KR19990019570U - 고철 자동절단기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 신규한 구성의 고철 자동절단기를 개시한다.

종래의 고철 자동절단기은 밑판에 의해 고철을 절단부에 이송시켜 그 구성과 동작에 문제가 있으며 이동이 불가능하여 고철 재생의 물류비용이 큰 문제가 있었다.

본 고안에서는 경사진 호퍼의 구비로 밀판없이 고철을 절단부에 투입하도록 하여 그 구성을 간단히 하였으며, 고철을 좌우 및 상하로 압축 투입하도록 하여 절단효율을 향상시키고, 잭업레그에 의해 사용현장으로 고철 자동절단기를 이동 사용할 수 있도록 하여, 고철 재생의 효율을 향상시키고 물류비용을 절감하였다.

Description

고철 자동절단기

본 고안은 고철 재활용에 관한 것으로, 더 상세히는 고철 자동절단기에 대한 것이다.

자원 재활용에 대한 관심이 높아지고 있는 현재에 있어서, 가장 모범적으로 자원재활용이 이뤄지고 있는 것은 고철이라 할 것이다. 그런데 철은 연성(延性) 및 전성(展性)이 크며 강도가 높아 주로 판(板)상이나 세장(細長)한 구조재로 사용되는 바, 중량에 비해 부피가 큰 경대물(輕大物)이 된다.

이에 따라 고철의 이송시에는 압축이나 절단을 통해 그 부피를 감소시키는 과정이 필요하게 되는 바, 예를들어 자동차의 경우에는 대형 압축기로 이뤄지는 것이 일반적이다.

한편 철근 콘크리트 구조물의 해체시에는 다량의 철근이 발생되는 바, 이의 재활용을 위해서는 절단이 필요하게 된다. 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같은 자동 절단기가 사용되고 있는 바, 그 개략적 구성은 다음과 같다.

절단기는 크레인등에 의해 절단될 철근등의 고철이 투입되는 수납부(200)를 구비하여, 수납부(200)의 일측에는 유압실린더등의 절단 액튜에이터(actuator)(120)에 의해 소정주기로 동작하는 한쌍의 전단커터(shearing cutter; 110)를 가지는 절단부(100)가 구비된다.

수납부(200)에 투입된 고철은 절단부(100)측으로 이송시켜 주기 위해서 절단부(100)의 대향측에는 이송 액튜에이터(320)에 의해 동작되는 밀판(push plate:310)을 가지는 이송부(300)가 구비된다.

그런데 이러한 종래의 고철 자동절단기는 그 구조 및 작동과 사용상 많은 문제를 가지고 있다.

먼저 구조적 문제를 살펴보면 고철의 이송이 이송 액튜에이터(320)의 스트로크(stroke)만큼 이동되는 밀판(310)에 의해 이루어지므로 충분한 처리용량을 가지기 위해서는 밀판(310)이 큰 면적을 가지며 이송 액튜에이터(320)도 매우 큰 스트로크를 가질 수 밖에 없다. 그러므로 이러한 종래의 고철 자동절단기는 플랜트(plant)방식으로 고정설치되는 대형의 장치로 구성될 수 밖에 없다.

한편 작동에 있어서 투입된 고철, 특히 철근을 밀판(310)으로 밀어 주게 되면 이는 수납부(200)의 단면에 대해 퍼지는 변형을 할 수밖에 없게 되는 바, 그러면 고철은 전단커터(110) 사이로 잘 투입될 수 없게 되고, 밀판(310)으로 밀수록 고철은 수납부(200) 사이에 더욱 확고하게 끼어 버리게 되므로 부득이 포크레인등 중장비를 투입하거나 작업자가 수납부(200) 위에 올라가 이를 전단커버(110)측으로 밀어주는 보조작업을 수행할 수 밖에 없게 된다. 이러한 작업은 매우 큰 노동력이 소요될 뿐 아니라 수백 t의 전단력을 가지고 분당 적어도 수회 이상 왕복운동을 수행하는 절단부(100)에 인접하여 작업을 수행하는 것은 안전사고의 발생 가능성도 매우 큰 문제가 있다.

종래의 고철자동절단기의 사용상의 문제는 전술한 바와 같이 그 구조상 대형 대중량이 되므로 고정된 장소에 설치할 수 밖에 없다는 점이다. 이에 따라 건물해체등에 의해 발생된 철근등의 고철을 절단기가 설치된 처리공장으로 이송해온 후에야 절단이 가능하게 되는 바, 주지하다시피 철근 콘크리트 구조물에 사용되는 철근은 후우프(hoop)나 슬래브(slab) 격자형으로 되어 있어서 그 부피가 크므로 이송시 적재효율이 낮은 문제가 있다.

한편 고철자동절단기는 폐차(廢車) 등 판상 구조물의 절단에도 사용되는 바, 이 경우 폐차는 철근보다도 더욱 부피가 큰 경대물이어서 이송효율이 더욱 낮은 문제가 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 본 고안의 목적은 철근이나 폐차등 고철을 발생 또는 집하현장에서 절단함으로써 고철수송의 물류비용을 절감하고 생산능률을 향상시킬 수 있는 고철자동절단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 고철 자동절단기의 구성을 보이는 일부 절결사시도,

도 2는 본 고안 고철 자동절단기의 구성을 보이는 정면도,

도 3은 그 좌측면도,

도 4는 그 평면도,

도 5는 그 단면도,

도 6은 그 절단부에 대한 일부확대 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 절단부11 : 프레임

12 : 절단 액튜에이터(autuator)13 : 전단(剪斷) 커터(cutter)

2 : 수납부21 : 호퍼(hopper)

3 : 이송부4 : 좌우 압축부

5 : 상하 압축부9 : 잭업 래그(jack-up leg)

상술한 목적의 달성을 위해 본 고안에 의한 고철자동절단기는 고철이 투입되는 수납부의 일측에 절단 액튜에이터에 의해 동작하는 전단커터를 가지는 절단부가 구비되는 고철자동절단기에 있어서, 수납부가 절단부를 향해 경사진 호퍼(hopper)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 바람직한 특징에 의하면 절단부의 전방 상부 및 양측에는 상하 및 좌우 압축부가 구비되고, 호퍼의 저판의 적어도 일부에는 소정거리를 왕복이동하여 절단될 고철의 하강을 촉진하는 이송부가 구비된다.

이러한 구성에 의하면 긴 스트로크의 이송 액튜에이터를 사용하지 않고도 고철을 전단커터측으로 이송시킬 수 있을 뿐 아니라, 고철이 절단부에 대해 상하 및 좌우 압축부에 의해 모아지게 되어 절단효율이 크게 향상된다.

또한 절단기의 전체적 구성이 매우 컴팩트(compact)해지므로 작업(jack-up) 레그(leg)상에 설치하여 트레일러(trailer) 이송이 가능해지므로 고철의 집하나 발생현장에서 바로 고철을 절단할 수 있게 되므로 수송의 문제가 해결되어 물류비용도 크게 절감될 수 있다.

그러므로 본 고안은 고철 재생의 효율을 향상시키고 그 원가를 절감하는 효과가 있다.

[실시예]

이와 같은 본 고안의 구체적 특징과 이점을 첨부된 도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예의 설명으로 더욱 명확해질 것이다.

도 2 내지 도 5에서, 본 고안 고철자동절단기는 종래와 같이 고철이 투입되는 수납부(2)와 투입된 고철을 연속적으로 절단하는 절단부(1)를 구비하는 바, 본 고안 특징에 따라 수납부(2)는 절단부(1)측으로 경사진 호퍼(21)로 구성된다.

수납부(2)를 구성하는 호퍼(21)는 저판(22)과 측판(23)을 가져 투입된 고철을 일시 저장하게 된다. 절단부(1)는 종래와 같이 수직으로 구성될 수도 있으나, 바람직하기로 수납부(2) 호퍼(21)의 저판(22)에 대해 직교에 가깝게 구성되는 것이 절단효율을 향상시킬 수 있어, 절단부(1)는 수납부(2)와 반대방향으로 경사된다.

수납부(2)로 투입된 고철은 자중(自重)에 의해 절단부(1)로 자동적으로 이동될 수 있으나, 바람직하기로 호퍼(21)의 저판(22)상에는 도 3에 잘 도시된 바와 같이 이송 액튜에이터(32)에 의해 소정거리만큼을 왕복 이동하는 이송판(31)을 가지는 이송부(3)가 구비되어 투입된 고철의 이송을 더욱 촉진하게 된다.

여기서 일반적으로 고철이 다량 발생할 수 있는 발생원은 건물해체시의 철근이나 폐차된 차량인 바, 이에 따라 수납부(2)로 투입될 고철은 철근 또는 폐차가 될 수 있다. 그런데 해체 건물에서 분리된 철근은 기둥이나 슬래브 또는 벽체 등에 격자나 후우프 형태의 보강재로 사용되었던 것이므로 콘크리트의 분리후에도 그 부피가 매우 커지게 되어 절단부(1)를 쉽게 투입되기 어려움은 전술한 바와 같다.

이러한 문제는 폐차의 경우는 더욱 큰 바, 차량은 얇은 강판의 셀(shell) 구조로 구성된 것이므로 그 부피가 더욱 커서 이를 절단부(1)로 투입하기 위해서는 폐차를 적당한 크기로 분리하는 사전 준비작업이 필요하게 된다. 그런데 최근 안전성이나 제조원가등의 문제로 모노코크(mono cock)형, 즉 일체형으로 제조된 차량이 많아 폐차의 분해도 강력한 전동공구에 의한 절단이 아니면 실정이다.

이에 따라 본 고안에서는 절단부(1)의 전방에 좌우 압축부(4)와 상하압축부(5)를 구비하고 있다.

먼저 좌우 압축부(4)는 도 2 및 도 5에서 잘 도시된 바와 같이 절단부(1)의 프레임(11)에 대해 그 일단이 힌지(hinge) 결합된 두 압축판(41)과, 역시 일단이 절단부(1)의 프레임(11)에 결합되고 타단이 각 압축판(41)의 중간에 힌지결합되어 압축판(41)을 개폐하는 좌우 압축 액튜에이터(42)를 구비한다.

바람직하기로 각 압축판(41)은 평판이 아니라 내측으로 너클(knuckle)을 가지도록 구성되어 투입된 고철을 효율적으로 모아주게 되고, 또한 바람직하기로 호퍼(21)의 측판(23)의 일부에 형성된 개구부(opening)를 출입하도록 하여 호퍼(21)의 소요폭을 감소시킴으로써 컴팩트한 구조를 형성하게 된다.

한편 상하압축부(5)는 절단부(1)의 프레임(11)에 대해 고정된 브라켓(bracket:53)상에 설치되어 가압판(51)을 구동하는 상하 압축 액튜에이터(52)를 구비한다.

여기서 각 압축부(4,5)의 압축력은 클수록 유리할 것이나 100~200톤 정도인 것이 이동가능한 고철 자동절단기의 구성에 바람직할 것이다. 예를들어 도시된 절단기는 상하압축 액튜에이터(52)는 140톤, 두 좌우압축 액튜에이터(42)는 각각 90톤(합계 180톤)의 압축력으로 구성되었다.

한편 절단부(1)는 호퍼(21)의 일측에 구비되어 실제적으로 전체 절단기의 지지프레임을 구성하는 대략 문(門)형의 프레임(11)과, 이 프레임(11)에 설치된 절단 액튜에이터(12), 그리고 절단 액튜에이터(12)에 의해 구동되는 전단커터(13)를 구비한다.

큰 전단력을 좌우균형으로 인가하기 위해 바람직하기로 절단 액튜에이터(12)는 한쌍으로 구성된다. 전단커터(13)는 프레임(11)의 하부프레임(11a)에 고정된 하부커터(15)와, 절단액튜에이터(12)에 의해 상하로 구동되는 지지판(16)상에 설치되어 하부커터(15)와 교차함으로써 그 사이의 전단력으로 고철을 절단하는 상부커터(14)로 구성되는 바, 바람직하기로 전단부하를 감소시켜 원활한 절단이 가능하도록 상부커터(14)는 상방으로 인입된 V형으로 구성되며 하부커터(15)는 통상적인 I형으로 구성된다.

상부커터(14)와 하부커터(15)는 절단작업의 진행에 따라 그 에지(edge)가 마모되어 절단능력이 저하되는 바, 그 네 에지를 모두 사용할 수 있도록 양 커터(14,15)는 2축 대칭으로 구성되는 것이 바람직하다.

즉 도 6에 잘 도시된 바와 같이 양 커터(14,15)는 좌우 및 상하의 2축 대칭으로 구성된다. 먼저 V형의 상부커터(14)는 각각 평행사변형인 2개 분할로 구성되고 지지판(16)에 대한 볼트(14b)의 고정홈(14a)이 그 양면에 대칭으로 형성되어 있다. 한편 장방형인 하부커터(156)도 볼트(15b)의 고정홈(15a)이 양면에 대칭으로 형성된다.

이에 따라 양 커터(14,15)는 지지부(16,11a)에 대해 상하 및 좌우를 뒤집어 설치함으로써 네 에지를 모두 사용하여 그 사용수명을 4배로 연장할 수 있게 된다.

이와 같은 본 고안 고철자동절단기는 절단부(1)측에 각 액튜에이터(12,42,52)가 집중적으로 설치되고 수납부(2)가 경사진 호퍼(21)로 구성되어 호퍼(21) 하부에 큰 공간이 형성되며 그 무게중심이 절단부(1)측으로 크게 치우치게 되어 있다. 그러므로 절단부(1)의 프레임(11) 하부에 하부판(7)을 설치하고 하부판(7)과 호퍼(21)간을 스트러트(strut; 71)로 연결하면 호퍼(21)와 하부판(71)간에는 각 액튜에이터(12,42,52)를 구동 및 제어하는 유압장치(8)들을 설치할 공간이 형성된다.

한편 전체 하중이 편심되는 절단부(1)는 네 레그(leg; 9)로 지지되는 바, 바람직하기로 각 레그(9)는 잭업(jack-up) 레그로 구성된다. 여기서 잭업레그(9)는 나사식으로 구성될 수도 있으나 본 고안 절단기는 유압장치(8)를 구비하므로 유압식으로 구성되는 것이 바람직한 바, 즉 유압의 인가시 연신(延伸)되었다가 제거시 축퇴(縮退)되는 구성이다.

본 고안 절단기의 컴팩트한 구성과 잭업레그(9)의 사용에 따라 본 고안 절단기는 이송가능하게 구성될 수 있다. 즉 도 2에 도시된 바와 같이 잭업레그(9)를 연신시킨 상태로 트레일러(T)에 적재한 뒤, 잭업레그(9)를 축퇴시키면 본 고안 절단기는 차량운행이 가능한 곳이라면 어느 장소로든 이동이 가능하게 된다.

사용현장으로 도착한 뒤에는 다시 잭업레그(9)를 연신시켜 트레일러(T)를 빼낸 뒤 축퇴시키면 본 고안 고철자동절단기는 사용가능한 상태로 인가된다.

더욱 바람직하기로 잭업레그(9)는 이동중이나 설치사용중 돌출폭을 감소시켜 이동과 사용의 편의를 도모하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 절단부(1)의 프레임(11)에 대해 수직축(91)을 통해 회전가능하게 지지된다. 그러면 축퇴상태에서 잭업레그(9)를 내측으로 회전수납할 수 있으므로 이동시 차폭을 감소시키고 사용시 불필요한 돌출부위를 감소시킬 수 있게 된다.

이와 같은 고철자동절단기의 작동을 살펴보기로 한다.

폐차나 철근등의 고철은 도시되지 않은 포크레인이나 크레인등의 중장비에 의해 수납부(2)인 호퍼(21)상에 투입된다. 이때 고철이 폐차인 경우는 필요에 따라 적절히 사전 해체된 상태일 수 있으며, 소형차의 경우에는 직접 투입될 수도 있다. 한편 철근의 경우 해체에 의해 대부분의 콘크리트는 제거된 상태이나, 콘크리트는 전단력에 취약하므로 일부 잔류해도 별다른 문제는 없다.

호퍼(21)에 투입된 고철은 자중에 의해 절단부(1)측으로 이동되는데, 이송부(3)의 이송판(31)의 왕복운동에 의해 그 이송이 더욱 촉진된다.

절단부(1)의 절단 액튜에이터(12)는 두 압축부(4,5)의 자동에 연동되거나, 이와 무관하게 분당 수회내지 십수회의 사이클로 반복운동하게 되는데, 여기서 작동사이클은 주로 절단될 고철의 특성에 따라 결정될 수 있다. 예를들어 도시된 실시예에서 절단 액튜에이터(12)는 각각 250톤으로 합계 500톤의 전단력을 발휘하며 분당 5 내지 10회의 사이클로 작동할 수 있도록 구성된다.

고철이 절단부(1)의 전방에 도달하면 먼저 좌우 압축부(4)의 좌우 압축 액튜에이터(42)가 연신되어 두 압축판(41)을 내측으로 회전시킴으로써 고철을 대략 모아지도록 좌우로 압축한다.

다음 상하 압축부(5)의 상하압축 액튜에이터(52)가 연신되어 가압판(51)을 하강시킴으로써 두 압축판(41)간에 모아진 고철을 상하로 압축한다.

압축된 고철은 절단부(1)의 절단 액튜에이터(12)의 왕복운동에 의해 전단커터(13; 14,15)간에서 소정길이 만큼씩 절단되어 배출된다. 절단부(1)의 후부에는 적당한 크레인이 위치하여 절단된 고철을 트럭등의 운송장치에 적하할 수 있는데, 본 고안 고철자동절단기를 단차(段差)를 두어 설치하는 경우 절단부(1)의 후방에 직접 트럭을 근접시키는 것도 가능하다.

여기서 고철의 투입에는 포크레인이나 크레인등의 중장비를 사용하는 것으로 설명하였는 바, 이외에도 적당한 컨베이어(conveyor)장치의 사용도 가능하지만 이는 본원의 범위를 벗어나므로 본 고안 고철자동절단기에 함께 사용되기에 적절한 컨베이어장치의 구성에 대하여는 후속되는 별도의 출원으로 보완될 것이다.

이상과 같이 본 고안에 의하면 긴 스트로크의 액튜에이터를 사용하지 않고도 고철 자체의 자중을 이용하여 이송하게 되므로 컴팩트한 구조의 고철자동절단기를 구성할 수 있게 되므로, 경대물인 고철을 그 집하 또는 발생현장에서 절단하여 이송효율이 우수한 스크랩(scrap)을 형성하게 되므로 고철 재생의 물류비용을 크게 절감할 수 있게 된다.

또한 압축부에 의해 고철을 절단부에 절단되기에 적절하도록 모아주게 되므로 절단효율이 매우 높고, 폐차등도 해체등 사전준비작업이 없이 절단할 수 있게 되어 절단기 자체의 효율도 매우 높다.

그러므로 본 고안은 특히 고철의 자원재생원가를 절감하고 재생효율을 향상시키는 큰 효과가 있다.

Claims (9)

1. 고철이 투입되는 수납부의 일측에 절단 액튜에이터에 의해 동작하는 전단커터를 가지는 절단부가 구비되는 고철자동 절단기에 있어서,

   상기 수납부(2)가 상기 절단부(1)를 향해 경사진 호퍼(21)로 구성되어,

   상기 수납부(2)로 투입된 상기 고철이 자중에 의해 상기 절단부(1)로 이송되는 것을

   특징으로 하는 고철 자동절단기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 호퍼(21)의 저판(22)에, 이송 액튜에이터(32)에 의해 왕복동작하는 이송판(31)을 가지는 이송부(3)를 구비하여 상기 고철의 이송을 촉진하는 것을

   특징으로 하는 고철 자동절단기.
3. 제1항에 있어서,

   상기 절단부(1)의 전방에 투입된 상기 고철을 좌우로 압축하는 좌우 압축부(4)가 구비되는 것을

   특징으로 하는 고철 자동절단기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 절단부(1)의 전방에 투입된 상기 고철을 상하로 압축하는 상하 압축부(5)가 구비되는 것을

   특징으로 하는 고철 자동절단기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 고철 자동절단기가 연신 및 축퇴 가능한 잭업레그(9)상에 설치되는 것을

   특징으로 하는 고철 자동절단기.
6. 제5항에 있어서,

   상기 고철 자동절단기를 상기 잭업레그(9)의 연신 및 축퇴에 의해 트레일러(T)상에 적재 및 이송하여 사용현장으로 이동설치하는 것을

   특징으로 하는 고철 자동절단기.
7. 제5항에 있어서,

   상기 잭업레그(9)가 상기 고철 자동절단기에 대해 수직축(91) 주위로 회전가능하게 설치되는 것을

   특징으로 하는 고철 자동절단기.
8. 제1항에 있어서,

   상기 절단부(1)의 전단커터(13)가 고정된 하부커터(15)와 절단 액튜에이터(12)에 의해 동작하는 상부커터(14)를 구비하고,

   상기 상부커터(14)가 상방으로 인입된 V형으로 구성되는 것을

   특징으로 하는 고철 자동절단기.
9. 제8항에 있어서,

   상기 상부커터(14)가 2분할로 구성되고,

   상기 상부커터(14) 및 하부커터(15)가 그 네 에지를 모두 사용할 수 있도록 2축 대칭으로 구성되는 것을

   특징으로 하는 고철 자동절단기.