KR100421093B1 - 슬러지 탈수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러지(sludge) 처리시에 슬러지의 수분을 제거하기 위한 장치에 관한 것으로, 구동부(100)와; 베어링부(200)와; 스크루 압축기(300)와; 필터부(400)와; 슬러지 가압부(500)로 구성되는 슬러지 탈수장치에 있어서, 상기 구동부(100)는 커플링(2)을 포함하고; 상기 베어링부(200)는 베어링 블록(3)을 포함하고; 상기 스크루 압축기(300)는, 왼쪽 측면의 커버(4) 및 내부 커버(5)와 출구측 커버(8)를 포함하고; 상기 필터부(400)는, 원통형 필터(10)와, 상기 필터(10)를 감싸는 필터 케이싱(9)과, 상기 필터 케이싱(9) 하부에 설치된 핀치 밸브(11)와, 상기 필터 케이싱(9) 상부 및 핀치 밸브(11)의 측면에 형성된 배관 접속용 구멍(19)을 포함하고; 상기 슬러지 가압부(500)는, 아래쪽으로 테이퍼진 피스톤(12)과, 상기 피스톤(12)과 나사 결합되는 로드(14)와, 상기 로드(14)의 둘레에 결합된 스프링(13)과, 상기 필터 케이싱(9)과 측면에서 결합된 피스톤 케이싱(24)과, 상기 피스톤 케이싱(24)의 내부 상부면에 형성된 홈(12b)과, 상기 홈(12b)에 끼워지는 상기 피스톤(12)에 형성된 핀(12a)과, 상기 피스톤 케이싱(24)의 하부에 설치된 슬러지 배출구(18)와, 상기 피스톤 케이싱(24)의 후단과 나사 결합되는 피스톤 너트(15)와, 상기 로드(14)의 후단과 나사 결합되는 풀림 방지용 너트(16)를 포함하고; 상기 필터부(400)의 배관 접속용 구멍(19)에는, 에어 파이프(22)와 공기 압축기(23)를 포함하는 필터 탈진장치(600)가 연결된 것을 특징으로 한다.

Description

슬러지 탈수장치{An arrangement for dehydrating sludges}

본 발명은 수분이 함유된 상태의 슬러지를 건조시켜 환경오염 방지와 건축재로의 재활용을 위한 장치에 관한 것이다.

현재 가장 선진화된 슬러지 처리장치는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 펌프(25), 원심분리기(30), 수직형 스크루 컨베이어(40) 및 슬러지 보관상자(50)로 구성되어 있다. 수처리 침전지 바닥에 쌓여있는 슬러지는 펌프(25)에 의해 원심분리기(30)로 이송된다. 이 이송된 슬러지에 혼입된 수분은 원심분리기(30)에 의해 1차로 분리된다. 이 분리된 수분은 다시 침전지로 보내지고, 수분 분리를 촉진시키기 위해 슬러지를 수직형 스크루 컨베이어(40)로 통과시킨다. 이 수직형 스크루 컨베이어(40)를 통과하면서, 다시 2차로 분리된 수분이 침전지로 보내지고, 슬러지는 슬러지 보관상자(50)로 보내진다.

그러나 상기와 같은 종래의 장치는, 슬러지의 수분제거가 충분하지 못하여 수분이 함유된 반죽 상태의 슬러지가 배출됨으로써 건축재로서의 재활용이 불가능할 뿐 아니라, 매립시에는 환경오염을 일으키는 등의 문제가 있어서, 슬러지 처리에 많은 어려움이 따른다.

본 발명의 장치는 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수분과 혼합된 상태의 슬러지를 효과적으로 건조시켜 환경오염 방지 및 건축재로의 재활용 등을 가능하게 하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 슬러지 탈수장치의 부분단면 사시도,

도 2는 본 발명의 슬러지 탈수장치의 측면 단면도,

도 3은 종래의 슬러지 탈수작업의 공정도,

도 4는 본 발명의 슬러지 탈수장치를 사용한 슬러지 탈수작업 공정도이다.

* 주요 도면 부호의 설명

1: 기어모터 2: 커플링

3: 베어링 블록 3a: 베어링 커버

3b: 베어링 4: 커버

5: 내부 커버 6: 케이싱

7: 스크루 8: 출구측 커버

9: 필터 케이싱 10: 필터

11: 핀치밸브 12: 피스톤

12a: 핀 12b: 홈

13: 스프링 14: 로드

15: 피스톤 너트 16: 풀림방지용 너트

17: 슬러지 흡입구 18: 슬러지 배출구

19: 배관접속용 구멍 20: 축

20a: 기어모터 축 20b: 축

21: 구멍 22: 에어파이프

23: 공기압축기 24: 피스톤 케이싱

25: 펌프 30: 원심분리기

40: 수직형 스크루 컨베이어 50: 슬러지 보관상자

60: 슬러지 탈수장치 100: 구동부

200: 베어링부 300: 스크루압축기

400: 필터부 500: 슬러지 가압부

600: 필터 탈진장치

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동부(100)와; 베어링부(200)와; 스크루 압축기(300)와; 필터부(400)와; 슬러지 가압부(500)로 구성되는 슬러지 탈수장치에 있어서, 상기 구동부(100)는 커플링(2)을 포함하고; 상기 베어링부(200)는 베어링 블록(3)을 포함하고; 상기 스크루 압축기(300)는, 왼쪽 측면의 커버(4) 및 내부 커버(5)와 출구측 커버(8)를 포함하고; 상기 필터부(400)는, 원통형 필터(10)와, 상기 필터(10)를 감싸는 필터 케이싱(9)과, 상기 필터 케이싱(9) 하부에 설치된 핀치 밸브(11)와, 상기 필터 케이싱(9) 상부 및 핀치 밸브(11)의 측면에 형성된 배관 접속용 구멍(19)을 포함하고; 상기 슬러지 가압부(500)는, 아래쪽으로 테이퍼진 피스톤(12)과, 상기 피스톤(12)과 나사 결합되는 로드(14)와, 상기 로드(14)의 둘레에 결합된 스프링(13)과, 상기 필터 케이싱(9)과 측면에서 결합된 피스톤 케이싱(24)과, 상기 피스톤 케이싱(24)의 내부 상부면에 형성된 홈(12b)과, 상기 홈(12b)에 끼워지는 상기 피스톤(12)에 형성된 핀(12a)과, 상기 피스톤 케이싱(24)의 하부에 설치된 슬러지 배출구(18)와, 상기 피스톤 케이싱(24)의 후단과 나사 결합되는 피스톤 너트(15)와, 상기 로드(14)의 후단과 나사 결합되는 풀림 방지용 너트(16)를 포함하고; 상기 필터부(400)의 배관 접속용 구멍(19)에는, 에어 파이프(22)와 공기 압축기(23)를 포함하는 필터 탈진장치(600)가 연결된 것을 특징으로 한다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기어모터(1)는 스크루(7)를 구동시키기 위한 것으로, 저속회전(분당 10∼20회전)이 필요하여 1/100∼1/150 정도의 감속기가 부착된 것이 사용되며, 스크루(7)의 축(20)과 기어모터(1)의 축(20a)을 연결시키기 위해(도 2 참조), 일반 플랜지형 커플링(2)이 사용된다.

또한 슬러지의 이송시 스크루 압축기(300)에서 발생하는 축방향 추력을 지지하기 위해 트러스트 베어링이 장착된 베어링 블록(3)을 장착하여 장치의 실용성을 높였으며, 베어링 블록(3)의 전후면에 베어링(3b)을 지지하고 오일의 누출을 방지하기 위해 베어링 커버(3a)를 설치하여, 베어링(3b)의 윤활을 원활히 하고 내구성을 향상시켰다.

스크루(7)의 외부를 감싸는 케이싱(6)은 상부면에 원형의 플랜지 형상으로 슬러지 흡입구(17)가 설치되고, 이 슬러지 흡입구(17)를 통해 슬러지가 유입된다. 이 유입된 슬러지의 밀봉 및 축(20)의 지지를 위해서 케이싱(6) 왼쪽 측면에 원형의 커버(4)가 설치되고, 또한 그 옆으로 밀봉효과를 높이기 위하여 내부커버(5)를 키로 고정시켜 설치해서 슬러지의 누설을 방지한다.

스크루압축기(300)의 스크루(7)는 원형의 축에 나선형으로 날개가 용접된 구조이고, 출구측으로 가면서 날개의 피치가 좁아지도록 하여서, 출구측으로 이동되면서 탈수효과가 증대하게 된다.

출구측 커버(8)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 스크루(7)의 오른쪽 축(20b)을 지지하기 위한 원형의 구멍이 중앙에 설치되어 있고, 이 구멍의 둘레를 따라 슬러지를 통과시키기 위한 구멍(21)이 다수개 가공되어 있으며, 케이싱(6)과 필터 케이싱(9) 사이에서 볼트로 조립 설치된다. 따라서 상기 출구측 커버(8)의 가운데 구멍은 스크루(7)의 축(20b)을 지지하고, 슬러지는 이 가운데 구멍 둘레의 다수의 구멍(21)을 통해 필터부(400)로 용이하게 이송된다.

상기 필터부(400)는, 필터 케이싱(9)과, 이 필터 케이싱(9) 내부에 그물망 형태로 설치된 금속 필터(10)와, 필터 케이싱(9) 하부에 설치된 핀치밸브(11)로 구성된다. 스크루압축기(300)에서 압축되어 상기 출구측 커버(8)의 구멍(21)을 통해 필터부(400)로 유입된 슬러지는 후단의 슬러지 가압부(500)에서 스프링(13)의 힘을 받는 피스톤(12)에 의해 더욱 압축되어서, 필터(10)를 통해 슬러지에 함유된 수분과 오일 등이 분리되고, 이 분리된 수분 등은 하부의 핀치밸브(11)를 통해 배출된다.

상기 필터 케이싱(9) 상부 및 핀치밸브(11)에는 배관접속용 구멍(19)이 각각 설치되고, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 필터 탈진장치(600)의 에어파이프(22)를 이 배관접속용 구멍(19)에 연결해서 압축공기가 들어올 수 있도록 한다. 이후 필요에 따라 필터(10)에 눌어붙은 슬러지를 청소하기 위해 핀치밸브(11)를 닫고, 상기 에어파이프(22)와 배관접속용 구멍(19)을 통해 압축공기를 공기압축기(23)를 이용해서 필터부(400)로 분사한다.

상기한 바와 같이 슬러지 가압부(500)는, 스프링(13)의 힘에 의해 피스톤(12)이 슬러지에 압력을 가해서 슬러지의 수분 등을 강제로 제거하도록 하는 장치이다. 피스톤 케이싱(24)이, 필터부(400)의 필터 케이싱(9)과 측면으로 연결되고, 상기 피스톤(12)과 로드(14)와 스프링(13)을 감싸며, 그 하부에는 슬러지 배출구(18)가 설치되어 있다. 슬러지에 압력을 가하는 피스톤(12)의 면은, 도 2에 도시된 바와 같이, 하부의 핀치밸브(11)로 수분이 용이하게 배출되도록 아래로 테이퍼진 형태이다. 또한 피스톤(12)의 단면은 원형으로 상부에 핀(12a)이 박혀져 있고,이 핀(12a)은 피스톤 케이싱(24) 내부 상부면에 설치된 홈(12b)을 따라 길이방향으로 이동되고, 이 홈(12b)에 끼인 상기 핀(12a)에 의해 피스톤(12)은 회전하지 않게 된다. 상기 피스톤(12)은 원형의 로드(14)와 나사결합되고, 이 로드(14)의 둘레로 압력을 가하기 위한 스프링(13)이 설치된다. 상기 로드(14)의 후단은 피스톤 너트(15)를 관통하고, 이 피스톤 너트(15)는 피스톤 케이싱(24)과 나사결합되어 있으며, 풀림방지용 너트(16)가 피스톤 너트(15)의 뒤에서 로드(14) 후단에 설치된 나사에 조여진다. 상기 피스톤 너트(15)가 피스톤 케이싱(24)과 결합되어 스프링(13)을 왼쪽에서 지지하고, 상기 풀림방지용 너트(16)와 로드(14)와 피스톤(12)이 일체가 되어 스프링(13)을 오른쪽에서 지지한다. 상기 로드(14)와 풀림방지용 너트(16)는 피스톤 너트(15)와 분리되어 있으며, 로드(14)는 피스톤 너트(15)의 관통구를 미끄러져 이동한다. 이 피스톤 너트(15)와 풀림방지용 너트(16)를 조정해서 스프링(13)의 힘을 변동시켜, 슬러지의 종류와 혼합물의 농도에 따라 알맞은 압력으로 조정할 수 있도록 한다.

본 발명의 작용은 다음과 같다.

슬러지 펌프(25)의 구동시에 본 장치가 동시에 작동되며, 전원을 공급받은 기어모터(1)가 회전을 해서, 동력전달장치인 커플링(2)을 통해 회전동력을 축(20)과 이 축(20)에 연결된 스크루(7)에 전달한다.

슬러지 흡입구(17)를 통해 유입된 슬러지는 회전하는 스크루(7)의 날개를 따라 장폭에서 협폭으로 점차 압축되며 우측으로 이동해서, 출구측 커버(8)의 구멍(21)을 통해 필터부(400)의 필터(10) 내부로 유입된다.

상기 유입된 슬러지는 슬러지 가압부(500)에 설치된 스프링(13)의 작용하에 있는 피스톤(12)을 압박하게 되고, 이에 따른 반작용으로 슬러지에 압력이 가해져서, 슬러지의 수분과 오일 등이 필터(10)를 통해 슬러지에서 분리되어 핀치밸브(11)를 통해 외부로 배출된다. 이 수분 등이 제거된 슬러지는 더욱 스크루(7)의 추력을 받아 피스톤(12)에 더한 압력을 가하고, 따라서 이 피스톤(12)이 우측으로 밀려나고, 이 피스톤(12)에 연결된 로드(14)도 피스톤 너트(15)의 관통구를 미끄러져 역시 오른쪽으로 밀려난다. 따라서 피스톤(12)에 의해 닫혀 있던 슬러지 배출구(18)의 입구가 열리므로 상기 슬러지는 슬러지 배출구(18)를 통해 밖으로 배출된다.

상기 슬러지에 가해지는 압력은 스프링상수를 감안하여 피스톤 너트(15)와 풀림방지용 너트(16)를 회전시켜 스프링(13)에 의해 가해지는 힘을 조정함으로써 조절할 수 있다.

또한 계속적인 사용에 의해 필터(10)에 슬러지가 많이 끼이면, 핀치밸브(11)를 막고 필터케이싱(9) 상부와 핀치밸브(11) 측면의 에어파이프(22)와 연결된 배관접속용 구멍(19)을 통해 압축에어를 순간적으로 분사하여 슬러지 흐름 반대방향으로 역 플러싱(flushing)에 의해 필터막힘을 해소한다.

도 4는 본 발명 슬러지 탈수장치(60)가 장착된 슬러지 처리공정을 나타낸다.

한편, 본 발명 슬러지 탈수장치(60)를 작동시 제어판(control panel)에 타이머를 설치하여 솔레노이드 밸브의 자동개폐로 운전이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 슬러지 탈수장치를 이용함으로써, 반죽 상태의 슬러지를 충분히 건조하고 폐기물의 발생을 감소시켜 환경오염 방지 및 건축재로의 재활용을 할 수 있다.

Claims (1)

1. 기어모터(1)를 포함하는 구동부(100)와; 상기 구동부(100)의 우측에 위치하는 베어링부(200)와; 스크루(7)와, 상기 스크루(7)를 감싸는 케이싱(6)과, 상기 케이싱(6) 상부의 슬러지 흡입구(17)를 포함하고, 베어링부(200)의 우측에 위치하는 스크루 압축기(300)와; 상기 스크루 압축기(300)의 우측에 위치하는 필터부(400)와; 상기 필터부(400)의 우측에 위치하는 슬러지 가압부(500)로 구성되는 슬러지 탈수장치에 있어서,

   상기 구동부(100)는, 상기 기어모터(1)의 축(20a)과 스크루(7)의 축(20)을 연결하는 커플링(2)을 포함하고;

   상기 베어링부(200)는, 베어링(3b)과 베어링 커버(3a)로 구성되어 스크루(7)의 축(20)을 지지하는 베어링 블록(3)을 포함하고;

   상기 스크루 압축기(300)는, 왼쪽 측면의 커버(4) 및 내부 커버(5)와, 스크루(7) 오른쪽의 축(20b)을 지지하기 위한 중앙의 구멍과, 이 중앙의 구멍의 둘레를 따라 다수의 구멍(21)이 형성된 오른쪽 측면의 출구측 커버(8)를 포함하고;

   상기 필터부(400)는, 원통형 필터(10)와, 스크루 압축기(300)의 케이싱(6)과 출구측 커버(8)를 사이에 두고 연결되며 상기 필터(10)를 감싸는 필터 케이싱(9)과, 상기 필터 케이싱(9) 하부에 설치된 핀치 밸브(11)와, 상기 필터 케이싱(9) 상부 및 핀치 밸브(11)의 측면에 형성된 배관 접속용 구멍(19)을 포함하고;

   상기 슬러지 가압부(500)는, 아래쪽으로 테이퍼진 피스톤(12)과, 상기 피스톤(12)과 나사 결합되는 로드(14)와, 상기 로드(14)의 둘레에 결합된 스프링(13)과, 상기 피스톤(12)과 상기 로드(14)와 상기 스프링(13)을 감싸며 상기 필터 케이싱(9)과 측면에서 결합된 피스톤 케이싱(24)과, 상기 피스톤 케이싱(24)의 내부 상부면에 길이 방향으로 형성된 홈(12b)과, 상기 홈(12b)에 끼워져 상기 피스톤(12)이 회전되지 않고 길이 방향으로만 이동하게 하는 상기 피스톤(12)에 형성된 핀(12a)과, 상기 피스톤 케이싱(24)의 하부에 설치된 슬러지 배출구(18)와, 상기 피스톤 케이싱(24)의 후단과 나사 결합되며 상기 로드(14)가 관통되어 미끄러져 이동하는 피스톤 너트(15)와, 상기 로드(14)의 후단과 나사 결합되는 풀림 방지용 너트(16)를 포함하고;

   상기 필터부(400)의 상기 필터 케이싱(9)의 상부 및 핀치 밸브(11)의 측면에 형성된 배관 접속용 구멍(19)에는, 에어 파이프(22)와 공기 압축기(23)를 포함하는 필터 탈진장치(600)가 연결된 것을 특징으로 하는 슬러지 탈수장치.