KR20050083782A - 특히 액체로부터 고체를 분리하기 위한 역류 필터 시스템 - Google Patents

특히 액체로부터 고체를 분리하기 위한 역류 필터 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분리 장치에 관한 것으로, 바람직하게 역류 필터 시스템의 역류 성분으로부터 특히 액체에서 고체를 분리하기 위한 것이다. 분리 장치(1)는 : 환상의 스크린 벽(21)을 갖는 드럼 스크린(17)의 형태의 회전 스크린, 스프레이 튜브(15)가 상기 스크린 벽(21) 상에 액체의 회전류를 발생시키기 위해 자신의 개구부(26)에 대하여, 상기 드럼 스크린(17)의 스크린 벽(21)의 내부 상에 적어도 거의 접선 방향으로 연장하고, 상기 드럼 스크린(17)에 액체를 안내하는 스프레이 튜브(15), 상기 스크린 벽(21)을 관통하는 액체를 수용하기 위한 상기 드럼 스크린(17)을 둘러싼 하우징(19), 및 분리된 물질의 배출을 위해 상기 드럼 스크린(17)의 저면(27)상에 위치된 방출구(29)를 구비한다.

Description

특히 액체로부터 고체를 분리하기 위한 분리 장치{Separating device, particularly for separating solids from liquids}
본 발명은 바람직하게 역류 필터 시스템의 역류 성분으로부터 특히 액체에서 고체를 분리하기 위한 분리 장치에 관한 것이다.
분리 장치는 고체를 교란하여 하중이 걸린 액체가 준비된 경우의 다양한 기술분야에 사용된다. 바람직한 그러나 배타적이지 않은 응용 예는 역류 필터 시스템이 작동하는 동안 축적한 역류 성분의 준비이다. 역류 필터 시스템은 노즐, 펌프, 열 교환기 등이 막힘(obstruction) 또는 마모(wear)로부터 안전하게 되도록 사용되는 공정 액체(process liquid)를 준비하기 위하여, 예를 들어, 발전소에서와 같이 광범위한 목적의 다양성을 위해 서비스 용수(service water)를 준비하거나, 하수 처리 설비, 광산, 종이 산업 등에서 열 에너지의 장거리 공급을 위해 사용된다.
독일 특허 공개 번호 DE 199 56 859에 개시된 시스템과 같은 역류 필터 시스템에서 생산된 역류 성분(reverse flow volumes)은 예를 들어, 각각의 역류 공정에서 필터 구성 요소로부터 제거되고, 역류 공정을 달성하는 역류 성분과 함께 씻겨진 고체 입자를 포함한다. 파울링(fouling)의 형태 및 공정 액체의 특정 응용의 함수로써 50 내지 3000 마이크론의 범위일 수 있는 역류 필터 시스템의 필터 구성 요소의 필터 미세도(filter fineness)에 따라, 역류 성분은 분리 과정 후에 존재하는 잔존 액체가 각각의 액체 시스템에 되돌려질 수 있게 하기 위해 분리 장치에서 분리될 대응하는 작은 파울링 입자의 집합을 함유한다.
본 발명은 도면에서 도시된 대표적인 실시 예의 도움으로 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은 하류(downstream)에 연결된 역류 필터 시스템을 구비한 본 발명으로 청구한 분리 장치의 대표적인 실시 예로써 액체 시스템의 단순화된 도형의 형태로 전체적인 모습의 사시도.
도 2는 도 1에 비해 확대되고 분리된 드럼 스크린(drum screen)을 포함하는 본 발명으로 청구한 분리 장치의 대표적인 실시 예의 주요부만의 부분 사시도.
도 3은 연결된 액체 시스템의 탱크에 연결된 본 발명으로 청구한 분리 장치의 대표적인 실시 예의 축소되고 매우 단순화된 사시도.
도 4는 본 발명으로 청구한 분리 장치의 수정된 예의 도 3의 분리 장치와 유사한 도면.
도 5는 본 발명으로 청구한 분리 장치를 구비한 수정된 액체 시스템의 도 1의 분리 장치와 유사한 개략도.
본 발명의 목적은 구조에 있어 특히 간단하며 작동에 있어 비용 효율적이고 여전히 작동적으로 안전하고 특히 공정 액체의 효율적인 준비를 하게 하는 분리 장치를 만드는 것이다.
이 목적은 환상의 스크린 벽을 갖는 드럼 스크린 형태의 회전 스크린,
상기 내벽 상에 액체의 회전류를 발생시키기 위해 액체를 상기 드럼 스크린에 전달하고 상기 스크린 벽의 내부 상에서 자기의 배출에 관하여 이 스크린에 적어도 접하게 연장한 스틸 파이프,
상기 스크린 벽을 관통하는 액체를 수용하기 위한 상기 드럼 스크린을 둘러싸는 하우징,
분리된 물질의 배출을 위해 상기 드럼 스크린의 저면에 위치한 방출구를 갖는 청구항 1에서 특정된 분리 장치가 덧붙여진 본 발명으로 요청하는 것이다.
따라서, 본 발명에서 요청된 것처럼 드럼 스크린은 회전류가 스크린 벽 상에 형성되기 위해 환상의 스크린 벽을 구비하고, 스프레이 튜브의 역류 성분이 드럼 속으로 전해져, 스크린 벽을 통한 연이은 액체의 흐름에 대한 압력 구배는, 스크린 벽 상에 입자의 영구 침전을 방해하는 회전류에 의해 생긴 교반(agitation)의 결과로서 상기 스크린 벽 상에서 보유된 입자들이 분리되고, 상기 드럼 스크린의 저면에 가라앉는 반면, 상기 인접한 회전류의 원심력 성분에 기초해 회전류를 둘러싼 스크린 벽면상에서 초래된다.
상기 원심력 성분의 결과로써 분리 공정 동안 스크린 벽 상에서 발생한 압력 구배 때문에, 상기 드럼 스크린의 벽을 통한 높은 흐름 속도가, 심지어 매우 훌륭한 높은 필터 미세도률 즉 2 마이크론까지 축소되어도 가장 작은 입자의 분리가 달성되고 따라서 상기 드럼 스크린 벽을 통한 액체 흐름이 준비된 액체로서 각각의 시스템에 되돌려질 수 있기 위해 확보된다.
내부에 가라앉은 진흙과 같은 덩어리가 중력에 의해 이동하여 아래쪽으로 이르게 하는 일정 길이의 파이프는, 분리된 물질을 함유한 상기 진흙과 같은 덩어리의 배출을 위한 장치로써 상기 드럼 스크린의 저면에 있는 개구부 상에 제공될 수 있다. 대안으로, 일정 길이의 파이프 하단에는 상기 진흙과 같은 덩어리의 배출을 위한 모터 구동 운송 수단의 설비가 있을 수 있다. 양자의 예에서 분리된 고체로부터 이 진흙과 같은 덩어리에 존재하는 잔여 액체를 분리하기 위해 진흙과 같은 덩어리를 수용하는 필터 장치가 제공될 수 있어, 이 고체들은 부분적으로 탈수 조건에서 배출될 수 있다.
역류 필터 시스템과 관련한 분리 장치의 작동에 있어, 역류 성분을 배출하기 위한 역류 필터 시스템의 방출구와 연결된 분리 장치의 스프레이 튜브는 바람직하게 이 방출구가 빠르게 열리는 차단 밸브에 의해서 개폐될 수 있다. 차단 밸브의 빠른 개방을 통해 각각의 역류 공정이 시작될 가능성이 그에 따라 제공되어, 역류 과정에 참가한 역류 필터 시스템의 필터 구성 요소로부터 파울링 물질의 제거가 임펄스(impulse)에 의해 보충되고, 심지어 지속적인 파울링 물질이 역류에 의해 제거될 수 있다. 동시에, 분리 과정이 역시 임펄스-보조적(impulse-assisted)이도록 상기 드럼 스크린에서 발생된 흐름이 간헐적인 경우 특히 좋은 분리 성능이 상기 분리 장치에서 달성된다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명에서 청구된 분리 장치를 갖고 청구항 8에서 특정된 특성을 가지고 형성된 역류 필터 시스템이다.
본 발명은 도면에서 전체적으로 1로 지시된 분리 장치가 역류 필터 시스템으로부터 배출된 역류 성분으로부터 파울링 고체를 제거하기 위해 역류 필터 시스템(3, 도 1 및 3)의 하류(downstream)에 설치된 대표적인 응용 예를 참조하여 이하에서 더욱 상세하게 설명된다. 여기에 예로써 도시된 상기 역류 필터 시스템(3)은 주지 형태의 시스템(독일 공개 번호 DE 199 56 859 A1을 참조)이고, 준비되어야 하는 액체는 주입구(5)를 경유하여 전해지고, 준비된 액체로서 여과액은 방출구(7)를 경유하여 배출되며, 역류 공정(reverse flow process)에서 발생된 역류 성분은 방출구(9)를 경유하여 배출된다. 역류 필터 시스템(3)에서 준비되어야 하는 액체는 종래 수단에 의해 실내로부터 외부로 슬롯된 튜브 필터 구성 요소를 통과하여 흐르게 한다. 기어 모터(11)에 의하여 회전할 수 있고, 방출구(9)에 유체 연결을 한 역류 암(arm)은 역류 과정 동안 모터(11)에 의해 청결하게 될 필터 구성 요소 아래에서 회전된다. 존재하는 필터 구성 요소들의 여과 작동(filtration operation)이 끊임없이 진행되는 동안, 여과액 즉, 청결하게 될 필터 구성 요소들을 둘러싼 액체는, 파울링 입자들이 상기 방출구(9)를 경유하여 각각의 필터 구성 요소의 내부로부터 씻겨지기 위해, 이제 실외로부터 내부로 역류 암을 경유하여 상기 방출구(9)에 연결된 필터 구성 요소의 내부를 통해 흐른다.
방출구(9)는 빠르게 열리는 차단 밸브(13)(도 1에서만 도시됨)에 의하여 개폐될 수 있다. 상기 방출구(9)를 통해 배출된 역류 성분은 스프레이 튜브(15)를 경유하여 분리장치(1)에 도달하기 위해 차단 밸브(13)를 경유하여 이동한다. 상기 분리 장치(1)의 형상은 도 2 내지 4에서 도시되고, 필수 세부 사항은 특히 도 2에 도시된다. 도시된 것처럼, 원형의 드럼 스크린(17)은 실린더형 하우징(19)내에 고정되기 위해 같은 중심으로 설치된다. 상기 드럼 스크린(17)의 스크린 벽(21)을 둘러싸는 하우징(19)은 상기 스크린 벽(21)을 통해 상기 드럼 스크린(17)의 내부로부터 이동하는 액체를 수용하고, 관련된 액체 시스템의 탱크 시스템(23)의 액체 연결(미도시)을 경유하여 상기 드럼 스크린(17)을 통해서 준비된 액체인 이 액체를 안내한다. 도면에 도시된 대표적인 실시 예에서, 상기 분리 장치(1)는 각 예에서 각각의 탱크 시스템(23)의 상부 측 상에 설치된다.
하우징(19)이 커버(이 커버는 도 3에서만 도시되고 25로 지시됨)가 없는 채로 도시된 도 2는 상기 하우징(19) 벽 및 드럼 스크린(17)의 스크린 벽(21)을 통해 후자(스크린 벽)의 내부 공간으로 스프레이 튜브(15)의 개구부(opening)에 적어도 거의 접선 방향으로 연장된 상기 스프레이 튜브(15)를 도시하여, 상기 드럼 스크린(17)에 흘러들어간 역류 성분에 의해 상기 스크린 벽(21)의 내측을 씻어내리는 회전류가 생성된다. 이 회전류의 회전 운동 효과(gyroscopic effect), 즉 역류 성분의 결과로 생성된 원심력 성분은 상기 스크린 벽(21)이 매우 훌륭한 미세도의 필터 성분으로 되어있음에도 많은 흐름의 성분이 상기 스크린 벽(21)을 통과하게 하는 것을 가능하게 한다. 이것은 투입된 역류 성분에서 충분히 큰 처리량으로 매우 작은 입자로 이루어진 불순물(impurities)을 분리하는 것이 가능하게 한다.
도 2 내지 4에 도시된 것처럼, 드럼 스크린(17)의 저면(27) 상에 상기 드럼 스크린(17)내 분리 공정(separation process)에서 쌓여지고, 상기 드럼 스크린의 저면(27)으로 가라앉은 진흙과 같은 덩어리가 운송되어 경유하는 일정 길이의 파이프(31)(도 3 및 4 참조)에 연결한 방출구(29)가 있다. 분리된 고체를 함유하는 이 진흙과 같은 덩어리는 도 3에서 도시된 실시 예에 있고, 도 3에 도시된 예에서 백 필터 조립체(33, bag filter assembly)인 필터 장치 속으로 중력에 의해 안내된다. 종이, 특별한 금속 섬유, 플라스틱 섬유 등의 백 필터(bag filter)가 제공될 수 있고, 필터 미세도(filter fineness)는 진흙과 같은 덩어리에 함유된 분리된 입자의 형태 및 크기에 대응한다. 2 마이크론 내지 2000 마이크론의, 특히 15 내지 35 마이크론 및 바람직하게 20 내지 25 마이크론의 필터 미세도는, 파울링의 형태 및 준비된 액체의 특별한 응용 예에 따라, 상기 드럼 스크린(17)의 스크린 벽(21)의 필터 미세도로 고려된다. 진흙과 같은 덩어리에서 분리된 잔여 액체를 준비된 액체로서 액체 시스템에 되돌리기 위한 목적으로, 대응하는 필터 미세도는 필터 후 장치(afterfilter mechanism), 즉, 백 필터 조립체(33)에 적절하다. 도 3에서 도시된 것처럼, 백 필터 조립체(33)는 탱크 시스템(23)의 개구부(35) 위에 위치되어, 백 필터 조립체(33)의 여과액이 중력에 의해 상기 탱크 시스템(23) 속으로 들어가도록 강요된다.
도 4에 도시된 수정된 예에서, 일정 길이의 파이프(31) 하단은 모터 구동 스파이럴 컨베이어(39)의 운송 하우징(37)에 연결된다. 이 운송 장치는 진흙과 같은 덩어리가 도시되지 않은 처리 장치(disposal mechanism) 속으로 떨어지게 하는 방출구 노즐(49)에 비스듬하게 상향으로 상기 진흙과 같은 덩어리를 운송한다. 운송 하우징(37)의 하단 및/또는 하우징 벽에은 일정 길이의 파이프(31)를 경유하여 전해지는 진흙과 같은 덩어리로부터 잔여 액체를 분리하는 필터 후 장치(도시되지 않은 어떤 것)가 역시 제공될 수 있고, 이 잔여 액체는 준비된 액체로서 아래에 위치된 개구부(35)를 통해 탱크 시스템(23)에 도달한다.
도 1 및 5에서 보인 것처럼, 제 2 차류 미세 필터 장치는 제 2 차류 라인(43, 45)을 경유하여 탱크 시스템(23)에 연결된다. 도 1에서 도시된 예에서, 미세 필터 장치는 필터 원심 분리기(47)에 의해 대표된다. 도 5에서 도시된 예에서, 이것은 오프라인 필터(Offline Filter, OLF)라는 명칭하에서 상업적으로 이용가능한 미세 필터(49)에 의해 대표된다. 조립될 때, 역 필터 시스템(3) 및 연결된 탱크 시스템(23)에 연결된 제 2 차류 미세 필터 장치(47 또는 49)를 구비한 본 발명으로 청구된 분리 장치가 장착된 유압 시스템의 예로, 품질(quality), 유압 펌프(51)에 의해 관련된 유압 시스템에 공급된 작동 액체의 품질은 매우 오랜 작동 기간에 걸쳐 장애 없는 작동을 위해 요구되는 수준에서 유지될 수 있다.

Claims (9)

  1. 바람직하게 역류 필터 시스템(3)의 역류 성분으로부터, 특히 액체로부터 고체를 분리하기 위한 분리 장치(1)는,
    환상의 스크린 벽(21)을 갖는 드럼 스크린(17)의 형태의 회전 스크린,
    스프레이 튜브(15)가 상기 스크린 벽(21) 상에 액체의 회전류를 발생시키기 위해 자신의 개구부(26)에 대하여, 상기 드럼 스크린(17)의 스크린 벽(21)의 내부 상에 적어도 거의 접선 방향으로 연장하고, 상기 드럼 스크린(17)에 액체를 안내하는 스프레이 튜브(15),
    상기 스크린 벽(21)을 관통하는 액체를 수용하기 위한 상기 드럼 스크린(17)을 둘러싼 하우징(19), 및
    상기 분리된 물질의 배출을 위해 상기 드럼 스크린(17)의 저면(27)상에 위치된 방출구(29)를 구비하는, 분리 장치(1).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 드럼 스크린(17)의 저면(27) 상의 방출구(29)는 상기 드럼 스크린(17)의 저면(27)에 가라앉고, 상기 분리된 물질을 함유하는 진흙과 같은 덩어리를 배출하는 장치(31)를 구비하는, 분리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 진흙과 같은 덩어리를 배출하기 위한 상기 장치는, 중력 하에서 상기 진흙과 같은 덩어리를 배출하기 위해, 상기 저면(27)의 방출구(29) 상에 위치되어, 아래 방향으로 기울어진 일정 길이의 파이프(31), 바람직하게 일정 길이의 수직 파이프(31)를 갖는, 분리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 일정 길이의 파이프(31) 하단 상에 상기 분리된 물질로부터 진흙과 같은 덩어리에 존재하는 상기 잔여 액체의 분리를 위해 상기 진흙과 같은 덩어리를 수용하는 필터 장치(33)가 제공되는, 분리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 일정 길이의 파이프(31) 하단은 상기 진흙과 같은 덩어리를 안내하기 위한 모터 구동 운송 장치(37, 39)가 제공되는, 분리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 운송 장치는 운송 하우징(37) 내에 회전 가능한 스파이럴 컨베이어(39)를 갖고, 상기 필터 장치는 진흙과 같은 덩어리로부터 잔여 액체를 분리하기 위해 상기 운송 하우징(37)에 관련되는, 분리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전 파이프는 역류 필터 시스템(3)의 역류 성분의 배출을 위한 방출구(9)에 연결되고, 상기 방출구(9)는 빠르게 개폐하는 밸브(13)로 개폐될 수 있는, 분리 장치.
  8. 분리 장치를 포함하는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에서 청구된 역류 필터 시스템으로,
    분리되는 물질을 함유한 준비된 액체에 대한 주입구(5)를 가지고, 준비된 액체로써 여과액을 연결된 액체 시스템(23)에 안내하는 방출구(7) 및 분리된 물질로 채워진 역류 성분에 대한 방출구(9)를 가진, 역류 필터,
    상기 분리 장치(1)의 스프레이 튜브(15)로 역류 성분에 대한 상기 방출구(9)를 연결하는 라인,
    역류 성분에 대한 상기 방출구(9)를 개폐하기 위해 빠르게 개폐하는 밸브(13),
    상기 분리 장치(1)에 분리된 물질을 함유하는 진흙과 같은 덩어리로부터 잔여 액체의 분리를 위한 필터 장치(33),
    준비된 액체로서 액체 시스템(23)에 잔여 액체를 되돌리기 위한 조립체(35)를 구비한, 역류 필터 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서, 액체 시스템은 탱크에 여과액이 준비된 액체로써 역류 필터의 방출구(7)로부터 안내될 수 있고, 배출된 잔류 액체의 안내를 위한 상기 분리 장치(1)의 필터 장치에 연결된 유압 시스템에 연결된 상기 탱크(23)를 구비하고 제 2 차류 미세 필터 장치(47, 49)는 상기 탱크(23)에 연결된, 역류 필터 시스템.
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