KR101250691B1 - 패들이 구성된 슬러지 원심분리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패들이 구성된 슬러지 원심분리기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액체 속에 현탁되어 있는 슬러지를 회전드럼 속에서 분리할 때 액체에 회전력이 발생되도록 패들을 구성하여 원심분리 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 구성된 슬러지 원심분리기에를 제공하려는 것이다.
슬러지 원심분리기에 있어서, 드럼축 내부에 패들축이 구성되고, 상기 패들축의 상부에는 스플라인 플레이트와 클러치 플레이트가 구성되며, 패들축의 하부에는 패들 플레이트와 2개 이상의 패들이 구성되고, 상기 스플라인 플레이트의 일측에는 고정핀과 에어 실린더가 구성되는 것을 특징이며,
본 발명에 의하면, 회전드럼 내부의 슬러지층에 접촉하지 않는 패들을 통해 액체에 강력한 회전력 및 원심력을 발생시켜 액체 속에 현탁된 슬러지와 탈리액의 분리효율이 크게 향상되는 효과가 있다.
또한 본 발명은 기포가 대량 발생된 축산분뇨 슬러지를 분리할 때, 패들을 통해 회전드럼 내부의 액체를 휘저어 슬러지에 부착된 기포를 효과적으로 분리시켜 주고 회전력을 제공하여 원심분리 효율을 크게 향상시키는 효과가 있다.

Description

패들이 구성된 슬러지 원심분리기{Paddle consist sludge centrifugal separator}

본 발명은 패들이 구성된 슬러지 원심분리기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액체 속에 현탁되어 있는 슬러지를 회전드럼 속에서 분리할 때 액체에 회전력이 발생되도록 패들을 구성하여 원심분리 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 구성된 슬러지 원심분리기에 관한 발명이다.

주지된 바와 같이 액체 속에 현탁되어 있는 여러가지 크기의 고형물에서 탈리액을 분리하여 남는 것을 슬러지라고 하며, 상기 슬러지 중 축산분뇨 슬러지는 일정한 양의 수분을 제거하고 남은 슬러지를 비료 등으로 다양하게 사용하기 위해 통상적으로 1차 침전방식, 2차 슬러지 분리기의 방식으로 처리되고 있다.

상기 2차 슬러지 분리기는 원심 분리방식으로 액체 속에 현탁되어 있는 슬러지를 회수하기 위해 사용되는 것으로서, 크게 수평축형과 수직축형, 디스크형, 스크류형으로 구분된다.

상기와 같은 종래 슬러지 분리기 중에서 수직축형 슬러지 원심분리기는 스크레이퍼가 회전드럼 상부에 상시 대기하여 슬러지가 달라붙게 되는 단점이 있고, 스크레이퍼를 하강시키기 위한 구성이 수직상에 설치되어 원심 분리기가 대형화되며, 하나의 동력전달 구성으로 회전드럼을 고속회전 및 저속회전이 가능하도록 구성하여 동력전달 구성이 매우 복잡한 단점이 있어 사용상의 문제점으로 지적되고 있었다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 등록특허 10-1035954 슬러지 원심분리기가 등록되어 있다.

상기 슬러지 원심분리기는 액체 속에 현탁된 슬러지를 분리하는 회전드럼과, 상기 회전드럼을 구동시키기 위해 드럼축에 풀리를 고정하고 모터 및 모터축에 풀리와 벨트를 구성하며, 상기 회전드럼의 고정된 드럼축에는 대형기어를 고정하고, 감속모터에 의해서 회전하는 스플라인축에 소형 클러치기어를 구성하여 실린더의 작용으로 드럼축에 고정된 대형기어와 연결 또는 분리되게 구성하고, 상기 회전드럼의 내부에는 슬러지를 제거하기 위한 스크레이퍼가 회전드럼의 내벽에 밀착 또는 분리 가능하도록 베이스 프레임에 구성되고, 상기 스크레이퍼는 실린더에 의해서 작동하는 아암에 연결된 것을 특징으로 하여 슬러지 원심분리기의 소형화와 유지관리 비용이 절감되고, 회전드럼 내벽의 슬러지가 신속하게 제거되어 작업성이 뛰어난 효과가 있다.

하지만, 상기한 슬러지 원심 분리기는 회전드럼을 고속회전시키고, 고속회전중인 회전드럼 속에서 액체 속에 현탁된 슬러지와 탈리액을 분리하는 방식은 액체에 회전력을 전달하지 못하는 단점이 있다.

즉, 회전드럼 속에서 슬러지와 함께 원심분리 중인 액체는 드럼의 내면에서 떨어지게 되면 회전력 및 원심력이 전달될 수 없기 때문에 액체 속에 현탁된 슬러지가 회전드럼에서 완전하게 분리되지 못하고 액체와 함께 회전드럼의 내부로 낙하되는 단점이 있다.

특히, 상기와 같이 구성된 슬러지 원심분리기를 사용해서 축산분뇨처리를 할 경우에 축산분뇨 슬러지의 부패 및 활성 슬러지에 의한 질화로 인해 기포가 대량 발생되어 슬러지에 부착되기 때문에 축산분뇨 슬러지를 원심분리할 때에는 액체와 함께 슬러지가 회전드럼의 내부로 낙하되는 현상이 극심하여 원심분리 효율이 크게 저하시키는 등 슬러지 원심 분리기에 많은 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 회전드럼 내부의 액체에 강력한 회전력 및 원심력을 발생시켜 액체 속에 현탁된 슬러지와 탈리액의 분리효율을 더욱 향상시킬 수 있는 슬러지 원심분리기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명은 기포가 대량 발생된 축산분뇨 슬러지를 분리할 때, 액체를 휘저어 슬러지에 부착된 기포를 효과적으로 분리시켜 주고 회전력을 발생시켜 원심분리 효율을 향상시킬 수 있는 슬러지 원심분리기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 액체 속에 현탁된 슬러지를 분리하는 회전드럼과, 상기 회전드럼을 구동시키기 위해 드럼축에 풀리가 고정되고 모터 및 모터축에 풀리와 벨트를 구성되며, 상기 회전드럼의 고정된 드럼축에는 대형기어가 고정되고, 감속모터에 의해서 회전하는 스플라인축에 소형 클러치기어가 구성되어 실린더의 작용으로 드럼축에 고정된 대형기어와 연결 또는 분리 가능하게 구성되고, 상기 회전드럼의 내부에는 슬러지를 제거하기 위한 스크레이퍼가 회전드럼의 내벽에 밀착 또는 분리 가능하도록 베이스 프레임에 구성되며, 상기 스크레이퍼는 실린더에 의해서 작동하는 아암에 연결된 슬러지 원심분리기에 있어서,

상기 드럼축 내부에 패들축이 구성되고, 상기 패들축의 상부에는 스플라인 플레이트와 클러치 플레이트가 구성되며, 패들축의 하부에는 패들 플레이트와 2개 이상의 패들이 구성되고, 상기 스플라인 플레이트의 일측에는 고정핀과 에어 실린더가 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 등록특허 10-1035954 슬러지 원심분리기의 장점을 그대로 유지하며 회전드럼 내부의 슬러지층에 접촉하지 않는 패들을 통해 액체에 강력한 회전력 및 원심력을 발생시켜 액체 속에 현탁된 슬러지와 탈리액의 분리효율이 크게 향상되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 기포가 대량 발생된 축산분뇨 슬러지를 분리할 때, 패들을 통해 회전드럼 내부의 액체를 휘저어 슬러지에 부착된 기포를 효과적으로 분리시켜 주고 회전력을 발생시켜 원심분리 효율을 크게 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 예시한 단면도
도 2는 본 발명의 요부 구성을 예시한 단면도
도 3은 본 발명의 스플라인 플레이트 및 고정핀과 에어 실린더의 작용상태를 예시한 평면도
도 4는 본 발명의 저속동력 전달부 예시도
도 5,6은 본 발명의 스크레이퍼 작용상태를 예시한 평면도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 패들이 구성된 슬러지 분리기의 실시예를 상세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 액체 속에 현탁된 슬러지를 분리하는 회전드럼(1)과, 상기 회전드럼(1)을 구동시키기 위해 드럼축(2)에 풀리(3)가 고정되고 모터 및 모터축에 풀리(5)와 벨트(6)가 구성되며, 상기 회전드럼(1)의 고정된 드럼축(2)에는 대형기어(10)가 고정되고, 감속모터(11)에 의해서 회전하는 스플라인축(12)에 소형 클러치기어(13)가 구성되어 실린더(15) 및 작동로드(14)의 작용으로 드럼축(2)에 고정된 대형기어(10)와 연결 또는 분리 가능하게 구성되고, 상기 회전드럼(1)의 내부에는 슬러지를 제거하기 위한 스크레이퍼(20)가 회전드럼(1)의 내벽에 밀착 또는 분리 가능하도록 베이스 프레임(22)에 구성되며, 상기 스크레이퍼(20)는 스크레이퍼 실린더(24)에 의해서 작동하는 아암(23)에 연결된 슬러지 원심분리기에 있어서,

상기 드럼축(2) 내부에 패들축 베어링(38)과 패들축(30)이 압입되어 구성되고, 상기 패들축(30)의 상부에는 스플라인 플레이트(31)와 클러치 플레이트(32)가 키로 고정되어 구성되며, 상기 스플라인 플레이트(31)와 클러치 플레이트(32) 사이에는 압력 스프링(33)이 구성되고, 상기 패들축(30)의 하부에는 패들 플레이트(34)와 2개 이상의 패들(35)이 구성되며, 상기 스플라인 플레이트(31)의 일측에는 패들축(30)의 회전을 정지시키기 위한 고정핀(36)이 구비된 에어 실린더(37)가 구성된다.

도면의 미설명 부호 50은 슬러지, 51은 공급관, 52는 탈리액 배출공, 53은 모터를 표시한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 패들이 구성된 원심분리기의 작동에 따른 작용을 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 원심분리기를 구성하는 모터(53)를 작동시키면, 모터(53)에 고정된 풀리(5)와 드럼축(2)에 고정된 풀리(3)가 벨트(6)에 의해 동력을 전달받아 드럼축(2)과 회전드럼(1)을 회전시킨다.

상기 드럼축(2)의 회전에 따라 드럼축(2) 내부에 압입된 패들축 베어링(38)의 외륜도 회전을 하게 되며, 압력 스프링(33)의 탄성 작용에 의해 클러치 플레이트(32)의 저면이 회전하는 패들축 베어링(38)의 외륜에 마찰되어 패들축(30)이 회전을 하게 되므로 패들축(30)에 고정된 스플라인 플레이트(31)도 회전드럼(1)과 함께 회전하게 된다.

상기 드럼축(2) 및 패들축(30)의 회전에 따라, 드럼축(2)에 연결된 회전드럼(1)이 고속회전하여 원심력이 발생하고, 패들축(30)의 하부에 구성된 패들(35) 또한 회전하게 된다.

상기와 같이 한 상태에서 공급관(51)을 통해 액체 속에 현탁된 슬러지(50)를 회전드럼(1)의 내부로 공급한다.

그러면 공급관(51)을 통해 공급된 액체 속에 현탁된 슬러지(50)는 회전드럼의 회전력 및 원심력에 의해 원심분리되어 탈리액은 회전드럼(1)의 상부에 형성된 탈리액 배출공(52)으로 배출되고, 액체속에 현탁된 슬러지(50)는 회전드럼(1)의 내벽에 남게 된다.

이때 회전드럼(1)의 내벽과 일정한 간격을 형성하면서 회전하는 패들(35)은 회전드럼(1)의 내벽에 부착된 슬러지(50)와 접촉하지 않고 이격된 상태를 유지하면서 회전을 하게 된다.

상기와 같이 패들이 회전을 하는 과정에서 공급관(51)을 통해 공급된 액체 속 슬러지에 대량의 기포가 부착되어도 패들(35)이 액체를 저어주면서 슬러지(50)와 기포를 분리하고, 특히 패들이 회전하여 액체에 강력한 회전력 및 원심력을 발생시키기 때문에 슬러지(50)의 원심분리 작업을 확실하게 할 수 있는 것이다.

이러한 과정으로 회전드럼(1)의 내벽에 슬러지(50)가 많이 쌓이게 되면 스크레이퍼(20)로 회전드럼(1) 내벽에 쌓여진 슬러지(50)를 제거하는 작업을 하게 된다.

상기한 슬러지 제거작업은 패들(35)을 정지시킨 상태에서 회전드럼(1)을 저속회전시키며 이루어지는데, 상기 패들(35)의 정지는 에어 실린더(37)를 작동하여 고정핀(36)을 이동시켜 스플라인 플레이트(31)의 홈에 고정핀(36)을 삽입시키고, 고정핀(36)에 의해 회전이 정지된 스플라인 플레이트(31)에는 패들축(30)이 고정되어 있으므로 패들축(30) 또한 회전하지 않고 정지되는 것이다.

상기와 같이 패들(35)이 정지되면 감속모터(11)를 작동하여 스플라인축(12)과 소형 클러치기어(13)를 회전시키고, 작동로드(14) 및 실린더(15)를 작동시켜 소형 클러치기어(13)가 스플라인축(12)을 따라 하강하여 드럼축(2)에 고정되어 있는 대형기어(10)와 연결되어, 회전드럼(1)이 저속회전을 하게 된다.

상기한 회전드럼(1)의 저속회전으로 인해 패들축 베어링(38)의 외륜과 마찰되는 클러치 플레이트(32)에 패들축(30)에 회전력이 전달되나, 마찰에 의해 전달된 회전력은 압력 스프링(33)의 수축에 의해 흡수되고, 고정핀(36)에 의해 스플라인 플레이트(31)와 패들축(3) 및 패들(35)이 정지된 상태를 유지하게 된다.

이러한 상태에서 회전드럼(1)의 내부에 대기하고 있는 스크레이퍼(20)에 연결된 스크레이퍼 실린더(24)를 작동시켜 베이스 프레임(22)에 움직이게 구성된 아암(23)이 작동되고, 스크레이퍼(20)가 회전드럼(1)의 내벽면으로 이동하면서 슬러지(50)를 제거하고, 제거된 슬러지(50)는 하부에 구성된 슬러지 회수함으로 낙하된다.

상기와 같이 슬러지(50) 제거작업이 완료되면, 최초의 상태로 스크레이퍼(20)와 소형 클러치기어(13) 및 고정핀(36)을 복귀시키고, 회전드럼(1)과 패들(35)을 고속으로 회전시키며 공급관(51)을 통해 액체 속에 현탁된 슬러지(50)를 회전드럼(1)의 내부로 공급하여 슬러지 원심분리 작업을 계속하면 되는 것이다.

1: 회전드럼 2: 드럼축
3: 풀리 5: 풀리
6: 벨트 10: 대형기어
11: 감속모터 12: 스플라인축
13: 클러치기어 14: 작동로드
15: 실린더 20: 스크레이퍼
22: 베이스 프레임 23: 아암
24: 스크레이퍼 실린더 30: 패들축
31: 스플라인 플레이트 32: 클러치 플레이트
33: 압력 스프링 34: 패들 플레이트
35: 패들 36: 고정핀
37: 에어 실린더 38: 패들축 베어링

Claims (2)

1. 감속모터(11)에 의해 회전하는 대형기어(10)에 회전드럼(1)이 고정된 드럼축(2)이 설치되고, 회전드럼(1)의 내부에는 슬러지를 제거하기 위한 스크레이퍼(20)가 구성되며, 상기 스크레이퍼(20)는 스크레이퍼 실린더(24)에 의해서 작동하는 아암(23)에 연결된 슬러지 원심분리기에 있어서,
   상기 드럼축(2)의 내부에 패들축 베어링(38)과 패들축(30)이 압입되어 구성되고, 상기 패들축(30)의 하부에는 패들 플레이트(34)가 구성되며,
   상기 패들 플레이트(34)의 저면에는 2개 이상의 패들(35)이 구성되되, 회전드럼(1)의 내벽 면과 이격되게 구성되는 것을 특징으로 하는 패들이 구성된 슬러지 원심분리기.
2. 제 1항에 있어서, 패들축(30)의 상부에는 스플라인 플레이트(31)와 클러치 플레이트(32)가 구성되며, 상기 스플라인 플레이트(31) 일측에는 패들축(30)의 회전을 정지시키기 위한 고정핀(36)이 구비된 에어 실린더(37)가 구성된 것을 특징으로 하는 패들이 구성된 슬러지 원심분리기.

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