KR20070060054A - The equipment to separate the mixtures of solids using the difference of settling velocities of solid particles in water - Google Patents

The equipment to separate the mixtures of solids using the difference of settling velocities of solid particles in water Download PDF

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KR20070060054A
KR20070060054A KR1020070045262A KR20070045262A KR20070060054A KR 20070060054 A KR20070060054 A KR 20070060054A KR 1020070045262 A KR1020070045262 A KR 1020070045262A KR 20070045262 A KR20070045262 A KR 20070045262A KR 20070060054 A KR20070060054 A KR 20070060054A
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Abstract

Provided is an apparatus with a simple structure for separating solid mixtures at high efficiency to minimize the amount of energy required for lifting light substances of low settling velocity and to completely get rid of solids and water from the apparatus. The apparatus for separating mixtures of solids comprises a separating device(11) and a water bath(12). The separating device(11) includes a solid mixture input device(111), an upward water flow inducing device(112), a turbulent flow creating area(113), a lower discharge unit(114) for discharging heavy solids outside, a lower transfer device(115) for carrying settled solids, an upper discharge unit(116) for removing floating solids and water outside, and an upper transfer device(117a) or a screen type upper transfer device(117b). The water bath(12) has a weir(121) for controlling water level according to operation conditions of the separating apparatus.

Description

고형물 입자의 수중 침강속도 차를 이용한 혼합 고형물 분리장치{The equipment to separate the mixtures of solids using the difference of settling velocities of solid particles in water}Separation apparatus for solids using difference in sedimentation velocity of solid particles {The equipment to separate the mixtures of solids using the difference of settling velocities of solid particles in water}

도 1은 본 발명에 사용되는 혼합 고형물 분리장치의 종단면도1 is a longitudinal cross-sectional view of a mixed solid separation apparatus used in the present invention

도 2는 본 발명에 사용되는 상승수류 유도장치의 구조와 작동원리Figure 2 is a structure and operation principle of the rising water induction apparatus used in the present invention

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

11 : 분리장치11: separator

111 : 혼합 고형물물 투입장치 112 : 상승수류 유도장치111: mixed solid matter input device 112: rising water induction device

113 : 난류생성구역 114 : 하부배출부113: Turbulent Generation Zone 114: Lower Exhaust Section

115 : 하부이송장치 116 : 상부배출부115: lower feeder 116: upper discharge portion

117 : 상부이송장치117: upper feed unit

12 : 수조 121 : 웨어12: tank 121: wear

13 : 물 분사세척장치13 water spray cleaning device

211 : 물 분사구 221 : 공기 분사구211: water nozzle 221: air nozzle

231 : 수로 241 : 수차231: channel 241: aberration

251 : 스크루 252 : 체251: screw 252: sieve

261 : 배수관 262 : 물 공급관261: drain pipe 262: water supply pipe

본 발명은 밀도와 크기가 다른 고형물들이 뒤섞여있는 혼합물을 물속에서 가라앉는 침강속도 차를 이용해서 분리하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 혼합 고형물이 투입되는 수중에서 유체역학적 또는 기계적 방법으로 유도된 상승수류(上昇水流)를 타고 위로 떠오르는 고형물들은 분리장치 밖으로 흘려보낸 다음 다른 처리장치로 보내거나 아니면 곧바로 체나 여과포로 받아 탈수하여 분리수집하고, 밑으로 가라앉는 고형물들은 바닥에 설치된 이송장치를 이용하여 수집하는 혼합 고형물 분리장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for separating a mixture of solids having different densities and sizes by using a settling velocity difference that sinks in water, and more particularly, by a hydrodynamic or mechanical method in which mixed solids are introduced. Solids rising up in the ascending stream can be flowed out of the separator and then sent to another treatment device, or directly collected with a sieve or filter cloth to be dehydrated and collected. It relates to a mixed solids separator for collecting.

우리나라에서 배출되는 엄청난 양의 고형폐기물을 처리하고 처분하는 과정에 엄청난 경제, 사회, 그리고 환경비용이 들어가야 하므로, 되도록이면 이런 폐기물을 자원으로 재활용하는 방법이 가장 바람직하다. 그러나 폐기물을 제대로 재활용하려면, 재활용에 방해가 되는 이물질들을 반드시 분리해낼 필요가 있는데, 이 분리기술이 폐기물 재활용에서 가장 어려운 문제들 가운데 하나이다. 이를테면, 음식물쓰레기의 경우에는 수저, 젓가락, 병뚜껑과 같은 쇠붙이와 깨진 유리조각이나 그릇조각과 같이 밀도가 큰 무기물질들이 큰 문제가 되고, 건설폐기물에서 재생골재를 생산하는 데는 플라스틱이나 나뭇조각처럼 밀도가 작은 물질들이 문제가 된다. 또 불량매립지나 오염된 토양을 복원하는 과정에서는 오염물이 비교적 적게 들어있는 모래와 오염물이 농축된 점토 및 유기물을 따로 분리해서 처리하면 비용도 적게 들뿐더러 처리효율도 높일 수 있다. 이런 목적으로 다양한 물질들이 뒤섞인 혼합 고형물을 분리할 때는, 물질의 정확한 특성에 따라 종류별로 엄격하게 분리하기 보다는 보편적인 성질에 따라 무겁고 가벼운 물질 또는 크고 작은 물질처럼 두 가지로 분리하는 경우가 많다. 보기를 들자면 건설폐기물에서 재생골재를 생산하는 공장에서는 무거운 골재 성분과 상대적으로 가벼운 나무 및 플라스틱류를 따로 분리하는 공정이 들어간다. 지금까지 여러 고형물들이 뒤섞인 폐기물과 같은 혼합물을 상대적으로 무겁고 가벼운 부분으로 분리하기 위한 수많은 기술들이 개발되어 적용되어 왔지만, 기본적인 원리는 주로 체를 이용하여 크기에 따라 분리하거나, 풍력을 이용하거나, 아니면 수중 침강속도 차에 바탕을 두고 있다. 그러나 지금까지 적용되어온 종래기술들을 보면 장치가 간단하면 분리효율이 나쁘거나 분리된 물질의 이물질 함량이 높고, 분리효율이 좋고 분리된 물질의 이물질 함량이 낮은 기술은 그 공정이 복잡하고 여러 기계장치가 들어가기 때문에 시설비와 운영비가 많이 들거나 운전조작이 어려운 경우들이 많다. 따라서 장치가 간단하면서도 분리효율이 높으면서 또 분리된 물질의 순도가 높은 고형 혼합물의 분리장치를 개발할 필요가 있다.Because of the enormous economic, social, and environmental costs involved in the processing and disposal of enormous amounts of solid waste emitted from our country, recycling of these wastes as resources is most desirable. However, in order to properly recycle waste, it is necessary to separate out the foreign substances that hinder the recycling, which is one of the most difficult problems in waste recycling. For example, in the case of food waste, metal materials such as cutlery, chopsticks, and bottle caps, and dense inorganic materials such as broken glass pieces or bowl pieces are a big problem, and plastic or wood chips are used to produce recycled aggregates from construction waste. Low density materials are a problem. In the process of restoring bad landfills or contaminated soils, it is possible to reduce the cost and increase the treatment efficiency by separating sand containing relatively little contaminants from clay and organic matter contaminated with contaminants separately. When separating mixed solids mixed with various substances for this purpose, it is often separated into two types, such as heavy and light substances or large and small substances, according to their universal properties, rather than being strictly separated according to their exact characteristics. For example, a factory that produces recycled aggregates from construction waste involves separating heavy aggregates from relatively light wood and plastics. Until now, a number of techniques have been developed and applied to separate mixtures, such as wastes mixed with solids, into relatively heavy and light parts, but the basic principle is to sift largely by sieve, wind or water It is based on the sedimentation rate difference. However, the conventional techniques that have been applied up to now are simple, if the device is simple, the separation efficiency is poor or the foreign matter content of the separated material is high, the separation efficiency is good, and the foreign material content of the separated material is complicated, and the process is complicated. As a result, facility costs and operating costs are high or driving operations are often difficult. Therefore, there is a need to develop a separation device for a solid mixture, which is simple but has high separation efficiency and high purity of the separated material.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 수조 안에 구조가 간단한 분리장치를 설치하여 침강속도가 느린 가벼운 물질을 위로 띄우는 데 들어가는 에너지의 양을 최소로 줄이고, 또 떠오른 고형물질을 물과 함께 분리장치 밖으로 완전히 흘러나가게 함으로써 분리효율이 높은 고형물질 혼합물 분리장치를 제공하는 데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems by installing a simple structure in the water tank to reduce the amount of energy required to float the light material with a slow sedimentation rate to the minimum, and the solid matter riser with water separation device It is an object of the present invention to provide a solid mixture mixture separation device having high separation efficiency by completely flowing out.

위의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 수조 안에 상부가 수면 위로 솟아있으면서, 떠오르는 고형물질은 위로 그리고 가라앉는 고형물질은 아래로 빠져나갈 수 있고 둘레는 완전히 가로막힌 제한된 고형물 분리구역을 둔다. 이 구역 안에 분리하고자 하는 혼합 고형물을 투입하면서 유체역학적 또는 기계적 방법을 써서 물을 위쪽으로 흐르게 하면 침강속도가 물의 상승유속보다 더 느린 고형물 입자는 물과 함께 위로 이동한다. 수위가 정해진 높이 이상으로 올라가면 위로 떠오른 물질들은 물과 함께 분리구역 밖으로 흘러나가고, 물의 상승유속보다 침강속도가 더 빠른 나머지 물질은 가라앉아 분리구역 밑으로 빠져나가면서 혼합 고형물이 뜨는 것과 가라앉는 것의 두 가지로 분리되는 특징을 지니고 있다.In order to achieve the above object, in the present invention, while the upper part rises above the surface of the water in the tank, the rising solid material can escape upward and sinking solid material, and the perimeter has a limited solid separation zone completely blocked. If water is flowed upwards by using hydrodynamic or mechanical methods with the mixed solids to be separated in this zone, solid particles with a slower sedimentation rate than the rising velocity of the water move up with the water. When the water level rises above a certain height, the floating material flows out of the separation zone with water, and the remaining material, which is settled faster than the rising velocity of the water, sinks and exits below the separation zone, causing the mixed solids to float and sink. It has the characteristic of being separated into branches.

정지한 물속에서 가라앉는 고형물에 작용하는 힘은 유효중력(아래쪽으로 작용하는 중력과 위쪽으로 작용하는 부력의 차)과 고형물이 움직이는 방향에 반대로 작용하는 항력으로 구성된다. 고형물의 밀도가 물의 밀도보다 작아서 고형물에 작용하는 중력보다 부력이 더 크기 때문에 고형물이 위로 떠오르면 항력은 아래쪽으로 작용하고, 반대로 고형물이 가라앉으면 항력은 위쪽으로 작용하게 된다. 이 두 힘의 합이 0이 되면 고형물이 떠오르거나 가라앉는 속도가 일정하게 되는 데, 이 속도를 최종침강속도라고 하며 구형 입자인 경우에 다음 식으로 표현된다.The forces acting on a sinking solid in stationary water consist of effective gravity (the difference between gravity acting downward and buoyancy acting upward) and drag acting against the direction in which the solid moves. Since the density of the solid is less than the density of water, the buoyancy is greater than the gravity acting on the solid, so when the solid floats up, the drag acts downward, while the solid sinks, the drag acts upward. When the sum of these two forces is zero, the velocity of rise or sink of the solid becomes constant. This velocity is called the final sedimentation velocity.

Figure 112007504116075-PAT00001
Figure 112007504116075-PAT00001

여기서 υ는 고형물의 최종침강속도(cm/sec), g는 중력가속도(cm/sec2), d는 입자의 지름(cm), C D 는 항력계수, p s 는 고형물의 밀도(g/cm3), 그리고 p는 물의 밀도(g/cm3)이다. 항력계수 C D 는 상수가 아니라 Reynolds수(Re)와 입자의 모양에 따라 달라지는데, 다음 식으로 표현되는 Re는 물의 밀도(p)와 점성계수(μ)가 일정하다면 고형물의 최종침강속도와 지름의 곱에 비례한다.Where υ is the final settling velocity of the solid (cm / sec), g is the gravitational acceleration (cm / sec 2 ), d is the diameter of the particle (cm), C D is the drag coefficient, and p s is the density of the solid (g / cm 3 ), and p is the density of water (g / cm 3 ). The drag coefficient C D is not a constant but depends on the Reynolds number ( Re ) and the shape of the particle. Re is represented by the following equation for the final settling velocity and diameter of the solid if the water density ( p ) and the viscosity coefficient ( μ ) are constant: Proportional to the product.

Figure 112007504116075-PAT00002
Figure 112007504116075-PAT00002

항력계수는 Re 값이 커질수록 줄어들다가 어떤 한계(구형입자인 경우 1,000)를 넘어서면 일정한 값이 된다.The drag coefficient decreases as Re increases, but reaches a certain value beyond some limit (1,000 for spherical particles).

위의 최종침강속도를 나타내는 식은 홀로 가라앉는 구형인 입자에만 적용되므로, 본 분리장치의 대상인 모양이 불규칙한 고형물들의 침강속도를 나타낼 수는 없지만, 최종침강속도의 일반적인 경향을 설명해줄 수는 있다. 이 식에서 보면 물속에서 가라앉는 고형물의 최종침강속도는 고형물의 밀도와 크기(아울러 모양)에 따라 달라지는데, 우선 크기와 모양이 같은 고형물이라면 최종침강속도는 고형물의 밀도가 클수록 빨라지고 밀도가 같은 고형물이라면 크기가 클수록 최종침강속도도 빨라진다는 것을 알 수 있다. 또 고형물의 밀도가 작아도 크기가 크면 침강속도가 빠를 수 있고, 밀도가 커도 크기가 작으면 침강속도가 느릴 수 있다. 물이 정지해있는 것이 아니라 고형물이 침강하는 반대 방향으로 흐르는 경우에는 고형물의 상대 침강속도가 고형물의 실제 침강속도에서 물의 상승유속을 뺀 속도와 같으므로, 물의 상승유속보다 침강속도가 더 느린 고형물은 위로 떠오르게 된다.The equation for the final settling velocity above applies only to spherical particles that settle alone, so the shape of the separator cannot represent the settling velocity of irregular solids, but it can explain the general tendency of the final settling velocity. In this equation, the final settling velocity of a solid that sinks in water depends on the density and size (as well as the shape) of the solid. The larger is, the faster the final sedimentation rate is. In addition, even if the density of the solid is small, the large sedimentation rate may be high, and even if the density is small, the sedimentation rate may be slow. If the water is not stationary but flows in the opposite direction where the solids settle, the relative settling velocity of the solid is equal to the actual settling velocity of the solid minus the rising velocity of the water. It rises up.

일반적인 고형물 수중 분리장치의 구조를 보면 기계장치로 또는 공기나 물을 수조 바닥 쪽에서 분사하여 수조 내부 전체에 난류를 일으켜서 물의 상승유속 때문에 위로 떠오르는 가벼운 물질을 기계장치로 걷어내는 방식으로 고형물을 분리한다. 이런 방식을 쓰는 경우에는 수조 전체에 난류를 일으켜야 하기 때문에 에너지 소비가 많고, 위로 떠오른 물질을 모조리 걷어내지 못하므로 분리효율이 낮다는 단점이 있다. 본 발명에 적용된 혼합 고형물 분리의 기본 원리는 위에 설명한 밀도와 크기에 따라 달라지는 침강속도 차를 이용하는 것이다. 말하자면 기계적 또는 유체역학적 방법을 써서 수조 안에 설치된 제한된 분리구역 안에서 물을 상승시켜 분리구역 밖으로 흘러나가도록 고형물 분리장치의 구조를 만들면, 장치 안으로 투입되는 고형물질 가운데 물의 상승유속보다 침강속도가 더 느려 위로 떠오른 모든 고형물질은 물과 함께 분리장치 밖에 설치된 이송장치로 모두 흘러나가고, 침강속도가 물의 상승유속보다 더 빠른 고형물질은 바닥에 설치된 이송장치 위로 가라앉아 수조 밖으로 배출됨으로써 혼합물의 분리가 이루어지는 것이 기존 분리방식과는 다른 본 발명의 특징이라 할 수 있다. 이렇게 수조 안의 제한된 분리구역에서만 난류를 형성시키고 고형물의 분리가 이루어지게 함으로써 난류형성에 더 적은 양의 에너지가 소비되고, 또 떠오른 모든 고형물은 물과 함께 분리장치 밖으로 흘러나가면서 분리가 이루어지기 때문에 고형물의 분리효율이 높아진다.In the structure of a general solid-water separator, the solids are separated by a machine or by spraying air or water from the bottom of the tank, causing turbulence throughout the tank, and lifting the light material rising upward due to the rising velocity of the water. In this case, since the turbulence must be generated throughout the tank, energy consumption is high, and the separation efficiency is low because it does not remove all the rising materials. The basic principle of mixed solids separation applied in the present invention is to use the sedimentation rate difference which depends on the density and size described above. In other words, using a mechanical or hydrodynamic method to create a solids separator that raises the water in a restricted separation zone installed in the tank and flows out of the separation zone, the settling rate is slower than the rising velocity of water among the solids introduced into the device. All of the solids that have risen flow out with the water to the transporter installed outside the separator, and the solids whose sedimentation rate is faster than the rising velocity of the water settle over the transporter installed in the bottom and are discharged out of the tank to separate the mixture. It can be said to be a feature of the present invention that is different from the separation method. In this way, less turbulence is generated by forming turbulence and separating solids only in a limited separation zone in the tank, and all the solids come out of the separator with water and are separated. The separation efficiency of is increased.

고형물의 침강속도 차를 이용하여 고형물을 분리하는 장치의 원리를 이하 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하자면 다음과 같다.The principle of the apparatus for separating solids using the sedimentation speed difference of the solids will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명인 혼합 고형물 분리장치의 기본구조를 옆에서 바라본 종단면도로, 분리장치(11)와 혼합물 분리장치가 들어가는 수조(12)가 기본 구성요소이다. 또 분리장치는 혼합 고형물 투입장치(111), 분리장치 안쪽에서 물이 난류를 형성하며 위로 흐르도록 하는 상승수류 유도장치(112), 난류생성구역(113), 가라앉는 무거운 물질이 분리장치 밖으로 빠져나가는 하부배출부(114), 분리장치에서 가라앉은 물질을 나르는 하부이송장치(115), 떠오른 물질과 물을 분리장치 밖으로 내보내는 상부배출부(116), 분리장치에서 빠져나온 가벼운 물질을 배출하는 상부이송장치(117a) 또는 체분리가 함께 이루어지는 체방식 상부이송장치(117b)로 이루어진다. 그리고 수조에는 수위를 조절하는 웨어(121)가 설치되며, 분리장치의 작동조건에 따라 이 웨어의 높낮이를 조정하여 수조의 수위를 높이거나 낮출 수 있도록 만든다.Figure 1 is a longitudinal cross-sectional view of the basic structure of the present inventors mixed solids separation device, the separation device 11 and the water tank 12 into which the mixture separation device is a basic component. In addition, the separator is a mixed solids input device 111, the rising water induction device 112, the turbulence generation zone 113, which sinks the water flows up inside the separator forming a turbulent flow out of the separator Outgoing lower outlet 114, the lower feeder 115 for carrying the material submerged in the separator, the upper outlet 116 for ejecting the floated material and water out of the separator, the upper part for discharging light material from the separator Conveying apparatus 117a or a sieve system upper conveying apparatus 117b in which sieve separation is performed. And the water tank to adjust the water level is installed 121, and adjust the height of the wear in accordance with the operating conditions of the separation device to make the water level of the water tank to increase or lower.

혼합물이 분리되는 과정은 상승수류 유도장치(112)로 분리장치 안쪽의 물을 난류를 일으키며 위쪽으로 흐르게 하면서, 투입장치(111)로 분리하고자 하는 혼합 고형물을 분리장치 안으로 투입하면, 물의 상승유속보다 침강속도가 더 느린 고형물은 떠올라 물과 함께 상부배출부(116)를 거쳐 상부이송장치(117)로 빠져나가고, 나머지 물질은 하부배출부(114)를 거쳐 하부이송장치(115) 위로 가라앉은 다음 수조 밖으로 배출된다. 고형물이 크거나 흘러나가는 물의 유량이 적어 고형물의 배출이 원활하지 않을 때는 상부배출부(116)에 고형물 배출을 유도하는 장치를 덧붙일 수도 있다. 분리되어 배출되는 물질은 필요에 따라 물을 분사(13a, 13b)하여 세척함으로써 포함된 이물질의 양을 줄일 수도 있다.The process of separating the mixture is to flow the water inside the separation device to the upward flow induction device 112 to create a turbulent flow upwards, when the mixed solids to be separated into the input device 111 into the separation device, than the rising flow rate of water Solids with a slower sedimentation rate rise and exit with the water through the upper outlet 116 to the upper feeder 117, and the remaining material sinks through the lower discharge 114 and onto the lower feeder 115. Drained out of the tank. When the solids are large or the flow rate of the outflowing water is small and the discharge of the solids is not smooth, an apparatus for inducing the solids discharge may be added to the upper discharge part 116. The material discharged separately may be cleaned by spraying water (13a, 13b) as needed to reduce the amount of foreign matter contained.

물과 함께 상부배출부(116)를 거쳐 상부이송장치(117a)로 빠져나가는 물질은 곧바로 다른 공정이나 처리장치로 보낼 수도 있다. 그러나 이런 물질들 가운데는 밀도가 아래로 빠져나가는 물질과 똑같지만 크기가 너무 작아서 침강속도가 물의 상승유속보다 더 느리기 때문에 미처 가라앉지 못해 흘러나온 것들이 이물질로 들어있을 수 있다. 그러므로 이런 물질이 충분히 빠져나갈 수 있는 눈 크기를 지닌 진동체나 회전체로 이루어진 체방식 상부이송장치(117b)를 수조 바로 위에 설치해서 그 위로 흘려보내면 체가름되면서 물과 함께 수조 안으로 떨어진 다음 하부운송장치(115) 위로 가라앉아 무거운 물질로 분리되므로 분리효율이 높아진다. 그러면 상부로 배출되는 가벼운 물질의 이물질 함량이 줄어들고, 또 물이 재순환되므로 수조에 보충해주어야 하는 물의 양도 줄어들어 그만큼 물 공급에 필요한 장치의 크기를 줄일 수 있고 또 에너지도 절약할 수 있다.The material exiting the upper feeder 117a via the upper discharge unit 116 together with the water may be immediately sent to another process or treatment device. However, some of these materials are the same as dense materials, but they are too small in size to settle because they are slower than the ascending flow of water, so they may have flowed out as foreign material. Therefore, if the upper body feeding device (117b) consisting of a vibrating body or a rotating body having an eye size that can sufficiently escape these substances is installed directly above the water tank and flowed over it, the sifting falls into the water tank together with the water, and then the lower transportation device (115) It sinks up and separates into heavy material, which increases the separation efficiency. This reduces the foreign matter content of the light substance discharged to the upper part, and because the water is recycled, the amount of water to be replenished in the tank is reduced, so that the size of the device for water supply can be reduced and energy can be saved.

상부이송장치와 하부이송장치를 통해 수조 밖으로 빠져나가는 물은 수조로 보충해준다.The water flowing out of the tank through the upper feeder and the lower feeder is replenished with the tank.

분리장치 내부에 형성되는 난류생성구역(113)의 위치, 모양, 그리고 세기는 분리장치 내부의 구조와 상승수류 유도장치의 작동방식, 위치, 방향 등에 따라 달라지는데, 난류생성구역 위쪽에서 미처 위로 빠져나가지 못하고 무거운 물질에 붙어 가라앉는 가벼운 물질들이나 다른 이물질들을 난류의 작용으로 탈리시켜 다시 떠오르게 함으로써 분리효율을 높이는 구실을 한다. 분리장치 내부에서 물이 위로 흐르는 구역의 단면적을 부분적으로 좁히거나(Venturi관 구조) 적절한 곳에 Baffle을 대거나 분리장치 둘레에 구멍을 내서 난류가 형성되는 위치나 세기를 조절할 수 도 있다.The position, shape, and strength of the turbulence generating region 113 formed inside the separator vary depending on the structure inside the separator and the operation, position, and direction of the ascending current inducing apparatus. Light matters or other foreign matter that sinks to the heavy, submerged materials can be removed by turbulent action and reemerged to increase the separation efficiency. Within the separator, the cross-sectional area of the upstream section (Venturi tube structure) can be partially narrowed, or a baffle can be placed in a suitable place, or a hole can be drilled around the separator to control the position or intensity of turbulence.

도 2는 본 발명의 분리장치 내부에서 물을 상승시키는 데 적용되는 상승수류 유도장치들의 기본구조와 작동원리를 보여준다.Figure 2 shows the basic structure and principle of operation of the rising water induction apparatus is applied to raise the water inside the separator of the present invention.

도 2a는 물 분사형 상승수류 유도장치로 펌프를 이용해서 분리장치 안쪽으로 이어지는 물 분사구(211)를 통해 물을 충분한 유량으로 분사해주면, 분사된 물이 난류를 형성하면서 위쪽으로 흘러 침강속도가 느린 고형물과 함께 상부분리장치(116) 밖으로 빠져나간다. 분사구를 통해 유입되는 물은 상부이송장치(117a)를 통해 수조 밖으로 배출되거나 체방식 상부이송장치(117b)에서 수조로 흘러내린 다음 웨어(121)를 통해 수조 밖으로 배출되는데, 흘러나가는 물은 모아서 재순환시킨다.Figure 2a is a water injection type inflow water induction apparatus using a pump to inject water at a sufficient flow rate through the water injection port 211 leading into the separation device, the sprayed water flows upward while forming a turbulent flow, the sedimentation slow solids And withdraws out of the top separator 116. Water flowing through the injection hole is discharged out of the tank through the upper feeder (117a) or flows down to the water tank in the sieve top feeder (117b) and then discharged out of the tank through the weir 121, the outflowing water is collected and recycled Let's do it.

도 2b는 공기 분사형 상승수류 유도장치로 송풍기나 공기펌프를 이용해서 공기를 분리장치 안쪽까지 이어지는 공기 분사구(221)를 통해 불어넣으면, 공기가 압력과 부력으로 상승하면서 수위도 함께 올라가서 상부배출부(116)의 높이보다 높아지면 떠오른 고형물질이 물과 함께 분리장치 밖의 상부이송장치(117)로 흘러나가면서 고형물의 분리가 이루어진다. 이 경우에 수조 안의 물이 순환되므로, 분리되어 배출되는 고형물과 함께 밖으로 빠져나가는 물의 양만큼만 외부에서 물을 보충해준다.Figure 2b is the air injection type inflow water induction apparatus blows the air through the air injection port 221 leading to the inside of the separator using a blower or an air pump, the air rises with pressure and buoyancy as the water level rises with the upper discharge portion ( When the height is higher than the height of the 116, the solid matter rises with the water flows out to the upper feeder 117 outside the separation device is separated. In this case, since the water in the tank is circulated, the water is replenished from the outside by the amount of water that is drawn out together with the solids that are separated and discharged.

도 2c는 폭포형 상승수류 유도장치로 분리장치 위쪽에 있는 수로(231)로 물을 고형물과 함께 또는 따로 떨어뜨리면, 물의 낙차로 인해 난류와 수직 및 수평 방향의 흐름이 형성되면서 분리장치 안의 수위가 올라가 떠오른 고형물질이 물과 함께 상부배출부(116)를 통해 흘러나가 분리가 이루어진다. 분리장치로 유입되는 물은 상부이송장치(117a)를 통해 바로 밖으로 배출되거나 체방식 상부이송장치(117b)에서 수조로 흘러내린 다음 웨어(121)를 통해 수조 밖으로 배출된다.Figure 2c is a waterfall type upflow induction device when the water drops to the waterway 231 above the separator with or with the solids, the water level in the separator is formed in the vertical and horizontal flow and turbulence due to the water drop The solid material that rises and flows out through the upper discharge portion 116 together with the water is separated. The water flowing into the separator is discharged directly out through the upper feeder 117a or flows down into the water tank from the sieve upper feeder 117b and then discharged out of the tank through the weir 121.

도 2d는 수차형 상승수류 유도장치로 분리장치 안에 설치된 수차(241)의 날개가 돌아가면서 난류를 형성하고 분리장치 안쪽의 물을 떠오른 고형물질과 함께 상부배출부(116)로 퍼올려 상부이송장치(117)로 흘려보냄으로써 고형물을 분리한다. 분리장치에서 퍼낸 양만큼 수조 안의 물이 하부배출부(114)를 통해 분리장치 안으로 흘러들어 위쪽으로 흐르며, 분리되어 빠져나가는 고형물과 함께 빠져나가는 물의 양만큼 외부에서 물을 보충해준다.Figure 2d is the aberration type water flow induction device to form a turbulence as the blade of the aberration 241 installed in the separator rotates, and the upper conveying device to the upper discharge unit 116 with the solid material floating the water inside the separator The solids are separated by flowing to (117). The amount of water in the tank flows upward through the lower discharge portion 114 into the separator through the amount discharged from the separator, and replenishes the water from the outside by the amount of water that escapes together with the solids that are separated and escaped.

도 2e는 프로펠러형 상승수류 유도장치로 분리장치 안쪽에 설치된 스크루(251)를 회전시키면 물이 밀려나면서 난류를 형성하면서 위로 흘러 떠오른 고형물과 함께 상부배출부(116)를 거쳐 상부이송장치(117)로 빠져나가 분리가 이루어진다. 수조 안의 물이 스크루(251) 뒤쪽으로 빨려들어 순환되는데, 이 물이 흘러드는 구역에는 체(252)를 설치해서 이물질이 빨려 들어가 스크루를 마모시키지 않게 보호한다. 분리되어 빠져나가는 고형물과 함께 빠져나가는 물의 양만큼 외부에서 물을 보충해준다.Figure 2e is a propeller-type upflow induction device rotates the screw 251 installed inside the separator when the water is pushed through the upper discharge unit 116 and the upper conveying device 117 with the solids flowing upward while forming turbulent flow Exit and separation occurs. The water in the tank is sucked to the back of the screw 251, circulating, installs a sieve 252 in the area in which the water flows to protect the screw from being sucked into the foreign matter. The water is replenished from the outside by the amount of water that escapes along with the solids that are separated out.

도 2f는 잠수형 상승수류 유도장치로 상부배출부(116)의 높이를 수조의 수위보다 낮게 설치함으로써 수위 차에 의해 수조의 물이 하부배출부(114)를 통해 분리장치 안쪽으로 빨려들어 상부배출부로 흘러나가게 함으로써 난류 및 상승수류의 형성과 고형물의 분리를 유도한다. 상부배출부로 배출되는 물과 고형물은 배출관(261)을 통해 수조 밖의 상부이송장치(117)로 흘려보내고, 분리장치에서 빠져나가 는 물의 양만큼 외부에서 공급관(262)을 통해 보충해서 수조의 수위를 일정하게 유지시킨다.Figure 2f is a submerged rising water induction apparatus by installing the height of the upper discharge portion 116 lower than the water level of the water tank by the water level difference is sucked into the separation device through the lower discharge portion 114 to the upper discharge portion by the water level difference. Flowing out leads to the formation of turbulent and rising water streams and the separation of solids. Water and solids discharged to the upper discharge part flows to the upper feeder 117 out of the tank through the discharge pipe 261, and supplements through the supply pipe 262 from the outside by the amount of water exiting from the separator to increase the water level of the tank. Keep it constant

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 밀도와 크기의 차가 현저하게 다른 고형물들이 뒤섞여있는 혼합물을 수중 침강속도 차를 이용해서 효과적으로 분리할 수 있는 장치로, 건설폐기물에서 재생골재를 생산하는 공장에서 골재에 포함된 나뭇조각과 플라스틱 같이 밀도가 낮은 이물질을 분리해내거나 음식물쓰레기에서 쇠붙이나 유리조각과 같이 밀도가 높은 이물질을 분리해내는 따위의 폐기물 재활용 분야에, 오염된 토양이나 폐기물 불량매립지에서 토사에 포함된 오염이 덜된 모래와 자갈을 분리해내는 따위의 오염복원 분야에, 그리고 골재로 이용되는 모래에 포함된 유기물과 같은 이물질을 분리해내는 따위의 골재 품질개선 분야에 효과적으로 이용될 수 있다.As described above, the present invention is an apparatus capable of effectively separating a mixture of solids having significantly different densities and sizes by using a submerged sedimentation velocity, which is used in aggregate to produce recycled aggregates from construction waste. Included in soil reclamation in contaminated soils or landfills, such as waste reclamation that separates low-density contaminants such as wood chips and plastics, or removes high-density contaminants such as metal or glass chips from food waste. It can be used effectively in the field of pollution restoration such as separating the less polluted sand and gravel, and in the field of improving the aggregate quality such as separating foreign matter such as organic matter contained in the sand used as aggregate.

Claims (3)

밀도 그리고/또는 크기가 다른 혼합 고형물을 고형물의 수중 침강속도 차를 이용해서 분리하는 혼합 고형물 분리장치에 있어서,In the mixed solids separating device for separating the mixed solids of different density and / or size by using the sedimentation rate difference of the solids in water, 도 1에 제시된 것처럼 수조 안의 제한된 부분에서만 고형물의 침강속도와 물의 상승유속에 따라 고형물이 떠오르거나 가라앉아 분리되는 분리구역을 설치하고 도 2에 제시된 특징을 지닌 6가지 상승수류 유도장치들 가운데 하나 이상을 이용하여 분리구역 내부에서 물의 난류와 상승을 유도하여 물의 상승유속보다 침강속도가 더 느린 고형물을 위로 띄워 분리장치 밖으로 배출하고 침강속도가 더 빠른 물질은 수조 바닥으로 가라앉혀 분리하는 것을 특징으로 하는 혼합 고형물 분리장치.As shown in FIG. 1, at least one of six rising water induction devices having the characteristics shown in FIG. 2 is provided with a separation zone in which solids float or sink according to the sedimentation rate of the solid and the rising velocity of the water only in a limited portion of the tank. Induce the turbulence and rise of water in the separation zone by using the floating solids slower sedimentation rate than the rising velocity of the water floated out of the separation device, characterized in that the sedimentation rate is settled to the bottom of the tank to separate Mixed solids separator. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 난류가 생성되는 위치 또는 난류 생성 능력을 높이기 위해 또는 물의 상숭유속을 바꿔주기 위해 분리구역이나 상승수류 유도장치의 구조 또는 형상을 변형하거나, 분리구역 또는 상승수류 유도장치의 방향, 위치, 개수를 변형하거나, 분리장치 상부에 떠오른 고형물 배출을 원활하게 만드는 장치를 덧붙인 혼합 고형물 분리장치.Modify the structure or shape of the separation zone or upflow guide, or increase the direction, position, or number of separation zones or upflow guides in order to increase the location of turbulence or the ability to generate turbulence, or to change the water flow velocity. Mixed solids separator with modification or addition of a device that facilitates the discharge of solids on top of the separator. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서The method according to claim 1 or 2 수조 안의 물에 다른 물질을 섞어 넣어서 물의 비중을 바꾸거나, 물 대신 다 른 액체를 이용하는 혼합 고형물 분리장치.A mixed solids separator that uses water in a tank to mix different materials to change the specific gravity of the water, or uses another liquid instead of water.
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