KR101864666B1 - 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공압 다단식 진공펌프와 전기적 신호 또는 기계적으로 관로를 개폐하는 다수개의 전자 밸브나 게이트 밸브, 개폐밸브가 복합적으로 구비된 슬러리 이송 장치를 이동이 용이하게 공간절약적으로 장착하여 장소에 관계없이 이동이 원활하고 현장에 옮겨 놓고 곧바로 사용할 수 있어 편리한 이동식으로 형성하되,
공압 다단식 진공 펌프 및 밸브의 절환 작용으로 일반적인 물이나 액체와는 달리 점성이 큰 유체로서 기존의 펌프로 펌핑이 어려워서 강한 흡입력과 토출력이 요구되는 고농도의 축산분뇨 및 산업 슬러지 등의 고 점성체의 특성을 감안하여 고속의 압축공기를 이용한 공압 다단식 진공 펌프의 진공 흡인력으로 유체 저장 탱크에 유체 이송을 위한 진공 및 가압을 형성하여 호스를 통해 저장탱크에 강제적으로 흡입 저장한 다음 유체를 연속적 효율적으로 펌핑 배출하는 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치에 관한 것이다.

Description

공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치{Portable slurry carrying apparatus using compressed air pump}

본 발명은 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치에 관한 것으로서,

더욱 자세히는 공압 다단식 진공 펌프와 전기적 신호 또는 기계적으로 관로를 개폐하는 다수개의 전자 밸브나 게이트 밸브, 개폐밸브가 복합적으로 구비된 슬러리 이송 장치를 이동이 용이하게 공간절약적으로 장착하여 장소에 관계없이 이동이 원활하고 현장에 옮겨 놓고 에어라인을 연결하면 곧바로 사용할 수 있어 편리한 이동식으로 형성하되,

공압 다단식 진공 펌프 및 밸브의 절환 작용으로 일반적인 물이나 액체와는 달리 점성이 큰 유체로서 기존의 펌프로 펌핑이 어려워서 강한 흡입력과 토출력이 요구되는 고농도의 축산분뇨 및 산업용 슬러지 등을 고 점성체의 특성을 감안하여 고속의 압축공기를 이용한 공압 다단식 진공 펌프의 진공 흡인력으로 유체 저장 탱크에 유체 이송을 위한 진공 및 가압을 형성하여 호스를 통해 저장탱크에 강제적으로 흡입 저장한 다음 유체를 연속적 효율적으로 펌핑 배출하는 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치에 관한 것이다.

펌프는 압력작용에 의하여 액체나 기체의 유체를 관을 통해서 수송하거나, 저압의 용기 속에 있는 유체를 관을 통하여 고압의 용기 속으로 압송하는 기계로서 펌프는 물뿐만 아니라 석유나 각종 약품 또는 펄프, 비스코스, 슬러지 등 특수한 유체의 수송에도 광범하게 사용되고 있다.

펌프는 전동기나 내연기관 등의 원동기로부터 기계적 에너지를 받아서 유체에 운동 및 압력 에너지를 부여하는 장치로서, 구조 및 작동 원리에 따라, 왕복부 또는 회전부에 공간을 두어 이 공간 내에 유체를 넣으면서 차례로 내보내는 방식인 용적형과, 임펠러의 회전에 의해 유입된 유체에 운동 에너지를 부여하는 방식인 터보형으로 구분된다.

용적형 펌프는 실린더와 피스톤을 이용하여 흡입 배출을 이루는 형태로서 특히 입자성 물질인 슬러리(Slurry)를 이송할 때 주로 활용된다.

또한 구조상으로 펌프를 분류하면 왕복펌프, 로터리(회전)펌프, 원심펌프 ·축류펌프, 마찰펌프 및 그 밖의 펌프가 있으며 용도에 따라서는 급수펌프, 깊은 우물펌프 등으로 불릴 때도 있으며 용기 속에 있는 공기나 그 밖의 가스를 흡출하여 진공을 만드는 기계를 진공펌프라 한다.

최근 생활수준의 향상으로 국민들의 식생활이 육류위주로 변화됨에 따라 축산물의 소비량도 급격히 증가하게 되었고, 이러한 축산물의 소비증가를 충족시키기 위하여 가축 사육두수가 자연적으로 증가하게 되었고 축산규모가 커지면서 가축분뇨의 적정한 관리문제가 현안으로 대두되고 있다.

일반적으로 축산 농가에서는 다량의 분뇨가 필연적으로 발생하게 되고, 이러한 축산 분뇨는 많은 수분을 함유하고 있음에 따라 처리하는데 상당한 비용과 어려움이 야기되고 있을 뿐만 아니라 축산 분뇨 내의 유기물이 분해할 때에 심한 악취가 발생하고 병원성 세균 등이 발생하게 되어 위생상 문제점이 있다.

특히 고농도의 축산분뇨와 오수 및 각종 폐수와 하수는 저장조 등의 바닥에 다량의 슬러지(sludge)가 침전되며 이러한 슬러지를 그대로 방치할 경우는 축사의 효용공간이 점차 줄어들기 때문에 이를 회수하여 처리하는 것이 무엇보다 중요하다.

즉 많은 가축들을 사육하는 축사의 경우 끊임없이 축분이 발생하게 되는데 이들 축분을 자주 청소해 주지 아니하면 축분으로부터 풍기는 악취 및 급속한 부패와 세균의 번식으로 인해 가축들의 발육 저하 및 생산의 감소를 초래하게 된다.

그리고 고농도의 액체나 녹비 및 퇴비 등의 유기물 등은 고형물이나 또는 각종 이물질이 다량 함유되어 있으므로 점성마찰이 큰 슬러지에 의해 펌핑이 제대로 이루어지지 않아 원활하게 펌핑하기 어려운 문제점이 있게 되는데 이는 날개차를 고속 회전시키는 통상적인 회전식 펌프의 기계적 구조상 액체가 펌프를 통과하면서 펌프의 기계적 성능을 저해하기 때문에 흡입압을 떨어뜨리고, 관로 막힘, 펌프의 내구성 감소 현상 등이 발생하여 과부하가 걸리게 되고 입자성 물질인 슬러리의 흡입력 및 배출력 등 펌프의 이송 능력이 현저히 떨어지는 단점이 있어 다량의 점성물을 능률적으로 펌핑할 수 없어 작업능률이 저하되는 동시에 고장의 원인이 되므로 고농도의 액체나 녹비 및 퇴비 등의 유기물을 펌핑하기 위해선 일반적인 물이나 액체와는 달리 연속적이고 강한 흡입력과 토출력이 필요하다.

이렇게 종래 기술의 일반적인 슬러리 펌프는 고상의 입자가 다량으로 포함된 액체를 이송하기 때문에 제반 문제점이 문제가 발생하고 있으며. 따라서 이러한 문제들을 극복한 보다 내구성이 높은 고성능의 슬러리 펌프 개발이 요구된다.

따라서 본 출원인은 종래 기술의 슬러리 펌프 장치가 가지는 제반 문제점을 해결하고 새로운 구성의 진공 다단식 진공 펌프를 이용한 이동식 슬러리 이송 장치를 개발하고자 노력한 결과,

고 점성 유체인 축산 분뇨 및 산업용 슬러지, 하수 슬러지 등의 슬러리를 저장 탱크에 수용하면서 가압수단에 의하여 펌핑라인으로 공급되는 압축공기를 이용 밸브로 방향전환과 동시에 공기압을 제어하면서 신속하고 정확하며 안전하게 슬러리를 소망의 장소에 이송시키는 펌프 장치인 본 발명의 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치를 완성하게 된 것이다.

종래의 선행기술들을 소개한 문헌은 다음과 같으며, 이러한 선행기술 역시 흡입 및 배출 성능저하, 관로 막힘, 펌프의 내구성 감소 현상, 입자성 물질인 슬러리의 흡입력 및 배출력 등 펌프의 이송 능력이 현저히 떨어지는 단점으로 신속하고 정확하며 안전하게 슬러리를 흡입 배출 이송시키지 못하는 제반 문제점들을 공통적으로 가지고 있다.

문헌1 : 대한민국등록실용신안공보 등록번호 제0-0416073호

(진공강자흡식펌프를 이용한 이동식 슬러리 이송용 자흡식펌프, 공고일자:2006년05월10일)

문헌2 :대한민국 공개실용신안공보 공개번호 20-2014-0003945

(유압실린더를 이용한 슬러리 이송 펌프, 공개일자 2014년06월26일)

전술한 바와 같이 종래 기술의 슬러리 이송장치는 경제성, 생산성 등의 종합 용도 요구 특성을 충족시키지 못하는 제반 문제점이 있는바,

고형물이나 각종 이물질이 다량 함유되어 있어 원활하게 펌핑하기 어려운 문제점이 있는 고농도의 액체나 녹비 및 퇴비 등의 유기물 슬러리 이송 장치를 형성함에 있어 구동부에 잦은 고장을 일으키는 문제점이 발생하고 있어,

현장에 옮겨 놓고 곧바로 사용할 수 있게끔 이동식으로 형성하되,

기존의 펌프로 펌핑이 어려워서 강한 흡입력과 토출력이 요구되는 고점성체의 특성을 감안하여 공압 다단식 진공 펌프 및 밸브의 절환 작용으로 고압의 압축공기를 이용한 다단식 진공 펌프의 진공 흡인력으로 유체 저장 탱크에 유체 이송을 위한 진공 및 가압을 형성하여 가압 및 감압조건에서 호스를 통해 슬러리를 저장탱크에 강제적으로 흡입 저장한 다음 연속적 효율적으로 펌핑 배출할 수 있어 펌프 이송 능력이 극대화되어 입자성 물질이 함유된 슬러리 흡입 이송에 적합한 새로운 형태의 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치를 개발하여야 하는 기술적 과제를 본 발명에서 해결한 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서,

슬러리의 흡입력 및 배출력이 떨어져 펌프의 이송 능력이 현저히 떨어지는 종래 기술의 슬러리 이송 장치를 지양하여,

공압 다단식 진공 펌프와 전기적 신호 또는 기계적으로 관로를 개폐하는 다수개의 전자 밸브나 플랜지 타입 볼 밸브, 개폐밸브 및 이동바퀴가 복합적으로 구비된 슬러리 이송 장치를 이동이 용이하게 공간절약적으로 장착하여 장소에 관계없이 이동이 원활하고 현장에 옮겨 놓고 곧바로 사용할 수 있어 편리한 이동식으로 형성하되,

물체의 운동저항이 감소하는 특징을 가지고 있어 고압 송출이 용이한 진공 다단식 진공 펌프의 흡입력과 밀폐력이 우수하며 소음이 적고 작동이 우수하며 구조가 간단한 밸브의 개폐 메커니즘을 동시에 구현함으로써 일반적인 물이나 액체와는 달리 점성이 큰 유체로서 기존의 펌프로 펌핑이 어려워서 강한 흡입력과 토출력이 요구되는 고농도의 축산분뇨 등을 고 점성체의 특성을 감안하여 고속의 압축공기를 이용한 공압 다단식 진공 펌프의 진공 흡인력으로 유체 저장 탱크에 유체 이송을 위한 진공 및 가압을 형성하고 가압 및 감압조건에서 고 점성 슬러리의 흡입 또는 배출동작을 수행하는 구성으로 호스를 통해 저장탱크에 강제적으로 흡입 저장한 다음 유체를 연속적 효율적으로 펌핑 배출하는 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치를 제공하는데 목적이 있다.

이와 같이 된 본 발명의 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치는,

고형물이나 각종 이물질이 다량 함유되어 있어 입자성 물질로 인해 임펠러 가동시 흡입압을 떨어 뜨리고, 관로 막힘 등 펌핑 부하가 큰 고농도의 액체나 녹비 및 퇴비 산업 슬러지, 하수 슬러지 등의 슬러리 흡입력 및 배출력이 떨어져 펌프의 이송 능력이 현저히 떨어지는 종래 기술의 슬러리 이송 장치와는 달리,

물체의 운동저항이 감소하는 특징을 가지고 있어 고압 송출이 용이한 공압 다단식 진공 펌프의 펌핑력과 밀폐력이 우수하며 소음이 적고 작동이 우수하며 구조가 간단한 밸브의 개폐 메커니즘을 동시에 구현함으로써 강한 흡입력과 토출력으로 펌프 이송 능력이 극대화됨으로써,

가압 및 감압조건에서 축사 바닥에 침전된 고농도 축산 분뇨 등의 고 점성 슬러리의 흡입 또는 배출동작을 효과적으로 수행하여 호스를 통해 저장탱크에 강제적으로 흡입 저장한 다음 유체를 연속적 효율적으로 펌핑 고압 배출할 수 있어 작업의 연속성과 작업 효율이 향상되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 하부에 이동바퀴가 구비되어 장소에 관계없이 이동이 원활하고 현장에 옮겨 놓고 곧바로 사용할 수 있어 편리하기 때문에 특정한 장소와 관계없이 다른 지역으로 신속히 이동하여 신속하게 흡입하고 원하는 곳으로 이동 배출할 수 있어 하나의 장치로 흡입, 이송 등의 작업을 동시에 수행할 수 있어 처리효율이 향상되고 처리비용도 대폭 절감되어 경제적이다.

또한 본 발명은 에어 컴프레셔의 가압력으로 별도의 전력을 사용하지 않고도 공압을 이용하여 입자상태의 물질이 혼입된 고 점도 슬러리 등을 신속하게 흡입 처리할 수 있고, 모터를 이용한 펌프 대신 에어를 이용한 진공 방식을 활용함으로써 고 진공을 형성해 강한 흡입 및 배출력으로 어떠한 환경에서도 흡입 이송이 가능하며 끼임 현상이 없어 고체를 포함하는 흡입대상물을 흡입하더라도 내부가 막힐 염려가 없으며 이송 부하도 감소되고 고압 송출이 가능하여 경제적이다.

또한 본 발명은 관로 내부로 흐르는 고온ㆍ고압의 유체를 제어하기 위하여 다수개의 플랜지 타입 볼 밸브와 전자 밸브 및 체크 밸브, 개폐밸브를 이용한 밀폐력이 우수하고 소음도 적고 작동이 우수하며 구조가 간단한 밸브의 개폐 메커니즘으로 방향전환과 동시에 공기압을 제어하면서 고점성 슬러리를 신속하고 정확하며 안전하게 이송할 수 있으며 따라서 공기의 힘으로 유해성 액체나 폐수, 기름 등을 자동적으로 이송시키는 효과로 다양한 분야에 접목해서 사용할 수 있어 그 활용가치가 무궁무진하다.

또한 본 발명은 고압 공기 공급이 가능 작업현장이면 이용할 수 있으며 진공 상태를 형성할 경우 빠른 속도를 갖는 압축 공기를 이용하기 때문에 종래 기술보다 슬러리 등 대상물 이송 속도가 대폭 향상된다.

도 1은 본 발명의 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치의 사시도
도 2는 본 발명의 이동식 슬러리 이송 장치의 정면 구성도
도 3은 본 발명의 이동식 슬러리 이송 장치의 평면 구성도
도 4는 본 발명의 이동식 슬러리 이송 장치의 측면 구성도
도 5는 본 발명의 이동식 슬러리 이송 장치의 회로 구성도
도 6은 본 발명의 이동식 슬러리 이송 장치 예시도

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같으며 공지의 기술에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명은 현장에 설치되어 흡입관(11) 및 배출관(12)을 통하여 슬러리를 이송하되 압축 공기를 이용하여 슬러리를 이송하는 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치(100)에 있어서,

슬러리의 흡입력 및 배출력이 떨어져 펌프의 이송 능력이 현저히 떨어지는 종래 기술의 슬러리 이송 장치를 지양하여,

공압 다단식 진공 펌프(30)와 전기적 신호 또는 기계적으로 관로를 개폐하는 다수개의 전자 밸브(SV1)(SV2)(SV3)(SV4)나 플랜지 타입 게이트용 볼 밸브(BV1)(BV2), 개폐밸브(V1)(V2), 스윙 체크밸브(SCV) 및 이동바퀴(13), 이동 손잡이(14)가 복합적으로 구비된 슬러리 이송 장치(100)를 이동이 용이하게 공간절약적으로 장착하여 장소에 관계없이 이동이 원활하여 현장에 옮기고 곧바로 사용할 수 있어 편리한 이동식으로 형성하되,

물체의 운동저항이 감소하는 특징을 가지고 있어 고압 송출이 용이한 고압 다단식 진공 펌프의 펌핑력과 밀폐력이 우수하며 소음이 적고 작동이 우수하며 구조가 간단한 밸브의 개폐 메커니즘을 동시에 구현함으로써 일반적인 물이나 액체와는 달리 점성이 큰 유체로서 기존의 펌프로 펌핑이 어려워서 강한 흡입력과 토출력이 요구되는 고농도의 축산분뇨 등을 고 점성체의 특성을 감안하여 고속의 압축공기를 이용한 공압 다단식 진공펌프(30)의 진공 흡인력으로 유체 저장 탱크(10)에 유체 이송을 위한 진공 및 가압을 형성하고 가압 및 감압조건에서 고 점성 슬러리의 흡입 또는 배출동작을 내부 막힘 염려 없이 수행하는 구성으로 가압수단에 의하여 공급되는 압축공기를 이용 밸브로 방향전환과 동시에 공기압을 제어하면서 신속하고 정확하며 안전하게 슬러리를 호스를 통해 저장탱크에 강제적으로 흡입 저장한 다음 유체를 연속적 효율적으로 펌핑 배출하는 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치이다.

상기한 본 발명의 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치(100)는,

이동시킬 수 있게끔 하부에 이동 바퀴(13)와 탱크를 지지하는 받침대(15), 일측으로는 이동 손잡이(14)가 각각 구비되어 언제 어디서나 신속하게 이동하여 이송 대상물인 슬러리의 흡입과 배출을 수행하여 슬러리 이송을 에어로 흡입 배출할 수 있도록 형성된 압력 탱크로서 저장탱크(10) 일측에 슬러리 흡입관(11) 이에 대칭되는 타측으로는 슬러리 배출관(12)이 각각 구비되어 축사 등 고 점성 슬러리 발생 현장에 이동하여 컴프레서(미도시함)로부터 공급되는 고압의 압축 공기를 이용 공압 다단식 진공 펌프(30)를 구동하여 압축 공기를 이용한 공압 다단식 진공 펌프(30)의 흡인력으로 흡입관(11)으로 슬러리를 강제로 흡입 저장하고 원하는 곳으로 이동하여 흡입 저장된 슬러리를 토출관(12)으로 배출시키는 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치를 구성하되,

좌우 양쪽 대칭적으로 구비된 상기 흡입관(11) 및 배출관(12)에는 한 쌍 복수 개 구동장치(40a)(40b)에 각각 연동되어 흡입관(11) 및 배출관(12) 내부를 개폐시키는 플랜지 타입 볼 밸브(BV1)(BV2)가 각각 장착 구비되어 볼 밸브의 순차적 교대적 밸브 절환 작용으로 현장 요건에 따라 슬러리의 흡입 및 토출 방향을 자유롭게 변경하여 고압의 압축공기를 이용한 벤츄리 진공 방식의 강력한 흡입 및 배출력으로 순식간에 빠른 속도로 흡입 대상물인 슬러리를 흡입 및 토출시키게끔 구성된다.

압력탱크로서 상기 저장 탱크(10)는 흡입 수거 현장에서 흡입관(11)을 통하여 수거한 슬러지를 배출관(12)을 통하여 배출할 때까지 일시 저장하게 되며 외관은 대략 원통 형상으로 형성될 수 있으나 여기에 한정되는 것은 아니며 상기 슬러리 흡입관(11) 및 배출관(12)에는 배관 길이를 확장시키기 위하여 별도의 연장 호스를 장착하여 관을 연장시킬 수 있다.

또한 공압 다단식 진공 펌프(AIR VACUUM PUMP)(30) 작용으로 선택적으로 진공 분위기가 조성될 수 있도록 구성되는 상기 저장 탱크에(10)는 탱크 측면과 상부를 커버 밀폐하는 덮개 커버(16)가 형성되어 있으며 일측면으로는 조작 패널(PLC)을 구비하는 컨트롤박스 형태의 제어장치(20)가 구비되어 있으며, 저부로는 저장 탱크(10)를 지면에 안정적으로 고정 지지하는 받침대(15)와 밸브(V1)로 개폐 조작되는 드레인(17)이 각각 장착되어 저장 탱크(10) 내부에 침전된 이물질 등을 외부로 배출하도록 형성되어 있는데 탱크는 고압 및 진공 압력에 견딜 수 있도록 강도가 높은 금속재질로 압력탱크를 구성한다.

상기한 본 발명의 공압 다단식 진공 펌프(AIR VACUUM PUMP)는 콤프레서 에어로 작동되며 내부구조가 다단노즐 방식의 원리로 되어 있기 때문에 종래 기술의 단 노즐 방식에 비해 월등한 고효율의 진공도를 얻어낼 수 있으며 구동부위가 없기 때문에 고장이 없으며 반영구적인 장점이 있으며 VACUUM FILTER (진공 필터)를 추가적으로 구비하여 진공라인에서 흡입되는 이물질이나 먼지를 걸러주는 것이 바람직하다.

주지하는 바와 같이 본 발명에 적용되는 플랜지 타입 볼 밸브(BV1)(BV2)는 배관 라인인 슬러지 흡입관(11)이나 슬러지 배출관(12) 중간 통로에 구비되는 플랜지에 고정설치되는 관로 개폐장치로서 내부에 장착되어 90°회전 작동되는 밸브 볼을 정역회전시켜 유로를 개폐하여 유체의 흐름을 단속하는 장치로서 조작이 쉽고 유체 저항이 적으며 신속 용이한 개폐가 가능한 장점이 있다.

스윙 체크밸브(완폐식 역지밸브)(SCV)는 유체가 통과하는 배관에 설치되어 유체의 역류를 방지하고 한 방향으로만 흐르도록 함으로서 유체의 흐름을 단속하기 위한 밸브이다.

흡입되는 슬러리를 일시 저장 배출하는 상기 저장탱크(10)는 압력 탱크로서 밀폐되며 상단 일측에 슬러리 흡입관(11) 이에 대칭되는 타측으로는 슬러리 배출관(12)이 각각 구비되어 이송 대상물인 고 점성 슬러지의 저장탱크 내부 흡입과 외부 배출을 동시에 수행할 수 있게끔 구성되는데,

상기 슬러리 흡입관(11)의 일측 전방으로는 슬러지 이송 과정에서 역류 현상이 발생하지 않게 하는 플랜지 타입의 스윙 체크 밸브(SCV)가 구비되어 있으며,

또한 상기 슬러리 흡입관(11)과 슬러리 배출관(12) 배관 라인 중간에는 슬러리의 흐름을 개폐시키는 관로 개폐장치로서 전기적 구동장치에 연동되어 유체의 흐름을 개폐 제어하는 동일한 구조 플랜지 타입 볼 밸브(BV1)(BV2)가 각각 관로 내측면에 긴밀하게 장착되어 있으며,

압력 탱크로서 상기 저장탱크(10)의 상부에는 컴프레서(미도시함)와 같은 가압 수단으로부터 개폐 밸브(V2)의 조작으로 공급되는 고압의 압축 공기를 저장 탱크에 유입시키는 가압 라인(L2)과 진공 배기 장치로서 배기구를 가지는 공압 다단식 진공 펌프(30)에 배관 접속되는 진공라인(L1)이 각각 병렬로 구비되어 조작 패널(PLC) 형태의 제어장치(20) 제어로 가압 라인(L2)으로 빠른 속도로 유입된 압축공기를 이용 진공 라인(L1) 일측 단부에 형성된 진공 벤츄리 이젝터 형태 공압 다단식 진공펌프(30)의 강력한 진공 흡입 작용으로 저장 탱크(10) 진공을 유도함으로써 진공 상태를 이용 슬러리 흡입관(11)으로 슬러리가 흡입되어 슬러리 배출관(12)으로 배출 이송될 수 있게 하는 원동력을 제공함으로써 흡입관(11) 및 배출관(12)을 통하여 슬러리를 이송하되 압축 공기를 이용하여 정해진 위치로 슬러리를 이송시키게끔 형성되어 있다.

상기 진공 벤츄리 이젝터 형태 공압 다단식 진공 펌프(30)는 다수 밸브의 개방 여부에 따라 저장 탱크 내부에 진공 분위기를 조성하는 장치로서, 컴프레서로 부터 가압라인(L2)을 통과하여 공급되는 고압의 압축 공기로 베르누이 법칙에 의하여 진공 상태를 만들고 슬러지의 흡입을 위한 진공압을 진공라인(L1)을 통하여 압력 탱크인 저장탱크(10)로 제공하여 진공 상태 구간을 형성함으로써 고형물이 함유된 고 점성의 슬러지를 유동 저항에 따른 막힘 없이 슬러리 흡입관(11) 및 배출관(12)을 통하여 이송시키게 된다.

즉 본 발명에 따른 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치는 진공상태를 만들어 내기 위하여 컴프레서(미도시함)로부터 나오는 압축공기를 흡입하여 관을 통과시킬 때 이러한 관으로부터 분기된 다른 관에는 베르누이 원리에 의해 강한 진공상태가 만들어져 슬러리를 흡입할 수 있도록 구성한 것이다.

또한 본 발명은 상기 벤츄리 효과를 이용한 다단식 진공 펌프장치와 복수 개의 볼 밸브 구동장치, 플랜지 타입 볼 밸브 장치 이외에 다수의 전자 밸브(솔레노이드 밸브)가 구비되어 제어 장치의 제어로 장치 구동 및 밸브의 유로 절환 작용으로 저장탱크 내부공간 배기가 이루어지는 동시에 이송을 위한 진공 및 가압이 형성됨으로써 공기압을 이용한 슬러지 이송 동작을 수행하게 된다.

또한 상기 가압 라인(L2)의 일측으로는 진공압을 측정 표시하는 진공 게이지가 구비되어 컴프레서로부터 공급되는 압축 공기의 공기압을 조절하는 레귤레이터(압력계)(50)로 탱크(10) 내부의 공기 압력을 제어하게 되고 압축 공기를 조절 공급하는 방향 조작 핸들이 구비된 수동식의 개폐밸브(V2)도 구비되어 있다.

상기 전자 밸브는 도 5에 도시된 바와 같이 제어장치 제어에 의한 유로 개폐로 관로의 입출구를 단속하여 공압 라인을 통과하는 공압을 제어하기 위한 전자밸브로서, 개폐용 전자밸브(SV1), 배출용 전자밸브(SV2), 흡입 배출 볼 밸브 구동용 전자밸브(SV3), 벤츄리용 전자 밸브(SV4)로 구성되어 유체가 흘러 유로 개폐가 요구되는 장치의 곳곳에 장착된다.

즉 전자 밸브인 솔레노이드 밸브는 전기적으로 연결되는 제어 장치의 제어로 스위칭하여 압축 공기의 흐름을 절환시키고 개폐 정도를 전자적으로 조절하게 되는 것으로 이러한 전기적 동작의 제어는 슬러리의 흡입 및 배출 동작을 통제하게 된다.

상기한 본 발명의 제어장치(20)는 전술한 바와 같이 소정의 프로그램이 내장된 미도시한 마이크로 프로세서의 조작 패널(PLC, programmable logic controller;PLC 프로그래머블 로직 콘트롤러) 형태의 제어장치로서 본 발명의 제반 장치 및 저장탱크(10) 내로 공기를 흡입하거나 내부의 공기가 외부로 배출되도록 통로를 개폐하는 다수개의 전자 밸브 및 볼 밸브와 전기적으로 연결되고 모든 장치를 제어하여 펌프의 진공과 압축공기를 이용하여 슬러리를 흡입, 배출하는 동작을 수행하여 슬러리를 이송하게 되는데,

전자 밸브 장치(SV)는 유로를 선택적으로 개방 및 폐쇄시켜 유체의 유량, 압력, 방향 등을 제어하는 등의 주요 기능을 수행하게 되며 제어장치(20)는 진공압을 감지하여 자동으로 전원을 차단 기동시키거나, 타이머의 시간 설정으로 압력을 일정하게 조절하여 진공상태를 유지하게 하는 방법으로 본 발명의 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치를 제어하게 된다.

또한 상기 제어장치(20)는 조작 버튼 이외에 동작 상황을 표시하는 표시부와 시간을 조절하는 타이머를 추가적으로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 슬러리 이송장치(100)는 하나의 저장탱크만을 사용함으로써 공압 다단식 진공 펌프의 기능이 일정시간 흡입을 하고, 흡입을 마치면 일정시간 토출을 하게 되어 유체가 주기적이고 단속적으로 토출되는 맥동현상이 일어날 수 있는데 이러한 맥동현상은 진동과 소음을 유발하고 배관을 파손시키며 이송을 지연시키는 원인이 되므로 맥동을 적절하게 감쇄시켜야 한다.

따라서 본 발명에서 하나의 펌프에 동일한 구조로 형성된 두 개 이상의 저장 탱크를 결합시키는 복식 구조로 형성하게 되면 펌프의 작동이 등 간격의 시차를 두고 발생되고 결국 에어의 흐름을 전기적인 신호로 분배할 수 있어 맥동 현상 없이 부드러운 펌프 운전이 가능하여 슬러리의 원활한 펌핑이 가능하다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동작을 설명하면,

먼저 준비 단계로 본 발명의 이동식 슬러리 이송 장치(100)에 압축 공기를 공급하는 호스를 연결하고 레귤레이터(50)의 압력 게이지를 통하여 수동식 개폐 밸브(V2)로 세팅한 다음 제어장치(20)를 조작하여 타이머에 의한 흡입 및 배출 시간을 조절하고 운전 시작 스위치를 온 하면 장치가 가동된다.

이어서 흡입 및 토출 게이트 구동용 밸브로서 전자밸브(SV3)를 작동시키면 제어장치(20)에 전기적으로 접속되는 구동장치(40a)(40b)에 연동되어 관 내부를 선택적으로 차폐하는 입구측의 게이트 밸브인 플랜지 타입 볼 밸브(BV1) 동작으로 흡입관은 개방되고 배출관의 플랜지 타입 볼 밸브(BV2)는 폐쇄된다.

이때 전자밸브(SV1) 버튼을 온(ON)하면 벤츄리형 다단식 진공펌프가 오픈되며, 잠시 후 전자밸브(SV4)도 작동되면 진공이 시작되며 저장 탱크(10) 내로 내용물이 흡입되기 시작한다.

그리고 흡입용 타이머에 의하여 정해진 시간만큼 (약 10-15 SEC) 내용물을 흡입한 후 전자밸브(SV4)를 오프(OFF)시키고 약 0.5초 후 전자밸브(SV1)도 오프(OFF)시키게 되면 진공 벤츄리 배기구가 폐쇄되는데 이때 전자밸브(SV3)도 오프시켜 구동장치에 연동된 입구측의 게이트 밸브인 플랜지 타입 볼 밸브(BV1) 동작으로 흡입관은 폐쇄되고 배출관의 플랜지 타입 볼 밸브(BV2)는 개방된다.

이렇게 펌프의 슬러리 흡입 행정이 수행되어 공기압 작용으로 저장 탱크(10)에 내용물인 슬러리가 채워지게 되는 것이다.

또한 배출시 토출 행정은 다음과 같다.

저장 탱크(10)에 슬러리 흡입 저장후 시간이 흐르게 되어 토출이 필요하면 제어장치(20)를 조작 전자밸브(SV2) 버튼을 온(ON)하고 배출용 타이머에 의하여 정해진 시간만큼 (약 10-15 SEC) 내용물을 배출한 후 탱크(10)의 수위가 일정 이하가 되며 이때 전자밸브(SV2) 버튼은 온(ON)상태이고 스위칭 신호에 따라 배출관(11)을 통하여 탱크에 일시 저장된 슬러리를 배출하게 되는 것이다.

이런 방법으로 공압 다단식 진공 펌프(30)를 저장 탱크(10)의 진공 형성에 필요한 여러 가지 조건에 맞춰 스위칭하는 다수개의 솔레노이드 밸브(SV)에 연결시켜 스위칭 신호에 따라 에어의 흐름을 여러 방향으로 전기적인 신호로 분배하고 진공이나 압축을 선택하여 공압에 의한 슬러리의 흡입 및 토출 행정을 일정 시간 간격으로 연속적으로 반복할 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기한 본 발명의 설치 및 공정 구조는 도시와 설명의 편의를 위하여 예시한 바람직한 실시예로서, 설치 조건에 맞춰 본 발명의 기술적 요지의 동일성 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

결국 이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

100:슬러리 이송 장치
10:슬러리 저장탱크 11:슬러리 흡입관
12:슬러리 배출관 13:이동바퀴(캐스터)
14:이동 손잡이(핸들)
15:받침대 16:덮개 커버
17:드레인
20:제어장치
30:공압 다단식 진공펌프
40a, 40b:볼밸브 구동장치
50:레귤레이터
L1:진공라인(펌핑 흡입) L2:가압라인(콤프레서)
SV1:개폐용 전자 밸브 SV2:배출용 전자 밸브
SV3:흡입 배출 볼밸브 구동용 전자 밸브 SV4:벤츄리용 전자 밸브
BV1, BV2: 게이트용 플랜지 타입 볼밸브
SCV:플랜지 타입 스윙 체크밸브
V1:드레인 밸브 V2: 압축공기 개폐 밸브

Claims (3)

1. 현장에 설치되어 슬러리 흡입관(11) 및 슬러리 배출관(12)을 통하여 슬러리를 이송하되 압축 공기를 이용하여 슬러리를 이송하는 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치(100)로서,
   이동 바퀴(13)와 받침대(15), 이동 손잡이(14)를 각각 구비하는 저장탱크(10)에 슬러리 흡입관(11)과 슬러리 배출관(12)을 구비하여 슬러리 저장, 이동, 흡입, 배출이 가능하게 형성된 탱크 구조에 더하여,
   상기 저장탱크(10)의 상부에는 가압 수단으로부터 개폐 밸브(V2)의 조작으로 공급되는 고압의 압축 공기를 저장 탱크에 유입시키는 가압 라인(L2)과 진공 배기 장치로서 배기구를 가지는 공압 펌프(30)에 배관 접속되는 진공라인(L1)이 각각 병렬로 구비되어 제어장치(20) 제어로 가압 라인(L2)으로 빠른 속도로 유입된 압축공기를 이용 진공 라인(L1) 일측 단부에 형성된 공압 다단식 진공펌프(30)의 강력한 진공 흡입 작용으로 저장 탱크(10) 진공을 유도함으로써,
   고 점성 슬러리 발생 현장에 이동하여 감압 수단으로서 공압 다단식 진공 펌프(30)를 구동하여 압축 공기를 이용한 공압 펌프(30)의 강력한 흡인력 구현으로 흡입관(11)으로 슬러리를 강제로 흡입 저장하고 원하는 곳으로 이동하여 흡입 저장된 슬러리를 토출관(12)으로 배출시킴으로써 강한 압력의 진공 및 압축 공기 흐름으로 슬러지를 효율적으로 흡입하여 배출 이송시킬 수 있게 하는 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치를 구성하되,
   순차적 교대적 밸브 절환 작용을 하는 다수개의 솔레노이드 밸브(SV)와 볼 밸브(BV) 및 압력을 일정하게 조절해 주는 레귤레이터(50)에 연결된 제어장치(20) 제어로 가압 라인(L2)으로 빠른 속도로 유입된 압축공기를 이용 진공 라인(L1) 일측 단부에 형성된 공압 다단식 진공펌프(30)의 강력한 진공 흡입 작용으로 슬러리를 흡입 및 토출시키게끔 구성된 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치에 있어서, 상기 저장탱크(10) 하부에 이동 바퀴(13)와 받침대(15), 저장탱크 일측으로는 이동 손잡이(14)가 각각 일체로 구비되어 별도의 저장탱크 적재 및 이송 차량 없이도 언제 어디서나 신속하게 현장에 이동시켜 사용할 수 있게끔 이동식으로 형성하고,
   상기 저장탱크(10) 일측에는 슬러리 흡입관(11) 이에 대칭되는 타측 하단으로는 슬러리 배출관(12)을 배관 길이의 확장이 가능하여 원거리에서도 슬러리의 흡입 배출 흐름이 원활하게끔 각각 직렬 일체로 양쪽으로 대칭되게 한 쌍 구비하고,
   상기 압축 공기를 이용한 공압 펌프(30)는 고압의 압축 공기 흐름을 이용한 벤튜리 효과에 다단 썩션 이젝트 효과가 더해지는 진공 발생의 상승된 작용효과를 구현하는 진공 벤츄리 이젝터 형태 공압 다단식 진공 펌프(30)로 형성하여,
   이동 및 슬러리 배출이 편리한 저장 탱크 구조에 더하여 진공 벤츄리 이젝터 형태 공압 다단식 진공펌프(30)의 강력한 진공 흡입 작용으로 순식간에 빠른 속도로 슬러리를 흡입 및 토출시키게끔 구성됨을 특징으로 하는 공기압을 이용한 이동식 슬러리 이송 장치
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