KR100641845B1 - 수성 현탁액에서 섬유질을 여과하는 바스켓 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수성 현탁액(水性 懸濁液)에서 섬유질을 여과하는 바스켓에 관한 것으로, 상기 바스켓은 길이방향의 축(X)을 따라서 서로 일정 간격으로 이격된 동심축 상에 있는 2개 이상의 환형 부재(2)와 견실하게 일정 간격으로 유지될 수 있도록 상기 환형 부재(2)에 서로 연결되어 고정된 복수의 지지봉(3) 및 복수의 직선형 바아(4)로 이루어져 있는 바, 상기 직선형 바아는 환형 부재(2)에 방사상으로 고정될 본체(6)와 바스켓(1)의 내부를 향해 돌출된 돌출형상단부(7;8a,9a)를 구비하다. 돌출형상단부(7;8a,9a)는 길이방향의 축(X)에 대해 일정하지 않은 방사상의 거리(d;10a,11a)로 이격되어 있다.

Description

수성 현탁액에서 섬유질을 여과하는 바스켓{Basket for the filtering of fibres in aqueous suspension}

본 발명은 수성 현탁액(水性 懸濁液)에 들어있는 섬유질을 여과하기 위해 특히 제지업에 사용되는 여과용 바스켓에 관한 것이다.

제지업에서, 생산공정에 사용되기 전에 셀룰로오스(cellulose)를 함유한 수성 현탁액은 잠재적 불순물을 분리하기 위해서 적당히 여과된다.

여과는 현탁액을 처리하는 장치, 즉 스트레이너(strainer) 뿐만 아니라 연속처리로 보내질 오염물을 분리하는 것이다.

본질적으로, 스트레이너는 여과용 고정바스켓으로 이루어지되, 임펠러(impeller)가 내부방향으로 그리고 동심축방향으로 배치된다.

종래의 생산기술에 따르면, 여과용 바스켓은 복수의 직선형 바아를 구비하는 바, 이 직선형 바아는 사다리꼴 영역으로 종결된 직사각형의 단면을 갖는다.

상기 바아는 평행하게 병렬로 배치되고, 서로 동심축방향으로 일정 간격으로 이격된 복수의 환형 부재로 지지되되, 환형 부재의 내부원주 둘레로 형성된 적당한 노치에 본체를 삽입시켜 고정된다.

그러므로, 형성된 여과면은 병렬된 복수의 슬롯으로 이루어지는 바, 슬롯은 바아가 병렬될 때에 바아의 형상단부를 적당히 일정 간격으로 이격되도록 형성되어 있다.

각 바아의 형상단부가 바스켓의 반경에 대한 경사면을 갖고, 임펠러의 측면에 대해서 바스켓은 동일 임펠러의 회전방향을 따라 집중된 도관을 형성한다.

널리 공지된 바와 같이 여과공정은 여과용 바스켓과 임펠러 사이의 중공부로 여과될 액체를 유입시켜 일어나며, 임펠러의 회전이 여과용 바스켓의 바아 사이에 있는 슬롯을 통해 액체를 통과시켜 유발되되, 여과율은 슬롯의 길이에 종속된다.

여과된 액체, 즉 "처리된" 액체는 여과용 바스켓의 외부로 집결되는 반면에, 불순물은 바닥부에 모여진다.

여과 중에, 각 바아의 형상단부와 임펠러 사이에 형성된 도관의 협소부 근방에서 벤츄리효과로 속도의 증가가 결정된다.

속도의 증가는 와도(渦度)로 생성되고 침전물의 자유성을 유지시키는 슬롯의 근방에서 "소용돌이" 효과를 만들어 낸다. 따라서, 스트레이너의 여과율이 보장된다.
미국 특허출원 제6,131,743호와 유럽 특허출원 제0 624 684 A호 및 동 제1 205 227 A호는 특허협력조약 5.1(a)(ⅱ) 규정에 따른다.

단점으로는, 앞서 기술된 여과용 바스켓은 대부분 재생용지를 생산할 때 사용되고, 여과될 혼합물은 현탁액 내에 바스켓의 표면을 마모시키는 아주 작은 모래입자를 함유한다.

실제로, 모래입자는 주로 섬유질보다 무거운 부피질량을 갖는 이산화규소로 이루어져 있다. 따라서, 임펠러의 회전으로 유발되어 실질적으로 바스켓의 접선방향에 따른 궤도를 이루는 운동 때문에, 모래입자는 직선형 바아들 사이의 틈새로 통과하지 못한다. 그러므로, 모래입자와의 접촉으로 직선형 바아의 돌출단부의 모서리가 마모된다.

직선형 바아의 돌출모서리가 마모되면서, 집결영역의 외형을 서서히 소멸시켜 점점 벤츄리효과와 난류현상을 감소시킨다.

이러한 상태는 블레이드 사이의 틈새 근방에서 점차로 섬유질의 적층을 용이하게 하며, 시간적 경과에 따라 스트레이너의 여과율이 점점 감소하여서 여과용 바스켓은 교체되어야만 한다.

본 발명은 상기 기술된 단점들을 해결하기 위한 보완된 것이다.

더욱 특별하기로, 본 발명의 제1목적은, 종래기술에 비해, 여과될 혼합물에서 발견되는 마찰불순물에 의한 마모에 강한 바아로 만들어진 여과용 바스켓을 제공하는 것이다.

본 발명의 여과용 바스켓에 위한 다른 목적은 동등한 여과용 바스켓에 비해서 사용수명이 연장된 것을 제공하는 것이다.

더욱이, 본 발명의 또 다른 목적은 장시간 동안에 일정한 여과율을 유지할 수 있는 여과용 바스켓을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적은 수성 현탁액에서 섬유질을 여과하는 여과용 바스켓으로 성취될 수 있는 바, 이는 길이방향의 축을 따라 서로 일정 간격으로 이격된 동심축 상에 있는 2개 이상의 환형 부재와; 견실하게 일정 간격으로 유지될 수 있도록 상기 환형 부재에 서로 연결하기 위해 고정된 복수의 지지봉 및 복수의 직선형 바아로 이루어져 있는 바, 상기 직선형 바아는 횡방향을 따라 상기 환형 부재에 방사상으로 고정될 본체와 상기 바스켓의 내부를 향해 돌출된 돌출형상단부를 구비하며, 돌출형상단부는 상기 길이방향의 축에 대해 일정하지 않은 방사상의 거리로 이격되어 있는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 직선형 바아는 바아의 제1세트와 제2세트로 이루어지되, 제1세트를 이루는 바아의 형상단부와 제2세트를 이루는 바아의 형상단부는 상기 길이방향의 축의 동심축 둘레를 따라 배열되되 다른 반경을 갖는다.

더욱 상세히, 제1세트를 이루는 바아의 형상단부가 배열된 제1원주는 제2세트를 이루는 바아의 형상단부가 배치된 제2원주보다 작은 반경을 갖는다.

이와 같은 실시예에서, 추가로 바스켓의 중심을 향해 이동된 제1세트를 이루는 직선형 바아의 형상단부는 우선적으로 처리혼합물 중에서 발견된 마찰불순물의 충격을 받게 되며, 두번째로 제2세트를 이루는 직선형 바아가 바스켓의 중심에서 떨어져 있어 마모로부터 보호될 수 있다.

마찰미립자가 궤도회전 중에 제2세트의 바아와는 관계없이 제1세트를 이루는 바아의 형상단부에만 영향을 미치므로, 제1세트를 이루는 직선형 바아 사이의 원주거리는 마찰미립자에 비해서 충분히 커야만 한다.

바람직하기로, 본 발명의 바스켓은 동일한 상태의 바스켓유형에 비해서 더 긴 사용수명을 갖는다.

결과적으로, 바스켓을 장시간 사용할 수 있으므로 사용자는 절감효과를 갖는다.

더욱 바람직하기로, 여과용 바스켓의 장시간 사용이 기계의 정지상태를 줄일 수 있어서 교체시간이 단축된다.

상기 목적과 장점은 아래의 명세서에서 더욱 상세히 이해될 것이지만, 첨부도면을 참조로 한 본 발명의 바람직한 실시예로 한정되지는 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 여과용 바스켓의 도면이다.

도 2는 도 1의 상세도이다.

도 3은 도 1로 도시된 바스켓의 여과면의 일부를 확대한 도면이다.

도 4는 도 3의 상세도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 여과용 바스켓(1)은 복수의 직선형 바아(4)를 지지하는 길이방향의 축(X)을 따라 서로 일정 간격으로 이격되어 동심축 상에 있는 복수의 환형 부재로 이루어져 있다. 환형 부재(2)가 일정 간격으로 유지되도록 복수의 지지봉(3)으로 서로 연결되어 있다.

도 2의 상세도로 도시되었듯이, 횡단면도로 도해된 일반적인 직선형 바아(4) 는 환형 부재(2)에 방사상으로 고정된 본체(6)와 바스켓(1)의 내부방향으로 돌출된 돌출형상단부(7)를 구비한다.

본 발명에 따르면, 돌출형상단부(7)는 길이방향의 축(X)에 대해 일정하지 않은 방사상의 거리(d)로 배열된다.

더욱 특별하기로, 도 3으로 도시된 직선형 바아(4)는 직선형 바아의 제1세트(8)와 직선형 바아의 제2세트(9)로 이루어져 있으며, 제1세트(8)의 바아의 돌출형상단부(8a)와 제2세트(9)의 바아의 돌출형상단부(9a)는 상기 길이방향의 축(X)에 대해 동심축의 원주(10,11)를 따라서 배열되되, 이 원주는 다른 반경(10a,11a)을 갖는다.

더욱 상세하게는, 제1세트(8)의 바아의 돌출형상단부(8a)는 제1원주(10)를 따라 모두 배열되는 반면에, 제2세트(9)의 바아의 돌출형상단부(9a)는 제2원주(11)를 따라 모두 배열되되, 제1원주(10)의 반경(10a)은 제2원주(11)의 반경(11a) 보다 작다.

또한, 제1세트(8)의 바아의 돌출형상단부(8a)는 반경(10a)에 대해 직교되게 배열된 여과용 바스켓의 내부방향을 향하는 면(12)을 구비하는 반면에, 제2세트(9)를 이루는 각 바아의 경사면(13)은 반경(11a)에 대해 직교되지 않게 다른 각도로 경사져 있다.

더욱이, 제1세트(8)의 바아는 각도(α)만큼 서로 일정 간격으로 이격되어 있고, 각도는 제2세트(9)를 이루는 복수의 직선형 바아로 이루어진 원호를 형성한다.

그러므로, 제2세트(9)를 이루는 바아들은 제1세트(8)를 이루는 한쌍의 직선 형 바아 사이로 형성된 폭(α)을 갖는 구획칸 내에서 분리 배열되어 있다.

이러한 방식으로, 측면이 일점쇄선(14)으로 표시되어진 임펠러는 화살표(15)방향을 따라 회전하며, 수용액에서 발견된 마찰미립자(P)는 탄도(彈道)운동으로 이동하여 처리되므로 본질적으로 화살표(V)방향으로 임펠러의 면(14)에서 접선이동되고, 제2세트(9)의 바아의 돌출형상단부를 타격하기 전에 제1세트(8)의 바아의 돌출형상단부(8a)를 타격한다.

실제로, 상기 미립자의 운동은 임펠러의 측면(14)과 제1세트(8)의 바아의 돌출형상단부(8a)가 배치될 제1원주(10) 사이에 형성된 환형 영역(16)에서 접선방향으로 발생한다.

작동상 도 4에 효과적으로 도시된 바와 같이, 제1세트(8)의 바아의 각 돌출형상단부(8a) 중 사다리꼴 단부영역(17)이 스트레이너의 작동 개시되면서 마모되어진다. 실제로, 제2세트(9)의 바아의 돌출형상단부(9a)로 따르는 제2원주(11)를 벗어나서 각각의 돌출형상단부(8a)가 위치된다.

이 사다리꼴 단부영역(17)이 마모되는 중에, 제2세트(9)의 바아의 돌출형상단부(9a)는 영향을 받지 않는다.

연속적으로 전반적인 사다리꼴 단부영역(17)이 마모될어질 때에, 제1세트(8)의 바아의 각 돌출형상단부(8a)의 하부중심영역(18)이 마모되기 시작하고, 또한 동시에 제2세트(9)의 바아의 돌출형상단부(9a)가 마모된다. 더욱 특별하기로, 돌출형상단부(9a)의 정렬에 따른 원주(11)와 근접한 영역에 대응하는 참조번호 19로 표기된 최외각부가 우선적으로 마모되기 시작한다.

마모되면서, 제2세트(9)의 각 바아의 경사면(13)과 임펠러의 측면(14) 사이에 형성된 도관(21)의 집중부(20)가 확장된다.

이와 같은 과정중에, 도관(21)의 집중부(20)가 확장되어 발생되는 난류효과가 감소되기 때문에, 여과용 바스켓은 최초 여과율이 감소된다.

마모가 선(22)으로 표기된 한계점에 도달하면, 바스켓은 교체되어야만 한다.

전술된 바와 같이, 본 발명의 바스켓은 미리 설정된 모든 목적들을 성취한다.

실제적으로, 바스켓은 마찰미립자(P)가 제1세트(8)를 이루는 바아의 돌출형상단부(8a)의 사다리꼴 단부영역(17)을 마모시키는 적어도 필요한 시간에 대응하여 장시간동안 상태유지된다. 한편, 제2세트(9)를 이루는 바아의 돌출형상단부(9a)의 영역(19)이 실제로 느리게 마모되는 동시에 제1세트(8)를 이루는 바아의 돌출형상단부(8a)의 하부중심영역(18) 또한 느리게 마모되기 때문에 바스켓의 사용수명이 연장된다.

따라서, 본 발명의 목적에서 언급된 바와 같이 여과용 바스켓의 사용수명을 연장시킬 수 있다.

부속품의 교체와 정지시간을 감축시키려는 목적이 달성되고, 실제로 이는 각 바스켓의 사용수명이 연장됨으로써 성취된다.

작동상태 중, 여과용 바스켓을 형성하는 바아의 돌출형상단부의 형태는 변형가능하고, 제1세트를 이루는 한쌍의 바아에 포함된 제2세트에서 바아의 갯수는 사용자의 요구와 대체적으로 처리될 생산품의 기능에 따라 다양해질 수 있다.

명백하게, 제1세트의 바아의 돌출형상단부의 만곡부는 사용자의 요구에 따른 오염원의 종류에 따라서 첨부도면에 도시된 것과 달리 형성될 수 있다.

본 발명의 바스켓으로 양상될 수 있는 상기 실시예와 추가적으로 가능한 실례들은 다음 청구범위의 범주 내에서 가능하다.

Claims (6)

1. 길이방향의 축(X)을 따라 서로 일정 간격으로 이격된 동심축 상에 있는 2개 이상의 환형 부재(2)와;

   견실하게 일정 간격으로 유지될 수 있도록 상기 환형 부재(2)를 서로 연결하기 위해 고정된 복수의 지지봉(3) 및;

   복수의 직선형 바아(4);로 이루어져 있는 바, 상기 직선형 바아는 상기 환형 부재(2)에 방사상으로 고정될 본체(6)와 바스켓(1)의 내부를 향해 돌출된 돌출형상단부(7;8a,9a)를 구비하고, 수성 현탁액에 함유된 불순물과의 마찰작용에도 견딜 수 있는 수성 현탁액에서 섬유질을 여과하는 바스켓(1)에 있어서,

   상기 직선형 바아(4)는 직선형 바아의 제1세트(8)와 직선형 바아의 제2세트(9)로 이루어지되, 상기 제1세트(8)의 바아의 돌출형상부(8a)는 직선형 바아의 제2세트(9)의 마모를 방지하는 단부영역(17)을 구비하여 상기 제2세트(9)의 바아의 돌출형상부(9a)보다 돌출된 것을 특징으로 하는 여과용 바스켓.
2. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 직선형 바아(4)는 직선형 바아로 이루어진 제1세트(8)와 직선형 바아로 이루어진 제2세트(9)를 구비하되, 상기 제1세트(8)의 바아의 상기 돌출형상단부(8a)와 상기 제2세트(9)의 바아의 상기 돌출형상단부(9a)는 상기 길이방향의 축(X)과 동심축을 이루면서 서로 다른 반경(10a,11a)을 구비한 원주(10,11)를 따라 배열된 것을 특징으로 하는 여과용 바스켓.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제1세트(8)의 바아의 상기 돌출형상단부(8a)는 제1원주(10)를 따라 모두 배열되어 있고, 상기 제2세트(9)의 바아의 상기 돌출형상단부(9a)는 제2원주(11)를 따라 모두 배열되어 있되, 상기 제1원주(10)의 반경(10a)이 상기 제2원주(11)의 반경(11a) 보다 작은 것을 특징으로 하는 여과용 바스켓.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제1세트(8)를 이루는 각 바아의 각 돌출형상단부(8a)는 상기 제1원주(10)의 반경(10a)에 대해 직교되게 배열된 상기 여과용 바스켓(1)의 내부방향으로 향하는 면(12)을 구비하고, 상기 제2세트(9)를 이루는 각 바아의 각 돌출형상단부(9a)는 상기 제2원주(11)의 반경(11a)에 대해 경사지게 상기 여과용 바스켓(1)의 내부방향으로 향하는 경사면(13)을 구비한 것을 특징으로 하는 여과용 바스켓.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제1세트(8)의 각 바아의 각 돌출형상단부(8a)는 상기 제1원주(10)와 상기 제2원주(11) 사이에 구비된 단부영역(17)을 구비한 것을 특징으로 하는 여과용 바스켓.
6. 제 5항에 있어서, 상기 단부영역(17)은 상기 여과용 바스켓(1)의 내부방향으로 향하는 면(12)을 구비하고 사다리꼴 형상을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 여과용 바스켓.

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