KR101852106B1 - 크러셔의 파쇄효율 측정장치와 크러셔의 파쇄효율 측정방법 및 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법 - Google Patents

크러셔의 파쇄효율 측정장치와 크러셔의 파쇄효율 측정방법 및 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 크러셔의 파쇄효율 측정장치와 크러셔의 파쇄효율 측정방법 및 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법에 관한 것으로, 그 목적은 골재의 생산과정에서 해당 크러셔의 파쇄효율을 산출하고, 산출된 파쇄효율을 이용하여 목표로 하는 품질의 골재를 생산할 수 있도록 하는 크러셔의 파쇄효율 측정장치와 크러셔의 파쇄효율 측정방법 및 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 골재를 파쇄하는 크러셔의 투입구측에 배치되어 크러셔로 투입되는 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 주기적으로 측정하는 제1측정기; 상기 크러셔의 배출측에 배치된 스크린을 통과하지 못한 잔류 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 주기적으로 측정하는 제2측정기; 상기 스크린의 통과한 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 주기적으로 측정하는 제3측정기; 및 상기 제1측정기에서 측정되는 투입 골재의 정보와, 상기 제2,3측정기에서 측정되는 파쇄 골재의 정보로부터 파쇄효율을 산출하는 메인 제어기;로 구성된 것을 특징으로 하는 크러셔의 파쇄효율 측정장치와 크러셔의 파쇄효율 측정방법 및 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법을 제공한다.

Description

크러셔의 파쇄효율 측정장치와 크러셔의 파쇄효율 측정방법 및 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법{Crushing efficiency measuring device and Crushing efficiency measuring method and aggregate producing method by use of it}
본 발명은 크러셔의 파쇄효율 측정장치와 크러셔의 파쇄효율 측정방법 및 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크러셔로 투입되는 골재의 정보와, 크러셔에 의해 파쇄된 후 스크린에 의해 선별되는 골재의 정보를 측정한 후, 상기 두 정보로부터 해당 크러셔의 파쇄효율을 산출하고, 산출된 파쇄효율을 이용하여 목표로 하는 품질의 골재를 생산할 수 있도록 하는 크러셔의 파쇄효율 측정장치와 크러셔의 파쇄효율 측정방법 및 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법에 관한 것이다.
골재는 석산이나 하천에서 채취한 원석을 토사와 이물질을 선별하고 다단의 크러셔로 파쇄하여 원하는 크기의 골재를 생산한다.
도 1은 원석을 이용하여 골재를 생산하는 시스템 구성도가 도시되어 있으며, 도 1을 참조하여 골재를 생산하는 과정을 설명하도록 한다.
원석을 파쇄하여 골재를 생산하는 처리공정은 크게 골재 생산공정과 토사 선별공정으로 대별할 수 있으며, 석산이나 하천 등에서 채취한 원석은 호퍼를 통해 조크러셔로 투입되어 1차 파쇄되고, 파쇄된 골재는 조크러셔의 배출구에 위치한 1차 스크린을 거치게 된다.
한편, 1차 스크린으로 유입되는 원석에는 채취 시에 토사가 혼합되어 있으므로, 1차 스크린을 통과할 수 있을 정도로 작은 크기를 갖는 토사는 진동스크린이나 트롬멜과 같은 2차 선별수단을 통해 다시 한 번 선별과정을 거친 후 지정된 장소에 적재된다.
한편, 1차 스크린을 통과할 수 없을 정도로 큰 크기를 갖는 원석은 콘 크러셔 → 2차 스크린 → 롤크러셔 → 3차 스크린을 순차적으로 거치면서 작은 크기로 파쇄되어 원하는 최대 입경을 갖는 골재로 생산된다.
물론, 여기서는 1차 조크러셔, 2차 콘크러셔와 3차 롤크러셔를 이용하여 원석을 파쇄하는 것으로 설명하였으나 원석의 종류와 현장 상황등에 따라 이들 크러셔 종류 외에 임팩트 크러셔. 체인 크러셔, 햄머 크러셔. 더블 죠크러셔 뿐만 아니라 각종 마모와 박리장치와 같은 다양한 종류의 크러셔들이 이용된다.
한편, 상기와 같이 원석을 요구되는 크기로 파쇄하기 위하여 사용되는 크러셔의 파쇄효율을 나타내는 기존의 방법에는 파쇄비가 있다.
상기 파쇄비는 크러셔가 암석을 파쇄하는 정도를 수치로서 나타내는 것으로, 파쇄기구에 있어 상부의 고정면과 진동면의 간격(열려있는 폭)과 하부의 간격(하부 두면의 열려있는 폭)의 비로 나타내고 있다.
예를 들어, 죠크러셔의 경우, 고정죠와 가동죠의 상부 간격이 40㎝이고, 하부 간격이 10㎝이면, 해당 죠크러셔의 파쇄비는 4이다.
이러한 크러셔의 파쇄비는 파쇄기구의 간격에 해당하는 정보로서, 자와 같은 길이측정 도구를 이용하여 측정할 수 있으며, 골재를 생산함에 있어서, 각 크러셔의 파쇄비를 이용하여 최적 운전조건을 찾은 후 골재를 정해진 조건에서 연속적으로 생산하는 방법이 사용되고 있다.
그러나, 상기와 같은 파쇄비를 이용한 골재 생산방법은 골재의 생산과정에서 파쇄비를 조정하지 못하고 정해진 운전조건에 의해 골재를 연속 생산하므로, 원석의 품질변동이나 구성 성분의 변동이 있을 경우, 각 단계의 크러셔에서 필요로 하는 운전조건에 차이가 발생하여 목표로 하는 품질의 골재를 생산하기 어렵고, 품질변동이 발생하더라도 실시간으로 이의 문제점을 해결할 수 없는 문제점이 있다.
등록특허공보 제0697250호(2007.03.21.공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 골재의 생산과정에서 해당 크러셔의 파쇄효율을 산출하고, 산출된 파쇄효율을 이용하여 목표로 하는 품질의 골재를 생산할 수 있도록 하는 크러셔의 파쇄효율 측정장치와 크러셔의 파쇄효율 측정방법 및 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 골재를 파쇄하는 크러셔의 투입구측에 배치되어 크러셔로 투입되는 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 주기적으로 측정하는 제1측정기; 상기 크러셔의 배출측에 배치된 스크린을 통과하지 못한 잔류 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 주기적으로 측정하는 제2측정기; 상기 스크린의 통과한 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 주기적으로 측정하는 제3측정기; 및 상기 제1측정기에서 측정되는 투입 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량과, 상기 제2,3측정기에서 측정되는 파쇄 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량으로부터 파쇄효율을 산출하는 메인 제어기;로 구성되며, 상기 제1,2,3측정기는, 골재가 투입되는 측정용기; 상기 측정용기를 골재가 투입되는 제1위치와, 단위 용적당 질량의 측정을 위한 골재의 무게 검출이 이루어지는 제2위치로 이동시키는 이송용 실린더; 상기 제1위치에서 제2위치로 이동할 때, 측정용기의 상부에 소복하게 쌓인 골재와 접촉하면서 골재를 덜어내어 일정량의 골재를 측정용기에 잔류시키는 스크레이퍼; 상기 측정용기에 투입된 골재의 무게를 검출하는 로드셀; 상기 측정용기가 제1위치로 이동하여 골재가 채워지기 시작하는 순간부터 골재가 완전히 채워질 때까지의 시간을 측정하는 시간측정부; 상기 측정용기로부터 배출되는 골재와, 측정용기를 거치지 않고 측정기를 그대로 통과하는 골재를 모아 배출하는 배출 호퍼; 상기 배출 호퍼로부터 배출되는 골재를 제어신호에 따라 다음 공정으로 이송시키거나, 선행 공정으로 이송시켜 재파쇄가 이루어지도록 하는 운반수단; 및 상기 로드셀에서 검출되는 무게와 상기 시간측정부에서 측정되는 시간에 기초하여 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 산출하는 서브 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 크러셔의 파쇄효율 측정장치를 제공한다.
한편, 상기 크러셔의 파쇄효율 측정장치에 있어서, 상기 메인 제어기는 산출된 파쇄효율이 미리 입력된 목표 파쇄효율에 못 미칠 경우, 파쇄된 골재를 크러셔의 투입구로 반송시켜 재파쇄가 이루어지도록 하는 기능을 더 포함한다.
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또한 본 발명은 투입되는 골재원료를 1차, 2차, 3차 파쇄단계를 통해 단계적으로 파쇄하여 목적으로 하는 크기의 골재를 생산함에 있어서, 상기 각각의 파쇄단계는, 골재의 파쇄가 진행되는 과정에서 크러셔로 투입되는 골재와, 상기 크러셔의 후단에 배치된 스크린을 통과하지 못한 잔류 골재와, 상기 스크린을 통과한 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 상기 파쇄효율 측정장치를 이용하여 미리 설정된 측정주기 마다 측정하고, 측정된 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량으로부터 통과 골재와 잔류 골재의 파쇄효율을 산출하는 단계(S21); 상기 S21 단계에서 산출된 통과 골재의 파쇄효율과 잔류 골재의 파쇄효율을 미리 설정된 통과 골재의 목표 파쇄효율 및 잔류 골재의 목표 파쇄효율과 비교하는 단계(S22); 상기 S22 단계의 비교 결과, 산출된 파쇄효율이 목표 파쇄효율과 같거나 높은 경우, 해당 측정주기 동안 파쇄되는 골재를 다음 공정으로 배출하는 단계(S23); 및 상기 S22 단계의 비교 결과, 산출된 파쇄효율이 목표 파쇄효율 보다 낮은 경우, 해당 측정주기 동안 파쇄되는 골재의 재파쇄가 이루어지도록 선행 파쇄단계로 순환시키는 단계(S24);를 포함하며, 상기 S21 단계는 미리 설정된 시간 동안 용기에 채워진 골재의 무게를 이용하여 상기 단위 시간당 무게를 산출하거나, 측정용기의 부피와 측정용기에 가득 채워진 골재의 무게로부터 상기 단위 용적당 질량을 산출하는 것을 특징으로 하는 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법을 제공한다.
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상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 투입되는 골재원료의 품질변동이나 구성성분의 변동이 있을 경우에도 목표로 하는 품질의 골재를 용이하게 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 원석을 이용한 골재를 생산하는 시스템 구성도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크러셔의 파쇄효율 측정장치의 구조도,
도 3 은 본 발명에 따른 측정기의 정면도,
도 4 는 본 발명에 따른 측정기의 측정용기가 제2위치로 이동된 상태를 보인 정면도,
도 5 는 본 발명에 따른 측정기의 측면도.
도 6 은 본 발명에 따른 크러셔의 파쇄효율 측정방법의 순서도,
도 7 은 본 발명에 따른 골재생산방법의 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크러셔의 파쇄효율 측정장치의 구조도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 크러셔(10)의 파쇄효율 측정장치는 크러셔(10)로 투입되는 골재의 정보 그리고 크러셔(10)에 의해 파쇄된 골재의 정보를 각각 측정하고, 측정된 정보를 이용하여 파쇄효율을 산출하도록 이루어진 것으로, 제1측정기(100-1), 제2측정기(100-2), 제3측정기(100-3), 메인 제어기(200)로 구성된다.
참고로, 상기 크러셔(10)은 조크러셔, 콘크러셔, 롤크러셔, 임팩트 크러셔, 체인 크러셔, 햄머 크러셔, 더블 조크러셔, 박리장치 중 하나일 수 있다.
상기 제1측정기(100-1)는 크러셔(10)로 투입되는 골재를 제공받도록 크러셔(10)의 투입구측에 배치되며, 크러셔(10)로 투입되는 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 측정하도록 구성된다.
상기 제2측정기(100-2)는 크러셔(10)에 의해 파쇄된 후, 크러셔(10)의 배출측에 배치된 스크린(11)을 통과하지 못한 잔류 골재를 제공받도록 스크린(11)의 인접 위치에 배치되며, 스크린(11)에 의해 걸러진 잔류 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 측정하도록 구성된다.
상기 제3측정기(100-3)는 크러셔(10)에 의해 파쇄된 후, 크러셔(10)의 배출측에 배치된 스크린(11)의 통과한 통과 골재를 제공받도록 스크린(11)의 하부에 배치되며, 스크린(11)을 통과한 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 측정하도록 구성된다.
상기 메인 제어기(200)는 미리 설정된 측정주기 마다 제1,2,3측정기(100-1,100-2,100-3)를 제어하여 골재의 정보를 획득하며, 제1측정기(100-1)에서 측정되는 투입 골재의 정보와, 상기 제2측정기(100-2)에서 측정되는 잔류 골재의 정보와, 상기 제3측정기(100-3)에서 측정되는 통과 골재의 정보를 이용하여 파쇄효율을 산출하는 기능을 갖는다.
한편, 메인 제어기(200)는 단위 시간당 무게를 기준으로 하는 방법과 단위 용적당 질량을 기준으로 하는 방법으로 파쇄효율을 산출할 수 있다.
이때, 단위 시간당 무게를 기준으로 하는 방법은 하기 [수학식 1]에 의해 산출될 수 있다.
파쇄효율(%) = (파쇄 골재의 단위 시간당 생산 무게(kgf/hr) / 투입 골재의 단위 시간당 무게(kgf/hr)) × 100 ---------------- [수학식 1]
다음으로, 단위 용적당 질량을 기준으로 하는 방법은 하기 [수학식 2]에 의해 산출될 수 있다.
파쇄효율(%) = (파쇄 생산 골재의 단위 용적당 질량(㎏/㎥) / 투입 골재의 단위 용적당 질량(㎏/㎥)) × 100 ---------------- [수학식 2]
이처럼 제1,2,3측정기(100-1,100-2,100-3)에서 측정된 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 이용하여 파쇄효율을 산출하는 기능을 포함하는 메인 제어기(200)는 초기 단위 용적당 질량과 측정주기 및 목표 파쇄효율에 대한 값을 관리자로부터 입력받아 저장하며, 입력된 측정주기에 따라 제1,2,3측정기(100-1,100-2,100-3)를 제어하여 주기적으로 골재에 대한 정보를 얻고 파쇄효율을 산출하게 된다.
또한, 상기 메인 제어기(200)는 산출된 파쇄효율이 목표 파쇄효율에 못 미칠 경우, 파쇄된 골재를 크러셔(10)의 투입구로 반송시켜 재파쇄가 이루어지도록 하는 기능을 포함한다.
이러한 메인 제어기(200)는 제1,2,3측정기(100-1,100-2,100-3)에 구비된 서브 제어기(201)와 전기적으로 연결되어 서브 제어기(201)와 신호를 주고받도록 구성되거나, 서브 제어기(201)의 기능을 포함하도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 측정기의 정면도를, 도 4는 본 발명에 따른 측정기의 측정용기가 제2위치로 이동된 상태를 보인 정면도를, 도 5는 본 발명에 따른 측정기의 측면도를 도시하고 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 크러셔(10)의 투입구측과 배출구측에 배치되어 골재의 정보를 획득하는 제1,2,3측정기(100-1,100-2,100-3)는 설치되는 위치에 있어서 차이가 있을 뿐, 실질적인 구조는 동일하므로, 제1,2,3측정기(100-1,100-2,100-3)에 대해서는 서로 다른 도면부호를 사용하되, 제1,2,3측정기(100-1,100-2,100-3)의 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하여 설명하도록 하며, 도 2 내지 도 5를 참조하여 측정기의 구조에 대해 설명하도록 한다.
본 발명에 따른 측정기는 지지 프레임(110), 투입 호퍼(120), 측정용기(130), 이송용 실린더(140), 스크레이퍼(150), 로드셀(160), 시간측정부(170), 배출 호퍼(180), 운반수단(190), 서브 제어기(201)로 구성된다.
상기 지지 프레임(110)은 수직한 자세로 세워진 기둥(111)들이 다수의 연결재(112)에 의해 상호 연결되어 육면체의 구조물 형태를 이루도록 형성된 것으로 구성된다.
이러한 지지 프레임(110)은 측정기가 설치되는 장소와 주변환경에 따라 다양하게 구성될 수 있다.
상기 투입 호퍼(120)는 측정기로 투입되는 골재가 일정한 곳으로 투입되도록 안내하는 것으로, 지지 프레임(110)의 상단에 추가적으로 설치된 보조 지지대(113)에 고정되게 설치된다.
상기 측정용기(130)는 일정량의 골재가 투입되는 용기로서, 상기 지지 프레임(110)의 상부에서 수평방향으로 이동하면서 골재가 투입되는 제1위치(P1)와, 단위 용적당 질량의 측정을 위한 골재의 무게 검출이 이루어지는 제2위치(P2)로 이동하도록 구성된다.
이처럼 제1위치(P1)와 제2위치(P2)로 이동하는 측정용기(130)를 위하여 지지 프레임(110)의 상단부에는 수평한 자세로 레일(114)이 부설되고, 상기 레일(114)에 측정용기(130)가 안착되어 레일(114)을 따라 이동하면서 제1위치(P1)와 제2위치(P2)에 위치하도록 구성되되, 골재의 투입으로 인하여 상당한 무게를 갖는 측정용기(130)가 레일(114)을 따라 안정적으로 이동할 수 있도록 레일(114)에 결합되는 다수의 바퀴(131)가 측정용기(130)의 외측에 설치된다.
이러한 측정용기(130)는 상단부가 개방되어 투입 호퍼(120)로부터 낙하는 골재를 투입받으며, 무게의 측정이 완료된 골재를 배출할 수 있도록 하단부가 개방된 구조로 이루어지되, 개방된 하단부는 회전 게이트(132)에 의해 개폐되도록 구성된다.
참고로, 상기 회전 게이트(132)는 측정용기(130) 상에 구성되는 회전축을 중심으로 회전하면서 측정용기(130)의 하단부를 개방하거나 폐쇄하도록 구성되며, 이러한 회전 게이트(132)를 회전시키기 위한 실린더(133)가 측정용기(130)의 외측에 설치된다.
상기 이송용 실린더(140)는 지지 프레임(110)의 상단부에 수평한 자세로 고정되게 설치되며, 상기 측정용기(130)와 연결되어 측정용기(130)를 밀거나 당김으로서, 측정용기(130)를 제1위치(P1)와 제2위치(P2)로 이동시키도록 구성된다.
상기 스크레이퍼(150)는 측정용기(130)에 채워진 골재의 상부면이 측정용기(130)의 상부면에 일치하도록 측정용기(130)의 상부에 소복하게 쌓인 골재를 덜어내는 것으로, 측정용기(130)가 제1위치(P1)에서 제2위치(P2)로 이동할 때, 측정용기(130)의 상부에 소복하게 쌓인 골재와 간섭하면서 골재를 평평하게 깎아내도록 투입 호퍼(120)의 하단부에 설치된다.
이러한 스크레이퍼(150)는 고무판 또는 금속판으로 구성될 수 있으며, 하단부가 측정용기(130)의 상면에 근접하도록 설치되어 측정용기(130)의 상단부에 쌓여 있는 골재를 평평하게 깎아내도록 구성된다.
상기 로드셀(160)은 측정용기(130)에 투입된 골재의 무게를 검출하는 것으로, 측정용기(130)의 내측에 위치하도록 설치되어 측정용기(130)로 투입된 골재의 무게를 검출하도록 구성된다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 로드셀(160)인 회전 게이트(132)의 내측면에 고정되게 설치되어 회전 게이트(132)가 측정용기(130)의 하단부를 폐쇄하도록 닫혔을 때 측정용기(130)의 내측에 위치하면서 골재의 무게를 검출하도록 구성된다.
물론, 상기 로드셀(160)은 측정용기(130)의 외측에 설치되어 골재와 측정용기(130)의 무게를 함께 검출하고, 측정된 전체 무게에서 측정용기(130)의 무게를 차감하는 방식으로 골재의 무게를 측정하도록 구성될 수도 있으며, 이 경우 상기 로드셀(160)은 레일(114)에 결합되는 바퀴(131)를 지지하는 지지대에 설치되어 측정용기(130)에 투입된 골재와 측정용기(130)의 무게를 검출하도록 구성될 수 있다.
참고로, 상기와 같이 설치된 로드셀(160)은 제1위치(P1)에서 골재를 무게를 검출하고, 제2위치(P2)에서 또 다시 골재의 무게를 검출하게 되며, 제1위치(P1)에서 측정되는 골재의 무게는 측정용기(130)에 미리 설정된 양의 골재의 투입되었는지를 판단하는데 사용되고, 제2위치(P2)에서 측정되는 골재의 무게는 단위 용적당 질량을 산출하는데 사용된다.
상기 시간측정부(170)는 미리 설정된 초기 단위 용적당 질량에 상당하는 양의 골재가 측정용기(130)에 채워지는 시간을 검출하는 것으로, 측정용기(130)가 제1위치(P1)로 이동하여 골재가 채워지기 시작하는 순간부터 초기 단위 용적당 질량을 만족하는 양의 골재가 채워질 때까지의 시간을 측정하도록 구성된다.
한편, 본 실시예에서는 상기 시간측정부(170)를 별도의 구성요소로 하여 설명하였으나, 실제로는 별도로 구성되지 않고 서브 제어기(201)에 포함된 하나의 기능으로서 구성될 수 있다.
상기 배출 호퍼(180)는 측정기로 투입되어 측정용기(130)를 거치지 않고 그대로 배출되는 골재와 측정용기(130)로부터 배출되는 골재의 모아 일정한 위치로 배출하는 것으로, 상기 측정용기(130)의 하부에 위치하도록 지지 프레임(110)에 고정되게 설치되고, 상기 투입 호퍼(120)로부터 배출되는 골재와 제2위치(P2)에서 측정용기(130)로부터 배출되는 골재를 모두 제공받아 저장하도록 충분히 큰 크기로 형성된다.
이러한 배출 호퍼(180)는 하단부의 배출구를 개폐하는 별도의 개폐기구가 추가적으로 설치되어 측정주기 단위로 골재를 모아 배출하도록 구성될 수도 있다.
상기 운반수단(190)은 배출 호퍼(180)로부터 배출되는 골재를 제어신호에 따라 다음 공정으로 이송시키거나, 선행 공정으로 이송시켜 재파쇄가 이루어지도록 하는 것으로, 배출방향 결정기구(191)와, 합격품 이송 컨베이어(192)와, 반송 컨베이어(193)로 구성된다.
상기 배출방향 결정기구(191)는 배출 호퍼(180)의 하단부에 설치되어 배출 호퍼(180)로부터 배출되는 골재를 제어신호에 따라 합격품 이송 컨베이어(192)로 공급하거나, 반송 컨베이어(193)로 공급하는 것으로, 합격품 이송 컨베이어(192)와 반송 컨베이어(193)로 연결되는 양방향의 배출통로가 형성된 배출 가이드(1911)와, 상기 배출 가이드(1911)에 설치되어 두 배출통로 중 어느 한 배출통로를 선택적으로 개방하는 배출방향 결정 게이트(1912)와, 상기 서브 제어기(201)에서 발생되는 제어신호에 따라 작동하면서 배출방향 결정 게이트(1912)를 작동시키는 배출방향 제어 실린더(1913)로 구성된다.
상기 서브 제어기(201)는 측정기를 전체적으로 제어하도록 이루어지되, 로드셀(160)에서 검출되는 무게와 상기 시간측정부(170)에서 측정되는 시간에 기초하여 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 산출하는 기능을 포함한다.
도 6 은 본 발명에 따른 크러셔의 파쇄효율 측정방법의 순서도를 도시하고 있다.
상기와 같이 구성된 파쇄효율 측정장치를 이용하여 구현되는 본 발명에 따른 파쇄효율을 측정방법은 크러셔로 투입되는 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 측정하는 단계(S11); 상기 크러셔에 의해 파쇄된 후, 스크린을 통과하지 못한 잔류 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 측정하는 단계(S12); 상기 크러셔에 의해 파쇄된 후, 스크린을 통과한 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 측정하는 단계(S13); 상기 S11 단계와 S12 단계 및 S13 단계에서 측정된 각 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 이용하여 파쇄효율을 산출하는 단계(S14);로 구성된다.
상기 S11 단계는 크러셔로 투입되는 골재의 정보를 획득하는 공정으로, 크러셔(10)의 투입구측에 배치된 제1측정기(100-1)가 투입 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 측정하는 것으로 이루어지게 된다.
한편, 상기 단위 시간당 무게는 미리 설정된 시간 동안 측정용기(130)에 투입되는 골재의 무게를 로드셀(160)에 측정하고, 이처럼 측정된 골재의 무게값과 미리 설정된 시간값을 이용하여 단위 시간당 무게(kgf/hr)를 산출할 수 있다.
다른 방법으로는 측정용기(130)에 골재가 투입되기 시작한 순간으로부터 미리 설정된 초기 단위 용적당 질량에 상당하는 무게의 골재가 측정용기(130)에 투입될 때까지의 투입시간을 획득한 후, 투입시간과 골재의 무게(초기 단위 용적당 질량에 상당하는 무게)를 이용하여 단위 시간당 무게(kgf/hr)를 산출할 수도 있다.
참고로, 상기 언급된 초기 단위 용적당 질량은 측정용기(130)에 채워지는 골재가 측정용기(130)의 상부로 소복하게 쌓였을 때의 단위 용적당 질량값으로, 이러한 초기 단위 용적당 질량은 사전 시험을 통해 획득할 수 있으며, 골재가 측정용기(130)의 상부로 소복하게 쌓였을 때의 무게값으로 대체될 수 있다.
상기 단위 용적당 질량은 다음과 같은 방법으로 측정할 수 있다.
측정용기(130)로 투입된 골재의 무게가 초기 단위 용적당 질량에 상당하는 무게에 도달하면, 서브 제어기(201)에 의해 이송용 실린더(140)가 작동하여 제1위치(P1)에 놓인 측정용기(130)를 제2위치(P2)로 이동시키게 되며, 이때 측정용기(130)의 상부에 소복하게 쌓인 골재가 스크레이퍼(150)와의 간섭에 의해 깎여나가게 되므로, 측정용기(130)에 채워진 골재의 상단은 측정용기(130)의 상면과 일치하는 평면구조를 형성하게 되며, 이에 따라 제2위치(P2)로 이동하는 측정용기(130)에는 용기의 부피에 상당하는 일정량의 골재가 항상 채워지게 된다.
상기 측정용기(130)가 제2위치(P2)에 위치하게 되면, 서브 제어기(201)는 로드셀(160)에서 검출되는 골재의 무게값을 전달받으며, 이 무게값(W)과 측정용기(130)의 부피값(미리 입력됨) 및 하기 수학식 3을 이용하여 단위 용적당 질량(kg/㎥)을 산출하게 된다.
단위 용적당 질량(kg/㎥) = 골재 질량(W:㎏) / 측정용기(130) 부피(㎥) ----- [수학식 3]
상기 S12 단계는 크러셔에 의해 파쇄된 파쇄 골재 중, 스크린(11)을 통과하지 못한 잔류 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 제2측정기(100-2)가 측정하는 것으로 이루어지게 된다.
한편, 잔류 골재의 단위 시간당 무게와 단위 용적당 질량을 측정은, 앞서 설명된 투입 골재와 같은 방법으로 측정할 수 있으므로, 잔류 골재의 단위 시간당 무게와 단위 용적당 질량을 측정하는 과정에 대한 설명은 생략하도록 한다.
상기 S13 단계는 크러셔에 의해 파쇄된 파쇄 골재 중, 스크린(11)을 통과한 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 제3측정기(100-3)가 측정하는 것으로 이루어지게 된다.
한편, 통과 골재의 단위 시간당 무게와 단위 용적당 질량을 측정은, 앞서 설명된 투입 골재와 같은 방법으로 측정할 수 있으므로, 잔류 골재의 단위 시간당 무게와 단위 용적당 질량을 측정하는 과정에 대한 설명은 생략하도록 한다.
상기 S14 단계는 메인 제어기(200)가 제1,2,3측정기(100-1,100-2,100-3)에서 측정된 각 골재의 단위 시간당 무게와 단위 용적당 질량을 이용하여 파쇄효율을 산출하는 것으로 이루어지게 된다.
한편, 파쇄효율은 상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 의해 산출될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 골재생산방법의 순서도를 도시하고 있다.
상기와 같이 구성된 파쇄효율 측정장치 및 측정방법을 이용하여 구현되는 본 발명에 따른 파쇄효율을 이용한 골재생산방법은 투입되는 골재원료를 1차, 2차, 3차 파쇄단계를 통해 단계적으로 파쇄하여 목적으로 하는 크기의 골재를 생산함에 있어서, 상기 각각의 파쇄단계는, 골재의 파쇄가 진행되는 과정에서 크러셔(10)로 투입되는 골재와, 상기 크러셔(10)의 후단에 배치된 스크린(11)을 통과하지 못한 잔류 골재와, 상기 스크린(11)을 통과한 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 미리 설정된 측정주기 마다 측정하고, 측정된 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량으로부터 통과 골재와 잔류 골재의 파쇄효율을 산출하는 단계(S21); 상기 S21 단계에서 산출된 통과 골재의 파쇄효율과 잔류 골재의 파쇄효율을 미리 설정된 통과 골재의 목표 파쇄효율 및 잔류 골재의 목표 파쇄효율과 비교하는 단계(S22); 상기 S22 단계의 비교 결과, 산출된 파쇄효율이 목표 파쇄효율과 같거나 높은 경우, 해당 측정주기 동안 파쇄되는 골재를 다음 공정으로 배출하는 단계(S23); 및 상기 S22 단계의 비교 결과, 산출된 파쇄효율이 목표 파쇄효율 보다 낮은 경우, 해당 측정주기 동안 파쇄되는 골재의 재파쇄가 이루어지도록 선행 파쇄단계로 순환시키는 단계(S24);를 포함하는 것으로 이루어진다.
즉, 본 발명에 따른 골재생산방법은 원석 등의 골재원료를 단계적으로 파쇄하여 요구되는 크기의 골재를 생산함에 있어서, 각각의 파쇄단계에서 이루어지는 파쇄작업의 파쇄효율을 산출하고, 산출된 파쇄효율과 목적으로 한 파쇄효율의 비교를 통해 필요한 경우, 이미 파쇄된 골재를 다시 선행의 파쇄공정으로 반송하여 재파쇄가 이루어지도록 함으로서, 목포 파쇄효율을 만족하는 양질의 골재를 생산할 수 있도록 한 것이다.
한편, 도 7에는 1차 파쇄단계는 조크러셔에 의해 실시되고, 2차 파쇄단계는 콘크러셔에 의해 실시되며, 3차 파쇄단계는 롤크러셔에 의해 실시되는 것으로 도시되어 있으나, 상기 1차, 2차, 3차 파쇄단계는 언급된 크러셔 외에 임팩트 크러셔, 체인 크러셔, 햄머 크러셔, 더블 조크러셔, 박리기에 의해 실시될 수도 있다.
한편, 이하의 설명에는 도 7을 참조하며, 1차 파쇄단계는 조크러셔에 의해 실시되고, 2차 파쇄단계는 콘크러셔에 의해 실시되며, 3차 파쇄단계는 롤크러셔에 의해 실시되는 것으로 가정하여 설명하도록 한다.
또한, 상기 조크러셔에 의해 파쇄된 골재는 1차 스크린에 의해 선별되고, 상기 콘크러셔에 의해 파쇄된 골재는 2차 스크린에 의해 선별되며, 3차 롤크러셔에 의해 파쇄된 골재는 3차 스크린에 의해 선별되는 것으로 가정하며, 이러한 파쇄 및 선별구조는 일반적으로 널리 사용되고 있는 골재생산시스템과 같다.
다만, 본 발명에 따른 파쇄효율 측정장치가 적용된 골재생산시스템의 경우, 각 파쇄기 즉, 조크러셔와 콘크러셔 및 롤크러셔의 투입구측에는 제1측정기(100-1)가 각각 배치되어 투입되는 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 측정하고, 각 스크린에는 제2측정기(100-2)와 제3측정기(100-3)가 설치되어 잔류 골재와 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 측정하며, 메인 제어기(200)는 제1,2,3측정기(100-1,100-2,100-3)에서 측정되는 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량으로부터 조크러셔(10)와 콘크러셔(10) 및 롤크러셔(10) 각각의 파쇄효율을 산출하도록 구성된다.
한편, 상기 목표 파쇄효율은 해당 골재의 시험생산을 통해 투입량과 생산량의 관계, 투입 골재의 단위 용적당 질량과 파쇄 골재의 단위 용적당 질량 관계에 대한 정보를 얻고, 이를 이용하여 투입 골재에 적합한 생산량과 품질을 얻을 수 있는 값으로 결정하게 된다.
이하에서 각각의 크러셔(10)에서 이루어지는 파쇄단계에서 파쇄효율을 산출하고, 그 결과에 따라 골재를 처리하는 상기 S21 단계 내지 S24 단계에 대해 설명하도록 한다.
상기 S21 단계는 파쇄효율을 산출하는 단계로서, 제1,2,3측정기(100-1,100-2,100-3)에서 측정되는 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량과 상기 수학식 1 또는 수학식 2를 이용하여 파쇄효율을 산출하게 된다.
한편, 상기 단위 시간당 무게(kgf/hr)는 다음과 같은 방법으로 측정할 수 있다.
미리 설정된 측정주기가 되면, 메인 제어기(200)에서 발생되는 제어신호가 각 측정기의 서브 제어기(201)로 전달되고, 각 측정기의 서브 제어기(201)는 이송용 실린더(140)를 작동시켜 측정용기(130)를 제1위치(P1)로 이동시키게 된다.
이에 따라 파쇄기로 투입되는 골재(제1측정기), 스크린(11)에 잔류된 잔류 골재(제2측정기), 스크린(11)을 통과한 통과 골재(제3측정기)는 각 측정기의 측정용기(130)로 투입되고, 측정용기(130)로 투입되는 골재로 인하여 로드셀(160)에서 신호가 발생함에 따라 골재가 투입되기 시작한 시간을 서브 제어기(201)가 획득하게 된다.
이후, 미리 설정된 시간 동안 골재의 투입이 이루어지도록 하며, 미리 설정된 시간이 되었을 때, 로드셀(160)에서 골재의 무게값을 측정하게 되며, 이처럼 획득된 무게값과 미리 설정된 시간값을 이용하여 단위 시간당 무게(kgf/hr)를 산출하게 된다.
다른 방법으로는 측정용기(130)에 골재가 투입되기 시작한 순간으로부터 미리 설정된 초기 단위 용적당 질량에 상당하는 무게의 골재가 측정용기(130)에 투입될 때까지의 투입시간을 획득한 후, 투입시간과 골재의 무게(초기 단위 용적당 질량에 상당하는 무게)를 이용하여 단위 시간당 무게(kgf/hr)를 산출할 수도 있다.
다음으로, 단위 용적당 질량(kg/㎥)은 다음과 같은 방법으로 측정할 수 있다.
측정용기(130)로 투입된 골재의 무게가 초기 단위 용적당 질량에 상당하는 무게에 도달하면, 서브 제어기(201)에 의해 이송용 실린더(140)가 작동하여 제1위치(P1)에 놓인 측정용기(130)를 제2위치(P2)로 이동시키게 되며, 이때 측정용기(130)의 상부에 소복하게 쌓인 골재가 스크레이퍼(150)와의 간섭에 의해 깎여나가게 되므로, 측정용기(130)에 채워진 골재의 상단은 측정용기(130)의 상면과 일치하는 평면구조를 형성하게 되며, 이에 따라 제2위치(P2)로 이동하는 측정용기(130)에는 용기의 부피에 상당하는 일정량의 골재가 항상 채워지게 된다.
상기 측정용기(130)가 제2위치(P2)에 위치하게 되면, 서브 제어기(201)는 로드셀(160)에서 검출되는 골재의 무게값을 전달받으며, 이 무게값(W)과 측정용기(130)의 부피값(미리 입력됨) 및 상기기 [수학식 3]을 이용하여 단위 용적당 질량(kg/㎥)을 산출하게 된다.
이러한 과정을 통해 투입 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량, 그리고 스크린 잔류 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량, 그리고 스크린 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 각각 측정하게 되며, 각각의 메인 제어기(200)는 잔류 골재에 기초한 파쇄효율과 통과 골재에 기초한 파쇄효율을 산출하게 된다.
상기 S22 단계는 산출된 파쇄효율과 미리 입력된 목표 파쇄효율을 비교하는 공정으로, 상기와 같은 과정을 통해 메인 제어기(200)에서 산출된 파쇄효율이 목표 파쇄효율에 미치는지의 여부를 판단하게 된다.
참고로, 상기 S22 단계에서 이루어지는 비교결과에 따라 메인 제어기(200)는 잔류 골재를 그대로 배출하여 생산하거나 다음 파쇄공정으로 배출할 것인지 아니면 선행 파쇄공정으로 반송하여 재파쇄가 이루어지도록 할 것인지, 그리고 통과 골재를 그대로 다음 공정으로 배출할 것인지 아니면 선행 파쇄공정으로 반송하여 재파쇄가 이루어지도록 할 것인지를 판단하게 된다.
상기 S23 단계는 S22 단계에서 이루어지는 비교결과 산출된 파쇄효율이 목표 파쇄효율과 같거나 높은 경우에 실시되는 공정으로, 해당 측정주기 동안 파쇄되는 골재를 합격품 이송 컨베이어(192)로 배출하여 다음 공정으로 이송시키는 것으로 이루어지게 된다.
상기 S24 단계는 S22 단계에서 이루어지는 비교결과 산출된 파쇄효율이 목표 파쇄효율 보다 낮은 경우에 실시되는 공정으로, 해당 측정주기 동안 파쇄되는 골재를 반송 컨베이어(193)로 배출하여 선행 파쇄공정으로 이송시키는 것으로 이루어지게 된다.
예컨대, 1차 스크린 잔류 골재의 파쇄효율이 목표 파쇄효율을 만족할 경우, 해당 골재는 콘크러셔(10)로 투입되도록 이송되는 반면, 1차 스크린 통과 골재의 파쇄효율이 목표 파쇄효율에 못 미치는 경우 해당 골재는 조크러셔(10)의 투입구로 다시 반송되어 재파쇄 과정을 거치게 된다.
이와 마찬가지로, 1차 스크린 통과 골재의 파쇄효율이 목표 파쇄효율을 만족할 경우 해당 골재는 그대로 배출되어 토사로서 생산되는 반면, 1차 스크린 통과 골재의 파쇄효율이 목표 파쇄효율에 못 미치는 경우 해당 골재는 조크러셔(10)의 투입구로 다시 반송되어 재파쇄 과정을 거치게 된다.
상기와 같은 S21 단계 내지 S24 단계는 1차, 2차, 3차 파쇄단계에서 공통적으로 실시되며, 다만 3차 파쇄단계의 경우 3차 스크린의 통과 골재에 대한 파쇄효율의 확인과 재파쇄는 요구되는 않으므로 생략될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 실제 크러셔(10)에 이루어지는 파쇄작업의 효율에 기초하여 골재의 품질을 관리하게 되므로, 양질의 골재를 용이하게 생산할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 크러셔 11: 스크린
100-1: 제1측정기 100-2: 제2측정기
100-3: 제3측정기 110: 지지 프레임
120: 투입 호퍼 130: 측정용기
140: 이송용 실린더 150: 스크레이퍼
160: 로드셀 170: 시간 측정부
180: 배출 호퍼 190: 운반수단
200: 메인 제어기 201: 서브 제어기

Claims (7)

  1. 골재를 파쇄하는 크러셔의 투입구측에 배치되어 크러셔로 투입되는 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 주기적으로 측정하는 제1측정기;
    상기 크러셔의 배출측에 배치된 스크린을 통과하지 못한 잔류 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 주기적으로 측정하는 제2측정기;
    상기 스크린의 통과한 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 주기적으로 측정하는 제3측정기; 및
    상기 제1측정기에서 측정되는 투입 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량과, 상기 제2,3측정기에서 측정되는 파쇄 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량으로부터 파쇄효율을 산출하는 메인 제어기;로 구성되며,
    상기 제1,2,3측정기는,
    골재가 투입되는 측정용기;
    상기 측정용기를 골재가 투입되는 제1위치와, 단위 용적당 질량의 측정을 위한 골재의 무게 검출이 이루어지는 제2위치로 이동시키는 이송용 실린더;
    상기 제1위치에서 제2위치로 이동할 때, 측정용기의 상부에 소복하게 쌓인 골재와 접촉하면서 골재를 덜어내어 일정량의 골재를 측정용기에 잔류시키는 스크레이퍼;
    상기 측정용기에 투입된 골재의 무게를 검출하는 로드셀;
    상기 측정용기가 제1위치로 이동하여 골재가 채워지기 시작하는 순간부터 골재가 완전히 채워질 때까지의 시간을 측정하는 시간측정부;
    상기 측정용기로부터 배출되는 골재와, 측정용기를 거치지 않고 측정기를 그대로 통과하는 골재를 모아 배출하는 배출 호퍼;
    상기 배출 호퍼로부터 배출되는 골재를 제어신호에 따라 다음 공정으로 이송시키거나, 선행 공정으로 이송시켜 재파쇄가 이루어지도록 하는 운반수단; 및
    상기 로드셀에서 검출되는 무게와 상기 시간측정부에서 측정되는 시간에 기초하여 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 산출하는 서브 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 크러셔의 파쇄효율 측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 제어기는 산출된 파쇄효율이 미리 입력된 목표 파쇄효율에 못 미칠 경우, 파쇄된 골재를 크러셔의 투입구로 반송시켜 재파쇄가 이루어지도록 하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 크러셔의 파쇄효율 측정장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 투입되는 골재원료를 1차, 2차, 3차 파쇄단계를 통해 단계적으로 파쇄하여 목적으로 하는 크기의 골재를 생산함에 있어서,
    상기 각각의 파쇄단계는,
    골재의 파쇄가 진행되는 과정에서 크러셔로 투입되는 골재와, 상기 크러셔의 후단에 배치된 스크린을 통과하지 못한 잔류 골재와, 상기 스크린을 통과한 통과 골재의 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량을 청구항 1 또는 2의 파쇄효율 측정장치를 이용하여 미리 설정된 측정주기 마다 측정하고, 측정된 단위 시간당 무게 또는 단위 용적당 질량으로부터 통과 골재와 잔류 골재의 파쇄효율을 산출하는 단계(S21);
    상기 S21 단계에서 산출된 통과 골재의 파쇄효율과 잔류 골재의 파쇄효율을 미리 설정된 통과 골재의 목표 파쇄효율 및 잔류 골재의 목표 파쇄효율과 비교하는 단계(S22);
    상기 S22 단계의 비교 결과, 산출된 파쇄효율이 목표 파쇄효율과 같거나 높은 경우, 해당 측정주기 동안 파쇄되는 골재를 다음 공정으로 배출하는 단계(S23); 및
    상기 S22 단계의 비교 결과, 산출된 파쇄효율이 목표 파쇄효율 보다 낮은 경우, 해당 측정주기 동안 파쇄되는 골재의 재파쇄가 이루어지도록 선행 파쇄단계로 순환시키는 단계(S24);를 포함하며,
    상기 S21 단계는 미리 설정된 시간 동안 용기에 채워진 골재의 무게를 이용하여 상기 단위 시간당 무게를 산출하거나, 측정용기의 부피와 측정용기에 가득 채워진 골재의 무게로부터 상기 단위 용적당 질량을 산출하는 것을 특징으로 하는 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
KR1020170173013A 2017-12-15 2017-12-15 크러셔의 파쇄효율 측정장치와 크러셔의 파쇄효율 측정방법 및 크러셔의 파쇄효율을 이용한 골재생산방법 KR101852106B1 (ko)

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