KR100576275B1 - 가압 필터로부터 물질을 제거하기 위한 장치 - Google Patents

가압 필터로부터 물질을 제거하기 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 피처리 물질을 가압 공간에서 실시되는 필터링에 공급하기 위한 부재와, 필터링 제품, 즉 필터링된 물질을 상기 가압 필터 공간으로부터 제거하기 위한 부재가 가압 필터 공간에 설치되어 필터링된 물질을 가압 필터 공간으로부터 제거하기 위한 장치에 관한 것으로, 상기 필터 공간의 배출관 (3, 21) 의 물질 배출단부에는 조절부재 (4, 27) 가 연결되어 있고, 상기 배출관 (3, 21) 내의 필터링된 물질의 측정가능한 표면높이 (15, 28) 를 실질적으로 연속적으로 규정값으로 유지시키기 위해 상기 조절부재 (4, 27) 는 둘 이상의 조절요소 (5, 6; 29, 30) 를 구비하고, 상기 조절요소는 포트 (7, 33) 들을 포함하며 또한 서로에 대해 움직일 수 있는 있다.

Description

가압 필터로부터 물질을 제거하기 위한 장치{APPARATUS FOR REMOVING MATERIAL FROM A PRESSURISED FILTER}
본 발명은 고형물을 제거하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 미분된(finely divided) 고형물을 가압 공간으로부터 제거하는 장치에 관한 것이며, 피처리 물질을 가압 공간에서 실시되는 공정에 전달하고 또한 형성된 생성물을 상기 가압 공간으로부터 제거하기 위한 부재들이 가압 공간에 연결된다.
일반적으로, 가압 공간으로부터 물질이 제거되면 이 가압 공간내의 압력이 낮아지게 되며, 가압 공간으로부터 물질을 제거하기 위해 물질 배출구를 열게 된다. 가압 공간내의 압력을 유지하고자 할 때는 밸브(들)를 물질 배출구에 연결하여 설치하게 되며, 이렇게 하면 근본적으로 압력의 변화가 없이 물질을 가압 공간으로부터 제거할 수 있다. 사용되는 밸브는 전기, 유압 또는 공압식 밸브인데, 이 경우 일반적으로 물질은 밸브 플랩 (flap) 에 압력을 가하게 된다. 압력이 주어진 한도를 넘으면, 밸브가 열리게 되어 물질이 가압 공간으로부터 배출된다. 배출되는 물질의 양이, 이 물질에 의해 유발된 압력이 충분히 감소되는 정도로 많아지게 되면, 밸브는 닫히게 된다. 이러한 밸브의 종류로는 예컨대 전기식 플랩 밸브가 있는데, 이 경우 압력은 밸브 플랩의 다른 측에 작용하게 된다. 그러나, 이러한 밸브는 미분된 고형물에는 적합하지 않은데, 그 이유는, 밸브가 닫힐 때 밸브로 얻어진 실링의 컴팩트성을 저하시키는 고형 입자들이 밸브 플랩과 밸브 하우징 사이에 존재하게 되고, 결국에는 밸브가 사용에 부적합하게 되기 때문이다.
공압 실형 밸브 (Pneumatically sealed valves) 또한 가압 공간으로부터 물질을 제거하는데 사용되고 있다. 공압 실형 칼로테(calotte) 밸브는 일정한 공압 실링을 갖지면, 구조는 원리적으로 구형 밸브와 유사하며, 이 경우 크기가 크고 값이 비싸다는 단점이 있다. 공지된 공압 실형 플랩 밸브는 축선에 대해 대칭인 형태를 갖고 있는데, 이 경우의 단점은 축선에서의 실링에 있다. 또한 이러한 밸브는 잘 막히기도 한다.
핀란드 특허 68,977 호에는 기어 및 액츄에이터와 함께 과도압력 공간에서 사용되는 필터장치가 소개되어 있는데, 그의 필터링 제품, 즉 미분된 고형물은 록(lock) 게이트를 통해 과도압력 공간으로부터 제거된다. 사용되는 록 게이트는 예컨대 블레이드 록 또는 나선형 컨베이어인데, 이 경우 고형물은 록 게이트의 작동시에 유동된다. 이러한 록 게이트는 고형물의 순환방향에 반대되는 운동을 하지 않기 때문에, 제거될 미분된 고형물은 록 게이트의 록킹 부재와 벽 사이로 들어가는 것이 어느 정도 방지되지만, 고형물은 항상 동일한 방향으로 유동하게 된다. 그러나, 이러한 종류의 록 게이트의 작동은 고형물의 유동에 영향을 받게 되는데, 왜냐하면, 과도압력 공간내에서 과도압력을 유지하기 위해, 고형물의 유동은 블레이드의 위치가 변할 때 록 게이트로 얻어진 컴팩트성을 유지하기 때문이다.
필터링 장치의 필터링부로부터 필터 케이크를 제거하는 필터링 장치 및 방법이 미국특허 제 5,362,403 호에 소개되어 있다. 이 방법에서, 필터 케이크는 나선형 컨베이어에 의해 배출 샤프트로 전달된다. 이 배출 샤프트의 바닥부에는, 유압식으로 제어되는 록킹 부재가 설치된다. 상기 미국특허 제 5,362,403 호에 따르면, 배출 샤프트와 함께 록킹 부재는 필터링 장치와 정상 공기압 사이에서 압력 록을 형성하게 된다. 록킹 부재의 작동은 배출 샤프트에 부착된 두개의 전극에 의해 제어되며, 필터 케이크가 배출 샤프트내에서 소정의 높이에 이르게 되면 필터 케이크는 상기 두 전극 사이에서 전기적 록을 발생시키게 되고, 제어부재는 록킹 부재를 열게 되며 필터 케이크는 배출 샤프트로부터 배출되게 된다. 이렇게 해서 필터 케이크의 제거는 연속적으로 이루어지게 되며 또한 이 제거와 관련하여 필터링 장치내의 압력이 저하될 수 있다.
본 발명의 목적은 종래기술의 단점을 극복하고, 구조가 간단하고 값이 저렴한, 필터링된 물질을 가압 공간으로부터 제거하기 위한 개선된 장치를 제공하는 것으로, 본 장치는 작업압력과 물질의 유동에 따라 자동적으로 작동하게 된다. 본 발명의 특징적 사항들은 청구범위에 기재되어 있다.
본 발명에 따르면, 가압 공간에서 컨베이어는 필터로부터 얻어진 필터링된 물질을 배출관으로 전달하게 되며, 필터링된 물질은 이 배출관으로부터 반대편 단부에 위치한 조절부재를 지나 정상 공기압으로 전달된다. 배출관에서 필터링된 물질의 표면높이는 상기 조절부재에 의해 실질적으로 연속적으로 일정하게 유지된다. 배출관내의 표면높이가 규정값을 초과하면, 조절부재의 구멍이 커지게 된다. 이에 따라, 필터링된 물질의 유동속도는 증가하게 되고, 배출관내의 표면높이는 요구되는 규정값으로 떨어지게 된다. 표면높이가 규정값 밑으로 떨어지게 되면, 표면높이를 요구되는 규정값으로 복귀시키기 위해 조절부재의 구멍이 작아지게 된다.
본 발명에 따른 장치에서, 배출관에 설치되는 조절부재는 적어도 부분적으로 겹치는 조절요소를 두개 이상 갖고 있으며, 이들 조절요소에는, 필터링된 물질이 조절부재를 통해 유동할 수 있도록 해주는 포트가 제공되어 있다. 이 포트의 전체 면적은 조절요소의 전체 면적의 5-20%, 바람직하게는 10-15% 이다. 또한, 조절요소들 중 적어도 하나는 다른 조절요소에 대해 움직일 수 있도록 되어 있다. 조절요소들이 서로에 대해 움직이면, 서로 다른 조절요소에 있는 포트들은 적어도 부분적으로 겹치도록 정렬되며, 이렇게 하여, 필터링된 물질은 포트를 통해 배출관으로부터 정상 공기압으로 배출된다. 개별 조절요소의 포트들이 정렬되지 않도록 조절요소들이 움직이게 되면, 필터링된 물질의 유동은 생기지 않게 된다.
본 발명에 따르면, 조절부재의 개별 조절요소를 서로에 대해 움직이게 하기 위해, 조절요소들 중 적어도 하나는 구동 부재에 연결된다. 이 구동 부재는 공압식, 유압식 또는 전기적으로 작동한다. 구동부재의 작동 모드에 따라서, 조절부재는 구동부재에 직접 또는 별도의 전달 부재를 통해 연결된다. 사용되는 전달부재는 예컨대 레버 암 또는 피스톤이 될 수 있으며, 또는 이 전달부재는 여러 부분으로 이루어질 수 있는데, 이 경우, 전달부재는 예컨대 서보밸브, 공압 실린더 및 레버 암을 포함한다.
본 발명에 따른 장치에서, 조절부재의 작동은, 배출관안에서 필터링된 물질의 표면높이를 측정하는 제어부재에 의해 제어된다. 바람직하게는 이 측정은 배출관의 외부에 설치된 측정센서에 의해 이루어진다. 바람직하게 측정은 예컨대 초음파 센서에 의해 이루어지며, 필터링된 물질에 의한 배출관 지지체에서의 변화는 측정에 이용된다.
초음파를 사용할 때는, 배출관안에 담겨진 필터링된 물질의 표면높이를 실질적으로 연속적으로 측정하기 위해 하나 이상의 초음파 센서를 사용한다. 본 발명에 따른 장치의 제어장치에서, 얻어진 결과는 요구되는 규정된 표면높이 값과 비교된다. 측정결과가 이 규정값과 다르면, 제어장치는 조절부재용 구동부재를 제어하게 되며, 표면높이는 요구되는 규정값으로 회복된다.
필터링된 물질의 표면높이를 측정할 때 물질에 의한 배출관 지지체에서의 강도변화를 적용하기 위해, 측정 센서와 관련하여 액츄에이터가 배출관 외부에 하나 이상 설치되며, 이리 하여 필터링된 물질에 의해 배출관 지지체에서 발생된 스트레인을 측정할 수 있다. 상기 액츄에이터는 예컨대 탄성재료로 된 벨로우즈 부재가 될 수 있으며, 이 경우, 벨로우즈 부재의 탄성수축에 근거하여, 필터링된 물질에 의해 생긴 배출관 지지체에서의 변화를 결정할 수 있는 것이다. 또는, 상기 액츄에이터는 장력측정 부재가 될 수 있는데, 이 장력측정 부재는 필터링된 물질에 의해 상기 지지체에서 발생된 장력을 결정하게 된다. 본 장치의 제어장치에서, 지지체에서의 변화에 대해 얻어진 측정결과는, 초음파를 사용할 때와 동일한 방법으로, 요구되는 표면높이에 의한 규정된 지지체의 변화와 비교된다. 이 비교에 근거하여, 제어장치는 조절부재를 제어하게 되며, 이에 따라 표면높이는 요구되는 값으로 회복된다.
본 발명에 따른 장치를 사용할 때, 필터링된 물질의 표면높이를 요구되는 규정값에 연속적으로 유지시킴으로써, 필터링된 물질은 압력 록(pressure lock) 으로서의 역할을 하게 된다. 또한, 필터링 장치내의 압력 및 필터링된 물질은 조절부재의 조절요소에 압력을 가하게 되며, 이에 따라 조절요소는 서로에 대해 가압된다. 서로 가장 가까이 있는 조절요소의 표면들이 바람직하게도 근본적으로 매끈하면, 이들 조절요소는 압력에 의해 근본적으로 컴팩트하게 서로에 대해 가압되며, 이 경우, 조절부재를 통해 발생되는 압력누출이 가능한 작게 된다.
이제, 첨부된 도면을 참고로 본 발명을 더욱 자세히 설명하도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일 바람직한 실시예를 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 2 는 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 나타내는 개략적인 측면도이다.
도 3 은 본 발명의 조절요소를 나타내는 평면도이다.
도 4 는 본 발명의 다른 조절요소를 나타내는 평면도이다.
도 1 및 도 3 에서 보는 바와 같이, 가압 필터 (1) 안에 설치된 컨베이어 (2) 는 필터 (1) 에서 필터링된 물질 (11) 을 배출관 (3) 으로 전달하게 된다. 상기 배출관 (3) 에, 다시 말해 필터링된 물질의 배출단부에는 조절부재 (4) 가 설치되어 있다. 이 조절부재 (4) 는 포트 (7) 들이 제공된 두개의 동심 요소 (5, 6) 를 갖고 있다. 이들 조절요소 (5, 6) 는 바람직하게 다음과 같이 설치되는데, 즉 조절요소 (5) 는 고정되어 있으며, 반면 조절요소 (6) 는 축선 (8) 에 대하여 움직일 수 있게 설치된다. 조절요소 (6) 가 움직일 수 있도록, 이 조절요소 (6) 는 레버암 (9), 공압 실린더 (14) 및 서보밸브 (13) 에 의해 제어장치 (12) 에 연결되어 있다.
조절부재 (4) 가 작동될 때, 배출관 (3) 의 바로 근처에는 초음파 센서 (10) 가 배치되는데, 이 센서는 배출관안에 있는 필터링된 물질 (11) 의 표면높이 (15) 를 연속적으로 측정하게 된다. 본 장치의 제어장치 (12) 에서, 초음파 센서 (10) 에서 얻어진 측정 결과는 요구되는 규정값과 비교된다. 측정 결과가 규정값과 다르면, 조절요소 (6) 가 조절요소 (5) 에 대하여 움직이도록 하기 위해, 제어장치 (12) 는 서보밸브 (13) 를 작동시키고, 이 서보밸브는 다시 레버 암 (9) 에 연결된 공압 실린더 (14) 를 제어하게 되며, 이리 하여, 배출관 (3) 내의 필터링된 물질 (11) 의 표면높이가 요구되는 규정값으로 회복된다.
도 2 를 참조하면, 배출관 (21) 을 지지하는 숄더 (22) 가 상기 배출관 (21) 에 부착되어 있다. 상기 숄더 (22) 와 지지면 (23) 사이에는 탄성재료로 만들어진 벨로우즈 부재로 된 액츄에이터 (24) 가 설치되어 있으며, 상기 벨로우즈 부재는 필터링된 물질에 의한 배출관 (21) 내의 압력변화를 수용하게 된다. 벨로우즈 부재 (24) 가 받은 압력변화는 힘측정 센서 (25) 에 의해 측정된다. 제어장치 (26) 에서, 힘측정 센서 (25) 로부터의 측정 결과는 표면높이에 대해 요구되는 규정값에 의한 변화와 비교된다. 측정 결과가 요구되는 값과 다르면, 배출관 (21) 의 저부에 배치된 조절부재 (27) 가 작동되어, 필터링된 물질의 요구되는 표면높이가 배출관 (21) 에서 유지될 수 있다. 따라서, 표면높이 (28) 가 요구되는 규정값을 초과하면, 포트들이 제공된 조절부재 (27) 의 조절요소 (29, 30) 는 서로 상대운동하여, 필터링된 물질이 조절요소 (29, 30) 를 통해 배출관 (21) 에서 배출되어 다음 공정으로 가게 된다. 상기 조절요소 (29, 30) 는 축선 (31) 에 대하여 동심으로 설치되므로, 조절요소 (29, 30) 중 적어도 하나는 축선 (31) 에 대하여 움직일 수 있다. 이 축선 (31) 에는 레버 암 (32) 이 연결되어 있어, 물질이 배출관 (21) 으로부터 밖으로 바람직하게 배출될 수 있도록 조절요소 (29, 30) 가 움직일 수 있게 된다.
도 4 에는, 조절요소 (29, 30) 에 있는 포트 (33) 를 위치시키기 위한 바람직한 방법이 제시되어 있다.

Claims (9)

  1. 피처리 물질을 가압 공간에서 실시되는 필터링에 공급하기 위한 부재와, 필터링 제품, 즉 필터링된 물질을 상기 가압 필터 공간으로부터 제거하기 위한 부재가 가압 필터 공간에 설치되어 가압 필터 공간으로부터 필터링된 물질을 제거하기 위한 장치에 있어서,
    상기 필터 공간의 배출관 (3, 21) 에는 조절부재 (4, 27) 가 물질 배출단부에 연결되어 있고, 상기 배출관 (3, 21) 내의 필터링된 물질의 측정가능한 표면높이 (15, 28) 를 연속적으로 규정값으로 유지시키기 위해 상기 조절부재 (4, 27) 는 둘 이상의 조절요소 (5, 6; 29, 30) 를 구비하고, 상기 조절요소는 포트 (7, 33) 들을 포함하며 또한 축선 (8, 31) 을 중심으로 서로 동심으로 설치되어 서로에 대해 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 가압 필터로부터 물질을 제거하기 위한 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 조절요소 (6, 30) 중 하나 이상은 축선 (8, 31) 을 중심으로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 가압 필터로부터 물질을 제거하기 위한 장치.
  5. 제 1 항 또는 4 항에 있어서, 필터링된 물질의 표면높이 (15) 를 측정하기 위해, 배출관 (3) 에 초음파 센서 (10) 가 제공되는 것을 특징으로 하는 가압 필터로부터 물질을 제거하기 위한 장치.
  6. 제 1 항 또는 4 항에 있어서, 필터링된 물질의 표면높이 (28) 를 측정하기 위해, 배출관 지지체 (22) 에서의 변화를 측정하는 액츄에이터가 배출관 (21) 에 설치되는 것을 특징으로 하는 가압 필터로부터 물질을 제거하기 위한 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 배출관 지지체 (22) 의 변화를 측정하는 상기 액츄에이터는 힘측정 센서 (25) 인 것을 특징으로 하는 가압 필터로부터 물질을 제거하기 위한 장치.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 배출관 지지체 (22) 의 변화를 측정하는 액츄에이터는 장력측정 센서인 것을 특징으로 하는 가압 필터로부터 물질을 제거하기 위한 장치.
  9. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서, 필터링된 물질의 표면높이 (15, 28) 를 측정하기 위한 부재 (10, 25) 와 상기 조절요소를 움직이게 하는 구동부재 (9, 32) 는 제어장치 (12, 26) 에 전기적으로 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가압 필터로부터 물질을 제거하기 위한 장치.
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