KR100911285B1 - 필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1)에 관한 것으로, 상기 필터 프레스에서는 필터 부재가 가압 매체에 의해 가압될 수 있는 하나 이상의 멤브레인을 포함한다. 매우 단순하게 설계되는 누수 지시계를 제공하기 위해, 유동 챔버(2) 내에서 자유롭게 움직일 수 있도록 배치되는 지시계 바디(19)가 제공된다. 유입 또는 방출되는 가압 매체로 인한 상기 지시계 바디(19)의 위치 변동이 시각적으로 또는 센서를 통해 모니터링될 수 있다.

Description

필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계{LEAKAGE INDICATOR FOR A FILTER ELEMENT OF A FILTER PRESS}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계에 관한 것이다.
멤브레인 필터 부재들을 구비한 필터 프레스는 멤브레인 필터 프레스라고도 불리며, 종래 기술, 예컨대 독일 특허공보 제 44 15 274 C2로부터 공지되어 있다. 이러한 필터 프레스에서는 일반적인 가압 여과(pressure filtration)에 이어서 재가압(re-pressing), 소위 압축 여과(press filtration)가 실시된다. 이때 여과 챔버 내에 형성된 필터 케이크로부터 아직 남아있는 잔류액이 제거된다. 이를 위해 통상 플레이트 형태의 필터 부재가 하나 이상의 멤브레인을 가짐으로써, 여과 플레이트와 멤브레인 사이에 압밀(pressure-tight) 압축 공간이 형성된다. 압착을 위해 상기 압축 공간에 가압 매체가 공급됨에 따라 멤브레인이 팽창된다. 이때 가압 매체는 통상 필터 부재의 가장자리에 놓인 보어를 통해 유입 및 방출된다.
멤브레인 또는 상기 멤브레인의 고정에 결함이 발생하면, 가압 매체가 필터 챔버라고도 불리는 필터 케이크 공간에 도달한 후, 여과액과 함께 순식간에 필터 프레스를 빠져나간다. 누수량이 상대적으로 많은 경우에는 가압 매체 손실의 확인이 가능하나, 플레이트 어셈블리 내 멤브레인 플레이트의 결함을 검출하는 것은 매 우 어렵고, 필터 프레스가 다량의 필터 부재를 포함하는 경우에는 상당한 검출 시간이 소요된다.
유럽 특허출원 제 1 084 742 A1호에 공지된 필터 프레스의 필터 부재용 누수 경고 장치에서는, 전술한 누수의 국소화를 위해 관련 접속 보어 내에 임펠러를 구비한 유량 센서가 설치되고, 상기 임펠러는 유입 및 방출되는 가압 매체에 의해 회전 운동 상태로 전환되며, 이는 시각적으로 모니터링될 수 있다. 이러한 해결책의 단점은, 필요한 유동 개구의 배치 및 상기 유동 개구의 각위치와 관련하여 가압 매체의 정체를 방지하고 임펠러의 충분한 추진을 보증하기 위한 특별한 요건이 강요된다는 점이다.
본 발명의 목적은 매우 간단하게 설계되는 누수 지시계를 제공하는 것이다. 상기 목적은 청구항 1의 특징들을 가진 누수 지시계를 통해 달성된다. 청구항 1에 따르면, 누수 지시계는 유동 공간 내에 자유롭게 움직일 수 있도록 배치된 지시계 바디를 포함한다. 유입 및 방출되는 가압 매체에 의한 지시계 바디의 위치 변동은 시각적으로 또는 센서를 통해 모니터링될 수 있다. 매우 많은 유량의 가압 매체를 다룰 수 있도록 하기 위해, 유동 공간의 단부측 섹션들의 횡단면이 상기 단부측 섹션들 사이의 중간 섹션의 횡단면보다 더 크다.
본 발명은, 결함이 없는 압착 멤브레인 필터 부재 내에서 압착시 최대 압착 압력에 도달하면, 압착 멤브레인이 필터 케이크에 접하면서 압축 공간이 더 이상 확장되지 않기 때문에 가압 매체 흐름이 멈춘다는 사실에 기초한다. 즉, 압축 공간이 채워지거나 비워지면 유동하는 가압 매체에 의해 지시계 바디의 위치가 변동되는 반면, 그러한 유동이 없으면 지시계 바디는 정지 위치에 머물러 있게 된다. 멤브레인에서 누수가 발생하면 가압 매체가 필터 챔버 내로 유입되고, 상기 가압 매체는 여과액과 함께 상기 필터 챔버를 빠져나간다. 그렇게 하여 생성된 가압 매체 흐름에 의해 지시계 바디가 정지 위치로부터 편향된다. 이러한 위치 변동은 모니터링될 수 있으며, 그 결과 가압 매체 손실의 표시 및 결함을 가진 멤브레인 필터 부재의 국소화에 사용된다. 특히 마지막으로 언급한 특징은 필터 프레스가 다수의 필터 부재를 포함하는 경우에 매우 중요한 의미를 갖는다.
유동 공간 내에 자유롭게 움직일 수 있도록 배치된 지시계 바디를 사용함으로써, 종래 기술로부터 공지된 해결책에 비해 훨씬 더 단순화된 구조를 구현할 수 있다. 말하자면, 한 편으로는 누수 경고 장치(임펠러 등)의 고정에 사용되는 모든 부품이 더 이상 필요하지 않고, 다른 한 편으로는 유동 공간이 자유롭게 움직일 수 있는 지시계 바디만 수용하면 되므로 매우 작게 설계될 수 있다. 그럼으로써 누수 지시계의 조립에 필요한 설치 공간이 축소된다.
누수 지시계의 바람직한 개선예들은 종속 청구항에 제시되어 있다.
본 발명의 목적에 있어서, 채널 형태의, 즉 길게 뻗으면서 비교적 좁은 영역으로 한정된 유동 공간이 매우 적합한 것으로 밝혀졌으며(청구항 2), 상기 공간은 바람직하게 각각의 단부측에 가압 매체용 유입 개구 및 배출 개구를 갖는다(청구항 3). 다시 말해, 압축 공간이 채워지면 가압 매체가 유입 개구를 통해 유동 공간의 한쪽 단부에 유입되고, 상기 유동 공간을 완전히 통과하여, 상기 유동 공간의 반대편 단부에서 배출 개구를 통해 필터 부재로 유입되며, 거기서 압축 멤브레인을 가압한다. 가압 매체로는 바람직하게 압축 공기가 사용되거나, 특히 6 바아 이상의 높은 압력을 달성하기 위해 물이 사용된다.
상기 중간 섹션은 바람직하게 유입 횡단면에 상응하는 횡단면을 갖는다. 또한, 지시계 바디가 그에 상응하게 설계되면(청구항 4), 압축 공간이 아무 문제 없이 채워지고 비워질 수 있다. 그럼으로써 가압 매체의 정체가 효과적으로 방지될 수 있다.
청구항 5에 따른 본 발명의 매우 바람직한 한 실시예에서는, 유동 공간이 호(arc) 형태로 형성된다. 바람직하게는 특히 유입 개구 및 배출 개구가 같은 높이에 배치되는 방식으로 유동 공간이 거의 완전한 원을 그린다. 가압 매체의 유동이 멈추자마자 지시계 바디가 자발적으로 정지 위치로 이동하면(청구항 6), 상기 정지 위치가 출발 위치 또는 중립 위치로 정해진다. 따라서 상기 정지 위치와의 모든 편차는 가압 매체 흐름의 발생을 의미하며, 필터 부재가 이미 채워진 경우 이는 누수의 발생을 의미한다. 유입 개구 및 배출 개구가 중간 섹션 상부에 위치하도록 유동 공간이 배치되면, 지시계 바디는 중간 섹션에 준하는 위치로 하강하여 거기서 정지 위치에 놓인다.
지시계 바디가 중간 섹션 영역에서, 즉 정지 위치에서 유동 공간을 거의 완전히 폐쇄하면, 가압 매체의 유량이 매우 적은 경우에도 지시계 바디의 위치 변동이 이루어지기 때문에 누수 지시계의 매우 높은 감도가 달성될 수 있다.
그와 동시에, 표시 방식과 관련하여 유동 공간의 휨이 매우 중요하다. 지시계 바디가 정지 위치로부터 유동 공간의 중간 섹션으로 편향되면, 먼저 상기 지시 계 바디의 관성이 극복되어야 한다. 동시에 가압 매체의 유동시 유동 공간, 특히 상기 유동 공간의 중간 섹션의 호 형상으로 인해 지시계 바디가 상승한다. 이러한 상승은 원호 경로 상의 휘어진 중간 섹션에서 강제적으로 이루어지기 때문에, 지시계 바디의 편향에 필요한 유동 가압 매체의 힘은 원호에 상응하는 사인 함수로 특성화된 추가 성분을 갖는다. 그 결과, 지시계 바디가 가압 매체의 영향을 받아 한번에 유입 개구 또는 배출 개구의 방향으로 편향될 수 있고 상기 지시계 바디의 편향의 양적 평가가 불가능할 수 있는, 예컨대 수평으로 연장되는 직선의 중간 섹션과 대조적으로, 매우 적은 양 및 매우 많은 양의 가압 매체 흐름을 검출하는 것도 가능하다.
지시계 바디는 바람직하게 원통형으로 형성되고(청구항 8), 상기 지시계 바디의 원통 단부면이 유동 공간의 측면에 거의 접함으로써, 상기 유동 공간이 지시계 바디의 가이드를 형성한다. 가압 매체가 관류하면 지시계 바디는 마치 부유체로서 사용되는 반면, 가압 매체 흐름이 멈추면 지시계 바디는 유동 공간 내에서 롤링 바디의 방식으로 움직인다. 지시계 바디가 중공 실린더로서 제조되고 및/또는 밀도가 상이한 재료들, 예컨대 금속, 플라스틱 또는 다른 재료들로 제조됨으로써 지시계 바디의 표시 감도가 변동할 수 있다. 물론 원통형 지시계 바디 대신 구형 지시계 바디 또는 다른 기하학적 형태의 지시계 바디도 사용될 수 있다.
지시계 바디에 의해 유입 개구들 및 배출 개구들이 차단되는 것을 방지하는 차단 부재들은 유동 공간 내에 상기 개구들 앞에 배치되는 것이 특히 바람직하다(청구항 9).
유동 공간의 커버로서 적절한 관찰판(viewing plate)이 제공되면(청구항 10), 지시계 바디가 정지 위치로부터 편향되는 것을 외부에서 관찰할 수 있다. 물론 지시계 바디의 위치 및/또는 위치 변동의 검출은 전기 센서 또는 다른 방식의 센서를 통해서도 이루어질 수 있다(청구항 11). 또한, 상기 경우에 발생하는 누수는 적절한 표시 도구, 예컨대 광학 신호 발생기에 의해 표시될 수 있다.
유동 공간 내에 배치된 유입 개구 및 배출 개구는 유동 공간 외부에서 관련 공급 라인 및 배출 라인과 연결된다. 누수 지시계에서의 상기 공급 라인 및 배출 라인의 배치가 자유롭게 가변적으로 선택될 수 있기 때문에, 누수 지시계는 가압 매체 공급 라인 내에 필터 부재와 분리되어 제공될 수도 있고, 필터 부재에 직접 장착될 수도 있으며, 이를 위해 상기 누수 지시계는 상응하게 형성된 조립 부재를 갖는다(청구항 12).
본 발명은 도면과 관련하여 기술되는 실시예를 참고로 하기에 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 누수 지시계의 평면도이다.
도 2는 도 1의 라인 AA를 따라 잘라낸 누수 지시계의 단면도이다.
도 1에는 본 발명에 따른 누수 지시계(1)의 정면도가 도시되어 있다. 누수 지시계(1)는 유동 채널(2)을 가지며, 상기 유동 채널은 상기 유동 채널(2)의 상부에 배치된 가압 매체 공급 라인(3)과 상기 유동 채널(2)의 하부에 배치된 가압 매체 배출 라인(4) 사이에 놓인다. 유동 채널(2)은 호 형태로 형성되는데, 이때 상기 유동 채널의 단부측 섹션들(5, 6)에는 각각 하나의 개구가 배치되고, 상기 개구 들은 유동 채널(2)을 관류하는 가압 매체의 유입 개구 및 배출 개구(7, 8)로 사용된다. 유입 개구 및 배출 개구(7, 8)는 각각 연결 채널(9, 10)을 통해 가압 매체 공급 라인(3) 및 가압 매체 배출 라인(4)과 연결된다. 물론 상기 유입 개구 및 배출 개구(7, 8)가 연결 채널을 통하지 않고 직접 가압 매체 공급 라인(3) 및 가압 매체 배출 라인(4)과 연결될 수도 있으며, 그러한 경우 누수 지시계(1)의 필요 설치 공간 또는 필요 조립 공간이 더욱 축소된다.
유동 채널(2)은 누수 지시계(1)의 원형 개구(11) 내에 호 형태로 형성되는 방식으로 설계된다. 이때 유동 채널(2)의 단부측 섹션(5, 6)은 상기 단부측 섹션들(5, 6) 사이에 놓이는 중간 섹션(12)보다 더 큰 횡단면을 갖는다. 중간 섹션(12)의 한쪽은 부분원 형태의 분리 부재(14)의 단부면(13)으로 형성되고, 다른 한쪽은 상기 단부면(13)의 반대편에 놓인 원형 개구(11)의 림(rim; 15)으로 형성된다. 분리 부재(14)는 원형 개구(11) 내에 대략 중앙에 놓이고, 연결 링크(16)를 통해 원형 개구(11)의 림(15)과 연결된다. 원형 개구(11)는 서로 거울 대칭을 이루도록 배치된 2개의 유동 채널 반부(half)로 나뉜다.
내부에 원형 개구(11)가 설치된 누수 지시계(1)의 베이스부(17)와 상기 원형 개구(11) 및 유동 채널(2)을 폐쇄하는 정면 커버(18) 사이에 원통형 지시계 바디(19)가 형성된다. 상기 지시계 바디(19)는 유동 채널(2)의 중간 섹션(12)을 거의 완전히 막고 있다. 지시계 바디(19)가 유동 채널(2)의 단부측 섹션(5, 6)의 영역에 위치하는 경우에는, 유입 개구 및 배출 채널(7, 8) 앞에 제공되는 캠형 차단 부재(20, 21)에 의해, 충전 및 배출시 상기 지시계 바디(19)가 유입 개구(7) 및 배출 개구(8)를 차단하는 것이 방지된다. 베이스부(17)의 모든 4개의 모서리에는 누수 지시계(1)를 필터 부재(도시되지 않음)에 고정하는데 사용되는 나사 연결부 또는 그와 유사한 것의 형성을 위해 보어 구멍이 제공된다.
유동 채널(2)의 앞쪽을 폐쇄하는 커버(18)가 완전히 투명한 관찰판으로 형성됨으로써, 지시계 바디의 위치 변동이 외부에서 관찰될 수 있다. 물론 부분적으로만, 즉 유동 채널(2)의 영역에만 투명한 커버가 사용될 수도 있다. 상기 커버(18)는 나사(23)에 의해 누수 지시계(1)의 베이스부(17)에 단단하게 고정된다.
도 2에는 도 1의 라인 AA를 따라 잘라낸, 본 발명에 따른 누수 지시계(1)의 단면도가 도시되어 있다. 명료한 이해를 돕기 위해, 지시계 바디는 도시하지 않았다. 베이스부(17)는 바람직하게 금속재 또는 플라스틱으로 제조된다. 원형 개구(11)는 분리 부재(14), 유입 개구와 배출 개구(7, 8) 및 연결 채널(9, 10)을 구비한 유동 채널(2)의 특수한 형상과 마찬가지로, 예컨대 밀링과 같은 종래의 가공 기법을 통해 베이스부(17) 내에 형성된다.
가압 매체 배출 라인(4)은 필터 부재, 예컨대 여과판(도시되지 않음)의 가압 매체 연결부에 직접 연결될 수 있도록 형성된다. 이를 위해 누수 지시계(1)의 뒷면(24)이 평평하게 형성된다. 가압 매체 공급 라인(3) 및 가압 매체 배출 라인(4)은 예컨대 실링 링(sealing ring)과 같은 밀폐 부재(25)에 의해 밀폐되는데, 이때 가압 매체 공급 라인(3) 내에는 상기 경우에 사용되는 가압 매체 연결부(도시되지 않음)의 치수에 상응하게 매칭된 특수 연결 피스(28)가 삽입된다.
투명 커버(18)의, 유동 채널(2)쪽 외부 에지에는 리세스들(26)이 제공된다. 상기 리세스들은 한편으로 원형 개구(11)의 양 측면에 형성되어 상기 리세스들(26)에 맞물리는 쇼울더(27) 상에 지지되고, 다른 한편으로 분리 부재(14) 상에 지지된다. 상기 커버(18)에도 마찬가지로 쇼울더(27) 및 분리 부재(14)에 대한 밀폐 부재(25)가 제공된다.
*도면 부호 목록*
1: 누수 지시계 2: 유동 채널
3: 가압 매체 공급 라인 4: 가압 매체 배출 라인
5, 6: 단부측 섹션 7: 유입 개구
8: 배출 개구 9, 10: 연결 채널
11: 원형 개구 12: 중간 섹션
13: 단부면 14: 분리 부재
15: 림(rim) 16: 연결 링크
17: 베이스부 18: 커버
19: 지시계 바디 20, 21: 차단 부재
22: 보어 구멍 23: 나사
24: 뒷면 25: 실링 링
26: 리세스 27: 쇼울더
28: 연결 피스

Claims (13)

  1. 필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1)로서, 상기 필터 부재는 가압 매체에 의해 가압될 수 있는 하나 이상의 멤브레인을 제공받고 유동 공간(2) 내에 자유롭게 움직일 수 있도록 배치된 지시계 바디(19)를 구비하고, 그리고 상기 가압 매체의 유입 및 방출에 의한 상기 지시계 바디의 위치 변동이 시각적으로 또는 센서를 통해 모니터링될 수 있는, 필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계에 있어서,
    상기 유동 공간(2)의 단부측 섹션들(5, 6)이 상기 단부측 섹션들(5, 6)을 연결하는 상기 유동 공간의 중간 섹션(12)의 횡단면보다 더 큰 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유동 공간(2)은 채널 형태인 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 유동 공간(2)의 각각의 단부측에 유입 개구(7) 및 배출 개구(8)가 배치되는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 지시계 바디(19)는, 상기 지시계 바디(19)가 상기 유동 공간(2)의 한쪽 단부(5, 6)에 배치될 때 상기 필터 부재가 방해 없이 채워지고 비워질 수 있도록 충분히 큰 횡단면이 개방 상태로 유지되는 방식으로 설계되는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 유동 공간(2)이 호(arc) 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 유동 공간(2)은, 상기 지시계 바디(19)가 상기 유동 공간(2)의 중간 섹션(12) 내에서 가압 매체의 유동 없이 자발적으로 정지 위치로 이동하도록 형성되는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 지시계 바디(19)는, 상기 유동 공간(2)의 중간 섹션(12) 영역에서 상기 유동 공간(2)을 거의 완전히 폐쇄하도록 설계되는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 지시계 바디(19)가 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 지시계 바디(19)에 의해 상기 유입 개구 및 배출 개구(7, 8)가 차단되는 것을 방지하는 차단 부재들(20, 21)이 상기 유동 공간(2) 내 단부측에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 필터 부재용 누수 지시계(1)는 상기 유동 공간(2)을 외부에 대해 밀폐하는, 관찰판(viewing plate)을 가진 커버(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 필터 부재용 누수 지시계(1)는 상기 지시계 바디(19)의 위치 및/또는 위치 변동을 검출하기 위한 전기 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 필터 부재용 누수 지시계(1)는 상기 필터 부재의 가압 매체 공급 라인 내에 배치되거나 상기 필터 부재에 직접 장착되도록 하기 위한 조립 부재(22)를 구비하는 것을 특징으로 하는,
    필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계(1).
  13. 삭제
KR1020057005589A 2003-05-19 2003-08-26 필터 프레스의 필터 부재용 누수 지시계 KR100911285B1 (ko)

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