광산 및 원료 이송 처리 설비에 적용되는 컨베어 가변형 슈트

광산 및 원료 이송 처리 설비에 적용되는 컨베어 가변형 슈트{Conveyor variable chute of mining and raw material feed processing plant}

본 발명은 광산 및 원료처리 처리 설비에 적용되는 컨베어 슈트에 관한 것으로, 특히 슈트측에 과부하로 인한 서지 현상을 신속히 제거하고, 적은 힘으로 원료광을 배출시킬 수 있도록 한 광산 및 원료 이송 처리 설비에 적용되는 컨베어 가변형 슈트에 관한 것이다.

광산 및 석탄발전 원료처리설비에서 석탄, 철광석 등의 원료광들은 이송할 경우 공정프로세스에 따라 복수의 컨베어를 경유하여 원료광들이 이송하게 된다. 컨베어 슈트는 광산 및 석탄발전등의 원료처리설비에서 이송물을 후속 컨베어 또는 후속 공정설비로 이송할 때 물리적으로 이송물을 이송하기 위한 방향전환, 누설방지를 위한 중간 공정 설비이다. 컨베어 슈트는 컨베어와 컨베어 사이 설치되는 공정설비로 컨베어의 방향전환 및 방향전환시 누설을 방지하는 목적으로 설치된다. 컨베어 작업중 필연적으로 프로세스상 순간적인 서지(Surge)가 발생하게 되는데 이는 슈트내 과적이 발생되는 원인으로 작용하게 되고 설계치 이상의 원료광들이 슈트내 적치되게 되면, 원료광들과 슈트내부 구조적인 저항 및 마찰로 인해 컨베어가 원료광을 배출하기 위한 힘보다 많이 힘이 필요하게 되고 이것은 컨베어 드라이브를 트립(Trip)시키는 현상을 발생시킨다.

컨베어 드라이브가 정지되게 되면 이송 컨베어(Feed Conveyor)가 정지할때까지 원료광들이 계속 공급되게 되어 슈트내 더 많은 원료광들이 적치되게 되고 컨베어는 더욱 더 구동할 수 없는 가혹한 조건이 된다.

종래 공정 기술은 이송 컨베어에서 리시빙 컨베어(Receiving Conveyor)로 이송물을 이송시 슈트의 형상이 고정식이며 방향전환, 누설방지의 목적을 달성하나 공정상 서지가 발생할 경우 슈트 내 이송물의 과적(Overloading)이 발생하고, 과적된 이송물이 슈트와의 간섭으로 인해 컨베어에 설계치에 추가적인 과부하(Overload)를 발생시키게 된다. 결과적으로 컨베어의 구동(Drive)에 부하가 걸려 보호계전기 차단로직에 따라 처리작업이 정지된다. 이럴 경우, 슈트내부 과적된 이송물을 제거하기 위해 인력이 투입되어 비계설치 및 안전장치등을 구비한 후 삽등의 수공구등을 이용해 슈트내 과적된 이송물들을 제거하게 된다. 슈트내 과적이 발생하여 컨베어 시스템이 정지하게 될경우 이를 복구하는 기간은 작게는 1일 많게는 3일의 조업정지 기간이 발생하게 된다.

따라서 서지시 슈트내 끼임, 마찰저항 감소, 간섭저감을 통해 시운전기간 중 에 돌발을 미연에 방지하여 시운전 조기완료를 추구하고 컨베어 비정상 정지를 방지하는 기술이 요구된다.

본 발명의 배경기술로는 한국 등록특허 등록번호 제10-1330534호로서, '이송물 공급량 조절장치'가 제안되어 있다. 이는 이송물이 저장되는 복수의 호퍼부와, 호퍼부에서 각각 배출되는 이송물을 안내하는 복수의 슈트부와, 슈트부의 하방에 배치되어 이송물을 일방향으로 이송하고 슈트부에서 각각 공급되는 이송물의 하중을 측정하는 복수의 측정부가 구비되는 벨트컨베이어부와, 슈트부를 서로 연결하고 벨트컨베이어부에 근접되어 이송물의 이탈을 방지하는 가이드부와, 가이드부에 장착되고 슈트부를 선택적으로 개폐하는 조절부 및 측정부의 측정신호를 수신하여 조절부를 제어하는 제어부를 포함하여, 벨트컨베이어부에 과도하게 이송물이 공급되면 조절부에 의해 이송물의 공급량이 조절되도록 한 것이다.

상기 배경기술은 호퍼부에 배출부를 조절하는 도어부를 갖고 있어 과적의 일부는 해소할 수 있으나, 이송구간에서 발생되는 부하에 능동적으로 대응하는 기술적 수단이 없어 슈트와 이송물간의 내부 마찰력이 존재하는 경우 이송 저항이 증가될 수 밖에 없다.

본 발명은 슈트측에 과부하로 인한 서지 현상을 신속히 제거하고, 적은 힘으로 원료광을 배출시킬 수 있도록 한 광산 및 원료 이송 처리 설비에 적용되는 컨베어 가변형 슈트를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따른 광산 및 원료 이송 처리 설비에 적용되는 컨베어 가변형 슈트는, 이송컨베어로부터 이송물을 받아들여 방향을 전환하여 리시빙 컨베어로 공급시키는 컨베어 가변형 슈트에 있어서, 상부 투입구와 하부 배출구 및 도어설치용 개구부를 갖는 호퍼와; 상기 호퍼의 하부 배출구 측면에 배치되고 동시에 상기 리시빙 컨베어의 상면에 위치되어 서로 마주보고 있는 한 쌍의 누설방지용 플레이트와; 상기 호퍼의 도어설치용 개구부측에 상하 슬라이딩 이동가능하게 배치되어 호퍼 내로 투입된 원료광의 배출량을 제어하고, 배출 부하시 호퍼내에서 발생된 서지를 제거하기 위해 설치되는 서지제거용 도어와; 상기 서지제어용 도어의 하단에 경첩을 통해 동일 평면상으로 연결되어 있는 다수개의 리시브 존 플레이트와; 일단이 상기 호퍼측에 고정되고 타단이 상기 서지제거용 도어에 연결되어 서지 발생시 상기 서지제거용 도어를 상승시키는 서지제거용 액튜에이터와; 상기 서지제거용 액튜에이터의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러를 포함하고;
상기 호퍼에서 배출 이송되는 원료광의 서지에 따라 다수개의 리시브 존 플레이트가 상하로 자동 유동하기 위해, 상기 한 쌍의 누설방지용 플레이트의 각기 외측면에 소정 간격을 두고 하단이 힌지 연결되어 있는 다수개의 피봇 링크와; 상기 피봇 링크의 상단에 힌지 결합되어 있는 스프링 지지핀과; 하단이 상기 리시브 존 플레이트의 상면에 고정되고 상단이 상기 스프링 지지핀에 삽통되어 있는 리프트 샤프트와; 상기 리프트 샤프트에 삽입되어 일단이 상기 리시브 존 플레이트의 상면에 지지되고 타단이 상기 스프링 지지핀에 지지되어 있는 압축스프링을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

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또한, 상기 컨트롤러에는 상기 호퍼 내 적체되어 있는 원료광의 레벨을 감지하는 레벨센서가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 컨트롤러에는 상기 리시빙 컨베어를 구동시키는 구동모터의 부하 전류를 측정하는 전류측정센서가 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 광산 및 원료 이송 처리 설비에 적용되는 컨베어 가변형 슈트에 따르면, 호퍼측에 설치된 서지제어용 도어가 서지제어용 액튜에이터에 의해 승강 동작하여 슈트측에 과부하로 인한 서지 현상을 신속히 제거할 수 있다.

또한, 호퍼로부터 배출된 이송물이 이송되는 구간에 설치된 리시브 존 플레이트가 상호 힌지 연결됨과 동시에 스프링으로 지지되어 상호 연동하여 상하로 자유롭게 유동할 수 있도록 함으로써 이송구간에서 발생되는 부하에 능동적으로 대응할 수 있고, 이로 인해 슈트와 이송물간의 내부 마찰력이 감소되고 이송 저항이 대폭 저감되어 서지 현상은 물론이고 컨베어 시스템이 정지되는 것을 획기적으로 방지할 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 첨부한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명에 따른 컨베어 가변형 슈트의 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 도 1의 평면도.
도 4a는 도 2의 일측면도.
도 4b는 도 4a의 'K'부 확대도.
도 5는 도 3의 AA선에서 본 단면도.
도 6은 본 발명에 적용되는 서지제어용 액튜에이터의 제어회로도.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 컨베어 가변형 슈트가 서지를 제거하는 동작을 나타낸 사용상태도.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

도 1 내지 도 4에서와 같이 컨베어 가변형 슈트(10)는 이송컨베어(100)로부터 원료광(5)을 받아들여 방향을 전환시켜 리시빙 컨베어(200)로 공급시킨다.

컨베어 가변형 슈트(10)는 호퍼(12)를 구비한다. 호퍼(12)는 원료광(5)을 받아들이는 상부 투입구(121)와, 유입된 원료광을 배출시키는 하부 배출구(122), 서지제거용 도어(16)의 설치를 위한 도어설치용 개구부(123)를 갖는다.

호퍼(12)의 하부 배출구(122) 측면에 한 쌍의 누설방지용 플레이트(14,14)가 배치되어 있다. 한 쌍의 누설방지용 플레이트(14,14)는 리시빙 컨베어(200)의 상면에 밀착되도록 위치되어 서로 마주보도록 설치된다.

따라서 상부 투입구(121)를 통해 호퍼(12)내로 유입된 원료광(5)은 하부 배출구(122)를 통한 후 한 쌍의 누설방지용 플레이트(14,14) 사이의 통로를 경유하여 리시빙 컨베어(200)를 따라 이송이 이루어진다.

호퍼(12)의 도어설치용 개구부(123)측에 서지제거용 도어(16)가 설치된다. 서지제거용 도어(16)는 도어설치용 개구부(123)에 상하 슬라이딩 이동가능하게 배치되어 호퍼(12) 내로 투입된 원료광의 배출량을 제어한다. 또한 서지제거용 도어(16)는 배출 과부하시 호퍼(12)내에서 발생된 서지를 제거하기 위해 설치된다. 서지제거용 도어(16)는 양측면에 호퍼(12)측 장공(12a)에 안내되는 복수개의 가이드핀(161)이 설치되어 있다. 따라서 서지제거용 도어(16)의 상하 이동시 가이드핀(161)이 호퍼(12)측 장공(12a)에 안내된다.

서지제어용 도어(16)의 하단에는 상호 간에 경첩(17)을 통해 동일 평면상으로 연결되어 있는 다수개의 리시브 존 플레이트(18)가 설치된다. 리시브 존 플레이트(18)는 한 쌍의 누설방지용 플레이트(14,14)와 리시빙 컨베어(200)의 사이에 원료광의 이송통로를 형성시켜 준다.

호퍼(12)내에서 원료광의 정체시 서지 현상을 제거하기 위해 서지제거용 액튜에이터(20)가 구비된다. 서지제거용 액튜에이터(20)는 일단이 호퍼(12)측에 고정되고 타단이 상기 서지제거용 도어(16)에 연결되어 있다. 도 6과 같이 서지제거용 액튜에이터(20)는 유공압회로(300)를 통해 동작될 수 있다. 따라서 서지 발생시 서지제거용 액튜에이터(20)를 작동시켜 서지제거용 도어(16)를 상승시키면, 한 쌍의 누설방지용 플레이트(14,14)의 높이가 높아지고 서지제거용 도어(16)의 하단과 리시빙 컨베어(200) 사이의 배출 간격이 증가됨으로써 서지 현상을 제거할 수 있다.

도 6과 같이 서지제거용 액튜에이터(20)의 작동을 제어하기 위한 컨트롤러(50)가 구비된다. 컨트롤러(50)에는 호퍼(12) 내 적체되어 있는 원료광의 레벨을 감지하는 레벨센서(52)가 연결될 수 있다. 또한 컨트롤러(50)에는 도 6과 같이 리시빙 컨베어(200)를 구동시키는 구동모터(202)의 부하 전류를 측정하는 전류측정센서(204)가 연결될 수 있다.

이와 같이 구성된 컨베어 가변형 슈트(10)의 작용을 설명한다.

< 호퍼 내 정상 부하시 >

먼저, 이송컨베어(100)를 통해 원료광(5)이 컨베어 가변형 슈트(10)로 유입된다. 이때 원료광은 상부 투입구(121)를 통해 호퍼(12)내로 유입된 후 하부 배출구(122)를 통한 후 한 쌍의 누설방지용 플레이트(14,14) 사이의 통로를 통해 리시빙 컨베어(200)를 따라 이송이 이루어진다. 이때 리시브 존 플레이트(18)는 한 쌍의 누설방지용 플레이트(14,14)와 리시빙 컨베어(200)의 사이에 원료광의 이송통로를 형성시켜 준다.

이같이 원료광의 원할한 이송 흐름이 이루어지게 되면, 호퍼(12)내 과부하의 발생이 없으므로 서지 현상도 없게 된다. 이 경우 레벨센서(52)에서는 정상 적치 상태를 감지하게 되므로, 서지제거용 액튜에이터(20)는 작동을 하지 않게 된다.

< 호퍼내 과부하로 인한 서지 발생시>

이후, 호퍼(12)내에서 적치 현상이 발생하게 되면, 이를 레벨센서(52)가 감지하게 되고, 레벨센서(52)에 연결된 컨트롤러(50)가 서지제거용 액튜에이터(20)의 공압회로에 작동신호를 준다. 이에 의해 서지제거용 액튜에이터(20)는 작동하여 도 7a와 같이 서지제거용 도어(16)를 상방으로 이동시키고, 이에 따라 한 쌍의 누설방지용 플레이트(14,14)의 높이가 높아지고 서지제거용 도어(16)의 하단과 리시빙 컨베어(200) 사이의 배출 간격이 증가되고 배출량이 늘어나게 되어 서지 현상이 제거됨으로써 원활한 이송이 속행된다. 따라서 종래와 같이 리시빙 컨베어(200)가 비정상적으로 정지하거나 기동하지 못하는 현상이 발생되지 않으며, 수일 동안 조업이 정지될 염려가 없다.

물론 여기서, 호퍼(12)내에서 적치 현상이 발생될 시 리시빙 컨베어(200)를 구동시키는 구동모터(202)의 부하 전류를 측정하는 전류측정센서(204)의 감지 신호에 의해 서지제거용 액튜에이터(20)를 동작시켜 서지제거용 도어(16)를 상승시킬 수도 있다.

한편, 본 발명은 호퍼(12)에서 배출 이송되는 원료광의 서지에 따라 다수개의 리시브 존 플레이트(18)가 상하로 자동 유동하기 위해, 한 쌍의 누설방지용 플레이트(14)의 각기 외측면에 소정 간격을 두고 하단이 힌지 연결되어 있는 다수개의 피봇 링크(31)와, 피봇 링크(31)의 상단에 힌지 결합되어 있는 스프링 지지핀(32)과, 하단이 상기 리시브 존 플레이트(18)의 상면에 고정되고 상단이 상기 스프링 지지핀(32)에 삽통되어 있는 리프트 샤프트(33)와, 리프트 샤프트(33)에 삽입되어 일단이 상기 리시브 존 플레이트(18)의 상면에 지지되고 타단이 상기 스프링 지지핀(32)에 지지되어 있는 압축스프링(34)을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우, 서지제거용 도어(16)가 상승할 시 리시브 존 플레이트(18)가 모두 연동적으로 유동한다. 이때 압축스프링(34)은 압축되며, 리프트 샤프트(33)가 스프링 지지핀(32)에서 상방으로 더 돌출되어 이동하게 되고, 리시브 존 플레이트(18)와 리시빙 컨베어(200) 사이의 배출 간격이 증가된다.

또한, 서지제거용 도어(16)가 상승한 경우는 물론이고, 서지제거용 도어(16)가 하강 위치를 유지하고 있는 상태에서 리시빙 컨베어(200)에 적치된 이송물(원료광)에 의해서도 리시브 존 플레이트(18)는 상호간에 경첩(17)을 통해 연결되어 있고 동시에 압축스프링(34)으로 지지되어 있어 상하로 자동 유동이 일어나 원료광의 이송을 원활하게 할 수 있다.

이같이 리시브 존 플레이트(18)가 경첩(17)을 통해 상호 힌지 연결됨과 동시에 압축스프링(34)으로 지지되어 상호 연동하여 상하로 자유롭게 유동할 수 있도록 함으로써 이송구간에서 발생되는 부하에 능동적으로 대응할 수 있고, 이로 인해 슈트와 이송물간의 내부 마찰력이 감소되고 이송 저항이 대폭 저감되어 서지 현상은 물론이고 컨베어 시스템이 정지되는 것을 획기적으로 방지할 수 있다.

지금까지 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

12:호퍼
14: 누설방지용 플레이트
16: 서지제어용 도어
18: 리시브 존 플레이트
20: 서지제거용 액튜에이터
31: 피봇 링크
32: 스프링 지지핀
33: 리프트 샤프트
34: 압축스프링
50: 컨트롤러
52: 레벨센서
204: 전류측정센서