KR102147091B1 - 진동분리기 및 이를 이용한 주물 분리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 진동분리기는, 주탕이 완료된 사형을 분해하여 주물과 주물사를 분리시키는 진동분리기로서, 프레임; 상기 프레임에 탄성적으로 지지되고, 바닥에 복수 개의 구멍이 형성되어 상기 주물을 지지하면서 상기 주물사를 배출하는 분리부; 및 상기 분리부에 회전 가능하게 결합되어 상기 분리부를 지지하고, 반경 방향으로 비대칭적으로 형성되어 회전시 상기 분리부를 요동시키는 샤프트;를 포함한다.

Description

진동분리기 및 이를 이용한 주물 분리 시스템 {VIBRATING SEPARATOR AND SYSTEM FOR SEPARATING CASTING USING THEREOF}

이 발명은 진동분리기 및 이를 이용한 주물 분리 시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 주물사를 이용하여 제조된 사형에서 주물을 분리할 때, 진동을 이용하여 주물과 주물사를 분리시키는 진동분리기 및 이를 이용한 주물 분리 시스템에 관한 것이다.

주물을 제조하기 위한 형틀은 크게 금속으로 제조된 금형과 주물사로 제조된 사형으로 구분될 수 있다. 이 중 사형에서 주물을 취출하기 위해서는 사형을 부수어 사형 내부에 위치한 주물을 꺼내게 된다. 이때, 깨끗한 주물을 얻기 위하여 주물에 부착되어 있는 잔여 주물사를 제거하는 작업이 요구된다.

종래에는 사형을 부수고 주물에서 주물사를 떼어내는 작업을 작업자가 해머, 삽, 꼬챙이 등을 이용하여 수작업으로 수행하였다. 그러나 사형에서 분리된 직후의 주물은 아직 수 백℃의 높은 온도를 유지하고 있기 때문에 화상 등 부상의 위험성이 있었고, 작업자의 숙련도에 따라 주물과 주물사를 분리하는 작업 효율이 크게 상이한 문제가 있었다. 특히, 겨울철에 주물사가 얼어붙으면 이를 분쇄하는데 상당한 시간이 소요되었다.

이에, 주물과 주물사를 자동으로 분리하는 셰이크아웃(shake-out)이라는 기기가 도입되었다. 셰이크아웃은 사형을 지지하는 금속제 매쉬와, 이 매쉬에 부착되어 진동을 발생시키는 진동모터로 구성되어 있다. 매쉬 위에 사형을 배치한 후 진동모터에서 진동을 발생시키면 사형이 분쇄되면서 주물은 매쉬 위에 남고 주물사는 매쉬 아래로 빠져 주물과 주물사를 분리시킬 수 있다.

그러나 상기 셰이크아웃을 이용하여 주물과 주물사를 분리할 경우, 진동모터와 매쉬 사이의 결합부에서 피로파괴가 발생하여 고장이 일어나기 쉬운 문제가 있다. 이렇게 파손이 발생할 경우 수리가 어렵고, 고장 시간동안 작업을 중단해야 하기 때문에 많은 손실이 발생하게 된다.

한편, 진동모터에 의해 발생하는 진동은 그 진폭이 작기 때문에 주물에서 주물사를 용이하게 분리시키기 어렵다. 그래서 종래의 셰이크아웃은 보통 복수 개를 연속적으로 설치하여 순차적으로 주물에서 주물사를 분리하도록 구성되어 있다.

그러나 복수 개의 셰이크아웃을 설치할 경우 초기 구성 및 유지보수에 많은 비용이 발생하는 문제가 있다.

따라서, 고장이 잘 발생하지 않고, 주물과 주물사의 분리 효율이 우수하며, 저렴한 가격으로 구성할 수 있는 주물-주물사 분리를 위한 진동분리기 및 이를 이용한 주물 분리 시스템이 요구되고 있는 실정이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

JP 2004-337876 A (2003.05.13)

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 주물과 주물사를 용이하게 분리하여 깨끗한 주물을 얻을 수 있고, 구조가 견고하여 고장이 잘 발생하지 않으며, 도입 비용이 저렴한 진동분리기 및 이를 이용한 주물 분리 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동분리기는, 주탕이 완료된 사형을 분해하여 주물과 주물사를 분리시키는 진동분리기로서, 프레임; 상기 프레임에 탄성적으로 지지되고, 바닥에 복수 개의 구멍이 형성되어 상기 주물을 지지하면서 상기 주물사를 배출하는 분리부; 및 상기 분리부에 회전 가능하게 결합되어 상기 분리부를 지지하고, 반경 방향으로 비대칭적으로 형성되어 회전시 상기 분리부를 요동시키는 샤프트;를 포함한다.

상기 샤프트를 회전시키는 동력부;를 더 포함하고, 상기 샤프트는, 상기 동력부에 연결되고 회전축선과 무게중심선이 일치하는 제1부위와, 상기 분리부에 회전 가능하게 결합되고 회전축선과 무게중심선이 불일치하는 제2부위로 구분되며, 상기 제1부위는, 일측이 상기 프레임에 회전 가능하게 지지되면서 상기 동력부와 연결되고, 타측에 상기 제2부위가 형성될 수 있다.

상기 제2부위는, 회전축선을 중심으로 원주방향을 따라 반경이 변화하는 비대칭 형상으로 형성될 수 있다.

상기 동력부는, 모터와, 상기 샤프트의 제2부위와 일체로 회전하도록 결합된 휠과, 상기 모터 및 상기 휠 사이를 연결하는 벨트를 포함하고, 상기 분리부는, 서로 소정 간격 이격된 복수 개의 서포트 빔으로 구성된 바닥면과, 상기 바닥면의 모서리에 형성된 벽면으로 구분되되, 상기 바닥면은 지면에 대해 소정 각도로 기울어지도록 설치되고, 상기 벽면은 상기 바닥면의 모서리 중 가장 낮은 위치의 모서리를 제외한 나머지 부분에 형성되며, 일단이 상기 프레임에 연결되고 타단이 상기 분리부의 벽면에서 바깥쪽으로 돌출 형성된 브라켓에 연결되어 상기 프레임과 상기 분리부를 탄성적으로 연결하는 탄성부;를 더 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 주물 분리 시스템은, 상하로 개구된 형상으로 형성되고 내부에 주탕이 완료된 사형이 결합된 플라스크를 이송시키는 이송라인; 반경 방향으로 비대칭적으로 형성된 샤프트에 의해 지지되어, 상기 샤프트의 회전에 의해 요동하면서 상기 사형을 분해하여 주물과 주물사를 분리시키는 진동분리기; 및 상기 플라스크를 상기 이송라인에서 상기 진동분리기로 이동시키면서, 상기 플라스크와 상기 사형을 분리시키는 펀치아웃기;를 포함한다.

상기 펀치아웃기는, 상기 이송라인과 상기 진동분리기의 상측에 설치된 레일을 따라 이동 가능하게 설치되어 상기 이송라인과 상기 진동분리기 사이를 왕복 이동하는 대차; 상기 대차의 하측에 승강 가능하게 설치되고, 상기 플라스크의 외측면을 붙잡아 승강시키는 클램핑 유닛; 및 상기 대차의 하측에 고정 설치되되 상기 클램핑 유닛의 승강시 간섭을 일으키지 않도록 설치되고, 상기 플라스크의 개구된 면적보다 좁은 면적을 갖는 판재 형상으로 형성된 펀치플레이트;를 포함하고, 상기 클램핑 유닛은 상기 플라스크를 상기 이송라인에서 상기 진동분리기까지 이동시킬 때는 상기 플라스크를 미리 설정된 제1높이까지 상승시키고, 상기 플라스크가 상기 진동분리기의 상측까지 이동된 후에 상기 플라스크를 상기 제1높이보다 높은 제2높이까지 상승시켜 상기 펀치플레이트가 상기 플라스크의 내측에 삽입되도록 작동할 수 있다.

상기 클램핑 유닛은, 상기 대차에 결합된 유압실린더와, 상기 유압실린더에 연결되어 상기 대차의 하측에서 승강 가능하게 설치된 베이스와, 상기 베이스에 회동 가능하게 결합되어 상기 플라스크의 외측면을 붙잡을 수 있는 클램프를 포함하고, 상기 펀치플레이트는, 상기 베이스와 이격 설치되어 상기 베이스의 승강시 간섭을 일으키지 않는 연결로드를 매개로 상기 대차와 연결될 수 있다.

상기 플라스크의 외측면에는 걸림플랜지가 돌출 형성되고, 상기 클램프는 상기 걸림플랜지의 하측면에 접촉할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 진동분리기 및 이를 이용한 주물 분리 시스템을 사용하면, 편심 샤프트를 이용하여 큰 진폭의 진동을 발생시킴으로써 주물과 주물사를 용이하게 분리시킬 수 있고, 정비 소요를 최소화하여 운용비를 절감할 수 있으며, 설치 비용을 최소화하여 경제적인 효과가 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 주물 분리 시스템의 전체 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동분리기의 전체 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은, 진동분리기에서 서포트빔을 생략한 평면도이다.
도 4는, 진동분리기에서 샤프트의 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 펀치아웃기의 전체 모습을 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 진동분리기 및 이를 이용한 주물 분리 시스템에 대하여 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 이하에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 이하의 설명은 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 진동분리기(10)는, 주탕이 완료된 사형(M)을 분해하여 주물과 주물사를 분리시키기 위한 것이다.

더 구체적으로, 진동분리기(10)는 프레임(110)과, 프레임(110)에 탄성적으로 지지되고, 바닥에 복수 개의 구멍이 형성되어 주물을 지지하면서 주물사를 배출하는 분리부(120)와, 분리부(120)에 회전 가능하게 결합되어 분리부(120)를 지지하고, 반경 방향으로 비대칭적으로 형성되어 회전시 분리부(120)를 요동시키는 샤프트(130)를 포함하여 구성된다.

프레임(110)은 지면 또는 이와 대응되는 구성에 고정되어 후술할 분리부(120)를 지지하기 위한 구성이다. 프레임(110)의 형상을 구체적으로 한정할 필요는 없지만, 하나의 예로서 지면에 꼭지점이 고정된 역U자형 틀 형상으로 형성되어, 한 쌍의 역U자형 틀 사이에 분리부(120)가 배치되는 형태로 구성될 수 있을 것이다. 이는 분리부(120)와 프레임(110)을 평면상에서 이격시킴으로써, 분리부(120)가 상하로 요동할 때 분리부(120)와 프레임(110) 사이에서 간섭이 일어나는 것을 방지하기 위해서이다.

분리부(120)는 사형을 분해하여 주물과 주물사로 분리시키기 위한 구성으로서, 바닥이 체, 철망 또는 매쉬(mesh) 형상으로 형성되거나, 복수 개의 구멍이 형성되어 있는 판재 형상으로 형성되어 바닥을 통해 주물사가 배출될 수 있고, 프레임(110)에 탄성적으로 지지되도록 형성된다.

분리부(120) 상에 사형이 낙하하면, 후술할 샤프트(130)에 의해 분리부(120)가 요동함에 따라 사형이 분해되어 주물과 주물사로 분리되고, 주물은 분리부(120) 상에 남고 주물사는 분리부(120)의 바닥을 통해 배출됨으로써 주물사가 제거된 깨끗한 주물을 얻을 수 있게 된다.

분리부(120)는 프레임(110)에 탄성적으로 지지되는데, 이를 통해 분리부(120)에 요동이 발생할 때 과도한 흔들림을 흡수하거나 분리부(120)가 정해진 위치를 이탈하는 것을 방지하여 이로 인한 파손을 방지할 수 있다.

샤프트(130)는 본 발명의 핵심적인 구성으로서, 분리부(120)에 회전 가능하게 결합되어 분리부(120)를 지지하고, 반경 방향으로 비대칭 형상으로 형성되어 회전시 분리부(120)를 요동시키게 된다. 이때, 샤프트(130)와 분리부(120)는 베어링 등 마찰을 저감시킬 수 있는 구성을 매개로 연결되는 것이 바람직할 것이다.

샤프트(130)는 동력부(140)에 의해 회전하도록 설치되는 것이 바람직한데, 동력부(140)는 샤프트(130)에 직결되어 구성될 수도 있지만, 샤프트(130)에 가해지는 부하를 최소화하기 위해서는 별도의 위치, 예를 들어 프레임(110)이나 지면에 설치되어 동력을 전달하는 것이 바람직할 것이다.

샤프트(130)의 형상을 더 구체적으로 설명하면, 동력부(140)와 연결되어 회전력을 전달받는 제1부위(131)와, 제1부위(131)에서 연장되고 분리부(120)에 회전 가능하게 결합되어 분리부(120)를 지지하는 제2부위(132)로 구분될 수 있다.

이때, 제1부위(131)를 회전축선과 무게중심선이 일치하는 일반적인 원통 형상으로 형성시킴으로써, 제1부위(131)에 가해지는 비정상적인 하중을 최소화하여 피로파괴의 발생을 억제할 수 있다.

제2부위(132)는 회전축선과 무게중심선이 불일치하는 형상으로 형성되어, 샤프트(130)의 회전에 따라 분리부(120)를 요동시키게 된다. 즉, 샤프트(130)가 회전하면 제1부위(131)는 무게중심선과 회전축선이 일치된 상태로 요동 없이 회전하게 되는 반면, 제2부위(132)는 회전축선이 고정된 상태로 무게중심선이 원을 그리며 이동하게 됨으로써, 분리부(120)에 요동을 제공하게 된다.

제2부위(132)의 형상은 여러가지 방법으로 구현될 수 있는데, 예를 들어 회전축선이 단면 원의 중심에서 벗어난 원통형으로 형성될 수 있다. 원하는 진동 조건에 따라, 제2부위(132)가 원통형으로 형성될 때 회전축선이 단면 원의 내부에 위치할 수도 있고, 단면 원의 외부에 위치할 수도 있을 것이다. 회전축선이 제2부위(132)의 단면 원의 중심에서 멀어질수록 진폭이 큰 요동을 생성하는데 유리하고, 회전축선 제2부위(132)의 단면 원의 중심에 가까워질수록 빠른 주파수의 요동을 생성하는데 유리하다.

바람직하게는, 제2부위(132)의 단면은 제1부위(131)의 단면보다 큰 크기의 원형으로 형성되고, 길이 방향으로 볼 때 제2부위(132)의 단면이 제1부위(131)의 단면을 포함하도록 형성되며, 제1부위(131)의 단면 중심과 제2부위(132)의 단면 중심이 서로 다르게 형성되는 것이 바람직하다.

샤프트(130)의 형상을 상술한 바와 같이 형성시킬 경우, 샤프트(130)의 파손 위험성을 최소화시키면서 분리부(120)에 충분한 요동을 제공할 수 있게 된다.

동력부(140)는 샤프트(130)를 회전시킬 수 있다면 어떤 구성을 이용하여도 무방하지만, 바람직하게는 모터(141), 휠(133) 및 벨트(142)를 포함하여 구성될 수 있다.

모터(141)는 지면 또는 프레임(110)에 설치될 수 있는데, 설치의 편의성과 이동성을 고려하면 모터(141)를 프레임(110)에 고정 설치하는 것이 바람직할 것이다. 휠(133)은 샤프트(130)의 일단부에 형성된 제1부위(131)에 설치되는 구성으로서, 모터(141)에서 발생된 회전력을 샤프트(130)에 전달할 때 이를 보조하기 위한 구성이다.

즉, 휠(133)의 직경을 샤프트(130)의 제1부위(131)의 직경보다 크게 형성시킴으로써, 일종의 감속기 역할을 하도록 하여 회전속도를 감소시키면서 토크를 향상시킬 수 있다. 분리부(120) 및 그 위에 적재되는 사형 및 주물은 약 수백 kg의 무게를 가지므로, 이러한 분리부(120)를 요동시키기 위해서는 강한 토크가 필요하다. 또한, 주물에서 주물사를 제거할 때에는 높은 주파수의 진동보다는 큰 진폭의 요동이 효과적이므로, 샤프트(130)의 회전속도를 감소시키되 토크를 향상시키는 것이 주물과 주물사의 분리 효율을 상승시키는데 도움을 줄 수 있다.

벨트(142)는 모터(141)와 휠(133) 사이를 연결하여 모터(141)의 회전력을 휠(133)에 전달시키는 구성이다. 프레임(110)에 설치되어 있는 모터(141)의 회전축과 샤프트(130)는 동일선상에 위치하지 않기 때문에, 별도의 동력 전달 수단이 요구된다. 벨트(142)는 예를 들어 고무 재질의 링 형상으로 형성되어 모터(141)의 회전력을 휠(133)에 전달할 수 있을 것이다.

한편, 분리부(120)의 형상을 보다 구체적으로 설명하면, 서로 소정 간격 이격된 복수 개의 서포트 빔(123)으로 구성된 바닥면(121)과, 바닥면(121)의 모서리에 형성된 벽면(122)으로 구분될 수 있다.

바닥면(121)은 앞서 설명한 바와 같이 주물에서 분리된 주물사가 하방으로 배출될 수 있도록 복수 개의 구멍이 형성되어 있는데, 이는 복수 개의 서포트 빔(123) 사이의 간격으로서 구현될 수 있다. 철사로 구성된 철망과 같은 구성은 주물의 무게를 견디기에 내구도가 부족할 수 있고, 타공 철판을 이용할 경우 주물사가 용이하게 배출되지 않는 문제가 있을 수 있다. 따라서, 충분한 내구도를 가지면서 주물사가 용이하게 배출될 수 있도록, 원통형의 서포트 빔(123)을 복수 개 나란히 설치하여 바닥면(121)을 구성하는 것이 바람직할 것이다.

이때, 서포트 빔(123)의 양단은 각각 바닥면(121)의 서로 대향되는 모서리에 고정 설치되고, 서포트 빔(123)의 하측에는 서포트 빔(123)의 중앙부를 지지하기 위한 지지대(125)가 설치될 수 있다. 지지대(125)는 바닥면(121)의 서로 대향되는 모서리에 양단이 고정되되 서포트 빔(123)의 길이방향과 수직한 방향으로 설치될 수 있다.

벽면(122)은 바닥면(121)에 안착되어 있는 주물이 분리부(120)의 외부로 이탈하는 것이 방지하기 위하여 설치되는 구성으로서, 바닥면(121)의 둘레에 설치되어 소정의 높이를 갖는 플레이트 형상으로 형성될 수 있다.

이때, 바닥면(121)은 지면에 대해 소정 각도로 기울어지도록 설치되어 있고, 벽면(122)은 바닥면(121)의 둘레를 완전히 감싸는 것이 아니라, 최소한 바닥면(121)의 모서리 중 가장 낮은 위치의 모서리 부분이 개방된 형상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이는 주물사의 분리가 완료된 주물을 분리부(120)로부터 용이하게 취출시키기 위함이다.

즉, 분리부(120)가 샤프트(130)의 회전에 의해 요동하면, 주물과 주물사가 분리됨과 동시에 주물이 바닥면(121)의 낮은 부위로 점차 이동하여, 벽면(122)이 형성되어 있지 않은 개방된 공간을 통하여 주물이 배출될 수 있게 된다.

벽면(122)의 외측면에는 브라켓(124)이 형성되는 것이 바람직한데, 이러한 브라켓(124)의 하면과 프레임(110)의 상면 사이에 탄성부(150)가 설치되어 분리부(120)와 프레임(110)이 탄성적으로 연결될 수 있다. 이때, 탄성부(150)는 요구되는 물성이나 주변 환경에 따라 예를 들어 오실레이팅 마운팅(oscillating mounting)이나 코일스프링 등으로 형성될 수 있다.

탄성부(150)를 오실레이팅 마운팅으로 구성할 경우, 이는 브라켓(124)에 고정된 상부프레임(151), 프레임(110)에 고정된 하부프레임(152), 상부프레임(151)에 회동 가능하게 결합된 제1연결로드(153), 하부프레임(152)에 회동 가능하게 결합된 제2연결로드(154) 및 제1연결로드(153)와 제2연결로드(154) 사이를 회동 가능하게 연결하는 링크프레임(155)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상부프레임(151), 제1연결로드(153), 링크프레임(155), 제2연결로드(154), 하부프레임(152)의 결합부에는 탄성체가 억지끼움되어 회동을 억제하면서 통상 상태로 복구되려는 힘이 작용하는바, 각각의 연결부에서 충격 및 진동을 흡수하면서 분리부(120)의 요동에 의한 충격이 프레임(110)으로 전달되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 분리부(120)의 바닥면(121)에 직접 탄성부(150)를 설치하여 프레임(110)과 연결시킨다면, 바닥면(121)의 높이가 지나치게 높아질 수 있다. 이렇게 바닥면(121)의 높이가 높아지면 작업자가 장비의 상태를 육안으로 확인하거나, 유지보수를 수행할 때 별도의 발판이 필요하게 된다.

따라서, 분리부(120)의 바닥면(121) 높이를 일정 이하로 형성시킬 수 있도록, 벽면(122)에 별도의 브라켓(124)을 설치하여 여기에 탄성부(150)를 설치하는 것이 바람직한 것이다.

또한, 바닥면(121)의 하측에는 주물사의 낙하를 가이드하는 호퍼(126)가 더 설치될 수 있다. 이러한 호퍼(126)는 깔때기 형상으로 형성되어 낙하하는 주물사를 모으고, 도시되지 않은 주물사 재생 설비로 이송하기 위한 이송라인에 주물사를 공급할 수 있다.

한편, 도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 주물 분리 시스템은, 상하로 개구된 형상으로 형성되고 내부에 주탕이 완료된 사형(M)이 결합된 플라스크(F)를 이송시키는 이송라인(30)과, 반경 방향으로 비대칭적으로 형성된 샤프트(130)에 의해 지지되어, 샤프트(130)의 회전에 의해 요동하면서 사형(M)을 분해하여 주물과 주물사를 분리시키는 진동분리기(10) 및 플라스크(F)를 이송라인(30)에서 진동분리기(10)로 이동시키면서, 플라스크(F)와 사형을 분리시키는 펀치아웃기(20)를 포함하여 구성된다.

이송라인(30)은 예를 들어 복수 개의 롤러를 연속적으로 설치하여 그 상측을 플라스크(F)가 슬라이딩 형식으로 이동되는 방식일 수 있다. 이때, 이송라인(30)과 플라스크(F)의 사이에 금속 또는 나무 재질의 받침판을 개재시킴으로써, 플라스크(F)의 내측에 고정되어 있는 사형(M)이 이송라인(30)으로 낙하하는 것을 방지하는 것이 바람직할 것이다.

다만, 이송라인(30)의 구성은 상술한 구성만으로 한정되지 않고, 예를 들어 레일-대차 형식으로 구성되어 플라스크(F)를 이송시킬 수도 있을 것이다.

진동분리기(10)는 앞서 별도로 설명한 바, 여기에서는 중복되는 설명을 생략하도록 한다.

펀치아웃기(20)는 플라스크(F)를 이송라인(30)으로부터 진동분리기(10)로 이동시키면서, 플라스크(F) 내측에 고정된 사형(M)을 플라스크(F)로부터 분리시켜 진동분리기(10) 상으로 낙하시키는 구성이다.

펀치아웃기(20)는 이송라인(30)과 진동분리기(10)의 상측에 설치된 레일(R)을 따라 이동 가능하게 설치되어 이송라인(30)과 진동분리기(10) 사이를 왕복 이동하는 대차(210)와, 대차(210)의 하측에 승강 가능하게 설치되고, 플라스크(F)의 외측면을 붙잡아 승강시키는 클램핑 유닛(220) 및 대차(210)의 하측에 고정 설치되되 클램핑 유닛(220)의 승강시 간섭을 일으키지 않도록 설치되고, 플라스크(F)의 개구된 면적보다 좁은 면적을 갖는 판재 형상으로 형성된 펀치플레이트(230)를 포함하여 구성될 수 있다.

대차(210) 및 레일(R)의 구성은 펀치아웃기(20)를 일정 범위 왕복시킬 수 있다면 특별히 한정할 필요는 없지만, 그 하나의 실시예로서, 대차(210)에 설치된 대차모터(211)가 대차휠(212)을 회전시켜 레일(R) 상을 주행하도록 설치될 수 있다.

클램핑 유닛(220)은, 대차(210)에 결합된 유압실린더(221)와, 유압실린더(221)에 연결되어 대차(210)의 하측에서 승강 가능하게 설치된 베이스(222)와, 베이스(222)에 회동 가능하게 결합되어 플라스크(F)의 외측면을 붙잡을 수 있는 클램프(223)를 포함하여 구성된다.

이때, 클램프(223)의 일단이 베이스(222)의 모서리 부위에 회동 가능하게 결합됨으로써, 클램프(223)의 타단부가 호를 그리면서 플라스크(F)의 외측면에 결합 및 해제될 수 있다.

플라스크(F)의 외측면에는 걸림플랜지(F1)가 돌출 형성되어 있는데, 이 걸림플랜지(F1)의 하측면에 클램프(223)의 타단부에 설치된 논슬립부(224)가 접촉하여 클램프(223)를 포함하는 클램핑 유닛(220)이 상승함에 따라 플라스크(F)가 상승할 수 있다.

또한, 펀치아웃기(20)에는 대차(210)와 펀치플레이트(230)를 연결시키되 베이스(222)와 이격 설치되어 베이스(222)의 승강시 간섭을 일으키지 않는 연결로드(240)가 더 포함될 수 있다.

연결로드(240)는 유압실린더(221)의 피스톤이나, 클램핑 유닛(220)이 정확하게 수직이동할 수 있도록 가이드하는 가이드로드(225)와 간섭을 일으키지 않도록 이격되어 설치되고, 베이스(222)를 관통하도록 구성되어 그 하단에 펀치플레이트(230)가 결합된다.

연결로드(240)는 별도의 승강수단을 구비하지 않기 때문에, 연결로드(240) 및 이와 연결된 펀치플레이트(230)는 대차(210)를 기준으로 일정한 높이를 유지하게 된다.

펀치플레이트(230)의 하측면에는 사형(M)을 플라스크(F)로부터 분리시킴과 동시에 분쇄할 수 있도록 복수 개의 니들(231)이 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 클램핑 유닛(220)이 플라스크(F)를 이송라인(30)에서 진동분리기(10)까지 이동시킬 때, 먼저 클램핑 유닛(220)이 플라스크(F)를 미리 설정된 제1높이까지 상승시키고, 대차(210)가 이송라인(30) 상에서 진동분리기(10) 상으로 이동하면, 클램핑 유닛(220)이 플라스크(F)를 제2높이까지 상승시키면서 높이가 고정되어 있는 펀치플레이트(230)가 플라스크의 내측에 삽입되어 사형(M)을 아래쪽으로 밀어내도록 작동하게 된다.

예를 들어, 겨울철에 사형(M)의 주물사가 이송라인(30)의 받침판이나 대차에 달라붙은 상태로 얼어버리면, 플라스크(F)를 상승시키는 과정에서 사형(M)이 플라스크(F)로부터 분리되어 이송라인(30)에 남는 문제가 발생할 수 있다.

이러한 문제를 해결할 수 있도록, 플라스크(F)를 이송라인(30)으로부터 상승시키는 제1높이를 약 5~10mm 정도로 설정하여, 만약 플라스크(F)가 이송라인(30)에서 상승하면서 비정상적으로 플라스크(F)로부터 사형(M)이 분리되더라도, 사형(M) 자체의 높이 때문에 사형(M)이 플라스크(F)의 내측면에 걸리게 됨으로써, 플라스크(F)가 수평이동하면 강제적으로 사형(M)을 수평이동시킬 수 있다.

이에 더해서, 플라스크(F)의 이동 과정 중에 사형(M)으로부터 분리된 주물사의 일부가 이송라인(30) 상에 남을 수 있는데, 플라스크(F)가 이송라인(30)에서 진동분리기(10)로 수평이동함과 동시에 이송라인(30) 상에 잔존한 주물사를 진동분리기 방향으로 밀어내는 스크래퍼(미도시)를 더 설치하여, 이송라인(30) 상의 주물사를 최대한 진동분리기(10)로 전달함으로써 이송라인(30)의 청결성을 유지할 수도 있을 것이다.

한편, 플라스크(F)가 진동분리기(10) 상까지 이동하면, 클램핑 유닛(220)이 플라스크(F)를 제2높이까지 상승시키게 된다. 이때 제2높이를 플라스크(F)의 전체 높이에 플라스크(F)와 펀치플레이트(230) 사이의 간격을 더한 길이보다 길게 설정함으로써, 플라스크(F)에서 사형(M)을 완전히 분리시킬 수 있을 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 진동분리기 20: 펀치아웃기
30: 이송라인 110: 프레임
120: 분리부 121: 바닥면
122: 벽면 123: 서포트 빔
124: 브라켓 125: 지지대
126: 호퍼 130: 샤프트
131: 제1부위 132: 제2부위
133: 휠 140: 동력부
141: 모터 142: 벨트
150: 탄성부
210: 대차 211: 대차모터
212: 대차휠 220: 클램핑 유닛
221: 유압실린더 222: 베이스
223: 클램프 224: 논슬립부
225: 가이드로드 230: 펀치플레이트
231: 니들 240: 연결로드
R: 레일 F: 플라스크
F1: 걸림플랜지 M: 사형

Claims (8)

1. 주탕이 완료된 사형을 분해하여 주물과 주물사를 분리시키는 진동분리기로서,
   프레임;
   상기 프레임에 탄성적으로 지지되고, 바닥에 복수 개의 구멍이 형성되어 상기 주물을 지지하면서 상기 주물사를 배출하는 분리부;
   상기 분리부에 회전 가능하게 결합되어 상기 분리부를 지지하고, 반경 방향으로 비대칭적으로 형성되어 회전시 상기 분리부를 요동시키는 샤프트; 및
   상기 샤프트를 회전시키는 동력부;를 포함하고,
   상기 샤프트는, 상기 동력부에 연결되고 회전축선과 무게중심선이 일치하는 제1부위와, 상기 분리부에 회전 가능하게 결합되고 회전축선과 무게중심선이 불일치하는 제2부위로 구분되며,
   상기 제1부위는, 일측이 상기 프레임에 회전 가능하게 지지되면서 상기 동력부와 연결되고, 타측에 상기 제2부위가 형성되며,
   상기 제2부위는, 회전축선을 중심으로 원주방향을 따라 반경이 변화하는 비대칭 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 진동분리기.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 동력부는, 모터와, 상기 샤프트의 제2부위와 일체로 회전하도록 결합된 휠과, 상기 모터 및 상기 휠 사이를 연결하는 벨트를 포함하고,
   상기 분리부는, 서로 소정 간격 이격된 복수 개의 서포트 빔으로 구성된 바닥면과, 상기 바닥면의 모서리에 형성된 벽면으로 구분되되, 상기 바닥면은 지면에 대해 소정 각도로 기울어지도록 설치되고, 상기 벽면은 상기 바닥면의 모서리 중 가장 낮은 위치의 모서리를 제외한 나머지 부분에 형성되며,
   일단이 상기 프레임에 연결되고 타단이 상기 분리부의 벽면에서 바깥쪽으로 돌출 형성된 브라켓에 연결되어 상기 프레임과 상기 분리부를 탄성적으로 연결하는 탄성부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진동분리기.
   
5. 상하로 개구된 형상으로 형성되고 내부에 주탕이 완료된 사형이 결합된 플라스크를 이송시키는 이송라인;
   반경 방향으로 비대칭적으로 형성된 샤프트에 의해 지지되어, 상기 샤프트의 회전에 의해 요동하면서 상기 사형을 분해하여 주물과 주물사를 분리시키는 진동분리기; 및
   상기 플라스크를 상기 이송라인에서 상기 진동분리기로 이동시키면서, 상기 플라스크와 상기 사형을 분리시키는 펀치아웃기;를 포함하고,
   상기 펀치아웃기는,
   상기 이송라인과 상기 진동분리기의 상측에 설치된 레일을 따라 이동 가능하게 설치되어 상기 이송라인과 상기 진동분리기 사이를 왕복 이동하는 대차;
   상기 대차의 하측에 승강 가능하게 설치되고, 상기 플라스크의 외측면을 붙잡아 승강시키는 클램핑 유닛; 및
   상기 대차의 하측에 고정 설치되되 상기 클램핑 유닛의 승강시 간섭을 일으키지 않도록 설치되고, 상기 플라스크의 개구된 면적보다 좁은 면적을 갖는 판재 형상으로 형성된 펀치플레이트;를 포함하고,
   상기 클램핑 유닛은 상기 플라스크를 상기 이송라인에서 상기 진동분리기까지 이동시킬 때는 상기 플라스크를 미리 설정된 제1높이까지 상승시키고, 상기 플라스크가 상기 진동분리기의 상측까지 이동된 후에 상기 플라스크를 상기 제1높이보다 높은 제2높이까지 상승시켜 상기 펀치플레이트가 상기 플라스크의 내측에 삽입되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 주물 분리 시스템.
   
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7. 청구항 5에 있어서,
   상기 클램핑 유닛은, 상기 대차에 결합된 유압실린더와, 상기 유압실린더에 연결되어 상기 대차의 하측에서 승강 가능하게 설치된 베이스와, 상기 베이스에 회동 가능하게 결합되어 상기 플라스크의 외측면을 붙잡을 수 있는 클램프를 포함하고,
   상기 펀치플레이트는, 상기 베이스와 이격 설치되어 상기 베이스의 승강시 간섭을 일으키지 않는 연결로드를 매개로 상기 대차와 연결되는 것을 특징으로 하는 주물 분리 시스템.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 플라스크의 외측면에는 걸림플랜지가 돌출 형성되고, 상기 클램프는 상기 걸림플랜지의 하측면에 접촉하는 것을 특징으로 하는 주물 분리 시스템.
   

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