KR20110057038A - 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모서리가 날카로운 석재를 모서리가 둥근 자연석과 같은 미감을 주는 석재로 연마하기 위한 석재 가공장치에 관한 것이다.

본 발명의 석재 가공장치는, 가공 대상물인 석재가 복수 개 투입되어 움직일 수 있는 석재연마공간이 형성된 연마통과; 상기 석재연마공간의 하부에 위치되어 회전 가능하도록 되어 있고, 회전중심에서 가장자리까지의 거리가 다른 캠형성부가 형성되어 있으며, 회전시 캠형성부가 석재연마공간에 투입된 석재를 밀어 석재를 움직여주도록 설치되어 있되 그 회전중심이 석재연마공간의 외측에 위치되어 있도록 설치된 캠축과; 상기 캠축을 회전시켜 주는 캠축회전수단;을 포함하여 구성된다.

본 발명의 석재 가공장치는, 폐석은 물론 대형 석재까지도 모서리가 둥글고 표면이 매끄러운 석재로 가공할 수 있으며, 이러한 상태로의 석재 가공에 적은 에너지가 소모되고, 소음도 적게 발생될 뿐만 아니라 장치의 고장 발생률도 낮은 특징이 있다.

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Description

폐석 재활용을 위한 석재 가공장치{Processing device of stone}

본 발명은 모서리가 날카로운 석재를 모서리가 둥근 자연석과 같은 미감을 주는 석재로 연마하기 위한 석재 가공장치에 관한 것이다.

석재 제품을 생산하는 과정에서 발생되는 다량의 폐석은 그 사용에 한계가 있어 폐기물로 분리되어 처리되는 등 석재 가공업계에서는 처리에 상당한 어려움을 겪고 있었다.

이러한 문제점의 해소를 위해 안출된 것이 회전드럼 내에 폐기대상 석재를 다량 투입한 상태에서 동력에 의해 회전드럼을 회전시켜 석재 간에 마찰이 이루어지면서 모서리가 둥글게 연마되도록 하는 석재 가공장치이다.

즉, 모서리가 둥글고 아름다운 작은 판석으로 가공하거나 조약돌과 같이 둥글둥글한 미감을 갖도록 가공하여 각종 건축자재 등으로 사용하는 것이다.

한국 특허출원 제10-1987-0000054호에는 조경용 인공자갈의 제조방법 및 그 장치에 대하여 제시되어 있다.

그런데 종래기술은 회전드럼 내에 석재를 투입한 후 회전드럼을 회전시키고 회전드럼 내의 석재가 상부에서 하부로 구르면서 석재 간에 마찰이 이루어져 연마가 되도록 하는 것이기 때문에 큰 석재를 연마하는 것에는 부적합한 문제점이 있었다.

이것은 큰 석재를 투입하여 연마하려면 회전드럼의 크기가 매우 커질 수 밖에 없고, 투입된 석재의 중량이 매우 커지기 때문에 회전드럼을 원활하게 회전시켜 줄 수 없으며, 상부에서 하부로 구르는 석재의 충격에도 견딜 수 있는 회전드럼이 되어야 하는 등 많은 문제점이 발생되기 때문이다.

이러한 이유로 회전드럼을 사용하는 방식을 통해서는 통상 가로와 세로가 각각 30cm 이하인 정육면체 형상의 석재를 다량 투입하여 연마하는 것이 한계인 것으로 여겨지고 있다.

회전드럼을 사용하는 종래기술의 또 다른 문제점은 회전드럼이 회전되면 상당히 큰 소음이 발생된다는 것이다.

이로 인해 회전드럼을 갖는 석재가공장치 주변에는 소음방지 시설을 설치해야 하는 등 많은 문제점이 발생되고 있었다.

또, 회전드럼을 회전시키기 위해 많은 에너지가 소모되고 있으며, 석재 가공장치를 이루는 각종 구성요소에 잦은 고장이 발생되는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 작은 폐석뿐만 아니라 석축을 쌓는데 사용하는 정도의 대형 석재도 모서리가 둥글고 표면이 비교적 매끄러운 석재로 가공할 수 있는 석재 가공장치를 제공하려는데 목적이 있다.

또, 상기와 같은 석재의 가공에 종래보다 적은 에너지가 소모되어 에너지 효율성이 우수하고, 고장 발생률도 낮고, 소음도 적게 발생되는 석재 가공장치를 제공하려는 목적도 있다.

본 발명에서는 석재연마공간에 투입된 석재를 밀어주면서 회전하되 회전중심에서 가장자리까지의 거리가 다른 캠형성부를 통해 석재를 밀어주면서 회전하는 캠축을 구비하여 작은 폐석은 물론 대형 석재까지도 모서리가 둥글고 표면이 매끄러운 석재로 가공할 수 있도록 하며, 이러한 상태로의 석재 가공에 적은 에너지가 소모되고, 소음도 적게 발생될 뿐만 아니라 장치의 고장 발생률도 낮도록 한다.

이러한 본 발명의 석재 가공장치는, 가공 대상물인 석재가 복수 개 투입되어 움직일 수 있는 석재연마공간이 형성된 연마통을 갖는다.

또, 석재연마공간의 하부에 위치되어 회전 가능하도록 되어 있고, 회전중심에서 가장자리까지의 거리가 다른 캠형성부가 형성되어 있으며, 회전시 캠형성부가 석재연마공간에 투입된 석재를 밀어 석재를 움직여주도록 설치되어 있는 캠축을 갖는다.

또, 캠축을 회전시켜 주는 캠축회전수단을 갖는다.

본 발명의 석재 가공장치는, 회전중심에서 가장자리까지의 거리가 다른 캠형성부를 가지는 캠축의 회전을 통해 석재연마공간에 투입된 석재를 움직여 주고, 이를 통해 투입된 석재가 서로 부딪히면서 연마가 이루어지도록 하는 것이므로 작은 폐석은 물론 대형 석재까지도 모서리가 둥글고 표면이 매끄러운 석재로 가공할 수 있으며, 이러한 상태로의 석재 가공에 적은 에너지가 소모되고, 소음도 적게 발생될 뿐만 아니라 장치의 고장 발생률도 낮은 특징이 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

본 발명은 석재 가공장치에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 석재를 가공함에 있어 모서리가 둥글고 표면이 매끄러운 석재로 가공하기 위한 장치에 관한 것이다.

그러나 본 발명은 종래의 가공장치와 달리 작은 석재(폐석 등)뿐만 아니라 대형 석재도 모서리가 둥글고 표면이 비교적 매끄러운 석재로 가공할 수 있는 석재 가공장치를 제공하려는 목적을 갖는다.

본 출원의 발명자는 상기와 같은 목적을 달성할 수 있는 석재 가공장치로서 캠축을 회전시켜 석재를 움직여주고 이와 같은 석재의 움직임에 의해 석재의 모서리와 표면이 연마되는 구조를 안출하였다.

즉, 회전중심에서 가장자리까지의 거리가 다른 캠형성부를 가지는 캠축의 회전시 캠형성부가 석재연마공간에 투입된 석재를 밀어주어 석재가 움직이도록 하고, 이로 인해 투입된 석재가 서로 부딪히면서 석재의 연마가 이루어지도록 하는 것이다.

이러한 구조는 회전드럼에 석재를 투입 후 회전드럼을 회전시켜주는 종래의 방식보다 석재의 가공에 적은 에너지가 소모되어 에너지 효율성이 우수하고, 고장 발생률도 낮으며, 소음도 적게 발생되는 구조이다.

이러한 본 발명의 석재 가공장치는, 가공 대상물인 석재(1)가 복수 개 투입되어 움직일 수 있는 석재연마공간(11)이 형성된 연마통(10)을 갖는다.

또, 석재연마공간(11)의 하부에 위치되어 회전 가능하도록 되어 있고, 회전중심에서 가장자리까지의 거리가 다른 캠형성부(21)가 형성되어 있으며, 회전시 캠형성부(21)가 석재연마공간(11)에 투입된 석재를 밀어 석재를 움직여주도록 설치되어 있는 캠축(20b)을 갖는다.

또, 캠축(20b)을 회전시켜 주는 캠축회전수단(30)을 갖는다.

상기와 같은 캠축(20b)의 원활한 회전을 고려할 때 캠축(20b)을 설치함에 있어 캠축(20b)의 회전중심이 석재연마공간(11)의 외측에 위치되어 있도록 하는 것이 바람직하다.

이것은 도 2와 같이 캠축(20b)의 회전중심이 석재연마공간(11) 내에 위치되 면 석재연마공간(11)의 하단부와 캠축(20b)의 캠형성부(21) 사이에 석재가 끼이는 현상 등이 발생될수 있기 때문이다.

이는 한 개의 캠축을 갖는 구조에 있어서는 매우 중요한 사항이다.

그 이유는 복수 개의 캠축(20a, 20b, 20c)을 갖는 경우에는 석재가 각각의 캠축(20a, 20b, 20c)에 조금씩은 영향을 받아 석재연마공간(11)의 하단부와 캠축(20a, 20b, 20c)의 캠형성부(21) 사이에 석재가 끼이는 현상이 적게 발생되지만 하나의 캠축을 갖는 구조에서는 자주 발생되기 때문이다.

특히, 석재연마공간(11)의 좌, 우에 캠축(20a, 20c)이 설치되어 있는 경우에는 석재의 움직임이 크기 때문에 석재의 연마도 원활할 뿐만 아니라 석재연마공간(11)의 하단부와 캠축(20a, 20b, 20c)의 캠형성부(21) 사이에 석재가 끼이는 현상이 적게 발생된다.

물론, 석재연마공간(11)의 좌, 우에도 캠축(20a, 20c)이 설치되어 캠축(20a, 20b, 20c)이 복수 개 구비된 구조에서도 캠축(20a, 20b, 20c)의 회전중심이 석재연마공간(11)의 외측에 위치되어 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명과 같은 구조에서는, 어느 하나의 캠축에 형성된 캠형성부(21)가 대응되어 있는 석재를 석재연마공간(11)의 상부로 밀어주도록 회전된 상태일 때 이 캠형성부(21)와 가장 가까운 캠형성부(21)를 갖는 또 다른 캠축은 그 자체에 형성된 캠형성부(21)와 대응되어 있는 석재가 하부로 이동되는 상태에 있도록 회전되는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도면과 같이 캠축(20a, 20c)이 석재 연마공간의 좌, 우에 각각 구비된 경우 중앙부에 위치된 캠축(20b)의 캠형성부(21)가 석재를 상부로 밀어주는 상태라면 좌, 우측에 위치된 캠축(20a, 20c)의 캠형성부(21)는 석재가 하부로 이동될 수 있게 회전하는 것이다.

또, 반대로 좌, 우측에 위치된 캠축(20a, 20c)의 캠형성부(21)가 석재를 상부로 밀어주는 상태라면 이에 대응되는 중앙부에 위치된 캠축(20b)의 캠형성부(21)는 석재가 하부로 이동될 수 있게 회전하는 것이다.

(회전중심에서 가장자리까지의 거리가 먼지점이 상부에 위치되면 석재는 상부로 이동하고, 하부에 위치되면 석재가 하부로 이동하게 됨)

도 1은 캠축(20a, 20b, 20c)이 석재연마공간(11)의 길이방향을 따라 길게 연장되어 있되 중심부와 좌, 우에 캠축(20a, 20b, 20c)이 각각 위치된 구조로 되어 총 3개의 캠축(20a, 20b, 20c)이 구비된 구조에서의 측단면도를 도시한 것이다.

이러한 구조에서는 중앙부의 캠축(20b)에 형성된 캠형성부(21)가 석재를 상부로 밀어올리면 좌, 우에 위치된 캠축(20a, 20c)에 형성된 캠형성부(21)는 석재가 하부로 이동될 수 있는 상태가 되고, 반대로 중앙부의 캠축(20b)에 형성된 캠형성부(21)가 석재를 상부로 하강시키는 상태가 되면 좌, 우에 위치된 캠축(20a, 20c)에 형성된 캠형성부(21)는 석재를 상부로 들어올리는 상태가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이러한 사항은 각각의 캠축(20a, 20b, 20c)에 캠형성부(21)가 복수 개 형성되어 있되 간격을 두고 복수 개 형성되어 있는 경우에도 동일하다.

다만, 복수 개의 캠형성부(21) 중 특정 지점 상에 위치된 캠형성부(21)와 이에 대응되어 있는 또 다른 캠축의 캠형성부(21)가 상기와 같이 작용하도록 움직이면 되는 것이다.

하나의 캠축(20a 또는 20b 또는 20c)이 복수 개의 캠형성부(21)를 갖는 경우 캠형성부(21)와 캠형성부(21) 사이로 석재가 유입될 수 있도록 된 것이 석재의 움직임이 크기 때문에 바람직하다.

또, 캠형성부(21) 중 회전중심에서 최대로 멀어져 있는 지점과 캠축(20a, 20b, 20c)의 회전중심을 직선으로 연결하였을 때 그 직선(L)이 향하는 방향을 캠형성부(21)의 돌출방향이라고 할때 어느 하나의 캠형성부(21)와 이웃된 캠형성부(21)가 갖는 돌출방향은 다르도록 하는 것이 바람직하며, 가장 바람직한 것은 서로 반대방향으로 향하는 것이다.(도 3참조)

도 1과 같이 석재연마공간(11)의 중심부와 석재연마공간(11)의 좌, 우에 캠축(20b, 20a, 20c)이 각각 위치되어 있는 경우 석재연마공간(11)의 좌, 우에 위치된 캠축(20a, 20c)은 석재를 안쪽으로 밀어주는 방향으로 회전되는 것이 바람직하다.

특히, 석재연마공간(11)의 좌, 우에 위치된 캠축(20a, 20c)이 석재연마공간(11)의 벽면에 가까운 경우라면 더욱 그러하다.

또, 캠축(20a, 20b, 20c)이 석재연마공간(11)의 중심부와 석재연마공간(11) 의 좌, 우에 각각 위치되어 있는 경우 석재연마공간(11)의 좌, 우에 위치된 캠축(20a, 20c)은 석재 연마공간의 중심부에 위치된 캠축(20b)보다 상부에 위치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 구성요소인 캠축(20a, 20b, 20c)은 캠축회전수단(30)으로부터 동력을 전달받아 회전되는 회전축심(22)과 이 회전축심(22)에 끼워져 결합되거나 분리 가능한 캠형성부(21)로 이루어져 있도록 할 수 있다.

이러한 구조에서 캠형성부(21)가 회전축심(22)의 길이 방향을 따라 결합되는 위치의 조절이 가능하도록 된 경우 석재연마공간(11)에 투입되는 석재의 크기 등에 적절히 대응할 수 있어 바람직하다.

이를 위한 분리, 결합 방식은 다양한 형태로 구현 가능하다.

구체적인 예로 설명하면, 회전축심(22)과 캠형성부(21)에 홀이 형성되어 있도록 하고, 회전축심(22)의 홀과 캠형성부(21)의 홀이 일치되도록 한 후 홀에 핀을 꽂아 회전축심(22)과 캠형성부(21)를 고정하는 방식이 있다.(도시하지 않음)

물론, 캠형성부(21)를 분리하려 할때는 핀을 뽑아내는 것이다.

또 다른 형태로서 회전축심(22)과 캠형성부(21)에 홀을 형성하되 회전축심(22)에 형성된 홀(24)은 나선이 형성된 암나사 형태가 되도록 함으로서 회전축심(22)의 홀과 캠형성부(21)의 홀을 일치시킨 후 회전축심(22)의 홀에 볼트(23)를 체결하는 방식으로 구현할 수도 있다.

이러한 볼트사용 방식은 핀 사용방식에 비하여 캠형성부(21)의 분리, 결합이 용이한 특징이 있다.

물론, 상기와 같은 구조들에서 캠형성부(21)를 회전축심(22)의 소정 위치에 결합시키는 것이 가능하도록 즉, 위치조절이 가능하도록 하기 위해서는 회전축심(22)의 길이 방향을 따라 다수 개의 홀(24)이 미리 형성되어 있어야 한다.

캠형성부(21)의 위치조절을 위한 볼트(23)는 홀(캠형성부에 형성된 홀) 내에 위치될 뿐 홀의 외부로 돌출되지 않음으로써 석재 등과 마찰되는 것을 최소화하는 것이 바람직하다.

본 발명의 구성요소인 캠축회전수단(30)은 모터(31) 및 벨트, 체인, 커플링 등 다양한 형태의 동력전달기구를 갖는 다양한 형태로 구현 가능하다.

이러한 캠축회전수단(30)은 캠축(20a, 20b, 20c)을 회전시키는 과정에서 설정된 수치 이상의 과부하가 걸리는 경우 캠축(20a, 20b, 20c)을 반대방향으로 회전시키는 것이 바람직하다.

즉, 과부하의 원인은 주로 캠축(20a, 20b, 20c)의 회전경로 상에 석재가 끼이는 경우인데 이러한 경우에는 캠축(20a, 20b, 20c)이 반대방향으로 회전되는 것 만으로도 과부하를 해소할 수 있다.

과부하가 지속되면 장치의 구성요소 들이 파손되는 등 고장이 발생되므로 이를 방지하는 것이다.

회전축의 과부하를 측정하는 기술 등은 이미 널리 공지된 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

석재연마공간(11) 내의 석재가 서로 부딪히면서 연마되는 과정에서 상당한 열이 발생될 수 있다.

물론, 종래의 회전드럼 방식보다는 열이 적게 발생되지만 열을 식혀줄 필요성이 있다.

이를 위하여 석재연마공간(11) 내의 석재에 물을 분사할 수 있는 물분사수단(40)을 더 구비할 수 있다.

이러한 물분사수단(40)은 물공급호스와 분사노즐(41)을 갖는 형태 등 다양하게 구현 가능한 것이므로 구체적인 설명은 생략한다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술내용을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 하나의 예시를 도시한 것에 불과하다.

따라서 본 발명이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것이 아니며, 청구범위의 기재도 첨부된 도면의 형태에 한정하여 기재한 것이 아님을 밝힌다.

도 1은 본 발명의 석재 가공장치를 설명하기 위한 석재 가공장치의 측단면도

A : 중심부에 위치된 캠축에 형성된 캠형성부가 석재를 상부로 움직여주는 상태

B : 중심부에 위치된 캠축에 형성된 캠형성부가 석재를 하부로 움직여주는 상태

도 2는 캠형성부와 석재연마공간의 하부 사이에 석재가 끼이는 현상을 설명하기 위한 개략도

도 3은 어느 하나의 캠형성부와 이웃된 캠형성부가 갖는 돌출방향이 서로 반대방향으로 향하고 있는 것을 설명하기 위한 개략도

도 4는 본 발명의 구성요소인 캠축회전수단을 설명하기 위한 석재 가공장치의 정단면도의 일부만 도시한 개략도

도 5는 캠형성부의 위치조절이 가능한 구조를 설명하기 위한 개략도

도 6은 복수 개의 캠축을 갖는 구조에서 캠형성부가 엇갈리게 위치된 바람직한 상태를 도시한 개략도

도 7은 본 발명의 구성요소인 캠축의 또 다른 형태를 도시한 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1. 석재 10. 연마통

11. 석재연마공간 20a, 20b, 20c. 캠축

21. 캠형성부 22. 회전축심

23. 볼트 24. 홀

30. 캠축회전수단 31. 모터

40. 물분사수단 41. 분사노즐

Claims (10)

1. 석재 가공장치에 있어서,

   가공 대상물인 석재가 복수 개 투입되어 움직일 수 있는 석재연마공간이 형성된 연마통과;

   상기 석재연마공간의 하부에 위치되어 회전 가능하도록 되어 있고, 회전중심에서 가장자리까지의 거리가 다른 캠형성부가 형성되어 있으며, 회전시 캠형성부가 석재연마공간에 투입된 석재를 밀어 석재를 움직여주도록 설치되어 있되 그 회전중심이 석재연마공간의 외측에 위치되어 있도록 설치된 캠축과;

   상기 캠축을 회전시켜 주는 캠축회전수단;을 포함하여 구성된 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치.
2. 석재 가공장치에 있어서,

   가공 대상물인 석재가 복수 개 투입되어 움직일 수 있는 석재연마공간이 형성된 연마통과;

   상기 석재연마공간의 하부에 위치되어 회전 가능하도록 되어 있고, 회전중심에서 가장자리까지의 거리가 다른 캠형성부가 형성되어 있으며, 회전시 캠형성부가 석재연마공간에 투입된 석재를 밀어 석재를 움직여주도록 설치되어 있되 석재연마공간의 좌, 우에 복수 개 설치되어 있는 캠축과;

   상기 캠축을 회전시켜 주는 캠축회전수단;을 포함하여 구성된 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 캠축은 그 회전중심이 석재연마공간의 외측에 위치되도록 설치된 것을 특징으로 하는 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   어느 하나의 캠축에 형성된 캠형성부가 대응되어 있는 석재를 석재연마공간의 상부로 밀어주도록 회전된 상태일 때 이 캠형성부와 가장 가까운 캠형성부를 갖는 또 다른 캠축은 그 자체에 형성된 캠형성부와 대응되어 있는 석재가 하부로 이동되는 상태에 있도록 회전되는 것을 특징으로 하는 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 캠형성부는 간격을 두고 복수 개 형성되어 있되 캠형성부와 캠형성부 사이로 석재가 유입될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 석재연마공간 내의 석재에 물을 분사할 수 있는 물분사수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치.
7. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 캠축은 캠축회전수단으로부터 동력을 전달받아 회전되는 회전축심과 이 회전축심에 끼워져 결합되거나 분리 가능한 캠형성부로 이루어져 있고, 상기 캠형성부는 회전축심의 길이 방향을 따라 결합되는 위치의 조절이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치.
8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 캠축은 석재연마공간의 중심부와 석재연마공간의 좌, 우에 각각 위치되어 있되 석재연마공간의 좌, 우에 위치된 캠축은 석재를 안쪽으로 밀어주는 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치.
9. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 캠축은 석재연마공간의 중심부와 석재연마공간의 좌, 우에 각각 위치되어 있되 석재연마공간의 좌, 우에 위치된 캠축은 석재 연마공간의 중심부에 위치된 캠축보다 상부에 위치된 것을 특징으로 하는 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치.
10. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 캠축회전수단은 캠축을 회전시키는 과정에서 설정된 수치 이상의 과부하가 걸리는 경우 캠축을 반대방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 폐석 재활용을 위한 석재 가공장치.

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