KR200363043Y1 - 콘 크라셔 - Google Patents

Abstract

본 고안은 부피가 큰 돌을 파쇄시켜 일정한 크기의 모래를 만드는 콘 크라셔에 있어서 파쇄 부분인 맨틀과 콘케이브의 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 골재를 분쇄하는 과정에서 마찰에 의하여 맨틀이 마모됨에 따라 맨틀과 콘케이브간의 간격이 이격되어 분쇄효과가 저하됨을 방지하기 위하여 맨틀에 수직으로 끼워진 엑센트릭축은 엑센트릭슬리브의 중심과 소정 간격으로 편심되도록 구성되어져 골재의 분쇄력을 높이도록 함과 동시에 맨틀과 콘케이브의 사이 간극에 상부파쇄실과 하부파쇄실을 구비하여, 투입된 원료가 상부파쇄실에서 일정한 양으로 균등하게 혼합되어 입자간에 1차 파쇄작용을 일으키게 하고, 상부파쇄실에서 1차 파쇄된 잔 골재는 하부파쇄실로 투입되어 미립자의 상호충격과 압력에 의해 미세하게 파쇄되는 2차 파쇄작용을 일으키게 함으로써 기존 제품보다 생산성이 개선되어 양질의 모래를 대량생산할 수 있으며 작동라이나의 마모를 줄여 소모부품의 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다

Description

콘 크라셔{Cone crusher}

본 고안은 부피가 큰 돌을 파쇄시켜 일정한 크기의 모래를 만드는 콘 크라셔에 관한 것으로서, 특히 맨틀에 수직으로 끼워진 엑센트릭축은 엑센트릭슬리브의 중심과 소정 간격으로 편심되도록 구성되어져 골재의 분쇄력을 높이도록 함과 동시에 콘 크라셔의 파쇄 부분인 맨틀과 콘케이브 사이의 간극에 상부파쇄실과 하부파쇄실을 구비하여 상부파쇄실에 투입된 원료가 일정한 양으로 균등하게 혼합되어 입자간에 1차 파쇄작용을 일으키게 하고, 1차 파쇄된 잔 골재가 하부파쇄실로 투입되어 상호충격과 압력에 의해 미세하게 2차 파쇄되어 양질의 모래를 대량생산할 수 있도록 한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 콘 크라셔는 멧돌 방식의 파쇄 장치로서 암석이 호퍼 입구에서 파쇄실 내 원추방향으로 균일하게 투입되면 맨틀(40)의 스윙에 의해서 콘케이브(20)와 맨틀(40)의 좁은 틈새에서 콘 크라셔의 특징인 엑센트릭축(50)의 편심회전 운동에 의해 마찰작용, 굽힘작용, 전단작용, 압축작용 등이 동시에 이루어지는 분쇄기이다.

즉, 엑센트릭축(50)의 편심회전운동이 콘케이브(20)와 맨틀(40)의 간격을 변화시켜, 상부몸체(10)의 호퍼(110)로 원석을 투입하면 하부몸체(30)의 상기 콘케이브(20)와 맨틀(40) 사이 파쇄실에서 압축력에 의해 천천히 부수어 배출장치로 빠져나가는 동안 파쇄와 마모작용을 거쳐 모래로 가공되어 배출되게 하는 것이다.

그러나, 종래의 콘 크라셔의 구조는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 파쇄실을 이루는 콘케이브(20)와 맨틀(40)의 간극이 단순히 아래로 내려갈수록 점차적으로 폭이 좁아지도록 형상으로 되어 있어 입자간 상호 파쇄동작은 적게 발생된다.

따라서, 거의 원료는 콘케이브(20)와 맨틀(40)의 직접적인 마찰에 의해 파쇄동작이 일어나게 되므로 콘케이브(20)와 맨틀(40)의 마모가 빠르게 진행되고, 균열 또는 파손에 의해 자주 교체해 주어야 하므로 경제적으로 많은 비용이 발생되는 문제점이 있었으며, 마모된 콘케이브(20)와 맨틀(40)의 교체작업으로 인한 작업중단을 초래하게 되어 작업시간을 지연시키게 되고 생산성을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 구조의 콘 크라셔는 커다란 암석을 급히 작게 부수기 때문에 건설현장에서 필요한 레미콘이나 아스팔트 포장에 사용되는 입자가 큰 골재를 생산하면서 그 부산물로 일부 모래를 생산할 수 있으나 그 생산량이 극히 미약하여 비효율적이고, 입도가 작고 균일한 형태의 모래를 생산하기 위해서는 다시 재분쇄해야 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 맨틀에 수직으로 끼워진 엑센트릭축은 엑센트릭슬리브의 중심과 소정 간격으로 편심되도록 구성되어져 골재의 분쇄력을 높이도록 함과 동시에 콘 크라셔의 맨틀과 콘케이브의 내부 간격의 형태를 상부파쇄실과 하부파쇄실로 나뉘도록 구성한 것으로, 투입된 암석이 상부파쇄실에서 일정한 양으로 균등하게 혼합되면서 입자간 1차 파쇄작용을 일으키고, 1차 파쇄된 암석은 하부파쇄실로 일정하게 양이 공급되어 강력한 충격 압축 파쇄작용으로 미세하게 2차 파쇄가 일어나서 높은 파쇄효율을 얻을 수 있으며, 입자간의 상호파쇄 작용이 활발하게 발생하여 콘케이브와 맨틀의 마모가 작아 생산비용을 절감할 수 있는 콘 크라셔를 제공할 수 있다.

또한, 엑센트릭의 편심각도 및 상부라이나, 하부라이나의 변화에 의해 움직임이 크고 완만한 경사의 맨틀은 작은 셋팅에서 셋팅상태가 항상 일정하게 유지되므로 제품의 입자 형상이 양호하여 파쇄 제품의 품질이 획기적으로 개선된 모래의 대량생산이 가능한 콘 크라셔를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 콘 크라셔의 구조를 나타낸 단면도

도 2는 본 고안에 따른 콘 크라셔의 구조를 나타낸 단면도

도 3은 본 고안에 따른 맨틀 및 콘케이브의 결합구조를 나타낸 사시도

도 4는 도 3의 단면도

도 5는 본 고안에 따른 맨틀 및 콘케이브의 결합구조를 나타낸 요부단면도

도 6은 도 5의 사용상태도

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10. 상부몸체 20. 콘케이브

30. 하부몸체 40. 맨틀

50. 엑센트릭축 60. 처짐방지수단

70. 구동수단 100. 상부파쇄실

110. 호퍼 200. 하부파쇄실

210. 엑센트릭 슬리브 220. 스프링

230. 볼트 240. 종동베벨기어

310. 상단파쇄면 410. 하단파쇄면

500. 모래 710. 스핀들

720. 풀리 730. 구동베벨기어

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 콘 크라셔는 원석이 호퍼를 통해 상부몸체의 내측에 구비된 맨틀과 콘케이브 사이로 투입되도록 구성하고, 하부 몸체에 구비된 구동베벨기어의 구동력이 엑센트릭축에 형성된 종동베벨기어를 통해 맨틀을 회전시켜 원석을 분쇄시키도록 구성된 콘 크라셔에 있어서, 내측면은 다단의 기울기를 갖는 경사면을 구성하되 호퍼입구에서 아래로 내려갈수록 점점 넓어지는 원형의 다단 경사면을 구성하고, 하단은 외측으로 120˚이상 급경사진 상단파쇄면이 형성된 콘케이브와; 중심은 엑센트릭축에 고정되고, 상단은 원추형으로서 상면이 상단에서 아래로 내려갈수록 완만한 다단의 경사면을 형성하고, 하단은 소정의 높이를 갖는 요부를 굴곡지게 돌출 형성하되 그 상단은 평면인 하단파쇄면이 형성된 맨틀; 로 구성되어 상기 콘케이브의 상단파쇄면과 맨틀의 하단파쇄면이 시작되기 이전의 사이공간은 상부파쇄실을 이루고, 상기 콘케이브의 상단파쇄면과 맨틀의 하단파쇄면이 형성하는 사이공간은 하부파쇄실을 이루도록 하여 입자물의 파쇄가 양호히 이루어지게 한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 콘 크라셔는 상기 맨틀의 경사면은 30 내지 35˚의 기울기를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 콘 크라셔는 상기 콘케이브의 상단파쇄면과 맨틀의 하단파쇄면의 간극이 이루는 각도는 15 내지 20˚의 기울기를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 콘 크라셔는 상기 맨틀에 수직으로 끼워진 엑센트릭축은 엑센트릭 슬리브의 중심과 소정 간격으로 편심되도록 구성됨이 바람직하다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참고하면서 본 고안의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 고안에 따른 콘 크라셔의 구조를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 고안에 따른 맨틀 및 콘케이브의 결합구조를 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 3의 단면도이며, 도 5는 본 고안에 따른 맨틀 및 콘케이브의 결합구조를 나타낸 요부단면도이며, 도 6은 도 5의 사용상태도를 각각 나타낸 것이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 고안에 따른 콘 크라셔는 파쇄부부인 콘케이브(20)와 맨틀(40)의 사이 간극이 상부파쇄실(100)과 하부파쇄실(200)로 구분되도록 그 형상을 개량한 것으로서, 콘(cone)모양의 파쇄실을 이루는 상부몸체(10) 및 하부몸체(30)와, 맨틀(40)이 고정된 엑센트릭축(50)과, 엑센트릭축(50)의 처짐을방지하는 처짐방지수단(60) 및 콘케이브(20) 그리고 구동수단(70)으로 구성된다.

상기 상부몸체(10)는 양측이 상하부에서 중앙을 향하여 소정의 기울기(안식각)를 갖는 중공형태로 형성된 것으로서, 상부는 원석이 투입되는 호퍼(110)가 형성되어 있고, 하부는 내부가 비워져 있는 콘(cone)형상의 콘케이브(20)가 고정되는 형태를 취하도록 구비되어 있다.

상기 호퍼(110)의 안식각은 35˚ 이하의 각도가 흐름성이 좋다.

상기 콘케이브(20)의 내측면은 다단의 기울기를 갖는 경사면을 구성하되, 호퍼(110)입구에서 아래로 내려갈수록 원형의 다단 경사면을 구성하고, 콘케이브(20)의 하단 제품배출구에서는 외측으로 120˚이상 급경사진 상단파쇄면(210)을 갖는다.

상기 하부몸체(30)는 상부가 개방된 형태를 취하도록 형성되어 있으며, 그 중앙에는 하단이 폐쇄된 형태를 갖는 엑센트릭 슬리브(310)가 삽입되어 있고, 엑센트릭 슬리브(310)의 가운데 부분에는 후술하는 구동수단(70)의 스핀들(710)이 수평방향으로 회전 가능하게 구비되어 있다.

또한, 상기 하부몸체(30)는 가장 자리의 양측에 스프링(320)과 볼트(330)로 상기 상부몸체(10)의 하단에 고정되어 분쇄과정에서 발생되는 진동을 흡수하도록 구비되어 있다.

상기 맨틀(40)은 구동수단(70)으로부터 전달받은 구동력에 따라 연동되는 과정에서 호퍼(110)를 통해 투입된 원석을 콘케이브(20) 표면으로 가압시켜 파쇄시키는 기능을 갖도록 구비되어 있다.

이를 위해, 상기 맨틀(40)의 형상은 엑센트릭축(50)에 고정되고, 원추형으로서 상단에서 아래로 내려갈수록 완만한 경사면(405)을 다단으로 형성시키고, 맨틀(40)의 하단 제품배출구에서는 돌출된 하단파쇄면(410)이 형성된다.

여기서, 상기 경사면(405)은 30 ~ 35˚의 기울기를 갖도록 형성되어 있다.

따라서, 본 고안에 따른 컨 크라샤는 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 콘케이브(20)의 상단파쇄면(210)과 맨틀(40)의 하단파쇄면(410)이 시작되기 이전의 사이공간은 상부파쇄실(100)을 이루고, 상기 콘케이브(20)의 상단파쇄면(210)과 맨틀(40)의 하단파쇄면(410)이 형성하는 사이공간은 하부파쇄실(200)을 이루도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 맨틀(40)의 하단부에 형성된 하단파쇄면(410)은 소정의 높이를 갖는 요부를 굴곡지게 돌출 형성하되 그 상단은 평면이 되도록 하며, 이러한 요부는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 콘케이브(20)의 상단파쇄면(210)과 이루는 각도가 약 10 ~ 25˚의 기울기를 갖도록 형성되어 있다.

이러한 기울기는 15 ~ 20˚의 기울기를 갖도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 상기 하부파쇄실(200)의 경사면은 경사 각도가 상부파쇄실(100)에서 내려보내는 원료의 안식각에 비해 매우 작아서 원료의 흐름은 맨틀(40)의 움직임에 의해 제어된다.

상기 엑센트릭축(50)은 중앙 상부측으로 고정된 맨틀(40)이 콘케이브(20)의 내측면과 일정한 간격이 유지되는 가운데 이를 일정속도(560rpm) 이상으로 회전시키도록 하는 것으로서, 회전하는 과정에서 진동이 발생되는 것을 방지하도록 하기위해 그 상단은 상부몸체(10)에 회동가능하게 고정되어 있으며, 하단은 후술하는 엑센트릭 슬리브(310)에 삽입된 상태로 역시 회동 가능하게 구비되어 있다.

또한, 엑센트릭 슬리브(310)의 상단이 위치하는 엑센트릭축(50)에는 엑센트릭 슬리브(310)와 엑센트릭축(50)을 동시에 연결하는 종동베벨기어(240)가 고정되어 있다.

그리고, 상기 엑센트릭 슬리브(310)는 엑센트릭축(50)과 그 중심이 소정의 간격을 갖는 테이퍼를 형성하여 편심이 되도록 구비되어 있고, 도 2에 도시된 바와 같이, 그 편심량은 약 5 ~ 28mm 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 처짐방지수단(60)은 원석이 콘케이브(20)와 회전하는 맨틀(40)사이에서 분쇄되는 과정에서 발생되는 파쇄압력과 그 자중에 의해 콘케이브(20)와 맨틀(40) 사이의 간격이 변화되는 것을 방지하는 기능을 갖는 것으로서, 미도시한 오일펌프로부터 공급 파이프를 통해 유입되는 오일에 따라 보텀 커버의 내부에 형성된 다수개의 트러스트 플에이트가 엑센트릭 슬리브(310)를 포함하는 엑센트릭축(50)을 상부로 밀어 올리도록 구성되어 있다.

상기 구동수단(70)은 미도시한 모터에 연결된 벨트를 통해 회전력을 전달받는 풀리(720)와 풀리(720)에 연결된 스핀들(710) 및 스핀들(710)의 자유단부에 고정된 구동베벨기어(730)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 고안에 따른 콘 크라셔를 이용하여 모래를 제조하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 미도시한 구동수단(70)에 의한 구동모터로 전원이 인가됨과 동시에 벨트에 의해 풀리(720)가 회전하면서 이와 연결된 스핀들(710)이 연동을 하게 되며 그 단부에 고정된 구동베벨기어(730)가 종동베벨기어(240)를 회전시키게 된다.

다음, 종동베벨기어(240)의 회전에 따라 엑센트릭 슬리브(310)가 회전을 하면서 그 내부에 삽입된 엑센트릭축(50)이 같이 회전을 하게 됨으로써, 그 상부에 고정된 맨틀(40)이 일정한 속도로 연동된다.

이때의 회전속도는 기존의 편심량에 비해 다소 적은 5 ~ 28mm 이하로 구성되어 있음으로써, 560rpm 이상으로 회전시킬 수 있게 된다.

이러한 상태에서 원석을 호퍼(110)를 통해 투입하면 상부몸체(10)의 상부에 형성된 경사진 안내면을 따라 중앙으로 이동하면서 회전하고 있는 맨틀(40)의 상부로 낙하된다.

다음, 도 6에 도시된 바와 같이 맨틀(40)의 상부로 낙하된 원석은 콘케이브(20)와 맨틀(40)의 상단으로 형성된 상부파쇄실(100)에서 균등하게 혼합되면서 틈새에서 마찰작용, 굽힘작용, 전단작용, 압축작용 등이 동시에 이루어져 파쇄되며, 또한 파쇄된 골재 입자간의 1차 파쇄작용에 의해 잔 골재로 부서지게 된다.

이렇게 1차 파쇄된 작은 입자의 골재는 콘케이브(20)의 상단파쇄면(210)과 맨틀(40)의 하단파쇄면(410)이 이루는 낮은 경사면을 따라 하부파쇄실(200)로 이동하면서 연쇄적인 파쇄가 일어나게 된다.

상기 하부파쇄실(200)에서는 매우 낮은 경사각도에 의한 강력한 파쇄작용으로 미세하게 2차 파쇄가 일어나게 된다.

이와 같이 하부파쇄실(200)에서 작은 입자의 골재는 작은 크기로 계속해서파쇄되고, 모래알 크기로 파쇄된 골재는 더 이상 파쇄되지 않고 엑센트릭축(50)의 각도의 변화에 따라 각도가 작으면 제품의 피딩현상으로 하부파쇄실(200) 내에 머무르다 엑센트릭축(50)의 각도가 크게 되면 제품이 급속히 빠져나가게 되어 모래가 생산되는 것이다.

따라서, 본 고안에 따른 콘 크라셔는 투입된 원료가 경사각도가 큰 상부파쇄실(100)에서 경사각도가 작은 하부파쇄실(200)로 통과됨으로써 단위 밀도가 점점 증가하게 되고, 이와 같이 고밀도에 의해 골재 입자간 회전 마찰 파쇄가 발생하고 골재의 깍임 현상에 의해 둥근 입방 형상의 제품이 생산되어 재생골재의 입형이 개선되는 것이다.

또한, 입자간의 상호파쇄 작용이 활발하게 발생하여 콘케이브(20)와 맨틀(40)의 마모가 작아 소모부품 비용을 1/10 정도로 절감할 수 있다.

이상에 있어서 본 고안에 따른 콘 크라셔에 체결되는 맨틀 및 콘케이브의 구조는 모래를 효율적으로 생산할 수 있도록 하기 위한 것으로, 기타 구조나 회전장치를 위한 동력연결구조 및 외적으로 표현되는 프레임의 구조 등은 다양한 형태로 변경하여 실시가능하며, 본 고안은 그러한 실시형태를 배제하지 않는다.

전술한 내용은 후술할 고안의 실용신안등록청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 고안의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다.

본 고안의 실용신안등록청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다.

개시된 본 고안의 개념과 특정 실시예는 본 고안과 유사한 목적을 수행하기위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음을 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 고안에서 개시된 고안의 개념과 실시예가 본 고안의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 실용신안등록청구범위에서 기술한 고안의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안에 따른 콘 크라셔에 체결되는 맨틀 및 콘케이브의 구조는 호퍼로 투입된 원료가 상부파쇄실에서 일정한 양으로 균등하게 혼합되어 입자간 1차 파쇄작용을 일으킴으로 작동라이나의 마모가 작아 비용을 절감할 수 있으며, 1차 파쇄된 골재는 하부파쇄실로 일정하게 양이 공급되어 상부라이나와 하부라이나의 강력한 충격 압축 파쇄작용으로 미세하게 파쇄되어 높은 파쇄 효율을 얻을 수 있고, 또한 입자간의 상호파쇄로 제품의 입자 형상이 양호하여 파쇄 제품의 품질이 획기적으로 개선된 양질의 모래를 대량생산할 수 있도록 한 것이다.

Claims (4)

1. 원석이 호퍼를 통해 상부몸체의 내측에 구비된 맨틀과 콘케이브 사이로 투입되도록 구성하고, 하부 몸체에 구비된 구동베벨기어의 구동력이 엑센트릭축에 형성된 종동베벨기어를 통해 맨틀을 회전시켜 원석을 분쇄시키도록 구성된 콘 크라셔에 있어서,

   내측면은 다단의 기울기를 갖는 경사면을 구성하되 호퍼입구에서 아래로 내려갈수록 점점 넓어지는 원형의 다단 경사면을 구성하고, 하단은 외측으로 120˚이상 급경사진 상단파쇄면이 형성된 콘케이브와;

   중심은 엑센트릭축에 고정되고, 상단은 원추형으로서 상면이 상단에서 아래로 내려갈수록 완만한 다단의 경사면을 형성하고, 하단은 소정의 높이를 갖는 요부를 굴곡지게 돌출 형성하되 그 상단은 평면인 하단파쇄면이 형성된 맨틀;

   로 구성되어 상기 콘케이브의 상단파쇄면과 맨틀의 하단파쇄면이 시작되기 이전의 사이공간은 상부파쇄실을 이루고, 상기 콘케이브의 상단파쇄면과 맨틀의 하단파쇄면이 형성하는 사이공간은 하부파쇄실을 이루도록 하여 입자물의 파쇄가 양호히 이루어지게 한 것을 특징으로 하는 콘 크라셔.
2. 제1항에 있어서,

   상기 맨틀의 경사면은 30 내지 35˚의 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 콘 크라셔.
3. 제1항에 있어서,

   상기 콘케이브의 상단파쇄면과 맨틀의 하단파쇄면의 간극이 이루는 각도는 15 내지 20˚의 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 콘 크라셔.
4. 제1항에 있어서,

   상기 맨틀에 수직으로 끼워진 엑센트릭축은 엑센트릭 슬리브의 중심과 소정 간격으로 편심되도록 구성됨을 특징으로 하는 콘 크라셔.