KR102335889B1

KR102335889B1 - 원심분리기의 액오염방지 배출방법 및 구조

Info

Publication number: KR102335889B1
Application number: KR1020210120375A
Authority: KR
Inventors: 임성오
Original assignee: 임성오
Priority date: 2021-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2021-12-06

Abstract

본 발명은 원심분리기의 정지신호 인가에 따라 회전통 내부의 원액 잔여물을 외부 오염물질과 접촉없이 안전하게 배출하기 위한 방법으로서, 원심분리기에 정지신호가 인가된 후 일정 시간동안 상기 회전통이 회전을 유지하고 있는 상태에서, 회전통 하단의 액 주입구로부터 액주입노즐을 제거하는 단계; 원심분리기의 본체 케이싱 하부에 위치된 트랙부를 통해 액 주입구와 비접촉으로 배출튜브를 밀어올리는 단계; 액주입노즐이 제거된 액 주입구의 둘레에 이격된 상태로 상기 배출튜브의 상단이 끼워지는 단계; 및 클램프를 이용하여 배출튜브를 상기 트랙부에 고정시키는 단계를 포함하고, 이를 통해 상기 회전통이 완전히 정지한 후 회전통 내부의 원액 잔여물이 배출튜브를 통해 외부 오염물질과의 접촉없이 안전하게 배출될 수 있는 것에 특징이 있다. 본 발명에 따르면, 트랙부는 액주입노즐 및 배출튜브의 몸통 너비에 대응하는 통공을 가지고, 배출튜브는 내벽이 상기 액 주입구의 표면으로부터 외측으로 일정 간격 이상 이격되도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 배출튜브는 하단이 클램프에 걸림되는 걸림돌기로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명은 상술한 구성들 중 적어도 트랙부와 배출튜브를 이용하여 외부 오염물질과의 접촉없이 회전통 내부의 원액 잔여물을 배출하기 위한 원심분리기의 액오염방지 배출구조를 제공한다.

Description

원심분리기의 액오염방지 배출방법 및 구조{Liquid Contamination Prevention Discharge Method and Structure of Centrifuge}

본 발명은 원심분리기의 액 배출에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원심분리기 회전통 내부의 원액 잔여물을 오염없이 안전하게 배출시킬 수 있는 액오염방지 배출방법 및 구조에 관한 것이다.

일반적으로 원심분리기는 물질이 회전할 때 발생하는 원심력과 물질의 비중차를 이용하여 처리대상물을 분리, 정제 또는 농축시키는 장치로서, 현대 산업기술이 정밀화, 세밀화하는 방향으로 발전함에 따라 원심분리기의 필요성은 더욱 높아지고 있다. 이러한 원심분리기는 식품, 제약, 의료, 환경, 생명공학 등 다양한 분야에서 여과, 탈수, 농축, 집진, 분석, 정량, 정제 등의 분리 조작에 주로 이용되고 있는데, 특히 세포 단위의 아주 작은 미세물질을 분리할 수 있는 초고속 원심분리기의 필요성이 더욱 대두되고 있다.

실용신안등록 제411144호는 슬러지 제거용 원심분리기에 관한 것으로, 슬러지를 원심력에 의해 경량의 여액(분리액)과 중량의 슬러지 케익으로 분리함에 있어서 슬러지의 응집이 파괴되지 않고 중량을 유지한 상태로 원활하게 외통보울에 분배할 수 있는 원심분리기를 개시하고 있다. 그러나, 이러한 원심분리기는 작동을 정지할 경우 원심력이 해제되어 외통보울의 내벽에 밀착되어 있던 고가의 액상물질들이 외통보울의 주입구를 통해 그대로 아래로 흘러내리게 되는데, 이 경우 원심분리기의 주변을 오염시키는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 이 과정에서 액상물질들이 쉽게 버려지므로 재료 낭비로 인해 원가 부담이 커지는 문제를 초래할 수 있다.

이 문제를 해결하기 위한 방법으로 특허등록 제749439호는 원심분리기의 정지시 액상 처리대상물이 흘러내리는 것을 막기 위해 회전통이 아직 회전하고 있는 동안에 회전통의 주입구를 막을 수 있도록 한 마개 구성을 제공하고 있다.

이러한 마개는 고속으로 회전(약 15,000 ~ 19,000rpm)하는 회전통이 원심분리기의 정지신호 후 저속으로 회전(약 10,000 ~ 3,000rpm)하게 될 때 회전통의 주입구 안으로 마개의 상부를 밀어넣음으로써 주입구의 나선홈과 상부마개의 나선홈이 나사결합하여 자동으로 마개가 주입구에 체결되고, 상부마개가 주입구에 완전히 체결됨과 동시에 하부마개는 상부마개로부터 자동으로 분리되도록 구성하였다. 그리고, 회전통 내의 액상물질을 별도의 용기에 수거할 필요가 있을 경우에는 전술한 것의 역동작으로 하부마개를 상부마개에 체결하고 마개 전체를 주입구로부터 분리하여 회전통 내의 액상물질을 별도의 용기에 수거할 수 있도록 하였다.

그러나, 위와 같은 구성에서는 원심분리기의 정지신호 인가 후 아직 빠른 속도로 회전하고 있는 회전통의 주입구에 마개의 상부를 밀어넣어 체결하게 되므로, 회전통이 회전하고 있는 중에 접촉식 매개를 탈부착하는 이러한 방식은 안전에 있어서 위험 발생의 원인이 될 수 있다.

또한, 마개를 끼워넣는 과정에서 마개의 상단이 주입구 표면에 닿을 경우, 주입구 표면에 존재하는 그리스 등의 오염물질이 마개에 묻게 되어 주입구 내부를 오염시킬 수 있으며, 그에 따라 매개를 제거하고 회전통 내의 액상물질을 용기에 수거하는 과정에서 주입구를 따라 흘러내리는 고가의 액상 처리대상물이 오염될 수 있는 문제가 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 원심분리기의 회전통 내부에 잔류된 고가의 액상물질을 오염시키지 않고 배출할 수 있는 액오염방지 배출방법과 이를 위한 배출구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, 원심분리기의 정지신호 인가에 따라 회전통 내부의 원액 잔여물을 외부 오염물질과 접촉없이 안전하게 배출하기 위한 방법으로서, 원심분리기에 정지신호가 인가된 후 일정 시간동안 상기 회전통이 회전을 유지하고 있는 상태에서, 상기 회전통 하단의 액 주입구로부터 액주입노즐을 제거하는 단계; 원심분리기의 본체 케이싱 하부에 위치된 트랙부를 통해 상기 액 주입구와 비접촉으로 배출튜브를 밀어올리는 단계; 상기 액주입노즐이 제거된 액 주입구의 둘레에 이격된 상태로 상기 배출튜브의 상단이 끼워지는 단계; 및 클램프를 이용하여 배출튜브를 상기 트랙부에 고정시키는 단계를 포함하고, 이를 통해 상기 회전통이 완전히 정지한 후 회전통 내부의 원액 잔여물이 배출튜브를 통해 외부 오염물질과의 접촉없이 안전하게 배출될 수 있는 원심분리기의 액오염방지 배출방법이 제공된다. 여기서, 트랙부는 액주입노즐 및 배출튜브의 몸통 너비에 대응하는 통공을 가지고, 배출튜브는 내벽이 액 주입구의 표면으로부터 외측으로 일정 간격 이상 이격되도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 배출튜브는 하단이 클램프에 걸림되는 걸림돌기로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 형태는 상술한 구성들 중 적어도 트랙부와 배출튜브를 이용하여 원심분리기의 정지신호 인가 후 회전통이 아직 회전하고 있는 상태에서 액 주입구와 비접촉으로 배출튜브의 탈부착이 가능하도록 한 것으로서, 이를 통해 보다 안전하게 외부 오염물질과의 접촉없이 회전통 내부의 원액 잔여물을 배출할 수 있는 원심분리기의 액오염방지 배출구조를 제공하게 된다.

상술된 특징들로부터 본 발명은 원심분리기의 정지신호 인가 후 회전통이 아직 회전하고 있는 상태에서도 액 주입구와 비접촉으로 배출튜브의 탈부착이 가능하므로, 회전통이 완전히 정지한 후 회전통 내부에 잔류된 원액 잔여물을 외부 오염물질과의 접촉없이 안전하게 회수할 수 있게 된다.

도 1은 액 주입시의 원심분리기의 전체 형태를 나타낸 도면,
도 2는 도 1에 따른 원심분리기의 액 주입구와 주입노즐의 연결 부분을 확대하여 도시한 것으로서, 주입노즐을 액 주입구에 연결하기 위한 구성들의 나열을 함께 나타낸 도면
도 3은 노즐 분리 후 배출튜브를 연결한 상태에서의 원심분리기의 전체 형태를 나타낸 도면,
도 4는 도 3에 따른 원심분리기의 액 주입구와 배출튜브의 연결 부분을 확대하여 도시한 것으로서, 배출튜브를 액 주입구에 연결하기 위한 구성들의 나열을 함께 나타낸 도면.

이하 첨부된 도면과 실시예들을 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

아래의 실시예에서는 발명을 설명함에 있어서 필연적인 부분들을 제외하고는 그 도시와 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 걸쳐 동일 유사한 요소에 대하여는 동일한 부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명은 반복하지 않고 생략하기로 한다.

도 1은 액 주입시의 원심분리기의 전체 형태를 나타낸 도면, 도 2는 도 1에서의 액 주입구와 주입노즐의 연결 부분을 확대한 것으로, 액주입노즐을 회전통의 액 주입구에 연결한 상태와 그 연결을 위한 구성의 나열을 함께 나타낸 도면이다.

본 발명의 원심분리기는 본체(1) 중앙에 대략 원통 형상의 케이싱(2)이 위치되고, 이 케이싱(2)의 내부에는 원액을 주입하여 고액 분리 또는 액액 분리를 수행하기 위한 회전통(3)이 본체(1) 상부의 스핀들(축;4)에 회전가능하게 결합되어 있다. 회전통(3)의 상단(3a)은 유출 커버(2a)를 통과하여 원심분리기 본체(1)의 상부로부터 아래로 연장하는 스핀들(4)에 연결되고, 회전통(3)의 하단(3b; 이하 '액 주입구')은 케이싱(2)의 하단을 통해 액주입노즐(5)과 연결되어 있다.

액주입노즐(5)은 회전통(3) 내부에 처리대상물인 원액을 주입하기 위한 것으로, 회전통(3)의 액 주입구(3b) 하단에 연결된다. 액주입노즐(5)은 케이싱(2) 아래의 엘보우관(6)과 연결되는 몸통부(5a) 및 이 몸통부로부터 감소된 직경으로 액 주입구(3b)에 삽입되도록 구성된 노즐부(5b)를 갖는다. 액 주입구(3b)에의 액주입노즐(5)의 연결은 케이싱(2)의 하부에 위치된 트랙부(7)를 통해 연결한다.

트랙부(7)는 액주입노즐(5)의 몸통 너비에 대응하는 통공(7a)을 갖는 것으로, 원심분리기 본체(1)에 고정된 트랙 서포트(8)에 의해 지지된다. 액주입노즐(5)은 트랙부(7)의 통공(7a)에 끼워진 상태로 상단의 노즐부(5b)가 액 주입구(3b)에 삽입되어 배관(미도시) 및 엘보우관(6)을 통해 공급된 원액을 회전통(3) 내부에 주입하게 된다. 액주입노즐(5)은 클램프(9)를 이용하여 엘보우관(6)과 함께 트랙부(7)에 고정되는데, 원심분리기의 정지신호 후 여전히 일정한 속도로 회전하고 있는 회전통(3)으로부터 잔여 원액을 오염물질과 접촉없이 안전하게 배출하기 위한 구성 및 방법은 다음과 같다.

도 3은 액주입노즐 분리 후 배출튜브를 연결한 상태에서의 원심분리기의 전체 형태를 나타낸 도면, 도 4는 도 3에서의 액 주입구와 배출튜브의 연결 부분을 확대한 것으로서, 배출튜브를 회전통의 액 주입구에 연결한 상태와 그 연결을 위한 구성의 나열을 함께 나타낸 도면이다.

원심분리기는 정지신호 인가 후에도 회전 관성력에 의해 일정 시간 동안은 스핀들(4)이 계속 회전상태를 유지한다. 따라서, 스핀들(4)에 연결된 회전통(3)은 점차 감속되면서 회전을 계속하게 되고, 회전통(3) 내부에는 여전히 원심력이 작용하게 되어 잔여 원액이 회전통의 내벽에 밀착된 상태로 있다.

본 발명은 회전통(3)이 완전히 정지한 후에 회전통(3) 내부로부터 잔여 원액을 외부의 오염물질과 접촉없이 안전하게 배출하기 위한 방법을 제공하기 위한 것으로, 이를 위해서는 회전통(3) 내부에 아직 원심력이 작용하고 있는 상태에서 액 주입구(3b)에 소정의 배출수단을 연결하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 먼저 회전통(3) 하단의 액 주입구(3b)로부터 액주입노즐(5)을 제거하는 작업이 선행된다. 이때, 액주입노즐(5)과 엘보우관(6)을 트랙부(7)에 고정하고 있는 클램프(9)를 먼저 해제하고 엘보우관(6)과 액주입노즐(5)을 제거한다. 이후, 회전통(3)의 개방된 액 주입구(3b)에 본 발명에 따른 배출튜브(10)를 연결한다.

본 발명에서 배출튜브(10)는 회전통(3)이 아직 회전하고 있는 상태에서 액 주입구(3b)와 접촉되지 않도록 액 주입구(3b)의 외부로 끼워지는 것이 바람직하다. 또한, 배출튜브(10)는 액 주입구(3b) 표면의 오염물질과의 접촉을 피하기 위해 배출튜브(10)의 내벽이 액 주입구(3b)의 표면으로부터 적어도 일정 간격 이상 이격되도록 구성하는 것이 바람직하다.

액주입노즐(5)이 제거된 후 회전통(3)의 액 주입구(3b)가 개방된 상태에서 배출튜브(10)는 트랙부(7)의 통공(7a)에 끼워지고 위로 밀어올려져 배출튜브(10)의 상단이 액 주입구(3b)의 둘레에 이격된 상태로 끼운 다음 클램프(9)를 이용하여 배출튜브(10)와 엘보우관(6)을 함께 트랙부(7)에 고정시킨다. 이를 위해, 배출튜브(10)의 하단에는 클램프(9)에 걸림되어 고정될 수 있도록 양 방향으로 돌출 연장된 형태의 걸림돌기(10a)가 구비되는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 본 발명의 배출튜브(10)가 연결된 원심분리기는 회전통(3)이 완전히 정지하였을 때 회전통 내부의 원액 잔여물이 액 주입구(3b)를 통해 흘러내리면서 배출튜브(10)와 엘보우관(6) 및 배관을 통해 외부의 오염물질과의 접촉없이 안전하게 회수할 수 있게 된다.

상술한 바에 따르면, 본 발명은 원심분리기의 정지신호 인가 후 회전통이 아직 회전하고 있는 상태에서도 액 주입구와 비접촉으로 배출튜브의 탈부착이 가능하므로, 회전통이 완전히 정지한 후 회전통 내부에 잔류된 원액 잔여물을 외부 오염물질과의 접촉없이 안전하게 회수할 수 있게 된다.

이상 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명하였으나, 지금까지 설명한 내용들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 그 일부를 예시한 정도에 불과하며, 아래에 첨부된 청구범위에 나타날 수 있는 것을 제외하고는 상술한 내용에 의해 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명은 이와 동일한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 범위 내에서 발명의 기술적 사상과 요지를 벗어나지 않으면서 균등물의 많은 변화, 수정 및 대체가 이루어질 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

1 : 원심분리기 본체
2 : 케이싱
2a : 유출 커버
2b : 케이싱 커버
2c : 액 유출구
3 : 회전통
3a : 회전통 상단
3b : 액 주입구
4 : 스핀들
5 : 액주입노즐
5a : 몸통부
5b : 노즐부
6 : 엘보우관
7 : 트랙부
7a : 통공
8 : 트랙 서포트
9 : 클램프
10 : 배출튜브
10a : 걸림돌기

Claims

원심분리기의 정지신호 인가에 따라 회전통 내부의 원액 잔여물을 외부 오염물질과 접촉없이 안전하게 배출하기 위한 방법으로서,
원심분리기에 정지신호가 인가된 후 일정 시간동안 상기 회전통이 회전을 유지하고 있는 상태에서,
상기 회전통 하단의 액 주입구로부터 액주입노즐을 제거하는 단계;
원심분리기의 본체 케이싱 하부에 위치된 트랙부를 통해 상기 액 주입구와 비접촉으로 배출튜브를 밀어올리는 단계;
상기 액주입노즐이 제거된 액 주입구의 둘레에 이격된 상태로 상기 배출튜브의 상단이 끼워지는 단계; 및
클램프를 이용하여 배출튜브를 상기 트랙부에 고정시키는 단계를 포함하여,
상기 회전통이 완전히 정지한 후 회전통 내부의 원액 잔여물이 배출튜브를 통해 외부 오염물질과의 접촉없이 배출되는 것을 특징으로 하는 원심분리기의 액오염방지 배출방법.
제 1항에 있어서,
상기 트랙부는 액주입노즐 및 배출튜브의 몸통 너비에 대응하는 통공을 갖는 것을 특징으로 하는 원심분리기의 액오염방지 배출방법.
제 1항에 있어서,
상기 배출튜브는 내벽이 상기 액 주입구의 표면으로부터 외측으로 일정 간격 이상 이격되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 원심분리기의 액오염방지 배출방법.
제 1항에 있어서,
상기 배출튜브는 하단이 상기 클램프에 걸림되는 걸림돌기로 이루어진 것을 특징으로 하는 원심분리기의 액오염방지 배출방법.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 따른 트랙부 및 배출튜브를 이용하여 외부 오염물질과의 접촉없이 회전통 내부의 원액 잔여물을 배출하기 위한 원심분리기의 액오염방지 배출구조.