KR100324139B1 - 그루브가형성된디스크장치 - Google Patents

Abstract

미립물질을 운반하고 계량하기 위한 장치(10)는 입력부(14), 출력부(16) 및 그들 사이에 하류면 구동표면(56)을 가진 적어도 하나의 이동표면을 가진 운반닥트를 포함한다. 장치는 또한 입력부와 출력부 사이의 이동표면을 출력부(16)를 향해 이동시키기 위한 장치를 포함한다. 미립물질은 충분히 압축되며 운반닥트의 넓이에 걸치는 서로 체결된 미립자로 구성된 브리지의 구성을 가능하게 한다. 미립자의 연결은 미립자의 성질을 반정수 역학적으로 하여 운반닥트내의 미립자상에 하류면 구동 표면(56)에 의해 작용한 힘이 운반닥트를 통해 출력부(16)를 향해 전체 물질을 구동시킨다. 장치는 대기상태 및 가압상태하에 미립물질을 운반하고 계량하기 위해 사용된다.

Description

그루브가 형성된 디스크장치

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본 발명의 제 1실시예에 따른 선호된 장치의 부분측면도.

제 2 도는 평행 회전 디스크들의 대향내면상의 바람직한 전형적인 불연속성을 나타내는 제 1도에 도시된 바람직한 전형적인 장치의 구동 로터의 절단면 사시도.

제 3 도는 회전 디스크들의 대향 내면들을 연결하는 미립자 들을 나타내는 3-3 평면을 따라 취해진 제 2도에 도시된 구동로터의 부분횡단면도.

제 4 도는 제 2의, 바람직한 전형적인 회전 디스크의 평면도.

제 5 도는 5-5평면에서 취해진, 제4도에 도시된 회전 디스크의 부분횡단면도.

제 6 도는 하나의 디스크에 관하여 일정각도로 다른 하나의 디스크를 지지하기 위한 장치의 실시예의 부분횡단면도.

* 부호설명

10 : 장치 12 : 하우징

14 : 입력부 16 : 출력부

18 : 구동로터 20 : 샤프트

26,28 : 회전 디스크 30 : 내경

32 : 외경 34 : 허브

36,38 : 이동표면 52 : 불연속점

54 : 운반소통 대역 56 : 하향 구동표면

58 : 바닥영역 60 : 상류면 표면

본 발명은 미립물질을 운반하고 계량하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예들은 대기상태 및 고압상태 아래 넓은 범위의 크기를 가진 고체물질들을 운반하고 계량하기 위해 사용될 수 있는 미립물질 조작장치에 관련된다.

미립물질을 계량하거나 운반하기 위한 많은 장치들이 사용되어져 왔다. 그러한 운반장치들 중에는 컨베이어 벨트, 회전 밸브, 로크호퍼, 스크류 타입 피더등이 포함된다. 전형적인 측정 또는 계량장치에는 중량벨트, 체적호퍼등이 포함 된다. 전형적인 측정 또는 계량장치에는 중량벨트, 체적호퍼등이 포함된다. 미립물질의 운반 및 계량을 수행하기 위하여, 상기 두 타입의 장치를 조합하거나 합체시켜 하나의 시스템을 구성하는 것이 필요하다.

위에 언급된 하나이상의 운반 또는 계량장치들이 다수의 파라미터들에 따라서, 고체운반 시스템에 사용될 수 있다. 예컨대, 양, 크기 및 운반될 미립물질의 형태등이 고려되어야 한다. 고체가 운반되는 거리와 운반동안의 주변 압력변화가 또한 고려되어야 한다. 현재 사용되는 여러 운반 및 계량 시스템들은 모두 다양한 형태의 미립자들을 운반 또는 계량하는 그들 능력을 제한하는 여러 장단점들을 갖고있다. 대기상태 및 가압상태에서 다양한 미립물질들을 운반하고 계량할 수 있는 단일 유닛을 제공하는 것이 바람직하다.

석탄의 대규모 운반 및/또는 계량은 독특한 문제점을 갖고 있다. 한가지 형태의 석탄을 운반하기에 적합한 운반장치 또는 시스템이 다른 형태의 석탄을 운반하기에 부적합할 수가 있다. 예컨대, 켄터키 석탄은 스크류 피터 및 컨베이어 벨트와 같은 기존의 장치들을 통해 운반될 때 적절한 상태를 유지한다. 그러나 미국서부의 석탄은 부서지기 쉬우며 정상적인 운반 작업동안 심각한 정도로 저급화될 수가 있다. 최소한의 저급화로 모든 형태의 석탄을 운반할 수 있는 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

미립물질의 수분 함유량은 운반시스템을 설계할 때 고려되어야 하는 또 하나의 요소이다. 완전히 건조된 미립자들을 운반하기에 적합한 많은 운반장치들은 미립물질의 수분 함유량이 상승할 때 적절히 기능을 발휘하지 못한다. 이것은 미립물질 계량장치 들에서도 마찬가지이다. 건조된 미립물질들을 측정하기 위해 설계된 기존의 계량장치들은 수분을 함유한 고체를 계량하는데는 적합하지 않다. 이들의 수분 함유량에 관계없이, 미립물질들을 운반하고 계량할 수 있는 운반장치를 제공하는 것이 바람직하다.

압력에 반대하여 미립물질들을 운반하고 계량하는 것이 바람직한 많은 예들이 있다(예컨대, 운반 시스템의 출력측에서 대기 및/또는 유체 또는 고체의 압력이 시스템의 내측에서의 압력보다 큰경우). 가압된 시스템안으로 진입에 의해 또는 중력에 대하여 상류로 미립물질의 운반을 통해 발생한 압력 헤드에 대항하여, 또한대기상태하에 펌핑과 계량을 동시에 할수 있는 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

미립물질의 운반 및 계량을 동시에 수행하기 위하여 단일 유닛으로써 작동하는 고체조작 또는 펌핑장치에 대한 필요성이 있다는 것이 위의 관점에서 볼때 명백해진다. 그러한 유닛은 광범위한 조건 아래 다양한 형태의 미립물질을 운반 및 계량할 수 있어야 한다. 더우기, 그러한 유닛은 구조적으로 강하고 기계적으로 간단하며 내구성이 있어서, 장기간에 걸쳐 고장없이 연속적으로 작동될 수 있어야 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 향상된 효율 및 신뢰성을 가지고 미립물질을 운반 계량할 수 있는 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 고체펌프는 다양한 양의 수분을 가진 크고 작은 물질들을 포함해, 넓은 범위의 미립물질을 운반하기에 특히 적합하다.

본 발명자는 미립자들이 닥트의 넓이에 걸치는 소형의 일시적인 고체를 형성하도록 닥트를 가로질러 연결된다면 적어도 하나의 하향 이동표면에 의해 한정된 운반닥트를 통해 미립물질이 운반되고 계량될 수 있다는 것을 인식해왔다.

본 발명자는 또한, 효과적으로 닥트의 넓이에 걸치는 일시적인 고체를 형성하기 위해 연결된 미립물질이 닥트의 하향 이동표면에 소형화된 물질의 대량을 결합시키기 위해 적어도 하나의 하향 대면 구동표면을 제공함으로써 압력에 대해 더욱 효과적으로 운반될 수 있다는 것도 인식해왔다.

고체펌프의 실시예들은 대기상태 및 가압상태에서 운반은 물론 미립자의 정확한 계량을 제공하는 밸브없는 양방향 이동펌프로써 작용한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고체펌프는 입력부, 출력부 및 입력부와 출력부 사이의 주요 운송채널을 가진 운반닥트를 포함한다. 주요 운반채널은 출력부를 향해 입력부와 출력부 사이에서 움직이는 적어도 하나의 이동표면에 의해 한정된다. 이동표면은 하향대면 구동표면을 가진 적어도 하나의 불연속점을 갖는다. 불연속점은 운반소통 대역을 한정한다. 운반소통 대역은 주요 운반채널과 연결되어 운반소통 대역내의 미립물질이 상기 주요 운반채널내의 미립물질과 접촉하도록 한다.

바람직하게도, 미립물질은 펌핑장치안으로 들어가기에 앞서 또는 들어가자마자 압축되어, 주요 운반채널의 넓이에 걸쳐 운반소통 대역내에 배치된 미립자들을 포함하는 상호체결 미립자 들로 구성된 일시적인 고체 또는 다리를 형성하게 된다. 이러한 연결은 장치의 입력부를 향하여 누적되어 발생한다. 이러한 누적연결은 쵸크를 또는 동적상태 디스크 운동의 사용없이 발생할 수 있다. 그러나 다른 실시예들은 쵸크들 또는 동적상태 디스크운동을 포함할 수 있다. 그러한 쵸코들 및 디스크운동들의 예들이 미국특허 제 5,051,041 호, 제 4,988,239 호 및 미국특허출원 제 07/929,880 호(이들은 본원의 양수인에게 양도되었으며 여기에 참고로 포함된다)에 설명되어 있다. 미립자의 연결은 미립자의 성질이 반정수 역학적으로 되도록하여, 운반소통 대역안에 배치된 압축된 미립자들 위에 하류면 구동표면에 의해 작용한 힘이 출력부를 향해 운반닥트를 통해 물질전향을 운반한다.

본 발명의 전술한 실시예의 추가적인 특징으로써, 회전 디스크들의 대향면들은 적어도 하나의 불연속점을 포함하며, 바람직하게는 운반소통 대역들을 한정하는균등하게 이격되어 방사상으로 나아가는 다수의 불연속점들을 포함한다. 바람직한 실시예 에서, 각각의 불연속점은 하향대면 구동표면, 하향대면 표면의 아래쪽에 배치된 상류면 표면 및 하류면 구동표면과 상류면 표면에 인접한 바닥영역을 갖고있다.

위에 기술된 회전 디스크의 바람직한 실시예의 또 다른 특징으로써, 회전 디스크의 각각의 하류면 구동표면은 회전 디스크의 대향면에 수직이며, 회전 디스크의 내경 및 외경 사이에 연장된다. 각각의 하류면 구동표면은 내경에 인접한 리딩단부와 외경에 인접한 트레일링 단부를 포함하며, 하향대면 구동표면이 그 리딩단부에 관하여 출력부로부터 떨어져 연장하도록 후방으로 굽어져 있다. 회전 디스크의 각각의 상류면 표면은 바닥영역으로부터 회전 디스크의 대향면까지 상류로 경사진다. 각각의 상류면 표면의 넓이는 상류면 표면이 회전 디스크의 내경으로부터 외경으로 연장된다.

또 하나의 바람직한 실시예에서, 각각의 회전 디스크의 대향면 들은 불연속점으로써 동등하게 이격되어 방사상으로 연장된 다수의 상류부분을 포함하는데, 이부분들은 하류면 구동표면과 그에 하향으로 배치된 상류면 표면을 가지고 있으며, 이들 각각은 회전 디스크의 표면에 수직하나 상류부분들은 또한 내면과 외면을 포함하는데, 이들은 하류면 구동표면 및 상류표면에 인접해 있으며, 회전 디스크의 표면에 수직하다. 내면은 회전 디스크의 내경의 바깥쪽에 배치되며 그와 교차하는 방사상 부품에 수직하다. 외면은 회전 디스크의 외경의 안쪽에 배치되며 그와 교차하는 방사상 부품에 수직하다. 상류부분은 또한 회전 디스크의 표면에 평행한 상부표면을 포함한다. 각 상부표면의 넓이는 상부표면이 내경 근처에서부터 회전 디스크의 외경근처까지 연장할 때 연장되어 인접한 상류단면들에 의해 한정된 리세스의 넓이는 리세스가 내경 근처로부터 회전 디스크의 외경까지 연장할 때 일정하게 유지된다. 상류부분은 후방으로 굽어져 외측표면이 내측표면에 관하여 출력부로부터 떨어져 연장된다.

본 발명의 바람직한 실시예의 또 하나의 특징으로서, 대향 회전 디스크들의 불연속점들은 미립자의 운반을 위한 대칭채널을 형성하기 위해 조준된다. 위에 기술된 본 발명의 바람직한 실시예의 또 하나의 특징으로서, 회전 디스크들의 외측변부에 관한 작동동안 운반닥트가 회전 디스크들의 최측변부와 외측원호벽에 의해 한정된다. 또한, 원호벽은 회전 디스크들 사이에 배치될 수 있으며, 장치의 중앙 허브로부터 방사상 거리에서 조절가능하다. 이벽은 또한 다수의 요소들로부터 형성될 수 있는데, 이들 요소들은 또한 회전 디스크들에 관하여 방사상 내외측으로 조절될 수 있으며 횡단면적, 따라서 운반닥트의 수렴도를 변경할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예의 또 하나의 특징으로서, 제 1회전 디스크에 관해 일정각도로 제 2회전 디스크를 배치하기 위한 수단이 제공되어, 회전에 있어서 입력부에 인접한 제 1 및 제 2회전 디스크들의 대향면들 사이의 거리가 입력부 아래쪽의 제 1 및 제 2회전 디스크들의 대향면들 사이의 거리보다 크게 된다. 이러한 구조에서, 대향면들 사이의 횡단면적은 회전 디스크들이 입력부 근처로부터 출력부를 향해 이동할때, 감소하여 운반작트내의 수렴도 또는 쵸크를 제공한다.

또한, 디스크들은 서로에 대해 일정각도로 배치됨으로써, 대향 디스크 표면들 사이의 횡단면적이 입력부로부터 출력부를 향해 증가함으로써(닥트를 입력부로부터 출력부를 향해 볼때 횡단면적은 감소되지 않음), 넓게 확장되는 운반닥트를 제공하게 된다. 다른 실시예들은 입력부로부터 출력부까지 일정한 횡단면적을 가진 닥트를 한정하기 위하여 원호벽과 공동 작용하는 평행 디스크들을 사용할 수 있다 (대향 디스크 표면들내의 불연속점들에 의해 발생하는 횡단면적 변화는 배제된다).

본 발명의 상기 우선 실시예의 추가적인 특징으로서, 하우징 내에서 제 2회전 디스크가 회전하는 각도가, 운반될 여러 유형의 물질들을 위한 장치의 미세조정을 위해, 변화될 수 있다. 각도의 변화는 입력부와 출력부 사이의 횡단면적의 변화물을 수정하여 닥트의 다른 수렴도 또는 쵸크 또는 다른 발산도를 제공하거나 일정한 횡단면 닥트를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예로서, 장치는 미립고체의 압축을 쉽게하기 위해 입력부 근처에 진동수단을 포함할 수 있다.

상기 본 발명의 바람직한 실시예의 또 하나의 특징으로서, 회전 디스크들의 내면들은 출력부에서 미립물질의 배출을 쉽게하기 위하여, 또한 정비시 회전 디스크들의 청소를 쉽게 하기 위하여, 비접착성을 가진 물질로 구성된다.

본 발명의 실시예에 따른 장치에 의해 제공된 균일하고 일정한 흐름속도는 다양한 조건 아래 미립물질의 운반 및 계량을 위해 적절하게 된다. 전달되는 미립물질의 부피는 디스크들의 회전속도를 측정하여 이값을 닥트의 횡단면적에 관련시킴으로써 쉽게 정확하게 결정된다. 측정 작업동안, 기존의 검사장비가 사용되어 측정 과정동안 통로가 고체들로 가득찬 것을 확인한다.

본 발명의 여러 특징과 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 설명으로부터 더욱 잘 이해될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기술된 장치는 향상된 효율과 신뢰성으로 미립물질을 운반하고 계량하기 위해 제공된다. 그것은 대기상태 및 가압상태에서, 다양한 양의 수분을 함유한 크고 작은 미립자들 및 이들의 혼합물을 포함하는 다양한 범위의 미립물질들을 운반하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 제 1의 바람직한 실시예의 장치는 제 1도에서 10 으로 표시된다. 장치(10)는 하우징(12), 입력부(14) 및 출력부 (16)를 포함한다. 하우징(12)내에 구동로터(18)가 배치된다, 구동로터(18)는 샤프트(20)상에 설치되며, 샤프트 (20)는 회전을 위해 기존의 저마찰 베어링 어셈블리 (도시되지 않음)안에 장착된다. 샤프트(20)는 수압 또는 전기 구동모터(도시되지 않음)에 연결된다. 샤프트 (20)는 제 1도에 화살표(24)에 의해 도시된 방향으로 모터에 의해 구동된다.

제 2,3도에 도시된 바와 같이, 구동로터(18)는 내경(30) 및 외경(32)을 가진 회전 디스크들(26,28)과 허브(34)로 구성된다. 바람직하게도 구동 로터는 고체펌프의 조립을 용이하게 하기 위하여 두 개의 독립된 회전 디스크들로 구성된다.

회전 디스크들(26,28)은 대향된 이동표면들(36,38)을 포함한다. 대향된 이동표면들(36,38)은 평면은 아니지만 동등하게 이격된 방사상으로 나아가는 불연속점들 (52)을 포함한다. 각각의 불연속점들(52)은 하류면 구동표면(56), 바닥영역(58) 및 상류면 표면(60)을 가진 운반 소통대역(54)을 한정한다.

제 2,3도에 도시된 바와 같이, 하류면 구동표면들(56)은 이동표면들(36,38)에 수직이며 후방으로 굽어져 회전 디스크(26)가 입력부(14)와 출력부(16) 사이에서 이동할때 트레일링 단부(64)가 리딩단부(62)에 상대적으로 출력부(16)로부터 연장되도록 한다. 이러한 후방으로 굽은 구조는 출력부(16)에서 미립자의 배출을 쉽게 한다.

제 2,3도에 도시된 바람직한 실시예에서, 운반 소통 대역(54)의 넓이는 운반소통 대역들(54)이 내경(30)으로부터 외경(32)까지 연장할때 증가한다. 각각의 회전 디스크의 상류면 표면들(60)은 회전 디스크의 바닥영역(58)으로부터 내부의 이동표면까지 상류로 경사진다.

대향된 이동표면들(36,38)은 서로 반대편에 배치되어 미립고체가 압축되는 표면을 제공한다. 바람직하게도, 대향된 이동표면들(36,38)의 불연속점들(52)은 제 3도에 도시된 미립자의 운반을 위한 대칭채널을 형성하도록 조준된다. 이러한 대칭구조는 미립자의 압축 및 운반동안 구동로터(18)를 지지하는 베어링 어셈블리 (도시되지 않음)상의 불균등한 부하를 완화시킨다.

선호된 장치(10)는 제 1도에 40,42 로 표시된 바와 같은 하나이상의 외측 소켓들을 포함한다. 외측소켓들(40,42)은 구동로터(18)의 내부 이동표면들(36,38) 사이에 형성된 주요 운반채널을 닫도록 설계된다. 각각의 외측소켓들(40,42)은 정지내벽들(44,46)을 포함한다. 내측벽들(44,46)은 허브(34) 및 대향된 내면의 이동표면들(36,38)과 조합하여 주어진 점에서 주요 운반채널(50)의 횡단면적을 한정한다. 외측 소켓들(40,42)은 적절한 설치 브라켓들 또는 핀들을 통해 하우징에 장착된다. 내벽 또는 다수의 소켓들의 경우 내벽들은 회전 디스크들(26,28)의 원주주변에 한정되도록 정확하게 형성된다. 따라서, 회전디스크들(26,28)이 샤프트(20)와 함께 회전할 때, 소켓의 정지벽은 대향된 내부 이동표면들(36,38) 사이에 운반될 미립물질을 유지하게 된다. 하나의 바람직한 실시예에 있어서, 소켓의 내벽은 구동 로터의 이동표면들(36,38)을 중복시키도록 구동 로터(18)의 이동표면들(36,38)을 지나 축방향으로(소켓의 가로방향으로) 연장한다. 소켓은 허용가능한 오차내에서 내부의 이동표면들(36,38)의 외경(32)에 가능한한 가깝게 배치된다. 이러한 구조에서, 소켓은 주요 운반채널(50)의 횡단면적을 변경하기 위하여 구동로터(18)의 허브로부터 더욱 가깝게 또는 더욱 멀리 이동하도록 축방향으로 조정이 불가능하다.

또다른 실시예에서, 소켓은 주요 운반채널(50)을 위한 곡선 외벽을 형성하기 위하여 대향된 내부의 이동표면들(36,38) 사이에 맞도록 축방향으로 형성된다. 이러한 구조에서, 소켓의 방사상 위치는 주요 운반채널(50)의 횡단면적을 변경시키기 위하여 구동로터 (18)의 허브(34)로부터 바깥쪽으로 또는 안쪽으로 조절될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 나사 조절기가 미국특허 제 4,988,239 호에 도시된 바와같은 하나이상의 소켓들에 연결될 수 있다. 상기 특허에 도시된 나사 조절기는 방사상 난팎으로 핀에 대한 소켓(40)의 조정을 제공한다. 소켓의 내측 및 외측조정은 고체들이 펌프를 통해 움직일때 고체의 쵸크 또는 압축을 조정하는 것을 허용하며 닥트를 따라 확산 또는 일정한 횡단면적을 제공한다. 제 2나사 조절기가 상기 특허에 도시된 제 2소켓(42)에 부착될 수 있다. 제 2나사 조절기는 제 1나사 조절기와 같은 형태이며 소켓(42)의 내외측 방사상의 조절을 허용하기 위하여 제공된다. 소켓(42)의 내외측 조정은 고체들이 제 2디스크(26)의 각도와 관계없이 제 1소켓(40)을 지난후 펌프를 통해 움직일때 닥트의 크기가 변화는 것을 허용한다. 또하나의 실시예에서, 단일 정지벽이 소켓들(40,42) 및 소켓벽들(44,46) 대신에 제공된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 (도시되지 않음), 미립자의 압축은 회전 디스크(28)에 관하여 일정 각도로 회전 디스크(26)를 배치하기 위한 수단을 제공함으로써 완수되며, 입력부(14)에 인접한 대향된 내부의 이동표면들(36,38) 사이의 거리는 입력부 (14)와 출력부(16) 사이의 입력부(14)로부터 하향으로 대향된 이동표면들(36,38) 사이의 거리보다 크다. (또한, 디스크들은 입력부로부터 출력부까지 확대된 닥트를 한정하도록 서로에 대해 각도를 갖게 할수 있다). 이러한 구조에서, 운반닥트의 횡단면적은 대향된 이동표면들 사이의 거리가 감소할때 감소하여 (또는 확대 실시예에서는 증가한다) 운반포트의 수렴 또는 쵸크 (또는 확산)를 제공한다. 바람직하게도, 회전 디스크들이 서로에 관하여 하나의 회전 디스크를 제6도에 도시된 다른 디스크에 대한 일정각도로 지지하기 위한 장치의 하나의 실시예를 회전시키는 각도를 변화시키는 장치가 또한 포함된다. 각도의 변화는 닥트의 다른 수렴도 또는 쵸크(또는 확산)을 제공하기 위하여 입력부와 출력부 사이의 횡단면적의 변화율을 수정한다. 압축을 수정하기 위한 여러형태의 전술한 선호된 장치들은 여기에 참고로 포함된 미국특허출원 제 07/929,880 호에 더욱 상세히 기술되어 있다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 있어서 (도시되지 않음), 입력부(14)에 인접한 미립물질을 진동시키기 위한 수단이 제공되어 압축을 용이하게 한다. 몇몇 응용에 있어서, 입력부(14)에서의 진동수단의 사용은 펌프작동을 위한 충분한 압축을 제공할 수 있다. 다른 응용에 있어서, 입력부(14)에서 미립자들상에 미치는 중력에 의해 일어난 압력헤드는 추가적인 압축이 필요치 않는 펌프의 작동동안 충분한 압축을 제공할 수 있다.

제3도에 도시된 바와 같이, 미립자의 압축은 주요 운반 채널(50)의 넓이에 걸치는 인접한 또는 서로 체결된 미립자들로 구성된, 운반 소통 대역(54)안에서 압축된 미립자들을 포함하는, 일시적인 고체 또는 브리지를 형성한다. 미립자의 브리지는 회전 디스크들(26,28)의 회전과 동시에 하류면 구동표면들(56)에 의해 결합되어 출력부(16)를 향해 운반된다. 각각의 회전 디스크(26,28)의 외측변부와 하우징 (12) 사이에 한정된 공간내의 쐐기로부터 미립자 및 먼지를 제거하기 위하여, 회전디스크들은 외측변부가 회전 디스크의 내면으로 부터 바깥쪽으로 연장될 때 하우징 (12)으로부터 경사지는 제5도에 도시된 챔퍼(72)를 포함한다. 외측변부는 약 45°의 각도로 모따기 된다.

관련 밸브(76)를 가진 먼지 배배출구(74)가 하우징의 바닥에 제공되어 펌프작업동안 축적될 수 있는 먼지의 제거를 가능하게 한다. 밸브(76)는 펌프작업동안 왼쪽이 열리게되어 먼지가 내측 수집채널을 통해 배배출구 안으로 떨어질 때 계속해서 먼지를 제거한다. 또한, 밸브는 왼쪽이 닫히고 내측 수집채널이 먼지로 채워졌을때에만 열리게 된다. 물론 밸브의 개폐는 운반될 고체물질의 먼지량 또는 분쇄성에 의존하게 된다.

구동로터(18)의 크기는 운반되거나 계량될 물질이 형태 및 체적에 따라 크게 변한다. 대개, 회전 디스크들(26,28)의 외경은 수 인치에서 수 피트에 이른다. 음식첨가제 및 의약품과 같은 상대적으로 부피가 작은 고체물질을 운반하고 계량하는데 사용하기 위해서는 더 작은 회전 디스크들이 더욱 적당하다. 음식원료, 석탄, 자갈 등을 포함한, 대량의 유기 및 무기 고체 물질들을 운반하고 계량하기 위해서는 더 큰 크기의 디스크들이 사용될 수 있다. 장치는 대소의 미립자들 및 그들의 혼합물 및 대소의 부피를 운반하고 계량하기에 적합하며, 물질의 점성력이 연결을 방해하도록 너무 습기차지 않는 제한 아래 젖거나 마른 미립물질들을 계량하고 운반하는데 사용될 수 있다.

대향 이동표면들(36,38)의 불연속점들의 구조는 본 발명에 따라 변할 수 있다. 제4,5도에 도시된 회전 디스크들이 바람직한 실시예에서, 각각의 회전 디스크의 대향 이동표면들(36,38)은 불연속점으로써 균일하게 이격되어 방사상으로 연장된 다수의 상류 부분들(82)을 포함하는데, 이들 각각은 하류면 구동표면(84)의 위쪽에 배치된 상류면 표면(86)을 갖고 있으며, 이들 각각은 회전 디스크의 내부의 이동표면에 수직하다. 상류부품들(82)은 또한 내면(88)과 외면(90)을 또한 포함하는데, 이들은 하류면 구동 표면(84)과 상류면 표면(86)과 인접해 있으며, 회전 디스크의 내면에 수직하다. 내면(88)은 회전 디스크의 내경(92)의 바깥쪽에 배치되며 그와 교차하는 방사상의 부품에 수직하다. 외면(90)은 회전 디스크의 외경(94)의 안쪽에 배치되며 그와 교차하는 방사상의 부품에 수직하다. 상류부분(82)은 또한 회전 디스크의 내면에 평행한 상부표면(96)을 포함한다. 각 상부표면의 넓이는 상부표면(96)이 내경 근처에서부터 회전 디스크의 외경까지 연장할 때 연장하여, 인접한 상류 단면들(82)에 의해 한정된 리세스(98)의 넓이가, 리세스(98)가 내경 근처로부터 외경근처까지 연장할 때, 일정하게 유지된다. 상류부분(82)은 후방으로 굽어져 외면(90)이 회전 디스크가 입력부(14)와 출력부(16) 사이에서 움직일 때 내면(88)에 관하여 출력부(16)로 부터 연장된다.

대안적으로, 마주보는 내부면들은 파도와 같은 일련의 교호하는 마루와 골을 한정짓는 방사상으로 연장되는 기복부를 포함할 수 있다. 또다른 실시예들은 디스크벽 내에 단순한 능선 또는 홈들을 채택할 수도 있다.

본 발명에 따른 장치는 대기압에 대항하여 미립자물질을 운반하는데 이용될 수 있다. 부가해서, 펌프는 정압시스템(예로, 본 장치의 배출구측에서의 압력이 인입구측에서의 압력보다 크다). 내로 고체를 퍼올리는데 유용하다. 제 1 및 2도에서, 정압 시스템내로 고체를 퍼올릴때 배출구(16)의 전체 횡단영역이 펌프작용동안 고체로 채워지는 것이 바람직하다. 이것은 배출구를 통해 펌프내로 가스, 액체 또는 고체가 역류하는 역효과에 대한 장벽 역할을 하는 댐을 펌프배출구에 형성한다. 미립자들이 누적된 받침작용(bridging)은 배출구에 밀접한 입자 받침부분에 강도를 높여주는 연속적으로 형성된 계단식 보강재를 제공하는데, 배출구에 인접한 이런 받침부분들은 본 장치의 배출구측에서의 고압에 견디기에 충분할만큼 강하다. 도관 길이는 가급적이면 충분한 양의 누적된 계단식 받침작용이 도관 내에서 서포트에 발생하여 펌프의 배출구측에서의 고압에 견디도록 설계된다. 이것은 수렴도관, 횡단면이 보정한 도관 또는 발산 도관 시스템을 이용하여 이루어질 수 있다. 본 발명이전에는 발산도관 시스템을 이용하여 고압배출구측내로 고체를 퍼올릴 수 없다고 생각되었다.

비록 바람직한 실시예들이 단일 구동로터(rotor)를 이용하지만, 단일 또는 다중인입구로부터 물질을 수용하는 다중 구동로터들을 갖춘 운반장치를 제공할 수 있다. 다중 구동로터의 이용하면 로터 디스크의 직경을 증가시킬 필요없이도 물질 처리량이 증가된다.

일단 펌프가 작동하도록 설정되면, 소켓위치를 조종할 필요가 없다. 펌프가 막히면, 오른쪽 구동디스크를 용이하게 제거할 수 있다. 이로 인해 통로에 즉시 접근하여 방해물을 즉시 씻어낼 수 있다.

고체들의 받침작용은 고체들의 양의 이동을 초래한다. 따라서, 펌프는 운반 및 계측장치로 사용될 수 있다. 펌프를 통한 고체의 양의 이동으로 인해, 구동로터의 회전속도를 측정하고 가장 좁은지점에서의 도관의 횡단면영역에 기초한 펌프를 통한 고체흐름의 양을 계산함으로써 계측이 이루어진다. 계측용 펌프로 사용될때, 고체계측동안 줄곧 통로가 고체로 채워져 있는가를 확인하는데 기존의 몇몇 탐지장치가 이용되는 것이 바람직하다. 이런 기존의 탐지장치들은 감마레이 및 전자- 기계탐지기를 포함한다. 이런 탐지기들은 모두 공지되어 있으며 상세하게 설명되거나 도시되어 있지 않다.

미립자물질이 압축되는 정도는 운반되는 물질, 펌프회전속도 그리고 고체가 압력헤드에 대항하여 퍼올려지는가에 따라 광범위하게 변한다.

본 장치 요소들은 가급적이면 고강도 강철 또는 다른 적당한 물질로 만들어진다. 구동디스크의 내부표면과 소켓의 내부벽은 가급적이면 마찰방지금속 또는 비점성 특성을 갖는 다른 적당한 물질로 만들어져서 작용하는 동안 배출구에서의 방출을 촉진하고 유지시기동안 세척작용을 촉진한다.

적당한 응용에 있어서, 회전디스크의 내부표면과 소켓의 내부벽은 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 물질로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 장치는 고체물질의 슬러그(slug) 또는 플러그 (plug)를 흐름 경로시스템 또는 불연속적으로 반복되는 물질의 도입이 요구되는 다른 시스템내로 계측하는데 적당하다. 운반 및 계측의 정교한 제어는 이산량의 미립자 물질을 정압 및 비정압 시스템내로 진동식으로 운반하게 허용한다.

그러므로 본 발명의 실시예들이 설명되었는데, 이런 설명들은 단지 예시적이며 다른 다양한 대안들, 개조 및 변형들이 본 발명의 범위내에서 이루어질 수 있다. 예로, 비록 구동로터가 이동표면의 선호되는 형태라도, 필수적은 아니다. 어떤 형식의 컨베이어 벨트 또는 다른 시스템은 받침작용 및 아래쪽을 향한 구동표면 특징이 제공되는한 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시된 특정 실시예에 국한되지 않고 단지 다음의 청구항들에 의해 한정된다.

Claims (25)

1. 미립자 운반용 장치에 있어서,

   인입구 및 상기 인입구의 아래쪽에 있는 배출구 및 상기 인입구와 배출구 사이에 위치한 주요 운반채널(50)을 가지는 운반도관을 포함하고,

   상기 주요 운반채널(50)은 배출구를 향해 인입구와 배출구 사이에서 움직이는 마주보는 한 이동표면쌍에 의해 한정되고, 상기 이동표면중 하나이상이 일련의 불연속선을 가지며,

   각각의 불연속선은 운반 촉진영역내의 미립자 물질이 주요 운반채널(50)내의 미립자물질과 인접하도록, 주요 운반채널(50)과 인접하는 운반 촉진영역을 한정짓게 형성되며 각각의 불연속선들 아래쪽을 향한 구동표면을 가지고;

   배출구를 향해 인입구와 배출구 사이의 이동표면을 움직이는 이동 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미립자 운반용 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 아래쪽을 향하는 구동표면이 제 1이동표면(36)에 거의 수직인 것을 특징으로 하는 장치.
3. 인입구, 상기 인입구의 아래쪽에 있는 배출구 및 상기 인입구와 배출구 사이에 위치한 주요 운반채널(50)을 가지는 운반도관을 포함하고,

   상기 주요 운반채널(50)은 배출구를 향해 인입구와 배출구 사이에서 이동하는 하나이상의 제 1이동표면(36)에 의해 한정되며,

   제 1이동표면(36)은 운반촉진영역내의 미립자물질이 주요 운반채널(50)내의 미립자 물질과 인접하도록 주요 운반채널(50)과 인접한 운반촉진영역을 한정짓게 형성된 적어도 하나의 불연속선을 갖추고 있으며,

   상기 불연속선은 아래쪽을 향한 촉진용 구동표면을 가지고;

   배출구를 향해 인입구와 배출구 사이의 제 1이동표면(36)을 이동시키는 이동수단을 포함하는 미립자 운반용 장치에 있어서,

   아래쪽을 향한 구동표면이 제 1이동표면(36)에 거의 수직이고; 각각의 불연속선들은 아래쪽을 향한 구동표면의 아래쪽에 위치한 위쪽을 향한 표면 및 아래쪽 및 위쪽을 향하는 표면들과 인접하는 바닥표면을 포함하고,

   상기 위쪽을 향하는 표면은 바닥표면으로부터 제 1이동표면(36)으로 위쪽으로 경사진 것을 특징으로 하는 미립자 운반용 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 이동표면쌍이 운반도관 내에 거의 대칭인 채널을 한정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 이동표면쌍이 제 1회전디스크(26)의 제 1면과 제 2회전 디스크(28)의 제 2면을 포함하고 주요 운반채널(50)은 또한 인입구와 배출구 사이에서 연당되는 하나이상의 아치형벽에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 제 1면이 내부단면 및 외부단면을 갖추고 있고 아래쪽을 향한 구동표면이 내부단면으로부터 외부단면으로 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 아래쪽을 향한 구동표면이 아치형이며 제 1면의 내부면상에 위치한 유도단부 및 제 1면의 외부단면상에 위치한 종속단부를 가지며, 상기 종속단부는 유도단부에 상대적으로 배출구로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 운반 촉진영역이 내부단면으로부터 외부단면으로 연장됨에 따라 운반 촉진영역의 폭이 증가하는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 아래쪽을 향한 구동표면이 제 1면에 거의 수직인 것을 특징으로 하는 장치.
10. 인입구, 상기 인입구의 아래쪽에 있는 배출구 및 상기 인입구와 배출구 사이에 위치한 주요 운반채널(50)을 가지는 운반도관을 포함하고,

    상기 주요 운반채널(50)은 배출구를 향해 인입구와 배출구 사이에서 이동하는 하나이상의 제 1이동표면(36)에 의해서 한정되고,

    상기 제 1이동표면(36)은 운반 촉진 영역내의 미립자물질이 주요 운반채널 (50)내의 미립자물질과 인접하도록 주요 운반채널(50)과 인접한 운반 촉진영역을한정짓도록 형성된 적어도 하나의 불연속선을 갖추고 있고,

    상기 불연속선은 아래쪽을 향한 구동표면을 가지며;

    배출구를 향해 인입구와 배출구 사이의 제 1이동표면(36)을 이동시키는 이동수단을 더 포함하는 미립자 물질 운반용 장치에 있어서,

    상기 주요 운반채널(50)이 또한 배출구를 향해 인입구와 배출구 사이에서 이동하는 제 1이동표면(36)과 거의 마주보는 제 2이동표면에 의해서 한정되고;

    상기 이동표면쌍이 또한 제 1회전 디스크의 제 1면 및 제 2회전 디스크의 제 2면을 포함하고 주요 운반채널(50)은 또한 인입구와 배출구 사이에서 연장되는 하나이상의 아치형벽에 의해서 한정되고;

    제 1면이 내부단면과 외부단면을 가지며 아래쪽을 향한 구동표면이 내부단면으로부터 외부단면으로 연장되고;

    아래쪽을 향한 구동표면이 아치형이며 제 1면의 내부단면상에 위치한 유도단부 및 제 1면의 외부단면상에 위치한 종속단부를 가지고,

    상기 종속단부는 유도단부에 상대적으로 배출구로부터 연장되며;

    운반 촉진영역이 내부단면으로부터 외부단면으로 연장됨으로써 운반촉진영역의 폭이 증가하고;

    아래쪽을 향한 구동표면이 제 1면에 거의 수직이고;

    각각의 불연속선이 또한 아래쪽을 향한 구동표면의 아래쪽에 위치한 위쪽을 향한 표면 그리고 아래쪽 및 위쪽을 향한 표면과 인접하는 바닥표면을 포함하며, 위쪽을 향한 표면이 바닥표면으로부터 제 1면으로 위쪽으로 기우는 것을 특징으로하는 미립자 운반용 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 이동표면쌍이 운반도관 내에 거의 대칭인 채널을 한정짓도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 5 항에 있어서, 회전시에 인입구에 인접한 제 1 및 제 2표면 사이의 거리가 인입구와 배출구 사이에서 인입구로부터 아래쪽에 있는 제 1 및 제 2면 사이의 거리보다 크도록 제 1회전 디스크에 상대적인 각으로 제 2회전 디스크를 위치시키는 수단을 압축수단이 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 12 항에 있어서, 압축수단이 또한 제 1회전 디스크(26)에 상대적으로 제 2회전 디스크(28)의 각을 조절하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 압축수단이 또한 입자들을 진동시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 진동수단이 인입구에 인접해 있는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 1 항에 있어서, 운반도관이 거의 비점착성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 인입구 및 상기 인입구로부터 아래쪽에 있는 배출구를 갖춘 하우징;

    주요 운반채널(50)을 갖춘 배출구와 인입구 사이의 하우징내에 둘러싸인 운반도관을 포함하고,

    상기 주요 운반채널(50)은 인입구를 향해 인입구와 배출구 사이의 하우징에 상대적으로 이동할 수 있는 제 1 및 제 2회전 디스크에 의해서 한정되고 하나이상의 아치형 벽은 인입구와 배출구 사이에서 연장되며,

    상기 제 1회전 디스크(26)는 제 1면을 가지며, 제 2회전 디스크는 제 1면과 거의 마주보는 제 2면을 갖고, 제 1 및 제 2면 중 하나이상은 일련의 연속선을 가지며,

    각각이 연속선들은 제 1 및 제 2운반 촉진영역내의 미립자물질이 주요 운반채널(50)내의 미립자 물질과 인접하도록 주요 운반채널(50)과 인접한 제 1 및 제 2 운반 촉진 영역을 한정짓도록 형성되고;

    배출구를 향해 인입구와 배출구 사이의 제 1 및 제 2회전 디스크를 이동시키는 이동수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미립자 물질 운반용 장치.
18. 제 17항에 있어서, 제 1및 제 2운반 촉진영역 내에 위치한 미립자물질 및 주요 운반채널(50) 내에 위치한 미립자 물질로 구성된 전이성 고체(trasnient solid)의 형성을 유발시키도록 미립자 물질을 압축시키는 수단을 또한 포함하는 장치.
19. 제 18 항에 있어서, 운반도관의 횡단면 영역이 인입구로부터 배출구방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 인입구 및 상기 인입구로부터 아래쪽에 있는 배출구를 갖춘 하우징;

    그 사이에 미립자 물질 운반채널을 한정짓도록 서로 떨어져 있는 마주보는 제 1 및 제 2이동표면을 포함하고,

    상기 운반채널은 인입구 및 배출구와 미립자 흐름을 소통하도록 되어있고, 제 1 및 제 2이동표면은 배출구를 향해 인입구와 배출구 사이의 하우징에 상대적으로 이동할 수 있으며, 제 1 및 제 2 이동표면 중 하나이상은 일련의 불연속선을 갖추고 있고;

    배출구를 향해 인입구와 배출구 사이의 제 1 및 제 2이동표면을 구속 시키도록 연결된 구동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미립자 물질 운반용 장치.
21. 제 20 항에 있어서, 운반채널의 횡단면영역이 인입구로부터 배출구 방향으로 증가하는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제 20 항에 있어서, 제 1 및 제 2이동표면 각각이 일련의 불연속선을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제 20 항에 있어서, 인입구와 배출구 사이에서 연장되며 운반채널과 경계를 이루는 하나이상의 아치형벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제 20 항에 있어서, 제 1 및 제 2이동표면이 회전디스크들의 각 디스크표면인 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제 20 항에 있어서, 운반 촉진영역내의 미립자물질이 주요 운반채널(50)내의 미립자물질과 인접하도록 주요 운반채널(50)과 인접한 운반 촉진영역을 한정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.