KR101824365B1 - 다단 연속식 순환골재 박리 생산장치 - Google Patents

Abstract

볼밀의 원리를 이용하여 순환골재를 생성하는 장치에 있어서: 수평면에 대하여 경사각을 유지하는 프레임(10); 상기 프레임(10) 상에 복수로 구분된 박리공간을 형성하는 본체(20); 상기 박리공간의 하류단에 선별체(35)를 구비하고, 박리공간 별로 크기가 다른 강구(33)를 각각 수용하는 박리수단(30); 및 상기 박리수단(30)에 의한 박리작동 상태를 제어하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 복수의 단계로 강구를 적용한 볼밀의 원리를 기반으로 콘크리트 폐기물을 재생하는 과정에서 물성 저하를 초래하는 잡성분을 신속하고 정확하게 제거하여 박리성, 품질, 경제성을 제고하는 효과가 있다.

Description

다단 연속식 순환골재 박리 생산장치{Apparatus for peeling off and producing recyle aggregate with multi-stage and continuous process}

본 발명은 순환골재 생산장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 볼밀의 원리를 적용하여 콘크리트 폐기물을 재생하기 위한 다단 연속식 순환골재 박리 생산장치에 관한 것이다.

폐 콘크리트를 파쇄하여 생산된 순환골재는 콘크리트 배합전의 굵은 골재의 표면에 모래와 시멘트 성분이 결합되어 있어서 일정 크기로 선별하여 생산하더라도 흡수율, 강도 등의 문제점에 기인하여 콘크리트 골재로 부적합하다. 이에, 순환골재의 표면에 부착된 모래와 시멘트 성분을 제거하기 위한 순환골재 박리장치가 다양한 방식으로 구현되고 있다.

이와 관련되는 선행기술문헌으로서 하기의 한국 등록특허공보 제0958083호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0689796호(선행문헌 2) 등과 같은 특허문헌이 알려져 있다.

선행문헌 1은 순환골재를 원통형에 투입한 후 원통을 회전시킴으로서, 골재와 골재가 마모하고 골재의 낙하에 의해 골재 표면에 붙어 있는 구모르타르와 시멘트 페이스트를 분리하여 골재를 생산하는 장치를 제안한다. 이는 굵은 골재와 강구 등을 같이 투입하여 구모르타르와 시멘트 페이스트 등이 제거되어 흡수율이 낮은 양질의 순환골재를 생산하는 효과를 기대한다.

선행문헌 2는 석분과 쇼트볼을 이송하는 이송호스가 내장된 저장탱크, 이송호스와 연계된 상태로 저장탱크에 내장되어 석분 및 쇼트볼을 고압으로 이송하는 블러스터, 석분 및 쇼트볼을 분사하는 분사노즐이 결합된 박리탱크 등으로 구성된다. 이에, 품질이 우수한 콘크리트용 순환 굵은골재로 재활용되어 자원의 절약과 폐기물의 처리비용을 절약하는 효과를 기대한다.

그러나, 상기한 선행문헌에 의하면 강구나 쇼트볼의 역할을 증대하기에 한계성을 보이므로 순환골재의 박리성을 높이는 측면에서 개선의 여지가 크다.

한국 등록특허공보 제0958083호 "고 품질 순환골재 생산용 원통형 저속 마쇄장치" (공개일자 : 2009.06.01.) 한국 등록특허공보 제0689796호 "블러스터를 이용한 재생 굵은골재용 모르타르 박리기" (공개일자 : 2007.03.12.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 복수의 단계로 강구를 적용하는 볼밀의 원리를 기반으로 콘크리트 폐기물을 재생하는 과정에서 물성 저하를 초래하는 잡성분을 신속하고 정확하게 제거하는 다단 연속식 순환골재 박리 생산장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 볼밀의 원리를 이용하여 순환골재를 생성하는 장치에 있어서: 수평면에 대하여 경사각을 유지하는 프레임; 상기 프레임 상에 복수로 구분된 박리공간을 형성하는 본체; 상기 박리공간의 하류단에 선별체를 구비하고, 박리공간 별로 크기가 다른 강구를 각각 수용하는 박리수단; 및 상기 박리수단에 의한 박리작동 상태를 제어하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체는 골재가 투입되는 상단통과 골재가 배출되는 하단통을 구비하고, 상단통과 하단통의 사이에 중간통을 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체는 내면에 교체 가능한 구조의 라이너를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 박리수단은 선별체 상에 원추형으로 절개된 선별공을 방사상으로 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 본체는 하류단에 인접하여 물을 분무하는 분무기, 배출 골재에서 분진을 수집하는 흡진기를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 본체는 각각의 박리공간에 대한 독립적인 회전을 허용하도록 전자클러치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 본체의 회전 속도를 검출하는 속도검출기, 본체의 골재량을 검출하는 용량검출기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 복수의 단계로 강구를 적용한 볼밀의 원리를 기반으로 콘크리트 폐기물을 재생하는 과정에서 물성 저하를 초래하는 잡성분을 신속하고 정확하게 제거하여 박리성, 품질, 경제성을 제고하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 일예를 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 주요부를 나타내는 구성도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 변형예를 나타내는 모식도
도 4는 본 발명에 따른 장치의 회로 연결을 나타내는 블록도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 볼밀의 원리를 이용하여 순환골재를 생성하는 장치에 관하여 제안한다. 폐 콘크리트를 파쇄하여 순환골재를 생성하는 과정에서 구모르타르, 시멘트 페이스트 외에 도료 등의 이물질을 제거한다. 고체물질을 입도를 축소하는 볼밀의 원리를 적용하지만 이에 한정되지 않고 개량적 설계 요소를 반영한다.

본 발명에 따르면 프레임(10)이 수평면에 대하여 경사각을 유지하는 구조를 지닌다. 프레임(10)은 상면에서 설정된 경사각을 유지하는 구조로서 경사각이 90˚인 수직 상태도 포함한다. 어느 경우에나 골재가 상류단으로 투입되고 하류단으로 배출되는 과정에서 자중에 의한 낙하 이동이 가능하여 구성적으로 간편하다.

또, 본 발명에 따르면 본체(20)가 상기 프레임(10) 상에 복수로 구분된 박리공간을 형성한다. 본체(20)는 복수로 구분된 박리공간를 활용하여 골재를 단계적으로 파쇄하면서 지속적인 이물질의 신속하고 정확한 박리를 유도한다. 도 1을 참조하면 본체(20)에서 토출되는 골재는 프레임(10)의 일측에 형성된 배출공(12)을 통하여 그 하측의 회수통(13)에 수집된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체(20)는 골재가 투입되는 상단통(21)과 골재가 배출되는 하단통(22)을 구비하고, 상단통(21)과 하단통(22)의 사이에 중간통(23)을 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 1에서 상단통(21), 하단통(22), 중간통(23)이 플랜지를 통하여 일체로 연결된 상태를 예시한다. 중간통(23)은 생략될 수도 있고 2개 이상으로 구성될 수도 있다. 상단통(21)의 상류측 개구에는 투입컨베이어(11)와 차단판이 설치된다.

이때, 본체(20)는 일단과 타단에서 베어링(47)과 링체(26)를 개재하여 회전 가능하게 지지되고, 하단통(22)이 커플링(32)을 개재하여 구동모터(31)에 연결되어 전체적으로 동시에 회전력을 받는다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 본체(20)는 내면에 교체 가능한 구조의 라이너(25)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본체(20)는 골재의 파쇄 및 박리 과정에서 충격을 받아 손상이나 마모되기 쉬우므로 원통형의 라이너(25)를 소모품 형태로 구성하여 교체 가능하게 설치하는 것이 좋다. 라이너(25)는 내충격성, 내마모성, 내열성이 우수한 소재로 형성하며, 골재의 파쇄와 박리를 촉진하는 돌기나 요철을 구비할 수도 있다.

또, 본 발명에 따르면 상기 박리공간의 하류단에 선별체(35)를 구비하는 박리수단(30)이 박리공간 별로 크기가 다른 강구(33)를 각각 수용한다. 상단통(21), 하단통(22), 중간통(23)은 각각의 하류단에 설치된 선별체(35)에 의하여 박리공간을 형성한다. 도 1에서 상단통(21)에 가장 큰 강구(33), 하단통(22)에 중간 크기의 강구(33), 중간통(23)에 가장 작은 강구(33)를 수용한 상태를 예시한다. 강구(33)는 크로강 또는 동등 이상의 물성을 지닌 것을 사용한다. 각 박리공간에서 파쇄된 골재가 선별체(35)를 통하여 하류측으로 이동한다. 점진적인 파쇄와 박리를 수행하므로 과도한 동력소모룰 방지하여 경제성을 제고한다.

이때, 강구(33)는 완전한 구체를 사용하는 것이지만 적절한 형태의 돌기를 부가할 수도 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 박리수단(30)은 선별체(35) 상에 원추형으로 절개된 선별공(37)을 방사상으로 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 2를 참조하면 회전 중심에서 멀어질수록 폭이 증가하는 원추형 선별공(37)이 예시된다. 본체(20)의 회전으로 원심력을 받는 골재가 선별공(37)의 폭이 넓은(예컨대 30㎜) 부분(에 이르러 통과된다. 설사 골재가 선별공(37)의 폭이 좁은 부분에 끼더라도 원심력과 방사상 원추형 구조에 의하여 용이하게 이탈된다. 각각의 박리공간에 수용된 강구(33)는 해당 선별체(35)의 선별공(37)보다 직경을 크게 유지하여 임의적 이동을 차단한다.

한편, 도 1에서 본체(20)에 형성된 미설명 부호 28은 작동 상태의 점검과 강구(33)의 보충을 위한 개폐도어이다.

본 발명의 변형예로서, 상기 본체(20)는 하류단에 인접하여 물을 분무하는 분무기(41), 배출 골재에서 분진을 수집하는 흡진기(42)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 분무기(41)는 하단통(22)의 선별체(35)에 인접하게 설치되고 배출되는 분진에 물을 분사하여 확산을 방지한다. 프레임(10)의 배출공(12)과 회수통(13) 사이에는 흡진기(42)를 설치한다. 흡진기(42)는 골재와 함께 배출되는 이물질(분진)을 흡입하여 흡진통(43)으로 보낸다. 이와 같은 방식으로 작업장의 환경을 쾌적하게 유지할뿐더러 추후 골재를 선별하는 부가 작업을 경감할 수 있다.

도시에는 생략하나, 하단통(22)의 선별체(35)에 인접하여 커버를 설치하여 분진을 배출공(12)으로 유도하면서 비산을 방지하는 것이 좋다.

본 발명의 또 다른 변형예로서, 상기 본체(20)는 각각의 박리공간에 대한 독립적인 회전을 허용하도록 전자클러치(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 도 3과 같이 상단통(21), 하단통(22), 중간통(23)을 개별로 회전시키기 위해서 본체(20)가 수직으로 배치되는 것이 바람직하다. 상단통(21), 하단통(22), 중간통(23)은 각각의 구동모터(31)와 베어링(47)을 개재하여 상대적인 회전이 가능하게 연결한다. 프레임(10)에서 수직으로 연장되는 구동대(15) 상에는 구동모터(31)가 전자클러치(45)를 개재하여 링체(26)에 연결된다. 도 1의 링체(26)는 회전을 지지하는 구조이지만 도 3의 링체(26)는 구동휠(기어)의 역할을 하도록 구성된다. 구동모터(31)는 링체(26)에 맞물리는 피니언 등을 포함하여 구성될 수 있다.

도 3의 구성에 의하면, 작업 초기에 상단통(21)에만 동력을 전달하고 차츰 중간통(23)과 하단통(22)을 구동하면서 작업 후기에 하단통(22)에만 동력을 전달한다. 작업 공정의 진행에 따라 유연한 가동이 가능하므로 동력소모를 절감하는 동시에 골재를 원하는 품질로 조절하기에 유리하다.

또, 본 발명에 따르면 제어수단(50)이 상기 박리수단(30)에 의한 박리작동 상태를 제어한다. 제어수단(50)은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 제어기(52)를 기반으로 한다. 제어기(52)의 출력인터페이스에 연결되는 구동기(58)는 구동모터(31)의 속도조절을 위한 인버터회로를 포함한다. 이외에 구동기(58)는 제어기(52)의 신호에 따라 분무기(41), 흡진기(42), 전자클러치(45)의 작동 전원을 단속한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(50)은 본체(20)의 회전 속도를 검출하는 속도검출기(54), 본체(20)의 골재량을 검출하는 용량검출기(56)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 속도검출기(54)와 용량검출기(56)는 제어기(52)의 입력인터페이스에 연결된다. 속도검출기(54)는 본체(20)의 회전속도를 검출하도록 구동모터(31) 등에 설치된다. 용량검출기(56)는 초음파를 송수신하고 파형분석으로 골재의 양에 관한 신호를 생성한다. 용량검출기(56)를 통한 파형분석에 의하면 강구(33)의 마모나 파손 상태도 인식할 수 있다.

한편, 도시에는 생략하나 하단통(22)의 선별체(35)를 통한 분진의 양을 검출하는 센서를 부가할 수도 있다. 이는 분무기(41)와 흡진기(42)를 설정된 조건으로 가동하기 위한 신호로 활용된다.

도 1 및 도 3의 어느 실시예에 있어서나 제어기(52)와 연계하면 골재의 종류, 투입량, 상태 등에 대응하는 본체(20)의 회전속도 변동으로 최적의 공정을 유지하기 용이하다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10: 프레임 11: 투입컨베이어 13: 회수통
15: 구동대 20: 본체 21: 상단통
22: 하단통 23: 중간통 25: 라이너
26: 링체 30: 박리수단 31: 구동모터
33: 강구 35: 선별체 37: 선별공
41: 분무기 42: 흡진기 43: 흡진통
45: 전자클러치 47: 베어링 50: 제어수단
52: 제어기 54: 속도검출기 56: 용량검출기
58: 구동기

Claims (7)

1. 볼밀의 원리를 이용하여 순환골재를 생성하는 장치에 있어서:
   수평면에 대하여 경사각을 유지하는 프레임(10);
   상기 프레임(10) 상에 각각의 박리공간을 지닌 상단통(21), 하단통(22), 중간통(23)을 개별로 회전 가능하게 구비하는 본체(20);
   상기 박리공간의 하류단에 선별체(35)를 구비하고, 박리공간 별로 크기가 다른 강구(33)를 각각 수용하는 박리수단(30); 및
   상기 박리수단(30)에 의한 박리작동 상태를 제어하는 제어수단(50);을 포함하여 이루어지되,
   상기 본체(20)는 내면에 돌기나 요철을 지닌 교체 가능한 구조의 라이너(25)를 구비하고,
   상기 박리수단(30)은 원추형 선별체(35)의 경사면 상에 원추형으로 절개된 선별공(37)을 방사상으로 구비하며,
   상기 본체(20)는 각각의 박리공간에 대한 독립적인 회전을 허용하도록 전자클러치(45)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 연속식 순환골재 박리 생산장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(20)는 골재가 투입되는 상단통(21)과 골재가 배출되는 하단통(22)을 구비하고, 상단통(21)과 하단통(22)의 사이에 중간통(23)을 선택적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 연속식 순환골재 박리 생산장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 본체(20)는 하류단에 인접하여 물을 분무하는 분무기(41), 배출 골재에서 분진을 수집하는 흡진기(42)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 연속식 순환골재 박리 생산장치.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어수단(50)은 본체(20)의 회전 속도를 검출하는 속도검출기(54), 본체(20)의 골재량을 검출하는 용량검출기(56)를 구비하는 것을 특징으로 하는 다단 연속식 순환골재 박리 생산장치.

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