KR100191117B1 - 고농도 유체 압송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유압실린더(20)내에 설치된 피스톤(21)이 1회왕복으로 피처리액의 흡입, 토출이 동시에 이루어지는 제1,2작동실(A)(B)이 드럼케이싱(11)내에 설치되어 있어 그 구조가 극히 단순하면서도 피처리액의 압송효율이 배가됨과 아울러 피처리액의 흡입, 토출에 따른 맥동현상이 현저히 저감되고 제1,2다이어프램(12A,12B)이 드럼형 케이싱(11)내에 원통형상으로 형성되어 있기 때문에 상기 다이어프램의 폭방향의 팽창 및 수축율이 종래의 것에 비하여 적은 경우에도 피처리액의 압송량이 증대되고 다이어프램의 내구성이 향상되며, 유체압송수단(10) 작동용 유압실린더(20)와 흡입, 토출삼방밸브(43,53) 조작용 제1,2작동실린더(49,59)에 작동유를 공급하는 관로들이 상호 연결되어 있어 동일한 작동유 공급수단에 의하여 상기 유압실린더(20) 및 제1,2작동실린더(49,59)의 조작을 극히 간편하게 할 수 있고 피처리액의 압송량도 용이하게 조절할 수 있는 고농도 유체 압송장치에 관한 것이다.

Description

고농도 유체 압송장치

본 발명은 산업현장에서 배출되는 각종폐수의 슬러지, 공장폐액, 프랜트상의 회수용 액체 등의 농축액을 처리하는데 사용되는 고농도 액체 압송장치에 관한 것으로서, 특히 다이어프램형 유체압송수단을 사용하여 피처리액을 필터프레스 등의 고액분리장치로 압송시키는 고농도액체 압송장치에 관한 것이다.

현재 산업현장에서는 폐수슬러지등이 대량으로 배출되어 심각한 환경오염을 유발하고 있어 그에 대한 처리가 매우 중요시되고 있다. 따라서 폐수 슬러지등과 같은 고농도 폐기물에 대해서는 이를 고체와 액체로 분리하여 고체물질은 소각 또는 매립하여 처리하고, 액체물질은 이를 재이용하는 기술이 널리 이용되고 있는바, 고농도 폐기물이 고액분리장치를 통과하면서 고체와 액체로 분리되도록 하기 위하여 대용량, 고출력의 압송장치가 사용되고 있다.

그러나, 폐수의 농축오니와 폐액과 같은 유체는 고농도, 고점성을 띄고 있을 뿐만 아니라 철분이나 토사를 함유하고 있기 때문에 이를 대용량, 고양정으로 압송시키는데 많은 어려움이 수반된다.

예를들면, 전동기에 의한 직접구동방식의 압송장치는 피처리액의 유량 및 양정의 변화에 따른 부하율 변동에 대응할 수 없어 필요이상의 동력이 소모됨과 아울러 고점도의 유체를 대용량, 고양정으로 압송시키기가 어려운 문제점이 있었고, 간접구동방식의 유압실린더에 의한 플런저식 압송장치의 경우에는 플런저 피스톤이 피처리액에 함유된 토사나 철분과 접촉되어 마모되기 때문에 내구력과 압송효율이 현저히 저감되는 문제점이 있었다. 따라서, 고농도의 유체를 분리하기 위한 압송장치로서 유압작동식 다이어프램형 압송장치가 널리 사용되고 있다.

종래기술에 의한 고농도유체의 처리에 사용되는 다이어프램형 압송장치는 드럼형의 케이싱내에 고무제 등의 탄성물질로제조된 플런저식 다이어프램을 설치하고 상기 케이싱에 작동유를 공급하거나 케이싱으로 부터 작동유를 흡입하여 상기 다이어프램이 팽창 또는 수축되게 함으로써 슬러지 등의 피처리액이 상기 케이싱내로 흡입된 다음 필터프레스 등의 고액분리장치로 압출되도록 구성되어 있다.

그러나, 상기한 종래기술의 플런저식 다이어프램형의 압송장치는 피처리액의 토출량을 증대시키기 위하여 다이어프램의 팽창 및 수축을 크게하여야 하기 때문에 피로도가 증가되어 다이어프램이 쉽게 손상될 뿐만 아니라 슬러지내에 함유된 기포가 상기의 케이싱내에 잔류하게 되어 피처리액의 압송효율이 저감되는 문제점이 있다.

1996. 1.26. 공고된 대한민국 특허공고번호 제96-1400호 점성유체 압송장치는 상기의 문제점을 해결하기 위한 발명을 개시하고 있다. 상기한 선출원 발명은 드럼형 케이싱에 설치된 다이어프램내에 지지망을 위치시켜 상기 다이어프램이 지지망보다 더 적은 부피로 수축되는 것을 방지함과 아울러 상기 케이싱의 상측에 가스저장쳄버를 설치하여 상기 케이싱내에 흡입된 피처리액에 함유되어 있는 기포가 상기 가스저장쳄버를 통하여 외부로 배출되도록 구성되어 있다.

그러나, 상기한 선출원 발명은 플런저식 다이어프램의 수축율을 적게하여 다이어프램이 쉽게 손상되는 것을 방지할 수는 있으나, 다이어프램의 수축율이 적어짐으로 인하여 피처리액의 압송용량도 적어지는 문제점이 있고, 피처리액에 함유된 기포도 상기 가스저장쳄버로 신속하게 배출되지 않음으로 인하여 압송효율이 크게 향상되지 못하는 문제점이 있었다.

더욱, 상기한 다이어프램형 압송장치는 케이싱내에 하나의 다이어프램이 설치되어 다이어프램의 수축시 피처리액이 흡입되고 다이어프램의 팽창시 피처리액이 토출되는 1행정식이기 때문에, 맥동현상이 심하여 동력손실이 크게되고, 2대의 압송장치를 사용하는 경우 맥동현상은 감소하나 그 연결구성이 복잡해지고 2대의 압축장치를 일정하게 교호로 가동시키기가 어려우며 피처리액에 함유된 토사 등의 이물질이 다이어프램과 접촉되어 다이어프램이 손상되는 문제점이 있게 된다.

본 발명은 상기한 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다이어프램의 팽창 및 수축율의 변화가 적으면서도 피처리액액의 토출용량을 크게할 수 있고, 피처리액의 흡입, 토출이 동시에 이루어지도록 하여, 간단한 구성으로 압송효율이 증대되고 맥동현상이 저감되며 내구성도 향상되는 고농도 유체의 압송장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 피처리액에 함유된 토사 및 철분등과 같은 이물질이나 기포등이 신속하게 피처리액과 함께 토출되도록 함으로써, 상기의 이물질이나 기포로 인하여 압송장치의 압송효율 및 내구성이 저감되는 것을 방지할 수 있는 고농도 유체 압송장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각종 산업분야에 있어서 사용 또는 처리되는 고정도유체를 고압 및 고효율로 이송시킬 수 있는 압송장치를 제공하는 데 있다.

제1도는 본 발명에 의한 고농도 유체 압송장치의 개략적인 구성이 표현된 도식 단면도.

제2도는 제1도의 E-E선 단면도.

제3도는 제1도의 흡입삼방밸브의 확대단면도.

제4도는 제1도의 토출삼방밸브의 확대단면도.

제5도, 제6도는 본 발명의 작동상태를 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 유체압송수단 11 : 케이싱

12 : 다이어프램 13 : 실린더튜브

14 : 피스톤 15 : 격벽

20 : 유압실린더 25 : 솔레노이드 밸브

30 : 작동유저장탱크 31 : 유압펌프

40 : 피처리액저장조 43 : 흡입삼방밸브

50 : 필터프레스 53 : 토출삼방밸브

55,56 : 상,하부토출로 60 : 에어밴트밸브

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명은 피처리액 저장조 및 고액분리장치와 연결된 유체압송수단과, 유압발생장치로 부터 작동유로 공급받아 상기 유체압송수단을 작동시켜 상기 피처리액 저장조로 부터 피처리액을 흡입하여 상기 고액분리장치로 압출시키는 유압작동수단으로 구성된 유체압송장치에 있어서, 상기 유체압송수단은 드럼형 케이싱과, 상기 드럼형 케이싱의 내부에 동심원상으로 내,외측에 서로 이격되게 설치된 실린더 튜브 및 다이어프램과, 상기 다이어프램과 드럼형 케이싱 사이의 공간부를 제1,2작동실로 2등분함과 아울러 상기 다이어프램과 실린더튜브 사이의 공간부를 제1,2유압실로 2등분하는 격벽과, 상기 실린더튜브 내부에 설치되어 상기 제1,2유압실로 오일을 공급 또는 제1,2유압실로부터 오일을 흡입하는 피스톤과, 상기 제1,2작동실과 피처리액 저장조 사이에 연결된 연결하는 관로를 개폐하는 흡입삼방밸브와, 상기 제1,2작동실과 고액분리장치를 연결하는 관로를 개폐하는 토출삼방밸브로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 제1도에 도시된 바와같이, 피처리액 저장조(40)로 부터 피처리액을 흡입하여 필터프레스(50)로 피처리액을 송출시키는 유체압송수단(10)과, 오일펌프(31)에 의하여 작동유 저장탱크(30)로 부터 오일을 공급받아 상기 유체압송수단(10)을 작동시키는 유압실린더(20)로 구성되어 있다.

상기 유체압송수단(10)은 중공의 드럼형 케이싱(11)과, 상기 드럼형 케이싱(11)의 내부에 드럼형 케이싱과 동심원상으로 설치된 실린더 튜브(13)와, 상기 드럼형 케이싱(11)과 실린더 튜브(13) 사이에 실린더 튜브와 직교되게 설치되어 상기 드럼형 케이싱(11)과 실린더 튜브(13) 사이의 공간부를 2등분하는 격벽(15)과, 상기 드럼형 케이싱(11)과 실린더 튜브(13) 사이에 각각 설치된 탄성재질의 원통형 제1,2다이어프램(12A, 12B)으로 구성되어 있다.

따라서, 드럼형 케이싱(11)과 제1,2다이어프램(12A,12B) 사이에 각각 제1,2작동실(A,B)이 형성되고 제1,2다이어프램(12A,12B)과 실린더 튜브(13) 사이에는 제1,2유압실(C,D)이 형성된다.

상기 실린더 튜브(13) 내부에는 피스톤(14)이 위치되어 있고 실린더 튜브(13)의 양측에 각각 실린더 튜브(13)의 내부와 제1,2유압실(C,D)을 연통시키는 오일구멍(16A,16B)이 천공되어 있으며, 실린더 튜브(13) 및 제1,2유압실(C,D)에는 오일이 충만되어 있다.

상기 실린더 튜브의 피스톤(14)은 유압실린더(20)의 피스톤(21)과 축(15)으로 연결되어 있고, 상기 유압실린더(20)는 솔레노이드 밸브(25)를 경유하여 유압펌프(31) 및 작동유 저장탱크(30)와 연결되어 있어 제어부(미도시)의 지시를 받아 솔레노이드밸브가 작동되면, 작동유가 유압실린더(20)의 일측으로 공급됨과 아울러 유압실린더(20)의 타측으로 부터 작동유가 배출되어 피스톤(21)이 좌,우로 이동되고, 따라서 실린더 튜브(13)의 피스톤(14)도 좌,우로 이동된다.

한편, 상기 유체압송수단(10)와 피처리액 저장조(40)를 연결하는 관로에는 흡입삼방밸브(43)과 위치되어 있고, 상기 유체압송수단(10)과 필터프레스(50)를 연결하는 관로에는 토출삼방밸브(53)가 위치되어 있다.

상기 흡입삼방밸브(43)는 제1도 및 제3도에 도시된 바와 같이 관로(42)를 통하여 피처리액 저장조(40)와 연결되어 있고, 좌,우측 흡입로(42A,42B)를 통하여 각각 제1,2작동실(A,B)과 연결되어 있으며, 토출삼방밸브(53)는 제1도 및 제4도에 도시된 바와 같이 관로(52)를 통하여 필터 프레스(50)와 연결되어 있고 하부토출로(56A,56B)를 통하여 제1,2작동실(A,B)과 연결되어 있다.

또한, 상기 흡입삼방밸브(43) 및 토출삼방밸브(53)는 각각 흡입 또는 토출작동실린더(49,59)와 연결되고, 상기 실린더(49,59)들은 유압실린더(20)와 솔레노이드 밸브(25) 사이의 관로에 연결되어 있어 오일 저장 탱크(30)의 작동유가 솔레노이드 밸브(25)를 거쳐 상기 흡입 또는 토출작동실린더(49,59)내로 공급됨으로써 그 실린더내에 설치된 피스톤을 좌,우로 이동시켜 흡입삼방밸브(43) 및 토출삼방밸브(53)를 조작하도록 구성되어 있다.

한편, 제2도에 도시된 바와 같이 제1,2작동실(A,B)로 피처리액이 흡입되는 좌, 우측 흡입로(42A,42B)는 드럼형 케이싱(11)의 중간높이에 해당하는 부위에 연결되어 있고, 하부토출로(56A,56B)는 드럼형 케이싱(11)의 저면부에 연결되어 피처리액에 함유된 철분이나 토사 등의 이물질이 그 무게로 인하여 제1,2작동실(A,B)의 저면부에 침전되어 드럼형 케이싱(11)으로 부터 신속하게 토출되도록 구성되어 있다.

또한, 드럼형 케이싱(11)의 상부측에는 상부토출로(55)가 연결되어 그 끝단이 하부토출로(56A,56B)의 상단부와 각각 연결되어 있어 제1,2작동실(A,B)로 흡입된 피처리액에 함유되어 있는 기포는 상기 작동실의 상측으로 떠올라 상부토출로(55)를 통하여 신속하게 배출되도록 구성되어 잇다. 미설명부호 60은 에어밴트 벨브로서 필요에 따라 그 밸브를 개방시켜 제1,2작동실(A,B)내의 기포를 외부로 배출시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

유압펌프(31)가 가동된 상태에서 제어부(미도시)의 지시를 받아 솔레노이드밸브(25)가 조작되어 작동유 저장탱크(30)에 채워진 작동유가 관로(27)을 통하여 유압실린더(20)로 공급되면 제5도에 표현된 바와같이 피스톤(21)이 우측으로 이동되고, 이에 따라 실린더 튜브(13)내의 피스톤(14)도 우측으로 이동된다.

이와 동시에 제1작동실린더(49)는 관로(28a)로 부터 작동유를 공급받아 제1작동실린더(49)내의 피스톤이 좌측으로 이동되고 이에 따라 흡입삼발뱅브(43)는 관로(42)와 좌측흡입로(42A)를 개방하고 관로(42)와 우측흡입로(42B)는 폐쇄한다.

또한, 제2작동실린더(59)는 관로(27b)로부터 작동유를 공급받아 제2작동실린더(59)의 피스톤이 좌측으로 이동되고, 이에 따라 토출삼방밸브(53)는 관로(52)와 좌측토출로(56A)를 폐쇄하고 관로(52)와 우측토출로(56B)를 개방한다.

상기 상태에서, 실린더 튜브(13)내의 피스톤(14)이 우측으로 이동하면, 실린더 튜브(13)내의 오일이 우측 오일통로(16B)를 통하여 제2유압실(D)로 유입되어 제2다이어프램(12B)이 팽창되므로 제2작동실(B)에 채워진 피처리액은 우측토출로(56B) 및 관로(52)를 통하여 필터프레스(50)로 공급된다.

한편, 제1유압실(C)내의 오일은 좌측 오일구멍(16A)을 통하여 실린더 튜브(13)로 배출되어 제1다이어프램(12A)이 축소되므로, 피처리액 저장조(40)에 저장된 피처리액이 관로(42) 및 좌측흡입로(42A)이 축소되므로, 피처리액 저장조(40)에 저장된 피처리액이 관로(42) 및 좌측흡입로(42A)를 통하여 제1작동실(A)로 흡입된다.

상기 제1,2작동실(A,B)에서 피처리액의 흡입, 토출이 완료된 다음, 제어부(미도시)의 지시에 의하여 솔레노이드 밸브가 작동하여 작동유가 관로(28, 28a, 28b)를 통하여 유압실린더(20) 및 제1,2작동실린더(49,59)로 공급되면 제6도에 도시된 바와 같이 제1다이어프램(12A)이 팽창되고 제2다이어프램(12B)이 수축되어 제1작동실(A)은 피처리액을 필터프레스(50)으로 토출하고 제2작동실(B)은 피처리액 저장조(40)로 부터 피처리액을 흡입하게 된다.

상기에서 도시된 바는 없으나 관로(27a,27b,28a,28b)에 첵크밸브 및 바이패스통로나, 작동유 공급속도 제어수단을 설치하여 제1,2작동실린더(49,59)에 공급되거나 배출되는 작동유의 속도를 완화되게 함으로써 상기 토출 및 흡입삼방밸브(53,43)가 관로를 급격하게 개방하거나 폐쇄하는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 피처리액 저장조(40)에서는 피처리액에 화학물질을 첨가하면서 이를 각반시키거나, 폭기시켜 피처리액의 응집반응을 촉진시킨다음, 상기 유체압송수단(11)에 의하여 필터프레스(50)로 압송될 수 있다.

이와 같이 본 발명은, 유압실린더(20)내에 설치된 피스톤(21)의 1회왕복으로 피처리액의 흡입, 토출이 동시에 이루어지는 제1,2작동실(A)(B)이 드럼 케이싱(11)내에 설치되어 있어 그 구조가 극히 단순하면서도 피처리액의 압송효율이 배가됨과 아울러 피처리액의 흡입, 토출에 따른 맥동현상이 현저히 저감되고, 제1,2다이어프램(12A,12B)이 드럼형 케이싱(11)내에 원통형상으로 형성되어 있기 때문에 상기 다이어프램의 폭방향의 팽창 및 수축율이 종래의 것에 비하여 적은 경우에도 피처리액의 압송량이 증대되고 다이어프램의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 유체압송수단(10) 작동용 유압실린더(20)와 흡입, 토출삼방밸브(43,53) 조작용 제1,2작동실린더(49,59)에 작동유를 공급하는 관로들이 상호 연결되어 있어 동일한 작동유 공급수단에 의하여 상기 유압실린더(20) 및 제1,2작동실린더(49,59)가 작동되므로 유체압송수단(10) 및 흡입, 토출삼방밸브(43,53)의 조작을 극히 간편하게 할 수 있으며 피처리액의 압송량도 용이하게 조절할 수 있는 잇점이 있다.

또한, 드럼형 케이싱(11)의 저면부에 하부토출로(56A,56B)가 연결되어 드럼형 케이싱(11)의 상측부에 상부토출로(55)가 연결되어 있어, 작동실(A,B) 저면에 침전되는 고형물이나 작동실(A,B)의 상측으로 부유되는 기포를 신속하게 배출시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 피처리액 저장조로 부터 피처리액을 흡입하여 상기 고액분리장치로 토출시키는 유체압송수단과, 유압발생장치로 부터 작동유를 공급받아 상기 유체압송수단을 작동시키는 유압작동수단으로 구성된 유체압송장치에 있어서, 상기 유체압송수단은 드럼형 케이싱과, 상기 드럼형 케이싱의 내부에 동심원상으로 내,외측에 서로 이격되게 설치된 실린더 튜브 및 다이어프램과, 상기 드럼형 케이싱과 다이어프램 사이의 공간부를 제1,2작동실로 2등분함과 아울러 상기 다이어프램과 실린더튜브 사이의 공간부를 제1,2유압실로 2등분하는 격벽과, 상기 실린더 튜브의 내부에 설치되어 상기 제1,2유압실로 오일을 공급하거나 상기 제1,2유압실로 부터 오일을 흡입하여 상기 제1,2작동실과 피처리액이 흡입되거나 상기 제1,2작동실로 부터 피처리액을 토출시키는 피스톤과, 상기 제1,2작동실과 피처리액 저장조 사이에 연결된 관로를 택일적으로 개방 또는 폐쇄하는 흡입삼방밸브와, 상기 제1,2작동실과 고액분리장치 사이에 연결된 관로를 택일적으로 개방 또는 폐쇄하는 토출삼방밸브와, 유압발생장치로 부터 작동유를 공급받아 상기 실린더 튜브의 피스톤을 이동시키는 유압실린더로 구성된 것을 특징으로 하는 고농도 유체 압송장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1,2작동실로 부터 피처리액을 상기 고액분리장치로 토출시키는 토출로는 상기 제1,2작동실의 저면부와 각각 연결된 하부토출로와, 상기 제1,2작동실의 상측부에 각각 연결된 상부토출로로 구성된 것을 특징으로 하는 고농도 유체 압송장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 흡입 및 토출삼방밸브는 제1,2작동실린더와 연결되고, 상기 제1,2작동실린더는 상기 유압실린더로 작동유를 공급하는 관로와 연결되어 상기 유압실린더가 작동함에 따라 상기 제1,2작동실린더도 작동되어 상기 흡입 및 토출삼방밸브가 조작되도록 구성된 것을 특징으로 하는 고농도 유체 압송장치.