KR200170449Y1 - 사일로의 분진 높이 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은, 사일로에 쌓여있는 분진의 높이를 정확히 측정할 수 있도록 된 사일로의 분진 높이 측정장치를 제공함에 있다.

이를 위하여 본 고안은, 사일로의 길이방향을 따라 일정간격으로 분진을 향해 에어를 분사시키고, 분진에 의해 에어 분사가 막히게 되는 경우 이를 감지하여 분진의 높이를 측정하는 구조로 된 사일로의 분진 높이 측정장치를 제공한다.

Description

사일로의 분진 높이 측정장치{Device for measuring height of dust in silo}

본 고안은 스테인레스강 제조시 발생되는 금속류 분진의 처리공정에 사용되는 사일로에 관한 것으로, 특히 사일로에 모아진 분진의 높이를 정확히 측정할 수 있도록 된 사일로의 분진 높이 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 스테인레스강 제조시 각 공장에서 발생되는 분진 속에는 미세한 금속가루들이 포함되어 있는 데, 상기 금속가루는 분진처리공정에서 회수되어 재사용되게 된다.

이를 위해 각 공장에는 분진을 포집하기 위한 집진기가 설치되어 있으며, 이 집진기를 통해 포집된 각 공장의 분진은 사일로에 모아진 후, 분진처리공정으로 보내기게 된다.

이와같이 사일로는 포집된 분진을 모아 저장하는 저장설비로서 도 3에 도시된 바와 같이, 수직으로 세워져 분진이 담겨지는 원통형태의 사일로(50)와, 이 사일로(50) 상부 측면에 연결설치되어 분진을 사일로(50) 내부로 투입시키기 위한 이송버킷(52)과, 상기 사일로(50) 하부의 배출구에 연결되어 분진을 이송시키기 위한 스크류컨베이어(54)로 이루어진다.

그런데 상기한 종래의 사일로는 사일로 내부에 쌓여있는 분진의 높이를 측정할 수 있는 수단이 구비되어 있지 않아 분진의 높이를 제대로 확인할 수 없는 문제점이 있었다.

즉, 각 공장으로부터 보내지는 분진은 이송버킷을 통해 사일로 상부에 투입된 후 분진처리공정의 처리상황에 맞춰 일정량을 배출구에 연결된 스크류컨베이어를 통해 보내게 되는 데, 이 때 사일로 내부의 정확한 분진량 파악이 곤란함에 따라 후공정으로 보내지는 분진의 수급관리가 정확하지 못하게 되어 분진처리설비의 가동율이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

또한 사일로내에 분진이 가득찬 경우 이를 적시에 확인하지 못하게 되면, 분진을 제대로 저장할 수 없고 별도의 자루에 수거하였다가 사일로로 재투입해야 하는 불편함이 발생하고, 분진의 누출에 의해 대기오염이 발생되는 단점이 발생되는 것이다.

따라서 종래에도 사일로 내부에 쌓여있는 분진의 높이를 측정하기 위하여 초음파나 마그네틱센서, 로터리밸브 등을 사용하는 여러 시도가 있었으나, 농도가 높은 금속류의 무거운 분진들이 원통 상부에서 계속 비산되어 떨어지기 때문에 초음파에 의한 거리측정은 불가능하였고, 분진이 스테인레스 금속류로 비자성을 띄어 마그네틱센서도 사용할 수 없었다.

그리고 상기 로터리밸브를 사용하는 경우에는, 분진이 차올랐을 때 로터리밸브를 구동하는 모우터의 부하를 감지하여 분진높이를 측정하고자 하였으나, 금속류 분진들이 밸브 각부에 부착 응고되어 계속적인 사용이 불가능하였다.

따라서 현재는 작업자가 직접 사일로 측면에 부착된 승강용 계단을 타고 상부로 올라가 점검용 커버를 열고 줄자 등을 늘어뜨려 그 높이를 측정하고 있는 실정이다. 그런데 이러한 종래의 측정방법은 이미 언급한 바와 같이, 불편할 뿐아니라 숙련도에 따른 측정치의 편차가 커서 신뢰도가 높지않아 정확한 높이를 알 수 없다는 문제점이 발생하게 되는 것이다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 사일로에 쌓여있는 분진의 높이를 정확히 측정할 수 있도록 된 사일로의 분진 높이 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따라 분진 높이 측정장치가 설치된 사일로를 도시한 사시도,

도 2는 본 고안에 따른 분진 높이 측정장치의 상세도,

도 3은 종래기술에 따른 사일로를 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 에어관 12 : 설치블럭

14 : 에어분사관 16 : 홀

18 : 고압관 20 : 저압관

22 : 고압감압기 24 : 저압감압기

26, 28, 32 : 솔레노이드밸브 30 : 배출구

40 : 유속센서 42 : 케이블

44 : 릴레이 46 : 컨트롤러

48 : 디스플레이

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 사일로의 길이방향을 따라 일정간격으로 분진을 향해 에어를 분사시키고, 분진에 의해 에어 분사가 막히게 되는 경우 이를 감지하여 분진의 높이를 측정하는 구조로 되어 있다.

즉, 사일로의 길이방향으로 설치되어 분진으로 에어를 분사시키기 위한 에어분사부와, 이 에어분사부로부터 분사되는 에어의 유속을 감지하기 위한 감지부로 이루어진다.

이하 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따라 분진 높이 측정장치가 설치된 사일로를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 분진 높이 측정장치의 상세도이다.

상기한 도면에 의하면, 분진이 모아지는 사일로(50)는 수직으로 세워진 원통형태로 분진이 담겨지는 사일로(50)와, 이 사일로(50) 상부 측면에 연결설치되어 분진을 원통 내부로 투입시키기 위한 이송버킷(52)과, 상기 사일로(50) 하부의 배출구에 연결되어 분진을 이송시키기 위한 스크류컨베이어(54)로 이루어진다.

여기서 본 고안은 상기 사일로(50) 측면에 길이방향으로 설치되고, 사일로(50) 내부의 분진에 일정간격으로 에어를 분사시킬 수 있도록 된 분사부와, 이 분사부로부터 분진으로 분사되는 에어의 유속을 감지하여 분진의 높이를 측정할 수 있도록 된 감지부로 이루어진다.

상기 분사부는 사일로(50) 일측면에 길이방향으로 설치되는 설치블럭(12)과, 이 설치블럭(12) 상단과 하단을 관통 설치되는 에어관(10), 이 에어관(10)을 따라 일정간격으로 설치되고 사일로(50) 측면에 일정간격으로 형성된 홀(16)과 연통되어 에어를 사일로(50) 내부로 유입할 수 있도록 된 에어분사관(14)으로 이루어진다.

이를 위해, 먼저 사일로(50) 측면 길이방향으로 일정간격을 두고 홀(16)을 뚫고, 상기 에어관(10) 측면에는 상기 홀(16)과 일치되는 위치에 에어분사관(14)을 설치하여, 이 분사관(14)의 선단의 노즐을 홀(16)과 일치시켜 기밀을 유지하면서 연결한다.

상기 에어관(10)은 에어펌프(도시되지 않음)로부터 토출되는 에어가 상단을 통해 하단으로 배출되도록 하고, 사용되는 에어는 필터에의해 걸러진 드라이에어를 사용함이 바람직하다.

여기서 본 고안은 상기 에어분사관(14)이 분진으로 막힌 경우 이를 제거할 수 있도록 측정모드를 분진제거모드로 전환하는 작업전환수단이 포함되어 이루어진다.

상기 작업전환수단을 살펴보면, 상단 쪽의 에어관(10)은 두 개로 분기하여 고압관(18)과 저압관(20)으로 구분시켜 에어가 분기된 두 개의 관(18,20)을 통해 유입되도록 하고, 각 관(18,20)에는 감압기(22,24)와 솔레노이드밸브(26,28)를 각각 설치한다. 이 감압기(22,24)와 솔레노이드밸브(26,28)는 하단쪽 에어관(10)의 배출구(30)에 설치된 솔레노이드밸브(32)와 함께 컨트롤러(46)의 제어를 받게 되는 데 이는 뒤에 설명된다.

바람직하기로는 상기 에어관(10) 하단의 배출구(30)는 사일로(50)로부터 분진을 이송하기 위한 스크류컨베이어(54)에 연결하여 분진의 누출억제 및 재활용이 가능하도록 하고, 배출구(30)는 상단의 에어관(10)보다 직경을 작게 하여 에어압 손실을 최소화 할 수 있도록 한다.

한편, 상기 감지부는 상기 각 에어분사관(14) 일측에 설치되어 에어분사관(14)을 통해 분사되는 에어의 유속 변화를 감지하는 유속센서(40)와, 이 유속센서(40)의 신호에 따라 작동되는 릴레이(44), 이 릴레이(44)의 온/오프 신호를 인가받아 분진의 높이를 모니터 등과 같은 디스플레이(48)에 표시하기 위한 컨트롤러(46)로 이루어진다.

상기 유속센서(40)는 에어분사관(14) 선단쪽에 설치되고 케이블(42)을 통해 컨트롤러(46)의 릴레이(44)에 연결된다.

유속센서(40)가 에어의 유속변화를 감지하는 과정을 살펴보면, 유속센서(40)는 온도에 따라 저항치가 변화하는 가변전도체로서, 에어의 흐름이 빠를 때와 느를 때의 유속 차이에 따라 에어의 온도가 변화하게 되면, 센서(40) 내부의 저항치가 달라지면서 센서(40)내에 전류가 흐르거나 차단되게 되고, 이 전류값에 따라 릴레이(44)가 온/오프 되게 되는 것이다.

이하 본 고안의 일실시예에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 작동은 정상적으로 분진 측정작업을 수행하는 측정모드와, 에어분사관(14)에 분진이 막혀 제기능을 수행하지 못하는 경우 분진을 제거시키기 위한 분진제거모드의 두가지로 구분되어 작동된다.

먼저, 정상작업 상태인 측정모드에서는 저압관(20)에 설치된 솔레노이드밸브(28)가 개방되고 고압관(18)의 솔레노이드밸브(26)는 닫혀져서, 저압관(20)으로만 에어가 에어관(10)으로 유입될 수 있게 되며, 에어관(10) 하단쪽의 배출구(30)에 설치된 솔레노이드밸브(32)는 닫혀져 에어 배출을 차단하게 된다.

따라서 저압관(20)에 설치된 저압감압기(24)를 통해 일정압력상태로 에어관(10)으로 유입된 에어는 에어관(10)에 설치되어 있는 에어분사관(14)과 이 관(14)에 연결된 사일로(50)의 홀(16)을 통해 사일로(50) 내부로 분사된다.

여기서 사일로(50) 내부로 분진이 투입되어 쌓임에 따라 사일로(50) 측면에 형성되어 있는 홀(16)이 상기 분진에 의해 막히게 되어, 에어분사관(14)으로 유입된 에어가 상기 홀(16)을 통해 사일로(50) 내로 분사되지 못하게 된다.

이 때 상기 에어분사관(14)에 설치되어 있는 유속센서(40)는 에어가 분사되지 않음에 따른 변화를 감지하여 센서(40)에 연결되어 있는 릴레이(44)를 작동시키게 된다.

즉, 에어가 분사되는 상황에서는 유속에 의해 주변 열을 빼앗아 가므로 온도가 낮아지게 되고 따라서 센서(40)의 저항치가 작아져 센서(40)로 전류가 흐르면서 연결되어 있는 릴레이(44)를 오프시키게 된다.

그리고 홀(16)이 막혀 에어가 분사되지 않을 때에는 유속이 줄거나 없게 되므로 주변 온도가 상대적으로 높아지게 되고 따라서 센서(40)의 저항치가 높아지면서 센서(40)로 흐르는 전류가 차단되어 연결되어 있는 릴레이(44)를 온시키게 되는 것이다.

이와같이 유속센서(40)에 의해 릴레이(44)가 작동하게 되면 이 릴레이(44)의 신호를 인가받은 컨트롤러(46)는 해당 신호에 따른 분진 높이 표시를 램프나 모니터 등의 디스플레이(48)를 통해 표시하게 된다.

상기 에어분사관(14)과 유속센서(40)는 사일로(50)의 길이방향으로 형성된 홀(16)에 각각 설치되어 있어서, 사일로(50) 내부로 계속 분진이 투입되어 분진높이가 상승하게 되면 사일로(50)의 하단부에 위치한 홀(16)부터 막히면서 유속센서(40)에 감지되므로, 이는 상기 디스플레이(48)를 통해 순차적으로 표시되게 된다.

그런데 상기 출력상태가 순차적으로 나타나지 않거나 사일로(50)내의 분진이 이송되어 높이가 낮아졌음에도 해당 높이를 표시하지 않는 경우에는 컨트롤러(46)에 의해 분진제거모드로 전환되어 막혀있는 에어분사관(14)을 청소하는 작업을 수행하게 된다.

즉, 상기와 같은 분진제거모드를 살펴보면, 컨트롤러(46)에 내장된 PLC(program logic control)에 의해 운전모드가 전환되어 일정시간 동안 에어관과 각 에어분사관 및 사일로에 형성된 홀의 청소작업을 수행하게 된다.

상기 컨트롤러(46)의 신호에 의해 저압감압기(22)가 설치된 저압관20)의 솔레노이드밸브(28)가 차단되고, 고압감압기(22)가 설치된 고압관(18)의 솔레노이드밸브(26)가 개방되며, 동시에 에어관(10)의 하단의 배출구(30)에 설치되어 있는 솔레노이드밸브(32)가 개방되게 된다.

따라서 고압감압기(22)를 통해 에어관(10)으로 토출되는 고압의 에어에 의해 에어분사관(14)에 막혀있는 분진이 제거되고 이렇게 제거된 분진은 개방되어 있는 에어관(10)의 배출구(30)를 통해 빠져나가게 된다.

여기서 상기 배출구(30)는 사일로(50) 하부에 설치된 스크류컨베이어(54)에 연결되어 있어서, 배출구(30)로 빠져나가는 분진이 외부로 누출되지 않고 재활용 될 수 있게 된다.

이 때 상기 유속센서(40)는 전워이 차단되어 오작동을 방지하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 사일로의 분진 높이 측정장치에 의하면, 첫째 사일로에 쌓여있는 분진의 높이를 적시에 정확하게 파악할 수 있기 때문에 분진을 효율적으로 처리할 수 있고 따라서 환경 오염을 방지할 수 있다.

또한 둘째로 분진 높이 측정에 소요되는 노동력과 시간을 절약하여 작업능율을 향상시킬 수 있고, 분진 측정시 발생될 지도 모를 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.

셋째로, 분진 처리가 원활하게 이루어져 현장 조업부서의 연속적인 작업이 가능하게 되므로, 제품 생산량 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 수직으로 세워진 원통형태로 분진이 담겨지는 사일로와, 이 사일로 상부 측면에 연결설치되어 분진을 원통 내부로 투입시키기 위한 이송버킷과, 상기 사일로 하부의 배출구에 연결되어 분진을 이송시키기 위한 스크류컨베이어로 이루어진 분진 저장 사일로에 있어서,

   상기 사일로 측면에 길이방향으로 설치되고, 사일로 내부의 분진에 일정간격으로 에어를 분사시킬 수 있도록 된 분사부와, 이 분사부로부터 분진으로 분사되는 에어의 유속을 감지하여 분진의 높이를 측정할 수 있도록 된 감지부로 이루어진 것을 특징으로 하는 사일로의 분진 높이 측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분사부는 사일로 일측면에 길이방향으로 설치되고 내부로 에어가 유통되는 에어관과, 이 에어관을 따라 일정간격으로 배치되고 사일로 측면에 일정간격으로 형성된 홀과 연통되어 에어를 사일로 내부로 유입할 수 있도록 된 에어분사관으로 이루어진 것을 특징으로 하는 사일로의 분진 높이 측정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 에어관 상부에 연결설치되는 두 개의 분기관과, 이 두 개의 분기관 중 일측 고압관에 설치되어 고압의 에어를 유통시키기 위한 고압감압기와 솔레노이드밸브, 타측 저압관에 설치되어 저압의 에어를 유통시키기 위한 저압감압기와 솔레노이드밸브, 상기 에어관의 배출구에 설치되는 솔레노이드밸브 및, 측정모드시 저압관의 솔레노이드밸브를 개방작동시키고, 분진제거모드시 고압관과 배출구의 솔레노이드밸브를 개방작동시키는 컨트롤러로 이루어진 작업전환수단이 더 포함된 것을 특징으로 하는 사일로의 분진 높이 측정장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감지부는 상기 각 에어분사관 일측에 설치되어 에어분사관을 통해 분사되는 에어의 유속 변화를 감지하는 유속센서와, 이 유속센서의 신호에 따라 작동되는 릴레이, 이 릴레이의 온/오프 신호를 인가받아 디스플레이에 표시하기 위한 컨트롤러로 이루어진 것을 특징으로 하는 사일로의 분진 높이 측정장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 에어관 하단의 배출구가 스크류컨베이어에 연결되어 에어관으로 유입된 분진의 외부누출을 방지할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 사일로의 분진 높이 측정장치.