KR100521283B1 - Rotary type Surface washing equipment of rapid sand filter. - Google Patents
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Abstract
본 발명은 정수장의 급속 모래여과지에 사용하는 여과지의 표면 세척장치에 관한 기술이다.The present invention relates to a filter paper surface cleaning apparatus for use in rapid sand filter paper of a water purification plant.
본 발명의 목적은 여과지 표면에 데드존(dead zone)이 없게 하여 표면 세척 효과를 극대화 할 수 있는 여과지의 회전식 표면 세척 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a rotary surface cleaning apparatus for filter paper which can maximize the surface cleaning effect by having no dead zone on the surface of the filter paper.
여과지의 평면 모양을 가로와 세로의 비율이 약 1.5∼1.6 : 1 정도인 장방형으로 하고 장방형의 평면 모양을 한 여과지의 4군데 모서리를 45°로 각을 주어 구석진 곳을 없애고 회전식 표면 세척기는 그 회전 암(arm)의 길이가 여과지의 세로(짧은 쪽)보다 조금 작게 정하고 여과지마다 2조의 회전식 표면 세척장치를 설치하되 각각의 표면 세척기의 회전 암은 서로 90°의 각도를 가지게 위치를 정한다.The flat shape of the filter paper is a rectangle having a ratio of 1.5 to 1.6: 1 in the horizontal and vertical directions. Four corners of the rectangular flat filter paper are angled at 45 ° to eliminate corners, and the rotary surface washer is rotated. The length of the arm is set to be slightly smaller than the length of the filter paper (short side), and two sets of rotary surface cleaners are installed for each filter paper, and the rotating arms of each surface cleaner are positioned at an angle of 90 ° to each other.
각각의 표면세척기의 회전 암은 표면 세척수 배관에 회전 자재한 밀봉 구조로 연결하였고 각각의 회전 암의 윗 쪽은 미리 정한 회전수로 회전하게 한 각각의 구동 감속기의 출력축에 일체로 회전하도록 연결하였다.The rotating arm of each surface washer was connected by a sealing structure rotatably connected to the surface wash water pipe, and the upper side of each rotating arm was connected integrally with the output shaft of each drive reducer which was rotated at a predetermined speed.
이 구동 감속기는 2개의 감속기중 한 대는 전동기와 일체로 형성한 웜 감속기이고 이 감속기의 입력회전축은 그 반대쪽을 밖으로 돌출 되게 연장하여 다른 구동감속기의 입력축에 연결 카플링과 연결 축으로 연결하였다.One of the two reducers is a worm reducer that is integrally formed with the motor, and the input shaft of the reducer extends outwardly to the opposite side, and is connected to the input shaft of the other drive reducer by coupling coupling and connecting shaft.
그리고 각각의 구동 감속기의 출력축은 같은 회전수로 회전하되 그 회전 방향은 서로 반대가 되도록 정하였다.And the output shaft of each drive reducer is rotated at the same rotational speed, but the direction of rotation is determined to be opposite to each other.
본 발명의 여과지의 표면 세척장치는 여과지의 표면에 데드 존이 없이 골고루 표면세척이 되게 하여 표면 세척 효과가 높고 여과지의 여과 지속시간이 증가하는 효과가 있다.Surface cleaning apparatus of the filter paper of the present invention is to have a surface evenly washed without the dead zone on the surface of the filter paper has a high surface cleaning effect and the effect of increasing the filtration duration of the filter paper.
Description
본 발명은 상수도 정수장의 여과공정에 사용되는 급속 모래 여과지의 표면세척장치에 관한 기술이다.The present invention relates to a surface cleaning apparatus for a rapid sand filter paper used in the filtration process of a water treatment plant.
급속 모래 여과지의 표면세척에 사용하는 표면 세척 방식은 고정식 과 회전식이 있는데 고정식은 일정 간격으로 고정 설치한 노즐에서 분사되는 표면세척수로 여과층 표면에 축적된 머드볼(mud ball)을 파괴하는 것이고 회전식은 일정 속도로 회전하는 회전 암에 부착된 노즐에서 분사되는 표면세척수로 여과층 표면에 축적된 머드볼(mud ball)을 파괴하는 것이다.The surface cleaning method used for the surface cleaning of quick sand filter paper is fixed and rotary type. The fixed type is surface washing water sprayed from nozzles fixedly installed at regular intervals and destroys mud balls accumulated on the surface of the filter layer. Is a surface washing water sprayed from a nozzle attached to a rotating arm rotating at a constant speed to destroy mud balls accumulated on the surface of the filter layer.
고정식은 배관이 복잡하고 비용이 많이 들고 표면세척수량도 많이 필요한 반면 고장의 발생 빈도는 적다.Stationary systems are complex, expensive, and require a large amount of surface flushing, but have fewer failures.
회전식 표면 세척장치는 구조가 간단하고 설치비용도 비교적 저렴하고 표면세척에 필요한 수량도 적고 표면 세척 효과도 좋으나 여과지의 평면은 4각형인데 회전식 표면 세척기 암의 궤적은 원형이 되어 여과지 면적의 약 20% 정도의 데드존(dead zone)의 발생이 불가피하고 이 데드 존의 머드 볼이 제거되지 않는 경향이 있고 마모 등 고장의 빈도가 상대적으로 높은 결점이 있다.The rotary surface cleaning device is simple in structure, relatively inexpensive to install, the quantity required for surface cleaning is small, and the surface cleaning effect is good. However, the plane of the filter paper is quadrilateral, and the trajectory of the rotary surface cleaner arm is circular, which is about 20% of the filter paper area. The occurrence of a dead zone of the degree is inevitable, there is a tendency that the mud ball of the dead zone is not removed, and the frequency of failure such as wear is relatively high.
여과지를 오래 동안 사용하면 여과 원수 중에 포함된 진흙이나 기타 미세한 물질이 여과층의 표면에 부착하여 점점 그 양이 증가하고 나중에는 진흙 덩어리 같이 두껍고 단단하게 되는데 이것을 머드 볼(mud ball)이라 하며 이것은 통상의 세척수 만으로는 제거되지 않는다.Over long periods of time, the mud or other fines contained in the raw water will adhere to the surface of the filtration layer, increasing in volume and becoming thicker and harder, like mud balls, which are usually called mud balls. The washing water alone does not remove it.
만약 머드 볼이 제거되지 않으면 여과 지속시간이 줄어들고 세척 수량이 증가하며 경우에 따라서는 여과 수질의 악화를 초래하기도 한다.If mud balls are not removed, the duration of the filtration is reduced, the quantity of washing is increased, and in some cases the quality of the filtration water is degraded.
따라서 급속 모래 여과지에서 머드 볼은 반드시 제거되어야 하고 이것이 효과가 좋은 표면 세척 장치가 사용되어야 하는 이유이다.The mud balls must therefore be removed from the quick sand filter and this is why a good surface cleaning device should be used.
종래의 표면 세척기는 노즐에서 분사하는 표면 세척수의 반력에 의하여 표면 세척기 암을 회전 시켰는데 노즐의 형상이나 크기 수량, 표면세척수의 압력, 세척 수량등에 의하여 회전수가 일정하지 않게 되는 결점이 있었고 회전 암 이 서로 겹치지 않아 여과지 상에 데드 존이 넓게 존재하여 표면 세척 효과가 제한되는 결점이 있었다.Conventional surface cleaners rotate the surface washer arm by the reaction force of the surface washing water sprayed from the nozzle. The defect was that the rotational speed was not constant due to the shape or size of the nozzle, the pressure of the surface wash water, and the amount of washing. There was a drawback that the dead zone is present on the filter paper because it does not overlap each other, thereby limiting the surface cleaning effect.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 여과지 표면의 데드 존의 발생을 방지하고 일정한 속도로 회전하면서 효과적으로 표면 세척을 할 수 있는 여과지의 표면세척 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a surface cleaning apparatus for a filter paper, which prevents the generation of dead zones on the surface of the filter paper and effectively cleans the surface while rotating at a constant speed.
본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,The present invention to achieve the above technical problem,
가로와 세로의 길이 비율이 1.5∼1.6 : 1 또는 2.1∼2.2 : 1 정도 인 1개 이상의 급속 모래 여과지로 구성된 모래 여과지;Sand filter paper composed of at least one rapid sand filter paper having a length-to-length ratio of 1.5 to 1.6: 1 or 2.1 to 2.2: 1;
상기 급속 모래 여과지에서 4군데의 모서리를 미리 정한 치수로 45°가 되게 한 모서리 경사부;An edge inclined portion having four corners of the rapid sand filter paper at 45 ° with a predetermined dimension;
상기 급속 모래 여과지의 위를 통과 할 수 있게 통로를 설치하고 그 통로 위의 미리 정한 위치에 설치한 전동 구동 웜 감속기와 이 감속기에 연결하여 회전수는 서로 동일하고 출력축의 회전 방향은 서로 반대가 되게 설치한 웜 감속기;A passage is installed so as to pass through the rapid sand filter paper, and the motor-driven worm reducer installed at a predetermined position on the passage is connected to the reducer so that the rotation speed is the same and the rotation direction of the output shaft is opposite to each other. Installed worm reducer;
상기 전동 구동 웜 감속기의 축력축과 웜 감속기의 출력축에 고정 설치한 출력축 카플링 과 이 카플링에 연결한 수직 회전부와 이 수직 회전부에 설치한 회전 밀봉 이음;An output shaft coupling coupled to an axial force shaft of the electric drive worm reducer and an output shaft of the worm reducer, a vertical rotation portion connected to the coupling and a rotation sealing joint provided on the vertical rotation portion;
상기 수직 회전부의 하부에 일체로 관통되게 연결한 회전 암;A rotary arm connected integrally with the lower portion of the vertical rotation part;
상기 회전 암의 측면부 및 끝 부분에 설치한 측면부 노즐 과 엔드 노즐; 및Side nozzles and end nozzles provided on side and end portions of the rotary arm; And
상기 회전암은 동일한 속도로 회전하되 서로 반대로 회전하면서 처음에는 서로 90°의 각도를 유지하게 한 것을 포함하는 여과지의 표면 세척장치를 제공한다.The rotary arm rotates at the same speed, but rotates opposite to each other to provide a surface cleaning apparatus for the filter paper, including initially maintaining an angle of 90 ° to each other.
이하 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
도1은 본 발명에 의한 여과지의 표면 세척장치 의 구성을 나타낸 평면도이나 이것이 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니고 무수한 변형이 가능하며 이것도 본 발명의 권리에 포함되는 것이다.1 is a plan view showing the configuration of the surface cleaning apparatus of the filter paper according to the present invention, but this does not limit the contents of the present invention, and numerous modifications are possible, which are included in the rights of the present invention.
직4각형의 평면 모양을 한 급속 모래여과지의 여과지 구조물(1)의 치수를 가로와 세로의 길이 비율을 1.5∼ 1.6 : 1 정도(1지당 표면 세척기 암 2조 설치 시) 또는 2.1∼2.2 : 1 정도( 1지당 표면 세척 암 3조 설치 시 )로 정하고 이 여과지 구조물(1)의 4군데 모서리의 90°각진 부분을 미리 정한 치수로 45°가 되도록 [도 1]과 같이 모서리 경사부(2)를 형성하였다.The vertical and horizontal length ratio of the filter paper structure (1) of the rectangular sand flat filter paper is 1.5 to 1.6: 1 (when two tanks of surface cleaners are installed per paper) or 2.1-2.2: 1 The degree of inclination (2) as shown in Fig. 1 so that the 90 ° angled portions of the four corners of the filter paper structure 1 become 45 ° with a predetermined dimension. Was formed.
여과지 구조물(1)의 위쪽에는 여과지를 관통하도록 길게 통로(3)을 설치하고 이 통로(3)위에는 미리 정한 위치에 전동 구동 웜 감속기(4)와 웜 감속기(5)를 설치하고 이 두 감속기는 전동 구동 웜 감속기(4)의 회전 입력축과 같은 속도로 회전하는 연결 구동축(4-1)과 웜 감속기(5)의 회전 입력축 사이를 축 연결 카플링(6)과 연결 전동축(7)로 연결하였다.A passage 3 is provided above the filter paper structure 1 so as to penetrate the filter paper, and above the passage 3, an electric drive worm reducer 4 and a worm reducer 5 are installed at predetermined positions. A shaft connecting coupling (6) and a connecting transmission shaft (7) were connected between the connecting drive shaft (4-1) and the rotating input shaft of the worm reducer (5) rotating at the same speed as the rotation input shaft of the electric drive worm reducer (4). .
전동 구동 웜 감속기(4)와 웜 감속기(5)의 출력축은 회전수는 동일하고 회전방향은 서로 반대가 되도록 정하였다.The output shafts of the electric drive worm reducer 4 and the worm reducer 5 are set such that the rotation speed is the same and the rotation directions are opposite to each other.
전동 구동 웜 감속기(4)의 출력축(4-2)와 웜 감속기(5)의 출력축(5-1)에는 출력축 카플링(8)을 축 방향으로 밀리지 않게 고정되게 삽입하여 함께 회전하도록 설치하고 이 출력축 카플링(8)에는 수직 회전부(9)를 일체로 고정하여 연결하고 수직 회전부(9)의 중간에는 표면세척수가 관통하여 들어오되 외부로는 새지 않도록 밀봉구조로 연결하고 회전은 자재로 할 수 있는 회전 밀봉 이음(10)을 설치하고 회전 밀봉 이음(10)과 연결된 배관 연결부(10-1)에서 표면 세척수 관(차)에 연결하였다.The output shaft 4-2 of the electric drive worm reducer 4 and the output shaft 5-1 of the worm reducer 5 are inserted into the output shaft coupling 8 so as not to be pushed in the axial direction and installed to rotate together. The coupling (8) is integrally fixed to the coupling (8), and in the middle of the vertical rotation (9), the surface wash water flows in, but is connected in a sealed structure so that it does not leak outward, and the rotation can be made of material. The sealing joint 10 was installed and connected to the surface wash water pipe (car) at the pipe connection 10-1 connected with the rotary sealing joint 10.
수직 회전부(9)의 하부는 회전 암(11)과 일체로 연결하되 수직 회전부(9)와 회전 암(11)은 서로 90°이고 회전 암(11)은 여과사층(가)의 표면에 평행 되도록 수평으로 설치하고 여과사층(가)의 표면을부터 회전 암(11)의 밑면이 약 5∼10cm 높게 설치하였다.The lower part of the vertical rotating part 9 is integrally connected with the rotating arm 11, so that the vertical rotating part 9 and the rotating arm 11 are 90 ° to each other and the rotating arm 11 is parallel to the surface of the filter sand layer A. It was installed horizontally, and the bottom surface of the rotating arm 11 was installed about 5-10 cm high from the surface of the filter sand layer (a).
회전 암(11)에는 측면부 노즐(11-1)과 엔드 노즐(11-2)를 미리 정한 위치에 미리 정한 숫자로 설치하였다.The side arm nozzle 11-1 and the end nozzle 11-2 were attached to the rotating arm 11 by the predetermined number in the predetermined position.
그리고 최초 위치 설정시 회전 암(11)은 서로 90°되도록 위치 및 상대 각도를 정하여 설치하였다.And the rotational arm 11 at the time of initial position setting was installed by setting the position and relative angle so that 90 degrees mutually.
본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention is as follows.
여과지에 여과 원수를 공급하여 여과를 계속하다가 여과지가 폐색되면 표면 세척 및 세척을 한다.Supply filtration raw water to the filter paper to continue the filtration, and when the filter paper is blocked, the surface is washed and washed.
먼저 여과지 내의 수면을 여과사층(가)의 표면까지 낮추고 전동 구동 웜 감속기(4)를 가동시키면 여기에 연결된 웜 감속기(5)도 함께 미리 정한 속도와 방향으로 회전을 시작하고 이 감속기들의 출력축에 연결된 수직회전부(9)와 여기에 연결된 회전 암(11)도 함께 미리 정한 일정한 속도로 회전한다.First, when the water level in the filter paper is lowered to the surface of the filter sand layer (a) and the electric drive worm reducer 4 is operated, the worm reducer 5 connected thereto also starts to rotate at a predetermined speed and direction, and is connected to the output shafts of these reducers. The vertical rotating portion 9 and the rotating arm 11 connected thereto also rotate at a predetermined constant speed.
이때 표면 세척수 관(차)에 약 4kg/㎠의 압력을 가진 표면 세척수를 0.05∼0.1㎥/㎡.min의 속도로 공급하면 회전 암(11)에 부착된 측면부 노즐(11-1)과 엔드 노즐(11-2)에서 표면 세척수가 압력에 의하여 강하게 분사되면서 여과사 층 표면에 충돌하면서 여과사층에 형성된 머드 볼을 강력하게 부순다.At this time, if the surface washing water having a pressure of about 4kg / ㎠ to the surface washing water pipe (car) at a rate of 0.05 ~ 0.1 ㎥ / ㎡.min and the side nozzle (11-1) and the end nozzle attached to the rotating arm (11) In (11-2), the surface washing water is strongly sprayed by the pressure, crashing the mud ball formed in the filter sand layer while colliding with the surface of the filter sand layer.
약 1분후에 여과지의 밑으로부터 세척수를 공급하면서 여과사층을 세척하면 여과사층은 원래의 부피보다 약 30%정도 더 부풀게 되는데 이때 표면 세척장치의 회전 암(11)은 부풀은 여과사층 내로 들어가게 되고 회전 암(11)의 위치와 여과사층 표면의 머드 볼의 위치가 거의 같게 되어 부풀은 여과사층의 내부에서 6∼10rpm으로 회전하는 회전 암(11)에 의한 기계적 교반력으로 머드 볼을 파괴하고 노즐로부터 분사되는 압력수가 동시에 머드 볼을 수리학적으로도 파괴하게 되어 약 5분정도 계속하면 머드 볼이 완전히 파괴 제거된다.After about one minute, when the filter sand layer is washed while supplying the washing water from the bottom of the filter paper, the filter sand layer is inflated by about 30% more than the original volume. At this time, the rotating arm 11 of the surface cleaning device enters the swollen filter sand layer and rotates. The position of the arm 11 and the position of the mud ball on the surface of the filter sand layer are almost the same, and the mud ball is destroyed by the mechanical stirring force by the rotating arm 11 rotating at 6 to 10 rpm in the inside of the swollen filter sand layer. At the same time, the water pressure is sprayed to destroy the mud ball hydraulically and continue for about 5 minutes to completely destroy the mud ball.
그리고 [도1]에서와 같이 두 개의 회전 암(11)이 서로 일정 부분 겹쳐서 회전하므로 그 사이의 여과 사층은 강하게 교반 되면서 표면 세척이 되고 더군다나 그 사이의 데드 존은 두 개의 회전 암이 서로 겹치지 않고 회전하는 종래의 회전식 표면세척기에 비하여 약1/6이하로 감소하며 회전 암(11)의 크기를 여과지의 세로 길이와 거의 비슷하게 정하면 엔드 노즐(11-2)에서 분사되는 압력수의 영향으로 실제 데드 존은 거의 존재하지 않게 되며 여과지 구조물(1)의 4군데 구석도 모서리 경사부(2)로 구석 면적을 없앴기 때문에 데드 존이 존재하지 않는다.And as shown in FIG. 1, the two rotary arms 11 rotate by overlapping each other with a certain portion, so that the four layers of filtration between them are strongly stirred and the surface is washed, and the dead zone between them does not overlap the two rotary arms. It is reduced to about 1/6 or less as compared to the conventional rotary surface washing machine. When the size of the rotary arm 11 is approximately equal to the length of the filter paper, it is actually dead due to the pressure water sprayed from the end nozzle 11-2. Zones rarely exist and dead zones do not exist because the four corners of the filter paper structure 1 have also eliminated the corner area with the edge slope 2.
그리고 회전 암(11)의 회전 속도는 여과사 층의 상태나 표면 세척수 수압, 노즐의 수량이나 크기에 영향을 받지 않고 일정하게 회전하기 때문에 표면 세척과 머드 볼 파괴 효과가 더욱 확실하다.In addition, since the rotational speed of the rotary arm 11 is constantly rotated without being affected by the state of the filter sand layer, the surface washing water pressure, the quantity or the size of the nozzles, the surface cleaning and mud ball destruction effects are more certain.
그리고 회전 암(11)은 회전 방향이 반대이고 감속기에 의하여 상대 위치가 구속되어 있어 서로 충돌할 우려는 없다.And the rotational arm 11 has the opposite direction of rotation and the relative position is restrained by the reducer, and there is no possibility of colliding with each other.
본 발명의 여과지의 표면 세척 장치는 회전 암(11)의 크기를 여과지의 세로 길이(짧은 쪽 길이)와 비슷하게 정하고 2개의 회전 암이 서로 겹쳐서 회전하게 하고 여과지의 4군데 구석에 모서리 경사부를 형성하여 데드 존 이 없고 여과지의 표면 세척 효과가 큰 효과가 있다.The surface cleaning apparatus of the filter paper of the present invention determines the size of the rotary arm 11 to be similar to the longitudinal length (short length) of the filter paper, and allows the two rotary arms to rotate overlapping each other and forms corner slopes at four corners of the filter paper. There is no dead zone and the surface cleaning effect of the filter paper has a big effect.
도 1 은 본 발명의 구성상태를 나타낸 평면도1 is a plan view showing a configuration of the present invention
도 2 는 본 발명의 구성상태를 나타낸 측 단면도2 is a side cross-sectional view showing a configuration of the present invention.
도면의 중요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for important parts of the drawings
1. 여과지 구조물 2. 모서리 경사부 3. 통로1. Filter paper structure 2. Corner slope 3. Pathway
4. 전동 구동 웜 감속기 4-1. 연결 구동축 4-2. 전동 구동 웜 감속기 출력축4. Electric Drive Worm Reducer 4-1. Coupling Drive Shaft 4-2. Electric Drive Worm Reducer Output Shaft
5. 웜 감속기 5-1. 웜 감속기 출력축 6. 축 연결 카플링5. Worm reducer 5-1. Worm reducer output shaft 6. Shaft coupling coupling
7. 연결 전동축 8. 출력축 카플링 9. 수직 회전부7. Coupling drive shaft 8. Output shaft coupling 9. Vertical rotation
10. 회전 밀봉 이음 10-1. 배관 연결부 11. 회전 암10. Rotating Seal Joint 10-1. Pipe Connection 11.Rotating Arm
11-1. 측면부 노즐 11-2. 엔드(end)노즐11-1. Side Nozzle 11-2. End nozzle
가. 여과사층 나. 사리층 다. 하부 집수장치 라. 정수구end. Filter sand layer b. 3rd layer c. Lower catchment; Water Purification Sphere
마. 원수 유입구 바. 도수로 사. 세척수 배수구 아. 세척수 관hemp. Raw water inlet bar. To buy. Washing water drain a. Wash water pipe
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