KR200453651Y1 - 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 관한 것으로, 석탄을 검사하기 위하여 원탄과 가공된 탄을 일련의 공정을 통해 공급하고, 가공된 탄을 제공할 때 시료가 기기 내부에 잔류하지 않도록 함을 목적으로 한다.
본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치는, 석탄을 포함하는 광물이 투입되는 투입구, 2개 이상의 배출구(11,12) 및 시료채취구(13)가 구비된 통구조의 슈트(10)와; 상기 슈트에 투입되는 상기 광물 중 일정량의 광물을 채취하는 시료 채취기(20)와; 1개의 투입구와 2개의 배출구(31a,31b)를 갖는 제1분류탱크(31), 상기 제1분류탱크의 내부에 장착되며 상기 제1분류탱크의 투입구를 상기 2개의 배출구 중 어느 하나의 배출구와 연통시키는 댐퍼(32)로 이루어져 상기 시료채취기에 의해 채취된 시료를 상기 2개의 배출구에 의해 제1,2시료로 분류하는 제1분류기(30)와; 상기 제1분류기에 의해 분류된 제1시료를 저장하는 제1저장탱크(40)와; 상기 제1분류기에 의해 분류된 제2시료를 분쇄하는 분쇄기(50)와; 상기 분쇄기에 의해 분쇄된 제2시료를 혼합하는 혼합기(60)와; 상기 혼합기에 의해 혼합된 제2시료를 저장하는 제2저장탱크(70)를 포함하고, 상기 혼합기는, 투입 겸용 배출구(61a)가 구비된 통 구조이며 제1회전수단을 통해 상기 분쇄기의 투입단 하부에 제자리 회전 가능하게 설치되는 혼합탱크(61), 상기 혼합탱크의 내부에 제2회전수단을 통해 회전 가능하게 장착되며 상기 혼합탱크에 투입된 제2시료를 골고루 혼합하는 다수의 혼합날개(62)를 포함하며, 상기 제1회전수단은 상기 혼합탱크의 투입 겸용 배출구가 상기 분쇄기의 투입단 또는 제2저장탱크를 향하도록 왕복 회전시켜 상기 혼합탱크 내부에 있는 제2시료를 배출하도록 구성된다.
본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치는, 석탄을 포함하는 광물이 투입되는 투입구, 2개 이상의 배출구(11,12) 및 시료채취구(13)가 구비된 통구조의 슈트(10)와; 상기 슈트에 투입되는 상기 광물 중 일정량의 광물을 채취하는 시료 채취기(20)와; 1개의 투입구와 2개의 배출구(31a,31b)를 갖는 제1분류탱크(31), 상기 제1분류탱크의 내부에 장착되며 상기 제1분류탱크의 투입구를 상기 2개의 배출구 중 어느 하나의 배출구와 연통시키는 댐퍼(32)로 이루어져 상기 시료채취기에 의해 채취된 시료를 상기 2개의 배출구에 의해 제1,2시료로 분류하는 제1분류기(30)와; 상기 제1분류기에 의해 분류된 제1시료를 저장하는 제1저장탱크(40)와; 상기 제1분류기에 의해 분류된 제2시료를 분쇄하는 분쇄기(50)와; 상기 분쇄기에 의해 분쇄된 제2시료를 혼합하는 혼합기(60)와; 상기 혼합기에 의해 혼합된 제2시료를 저장하는 제2저장탱크(70)를 포함하고, 상기 혼합기는, 투입 겸용 배출구(61a)가 구비된 통 구조이며 제1회전수단을 통해 상기 분쇄기의 투입단 하부에 제자리 회전 가능하게 설치되는 혼합탱크(61), 상기 혼합탱크의 내부에 제2회전수단을 통해 회전 가능하게 장착되며 상기 혼합탱크에 투입된 제2시료를 골고루 혼합하는 다수의 혼합날개(62)를 포함하며, 상기 제1회전수단은 상기 혼합탱크의 투입 겸용 배출구가 상기 분쇄기의 투입단 또는 제2저장탱크를 향하도록 왕복 회전시켜 상기 혼합탱크 내부에 있는 제2시료를 배출하도록 구성된다.
Description
본 고안은 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 화력발전소 등에서 석탄을 보일러에 투입하기 직전 또는 투입하는 중에 일정량의 석탄 시료를 채취하여 샘플링을 공급할 수 있는 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 발전소 등에서 사용되는 석탄은 호주, 중국, 러시아, 인도네시아 등 다양한 국가에서 수입하여 사용되며 선박에 의해 저탄장에 하역되는 석탄 중 일부는 샘플을 채취한 뒤 채취된 샘플의 성분을 분석하여 연속 기초 자료에 의해 품질의 적합 여부를 확인하는 자료로 활용되고 있다. 여기서, 채취된 샘플의 성분 분석은 국제 공인 검정 기관 분석 자료와 비교하여 품질 결정에 대응 자료로 활용한다.
한편, 화력발전소 등에 석탄을 공급하는 경우 석탄의 품질을 측정하여 열효율 등을 계산하고, 석탄의 품질에 따라 가격이 달라질 것이므로 석탄의 품질 테스트를 거치게 된다.
종래 석탄 채취 시스템은 석탄 시료를 채취(샘플링)하여 검사용으로 공급하는 시스템, 석탄 시료를 채취(샘플링)한 후 가공하여 검사용으로 공급하는 시스템 등이 있다.
종래 석탄 채취 시스템은, 원탄을 가공없이 공급받은 그대로 제공할 뿐 아니라 분쇄나 혼합 등의 공정을 거친 가공탄을 검사용으로 제공하고 있으며, 여기서, 석탄 혼합기는 석탄을 공급받아 혼합한 후 밸브를 통해 배출구를 개방하여 공급하는 것으로 혼합기 내부에 많은 양의 석탄이 잔류하는 문제점이 있다.
한편, 종래 석탄 샘플 채취기로서 예를 들어 실용신안등록 제0270112호(공기압식 왕복동형 석탄시료 채취장치)가 있다.
종래 채취장치는 버켓이 전후진 왕복이동하는 중에 석탄을 채취하여 채취통에 투입하는 것으로, 상기 버켓은 상하부가 개방된 틀 구조이며, 판상의 가이드부 위에 올려져 전후진한다.
상기 가이드부에는 버켓과 연통하는 구멍이 형성되어 있고, 이 구멍의 하부에는 채취통이 배치되어 있다.
이와 같은 구성의 종래 채취장치는, 버켓이 석탄을 담은 상태로 가이드부의 상면을 타고 전후진하기 때문에 버켓과 가이드부 사이의 틈에 석탄가루 등이 끼게 되어 버켓의 전후진이 자연스럽지 못하고 버켓에 큰 부하가 걸리게 되어 소비전력이 커지는 문제점이 있다.
그리고, 버켓의 일부분만이 석탄공급로의 내부에 삽입되어 석탄의 채취가 어렵고 채취시간이 길어지는 문제점도 있다.
또한, 버켓은 하강하는 석탄을 그대로 받기 때문에 석탄의 하강속도에 의해 큰 충격이 전가되므로 내구성이 떨어지는 문제점도 있다.
본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 석탄을 검사하기 위하여 원탄과 가공된 탄을 일련의 공정을 통해 공급하고, 가공된 탄을 제공할 때 시료가 기기 내부에 잔류하지 않도록 한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치를 제공하려는데 목적이 있다.
본 고안의 다른 목적은 석탄을 채취할 수 있는 스푼을 석탄공급로(슈트)의 내부에 삽입하여 일정량의 석탄을 샘플링하고, 상기 스푼의 전후진을 간섭하는 요인을 제거하여 스푼을 정상적으로 작동시키려는데 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치는, 투입구와 배출구 및 시료채취구를 갖는 슈트와; 상기 슈트에 투입되는 상기 광물 중 일정량의 광물을 채취하는 시료 채취기와; 상기 시료채취기에 의해 채취된 시료를 제1,2시료로 분류하는 제1분류기와; 상기 제1분류기에 의해 분류된 제1시료를 저장하는 제1저장탱크와; 상기 제1분류기에 의해 분류된 제2시료를 분쇄하는 분쇄기와; 상기 분쇄기에 의해 분쇄된 제2시료를 혼합하는 혼합기와; 상기 혼합기에 의해 혼합된 제2시료를 저장하는 제2저장탱크를 포함하고, 상기 혼합기는, 투입 겸용 배출구가 구비된 통 구조이며 제1회전수단을 통해 상기 분쇄기의 투입단 하부에 제자리 회전 가능하게 설치되는 혼합탱크, 상기 혼합탱크의 내부에 제2회전수단을 통해 회전 가능하게 장착되며 상기 혼합탱크에 투입된 제2시료를 골고루 혼합하는 다수의 혼합날개를 포함하며, 상기 제1회전수단은 상기 혼합탱크의 투입 겸용 배출구가 상기 분쇄기의 투입단 또는 제2저장탱크를 향하도록 왕복 회전시켜 상기 혼합탱크 내부에 있는 제2시료를 배출하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 의하면, 일련의 공정을 통해 석탄을 포함하는 광물을 검사하기 위한 시료로서 원탄(가공되지 않고 공급받은 상태의 광물)과 가공탄(분쇄와 혼합 등의 공정을 거친 광물)으로 분류한 후 검사용으로 제공함으로써 보다 정확한 광물의 특성을 검사할 수 있도록 제공함으로써 광물 시료 채취 기술로서의 신뢰성을 향상할 수 있고, 원탄의 가공(혼합)시 원탄이 기기의 내부에 잔류하지 않도록 하여 잔탄(기기 내부에 잔류하는 광물)으로 인한 변질을 막아 검사의 신뢰성을 향상할 수 있다.
그리고, 시료 채취기에 있어서, 상부를 향해 개방된 채취홈을 갖는 스푼을 전후진시켜 석탄 등의 광물을 샘플링하며, 이때 스푼은 주변 구조물과 간섭되지 않고 전후진하기 때문에 미분 등이 끼지 않으며, 결국 스푼의 전후진 동작이 자연스럽게 이루어지므로 오동작이 일어나지 않고 스푼의 구동을 위한 소비전력을 줄일 수 있다. 또한, 스푼을 전후진시키기 위한 기기(랙피니언 유닛)가 작업에 유리한 곳에 설치되어 별도의 공간을 확보할 필요가 없고 유지보수가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치와 방법의 개략도.
도 2와 도 3은 각각 본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 적용된 시료 채취기의 정면도와 평면도.
도 4는 본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 적용된 시료 채취기의 터닝수단의 확대도.
도 5 내지 도 8은 각각 본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 적용된 혼합기의 정면도, 측면도, 평면도 및 사시도.
도 9는 본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 적용된 스푼 유닛의 터닝 상태도.
도 2와 도 3은 각각 본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 적용된 시료 채취기의 정면도와 평면도.
도 4는 본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 적용된 시료 채취기의 터닝수단의 확대도.
도 5 내지 도 8은 각각 본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 적용된 혼합기의 정면도, 측면도, 평면도 및 사시도.
도 9는 본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치에 적용된 스푼 유닛의 터닝 상태도.
도 1에서 보이는 바와 같이, 본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치는, 석탄을 포함하는 광물(이하에서는 '석탄'을 예로 들어 설명함)의 샘플(시료)을 채취하여 샘플검사를 통해 석탄의 품질 등을 확인하기 위한 것으로, 공급받은 상태의 원탄(이하에서는 '제1시료'라 함)과 분쇄 등을 거친 가공탄(이하에서는 '제2시료'라 함)을 각각 검사하여 품질을 판정할 수 있도록 구성되며, 석탄이 공급되는 슈트(10), 슈트(10)에 공급되는 석탄을 채취하는 시료 채취기(20), 시료 채취기(20)에 의해 채취된 시료를 제1,2시료로 분류하는 제1분류기(30), 제1시료를 저장하는 제1저장탱크(40), 제2시료를 분쇄하는 분쇄기(50), 분쇄기(50)에 의해 분쇄된 제2시료를 혼합하는 혼합기(60), 혼합기(60)에 의해 혼합된 제2시료를 저장하는 제2저장탱크(70)를 포함하여 구성된다.
석탄의 공급경로는 자유낙하형, 컨베이어 벨트 등을 이용한 강제 이송형 등이 있으며, 석탄의 공급경로와 시료 채취 방식은 서로 밀접한 관련이 있는 것으로,본 고안에서는 석탄을 자유 낙하시켜 공급하는 중에 시료를 채취하도록 구성하였으며, 슈트(10)는 석탄의 공급 중에 미분 등이 비산되지 않도록 밀폐형의 통구조이고 투입된 석탄을 분류할 수 있도록 2개 이상의 배출구(11,12)가 구비될 수 있다. 물론, 배출구(11,12)는 석탄의 자유 낙하를 간섭하지 않도록 슈트(10)의 저부에 배치된다.
슈트(10)는 석탄이 공급(낙하)되는 중에 시료 채취기(20)가 석탄을 채취할 수 있도록 구멍 형태의 시료 채취구(13)가 구비된다. 시료 채취구(13)는 슈트(10)의 측벽에 측방향으로 개방 형성되어 시료 채취기(20)가 횡방향으로 전후진함으로써 시료를 채취할 수 있도록 구성된다.
시료 채취구(13)는 석탄의 비산을 막기 위하여 시료 채취기(20)에 의해 시료를 채취할 때에만 개방되고 시료를 채취하지 않을 때에는 폐쇄되어야 하며, 예를 들어, 2중 커튼(14)이 적용될 수 있다. 2중 커튼(14)은 시료 채취기(20)의 후술하는 스푼(22)의 출입을 막지 않으면서 석탄의 비산을 막을 수 있는 다양한 형태가 가능하다.
도 2와 도 3에서 보이는 바와 같이, 시료 채취기(20)는 석탄을 담을 수 있는 스푼(22)을 슈트(10)에 진입할 때에는 오목한 채취홈(22a)(도 4에 도시됨)이 하부를 향하도록 뒤집어 석탄이 담기지 않도록 하고 석탄의 채취시에는 석탄을 담을 수 있도록 채취홈(22a)이 상부를 향하도록 하고 채취한 석탄을 품질 테스트부에 공급하기 위하여 스푼(22)을 다시 뒤집어 채취홈(22a)이 하부(제1분류기(30))를 향하도록 한다는데 특징이 있다.
스푼 유닛(21)은 스푼(22) 및 스푼(22)을 후술하는 터닝수단과 연결하기 위한 연결봉(23)을 구성될 수 있다.
스푼 유닛(21)은 석탄의 채취시에만 슈트(10) 내부에 진입하고 그 이외에는 슈트(10) 외부에 배치되며, 이를 위하여 가이드레일(24)에 직선 왕복 이동 가능하게 설치된다.
가이드레일(24)은 슈트(10)의 외부에 슈트(10)를 가로지르는 방향으로 설치되어 스푼 유닛(21)이 슈트(10)를 출입할 수 있도록 한다.
가이드레일(24)은 2개가 일정 간격을 두고 이격되며 나란히 배열되는 구성일 수 있다.
스푼 유닛(21)은 직선 왕복 이동과 동시에 회전이 가능하여야 하므로 별도의 캐리어(25)를 매개로 하여 가이드레일(24)에 왕복 이동 가능하게 설치된다.
스푼 유닛(21)과 캐리어(25)는 각각 단품으로서 보수를 위하여 필요에 따라 분리 가능한 것이 바람직하며, 예를 들어 스푼 유닛(21)의 연결봉(23)을 캐리어(25)에 안착한 후 고정브래킷 등을 통해 회전 가능하게 설치하고, 다르게는 캐리어(25)에 연결봉(23)이 회전 가능하게 삽입되는 베어링을 장착하여 연결봉(23)을 상기 베어링에 탈착할 수 있다.
캐리어(25)는 가이드레일(24)에 슬라이딩 가능하게 연결되며 스푼 유닛(21)을 직선 왕복시킨다.
가이드레일(24)과 캐리어(25)는 스푼 유닛(21)을 직선 왕복 이동시킬 수 있는 모든 구조와 형상이 가능하며, 캐리어(25)의 원활한 슬라이딩을 위하여 캐리어(25)에는 휠 등이 적용될 수 있다. 단 캐리어(25)는 스푼 유닛(21)이 제자리 회전 가능하도록 형성되어야 한다.
캐리어(25)를 직선 왕복시키는 직선왕복 이동수단은, 랙피니언 유닛(26), 유압실린더, 공압실린더, 랙피니언, 무한궤도형 체인 등이 사용 가능하다. 랙피니언 유닛(26)은 가이드레일(24)을 따라 배치되는 랙(26a), 스푼 유닛(21)과 일체화되면서 랙(26a)에 치합되며 모터에 의해 회전력을 전달받아 스푼 유닛(21)을 전후진 왕복 이동시키는 피니언(26b)으로 구성된다.
시료 채취기(20)는 대개 프레임을 통해 지상으로부터 일정 높이 이격되는 위치에 설치되어 있으며, 랙피니언 유닛(26)은 상기 프레임과 간섭을 일으키지 않고 설치와 유지보수가 용이하도록 상기 프레임의 상부에 설치된다. 따라서, 예를 들어 가이드레일(24)의 하부에 전후진용 실린더를 설치하기 위한 공간을 필요로 하지 않으며 설치와 유지보수가 매우 용이하다.
본 고안은 스푼 유닛(21)의 스푼(22)을 회전시켜 스푼(22)의 채취홈(22a)이 상부 또는 하부를 향하도록 하는 터닝수단이 포함된다.
상기 터닝수단에 의하면, 스푼(22)이 슈트(10) 내부에 진입하여 있어도 스푼(22)이 뒤집혀 있으면 석탄을 채취할 수 없으며 즉, 석탄을 채취하고자 할 때에만 석탄을 채취할 수 있다.
상기 터닝수단은 스푼 유닛(21)의 연결봉(23)에 직접 고정되어 스푼(22)을 회전시키는 회전모터일 수 있다.
도 2와 도 4에서와 같이, 다르게는 상기 터닝수단은 유체의 압력에 의해 로드가 인출 또는 삽입되는 터닝실린더(27), 터닝실린더(27)의 로드(27a)에 연결되며 터닝실린더(27)의 로드(27a)의 직선 왕복 운동시 양방향으로 회전하는 회전링크(28), 회전링크(28)와 스푼 유닛(21)의 연결봉(23)을 연결하여 회전링크(28)의 회전력에 의해 스푼 유닛(21)의 연결봉(23)을 회전시키는 동력전달수단으로 구성될 수도 있다.
스푼(22)은 수용부가 상부 또는 하부를 향하도록만 회전하면 되므로 180도 회전반경으로 할 수도 있고 360도를 회전반경으로 할 수도 있다.
상기 동력전달수단은 회전링크(28)에 의해 회전하는 제1기어(29), 제1기어(29)에 치합되며 연결봉(23)에 고정되어 제1기어(29)의 회전력에 의해 연결봉(23)을 회전시키는 제2기어(29a)로 구성될 수 있다.
상기 터닝수단은 캐리어(25)에 탑재 내지 연결되어 캐리어(25)와 함께 전후진한다.
상기 터닝수단의 다른 예로서, 랙피니언이 사용될 수도 있다. 상기 랙피니언 중 피니언은 연결봉(23)에 형성되고, 상기 랙은 상기 피니언에 치합되면서 직선 이동 가능하게 설치되어, 상기 랙의 직선 왕복 이동에 의해 상기 피니언이 양방향으로 회전하여 연결봉(23)이 회전한다.
스푼 유닛(21)의 전후진 및 터닝은 센서에 의한 감지값을 근거로 하여 컨트롤러의 제어를 받아 이루어질 수 있다.
도 1에서 보이는 것처럼, 제1분류기(30)는 1개의 투입구와 2개의 배출구(31a,31b)를 갖는 제1분류탱크(31), 제1분류탱크(31)의 내부에 장착되며 상기 투입구를 2개의 배출구(제1,2배출구(31a,31b)라 한다) 중 어느 하나의 배출구와 연통시키는 댐퍼(32)로 이루어지며, 시료채취기(20)의 스푼(22)에서 공급되는 시료를 제1,2배출구(31a,31b)에 의해 제1,2시료로 분류한다. 앞서 설명한 것처럼, 제1시료는 시료 채취기(20)에 의해 채취된 상태의 원탄이고 제2시료는 분쇄기(50)와 혼합기(60)를 거쳐 가공된 가공탄을 말한다.
댐퍼(32)는 수동 또는 컨트롤러의 제어에 의해 자동(컨트롤러의 제어를 받는 실린더, 모터 등의 액추에이터를 구동원으로 하여 동작)으로 전환 동작할 수 있으며, 또한, 제1시료를 채취할 수 있도록 제1배출구(31a)를 일정 시간(또는 일정 회차)동안 개방하고 나머지는 제2배출구(31b)를 개방하도록 동작할 수 있다.
시료 채취기(20)에 의해 채취된 시료는 호퍼(90)를 통해 제1분류기(30)에 공급된다. 호퍼(90)는 예컨대 상광하협의 깔때기 형태로서 시료를 일정 속도로 일정량 만큼 제1분류기(30)에 공급한다.
분쇄기(50)는 제1분류기(30)에 의해 분류된 제2시료를 분쇄하는 것으로, 예를 들어 석탄을 5mm 이하로 분쇄하고, 석탄을 분쇄할 수 있는 모든 것의 사용이 가능하다. 분쇄기(50)는 분쇄 과정에서 생기는 파편들이 분쇄기(50) 상부로 튀어 외부로 비산되는 것을 방지하기 위하여 2중 개폐 장치가 갖추어질 수 있다.
도 5 내지 도 8에서와 같이, 혼합기(60)는, 분쇄기(50)에 의해 분쇄된 제2시료가 투입되는 혼합탱크(61), 혼합탱크(61)의 내부에 회전 가능하게 설치되어 혼합탱크(61)에 투입된 제2시료를 혼합하는 혼합날개(62)로 구성되며, 구체적인 구성은 다음과 같다.
혼합탱크(61)는 혼합 공간을 제공함과 아울러 내부에 투입된 모든 제2시료를 배출할 수 있도록 구성되며, 예를 들어, 투입 겸용 배출구(61a)가 구비된 통 구조이고 제1회전수단을 통해 투입 겸용 배출구(61a)가 제2시료의 공급 위치 또는 배출 위치를 향하도록 설치된다.
이러한 기능을 위한 혼합탱크(61)의 구조는 예를 들어 도면에서 보이는 것처럼, 제2시료의 투입과 배출을 신속하게 할 수 있도록 투입 겸용 배출구(61a)가 사각형으로 형성될 수 있고 저부가 곡선형으로 형성된다.
혼합날개(62)는 회전축(63)에 축방향을 따라 일정 간격을 두고 다수개가 형성되며, 회전축(63)과 함께 회전하면서 혼합탱크(61)에 투입된 제2시료를 혼합한다.
혼합탱크(61)는 혼합날개(62)에 의해 제2시료의 혼합이 완료된 후 투입 겸용 배출구(61a)가 배출 위치를 향하도록 제1회전수단에 의해 회전되며, 혼합날개(62)의 회전축(63)은 제2회전수단에 의해 회전한다. 이해를 돕기 위해 제1,2회전수단으로 구분하였으나, 혼합탱크(61)와 회전축(63)은 하나의 회전수단을 통해 회전력을 전달받을 수 있으며, 상기 회전수단은 모터와 기어의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
혼합기(60)는 혼합탱크(61)를 수용하는 케이스(64)를 포함할 수 있다.
케이스(64)는 내부에 공간이 형성되며 투입구(64a)와 배출구(64b)가 각각 구비된 통 구조이고 프레임 등을 통해 고정 상태를 유지하며, 외부에서 내부를 육안 확인할 수 있도록 점검창(64c)이 갖추어질 수 있다.
혼합기(60)에서 혼합된 제2시료 전체를 제2저장탱크(70)에 공급하지 않고 검사를 위해 필요한 양만큼의 제2시료만 제2저장탱크(70)에 공급하며 나머지는 반송할 수 있도록 제2분류기(80)가 적용될 수 있다.
제2분류기(80)는 1개의 투입구와 2개의 배출구(제1,2배출구(81a,81b))를 갖는 제2분류탱크(81), 제2분류탱크(81)의 내부에 장착되며 상기 투입구를 제1,2배출구(81a,81b) 중 어느 하나의 배출구와 연통시켜 제2시료를 제2저장탱크(70) 또는 반송수단(컨베이어 벨트 등)으로 유도하는 댐퍼(82)로 이루어진다.
댐퍼(82)는 전술한 제1분류기(30)의 댐퍼(32)와 동일한 방식으로 구동하므로 구체적인 설명을 생략한다.
상기 구성요소(시료 채취기(20), 제1분류기(30), 분쇄기(50), 혼합기(60), 제2분류기(80) 등)는 각종 센서에 의한 감지값을 근거로 하는 컨트롤러의 제어를 받아 작동이 제어된다.
이하 본 고안에 의한 시료 채취 방법을 설명한다.
(S10) 시료 채취.
스푼 유닛(21)은 석탄을 채취하지 않을 경우 슈트(10)의 외부에 배치되고, 스푼(22)은 채취홈(22a)이 하부를 향하도록 대기한다.
석탄 채취는 작업자의 수동 조작 및 타이머 등에 의한 자동 조작에 의해 이루어질 수 있으며, 석탄 채취의 개시가 인가되면 직선왕복 이동수단인 랙피니언 유닛(26)에 의해 캐리어(25)가 가이드레일(24)을 타고 슈트(10)를 향해 전진한다.
스푼 유닛(21)은 캐리어(25)와 함께 전진하여 스푼(22)이 2중 커튼(14)을 밀고 슈트(10) 내부에 삽입된다. 이때, 스푼(22)은 채취홈(22a)이 하부를 향하기 때문에 석탄을 채취하지 않는다.
센서에 의해 스푼(22)이 석탄 채취 위치에 도착한 것을 감지하면(또는 시료 채취기(20)와 슈트(10)의 위치가 결정되어 있으므로 스푼(22)의 시료 채취 위치를 미리 설정하여 스푼(22)이 일정 거리만큼만 전후진하도록 구성될 수 있다) 캐리어(25)의 전진이 정지되며, 터닝수단에 의해 스푼(22)이 회전하여 채취홈(22a)이 상부를 향하게 된다.
구체적으로 설명하면, 도 9의 A와 같이 스푼(22)이 하부를 향해 뒤집힌 상태에서 터닝실린더(27)가 작동하면 로드(27a)가 인출되며, 로드(27a)의 직선운동은 회전링크(28)를 통해 회전운동으로 전환되어 제1기어(29)가 회전하고, 제1기어(29)에 치합된 제2기어(29a)가 회전함으로써 연결봉(23)이 제자리 회전하여 스푼(22)이 뒤집힘으로써 도 9의 B와 같이 스푼(22)의 채취홈(22a)이 상부를 향하게 된다.
스푼(22)의 채취홈(22a)이 상부를 향하게 되면 석탄공급로(1)에서 낙하하는 석탄이 스푼(22)의 채취홈(22a)에 담긴다.
스푼(22)에 의한 석탄 채취는 시간이나 중량을 근거로 하여 이루어질 수 있으며, 스푼(22)의 채취홈(22a)이 상부를 향하는 시점에서부터 일정 시간이 경과하거나 스푼(22)에 일정량의 석탄이 담기면 랙피니언 유닛(26)에 의해 캐리어(25)와 스푼 유닛(21)이 후진하여 슈트(10)의 외부에 인출된다.
스푼(22)이 호퍼(90)의 상부에 도착하면 스푼(22)에 담긴 석탄을 호퍼(90)에 투입하기 위하여 스푼(22)의 상하가 뒤집힌다. 스푼(22)의 채취홈(22a)이 하부의 호퍼(90)를 향해 뒤집히는 동작은 도 8의 B 상태에서 A 상태로 전환되는 것으로 구체적인 설명은 생략한다.
(S20) 시료 분류.
호퍼(90)에 공급된 시료는 호퍼(90)의 구조에 의해 일정량이 정속으로 배출되어 제1분류기(30)에 공급된다.
초기에 제1분류기(30)의 댐퍼(32)는 제1배출구(31a)를 개방하는 한편 제2배출구(31b)를 폐쇄하며, 호퍼(90)에서 공급되는 시료는 제1배출구(31a)를 통해 제1저장탱크(40)에 공급된다.
댐퍼(32)의 동작에 따라 호퍼(90)에서 공급되는 시료가 제1,2시료로 분류되며, 예를 들어 초기에 1회만 제1시료의 경로(제1배출구(31a))로 분류하고, 나머지 회차부터는 제2시료의 경로(제2배출구(31b))로 분류될 수 있다.
제1배출구(31a)를 통해 이송되는 제1시료는 제1저장탱크(40)에 저장되어 검사를 대기한다.
(S30) 제2시료 가공.
제1분류기(30)의 제2배출구(31b)를 통과한 시료는 분쇄와 혼합을 거쳐 원탄인 제1시료와 다른 제2시료로 생성된다.
구체적으로, 제1분류기(30)에 의해 제2배출구(31b)로 분류된 제2시료는 분쇄기(50)에 공급되어 분쇄된 후, 혼합기(60)에 투입된다.
혼합기(60)의 혼합탱크(61)는 투입 겸용 배출구(61a)가 분쇄기(50)의 출구단과 연결되어 분쇄된 제2시료를 공급받는다. 일정량의 제2시료를 공급받은 후 혼합날개(62)가 회전하여 혼합탱크(61)에 투입된 제2시료를 골고루 혼합한다.
혼합날개(62)는 타이머에 의해 일정 시간 동안만 동작할 수 있으며, 혼합날개(62)의 동작이 종료되면, 혼합탱크(61) 내부에 있는 제2시료를 배출하기 위하여 혼합탱크(61)가 회전하여 투입 겸용 배출구(61a)가 저부(제2저장탱크(70) 또는 제2분류기(80))를 향한다. 따라서, 혼합탱크(61) 내부에 있는 제2시료는 투입 겸용 배출구(61a)를 통해 배출된다. 이때, 혼합탱크(61)의 바닥부가 천정을 향하게 되어 혼합시 바닥에 붙어 있던 제2시료가 배출됨으로써 혼합탱크(61) 내부에는 제2시료가 잔류하지 않는다.
혼합탱크(60)는 타이머에 의해 회전하도록 제어될 수 있으며, 예를 들어 투입 겸용 배출구(61a)가 하부를 향하도록 한 후 일정 시간이 경과하면 투입 겸용 배출구(61a)가 상부를 향하도록 혼합탱크(61)를 역방향으로 회전시켜 분쇄기(50)로부터 제2시료를 공급받을 수 있도록 준비한다.
제2분류기(80)가 적용되지 않은 경우 혼합기(60)에서 배출된 제2시료는 제2저장탱크(70)로 이송되어 검사를 대기한다.
제2분류기(80)가 적용된 경우 혼합기(60)에서 배출된 제2시료 중 일부는 제2저장탱크(70)로 이송되어 검사를 대기하고, 나머지는 반송되도록 분류되며, 이 공정은 다음과 같다.
(S40) 제2시료 분류.
혼합기(60)에서 배출된 제2시료는 제2분류탱크(81)에 투입되며, 댐퍼(82)는 초기에 제1배출구(81a)가 개방되도록 제어되어 제2시료가 제2저장탱크(70)에 저장되도록 하고, 일정량의 제2시료가 제2저장탱크(70)에 저장되면 제2배출구(81b)를 개방하도록 제어되어 제2시료가 반송수단에 공급되도록 한다.
본 고안에 의한 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치는 컨트롤러에 의한 자동 운전됨과 아울러, 관리자에게 모니터링 자료를 제공한다. 예를 들어, 석탄공급수단으로서 예컨대, 석탄공급 컨베이어, 슈트(10), 시료 채취기(20), 제1,2분류기(30,80), 분쇄기(50), 혼합기(60), 제1,2저장탱크(40,70) 및 이들의 사이에는 센서들이 설치되며, 컨트롤러는 상기 센서들의 센싱값을 근거로 하여 석탄의 유무 등을 감지하여 상기의 기기들의 구동을 제어하고, 또한, 관리자에 센싱값에 따른 상기 기기들의 운전 상태를 모니터링 자료로 변환하여 모니터링 장치(디스플레이)를 제어함으로써 관리자의 모니터링이 가능하도록 한다.
예를 들어, 슈트(10)에 석탄을 공급하는 석탄공급 컨베이어의 구동과 석탄의 적재를 각각 감지하는 센서가 설치되며, 상기 센서의 센싱값에 따라 석탄이 석탄공급 컨베이어에 적재되어 있는 상태에서 상기 석탄공급 컨베이어가 구동하면 상기의 기기들을 구동시키고, 석탄이 적재되어 있지 않거나 석탄이 적재되어도 석탄공급 컨베이어가 구동하지 않으면 기기를 구동시키지 않는다.
물론, 관리자는 모니터링 장치를 통해 모니터링하면서 상기 기기들을 원격으로 제어할 수도 있다.
10 : 슈트, 20 : 시료 채취기
21 : 스푼 유닛, 22 : 스푼
25 : 캐리어, 26 : 랙피니언 유닛
30,80 : 제1,2분류기, 40 : 제1저장탱크
50 : 분쇄기, 60 : 혼합기
61 : 혼합탱크, 62 : 혼합날개
63 : 회전축, 70 : 제2저장탱크
21 : 스푼 유닛, 22 : 스푼
25 : 캐리어, 26 : 랙피니언 유닛
30,80 : 제1,2분류기, 40 : 제1저장탱크
50 : 분쇄기, 60 : 혼합기
61 : 혼합탱크, 62 : 혼합날개
63 : 회전축, 70 : 제2저장탱크
Claims (8)
- 석탄을 포함하는 광물이 투입되는 투입구, 2개 이상의 배출구(11,12) 및 시료채취구(13)가 구비된 통구조이며 석탄공급수단으로부터 석탄을 공급받는 슈트(10)와;
상기 슈트의 투입구를 통해 투입되는 상기 광물 중 일정량의 광물을 채취하는 시료 채취기(20)와;
1개의 투입구와 2개의 배출구(31a,31b)를 갖는 제1분류탱크(31), 상기 제1분류탱크의 내부에 장착되며 상기 제1분류탱크의 투입구를 상기 제1분류탱크의 2개의 배출구(31a,31b) 중 어느 하나의 배출구와 연통시키는 댐퍼(32)로 이루어져 상기 시료채취기에 의해 채취된 시료를 상기 제1분류탱크의 2개의 배출구에 의해 제1,2시료로 분류하는 제1분류기(30)와;
상기 제1분류기에 의해 분류된 제1시료를 저장하는 제1저장탱크(40)와;
상기 제1분류기에 의해 분류된 제2시료를 분쇄하는 분쇄기(50)와;
상기 분쇄기에 의해 분쇄된 제2시료를 혼합하는 혼합기(60)와;
상기 혼합기에 의해 혼합된 제2시료를 저장하는 제2저장탱크(70)를 포함하고,
상기 혼합기는,
투입 겸용 배출구(61a)가 구비된 통 구조이며 제1회전수단을 통해 상기 분쇄기의 투입단 하부에 제자리 회전 가능하게 설치되는 혼합탱크(61), 상기 혼합탱크의 내부에 제2회전수단을 통해 회전 가능하게 장착되며 상기 혼합탱크에 투입된 제2시료를 골고루 혼합하는 다수의 혼합날개(62)를 포함하며, 상기 제1회전수단은 상기 혼합탱크의 투입 겸용 배출구가 상기 분쇄기의 투입단 또는 제2저장탱크를 향하도록 왕복 회전시켜 상기 혼합탱크 내부에 있는 제2시료를 배출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치. - 청구항 1에 있어서, 내부에 상기 혼합기의 혼합탱크가 수용되며 상기 혼합탱크의 투입 겸용 배출구와 대응되는 투입구(64a)와 배출구(64b)가 각각 구비된 통 구조의 케이스(64)가 포함되는 것을 특징으로 하는 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 1개의 투입구와 2개의 배출구(81a,81b)를 갖는 제2분류탱크(81), 상기 제2분류탱크의 내부에 장착되며 상기 제2분류탱크의 투입구를 상기 제2분류탱크의 2개의 배출구 중 어느 하나의 배출구와 연통시키는 댐퍼(82)로 이루어져 상기 혼합기에 의해 혼합된 제2시료를 상기 제2분류탱크의 2개의 배출구에 의해 상기 제2저장탱크 또는 반송수단으로 분류하는 제2분류기(80)가 포함된 것을 특징으로 하는 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 시료 채취기는, 상기 슈트의 외부에 상기 시료 채취구와 대응 설치되는 가이드레일(24), 상기 광물이 담기는 오목한 채취홈(22a)이 구비된 스푼(22)이 포함되며 상기 가이드레일을 따라 직선 왕복 이동하여 상기 슈트 내부에 공급되는 광물 중 일정량의 광물을 상기 스푼의 채취홈에 담아 채취하는 스푼 유닛(21), 상기 스푼 유닛을 직선 왕복시키는 직선왕복 이동수단, 상기 스푼 유닛의 스푼을 뒤집어 상기 스푼의 채취홈이 하부를 향하는 상태로 상기 슈트 내부에 삽입하고 상기 슈트 내부에서 상기 스푼의 채취홈이 상부를 향하도록 뒤집어 광물을 채취하며 상기 슈트에서 인출된 스푼을 상하로 뒤집어 상기 스푼 유닛의 스푼에 담긴 광물을 상기 제1분류기에 공급하는 터닝수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치. - 청구항 4에 있어서, 상기 터닝수단은, 상기 스푼 유닛의 스푼을 회전시키는 회전모터인 것을 특징으로 하는 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치.
- 청구항 4에 있어서, 상기 터닝수단은, 유체의 압력에 의해 로드가 인출 또는 삽입되는 터닝실린더(27), 상기 터닝실린더의 로드(27a)에 연결되며 상기 터닝실린더의 로드의 직선 왕복 운동시 양방향으로 회전하는 회전링크(28), 상기 회전링크와 상기 스푼 유닛을 연결하여 상기 회전링크의 회전력에 의해 상기 스푼 유닛을 회전시키는 동력전달수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치.
- 청구항 4에 있어서, 상기 직선왕복 이동수단은, 유압실린더, 공압실린더, 랙피니언(26)을 포함하는 군 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치.
- 청구항 3에 있어서, 상기 석탄공급수단, 슈트, 시료 채취기, 제1,2분류기, 분쇄기, 혼합기 및 제1,2저장탱크를 포함하는 기기의 구동을 감지하는 센서와; 상기 센서의 센싱값을 근거로 하여 상기 기기의 구동상태를 모니터링하는 모니터링 장치와; 상기 센서의 센싱값을 근거로 하여 상기 기기의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 석탄을 포함하는 광물 시료 채취 장치.
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