KR20040004527A - 중량측정장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 벌크 원료, 특히 미세분말 형태의 가연물의 연속적인 중량측정 동안에 향상된 측정정밀도를 위한 중량측정장치를 제공하는 것이다. 이를 달성하기 위하여, 2개의 중량측정 회전자(3, 23)가 하나가 다른 하나의 위에 있도록 동축으로 배치되며, 중간개구 또는 배출구(7, 37)가 보충하는 방식으로 배치되어 있다.

Description

중량측정장치{DOSING DEVICE}
그러한 종류의 중량측정장치는 출원인의 WO 98/50764로 이미 공지되어 있다. 여기에서, 중량측정 회전자(dosing rotor)는 시멘트 발화과정(cement burning process)에서 특히 드럼형 노(drum type furnace)용 표시등(navigation lights)을 고려한 것인데, 이 표시등은 원칙적으로 방사모양으로 뻗어 있는 구동체 브릿지 (lathe dog bridge)에 의해 다수의 작은 챔버로 분할되어 있다.
비록 이 장치가 큰 용적의 벌크 재료에 적합한 것일지라도, 보다 미세한 먼지형태(dustlike)의 벌크 재료의 경우에 바로 다음의 홀링 기어(hauling gear)들을 비우거나 혼합할 때 문제가 될 수 있다. 특히, 만약에 벌크 재료가 벙커 속에서 액체화되고 그로 인하여 중량측정장치의 배출측에서의 압력보다도 투입측의 압력이 더 높아지는 그러한 벌크 원료의 경우에, 소위 발포(blasting), 즉 통제되지 않은 반출(conveying)이 생길 수 있습니다. 회전하고 있는 회전자와 정지 상태의 용기케이스의 부분 사이에 나타나는 그러한 종류의 현상은 운반장애를 야기하고 측정정확도에 상당히 큰 차이를 야기할 수 있다. 게다가, 특히 큰 회전자 지름이나 회전자의 훨씬 더 높은 회전속도를 고려하지 않으면, 이로 인하여 회전자의 구동체 용적(lathe dog volume)은 상대적으로 작아진다.
본 발명은 청구항 1의 개념적 특징에 따라 주입 가능한 물질을 연속해서 중량계에 의해 측정하기 위한 중량측정장치에 관한 것이다.
도 1은 중량측정장치(dose device)의 평면도이다.
도 2는 중량측정 장치(dose device)의 측면도이다.
도 3은 중량측정 장치(dose device)의 단면이다.
이에 따라, 본 발명의 목적은 가능한 작동능력과 정확도를 고려한 포괄적인 중량측정장치(dose device)를 개선하고자 하는 것이다.
이 목적은 청구항 1의 특징부에 따른 중량측정장치에 의해 달성된다.
이 중량측정장치를 통해 계속 움직이는 원료의 흐름(material stream)이 360°(경우에 따라서는 그보다 더 많다)의 긴 측정구간 이상을 차지하게 되기 때문에, 서로 잘못 옮겨진 배출구(emptying outlet)들이 장착된 케이스에 두 번째(그리고 경우에 따라서는 세 번째나 네 번째) 중량측정 회전자(dosing rotor)의 동축(同軸) 배치를 통해 운반된 벌크 원료(bulk material)의 통제되지 않은 발포(blasting)는 제거된다.
게다가, 이로 인하여 통제된 압력억제(pressure suppression)는 특히 두 가지 중량측정 회전자(dosing rotor)에 상이한 케이스 용적(case volumes)이 존재하면, 달성된다. 즉, 두 번째(그리고 경우에 따라서는 그 다음의) 중량측정 회전자 (dose rotor)에서 케이스 용적이 첫 번째의 경우에서보다도 더 크다면, 압력억제가 달성된다는 것이다. 만약, 두 번째 중량측정 회전자(dosing rotor)가 운반방향으로 향하여 있는 첫 번째 회전자(rotor) 보다도 더 높은 회전속도로 운전되면, 비슷한 효과가 달성될 수도 있다. 그리하여 먼지형태(dustlike)의 벌크 원료들도, 특히 시멘트 생산을 할 때 또는 시멘트를 가득 채울 때에도 드럼형 노(drum typefurnace)의 연료로 사용하기 위해 상당히 정확하게 분량이 측정된다. 360°이상 두 가지(또는 그 이상의) 혼합된 영역으로 운반함으로써 총체적으로 상승된 장-단시간 정확도가 달성된다. 그 이유는 매번 상대적으로 긴 분량측정 구간에 있는 벌크(bulk)는 경우에 따라서는 여러 번 비중계에 의해 파악되고 그에 따라 저장탱크 (store tank)에서 나오는 필요한 추가 운반이 보다 더 정확하게 조정될 수 있기 때문이다.
이때에 원하는 밀도효과(density effect)를 목표로 하기 위해서 우선적으로 이행하면 상부의 중량측정 회전자(dosing rotor)는 케이스에 꼭 들어맞는다. 반면에, 하부의 중량측정 회전자(dosing rotor)는 균열정도가 큰 압력이 경감된 중량측정 회전자(dosing rotor)들이 중량측정회전자의 뚜껑 표면{브릿지 벽(bridge wall) } 쪽으로 회전할 수 있도록 케이스에 꼭 들어맞는다.
원료 내지는 압력관계들이 필요할 때는, 세 개 또는 네 개의 중량측정 회전자(dosing rotor)들이 540° 내지는 720°의 측정구간이 가능하지만, 두 가지 (또는 그 이상의) 영역을 넘어 두 번째 배출구(emptying outlet)에까지 이어지는 측정구간은 우선적으로 대략 360° 정도의 각도 이상이 된다. 그러나, 만약 예를 들어 90° 또는 120°의 순환각도에서 두 가지 회전자들(rotors) 사이의 중간 개구부 (intermediate outlet)가 주입구(charging door)에서부터 배치된다면, 폐물 (discharging)은 이미 270° 또는 180°의 지난 다음에도 발생할 수 있다.
목적에 따라 계속해서 형성하면, 표준화 원칙에 따라 구동체 브릿지(lathe dog bridge)들이 장착된 중량측정 회전자들(dosing rotors)이 즉각적으로 만들어져있어서, 회전운동을 할 때 벌크 원료(bulk materials) 궤도(train)가 발포되는 경향 없이 운반될 수 있다.
본 발명의 더욱 향상된 점은 종속 청구항의 대상이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 도 1에서, 중량측정장치(1)가 나타나 있는 바, 이는 원칙적으로 케이스(4) 내에서 회전하고 있는 서로 중첩하여 상하로 배치된 두 개의 중량측정 회전자(dosing rotor)(3 및 33)(도 3 참조)로 구성되어 있다. 이 케이스는 주입구(charging door)(5)와 그 아래 놓여 있는 배출구(emptying outlet)(37)에까지 완전히 닫혀 있다. 하나의 긴, 일점쇄선으로 윤곽만 예시된 측정구간(2)이 여기서는 대략 360°이상으로 될 정도로 주입구(5)와 그 아래 놓여 있는 배출구(37)(도 2와 3 참조)는 여기에 있어서는 겹쳐서 배치되어 있다(도 3 참조). 그런데, 이 경우 대략 180°의 순환각도에서 중량측정 회전자(3과 33)라는 두 개의 챔버 사이에는 중간 개구부(intermediate outlet)(7)가 미리 마련되어 있다.
주입구(5)에는 잠금막대(6)가 오도록 배치되는데, 이 잠금막대는 그 위치가 열려진 경우에 도시하지 않은 탱크(bunker) 내지는 저장탱크(store tank) 또는 호퍼(hopper)에서 공급된 벌크 원료(bulk material)가 흐르도록 한다. 이 경우에 벌크 원료 저장고(bulk material silo)에서부터 중량측정장치(1)쪽 방향으로 벌크 원료의 배출을 안전하게 해주기 위해서, 잠금막대(6) 대신에 반출보조장치들이 배치될 수도 있다. 잠금막대(6) 아래에는 케이스(4)가 원료하중(goods load)을 받으면 수평으로 흔들릴 수 있는 회전고리 핀(swivel pin)(8)을 형성하기 위해, 두 개의 드래그 베어링(drag bearing)(18)이 배치되어 있다. 이 회전고리 핀(8)은 우선적으로 - 평면도를 보자면 - 상부의 주입구(5)와 아래의 배출구(37)를 관통하여 뻗어 있다. 이는 순간하중 측정을 할 경우 원료 공급(material conveying) 내지는 배출 (emptying)을 통해서 오류영향을 제거하기 위함이다.
여기에서, 예를 들면, 전자식 엔진과 변속기로 구성되어 있는 추진장치(9)는 중량측정 회전자(3과 33)를 추진시키기 위해서 마련되어 있는 것이다. 이 추진장치의 출구는 두 개의 중량측정 회전자(3과 33)를 위한 수직 추진축(motor shaft) (25)으로 통한다. 이 경우에 추진장치(9)는 직접 케이스(4)에 끼워져 있어서, 이 케이스는 회전고리 핀(8) 주위에 회전운동을 실행시킬 수가 있다. 측정구간(2)을 따라 벌크 원료 궤도의 원료 공급과 운반을 통해서 회전고리 핀(8) 주위에 회전운동이 일어날 때, 케이스(4)는 정지 상태로 배치된 동력감지기(10)를 떠받친다. 동력감지기는, 여기서 예컨대 접합봉(connecting bar)(20)(도 3 참조) 위쪽으로 두 개의 중량측정 회전자(3과 33)를 수용하고 있는 케이스(4)와 결합되어 있다. 본 실시예에서는 동력감지기(10)가 프레임(19)에 고정되어 있는데, 이것은 마찬가지로 정지 상태로 배치된 잠금막대(6)의 케이스와 결합되어 있다. 그러나, 동력감지기(10)를 위한 지지 비계(support scaffold)도 공급될 수 있다.
동력감지기(10)로는 다양한 종류의 동력감지 박스들이 사용될 수 있지만, 신축 측정 테이프(extension measuring tape), 전단력 전달기(shear force transmitter)처럼 작업 측정도구들이 우선적으로 사용된다. 이렇게 구성할 경우 측정구간(2)을 지나 운송된 벌크 원료의 무게가 파악되고 작동능력을 조사하기 위한 제품은 순간하중과 견인속도(hauling speed)에서 만들어지게 된다. 작동능력을 변경하거나 표준량(specified mass)을 조절하기 위해서는 그 자체로 공지인 제어기 (상술하지 않음) 위에 추진장치(9)와 중량측정 회전자(3 및 33)의 회전수가 순간하중 내지는 원하는 견인력에 따라서 재조정된다.
중량측정 회전자(3과 33)는 그때 그때마다 별 모양으로 흘러가는 구동체 브릿지(11)를 제시하는데, 구동체 브릿지는 케이스(4)의 내부 높이(inner height)의 부분높이(sectional height)를 최소한이나마 받아들이고 있다. 케이스(4)의 상부 케이스 벽(22)(도 2와 3 참조)을 통해서 주입 트리밍 장치(feed triming device) (12)가 관통한다.
이것은 첫 번째 중량측정 회전자(3)가 있는 챔버쪽으로 나 있는 하부 출구를 나타내며, 그것을 통해서 회전고리 핀(8)이 중앙 한가운데를 지난다. 그때 그때마다 별모양으로(star-shaped) 배치된 중량측정 회전자(3과 33)의 구동체 브릿지(11)는 여기에서 제일 바깥부분의 링(14)을 통해서 서로 연결되어(도 3 참조), 중량측정 회전자(3과 33)의 높은 안정성이 생긴다. 게다가, 거의 상단 케이스 벽(22)에 이르기까지 외부에 높이 끌어 당겨져 있는 바깥쪽 고리(14)는 주입 트리밍 장치(12)에서 주입구(5)를 통해서 운반된 벌크 원료가 외부로 유출되지 않도록 해준다. 이에 상응하는 것이 매우 동일한 구성을 지닌 하부 중량측정 회전자(33)에도 적용된다.
바깥쪽 고리(14)는 특별한 형태로 바깥쪽으로 플랜지되어 있고, 이 고리는 외부케이스(21)과 관련하여 약간만 움직여도 회전한다. 이 경우에 바깥쪽 테두리 (14)와 외부케이스(21) 사이에는 보조 구동체들을 이용하여 브릿지 벽(23)의 중간 개구부(7)와 그런 다음에는 다음 배출구(37)쪽으로 함께 운반될 수 있도록, 경우에 따라 벌크 원료의 미세 입자들이 고일 수 있는 주변 틈이 형성된다. 예를 들면, 바깥쪽 고리(14)가 구동체 브릿지(11)에만 끼워져 있는 사이에, 구동체 브릿지의 외부 끝부분들을 통해서 보조 구동체들이 우선적으로 형성되어 있다. 이것은 방사 방향을 향한 배출구(37)가 바깥쪽 테두리(14) 위로 돌출되어 있고, 그리하여 주변 틈(16)과 연결되어 있다는 사실을 나타내는 것이다. 그 결과, 주변 틈에 있는 원료도 배출구(37)에서 아래쪽으로 떨어지고 이렇게 하여 측정구간(2)의 순간 하중을 고려하여 원료가 안배가 함께 정해진다. 게다가, 배출 영역에서 주변 틈(16)에는 약간의 과중압력(low excess pressure)이 지배하여, 그 결과 조정이 편해지고 입자들이 굳어지는 것이 저지된다. 이는 하나의 분출 구멍에 의해 유지될 수 있다.
도 2에는 90° 회전한 중량측정장치(1)의 측면도가 도시되어 있는데, 여기서는 특히 드래그 베어링(18)을 통해 형성된 회전고리 핀(8)의 진로를 분명히 알 수 있다. 게다가 케이스(4)의 구성은 외부케이스(21), 상부 케이스 벽(22) 그리고 하부 케이스벽(24)과 함께 도시되어 있다.
여기에서 케이스(4)는 중간 정도에서 중간 개구부(7)와 함께 브릿지 벽(23)을 나타내고 있다(도 3 참조). 브릿지 벽(23)은 여기에서 대략 상부 케이스 벽 (22)쪽으로 옮기어 있다. 그래서 상부 회전자(3)의 챔버는 하부 회전자(33)의 챔버보다도 더 작은 높이를 차지한다. 이처럼 상이한 용적을 통해서 압력억제(완화)가 달성되고, 그리하여 하부 회전자(33)의 중간개구부(7)에서 벌크 원료의 통제된 투하가 확보된다.
도 3에는 중량측정장치(1)의 부분단면이 도시되어 있는데, 주입구(5) 아래에 별 모양으로(star-shaped) 이어지는 구동체 브릿지(11)를 볼 수 있다. 이 구동체 브릿지는 케이스(4)의 상면(upper surface)에 끼워져 있는 추진장치(9)를 통한 추 진력으로 측정구간(2)을 따라 운반된 벌크 원료를 중간 개구부(7)쪽 방향으로 대략 90°정도 운반하고, 그런 다음에는 배출구(37)쪽 방향으로 계속해서 180° 운반시킨다.
이로써 여기서 오른쪽을 가리키고 있는 중량측정 장치(1)의 절반 정도에는 순간하중이 생겨서, 회전고리 핀(8)과 거리를 두고 배치된 동력감지기(10)는 접합 봉(20) 위쪽으로 하중을 받게 된다. 동력감지기(10)는 될 수 있는 한 크고 효과적인 지레 길이(lever length)를 획득하기 위해서 케이스(4)의 주위에 배치되지만, 여전히 회전고리 핀(8)쪽 방향으로 계속해서 멀리 또는 가까이 고정될 수도 있다.
이러한 단면도 투영법으로 이미 언급한 중량측정장치(1)의 구성요소들 옆에는 두 개의 중량측정 회전자(3과 33)를 추진시키기 위한 중앙 추진축(25)이 있음을 알 수 있고, 두 개의 중량측정 회전자(3과 33)의 그때 그때마다의 구동체 브릿지(11)가 별 모양으로 배치되어 있는 회전자 허브(26)도 또한 볼 수가 있다. 이때에 상부 회전자(3)의 구동체 브릿지(11)는 덮개 벽(22)과와 브릿지 벽(23) 사이에 좁게 맞추어 진 채 회전한다. 반면에, 하부의 회전자(33)는 훨씬 큰 분할비율로 같은 회전 방향의 하부 케이스 벽(24)의 브릿지 벽(23)쪽 방향으로 회전한다.
그렇게 함으로써, 중량측정장치(1)를 회전 작동시키면, 구동체 브릿지구(11)에 원료흐름이 형성되어 이것은 배출구(37)쪽으로 유도된다. 이렇게 구동체 브릿지(11) 위쪽에 원료흐름이 로프 유형으로(rope shaped) 축적되는 것은 주입 트리밍 장치(12)를 통해서도 발생된다. 주입 트리밍 장치(12)는 상부 케이스 벽(22)에 고정되어 신축적인 보정기 역할을 하도록 만들어져 있는 것이다.
이렇게 하면 익히 알고 있는 중량측정장치들 맞은 편에 있으면서 여기서는 360°나 되는 두 가지 중량측정 회전자(3과 33)의 현격하게 더 긴 측정구간(2) 2를 통해서 중량측정장치(1)에 일정한 압력충격을 주는 일이 일어난다.
만약에 3가지 또는 심지어 4가지의 그러한 종류의 중량측정장치들이 적층 구성방식에 있어 서로 겹쳐 똑같은 수직 추진축(25) 위에 배치되어 있다면, 이것은 일정한 압력충격은 좀 더 상승될 수 있다. 그것은 중량측정 회전자(3과 33)의 구동체 브릿지(11)가 여기에 도시한 정확한 방사형 배열 이외에도 쉽게 비틀리기나 (운반 방향으로) 아치형으로 실행될 수 있음을 언급하는 것이다.
회전수 또한 중량측정 회전자(3부터 33)(그리고 그 다음의 계속 이어지는 회전자들)까지 조금 상향될 수 있다. 예를 들어, 수직 추진축(25) 안에서 회전자 (33)용으로 통합된 유성기어(planetary gear)를 통해서 회전수는 조금씩 상향할 수있다. 따라서, 그렇게 하여 작용한 상부 회전자(3) 맞은 편에 있는 배출구(37)쪽 방향으로 더 빠른 운반을 시킴으로써 마찬가지로 발파경향에 거역하는 작용을 하기 위해 조절된 압력억제가 일어난다.

Claims (9)

  1. 주입할 수 있는 원료, 특히 먼지형태의 가연물을 연속해서 비중계에 의해 중량측정하기 위한 중량측정장치에 있어서,
    원료유동은 회전축 둘레에 추진된 중량측정 회전자와 함께 순간하중을 조사함으로써 측정구간을 지나 주입구로부터 옮겨져 배치된 배출구 쪽으로 운반되며, 또한, 원료유동은 측정구간을 넘어 유도된 원료유동의 순간하중을 파악하는 동력감지기에 의해 운반되며, 최소한 중간 개구부(7)쪽 방향으로 옮겨진 배출구(37)가 달린 두 번째 중량측정 회전자(33)가 동일 축으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 중량측정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 중량측정 회전자(3, 33)로써 기본적으로 방사상으로 회전하는 구동체 브릿지(11)와 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 중량측정장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 구동체 브릿지(11)가 방사형의 외부 끝부분에서 바깥쪽 고리(14)와 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 중량측정장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 중량측정 회전자(3, 33)의 바깥쪽 고리(14)가 그때 그때마다 주변 틈(16)을 형성하여 케이스(4)의 지름보다도 좀 더 작은 지름을 나타내는 것을 특징으로 하는 중량측정장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 첫 번째 내지는 상부 중량측정 회전자(3)가 중간 개구부(7)를 지지하는 케이스(4)의 브릿지 벽(23) 위에서 회전하는 것을 특징으로 하는 중량측정장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 첫 번째 내지는 상부 중량측정 회전자(3)가 두 번째 하부 중량측정 회전자(33)보다도 더 작은 높이를 나타내는 것을 특징으로 하는 중량측정장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 첫 번째 내지는 바로 다음의 중량측정 회전자(33)가 첫 번째 중량측정 회전자(3)보다도 더 높은 회전속도로 추진되는 것을 특징으로 하는 중량측정장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 중간 개구부(7)와 배출구 (37)가 180°로 서로 옮겨져 있는 것을 특징으로 하는 중량측정장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 주입구(5)와 배출구(37)가 360° 또는 그 이상으로, 특히 3개의 중량측정 회전자의 경우에는 540° 그리고 경우에 따라 4개의 중량측정 회전자의 경우에는 720°씩 서로 옮겨져 있는 것을 특징으로 하는 중량측정장치.
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