KR20020075853A - 연마 또는 절단 장치용 폐기물 수용 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

톱(300)과 같은 연마 및 절삭 장치는 폐기물 수용 시스템과 작업시 작업 영역으로부터의 슬러리나 기타 오염물질들을 제거하기 위한 개선된 방법을 포함하며, 슬러리는 공기와 같은 운반 매체에 의해 분리된다. 진공 바아(310)는 포커스 유동을 돕고 진공 압력을 보존하기 위한 고저 진공 개구를 포함한다. 하나의 개구는 톱 블레이드와 마주한다. 슬러리 수용 및 분리 컨테이너(436)는 공기와 슬러리의 청결한 분리를 강화하는 입구 및 출구 구성부 및 벽을 포함한다. 더욱 효율적인 작업 및 청결을 위해 상기 톱 블레이드(306)에는 냉각제가 제공된다. 진공 발생기는 기계에 의해 발생된 동력을 차단할 수 있다.

Description

연마 또는 절단 장치용 폐기물 수용 시스템 및 방법{Waste containment system and method for an abrading or cutting device}

도로포장 처리 장치 및 방법은 통상적으로 슬러리로 언급되는 폐기물 및 특정 물질을 작업 사이트로부터 제거하기 위한 진공 장치를 포함할 수 있는 콘크리트 및 아스팔트 톱용으로 공지되어 있다. 바솔스(Bassols)에게 허여되며, 발명의 명칭이 '도로포장 처리 방법 및 장치'인 미국 특허 제 5,564,408 호를 참조하시기 바라며, 이것의 명세서 및 도면은 본원에서 참고로 합체되어 있다. 상기 특허에 기재된 바와 같이, 콘크리트 및 아스팔트 톱은 통상적으로 고속도로 포장, 활주로 포장 및 다른 도로 포장면에서 이러한 재료의 팽창 및 수축을 위하여 조인트를 절단하는 데에 통상적으로 사용된다. 통상적인 톱들은 서로 다른 브랜드 이름으로 시장에서 팔리고 있으며, 내연 기관에 의하여 구동되는 12,14,16 또는 24 인치 블레이드(blade)와 같은 절단될 포장부의 두께에 따라서 서로 다른 직경의 다이아몬드 블레이드를 포함한다. 또한, 상기 엔진은 포장면을 따라서 톱을 전진시키기 위하여 톱의 후방에서 견인 기구를 구동하는 데에 사용된다. 벨트는 트랜스미션 박스를 구동하기 위하여 내연기관에 의하여 구동되는 풀리로 부터 파워를 취하게 되어서, 상기 엔진의 분당 공회전수(rpm)를 톱의 견인 휠을 구동하고 톱 블레이드를 구동하는데에 적절한 비로 스텝 다운(step down)시킨다.

상기 톱 블레이드는 작동시에 블레이드를 보호하고, 블레이드가 회전하는 동안에 손상으로부터 보호하기 위하여 블레이드 가드(blade guard)를 포함한다. 또한, 상기 블레이드 가드는 블레이드위에 스프레이되는 냉각수를 포함함으로써, 상기 냉각수는 포장부에 떨어지게 된다.

또한, 상기 톱은 그 구성품의 모든 것을 지지하고 또한 상기 휠을 톱에 장착시키기 위한 구조적인 지지 프레임을 포함한다. 상기 프레임은 다른 요소들 사이에서, 엔진, 톱 블레이드를 구동하기 위한 축, 견인 트랜스미션 및, 상기 엔진으로 부터 견인 트랜스미션을 구동하기 위한 풀리를 지지한다.

작동할 때에, 상기 톱이 시동이 걸리고 바람직한 절단 경로로 정렬되게 배치되며, 블레이드에 냉각수 스프레이를 작동시킴과 동시에 포장부에 결합되도록 하강하게 된다. 부가의 차량 또는 다른 소스는 적절한 호스를 통하여 블레이드를 냉각하기 위하여 물을 공급하도록 그 근처에 위치된다. 절단이 계속되면서, 상기 연마되는 포장부로부터 발생되는 물과 슬러리는 이미 절단 조인트를 충전시키는 것을 최소로 하기 위하여 흡인 또는 진공 바아에 의하여 픽업되게 된다. 상기 슬러리 및 진공 바아에 의하여 픽업된 어떠한 공기도 슬러리를 제거하기 위하여 분리 탱크에 대하여 후방으로 있게 된다. 소모성의 호스는 수집 탱크로부터 다이아프램 펌프를 통하여 트럭 또는 페기용의 다른 컨테이너로 폐기물을 운송시킨다.

본 발명은 연마 및 절단 장치에 관한 것으로서, 특히 이러한 장치 및 방법용의 폐기물 수용 시스템 및 방법, 예를 들면, 톱, 커터 등의 슬러리 수용 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 다수의 양태들에 따른 폐기물 구속 시스템을 채용하는 톱 형태의 절단 장치의 좌전방 등적도.

도 2는 도 1의 톱의 상면도.

도 3은 도 1의 톱의 우측면도.

도 4는 도 1의 톱의 좌측면도.

도 5는 본 발명의 다수의 양태에 따른 폐기물 구속 시스템을 통한 공기와 유체의 유동을 도시하는 개략적인 유동 다이어그램.

도 6은 본 발명의 다른 양태에 따른 블레이드 보호 지지부의 하부 좌전방 등적도.

도 7은 도 6의 블레이드 보호 지지부의 저면도.

도 8 및 도 8a는 본 발명의 일 추가 양태에 따른 진공 바아 같은 재료 픽업 소자의 좌전방 등적도.

도 9 및 도 9a는 고진공 및 저진공 개구들을 도시하는 도 8의 진공 바아의 저면도.

도 10은 도 1의 구속 시스템과 함께 사용되는 용기 및 펌프의 좌측면도.

도 11은 공기 및 슬러리 도입부와, 폐기물 배출부 및 공기 배출부를 도시하는 도 10의 용기 및 펌프의 상면의 수직 단면도.

도 12는 슬러리 입력부, 공기 배출부 및 장착 조립체를 도시하는 도 10의 용기와 펌프의 상면의 수평 단면도.

도 13은 도 10의 용기 및 펌프의 우상부 등적도.

도 14는 진공 발생기와 그 구동 메카니즘을 도시하는 도 1의 톱의 부분 좌측면도.

도 15는 진공 발생기와 그 구동 트랜스미션 조립체 및 장착 조립체의 우측 등적도.

도 16은 도 15의 조립체의 우측면도.

도 17은 톱 블레이드를 가습하기 위한 워터 튜브를 도시하는 블레이드 보호부의 부분 절단 측면도.

도 17a는 도 17의 워터 튜브의 세부를 도시하는 도면.

도 18은 부가적인 개구 배열을 가지는 진공 바아의 저면도.

도 19는 다른 개구 배열을 가지는 진공 바아의 저면도.

본 발명에 따라서, 시스템에서 다양한 구성품의 작동 수명을 향상시키고 슬러리의 제거를 향상시키는 연마 및 절단 장치용으로 기재된 폐기물 수용 시스템 및 방법이 제공된다. 이러한 시스템 및 방법은, 포장 및 콘크리트 톱과 같은 톱과, 벽 톱(wall saw), 코어 드릴 및 다른 보링 장치 등과 같은 다른 절단 공구에 사용될 수 있다. 이러한 시스템 및 방법은 각각의 구성품 또는 키트(kit) 형태로 원래의 장비 또는 악세사리로서 실현될 수 있다.

본 발명의 하나의 특징에서, 물질 픽업 소자가 유체를 픽업하기 위하여 제공되는데, 이것은 슬러리를 형성하는 고체 입자를 포함할 수 있다. 상기 픽업 요소는 예를 들면 진공 바아, 진공 슈(shoe) 또는 다른 흡인 장치가 될 수 있다. 상기 요소는 다수의 개구를 포함하고, 상기 개구들은 적어도 하나, 양호하게는 한 세트의 저진공 개구(low vocuum aperture)를 포함하고, 또한 적어도 하나 양호하게는 제 2 세트의 고진공 개구(high vacuum aperture)를 포함한다. 양호한 실시예에서, 상기 고진공 개구는 슬러리 모든 것을 픽업하지 않지만 대부분의 슬러리를 픽업하게 되고, 저압 진공 개구는 상기 슬러리를 포커스하고, 수집하며, 집중시키거나 또는 정렬함으로써, 고압 진공 개구에 의하여 보다 쉽게 픽업될 수 있다. 예를 들면, 상기 저압 진공 개구는 진공 요소의 양쪽으로부터 유체를 중심맞추거나 또는 가져올 수 있음으로써, 상기 인접된 고압 진공 개구는 슬러리를 픽업할 수 있다. 저압 및 고압 진공 개구를 사용하는 것은 진공 압력을 보유하는 것을 돕거나, 또는특히 사용되는 진공의 양이 제한되거나 고정된 곳에서 큰 개구를 통하여 진공의 손실을 최소화시킨다. 다시 말하면, 상기 저압 및 고압 진공개구는 대부분이 효과적으로 될 수 있는 고압 진공 영역의 위치선정을 허용하고, 고압 진공이 이미 포함된 다른 것에 대하여 크게 증가하지 않는 값으로 가질 수 있는 픽업 요소의 다른 영역에서 개구의 크기를 감소시킨다.

상기 픽업 요소의 하나의 양호한 형태에서, 상기 저진공 개구는 둥굴거나 또는 이와 유사한 구멍 형상으로 되어 있으며, 상기 고진공 개구는 픽업 요소에서 긴 슬롯으로 되어 있다. 상기 둥근 구멍들은 일련의 그룹으로 될 수 있으며, 상기 둥근 구멍은 슬롯과 함께 공통으로 정렬될 수 있다. 상기 개구의 다른 형상, 장치 및 배향이 사용될 수 있다.

본 발명의 양호한 특징에서, 상기 픽업 요소는 작업표면을 따라서 이동하는 콘크리트 톱 또는 이와 유사한 톱에 사용된다. 상기 개구들은 양호하게는 톱의 전방방향 또는 후방방향 운동의 장점을 취할 수 있도록 상기 픽업 요소위에 분포되는 것이 양호하다. 하나의 양호한 실시예에서, 상기 고압 진공 개구들은 하나 이상의 부가의 고압 진공 개구에 의하여 교대로 뒤따르게 되는 저압 진공 개구의 전방에 위치된다. 또한, 고압 및 저압 진공 개구들은 예를 들면, 고압 진공 개구와 함께 시작하고 끝나게 되는 픽업 요소를 따라서 교대로 있을 수 있다. 그 다음, 상기 픽업 요소는 상기 요소의 양쪽으로 부터 유체를 가져오고, 작업면위에서 흐름을 최소로 하거나 또는 제한시키며, 상기 픽업 요소에 대한 슬러리의 흐름 또는 위치를 선정하게 된다.

본 발명의 양호한 다른 특징에 따라서, 하나 이상의 개구가 상기 작업면에 적어도 부분적으로 수직인 방향으로 상기 픽업 요소의 표면을 따라서 연장될 수 있다. 예를 들면, 수평으로 연장되는 진공 바아에서, 대부분의 개두들은 하향으로 개방될 수 있으며, 상기 진공 바아의 수평면을 따라서 수평으로 연장되며, 고압 진공 개구는 하향과는 방향으로 또는 수직으로 연장될 수 있다. 수직으로 연장되는 고압 개구들은 상기 톱 블레이드 바로 뒤쪽에 있는 것이 양호할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 픽업 요소들을 설계하기 위한 시스템이 사용될 수 있다. 상기 시스템은 슬러리 흐름의 최적으로 하고 팬에 의하여 발생되는 흡인을 최대로 하기 위하여 계산된 유체의 동적인 유체 흐름의 적절한 프로그램으로 위치되는 프로세서 또는 컴퓨터를 포함할 수 있다. 입력 파러미터는 이용가능한 최대 진공, 상기 픽업 요소를 통한 바람직한 유체 흐름비등을 포함한다. 상기 시스템은 최적의 크기 및 픽업요소의 형상을 양호하게 정의하며, 진공 개구의 적절한 크기, 형상 및 분포를 규정한다. 하나의 양호한 실시예에서, 상기 시스템은 상기 픽업 요소로 부터 슬러리 흐름을 포커스, 채널링 또는 제어하기 위하여 사용되는 개구의 크기, 형상 및 위치선정에 부가하여서 슬러리를 픽업하기 위하여 사용되는 개구의 크기, 형상 및 위치선정을 규정하는 데에 사용된다.

본 발명의 다른 관점에 따라서 픽업요소는 주행 라인일 수 있는 페블(pebble) 또는 다른 물체에 용이하게 수행하거나 올려놓을 수 있게 하기 위해 만곡면을 가지는 제거가능한 단부캡을 구비한다. 제거 가능한 단부캡은 픽업요소의 세척을 용이하게 한다.

본 발명의 또다른 관점에서 블레이드 가드같은 툴 가드는 공구위에 유체를 분사 또는 분무하기 위해 물 공급도관 또는 튜브를 구비한다. 유체는 공구를 위해 윤활제 또는 냉각제로서 사용된다. 유체는 공구의 도래하는 면을 향해 후방으로 지향된다. 공구의 운동에 대한 후방으로의 유체지향은 공구의 전방으로 향한 유체의 양을 감소시킨다. 따라서 공구의 전방에서 픽업될 유체량은 감축된다. 적합한 실시예에 있어서 유체는 수직라인으로부터 블레이드 같은 공구까지 약 3도 후방으로 지향된다.

본 발명의 또 다른 관점에서 공기 및 제2 유체를 분리하기 위해 분리 시스템과 방법이 제공된다. 리셉터클은 공기 및 제2 유체의 조합을 수용하기 위해 제공되며 상기 리셉터클은 수직 연장각도에서 결합하는 적어도 두개의 수직 연장벽을 구비한다. 입구는 공기 및 제2 유체의 조합을 수용하며 그 조합으로 인해 리셉터클 안으로 유동하는 것을 허용한다. 제1 출구는 리셉터클로부터 제2 유체를 통과시키며 제2 출구는 리셉터클로부터 공기를 통과시킨다. 이러한 배치로 공기를 제2 유체로 부터 완전히 분리하는 리셉터클을 제공하는데 기여한다. 이러한 배치는 제2 물질의 유동및 배치를 제어및 조직화 하면서 기류를 더욱 제어하지 않거나 혼란을 촉진시킨다. 이러한 형태의 리셉터클 배치는 공기및 제2 유체를 위해 유체 유동에 있어서의 사이클론 형 거동을 향하는 경향을 감소시킨다. 또한 리셉터클의 표면에서 대칭량을 감소시키며 그리고 다른 형상과의 조합으로 제2 유체의 잔류 스플래싱(residual splashing)을 감소시킨다.

본 발명의 또다른 관점에서 분리 시스템을 위한 입구는 리셉터클의 상부보다하부에 인접한 공기및 유체의 조합을 방출한다. 이러한 배치로 유체는 보다 짧은 거리를 가지므로 리셉터클의 하부에 대해 이동하며 스플레싱의 양을 감축하며 입구로 부터 이동하는 공기가 입구로 부터 이동하는 유체를 둘러싸는 시간을 양을 감축한다.

부가적으로, 공기를 위한 배출부가 리셉터클의 상부에 있을 때, 공기는 리셉터클을 벗어나기 이전에, 유체를 떨어내기(shedding) 위한 보다 많은 시간과 면적을 가지게 된다. 결과적으로, 리셉터클을 벗어나는 공기는 보다 낮은 유체 함량을 가진다. 부가적으로, 유체가 연마제, 부식제 또는 기타 유해 물질들을 가지는 경우에, 공기 배출부를 통해 리셉터클을 벗어나 다른 부품에 도달하게 되는 유해 물질의 양이 감소된다.

본 발명의 다른 양태에서, 분리 시스템내의 리셉터클을 위한 공기배출부는 대칭선, 대칭축 또는 대칭면의 외측에 위치된다. 이 방식으로 공기배출부를 위치설정하는 것은 덜 제어되거나 덜 조직된 공기를, 공기가 보다 많이 채널링될 수 있는 리셉터클의 다른 위치에서의 공기 보다 일찍 제거한다. 일 양호한 실시예에서, 공기배출부를 위한 대칭면 또는 대칭선은 리셉터클의 수직 연장벽 사이의 것이다. 공기배출부를 이 대칭 평면상에 배치시키는 것은 배출되는 공기가 벽들 중 어느 하나로부터 응축된 유체를 그와 함께 빼앗아갈 가능성을 감소시킨다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 분리 시스템을 위한 입구는 두 개의 수직 연장벽들 사이에서, 하나의 벽에 대해서, 나머지 하나의 벽에 대해서 보다 근접한 위치에서, 리셉터클내로 공기와 유체의 조합물을 배출한다. 이 비대칭은 제2 유체의 산란을 감소시키는 경향을 가지며, 상기 제2 유체의 보다 양호한 제어, 구속 및 조직화에 기여한다.

본 발명의 일 양태에서, 콘크리트를 절단하는 것처럼 재료를 가공하기 위한 공구가 제공되며, 상기 공구는 구동축 같은 구동 소자에 의해 구동된다. 공구를 구동시키는 것과 동일한 구동축에 의해 구동되는 진공 발생기에 의해 진공이 형성된다. 이런 설계 형태는 공구와 폐기물 구속 시스템의, 소형이면서 독립적인 조합체를 제공한다. 또한, 이 설계 형태는 용이한 조립 및 분해를 위하여 공구와 키트로서의 조합체를 조립하는 것을 보다 용이하게 한다.

이들 및 본 발명의 다른 양태들은 다음에 간단히 설명되는 도면들을 참조하여, 하기의 본 발명의 양호한 실시예에 대한 상세한 설명을 통해 보다 양호하게 이해할 수 있을 것이다.

도면과 연계된 하기의 상세한 설명은 본 기술 분야의 숙련자들이 본 발명을 구성 및 이용할 수 있도록 본 발명의 양호한 실시예를 설명한다. 본 발명의 변수들 내에서 다양한 변용들이 이루어질 수 있기는 하지만, 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들은 상업적 환경에서 본 발명을 수행하기 위해 본 발명자들에 의해 구상된 가장 양호한 모드들이다.

본 발명의 다수의 양태들에 따라서, 연마, 절삭 또는 코어링 장치를 위한 폐기물 구속 시스템 및 방법이 제공된다. 본 명세서의 설명이 주로 절삭기에 관하여 이루어지며, 또한, 양호한 실시예들이 콘크리트 톱들에 대한 적용에 관하여 설명되지만, 본 발명이 콘크리트 톱 및 다른 절삭기들이 아닌 다수의 응용 분야들에 적용될 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 상기 개념은 본 명세서에 설명된 바와 같은 콘크리트 톱들에 적용되는 방식과 유사한 방식으로 다른 기계들에도 적용될 수 있다. 예로서, 재료 픽업 소자 상의 고진공 및 저진공 개구들은 다수의 응용 분야들에 적용될 수 있으며, 이들은 특히, 진공의 양이 제한되거나 고정되는 것들에 적합하다. 다른 실시예에서와 같이, 분리 리셉터클은 본 명세서에 성명된 개념들에 제공된 소정 수의 구조들을 취할 수 있다. 더욱이, 본 명세서에 기술된 본 발명의 다른 양태들은 다수의 응용분야들에 사용될 수 있다.

본 발명의 다양한 양태들에 따른 콘트리트 톱에 관한 폐기물 구속 시스템 및방법은 콘크리트를 절단하는 동안 발생 또는 생성되는 소정의 폐기물들을 제한하거나 전체적으로 제거하기 위한 효과적이고 신뢰성있는 장치 및 방법을 제공한다. 상기 시스템 및 방법은 절단 프로세스 동안 발생되는 현저한 양의 물이나 다른 냉각제들을 제거한다. 슬러리를 제거하기 위해 사용되는 진공은 그 출력을 현저히 감소시키지 않고 톱 상의 엔진이나 다른 동력 설비를 통해 쉽게 발생될 수 있다. 폐기물은 부품들을 오염시키거나 더럽히는 것을 감소시키도록, 그리고, 콤포넌트들에 수용가능한 동작 수명을 제공하도록 진공 시스템으로부터 신뢰성있게 제거될 수 있다. 상기 시스템 및 방법은 완전한 제품으로써 또는 키트 형태 같은 독립적인 콤포넌트로서 구현될 수 있다. 모든 부품들은 제거가능하게 만들어질 수 있고, 이들은 다수의 현존하는 톱들을 개조하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 일 양태에 따라서, 콘크리트 톱(300; 도 1)은 구동축(308)을 통해 톱 블레이드(306)를 구동하기 위한, 개략적으로 도시된 엔진(304)을 지지하는 프레임 또는 새시(302)를 포함한다. 또한, 상기 엔진 및 구동축은 다른 동력전달 콤포넌트들과 함께 콘크리트 톱의 기술 분야의 숙련자들에게 공지되어 있는 바와 같이 톱의 다른 콤포넌트들을 구동 및 동력공급 한다. 또한, 상기 톱 및 톱 블레이드는 전기 모터에 의해 동력 공급을 받고, 구동될 수 있으며, 그 위의 모든 콤포넌트들은 전기적으로 구동 및 여기될 수 있다.

또한, 상기 톱은 진공 바아(310) 형태의 재료 픽업 소자를 포함하며, 상기 진공 바아에는 절단 동안 생성된 물 및 입자들의 슬러리를 제거하기 위한 2" 직경의 진공 호스(312)가 결합된다. 물은 상기 블레이드(306)를 위한 냉각제로서 기능하도록 블레이드 보호부(314)의 내측으로 도관(미도시)을 통해 제공된다. 미립자들은 통상적으로 절단 동안 발생된 크고 작은 콘크리트의 비트들이다. 상기 블레이드 보호부(314)는 통상적으로 미국 특허 제 5,564,408호에 개시된 블레이드 보호부와 유사 또는 동일한 것이 적합하며, 쿠션 컷(Cufhion Cut)에 의해 제조된 것 같은 톱상에 장착되도록 구성된 도 1에 도시된 블레이드 장착부(316)에 의해 지지된다. 상기 블레이드 보호부는 용이한 억세스를 위해 상부 장착 핸들(318)을 포함한다.

진공 호스(312)는 슬러리를 진공 바아(310)로부터 조립체(320)로 운반하기 위해 슬러리 회수 및 분리 조립체(320; 도 2)로 가능한 짧은 거리로 연장된다. 진공 호스(312)는 진공 바아(310)의 높이 위로 가능한 조금 상승되어 있는 것이 적합하며, 그래서, 조립체(320)의 높이로 슬러리를 상승시키기 위해 가능한 적은 진공을 사용할 수 있게 하는 것이 적합하다. 상기 조립체(320)는 작업자의 절단 영역에 대한 시계를 막지 않도록 상기 블레이드가 위치된 우측면과는 다른 톱(300)의 표면 또는 측면상에 위치되는 것이 적합하다.

진공은 상기 조립체(320)내에서 생성되며, 따라서, 진공 호스(312)를 통과하고, 그리고, 진공 바아(310)에서, 진공 호스(324)를 통해 상기 조립체(320)에 연결된 진공 발생기(322)를 통과한다. 진공 발생기(322)는 보다 상세히 후술될 바와 같은 구동축(308)에 의해 구동되며, 상기 구동축의 분당 회전수(rpm)에 의해 제어된다. 대안적으로, 톱이 전기적으로 동력을 공급받는 경우에, 상기 진공 발생기는 톱 모터로부터의 전류에 의해 구동될 수 있다.

폐기물은 모터(330)에 의해 동작되는 펌프(328; 도 12)을 통해 폐기물 파이프(326)를 통해 조립체(320)로부터 제거된다. 상기 펌프(328)는 미국 특허 제 5,564,408호에 기술된 것과 유사하지만, 펌프의 몇몇 가동부들 에 보강용 금속을 포함한다. 모터(330)는 교류 발전기 또는 엔진(304) 상의 발전기에서 발생된 전류에 의해 구동되는 전기 모터인 것이 적합하다. 또한, 상기 펌프는 유동을 제어하고, 펌프의 각 측면 의 역류를 방지하기 위해 종래의 플랩 팰브들을 포함하는 것이 적합하다.

상기 진공 바아(310), 변형된 블레이드 보호부(314), 진공 호스(312), 조립체(320) 및 진공 발생기(322)는 완제품이되거나, 현존하는 톱들을 개조하기 위한 또는 키트를 위한 콤포넌트로서 제조될 수 있다. 톱의 잔여 콤포넌트들은 통상적이며, 특별한 변형이나 개선을 필요로하지 않는다. 톱의 다른 통상적인 콤포넌트들 중 일부가 디스플레이 패널(332) 및 핸들(334) 같이 정황에 따라 예시되어 있다. 예로서 보다 큰 톱 플레이드들을 사용하는 작업을 부가적으로 최적화하기 위해 기본 톱에 개선사항들이 이루어질 수도 있지만, 이런 변형들은 고유의 동작에 필수적인 것으로 생각되지는 않는다.

블레이드 보호부 지지부(316; 도 1, 6 및 7)는 미국 특허 제 5,564,408호에 개시된 것과 유사하며, 좌측판(338)과 우측판(340) 사이에 공간을 형성하는 폭을 가지는 스페이서(336)를 포함하지만, 또한, 판들(338, 340)의 벤딩 또는 굽힘을 견디기 위한 보다 많은 강도를 제공하기 위한 깊이(342)를 갖는다. 장착 홀스터(344)는 블레이드 보호부를 지지하기 위해 톱의 지지소자를 수용한다.

톱 블레이드의 주변으로부터, 그리고, 홈들로부터 슬러리를 픽업하기 위한진공 바아(310; 도 8 및 도 9)는 콘크리트 톱들에 관한 미국 특허 제5,564,408호에 개시된 진공 바아와 유사하다. 상기 진공 바아는 블레이드 보호부에 의해 지지되며, 장착 볼트(미도시)를 통해 장착판(346)에 의해 블레이드 보호부에 대해 고정적으로 유지된다. 블레이드 보호부에 대한 진공 바아의 위치는 상기 진공 바아의 저면과 작업면 사이의 간격을 조절하기 위해 장착 볼트를 통해 조절될 수 있다. 작업면으로부터의 효과적인 슬러리 픽업을 위한 양호한 간격은 진공 바아의 크기와 개구들의 수 및 표면 상태와 진공 바아에서 발생되는 진공 같은 다수의 인자들에 의존할 수 있다. 또한, 상기 간격은 작업면의 균일성에 의존하며, 절단 동안 얼마나 큰 파편이 생성되는지에 의존한다. 콘크리트에 관하여, 상기 간격은 약 1/16"일 수 있으며, 아스팔트에 대해서는 보다 클 수 있다.

또한, 상기 진공 바아는 좌측벽(348) 및 U형 내부 블레이드 보호부 벽(350)에 의해지지 및 안정화된다. 상기 좌측벽(348)은 장착판(346)에, 진공 바아 매니폴드(352)의 상단에, 그리고, 내부측면(356)에 인접한 좌측 진공 튜브(354)에 용접 또는 다른 방식으로 장착된다. 벽(350)의 오른쪽 측부와 후방은 오른쪽 진공 튜브(358) 및 매니폴드(352)에 각각 장착된다. 벽(350)의 왼쪽 측부의 부분은 왼쪽 진공 튜브(354)의 상부에 용접되고, 나머지는 오른쪽 진공 튜브(358)와 왼쪽 진공 튜브(354) 사이로 연장된다(도 9 참조). 다양한 강화벽 또한 포함될 수 있다. 진공 호스(312)를 수용하기 위해 매니폴드(352)의 상부에는 진공 커플링(360)이 장착된다. 진공 바아의 꼬리부(362)는 매니폴드(352)의 중심으로부터 후방으로 연장된다. 왼쪽 측부 진공 튜브(364)는 상기 왼쪽 진공 튜브(354)로부터 일정 각도로왼쪽 측부로 전방을 향하여 연장되고, 오른쪽 측부 진공 튜브(366)는 오른쪽 진공 튜브(358)로부터 오른쪽 측부로 전방을 향하여 연장된다. 상기 왼쪽 측부 진공 튜브(364)는 톱상에 다른 하드웨어를 위한 공간을 만들기 위해 매니폴드(352)의 전방 지점에서 왼쪽 진공 튜브(354)와 결합된다.

도 8 및 도 9에 도시되어 있듯이, 진공 바아(310)는 매니폴드(352)와 함께 시작되는 하우징을 형성하며, 상기 하우징은 매니폴드의 상부(368), 매니폴드의 바닥벽(370), 및 전방 매니폴드 벽(372)을 갖는다. 진공 바아의 하우징은 또한, 오른쪽 진공 튜브(358)를 형성하고 상부 벽(376)과, 왼쪽 측벽(378)과, 오른쪽 측벽(388)과, 바닥벽(382)을 포함하며 통상 제거가능한 단부 캡에 의해 폐쇄되는 제1 하우징 벽(374)을 구비한다(도 8a). 상기 제 1 하우징 벽(374)은 일단부에서 단부 캡에 의해 폐쇄되는 채널(390)을 형성하고 전방 벽(372) 부근의 다른 단부에서는 매니폴드와 결합되는 단면 또는 종방향 연장 형상을 갖는 것으로 도시되어 있다. 다른 형상도 가능하지만 정방형 단면이 바람직한 데 그 이유는 슬러리의 픽업 및 운반이 개선되기 때문이다. 다른 진공 튜브 또한 통상 정방형 단면이다.

상기 바닥벽(382)은 다수의 개구 벽을 구비하는 바, 이들 개구벽은 진공 커플링(360)에 진공이 적용될 때 채널(390)과 튜브(358) 외부 사이에서 바닥벽을 가로질러 압력차이가 있을 수 있도록 바닥벽(382)을 통과하는 다수의 개구를 형성한다. 상기 다수의 개구는 적어도 하나의 저진공 개구(392)와 적어도 하나의 고진공 개구(394)를 갖는다. 상기 고진공 개구는 그 영역에 있는 슬러리의 전부는 아니지만 대부분을 픽업하며, 저진공 개구는 슬러리를 모아서 농축시켜 정렬시키므로써고진공 개구, 통상은 다른 고진공 개구에 의해 보다 쉽게 픽업 될 수 있다. 저진공 개구에 의해서는 얼마간의 픽업이 발생할 수 있다. 저진공 개구들은 진공 바아의 양 측부로부터의 유체를 모아서 그 뒤에 이어지는 고진공 개구에 의해 픽업될 수 있게 한다고 믿어진다. 예를 들어, 선행하는 저진공 개구(392)와 정렬되는 후행 고진공 개구(396)는 개구(392)에 의해 모아진 슬러리를 픽업할 것이다. 후행하는 고진공 개구(396)는 매니폴드의 바닥벽(370)에 형성된다. 도한, 필수적이지는 않지만, 오른쪽 측부 진공 바아(366)의 바닥면 또는 벽(400)에 형성된 측부 고진공 개구(398)은 또한 저진공 개구(392)에 의해 모여진 슬러리를 픽업할 수도 있다. 개구(398)는 또한 톱날로부터 멀리 튀는 물을 픽업할 것인 바, 이는 절단중에 발생되는 입자들을 전혀 포함하지 않을 것이다.

특히 가용 진공 정도가 톱의 크기, 가용 마력 등에 의해 제한되는 경우에 고진공 및 저진공 개구를 사용하면, 진공 압력을 유지하거나, 큰 개구를 통한 진공 손실을 최소화하는 것을 보조할 수 있다. 이들 개구는 또한 작은 날 대신 큰 날이 사용되는 소정 크기의 톱에 있어서 도움이 된다. 톱날이 크면, 진공 바아(310)는 전체적인 치수가 길어지며, 통상은 더이상 전방으로 나가지 않으면 톱날 가이드의 전방까지 연장된다. 소정의 톱에 있어서, 30인치 톱날은 통상적으로 대략 44 또는 45 인치 길이의 진공 바아(310a)(도 18 참조)를 포함하며, 도 8 및 도 9 에 도시된 흡입 바아는 16인치 톱날용으로 설계된 것이고, 대략 27 인치 또는 28 인치의 길이를 갖는다. 26인치 톱날은 통상 길이가 대략 38 또는 40 인치인 진공 바아(310b)를 갖게 될 것이다. 또한 저진공 및 고진공 개구들을 갖게 되므로써 높은 슬러리및/또는 물 생산 위치에 고진공 개구들을 위치시킬 수 있고, 고진공이 중요하지 않은 다른 곳에 저진공 개구를 위치시킬 수 있다. 그럼에도 불구하고, 저진공 개구는 여전히 슬러리를 이어지는 또는 후미의 고진공 개구에 의해 픽업되도록 모으는 것을 보조한다.

본 발명의 한가지 양호한 특징에 있어서, 저진공 개구는 둥그렇거나 비슷하게 생긴 구멍이며 이들은 벽(402, 404, 406)을 갖는다. 이들 구멍은 통상 하우징(374)의 바닥벽(382)을 통해 직선으로 하우징의 표면에 수직하게 형성된다. 그러나, 구멍의 형상은 상호간에 뿐 아니라 크기, 형상, 배치 및 배향에 있어서 상이할 수 있다. 예를 들어, 저진공 구멍은 도 9 에 도시된 바와 같이 상호 정렬되어서 또한 고진공 개구(394)의 단부와 정렬되어서 나란히 배치될 수 있다. 예를 들어 제 1 의 또는 여러 개의 저진공 개구는 동일한 크기일 수 있고 진공 바아의 후방을 향한 이어지는 개구는 크기가 보다 크고 진공정도가 보다 높을 수 있다. 반대로, 이는 동일 방향으로 크기가 감소할 수 있다. 또한, 개구들은 바닥벽(382)의 중앙 이외의 곳에 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에서, 고진공 개구들은 실질적으로 원형의 단부 벽(410)에 의해 결합되는 실질적으로 직선형의 벽(408)에 의해 형성되는 연장 슬롯이다. 상기 고진공 개구들은 또한 하우징(374)의 바닥벽(382)을 통해 직선으로 표면에 수직하게 형성된다. 저진공 개구에서와 마찬가지로, 고진공 개구는 서로간에 상이할 뿐 아니라 크기, 형상, 위치 및 배향에 있어서 상이하며, 개별 슬롯의 일단부로부터 나머지 것으로 크기가 상이할 수 있다.

고진공 개구와 같은 개구들은 매니폴드(352)에서의 고진공 개구(396)와 같이 구부러질 수 있다. 이들은 또한 다른 형상을 가질 수 있다. 개구(396)는 매니폴드의 전체 길이만큼 연장되며, 매니폴드의 종방향 중심선을 향해서 구부러진다. 또한, 도 9에 도시되어 있듯이, 396과 같은 고진공 개구는 398을 포함하는 둘 이상의 개구로 형성될 수 있다. 긴 슬롯과 두개의 대향 연장되는 짧은 슬롯으로부터 제 2 고진공 개구(412)가 형성될 수 있다. 작업면으로부터 뿐 아니라 방금 절단된 홈으로부터 슬러리를 제거하기 위해 톱날의 평면과 정렬되는 진공 바아의 꼬리부(362)의 바닥벽과 매니폴드의 바닥벽(370)에는 추가의 고진공 개구(414, 416)가 형성된다.

고진공 개구(414)는 매니폴드내 바닥(370)의 슬롯과 매니폴드의 수직 전방벽(372)에 형성된 슬롯(418)(도 8)으로 형성된다. 알 수 있듯이, 진공 바아의 두개의 상이한 표면에는 고진공 개구가 형성될 수 있다. 슬롯(418)은 톱날에 의해 뱉어진 재료를 픽업하기 위해 톱날 바로 뒤에 배치되는 고진공 개구로서 형성될 수 있다. 그러나, 슬롯(418)과 슬롯(414)에 의해 형성된 연속 고진공 개구는 톱날 바로 뒤의 슬러리를 픽업하는데 보다 효과적인 것으로 믿어진다. 슬롯(418)은 톱날의 바로 뒤에서 다른 고진공 슬롯보다 넓을 수 있거나, 또는 동일한 폭일 수 있다.

제 1 하우징 벽(374)은 제 1 하우징(374)의 전방부(420)에서 추가적인 고진공 개구(418)를 가질 수 있다. 개구(418)는 작업면으로부터의 물이나 슬러리를 픽업할 수 있도록 진공 바아의 오른쪽 측부 상의 최전방 개구가 될 것이다. 양호한 실시예에서는 세개의 저진공 개구(422)가 고진공 개구(418)의 뒤에 근접하여 정렬되어 배치된다.

양호한 실시예에 있어서, 좌측 진공 바아(354)는 매니폴드 및 제 1 하우징 벽(374)과 유체 연통되며 상기 매니폴드를 향해 연장되고 제 1 하우징 벽(374)으로부터 약간 분기되는 제 2 하우징 소자(424)를 형성한다. 제 2 하우징 소자(424)는 양호하게는 상기 진공 바아의 좌측에서 최전방 고진공 구멍으로 되는 전방 고진공 구멍(426)을 또한 포함한다. 상기 소자는 고진공 구멍(426)의 후방에서 정렬되는 일련의 저진공 구멍(428)을 또한 포함한다. 추가의 고진공 구멍(430)은 상기 저진공 구멍(428)과 매니폴드(352) 사이에 형성될 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 고진공 및 저진공 구멍은 교차될 수 있고 양호하게는 상기 진공 바아의 이송 방향으로 서로에 대해 정렬될 수 있다. 톱의 전진 및 후진 동작의 장점을 취하기 위해 진공 바아의 위에는 개구들이 분포된다. 상이한 개구들은 진공 바아에 대한 슬러리의 보다 균일한 유동을 촉진하고 진공 압력을 유지한다. 고진공 및 저진공 구멍들은 단일의 대형 개구와, 다시 대형 개구로 이어지는 일련의 소형 개구들 사이에서 교차될 수 있다. 상이한 구멍들의 실제 분포, 형상 및 배치는 이용가능한 진공 또는 흡입, 점도, 바람직한 유속 등을 포함하는 다양한 입력 파라미터에 기초하여 유체 다이나믹스 컴퓨터 프로그램에 의해 결정될 수 있다. 개구들은 또한, 통상적으로 얻어지고, 시스템은 가능한 해법을 개발하기 위해 반복적으로 작동한다. 대부분의 구멍들은 진공 바아의 바닥으로부터 가공면을 향해 아래로 개방되지만, 적어도 하나의 구멍(414)은 수직으로 연장되거나, 개방하거나, 또는 아래쪽 이외의 방향을 향하는 부분(슬롯(418))을 포함한다. 양호한 일실시예에 있어서, 저진공 개구들은 양호하게는 직경이 0.125 in(0.32 cm)(진공 바아 상의 분말 코팅에 필요한 수천분의 1인치 이하)이고 서로 약 0.750 in(1.91 cm) 정도 이격된다. 상기 구멍들은 양호하게는 세 개가 한조로 배열된다. 고진공 구멍의 폭은 양호하게는 0.125 in(0.32 cm)이고, 그 길이는 진공 바아의 길이에 따라 1인치 이하로부터 수 인치까지의 범위로 될 수 있다. 16 in(40.64 cm)의 진공 바아에 대해서, 톱날은 본원에 개시된 시스템과 함께 종래의 톱에 따라 개발된 진공에 필요한 고진공 구멍의 길이를 4 또는 5 in(10.16 또는 12.7 cm) 이상까지 가질 수 있다.

도 8a는 좌측 및 우측 진공 튜브들의 전방 단부와 튜브(362)의 후방 단부를 차단하기 위한 주먹코(bull-nose)형 단부 캡(432)을 도시한다. 상기 주먹코 형상은 절단 중에 생성되는 이송 라인으로 될 수 있는 페블(pebbles) 또는 다른 물체 위로 보다 용이하게 통과하거나 타고 넘는 만곡된 표면(434)을 포함한다. 단부 캡은 진공 바아의 보다 용이한 세정을 위해 제거될 수 있다.

슬러리 재생 및 분리 조립체(320; 도 10 내지 도 13 참조)는 진공 호스(312)로부터 나오는 물에서 공기를 분리시키고, 그에 따라 연마 재료가 공기로부터 제거된다. 양호하게는 공기로부터 제거되는 슬러리 내에 다른 손상 재료가 존재할 수도 있다. 상기 조립체(320)는 양호하게는, 우측 벽(438) 및 전방 출구 벽(440)과 같은 수직으로 연장되는 적어도 두 개의 벽을 포함하는 공기 및 슬러리의 혼합물을 수용하기 위한 유체-밀봉 리셉터클, 컨테이너, 캐니스터 또는 탱크(436)를 포함한다. 상기 두 개의 벽은 수직하게 연장되는 90°각도(442)로 결합되고, 사이클론형 동작을 회전 또는 생성하기 위해 탱크(436) 내부의 공기 및 슬러리의 전위가 감소된다. 상기 우측 벽(438)과 유사한 좌측 벽(444)도 수직하게 연장되며, 전방 출구 벽(440)과 수직하게 연장되는 각도(446)로 결합한다. 좌측 및 우측 벽들은 각각 수직하게 연장되는 각도로 또는 코너(450, 452)에서 개별적으로 후방 입구 벽(448)과 결합한다. 탱크(436)는 그 주변으로 연장되는 지지 플랜지(456)에서 90°각도로 각각의 측벽들과 결합하는 상부 또는 커버(454)에 의해 폐쇄된다. 상기 커버는 탱크의 세정을 위해 용이하게 제거될 수 있다. 탱크(436)는 양호하게는 얼룩을 감소시키기 위해 편평하고 수평한 바닥부를 가지지 않아야 한다. 좌측 및 우측 벽들 사이의 나머지 벽들은 일반적으로 정사각형 또는 직사각형이고, 각각 90°각도로 측벽들과 결합하지만, 입구 또는 출구에 대한 위치의 함수로서 다소 수평하게 또는 수직하게 배열된다.

후방 입구 벽(448)은 탱크(436)의 상당한 높이까지 수직하게 연장된다. 바닥부는 대략 100°각도(460)로 제 1 셸프 플레이트(458)에 결합되어, 액체를 제 1 셸프 플레이트(458)의 아래로 유동시킨다. 제 1 셸프 플레이트(458)는 하부 셸프 플레이트(462)에 대해 경사진다. 제 1 셸프 플레이트(458)와 하부 셸프 플레이트(462)는 슬러리의 상향 얼룩을 최소화하고 슬러리가 수집되는 하부 셸프 플레이트(462)의 바닥부까지 슬러리를 아래로 이동시키기 위해 대략 200°각도로 결합된다. 하부 셸프 플레이트(462)는 펌프 지지 플레이트(464)에서 종료되어 지지되고, 작은 예각인 대략 30°각도(468)로 슬러리 출구 플레이트(466)에 결합된다. 이 각도는 상대적으로 작은 각도이므로, 약 수 인치 정도로 짧은 튜브에 의해 펌프에 밀착되어 연결되는 슬러리 출구(470)를 통해 슬러리가 펌프(328)에 의해 토출될 때까지 비교적 협소한 바닥부에서 슬러리를 효과적으로 보유한다. 슬러리 출구 플레이트(466)는 대략 223°각도(474)로 라이저(riser) 플레이트(472)에 결합하는 위치에서 대략 각도(464)와 동일한 레벨로 상향 및 후방으로 연장된다. 플레이트들(462, 466)간의 임의의 과잉의 물과 슬러리를 유지하는 경향이 있는 스플래시 플레이트 또는 벽이 존재하는 상태에서, 라이저 플레이트(472) 및 후방 입구 벽(448)의 상부와 각도(474) 사이의 탱크의 용적 부분 또는 탱크의 중간 부분의 용적을 증가시키기 위해 각도(474)는 양호하게는 180°이상이다. 상향으로 체적 증가를 제공하고 입구로부터 공기 출구까지 임의의 다이렉트 라인을 해석하는 상태에서, 라이저 플레이트(472)는 양호하게는 얼룩을 최소화하기 위한 수직하게 연장되는 벽을 제공하도록 수직으로부터 약 15°각도로 된다. 라이저 플레이트(472)는 후방 입구 벽(448)로부터 멀리 연장되어, 공기를 슬러리로부터 멀리 및 상향으로 보다 용이하게 이송시킨다.

라이저 플레이트(472)는 대략 249°각도(478)로 상부 셸프 플레이트(476)에 결합한다. 상부 셸프 플레이트(476)는 각도(480)로 결합하는 수직한 전방 출구 벽(440)을 향해 연장된다. 상부 셸프 플레이트(476)는 수직하게 측정했을 때 대략 탱크의 위에서 1/3 지점에 기부를 제공한다. 상기 탱크의 상부 1/3 지점은 양호하게는, 거의 모든 공기 및 극소량의 수분 또는 슬러리를 내포한다. 수직하게 측정했을 때, 대략 탱크의 중간 1/3 지점은 상당한 양의 공기 및 약간의 물 또는 슬러리를 가지게 된다. 수직하게 측정했을 때, 하부 1/3 지점은 양호하게는, 오로지 슬러리만을 가진다. 슬러리의 깊이는 양호하게는, 약 3 내지 3과 1/2 in(7.62 내지 8.89 cm)이다.

상기 탱크는 진공 호스(312)로부터 공기와 슬러리의 혼합물을 수용하여 탱크 내로 유동시키기 위한 입구(482)를 포함한다. 상기 입구는 후방 입구 벽(448)을 통과한다. 입구(482)는 양호하게는, 비교적 강성인 튜브 또는 파이프(484)이고, 라이저 플레이트(472)를 향하는 벽(448)으로부터 90°엘보우(486)까지 상당한 거리로 연장된다. 엘보우(486)는 슬러리를 직하강시키기 위해 하부 셸프 플레이트(462)를 향해 아래를 향하는 개구(490)를 한정하는 벽(488) 내에서 종료한다. 개구(490)는 상부 셸프 플레이트(476) 아래에 위치되므로, 개구(490)와 공기 출구 사이에 공기 유동의 다이렉트 라인은 존재하지 않는다. 입구(482)의 받침대와 개구(490)는 양호하게는, 직경이 2 in(5.08 cm)이고, 분당 약 200 평방피트의 단면적에 의해 공기 대 슬러리의 비율을 대략 3:1로 통과할 수 있다. 개구(490)가 상부 쉘프 플레이트(476; upper shelf plate)의 상당히 아래쪽에 위치하여 물과 슬러리(slurry)가 탱크의 위쪽 1/3 아래로 잘 들어간다. 입구(482; inlet)는 바람직하게는 좌우 측벽의 중간에 있다. 또한, 슬러리는 바람직하게는 입구 플레이트(448; inlet plate)보다 라이저 플레이트(472; riser plate)에 더 가깝게 들어가, 슬러리가 탱크 바닥 및 슬러리 배출구(470)에 도달하기 전까지 가능한한 적게 이동한다. 개구(490)는 바람직하게는 슬러리의 높이(level)보다 충분히 높아서 탱크 바닥에서 슬러리 표면에 요동이 생기지 않으면서 진공 라인(312)에서 계속 진공이 형성되며, 동시에 슬러리가 흡입 바아(suction bar)로부터 입구(482)로 상승되어야 하는 높이가 최소화된다.

제 2의 공기 출구(492)가 탱크(436)로부터 공기를 제거하여 탱크 내에 진공을 형성하며, 이는 흡입 바아(310) 내에 흡입력을 생성하기 위해 진공 호스(312) 내에 진공을 형성한다. 공기 출구(492)는 바람직하게는 측벽들의 중심에 위치하고 공기 출구 벽(440)에 가깝게 위치하며, 탱크 바닥의 슬러리로부터 상당한 거리를 갖도록 위치한다. 공기 출구는 두 개의 측벽 이외의 다른 어떠한 대칭 선 또는 평면에도 위치하지 않아 탱크로부터 제거되는 공기가 공기 유동의 채널(channel)의 일부가 될 가능성을 제거한다. 공기는 탱크를 거쳐 출구에 도달하기까지 상당한 거리를 이동하며, 개구(490)와 출구(492) 사이에 직선의 이동 경로를 갖지 않는다. 출구(492)는 개구(496)를 형성하는 벽(494)을 포함하며, 이 개구는 탱크 상부(454)에 인접한다.

분리 탱크(separation tank)는 탱크 내의 공기의 조직화되지 않은 또는 제어되지 않은 유동과 슬러리를 조직적으로 제어하는 것을 돕는다. 탱크내의 불규칙적인 표면과 불연속적인 벽은 습기와 미립자가 공기 내에 운반되게 하는 경향이 있는 탱크 내에서의 사이클론 형태의 유체 유동을 감소시킨다. 입구는 슬러리 등의 물질의 출구에 가깝게 배치되고, 이러한 물질 유동을 담는 것을 돕는 벽에 인접하게 배치된다. 직선의 또는 포물선 형태의 공기 경로와 공기 유동 채널을 가로막고 탱크 내의 표면들이 대칭이 되는 것을 감소시키고, 탱크 입구 부분 영역으로부터 탱크의 출구 부분으로의 완만한 구배(gradient)의 공기 유동을 조장(encouraging)하여 잔류 스플래쉬(residual splashing)가 최소화된다. 또한, 개구(490)로부터 나오는 공기와 슬러리의 방향 변화량을 최소화시키는 것이 바람직하다. 또한, 개구(490)를 지나 상향으로 흐르는 것(channeling) 또는 집중되는 것(funneling)을 최소화하기 위해 입구의 개구를 주어진 표면으로부터 충분히 이격시켜 배치하는 것이 바람직하다. 입구 위치의 한 바람직한 예로는, 개구(490)로부터 탁 트인 탱크로의 비교적 큰 단면적 변화를 갖게 하고, 공기와 슬러리의 혼합물의 속도를 감소시키는 것이다.

분리 탱크의 적절한 치수의 몇몇 예는 약 24.13cm(9 1/2 in)의 폭과 약 68.58cm(27 in)의 전장(overall length)을 갖는 것이다. 입구 벽은 약 30.48cm(12 in)의 높이를 가지며, 펌프 지지 플레이트(464)로부터 탱크 상부까지의 높이는 약 45.72cm(18 in)이다. 플레이트(440)는 약 12.7cm(5 in)의 높이를 가지고, 플레이트(476)는 약 33.02cm(13 in)의 길이를 갖고 플레이트(472)는 약 20.32cm(8 in)의 길이를 갖는다. 플레이트(466)는 약 10.16cm(4 in)의 길이를 갖고 플레이트(462)는 약 20.32cm(8 in)의 길이를 갖는다. 플레이트(458)는 약 17.78cm(7 in)의 길이를 갖는다. 개구(490)의 중심으로부터 탱크 외측의 파이프의 최외측 지점까지의 입구(482)의 길이는 약 34.29cm(13 1/2 in)이다. 이러한 치수는 낮은 높이 및 큰 체적을 가지며 입구 파이프로부터 탱크까지 비교적 큰 변화(transition)를 갖는 탱크가 되게 한다.

슬러리의 수위가 선택된 수위에 도달했을 때를 알리기 위해, 수위 지시기(level indicator) 또는 범람 알람(overflow alarm; 도시하지 않음)이 포함될 수 있다. 장치에 보다 친숙하게 하고 장치를 사용하기 쉽게 하기 위해 필요에따라 다른 지시기와 안전장치(safety feature)가 포함될 수 있다.

입구 패널(448)에 장착된 신속한 접속(hook-up) 및 차단(disconnect) 접점 및 스위치 박스(500)로부터 펌프(329)로 연장하는 밀봉된 도체(498)에 의해 펌프(328)에 전력이 공급된다. 도체는 패널(466) 내의 밀봉된 개구를 통해 연장한다. 펌프를 시동하거나 또는 정지시키는데 차단 스위치(502; shut-off switch)가 사용될 수 있다.

장착 플레이트(504; 도 13 및 도 14)는 톱(saw)의 측면에 고정될 수 있어, 분리 탱크와 펌프 조립체가 후크(hook)나 또는 다른 브라켓(506)에 의해 톱에 제거가능하게 장착될 수 있다. 플레이트와 후크는 바람직하게는 분리 탱크와 펌프 조립체가 탱크에 대한 무게중심을 유지하는 것을 보장하도록 형성된다.

진공 발생기(322)는 탱크 내에 진공을 형성하기 위한 임펠러(impeller) 또는 팬(510; 도 15 내지 도 17)을 담는 하우징(508)을 포함한다. 상기 팬은 3.08cm(2 in) 직경의 오리피스를 지날 때 16,500 rpm에서 적어도 분당 5.0976 내지 5.2109 입방 미터(분당 180 내지 184 입방 피트) 이상의 유동을 생성할 수 있는 미국, 토네이도(Tornado) 소재의 브로이어 전기(Breuer Electric Mfg.)의 일련번호 12692 임펠러일 수 있다. 상기 팬은 바람직하게는 129.54cm(51 in)의 양정(static water lift)의 등급이다. 팬 챔버 부품 번호(fan chamber part number) 12642와, 팬 챔버 플레이트 부품 번호 11237이 또한 포함되어 있다. 이 팬은 제 2 풀리(514)를 구동하여 결국 팬의 축(516)을 구동하는 풀리(512)를 통해 톱날의 구동축(308)에 의해 구동될 수 있다. 팬의 배출구(518)는 톱날의 구성부품 및/또는 고속 베어링을 냉각시키기 위해 하우징(508)을 향해져 있다.

팬과 두 개의 중간차(中間車, idler; 각각의 구동 벨트 당 하나, 도시하지 않음)는 적절한 지지부에 의해 톱의 프레임(saw frame) 상에 장착, 지지 및 보호되어 있는 각각 두 개의 고속용이며, 수명이 길며, 유효기간 동안 윤활이 되는(lifetime lubricated) 베어링에 의해 각각 지지된다. 베어링들은 양호하게는 16,500 rpm 작동조건 이상의 등급을 갖는다. 바람직한 베어링으로는 29,000 rpm 등급을 갖는 SKF Mfg.사의 번호 6202-2Z/C3HT 베어링이다.

블레이드 가드(314; blade guard)와 같은 공구 가드는 톱 날(도 17) 상에 유체를 분무하거나 또는 톱 날을 보호하기 위한 절삭액 공급 도관 또는 튜브(520; water supply conduit or tube)를 포함한다. 절삭 액은 90도 이외의 각도로 공구에 향해진다. 예를 들어, 절삭 액은 블레이드의 회전-전진하는 측면에 대해 반대방향으로 향하게 할 수 있다. 블레이드의 회전에 대해 반대방향으로 향하게 하면 블레이드의 전방으로 뿌려지는 절삭액의 량이 감소된다. 결과적으로, 절삭 액은 블레이드의 수직선(524)에서 약 3도의 각도에서 반대방향으로 향해진다.

톱 엔진(saw engine)이나 또는 다른 동력 공급원에 의해 구동되는 톱에 진공 발생기를 포함시켜, 톱의 구성요소가 자급식 유닛(self-contained unit)의 일부가 될 수 있다. 진공 발생기는 상이한 톱 날 사이즈, 절삭 속도 등과 같은 다수의 상이한 조건 하에서 작동하여 원하는 진공을 생성할 수 있다. 진공 발생기는 다른 슬러리 수용 부품과 함께 톱에 용이하게 장착 및 탈착될 수 있다. 분리 탱크, 흡입 바아, 펌프 조립체, 블레이드 가드, 진공 호스는 기존의 톱에 용이하게 설치될 수있고, 원한다면 제거될 수 있다. 구성부품들은 키트(kit) 형태로 판매되거나 또는 공장에서 설치되어 판매될 수 있다.

콘크리트 톱 이상의 다른 용도에는 폐기물 수용 및 분리 시스템이 사용될 수 있다. 벽절단 톱(wall saw), 연마 헤드(grinding head)와 코어 드릴은 분진을 만들어 내며, 이 분진들은 상술한 개념 중 하나 이상을 응용하여 수용될 수 있다. 예를 들어, 픽업 소자(pickup element)의 고속 및 저 진공용 개구는 진공압을 보존하고 고 진공 픽업 위치를 선택적으로 배치할 수 있게 한다. 진공 발생기는 원한다면 공구의 구동 부품에 의해 구동될 수 있다. 또한, 진공 발생기의 완전성을 유지하기 위해 슬러리로부터 공기를 분리하기 위해 개발된 개념은 다른 용도에도 적용될 수 있다. 피해를 끼치는 분진 등 오염물질의 피드백 량이 감소될 수 있어, 많은 구성부품의 수명이 연장될 수 있다. 필터는 진공을 감소시키며 항력(drag)을 형성하기 때문에 필수적인 것은 아니다.

지금까지 본 발명의 몇몇 실시예를 설명하였지만, 본 원에서 논의한 개념 또는 본 발명을 벗어나지 않고 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다. 이러한 작업 및 수정은 상기에 명확히 표현되지 않았지만, 본 발명의 진의 및 범위 내에 있다. 따라서, 상술한 설명은 예시만을 위한 것이다.

Claims (32)

1. 고체 입자들을 포함할 수 있는 유체에서 물질들을 채집하기 위한 물질 픽업소자에 있어서,

   제1 하우징 벽을 포함하며 하우징 내에서 채널을 형성하는 다수의 하우징 벽을 포함한 제1 하우징과;

   진공도관을 수용하기 위한 개구를 형성한 벽을 가지며 상기 개구를 상기 제1 하우징의 채널에 유체 흐름이 가능하게 연결하도록 하우징에 장착된 진공 커플링을 구비하고,

   상기 제1 하우징 벽은 물질 픽업소자에 진공이 적용될 때 제1 하우징 벽을 가로지르는 차압이 만들어지도록 제1 하우징 벽을 관통하는 다수의 개구를 형성한 다수의 개구벽을 포함하고, 상기 다수의 개구는 적어도 하나의 저진공 개구와 적어도 하나의 고진공 개구를 포함하는 물질 픽업소자.
2. 제1항에 있어서, 저진공 개구의 제1 세트는 다수의 둥근 개구인 물질 픽업소자.
3. 제1항에 있어서, 고진공 개구의 제2 세트는 다수의 기다란 개구인 물질 픽업소자.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 하우징은 제1 부분 및 등 부분을 포함하고, 고진공 개구의 제2 세트의 적어도 하나의 그룹은 저진공 개구제1 세트 보다 제1 부분에 더 가까이 배치되는 물질 픽업소자.
5. 제4항에 있어서, 고진공 개구의 제2 세트와 저진공 개구제1 세트가 교대로 배치된 그룹을 추가로 포함하는 물질 픽업소자.
6. 제1항에 있어서, 제1 하우징 소자는 제1 방향으로 연장하고, 상기 픽업소자는 상기 제1 하우징 소자와 유체 흐름이 가능하며 제1 방향으로 연장하는 제2 하우징 소자를 추가로 포함하는 물질 픽업소자.
7. 포석(pavement) 및 다른 물질들을 절단하기 위한 톱에 있어서,

   아래로 연장하는 톱 블레이드와, 상기 톱 블레이드를 구동하는 드라이브와;

   블레이드의 작동에 의해 생산되는 물질을 채집하기 위해 블레이드에서 이격된 진공소자를 포함하고, 상기 진공소자는 아래로 개방되어 있는 2세트의 개구를 형성한 벽들을 포함하고, 개구들의 각 세트는 다른 형상을 갖는 톱.
8. 제7항에 있어서, 상기 진공소자는 블레이드의 적어도 한 측면에서 연장하는 진공 바아와, 아래 방향 이외의 방향으로 연장하는 개구를 형성한 제2 벽을 가진 제2 진공소자를 포함하는 톱.
9. 제8항에 있어서, 상기 제2 진공소자는 톱 블레이드 뒤에 배치되는 톱.
10. 제8항에 있어서, 상기 제2 진공소자의 제2 벽은 블레이드를 향하는 방향으로 개방되어 있는 톱.
11. 제10항에 있어서, 상기 제2 진공소자는 아래로 개방되어 있는 보조 개구를 형성한 보조벽을 포함하고, 상기 보조 개구와 제2 벽이 연결되어 있는 톱.
12. 제8항에 있어서, 톱 블레이드의 제2 측면에서 연장하는 제2 진공 바아와, 블레이드 뒤에 있는 제3 진공 바아를 추가로 포함하고, 상기 제1 및 제2 진공 바아 각각은 2세트의 개구를 포함하고, 한 세트는 저진공 세트이고, 다른 세트는 고진공 세트인 톱.
13. 제12항에 있어서, 개구의 제1 세트의 형상은 길게 연장되고(elongate), 개구의 제2 세트의 형상은 둥근(round) 모양인 톱.
14. 제13항에 있어서, 톱은 전진방향을 포함하고, 제1 및 제2 진공 바아는 둥근 개구의 전방에서 기다란 개구를 포함하는 톱.
15. 제14항에 있어서, 상기 제3 진공 바아는 기다란 개구만을 포함하는 톱.
16. 제15항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 진공 바아는 접합부에서 유체 흐름이 가능하게 연결되고, 상기 접합부는 단지 길게 연장하는 개구를 포함하는 톱.
17. 톱 블레이드용 블레이드 가드에 있어서,

    톱 블레이드를 측벽들사이에 수용하기 위한 제1 및 제2 측벽과;

    상기 제1 측벽과 제2 측벽 사이로 연장하는 상부벽과;

    유체를 블레이드를 향해 분사하기 위해 제1 및 제2 측벽들 중 적어도 하나를 따라 연장하는 물 공급도관을 포함하고,

    상기 도관은 유체를 블레이드를 향해 분사하기 위한 개구를 형성한 적어도 하나의 벽을 포함하고, 상기 개구는 블레이드에 대해 90도 이외의 각도로 블레이드를 향해 연장하는 축선을 포함하는 블레이드 가드.
18. 제17항에 있어서, 상기 각도는 약 3도인 블레이드 가드.
19. 제18항에 있어서, 블레이드 가드는 전방부와 후방부를 가지며, 유체는 약간 후방으로 분사되는 블레이드 가드.
20. 제17항에 있어서, 블레이드 가드는 전방부와 후방부를 가지며, 상기 축선의각도는 유체가 약간 후방으로 분사되도록 되어 있는 블레이드 가드.
21. 공기와 유체를 분리하기 위한 분리시스템에 있어서,

    공기와 제2 유체의 조합물을 수령하며, 수직 연장 각도에서 접합하는 적어도 2개의 수직 연장벽을 포함하는 밀폐형 리셉터클(fluid-tight receptacle)과;

    공기와 제2 유체의 조합물을 수령하며, 공기와 제2 유체의 조합물을 상기 리셉터클로 흘러가도록 허용하는 입구와;

    상기 리셉터클로부터 제2 유체를 통과시키는 제1 물질 출구와;

    공기를 리셉터클로부터 통과시키는 제2 출구를 포함하는 분리시스템.
22. 휴대용 절삭기 또는 드릴링 머신을 위한 유체 분리시스템에 있어서,

    공기와 제2 유체의 조합물을 수령하며, 수직 연장 각도에서 접합하는 적어도 2개의 수직 연장벽을 포함하는 리셉터클과;

    공기와 제2 유체의 조합물을 수령하며, 공기와 제2 유체의 조합물을 상기 리셉터클로 흘러가도록 허용하는 입구와;

    상기 리셉터클로부터 제2 유체를 통과시키는 제1 물질 출구와;

    공기를 리셉터클로부터 통과시키는 제2 출구를 포함하는 유체 분리시스템.
23. 제22항에 있어서, 상기 제2 출구는 오프 센터링되는 유체 분리시스템.
24. 제22항에 있어서, 상기 제2 출구는 센터링되는 유체 분리시스템.
25. 제22항에 있어서, 상기 입구 개구는 리셉터클에 대해 거의 수직으로 센터링되는 유체 분리시스템.
26. 제22항에 있어서, 상기 입구 개구는 리셉터클에 대해 거의 횡으로 센터링 되는 유체 분리시스템.
27. 제22항에 있어서, 상기 입구는 제1 출구 위로 센터링 되는 유체 분리시스템.
28. 제22항에 있어서, 제1 레벨에서 수평 연장벽에 의해 분리되는 2개의 수직 연장 벽을 부가로 포함하며, 상기 입구 개구는 상기 제1 레벨 아래에 위치하는 유체 분리시스템.
29. 제22항에 있어서, 상기 입구는 제1 수직 연장벽으로부터 상기 제1 수직 연장벽과 마주하는 제2 수직 연장벽을 향해 연장하며, 상기 제1 벽보다는 제2 벽에 더욱 근접해 있는 개구를 갖는 유체 분리시스템.
30. 제22항에 있어서, 상기 제2 출구는 상부와 접해있는 유체 분리시스템.
31. 제22항에 있어서, 상기 제1 출구는 표면과 접해있으며, 상기 면은 리셉터클의 다른 면과 예각을 형성하는 유체 분리시스템.
32. 휴대용 절삭기 또는 드릴링 머신을 위한 유체 분리시스템에 있어서,

    공기와 제2 유체의 조합물을 수령하며, 수직 연장 각도에서 접합하는 적어도 2개의 수직 연장벽을 포함하며, 상부로부터 하부에 걸친 최대 높이를 갖는 리셉터클과;

    공기와 제2 유체의 조합물을 수령하며, 공기와 제2 유체의 조합물을 상기 리셉터클로 흘러가도록 허용하며, 또한 상기 리셉터클의 상부보다는 리셉터클의 하부에 더욱 근접되어 있는 입구를 위한 개구를 한정하는 벽을 갖는 입구와;

    상기 리셉터클로부터 제2 유체를 통과시키는 제1 물질 출구와;

    공기를 리셉터클로부터 통과시키는 제2 출구를 포함하는 유체 분리시스템.