KR20020003038A - 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분말상 또는 정형화되지 않은 적은 크기로 된 석탄의 저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린이 막히는 것을 방지하는 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치에 관한 것이다.

그 구성은, 중공부(14)를 형성하고 공기배관(170)이 연결된 공기분배몸체(12), 상기 중공부(14)에 내장되고 공기유입홈(19a)과 공기배출홈(19b)을 가지며 좌, 우측이 스프링(37)(38)에 연결된 피스톤몸체(18), 상기 피스톤몸체(18)와 공기분배몸체(12)를 연결하고 돌기(40a)를 형성한 링크(40) 및, 상기 공기분배몸체(12)에 회전가능하도록 장착되고 홈(44a)을 형성한 아암(44)에 연결된 감지판(47)으로 이루어진 공기분배부(10);와, 공기분배몸체(12)에 제1 및 제2공기라인(23)(24)(35)(36)으로 연결된 실린더(25)(26), 상기 실린더(25)(26)의 피스톤(27)(28)에 연결된 파쇄몸체(31)(32)로 이루어진 파쇄부(20);를 포함한다.

이에 의하면, 스크린이 죽탄에 의해 폐쇄되는 경우 그 죽탄을 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치{An apparatus for preventing the coal from stopping up the screen of the coal hopper}

본 발명은 분말상 또는 정형화되지 않은 적은 크기로 된 석탄의 저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린이 막히는 것을 방지하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 호퍼의 석탄 배출부에 장착되어 석탄에 포함된 거대 이물질을 제거하기 위해 설치된 스크린이 과도한 수분함량에 의해 석탄이 변화된 죽탄때문에 차단되는 것을 방지하도록 된 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소 등에서 원료 등으로 사용되는 분말상 또는 정형화되지 않은 작은 크기를 가지는 석탄(C)은 도1에 개략적으로 도시한 바와같이 서지 빈(Surge Bin)이라는 임시저장용 호퍼(110)에 저장되어 있다가 피더(112)에 의해 일정량씩 불출되어 컨베어 벨트(120)를 따라 필요개소로 이송된다. 이때 석탄(C)에 포함된 맥석과 목편 등을 그 석탄으로부터 제거할 필요가 있으며, 이를 위한 스크린 장치(130)가 상기 호퍼(110)의 석탄 배출부에 장착된다.

통상적으로 상기 스크린 장치(130)는 격자모양으로 된 스크린(132)을 가지고 있으며, 따라서 상기 스크린(132)의 컨베어 벨트(120)에 대한 후류측 단부의 상부로 불출된 석탄(C)은 그 스크린(132)을 통해 하부로 낙하하여 슈트(140)를 통해 컨베어 벨트(120)상에 쌓이고, 반면에 맥석과 목편 등의 이물질들은 상기스크린(132)을 통과하여 하부로 낙하하지 못하고 그 스크린(132)을 따라 콘베어 벨트(120)의 이동방향과 동일한 방향으로 이동하다가 스크린(132)의 후류측에 설치된 별도의 슈트(142)를 통해 이물질수집상자(150)로 배출된다.

이때, 호퍼(110)에 저장되어 있던 석탄에 수분이 일정정도 이상으로 함유되는 경우에는 그 석탄은 죽탄(C')으로 변화하고, 이러한 경우의 석탄은 점도가 커서 스크린(132)의 하부로 낙하하지 않고 도면에 도시한 바와같이 스크린(132)을 따라 슈트(142)를 거쳐 이물질 수집탱크(150)로 배출되거나, 스크린(132)에 부착되어 그 스크린(132)을 차단하는 경우가 종종 발생한다.

종래에는 이를 해결하기 위한 별도의 방법이 없었으며, 죽탄에 의해 막힌 스크린 상부에 쌓여진 석탄을 삽 등을 이용해 컨베어 벨트(120)상으로 제거하고 계속하여 물을 고압으로 분사하여 스크린(132)을 청소함으로써 막힌 부위를 뚫어 주는 것이 고작이었다.

그러나, 이러한 종래의 방법에 의하면 작업부하를 크게 하여 작업자의 피로도를 증대시킬 뿐만 아니라, 상당량의 죽탄화된 석탄이 유실되어 경제성 및 환경오염의 측면에서 바람직하지 못한 문제점 등을 가지는 것이었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 호퍼에 저장되어 있다가 정량불출장치인 피더 등을 통해 컨베어 벨트상으로 배출되는 석탄으로부터 이물질을 제거하기 위한 스크린이 죽탄화된 석탄에 의해 막히는 것을 자동으로 감지하여 뚫어 줌으로써 생산성 향상, 석탄의 소모방지 및 환경오염방지 등의 효과를 갖는 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치를 제공함에 있다.

도1은 일반적인 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리를 위한 스크린 장치를 개략적으로 도시한 구성도;

도2는 본 발명에 따른 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치가 석탄저장 및 배출 호퍼의 배출부에 장착된 상태를 도시한 일부 절개 사시도;

도3은 본 발명에 따른 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치를 전체적으로 도시한 사시도;

도4는 본 발명에 따른 장치의 분해 사시도;

도5a 및 도5b는 본 발명의 장치가 대기상태일 때와 동작상태일 때를 각각 도시한 설명도;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 ... 공기분배부 12 ... 공기분배몸체

14 ... 중공부 18 ... 피스톤몸체

20 ... 파쇄부 25, 26 ... 실린더

27, 28 ... 피스톤 31, 32 ... 파쇄몸체

40 ... 링크 47 ... 감지판

170 ... 공기배관

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로써 본 발명은, 동일한 단면형상의 중공부를 길이방향으로 일정길이 형성하고 상부 중앙에 공기배관이 연결된 공기분배몸체, 상기 중공부에 미끄럼 가능하도록 내장되고 상기 중공부의 내표면과 접하는 상부 중앙과 일측 중앙에 미끄럼 방향으로 길게 형성되어 서로 연결된 공기유입홈과 공기배출홈을 가지며 좌, 우측이 스프링에 연결된 피스톤몸체, 상기 피스톤몸체의 하부 중앙과 공기분배몸체에 각 단부가 회전가능하도록 연결되고 공기분배몸체측 단부에 돌기를 형성한 링크 및, 상기 공기분배몸체에 회전가능하도록 장착되고 상기 돌기가 끼워지는 홈을 형성한 아암에 연장바를 매개로 연결되어 공기분배몸체의 하부에 위치하는 감지판으로 이루어져 작은 입자를 가지도록 된 석탄으로부터 이물질을 분리하는 스크린 상부의 프레임에 장착된 공기분배부;와, 상기 피스톤몸체의 좌, 우측 이동영역과 그 영역을 벗어난 부분에 각각 형성되는 공기구멍에 연결된 제1 및 제2공기라인에 연결되는 실린더, 상기 실린더에 내장된 피스톤에 연결되어 하부로 연장된 파쇄몸체로 이루어져 스크린 상부의 프레임에 장착된 파쇄부;를 포함함을 특징으로 하는 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도2는 본 발명에 따른 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치가 석탄저장 및 배출 호퍼의 배출부에 장착된 상태를 도시한 일부 절개 사시도, 도3은 본 발명에 따른 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치룰 전체적으로 도시한 사시도, 도4는 본 장치의 분해사시도, 도5a 및 도5b는 본 발명의 장치가 대기상태일 때와 동작상태일 때를 각각 도시한 개략 설명도이다.

본 장치(1)는 석탄을 저장하고 배출하는 호퍼(110)의 피더(112)의 배출부에 설치되어 석탄과 이물질을 분리하는 스크린(132)의 상부를 감싸도록 된 커버(160)에 하나 또는 다수개가 장착되고, 공기공급배관(170)을 통해 미도시된 공압펌프로부터 고압의 공기를 제공받아 동작한다.

상기 커버(160)에는 동일한 단면 형상을 가지면서 적정한 길이를 가지는 중공부(14)를 형성한 공기분배몸체(12)로 이루어진 공기분배부(10)가 고정된다. 상기 공기분배몸체(12)의 중공부(14)에는 피스톤몸체(18)가 내장되고, 상기 피스톤몸체(18)에 의해 중공부(14)의 좌, 우측 공간이 서로 차단되며, 이러한 피스톤몸체(18)는 중공부(14)를 따라 길이방향으로 미끄럼 운동할 수 있도록 설치된다. 그리고, 상기 중공부(14)의 상부 중앙에는 공기공급구(16)가 형성되고, 상기 공기공급구(16)에 공기공급배관(170)이 연결되어 그로부터 고압의 공기를 공급받는다.

상기 피스톤몸체(18)에는 상부 중앙과 전면측 중앙부를 연결하는 공기전달통로(19)가 형성되고, 상기 공기전달통로(19)의 상측 단부에는 피스톤몸체(18)가 좌측 및 우측으로 이동하여 있는 경우에도 공기공급구(16)와 연결될 수 있도록 좌우방향으로 길게 된 공기유입홈(19a)을 형성하며, 타측 단부에는 좌, 우 방향으로 일정길이를 가지도록 길게 된 공기배출홈(19b)을 형성한다. 또한, 상기 피스톤몸체(18)가 미끄럼 이동에 의해 중공부(14)의 좌측으로 이동하였을 때 상기 공기배출홈(19b)에 연결되는 공기구멍(21)을 공기분배몸체(12)에 형성하며, 상기 피스톤몸체(18)가 미끄럼 이동에 의해 중공부(14)의 우측으로 이동하였을 때 상기 공기배출홈(19b)에 연결되는 공기구멍(22)을 공기분배몸체(12)에 형성한다. 물론, 이때의 피스톤몸체(18)에 대한 이동위치는 각각 좌측 및 우측으로 최대로 이동한 위치이다.

그리고, 상기 공기구멍(21)(22)의 각각은 제1공기라인(23)(24)에 연결되고, 상기 제1공기라인(23)(24)의 각각은 파쇄부(20)를 이루는 실린더(25)(26)에 연결되어 있다. 또한, 상기 실린더(25)(26)의 각각은 상기 제1공기라인(23)(24)으로부터 공기를 공급받아 하강하고 스프링(25a)(26a)의 탄성복원력에 의해 상승하는 피스톤(27)(28)을 내장하고, 상기 피스톤(27)(28)의 각각은 실린더(25)(26)의 하부로 일정길이 연장되어 그 단부에 파쇄몸체(31)(32)를 갖는 작동바(33)(34)에 연결되어 있다. 또한, 상기 피스톤(27)(28)의 각각은 스프링(25a)(26a)에 의해 상승된 상태를 유지하도록 구성하고, 제1공기라인(23)(24)을 통해 고압의 공기를 공급받는 경우 상기 피스톤(27)(28)이 스프링(25a)(26a)의 힘을 극복하면서 하강한다.

상기 실린더(25)(26)의 각각에 제2공기라인(35)(36)이 설치되는바, 상기 제2공기라인(35)(36)의 위치는 피스톤(27)(28)이 상승한 상태일 때는 실린더(25)(26)의 하부 개방부, 또는 별도로 형성되는 미도시된 공기구멍을 통해 외부(대기압 상태인 외기)와 연결되는 반면 피스톤(27)(28)이 하강한 상태일 때는제1공기라인(23)(24)으로부터 고압공기를 공급받을 수 있는 위치로 설정되며, 상기 제2공기라인(35)(36)은 피스톤몸체(18)가 좌측으로 최대한 이동한 상태일 때에도 그 피스톤몸체(18)에 의해 폐쇄되지 않는 위치와, 피스톤몸체(18)가 우측으로 최대한 이동한 상태일 때에도 그 피스톤몸체(18)에 의해 폐쇄되지 않는 위치에 형성된 공기분배몸체(12)의 공기구멍(21a)(22a)에 각각 연결된다.

그리고, 상기 공기분배몸체(12)의 피스톤몸체(18)는 좌, 우측 중공부(14)에 각각 설치된 제1 및 제2스프링(37)(38)에 의해 탄성력을 받고 있는바, 피스톤몸체(18)가 중공부(14)의 중앙에 있을 때 상기 제1 및 제2스프링(37)(38)은 모두 수축되어 탄성반발력을 피스톤몸체(18)에 가하고, 특히 좌측에 위치하는 제1스프링(37)에 의한 탄성복원력의 크기보다 우측에 위치하는 제2스프링(38)에 의한 탄성복원력의 크기가 더 크도록 설정하며, 이러한 양상은 피스톤몸체(18)가 좌측으로 최대한 이동한 상태가 될 때까지 계속되어야 한다. 즉, 상기 피스톤몸체(18)에 스프링(37)(38)들에 의한 탄성복원력을 제외한 어떠한 힘도 가해지지 않았을 때 상기 피스톤몸체(18)는 우측 제2스프링(38)에 의해 좌측으로 최대한 이동할 수 있게 한다.

상기 피스톤몸체(18)의 하부 중앙에는 링크(40)의 상단이 핀(41)을 매개로 회전가능하도록 연결되며, 상기 링크(40)의 하단은 공기분배몸체(12)에 핀(42)을 매개로 회전가능하도록 연결된다. 이때, 상기 피스톤몸체(18)와 공기분배몸체(12)에는 상기 링크(40)와 그 링크(40)를 회전가능하도록 지지하는 핀(41)(42)이 설치되고 또한 동작할 수 있는 공간을 제공하는 링크장착홈(12a)(18a)을 각각 형성하며, 이들 링크장착홈(12a)(18a)은 피스톤몸체(18)가 중공부(14)에서 미끄럼 운동하는 것을 방해하지 않도록 공기분배몸체(12)와 피스톤몸체(18)의 각각에 오목하게 형성된다. 그리고, 상기 링크(40)의 핀(41) 연결부분은 길이방향으로 긴 슬롯형 구멍(40a)을 형성하여 그 구멍(40a)에 핀(41)이 끼워지도록 한다.

상기 공기분배몸체(12)의 링크장착홈(12a)에는 아암(44)이 장착되는바, 상기 아암(44)은 핀(42)보다 하부의 위치에 있도록 대략 수평한 상태로 배치되어 좌측 단부가 핀(45)에 의해 공기분배몸체(12)에 회전가능하도록 지지되고, 이 아암(44)의 상부면에는 상기 링크(40)의 하단부에 형성된 사다리꼴 돌기(40a)에 맞물릴 수 있도록 된 적어도 하나의 사다리꼴 홈(44a)을 형성하며, 상기 아암(44)의 중앙 하부로는 연장바(46)가 일체로 형성되어 공기분배몸체(12)의 하부로 일정길이 연장되고, 상기 연장바(46)의 하단부에는 적정한 면적과 중량을 가지는 감지판(47)이 일체로 고정된다.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치(1)를 이루는 공기분배부(10)와 파쇄부(20)가 커버(160)에 장착되고, 이때 상기 공기분배부(10)의 감지판(47)은 죽탄의 진행방향쪽으로 회전이동할 수 있도록 배치되며, 파쇄부(20)의 파쇄몸체(31)(32) 위치가 스크린(132)의 사각 눈금의 중앙 상부에 있도록 배치된다. 그리고, 공기배관(170)에는 고압공기가 계속적으로 공급된다.

초기상태는 감지판(47)에 아무런 힘도 가해지지 않고 피스톤몸체(18)가 중공부(14)의 중앙에 위치된 상태로써, 이를 보다 상세하게 설명하면, 도5a에 도시한바와같이 피스톤몸체(18)가 중공부(14)의 중앙에 위치하면 링크(40)가 수직하게 세워지고, 이때 연장바(46)가 감지판(47)의 자중에 의해 대략의 수직한 상태로 위치하게 되어 링크(40)의 돌기(40a)가 아암(44)의 홈(44a)에 끼워진다. 이때, 감지판(47)에 아무런 힘이 가해지지 않는다면, 상기 돌기(40a)가 홈(44a)에 끼워진 상태로 유지할 것이며, 이는 감지판(47)의 자중에 의해 아암(44)이 핀(45)을 중심으로 반시계방향으로 회전하려고 하기 때문이고, 이러한 체결력이 제2스프링(38)에 의한 피스톤몸체(18)의 좌측방향으로의 이동을 제한하고 있도록 설정하기 때문이다. 또한, 이러한 초기상태에서는 공기전달통로(19)의 공기배출홈(19b)이 공기분배몸체(12)의 중공부(14)가 이루는 표면에 의해 차단되어 있게 된다.

이 상태에서, 죽탄이 발생하여 스크린에 쌓이게 되면, 그 죽탄에 의해 감지판(47)이 도5b에 도시한 것처럼 좌측방향으로 선회하도록 힘을 받게 되고 이에 의해 아암(44)도 함께 선회한다. 따라서 상기 아암(44)의 홈(44a)에 물려있던 링크(40)의 돌기(40a)가 그 홈(44a)로부터 빠져나와 자유로운 상태가 된다. 이는 피스톤몸체(18)를 자유롭게 하고, 따라서 상기 피스톤몸체(18)는 제2스프링(38)에 탄성복원력에 의해 좌측방향으로 미끄럼 이동하게 된다.

상기 피스톤몸체(18)가 좌측으로 이동하여 공기전달통로(19)의 공기배출홈(19b)이 공기구멍(21)에 연결되는 순간 제1공기라인(23)을 통해 공기가 공급되어 피스톤(27)을 하강시키며, 따라서 상기 피스톤(27)에 연결되어 있던 파쇄몸체(31)가 하강하면서 죽탄을 스크린 하부로 밀어내면서 그 스크린의 격자를 개공한다.

계속하여, 상기 피스톤(27)의 하강에 의해 제2공기라인(35)쪽으로도 고압의 공기가 공급되는바, 이 공기는 공기구멍(21a)을 통해 피스톤몸체(18)의 좌측으로 유입되고, 따라서 피스톤몸체(18)에는 고압공기의 압력에 의해 우측으로 힘이 가해져 그 피스톤몸체(18)가 우측방향으로 빠른 속도로 미끄럼 이동하게 된다.

물론, 상기 피스톤몸체(18)가 우측방향으로 이동하면서 공기전달통로(19)의 공기배출홈(19b)이 공기구멍(21)에서 벗어나게 되면 피스톤몸체(18)의 좌측 중공부(14)에 더 이상의 고압공기가 공급되지는 않지만, 이미 공급된 공기의 압력에 의해 상기 피스톤몸체(18)는 공기전달통로(19)의 공기배출홈(19b)이 공기구멍(22)에 연결될 때까지 계속 오른쪽으로 미끄럼 이동한다.

그리고, 상기 피스톤몸체(18)가 우측방향으로 이동하기 시작한 다음의 짧은 시간 후에, 즉 피스톤몸체(18)의 좌측 중공부(14)에 더 이상의 고압공기가 공급되지 않을 때, 피스톤(27)이 스프링(25a)의 탄성복원력에 의해 상승을 개시하고, 이러한 피스톤(27)의 상승이 상기 피스톤몸체(18)의 이동속도보다 빠르게 되는 것을 방지하기 위해 상기 스프링(25a)의 탄성계수를 적정하게 설정함으로써 피스톤몸체(18)가 우측으로 완전히 이동한 후에 제2공기라인(35)이 피스톤(27) 영역에서 벗어나 외부공기와 연결될 수 있도록 한다.

따라서, 상기 피스톤몸체(18)가 우측방향으로 완전히 이동한 후에 피스톤몸체(18)의 좌측 중공부(14)가 대기압 상태로 되고, 동시에 실린더(26)의 피스톤(28)이 동작한다.

이후의 동작은 상기와 같다.

따라서, 파쇄부(20)에 갖추어진 파쇄몸체(31)(32)가 번갈아가면서 상, 하강하여 스크린의 죽탄을 제거할 수 있다.

이렇게 죽탄이 제거되면 감지판(47)을 시계방향으로 회전시키려는 힘이 더 이상 존재하지 않고, 따라서 감지판(47)은 초기상태로 회전하려고 하며, 이에 의해 핀(42)을 중심으로 회전왕복운동하던 돌기(40a)가 아암(44)의 홈(44a)에 끼워지면서 피스톤몸체(18)의 왕복운동이 정지되어 차기 작업을 대기하게 된다.

상술한 바와같이 본 발명에 따른 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치에 의하면, 스크린의 상부에서 상, 하 방향으로 작동하는 파쇄몸체에 의해 스크린을 막고 있던 죽탄이 효과적으로 제거되고 따라서 석탄 수송 설비를 계속적이며 안정적으로 운용하는 것이 가능하다.

Claims (1)

1. 동일한 단면형상의 중공부(14)를 길이방향으로 일정길이 형성하고 상부 중앙에 공기배관(170)이 연결된 공기분배몸체(12), 상기 중공부(14)에 미끄럼 가능하도록 내장되고 상기 중공부(14)의 내표면과 접하는 상부 중앙과 일측 중앙에 미끄럼 방향으로 길게 형성되어 서로 연결된 공기유입홈(19a)과 공기배출홈(19b)을 가지며 좌, 우측이 스프링(37)(38)에 연결된 피스톤몸체(18), 상기 피스톤몸체(18)의 하부 중앙과 공기분배몸체(12)에 각 단부가 회전가능하도록 연결되고 공기분배몸체(12)측 단부에 돌기(40a)를 형성한 링크(40) 및, 상기 공기분배몸체(12)에 회전가능하도록 장착되고 상기 돌기(40a)가 끼워지는 홈(44a)을 형성한 아암(44)에 연장바(46)를 매개로 연결되어 공기분배몸체(12)의 하부에 위치하는 감지판(47)으로 이루어져 작은 입자를 가지도록 된 석탄으로부터 이물질을 분리하는 스크린 상부의 프레임에 장착된 공기분배부(10);와,

   상기 피스톤몸체(18)의 좌, 우측 이동영역과 그 영역을 벗어난 부분에 각각 형성되는 공기구멍(21)(21a)(22)(22a)에 연결된 제1 및 제2공기라인(23)(24)(35)(36)에 연결되는 실린더(25)(26), 상기 실린더(25)(26)에 내장된 피스톤(27)(28)에 연결되어 하부로 연장된 파쇄몸체(31)(32)로 이루어져 스크린 상부의 프레임에 장착된 파쇄부(20);를 포함함을 특징으로 하는 석탄저장 및 배출 호퍼용 이물질 분리 스크린의 막힘 방지장치.