KR102559926B1 - 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조 - Google Patents

슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조 Download PDF

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KR102559926B1 KR1020220121350A KR20220121350A KR102559926B1 KR 102559926 B1 KR102559926 B1 KR 102559926B1 KR 1020220121350 A KR1020220121350 A KR 1020220121350A KR 20220121350 A KR20220121350 A KR 20220121350A KR 102559926 B1 KR102559926 B1 KR 102559926B1
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박원석
송하수
최재혁
구범창
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폴텍주식회사
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Abstract

본 발명은 광물 부스러기, 분진 등이 콘베이어 벨트 밖으로 비산하는 것을 차단하기 위한 슈트 사이드 스커트에 관한 것이다.
본 발명은 「콘베이어 벨트 양측에 배치된 슈트 월(Chute Wall); 상기 슈트 월 내측면에 결합된 라이너(Liner); 2면이 예각을 이루는 앵글형 부재로서, 일면이 상기 슈트 월 외측면에 결합된 브라켓(Bracket); 상기 브라켓의 타면에 결합되며, 외측 하방으로 돌출단이 형성된 베이스(Base); 및 후단이 상기 베이스의 돌출단에 등간격으로 삽입·고정되고, 상기 벨트 진행 방향을 따라 벨트 중심을 향하는 사선으로 평행하게 배치된 다수의 러더(Rudder); 를 포함하되, 상기 베이스 돌출단 하면과 상기 콘베이어 벨트면 사이에 갭(Gap)이 형성되도록 배치되어, 상기 콘베이어 벨트의 구동 시, 상기 갭을 통해 벨트 중심 방향의 기류가 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조」를 제공한다.

Description

슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조{Chute Side Skirt Non-Contact Sealing Structure}
본 발명은 광물 부스러기, 분진 등이 콘베이어 벨트 밖으로 비산하는 것을 차단하기 위한 슈트 사이드 스커트에 관한 것이다.
발전소, 제철소 등의 시설에서는 석탄, 광물 등의 수송물 이송을 위한 콘베이어 벨트를 운용한다. 콘베이어 벨트 상부에는 슈트를 설치하여 상기 슈트를 통해 운송물을 공급하는데, 이러한 슈트 하부에 사이트 스커트(Side Skirt)를 설치하여 광물 부스러기, 분진 등이 외부로 비산하는 것을 방지한다.
다만, 현재 통상적으로 사용되는 수직형 벨트 접촉식 사이드 스커트는 콘베이어 벨트에 직접 접촉하여 실링 효과는 좋으나 광물 부스러기, 분진에 의해 접촉 부위의 벨트 표면이 마모되거나 찢기는 문제가 발생한다([참고도 1] 참조).
[참고도 1]
1. 등록특허 10-1492211 "회전식 슈트 사이드 스커트 실링 장치" 2. 등록특허 10-1550059 "이중화 슈트 사이드 스커트 실링 장치" 3. 등록특허 10-1772597 "우레탄 사이드 스커트를 가지는 벨트 컨베이어용 낙광방지장치" 4. 등록실용신안 20-0306063 "슈트 스커트 사이드 실링 장치" 5. US 9,718,621 "Sealing Device For A Belt Transfer Location"
본 발명은, 콘베이어 벨트가 마찰에 의해 마모, 손상되지 않도록 하면서 광물 부스러기, 분진 등이 콘베이어 벨트 밖으로 비산하는 것을 차단하도록 구성된 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 과제 해결을 위해 본 발명은 「콘베이어 벨트 양측에 배치된 슈트 월(Chute Wall); 상기 슈트 월 내측면에 결합된 라이너(Liner); 2면이 예각을 이루는 앵글형 부재로서, 일면이 상기 슈트 월 외측면에 결합된 브라켓(Bracket); 상기 브라켓의 타면에 결합되며, 외측 하방으로 돌출단이 형성된 베이스(Base); 및 후단이 상기 베이스의 돌출단에 등간격으로 삽입·고정되고, 상기 벨트 진행 방향을 따라 벨트 중심을 향하는 사선으로 평행하게 배치된 다수의 러더(Rudder); 를 포함하되, 상기 베이스 돌출단 하면과 상기 콘베이어 벨트면 사이에 갭(Gap)이 형성되도록 배치되어, 상기 콘베이어 벨트의 구동 시, 상기 갭을 통해 벨트 중심 방향의 기류가 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조」를 제공한다.
상기 러더는 선단과 후단의 벤딩(bending)으로 Z형으로 형성된 것을 적용할 수 있으며, 이러한 다수의 러더 선단이 상기 라이너와 평행을 이루며 상기 베이스의 내측 하방을 단속적(斷續的)으로 커버하도록 배치될 수 있다. 이 때 상기 러더 선단이 상기 라이너 내측면을 넘지 않도록 배치될 수 있다.
상기 베이스는 쇼어(Shore) A 경도 85°~90°의 폴리우레탄 러버(Polyurethane Rubber) 재질로 구성될 수 있다.
이 경우 상기 베이스에는 상기 러더 후단 사이 사이에 HUME-PE 재질의 슬라이딩 슈(Sliding Shoe)를 매립시키고, 상기 베이스와 슬라이딩 슈의 하면이 연속적인 평활면을 이루도록 구성할 수 있다.
본 발명은,
1. 라이너가 수송물의 측방향 이탈을 1차적으로 차단하고, 벨트 마모 및 손상 방지를 위한 갭 형성 구조에 의해 콘베이어 벨트 구동 시 상기 벨트 중심 방향 기류가 형성되므로 상기 수송물의 부스러기, 분진 등의 비산이 2차적으로 차단된다.
2. 러더는 외기 흐름을 벨트 중앙으로 가이드하며, Z형 러더의 선단 다수개가 단속적으로 열을 지어 배치됨으로써 러더 사이에 이물질이 끼여 들어가는 것이 저지된다.
3. 베이스를 폴리우레탄 러버로 제작하여 러더가 삽입 고정된 상태에서 탄성을 갖도록 함으로써, 러더 사이에 끼여 들어간 이물질이 벨트 중앙 방향으로 유입되는 외기에 의해 벨트 쪽으로 빠져 나오도록 할 수 있다.
4. 베이스에 삽입된 상기 러더 후단 사이 사이에 HUME-PE 재질의 슬라이딩 슈를 매립시키고, 상기 베이스와 슈의 하면이 연속적인 평활면을 이루도록 구성함으로써 진동에 의해 벨트와 베이스가 접촉할 때 마찰 저항을 크게 감소시킬 수 있다.
[도 1]은 본 발명이 제공하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조의 사시도이다.
[도 2]는 본 발명이 제공하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조의 평면도(a) 및 정면도(b)이다.
[도 3]은 본 발명이 제공하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조의 일측 설치 상태를 예시한 것이다.
[도 4]는 본 발명에 적용되는 러더 실시예의 사시도, 정면도, 측면도, 저면도이다.
[도 5]는 벨트 구동 시 외기가 벨트 중심 방향으로 유입되는 상태를 저면에서 도시한 모식도이다.
[도 6]은 본 발명이 제공하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조를 적용한 광물 수송 시뮬레이션 캡처 장면이다.
[도 7]은 본 발명에 적용되는 슬라이딩 슈 실시예의 사시도, 정면도, 측면도, 저면도이다.
[도 8]은 본 발명에 적용되는 베이스 실시예의 평면도, 저면도, 측면도 및 2방향 사시도이다.
[도 9]는 [도 2]에 표시된 A-A 방향 단면도(a) 및 B-B 방향 단면도이다.
[도 10]은 [도 1]에 표시된 View A 방향 분해 사시도이다.
[도 11]는 [도 1]에 표시된 View B 방향 분해 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 [도 1] 및 [도 2]에 도시된 바와 같이 콘베이어 벨트(10) 양측에 대칭을 이루어 배치되는 사이드 스커트 구조(100)에 관한 것이다. [도 3]은 본 발명이 제공하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조(100)의 일측 설치 상태를 예시한 것이다.
본 발명이 제공하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조(100)는, 콘베이어 지지 프레임(50)에 설치된 롤러(20)에 의해 지지되고 상기 롤러(20)의 구동에 따라 이동하며, 양측은 사이딩 바(30)에 의해 일정 각도로 상향 지지되는 통상적인 콘베이어 벨트(10)에 범용적으로 적용될 수 있다.
이하에서 내측, 외측은 콘베이어 벨트를 중심으로 하는 상대적 개념으로서, 콘베이어 벨트 중심을 향하는 방향을 '내측', 콘베이어 벨트 바깥쪽을 향하는 방향을 '외측'으로 칭한다.
본 발명은 「콘베이어 벨트(10) 양측에 배치된 슈트 월(Chute Wall, 110); 상기 슈트 월(110) 내측면에 결합된 라이너(Liner, 120)); 2면이 예각을 이루는 앵글형 부재로서, 일면이 상기 슈트 월(110) 외측면에 결합된 브라켓(Bracket, 130)); 상기 브라켓(130)의 타면에 결합되며, 외측 하방으로 돌출단(142)이 형성된 베이스(Base, 140)); 및 후단(151)이 상기 베이스(140)의 돌출단(142)에 등간격으로 삽입·고정되고, 상기 벨트(10) 진행 방향을 따라 상기 벨트(10) 중심을 향하는 사선으로 평행하게 배치된 다수의 러더(Rudder, 150); 를 포함하되, 상기 베이스(140) 돌출단(142) 하면과 상기 벨트(10) 상면 사이에 갭(Gap, G)이 형성되도록 배치되어, 상기 벨트(10) 구동 시, 상기 갭(G)을 통해 벨트(10) 중심 방향의 기류가 형성되도록 구성된 것을 특징으로 하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조(100)」를 제공한다.
상기 슈트 월(Chute Wall, 110)은 콘베이어 벨트(이하 '벨트'로 약칭) 양측에서 이격하여 구비된 사이드 스커트 지지 프레임(40)에 설치된다.
상기 라이너(Liner, 120)는 슈트 월(110) 내측면에 결합된 판재로서, 수송물(석탄, 광물 등)의 측방향 이탈을 1차적으로 차단한다. 상기 라이너(120) 하부는 벨트(10)에 접하지 않도록 떨어져 있도록 하여 상기 라이너(120)와 벨트(10) 간의 마찰은 발생하지 않도록 한다. 상기 라이너(120)는 수송물과 접촉하므로 내마모성 확보를 위해 금속재로 제작할 수 있으나, 중량 및 비용을 감안하여 폴리우레탄, 세라믹 등의 내마모성 소재로 제작할 수 있다.
상기 브라켓(Bracket, 130)은 2면이 예각을 이루는 앵글형 부재이다. 상기 브라켓(130)은 1개의 판재를 예각으로 벤딩 가공하거나 2개 판재를 결합시켜 구성할 수 있다. 예각을 이루는 2면 사이에는 간격재(135) 결합시켜, 2면의 예각이 안정적으로 유지되도록 구성할 수 있다. 상기 브라켓(130)의 일면은 상기 슈트 월(110) 외측면에 결합된다. 상기 슈트 월(110)과 브라켓(130)은 볼팅 방식으로 간단히 결합시킬 수 있다. 상기 브라켓(130)은 콘베이어 벨트의 트러프(trough) 각도, 벨트 속도, 광물 수송량 등에 따라 15~45도 범위에서 제작할 수 있으며, 알루미늄 소재로 제작, 가공할 수 있다.
상기 베이스(Base, 140)는 상기 브라켓(130)의 타면에 결합된다. 상기 브라켓(130)의 2면 중 슈트 월(110)과 결합되는 일면은 세워져 배치되므로, 상기 베이스(140)와 결합되는 타면은 경사방향으로 하향 배치된다. 상기 베이스(140)는 평단(141)의 외측 하방으로 돌출단(142)이 형성되어 있다.
상기 러더(Rudder, 150)는 다수개의 각 후단(151)이 상기 베이스(140)의 돌출단(142)에 등간격으로 삽입·고정되고, 상기 벨트(10) 진행 방향을 따라 상기 벨트(10) 중심을 향하는 사선으로 평행하게 배치된다. 상기 러더는 세라믹(알루미나 세라믹, 지르코니아 세라믹) 소재로 제작할 수 있다.
상기 베이스(140) 돌출단(142) 하면과 상기 벨트(10) 상면 사이에 갭(Gap, G)이 형성되도록 배치되어, 상기 벨트(10) 구동 시, 상기 갭(G)을 통해 벨트(10) 중심 방향의 기류가 형성되도록 한다. 벨트(10) 구동에 따라 공기 흐름이 발생하여 벨트(10) 상부의 압력이 낮아지므로 외기(外氣)가 상기 벨트(10) 중심 방향으로 유입되는 기류가 형성된다. 베르누이 정리에 따라 상기 갭(G)은 1㎜ 수준으로 설정하여 좁은 폭에서 압력을 낮추는 대신 상기 벨트(10) 중심 방향 기류의 유속을 빠르게 하여 수송물 중의 분진, 광물 부스러기 등이 벨트(10) 영역 밖으로 나가지 못하고 벨트(10) 중심 방향으로 수렴되도록 할 수 있다. 또한, 상기 벨트(10) 중심을 향하는 사선으로 배치된 다수개의 러더(150)가 [도 5]에 도시된 바와 같이 벨트(10) 중심방향으로 유입되는 외기의 흐름을 가이드 한다. [도 5]는 벨트 구동 시 외기가 벨트 중심 방향으로 유입되는 상태를 저면에서 도시한 것이다.
본 발명에서 상기 라이너(120)가 수송물(석탄, 광물 등)의 측방향 이탈을 1차적으로 차단하고, 벨트(10) 마모 및 손상 방지를 위해 형성된 상기 갭(G)은 벨트(10) 구동 시 상기 벨트(10) 중심 방향 기류를 형성시키므로 상기 수송물의 부스리기, 분진 등의 비산을 2차적으로 차단하는 역할을 한다.
한편, 상기 러더(150)는 [도 4]에 도시된 바와 같이 선단과 후단의 벤딩(bending)으로 Z형으로 형성된 것을 적용할 수 있다. 이 경우 [도 5]에 도시된 바와 같이 다수의 러더(150) 선단(152)이 상기 라이너(120)와 평행을 이루며, 상기 베이스(140)의 내측 하방, 즉 상기 평단(141) 하부의 공간을 단속적(斷續的)으로 커버하도록 배치된다.
본 발명에서 외기 흐름을 가이드하기 위해 러더(150)가 설치되지만, 상기 러더(150) 사이에 광물 부스러기가 끼여 들어갈 우려가 있으므로 단속적으로 배치되는 다수의 러더(150) 선단(152)이 광물 부스러기가 러더(150) 사이에 끼여 들어가는 것을 1차적으로 차단한다.
다만 상기 러더(150) 선단(152)이 상기 라이너(120) 내측면을 넘지 않도록 배치하여, 상기 러더(150)가 상기 라이너(120) 내측에서 수송물의 이동에 지장을 주지 않도록 하는 것이 바람직하다.
상기 돌출단(142)을 포함한 베이스(140)를 전체적으로 쇼어(Shore) A 경도 85°~90°의 폴리우레탄 러버(Polyurethane Rubber) 재질로 구성함으로써, 상기 러더(150) 후단(151)이 상기 돌출단(142)에 삽입·고정된 상태에서 일정한 탄성(신율 400% 이상)을 갖도록 할 수 있다. 이에 [도 6]에 도시된 바와 같이 상기 러더(150) 사이에 광물 부스러기가 끼여 들어가더라도 상기 러더(150)의 탄성 및 벨트(10) 중심방향으로 유입되는 외기에 의해 상기 광물 부스러기가 다시 벨트(10) 쪽으로 빠져 나오게 된다.
한편, 상기 폴리우레탄 러버는 경량이고 성형성이 우수하여 소요 사이즈 및 형태로 제작하기가 용이하고, 인장강도, 내마모성 및 탄성이 우수하다는 장점이 있으나, 표면저항이 크다.
본 발명은 상기 베이스(140) 돌출단(142) 하면과 상기 벨트(10) 상면 사이에 갭(G)이 형성되어 있어, 벨트(10)와 베이스(140) 간의 마찰이 거의 이루어지지 않으나, 상기 갭(G) 폭이 1㎜ 정도 임을 감안할 때 진동에 의해 상기 벨트(10)와 베이스(140) 간의 접촉이 이루어질 때 마찰저항이 크게 발생할 수 있다.
이에 본 발명은, 상기 베이스(140)에 삽입된 상기 러더(150) 후단(151) 사이 사이에 HUME-PE 재질의 슬라이딩 슈(Sliding Shoe, 160)를 매립시키고, 상기 베이스(140)와 슈(160)의 하면이 연속적인 평활면을 이루도록 구성할 수 있다.
상기 UHMW-PE(Ultra High Molecular Weigh Poly Ethylene, 초고분자량 폴리에틸렌) 재질은 내마모성이 뛰어날 뿐 아니라 자기 윤활성이 있어 상기 벨트(10)와 베이스(140) 간의 접촉 시 마찰 저항을 크게 감소시킬 수 있다.
[도 7]은 슬라이딩 슈(160)의 실시예로, 안장부(161)와 등받이부(162)가 구비된 의자형 슬라이딩 슈(160)가 도시되어 있다. 상기 안장부(161) 중앙에는 볼트 체결을 위한 통공(163)이 형성되어 있다.
[도 8]은 슬라이딩 슈(160)가 매립될 수 있도록 구성된 베이스(140) 실시예를 도시한 것이다. 도시된 베이스(160)는 돌출부(142)에 상기 의자형 슬라이딩 슈(160)의 안장부(161)를 수용하는 안장부 수용홈(145)이 형성되어 있고, 상기 안장부 수용홈(142)의 바깥쪽에서 평단(141)까지 이어지는 등받이부 수용홈(144)이 형성되어 있다. 상기 안장부 수용홈(145)에는 상기 슬라이딩 슈(160)의 통공(163)과 연통하는 통공(145)이 형성되어 있다.
상기 슬라이딩 슈(160)를 베이스(140)에 매립시킨 상태에서는 볼팅 등의 수단으로 고정시킬 수 있다. [도 1] 내지 [도 11]은 모두 상기 Z형 러더(150) 및 슬라이딩 슈(160)가 구비된 실시예를 도시한 것으로서, [도 2]에 표시된 A-A 방향 단면도(a) 및 B-B 방향 단면도를 도시한 [도 9], [도 1]에 표시된 View A 방향 분해 사시도인 [도 10] 및 [도 1]에 표시된 View B 방향 분해 사시도인 [도 11]을 통해 본 발명을 이루는 각 구성요소의 구체적 결합관계를 확인할 수 있다.
아울러, 상기 폴리우레탄 러버 재질의 베이스 및 UHMW-PE 재질의 슬라이딩 슈에는 각각 카본블랙을 1~3 wt% 혼입시켜, 상기 베이스(140) 및 슬라이딩 슈(160)의 면저항(Surface Resistivity)을 감소시키고 전도성을 부여함으로써 석탄 분진 등에 내재된 정전기를 방전시킬 수 있다. 이에 따라 석탄 분진에 내재된 정전기를 방전시키지 못함에 따른 폭발과 화재의 위험을 저감시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 구체적인 실시예와 함께 상세하게 살펴보았다. 그러나 본 발명은 위의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니며 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 수정 및 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이와 같은 수정 및 변형을 포함한다.
10 : 콘베이어 벨트 20 : 롤러
30 : 사이딩 바 40 : 사이딩 바 지지대
50 : 콘베이어 지지 프레임 60 : 사이드 스커트 지지 프레임
100 : 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조
110 : 슈트 월 120 : 라이너
130 : 브라켓 140 : 베이스
150 : 러더 160 : 슬라이딩 슈

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 콘베이어 벨트 양측에 배치된 슈트 월(Chute Wall);
    상기 슈트 월 내측면에 결합된 라이너(Liner);
    2면이 예각을 이루는 앵글형 부재로서, 일면이 상기 슈트 월 외측면에 결합된 브라켓(Bracket);
    상기 브라켓의 타면에 결합되며, 외측 하방으로 돌출단이 형성된 베이스(Base); 및
    후단이 상기 베이스의 돌출단에 등간격으로 삽입·고정되고, 상기 벨트 진행 방향을 따라 벨트 중심을 향하는 사선으로 평행하게 배치된 다수의 러더(Rudder); 를 포함하되,
    상기 베이스 돌출단 하면과 상기 벨트 상면 사이에 갭(Gap)이 형성되도록 배치되어, 상기 벨트 구동 시, 상기 갭을 통해 벨트 중심 방향의 기류가 형성되도록 구성되고,
    상기 러더는 선단과 후단의 벤딩(bending)으로 Z형으로 형성되어,
    다수의 러더 선단이 상기 라이너와 평행을 이루며 상기 베이스의 내측 하방을 단속적(斷續的)으로 커버하도록 배치된 것을 특징으로 하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조.
  3. 제2항에서,
    상기 러더 선단이 상기 라이너 내측면을 넘지 않도록 배치된 것을 특징으로 하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조.
  4. 제2항 또는 제3항에서,
    상기 베이스는 쇼어(Shore) A 경도 85°~90°의 폴리우레탄 러버(Polyurethane Rubber) 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조.
  5. 제4항에서,
    상기 베이스에는 상기 러더 후단 사이 사이에 HUME-PE 재질의 슬라이딩 슈(Sliding Shoe)가 매립되어, 상기 베이스와 슈의 하면이 연속적인 평활면을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 슈트 사이드 스커트 비접촉 실링 구조.
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