KR101721531B1 - 유동식 스크류 농축장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유동식 스크류 농축장치에 관한 것으로서, 스크류에 의하여 가압 이동하면서 수분을 함유한 각종 슬러지에서 수분을 제거하여 농축시키도록 하되 수분은 유동디스크와 고정디스크 사이의 간극으로 효율적이고 안정적으로 배출되도록 하기 위하여 개발된 것으로;
일측 상부에 슬러지 투입구가 형성되고 상향 경사지게 연장되어 타측 하부에 슬러지 배출구가 형성되는 원통 형상의 공간과, 원통 형상의 공간에 장착되어 메인모터에서의 구동력에 의하여 회전하면서 슬러지를 슬러지 배출구 방향으로 가압 이송하는 스크류와, 원통형의 공간이 길이 방향으로 복수 개로 분할되고 분할된 사이 공간에 고정되는 복수 개의 고정판과, 상기 고정판의 사이에 교호 배치되어 스크류의 축과 법선을 이루는 경로로 왕복 운동하는 유동판과, 상기 유동판의 왕복운동을 제어하는 유동판 구동부를 포함하여 구성되는 유동식 스크류 농축장치에 있어서;
상기 고정판은 상부와 좌우측 하부에 평행하게 연장되는 3개의 고정축이 관통하여 고정되고 인접한 고정판의 사이에는 와셔 형상의 스페이셔가 장착되며, 상기 유동판은 좌우측 상부에 평행하게 연장되는 2개의 유동축이 관통하여 고정된 상태로 인접한 고정판의 사이 공간에 삽입되고;
상기 유동판 구동부는 상기 스크류의 상부에서 평행하게 연장되고 복수 개의 타원형의 캠이 장착되는 캠축과, 상기 캠축에 장착되어 상기 스크류의 축에 장착되어 회전하는 구동스프라켓과 체인에 의하여 연동하여 상기 캠축을 회전시키는 종동스프라켓과, 상기 캠축과 유동축의 사이를 가로질러 장착되는 고정판넬을 수직관통하는 승하강축과, 상기 승하강축의 상단에 장착되는 로울러브라켓에 장착되어 상기 캠 중 하나와 맞물려 회전하는 로울러와, 상기 로울러브라켓과 고정판넬의 사이에 장착되어 상기 승하강축을 상부 방향으로 가압하는 압축코일스프링과, 상기 승하강축의 하단에 장착되는 연결판브라켓에 상단 중앙이 고정되고 양측은 수직 아래로 절곡되어 각각 유동축에 고정되도록 복수 개가 겹쳐 형성되는 연결판(26)을 포함하여 구성되며;
상기 유동축은 길이 방향으로 두 개로 분리되어 독립적으로 움직일 수 있도록 형성되고, 하나의 유동축이 상승 상태일 때 다른 하나는 하강 상태가 되도록 구성되고;
상기 캠축은 길이 방향으로 두 개로 분리된 후 그 사이에는 동력전달과 변속이 가능한 클러치가 장착됨을 특징으로 하는 유동식 스크류 농축장치에 관한 것이다.

Description

유동식 스크류 농축장치{The moving type screw concentration equipment}

본 발명은 유동식 스크류 농축장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 스크류에 의하여 가압 이동하면서 수분을 함유한 각종 슬러지에서 수분을 제거하여 농축시키도록 하되 수분은 유동디스크와 고정디스크 사이의 간극으로 효율적이고 안정적으로 배출되도록 하기 위하여 개발된 유동식 스크류 농축장치에 관한 것이다.

하수처리장과 폐수처리장 및 각종 산업현장에서는 수분을 함유한 슬러지가 발생하는 곳이 있으며 이러한 슬러지는 정해진 절차에 의하여 처리하게 되는데 그 부피를 줄이고 침출수에 의한 오염을 방지하기 위하여 고형물이 되도록 수분을 제거한 후 농축시켜 처리하는 것이 일반적이다.

이렇게 수분을 제거하는 가장 일반적인 방법으로는 필터프레스에 의한 방법이라고 할 수 있으며 프레스에 의하여 슬러지를 가압하여 탈수하도록 하고 필터는 수분만 빠져나갈 수 있도록 하는 원리를 가지고 있으나 주기적인 필터의 청소 또는 교체가 필요하다는 단점이 있다.

또 다른 방법으로는 원심력에 의한 방법으로 회전하는 원통 내부에서 원심력에 의하여 수분이 빠져나가는 구조를 가지고 있으나 수분만 빠져나가도록 하기 위한 필터의 역할을 하는 구성이 필수적이므로 역시 필터의 청소 또는 교체가 필요하다는 단점을 가지고 있는 것이다.

이에 투입된 슬러지가 스크류에 의하여 이동하면서 가압하도록 하는 구조를 제안하였으며 이때 빠져나온 수분이 고이거나 흘러 내려가는 것을 방지하기 위하여 스크류를 감싸는 고정된 고정판과 유동을 하는 유동판을 교호하도록 배치하여 구 판의 상호 간의 미세한 간극 사이로 수분만 빠져나갈 수 있도록 하는 장치가 개발되었다.

즉 복수 개의 판이 겹쳐진 상태에서 중앙에 스크류가 관통하도록 하고 고정된 판을 사이에 두고 두 판이 유동을 하게 되면 그 사이로 물이 스며들면서 하부로 떨어지고 슬러지만 이송되는 원리를 가지는 것으로 필터와 같이 세척이나 교체의 필요가 없이 지속적으로 가동할 수 있는 것이다.

하지만 유동판의 상하 운동은 큰 간격으로 이루어질 필요가 없으며 다만 빠른 주기의 왕복운동이 수분의 배출효과를 증가시킬 수 있는 것이나 유동판을 움직이도록 하는 것은 실린더에 의한 것이 대부분으로 작은 간격의 운동의 운동과 빠른 주기의 왕복운동에 적합하지 않고 많은 부하가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

대한민국특허등록 제10-0372501-0000호 (2003년02월04일) 대한민국특허등록 제10-0633385-0000호 (2006년10월02일) 대한민국특허등록 제10-0714417-0000호 (2007년04월26일) 대한민국특허등록 제10-1180639-0000호 (2012년09월03일)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 수분을 배출하기 위하여 고정판과 교호하게 배치되는 유동판을 상하 왕복운동시키는 장치가 짧은 거리를 빠른 주기로 왕복 운동할 수 있도록 하되 적은 힘으로 효율적으로 유동판의 왕복운동이 이루어질 수 있도록 하는 유동식 스크류 농축장치를 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일측 상부에 슬러지 투입구가 형성되고 상향 경사지게 연장되어 타측 하부에 슬러지 배출구가 형성되는 원통 형상의 공간과, 원통 형상의 공간에 장착되어 메인모터에서의 구동력에 의하여 회전하면서 슬러지를 슬러지 배출구 방향으로 가압 이송하는 스크류와, 원통형의 공간이 길이 방향으로 복수 개로 분할되고 분할된 사이 공간에 고정되는 복수 개의 고정판과, 상기 고정판의 사이에 교호 배치되어 스크류의 축과 법선을 이루는 경로로 왕복 운동하는 유동판과, 상기 유동판의 왕복운동을 제어하는 유동판 구동부를 포함하여 구성되는 유동식 스크류 농축장치에 있어서;

상기 고정판은 상부와 좌우측 하부에 평행하게 연장되는 3개의 고정축이 관통하여 고정되고 인접한 고정판의 사이에는 와셔 형상의 스페이셔가 장착되며, 상기 유동판은 좌우측 상부에 평행하게 연장되는 2개의 유동축이 관통하여 고정된 상태로 인접한 고정판의 사이 공간에 삽입되고;

상기 유동판 구동부는 상기 스크류의 상부에서 평행하게 연장되고 복수 개의 타원형의 캠이 장착되는 캠축과, 상기 캠축에 장착되어 상기 스크류의 축에 장착되어 회전하는 구동스프라켓과 체인에 의하여 연동하여 상기 캠축을 회전시키는 종동스프라켓과, 상기 캠축과 유동축의 사이를 가로질러 장착되는 고정판넬을 수직관통하는 승하강축과, 상기 승하강축의 상단에 장착되는 로울러브라켓에 장착되어 상기 캠 중 하나와 맞물려 회전하는 로울러와, 상기 로울러브라켓과 고정판넬의 사이에 장착되어 상기 승하강축을 상부 방향으로 가압하는 압축코일스프링과, 상기 승하강축의 하단에 장착되는 연결판브라켓에 상단 중앙이 고정되고 양측은 수직 아래로 절곡되어 각각 유동축에 고정되도록 복수 개가 겹쳐 형성되는 연결판(26)을 포함하여 구성되며;
상기 유동축은 길이 방향으로 두 개로 분리되어 독립적으로 움직일 수 있도록 형성되고, 하나의 유동축이 상승 상태일 때 다른 하나는 하강 상태가 되도록 구성되고;
상기 캠축은 길이 방향으로 두 개로 분리된 후 그 사이에는 동력전달과 변속이 가능한 클러치가 장착됨을 특징으로 한다.

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상술한 바와 같이 본 발명은 스크류를 회전시키는 구동축과 체인에 의하여 캠축을 연결하도록 하고 캠에 의하여 유동판을 하강시키고 상승은 스프링의 탄성복원력에 이루어지도록 하면서, 일부는 하강할 때 일부는 상승하도록 운동을 분할하여 최소한의 힘으로 장치를 가동하도록 하면서 캠의 형상과 캠축의 회전속도에 따라 유동판이 짧은 거리를 빠른 주기로 왕복운동을 하여 효율적으로 수분을 배출하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유동판 구동부를 나타낸 요부 확대도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유동판의 연결구조를 나타낸 개념도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유동판의 상승상태를 나타낸 개념도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유동판의 하강상태를 나타낸 개념도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유동판 구동부를 나타낸 요부 확대도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유동판의 연결구조를 나타낸 개념도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유동판의 상승상태를 나타낸 개념도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유동판의 하강상태를 나타낸 개념도이다.

이하 도면에 의한 본원의 상세한 구성과 작동원리를 설명하면 다음과 같다.

본원은 일측 상부에 슬러지 투입구(11)가 형성되고 상향 경사지게 연장되어 타측 하부에 슬러지 배출구(12)가 형성되는 원통 형상의 공간과, 원통 형상의 공간에 장착되어 메인모터(13)에서의 구동력에 의하여 회전하면서 슬러지를 슬러지 배출구(12) 방향으로 가압 이송하는 스크류(14)와, 원통형의 공간이 길이 방향으로 복수 개로 분할되고 분할된 사이 공간에 고정되는 복수 개의 고정판(15)과, 상기 고정판(15)의 사이에 교호 배치되어 스크류(14)의 축과 법선을 이루는 경로로 왕복 운동하는 유동판(16)과, 상기 유동판(16)의 왕복운동을 제어하는 유동판 구동부(2)를 포함하여 구성되는 유동식 스크류 농축장치(1)에 관한 것으로서, 일반적인 개념은 기존의 기술과 동일한 개념으로 슬러지의 수분을 제거할 수 있도록 하는 것이다.

이때 도 1에 도시된 바와 같이 스크류(14)는 슬러지를 효율적으로 가압하기 위하여 스크류(14)의 날개 간격이 점차 좁아지도록 하여 압력을 가하도록 할 수도 있고 스크류(14)의 축이 진행방향에 따라 점차 직경이 확장되는 형상을 가지도록 할 수도 있다.

본원의 종래 기술과 구분되는 구성은 상기 고정판(15)은 상부와 좌우측 하부에 평행하게 연장되는 3개의 고정축(151)이 관통하여 고정되고 인접한 고정판(15)의 사이에는 와셔 형상의 스페이셔(152)가 장착되며, 상기 유동판(16)은 좌우측 상부에 평행하게 연장되는 2개의 유동축(161)이 관통하여 고정된 상태로 인접한 고정판(15)의 사이 공간에 삽입되고;

상기 유동판 구동부(2)는 상기 스크류(14)의 상부에서 평행하게 연장되고 복수 개의 타원형의 캠(211)이 장착되는 캠축(21)과, 상기 캠축(21)에 장착되어 상기 스크류(14)의 축에 장착되어 회전하는 구동스프라켓(221)과 체인(222)에 의하여 연동하여 상기 캠축(21)을 회전시키는 종동스프라켓(22)과, 상기 캠축(21)과 유동축(161)의 사이를 가로질러 장착되는 고정판넬(231)을 수직관통하는 승하강축(23)과, 상기 승하강축(23)의 상단에 장착되는 로울러브라켓(241)에 장착되어 상기 캠(211) 중 하나와 맞물려 회전하는 로울러(24)와, 상기 로울러브라켓(241)과 고정판넬(231)의 사이에 장착되어 상기 승하강축(23)을 상부 방향으로 가압하는 압축코일스프링(25)과, 상기 승하강축(23)의 하단에 장착되는 연결판브라켓(261)에 상단 중앙이 고정되고 양측은 수직 아래로 절곡되어 각각 유동축(161)에 고정되도록 복수 개가 겹쳐 형성되는 연결판(26)을 포함하여 구성되는 것에 있다.

본원의 작동은 스크류(14)를 구동하는 메인모터(13)의 회전력을 체인(222)에 의하여 상부 캠축(21)을 회전시키도록 하고, 압축코일스프링(25)에 의하여 상승하여 캠(211)에 밀착한 상태인 로울러(24)는 회전하는 캠(211)에 의하여 가압 하강하게 되고 하강 후 다시 압축코일스프링(25)에 의하여 상승하는 운동이 반복되는 것이다.

이러한 승하강 반복운동은 승하강축(23)과 연결한(26)에 의하여 유동축(161)에 전달되어 유동판(16)이 승하강 왕복운동을 하도록 하는 구성을 가진다.

이는 캠축(21)의 회전속도에 따라 빠른 주기로 운동할 수 있으며 캠(211)의 형상은 왕복 거리를 길지 않고 최적의 거리를 가질 수 있도록 하는 것으로 기존의 실린더에 의한 구성은 실린더에 부하가 많이 발생하고 짧은 왕복거리와 빠른 주기에 적합하지 않았던 문제점을 해결할 수 있게 된다.

또한, 상승과정은 압축코일스프링(25)에 의하여 이루어지므로 동력을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명에서는 상기 유동축(161)은 길이 방향으로 두 개로 분리되어 독립적으로 움직일 수 있도록 형성되고, 하나의 유동축(161)이 상승 상태일 때 다른 하나는 하강 상태가 되도록 구성됨을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.

상기 실시 예는 승하강축(23)이 상승할 경우에는 부하가 발생하지 않지만 캠(211)이 승하강축(23)을 하강하도록 가압할 때 부하가 발생하여 이러한 부하는 메인모터(13)가 보다 큰 용량의 것이 필요하게 만든다.

하지만 승하강축(23)의 절반이 가압 하강할 때 나머지는 압축코일스프링(25)에 의하여 상승하도록 하면 상대적으로 부하가 절반으로 줄어들게 되는 것으로 메인모터(13)의 용량문제가 줄어들게 되는 것이다.

또한 본원은 상기 캠축(21)은 길이 방향으로 두 개로 분리된 후 그 사이에는 동력전달과 변속이 가능한 클러치(212)가 장착되도록 하여 길게 연장되는 캠축(21)이 회전하면서 발생하는 뒤틀림 현상을 클러치(212)에 의하여 줄일 수 있다.

또한 상기 클러치(212)는 필요에 따라 회전속도를 다르게 하는 변속이 가능한 클러치의 기능을 가지도록 하면 빠져나가는 수분의 양에 따라 유동판(16)의 승하강 속도를 조절하여 효율을 높일 수도 있다.

1 : 유동식 스크류 농축장치
11 : 슬러지 투입구 12 : 슬러지 배출구
13 : 메인모터 14 : 스크류
15 : 고정판 151 : 고정축
152 : 스페이셔
16 : 유동판 161 : 유동축
2 : 유동판 구동부
21 : 캠축 211 : 캠
22 : 종동스프라켓 221 : 구동스프라켓
222 : 체인
23 : 승하강축 231 : 고정판넬
24 : 로울러 241 : 로울러브라켓
25 : 압축코일스프링
26 : 연결판 261 : 연결브라켓

Claims (3)

1. 일측 상부에 슬러지 투입구(11)가 형성되고 상향 경사지게 연장되어 타측 하부에 슬러지 배출구(12)가 형성되는 원통 형상의 공간과, 원통 형상의 공간에 장착되어 메인모터(13)에서의 구동력에 의하여 회전하면서 슬러지를 슬러지 배출구(12) 방향으로 가압 이송하는 스크류(14)와, 원통형의 공간이 길이 방향으로 복수 개로 분할되고 분할된 사이 공간에 고정되는 복수 개의 고정판(15)과, 상기 고정판(15)의 사이에 교호 배치되어 스크류(14)의 축과 법선을 이루는 경로로 왕복 운동하는 유동판(16)과, 상기 유동판(16)의 왕복운동을 제어하는 유동판 구동부(2)를 포함하여 구성되는 유동식 스크류 농축장치(1)에 있어서;
   상기 고정판(15)은 상부와 좌우측 하부에 평행하게 연장되는 3개의 고정축(151)이 관통하여 고정되고 인접한 고정판(15)의 사이에는 와셔 형상의 스페이셔(152)가 장착되며, 상기 유동판(16)은 좌우측 상부에 평행하게 연장되는 2개의 유동축(161)이 관통하여 고정된 상태로 인접한 고정판(15)의 사이 공간에 삽입되고;
   상기 유동판 구동부(2)는 상기 스크류(14)의 상부에서 평행하게 연장되고 복수 개의 타원형의 캠(211)이 장착되는 캠축(21)과, 상기 캠축(21)에 장착되어 상기 스크류(14)의 축에 장착되어 회전하는 구동스프라켓(221)과 체인(222)에 의하여 연동하여 상기 캠축(21)을 회전시키는 종동스프라켓(22)과, 상기 캠축(21)과 유동축(161)의 사이를 가로질러 장착되는 고정판넬(231)을 수직관통하는 승하강축(23)과, 상기 승하강축(23)의 상단에 장착되는 로울러브라켓(241)에 장착되어 상기 캠(211) 중 하나와 맞물려 회전하는 로울러(24)와, 상기 로울러브라켓(241)과 고정판넬(231)의 사이에 장착되어 상기 승하강축(23)을 상부 방향으로 가압하는 압축코일스프링(25)과, 상기 승하강축(23)의 하단에 장착되는 연결판브라켓(261)에 상단 중앙이 고정되고 양측은 수직 아래로 절곡되어 각각 유동축(161)에 고정되도록 복수 개가 겹쳐 형성되는 연결판(26)을 포함하여 구성되며;
   상기 유동축(161)은 길이 방향으로 두 개로 분리되어 독립적으로 움직일 수 있도록 형성되고, 하나의 유동축(161)이 상승 상태일 때 다른 하나는 하강 상태가 되도록 구성되고;
   상기 캠축(21)은 길이 방향으로 두 개로 분리된 후 그 사이에는 동력전달과 변속이 가능한 클러치(212)가 장착됨을 특징으로 하는 유동식 스크류 농축장치.
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