KR20070106996A - 대용량 재료의 정확한 이송 슈트 장치 - Google Patents

Abstract

대용량 재료의 정확한 이송 슈트 장치는 방출 컨베이어에서 개별적인 수용 컨베이어로 이송한다. 상기 장치는 방출 컨베이어로부터 재료의 흐름을 수용하며, 재료의 이송으로부터 과도한 먼지 발생을 피하고, 수용 컨베이어에 대한 마모를 피하며, 수용 컨베이어로부터 재료의 유출을 피하는 정확한 방식으로 재료를 수집하는 수용 컨베이어로 상기 재료를 이송한다.

Description

대용량 재료의 정확한 이송 슈트 장치{BULK MATERIAL PRECISION TRANSFER CHUTE APPARATUS}

본 발명은 방출 컨베이어에서 개별적인 수용 컨베이어로 재료 흐름(flow)을 이송하는 대용량 이송 슈트에 관한 것이다. 보다 상세하게는 방출 컨베이어로부터 재료의 흐름을 수용하고, 재료를 수용 컨베이어로 이송하며, 수용 컨베이어의 표면상으로 재료의 흐름을 내려놓는 정확한 이송 슈트에 관한 것이며, 상기 방식은 재료의 유출을 피하며, 재료의 이송으로부터 지나친 먼지 발생을 피하며, 재료의 불량을 감소하며, 컨베이어 구성요소 수용의 마모(wear)와 응력(stress)을 감소하며, 이에 유지 및 보수비용이 감소 되며, 수용 컨베이어의 필요 전력량을 감소하는 방식이다.

한 영역에서 또 다른 영역으로 예를 들어 석탄과 같은 대용량 재료의 이송은 어느 한 컨베이어 장치로부터 또 다른 컨베이어 장치로의 재료 흐름 또는 스트림(stream) 이송을 대개 수반한다. 한 컨베이어에서 또 다른 컨베이어까지 재료 이송에 있어서, 재료가 한 컨베이어의 방출 단부로부터 방출되며 또 다른 컨베이어의 수용 단부 상에 이송되는 것이 대개 필요하다. 대용량 재료의 상기 이송을 촉진하기 위하여, 큰 호퍼(hopper) 또는 이송 슈트는 방출 컨베이어로부터 재료의 흐름을 수용하고 수용 컨베이어 상으로 재료의 흐름을 방출하거나 보관하도록 설계되어 왔다.

대용량 재료 이송 슈트의 설계는 지난 50년에 걸쳐 기본적으로 변함이 없다. 전형적인 이송 슈트는 미세한 석탄과 먼지가 축적되고 파일(file)위험 또는 폭발 위험이 형성되는 내부 구석과 변부를 가진 일반적인 박스와 같은 사다리꼴(trapezoidal) 형상을 가진다. 방출 컨베이어는 슈트의 상단에 위치되며, 수용 컨베이어는 슈트의 최저부에 위치된다. 이송 슈트의 상단 개구부는 내부 구석과 변부를 가진 일반적인 직사각형 형상을 가지며, 하나 이상의 편평한 단부 벽은 방출 컨베이어의 마주보는 방출 단부에 위치된다. 방출 컨베이어로부터 방출되는 예를 들어 석탄과 같은 재료는 중력 하중에 기인하여 하부 방향으로 슈트 내부로 떨어지기 전에 편평한 단부 벽에 대해 대개 충돌한다.

석탄은 슈트의 변이 구간을 통하여 하부 방향으로 떨어진다. 슈트 변이 구간은 슈트가 하부 방향으로 연장됨에 따라 감소하는 슈트 변이 구간의 횡단면적 영역과 함께, 슈트가 하부 방향으로 연장됨에 따라 집중되고 각진 내부 구석을 충족하는 편평한 측부 벽을 가진다.

로딩 구간은 슈트 변이 구간 아래로 위치된다. 또한 로딩 구간은 수용 컨베이어의 속도와 방향에 있어 석탄을 안내하는 슬라이딩 내부 표면과 각진 내부 구석(corner)과 함께 편평한 측부 벽을 가진다.

로딩 스커트(skirt)는 로딩 구간의 최저부 상에 위치된다. 로딩 스커트는 수용 컨베이어 길이의 부분을 따라 연장되는 측부 벽을 가지며, 수용 컨베이어의 스커트된 부분에 걸쳐 연장되는 커버(cover) 또는 상단 벽을 가진다. 슈트 로딩 구간은 로딩 스커트 내측부의 수용 컨베이어 부분 상으로 대용량 재료를 방출한다. 로딩 스커트 측부 벽은 컨베이어 상으로 이송된 재료의 요동(turbulence)으로 원인된 컨베이어의 측부로부터 석탄의 유출을 방지하며, 상단 벽은 요동에 의해 발생된 먼지를 최소화하기 위한 측부 벽을 가진 먼지 용기 챔버를 형성한다. 빨리 움직이는 재료가 보다 느리게 움직이는 수용 컨베이어와 충돌될 경우, 재료의 속도에 있어 변화와 슈트를 통한 재료의 제어되지 않은 흐름에 의해 요동이 재료 내에 발생된다. 스커트는 로딩 구간의 최저부로부터 수용 컨베이어 상으로 대량으로 이동하는 대량 재료의 유출과 먼지를 최소화하기 위해 기능한다. 또한 스커트는 석탄과 같은 종류의 재료가 로딩 구간의 최저부를 통하여 떨어지고, 수용 컨베이어의 벨트 표면과 함께 충돌하면서 발생되는 먼지를 최소화하기 위한 것이다.

일반적으로 고무 밀봉은 수용 컨베이어에 인접한 스커트 측부 벽의 외부 측부를 따라 배열된다. 고무 밀봉은 클램핑-형태(clamping-type) 장치에 의해 스커트 측부 벽에 장착된다. 장치는 수용 컨베이어에 접촉한 고무 밀봉을 확보하며, 수용 컨베이어로부터 먼지 진행을 방지하는 수용 컨베이어로 밀봉을 형성한다. 고무 밀봉은 소모될 수 있는 부분으로써 설계되며, 효과적인 밀봉을 제공함에 있어 수용 컨베이어와 일정한 접촉을 통하여 빈번한 대체물과 규칙적인 유지를 요구한다. 추가적으로, 컨베이어 시스템의 양 측부 상의 수용 컨베이어에 대해 밀봉 접촉의 일 정한 압력은 수용 컨베이어 운동 공급원의 마력 증가를 요구하는 수용 컨베이어 상에 마찰적 드래그(drag)를 발생시키며 이에 컨베이어 작동 비용이 증가한다.

상기에서 설명된 종래의 대용량 재료 이송 슈트는 여러 가지 면에서 불이익하다. 슈트 내부 상단에 이송 슈트와 충돌하는 방출 컨베이어로부터 방출된 대용량 재료는 먼지를 만들며, 슈트에 놓인 재료의 크기를 감소하며, 재료에 의해 충돌되는 슈트의 벽에 마모를 야기한다. 구석과 내부 벽 표면에 대한 재료의 충돌은 연속적인 재료의 축적(build-up)을 야기하며, 슈트의 플러깅(plugging)을 야기할 수 있다. 플러깅은 슈트를 통한 재료의 흐름을 멈추며, 폭발 또는 화재에 대한 잠재성에 기인한 안전 위험을 증가시키며, 플러그를 청결하게 하는 유지비용을 증가시킨다. 슈트 변이 구간을 통하여 떨어지는 재료는 슈트의 외부와 슈트를 통하여 먼지를 형성하는 공기를 반출하며 펼쳐질 수 있다. 로딩 구간 설계와 슈트 변이에 있어, 수용 컨베이어의 표면 및 슈트를 통하여 대용량 재료의 자유 낙하는 컨베이어에 대한 마모를 유발할 수 있으며, 유출 또는 먼지를 발생할 수 있다. 슈트를 통한 재료의 랜덤(random)한 흐름은 수용 컨베이어 표면상에 재료의 중앙된 로딩을 이격되게 야기될 수 있다. 상기는 스커팅의 유지를 위한 유지비용이 증가하는 수용 컨베이어의 측부로부터 재료의 유출을 가져오며, 폭발 위험 또는 화재가 발생할 수 있거나 또는 사람들에 의해 흡입될 수 있는 먼지 발생으로 인한 건강과 안전 위험이 존재한다. 또한 슈트 변이 구간의 출력에 로딩 스커트를 위한 필요는 유지비용을 증가시키며, 이송 슈트의 안전 위험과 건강과 전체적인 비용을 증가시킨다. 스커트는 스커트와 컨베이어에 대한 마모를 유발하는 컨베이어 상에 드래그되며, 컨베이어의 전력 필요량을 증가시킨다. 또한 스커트 드래그는 스커트와 컨베이어가 수리되도록 요구하며 구성요소가 보다 빈번히 교체되도록 요구한다.

최근 개선사항들은 컴퓨터화되어 발생된 개별 요소 모델링(discrete element modeling, DEM)에 의한 슈트를 통하여 속도와 재료 스트림(stream)을 제어함에 있어 형성되어 왔다. 개별 요소 모델링은 재료가 슈트를 관통할 때 재료의 동작을 예측하는데 있어 슈트 라이너(chute liner) 재료의 다양화를 모의 실험한(simulate) 이론상의 마찰 계수와 대용량 조각 크기를 설명한다. 슈트 내부 벽의 각진 경사면은 슈트를 관통하는 압축된 재료의 프로파일(profile)을 유지하며 슈트를 관통하는 대용량 재료의 속도를 제어하기 위하여 조절되고 배열된다.

많은 응용물에 있어서 DEM이 성공적으로 증명되는 반면, 또한 상기 슈트 설계의 방법은 명확한 불이익을 가진다. 종래 슈트 설계에 따르는 DEM은 이전에 설명된 바에 따르는 불이익과 동일한 구성요소를 가진 수용 컨베이어 상의 로딩 지점에서 스커트 시스템의 사용이 채택된다.

추가적으로, DEM은 재료가 슈트를 통해 관통하는 동안 속도와 재료 프로파일을 제어하는 마찰 계수와 단일의 대용량 재료 조각에 기초된다. 대개 상기 특별한 설계 기준은 대용량 재료 처리 시스템의 기대된 수명을 통하여 다양하다.

파워플랜트(power plant) 응용물에 있어, 석탄 분쇄기(crusher)와 조립기(granulator)와 같이 결합된 장비 수행 및 석탄 공급자들의 변경에 의해 대개 재료 조각 크기는 변화될 수 있다. 조각 크기의 상기 변화는 슈트를 관통하는 재료의 프로파일과 속도를 정확하게 제어하기 위해 슈트의 설계를 개조(remodel)할 필요가 있다. 영하(freezing)의 조건과 폭우로 인해 함유된 높은 수증기와 같은 환경적인 조건은 슈트 내부의 경계 표면과 대용량 재료 조각 사이의 마찰 계수에 반대적으로 영향을 미친다. 변화하는 환경 조건의 결과로써 마찰 계수의 상기 변경은 재료 속도의 제어에 있어 DEM 계수를 제공한다.

본 발명의 대용량 재료의 정확한 이송 슈트 장치는 상기 논의된 종래 이송 슈트와 관련한 단점을 극복하며, 이는 방출 컨베이어로부터 수용 컨베이어까지 대용량 재료를 이송하는 슈트 구조물을 로딩하고 조절가능하고 새로운 종류의 이송을 제공함에 의한 것이며, 이는 재료 속도와 프로파일을 제어하고, 재료 불량을 피하고, 먼지 발생을 피하며, 슈트 이내 재료의 축적을 감소시키며, 수용 컨베이어와 이송 슈트에 대한 마모를 감소시키며 진행된다. 또한 본 발명의 이송 슈트는 스커트 로딩을 위한 필요를 제거하며, 이에 이송 슈트 제조비용, 유지비용, 안전 및 건강 위험 및 에너지 소모를 감소시킨다. 슈트 구조물은 석탄의 조건(즉, 젖음과 마름 상태)에 대해 슈트 구조물에 대해 가장 적합한 슈트 흐름 경로의 수직 조절의 장점을 제공한다. 젖은 석탄은 수용 컨베이어로의 방출 속도를 조절하고 축적을 방지하기 위해 보다 수직적으로 강하될 수 있다. 또한 수평 조절은 수용 컨베이어 중심으로의 로딩을 위해 허용된다. 조절력은 슈트의 플러깅을 피한다.

본 발명인 대용량 재료의 이송 슈트 장치는 만곡되고 또는 원형 깔때기-형태된(round funnel-shaped) 변이 구간인 슈트의 상단에 위치되며, 변이 구간 사이에 위치된 원형 로딩 튜브로 구성된다. 이송 슈트의 구성 부분들은 외부 골격에 의해 지지되며 내식성 재료의 그 외 다른 유사한 형태 또는 금속으로 구성된다. 방출 컨베이어는 예를 들어 석탄과 같은 대용량 재료를 슈트의 상단에 이송 슈트로 운반하며, 수송 컨베이어는 슈트 최저부로부터 방출된 재료를 운반한다.

이송 슈트의 후드(hood) 섹션은 만곡된 형상을 가진다. 후드는 방출 컨베이어의 방출 단부 반대에 위치되며, 컨베이어로부터 슈트 변이 구간의 상단 개구부로 방출된 재료를 새로운 방향으로 향하게 한다. 후드 섹션은 개구부 장치가 슈트 내부로 쉬운 접근을 허용하게 적용될 수 있도록 설계된다. 상기 접근 방법은 보다 낮은 유지비용과 증가된 안전을 제공한다. 후드의 만곡된 형태는 재료를 포획하며, 조밀한 재료 프로파일을 유지한다. 후드는 마모에 저항성이 있으며 재료의 충돌 하중을 감소하며, 이에 먼지의 발생과 재료의 불량을 최소로 한다.

변이 구간은 후드에 의해 새로이 방향 설정된 재료를 수용하는 상단 개구부를 가진다. 만곡된 후드에 의해 새로이 방향 설정된 재료는 변이 구간의 내부 체적을 통하여 하부 방향으로 활주된다(slide). 변이 구간은 둥근 구석을 가진 일반적인 깔때기 형태를 가진다. 변이 구간 내부의 횡단면적 영역은 하부 방향으로 변이 구간이 연장됨에 따라 감소한다. 변이 구간은 재료가 변이 구간의 최저부를 향하여 하부 방향으로 안내되면서, 변이 구간을 통한 재료의 활주가 감소된 횡단면적 영역 프로파일을 가지고 압축된 스트림으로 집중되도록 설계되면서 감기고 둥근 플레이트로 구성된다. 비록 재료의 흐름이 수용 컨베이어의 정지에 의해 멈추는 경우에도, 변이 구간의 벽들은 변이 구간 내 재료의 축적을 방지하기 위한 곡률과 충분한 경사면으로 설계된다. 변이 구간의 경사진 벽들과 변이 구간의 횡단면적 영역의 감소는 섹션을 통한 재료의 흐름을 제어하고 재료 내에서 반출된 공기를 최소화하며, 재료의 축적을 최소화하며, 재료의 불량을 최소화하며, 재료의 감소된 요동에 기인한 먼지 발생을 최소화한다. 재료 흐름의 속도를 개선하는 정렬 재료(lining material)와 같은 재료의 구성물과 함께 변이 구간 벽의 경사면은 수용 컨베이어의 속도에 일치되도록 섹션을 통하여 재료의 속도를 제어한다. 또한 변이 구간은 수용 컨베이어 상에 재료의 중심 로딩을 보장하기 위해 섹션을 통한 재료의 흐름을 제어하는 데 있어 도움이 되는 내부 디버터 플레이트(diverter plate)로 설비될 수 있다.

이송 슈트 장치의 로딩 튜브는 변이 구간의 최저부에 장착된다. 로딩 튜브는 튜브 길이를 따라 원형 횡단면을 가진 내부 보어(bore)를 가진다. 로딩 튜브 보어의 원형 횡단면은 튜브를 통하여 흐르는 재료의 축적을 제거하도록 하며, 재료가 축적되는 구석을 제거한다.

로딩 튜브의 길이는 로딩 튜브가 변이 구간으로부터 수용 컨베이어를 향하여 연장됨에 따라 만곡된다. 만곡된 로딩 튜브 길이와 로딩 튜브의 조절 가능한 하부 방향 각도는 튜브로부터 벨트 상의 재료 충돌을 최소화하는 방출 각도에 컨베이어 벨트 상으로 방출된 재료를 배치하도록 설계되며, 이에 먼지 발생을 최소화하고 벨트에 대한 충돌 손상을 감소한다. 로딩 튜브의 출력 단부는 수직적이고 수평적으로 모두 조절 가능하며, 상기 출력 단부는 방출된 재료를 수송 컨베이어 상으로 편평하게 위치되게 하며 마지막과 유사한 프로파일에 있어서 컨베이어 상에서 재료의 프로파일이 형성되도록 치수가 정해지고 형태가 정해진다. 상기는 벨트로부터 유출 가능성을 최소화한다.

연결 조립체는 변이 구간의 최저부 단부로 로딩 튜브가 장착된다. 연결 조립체는 이송 슈트 장치에 대해 아크 세그먼트(arc segment)를 통하여 로딩 튜브의 운동을 가능하게 한다. 고무 밀봉 또는 부트(boot)는 제 1 먼지 고정 밀봉을 제공하기 위하여 변이 구간과 로딩 튜브 사이의 연결체를 둘러싼다. 또한, 제 2 먼지 밀봉은 부트 내측부에 제공된다.

선호되는 실시예에 있어서, 로딩 튜브의 상부 단부는 피벗(pivot) 연결체에 의해 변이 구간의 하부 단부에 연결된다. 변이 구간의 원통형 최저부 부분은 로딩 튜브의 원통형 상부 부분보다 작다. 로딩 튜브 상부 부분에 대해 변이 구간 최저부 부분의 보다 작은 직경 치수는 변이 구간을 둘러싸며, 변이 구간에 대해 로딩 튜브의 자유스런 피벗팅(pivoting) 운동을 가능하게 하면서 로딩 튜브를 상부 방향으로 연장되도록 한다.

조절 메커니즘은 슈트 변이 구간과 로딩 튜브 사이로 연결된다. 메커니즘의 길이 조절은 변이 구간에 대해 로딩 튜브의 각진 위치를 조절한다. 메커니즘은 수용 컨베이어에 대해 로딩 튜브의 각진 조절을 고려하므로 로딩 튜브에서 수용 컨베이어의 벨트 상으로 재료 방출의 각도 조절이 가능하다. 수용 컨베이어에 대해 로딩 튜브의 각 조절은 슈트를 통하여 재료 흐름의 속도를 조절하여 플러깅을 방지하고 튜브로부터 방출된 재료의 유출을 최소화하며 컨베이어 벨트 상으로 배치된다.

본 발명의 대용량 재료의 정확한 이송 슈트 장치에 대한 추가적인 특징은 하기의 장치에 대한 상세한 명세서와 다음의 도면에서 설명된다.

도 1은 수용 컨베이어와 방출 컨베이어 사이에 위치되어 도시된 본 발명의 대용량 재료의 정확한 이송 슈트 장치의 측부를 도시한 입면도.

도 2는 도 1의 입면도와 유사하지만, 이송 슈트 장치의 마주보는 측부를 도시하는 입면도.

도 3은 수용 컨베이어와 방출 컨베이어와 이송 슈트 장치의 상대적인 위치를 도시하는 상단 평면도.

도 4는 이송 슈트 장치의 상부 부분을 도시하는 후방도.

도 5는 장치의 변이 구간을 도시하는 상단 평면도.

도 6은 변이 구간을 도시하는 측부 단면도.

도 7은 장치의 하부 부분을 도시하는 부분도.

도 8은 제 2 밀봉부를 도시하는 평면도.

도 9는 장치의 로딩 튜브를 도시하는 상단 평면도.

도 1과 도 2는 본 발명의 대용량 재료의 정확한 이송 슈트 장치(10)의 실시예를 도시한다. 도 1에서 도시된 장치(10)는 수용 컨베이어(18)의 수용 단부와 방출 컨베이어의 방출 단부 사이의 도식적으로 나타낸 구조물(14)에 의해 지지된다. 도 1, 도 2 및 도 3에서 도시된 장치(10)의 조건에 있어, 장치는 장치 상부에 위치된 방출 컨베이어(16)에서 장치 하부에 위치된 수용 컨베이어(18)로 예를 들어 석탄과 같은 대용량 재료를 이송하는데 사용된다. 도 1, 도 2 및 도 3에서 도시된 환경은 제한되지 않는 실례가 된다. 도 1 및 도 3에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 대용량 재료 이송 장치(10)는 변이 구간(transition section, 26) 하부에 위치된 로딩 튜브(28)와 후드(hood, 22) 하부에 위치된 변이 구간(26)과 장치의 상단에 위치된 후드(22)로 기본적으로 구성된다. 장치의 각각 상기 구성요소 부분들은 내마모성 및 내식성 재료의 그 외 다른 형태 또는 금속의 형태로 정렬되고 조립된다. 방출 컨베이어(16)와 수용 컨베이어(18)는 벨트 컨베이어의 전형적인 구성을 나타내기 위해 도식적으로 도시된다. 또한 운반 장치의 그 외 다른 형태들은 본 발명의 대용량 재료 이송 슈트 장치를 채택할 수 있다.

후드(22)는 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에서 도시된다. 후드(22)는 수직적으로 만곡된 벽(32)으로 기본적으로 구성된다. 벽(32)은 변이 구간(26)의 상단 개구부에 걸쳐 위치되는 후드의 마주보는 상단 변부(36)와 변이 구간(26) 상에 배치된 후드의 최저부 변부(34)로부터 지속적으로 만곡된 표면으로써 신장된다. 후드 벽(32)의 만곡된 수직 표면은 변이 구간(26)으로 방출 컨베이어(16)에 의해 만곡된 재료를 안내하기 위해 기능한다. 후드 벽(32)의 만곡된 수직 표면은 후드(22) 내부 표면에 대해 방출된 재료의 충돌 하중을 감소하면서 변이 구간이고 하부 방향으로 방출 컨베이어(16)로부터 방출된 예를 들어 석탄과 같은 대용량 재료를 새로운 방향으로 설정시킨다. 도 2 및 도 3에서 도시되는 바와 같이, 또한 후드 벽(32)은 수평으로 일반적으로 만곡된 내부 표면을 가진다. 또한 후드 벽(32)의 상기 수평적인 만곡은 하부 방향이고 변이 구간(26)으로 방출 컨베이어(16)로부터 방출된 대용량 재료 내에서 반출된 공기를 최소화하며 새로이 방향 설정하기 위해 기능한다.

도 1 및 도 4에서 도시된 한 쌍의 힌지 조립체(38)는 후드 최저부 변부(34)를 변이 구간(26)으로 연결한다. 힌지 조립체(38)는 후드(22)가 변이 구간(26)의 한 측부로 배치되는 변이 구간(26)에 대하여 후드의 제 2 위치와 변이 구간(26) 상부로 직접적으로 위치된 후드 상단 변부(36)와 함께 후드를 도 1에서 도시된 제 1위치 사이로 피벗 회전된다. 후드(22)의 제 2 위치에서, 변이 구간과 방출 컨베이어(16)는 상기 요소들을 위해 명백하게 제공된다.

변이 구간(26)은 장치(10) 상의 후드(22)를 지지한다. 후드는 그 외 다른 구조물에 의해 지지될 수 있다. 도 3에서 도시되는 바와 같이, 변이 구간(26)의 상단은 단면의 상단 내부 체적을 둘러싸는 복수의 측부 벽(42)에 의해 형성된 다각형(polygonal)의 형상을 가진다. 측부 벽(42)은 하부 방향의 변이 구간(26)으로 연장되는 이송 슈트 내부 체적의 상단 개구부를 형성한다.

도 5는 변이 구간(26)의 상단 평면도이다. 도 5에서 도시된 바와 같이, 일반적인 깔때기(funnel) 형태가 되는 복수의 벽 패널(panel)로 구성된다. 패널은 변이 구간의 둥근 깔때기 형태를 형성하기 위해 나란히 함께 고정된 일반적으로 아치 모양(arcuate)의 패널(48)과 복수의 보다 큰 삼각기둥 패널(triangular panel, 46)과 복수의 신장된 삼각기둥 패널(44)을 포함한다. 패널(44, 46, 48)의 위치와 형상은 변이 구간(26)의 내부 체적을 형성하며, 상기 변이 구간은 횡단면 영역을 가지고 상단 개구부(52)에서 변이 구간의 최저부 개구부(54) 하부 방향으로 변이 구간이 연장됨에 따라 감소된다. 복수의 패널(44, 46, 48)은 변이 구간(26)에 후드(22) 아래로 직접적으로 변이 구간(26)의 측부들 상에 만곡되는 내부 표면을 제공한다. 만곡된 표면은 상단 개구부(52)로부터 변이 구간을 통하여 재료의 낙하(falling)를 감소된 횡당면 영역 프로파일(profile)을 가진 스트림으로 집중하기 위해 최저부 개구부(54)로 허용하도록 설계된다. 패널(44, 46, 48)은 내식성 및 내마모성 재료로 구성되거나 일렬로 정렬된다. 패널 재료는 재료의 속도를 결정하는 마찰계수뿐만 아니라 마모를 위한 파라미터를 만족하기 위해 명확하게 선택된다. 변이 구간(26)의 패널(44, 46, 48)들은 변이 구간 내 재료의 축적과 플러깅(plugging)을 방지하도록 충분한 경사면으로 설계된다. 변이 구간의 길이와 패널 재료 마찰 계수, 변이 구간의 횡단면 영역의 감소, 변이 구간의 경사진 패널(44, 46, 48)들의 조합은 단면을 통하는 흐름의 속도와 재료 프로파일을 제어하며, 재료 내의 반출된 공기를 최소화하며, 재료의 불량을 최소화하며, 재료의 충돌에 기인하여 먼지 발생을 최소화한다.

디버터 플레이트(diverter plate, 56)는 변이 구간(26) 내부에 고정된다. 디버터 플레이트(56)는 상부로 일정한 간격을 두며, 변이 구간 최저부 개구부(54)에 대해 중심된다. 방출 컨베이어에서 수용 컨베이어까지 슈트 직선 강하의 길이와 슈트가 관통되기 위한 재료의 전형적인 체적, 슈트가 관통되기 위한 재료의 형태에 의해 디버터 플레이트의 위치가 결정된다. 디버터 플레이트(56)는 재료가 축적될 수 있는 선반을 제공하지 않고 플레이트 주변에 재료 흐름의 방향을 전환시키기 위 해 상부 방향으로 안내된 V의 정점(apex)을 가진 V자 형태의 횡단면을 가진다. 디버터 플레이트의 바로 아래 공간은 재료 흐름의 접촉으로 장치에 대한 손상 또는 악화(deterioration)를 피하기 위해 재료 흐름의 경로 외부로 그 외 다른 장치들이 장착되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 방화 장치, 화학제품 분배 장치, 제어 장치 및 그 외 다른 장치와 같은 장치들이 디버터 플레이트(56)의 바로 아래에 위치될 수 있다.

디버터 플레이트(56)는 단면의 원형 최저 개구부(54) 바로 상부와 단면의 최저부를 향하여 변이 구간(26)의 중심 내에 위치된다. 디버터 플레이트(56)는 재료 스트림(stream)의 부분을 단면 최저 개구부(56) 각각의 측부로 방향 전환하면서 변이 영역(26) 후방 내부 벽 표면을 지나 하부 방향으로 재료가 흘러감에 따라 재료의 스트림을 분할하는 기능을 한다.

방향 전환된 재료의 일부는 역류되어 변이 구간 후방 벽으로 되돌아오며, 재료의 일부는 단면 최저 개구부(54)의 전방으로 자유스럽게 흐를 것이다. 디버터 플레이트(56)의 상기 기능은 재료의 흐름과 함께 이동하는 반출된 공기의 양을 감소하면서 변이 구간 최저부 개구부(54)를 통하여 재료 흐름의 고른 분배를 보장한다.

선호적인 실시예에 있어서, 변이 구간 최저 개구부(54)의 직경 치수는 표준 공학 기준(standard engineering practice)에 의해 결정되는 바에 따른 최대 재료 기준 크기에 기초된 브리징 효과(bridging effect)를 고려하여 설계된다. 도 6에서 도시된 바에 따라 디버터 플레이트(56)의 하부 단부의 높이는 디버터 플레이트(56)와 충돌에 의한 결과로써 감소된 재료 속도와 함께 브리징 효과를 설명하기 위해 변이 단면 최저부 개구부(54)의 1.5배 치수가 되도록 실험에 의해 결정된다.

동축으로 정렬된 홀(58)을 가진 한 쌍의 피벗 핀 마운트(pivot pin mount)는 변이 구간의 직경으로 마주보는 측부들 상에 장착된다. 피벗 마운트(58)는 변이 구간의 최저 개구부(54)에 인접하게 위치된다. 설명되는 바에 따라, 피벗 마운트(58)는 변이 구간(26)으로 로딩 튜브(28)를 장착하는데 사용된다.

도 1, 도 2 및 도 6에 도시되는 바에 따라, 로딩 튜브(28)는 장치(10)의 변이 구간(26) 아래로 매달려있다. 로딩 튜브(28)는 튜브의 입력 단부(62)에서 튜브의 출력 단부(64)로 연장되는 중공 내부 보어(60)를 가진다. 선호적인 실시예에 있어서, 내부 보어(60)는 입력 단부(62)에서 출력 단부(64)까지 로딩 튜브의 전체 길이를 통해 원형 횡단면 영역을 가진다. 또한 원형이 아닌 횡단면이 사용될 수 있다. 한 쌍의 삼각 기둥 윙 가이드(wing guide, 72)는 튜브 출력 단부(64)로부터 외부방향으로 돌출된다. 도 7에서 도시되는 바에 따라, 로딩 튜브(28)는 복식의 상부 부분(66)과 하부 부분(68)으로 구성된다. 튜브 상부 부분(66) 상의 로딩 튜브 입력 단부(62)는 로딩 튜브(28)의 내부에 위치되는 최저 개구부와 함께 변이 구간 최저 개구부(54)를 둘러싼다. 한 쌍의 동축 피벗 핀(74)은 로딩 튜브 상부 부분(66)의 내부로부터 직경으로 마주보는 측부들에서 내부 방향으로 돌출된다. 핀(74)은 변이 영역(26) 상에 피벗 마우트(58)의 홀 내에 결합된다. 로딩 튜브 핀(74)과 피벗 마운트(58)는 변이 구간(26)의 최저부 단부로 로딩 튜브(28)가 장착된 연결 조립체를 제공한다. 피벗팅 연결체는 도 7에서 점선으로 도시된 튜브(28)의 제 1 위치 및 제 2 위치 사이로 변이 구간(26)에 대해 아크(arc)로 로딩 튜브가 피벗 회전되도록 한 다. 변이 구간(26)과 로딩 튜브(28) 사이의 상대 운동을 허용하는 연결체의 그 외 다른 형태가 채택될 수 있다. 도 7에서 도시된 바에 따라, 로딩 튜브 하부 부분(68)은 로딩 튜브 상부 부분(66)에서 로딩 튜브의 출력 단부(64)까지 연속적인 커브(curve)를 통하여 연장된다. 로딩 튜브의 상기 커브된 부분은 방출 속도와 각도에 튜브에서 수용 컨베이어(18)의 벨트 상으로 방출된 재료를 배치하게 설계되며, 이는 벨트 상으로 재료의 충돌을 최소화하며 이에 벨트에 대한 충돌 손상을 감소하며 먼지 발생을 최소화한다. 또한 변이 구간(26)에 대하여 이동되는 로딩 튜브(28)의 기량은 튜브가 벨트로부터 재료의 유출 가능성을 최소화하기 위해 수용 컨베이어(18)의 벨트 상으로 적절하게 방출된 재료를 외부 형태되어 위치되도록 한다.

윙 가이드(72) 쌍은 튜브 출력 단부(64)의 로딩 튜브(28)의 하부 단부에서 형성된다. 윙 가이드(72)는 재료가 수용 컨베이어로 이송될 경우 윙 가이드의 일반적인 프로파일로 재료를 형성하기 위해 재료가 로딩 튜브 출력 단부(64)를 빠져 나갈 때 재료를 위한 안내를 제공하는 기능을 한다. 선호적인 실시예에 있어서, 윙 가이드가 출력 단부로부터 연장되는 길이와 튜브 출력 단부(64) 상의 윙 가이드(72)의 높이는 표준 공학 기준에 의해 결정된 바에 따르는 튜브 출력 단부를 빠져나가는 재료의 대략적인 횡단 높이와 동등하다. 실험에 의해 결정되는 바에 따라 용이한 제조를 위하여, 윙 가이드 길이는 윙 가이드 높이와 동등하다. 도 9에서 윙 가이드(72)의 상단 평면도에서 도시된 바에 따라, 윙 가이드는 로딩 튜브 단부(64)의 중심으로부터 이격되어 외부 방향으로 만곡된다. 도 9에서 도시된 바와 같이 윙 가이드(72)의 말단 끝 부분 사이의 치수는 표준 공학 기준에 의해 결정되는 바에 따르는 수용 컨베이어 상에 일반적인 위치 내에서 재료 프로파일의 일반적인 폭에 동등하다.

고무 제 1 밀봉부 또는 부트(boot, 76)는 변이 구간(26)과 로딩 튜브(28) 사이의 연결체를 둘러싼다. 상기 밀봉부(76)는 변이 구간(26)과 로딩 튜브(28)의 연결체 사이에 먼지 조밀 밀봉(dust-tight seal)을 제공한다.

조절 메커니즘(28)은 장치의 호퍼 변이 구간(26)과 로딩 튜브(28) 사이에 연결된다. 도시되는 예에 있어서, 조절 메커니즘(82)은 로딩 튜브(28)에서 돌출되는 플랜지(88)와 변이 구간(26)에서 돌출되는 플랜지(86)에 피벗 연결체에 의해 연결되는 직선 모양의 작동기(84)를 포함한다. 그 외 다른 유사한 기능 메커니즘은 작동기(84) 대신에 사용될 수 있다. 작동기(84)의 길이 조정은 변이 구간(26)에 대하여 로딩 튜브(28)의 각도 위치를 조절한다. 그러므로, 메커니즘(82)은 수용 컨베이어(18)의 벨트에 대해 로딩 튜브(28)의 각도 조절을 위해 허용되며, 이에 로딩 튜브(28)에서 수용 컨베이어(18) 벨트 상으로 재료의 속도와 방출 각도 조절을 가능케 한다. 상술한 바에 따라, 수용 컨베이어(18)에 대하여 로딩 튜브(28)의 각도 조절은 튜브에서 컨베이어 벨트 상으로 방출된 재료의 유출을 최소화하며, 재료의 축적을 최소화하고, 컨베이어 벨트에 대한 마모를 최소화하며, 먼지 발생을 최소화한다.

부트(76)는 로딩 튜브(28)와 변이 구간(26) 사이에서 제 1 밀봉부로서 작동한다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 제 1 밀봉부(76)의 상단은 2-조각 원형 클램 프(94)에 의해 변이 슈트(26) 상에 원형 플랜지(92) 주위로 고정된다. 제 1 밀봉부(76) 단부는 또 다른 2개-조각, 원형 클램프(96)에 의해 로딩 튜브(28) 주변에 고정된다. 제 1 밀봉부(76)는 로딩 튜브(28)와 변이 구간(26) 사이 가요성의 피벗팅 연결체로부터 빠져나가는 먼지 방출을 제거하는 기능을 한다. 제 1 밀봉부(26)는 나이론 재료가 코트된(coated) PVC와 같이 제한되지 않는 화학적인 저항의 불침투성 멤브레인(membrane)으로 바람직하게 구성된다. 화학적 저항에 덧붙여, 상기 재료는 외부 환경에 대해 날씨와 UV에 저항성이 있어야 한다. 실제 재료의 특성은 특정 분야에 기초한 표준 공학 기준에 의해 결정되어야 한다. 불침투성 멤브레인(76)은 피벗 핀 연결체(74)에 대하여 로딩 튜브(28)의 자유로운 운동을 고려하기 위해 변이 구간 하부 단부에서의 변이 구간 상부 단부와 로딩 튜브(28)에서 변이 구간(26) 주변에 헐렁하게 감싸인다. 제 1 밀봉부(76)의 단부들은 로딩 튜브(28)와 변이 구간(26) 주변으로 연속적인 밀폐된 표면을 형성하기 위해 접착제 접합, 테이프 접합, 열 봉합될 수 있다.

제 2 밀봉부(102)는 로딩 튜브(28)와 변이 구간(26) 사이와 제 1 밀봉부(76) 내측부에 제공된다. 또한 제 2 밀봉부(102)는 로딩 튜브(28)와 변이 구간(26) 사이에 가요성 피벗팅 연결체에 먼지 방출을 감소하기 위해 기능한다.

원형 플랜지(104)는 이송 튜브(28)의 상부 단부에 용접된다. 볼트 홀의 원형은 플랜지(104)를 통하여 제공된다. 도 8에서 도시된 원형의 제 2 밀봉부(102)는 플랜지(104) 상에 위치된다. 원형 플랜지(104)에 구조상으로 유사한 원형 유지 링(106)은 복수의 볼트에 의해 제 2 밀봉부(102)의 상단 상에 고정된다.

도 9에서 도시된 바와 같이, 제 2 밀봉부(102)는 변이 구간(26)의 원통형 최저 개구부(54) 외측부 직경보다 대략 4 인치 작게 치수 형성화되는 중심 개구부를 가진다. 복수의 슬릿(108)들은 제 2 밀봉부(102)를 통하여 삽입되도록 변이 구간(26)의 원통형 최저부 개구부(54)를 허용하기 위해 밀봉으로 잘린다. 변이 구간 원통형 최저부 개구부(54)를 가진 제 2 밀봉부의 겹쳐진 변부들과 원형 개구부는 피벗 회전체(74)에 관한 로딩 튜브(28)의 자유 운동을 변이 구간(26)에 허용하는 가요성의 반투과성(semi-permeable) 밀봉부를 형성한다.

도 7 및 도 9는 로딩 튜브(28)의 출력 단부(64) 수평 위치를 조절 가능케 하는 수평 조절 플랜지(112, 114)를 도시한다. 수평 조절 플랜지는 로딩 튜브 하부 부분(68)의 상부 단부에 고정되는 하부 플랜지(114)와 로딩 튜브 상부 부분(66)의 최저부 단부에 고정되는 상부 플랜지(112)를 포함한다. 각각의 플랜지(112, 114)는 플랜지 원주 주변에 공간적으로 배열되는 오블롱 홀(oblong hole)로 세팅된다. 도 9는 로딩 튜브 하부 부분(68)의 플랜지(114) 내 오블롱 홀(116)을 도시한다. 일렬로 정렬된 2개의 플랜지(112, 114) 홀들은 예를 들어 너트와 볼트와 같은 쓰레드 패스너(threaded fasteners)에 의해 함께 고정된다. 플랜지 홀의 오블롱 형태는 수용 컨베이어(18)에 걸쳐 로딩 튜브 출력 단부(64)를 수평적으로 위치되도록 제한된 범위로 로딩 튜브 상부 부분(66)에 대해서 로딩 튜브 하부 부분(68)을 이동되게 한다. 로딩 튜브 출력 단부(64) 위치의 보다 큰 수평 조절이 필요한 경우, 쓰레드 패스너는 2개의 플랜지(112, 114)의 홀로부터 제거될 수 있으며, 플랜지는 로딩 튜브 상부 부분(66)에 대해 로딩 튜브 하부 부분(68)의 위치를 조절하기 위해 2개의 플 랜지의 그 외 다른 홀을 재편성되도록 서로에 대해 회전 가능하며, 이에 로딩 튜브 출력 단부(64)의 수평 위치를 조절한다.

비록 본 발명의 장치가 상기 본 발명의 특정된 실시예의 참조에 의해 설명되더라도, 변형물과 개조사항들은 하기 청구항들의 의도된 범위로부터 벗어남이 없이 공개된 장치에 대해 제조될 수 있다.

Claims (21)

1. 재료 이송 장치에 있어서, 상기 장치는

   -변이 구간의 내부 체적을 둘러싸는 측부벽을 가진 변이 구간을 포함하며, 상기 변이 구간은 내부 체적과 통해 있는 상단 개구부와 내부 체적과 통해 있는 최저부 개구부를 가지며, 상기 상단 개구부는 변이 구간 내부 체적으로 변이 구간 상단 개구부를 통하여 방출 컨베이어에서 재료를 축적하고 변이 구간으로 재료를 운반하는 방출 컨베이어로 접근 가능되게 치수 형성화되며,

   -로딩 튜브를 통하여 연장되는 중공 내부 보어와 마주보는 입력 및 출력 단부들을 가진 관 모양의 길이를 가진 로딩 튜브를 포함하고,

   -로딩 튜브 배출 단부에서 재료의 방출율을 조절하기 위해 복수의 다른 방향으로 로딩 튜브 출력 단부를 조절 가능하게 위치시키기 위한 변이 구간에 대해서, 로딩 튜브의 제 1 위치와 제 2 위치들 사이에서 로딩 튜브를 이동시키도록 변이 구간 최저부 개구부에서 로딩 튜브 입력 단부를 변이 구간에 연결하는 연결 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 재료 이송 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 변이 구간 최저부 개구부 바로 아래 위치되는 로딩 튜브를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 변이 구간 최저부 개구부와 로딩 튜브 입력 단부 사이에 가요성 밀봉부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 로딩 튜브의 입력 단부와 출력 단부 사이에 원형 횡단 영역을 가지는 로딩 튜브를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 2 항에 있어서, 로딩 튜브 내부 보어 내측부에 위치된 변이 구간 최저부 개구부와 상기 변이 구간 최저부 개구부 상부에 위치된 로딩 튜브 입력 단부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 로딩 튜브 입력 단부와 출력 단부 사이에서 연속적인 커브로 형성되는 로딩 튜브 길이를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 변이 구간에 대해 제 1 위치와 제 2 위치 사이로 로딩 튜브를 움직이도록 작동되는 로딩 튜브와 변이 구간 사이에 연결된 메커니즘을 포함하는 연결 조립체를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 변이 구간과 로딩 튜브 사이에서 연장되는 길이를 가진 메커니즘을 추가적으로 포함하며, 상기 메커니즘 길이는 상기 메커니즘 길이의 변경에 상응하여 변이 구간에 대해 로딩 튜브를 이동하도록 조절되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 7 항에 있어서, 로딩 튜브와 변이 구간 사이에 직선 모양의 작동기가 연결된 메커니즘을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1 항에 있어서, 로딩 튜브와 변이 구간 사이에 힌지 연결체를 포함하는 연결 조립체를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 1 항에 있어서, 로딩 튜브를 변이 구간에 연결하며 동축으로 정렬된 한 쌍의 피벗 핀들을 포함하는 연결 조립체를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 재료 이송 장치에 있어서, 상기 장치는

    -변이 구간의 내부 체적을 둘러싸는 측부벽을 가진 변이 구간을 포함하며, 상기 변이 구간은 내부 체적과 통해 있는 상단 개구부와 상기 내부 체적과 통해 있는 최저부 개구부를 가지며, 상기 상단 개구부는 변이 구간 내부 체적으로 변이 구간 상단 개구부를 통하여 방출 컨베이어에서 재료를 쌓이게 하고 변이 구간으로 재료를 운반하는 방출 컨베이어로 접근 가능하게 치수 형성화되며,

    -로딩 튜브를 통하여 연장되는 중공 내부 보어와 마주보는 입력 및 출력 단부들을 포함한 관 모양의 길이를 가진 로딩 튜브를 포함하고,

    -로딩 튜브와 변이 구간 사이에서 가요성의 제 1 밀봉부를 포함하며 및

    -제 1 밀봉 내측부 및 로딩 튜브와 변이 구간 사이에서 가요성의 제 2 밀봉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 재료 이송 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 로딩 튜브에 고정되고 변이 구간에 고정된 제 1 밀봉부와 변이 구간에 대해 이동가능한 로딩 튜브를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 로딩 튜브와 함께 이동하기 위해 로딩 튜브에 고정된 제 2 밀봉부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 편평한 원형의 밀봉부인 제 2 밀봉부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 15 항에 있어서, 원통형 밀봉부인 제 1 밀봉부를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제 12 항에 있어서, 변이 구간 내측에 디버터 플레이트를 추가적으로 포함하며, 상기 디버터 플레이트는 상부 방향을 향하는 정점을 포함한 인버트된(inverted) V자 형태의 횡단면을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 재료 이송 장치에 있어서, 상기 장치는

    -변이 구간의 내부 체적을 둘러싸는 측부벽을 가진 변이 구간을 포함하며, 상기 변이 구간은 내부 체적과 통해 있는 상단 개구부와 상기 내부 체적과 통해 있는 최저부 개구부를 가지며, 상기 상단 개구부는 변이 구간 내부 체적으로 변이 구간 상단 개구부를 통하여 방출 컨베이어에서 재료를 쌓이게 하고 변이 구간으로 재료를 운반하는 방출 컨베이어로 접근 가능되게 치수 형성화되며,

    -로딩 튜브를 통하여 연장되는 중공 내부 보어와 마주보는 입력 및 출력 단부들을 포함하는 관 모양의 길이를 가진 로딩 튜브를 포함하며, 상기 로딩 튜브는 로딩 튜브 입력 단부에서 로딩 튜브 출력 단부까지 로딩 튜브의 길이를 따라 원형의 횡단면을 가지며, 상기 로딩 튜브 길이는 로딩 튜브 입력 단부에서 로딩 튜브 출력 단부까지 연속적인 커브를 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 재료 이송 장치.
19. 제 18 항에 있어서, 로딩 튜브 출력 단부에서 수용 컨베이어로 재료를 방출하기 위하여 의도한 방향으로 로딩 튜브 출력 단부의 위치를 지정하는 로딩 튜브 곡률을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제 19 항에 있어서, 변이 구간에 대해 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 로딩 튜브를 이동시키기 위하여 로딩 튜브를 변이 구간에 연결하는 연결 조립체를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제 20 항에 있어서, 변이 구간에 대해 로딩 튜브의 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 아크를 통하여 로딩 튜브가 피벗 회전되도록 하는 변이 구간과 로딩 튜브 사이에 피벗 연결체를 포함하는 연결 조립체를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

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