KR102077926B1 - 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치에 관한 것으로, 연속식 하역기에 설치되고, 케이블이 권취되는 릴부와, 릴부에 케이블의 권출방향으로 연장되게 설치되는 프레임부와, 케이블과 접하는 접촉부를 구비하여 프레임부에 결합되는 가이드부와, 프레임부에 결합되고, 권출 중인 케이블을 가압하는 가압부와, 케이블의 손상 시 가압부에 연동되어 동작되는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치{CABLE DAMAGE DETECTING APPARATUS FOR CONTINUOUS SHIP UNLOADER}
본 발명은 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하역 장비에 전원을 공급하는 케이블의 손상을 감지하는 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치에 관한 것이다.
일반적으로 제철공장에서 고로조업시 원연료로 사용되는 철광석과 석탄은 선박으로 수송되어 부두에서 하역작업을 거친 후, 벨트컨베이어 등의 운송설비를 통하여 공장의 야적장까지 운송된다. 선박에 적재되어 있는 석탄이나 철광석 같은 연원료는, 연속식 하역기의 엘리베이터 포스트에 연속적으로 부착된 버켓(bucket)을 이용하여 선박의 외부로 이송된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2000-0020731호(2000.04.15 공개, 발명의 명칭: 버켓 엘리베이터 형식의 연속식 하역기)에 개시되어 있다.
본 발명은 하역 장비에 전원을 공급하는 케이블의 손상을 신속하게 감지할 수 있는 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치는, 연속식 하역기에 설치되고, 케이블이 권취되는 릴부; 상기 릴부에 상기 케이블의 권출방향으로 연장되게 설치되는 프레임부; 상기 케이블과 접하는 접촉부를 구비하여 상기 프레임부에 결합되는 가이드부; 상기 프레임부에 결합되고, 권출 중인 상기 케이블을 가압하는 가압부; 및 상기 케이블의 손상 시 상기 가압부에 연동되어 동작되는 센서부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드부는, 상기 프레임부에 결합되고, 상기 가압부의 일측에서 상기 케이블과 접하는 제1가이드부; 및 상기 제1가이드부와 이격되게 배치되고, 상기 가압부의 타측에서 상기 케이블과 접하는 제2가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1가이드부 또는 상기 제2가이드부는, 상기 프레임부 상에 돌출되게 설치되는 연장바; 및 상기 연장바의 단부에 회전가능하게 설치되고, 상기 케이블과 접하는 가이드롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 가압부는, 상기 프레임부에 슬라이딩 이동가능하게 설치되는 이동바; 상기 이동바와 연결되고, 상기 케이블이 통과할 수 있는 중공부가 형성되는 케이블패스; 상기 케이블패스에 회전가능하게 설치되고, 상기 케이블패스를 통과하는 상기 케이블과 접하는 가압롤러; 및 상기 케이블과 상기 가압롤러의 접촉이 유지되게 상기 이동바 또는 상기 케이블패스를 탄성가압하는 탄성수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 센서부는, 상기 가압부에 설치되고, 상기 가압부에 연동되는 이동접촉부; 상기 이동접촉부와 이격되게 배치되고, 상기 이동접촉부를 감지하는 감지센서; 상기 감지센서의 신호에 따라 알림신호를 발생시키거나, 하역 장비의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치는, 케이블이 절단되는 손상이 발생되거나, 주행체의 휠과 간섭될 정도로 과도하게 권출되는 경우, 권출 중인 케이블을 가압하던 가압부가 이동되고, 센서부가 가압부에 연동되어 감지 신호를 발생시키므로, 작업자가 신속히 케이블의 손상, 이상을 확인하여 신속한 조치를 취할 수 있도록 한다. 이에 따라, 감전에 의한 안전사고의 위험을 줄이고, 장비 정비로 인한 하역 작업 지연을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치를 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 4는 케이블이 손상되지 않은 상태에서 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치의 작동 상태를 설명하고자 도시한 작동상태도이다.
도 5는 케이블이 손상된 상태에서 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치의 작동 상태를 설명하고자 도시한 작동상태도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치의 설치 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치(10)는 선박을 통해 광석, 석탄 등의 원료를 항만으로 하역시키는 연속식 하역기(1)에 설치될 수 있다. 연속식 하역기(1) 중 부두가에 설치된 레일을 따라 주행하는 주행체(20)에 본 발명에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치(10)를 설치하면, 주행체(20)를 주행 시 케이블(30)을 함께 이동시키면서 연속식 하역기(1)의 다른 장비 또는 주변의 다른 하역 장비로 용이하게 전원을 공급하면서 하역 작업을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치를 개략적으로 도시한 정면도이다. 도 2, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기(1)의 케이블 손상 감지장치(10)는 릴부(110), 프레임부(120), 가이드부(130), 가압부(140), 센서부(150)를 포함한다.
릴부(110)는 케이블(30)을 권취, 권출가능한 릴축을 가진다. 케이블(30)은 릴부(110)의 릴축에 감겨진 상태에서 릴축의 회전에 의해 자동 또는 수동으로 권출된다. 릴부(110)는 주행체(20)의 전후(주행 방향을 기준으로 한다) 길이방향 중간부에 배치되고(도 1 참조), 주행체(20)의 측면부에 주행체(20)의 전후방 휠과 나란하게 설치된다. 이에 따라, 케이블(30)이 주행체(20)의 전후방 휠과 간섭되지 않으면서 주행체(20)의 주행 경로를 따라 안정되게 권출, 연장될 수 있다.
프레임부(120)는 가이드부(130)와 가압부(140), 센서부(150)를 설치가능한 지지골조를 제공하는 부분으로, 릴부(110)에 연결되고, 케이블(30)의 권출방향으로 연장되게 형성된다. 본 발명의 일실시예에 따른 프레임부(120)는 릴부(110)의 일측부에 하향 연장되게 결합되는 제1프레임(121)과, 제1프레임(121)과 이격되게 배치되는 제2프레임(122)을 포함한다. 릴부(110)에서 권출되는 케이블(30)은 제1프레임(121)과 제2프레임(122)의 사이를 통과하게 된다.
이하에서는 방향(상하방향, 좌우방향), 위치를 설명함에 있어서, 설명의 편의 상 도 2, 도 3에 도시된 도면을 기준으로 하기로 한다. 이에 따르면 제1프레임(121)는 릴부(110)의 우측부에 하향 연장되게 결합되고, 제2프레임(122)은 릴부(110)의 좌측부에 제1프레임(121)과 마주하여 설치된다. 케이블(30)은 제1프레임(121)과 제2프레임(122)의 사이의 공간부를 통해 제1프레임(121)과 제2프레임(122)와의 간섭없이 하향 권출된다.
가이드부(130)는 제1프레임(121)과 제2프레임(122) 사이를 통과하는 케이블(30)이 임의의 형태와 방향으로 휘어지지 않게, 즉 일정한 형태를 유지하게 가이드하는 부분으로, 케이블(30)과 접하는 복수개의 접촉부를 구비하여 프레임부(120)에 결합된다. 본 발명의 일실시예에 따른 가이드부(130)는 프레임부(120)의 상부에 결합되는 제1가이드부(131)와, 프레임부(120)의 하부에 결합되는 제2가이드부(132)를 포함한다.
제1가이드부(131)는 연장바(135)와 가이드롤러(136)를 포함한다. 연장바(135)는 프레임부(120) 상에 돌출되게 설치된다. 본 발명의 일실시예에 따른 제1가이드부(131)는 제1프레임(121)과 제2프레임(122) 각각에 서로 마주하는 방향으로 돌출되게 설치되는 좌우측 한 쌍이 구비된다. 가이드롤러(136)는 케이블(30)과 접하는 연장바(135)의 돌출단부 상에 회전가능하게 설치된다.
제1프레임(121)과 제2프레임(122)의 사이를 통과 중인 케이블(30)은 제1가이드부(131) 상에 서로 마주하도록 설치된 좌우측 한 쌍의 가이드롤러(136)에 접촉된 상태를 유지하게 된다. 가이드롤러(136)는 케이블(30)의 권출에 연동하여 회전하게 되므로, 케이블(30)과 접촉된 상태를 유지하면서도 케이블(30)의 권출을 저해하지 않게 된다.
가이드롤러(136)는 케이블(30)과 접하는 외면부가 외주부를 따라 연속하여 오목한 형상을 가진다. 이에 따라 케이블(30)은 가이드롤러(136)에 의해 좌우방향 이동이 구속될 뿐만 아니라, 전후방향으로의 이탈도 방지된다. 케이블(30)은 복수의 방향, 개소에서 제1가이드부(131)와 접하게 되면서 설정 위치를 안정되게 유지하게 되고, 설정된 권출 방향을 제외한 임의의 방향으로의 이동이 구속된다.
제2가이드부(132)는 제1가이드부(131)와 마찬가지로 연장바(135)와 가이드롤러(136)를 포함하는 구성을 가지고, 제1프레임(121)과 제2프레임(122)에 서로 마주하게 설치된다. 본 발명의 일실시예에 따른 제2가이드부(132)는 제1가이드부(131)와 동일한 구조를 가지므로, 그 구조와 작용에 대한 상세한 설명을 생략한다.
하향 인출 중인 케이블(30)은 자중이나 외력에 의해 텐션을 받게 되는데, 제1가이드부(131)와 제2가이드부(132)가 서로 이격된 위치에서 케이블(30)과 접하게 되면서, 제1가이드부(131)와 제2가이드부(132)의 사이에는 설정 세기 범위의 텐션이 일정하게 유지된다. 즉, 제1가이드부(131)와 제2가이드부(132)에 의해 케이블(30)은 설정 세기 범위로 텐션이 유지되는 권출 구간(이하 '텐션유지구간(T)'이라 한다.)을 가지게 된다. 텐션유지구간(T) 내에서 케이블(30)은, 케이블(30)에 정상적이지 않은 외력이 작용하게 되는 경우 외에는, 즉 정상 상태에서는 연속식 하역기(1)가 주행하거나 정지하는 중에 항상 설정 세기 범위의 텐션이 유지된다.
가압부(140)는 제1가이드부(131)와 제2가이드부(132) 사이에서 프레임부(120)에 결합되고, 텐션유지구간(T) 내에서 케이블(30)을 탄성가압하도록 설치된다. 가압부(140)는 이동바(141), 케이블패스(142), 가압롤러(143), 탄성수단(144)을 포함한다.
이동바(141)는 제1프레임(121)을 관통하여 설치되고, 좌우로 슬라이딩 이동가능하게 설치된다. 케이블패스(142)는 제1프레임(121)과 제2프레임(122)의 사이에 위치되는 이동바(141)의 좌측단부와 연결된다. 케이블패스(142)에는 케이블(30)이 상하방향으로 통과할 수 있는 중공부가 형성된다. 가압롤러(143)는 케이블패스(142)의 좌측단부에 회전가능하게 설치되어, 케이블패스(142)를 통과하는 케이블(30)과 접하게 된다.
탄성수단(144)은 케이블(30)과 가압롤러(143)의 접촉이 유지되게 이동바(141) 또는 케이블패스(142)를 탄성가압한다. 본 발명의 일실시예에 따른 탄성수단(144)은 이동바(141)의 우측단부 상에 돌출되게 형성된 스토퍼(145)와, 스토퍼(145)와 제1프레임(121)에 양단부가 접하도록 배치되는 탄성부재(146)를 포함한다. 탄성부재(146)는 코일스프링 구조를 가지고 이동바(141)의 둘레에 끼워져 조립될 수 있으며, 스토퍼(145)는 이동바(141)와 별도로 제작된 후 이동바(141)의 우측단부 상에 탄성부재(146)와 순차적으로 조립될 수 있다.
탄성수단(144)이 이동바(141)를 우측으로 탄성가압하면, 이동바(141)와 연결된 케이블패스(142)와, 케이블(30)의 좌측부와 접한 가압롤러(143)에도 가압력이 전달되어, 가압롤러(143)가 탄성수단(144)의 탄성력에 대응되는 세기로 케이블(30)을 우측으로 가압하게 된다. 케이블(30)은 제1가이드부(131), 제2가이드부(132)에 의해 설정 범위 세기의 상하방향 텐션을 유지한 상태에서 가압부(140)에 의해 우측방향으로 탄성가압력을 받게 된다.
센서부(150)는 가압부(140)의 변위를 센싱하는 것에 의해 케이블(30)의 손상을 감지하는 장치이다. 센서부(150)는 케이블(30), 가이드부(130)와의 간섭없이 가압부(140)의 변위를 측정할 수 있도록 제1프레임(121)의 우측면부 상에 설치된다. 센서부(150)는 이동접촉부(151), 감지센서(152), 센서지지대(153), 제어부(154)를 포함한다.
이동접촉부(151)는 감지센서(152)와 접촉되는 부분으로, 가압부(140)의 우측단부에 위치되는 이동바(141) 또는 스토퍼(145) 상에 돌출되게 결합되고, 이동바(141)와 동일한 변위로 이동하게 된다. 감지센서(152)는 이동접촉부(151)의 이동, 변위를 감지하는 센서를 구비하여, 이동접촉부(151)의 우측에 이격되게 배치된다. 즉, 이동접촉부(151)와 감지센서(152)는, 이동접촉부(151)가 우측으로 이동 시 감지센서(152)와 접촉될 정도로 서로 마주하여 배치된다.
센서지지대(153)는 감지센서(152)를 정위치에서 지지하도록 제1프레임부(121)상에 고정설치된다. 센서지지대(153)는 일단부는 제1프레임부(121)의 우측면부에 결합되고, 타단부는 감지센서(152)를 설치가능한 설치면을 구비하여 우측으로 연장된 형상을 가진다. 감지센제어부(154)는 감지센서(152)의 신호에 따라 장비의 작동을 제어한다. 제어부(154)는 알림 신호를 발생시키거나, 주행체(20)나 다른 하역 장비의 작동을 정지시키거나, 케이블(30)의 권출을 중지시키는 제어를 수행할 수 있다.
도 4는 케이블이 손상되지 않은 상태에서 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치의 작동 상태를 설명하고자 도시한 작동상태도이고, 도 5는 케이블이 손상된 상태에서 본 발명의 일실시예에 따른 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치의 작동 상태를 설명하고자 도시한 작동상태도이다.
도 4를 참조하면, 케이블(30)이 손상되지 않은 정상 상태에서, 하향 인출 중인 케이블(30)은 자중이나, 전원을 공급하는 장비와 연결된 상태에서 작용하는 외력에 의해 텐션을 받게 된다. 이때, 케이블(30)은 텐션유지구간(T)에서 제1가이드부(131), 제2가이드부(132)에 의해 직하방으로 연장된 형태와, 설정 범위 세기의 정상텐션(T1)을 유지한 상태로, 가압부(140)에 의해 우측방향으로 탄성가압력(E)을 받게 된다. 가압부(140)에 의해 케이블(30)에 우측방향의 탄성가압력(E)이 작용하더라도, 케이블(30)은 상하방향 정상텐션(T1)에 의해 텐션유지구간(T)내에서 정위치를 유지하게 된다. 이때 가압부(140)에 설치된 이동접촉부(151)는 감지센서(152)와 마주한 상태로 서로 이격된 상태를 유지한다.
케이블(30)이 주행체(20)의 휠에 간섭되어 절단되는 손상이 발생하거나, 제1가이드부(131), 제2가이드부(132)의 사이에 설정 범위 세기의 정상텐션(T1)이 유지되지 않을 정도로 케이블(30)의 권출량이 과다한 경우, 구체적인 일례로 케이블(30)이 주행체(20)의 휠과 간섭될 정도로 바닥에 풀리는 경우, 케이블(30)에 작용하는 텐션이 약해지고, 텐션유지구간(T)에서의 텐션 또한 설정 범위의 세기 미만(이하 '이상텐션(T2)'라 한다.)으로 약해지게 된다.
도 5를 참조하면, 상기와 같은 케이블(30)의 손상이나 과다 풀림이 발생 시, 텐션유지구간(T)에서의 텐션이 설정 세기 미만의 이상텐션(T2)으로 약해짐과 동시에 탄성부재(146)의 탄성가압력(E)에 의해 이동바(141), 케이블패스(142), 가압롤러(143)가 함께 우측으로 슬라이딩 이동하게 되고, 이동바(141)에 결합된 이동접촉부(151)가 연동하여 함께 우측으로 이동되면서 감지센서(152)와 접하게 된다. 감지센서(152)는 이동접촉부(151)와 접촉 시 감지 신호를 발생시키게 되고, 제어부(154)는 감지센서(152)의 감지 신호에 따라 알림신호를 발생시키거나, 하역 장비의 작동을 중지시키는 제어를 연속하여 수행한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 연속식 하역기(1)의 케이블 손상 감지장치(10)에 의하면, 케이블(30)이 절단되는 손상이 발생되거나, 주행체(20)의 휠과 간섭될 정도로 과도하게 권출되는 경우, 이를 신속히 감지하여 작업자에게 확인가능하도록 함으로써, 작업자가 보다 신속한 조치를 취할 수 있게 된다. 또한, 주행체(20)나 다른 하역 장비의 작동을 정지시키거나, 케이블(30)의 권출을 중지시키는 제어를 연속적으로 자동 수행할 수 있다. 이에 따라, 감전에 의한 안전사고의 위험을 줄이고, 장비 정비로 인한 하역 작업 지연을 개선할 수 있다.
1 : 연속식 하역기 10 : 케이블 손상 감지장치
20 : 주행체 30 : 케이블
110 : 릴부 120 : 프레임부
121 : 제1프레임 122 : 제2프레임
130 : 가이드부 131 : 제1가이드부
132 : 제2가이드부 135 : 연장바
136 : 가이드롤러 140 : 가압부
141 : 이동바 142 : 케이블패스
143 : 가압롤러 144 : 탄성수단
145 : 스토퍼 146 : 탄성부재
150 : 센서부 151 : 이동접촉부
152 : 감지센서 153 : 센서지지대
154 : 제어부

Claims (5)

  1. 연속식 하역기에 설치되고, 케이블이 권취되는 릴부;
    상기 릴부에 상기 케이블의 권출방향으로 연장되게 설치되는 프레임부;
    상기 케이블과 접하는 접촉부를 구비하여 상기 프레임부에 결합되는 가이드부;
    상기 프레임부에 결합되고, 권출 중인 상기 케이블을 가압하는 가압부; 및
    상기 케이블의 손상 시 상기 가압부에 연동되어 동작되는 센서부;를 포함하고,
    상기 프레임부는,
    상기 릴부의 일측부에 하향 연장되게 결합되는 제1프레임; 및
    상기 릴부의 타측부에 상기 제1프레임과 이격되게 배치되고, 상기 케이블이 상기 제1프레임과의 사이로 통과하는 제2프레임;을 포함하며,
    상기 가압부는,
    상기 제1프레임을 관통하여 설치되고, 상기 제1프레임에 슬라이딩 이동가능하게 설치되며, 일단부가 상기 제1프레임과 상기 제2프레임의 사이에 위치되는 이동바;
    상기 이동바의 일단부와 연결되고, 상기 케이블이 통과할 수 있는 중공부가 형성되는 케이블패스;
    상기 케이블패스에 회전가능하게 설치되고, 상기 케이블패스를 통과하는 상기 케이블과 접하는 가압롤러; 및
    상기 케이블과 상기 가압롤러의 접촉이 유지되게 상기 이동바 또는 상기 케이블패스를 탄성가압하는 탄성수단;을 포함하고,
    상기 탄성수단은,
    상기 이동바의 타단부 상에 돌출되게 형성되는 스토퍼; 및
    상기 제1프레임과 상기 스토퍼에 양단부가 접하게 배치되는 탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가이드부는,
    상기 프레임부에 결합되고, 상기 가압부의 일측에서 상기 케이블과 접하는 제1가이드부; 및
    상기 제1가이드부와 이격되게 배치되고, 상기 가압부의 타측에서 상기 케이블과 접하는 제2가이드부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1가이드부 또는 상기 제2가이드부는,
    상기 프레임부 상에 돌출되게 설치되는 연장바; 및
    상기 연장바의 단부에 회전가능하게 설치되고, 상기 케이블과 접하는 가이드롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 가압부에 설치되고, 상기 가압부에 연동되는 이동접촉부;
    상기 이동접촉부와 이격되게 배치되고, 상기 이동접촉부를 감지하는 감지센서; 및
    상기 감지센서의 신호에 따라 알림신호를 발생시키거나, 하역 장비의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속식 하역기의 케이블 손상 감지장치.
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