KR101879913B1 - 스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스 - Google Patents

스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 타공이 이루어진 중공 형태의 스크류축을 활용하여 슬러지의 농축 및 탈수 효과를 현격히 높일 수 있도록 한 스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스에 관한 것으로, 베이스 프레임, 상기 베이스 프레임의 상부 일측 및 타측에 각각 고정 설치되는 일측 및 타측 지지대, 상기 일측 및 타측 지지대 사이에 양단에 고정되며 이중의 타공망 구조를 가지는 중공 원통형의 스크린 챔버, 상기 스크린 챔버 내부에 설치되고 일단에서 타단을 향해 점차 외경이 증가하도록 형성되는 스크류축과 상기 스크류축의 외주면에 나선형으로 형성되는 스크류 블레이드로 이루어지며 구동수단에 의해 강제 회전하는 스크류, 상기 스크린 챔버의 외측에 위치하여 상기 스크린 챔버를 세척하는 세척수단 및 상기 타측 지지대에 설치되어 일측을 향해 이동하면서 농축된 슬러지를 가압하는 가압수단을 포함하여 구성되며, 상기 스크류축은 중공으로 형성되고 타공망 구조로 이루어져 상기 스크류축의 회전에 의해 슬러지를 가압시에 상기 스크류축 외부에 슬러지에 함유되어 있던 수분 일부가 내부로 유입되어 배출됨으로써 탈수가 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스{High efficient screw press with filtering function in screw shaft}
본 발명은 스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스크류축에 추가적인 여과기능을 부여하여 슬러지 농축 및 탈수 효율을 증대시키고 스크린챔버 외주에 설치된 세척수단의 내구성을 강화시키도록 한 저동력 저탄소 스크류 프레스에 관한 것이다.
일반적으로 스크류 프레스는 원통형의 타공망 내에 회전하는 스크류를 설치하여 슬러지의 농축 및 탈수를 수행하는 장치이다.
이러한 스크류 프레스의 일례로 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1337290호(2013.12.6.공고)가 있다.
그러나 이러한 종래기술은 슬러지의 함수율을 낮추는데 있어서 어느 정도의 기술적 한계에 이르고 있는 문제점이 있으며, 좀 더 함수율을 낮출 수 있는 새로운 기술의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1337290호(2013.12.6.공고)
상기한 바와 같은 문제점과 현 실정을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 타공이 형성된 중공 형태의 스크류축을 활용하여 슬러지의 농축 및 탈수 효과를 현격히 높일 수 있도록 한 스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 스크린 챔버의 세척수단을 통해 농축 및 탈수 효과를 증대시킴과 아울러 내구성을 높일 수 있는 세척수단을 구비하여 유지보수면에서 유리한 스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명인 스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스는,
베이스 프레임,
상기 베이스 프레임의 상부 일측 및 타측에 각각 고정 설치되는 일측 및 타측 지지대,
상기 일측 및 타측 지지대 사이에 양단에 고정되며 이중의 타공망 구조를 가지는 중공 원통형의 스크린 챔버,
상기 스크린 챔버 내부에 설치되고 일단에서 타단을 향해 점차 외경이 증가하도록 형성되는 스크류축과 상기 스크류축의 외주면에 나선형으로 형성되는 스크류 블레이드로 이루어지며 구동수단에 의해 강제 회전하는 스크류,
상기 스크린 챔버의 외측에 위치하여 상기 스크린 챔버를 세척하는 세척수단 및
상기 타측 지지대에 설치되어 일측을 향해 이동하면서 농축된 슬러지를 가압하는 가압수단을 포함하여 구성되며,
상기 스크류축은 중공으로 형성되고 타공망 구조로 이루어져 상기 스크류축의 회전에 의해 슬러지를 가압시에 상기 스크류축 외부에 슬러지에 함유되어 있던 수분 일부가 내부로 유입되어 배출됨으로써 탈수가 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가압수단은 상기 스크류축의 타측 단부를 감싸면서 탈수 슬러지의 배출방향 반대측으로 이동하여 배압을 조정하는 프레서(Pressor)를 포함하여 구성되며,
상기 스크류축의 내부로 유입되고 상기 스크류축의 경사에 의해 상기 스크류축의 타측 단부로 이동한 수분은 상기 프레서로 이동 후 상기 프레서의 하면에 일단이 결합되고 타단은 상기 스크린 챔버 하부로 돌출되어 형성되는 탈수액 배출로를 통해 배출되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 세척수단은,
상기 일측 및 타측 지지대 사이에 상기 스크린 챔버의 길이방향으로 설치되는 리니어 모션 가이드 및 상기 리니어 모션 가이드 상에서 이동하는 리니어 모션 블럭이 구비되고 서보모터에 의해 구동되는 리니어 모션 시스템,
상기 리니어 모션 블럭에 중앙부가 고정되고 상기 리니어 모션 가이드와 수직방향으로 설치되는 메인 브래킷,
상기 메인 브래킷의 양단에 결합되는 볼 부시,
상기 볼 부시를 관통하여 설치되되 상기 리니어 모션 가이드와 평행하게 설치되며 양단에 상기 일측 및 타측 지지대에 고정되는 가이드 샤프트,
상기 스크린 챔버 외주를 감싸도록 형성되는 세척수 공급관,
상기 세척수 공급관의 내측에 일정 간격으로 설치되는 복수의 세척수 노즐,
상부가 상기 볼 부시에 결합되고 하부가 상기 세척수 공급관에 결합되는 복수의 연결 브래킷을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스크류축의 일단은 일측 지지대에 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 중공축과 결합되고,
상기 스크류축의 일단부 내부에는 격벽이 구비되며, 상기 격벽과 상기 중공축 사이의 외주에는 상기 중공축을 통해 유입된 슬러지가 상기 스크류축 외부로 배출되는 복수의 슬러지 배출구가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스크류축의 타단은 상기 타측 지지대 외측에 설치되는 추가 지지대에 의해 회전 가능하게 지지되는 중실축과 결합하되, 상기 중실축 일단에 형성된 제 1 플랜지와 상기 스크류축 타단의 내측에 형성된 제 2 플랜지의 결합을 통해 이루어지며,
상기 제 1 플랜지 및 제 2 플랜지의 외측에는 외주를 따라 일정 간격으로 복수의 탈수액 배출구 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스는 타공이 이루어진 중공 형태의 스크류축을 활용하여 슬러지의 농축 및 탈수 효과를 현격히 높일 수 있어 에너지 소비를 절감하고 이산화탄소 배출을 최소화 시킬 수 있으며, 스크린 챔버의 세척수단을 통해 농축 및 탈수 효과를 증대시킴과 아울러 내구성을 높일 수 있는 세척수단을 구비하여 유지보수면에서 유리한 등의 이점이 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스를 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스를 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스크류축(41)에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스는 베이스 프레임(10), 일측 및 타측 지지대(20,21), 스크린 챔버(30), 스크류(40), 세척수단, 가압수단 등을 포함하여 구성되며, 각 구성요소별로 설명하면 다음과 같다.
상기 베이스 프레임(10)은 후술하는 각 구성요소들이 상부에 장착되는 부분으로 상부에 설치되는 구조물들을 안정적으로 지지할 수 있도록 비임(Beam) 등을 결합하여 구성된다.
상기 일측 및 타측 지지대(20,21)는 상기 베이스 프레임(10)의 상부 일측 및 타측에 각각 고정 설치되는 컬럼이다.
상기 스크린 챔버(30)는 상기 일측 및 타측 지지대(20,21) 사이에 양단에 고정되며 이중의 타공망 구조를 가지는 중공 원통형의 부재로서, 내측망(31)과 외측망(32)으로 이루어지며, 내측망(31)은 외측망(32)보다 구멍의 크기를 작게 구성하며 외측망(32)은 상기 내측망(31)을 지지할 수 있도록 구성된다.
상기 스크류(40)는 상기 스크린 챔버(30) 내부에 설치되고, 일단에서 타단을 향해 점차 외경이 증가하도록 형성되는 스크류축(41)과 상기 스크류축(41)의 외주면에 나선형으로 형성되는 스크류 블레이드(42)로 이루어지며, 구동수단에 의해 강제 회전하며, 상기 스크린 챔버(30) 내로 공급되는 슬러지를 일측에서 타측으로 이송시키며 가압하는 기능을 수행하게 된다.
상기 스크류축(41)은 중공으로 형성되고 타공망 구조로 이루어져 상기 스크류축(41)의 회전에 의해 슬러지를 가압시에 상기 스크류축(41) 외부의 슬러지에 함유되어 있던 수분 일부가 내부로 유입되어 배출됨으로써 탈수량이 증대될 수 있도록 구성된다.
구체적으로, 상기 스크류축(41)의 일단은 일측 지지대(20)에 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 중공축(43)과 결합되고, 상기 스크류축(41)의 일단부 내부에는 격벽(44)이 구비되며, 상기 격벽(44)과 상기 중공축(43) 사이의 외주에는 상기 중공축(43)을 통해 유입된 슬러지가 상기 스크류축(41) 외부로 배출되는 복수의 슬러지 배출구(45)가 구비된다.
또한, 상기 스크류축(41)의 타단은 상기 타측 지지대(21) 외측에 설치되는 추가 지지대에 의해 회전 가능하게 지지되는 중실축(46)과 결합하되, 상기 중실축(46) 일단에 형성된 제 1 플랜지(47)와 상기 스크류축(41) 타단의 내측에 형성된 제 2 플랜지(48)의 결합을 통해 이루어지며, 상기 제 1 플랜지(47) 및 제 2 플랜지(48)의 외측에는 외주를 따라 일정 간격으로 복수의 탈수액 배출구(49)가 구비된다.
상기 구동수단은 상기 스크류(40)를 강제 회전시키기 위한 수단으로, 구동모터(M), 체인(C), 스프래킷(S) 등으로 이루어진다.
상기 세척수단은 상기 스크린 챔버(30)의 외측에 위치하여 상기 스크린 챔버(30)로 물을 분사하여 타공에 고착된 이물질을 세척하는 수단으로서, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 일측 및 타측 지지대(20,21) 사이에 상기 스크린 챔버(30)의 길이방향으로 설치되는 리니어 모션 가이드(51) 및 상기 리니어 모션 가이드(51) 상에서 이동하며 리미트 스위치(L)에 의해 이동이 제한되어 반대 방향으로 이동하는 리니어 모션 블럭(52)이 구비되고 서보모터(SM)에 의해 구동되는 리니어 모션 시스템, 상기 리니어 모션 블럭(52)에 중앙부가 고정되고 상기 리니어 모션 가이드(51)와 수직방향으로 설치되는 메인 브래킷(53), 상기 메인 브래킷(53)의 양단에 결합되는 볼 부시(54), 상기 볼 부시(54)를 관통하여 설치되되 상기 리니어 모션 가이드(51)와 평행하게 설치되며 양단에 상기 일측 및 타측 지지대(20,21)에 고정되는 가이드 샤프트(55), 상기 스크린 챔버(30) 외주를 감싸도록 형성되는 세척수 공급관(56), 상기 세척수 공급관(56)의 내측에 일정 간격으로 설치되는 복수의 세척수 노즐(57), 상부가 상기 볼 부시(54)에 결합되고 하부가 상기 세척수 공급관(56)에 결합되는 복수의 연결 브래킷(58)을 포함하여 구성된다. 이와 같이 상기 노즐이 설치된 세척수 공급관(56)은 가이드 샤프트(55), 볼 부시(54), 메인 브래킷(53), 연결 브래킷(58)에 의해 견고히 지지되어 이동하므로 리니어 모션 시스템에 작용할 수 있는 외력을 배제시켜 장치의 내구성을 증대시킬 수 있는 특징이 있다.
상기 가압수단은 상기 타측 지지대(21)에 설치되어 일측을 향해 이동하면서 농축된 슬러지를 가압하는 수단으로서, 상기 가압수단은 상기 스크류축(41)의 타측 단부를 감싸면서 탈수 슬러지의 배출방향 반대측으로 이동하여 배압을 조정하는 프레서(61.Pressor)를 포함하여 구성되며, 상기 스크류축(41)의 내부로 유입되고 상기 스크류축(41)의 경사에 의해 상기 스크류축(41)의 타측 단부로 이동한 수분은 상기 프레서(61)로 이동 후 상기 프레서(61)의 하면에 일단이 결합되고 타단은 상기 스크린 챔버(30) 하부로 돌출되어 형성되는 탈수액 배출로(62)를 통해 배출되게 된다.
상기 프레서(61)는 일측은 상기 타측 지지대(21)에 힌지 결합되고 타단은 에어실린더(63)의 전단에 연결되는 링크바(64)에 결합되어 상기 에어실린더(63)가 제어수단에 의해 작동하면 상기 프레서(61)를 일측 방향으로 이동시키면서 슬러지를 가압하게 된다.
상기 스크린 챔버(30) 하부에는 상기 스크린 챔버(30)로부터 낙하하는 수분이 모여 배출될 수 있도록 경사면과 수배출홀이 구비되는데, 상기 스크류축(41)의 내부로부터 배출되는 수분도 같이 배출되게 된다.
상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 스크류축(41)에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스는 타공이 이루어진 중공 형태의 스크류축(41)을 활용하여 슬러지의 농축 및 탈수 효과를 현격히 높일 수 있으며, 스크린 챔버(30)의 세척수단을 통해 농축 및 탈수 효과를 증대시킴과 아울러 내구성을 높일 수 있는 세척수단을 구비하여 유지보수면에서 유리한 등의 이점이 있다.
10: 베이스 프레임
20: 일측 지지대 21: 타측 지지대
30: 스크린 챔버 31: 내측망
32: 외측망
40: 스크류 41: 스크류축
42: 스크류 블레이드 43: 중공축
44: 격벽 45: 슬러지 배출구
46: 중실축 47: 제 1 플랜지
48: 제 2 플랜지 49: 탈수액 배출구
51: 리니어 모션 가이드 52: 리니어 모션 블럭
53: 메인 브래킷 54: 볼 부시
55: 가이드 샤프트 56: 세척수 공급관
57: 세척수 노즐 58: 연결 브래킷
61: 프레서 62: 탈수액 배출로
63: 에어실린더 64: 링크바
M: 구동모터 C: 체인
S: 스프래킷 SM: 서보모터
L: 리미트 스위치

Claims (4)

  1. 베이스 프레임,
    상기 베이스 프레임의 상부 일측 및 타측에 각각 고정 설치되는 일측 및 타측 지지대,
    상기 일측 및 타측 지지대 사이에 양단에 고정되며 이중의 타공망 구조를 가지는 중공 원통형의 스크린 챔버,
    상기 스크린 챔버 내부에 설치되고 일단에서 타단을 향해 점차 외경이 증가하도록 형성되는 스크류축과 상기 스크류축의 외주면에 나선형으로 형성되는 스크류 블레이드로 이루어지며 구동수단에 의해 강제 회전하는 스크류,
    상기 스크린 챔버의 외측에 위치하여 상기 스크린 챔버를 세척하는 세척수단 및
    상기 타측 지지대에 설치되어 일측을 향해 이동하면서 농축된 슬러지를 가압하는 가압수단을 포함하여 구성되며,
    상기 스크류축은 중공으로 형성되고 타공망 구조로 이루어져 상기 스크류축의 회전에 의해 슬러지를 가압시에 상기 스크류축 외부에 슬러지에 함유되어 있던 수분 일부가 내부로 유입되어 배출됨으로써 탈수가 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가압수단은 상기 스크류축의 타측 단부를 감싸면서 탈수 슬러지의 배출방향 반대측으로 이동하여 배압을 조정하는 프레서(Pressor)를 포함하여 구성되며,
    상기 스크류축의 내부로 유입되고 상기 스크류축의 경사에 의해 상기 스크류축의 타측 단부로 이동한 수분은 상기 프레서로 이동 후 상기 프레서의 하면에 일단이 결합되고 타단은 상기 스크린 챔버 하부로 돌출되어 형성되는 탈수액 배출로를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는
    스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 세척수단은
    상기 일측 및 타측 지지대 사이에 상기 스크린 챔버의 길이방향으로 설치되는 리니어 모션 가이드 및 상기 리니어 모션 가이드 상에서 이동하는 리니어 모션 블럭이 구비되고 서보모터에 의해 구동되는 리니어 모션 시스템,
    상기 리니어 모션 블럭에 중앙부가 고정되고 상기 리니어 모션 가이드와 수직방향으로 설치되는 메인 브래킷,
    상기 메인 브래킷의 양단에 결합되는 볼 부시,
    상기 볼 부시를 관통하여 설치되되 상기 리니어 모션 가이드와 평행하게 설치되며 양단에 상기 일측 및 타측 지지대에 고정되는 가이드 샤프트,
    상기 스크린 챔버 외주를 감싸도록 형성되는 세척수 공급관,
    상기 세척수 공급관의 내측에 일정 간격으로 설치되는 복수의 세척수 노즐,
    상부가 상기 볼 부시에 결합되고 하부가 상기 세척수 공급관에 결합되는 복수의 연결 브래킷을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
    스크류축에 여과기능을 구비한 저동력 저탄소 스크류 프레스
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