KR200411958Y1

KR200411958Y1 - 자동 드럼 개봉장치

Info

Publication number: KR200411958Y1
Application number: KR2020060000761U
Authority: KR
Inventors: 박준현; 이강우; 성동제
Original assignee: (주)유성
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2006-03-21

Abstract

본 고안은 유해한 물질 또는 폭발가능성이 있는 물질을 포함하는 밀폐된 드럼의 상부철판(이하 '뚜껑')을 안전하게 원형으로 절단하여 분리(이하 '개봉')하는 장치로써, 드럼을 개봉할 때 발생하는 유해가스와 작업자와의 접촉을 차단하기 위해 드럼을 개봉하는 전 공정을 무인 자동화한 것이다. 그리고 드럼 내부에 있는 인화성 물질과 드럼 개봉시에 발생하는 불꽃에 의한 폭발을 방지하기 위해 드럼개봉시에 불꽃 발생이 없도록 날카로운 칼날을 이용하여 드럼 뚜껑을 관통하는 방법을 이용하였으며, 자연발화로 인한 폭발 또는 일반적으로 예상치 못한 또 다른 요인에 의해 발생할 수 있는 폭발로부터 작업자의 안전을 지키기 위해 자동 드럼 개봉장치를 두꺼운 철판과 불연물로 이루어진 방화벽으로 완전히 밀폐하여 폭발의 충격을 차단한 자동 드럼 개봉장치에 대한 것이다.

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Description

자동 드럼 개봉장치{AUTOMATIC DRUM OPENING EQUIPMENT}

도 1은 본 고안의 전체적인 평면도와 정면도를 나타낸 것이다.

도 2는 본 고안의 상부고정가이드의 상세도를 나타낸 것이다.

도 3은 본 고안의 중간부고정가이드에 장착된 이동가이드의 상세도 및 드럼이 이동가이드의 움직임에 따라 이동하는 모습을 나타낸 것이다.

도 4는 본 고안의 칼날헤더의 정면도와 측면도의 상세도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

[00] 폐기물이 담긴 드럼

[10] 방폭하우스 [11] 자동수직게이트 [12] 배풍기

[20] 받침대 [21] 회전판 [22] 가이드지지대

[23] 기어드모터

[30] 상부고정가이드 [31] 회전롤러 [32] 백스톱

[33] 백스톱암 [34] 회전실린더 [35] 회전샤프트

[40] 중간부고정가이드 [41] 연결핀 [42] 이동가이드암

[43] 가이드롤러 [44] 구동실린더

[50] 하부고정가이드

[60] 칼날헤더 [61] 회전뭉치 [62] 캠축

[63] 칼날홀더 [64] 칼날 [65] 각도조절실린더

[66] 칼날헤더암

밀폐된 드럼에 담긴 폐기물을 처리하기 위해서는 드럼과 내용물을 분리해야 하므로 현재 여러가지 방법으로 드럼뚜껑을 개봉하여 내용물과 분리하는 작업이 행해지고 있다. 이러한 방법들을 나열해 보면, 첫 번째 날카로운 송곳 모양의 공구를 부착한 장비를 이용하여 드럼뚜껑에 구멍을 뚫고 구멍난 드럼을 압착하여 내용물과 분리하는 방법, 두 번째 그라인더와 같은 회전 칼날을 이용하여 드럼뚜껑이나 드럼 상부의 옆부분을 갈아내어 드럼의 내용물을 분리하는 방법, 세 번째 철판절단용 가위나 드럼뚜껑 개봉을 위한 지그(수공구)를 제작하여 수작업으로 드럼뚜껑을 개봉하여 내용물을 분리하는 방법 등이 이용되고 있다.

이러한 방법 등은 여러가지 문제점을 가지고 있는데, 첫 번째 방법은 드럼뚜껑 개봉 후 드럼의 모양이 압착되어 드럼의 기본사용목적으로는 재활용이 어려울뿐만 아니라 압착된 드럼에 이물질이 완전히 제거되지 않아서 여러가지 2차오염을 유발시키는 단점이 있으며, 두 번째 방법은 내용물이 폭발가능성이 있는 가연성물질일 경 우 그라인더 작업시에 발생하는 불꽃에 의한 폭발의 위험이 있으며, 세 번째의 경우 작업자의 인력으로 이루어지므로 생산성이 낮아지는 단점이 있으며, 상기 서술한 방법 모두가 작업자와 인접하여 행해지므로 안전장비를 착용하였다 하더라도 유독가스에 직접적인 노출로 인한 질식이나 폭발과 같은 화재사고 등의 위험에 노출되어 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 개봉시에 발생할 수 있는 폭발을 방지하기 위해 개봉작업시에 불꽃발생을 없게 하고, 그 외 돌발적으로 발생할 수 있는 자연발화에 의한 폭발로부터 작업자와 재산상의 피해를 줄이기 위해 개봉장치를 밀폐구조로 하며, 개봉 후에도 재활용이 가능하도록 드럼의 모양은 원형 그대로 유지한채 뚜껑만 개봉하도록 하고, 장치를 운전함에 있어서 무인자동화로 진행되어 작업자의 편의를 극대화하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 상기의 목적을 달성하기 위하여 도 1에 도시한 바와 같이 장치를 구성하였다.

하부받침대[20] 중심부에 장착된 스러스트베어링의 위에 장착된 원형의 회전판[21];과

하부받침대[20]에 설치된 회전판[21]을 면하여 받침대[20]와 수직으로 고정되고, 고무타이어로 구성된 2개의 회전롤러[31]를 각각 포함하는 3개의 고정가이드[30],[40],[50]가 장착된 가이드지지대[22];와

3개의 고정가이드[30],[40],[50]중에 중간부에 장착된 고정가이드[40]와 원형의 연결핀[41]으로 연결되고, 고무타이어로 구성된 가이드롤러[43]와 구동실린더[44]를 포함하는 이동가이드암[42];과

고정가이드 최상부에 고정된 기어드모터[23]와 회전뭉치[61]로 연결되고, 기어드모터[23]의 회전운동을 상하운동으로 변환하는 캠축[62]을 포함하는 칼날헤더[60];와

받침대[20]를 바닥면으로 하고 옆면이 철골과 철판으로 구성된 벽과 원뿔모양의 지붕을 포함하고 실린더의 작동으로 상하로 움직이는 자동수직게이트[11]를 포함하는 방폭하우스[10];와

방폭하우스[10]의 원뿔모양의 지붕 꼭지점에 덕트로 연결된 배풍기[12];로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 자동 드럼 개봉장치의 구성을 작동순서에 따라 첨부된 도면과 같이 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저 자동 드럼 개봉장치의 스위치를 켜면 원뿔모양의 방폭하우스[10] 지붕에 덕트로 연결된 배풍기[12]가 작동하여 내부의 공기를 강제적으로 외부로 배출하게 된다. 그리면 내부에 음압이 형성되어서 장치와 외부를 차단하는 방폭하우스[10]의 수직게이트[11] 연결부위의 틈으로 유해가스가 포함된 내부 공기가 외부로 비산되지 않는다.

배풍기[12]가 작동하면 작업자는 폐기물이 담긴 밀봉된 드럼을 드럼 핸들러가 부착 된 지게차로 운반하여 자동 드럼 개봉장치에 접근하게 된다. 그러면 근접센서에 의해 방폭하우스[10]의 수직게이트[11]가 수직상승하여 자동으로 열리고, 드럼을 내부에 옮겨 넣고 지게차가 후진하여 장치와 일정간격 이상이 되면, 수직게이트[11]가 수직하강하여 자동으로 닫히게 된다. 이때 수직게이트[11]는 자동 드럼 개봉장치의 내부에 드럼이 없는 경우 또는 개봉작업이 끝나고 개봉장치의 동작이 정지된 경우에는 드럼을 운반하는 지게차가 일정 거리에 근접하게 되면 자동으로 열리게 되지만 드럼개봉장치의 운전중에는 안전을 위하여 열리지않게 설계되었으며, 또한 드럼 개봉작업 중에 수직게이트[11]를 수동으로 강제로 개방할 경우에는 장치의 동작이 멈추도록 되어 있어서 작업자의 실수 혹은 기계적 오류로 인한 안전사고를 미연에 방지하였다.

드럼이 놓여지고 수직게이트[11]가 하강하여 닫혀지면, 도 3에 도시한 바와 같이 구동실린더[44]에 의해 가이드롤러[43]가 장착된 부분이 "∨"자 모양으로 벌어진 이동가이드암[42]을 실린더를 구동하여 다시 가격을 좁히면 그 모양이 "∧"자 모양으로 되면서 드럼을 고정가이드에 장착된 회전롤러[31]로 이동시켜 밀착되도록 하였다. 여기서 이동가이드암[42]은 중간부 고정가이드 양쪽 끝에 대칭되게 원형의 연결핀[41]으로 중앙이 연결되어 있으며, 연결핀[41]을 중심으로 각각의 이동가이드암[42] 한쪽 끝부분에 고무타이어로 구성된 가이드롤러[43] 장착하고 반대편은 구동실린더[44]로 양끝이 연결되어 있으므로 실린더스트로크의 변화에 따라 반대편에 장착된 가이드롤러[43]의 간격에 변화를 주어 드럼이 이동하여 회전롤러[31]에 밀착되게 하는 동작이 가능하도록 하였다.

이동가이드암[42]에 의해 드럼이 이동하여 고무타이어로 구성된 회전롤러[31]에 밀착되면 도 4에 도시한 바와 같이 가이드지지대[22]에 고정된 각도조절실린더[65]를 작동하여 칼날헤더암[66]과 기울어지게 연결된 칼날헤더[60]를 드럼과 수직되게 회전하여 칼날헤더[60]에 장착된 칼날[64]이 드럼과 수직으로 위치하도록 하였다. 그리하면 가이드지지대[22] 최상부에 고정된 기어드모터[23]가 회전하여 기어드모터[23] 샤프트에 키박음으로 연결된 회전뭉치[61]가 회전하게 된다. 회전뭉치[61]가 회전하면 회전뭉치[61]에 편심으로 연결된 캠축[62]이 회전뭉치[61]의 중심을 따라 원을 그리며 회전하게 되는데, 이때 캠축[62]의 한쪽 끝에는 날카로운 칼날[64]을 포함하고, 칼날헤더[60]의 가이드를 따라 상하로 움직이는 칼날홀더[63]와 연결되어 있어서, 캠축[62]의 움직임에 따라 칼날홀더[63]는 상하로 움직이게 되고 칼날[64]은 드럼뚜껑의 가장자리를 관통하게 된다.

칼날[64]이 드럼뚜껑을 1회 관통하고 나면 도 2에 도시한 바와 같이 상부 회전롤러[31]의 아래에 위치하고 회전샤프트[35]에 연결된 백스톱[32](회전방향이 정회전일 경우에는 샤프트와 연결되어 회전하게 되고 역회전이 될 경우에는 샤프트와 연결이 해체되어 공회전하게 하는 장치)이 회전실린더[34]의 작동으로 회전롤러[31]를 회전시킨다. 다시 말해, 회전롤러[31]는 도 1에 도시한 바와 같이 개봉장치 하부받침대[20]에 수직으로 설치된 가이드지지대[22]에 고정가이드[30],[40],[50]가 상부 중간부 하부에 각각 장착되고, 장착된 상부 중간부 하부 고정가이드[30],[40],[50]에 플랜지형 베어링 유니트를 장착하여 회전샤프트[35]로 상,중간,하부를 연결하고, 회전샤프트[35]를 상부 중간부 하부에 고무타 이어로 구성된 회전롤러[31]를 회전샤프트[35]와 키박음으로 연결하여 회전샤프트[35]의 회전과 다수의 회전롤러[31] 회전을 일치하도록 하였다. 그리고 백스톱[32]은 도 2에 도시한 바와 같이 상부 고정가이드에 장착된 회전롤러[31]와 회전샤프트[35]가 연결된 부분 아래쪽에 장착되어 있으며, 그 외경에 백스톱암[33]을 고정하여 가이드지지대[22]에 취부된 회전실린더[34]와 연결하였다. 그 결과 회전실린더[34]가 작동하여 스트로크가 길어지면, 백스톱암[33]이 회전샤프트[35]를 중심으로 스크로트의 길이만큼 회전하게 되고, 백스톱암[33]이 회전(정회전)하면 여기에 연결된 백스톱[32]과 회전샤프트[35]와 회전롤러[31]가 회전하게 되어 여기에 밀착된 드럼을 같이 회전시키게 된다. 다시 스트로크가 짧아 지면 백스톱[32]은 역회전하게 되고 회전샤프트[35]와의 연결은 해제되어 공회전하게 된다. 또한 대칭되게 설치된 반대쪽의 백스톱[32]의 동작은 상기 설명의 반대로 회전실린더[34]의 스트로크가 짧아질때 정회전이 되도록 장착되었다. 이러한 구분동작은 칼날[64]이 하강하여 드럼뚜껑을 관통하고 있을 때는 회전실린더[34]의 스트로크가 짧아져백스톱[32]이 공회전하므로 드럼은 제자리에 있게 되고, 칼날[64]이 상승하여 드럼뚜껑 위로 올라가면 회전실린더[34]의 스트로크가 길어져 백스톱[32]이 회전롤러[31]을 회전시켜 드럼을 회전시키게 하여 드럼의 회전으로 인한 칼날[64]과의 부딪히는 현상을 제거하기 위한 것이다. 그러므로 이러한 동작을 반복하게 되면 드럼이 조금씩 회전하여 360도 이상 회전하여 칼날[64]에 의해 관통된 드럼뚜껑의 구멍이 연결되면 결국 드럼뚜껑과 드럼은 분리되어 진다.

이때 드럼이 원형 그대로의 모양이 아닌 이형(타원 또는 굴곡이 있는)의 드럼일지 라도 회전롤러[31]와 가이드롤러[43]가 튜브타입의 고무타이어로 구성되어 있어서 타이어의 공기압으로 드럼의 굴곡을 따라 밀착되게 하여 이형드럼에 대한 밀착 또는 고정하는 문제를 해결하였다.

이와 같이 드럼뚜껑이 드럼과 분리되어 드럼이 개봉되면 상기의 방법과 역순으로 기어드모터[23]의 작동이 멈추고, 각도조절실린더[65]를 후진하여 칼날헤더[60]의 각도를 기울어지게 하고, 회전실린더[34]의 동작을 멈춘 후, 이동가이드암[42] 구동실린더[44]를 후진하여 이동가이드암[42]의 입구를 넓히면 개봉장치의 알람이 울려 작업자에게 작업의 종료를 알리게 되고, 작업자는 드럼을 개봉장치로부터 개봉된 드럼을 배출하게 된다.

본 고안은 '고안의 구성'에서 설명한 것과 같이 폐기물이 담긴 드럼을 개봉함에 있어서 불꽃발생이 없게 하여 드럼 내부에 있을 수 있는 가연성 가스와의 폭발 가능성을 줄였으며, 드럼 모양을 원형 그대로 유지하고 상부의 뚜껑만을 제거 함으로써 드럼의 재활용이 가능하게 하고, 드럼을 장치 내부에 넣으면 자동으로 드럼을 정위치에 고정하여 드럼 뚜껑을 개봉 함으로써 작업 인력이 줄어들고 수작업보다 작업량이 증가하여 인건비를 줄였으며, 자동 드럼 개봉장치를 완전히 밀폐하고 강제 배풍장치를 설치하여 작업중 발생하는 유해가스를 배기덕트로 흡입ㆍ배기하고 드럼을 배출함으로써 유해가스 노출과 폭발 및 화재가능성으로 부터 작업자의 생명과 부상 방지하고 재산상 손해를 최소화 하였다.

Claims

폐기물이 담긴 밀폐된 드럼을 자동으로 개봉하는 장치에 있어서,

하부받침대[20] 중심부에 장착된 스러스트베어링의 위에 장착된 원형의 회전판[21];과

하부받침대[20]에 설치된 회전판[21]을 면하여 받침대[20]와 수직으로 고정되고, 고무타이어로 구성된 회전롤러[31]를 포함하는 3개의 고정가이드가 장착된 가이드지지대[22];와

3개의 고정가이드중에 중간부에 장착된 고정가이드와 원형의 연결핀[41]으로 연결되고, 고무타이어로 구성된 가이드롤러[43]와 구동실린더[44]를 포함하는 이동가이드암[42];과

고정가이드 최상부에 고정된 기어드모터[23]와 회전뭉치[61]로 연결되고, 기어드모터[23]의 회전운동을 상하운동으로 변환하는 캠축[62]을 포함하는 칼날[64]헤더[60];와

받침대[20]의 옆면에 철골과 철판으로 구성된 벽과 원뿔모양의 지붕을 포함하고 실린더의 작동으로 상하로 움직이는 자동수직게이트[11]를 포함하는 방폭하우스[10];와

방폭하우스[10]의 원뿔모양의 지붕 꼭지점에 덕트로 연결된 배풍기[12];로 구성됨을 특징으로 하는 자동 드럼 개봉장치.
상기 청구 1항에 있어서 회전롤러[31]는 드럼의 회전을 일정한 각도로 구분되게 회전되도록 하기 위해,

받침대[20]와 수직으로 고정된 가이드지지대[22]의 상부와 중간부와 하부에 각각 중심부를 맞대어 열십자 모양으로 취부한 고정가이드;와

각각의 고정가이드 양쪽에 지지대를 중심으로 대칭되게 장착된 플랜지형 베어링 유니트;와

상부와 중간부와 하부의 플랜지형 베어링 유니트를 관통하여 연결된 회전샤프트[35];와

회전샤프트[35]와 키박음으로 연결되어 한통속으로 움직일 수 있는 고무타이어로 구성된 3개의 회전롤러[31];와

상부의 회전롤러[31] 아래에 회전샤프트[35]와 연결된백스톱[32];과백스톱[32]의 외경에 볼트로 연결되고 반대편은 회전실린더[34]와 연결된백스톱[32]암;과

가이드지지대[22]에 고정되고백스톱[32]암과 연결된 회전실린더[34];로 구성됨을 특징으로 하는 자동 드럼 개봉장치.
상기 청구 1항에 있어서 이동가이드암[42]은 회전롤러[31]에 드럼을 밀착시키고 고정하기 위해 도 3에 도시한 바와 같이,

중간부 고정가이드와 원형의 연결핀[41]으로 중앙이 연결된 이동가이드암[42];과

드럼이 출입하는 쪽 끝에 2개 1쌍으로 구성된 가이드롤러[43];와

반대편의 이동가이드암[42] 양끝을 연결하는 구동실린더[44];로 구성됨을 특징으로 하는 자동 드럼 개봉장치
상기 청구 1항에 있어서 칼날[64]은 불꽃 발생없이 드럼을 개봉하기위해 도 4에 도시한 바와 같이,

가이드지지대[22] 최상부에 고정된 기어드모터[23]와 키박음으로 연결된 회전뭉치[61];와

중심부에 베어링하우징과 베어링을 포함하고 베어링에 회전뭉치[61]를 삽입하여 기어드모터[23]와 연결된 칼날헤더[60];와

칼날헤더[60]와 칼날헤더암[66]으로 연결되고 가이드지지대[22]에 최상부에 기어드모터[23]를 면하여 직접연결된 각도조절실린더[65];와

회전뭉치[61]와 편심으로 연결된 캠축[62]과 반대편 끝을 원형의 핀으로 연결한 날카로운 칼날[64]을 포함하는 칼날홀더[63];로 구성됨을 특징으로 하는 자동 드럼 개봉장치.
상기 청구 1항에 있어서 방폭하우스[10]는

원뿔모양의 지붕 상부 꼭지점에 덕트로 연결된 배풍기[12]와

벽면중의 한면에 철골과 철판으로 구성되고 상하로 움직이는 자동 수직게이트와

받침대[20]의 옆면에 철골과 철판으로 구성된 벽과 원뿔모양으로 구성된 지붕을 포함하는 방폭하우스[10];로 구성됨을 특징으로하는 자동 드럼 개봉장치