 제2 지지판(270)에 의해서 하부 몸체(200)에 고정된다.
제2 기어(340)는 제1 체인(335)에 의해서 제1 기어(330)와 물려 돌아간다. 제2 기어(340)는 제1 기어(330)와 평행한 회전축을 가진다. 즉, 제1 체인(335)은 서로 평행한 회전축을 가지는 제1 기어(330)와 제2 기어(340) 사이에 회전 동력을 전달하는 역할을 수행한다.
제1 회전축(350)은 제2 기어(340)에 연결되며, 하부 몸체(200)의 외측벽을 따라 상기 제2 방향을 따라 연장한다. 제1 회전축(350)은 제2 기어(340)가 회전함에 따라, 상기 제2 방향을 따라 연장하는 축을 중심으로 회전할 수 있다. 제1 회전축(350) 상에는 복수의 캠(400)들이 고정될 수 있다. 캠(400)의 역할을 아래에서 도 4를 참조로 설명한다.
한편, 제2 기어(340)는 제3 기어(360)와 연결되고, 제3 기어(360)는 제2 체인(370)을 통해서 제4 기어(380)와 맞물려 돌아간다. 또한, 제4 기어(380)는 제2 회전축(390)에 연결된다. 제2 회전축(390)는 하부 몸체(200)의 외측벽을 따라 배치되며, 상기 제2 방향을 따라 연장하는 축을 중심으로 회전할 수 있다.
결과적으로, 구동부(300)는 상기 이송장치와의 마찰력을 이용하여, 하부 몸체(200)의 외측벽 상에 배치되는 제1 회전축(350) 및 제2 회전축(390)을 상기 제2 방향을 따라 연장하는 축을 중심으로 회전시킨다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 캠(400)들이 제1 회전축(350) 및 제2 회전축(390)에 부착된다. 복수의 캠(400)들이 제1 및 제2 회전축들(350, 390)에 배치될 수 있다. 캠(400)들의 개수 및 위치는 하부 몸체(200) 상에 배치된 개구(210)에 대응하여 결정될 수 있다. 즉, 캠(400)들은 개구(210)에 인접하여 배치될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 캠(400)들은 타원 형상을 가질 수 있으며, 제1 및 제2 회전축(350, 390)의 중심은 상기 타원의 일 초점(P)과 일치할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 회전축(350, 390)의 회전운동은, 캠(400)에 의해서 왕복 운동 또는 요동 운동으로 전환될 수 있다. 제1 및 제2 회전축(350, 390)의 중심과 하부 몸체(200)의 외측면 사이의 거리는 상기 타원의 장축보다 작을 수 있고, 상기 타원의 단축보다 클 수 있다. 이에 따라, 캠(400)이 회전할 때, 상기 타원의 일 초점(P)과 인접한 부분은 하부 몸체(200)와 접촉하지 않으며, 상기 타원의 일 초점(P)으로부터 이격된 부분은 하부 몸체(200)의 개구(210)를 통과하여 탄성판(230)을 타격한다. 즉, 캠(400)이 회전함에 따라, 탄성판(230)에 요동 운동을 전달할 수 있고, 이에 의해서, 탄성판(230) 상에 미분이 고착되거나 동결되기 전에 이를 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 선별장치에 의하면, 하부 몸체 외측벽에 배치된 타원 모양의 캠은 일정한 주기로 회전할 수 있다. 이에 따라, 하부 몸체 내측벽에 부착된 미분이 고착되거나 동결되기 전에, 상기 캠에 의해서 제거될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
10: 선별장치
11: 제1 스크린 플레이트
12: 제2 스크린 플레이트
13: 상부 몸체
14: 하부 몸체
20: 이송 장치
21: 벨트 컨베이어
22: 중심 롤러부
23: 사이드 롤러부
24: 지지부
100: 상부 몸체
110: 제1 스크린 플레이트
120: 제2 스크린 플레이트
130: 제1 지지대
140: 모터
200: 하부 몸체
210: 개구
220: 출구
230: 탄성판
240: 제1 지지판
250: 고정 볼트
260: 제2 지지대
270: 제2 지지판
280: 제3 지지대
300: 구동부
310: 구동 롤러
320: 제1 베벨 기어
325: 제2 베벨 기어
330: 제1 기어
335: 제1 체인
340: 제2 기어
350: 제1 회전축
360: 제3 기어
370: 제2 체인
380: 제4 기어
390: 제2 회전축
400: 캠

Claims (7)

  1. 복수의 선별 개구를 갖는 스크린 플레이트;
    상기 스크린 플레이트를 수용하는 상부 몸체;
    상기 상부 몸체와 연통되며, 측벽에 개구를 갖는 하부 몸체;
    상기 하부 몸체의 내측벽 상에 배치되는 탄성판;
    상기 하부 몸체의 외측벽 상에 배치되는 회전축;
    상기 회전축에 연결되고, 상기 하부 몸체의 외측벽 상에 배치되며, 상기 회전축이 회전함에 따라, 상기 개구를 통과하여 상기 탄성판을 타격하는 캠(cam); 및
    상기 회전축을 회전시키는 동력을 제공하는 구동 롤러를 포함하고,
    상기 구동 롤러는 외부 물체와의 마찰력에 의해서 회전하는 것을 특징으로 하는 선별장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캠은 타원 형상을 가지며,
    상기 회전축의 중심은 상기 타원의 일 초점과 일치하며,
    상기 캠이 회전할 때, 상기 캠의 상기 초점에 인접한 부분은 상기 탄성판을 타격하지 않으며, 상기 캠의 상기 초점과 이격된 부분은 상기 탄성판을 타격하는 것을 특징으로 하는 선별장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 구동 롤러와 상기 회전축 사이에 배치되는 제1 베벨 기어 및 제2 베벨 기어를 더 포함하고,
    상기 구동 롤러와 상기 회전축은 서로 수직하는 축을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 선별장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 개구는 복수로 배치되고, 상기 캠은 상기 개구에 대응하는 위치에 복수로 배치되는 것을 특징으로 하는 선별장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회전축은 상기 하부 몸체의 양쪽 외측벽 상에 배치되며, 상기 각각의 외측벽 상에 복수로 배치되는 것을 특징으로 하는 선별장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부 몸체의 상기 외측벽은 아래를 향할수록 상기 하부 몸체의 폭이 좁아질 수 있도록 경사진 것을 특징으로 하는 선별장치.
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