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KR101546911B1 - 직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 이용한 콘크리트용 순환 굵은골재 생산 장치 - Google Patents

직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 이용한 콘크리트용 순환 굵은골재 생산 장치 Download PDF

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KR101546911B1
KR101546911B1 KR1020150048108A KR20150048108A KR101546911B1 KR 101546911 B1 KR101546911 B1 KR 101546911B1 KR 1020150048108 A KR1020150048108 A KR 1020150048108A KR 20150048108 A KR20150048108 A KR 20150048108A KR 101546911 B1 KR101546911 B1 KR 101546911B1
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KR
South Korea
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aggregate
crusher
cylindrical drum
liner
concrete
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KR1020150048108A
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Inventor
윤현영
윤병원
나연수
김미영
조기현
Original Assignee
(유) 현영
유한회사 숲으로
미래개발 주식회사
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Abstract

본 발명은 도로공사용 순환골재 품질 기준을 만족하는 골재에 대하여 직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기에 의해 폐콘크리트에 포함된 모르타르를 2단계로 분리 제거하여 고품질의 콘크리트용 순환골재를 생산하는 콘크리트용 순환 굵은 골재 생산 장치에 관한 것이며, 특히 수평 고정형 원통드럼 내벽에 부착 설치한 고정라이너에 나선 돌기를 형성하고, 제1차와 제2차 파쇄기의 고정라이너에 형성한 나선 돌기의 밀도 및 리드각을 차등 적용함으로서 제1차 파쇄기는 골재와 모르타르를 파분쇄하는 기능을 수행하고, 2차 파쇄기는 골재 표면 부착 모르타르를 탈리하고 입형을 개선하는 마쇄 기능을 수행하도록 구성하여 콘크리트용 순환골재 생산성을 향상하고 품질을 개선하는 직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 이용한 콘크리트용 순환 굵은골재 생산 장치에 관한 것이다.

Description

직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 이용한 콘크리트용 순환 굵은골재 생산 장치 {TWIN TYPE AGGREGATE CRUSHERS IN SERIES FOR RECYCLING}
본 발명은 도로공사용 순환골재 품질 기준을 만족하는 골재에 대하여 직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기에 의해 폐콘크리트에 포함된 모르타르를 2단계로 분리 제거하여 고품질의 콘크리트용 순환골재를 생산하는 콘크리트용 순환 굵은 골재 생산 장치에 관한 것이며, 특히 수평 고정형 원통드럼 내벽에 부착 설치한 고정라이너에 나선 돌기를 형성하고, 제1차와 제2차 파쇄기의 고정라이너에 형성한 나선 돌기의 밀도 및 리드각을 차등 적용함으로서 제1차 파쇄기는 골재와 모르타르를 파분쇄하는 기능을 수행하고, 2차 파쇄기는 골재 표면 부착 모르타르를 탈리하고 입형을 개선하는 마쇄 기능을 수행하도록 구성하여 콘크리트용 순환골재 생산성을 향상하고 품질을 개선하는 직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 이용한 콘크리트용 순환 굵은골재 생산 장치에 관한 것이다.
구조물의 철거 과정에서 발생하는 폐콘크리트는 골재를 회수하는 중간처리공정을 통하여 재활용되는데, 일반적인 중간처리공정은 다단계의 파쇄공정을 적용하여 재활용 용도의 골재크기로 파 분쇄하는 파쇄공정과, 풍력· 자력 ·인력 등을 활용하여 철근이나 이물질을 선별분리하는 이물질분리공정과, 다양한 규격의 스크린을 다 단계로 적용하여 재활용 용도에 의한 입도 크기로 분리하는 선별공정 및 입도조절공정 등 일련의 연속적인 공정으로 이루어진다.
고급용도의 폐콘크리트 중간처리공정은 주로 도로보조기층용 순환골재 생산공정과 콘크리트용 순환골재 생산공정으로 구분된다.
도로보조기층용 순환골재 생산공정은 입도를 맞추기 위한 파분쇄와 이물질 등의 분리 제거 공정 등 기본 공정수행에 의해 품질기술을 만족할 수 있으나 보다 고급 용도인 콘크리트용 순환골재는 순환골재 자체가 콘크리트 2차 제품 또는 콘크리트 구조물 강도에 직접 영향을 주기 때문에 생산되는 골재 밀도가 2.5g/㎤이상이고, 흡수율이 3.0% 이하어야 하며, 기타 실적률 및 이물질 함유량 등이 기준 이내이어야 하는 등 고도의 품질 기준을 만족하여야 하고, 이를 위해 별도의 추가공정을 적용하여 생산한다.
콘크리트용 순환굵은골재의 품질과 관련하여 콘크리트의 품질(강도)에 영향을 미치는 요소인 골재 밀도와 흡수율은 순환골재에 포함된 모르타르량 및 골재 내부 균열 정도에 따라 크게 영향을 받는다. 즉, 골재에 부착 모르타르량이 많으면 흡수율은 증가하고 밀도는 감소하는 경향이 뚜렷하며, 파분쇄 과정에서 골재의 원형이 훼손되어 내부에 크랙이 다수 발생한 경우에도 흡수율은 증가하고 밀도는 감소하는 경향을 보이며 천연골재를 30%치환하여 시험한 압축강도에서도 뚜렷한 감소를 보인다.
따라서 양호한 품질의 콘크리트용 순환골재를 생산하기 위한 추가 공정은 골재의 손상을 최소화하면서 부착 모르타르를 효과적으로 분리제거하여야 하며, 이를 위하여 기존 도로공사용 순환골재 생산을 위한 중간처리공정에 추가하여 1~2단계의 파분쇄공정과 각 공정에 수반되는 선별공정으로 이루어진다.
Figure 112015033220325-pat00001
<표 1> 파쇄기의 종류 및 특징(*주) 건설생산현장용 순환골재 콘크리트의 공학적 특성 평가 및 실용화에 관한 연구 / 최경렬/충남대 대학원,건축구조학,2007.2)
콘크리트용 순환골재 생산공정에서 적용되는 파분쇄공정은 <표 1>에 표시된 바와 같이, 압축 방식, 충격 방식, 마찰방식 및 충격과 마찰 혼합 방식 중 어느 하나 또는 복합적으로 적용되고, 적용장치로서 크러셔, 밀, 원통드럼의 파쇄와 마쇄를 이용하는 장치 등이 다양하게 적용되며, 이들 장치에는 파분쇄 물질의 분리를 위한 선별장치가 결합되어 콘크리트용 순환골재 생산 시스템을 구성하게 된다.
일반적으로 압축방식은 반복적인 기계적 압력을 가하여 대량으로 파쇄하는 방식으로서 죠 크러셔나 콘 크러셔 등이 해당되며, 파쇄 효율이 높은 장점이 있으나 골재 원형을 손상시키는 단점이 있고, 마쇄 등의 후처리 공정을 요하며, 콘크리트용 순환골재 생산의 전처리 공정 즉, 중간처리공정의 1차 ~ 3차 파분쇄 공정에서 주로 적용된다.
충격 방식은 고속회전하는 해머 또는 로터를 사용하여 골재를 타격함으로서 골재와 골재를 감싸고 있는 모르타르의 충격에 대한 파쇄량 차이를 이용하여 단체분리하는 방식이며, 적정 충격력을 반복적으로 가함으로서 모르타르를 효과적으로 분리할 수 있고, 가열처리와 함께 적용시에 골재 원형을 유지 할 수 있는 장점이 있으나 압축방식에 비해 생산성이 높지 않고 원통드럼에 해머 또는 로터를 적용한 연속식 구조에서는 품질 균일도가 떨어지는 단점이 있고, 마쇄 등의 후 처리 공정에 의해 흡수율과 밀도 및 입형 개선을 보완해야 하는 한계가 있다.
마찰 및 마찰과 충격 혼합 방식은 볼 밀이나 롤러 밀 또는 대한민국 등록특허 10-1118580, 10-1194661호 등과 같이 내부 또는 외부 회전드럼에 스크루를 설치하여 골재를 밀어 내면서 압축파쇄와 마찰 마쇄하는 방식으로서 순환굵은골재의 최종 마쇄 단계에 적용함으로서 모르타르 박리효과를 높일 수 있고, 입형을 개선할 수 있는 장점이 있으나 생산성이 낮은 단점이 있다.
본 발명인은 이와 같은 기존 기술이 갖는 한계를 극복하기 위하여 트윈 타입으로 제공되는 골재 파쇄기(대한민국 특허 10-1277525)를 제시한바 있으며, 이것은 하나의 하부바닥판 상에 두 개의 원통드럼이 횡형으로 고정되는 구조를 이루고 두 개의 원통드럼 상부 일측으로는 골재가 분산/투입되는 골재원료 투입구를 가지며 원통드럼의 하부 타측으로는 가공골재 배출부가 마련되는 구조를 이루고, 횡형 원통드럼 벽면에는 타원형상의 단위 고정라이너가 연속적으로 종횡으로 연결 및 부착되어 고정되는 구조를 이루되 단위 고정라이너는 중심부에 돌기부가 형성된 구조를 이루며, 횡형 원통드럼의 중앙에는 회전중심축을 갖고 회전중심축에서 종으로 다수개의 분기축을 가지며 분기축의 측부로는 수평기준에서 1~5도 범위의 경사도를 이루는 판 형상의 이송라이너가 설치되고, 분기축의 단부에는 유동라이너가 2~3도 범위로 경사각도를 갖도록 부착되는 구조를 이루고, 하부바닥판 일측에는 경사각조절장치가 마련되는 구조를 이루고 골재원료 투입구를 통하여 원통드럼에 유입된 골재가 회전되는 판형의 이송라이너에 부딪쳐 벽면의 고정라이너 및 그 돌기부에 부딪쳐 파쇄됨과 유동라이너와 고정라이너의 간극 사이를 파쇄골재가 통과하며 골재의 불순물을 탈리시켜 분리하도록 적용되는 구성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 골재 파쇄기로서 투입구를 통하여 유입된 골재가 원통드럼 내부에서 이송라이너 및 고정라이너에 부딪쳐 파쇄됨과 동시에 유동라이너와 고정라이너의 간극 사이를 파쇄골재가 통과하면서 마쇄되고, 골재 상호간의 충돌에 의해 골재 중의 몰타르나 시멘트 페이스트 불순물이 탈리됨으로써 양질의 골재 생산이 가능한 장점을 제공하였다.
그러나 상기한 기술은 투입된 골재의 이송이 원통드럼에 적용한 경사 및 이송라이너에 적용한 경사각에 의해 이루어지고, 중심축의 회전은 상대적으로 고속인 200~300RPM을 유지하도록 구성됨으로서 일부 골재는 원통드럼 통과 속도가 지나치게 빨라 파분쇄에 필요한 충격을 적절하게 받지 않은 상태로 배출되는 문제점이 있고, 전체 시스템의 물질 수지를 고려할 때 투입 폐콘크리트의 40~50%가 콘크리트용 순환굵은골재의 원료량이 되는데 이를 2개의 원통 드럼에 분기시켜 파분쇄시킴으로서 장치와의 충격 이외에 골재 상호간의 충돌 및 마찰에 의한 모르타르 탈리 기회가 상대적으로 낮아져 품질 향상에 한계가 있었다.
또한, 상기한 기술은 고정라이너에 볼록하게 형성한 돌기부가 직선형으로 구성됨으로서 오목부위에 분리된 모르타르가 충진되어 완충작용을 함으로서 파분쇄 효과가 감소되고, 원통 드럼 내벽에 부착한 고정라이너가 단일체로 구성됨으로서 부분 마모시에 전체를 교체하는데 따른 유지비용이 높고, 투입골재가 고정 및 유동라이너와의 1차적 충격에 의해 파쇄 위주로 처리됨으로서 부착모르타르의 탈리에 한계가 있고, 각지고 모난 형태의 입형을 가짐으로서 순환굵은골재의 품질을 향상하는데 한계가 있었다.
본 발명은 대한민국특허 10-1277525호에 의해 기제시한 바 있는 "트윈 타입으로 제공되는 골재 파쇄기" 구조를 제1차 파쇄기와 제2차 파쇄기로 분리하고 이를 직렬형으로 개량하여 제1차 파쇄기는 골재와 모르타르를 파분쇄하는 단체분리 기능을 수행하고, 제1차 파쇄기에서 분리된 모르타르를 선별 제거하여 제2차 파쇄기 투입골재를 재활용 대상골재로 제한하되 라이너와 골재 및 골재 상호간의 마찰 기전에 의해 마쇄기능을 수행하도록 구성함으로서 콘크리트용 순환굵은골재를 생산함에 있어 단계적 처리에 의해 전체 시스템의 효율성을 향상하고, 품질 개선이 이루어지도록 할 목적을 갖는다.
또한 본 발명은 투입골재의 이송이 원통드럼 내 벽면에서 이루어지도록 함으로서 파쇄 및 마쇄 기전이 투입골재 전체에 균일하게 적용되도록 하고, 충격에 의한 골재 원형 훼손이 최소화 되고 골재와 모르타르 계면위주의 분리가 이루어지도록 장치를 구성함으로서 콘크리트용 순환굵은 골재의 품질 균일성을 확보할 목적을 갖는다.
또한 본 발명은 소모품인 분기축, 고정라이너, 유동라이너 구조를 개선하여 유지 관리를 용이하게 하고, 마모시 마모 표면부위만 교체할 수 있도록 구성하여 유지비용을 절감할 수 있는 골재 파쇄기를 제시할 목적을 갖는다.
상기한 목적을 위하여 제시된 본 발명은, 직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 이용한 콘크리트용 순환 굵은골재 생산 장치에 관한 것으로서, 일측 상부에 골재 투입구가 형성되고 타측 하부에 골재배출구가 형성된 원통드럼이 프레임에 의해 수평으로 고정 지지되고, 원통드럼의 내벽에는 단위 고정라이너가 종횡으로 연결 부착되어 고정되며, 원통드럼의 중심에는 모터에 연결된 회전중심축이 설치되고, 회전중심축은 종으로 다수개의 분기축이 결합되고 각 분기축 단부에는 골재배출구 쪽으로 경사각도를 갖도록 유동라이너가 부착되는 구조의 골재 파쇄기를 이용하여 콘크리트용 순환굵은골재 생산장치를 구성함에 있어서, 상기한 골재 파쇄기는 제1차 파쇄기와 제2차 파쇄기 및 각각의 파쇄기와 짝을 이루어 연결설치되는 제1차 선별기 및 제2차 선별기로 이루어져 직렬로 연속설치됨으로서 제1차 파쇄기에 의한 파쇄물 중 크기가 작은 파쇄물은 제1차 선별기에 의해 걸러져 사전 제거된 상태로 제2차 파쇄기에 투입되고, 제2차 파쇄기에 의한 파쇄물 중 미분물질은 제2차 선별기에 의해 걸러져 제거됨으로서 콘크리트용 순환굵은 골재를 생산하도록 구성하되, 상기한 각 파쇄기의 원통드럼 내벽에 부착 설치된 단위 고정라이너 표면엔 맞춤 조립에 의해 골재투입측에서 배출측으로 연속되는 나선돌기가 형성되고, 상기한 나선돌기는 제2차 파쇄기에 적용된 나선돌기 보다 제1차 파쇄기에 적용된 나선돌기의 리드각 및 밀도를 상대적으로 높게 함으로써 제1차 파쇄기는 투입된 골재를 파분쇄하는 기능을 수행하고, 제2차 파쇄기는 투입된 골재 표면을 마쇄하는 기능을 수행하도록 구성되고, 상기 회전중심축(40)에 결합되는 각각의 분기축은 원호형 브라켓에 의해 회전중심축에 결합되고, 분기축 단부에 결합되는 유동라이너는 경사각 조절을 위한 인서트를 사이에 두고 체결 결합되며, 고정라이너는 종횡 조합에 의해 원통형을 구성하는 사각형 단위 블럭으로서 베이스와 표면부로 분리되어 중심을 관통하는 체결볼트에 의해 맞춤고정되어 원통드럼에 고정되는 이루어진 것을 특징으로 한다.
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본 발명에서 각 파쇄기의 단위 고정라이너에 형성된 나선돌기는 단위 고정라이너의 순차적 조립에 의해 골재투입부에서 배출측으로 향하는 연속된 나선을 이루며, 제2차 파쇄기에 적용된 나선 돌기의 리드각 및 밀도 보다 제1차 파쇄기에 적용된 나선 돌기의 리드각 및 밀도를 높게 함으로서 제1차 파쇄기에서는 골재와 나선돌기의 가압 충격에 의한 파분쇄가 주로 이루어지고, 제2차 파쇄기에서는 골재가 나선 돌기의 비스듬한 접촉면을 타고 미끌림으로서 마찰접촉 량이 증가하여 골재 표면에 부착된 모르타르 및 파분쇄시 형성된 각진 부위를 마쇄하는 기능이 주로 이루어어져 추가공정의 필요 없이 고품질의 콘크리트용 순환굵은골재 생산이 가능해 진다.
또한, 각각의 파쇄기를 구성하는 원통드럼은 수평으로 고정됨으로서 유동라이너에 적용한 리드각 및 고정라이너 나선돌기에 적용된 리드각 작용에 의해서 횡방향 이송, 즉 골재투입구에서 배출구로의 이송이 이루어지는데 골재가 서로 뒤섞여 충분히 교반되고, 대부분의 골재가 고정라이너 근접부인 원통드럼의 깊은 심도에서 점진적으로 횡방향 이송됨으로서 원통드럼을 통과하는 동안 파분쇄 또는 마쇄에 필요한 충돌과 마찰에 노출되어 최종 배출되는 콘크리트용 순환굵은골재 품질 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 제1차 파쇄기 후단에 제1차 선별기가 연결되어 제1차 파쇄기로 투입되어 파분쇄된 골재 중 대략 60% 내외 비율을 차지하고 모르타르 비중이 높은 소입경 물질을 제1차 선별기에 의해 분리하여 대략 40% 내외의 골재만 제2차 파쇄기로 이송 투입되며, 제2차 파쇄기의 마쇄 기전에 의해 표면부착 모르타르가 탈리되고, 제2차 선별기에 의해 탈리된 모르타르 및 미분물질을 털어 냄으로서 파분쇄와 마쇄 2단계 처리에 의해 부하를 안정적으로 관리할 수 있어 생산 효율성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 고정라이너가 베이스와 표면부로 분리 구성됨으로서 마모시 표면부만 교체할 수 있고, 유동라이너에 적용된 리드각을 맞추고자 할 때 인서트에 의해 리드각 조정이 가능하여 다양한 환경에 대하여 간편하게 맞춤 적용할 수 있고, 고정라이너, 분기축 및 유동라이너가 각기 체결구조에 의해 결합됨으로서 유지 관리의 용이성이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 직렬로 배치 구성한 상태도
도 2는 원통드럼의 상부를 개방하여 보인 제1파쇄기 및 제2파쇄기의 내부 구조도
도 3은 제1파쇄기와 제2파쇄기에 적용된 단위 고정라이너를 종횡으로 조립하여 원통형태로 구성한 실시 예
도 4는 제1차 파쇄기와 제2차 파쇄기의 나선돌기 배치상태 비교도
도 5는 제1차 파쇄기와 제2차 파쇄기에 적용한 고정라이너 및 유동라이너의 실시 예도
도 6은 회전중심축 어셈블리의 실시 례도
이하 첨부된 도면에 의한 실시 례에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 직렬로 배치 구성한 상태를 도시하고, 도 2는 원통드럼의 상부를 개방하여 제1파쇄기 및 제2파쇄기의 내부 구조를 도시한 것이며, 도 3은 제1파쇄기와 제2파쇄기에 적용된 단위 고정라이너를 종횡으로 조립하여 원통형태로 구성한 실시 예를 도시한 것이다.
도시된 바에 따라, 본 발명은 기제시한 대한민국특허 10-1277525호를 개량한 직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 이용한 콘크리트용 순환 굵은골재 생산 장치에 관한 것으로서, 일측 상부에 골재 투입구(11)가 형성되고 타측 하부에 골재배출구(12)가 형성된 원통드럼(10)이 프레임(20)에 의해 수평으로 고정 지지되고, 원통드럼의 내벽에는 단위 고정라이너(30)가 종횡으로 연결 부착되어 고정되며, 원통드럼(10)의 중심에는 모터(50)에 연결된 회전중심축(40)이 설치되고, 회전중심축은 종으로 다수개의 분기축(60)이 결합되고 각 분기축 단부에는 골재배출구 쪽으로 경사각도를 갖도록 유동라이너(70)가 부착되는 구조의 골재 파쇄기가 구비된다.
상기한 골재 파쇄기는 제1차 파쇄기(1A)와 제2차 파쇄기(2A) 및 각각의 파쇄기와 짝을 이루어 연결 설치되는 제1차 선별기(1B) 및 제2차 선별기(2B)로 이루어져 직렬로 연속설치됨으로서 제1차 파쇄기(1A)에 의한 파쇄물 중 크기가 작은 파쇄물은 제1차 선별기(1B)에 의해 걸러져 사전 제거된 상태로 제2차 파쇄기(2A)에 투입되고, 제2차 파쇄기에 의한 파쇄물 중 미분물질은 제2차 선별기(2B)에 의해 걸러져 제거됨으로서 콘크리트용 순환 굵은골재를 생산한다.
도시된 제1차선별기 및 제2차 선별기는 체에 진동을 제공하여 연속적으로 체거름 하도록 구성된 진동스크린을 약식으로 표현한 것이나 트롬멜 스크린도 제한 없이 적용 가능하며, 제1차 선별기(1B)는 대략 10~15mm체를 적용하고, 제2차 선별기(2B)는 5mm이하 체를 적용함으로서 제1차 파쇄기에 의한 파쇄물 중 모르타르 비중이 높은 10~15mm 이하 입자를 선별제거하고, 제2차 선별기(2B)는 제2차 파쇄기에 의해 탈리된 미립의 모르타르를 털어 내는 기능을 수행하며, 도시되지는 않았으나 제1차 파쇄기-컨베이어-제1차 선별기-컨베이어-제2차 파쇄기-컨베이어-제2차 선별기-컨베이어에 의해 연속적으로 연결되고, 제1차 파쇄기로의 골재투입 또한 도로공사용 순환골재 생산 공정의 말단에 컨베이어에 의해 연결됨으로서 최초 폐콘크리트의 투입부터 최종 콘크리트용 굵은순환골재 생산이 연속적으로 이루어진다.
본 발명에서 상기한 각 파쇄기(1A)(2A)의 원통드럼 내벽에 부착 설치된 단위 고정라이너(30) 표면엔 맞춤 조립에 의해 골재투입측에서 배출측으로 연속되는 나선돌기(31a)(31b)가 형성되고, 상기한 나선돌기는 제2차 파쇄기에 적용된 나선돌기 (31b)보다 제1차 파쇄기에 적용된 나선돌기(31a)의 리드각 및 밀도를 상대적으로 높게 함으로써 제1차 파쇄기(1A)는 투입된 골재를 파분쇄하는 기능을 수행하고, 제2차 파쇄기(2A)는 투입된 골재 표면을 마쇄하는 기능을 수행하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
도시된 각 실시례는 원통드럼을 상하부로 분리한 조립 구조로 하고, 상부원통의 일측에 내부 유지관리에 필요한 개폐구(13)을 설치하며, 원통드럼의 내부에 블럭단위의 고정라이너를 원주방향으로 16개, 길이 방향으로 10개로 구성하여 종횡으로 조합 원통형으로 구성하며, 원통드럼 측면 보호를 위한 측면라이너를 부착한 구조를 보인 것이다.
상기한 실시 예에서 제1차 파쇄기(1A)에 적용한 고정라이너의 나선 돌기(31a)는 단위 고정라이너의 대각선 방향으로 선형을 이루도록 돌출 형성한 구조이며, 실시 예에 따른 나선 돌기(31a)는 단위 고정라이너의 종횡 조립에 의해 연속된 선형을 이루며, 원통드럼 내부에는 골재투입구측에서 배출부측으로 연속된 16개의 나선돌기가 나란한 형태로 형성된다.
또한 상기한 실시 예에서 제2차 파쇄기(2A)에 적용한 고정라이너의 나선 돌기(31b)는 골재투입구측에 결합되는 어느 한 단위 고정라이너에서 시작하여 배출구측으로 6.5회전하는 길이와 회전수로 특정되는 나선돌기로 형성되며, 따라서 원통드럼 내부에는 골재투입구측에서 배출부측으로 연속된 1개의 나선돌기가 형성된다.
상기한 제2차 파쇄기(2A)에 적용한 고정라이너의 나선 돌기(31b)는 도 4에 도시한 바와 같이 고정라이너의 단위블럭에서 각기 다른 형태로 나선돌기가 형성되는 10개의 고정라이너와 나선돌기가 형성되지 않는 나머지 6개의 고정라이너가 제1열 고정라이너를 구성함으로 나선 돌기(31b) 형성을 위한 고정라이너의 형태는 11종이 요구되고, 따라서 제2차파쇄기의 고정라이너를 구성하기 위해서 연속된 나선돌기를 단위 고정라이너로 분할하여 주물 제작 등의 방법으로 형성한 11종의 단위 고정라이너가 필요하고, 이들 블럭 조합에 의해 제2차 파쇄기(2A)의 나선돌기 조립이 가능하다.
상기한 실시예의 경우 제1차 파쇄기의 나선돌기 밀도는 제2차 파쇄기에 비하여 10배 높고, 나선돌기의 리드각은 제1차 파쇄기의 나선돌기가 골재투입구에서 배출부까지 0.63회전인데 비하여 제2차 파쇄기는 6.5회전에 해당하여 제2차 파쇄기에 적용된 나선돌기(31b)보다 제1차 파쇄기에 적용된 나선돌기(31a)의 리드각 및 밀도가 상대적으로 높은 구조를 갖는다.
각 파쇄기의 고정라이너에 형성된 나선돌기는 유동라이너의 회전에 의해 형성되는 골재의 회전흐름에 대항함으로서 골재와 나선돌기의 충돌 접촉에 의한 파분쇄가 이루어진다.
유동라이너는 분기축 단부에 형성되는 방형 판형상과 판에 적용된 경사각(리드각)에 의해 골재를 고정라이너에 근접한 회전드럼 심부로 밀어 넣어 섞어주는 작용과, 골재를 원주방향으로 타격하는 작용과, 고정라이너 근접 부에서 배출방향으로 밀어 내는 작용과, 원통드럼 상부에서 골재를 뿌려 상부 고정라이너와 골재간의 충돌파쇄를 유도하는 작용을 수행한다.
도 5에 의해 비교되는 바와 같이, 제1차 파쇄기에 위치한 골재가 고정라이너 내벽을 타고 움직인다고 가정할 때 나선돌기(31a)와 최소한 16회의 접촉 충격을 받지만 동일한 조건일 때 제2차 파쇄기의 골재는 나선돌기와 1~2회의 접촉 충격만 받아 나선돌기의 밀도에 따른 접촉충격 빈도 차이가 발생한다.
또한 제1차 파쇄기에 위치한 골재는 나선돌기(31a)에 대략 45도 내외의 각도로 접근하여 충돌하지만 제2차 파쇄기에 위치한 골재는 나선돌기(31b)에 비스듬한 각도로 접근하여 충돌함으로서 충돌강도에서 차이가 있다.
이러한 원리에 의해 제1차 파쇄기에 의해서 골재의 직접적인 파분쇄가 이루어지고, 제2차 파쇄기에서는 골재의 파쇄보다 마찰접촉에 의한 마쇄 기전이 이루어져 골재 표면에 부착된 모르타르의 탈리 및 파분쇄시 형성된 각진 부위가 마쇄되어 입형개선 효과를 제공한다.
각각의 파쇄기를 구성하는 원통드럼은 수평으로 고정됨으로서 유동라이너에 적용한 리드각 및 고정라이너 나선돌기에 적용된 리드각 작용에 의해서 횡방향 이송, 즉 골재투입구에서 배출구로의 이송이 이루어진다.
원통드럼 내부로 유입되는 골재 일부는 회전(200~300rpm) 유동라이너에 직접접촉하여 원통드럼 상부로 흩뿌려져 상부 고정라이너와 충돌하고 그 나선돌기의 리드에 의해 횡방향으로 낙하 이송되지만 대부분의 골재는 원통드럼 하부에 위치하여 하부 고정라이너에 근접한 골재만 하부 고정라이너 나선돌기와 접촉하여 내부에서 횡방향 이송이 이루어진다. 따라서, 기존에 제시한 원통드럼에 경사를 준 방식에 비하여 대부분의 골재가 점진적으로 횡방향 이송됨으로서 원통드럼을 통과하는 동안 파분쇄 또는 마쇄에 필요한 충돌과 마찰에 노출되어 최종 배출되는 콘크리트용 순환굵은골재 품질 안정성을 확보할 수 있다.
상기한 제1차파쇄기와 제2차 파쇄기의 나선돌기 밀도와 리드각 차이는 파분쇄에 필요한 골재와 나선돌기의 충돌량 차이와 함께 처리량 차이를 제공한다. 즉, 제1차파쇄기는 파분쇄 위주로 이루어지고 큰 리드각에 의해 대량의 골재를 신속하게 파분쇄하고, 제2차 파쇄기는 마쇄 위주로 이루어지고 작은 리드각에 의해 상대적으로 적은량의 골재를 보다 오래 마쇄시킴으로서 폐콘크리트의 투입에서 최종 순환굵은골재 생산에 이르는 전체 공정의 물질수지를 합리적으로 반영할 수 있으며, 결과적으로 생산의 효율성을 제공한다.
최종 콘크리트용 순환굵은골재 생산 설비의 물질수지를 고려할 때 중량비로 투입폐콘크리트의 10~15%를 콘크리트용 순환굵은골재로 회수하도록 시스템을 설계하는 것이 바람직하고, 이를 위해서는 전처리에 의해 대략 40% 내외의 원료물질을 얻고, 이를 최종 콘크리트용 순환굵은골재 생산 설비에 투입하여 대략 65% 내외의 모르타르 및 미분물질을 분리 제거한 후 대략 35% 내외의 콘크리트용 순환굵은골재를 생산한다.
본 발명은 제1차 파쇄기 후단에 제1차 선별기가 연결되어 제1차 파쇄기로 투입되어 파분쇄된 골재 중 대략 60% 내외 비율을 차지하고 모르타르 비중이 높은 소입경 물질을 제1차 선별기에 의해 분리하여 대략 40% 내외의 골재만 제2차 파쇄기로 이송 투입하며, 제2차 파쇄기에서 이를 다시 마쇄하는 기전에 의해 표면부착 모르타르를 분리 제2차 선별기에 의해 모르타르 및 미분물질을 털어 냄으로서 투입폐콘크리트 대비 10~15%의 콘크리트용 순환굵은골재를 생산한다.
따라서, 본 발명은 중간 처리 전체 시스템의 물질수지에 부합되고, 파분쇄와 마쇄 2단계 처리에 의해 부하를 안정적으로 관리함으로서 품질 안정성을 기할 수 있다.
도 6은 고정라이너와 유동라이너의 결합구조를 도시한 것으로, 회전중심축(40)에 결합되는 각각의 분기축(60)은 원호형 브라켓(61)에 의해 회전중심축에 결합되고, 분기축 단부에 결합되는 유동라이너(70)는 경사각 조절을 위한 인서트(71)를 사이에 두고 체결 결합되며, 고정라이너(30)는 종횡 조합에 의해 원통형을 구성하는 사각형 단위 블럭으로서 베이스(32)와 표면부(33)로 분리되어 중심을 관통하는 체결볼트(34)에 의해 맞춤고정되어 원통드럼에 고정되는 구조를 갖는다.
상기한 구조에 따라 분기축(60)은 회전중심축(40)에 임으로 배열하고 탈 부착할 수 있으며, 유동라이너(70) 경사각 조절은 인서트(71)에 의해 변경할 수 있다. 즉, 도시한 바와 같이 유동라이너(70) 경사각을 인서트에 의해 변경함으로서 적용 현장에 맞게 유동라이너(70) 경사각을 조절할 수 있는 이점이 있다.
또한, 고정라이너를 베이스(32)와 표면부(33)로 분리함으로서 주로 마모가 이루어지는 나선돌기 마모가 진행된 경우 베이스를 그대로 두고 표면부만 교체함으로서 유지관리가 용이하고 나선돌기와 고정라이너 표면의 마모량을 대략 일치시켜 유지 관리비용을 절감할 수 있다.
1A :제1차 파쇄기 1B: 제1차 선별기
2A: 제2차 파쇄기 2B: 제2차 선별기
10: 원통드럼
11: 골재 투입구 12: 골재배출구 13 : 개폐구
20: 프레임
30: 고정라이너 31a, 31b :나선돌기
32: 베이스 33: 표면부 34: 체결볼트
40: 회전중심축
50: 모터
60: 분기축 61: 브라켓
70: 유동라이너 71: 인서트

Claims (2)

  1. 직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 이용한 콘크리트용 순환 굵은골재 생산 장치에 관한 것으로서, 일측 상부에 골재 투입구(11)가 형성되고 타측 하부에 골재배출구(12)가 형성된 원통드럼(10)이 프레임(20)에 의해 수평으로 고정 지지되고, 원통드럼의 내벽에는 단위 고정라이너(30)가 종횡으로 연결 부착되어 고정되며, 원통드럼의 중심에는 모터(50)에 연결된 회전중심축(40)이 설치되고, 회전중심축은 종으로 다수개의 분기축(60)이 결합되고 각 분기축 단부에는 골재배출구 쪽으로 경사각도를 갖도록 유동라이너(70)가 부착되는 구조의 골재 파쇄기를 이용하여 콘크리트용 순환굵은골재 생산장치를 구성함에 있어서, 상기한 골재 파쇄기는 제1차 파쇄기(1A)와 제2차 파쇄기(2A) 및 각각의 파쇄기와 짝을 이루어 연결설치되는 제1차 선별기(1B) 및 제2차 선별기(2B)로 이루어져 직렬로 연속설치됨으로서 제1차 파쇄기에 의한 파쇄물 중 크기가 작은 파쇄물은 제1차 선별기에 의해 걸러져 사전 제거된 상태로 제2차 파쇄기에 투입되고, 제2차 파쇄기에 의한 파쇄물 중 미분물질은 제2차 선별기에 의해 걸러져 제거됨으로서 콘크리트용 순환굵은 골재를 생산하도록 구성하되, 상기한 각 파쇄기의 원통드럼(10) 내벽에 부착 설치된 단위 고정라이너 (30) 표면엔 맞춤 조립에 의해 골재투입측에서 배출측으로 연속되는 나선돌기(31a)(31b)가 형성되고, 상기한 나선돌기는 제2차 파쇄기에 적용된 나선돌기(31b) 보다 제1차 파쇄기에 적용된 나선돌기(31a)의 리드각 및 밀도를 상대적으로 높게 함으로써 제1차 파쇄기(1A)는 투입된 골재를 파분쇄하는 기능을 수행하고, 제2차 파쇄기(2B)는 투입된 골재 표면을 마쇄하는 기능을 수행하도록 구성되고,
    상기 회전중심축(40)에 결합되는 각각의 분기축(60)은 원호형 브라켓(61)에 의해 회전중심축에 결합되고, 분기축 단부에 결합되는 유동라이너(70)는 경사각 조절을 위한 인서트(71)를 사이에 두고 체결 결합되며, 고정라이너(30)는 종횡 조합에 의해 원통형을 구성하는 사각형 단위 블럭으로서 베이스(32)와 표면부(33)로 분리되어 중심을 관통하는 체결볼트(34)에 의해 맞춤고정되어 원통드럼에 고정되는 것을 특징으로 한 직렬 트윈타입 원통드럼 파쇄기를 이용한 콘크리트용 순환 굵은골재 생산 장치.
  2. 삭제
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