KR100315978B1

KR100315978B1 - 연속분리식 원심분리기

Info

Publication number: KR100315978B1
Application number: KR1019990002641A
Authority: KR
Inventors: 김윤호; 고봉상
Original assignee: 김윤호
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2001-12-22
Also published as: KR20000051926A

Abstract

간단한 구조로 소형으로 제작이 가능하며 1대의 구동모터 만으로 작동시켜 액체와 고형물을 분리시킬 수 있도록 한 연속분리식 원심분리기에 관한 것으로,

몸체의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 고형물을 배출하기 위한 고형물 배출구과 액체를 배출하기 위한 액체 배출구를 각각 갖는 원추형상의 보울과;

상기한 보울의 내부에 일정한 간극을 두고 회전 가능하게 장착되는 스크류 콘베이어와;

상기한 스크류 콘베이어의 어느 일단부로부터 결합되고, 이 스크류 콘베이어로 고형물을 포함하고 있는 원료를 투입하기 위한 투입관과;

상기한 몸체에 지지되고, 보울과 스크류 콘베이어를 동시에 회전시켜 주기 위한 1개의 구동모터와;

상기한 구동모터의 회전동력을 보울과 스크류 콘베이어에 전달하고, 이 전달되는 회전동력에 의해 상기 보울과 스크류 콘베이어가 서로 다른 속도로 회전할 수 있도록 하는 동력전달수단을 포함한다.

Description

연속분리식 원심분리기{A Continuation-Separation-Type Centrifugal Separator}

본 발명은 연속분리식 원심분리기에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 간단한 구조로 소형으로 제작이 가능하며 1대의 구동모터 만으로 작동시켜 액체와 고형물을 분리시킬 수 있도록 한 연속분리식 원심분리기에 관한 것이다.

일반적으로 유리 가공시에 발생되는 슬러지나 정수처리장치의 침전과정에 발생되는 슬러지에는 아주 미세한 크기의 초미립 고형물을 포함하고 있다.

이러한 슬러지에 포함된 고형물을 제거하고 정수된 액체를 재사용하 위하여 이른바, 디캔터(Decanter)라는 연속분리식 원심분리기가 사용되는 경우가 있다.

상기한 연속분리식 원심분리기는 대체적으로 몸체의 내부에 원추형의 보울(Bowl)과 이 보울의 내부에 스크류 콘베이어를 회전 가능하게 장착하고, 이 보울과 스크류 콘베이어를 동일한 회전방향으로 속도차이를 두고 고속으로 회전시켜 발생되는 원심력에 의하여 투입관을 통하여 공급되는 슬러지와 같은 원료로부터 액체와 고형물을 분리하여 배출하게 된다.

상기한 스크류 콘베이어와 보올은 메인 모터에 의하여 구동되고, 상기한 스크류 콘베이어와 보울의 회전 속도 차이를 두기 위한 서브 모터(감속모터)에는 보울의 회전 속도를 조절하기 위한 변속장치가 연결된다.

또한, 상기한 보울과 스크류 콘베이어는 베어링에 의하여 지지되는데, 상기한 베어링은 베어링 하우징에 설치되며, 상기한 몸체와 보울의 사이에는 액체가 새는 것을 방지하기 위한 실링부재가 설치된다.

그리고 상기한 보울에는 고형물을 배출하기 위한 고형물 배출구와 정수된 액체를 배출하기 위한 액체 배출구가 형성되고, 상기한 몸체의 하부에는 고형물 배출구를 통하여 배출된 고형물을 저장하기 위한 저수통이 형성된다.

이러한 원심분리기는 스크류 콘베이어의 설치 각도에 따라 수평식과 수직식으로 크게 분류할 수 있으며, 상기한 수평식은 원료의 공급이 일측면으로부터 펌핑에 의하여 이루어지는 반면 수직식은 하부로부터 펌핑에 의하여 이루어진다.

그러나 종래의 원심분리기는 스크큐 콘베이어와 보울을 구동시켜 주기 위하여 메인 모터가 소요됨과 아울러 보울과 스크류 콘베이어의 회전 속도 차이를 두기 위한 서브 모터에 변속장치를 연결하게 되어 있으므로 그 만큼 구조가 복잡하게 됨과 아울러 크기가 커지게 되는 문제점이 있다.

그리고 몸체와 보울의 사이에는 실링부재가 직접 접촉하게 되어 있으므로 완전한 실링이 곤란할 뿐만 아니라 별도로 실링부재가 소요되고, 회전시 과부하가 걸리게 되는 문제점도 내재되어 있다.

상기한 베어링 하우징에는 별도의 냉각수단이 마련되어 있지 않으므로 보울과 스크류 컨베이어의 고속회전에 의하여 베어링이 과열될 수 있는 문제점도 있다.

또한, 상기한 몸체의 하부에는 일정한 간격을 두고 고형물을 저장하기 위한 저수통이 마련되어 있으므로 원심분리기의 구동을 시작 또는 중단하는 시점에 고형물을 배출하기 위한 고형물 배출구로 보울 내부에 남아있던 정수 되던 액체가 배출되어 저수통에 튀길 수 있으며 이로 인하여 분리 완료된 고형물이 액체에 의하여 젖게 되는 문제점도 있다.

상기한 원추형 원심분리기는 수평식 또는 수직식의 어느 한 타입으로만 선택할 수 있기 때문에 제작 타입이 제한되며, 원료 투입이 펌핑에 의하여 가능하므로 자연적으로 투입하기 곤란하게 되는 문제점도 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구조로 소형으로 제작이 가능하며 1대의 구동모터 만으로 작동시켜 액체와 고형물을 분리할 수 있도록 한 연속분리식 원심분리기를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 구동모터의 동력을 별도의 텐션 풀리 없이 보울과 스크류 콘베이어에 제대로 전달할 수 있는 연속분리식 원심분리기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 몸체와 보울의 실링구조를 비접촉식으로 형성하여 완전한 실링이 이루어지며, 별도의 실링부재가 필요 없고, 회전시 과부하가 걸리지 않게 되는 연속분리식 원심분리기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 베어링 하우징을 냉각시켜 줄 수 있도록 하여 베어링의 과열을 방지할 수 있는 연속분리식 원심분리기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 원심분리기의 구동을 시작 또는 중단하는 시점에 고형물 배출구로 액체가 배출되지 않도록 하여 분리 완료된 고형물의 젖음을 방지할 수 있는 연속분리식 원심분리기를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수평식 또는 수직식 등 어떠한 타입으로도 제작할 수 있도록 하고, 원료의 투입이 자연 투하로 가능할 수 있도록 한 연속분리식 원심분리기를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 몸체의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 고형물을 배출하기 위한 고형물 배출구과 액체를 배출하기 위한 액체 배출구를 각각 갖는 원추형상의 보울과;

이에 따라 원심분리기는 투입관으로 일정하게 고형물이 포함된 원료가 투입되는데, 이때 구동모터를 구동시켜 주면 구동모터의 회전동력은 동력전달수단에 의하여 보울과 스크류 콘베이어에 전달되고, 이렇게 전달된 회전동력에 의하여 보울과 스크류 콘베이어는 일정한 속도차이를 두고서 고속으로 회전되는 것이다.

이때, 보울과 스크류 콘베이어의 회전 원심력 차이에 의하여 원료로부터 액체와 고형물이 분리되어 액체 배출구와 고형물 배출구를 통하여 각각 배출되는 것이다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연속분리식 원심분리기를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 스크류 콘베이어를 도시한 일부 사시도.

도 3은 본 발명에 제2실시예에 따른 연속분리식 원심분리기를 도시한 일부 단면도.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 연속분리식 원심분리기를 도시한 일부 단면도.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 연속분리식 원심분리기를 도시한 일부 사시도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 원심분리기는 몸체(1)의 내부에회전 가능하게 설치되고, 고형물을 배출하기 위한 고형물 배출구(3)과 액체를 배출하기 위한 액체 배출구(5)를 각각 갖는 원추형상의 보울(7)과;

상기한 보울(7)의 내부에 일정한 간극을 두고 회전 가능하게 장착되는 스크류 콘베이어(9)와;

상기한 스크류 콘베이어(9)의 어느 일단부로부터 결합되고, 이 스크류 콘베이어로 고형물을 포함하고 있는 원료를 투입하기 위한 투입관(11)과;

상기한 몸체(1)에 지지되고, 보울(7)과 스크류 콘베이어(9)를 동시에 회전시켜 주기 위한 구동모터(13)와;

상기한 구동모터(13)의 회전동력을 보울(7)과 스크류 콘베이어(9)에 전달하고, 이 전달되는 회전동력에 의해 상기 보울(7)과 스크류 콘베이어(9)가 서로 다른 속도로 회전할 수 있도록 하는 동력전달수단(15)을 포함할 수 있다.

상기한 동력전달수단(15)은 구동모터(13)의 구동축(17)과 일체로 회전 가능하게 각각 결합되는 제1구동부재(19) 및 제2구동부재(21)와;

상기한 보울(7)과 스크류 콘베이어(9)와 일체로 회전 가능하게 각각 결합되고, 서로 다른 속도로 회전되는 제1피동부재(23) 및 제2피동부재(25)와;

상기한 제1구동부재(19)와 제2구동부재(21)의 동력을 제1피동부재(23)와 제2피동부재(25)에 각각 전달하기 위한 제1동력전달부재(27) 및 제2동력전달부재(29)로 이루어질 수 있다.

상기한 제1피동부재(23)와 제2피동부재(25)의 회전 속도에 차이를 두기 위하여 동일한 중심을 갖고서 제1구동부재(19)와 제2구동부재(21)의 크기를 서로 다르게 형성하거나, 제1피동부재(23)와 제2피동부재(25)의 크기를 서로 다르게 형성할 수 있다.

또한, 상기한 제1구동부재(19) 및 제2구동부재(21)와 제1피동부재(23) 및 제2피동부재(25)는 풀리 또는 기어 등으로 이루어질 수 있으며, 제1동력전달부재(27) 및 제2동력전달부재(29)는 벨트, 타이밍벨트 또는 기어 등으로 이루어질 수 있다.

상기한 스크류 콘베이어(9)에 일정한 간격으로 다수개 형성되고, 투입관(11)을 통하여 투입되는 원료가 스크류 콘베이어(9)의 외측으로 배출시켜 주기 위한 배출공(31)을 포함할 수 있다.

상기한 보울(7)과 스크류 컨베이어(9)는 다수의 베어링(32)(33)(34)(35)에 의하여 지지되며, 상기한 베어링(33)(35)은 몸체(1)와 보울(7)에 각각 결합된 베어링 하우징(37)(39)에 설치된다

그리고 상기한 보울(7)과 베어링 하우징(37)의 접촉부위에는 보울(7) 내부의 실링을 위하여 레버린스 패킹(Labyrince Packing)(41)을 설치할 수 있다.

상기한 몸체(1)와 보울(7)의 사이에는 액체 배출구(5)와 연통하여 형성되고, 액체 배출구(5)를 통하여 정화된 액체가 통과되면서 베어링 하우징(37)을 냉각시켜 주기 위한 공간부(43)를 포함할 수 있다.

상기한 몸체(1)의 어느 일측면에 정수된 액체를 배출하기 위한 배출관(45)을 형성하고, 상기한 배출관(45)에는 배출되는 액체를 베어링 하우징(39)에 분사시켜 냉각시켜 주기 위한 연결관(47)을 연결할 수 있다.

상기한 보울(7)의 하부에는 액체 배출구(5) 또는 연결관(47)을 통하여 배출된 액체를 저장하기 위한 저수조(49)를 형성할 수 있으며, 또한 몸체(1)의 하부에는 고형물 배출구(3)를 통하여 배출되는 고형물을 저장하기 위한 저장조(51)를 형성할 수 있다.

상기한 저장조(51)에 일정한 각도로 경사지게 형성되고, 고형물 배출구(3)를 통하여 배출되는 고형물이 부딪히면서 저장조(51)로 용이하게 안내하기 위한 경사부(53)를 포함할 수 있다.

상기한 몸체(1)와 저수조(49)의 일측면에는 연결관(47)이 삽입되기 위한 삽입공(55)(57)을 각각 형성할 수 있다.

상기한 보울(7)과 스크류 컨베이어(9)의 설치 각도는 지면에 대하여 직각으로 형성하거나, 수평으로 형성하거나, 일정한 각도로 경사지게 형성할 수 있다.

그리고, 상기한 투입관(11)에 투입되는 원료는 펌핑장치(59)에 의하여 펌핑으로 공급할 수 있을 뿐만 아니라 투입관(11)의 상부에서 자연 낙하로 공급할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니고 투입관(11)으로 최종 배출되도록 유도된 콘베이어 장치(미도시)를 이용하여 공급할 수 있음은 물론이다.

상기한 몸체(1)의 상부에는 동력전달수단(15)을 덮어주면서 이를 보호하기 위한 안전커버(61)를 결합할 수 있다.

상기한 몸체(1)의 내측면에 형성되고 액체 배출구(5)를 통하여 배출되는 액체가 몸체(1)의 하부로 직접 낙하되지 않으면서 배출관(45)을 통하여 배출되도록 차단시켜 주기 위한 차단판(63)을 포함할 수 있다.

이에 따라 원심분리기는 펌핑장치(59)에 의하여 투입관(11)으로 일정하게 고형물이 포함된 원료가 투입되는데, 이때 구동모터(13)를 구동시켜 주면 구동모터(13)의 구동축(17)의 회전동력은 동력전달수단(15)의 제1구동부재(19) 및 제2구동부재(21)에 동시에 전달된다.

상기한 제1구동부재(19)의 회전동력은 제1동력전달부재(27)에 의하여 제1피동부재(23)로 전달된 후 보울(7)을 일정한 방향으로 고속 회전시켜 주며 또한, 제2구동부재(21)의 회전동력은 제2동력전달부재(29)에 의하여 제2피동부재(25)로 전달된 후 스크류 콘베이어(9)를 보울(7)과 일정한 속도차이를 두고서 동일한 방향으로 고속 회전시켜 준다.

상기한 스크류 콘베이어(9)가 고속으로 회전됨에 따라 투입관(11)으로 투입된 원료가 배출공(31)을 통하여 보울(7)과 스크류 콘베이어(9)의 사이로 배출되는데, 이때 상기한 보울(7)의 회전 원심력에 의하여 원료로부터 액체와 고형물이 분리되면서 액체는 보울(7)의 내측면을 따라 상부로 이동한 후 액체 배출구(5)를 통하여 배출되고, 고형물은 스크류 콘베이어(9)에 의하여 보울(7)의 내측면을 따라 하부 즉, 보울(7)의 테이퍼진 쪽으로 이동한 후 고형물 배출구(3)를 통하여 배출된다.

상기한 액체 배출구(5)를 통하여 배출된 액체는 공간부(43)로 투입된 후 몸체(1)의 상부에 위치한 베어링 하우징(37)과 부딪히면서 베어링(32)을 냉각시켜 준 후 배출관(45)을 통하여 연결관(47)으로 배출되고, 상기한 연결관(47)으로 배출된 액체는 몸체(1)의 하부에 위치한 베어링 하우징(39)과 부딪히면서 베어링(34)을 냉각시켜 준 후 저수조(49)로 저장되는 것이다.

그리고 상기한 고형물 배출구(3)를 통하여 배출되는 고형물은 회전 원심력에 의하여 경사부(53)에 부딪히면서 저장조(51)로 낙하한 후 저장되는 것이다.

도 3은 본 발명의 제2실시예를 도시한 도면으로서, 하기의 사항 이외에는 제1실시예와 동일하다.

제2실시예의 원심분리기는 몸체(1)의 일단면에 일정한 간격을 갖고서 분리 형성되고, 구동모터(13)가 구동을 시작하는 시점 또는 구동을 중단하는 시점에 고형물 배출구(3)를 통하여 보울(7) 내부에 남아있는 액체를 회수하기 위한 회수통(65)과;

상기한 구동모터(13)가 구동을 시작하는 시점 또는 구동을 중단하는 시점에 고형물 배출구(3) 또는 액체 배출구(5)를 통하여 배출되는 액체가 고형물 저장조(51)로 튀기는 것을 방지할 수 있도록 구동모터(13)가 구동을 시작하는 시점 또는 구동을 중단하는 시점에 회수통(65)을 몸체(1)의 일단면과 접촉할 수 있도록 이동시켜 주기 위한 이동수단(67)을 포함할 수 있다.

상기한 이동수단(67)은 몸체(1)의 일단면에 적어도 하나 이상으로 결합되고, 일정한 길이만큼 왕복 이동하는 엑츄에이터(69)와; 상기한 엑츄에이터(69)의 피스톤(71)과 너트(73)에 의하여 고정 결합됨과 아울러 회수통(65)의 일측면에 고정 결합되는 고정부재(75)로 이루어질 수 있다.

상기한 피스톤(71)을 덮어줌과 아울러 이 피스톤의 이동에 따라 신축되면서 이 피스톤을 보호하기 위한 신축부재(77)를 포함할 수 있다.

상기한 회수통(65)의 일측면에 제공되고, 이 회수통에 저장되는 액체를 외부로 배출하기 위한 배출관(79)을 형성할 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제3실시예를 도시한 도면으로서, 하기의 사항 이외에는 제1실시예와 동일하다.

상기한 보울(7)의 외주면상에 길이 방향 또는 폭 방향을 따라서 일정한 간격으로 쐐기 칸막이(Wedge screen)(81)가 돌출 형성하며, 상기한 쐐기 칸막이(81)는 일정한 간격으로 지지편(83)에 의하여 지지된다.

상기한 스크류 컨베이어(9)의 외측면에는 볼트(85)와 같은 체결수단에 의하여 장착되고, 이 스크류 컨베이어(9)와 쐐기 칸막이(81)의 사이에 위치한 액체 또는 고형물을 스크류 컨베이어(9)의 일방 또는 타방으로 이동시켜 주기 위한 브러쉬(87)가 제공될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 간단한 구조로 소형으로 제작이 가능하며 1대의 구동모터 만으로 작동시켜 액체와 고형물을 분리할 수 있으며, 구동모터의 동력을 별도의 텐션 풀리 없이도 보울과 스크류 콘베이어에 제대로 전달할 수 효과가 있는 것이다.

또한, 몸체와 보울의 실링이 별도의 실링부재 없이도 완전하게 이루어질 수 있으며, 회전시 과부하가 걸리지 않게 되는 효과도 있다.

상기한 베어링 하우징을 냉각시켜 베어링의 과열을 방지할 수 있으며, 원심분리기의 구동을 시작 또는 중단하는 시점에 분리 수거 완료된 고형물의 젖음을 방지할 수 있는 효과도 있다.

그리고 어떠한 타입으로도 제작이 가능하며, 원료의 투입이 자연 투하로 될 수 있는 효과도 있다.

Claims

몸체의 내부에 회전 가능하게 설치되고, 고형물을 배출하기 위한 고형물 배출구과 액체를 배출하기 위한 액체 배출구를 각각 갖는 원추형상의 보울과;

상기한 보울의 내부에 회전 가능하게 간극을 두고 장착되는 스크류 콘베이어와;

상기한 스크류 콘베이어의 일단부에 결합되고, 이 스크류 콘베이어로 고형물을 포함하고 있는 원료를 투입하기 위한 투입관과;

상기한 몸체에 지지되고, 보울과 스크류 콘베이어를 동시에 회전시켜 주기 위한 1개의 구동모터와;

상기한 구동모터의 회전동력을 보울과 스크류 콘베이어에 전달하고, 이 전달되는 회전동력에 의해 상기 보울과 스크류 콘베이어가 서로 다른 속도로 회전할 수 있도록 하는 동력전달수단을 포함하며, 상기 보울은 길이 방향 또는 폭 방향을 따라서 일정한 간격으로 돌출 형성되고, 지지편에 의하여 지지되는 쐐기 칸막이와; 상기한 스크류 컨베이어의 외측면에는 볼트와 같은 체결수단에 의하여 장착되고, 이 스크류 컨베이어와 쐐기 칸막이의 사이에 위치한 액체 또는 고형물을 스크류 컨베이어의 일방 또는 타방으로 이동시켜 주기 위한 브러쉬가 포함되는 연속분리식 원심분리기.
제1항에 있어서, 상기한 동력전달수단은 구동모터의 구동축과 일체로 회전 가능하게 각각 결합되는 제1구동부재 및 제2구동부재와;

상기한 보울과 스크류 콘베이어가 일체로 회전 가능하게 각각 결합되고, 서로 다른 속도로 회전되는 제1피동부재 및 제2피동부재와;

상기한 제1구동부재와 제2구동부재의 동력을 제1피동부재와 제2피동부재에 각각 전달하기 위한 제1동력전달부재 및 제2동력전달부재로 이루어지는 연속분리식원심분리기.
제2항에 있어서, 상기한 제1,제2구동부재와 제1,제2피동부재는 풀리 또는 기어 등으로 이루어지며, 제1,제2동력전달부재는 벨트 또는 기어 등으로 이루어지는 연속분리식 원심분리기.
제1항에 있어서, 상기한 보울과 베어링 하우징의 접촉부위에는 보울 내부의 실링을 위하여 레버린스 패킹을 설치하여 이루어지는 연속분리식 원심분리기.
제1항 또는 제4항에 있어서, 상기한 몸체와 보울의 사이에는 액체 배출구와 연통하여 형성되고, 액체 배출구를 통하여 정화된 액체가 통과되면서 베어링 하우징을 냉각시켜 주기 위한 공간부를 포함하는 연속분리식 원심분리기.
제1항에 있어서, 상기한 몸체의 일측면에 정수된 액체를 배출하기 위한 배출관을 형성하고, 상기한 배출관에는 배출되는 액체를 베어링 하우징에 분사시켜 냉각시켜 주기 위한 연결관을 연결하여 이루어지는 연속분리식 원심분리기.
제1항에 있어서, 상기한 보울과 스크류 컨베이어의 설치 각도는 지면에 대하여 직각으로 형성하거나, 수평으로 형성하거나, 경사지게 형성하는 연속분리식 원심분리기.
제1항에 있어서, 상기한 투입관에 투입되는 원료는 펌핑장치에 의하여 펌핑으로 공급하거나, 투입관의 상부에서 자연 낙하로 공급하거나, 투입관과 경사지게 설치된 콘베이어 장치를 이용하여 공급하는 연속분리식 원심분리기.
제1항에 있어서, 몸체의 일단면에 일정한 간격을 갖고서 분리 형성되고, 구동모터가 구동을 시작하는 시점 또는 구동을 중단하는 시점에 고형물 배출구를 통하여 보울 내부에 남아있는 액체를 회수하기 위한 회수통과;

상기한 구동모터가 구동을 시작하는 시점 또는 구동을 중단하는 시점에 고형물 배출구 또는 액체 배출구를 통하여 배출되는 액체가 저장조로 튀기는 것을 방지할 수 있도록 구동모터가 구동을 시작하는 시점 또는 구동을 중단하는 시점에 회수통을 몸체의 일단면과 접촉할 수 있도록 이동시켜 주기 위한 이동수단을 포함하는 연속분리식 원심분리기.
제9항에 있어서, 상기한 이동수단은 몸체의 일단면에 적어도 하나 이상으로 결합되어 왕복 운동하는 엑츄에이터와; 상기한 엑츄에이터의 피스톤과 고정 결합되어 이동이 가능한 회수통으로 이루어지는 연속분리식 원심분리기.
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