KR100553610B1 - 케이크 제거가 용이한 필터 프레스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필터 프레스의 여과판에 장착된 공기 분사노즐을 통해 분사되는 공기의 힘으로 여과판에 케이크 상태로 부착되어 있는 슬러지를 탈락시키도록 한 케이크 제거가 용이한 필터 프레스에 관한 것이다.

본 발명에 따른 필터 프레스는 다수개의 여과판(1)이 가이드 바(27)의 상부에 활주 이동가능하도록 배치되어 있고 상기 여과판(1)을 상기 가이드 바(27) 상부면에서 좌, 우로 이동시키는 여과판 이송수단(20)을 구비하고 있는 필터 프레스에 있어서, 상기 여과판(1)에 케이크 상태로 부착되어 있는 슬러지에 공기 분사노즐(42)을 통해 공기를 분사하여 슬러지를 탈락시키는 공기 분사수단(50)을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명의 필터 프레스에 의하면, 여과판에 부착되어 있는 케이크 상태의 슬러지를 공기의 힘으로 탈락시킬 수 있게 되므로 여과판에서 슬러지를 제거하는 작업을 완전 자동화할 수 있게 되고 슬러리의 유출을 방지할 수 있게 된다.

필터 프레스, 여과판, 여과판 이송수단, 슬러지, 케이크

Description

케이크 제거가 용이한 필터 프레스{A filter press capable of removing cake}

도 1은 슬러지 분리공정을 도시한 개략도.

도 2는 필터 프레스의 외형을 도시한 개략도.

도 3은 종래의 여과판이 장착된 필터 프레스를 도시한 분해 사시도.

도 4은 종래의 여과판을 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 여과판이 장착된 필터 프레스를 도시한 사시도.

도 6는 본 발명에 따른 여과판을 도시한 부분 절개 사시도.

도 7은 도 6에 도시된 공기 공급밸브를 도시한 확대도.

도 8은 도 7에 도시된 공기 공급밸브의 분해 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 여과판 2 : 여과판 가운데 부분

3 : 여과판 테두리 부분 11 : 배수홀

12 : 흡수홀 13 : 암

14 : 와이어 15 : 슬러리 공급통로

16 : 물주머니 17 : 고압수 공급호스

20 : 여과판 이송수단 21 : 여과판 이송수단 구동모터

22 : 여과판 이송수단 구동체인 24 : 구동축

26 : 여과판 이동레버 27 : 가이드 바

30 : 공기 공급밸브 31 : 실린더

32 : 피스톤 33 : 실

34 : 공기통로 35 : 압축 스프링

36 : 공기입구 37 : 공기출구

40 : 공기 공급호스 41 : 공기 공급라인

42 : 공기 분사노즐 50 : 공기 분사수단

본 발명은 필터 프레스의 여과판에 장착된 공기 분사노즐을 통해 분사되는 공기의 힘으로 여과판에 케이크 상태로 부착되어 있는 슬러지를 탈락시키도록 한 케이크 제거가 용이한 필터 프레스에 관한 것이다.

일반적으로 필터 프레스(filter press)는 제철공정에서 석회석에 묻어 있는 찌꺼기를 물로 세척하는 과정 중에 물과 각종 분진이 혼합된 상태로 배출되는 슬러리(slurry)를 탈수처리하여 물과 케이크(cake)화된 슬러지(sludge)로 분리시키는데 사용되는 설비이다.

필터 프레스(100)를 이용한 슬러지 분리공정은 도 1에 도시된 바와 같이, 슬러리 탱크(600), 침전조(700), 물탱크(800)가 구비된 고압공기 공급라인(200), 고 압수 공급라인(300), 슬러리 공급라인(500), 수분 배출라인(400) 등을 통해 필터 프레스(100)로 연결되어 이루어져 있다. 슬러리가 슬러리 탱크(600)로부터 슬러리 공급라인(500)을 통해 필터 프레스(100)로 공급되면 고압수가 물탱크(800)에서 고압수 공급라인(300)을 통해 필터 프레스(100)로 공급된다. 고압수가 필터 프레스(100)로 공급되면 필터 프레스(100) 내의 슬러리에 함유된 수분이 수분 배출라인(400)을 통해 침전조(700)로 배출되는 공정이 이루어지게 된다.

여기서 필터 프레스(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 여과판(101), 여과판 이송수단(120), 가이드 바(127) 등으로 구성된다. 가이드 바(127)가 수평으로 나란하게 설치되어 있고 가이드 바(127)의 상부에는 다수개의 여과판(101)이 활주 이동가능하도록 배치되어 있다.

여과판(101)의 측면에는 가이드 바(127)의 상부에 놓여지는 암(arm)(113)이 설치되어 가이드 바(127)의 상부면을 따라 여과판(101)이 좌, 우로 슬라이딩되게 한다. 여과판 이송수단(120)은 구동모터(121)에 의해 구동축(124)이 체인(122)으로 연결되어 구동되고 여과판 이동레버(126)가 여과판(101)의 암(113)을 밀어서 가이드 바(127)의 상부면을 따라 여과판(101)을 좌, 우로 이동시키도록 되어 있다.

여과판(101)은 도 4에 도시된 바와 같이, 고압수 공급호스(117)에 의해 고압수를 공급받아 팽창 및 수축할 수 있도록 되어 있는 물주머니(116)가 복수의 사각몸체(104,105) 사이에 서로 나란하게 배치되어 연결되어 있다. 여과판(101)의 사각몸체 가운데 부분(102)은 가장자리에 비하여 오목하게 형성되어 있고 오목하게 형성된 부분의 중앙에는 슬러리가 공급되는 공급구(115)를 가지고 있으며 각 모서리에는 흡수홀(112)이 뚫려있다. 여과판(101)의 가운데 부분(102)을 제외한 테두리 부분(103)은 평평하게 되어 있고 테두리 부분(103)의 각 모서리에는 흡수홀(112)과 내부로 연결된 배수홀(111)이 형성되어 있다.

여과판(101)에는 슬러리를 물과 슬러지로 분리하기에 적절한 메쉬(mesh)를 가지고 있는 내, 외피 여과포(118,119)가 설치되어 있다. 내피 여과포(118)는 'ㄷ'자형으로 만들어져 여과판(101)의 가운데 부분(102)을 감싸도록 여과판(101) 상부에서 하부로 끼워지고 사각판재형으로 된 복수개의 외피 여과포(119)는 내피 여과포(118)의 외표면부로 여과판(101)의 가운데 부분(102)을 감싸도록 설치되어 가운데 구멍 주변에 양단부가 고정된 중공원통형 연결 여과포(106)에 의해 서로 연결된다. 연결 여과포(106)는 여과판의 슬러리 공급구(115)에 끼워진다.

따라서, 여과판(101)을 가압하여 밀착시키고 슬러리 공급구(115)로 슬러리를 공급하면 여과판(101) 사이의 공간에 슬러리가 채워져서 슬러리에 함유되어 있는 물이 배출된다. 슬러리에 함유되어 있는 물은 흡수홀(112)을 통해 흡수되어 배수홀(111)로 배출된다. 고압수 공급호스(117)로 고압수가 공급되면 물주머니(116)가 팽창하면서 물이 완전히 배출된다. 탈수가 완전히 이루어지면 내,외피 여과포(118,119)에서 슬러지가 걸러져서 케이크화된 상태로 여과판(101) 내부에 남게 된다. 가이드 바(127)의 측면에 위치하는 여과판 이송수단(120)을 사용하여 각각의 여과판(101)을 하나씩 반대 방향으로 이동시켜 여과판(101) 사이를 벌어지게 해서 인접한 여과판(101) 사이에 케이크(cake)화된 상태로 존재하는 슬러지를 아래로 탈락시키게 된다.

그런데 이와 같은 종래의 필터 프레스는 한 사이클의 탈수과정을 거친 필터 프레스의 마지막 단계인 케이크화된 슬러지를 탈락시키는 과정에서 여과판 이송수단이 여과판을 이동시키는 도중에 케이크가 완전히 떨어지지 못하고 각각의 여과판 테두리 부분 사이에 슬러지가 삽입된 상태로 공정이 이루어지면서 다음에 진행되는 슬러리 유입과정에서 슬러리가 여과판 사이에 존재하는 슬러지로 인해서 여과판의 테두리 부분을 통해서 외부로 비산된다.

슬러리의 유출이 발생하면 설비를 정지시켜야 하기 때문에 설비가 불규칙하게 정지되고 유출된 슬러리를 제거하는 작업을 위해서 더 많은 작업인원과 세척수가 필요하게 되므로 생산성이 하락하게 된다. 슬러지가 완전한 케이크로 만들어지지 않아서 정상적인 가동을 하지 못하고 설비 가동 중에는 늘 작업자가 붙어서 단독으로 작업을 진행해야 하며 완전한 케이크로 되지 못한 슬러지의 처리가 곤란한 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 여과판 이송수단이 여과판을 이동시키는 도중에 작업자가 일시적으로 여과판 이송수단을 정지시킨 후 여과판을 수작업으로 흔들어서 슬러지를 제거하고 다시 여과판 이송수단을 가동시키는 작업을 반복적으로 하면서 여과판에 부착된 슬러지를 제거해 왔는데, 이와 같은 종래의 작업은 작업자가 직접 해야 하기 때문에 불편하고 안전사고의 위험이 있으며 작업성을 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 필터 프레스가 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로 여과판에 부착된 케이크 상태의 슬러지를 자동으로 완전히 탈락시키게 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위해, 다수개의 여과판이 가이드 바의 상부에 활주 이동가능하도록 배치되어 있고 여과판을 가이드 바 상부면에서 좌, 우로 이동시키는 여과판 이송수단을 구비하고 있는 필터 프레스에 있어서, 여과판에 케이크 상태로 부착되어 있는 슬러지에 공기 분사노즐을 통해 공기를 분사하여 슬러지를 탈락시키는 공기 분사수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 케이크 제거가 용이한 필터 프레스를 제공한다.

이하, 첨부도면을 참조로 본 발명의 케이크 제거가 용이한 필터 프레스를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 케이크 제거가 용이한 필터 프레스는 도 5에 도시된 바와 같이, 여과판(1), 여과판 이송수단(20) 등으로 구성되어 전체적으로 종래의 필터 프레스와 동일한 구조를 하고 있다.
여기서 여과판(1)은 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 종래의 여과판에 공기 공급라인(41), 공기 분사노즐(42), 공기 공급밸브(30), 공기 공급호스(40) 등을 가지고 있는 공기분사수단(50)을 구비하고 있다.
이 중에서 공기 공급호스(40)는 여과판(1) 외부에서 암(13)쪽으로 삽입되어 암(13)에 장착되어 있는 공기 공급밸브(30)와 연결되어 있다.

공기 공급밸브(30)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 실린더(31)와 피스톤(32)으로 이루어져 있다.
실린더(31)는 원통형으로 되어 있고 공기입구(36)와 공기출구(37)가 가운데 부분에 관통형성되어 있다.
실린더(31) 내부에는 피스톤(32)이 삽입되고 실린더(31) 바닥면과 피스톤(32) 사이에는 압축스프링(35)이 장착되어 있어서 피스톤(32)을 실린더(31) 내부로 밀어 넣는 외력이 작용하면 피스톤(32)이 실린더(31) 내부로 들어갔다가 압축 스프링(35)의 탄성에 의해 원위치하는 구조로 되어 있다.

피스톤(32)은 실린더(31) 내부로 삽입되도록 실린더(31)보다 지름이 작은 원통형으로 되어 있고 공기통로(34)가 원통의 가운데 부분을 따라 깎여져 있으며 공기통로(34)의 양쪽 둘레에 실(seal)(33)이 부착되어 있어 공기통로(34) 밖으로 공기가 빠져 나가지 못하게 막아서 공기통로(34) 내에만 공기가 흐르도록 되어 있다.
이때, 상기 공기 공급밸브(30)를 구성하는 피스톤(32)은 그 두부(頭部)가 암(13)의 일측면, 바람직하기로는 이동레버(26)와 접촉되는 면으로부터 돌출되게 설치된다.
여기에서, 상기 피스톤(32)의 돌출길이는 상기 압축스프링(35)에 의해 피스톤(32)의 저면이 실린더(31)의 바닥면으로부터 밀려난 거리 정도가 적당하다.

공기 공급밸브(30)에서 여과판(1) 내부로 내장된 공기 공급라인(41)은 4개로 나뉘어져 4개의 공기 분사노즐(42)에 각각 연결되어 있다.
공기 분사노즐(42)은 여과판(1) 가운데 부분(2)의 표면에 4 개가 설치되어 있다.
공기 공급밸브(30)가 열리면 공기 공급호스(40)를 통해 공급된 공기가 공기 공급라인(41)을 따라 공기 분사노즐(42)까지 공급되어 분사된다.

이제, 위와 같이 구성된 본 발명의 케이크 제거가 용이한 필터 프레스의 작동을 설명하면 다음과 같다.

여과판(1)이 밀착된 상태에서 슬러리가 공급되면 여과판(1) 사이의 공간에 슬러리가 채워져서 슬러리에 함유되어 있는 물이 배출되고 슬러지가 걸러져 케이크화된 상태로 여과판(1) 내부에 남게 된다.

케이크 상태의 슬러지를 탈락시키기 위해 여과판 이송수단(20)을 사용하여 각각의 여과판(1)을 하나씩 반대 방향으로 이동시키는데 여과판 이송수단(20)의 여과판 이동레버(26)가 여과판(1)의 암(13)을 밀어서 여과판(1)을 이송시키게 된다.
이때, 여과판 이송수단(20)의 여과판 이동레버(26)와 여과판(1)의 암(13)에 장착된 공기 공급밸브(30)의 피스톤(32) 두부가 맞닿게 되어 압축 스프링(35)의 탄성력에 의해 공기 공급밸브(30)가 닫혀 있는 상태에서 이동레버(26)가 공기 공급밸브(30)를 눌러서 공기 공급밸브(30)가 열리게 된다.
공기 공급밸브(30)가 열리면 공기 공급호스(40)를 통하여 공급된 공기는 공기 공급라인(41)을 따라 공기 분사노즐(42)까지 흘러 들어와서 여과판(1)에 부착된 케이크 상태의 슬러지를 향해 분사된다.
공기 분사노즐(42)에서 분사되는 공기의 힘으로 여과판(1)에 부착된 케이크 상태의 슬러지를 완전히 탈락시키게 된다.
슬러지를 전부 탈락시키면 필터 프레스의 한 사이클의 탈수과정이 끝나게 되고 다시 사이클이 반복적으로 이루어진다.

필터 프레스의 마지막 단계인 케이크화된 슬러지를 탈락시키는 과정에서 케이크가 여과판에서 완전히 떨어지게 되고 각각의 여과판 테두리 부분 사이에 슬러지가 삽입되지 않은 상태로 공정이 진행되므로 다음 과정인 슬러리 유입과정에서 슬러리가 여과판 사이에 존재하는 슬러지로 인해서 여과판의 테두리 부분을 통해서 외부로 비산되는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 슬러지를 여과판에서 제거하는 작업에서 기존에 조업해 오던 작업자의 손을 거치는 수작업을 배제하여 완전 자동화할 수 있게 되므로 생산성이 높아지고 슬러리의 유출이 발생하지 않게 되어 설비를 불규칙하게 정지시키지 않아도 되 므로 설비가 안정적으로 가동되고 슬러리 유출로 인한 환경오염 문제도 해결할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 다수개의 여과판(1)이 가이드 바(27)의 상부에 활주 이동가능하도록 배치되어 있고 상기 여과판(1)을 상기 가이드 바(27) 상부면에서 좌, 우로 이동시키는 여과판 이송수단(20)을 구비하고 있는 필터 프레스에 있어서,

   상기 여과판(1)의 표면에 설치되어 있는 공기 분사노즐(42);

   상기 여과판(1) 외부에서 암(13)쪽으로 삽입되어 있는 공기 공급호스(40)와 연결되며, 공기입구(36)와 공기출구(37)를 갖는 실린더(31)와 중앙에 상기 공기입,출구(36,37)와 연통되는 공기통로(34)를 구비하고 실린더(31)에 삽입되는 피스톤(32)과 상기 실린더(31)와 피스톤(32) 사이에 개재되는 압축 스프링(35)으로 이루어지고 이동레버(26)와 상기 피스톤(32)의 두부가 접촉 배치되도록 상기 암(13)에 설치된 공기 공급밸브(30); 및

   상기 공기 분사노즐(42)과 상기 공기 공급밸브(30)를 상기 여과판(1) 내부로 연결하는 공기 공급라인(41)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 케이크 제거가 용이한 필터 프레스.
2. 삭제
3. 삭제

Images