KR101382831B1 - 슬러지 농축 및 탈수 처리장치 및 이의 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬러지의 이송속도가 높고 슬러지 응집에 의한 플럭의 파손이 없으며, 구조가 단순하고 공간을 많이 차지하지 않으면서도, 고장발생이 적고 내구성이 뛰어난 슬러지 농축 및 탈수 처리장치 및 이의 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치에 관한 것으로, 슬러지 농축 및 탈수 처리장치에 있어서, 장원형의 홀이 길이방향을 따라 나선형으로 형성되는 고정자, 상기 고정자의 홀에 삽입되어 회전하는 일축 편심 스크류 형태의 회전자, 상기 고정자를 수용하는 케이싱, 일측의 외주면에 유입구가 구비되고, 타측은 상기 케이싱의 일측과 결합되는 중공 원통형의 이송관, 구동수단, 상기 구동수단과 동력전달수단에 의해 연결되는 회전축 및 상기 이송관 내부에 위치하고, 일측은 구동측 유니버셜 조인트에 의해 상기 회전축과 연결되며, 타측은 피동측 유니버셜 조인트에 의해 상기 회전자와 연결되는 연결축을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

슬러지 농축 및 탈수 처리장치 및 이의 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치{Rotational volumetric type quantitative transfer apparatus for sludge, polymer or cake}

본 발명은 슬러지 농축 및 탈수 처리장치 및 이의 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 슬러지 농축 및 탈수 처리장치 및 일축(一軸) 편심 스크류인 회전자를 단면이 장원형인 고정자의 내부에 삽입하여 회전 및 왕복운동시킴으로써 형성되는 회전자와 고정자 사이의 공간을 통해 피이송체를 정량 이송할 수 있도록 한 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치에 관한 것이다.

일반적으로 슬러지 처리장치에서 슬러지, 폴리머, 케이크 등을 혼화조, 탈수기 등으로 이송시키기 위해 슬러지 이송장치를 사용하고 있다.

이러한 슬러지 이송장치의 일례로 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0733143호(2007.6.29.공고)는 고형화된 슬러지 이송장치에 관한 것으로서, 농축과 탈수과정에 의해 생성된 폐수 슬러지를 피스톤으로 압출함으로써 고형화된 슬러지를 원하는 소정의 폐기물 적재장소까지 용이하게 이송하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래기술은 피스톤을 사용함으로써 처리속도가 늦고, 케이크의 이송에는 용이하다고 할 수 있으나 슬러지가 응집된 플럭(Ploc)의 이송시에는 플럭이 쉽게 파손되며, 동력전달수단이 복잡하며, 소음 및 고장발생이 많은 등의 문제점이 제기되고 있다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0733143호(2007.6.29.공고)

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 슬러지의 이송속도가 높고 슬러지 응집에 의한 플럭의 파손이 없는 슬러지 농축 및 탈수 처리장치 및 이의 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 구조가 단순하고 공간을 많이 차지하지 않으면서도, 고장발생이 적고 내구성이 뛰어난 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 동력전달수단의 장기 사용으로 인한 소음 및 고장 발생이 적고 쉽게 보수가 가능하도록 한 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.

상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명인 슬러지 농축 및 탈수 처리장치는,

슬러지가 저장되는 슬러지 탱크,

상기 슬러지 탱크와 병렬로 연결되는 응집제 탱크,

상기 슬러지 탱크 및 응집제 탱크와 연결되어 슬러지 및 응집제를 공급하여 응집혼화하는 응집혼화조,

응집혼화된 슬러지 플록을 농축하는 농축기,

농축된 슬러지의 탈수를 수행하여 케이크를 형성하는 탈수기 및

각 장치들로 슬러지, 폴리머 또는 케이크를 이송하는 정량이송장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치에 관한 것으로

슬러지, 폴리머 또는 케이크를 이송하는 정량이송장치에 있어서,

장원형의 홀이 길이방향을 따라 나선형으로 형성되는 고정자,

상기 고정자의 홀에 삽입되어 회전하는 일축 편심 스크류 형태의 회전자,

상기 고정자를 수용하는 케이싱,

일측의 외주면에 유입구가 구비되고, 타측은 상기 케이싱의 일측과 결합되는 중공 원통형의 이송관,

구동수단,

상기 구동수단과 동력전달수단에 의해 연결되는 회전축 및

상기 이송관 내부에 위치하고, 일측은 구동측 유니버셜 조인트에 의해 상기 회전축과 연결되며, 타측은 피동측 유니버셜 조인트에 의해 상기 회전자와 연결되는 연결축을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 바닥에 설치되는 베이스 프레임,

상기 베이스 프레임의 일측 상부에 설치되고, 상기 회전축이 수평으로 관통하는 관통홀이 구비되며, 상기 관통홀의 일측에는 베어링 하우징이 구비되며, 타측에는 메커니컬 시일이 구비되며, 타단에는 이송관의 일단이 결합되는 일측 지지 블럭 및

상기 베이스 프레임의 타측 상부에 설치되고, 상기 케이싱을 타단부를 지지하는 타측 지지 브래킷을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 베이스 프레임의 일단부 양측면 및 중간부 양측면에 각각 결합되는 2 쌍의 지지 비임,

상기 2 쌍의 지지 비임의 상단에 결합되어 상기 베이스 프레임과 나란히 수평으로 설치되며, 각각의 모서리부에 형성되는 4 개의 연통홀을 구비하는 제 1 지지 플레이트,

상기 제 1 지지 플레이트의 수직 상부에 상기 제 1 지지 플레이트와 나란히 수평으로 설치되되, 상면에는 상기 구동수단이 결합 안착되며, 하면에는 상기 제 1 지지 플레이트의 4 개의 연통홀에 삽입홀을 관통하는 4 개의 스크류 샤프트가 구비되는 제 2 지지 플레이트,

상기 연통홀의 직경보다 큰 외경을 가지고, 각각의 스크류 샤프트와 나사 결합하며, 상기 제 1 지지 플레이트 상부 및 하부에 각각 배치되는 상측 및 하측 너트를 더 포함하여 구성되며,

상기 동력전달수단은,

상기 구동수단의 구동축에 결합되는 구동 풀리,

상기 일측 지지 블럭의 일단 외측으로 돌출된 상기 회전축의 일단부에 결합되는 피동 풀리 및

상기 구동 풀리 및 피동 풀리에 감아 걸어 구비되는 벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 케이싱의 위치는 상기 베이스 프레임의 중간부 양측면에 결합되는 지지 비임에 비해 타측으로 이격되어 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 슬러지 농축 및 탈수 처리장치 및 이의 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치는 일축 편심 스크류인 회전자를 단면이 장원형인 고정자의 내부에 삽입하여 회전 및 왕복운동시킬 때 형성되는 회전자와 고정자 사이의 공간을 통해 피이송체를 정량 이송함으로써 슬러지의 이송속도가 높고 슬러지 응집에 의한 플럭의 파손이 없으며, 구동수단을 상부에 설치하여 구조가 단순하고 공간을 많이 차지하지 않으면서도, 최적의 동력전달수단을 통해 고장발생이 적고 내구성이 뛰어나며, 동력전달수단의 장기 사용으로 인해 나타나는 동력전달 벨트의 늘어짐 등으로 인한 소음 및 고장 발생이 적고 쉽게 동력전달수단의 간격 조절이 용이한 구조의 채택을 통해 유지 보수가 쉬운 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 슬러지 농축 및 탈수 처리장치를 개념적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치를 도시한 정단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치를 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치의 회전자 각 부분을 도시한 부분단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치의 고정자 각 부분을 도시한 부분단면도이다.

본 발명에 따른 슬러지 농축 및 탈수 처리장치의 바람직한 살시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 슬러지 농축 및 탈수 처리장치를 개념적으로 도시한 블럭도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 슬러지 농축 및 탈수 처리장치는슬러지가 저장되는 슬러지 탱크(ST), 상기 슬러지 탱크와 병렬로 연결되는 응집제 탱크(PT), 상기 슬러지 탱크 및 응집제 탱크와 연결되어 슬러지 및 응집제를 공급하여 응집혼화하는 응집혼화조(MT), 응집혼화된 슬러지 플록을 농축하는 농축기(CT), 농축된 슬러지의 탈수를 수행하여 케이크를 형성하는 탈수기(DH) 및 각 장치들로 슬러지, 폴리머 또는 케이크를 이송하는 정량이송장치(TR)를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치를 도시한 정단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치를 도시한 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치를 도시한 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치의 회전자 각 부분을 도시한 부분단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치의 고정자 각 부분을 도시한 부분단면도이다.

본 명세서에서의 '일단'은 도 2에서 관찰시 해당 구성요소의 우측방향의 끝단을 지칭하고, '타단'은 좌측방향의 끝단을 지칭하며, '일측'은 도 2에서 관찰시 우측을 지칭하며, '타측'은 좌측을 지칭한다.

본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 그 모든 구성 부품들이 바닥에 고정 설치되는 베이스 프레임(Base frame,1) 상에 설치된다.

상기 베이스 프레임(1)의 일측 상부에는 일측 지지 블럭(2)이, 타측 상부에는 타측 지지 브래킷(3)이 각각 설치된다. 또한, 상기 베이스 프레임(1)의 일단부 양측면 및 중간부 양측면에는 각각 지지 비임(4)이 결합되어 총 2 쌍의 지지 비임(4)이 결합되게 된다.

상기 베이스 프레임(1)의 일측 상부에 설치되는 상기 일측 지지 블럭(2)에는 관통홀이 구비되되, 이 관통홀에는 회전축(5)이 수평으로 관통하여 설치되며, 관통홀의 일측에는 한 쌍의 베어링을 포함하는 베어링 하우징(6)이 설치되어 회전축(5)을 회전가능하게 지지하며, 타측에는 메커니컬 시일(7)이 구비되어 타단에 결합되는 이송관(8)의 일단으로부터 슬러지 등이 상기 관통홀로 유입되는 것을 방지한다.

상기 베이스 프레임(1)의 타측 상부에 설치되는 상기 타측 지지 브래킷(3)은 케이싱(9)의 타단부를 지지하게 된다.

여기서, 상기 케이싱(9)은 내부에 고정자(10) 및 회전자(11)를 수용하는 중공 원통형의 부재로서, 상기 고정자(10)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 내부에 장원형의 홀(12)이 그 길이방향을 따라 나선형으로 형성되는 중공 원통형의 부재로서, NBR 등의 고무로 사출성형하여 제작함이 바람직하며, 상기 회전자(11)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 일축 편심 스크류 형태를 취하되 상기 고정자(10)에 삽입되어 회전하는 부재로서, 슬러지 및 케이크 이송용은 D11로 가공한 후 침탄 열처리하여 제작하고, 폴리머 이송용은 SUS304로 가공한 후 경질 크롬도금하여 제작함이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의해, 상기 회전자(11)를 편심축 중심에 맞춰서 회전시키면 실제로 회전자(11)는 고정자(10) 내부를 회전하면서 왕복운동을 하게 되고, 이때 고정자(10)와 회전자(11) 사이에 액체 등의 물질이 이송될 수 있도록 공간이 제공되며, 이 공간은 회전자(11)가 고정자(10) 내부에서 회전운동할 때 회전하면서 전진하게 되어 액체 등의 물질을 일측에서 타측으로 연속 정량이송시키게 된다.

상기 케이싱(9)의 일측은 상기 이송관(8)의 타측, 구체적으로 타단에 결합되어 상기 고정자(10)의 내부 공간, 즉 홀(12)은 상기 이송관(8)의 내부와 연통되게 된다.

상기 이송관(8)은 그 일단이 상기 일측 지지 블럭(2)의 타단에 결합되고, 일측의 외주면에 슬러지 등이 유입되는 유입구(13)가 구비된다. 그리고 상기 이송관(8)의 내부에는 상기 회전축(5)으로부터 상기 회전자(11)로 회전운동을 전달하기 위한 연결축(14)이 구비되는데, 회전자(11)의 편심회전운동을 위해 상기 연결축(14)의 일측과 타측은 각각 구동측 유니버셜 조인트(15)와 피동측 유니버셜 조인트(16)에 의해 회전축(5)과 회전자(11)에 연결된다.

상기 회전축(5)은 구동수단(17)과 동력전달수단에 의해 연결되어 회전하게 되는데, 상기 구동수단(17)은 전기 모터가 사용됨이 바람직하며, 상기 동력전달수단으로는 구동수단(17)의 구동축에 결합되는 구동 풀리(18), 상기 일측 지지 블럭(2)의 일단 외측으로 돌출된 상기 회전축(5)의 일단부에 결합되는 피동 풀리(19) 및 구동 풀리(18)와 피동 풀리(19)에 감아 걸어 구비되는 벨트(20), 구체적으로는 V-벨트가 사용된다.

본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치의 주요 구성상의 특징으로, 설치면적을 줄이기 위해 본 발명은 상기 구동수단(17)이 상기 회전축(5)과 연속적으로 일축상에 설치되지 않고 상기한 바와 같은 벨트(20) 등의 동력전달수단을 통해 회전축(5) 등이 설치되는 일측 지지 블럭(2)의 상부에 위치하게 된다.

이를 위해, 상기 베이스 프레임(1)의 일단부 양측면 및 중간부 양측면에 각각 지지 비임(4)이 설치되어 총 2 쌍의 지지 비임(4)이 구비된다.

상기 2 쌍의 지지 비임(4)의 상단에는 상기 베이스 프레임(1)과 나란히 수평으로 설치되는 제 1 지지 플레이트(21)가 결합되며, 이 제 1 지지 플레이트(21) 각각의 모서리부에는 각각 연통홀(22)이 구비되어 총 4 개의 연통홀(22)이 구비된다.

또한, 상기 제 1 지지 플레이트(21)의 수직 상부에 상기 제 1 지지 플레이트(21)와 나란히 수평으로 제 2 지지 플레이트(23)가 설치되는데, 이 제 2 지지 플레이트(23) 상면에 상기 구동수단(17)이 결합 안착되며, 하면에는 상기 지지 플레이트의 4 개의 연통홀(22)에 삽입홀을 관통하는 4 개의 스크류 샤프트(24)가 구비된다.

그리고 상기 스크류 샤프트(24)에는 각각 한 쌍의 너트, 즉 상측 및 하측 너트(25,26)가 나사 결합하게 되는데, 상기 상측 및 하측 너트(25,26)는 모두 상기 연통홀(22)의 직경보다 큰 외경을 가지며, 각각 상기 제 1 지지 플레이트(21) 상부 및 하부에 각각 배치된다.

이러한 구성을 통해 상기 제 2 지지 플레이트(23)는 상기 제 1 지지 플레이트(21)로부터 일정거리 이격되어 위치하게 된다.

또한, 각각의 스크류에 나사 결합된 상기 상측 및 하측 너트(25,26)를 풀거나 조음으로써 제 2 지지 플레이트(23)의 기울기를 조절하거나 제 1 및 제 2 지지 플레이트(21,23)의 간격을 조절하여 제 2 지지 플레이트(23)의 수평을 맞추거나 상기 벨트(20)의 장력을 조절하게 된다.

마지막으로, 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치는 구동수단(17)에서 발생되는 진동과 충격이 주요부인 고정자(10)나 회전자(11)에 직접적으로 전달되거나, 진동으로 인해 발생되는 프레임, 브래킷 등의 변형 방지를 위해, 상기 케이싱(9)의 위치는 상기 중간부 지지 비임(4)에 비해 타측으로 이격되어 위치하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치는 일축 편심 스크류인 회전자(11)를 단면이 장원형인 고정자(10)의 내부에 삽입하여 회전 및 왕복운동시킬 때 형성되는 회전자(11)와 고정자(10) 사이의 공간을 통해 피이송체를 정량 이송함으로써 슬러지의 이송속도가 높고 슬러지 응집에 의한 플럭의 파손이 없으며, 구동수단(17)을 상부에 설치하여 구조가 단순하고 공간을 많이 차지하지 않으면서도, 최적의 동력전달수단을 통해 고장발생이 적고 내구성이 뛰어나며, 동력전달수단의 장기 사용으로 인해 나타나는 동력전달 벨트(20)의 늘어짐 등으로 인한 소음 및 고장 발생이 적고 쉽게 동력전달수단의 간격 조절이 용이한 구조의 채택을 통해 유지 보수가 쉬운 이점을 가지게 된다.

1: 베이스 프레임 2: 일측 지지 블럭
3: 타측 지지 브래킷 4: 지지 비임
5: 회전축 6: 베어링 하우징
7: 메커니컬 시일 8: 이송관
9: 케이싱 10: 고정자
11: 회전자 12: 홀
13: 유입구 14: 연결축
15: 구동측 유니버셜 조인트 16: 피동측 유니버셜 조인트
17: 구동수단 18: 구동 풀리
19: 피동 풀리 20: 벨트
21: 제 1 지지 플레이트 22: 연통홀
23: 제 2 지지 플레이트 24: 스크류 샤프트
25: 상측 너트 26: 하측 너트

Claims (5)

1. 슬러지, 폴리머 또는 케이크를 이송하는 정량이송장치에 있어서,
   장원형의 홀이 길이방향을 따라 나선형으로 형성되는 고정자,
   상기 고정자의 홀에 삽입되어 회전하는 일축 편심 스크류 형태의 회전자,
   상기 고정자를 수용하는 케이싱,
   일측의 외주면에 유입구가 구비되고, 타측은 상기 케이싱의 일측과 결합되는 중공 원통형의 이송관,
   구동수단,
   상기 구동수단과 동력전달수단에 의해 연결되는 회전축,
   상기 이송관 내부에 위치하고, 일측은 구동측 유니버셜 조인트에 의해 상기 회전축과 연결되며, 타측은 피동측 유니버셜 조인트에 의해 상기 회전자와 연결되는 연결축,
   바닥에 설치되는 베이스 프레임,
   상기 베이스 프레임의 일측 상부에 설치되고, 상기 회전축이 수평으로 관통하는 관통홀이 구비되며, 상기 관통홀의 일측에는 베어링 하우징이 구비되며, 타측에는 메커니컬 시일이 구비되며, 타단에는 이송관의 일단이 결합되는 일측 지지 블럭,
   상기 베이스 프레임의 타측 상부에 설치되고, 상기 케이싱을 타단부를 지지하는 타측 지지 브래킷,
   상기 베이스 프레임의 일단부 양측면 및 중간부 양측면에 각각 결합되는 2 쌍의 지지 비임,
   상기 2 쌍의 지지 비임의 상단에 결합되어 상기 베이스 프레임과 나란히 수평으로 설치되며, 각각의 모서리부에 형성되는 4 개의 연통홀을 구비하는 제 1 지지 플레이트,
   상기 제 1 지지 플레이트의 수직 상부에 상기 제 1 지지 플레이트와 나란히 수평으로 설치되되, 상면에는 상기 구동수단이 결합 안착되며, 하면에는 상기 제 1 지지 플레이트의 4 개의 연통홀에 삽입홀을 관통하는 4 개의 스크류 샤프트가 구비되는 제 2 지지 플레이트,
   상기 연통홀의 직경보다 큰 외경을 가지고, 각각의 스크류 샤프트와 나사 결합하며, 상기 제 1 지지 플레이트 상부 및 하부에 각각 배치되는 상측 및 하측 너트를 포함하여 구성되며,
   상기 동력전달수단은,
   상기 구동수단의 구동축에 결합되는 구동 풀리,
   상기 일측 지지 블럭의 일단 외측으로 돌출된 상기 회전축의 일단부에 결합되는 피동 풀리 및
   상기 구동 풀리 및 피동 풀리에 감아 걸어 구비되는 벨트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
   회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 케이싱의 위치는 상기 베이스 프레임의 중간부 양측면에 결합되는 지지 비임에 비해 타측으로 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는
   회전용적식 슬러지, 폴리머 또는 케이크 정량이송장치
   
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