KR101010056B1

KR101010056B1 - 3상원심분리기

Info

Publication number: KR101010056B1
Application number: KR1020090062105A
Authority: KR
Inventors: 고우상; 최형중
Original assignee: 박정숙
Priority date: 2009-07-08
Filing date: 2009-07-08
Publication date: 2011-01-21
Also published as: KR20110004598A

Abstract

본 발명은 3상원심분리기에 관한 것으로, 통상적인 상하수도 및 식품분야 등 비중이 다른 두성분인 고형물(Sludge)과 액체(Liquid)로 이루어진 원액을 2상 분리하는데 사용되던 스크류디캔터(Screw Decanter)형 원심분리기의 기본 구성을 토대로 적극적으로 개량 발명한 것이다.

즉, 본 발명에서는 후면부에 분리격막판이 결합되고, 중액배출구에 수위압력조절변이 삽입된 회전체플렌지의 후면부가 회전체에 결합되며, 회전체플렌지의 전면부에는 편심형사이폰이 안치되고, 전방플렌지샤프트가 결합되며, 전방플렌지샤프트에는 베어링을 게제한 전방베어링하우징이 결합됨을 특징으로하여 특수한 Oil, 음식물, 화학분야 등 비중이 다른 세성분인 경액(Light Liquid), 중액(Heavy Liquid), 고형물(Sludge)로 이루어진 슬러리 (Slurry)형태의 원액을 일거에 각각의 성분으로 3상분리 가능하게 하는 3상원심분리기에 관한 것이다.

스크류, 디캔터, 원심분리기, 3상원심분리기.

Description

3상원심분리기{At 3 Centrifugal machine}

본 발명은 3상원심분리기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통상적인 상하수도 및 식품분야 등 비중이 다른 두성분인 고형물(Sludge)과 액체(Liquid)로 이루어진 원액을 2상 분리하는데 사용되던 스크류디캔터(Screw Decanter)형 원심분리기의 기본 구성을 토대로 적극적으로 개량 발명한 것이다.
즉, 본 발명에서는 후면부에 분리격막판이 결합되고, 중액배출구에 수위압력조절변이 삽입된 회전체플렌지의 후면부가 회전체에 결합되며, 회전체플렌지의 전면부에는 편심형사이폰이 안치되고, 전방플렌지샤프트가 결합되며, 전방플렌지샤프트에는 베어링을 게제한 전방베어링하우징이 결합됨을 특징으로하여 특수한 Oil, 음식물, 화학분야 등 비중이 다른 세성분인 경액(Light Liquid), 중액(Heavy Liquid), 고형물(Sludge)로 이루어진 슬러리 (Slurry)형태의 원액을 일거에 각각의 성분으로 3상분리 가능하게 하는 3상원심분리기에 관한 것이다.

종래의 스크류디캔터형 원심분리기는 회전체의 회전을 통한 원심력을 이용하여 비중이 다른 두성분인 고형물(Sludge)과 액체(Liquid)로 이루어진 원액을 2상으로 분리하였으나, 이러한 방식은 원액 속에 고형물(Sludge)과 액체(Liquid)의 2상 분리에 국한되어 통상적인 상하수도 및 식품분야에는 적용 가능하나 Oil 3상, 음식물 3상, 화학적 3상 분리 등 특수한 산업분야에 적용하는데 어려운 문제점이 있었으며, 비중이 다른 세성분인 경액, 중액, 고형물로 이루어진 슬러리 형태의 원액을 3상 분리하기 위해서는 고형물과 액체(경액과 중액이 혼합된 것)를 2상으로 분리하는 고액분리를 행한 후, 초원심기 또는 세퍼레이터에 의해 경액과 중액을 분리하는 액액분리를 행하는 방법이 사용되어왔으나, 이러한 방식은 분리공정이 2단계로 되어있어 시간이 오래 걸리므로 작업의 효율성이 떨어지고, 고액분리기와 별도로 액액분리기를 따로 배치해야하므로 추가적인 작업공간이 필요하며, 각각의 기기를 운영하고, 보수 관리해야 하므로 인력의 소모가 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 종래의 스크류디캔터형 원심분리기와 같은 회전체에 후면부에 분리격막판이 결합되고, 중액배출구에 수위압력조절변이 삽입된 회전체플렌지의 후면부가 결합되며, 회전체플렌지의 전면부에는 편심형사이폰이 안치되고, 전방플렌지샤프트가 결합되며, 전방플렌지샤프트에는 베어링을 게제한 전방베어링하우징이 결합됨을 특징으로 하는 3상원심분리기를 이용하여 다양한 산업분야에 적용가능하며, 슬러리형태의 3상 원액을 고액분리와 액액분리의 2단 분리공정을 거치지 않고, 한 번의 단일공정으로 3상 분리함으로써, 시간을 줄여 작업의 효율성을 높이고, 별도의 액액분리기를 따로 배치하지 않아 추가적인 작업공간이 필요 없게 하며, 기기를 운영하고, 보수 관리해야 하는 인력의 소모를 줄이는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 3상원심분리기는 내측으로 스크류(20)가 설치된 회전체(10)의 후단에 후방베어링하우징(99)에 개재된 베어링(100)과 결합된 후방플렌지샤프트(49)를 결합한 공지된 원심분리기(2)의 상기 회전체(10) 전방에 결합되며, 전면 중앙에 안치홈(64)이 형성하고, 후면 중앙에는 돌출부(65)를 형성하되, 돌출부(65)의 중앙에는 안치홈(64) 쪽으로 관통하도록 통공(61)을 형성하며, 상기 통공(61)의 둘레에는 안쪽으로 경액배출공(63)을 축 방향으로 관통하고, 바깥쪽으로 중액배출공(62)을 축 직각방향으로 절곡되게 형성한 회전체플렌지(60)와; 상기 중액배출공(62)의 배출구(62b)에 설치되며 체크앤빌(71), 체크볼(72), 안치대(73), 스프링(74), 및 압력조절게이지(75)가 차례로 삽입된 수위압력조절변(70)과; 상기 회전체플렌지(60)의 돌출부(65)에 끼워지는 통공(51)이 중앙에 관통되며, 회전체플렌지(60)의 경액배출공(63)과 연통되는 경액배출공(53) 및 중액배출공(62)과 연결되게 측면에서 전면으로 연결한 중액배출홈(52)이 형성된 분리격막판(50)과; 상기 회전체플렌지(60)에 형성된 안치홈(64)을 밀폐하도록 결합되며, 전면 중앙에 돌출부(45)가 형성되며 중앙에 통공(41)을 형성한 전방플렌지샤프트(40)와; 상기 회전체플렌지(60)에 형성된 안치홈(64)과 전방프렌지샤프트(40)의 통공(41)에 내입 설치되며, 내측으로 원액투입관(30)이 삽입되는 원액투입관공(81)이 형성되고, 회전체플렌지(60)에 형성된 안치홈(64) 상에 위치하는 몸체부(86)의 후면에 통공(41)에 내입하여 지지되도록 돌출부(85)를 형성하며, 몸체부(86) 외주면 일측에서 돌출부(85) 외주면 일측으로 경액배출공(83)이 관통된 편심형사이폰(80)과; 상기 전방플렌지샤프트(40)의 돌출부(45)가 내입되는 베이링(100)을 개재하며, 편심형사이폰(80)의 후단에 내입되는 결합홈(96)을 형성하고, 경액배출공(83)과 연결되는 경액배출공(93) 및 원액투입관(30)이 삽입되는 원액투입관공(91)을 관통한 전방베어링하우징(90)과; 상기 회전체플렌지(60)의 통공(61)과, 편심형사이폰(80)의 원액투입관공(81)과, 베어링하우징(90)의 원액투입관공(91)으로 내입되어 회전체(10) 내부에 원액을 주입하는 원액투입관(30)으로 구성한 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따른 3상원심분리기는 다양한 산업분야에 적용가능하며, 슬러리형태의 3상 원액을 고액분리와 액액분리의 2단 분리공정을 거치지않고, 한번의 단일공정으로 3상 분리함으로써, 시간을 줄여 작업의 효율성을 높이고, 별도의 액액분리기를 따로 배치하지않아 추가적인 작업공간이 필요없게하며, 기기를 운영하고, 보수관리 해야하는 인력의 소모를 줄이는 경제적이고, 실용적인 효과가 있다.

통상의 스크류디캔터(Screw Decanter)형 원심분리기(2)에 대해 이후로는 원심분리기(2)로 간략히 표현하며, 본 발명과 동일한 구성요소는 동일한 도면부호로 표현한다.

통상의 원심분리기(2)는 도 8, 도 9와 같이 원통관과 콘형상관이 결합된 형태의 회전체(10)의 콘형상관 일측에 슬러지배출공(11)이 형성되고, 회전체(10) 내부에는 스크류(20)가 형성되며, 도 8을 기준으로 왼쪽인 회전체(10)의 후면에는 후방플렌지샤프트(49)가 결합되고, 후방플렌지샤프트(49)에는 베어링(100)을 재재한 후방베어링하우징(99)이 결합되며, 회전체(10)의 전면에는 액체배출공(47)이 관통된 전방플렌지샤프트(40)가 결합되고, 전방플렌지샤프트(40)에는 베어링(100)을 개재한 전방베어링하우징(90)이 결합되며, 전방베어링하우징(90)의 전방에는 전방베어링하우징(90)과 전방플렌지샤프트(40)를 차례로 관통하여 회전체(10) 내부로 연결되는 원액투입관(30)이 결합됨을 특징하며, 원심분리기(2)를 작동하기 위해서는 통상적으로 후방플렌지샤프트(49)에 모터(미도시)에 연결된 기어박스(미도시)와 같은 동력원을 연결하여 사용한다.
이상과 같은 통상의 원심분리기(2)를 작동하면 원액투입관(30)을 통해 회전체(10) 내부로 투입된 비중이 다른 두성분인 슬러지(210)와 액체(240)로 이루어진 원액(200)이 회전하는 회전체(10)의 원심력으로 비중이 큰 슬러지(210)는 스크류(20)에 의해 슬러지배출공(11)으로 배출되고, 비중이 작은 액체는 전방플렌지샤프트(40)의 액체배출공(47)으로 배출되는 2상분리가 실현된다.

본 발명인 3상원심분리기(1)는 도 8 및 도 9와 같이 구성되는 상기한 통상의 원심분리기(2)의 구성에 있어서, 전방플렌지샤프트(40)와 전방베어링하우징(90) 쪽의 구성을 도 1 내지 도 7과 같이 적극적으로 개량하여 새롭게 구성한 것이다.

본 발명은 3상원심분리기에 관한 것이다. 이를 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명인 3상원심분리기(1)는 상기한 종래 2상 원심분리기(2)에서 전방플렌지샤프트(40)와 전방베어링하우징(90)이 결합되는 오른쪽 부분을 개량한 것으로, 회전체(10) 및 회전체(10)의 왼쪽 부분의 구성은 종래 2상 원심분리기(2)의 구성과 동일한 구성이다.
이러한 본 발명의 3상원심분리기(1)의 구성은 도 1과 같이 회전체(10)의 후단인 왼쪽 부분을 후방베어링하우징(100)에 개재된 베어링(99)에 결합된 후방플렌지샤프트(49)와 결합하고, 회전체(10)의 전방에는 회전체플렌지(60)가 결합된다.
상기 회전체플렌지(60)는 전면 중앙에 안치홈(64)이 형성하고, 후면 중앙에는 돌출부(65)를 형성하되, 돌출부(65)의 중앙에는 안치홈(64) 쪽으로 관통하도록 통공(61)을 형성하여 원액투입관(30)이 내입될 수 있게 한다.
상기 통공(61)의 둘레에는 안쪽으로 경액배출공(63)을 축 방향으로 관통하고, 바깥쪽으로 중액배출공(62)을 축 직각방향으로 절곡되게 형성한다.
상기 중액배출공(62)의 배출구(62b)에는 도 2 내지 도 5와 같이 체크앤빌(71); 체크볼(72); 안치대(73); 스프링(74); 및 압력조절게이지(75)가 차례로 삽입된 수위압력조절변(70)을 형성한다.
상기 회전체플렌지(60)에는 회전체(10) 쪽인 후면에 돌출부(65)에 끼워지는 통공(51)이 중앙에 관통되어 있는 분리격막판(50)을 결합하되, 분리격막판(50)에는 회전체플렌지(60)의 경액배출공(63)과 연통되는 경액배출공(53)을 관통하고, 또한 측면에서 전면으로 연결되는 중액배출홈(52)이 회전체플렌지(60)의 중액배출공(62)과 연결되게 형성한다.
상기 회전체플렌지(60)에 형성된 안치홈(64)은 전면 중앙에 돌출부(45)가 형성된 전방플렌지샤프트(40)에 의해 밀폐되며, 전방프렌지샤프트(40)의 돌출부(45)는 전방베어링하우징(90)에 개재된 베어링(100)의 내륜의 통공(101)에 결합된다.
상기 전방프렌지샤프트(40)의 중앙에는 통공(41)을 형성하며, 상기 회전체플렌지(60)에 형성된 안치홈(64)과 전방프렌지샤프트(40)의 통공(41)에는 편심형사이폰(80)을 설치한다.
상기 편심형사이폰(80)은 내측으로 원액투입관(30)이 삽입되는 원액투입관공(81)이 형성되고, 회전체플렌지(60)에 형성된 안치홈(64) 상에 위치하는 몸체부(86)의 후면에 통공(41)에 내입하여 지지되도록 돌출부(85)를 형성한 구성이며, 또한 편심형사이폰(80)의 몸체부(86) 외주면 일측에서 돌출부(85) 외주면 일측으로 경액배출공(83)이 관통되어 있다.
상기 전방베어링하우징(90)에는 편심형사이폰(80)의 후단에 내입되는 결합홈(96)이 형성하며, 또한 경액배출공(83)과 연결되는 경액배출공(93)을 축직각방향으로 관통하며, 축방향으로는 원액투입관(30)이 삽입되는 원액투입관공(91)을 관통한 구성으로 이루어진다.

이상과 같이 구성되는 본 발명인 3상원심분리기를 사용코자할 때는 먼저 투입되는 3상 원액(200)의 비율(%)에 맞추어 도 5와 같이 수위압력조절변(70)의 압력조절게이지(75)를 조작하여 스프링(74)의 탄성범위를 지정함으로써 중액(220)의 침강깊이를 설정하고, 후방플렌지샤프트(49)에 동력원을 연결하여 동력을 전달함으로써 회전체(10)를 회전시킨다.
상기와 같이 회전체(10)를 회전시킨 상태에서 원액투입관(30)을 통해 회전체(10) 내부에 비중이 다른 3상의 원액(200)을 투입하면 회전하는 회전체(10)의 원심력에 의해 3상의 원액(200)은 도 1 및 도 2와 같이 비중이 큰 슬러지(210), 중액(220), 경액(230) 순으로 회전체(10) 내부면에 층을 형성하게 되면서 비중이 무거운 슬러지(210)는 스크류(20)에 의해 슬러지배출공(11)으로 배출되고, 슬러지보다 비중이 가벼운 중액(220)은 분리격막판(50)의 중액배출홈(52)과 회전체플렌지(60)의 중액배출공(62)을 통해 도 4와 같이 수위압력조절변(70)의 체크볼(72)을 압력으로 밀어내면서 배출되며, 중액보다 비중이 가벼운 경액(230)은 분리격막판(50)의 경액배출공(53)과 회전체플렌지(60)의 경액배출공(63)을 통해 회전체플렌지(60)의 안치홈(64)에서 편심형사이폰(80)의 경액배출공(83)과 전방베어링하우징(90)의 경액배출공(93)을 통해 배출되는 과정을 반복하는 연속운전이 이루어진다.

상기한 바와 같이 본 발명인 3상원심분리기는 3상의 비율(%)이 다른 각 각의 원액(200)을 수위압력조절변(70)과 편심형사이폰(80)의 간단한 조작만으로 손쉽게 분리할 수 있어 특수한 Oil, 음식물, 화학분야 등의 다양한 산업분야에서 활용될 수 있으며, 슬러리형태의 3상 원액(200)을 고액분리와 액액분리의 2단 분리공정을 거치지않고, 한번의 단일공정으로 3상 분리함으로써, 시간을 줄여 작업의 효율성을 높이고, 별도의 액액분리기를 따로 배치하지않아 추가적인 작업공간이 필요 없으며, 기기를 운영하고, 보수 관리해야 하는 인력의 소모를 줄이는 경제적이고, 실용적인 효과가 있다.

도 1은 본 발명인 3상원심분리기의 부분단면도

도 2는 도 1의 A부분 상세도

도 3, 도 4 및 도 5는 수위압력조절변의 결합 및 작동상태 단면도

도 6은 본 발명의 주요부분 분해단면도

도 7은 본 발명의 주요부분 결합단면도

도 8은 종래 원심분리기의 부분단면도

도 9는 종래 원심분리기의 주요부분 분해단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호설명

1 - 3상원심분리기 2 - 원심분리기 10 - 회전체

11 - 슬러지배출공 20 - 스크류 30 - 원액투입관

31 - 원액투입구 32 - 원액배출구 40 - 전방플렌지샤프트

41 - 통공 45 - 돌출부 47 - 액체배출공

49 - 후방플렌지샤프트 50 - 분리격막판 51 - 통공

52 - 중액배출홈 53 - 경액배출공 60 - 회전체플렌지

61 - 통공 62 - 중액배출공 62a - 인입구

62b - 배출구 63 - 경액배출공 64 - 안치홈

65 - 돌출부 70 - 수위압력조절변 71 - 체크앤빌

72 - 체크볼 73 - 안치대 74 - 스프링

75 - 압력조절게이지 80 - 편심형사이폰 81 - 원액투입관공

83 - 경액배출공 85 - 돌출부 90 - 전방베어링하우징

91 - 원액투입관공 93 - 경액배출공 96 - 결합홈

99 - 후방베어링하우징 100 - 베어링 101 - 통공

200 - 원액 210 - 슬러지 220 - 중액

230 - 경액 240 - 액체

Claims

내측으로 스크류(20)가 설치된 회전체(10)의 후단에 후방베어링하우징(99)에 개재된 베어링(100)과 결합된 후방플렌지샤프트(49)를 결합한 공지된 원심분리기(2)의 상기 회전체(10) 전방에 결합되며, 전면 중앙에 안치홈(64)이 형성하고, 후면 중앙에는 돌출부(65)를 형성하되, 돌출부(65)의 중앙에는 안치홈(64) 쪽으로 관통하도록 통공(61)을 형성하며, 상기 통공(61)의 둘레에는 안쪽으로 경액배출공(63)을 축 방향으로 관통하고, 바깥쪽으로 중액배출공(62)을 축 직각방향으로 절곡되게 형성한 회전체플렌지(60)와;

상기 중액배출공(62)의 배출구(62b)에 설치되며 체크앤빌(71), 체크볼(72), 안치대(73), 스프링(74), 및 압력조절게이지(75)가 차례로 삽입된 수위압력조절변(70)과;

상기 회전체플렌지(60)의 돌출부(65)에 끼워지는 통공(51)이 중앙에 관통되며,

회전체플렌지(60)의 경액배출공(63)과 연통되는 경액배출공(53) 및 중액배출공(62)과 연결되게 측면에서 전면으로 연결한 중액배출홈(52)이 형성된 분리격막판(50)과;

상기 회전체플렌지(60)에 형성된 안치홈(64)을 밀폐하도록 결합되며, 전면 중앙에 돌출부(45)가 형성되며 중앙에 통공(41)을 형성한 전방플렌지샤프트(40)와;

상기 회전체플렌지(60)에 형성된 안치홈(64)과 전방프렌지샤프트(40)의 통공(41)에 내입 설치되며, 내측으로 원액투입관(30)이 삽입되는 원액투입관공(81)이 형성되고, 회전체플렌지(60)에 형성된 안치홈(64) 상에 위치하는 몸체부(86)의 후면에 통공(41)에 내입하여 지지되도록 돌출부(85)를 형성하며, 몸체부(86) 외주면 일측에서 돌출부(85) 외주면 일측으로 경액배출공(83)이 관통된 편심형사이폰(80)과;

상기 전방플렌지샤프트(40)의 돌출부(45)가 내입되는 베이링(100)을 개재하며, 편심형사이폰(80)의 후단에 내입되는 결합홈(96)을 형성하고, 경액배출공(83)과 연결되는 경액배출공(93) 및 원액투입관(30)이 삽입되는 원액투입관공(91)을 관통한 전방베어링하우징(90)과;

상기 회전체플렌지(60)의 통공(61)과, 편심형사이폰(80)의 원액투입관공(81)과, 베어링하우징(90)의 원액투입관공(91)으로 내입되어 회전체(10) 내부에 원액을 주입하는 원액투입관(30)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 3상원심분리기.