주물사 재생장치

주물사 재생장치{Apparatus for regenerating molding sand}

본 발명은 주조에 사용된 폐주물사를 일정한 순도의 주물사로 재생 처리하기 위한 주물사 재생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 수평실린더의 내부에 고정되는 연마드럼을 통하여 그 회전축이 수평실린더의 외부 양측에서 지지되는 임펠러를 삽입 설치하여 수평실린더와 임펠러가 서로 반대방향으로 회전되도록 하고, 폐주물사의 처리에 따른 분진의 집진수단을 수평실린더의 전방측에 연결시킨 상태에서 임펠러를 포함한 수평실린더의 전체적인 경사각도를 그 후방측에서 용이하게 조절시킬 수 있도록 함으로서, 연마드럼의 국부적인 편마모 방지와 분진의 효과적인 집진을 통하여 폐주물사의 처리속도와 그 성능을 최대한으로 향상시키고, 폐주물사의 입자크기와 그 투입량에 거의 구애를 받지 않는 높은 순도의 재생처리를 이루어냄과 동시 에 임펠러와 베어링의 장착 및 교환을 용이하게 하고 베어링의 수명을 연장시킬 수 있도록 하며, 연마드럼의 마모시에는 상기 임펠러를 연마드럼의 바닥부측으로 하강시킬 수 있도록 함으로서, 폐주물사의 처리성능을 저하시키지 않으면서도 연마석의 교체시기는 최대한으로 연장시켜 장치의 유지관리에 따른 비용절감에도 크게 기여할 수 있도록 한 주물사 재생장치에 관한 것이다.

일반적으로 주조법은 금속을 용융점 온도까지 가열시켜 용융금속을 형성시킨 다음, 제조하고자 하는 제품의 모양과 동일하게 형성된 주형(鑄型; 거푸집)속에 용융금속을 부어 넣고, 주형의 내부에서 용융금속을 냉각 및 응고시킴으로서 주물제품을 제조하는 방법으로, 소성가공과 분말야금 및 용접 등과 함께 금속가공법의 중요한 분야를 차지하고 있다.

상기와 같은 주조법에서 성형틀의 역할을 하는 주형의 재료로 가장 널리 사용되는 것은 내화성이 우수한 규사를 그 주성분으로 하는 주물사로서, 약 20∼70 메시(Mesh) 안팎의 입자크기를 가지는 모래에 점결제로서 점토를 4∼8%, 수분을 2∼6% 가량 첨가하여 생형용 주물사를 제작한 다음, 이와 같이 제작된 생형용 주물사를 원형(原型; Pattern)이 놓인 주조틀의 내부로 넣어 단단하게 다져 굳힘으로서 하나의 분할된 주형을 완성시키게 된다.

상기와 같이 제작된 주형을 사용하여 주물제품을 주조하게 되면, 용융금속의 높은 온도에 의하여 각 주물사의 표면에 점결제가 경화되어 부착되고, 이와 같이 점결제가 부착된 폐주물사를 별도의 처리없이 다음 주조에 바로 사용하게 되면, 주물사간의 결합력 저하와 주형의 통기성 저하와 같이 주물제품에 좋지 못한 영향을 미치는 요인이 발생하기 때문에, 폐주물사의 표면에 부착된 점결제를 제거하여 일정한 순도를 가지는 주물사로 재생 처리시키게 된다.

상기와 같이 폐주물사의 재생처리에 사용되는 방법에는, 에어노즐을 사용하여 폐주물사를 연마편에 고속으로 분사시키는 방법과, 기류속에서 폐주물사를 기계적으로 진동시키는 방법과, 회전드럼의 내부에 폐주물사를 투입시켜 회전드럼의 원심력에 의한 폐주물사간의 마찰력을 이용하는 방법과, 폐주물사를 수세하는 방법 등이 사용되고 있으며, 주물사의 점결제로 수지 등을 사용한 경우에는 폐주물사를 가열하여 표면의 점결제를 연소 및 휘발시키는 방법과 같은 다양한 방법들이 사용되고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 에어분사방법은 폐주물사를 연마편에 고속으로 충돌시킴으로서 폐주물사의 처리성능은 우수하게 되는 데 반하여, 폐주물사에 의한 연마편의 국부적인 마모가 심하게 발생하기 때문에 연마편을 자주 갈아주어야 할 뿐만 아니라, 연마편과의 강한 충돌에 의하여 주물사가 쉽게 파손되는 문제점이 있었으며, 폐주물사로부터 떨어져 나온 점결제의 미세분말과 폐주물사와의 충돌에 의한 연마편의 미세분말을 재생된 주물사와 별도로 분리시키는 작업이 매우 힘든 문제점이 있었다.

또한, 기류에 의한 기계식 진동방법의 경우에는 진동장치의 전체적인 구성이 매우 복잡하게 되고, 폐주물사를 일정한 순도 이상의 주물사로 처리하는 데 많은 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있었으며, 수세방법의 경우에는 폐주물사의 표면에 강하게 부착된 점결제를 물세척만으로는 용이하게 제거시킬 수 없기 때문에 진동장치와 같은 부가적인 장치를 별로도 설치하여야 하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점들로 인하여 폐주물사의 재생처리에는 상기한 회전드럼방식이 가장 보편적으로 사용되고 있으나, 고속으로 회전하는 회전드럼의 원심력에 의하여 회전드럼의 내주벽부로 밀집된 폐주물사간의 마찰력만을 점결제의 제거에 이용하게 됨으로서, 상기 에어분사방식에 비하여 폐주물사의 처리속도와 그 처리성능이 현저히 떨어지는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 상기 주물사 재생장치를 이용한 한 번의 처리과정만으로는 폐주물사를 높은 순도를 가지는 주물사로 재생처리하기 힘든 문제점이 있었다.

또한, 상기 회전드럼의 회전력만으로는 폐주물사로부터 떨어져 나온 점결제의 미세분말을 주물사로부터 분리시켜 집진구측으로 배출시키기가 어렵기 때문에, 점결제의 미세분말을 집진구측으로 용이하게 배출시키기 위한 임펠러를 회전드럼과는 별도의 장치로서 설치하여야 할 뿐만 아니라, 폐주물사를 상기 회전드럼의 내부로 일정하게 투입시키기 위한 모래분배구조와, 회전드럼에 의한 폐주물사의 재생처리구조 및 재생주물사의 배출구조를 포함하여 상기 임펠러에 의한 외부공기의 송풍구조가 각각 개별적으로 설치되어 있기 때문에, 주물사 재생장치의 전체적인 구조가 매우 복잡하게 되고 그 부피 또한 대형화되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 각종 주물사 재생처리 방법이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로서 원통 형상의 측면틀과, 폐주물사의 투입호퍼 및 미세분말의 집진구를 구비하는 상판틀과, 재생주물사의 배출구를 구비하는 하판틀로서 케이싱을 형성하고, 상기 케이싱의 중앙부에는 모터에 의하여 회전하는 회전축이 상판틀과 하판틀을 관통하도록 설치된 상태에서 상기 회전축에 임펠러를 설치하되, 상기 임펠러가 케이싱의 측면틀 내측에 고정되는 연마드럼과 일정 간격으로 이격되도록 설치하며, 상기 임펠러의 각 날개 사이에는 회전축의 내부를 관통하는 외부공기의 흡입관과 연통되는 송풍구를 형성시킨 주물사 재생장치가 본 발명자에 의하여 2001년 특허출원 제 65961호로 선출원 및 등록(등록번호 제 402412호, 등록일자 2003년 10월 07일)되어 알려져 있다 .

상기와 같이 선출원된 주물사 재생장치를 사용하여 폐주물사를 재생 처리하게 되면, 케이싱의 내부로 투입된 폐주물사가 연마드럼을 따라 자연 낙하하는 과정에서 임펠러의 회전송풍력에 따른 폐주물사와 연마드럼과의 충돌 및 구름마찰에 의하여 폐주물사의 표면에 부착된 점결제가 제거됨과 동시에, 폐주물사로부터 분리된 점결제의 미세분말은 임펠러의 회전축을 통하여 유입되는 외부공기와 함께 상판틀에 설치된 집진구로 배출됨으로서, 폐주물사의 재생처리 속도를 높이면서도 재생된 주물사의 순도를 향상시키고, 폐주물사의 재생처리 과정에서 발생하는 주물사의 파손을 방지하며, 주물사 재생장치의 전체적인 구성을 단순화하여 콤펙트화 된 장치를 제공할 수 있게 된다.

그러나, 선출원된 상기 주물사 재생장치는 임펠러의 회전송풍력에 의해서만 폐주물사의 연마량이 조절됨으로서, 폐주물사의 입자가 크게 되거나 폐주물사의 투입량이 많아지게 될 경우에는 임펠러의 회전송풍력에 의한 폐주물사와 연마드럼과의 접촉시간 즉, 폐주물사의 재생처리 시간이 짧아지게 되어 폐주물사를 보다 높은 순도로 재생 처리하기가 다소 어려운 문제점이 있었으며, 임펠러의 주된 회전송풍력이 연마드럼을 따라 작용하는 상태에서 점결제 미세분말에 대한 집진작용이 상판틀의 집진구를 통하여 국소적으로 이루어짐에 따라 집진효율이 다소 저하되고, 이로 인하여 재생 처리된 주물사가 소량의 분진과 함께 배출되어 주물사의 순도를 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 임펠러의 회전축이 케이싱을 따라 수직 방향으로 삽입된 상태에서 회전축을 지지하는 베어링이 케이싱과 일체로 형성되어 있기 때문에, 임펠러의 회전시 발생하는 진동이 케이싱과 베어링에 직접적으로 전달되어 베어링이 쉽게 마모될 뿐만 아니라, 임펠러를 베어링과 함께 장착 및 교환하는 작업이 까다롭게 되는 문제점이 있었고, 폐주물사의 재생처리 과정에서 연마드럼이 어느 정도 마모될 경우에는 임펠러와 연마드럼 사이의 간격이 멀어지게 되어 임펠러의 회전송풍력에 따른 폐주물사의 처리속도 및 그 처리성능이 저하되는 문제점이 있었으며, 이를 방지하기 위해서는 임펠러의 회전수를 보다 증가시켜야 하기 때문에 모터에 과부하가 걸리는 등 장치의 손상이나 고장을 유발시키는 문제점이 있었다.

특히, 상기 연마드럼이 측면틀의 내측에 고정된 상태에서 임펠러의 회전송풍력에 의하여 폐주물사가 연마드럼을 따라 나선형으로 하강하기 때문에 연마드럼의 표면에 나선형으로 국부적인 편마모 현상이 발생하게 되는 데, 이와 같은 편마모 현상이 발생하게 되면 임펠러의 회전송풍력이 편마모된 부위로 집중되어 연마드럼에 의한 폐주물사의 처리성능이 저하될 뿐만 아니라, 편마모된 부위가 지속적으로 침식될 경우에는 그 이외의 연마면이 충분한 연마기능을 할 수 있음에도 불구하고 연마드럼 자체를 교체하여야 함으로서 장치의 유지관리 비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 선출원의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 주물사 재생장치는 수평실린더의 내부에 고정되는 연마드럼을 통하여 그 회전축이 수평실린더의 외부 양측에서 지지되는 임펠러를 삽입 설치하여 수평실린더와 임펠러가 서로 반대방향으로 회전되도록 하고, 폐주물사의 처리에 따른 분진의 집진수단을 수평실린더의 전방측에 연결시킨 상태에서 임펠러를 포함한 수평실린더의 전체적인 경사각도를 그 후방측에서 용이하게 조절시킬 수 있도록 함으로서, 연마드럼의 국부적인 편마모 방지와 분진의 효과적인 집진을 통하여 폐주물사의 처리속도와 그 성능을 최대한으로 향상시키고, 폐주물사의 입자크기와 그 투입량에 거의 구애를 받지 않는 높은 순도의 재생처리를 이루어냄과 동시에 임펠러와 베어링의 장착 및 교환을 용이하게 하고 베어링의 수명을 연장시킬 수 있도록 하며, 연마드럼의 마모시에는 상기 임펠러를 연마드럼의 바닥부측으로 하강시킬 수 있도록 함으로서, 폐주물사의 처리성능을 저하시키지 않으면서도 연마석의 교체시기는 최대한으로 연장시킬 수 있도록 하여 장치의 유지관리에 따른 비용절감에도 크게 기여할 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 기초프레임의 상부에는 그 선단부가 기초프레임과 힌지식으로 연결되고 그 후단부는 기초프레임에 고정된 경사조절볼트와 고정너트에 의하여 기초프레임과 연결되는 지지프레임이 설치되며, 상기 지지프레임의 양측에는 한 쌍의 지지롤러가 구비된 롤러축이 지지프레임상에 고정된 베어링케이스에 그 양단부가 삽입된 상태에서 일측 롤러축이 구동모터에 의하여 회전 가능하게 설치되고, 상기 롤러축의 상부에는 그 내부를 따라 연마드럼이고정된 수평실린더가 위치한 상태에서 상기 수평실린더의 전,후방에 형성된 플랜지 형태의 회전레일이 해당 지지롤러를 통하여 삽입 설치되며, 상기 수평실린더의 선단부가 회전 가능하게 삽입되는 몸체의 전방면에 집진관이 연결되고 그 하측에는 재생주물사� � 배출구가 형성되는 전방커버와, 상기 수평실린더의 후방측 개구부를 밀착식으로 커버하는 판 형태의 몸체상에 폐주물사의 투입관이 연결되는 후방커버가 지지프레임상에 고정되는 해당 커버고정구와 각각 연결 설치되고, 상기 수평실린더의 연마드럼 내부에는 임펠러가 삽입 설치된 상태에서 그 회전축의 양단이 수평실린더의 전,후방커버를 관통하여 커버고정구의 상면에 설치되는 베어링케이스로 삽입되고, 상기 회전축의 일측단은 베어링케이스의 외부로 연장되어 구동모터와 연결 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 임펠러의 회전축이 삽입되는 각각의 베어링케이스와 상기 커버고정구의 사이에는 임펠러를 하강시키기 위한 다수 개의 높이조절판이 삽입 설치되며, 상기 전방커버에는 높이조절판의 적층 높이와 대응되는 장공 형태의 높이조절공이 형성된 상태에서 그 내측면에는 상기 높이조절공의 양측으로 형성되는 가이드를 따라 임펠러의 회전축과 함께 하강하는 차단판이 설치되고, 상기 후방커버는 해당 커버고정구의 몸체 양측면에 상,하 방향으로 형성되는 다수 개의 높이조절공을 따라 그 연결판의 위치를 선택적으로 고정시키는 것에 의하여 후방커버의 하강폭 조절이 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 주물사 재생장치를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 주물사 재생장치를 나타내는 측단면도.

도 3은 본 발명에 의한 주물사 재생장치를 나타내는 정단면도.

도 4는 본 발명에 의한 주물사 재생장치의 임펠러 하강작동을 나타내는 측단면도.

도 5의 (가) 및 (나)는 임펠러 하강작동의 부연설명을 위한 도 4의 A-A'선 단면도 및 배면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 기초프레임 11 : 지지프레임 12 : 투입호퍼

13 : 투입관 14 : 호퍼지지대 15,15' : 구동모터

15a : 모터받침대 16 : 구동풀리 16' : 구동스프라켓

17 : 벨트 17' : 체인 18 : 힌지결합부

19 : 경사조절볼트 19a : 고정너트 20 : 수평실린더

21 : 회전레일 22,34 : 고정볼트 23 : 전방커버

23' : 배출구 23a,24a : 커버고정구 24 : 후방커버

24' : 보조커버 25 : 집진관 26 : 롤러축

27 : 지지롤러 27' : 보조롤러 28,38 : 베어링케이스

29 : 종동스프라켓 30 : 연마드럼 31 : 완충고무

32 : 드럼케이스 33 : 체결부 35 : 임펠러

36 : 회전축 37 : 날개판 39 : 종동풀리

40 : 높이조절판 41,41' : 높이조절공 42 : 차단판

43 : 가이드 44 : 베어링 45 : 연결판

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 주물사 재생장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 주물사 재생장치를 나타내는 측단면도이며, 도 3은 본 발명에 의한 주물사 재생장치를 나타내는 정단면도이고, 도 4는 본 발명에 의한 주물사 재생장치의 임펠러 하강작동을 나타내는 측단면도이며, 도 5의 (가) 및 (나)는 임펠러 하강작동의 부연설명을 위한 도 4의 A-A'선 단면도 및 배면도로서, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 34a는 너트를 나타내는 것이다.

본 발명에 의한 주물사 재생장치의 구성은 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 장치의 토대가 되는 기초프레임(10)이 하나의 골조를 이루면서 형성되어 있고, 상기 기초프레임(10)의 상부에는 그 선단부가 힌지결합부(18)에 의하여 기초프레임(10)과 힌지식으로 연결되고 그 후단부 양측이 기초프레임(10)에 고정된 경사조절볼트(19) 및 상기 경사조절볼트(19)에 체결되는 고정너트(19a)에 의하여 기초프레임(10)과 연결되는 지지프레임(11)이 설치되어 있다.

상기 경사조절볼트(19)와 고정너트(19a)는 기초프레임(10)을 기준으로 하여 지지프레임(11)의 후단부를 요구하는 높이만큼 상승시킴으로서 기초프레임(10)에 대하여 지지프레임(11)을 그 전방측으로 경사지게 설치할 수 있도록 한 것으로서, 장치의 단가절감 차원에서 수동식 조절이 가능한 볼트(19)와 너트(19a)를 사용하였으나, 그 실린더가 기초프레임(10)에 고정되고 그 피스톤로드가 지지프레임(11)에 고정되는 유압식 승하강 장치를 설치하여 지지프레임(11)의 경사각도를 자동적으로 조절시킬 수도 있으며, 이 외에도 동일한 기능을 수행하는 다른 승강수단을 사용할수 있음을 밝혀두는 바이다.

그리고, 상기 지지프레임(11)의 양측, 즉 도면상 지지프레임(11)의 좌,우측에 해당하는 부분에는 한 쌍의 지지롤러(27)가 그 전,후방측에 구비된 롤러축(26)이 지지프레임(11)상에 고정된 베어링케이스(28)에 그 양단부가 삽입되도록 설치되어 있고, 그 일측 롤러축(26)의 경우에는 해당 베어링케이스(28)의 외부로 연장되는 롤러축(26)의 단부에 종동스프라켓(29)이 고정 설치되어 상기 종동스프라켓(29)이 구동모터(15')의 출력축에 설치된 구동스프라켓(16')과 체인(17')으로 연결되어 있으며, 상기 구동모터(15')는 지지프레임(11)과 일체로 고정되는 모터받침대(15a)상에 설치되어 있다.

또한, 상기 롤러축(26)의 상부에는 그 몸체의 내부를 따라 연마드럼(30)이 고정되는 수평실린더(20)가 위치한 상태에서, 상기 수평실린더(20)의 전,후방에 형성된 플랜지 형태의 회전레일(21)이 해당 지지롤러(27)를 통하여 삽입 설치됨으로서, 상기 구동모터(15')의 작동에 따라 일측 롤러축(26)이 회전하게 되면, 그 롤러축(26)에 설치된 지지롤러(27)의 회전을 기점으로 하여 수평실린더(20)와 타측 롤러축(26)이 연동 회전할 수 있도록 되어 있으며, 상기 각각의 지지롤러(27)는 수평실린더(20)의 회전레일(21)이 용이하게 삽입 및 지지될 수 있도록 몸체의 중앙부를 따라 "∪"자 형태의 홈이 형성되어 있다.

뿐만 아니라, 상기 롤러축(26)이 지지프레임(11)상에 설치된 상태에서 각 지지롤러(27)에 수평실린더(20)의 회전레일(21)이 삽입되어 지지되고 있기 때문에, 지지프레임(11)의 후방측을 상승시켜 지지프레임(11)을 기초프레임(10)에 대하여경사지게 설치하게 되면, 이에 동반하여 상기 수평실린더(20) 또한 동일한 경사각도로 조절되는 데, 이와 같이 수평실린더(20)를 경사진 상태로 회전시키게 되면 회전레일(21)과 지지롤러(27)의 사이에 다소 강한 마찰과 하중이 작용하게 되므로, 이를 방지하고 수평실린더(20)의 회전을 보다 안정적으로 지지할 수 있도록 상기 지지프레임(11)의 후방측 중앙부에는 수평실린더(20)의 회전레일(21)을 그 전방측에서 지지하는 보조롤러(27')가 브라켓에 의하여 고정 설치되어 있다.

그리고, 상기 수평실린더(20)의 전방에는 수평실린더(20)의 개구(開口)된 선단부가 회전 가능하게 삽입되는 원통 형상의 몸체를 가지며 그 몸체의 전방면에는 분진의 집진관(25)이 연결되고 그 하측에는 재생주물사의 배출구(23')가 형성되는 전방커버(23)가 지지프레임(11)상에 고정되는 커버고정구(23a)와 연결 설치되는 데, 상기 전방커버(23)와 수평실린더(20)의 사이에는 수평실린더(20)의 원활한 회전이 가능하도록 함과 동시에 폐주물사의 처리에 따른 분진이 외부로 누출되지 않도록 베어링이나 윤활 팩킹과 같은 회전밀봉수단을 설치하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전방커버(23)와 연결되는 집진관(25)은 폐주물사의 처리에 따른 점결제의 미세분말과 같은 각종 분진을 외부로 배출시키기 위한 것으로서, 도시되지 않은 사이클론(Cyclone) 집진기나 백필터(Bag filter) 등과 같은 집진수단과 연결되고, 필요에 따라서는 집진관(25)의 관경 즉, 분진의 유입량을 조절시킬 수 있는 밸브를 설치하거나, 집진관(25)의 내부에 소형 임펠러를 설치하여 분진의 흡입력을 조절시킬 수도 있으며, 상기 재생주물사의 배출구(23')는 기초프레임(10)의 내부로 삽입되는 각종 포대나 마대자루 등과 연결시킴으로서 재생주물사를 수집할수 있도록 하게 된다.

그리고, 상기 수평실린더(20)의 후방측에는 수평실린더(20)의 개구(開口)된 후단부를 밀착식으로 커버하는 판 형태의 몸체상에 연마드럼(30)을 통한 폐주물사의 투입관(13)이 연결되는 후방커버(24)가 지지프레임(11)상에 고정되는 커버고정구(24a)와 연결 설치되는 데, 상기 후방커버(24)의 경우 또한 전방커버(23)와 마찬가지로 그 자체가 수평실린더(20)의 후방면 전체를 커버할 수 있도록 설치하더라도 장치의 작동에는 큰 지장을 초래하지 않게 된다.

그러나, 도 2에 보다 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 수평실린더(20)의 후방측 외주면에 보조커버(24')를 일차적으로 고정 설치하여 연마드럼(30)의 개구부만이 노출되도록 한 상태에서, 상기 보조커버(24')의 돌출면에 후방커버(24)가 회전 가능하게 밀착되도록 함으로서, 연마드럼(30)의 내부를 통하여 폐주물사를 보다 확실하게 투입시킬 수 있도록 하면서도 후방커버(24)와 연마드럼(30)과의 직접적인 마찰을 방지하여 수평실린더(20)의 원활한 회전을 이루어 낼 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 후방커버(24)에 연결되는 폐주물사의 투입관(13)은 연마드럼(30)의 개구부 상측으로부터 그 하측을 통하여 폐주물사를 낙하시키는 식으로 투입할 수 있도록 함으로서 임펠러(35)의 회전에 의한 폐주물사의 투입효율을 높일 수 있도록 후방커버(24)의 상측부에 연결 설치하는 것이 바람직하고, 필요에 따라서는 폐주물사의 투입량을 조절시킬 수 있는 조절밸브를 투입관(13)에 설치하여 사용할 수도 있으며, 폐주물사가 저장되는 투입호퍼(12) 역시 기초프레임(10)과 별도로 분리되는 호퍼지지대(14)를 사용하여 수평실린더(20)의 상부측에 위치하도록 설치하는 것이 폐주물사의 투입측면에서 바람직하다.

그리고, 상기 수평실린더(20)의 내부에 고정 설치되는 연마드럼(30)은 도 2 및 도 3에 보다 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 그 길이가 비교적 짧게 되는 원통 형태의 연마석을 수평실린더(20)의 몸체 내부를 따라 다수 개를 적층식으로 밀착 설치한 것으로서, 상기 연마드럼(30)을 이루는 연마석의 경우에는 폐주물사와의 충돌과 마찰에 의한 마모를 최소화시킬 수 있도록 산화알루미늄(Al ₂ O ₃ ), 탄화규소(SiC), 지르코니아(ZrO ₂ ), 질화붕소(BN) 등과 같은 경질입자들이 고밀도로 결합된 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 연마드럼(30)을 수평실린더(20)의 내측에 직접 고정하여 사용할 수도 있으나, 연마드럼(30)의 케이싱 역할을 하는 별도의 드럼케이스(32)를 분할 형성하여 상기 드럼케이스(32)와 연마드럼(30)의 사이에 완충고무(31)를 삽입시킨 다음, 각 드럼케이스(32)의 체결부(33)를 고정볼트(34)와 너트(34a)로 체결시켜 드럼케이스(32)와 연마드럼(30)이 완충고무(31)에 의하여 강하게 밀착되도록 한 상태에서, 상기 드럼케이스(32)를 수평실린더(20)의 내부로 삽입하여 수평실린더(20)와 드럼케이스(32)를 고정볼트(22)로서 견고하게 고정시키는 것이 연마드럼(30)의 손상을 최소화시키는 측면에서 보다 바람직하다.

그리고, 상기 연마드럼(30)의 내부에는 연마드럼(30)의 내측면을 따라 폐주물사를 회전시키기 위한 임펠러(35)가 삽입 설치되는 데, 상기 임펠러(35)는 그 날개판(37)의 선단이 연마드럼(30)과 일정한 간격으로 이격되도록 삽입된 상태에서 그 회전축(36)의 양단이 수평실린더(20)의 전,후방커버(23)(24)를 관통하여 해당 커버고정구(23a)(24a)의 상면에 설치되는 베어링케이스(38)로 삽입되며, 상기 베어링케이스(38)의 외부로 연장되는 회전축(36)의 일측단에는 종동풀리(39)가 설치되어 상기 지지프레임(11)의 또 다른 모터받침대(15a)에 설치된 구동모터(15)의 구동풀리(16)와 벨트(17)로 연결 설치되어 있다.

따라서, 상기 구동모터(15)의 작동에 따라 임펠러(35)가 연마드럼(30)의 내부에서 회전할 수 있게 되고, 이와 같은 임펠러(35)의 회전이 수평실린더(20)의 외부에 설치되는 한 쌍의 베어링케이스(38)에 의하여 지지되며, 임펠러(35)에 의한 폐주물사의 효과적이고도 원활한 처리를 위하여 연마드럼(30)의 내부로 삽입되는 임펠러(35)의 회전축(36)을 3각 내지 8각으로 형성시킨 다음, 해당 평면상에 연마드럼(30)의 길이에 해당하는 날개판(37)을 고정시켜 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전축(36)의 양단이 수평실린더(20)의 전,후방커버(23)(24)를 통하여 그 회전만이 가능하도록 삽입 설치될 수도 있으나, 연마드럼(30)의 마모에 따라 연마드럼(30)의 내측면과 임펠러(35) 날개판(37) 사이의 간격이 벌어지게 될 경우 임펠러(35)를 연마드럼(30)의 바닥부측으로 하강시킴으로서, 그 날개판(37)과 연마드럼(30) 내측면 사이의 간격을 좁힐 수 있도록 하는 것이 임펠러(35)에 의한 폐주물사의 처리성능을 저하시키지 않으면서도 연마드럼(30)의 교체시기를 최대한으로 연장시키는 데 보다 바람직하다.

이를 위하여, 도 1 및 도 4 내지 도 5에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 상기 임펠러(35)의 회전축(36)이 삽입되는 각각의 베어링케이스(38)와 해당 커버고정구(23a)(24a)의 사이에는 임펠러(35)를 하강시킬 수 있도록 일정한 두께를 가지는 다수 매의 높이조절판(40)이 적층식으로 삽입 설치되어 있고, 상기 전방커버(23)에는 높이조절판(40)의 적층 높이와 대응되는 장공 형태의 높이조절공(41)이 형성된 상태에서 그 내측면에는 높이조절공(41)의 양측으로 형성되는 한 쌍의 가이드(43)를 따라 임펠러(35)의 회전축(36)과 함께 하강하는 차단판(42)이 설치되어 있다.

또한, 상기 후방커버(24)는 수평실린더(20)의 후방측 개구부를 밀착식으로 커버하도록 설치되어 있기 때문에, 해당 커버고정구(24a)의 몸체 양측에 다수 개의 높이조절공(41')을 상,하로 형성시킨 다음, 후방커버(24)와 커버고정구(24a)의 연결판(45)이 상기 높이조절공(41')상에 체결되는 위치를 선택적으로 조절시킴으로서, 높이조절판(40)의 제거갯수에 맞추어 후방커버(24)를 임펠러(35)의 회전축(36)과 함께 요구하는 폭만큼 하강시킬 수 있도록 되어 있다.

상기 높이조절판(40)은 연마드럼(30)의 마모정도에 따라 높이조절판(40)을 적정 개수만큼 제거시킴으로서 전,후방커버(23)(24)를 통한 임펠러(35)의 하강폭을 조절시킬 수 있도록 한 것으로서, 상기 경사조절볼트(19)와 마찬가지로 장치의 단가 절감차원에서 수동식 조절이 가능하도록 한 것에 불과하며, 그 실린더가 커버고정구(23a)(24a)의 상부측에 설치되고 그 피스톤로드가 베어링케이스(38)의 하부측에 고정되는 유압식 승하강 장치를 사용하여 임펠러(35)의 하강폭을 자동적으로 조절시킬 수도 있으며, 이 경우 후방커버(24)의 연결판(45)은 베어링고정구(38)와 일체로 연결되도록 설치하여야 한다.

또한, 상기 전방커버(23)의 내측에 설치되는 차단판(42)은 회전축(36)의 최초 관통 위치로부터 그 하강작동된 위치에 이르기까지 폐주물사의 처리에 따른 분진이 높이조절공(41)을 통하여 외부로 누설되지 않도록 하기 위한 것으로서, 높이조절공(41)의 후방측에서 그 길이보다 길게 되는 평판의 형태를 가짐과 동시에 높이조절공(41)의 양측으로 형성된 한 쌍의 가이드(43)를 따라 상하로 이동 가능하게 삽입되어 있으며, 그 중앙부에는 회전축(36)의 상하이동에 관계없이 그 회전을 지지할 수 있도록 베어링(44)이 설치되어 있다.

이하, 본 발명에 의한 주물사 재생장치의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 투입호퍼(12)의 내부에 일정량의 폐주물사를 저장시킴과 동시에 지지프레임(11)에 설치된 각각의 구동모터(15)(15')를 회전시킴으로서 수평실린더(20)와 임펠러(35)가 서로 반대방향으로 회전되도록 하면, 상기 임펠러(35)는 수평실린더(20)의 내부에 고정된 연마드럼(30)과 일정 간격으로 이격된 상태에서 고속으로 회전하게 되고, 상기 수평실린더(20)는 그 몸체상에 형성된 회전레일(21)이 하나의 감속기 역할을 하게 되므로 롤러축(26)의 지지롤러(27)에 의하여 연마드럼(30)과 함께 저속으로 회전하게 된다.

상기와 같은 상태에서 폐주물사의 투입관(13)을 통하여 연마드럼(30)의 내부로 폐주물사를 투입시키게 되면, 임펠러(35)에 의하여 폐주물사가 연마드럼(30)의 내측면을 따라 고속으로 회전하게 되고, 이로 인하여 연마드럼(30)과 폐주물사의 사이에서 발생하는 충돌 및 구름 마찰에 의하여 폐주물사의 표면에 부착된 점결제가 복합적으로 제거됨으로서 폐주물사를 매우 빠르고 신속하게 재생처리할 수 있게 되는 데, 본 발명에 의한 주물사 재생장치를 사용할 경우에는 폐주물사의 신속하고 효율적인 재생처리 뿐만 아니라 폐주물사의 투입량이나 그 입자크기에 거의 구애를 받지 않는 높은 순도의 재생처리 또한 가능하게 된다.

즉, 폐주물사의 투입량이 많거나 폐주물사의 입자크기가 크게 될 경우에는 상기 경사조절볼트(19)를 이용하여 기초프레임(10)에 대한 지지프레임(11)의 경사각도, 다시 말해서 연마드럼(30)을 포함하는 수평실린더(20)의 기울기를 적게 함으로서 폐주물사와 연마드럼(30)과의 접촉시간을 최대한으로 연장시킬 수 있도록 하고, 폐주물사의 투입량이 적거나 폐주물사의 입자크기가 작게 될 경우에는 수평실린더(20)의 기울기 또는 집진관(25)을 통한 분진의 흡입력을 크게 함으로서 폐주물사를 빠른 시간내에 효과적으로 처리할 수 있게 되며, 이로 인하여 폐주물사의 투입량이나 그 입자크기에 거의 구애를 받지 않는 높은 순도의 재생처리가 가능하게 되는 것이다.

특히, 연마드럼(30)의 후방측으로 투입된 폐주물사가 연마드럼(30)을 따라 회전하면서 재생처리가 이루어진 다음, 연마드럼(30)의 전방측 개구부를 통하여 전방커버(23)측으로 배출될 경우, 재생처리된 주물사는 임펠러(35)의 회전송풍력에 의하여 나선형으로 흩뿌려지는 식으로 배출된 후 전방커버(23)의 배출구(23')를 통하여 자연 낙하됨과 동시에, 폐주물사의 처리에 따른 분진은 전방커버(23)의 중앙부측에서 와류를 형성한 다음 집진관(25)을 통하여 신속하게 배출됨으로서, 폐주물사의 처리에 따른 분진의 집진력을 크게 향상시킬 수 있게 되고, 이로 인하여 재생주물사가 분진과 함께 배출되지 않도록 하여 재생주물사의 순도 향상에 더욱 크게 기여할 수 있게 된다.

또한, 연마드럼(30) 자체가 임펠러(35)와 반대방향으로 회전하고 있기 때문에 연마드럼(30)을 고정시키는 방식에 비하여 연마드럼(30)의 편마모 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 되고, 이로 인하여 연마드럼(30)의 전체면이 균일한 마모속도를 가질 수 있도록 함으로서 연마드럼(30)의 교체시기를 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 연마드럼(30)이 어느 정도 마모되더라도 임펠러(35)를 연마드럼(30)의 바닥부측으로 용이하게 하강시켜 그 날개부(37)와 연마드럼(30) 내측면 사이의 간격을 좁힐 수 있게 됨으로서, 임펠러(35)에 의한 폐주물사의 처리성능을 저하시키지 않으면서도 연마드럼(30)의 교체시기는 최대한으로 연장시킬 수 있게 된다.

즉, 도 4 및 도 5에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 연마드럼(30)이 어느 정도 마모되어 연마드럼(30)의 내측면과 임펠러(35) 날개부(37) 사이의 간격이 벌어지게 될 경우, 최초 구동모터(15)(15')의 작동을 중지시켜 임펠러(35)와 수평실린더(20)의 회전을 정지시킨 상태에서, 베어링케이스로(38)부터 높이조절판(40)을 관통하여 해당 커버고정구(23a)(24a)에 체결된 볼트를 풀어낸 다음, 각각의 베어링케이스(38)와 커버고정구(23a)(24a)의 사이에 삽입 설치된 높이조절판(40)을 연마드럼(30)의 마모정도에 맞추어 적정 개수만큼 제거시키게 된다.

상기와 같이 높이조절판(40)을 적정 개수로 제거시키게 되면, 전방커버(23)의 경우는 임펠러(35)의 회전축(36)이 삽입된 차단판(42)이 높이조절공(41)을 폐쇄시킨 상태로 양측 가이드(43)를 따라 하강하게 되고, 후방커버(24)의 경우는 그 연결판(45)을 커버고정구(24a)로부터 분리하여 높이조절판(40)의 제거폭만큼 후방커버(24)를 회전축(36)과 함께 하강시킨 다음, 상기 연결판(45)을 커버고정구(24a)의 해당 높이조절공(41')에 다시 체결 고정함으로서, 임펠러(35)를 연마드럼(30)의 바닥부측으로 용이하게 하강시켜 연마드럼(30)의 내측면과 임펠러(35) 날개부(37) 사이의 간격을 연마드럼(30)의 마모 이전상태로 다시 세팅하여 사용할 수 있게 된다.

따라서, 연마드럼(30)이 어느 정도 마모되더라도 연마드럼(30)의 바닥부에서 작용하는 임펠러(35)의 회전풍력이 저하되지 않도록 하여 폐주물사의 처리성능을 일정한 수준으로 유지시킬 수 있게 됨으로서, 연마드럼(30)의 편마모 방지 및 임펠러(35)의 하강폭 조절을 통하여 연마드럼(30)의 교체시기를 최대한으로 지연시킬 수 있게 되며, 이로 인하여 주물사 재생장치의 사용에 따른 유지관리 비용의 절감에 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 임펠러(35)의 회전이 수평식으로 안전하게 이루어질 뿐만 아니라, 임펠러(35)의 회전을 지지하는 베어링케이스(38)가 수평실린더(20)의 외부에 설치되어 있기 때문에 임펠러(35)의 회전에 의한 진동이나 충격을 최소화시킴과 동시에 베어링케이스(38)를 통하여 상기 진동이나 충격이 직접적으로 전달되지 않도록 함으로서 베어링의 마모를 최소화시킬 수 있게 되며, 후방커버(24)와 연결된 커버고정구(24a)를 지지프레임(11)으로부터 분리하게 되면, 상기 임펠러(35)를 후방커버(24)와 함께 연마드럼(30)의 내부로부터 용이하게 분리 가능하기 때문에 임펠러(35)의 교환 및 장착작업 뿐만 아니라, 상기 베어링케이스(38)를 통한 베어링의 교환작업 또한 매우 손쉽고 간편하게 수행할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의한 주물사 재생장치는, 수평실린더의 내부에 고정되는 연마드럼을 통하여 그 회전축이 수평실린더의 외부 양측에서 지지되는 임펠러를 삽입 설치하여 수평실린더와 임펠러가 서로 반대방향으로 회전되도록 하고, 폐주물사의 처리에 따른 분진의 집진수단을 수평실린더의 전방측에 연결시킨 상태에서 임펠러를 포함한 수평실린더의 전체적인 경사각도를 그 후방측에서 용이하게 조절시킬 수 있도록 함으로서, 연마드럼의 국부적인 편마모 방지와 분진의 효과적인 집진을 통하여 폐주물사의 처리속도와 그 성능을 최대한으로 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 폐주물사의 입자크기와 그 투입량에 거의 구애를 받지 않는 높은 순도의 재생처리를 이루어냄과 동시에 임펠러와 베어링의 장착 및 교환을 용이하게 하고 베어링의 수명 을 연장시킬 수 있는 효과가 있으며, 연마드럼의 마모시에는 상기 임펠러를 연마드럼의 바닥부측으로 하강시킬 수 있도록 함으로서, 폐주물사의 처리성능을 저하시키지 않으면서도 연마석의 교체시기는 최대한으로 연장시켜 장치의 유지관리에 따른 비용절감에도 크게 기여할 수 있는 효과가 있는 것이다.