KR200366415Y1 - 자갈과 모래의 선별분리장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은, 파쇄된 폐 콘크리트로부터 자갈, 굵은 모래 및 고운모래 등을 분리하기 위한 선별분리장치에 관한 것으로서, 그 목적은 수중에 잠기는 컨베이어의 벨트를 롤러대신에 마찰력이 작은 스테인레스 강으로 된 가이드레일로 마련함으로써, 탁류에 의한 컨베이어벨트의 손상염려가 없고, 구조적으로 간단하여 저렴함은 물론, 반영구적으로 사용할 수 있도록 한 것이다.

본 고안은 수조(20)의 한쪽에 잠기는 상태로 설치되는 선별분리기(10)가 마련되며 이 선별분리기(10)에 의해 선별 분리되고 세척된 자갈과 모래를 선별분리기(10)의 하단으로부터 다른 한쪽으로 이송시키도록 프레임(31) 양단의 회전드럼(32)에 무한궤도형의 벨트(33)가 설치되어있는 버킷컨베이어(30)가 구비된 선별분리장치에 있어서, 상기 버킷컨베이어(30)는 자갈과 모래가 실리는 상부의 벨트(33)하면을 지지하면서 양측으로 밀림을 방지하도록 상부로 구부러진 컵형(cup type) 단면의 가이드레일(34)이 마련되고, 상기 프레임(31)에는 벨트(33)의 외측을 감싸서 선별분리기(10)로부터 낙하되는 자갈과 모래 등이 외부로 흐트러짐을 방지하는 박스형통로(35)가 마련된 것을 특징으로 한다.

Description

자갈과 모래의 선별분리장치{select separator of gravel and sand}

본 고안은, 폐 콘크리트를 파쇄한 골재를 선별 분리하여 재활용하기 위한 자갈과 모래의 선별분리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 자갈과 굵은 모래가 하부로 가라앉는 동안 타격 봉으로 타격됨으로써, 자갈표면의 이물질인 페이스트라든가 날카로운 입자들 사이에 끼여 있는 부유물 등을 확실하게 분리 제거하여 세척하고, 벨트의 저면을 스테인레스 강으로 지지하도록 마련하여 컨베이어의 마찰력을 최소화할 수 할 수 있는 자갈과 모래의 선별분리장치에 관한 것이다.

일반적으로, 도시에서 도시개발과 건물의 노후화 등에 의해 건물을 해체함으로써 건설폐기물의 일종인 폐 콘크리트가 다량 발생되고 있고, 이러한 폐 콘크리트는 파쇄, 선별, 세척, 분리하여 환경오염을 방지함은 물론 자원절약의 차원에서 각각의 용도에 맞게 재활용하고 있다.

이렇게 파쇄된 폐 콘크리트로부터 미립자, 섬유조각, 플라스틱조각, 목재 등을 분리 제거한 후, 자갈과 모래의 필요한 골재로 분리하여 재활용하는 기술들이 제안되어 있고, 또 신도시건설 등과 같이 수요의 급증으로 인하여 골재가 부족하게 되었으며 이와 같이 골재의 부족분을 충당하고 자원 활용을 위한 여러 가지의 장치가 있었으나, 본 고안의 장치와 기술사상이 유사하다고 사료되는 것을 발췌하여 설명하고자 한다.

이러한 기술과 관련된 것들 중 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 20-0184495호에는, 분리통 중앙의 회전축에 하부측은 짧고 그 상부로 갈수록 길은 수개의 상승와류 팬이 회전됨에 따라 상승와류가 발생되게 되며, 이 상승와류에 의해 입도가 미세한 점토질과 석회질 및 풍화가 심하여 가벼워진 입자(미립자)는, 수조탱크 상부의 슈트를 통해 스러지 처리장으로 처리되고, 무거운 파쇄입자는 분리통의 하부로 가라앉으면서 중앙으로 모아진 후, 회전축 하부의 비틀림 팬에 의해 소용돌이를 이용하여 아래로 밀어줌과 아울러, 콘형 스크루가 더욱 빠르게 하부로 토출시킴에 따라 미립자와 파쇄입자로 분리하는 것이다.

상기와 같은 등록실용신안에 있어서는, 회전축과 함께 회전되는 상승와류 팬에 의해 단순히 상승와류만을 발생시키므로, 마사토와 함께 혼재하는 미세한 점토질, 석회질이라든가, 마사토 표면에 묻어있는 미립자만을 씻어내고, 이렇게 씻어낸 미립자를 부유시켜 분리 배출시키는 것에 적합한 것일 뿐, 폐 콘크리트와 같이 자갈을 포함하는 분리에는 적합하지 못한 것이었다.

그 이유는, 위의 마사토와는 달리 자갈표면에 붙은 페이스트라든가 파쇄에 따른 날카로운 모서리들 사이에 인입된 부유물은 단순한 상승와류에 의해서는 분리 제거가 되지 않아 양질의 모래를 얻을 수 없다는 문제점이 있었다.

그리고 수조에 경사지게 설치되는 컨베이어는, 벨트 하면을 지지하도록 컨베이어몸체에 일정간격으로 롤러가 설치되고, 이 롤러는 베어링에 의해 회전 가능하게 설치되어 있는바, 이는 항시 탁류에 잠겨있는 부분은 탁류의 이물질이 베어링으로 침투하여 베어링이 쉽게 손상되고, 심지어는 베어링으로서의 제 기능을 발휘할 수 없어 롤러가 회전되지 않으며, 이로 인하여 선별분리장치를 정지시킨 상태에서 롤러의 베어링을 정기적으로 교환하여야 했고, 이러한 주기를 놓치면 롤러가 회전되지 않아 롤러와 벨트간의 마찰저항이 커져 벨트가 쉽게 손상된다는 문제점이 있었다.

또한 롤러의 베어링을 방수베어링으로 채택하여 사용할 수 있는데, 이는 가격이 너무 고가이어서 장비의 원가상승요인으로 대두되는 문제점이 있었다.

본 고안의 목적은, 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발한 것으로서, 수중에 잠기는 컨베이어의 벨트를 롤러 대신에 마찰력이 작은 스테인레스 강으로 된 가이드레일로 마련함으로써, 탁류에 의한 컨베이어벨트의 손상염려가 없고, 구조적으로 간단하여 저렴함은 물론, 반영구적으로 사용할 수 있도록 한 자갈과 모래의 선별분리장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은, 폐 콘크리트를 파쇄한 자갈과 모래가 수중에서 자연 낙하되는 동안 타격 봉으로 타격하여 자갈표면의 페이스트나 자갈표면의 날카로운 입자들 사이에 끼여 있는 부유물을 분리시켜 세척할 수 있고, 날카로운 입자들을 무디게 파쇄함과 아울러, 상기 자갈로부터 분리된 부유물과 고운모래를 상승와류 팬에 의해 형성되는 상승와류가 상승시켜 분리몸체의 상부로 분리 배출하고, 그 나머지는 분리몸체의 하부로 배출함으로써 자갈과 굵은 모래로 분리할 수 있도록 한 폐자재의 분리장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 고안에 따른 자갈과 모래의 선별분리장치에서 일부를 절개한 상태의 정면도,

도 2는 도 1에서 선별분리기 만을 발췌하여 나타낸 단면도,

도 3은 도 1에서 분리몸체에 상승와류 팬과 타격 봉이 배열된 상태를 나타낸 평면도,

도 4는 도 1의 A-A선에 대한 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10: 선별분리기 11: 분리몸체 11a: 비임

11b: 토출구 12: 하우징 13: 회전축

14: 모터 15: 상승와류 팬 16: 타격 봉

18: 고정 팬 19: 하강와류 팬 20: 수조

30: 컨베이어

상기한 바와 같은 목적달성을 위한 본 고안은, 수조의 한쪽에 잠기는 상태로 설치되는 선별분리기가 마련되며 이 선별분리기에 의해 선별 분리되고 세척된 자갈과 모래를 선별분리기의 하단으로부터 다른 한쪽으로 이송시키도록 프레임 양단의 회전드럼에 무한궤도형의 벨트가 설치되어있는 버킷컨베이어가 구비된 선별분리장치에 있어서, 상기 버킷컨베이어는 자갈과 모래가 실리는 상부의 벨트하면을 지지하면서 양측으로 밀림을 방지하도록 상부로 구부러진 컵형(cup type) 단면의 가이드레일이 마련되고 상기 프레임에는 벨트의 외측을 감싸서 선별분리기로부터 낙하되는 자갈과 모래 등이 외부로 흐트러짐을 방지하는 박스형통로가 마련된 것을 특징으로 한다.

상기 선별분리기는 상단이 개방된 통형의 분리몸체; 이 분리몸체의 중앙에 그 상부가 베어링으로 지지되어 회전 가능케 설치된 회전축; 이 회전축의 상단이 커플링을 통해 연결되어 있는 구동원인 모터; 상기 회전축에 장착되며 회전축이 회전될 때 상승와류를 발생시키도록 경사진 판형으로 형성된 다수의 상승와류 팬; 이 상승와류 팬의 상승와류에 의해 뜨는 미립자 등의 부유물을 분리몸체의 토출구로 유도되도록 분리몸체의 상단부분에 형성된 판형 고정 팬을 포함하며, 상기 상승와류 팬 사이마다 타격 봉이 설치되고 상기 상승와류 팬은 최상단의 것을 제외하고 그 나머지 것들이 소정의 경사각을 갖고 설치되되 서로 엇갈린 상태로 배치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 자갈과 모래의 선별분리장치를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 고안에 따른 자갈과 모래의 선별분리장치를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 도 1에서 선별분리기 부분을 발췌하여 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 1에서 분리몸체에 상승와류 팬과 타격 봉이 배열된 상태를 나타낸 평면도이고, 도 4는 도 1의 A-A선에 대한 단면도이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 수조(20)의 한쪽에는 상단부분을 제외하고 수중에 잠기도록 선별분리기(10)가 설치되어 있고, 이 선별분리기(10)의 하부로부터 다른 한쪽의 상단에 이르기까지 버킷컨베이어(30)가 설치되어 있다. 상기 선별분리기(10)는 상/하단이 개방된 통형으로 분리몸체(11)가 형성되되, 상부는 원통형이고 하부는 하단이 작은 직경인 절두추체(截頭錐體) 형으로 형성되어 있다.

상기 분리몸체(11)의 상단에는 회전축(13)과 모터(14)를 지지하기 위한 비임(11a)이 고정 설치되어 있고, 이 비임(11a)에는 분리몸체(11)의 중앙에 위치되게 하우징(12)이 설치되어 있다. 이 하우징(12)에는 분리몸체(11)의 내측하부로 회전축(13)이 연장 설치되어 있고 이 회전축(13)은 하우징(12)에서 회전 가능케 베어링(12a)으로 지지되어 있다.

상기 하우징(12)의 상단에는 구동원인 모터(14)가 장착되되, 이 모터(14)의 출력축이 회전축(13)의 상단과 커플링(13a)을 통해 연결되어 있으며, 상기 회전축(13)엔 이 회전축(13)이 회전될 때 상승와류를 발생시키도록 경사진 판형으로 형성된 다수의 상승와류 팬(15)이 설치되어 있고, 이 상승와류 팬(15)의 사이마다 타격 봉(16)이 설치되어 있다.

상기 분리몸체(11)상단의 한쪽에는 토출구(11b)가 형성되어 있고, 상기 분리몸체(11) 상단의 비임(11a)에는 상승와류에 의해 뜨는 미립자 등의 부유물을 분리몸체(11)의 토출구(11b)로 유도하는 판형의 고정 팬(18)이 설치되어 있다.

상기 타격 봉(16)은 최상단 위치의 것을 기준으로 하여 그 아래에 위치된 것들이 소정각도를 갖고 후방에 설치된다. 그 이유는 상부의 타격 봉(16)에 부딪친 자갈이나 굵은 모래를 바로 그 아래의 타격 봉(16)이 다시 타격하기 때문에, 자갈표면의 페이스트라든가, 자갈표면의 날카로운 입자들 사이에 끼여 있는 이물질을 분리시키면서, 날카로운 입자의 모서리를 무디게 파쇄하는 작업이 더욱 효과적으로 이루어진다.

상기 회전축(13)의 하부에는 자갈과 굵은 모래를 밀어주어 더욱 신속하게 낙하되도록 적어도 하나이상의 하강와류 팬(19)이 마련되어 있다.

상기 최상단의 상승와류 팬(15)과 고정 팬(18) 사이의 회전축(13)에는 부유물을 효과적으로 제거하기 위한 브러시(18a)가 마련되어 있다.

상기 버킷컨베이어(30)는 프레임(31) 양단의 회전드럼(32)에 무한궤도형의 벨트(33)가 설치되어 있으며, 상기 무한궤도형의 벨트(33)를 이루는 상부의 벨트(33)하면에 자갈과 모래가 실리더라도 벨트를 지지하면서 양측으로 밀림을 방지하도록 상부로 구부러진 컵형(cup type) 단면의 가이드레일(34)이 마련되어 있고, 상기 프레임(31)에는 벨트(33)의 외측을 감싸서 선별분리기(10)로부터 낙하되는 자갈과 모래 등이 외부로 흐트러짐을 방지하는 박스형통로(35)가 마련되어 있다. 상기 벨트(33)의 외측에는 자갈과 모래 등을 담을 수 있는 버킷이 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 자갈과 모래의 선별분리장치는, 도 1과와 같이, 수조(20)의 한쪽에 상단부분을 제외하고 잠기도록 설치되며, 이 분리몸체(11)의 하부엔 버킷컨베이어(30)가 경사지게 설치되고, 분리몸체(11)의 토출구(11b) 아래엔 고운모래수조(도시되지 않음)가 설치된다.

이와 같이 설치된 상태에서 버킷컨베이어(30)를 구동시킴과 아울러 모터(14)에 전원을 인가하여 구동시키면 회전축(13)이 회전되게 되고, 이 회전축(13)에 장착된 상승와류 팬(15)과 하강와류 팬(19)또한 회전됨으로써 분리몸체(11)내부의 물(분리수)은 와류로 된다. 이러한 상태에서 폐 콘크리트를 파쇄하여 얻은 자갈, 모래 등이 물과 함께 분리몸체(11)의 상부로부터 공급되어 분리몸체(11)내부로 투입되게 되며, 이렇게 투입된 자갈과 모래 중의 고운 모래나 부유물은 회전축(13)의 상승와류 팬(15)이 회전됨에 따라 발생되는 상승와류로 인해 뜨게 된다.

이와 같이 고운 모래와 부유물은, 상승와류에 의해 가라앉지 못하고 뜨는 상태를 유지할 때, 상승와류에 의한 원심력으로 인하여 분리몸체(11)의 가장자리를 향하여 이동되어지면서, 회전축(13) 상단의 브러시(18a)가 쓸어내게 되며, 이에 따라 분리몸체(11) 상단의 고정 팬(18)에 의해 안내되어 토출구(11b)를 통해 고운모래수조로 배출되게 된다.

이렇게 고운모래수조로 배출된 고운모래는, 고운모래수조에선 급격하게 유속이 줄어든 층류이어서 그 바닥으로 침전되게 되고, 고운모래수조의 바닥에 침전된 고운모래는, 스크루컨베이어(도시되지 않음)를 이용하여 끌어올려 미장사로 활용할 수 있는 것이다.

이와는 반대로, 자갈과 굵은 모래는 상승와류를 이기고 자중에 의해 낙하되는 동안, 상승와류 팬(15)과 함께 회전되는 타격 봉(16)에 의해 연속하여 여러 번 타격되고, 이로 인하여 파쇄된 자갈표면의 날카로운 입자의 모서리 사이에 끼여 있는 이물질(부유물 등)이나, 자갈표면의 페이스트 등을 분리시킴은 물론, 날카로운 모서리를 무디게 파쇄한다.

상기와 같이 수중으로 낙하되는 자갈을 연속적으로 타격할 수 있는 이유는, 회전축(13)이 회전되는 후방위치에 타격 봉(16)이 연속적으로 마련되어 있기 때문이고, 이러한 연속적인 타격이 가능하여 보다 양질의 골재를 얻을 수 있게 된다.

이와 같이 수중에서 낙하되는 자갈과 굵은 모래는, 회전축(13)하부의 하강와류 팬(19)위치까지 낙하되면, 이 하강와류 팬(19)에 의해 발생되는 하강와류로 인해 더욱 급속도로 하강되게 되며, 이렇게 하강되어 버킷컨베이어(30)의 벨트(33)위에 떨어지고 나면 구동되는 버킷컨베이어(30)에 의해 배출되게 된다.

이와 같이 버킷컨베이어(30)에 의해 수조(20)로부터 배출되는 자갈과 굵은 모래는, 선별기에 의해 선별한 후 활용할 수 있는 것이다. 이때, 버킷컨베이어(30)의 벨트(33)는, 스테인레스 강으로 된 컵형 단면의 가이드레일(34)에 의해 지지되어 있으므로, 부식되지 않음은 물론 마찰력이 작으며, 이로 인하여 탁류에 의한 벨트(33)의 손상염려가 없고, 구조적으로 간단하여 저렴함은 물론 반영구적으로 사용할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따른 자갈과 모래의 선별분리장치는, 수중에 잠기는 컨베이어의 벨트를 롤러대신에 마찰력이 작은 스테인레스 강으로 된 가이드레일로 마련함으로써, 탁류에 의한 컨베이어벨트의 손상염려가 없고, 구조적으로 간단하여 저렴함은 물론, 반영구적으로 사용할 수 있는 유용한 고안이다.

또한 본 고안은, 폐 콘크리트를 파쇄한 자갈과 모래가 수중에서 자연 낙하되는 동안 타격 봉으로 타격하여 자갈표면의 페이스트나 자갈표면의 날카로운 입자들 사이에 끼여 있는 부유물을 분리시켜 세척할 수 있고, 날카로운 입자들을 무디게 파쇄함과 아울러, 상기 자갈로부터 분리된 부유물과 고운모래를 상승와류 팬에 의해 형성되는 상승와류가 상승시켜 분리몸체의 상부로 분리 배출하고, 그 나머지는 선별분리기의 하부로 배출하여 분리할 수 있는 유용한 고안이다.

Claims (4)

1. 수조(20)의 한쪽에 잠기는 상태로 설치되는 선별분리기(10)가 마련되며 이 선별분리기(10)에 의해 선별 분리되고 세척된 자갈과 모래를 선별분리기(10)의 하단으로부터 다른 한쪽으로 이송시키도록 프레임(31) 양단의 회전드럼(32)에 무한궤도형의 벨트(33)가 설치되어있는 버킷컨베이어(30)가 구비된 선별분리장치에 있어서,

   상기 버킷컨베이어(30)는 자갈과 모래가 실리는 상부의 벨트(33)하면을 지지하면서 양측으로 밀림을 방지하도록 상부로 구부러진 컵형(cup type) 단면의 가이드레일(34)이 마련되고 상기 프레임(31)에는 벨트(33)의 외측을 감싸서 선별분리기(10)로부터 낙하되는 자갈과 모래 등이 외부로 흐트러짐을 방지하는 박스형통로(35)가 마련된 것을 특징으로 하는 자갈과 모래의 선별분리장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 선별분리기(10)는 분리몸체(11)의 중앙에 다수의 상승와류 팬(15)과 타격 봉(16)이 장착된 회전축(13)이 설치되고 이 회전축(13)의 상단에 커플링(13a)을 통해 구동원인 모터(14)가 연결되며 상기 상승와류 팬(15)은 최상단의 것을 제외하고 그 나머지 것들이 소정의 경사각을 갖고 설치된 것을 특징으로 하는 자갈과 모래의 선별분리장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 최상단 상승와류 팬(15)과 고정 팬(18) 사이의 회전축(13)에는 부유물을 효과적으로 제거하기 위한 브러시(18a)가 마련된 것을 특징으로 하는 자갈과 모래의 선별분리장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 회전축(13)의 하부에는 자갈과 굵은 모래를 밀어주어 더욱 신속하게 낙하되도록 적어도 하나이상의 하강와류 팬(19)이 마련된 것을 특징으로 하는 자갈과 모래의 선별분리장치.