KR100302832B1 - 원심농축기및탈수기의자동차감속장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물과 고형물을 분리하는 원심 농축기 및 탈수기의 외동보올과 내동 스크류의 회전수를 적은 동력으로 처리물의 성상, 농도부하에 따라 자동으로 콘트롤하여 다양한 농축, 탈수대상의 처리물을 한 공정에서 동시에 처리함과 동시에 일정한 분리액과 고형물로 안전하게 처리할 수 있도록 하는 원심 농축기 및 탈수기의 자동차감속장치에 관한 것으로써, 종래에는 물과 고형물의 연속적인 분리, 농축, 탈수에 있어 일정한 슬러지 농도와 분리 고형물의 함수율을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 많은 동력비가 소요됨은 물론 회전차를 고정하고 있어 한공정에서 농축 및 탈수의 공정을 동시에 이루지 못하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명에 의한 원심 농축기 및 탈수기의 자동차감속장치는 유성차감속기(60)의 일측으로 연결된 고정연결커플링(70)에 연결되어 일측의 차감속조절모터의 회전력에 의해 감속회전을 이룰 수 있도록 외면 원주상에 벨트홈(85)이 형성되며, 고정연결커플링(70)에 연결된 차감속캐리어(74)에 3개가 삼등분으로 회전구동토록 차감속유성기어(82)가 조립되고, 상기 차감속유성기어(82)의 중심에 차감속태양기어(81)를 치합시키며, 차감속 유성기어(82)와 연결구동되도록 차감속링기어(83)가 구성된 차감속조절기(80)와, 상기 차감속조절기(80)의 일측끝단부에 조립되어 기계적토르크가 전달되는 고정토르크레버(90)와, 상기 고정토르크레버(90)에 전달된 기계적 토르크를 전기적 변동 부하전류로 변화시킬 수 있도록 고정토르크레버(90)을 지지하여 차감속조절모터와 연결된 검출기(100)와, 상기 검출기(100)에서 변화된 전기적 변동부하전류와 감속토르크로 회전하는 차감속조절기(80)를 차감속조절모터로 조정회전시키는 회전변환장치(110)로 이루어져 있어 외동보올(20)과 내동스크류(30)의 회전차에 의해 발생되는 기계적토르크를 전기적 변동 부하전류로 변환하여 토르크로 회전하는 차감속조절기(80)를 차감속조절모터로 조정회전하므로씨 물과 고형물의 농축 및 탈수를 한 공정에서 처리물의 성상이나 유기물 또는 무기물, 잉여 슬러지 등에 관계없이 약품이나 기타 첨가제 없이 자동운전에 의해 가변속이 이루어짐으로써 연속적인 처리공정을 이루어 처리효율을 향상시킴은 물론 작은 동력으로 회전수를 조절하여 자동적으로 고형물 이송속도를 조절하므로 미세한 입자고형물을 완벽하게 처리할 수 있도록 할 뿐만 아니라 처리물의 성상, 농도부하에 따라 자동적으로 회전수를 콘트롤하여 다양한 농축, 탈수대상의 처리물을 일정한 분리액과 고형물로 안전하게 처리할 수 있도록 한 것이다.

Description

원심 농축기 및 탈수기의 자동 차감속장치

본 발명은 물과 고형물을 분리하는 원심 농축기 및 탈수기의 외동보올과 내동스크류의 회전수를 적은 동력으로 처리물의 성상, 농도부하에 따라 자동으로 콘트롤하여 다양한 농축, 탈수대상의 처리물을 한 공정에서 동시에 처리함과 동시에 일정한 분리액과 고형물로 안전하게 처리할 수 있도록 하는 원심 농축기 및 탈수기의 자동 차감속장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래에 사용되어진 원심 농축 탈수기의 감속조절장치는 한 개의 유성차 감속기나 싸이크론 감속기를 사용하여 고정된 회전차를 얻는 방식과 감속기 일측의 태양기어에 풀리를 고정한 후 서브모터와 벨트로 연결하여 내동스크류의 회전수를 외동보올 회전수보다 작게 회전하도록 하여 투입물의 성상 및 농도변수에 따른 서브모터의 이동 부하 잔류치를 인버터로 전달하여 모터 회전수를 변화시키는 감속조절방식과 분리된 고형물의 농도치를 감지하여 서브모터를 감속조절하는 것과 임의로 서브모터의 회전수를 변환하는 구조로 이루어져 있었다.

따라서, 이와 같은 종래의 방식은 물과 고형물의 연속적인 분리, 농축, 탈수에 있어 일정한 슬러지 농도와 분리 고형물의 함수율을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 안전 운전을 할 수 없었으며 또한 많은 동력비가 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 회전차를 고정하고 있어 한공정에서 농축 및 탈수의 공정을 동시에 이루지 못하고 농축 및 탈수의 공정을 별도로 진행하여야 함은 물론 이들 공정을 진행함에 있어 회전차를 다시 조절해주어야 하는 문제점이 있었다.

한편, 일본 공개특허공보에 게재된 소(61-197062(1986.9.1) 원심분리기의 차동증속장치는 동심상에 지지한 2개의 회전체를 약간의 회전차를 같은 동일방향에 구동하도록 한 원심분리기의 입력측에 접속하는 차동증속장치에 있어서, 구동원에 접속된 구동축과 상기 양회전체의 동심상의 입력축과의 사이에 2개의 복렬로 한 유성치차기구를 개재시키고, 이 유성치차기구의 2열의 유성치차를 지지하는 캐리어를 상기 구동축측에 접속함과 동시에 2개의 태양치차를 각각 고정하는 회전축을 동심상으로 하여 상기 양회전체의 동심상의 입력축에 접속하는 한편, 상기 유성치차기구의 2개의 내치차의 상의 일방을 고정하고, 타방을 회전 구동하도록 구성하였다.

상기한 바와 같은 소(61-197062(1986.9.1)은 원심분리기의 입력측에 접속하는 차동증속장치는, 상기 유성치차기구의 2개의 내치차 상의 일방을 고정하고, 타방을 회전 구동하도록 한 것으로, 상기 일방의 내치차를 필요한 저속도로 회전하는 것만으로 된다.

따라서, 원심분리기를 대용량화나 고속화하여도 진동방지를 위하여 다이내믹·밸런스를 취하는 것만으로도 내부윤활을 수행하는 것을 용이하게 한다.

그러나, 상기한 종래의 소61-197062(1986.9.1)는 회전선상에서 토오크 감지를 위해서 구동축(회전축)을 정지시켜야 하는 불편함이 있으며, 상기한 문제점은 바로 가변속을 수행할 수 없다는 문제로 귀착되어진다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로써, 본 발명의 목적은 물과 고형물의 농축 및 탈수를 한 공정에서 적은 동력으로 외동보올과 내동스크류의 회전수를 조절하여 농축 및 탈수를 동시에 이루도록 함과 동시에 처리물의 성상, 농도부하에 따라 자동적으로 회전수를 콘트롤하여 가변속을 이루도록 함으로써, 다양한 농축, 탈수대상의 처리물을 일정한 분리액과 고형물로 안전하게 처리할 수 있도록 하는 원심 농축기 및 탈수기의 자동 차감속장치를 제공하는데 있다.

제1도는 본 발명에 의한 자동 차감속장치가 장착된 원심 농축기 및 탈수기의 전체적인 구성을 도시한 부분절개 단면도.

제2도는 본 발명에 의한 자동 차감속장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 요부절개 확대단면도.

제3도는 본 발명에 의한 자동 차감속장치가 주회전축과 결합된 상태를 도시한 요부절개 확대단면도.

제4도는 본 발명에 의한 원심 농축기 및 탈수기의 작동상태를 개략적으로 도시한 부분절개 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 프레임 12 : 제1회전축

13 : 제2회전축 20 : 외동보올

30 : 내동스크류 40 : 분리액배출자켓파이프

50 : 분배분산구 60 : 유성차감속기

70 : 고정연결커플링 80 : 차감속조절기

81 : 차감속태양기어 82 : 차감속유성기어

83 : 차감속링기어 84 : 차감속캐리어

85 : 벨트홈 86 : 차감속조절지지프레임

90 : 고정토르크레버 100 : 검출기

101 : 스프링 110 : 회전변환장치

이하, 본 발명인 원심 농축기 및 탈수기의 자동 차감속장치에 대한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명에 의한 자동 차감속장치가 장착된 원심 농축기 및 탈수기의 전체적인 구성을 도시한 부분절개 단면도이고, 제2도는 본 발명에 의한 자동 차감속장치의 내부 구조를 개략적으로 도시한 요부절개 확대단면도이며, 제3도는 본 발명에 의한 자동 차감속장치가 주회전축과 결합된 상태를 도시한 요부절개 확대단면도, 제4도는 본 발명에 의한 원심 농축기 및 탈수기의 작동상태를 개략적으로 도시한 부분절개 단면도이다.

제1도 내지 제4도에 있어서, 지면에 고정설치된 프레임(10)의 상부 양측에서 각각 베어링에 외동보올(20)이 지지되는 제1회전축(12)과 내주면에 중심구멍이 형성되는 제2회 전축(13)을 회전가능하게 장착되고, 구동모터(도시되지 않음)와 벨트로 연결되는 동력전달풀리(15)와 타측의 유성차감속기(60)와 차감속조절기(80)가 주 회전축에 조립되며, 제 1회전축(12)과 제2회전축(13)은 각각 상이한 속도로 조절되게 연결되어 진다.

또한, 제1회전축(12)의 일측으로는 외동보올(20)의 내부로 투입물이 유입되도록 투입파이프(16)를 관통되게 장착되고, 상기 외동보올(20)에 제1 회전축(12)의 양측단부가 일체로 회전가능하게 베어링블록(14)에 지지되게 조립되어 진다.

또, 상기 원통의 외동보올(20) 내주에는 고형물을 이송하기 위한 내동스크류(30)의 선단부가 투입파이프(16)와 연통되게 장착되고, 상기 내동 스크류(30)의 선단부에서는 원주를 따라 투입물을 분출하기 위한 분배분산구(50)가 내부와 통공되게 형성되어 있다.

이때, 상기 내동스크류(30)와 내동스크류(30)의 이송날개(31) 선단면이 외동보올(20)의 원통 내주면과 작은 간격으로 미끄럼 이송가능하게 밀착되고, 제2회전축(13)이 제1회전축(12)의 안쪽 중심구멍에 양축 단부가 베어링으로 지지된다.

또한, 상기 내동스크류(30)의 외주면을 따라서는 수개의 분리액배출 자켓파이프(40)가 구비되어 있어 분리액배출자켓파이프(40)의 일측 선단과 제1회전축(12)의 일측면에 안배된 수개의 함수율조절후렌지(21)가 연통되어져 있다.

또, 상기 외동보올(20)의 내부 분배분산구(50)에서 투입물을 상등수와 고형물로 분리하는 분리부(32)가 외동보올(20)의 분배분산구(50) 일측에서 외동보올(20)의 원추 경사각까지 길게 형성되어 있고, 내경이 축소된 후단부에는 원추상으로 회전압에 의해 탈수가 일어나는 고형물탈수부(33)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 외동보올(20)의 분리부(32) 선단에 위치되는 외곽케이싱(11)의 하부에는 분리액을 포집, 배수하는 분리액배출구(17)가 구비되고, 고형물탈수부(33)가 위치되는 타측하부에는 고형물을 집하 배출하는 고형물 배출구(18)가 구비되어 있다.

한편, 상기 외곽케이싱(11)과 외동보올(20)의 내주공간에 제1회전축(12)이 양측내면 중심구멍에 베어링으로 지지되는 내동스크류(30)가 외동보올(20)과 동일방향으로 구동하면서 외동보올(20)의 제1회전축(12) 타측으로는 유성차감속기(60)가 장착되어 있다.

여기서, 상기 유성차감속기(60)의 내주에는 링기어가 2단으로 조립되어지고, 링기어(65)와 유성기어(62)가 2단으로 구성되는 캐리어(63)가 각각 구동되게 조립되고, 1단캐리어(64) 중심에 설정된 연결기어와 스플라인샤프트(66)가 내동스크류(30)의 스크류사프트(34) 타측과 연결되어진다.

따라서, 구동모터의 출력이 동력전달풀리(15)에 전달되면 제1회전축(12)과 외동보올(20)을 통해 제1회전축(12) 타측의 고정아답터(67)에 고정 장착된 유성차감속기(60)가 안내하게 안내하게 되면 링기어(65)의 잇수와 태양기어(61)의 잇수를 나눈 값이 1단캐리어(64)와 캐리어(63)에 감속회전으로 전달되어 캐리어(63) 중심에 안배된 연결기어와 스플라인샤프트(66) 일측과 연결되어 외동보올(20)이 주 회전하게 되면 내동스크류(30가 감속회전하게 되는 것이다.

또한, 상기 유성차감속기(60)의 태양기어(61) 돌출 일측에는 고정연결커플링(70)이 조립되고, 상기 고정연결커플링(70)의 일측으로는 차감속조절기(80)가 조립되어 있다.

그리고, 상기 차감속조절기(80)는 고정연결커플링(70)에 연결되는 차감속캐리어(84)와 상기 차감속캐리어(84)에 차감속유성기어(82)가 회전 구동토록 조립된다.

또, 상기 차감속유성기어(82) 3개가 삼등분으로 차감속캐리어(84)에 회전 조립된 외주에는 차감속조절기(80)의 보디 내면에 설정된 차감속링기어(83)와 연결구동되어지고, 상기 차감속유성기어(82) 중심에는 차감속태양기어(81)가 맞물려 고정되어 차감속태양기어(81)에 차감속유성기어(82)가 맞물려 자전하게 된다.

한편, 상기 차감속조절기(80)의 지지는 차감속조절지지프레임(86)에 차감속조절기(80) 보디 타측의 지지축이 베어링으로 조립되고 차감속태양기어(81)가 차감속조절기(80) 보다 지지축 중심구멍에 베어링과 조립, 토출되어 끝부분에는 고정토르크레버(90)가 검출기(100)에 받혀져 결합되어 있다.

또한, 상기 차감속조절기(80)의 보디 외면 원주에는 벨트홈(85)이 설정되어져 차감속조절모터와 연결회전하게 되고, 검출기(100)는 컨트롤박스에 자동운전 신호를 주면서 운전되고 과부하시 스프링(101)의 탄성력에 의해 고정토르크레버(90)를 차감속태양기어(81)에서 분리하여 외동보올(20)의 회전과 내동스크류(30)의 회전을 동일하게하여 기기의 손상을 방지하게 된다.

따라서, 상기 외동보올(20)과 내동스크류(30)의 회전차에 부차가 변동발생하면 유성차감속기(60)의 태양기어(61)에 전달되어 차감속조절기(80)의 차감속태양기어(81)에 토르크가 전달되어지고 고정토르크레버(90)를 통해 토르크가 검출기(100)에 검출되면 기계적인 토르크를 전류적 변동 부하로 변환하여 회전변환장치(110)에 전송하여 감속 토르크로 회전하는 차감속조절기(80) 보디를 차속조절모터로 조정회전하여 항상 일정한 고형문을 분리, 농축, 탈수를 이루도록 한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 원심 농축기 및 탈수기의 장도 차감속장치를 작용효과 면에서 설명하면 다음과 같다.

먼저 구동장치의 구동모터에 전원을 인가하면 차감속조절모터에 의해 차감속이 제2회전축(13)의 회전을 조절하고, 제1회전축(12)과 제2회전축(13)의 회전이 조절되면서 제1회전축(13)에 의해 내동스크류(30)와 외동보올(20)이 같은 방향으로 각각 상이한 속도로 회전하게 된다.

이러한 상태에서 투입물이 투입파이프(16)를 통해 정회전 운전되는 내동스크류(30)의 선단부 공간으로 유입되면 분배분산구(50)을 통해 외동보올(20)의 분리부(32)로 분산되고, 분리부(32)로 분산된 투입물은 회전하는 외동보올(20)의 원심력에 의해 분리부(32)에서 상등수와 고형물로 연속 분리되어 진다.

따라서, 투입물은 외동보올(20)과 원주 경사각의 고형물탈수부(33)쪽으로 연속 이동하면서 침강 분리되어 분리부(32)와 고형물탈수부(33) 사이에 설정된 분리액배출자켓파이프(40)를 통해 함수율조절후렌지(21)를 거쳐 외곽케이싱(11)의 분리액배출구(17)를 통해 외부로 분리액이 배출되게 되며 외동보올(20)의 내주면에 침강된 고형물은 회전 이송되는 내동스크류(30)의 이송날개(31)에 의해 후단부로 이송되어 고형물탈수부(33)에서 경사 회전압에 의해 탈수되어 외곽케이싱(11)의 형물배출구(18)로 토출하게 된다.

여기서 전체 구동체는 지면에 지지되는 프레임(10)의 베이스 상단부에 현가장치(19)가 장치되고, 현가장치(19) 상부에 외곽케이싱(11)과 베어링블록(14) 등이 지지되며, 유성차감속기(60)는 내부에 기어 트레인이 장착되어 제1회전축(12)과 제2회전축(13)이 각기 상이한 회전속도로 구동 가능하게 연결된다.

또한, 측부에는 차감속조절기(80)가 돌출된 유성차감속기(60)의 태양기어(61)와 차감속조절기(80)의 차감속캐리어(84)와 고정연결커플링(70)으로 조립되어지고 차감속조절기(80)의 차감속태양기어(81)축이 차감속조절지지프레임(86)의 지지축 중심구멍 일측단부가 돌출되어져 고정토르크레버(90)와 조립되고, 상기 고정토르크레버(90)는 검출기(100)에 받혀진 설정부하 이상일 때, 과부하 안전장치(즉 스프링(101)의 탄성력에 의하여 고정토르크레버(90)가 차감속태양기어(81)와 분리되도록 된 것)이 동작된다.

따라서, 유성차감속기(60)의 태양기어(61)와 연결된 차감속캐리어(84)가 주 회전과 일체로 회전하는 외주에서는 차감속조절기(80)의 보디 회전과 동일하게 됨과 동시에 차속조절모터와 구동모터의 전원을 차단시키게 된다.

이와 같이 구성되고 작동되는 본 발명은 투입물중의 고형물이 외동보올(20)의 분리부(32)에서 원심력에 의해 상등수와 고형물이 침강, 분리되고 고형물은 내동스크류(30)의 이송날개(31)의 작동으로 경사각 고형물탈수부(33)로 연속 이동하면서 고형물을 탈수, 토출되게 하는 차감속조절기(80)가 투입물의 성상, 농도의 변수에 관계없이 고정토르크레버(90)에 농도부하 토르크를 검출기(100)에 전달하고, 검출기(100)는 회전변환장치(110)에 전송되어 차속조절모터를 콘트롤하여 외동보올(20)의 주회전 선상에서 내동스크류(30)의 회전속도를 조절하여 고형물 양이 많이 분리되면 내동스크류(30) 속도를 빠르게 차고 반대로 고형물 양이 적으면 침강, 분리시간이 길도록 내동스크류(30)의 속도를 낮추어 주도록 한다.

따라서, 처리물의 성상이나 유기물 또는 무기물, 잉여 슬러지 등에 관계없이 약품이나 기타 첨가제 없이 완벽하게 농축, 탈수가 되며 또한, 자동운전에 의해 연속적인 처리공정이 이루어지므로 처리효율을 향상시킨 것이다.

이상에서와 같이 회전구동되는 외동보올(20)의 내부에서 투입물이 원심력에 의해 상등수와 고형물이 완전히 분리되면 고형물 양의 부하를 고속회전상에서 유성차감속기(60)와 차감속조절기(80)의 유성차를 거치면서 토르크가 감소되어 차감속태양기어(81)와 고정토르크레버(90)를 통해 검출기(100)에 전달되어 차감속조절기(80) 외통을 작은 동력으로 회전수를 조절하여 자동적으로 고형물 이송속도를 조절하므로 미세한 입자고형물을 완벽하게 처리하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 물과 고형물의 농축 및 탈수를 한 공정에서 처리물의 성상이나 유기물 또는 무기물, 잉여 슬러지 등에 관계없이 약품이나 기타 첨가제 없이 자동운전에 의해 연속적인 처리공정을 이루어 처리효율을 향상시킴은 물론 작은 동력으로 내동스크류의 회전수를 조절하여 자동적으로 고형물 이송속도를 조절하므로 미세한 입자고형물을 완벽하게 처리할 수 있도록 할 뿐만 아니라 처리물의 성상, 농도부하에 따라 자동적으로 회전수를 콘트롤하여 다양한 농축, 탈수대상의 처리물을 일정한 분리액과 고형물로 안전하게 처리할 수 있도록 하는 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 지면에 고절설치되는 프레임(10)의 상단부에 위치한 외동보올(20)의 양측으로 베어링블록(14)에 지지되어 구동모터와 벨트로 연결되는 풀리(15)가 조립된 제1회전축(12)과 제2회전축(13)이 조립 설치되고, 상기 외동보올(20)의 내측으로 내동스크류(30)를 조립하여 상기한 내동스크류(30)가 외동보올(20)과 동일한 방향으로 회전하면서 감속회전을 이루도록 제2회전축(13)의 일측으로 중심에 설정된 연결기어와 스플라인사프트(66)가 내동스크류(30)의 스크류샤프트(34)에 연결되어진 유성차감속기(60)가 조립설치된 통상의 원심 농축기 및 탈수기에 있어서, 상기 유성차감속기(60)의 일측으로 연결된 고정연결커플링(70)에 연결되어 일측의 차감속조절모터의 회전력에 의해 감속회전을 이룰 수 있도록 외면 원주상에 벨트홈(85)이 형성되며, 고정연결커플링(70)에 연결된 차감속캐리어(84)에 3개가 삼등분으로 회전구동토록 차감속유성기어(82)가 조립되고, 상기 차감속유성기어(82)의 중심에 차감속태양기어(81)를 치합시키며, 차감속유성기어(82)와 연결구동되도록 차감속링기어(83)가 구성된 차감속조절기(80)와, 상기 차감속조절기(80)의 일측끝단부에 조립되어 기계적토르크가 전달되는 고정토르크레버(90)와, 상기 고정토르크레버(90)에 전달된 기계적토르크를 전기적 변동부하전류로 변화시킬 수 있도록 고정토르크레버(90)을 지지하여 차감속조절모터와 연결된 검출기(100)와, 상기 검출기(100)에서 변화된 전기적 변동부하전류와 감속토르크로 회전하는 차감속조절기(80)를 차감속조절모터로 조정회전시키는 회전변환장치(110)로 이루어진 것을 특징으로 하는 원심 농축기 및 탈수기의 자동 차감속장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정토르크레버(90)는 외동보올(20)과 내동스크류(30)의 회전차에 의해 발생되는 기계적토르크가 전달되어지도록 차감속조절지지지프레임(86)의 지지축 중심구멍에 일측단부가 돌출된 차감속태양기어(81)의 일측끝단에 조립된 것을 특징으로 하는 원심 농축기 및 탈수기의 자동 차감속장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 검출기(100)는 일측으로 차감속조절지지프레임(86)에 구비된 스프링(101)의 탄성력에 의하여 과부하시 고정토르크레버(90)가 차감속태양기어(81)와 분리되어 외동보올(20)과 내동스크류(30)의 회전을 동일하게 이루도록 한 것을 특징으로 하는 원심 농축기 및 탈수기의 자동 차감속장치.