KR102247325B1 - 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조 - Google Patents

스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조 Download PDF

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신헌충
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재단법인 한국탄소산업진흥원
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Abstract

본 발명은 탄소복합재 중실 슬리브를 사용하여, 연결하고자 하는 단위 스틸코드 컨베이어 벨트들의 스틸코드를 종래처럼 엇갈리게 배치하지 않고, 스틸코드를 동일 중심선상에서 직결한다. 또한, 컨베이어 벨트 구동 중 연결 부위 스틸코드가 어긋나는 것을 방지한다. 이러한 탄소복합재 중실 슬리브를 사용함으로써, 연결 부위의 길이를 5cm로 단축시키고도 그 연결 강도를 유지할 수 있다. 이로 인해, 종래 연결 부위의 길이 70cm 대비, 연결 부위의 길이를 14배나 줄일 수 있어, 재료 낭비를 현저하게 줄일 수 있다.
또한, 탄소섬유 스프링을 사용하여, 컨베이어 벨트 구동 중, 스틸코드가 뒤틀리거나 스틸코드들이 탄소복합재 중실 슬리브에서 빠지는 것을 방지한다. 이로 인해, 컨베이어 벨트 구동 중, 연결부위가 끊어져 버리는 사고를 막을 수 있다.

Description

스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조{Steel cord conveyor belt connection structure}
본 발명은 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조에 관한 것이다.
스틸코드 컨베이어 벨트는 발전소, 석산, 광산 등에서 취급하는 중량물을 운반하는 데 사용된다.
스틸코드 컨베이어 벨트는, 중앙에 일정간격으로 스틸코드가 길이방향으로 놓여지고, 스틸코드의 상하부에 고무가 적층된 후 가압 및 가열 처리되어 만들어진다.
이러한 스틸코드 컨베이어 벨트는, 단위 스틸코드 컨베이어 벨트를 여러 개 이어 붙여져 만들어진다.
일 예로, 도 1에 도시된 바와 같이, 단위 스틸코드 컨베이어 벨트(1)의 일단의 고무를 벗겨내어 스틸코드(1a)를 노출시키고, 연결하고자 하는 다른 단위 스틸코드 컨베이어 벨트(2)의 타단의 고무를 벗겨내어 스틸코드(2a)를 노출시킨다. 그리고, 노출된 스틸코드(1a)와 스틸코드(2a)를 하부고무판(3) 위에 엇갈리게 배치한 후, 그 위에 상부고무판(미도시)을 덮고 가압한다. 그러면, 하부고무판(3)과 상부고무판(미도시)이 달라붙으면서, 단위 스틸코드 컨베이어 벨트(1)와 단위 스틸코드 컨베이어 벨트(2)의 타단이 연결된다. 이러한 방식으로, 여러 개의 단위 스틸코드 컨베이어 벨트를 이어 붙여, 설정된 길이의 스틸코드 컨베이어 벨트를 만든다.
그러나, 이러한 연결 방식은, 연결된 부위가 끊어지지 않게, 연결되는 부위의 하부고무판(3)과 상부고무판(미도시)의 길이(L1)가 최소 70cm이상이 되어야 한다. 또한, 단위 스틸코드 컨베이어 벨트(1,2)에서 노출되는 스틸코어(1a,2a)의 길이(L2)가 최소 50cm 이상 되어야 한다. 이로 인해, 단위 스틸코드 컨베이어 벨트를 이어 붙이기 위한, 재료 낭비가 너무 심하다.
한국등록실용신안(20-0202844)
본 발명의 목적은, 상술한 문제를 해결할 수 있는 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조는,
제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트의 일단에서 노출된 제1스틸코드의 일단이 삽입되고, 제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트의 타단에서 노출된 제2스틸코드의 타단이 삽입되어, 상기 제1스틸코드와 상기 제2스틸코드를 동일 중심선상에서 연결하는 탄소복합재 중공 슬리브;
상기 탄소복합재 중공 슬리브 내부에 채워진 접착제;
상기 제1스틸코드와 상기 제2스틸코드와 상기 탄소복합재 중공 슬리브를 감싸며, 일단이 상기 제1스틸코드에 접착되고, 타단이 상기 제2스틸코드에 접착되는 탄소섬유 스프링;
상기 제1스틸코드와, 상기 제2스틸코드와, 상기 탄소복합재 중공 슬리브와, 상기 탄소섬유 스프링이 놓이는 하부고무판; 및
상기 제1스틸코드와, 상기 제2스틸코드와, 상기 탄소복합재 중공 슬리브와, 상기 탄소섬유 스프링과, 상기 하부고무판을 덮고, 가압 및 가열처리되어, 상기 하부고무판과 일체로 합쳐지는 상부고무판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적은,
탄소복합재 중실 막대;
제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트의 일단에서 노출된 제1스틸코드의 일단이 삽입되고, 상기 탄소복합재 중실 막대의 일단이 삽입되어, 상기 제1스틸코드와 상기 탄소복합재 중실 막대를 동일 중심선상에서 연결하는 제1탄소복합재 중공 슬리브;
제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트의 타단에서 노출된 제2스틸코드의 탸단이 삽입되고, 상기 탄소복합재 중실 막대의 타단이 삽입되어, 상기 제2스틸코드와 상기 탄소복합재 중실 막대를 동일 중심선상에서 연결하는 제2탄소복합재 중공 슬리브;
제1탄소복합재 중공 슬리브 내부와, 제2탄소복합재 중공 슬리브 내부 각각에 채워지는 접착제;
상기 제1스틸코드와 상기 탄소복합재 중실 막대와 상기 제1탄소복합재 중공 슬리브를 감싸며, 일단이 상기 제1스틸코드에 접착되고, 타단이 상기 탄소복합재 중실 막대에 접착되는 제1탄소섬유 스프링;
상기 제2스틸코드와 상기 탄소복합재 중실 막대와 상기 제2탄소복합재 중공 슬리브를 감싸며, 일단이 상기 제2스틸코드에 접착되고, 타단이 상기 탄소복합재 중실 막대에 접착되는 제2탄소섬유 스프링;
상기 제1스틸코드와, 상기 제2스틸코드와, 상기 탄소복합재 중실 막대와, 상기 제1탄소복합재 중공 슬리브와, 상기 제2탄소복합재 중공 슬리브와, 상기 제1탄소섬유 스프링과, 상기 제2탄소섬유 스프링이 놓이는 하부고무판; 및
상기 제1스틸코드와, 상기 제2스틸코드와, 상기 탄소복합재 중실 막대와, 상기 제1탄소복합재 중공 슬리브와, 상기 제2탄소복합재 중공 슬리브와, 상기 제1탄소섬유 스프링과, 상기 제2탄소섬유 스프링, 상기 하부고무판을 덮고, 가압 및 가열처리되어, 상기 하부고무판과 일체로 합쳐지는 상부고무판을 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조에 의해 달성된다.
본 발명은 탄소복합재 중실 슬리브를 사용하여, 연결하고자 하는 단위 스틸코드 컨베이어 벨트들의 스틸코드를 종래처럼 엇갈리게 배치하지 않고, 스틸코드를 동일 중심선상에서 직결한다. 또한, 컨베이어 벨트 구동 중 연결 부위 스틸코드가 어긋나는 것을 방지한다. 이러한 탄소복합재 중실 슬리브를 사용함으로써, 연결 부위의 길이를 5cm로 단축시키고도 그 연결 강도를 유지할 수 있다. 이로 인해, 종래 연결 부위의 길이 70cm 대비, 연결 부위의 길이를 14배나 줄일 수 있어, 재료 낭비를 현저하게 줄일 수 있다.
또한, 탄소섬유 스프링을 사용하여, 컨베이어 벨트 구동 중, 스틸코드가 뒤틀리거나 스틸코드들이 탄소복합재 중실 슬리브에서 빠지는 것을 방지한다. 이로 인해, 컨베이어 벨트 구동 중, 연결부위가 끊어져 버리는 사고를 막을 수 있다.
본 발명은 탄소복합재 중실 막대를 사용하여, 구동 중 끊어져 버린 컨베이어 벨트를 신속하게 연결한다. 즉, 끊어진 스틸코드의 끝단만 다듬은 후, 끊어진 스틸코드들 사이에 탄소복합재 중실 막대를 배치하고, 탄소복합재 중공 슬리브 및 탄소섬유 스프링을 사용하여, 끊어진 스틸코드들을 연결한다. 이로 인해, 구동 중 끊어져 버린 컨베이어 벨트의 스틸코드가 짧아서, 끊어져 버린 컨이어 벨트를 더 이상 연결 못하고 새 걸로 교체해야 하는 경우를 막을 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른, 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 스틸코드 컨베이어 벨트의 연결구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 연결부분 A를 확대한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 스틸코드 컨베이어 벨트의 연결구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 연결부분 B를 확대한 도면이다.
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조를 자세히 설명한다. 도 2에서 상부고무판은 도시하기 애매하여, 그 도시를 생략하였다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은, 본 발명의 제1실시예에 따른 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조(10)는, 여러 개의 단위 컨베이어 벨트를 연결하기 위한 구조로, 탄소복합재 중공 슬리브(11), 접착제(12), 탄소섬유 스프링(13), 하부고무판(14), 상부고무판(미도시)으로 구성된다.
탄소복합재 중공 슬리브(11)는 제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B1)의 일단에서 노출된 제1스틸코드(S1)의 일단이 삽입되고, 제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B2)의 타단에서 노출된 제2스틸코드(S2)의 타단이 삽입되어, 제1스틸코드(S1)와 제2스틸코드(S2)를 동일 중심선상에서 연결한다. 본 실시예에서, 제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B1)와 제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B2)의 폭은 2.2m이다. 도 2에서는, 도면이 너무 커지는 것을 방지하기 위해, 실제 보다 폭을 작게 그렸다. 제1스틸코드(S1)와 제2스틸코드(S2)의 직경은 3~4mm다.
탄소복합재 중공 슬리브(11)의 길이는 20~30mm이고, 외경은 6mm이고, 내경은 5mm다.
탄소복합재 중공 슬리브(11)는, 열경화성 수지 프리프레그를 원통형의 맨드럴(mandrel)에 감은 후, 열을 주어 열경화성 수지를 경화시키고, 열경화성 수지 프리프레그가 맨드럴로부터 분리되어 만들어진다.
한편, 탄소복합재 중공 슬리브(11)의 내주면에 복수개의 돌기들을 더 두어, 제1스틸코드(S1)와 제2스틸코드(S2)를 잘 안 빠지게 가압할 수도 있을 것이다.
접착제(12)는 탄소복합재 중공 슬리브(11) 내부에 채워진다. 접착제(12)는 탄소복합재 중공 슬리브(11)의 내부에 제1스틸코드(S1)와 제2스틸코드(S2)를 접착한다. 본 실시예에서 접착제(12)로 에폭시 수지가 사용된다.
한편, 접착제(12)에 짧은 탄소섬유를 혼합함으로써, 탄소복합재 중공 슬리브(11)의 강도를 더 보강할 수도 있다.
탄소섬유 스프링(13)은 제1스틸코드(S1)와 제2스틸코드(S2)와 탄소복합재 중공 슬리브(11)를 감싸며, 일단이 제1스틸코드(S1)에 에폭시 수지로 접착되고, 타단이 제2스틸코드(S2)에 에폭시 수지로 접착된다. 도 3에서 탄소복합재 중공 슬리브(11)에 감기는 탄소섬유 스프링(13)은 도면의 복잡해짐을 피하기 위해 그 도시가 생략되었다. 탄소섬유 스프링(13)의 내경은 6mm다.
탄소섬유 스프링(13)은 탄소섬유 (15~25K) 다발을 열경화성 수지에 적신 후, 원통형의 맨드럴(mandrel)에 사선으로 감은 후, 열경화성 수지를 경화시킨 후, 맨드럴로부터 분리되어 만들어진다.
위에서 언급된 여러 가지 수치들은, 현장 상황에 맞게 변경될 수 있음은 물론이다.
하부고무판(14) 위에는 제1스틸코드(S1), 제2스틸코드(S2), 탄소복합재 중공 슬리브(11), 탄소섬유 스프링(13)이 놓인다. 하부고무판(14)의 길이(L)는 연결부위의 길이와 같은 5cm이다.
상부고무판(미도시)은 제1스틸코드(S1), 제2스틸코드(S2), 탄소복합재 중공 슬리브(11), 탄소섬유 스프링(13), 하부고무판(14)을 덮고, 가압 및 가열처리되어, 하부고무판(14)과 일체로 합쳐진다. 이 때, 탄소복합재 중공 슬리브(11)와 나선형의 탄소섬유 스프링(13)이, 상부고무판(미도시)과 하부고무판(14)으로 파고 들어가 견고하게 결합된다. 제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B1)와 제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B2)의 연결이 완료된다. 이러한 방식으로 여러 개의 단위 스틸코드 컨베이어 벨트를 연결하여, 설정된 길이를 가진 스틸코드 컨베이어 벨트를 만들어낼 수 있다.
이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조를 자세히 설명한다. 도 4에서 상부고무판은 도시하기 애매하여, 그 도시를 생략하였다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은, 본 발명의 제2실시예에 따른 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조(20)는, 구동 중 끊어져 버린 컨베이어 벨트를 신속하게 연결하기 위한 구조로, 탄소복합재 중실 막대(21), 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a), 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b), 접착제(23), 제1탄소섬유 스프링(24a), 제2탄소섬유 스프링(24b), 하부고무판(25), 상부고무판(미도시)로 구성된다.
탄소복합재 중실 막대(21)는 짧은 탄소섬유가 혼합된 열경화성 수지가 압출되어 길게 뽑아진 후, 열경화성 수지를 경화시켜 만들어진다. 탄소복합재 중실 막대(21)는 4mm의 외경을 가진다. 탄소복합재 중실 막대(21)는 롤러에 감아 놓았다가, 수리할 연결부위의 길이에 맞게, 현장에서 바로 잘라서 쓸 수 있다.
제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B1)의 일단과, 제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B2)의 타단은, 구동 중 스틸코드 컨베이어 벨트가 끊어져 분리되면서 형성된다.
제1탄소복합재 중공 슬리브(22a)에는 제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B1)의 일단에서 노출된 제1스틸코드(S1)의 일단이 삽입되고, 탄소복합재 중실 막대(21)의 일단이 삽입된다. 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a)는 제1스틸코드(S1)와 탄소복합재 중실 막대(21)를 동일 중심선상에서 연결한다. 여기서, 끊어진 제1스틸코드(S1)의 일단은 불규칙하게 절단되어 거칠므로, 다듬어져 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a)에 삽입된다.
제2탄소복합재 중공 슬리브(22b)에는 제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B2)의 타단에서 노출된 제2스틸코드(S2)의 탸단이 삽입되고, 탄소복합재 중실 막대(21)의 타단이 삽입된다. 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b)는 제2스틸코드(S2)와 탄소복합재 중실 막대(21)를 동일 중심선상에서 연결한다. 여기서, 끊어진 제2스틸코드(S2의 타단은 불규칙하게 절단되어 거칠므로, 다듬어져 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b)에 삽입된다.
제1탄소복합재 중공 슬리브(22a)와 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b)를 만드는 방법은, 탄소복합재 중공 슬리브(11)를 만드는 방법과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
한편, 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a)의 내주면과 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b)의 내주면 각각에 복수개의 돌기들을 두어, 제1스틸코드(S1)와 제2스틸코드(S2)와 탄소복합재 중실 막대(21)가 잘 안 빠지게 가압할 수도 있을 것이다.
접착제(23)는 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a) 내부와, 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b) 내부 각각에 채워진다.
접착제(23)는 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a)의 내부에 제1스틸코드(S1)와 탄소복합재 중실 막대(21)를 접착하고, 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b)의 내부에 제2스틸코드(S2)와 탄소복합재 중실 막대(21)를 접착한다.
본 실시예에서 접착제(23)로 에폭시 수지가 사용된다.
한편, 접착제(23)에 짧은 탄소섬유를 혼합함으로써, 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a)의 강도 및 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b)의 강도를 더 보강할 수도 있다.
제1탄소섬유 스프링(24a)은 제1스틸코드(S1)와 탄소복합재 중실 막대(21)와 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a)를 감싸며, 일단이 제1스틸코드(S1)에 접착되고, 타단이 탄소복합재 중실 막대(21)에 에폭시 수지로 접착된다.
제2탄소섬유 스프링(24b)은 제2스틸코드(S2)와 탄소복합재 중실 막대(21)와 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b)를 감싸며, 일단이 제2스틸코드(S2)에 접착되고, 타단이 탄소복합재 중실 막대(21)에 에폭시 수지로 접착된다.
제1탄소섬유 스프링(24a)과 제2탄소섬유 스프링(24b)을 만드는 방법은, 탄소섬유 스프링(13)을 만드는 방법과 동일하므로, 그 설명을 생략한다.
하부고무판(25) 위에는 제1스틸코드(S1), 제2스틸코드(S2), 탄소복합재 중실 막대(21), 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a), 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b), 제1탄소섬유 스프링(24a), 제2탄소섬유 스프링(24b)이 놓인다.
상부고무판(미도시)은 제1스틸코드(S1), 제2스틸코드(S2), 탄소복합재 중실 막대(21), 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a), 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b), 제1탄소섬유 스프링(24a), 제2탄소섬유 스프링(24b), 하부고무판(25을 덮고, 가압 및 가열처리되어, 하부고무판(25)과 일체로 합쳐진다. 이 때, 제1탄소복합재 중공 슬리브(22a), 제2탄소복합재 중공 슬리브(22b), 나선형의 제1탄소섬유 스프링(24a), 나선형의 제2탄소섬유 스프링(24b)이, 상부고무판(미도시)과 하부고무판(25)으로 파고 들어가 견고하게 결합된다. 제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B1)와 제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트(B2)의 연결이 완료된다. 이러한 방식으로, 구동 중 끊어져 버린 컨베이어 벨트를 신속하게 연결할 수 있다.
10,20: 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조
11: 탄소복합재 중공 슬리브 12,23: 접착제
13: 탄소섬유 스프링 14,25: 하부고무판
21: 탄소복합재 중실 막대 22a: 제1탄소복합재 중공 슬리브
22b: 제2탄소복합재 중공 슬리브 24a: 제1탄소섬유 스프링
24b: 제2탄소섬유 스프링

Claims (5)

  1. 일끝단이 외부로 노출된 제1스틸코드가 폭방향으로 일정간격으로 내장된 제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트;
    타끝단이 외부로 노출된 제2스틸코드가 폭방향으로 일정간격으로 내장된 제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트;
    상기 제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트의 폭과 상기 제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트의 폭은 동일하고, 상기 제1스틸코드의 폭방향 일정간격과 상기 제2스틸코드의 폭방향 일정간격 역시 동일하여,
    상기 제1스틸코드와 상기 제2스틸코드가 일대일로 대응되게, 상기 제1단위 스틸코드 컨베이어 벨트의 일단과 상기 제2단위 스틸코드 컨베이어 벨트의 타단이 마주보게 배치되면, 일대일로 대응되는 상기 제1스틸코드와 상기 제2스틸코드를 연결시키는 탄소복합재 중공 슬리브;
    상기 탄소복합재 중공 슬리브 내부에 채워진 접착제;
    상기 제1스틸코드와 상기 제2스틸코드와 상기 탄소복합재 중공 슬리브를 바깥에서 감싼 후, 일끝단이 상기 제1스틸코드에 접착되고, 타끝단이 상기 제2스틸코드에 접착되는 나선형의 탄소섬유 스프링;
    상기 제1스틸코드와, 상기 제2스틸코드와, 상기 탄소복합재 중공 슬리브와, 상기 탄소섬유 스프링이 놓이는 하부고무판; 및
    상기 제1스틸코드와, 상기 제2스틸코드와, 상기 탄소복합재 중공 슬리브와, 상기 탄소섬유 스프링과, 상기 하부고무판을 덮고, 가압 및 가열처리되어, 상기 하부고무판과 일체로 합쳐지는 상부고무판을 포함하며,
    상기 탄소복합재 중공 슬리브는 20~30mm의 길이를 가지며, 일대일로 대응되는 상기 제1스틸코드의 일끝단과 상기 제2스틸코드의 타끝단은 동일한 길이와 깊이로, 상기 탄소복합재 중공 슬리브의 일측과 타측에 각각 삽입되며,
    상기 상부고무판과 상기 하부고무판이 일체로 합쳐질 때, 상기 탄소복합재 중공 슬리브와 상기 나선형의 탄소섬유 스프링은, 상기 상부고무판과 상기 하부고무판을 파고 들어가는 것을 특징으로 하는 스틸코드 컨베이어 벨트 연결구조.
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