KR20080015505A

KR20080015505A - 나선형 컨베이어 원심분리기

Info

Publication number: KR20080015505A
Application number: KR1020087000329A
Authority: KR
Inventors: 균타 하이다; 클라우스 클린가
Original assignee: 힐라 게엠베하
Priority date: 2005-06-04
Filing date: 2006-05-03
Publication date: 2008-02-19
Also published as: WO2006131425A1; US7862493B2; CN101237939A; EP1899074A1; DE502006008446D1; DE102005025784A1; CN101237939B; US20090215604A1; ATE490026T1; JP2008542011A; EP1899074B1

Abstract

본 발명은 밀도가 상이한 유동성 물질을 연속적으로 분리하는 나선형 원심분리기에 관한 것으로서, 로터 벽의 원뿔형 부분에 배열되어 있는 배출 개구와 로터 드럼(14)을 폐쇄하는 전방 벽(46)에 제공되는 방어 개구를 갖는 로터 드럼(14)과; 상기 로터 드럼(14) 내부에서 회전할 수 있고, 상기 무거운 상(56)을 상기 배출 개구(54)로 운송하기 위해 중공 샤프트(28)에 장착된 스크류 블레이드(26)를 구비하는 컨베이어 스크류(22)와; 상기 중공 샤프트(28) 내부에 동축으로 배열되고, 상기 중공 샤프트(28)에 형성된 공급 챔버(42)로 통하게 되며, 공급 챔버로부터 공급 개구(44)에 의해 상기 스크류 블레이드(26)로 통하게 되는 혼합물 유입 튜브(30);를 포함한다. 공기 추출 부재(58)가 유입 튜브(30)의 전달 방향(32)으로 공급 챔버 상류에 제공되고, 상기 공기 추출 부재는 유입 튜브(30)를 둘러싸는 환형 공간(38)에서 유입 튜브(30) 내의 전달 방향(32)과 같은 방향으로 흡인 유동을 생성한다. 상기 공기 추출 부재(58)는 바람직하게 원심 펌프의 작동 휠 부분(62)으로 구현될 수 있다.

원심분리기, 개구, 드럼, 중공 샤프트

Description

나선형 컨베이어 원심분리기{HELICAL CONVEYOR CENTRIFUGE}

본 발명은 청구범위 제1항에 따른 밀도가 상이한 유동성 물질을 연속적으로 분리하는 스크류 원심분리기에 관한 것이다.

이러한 유형의 스크류 원심분리기에서, 문제가 되는 한가지는 난류나 과도한 처리율에 의해 혼합물의 일부분이 중공 샤프트의 공동부 내로 다시 흘러들어가서 컨베이어 스크류의 공동 내부에 축적될 수 있는 위험이 존재하기 때문에 혼합물 유입 튜브가 공급 챔버 내로 들어가게 되는 점이다. 이를 해결하기 위해, 종래에는, 개구가 컨베이어 스크류의 중공 샤프트의 벽에 제공되고, 이러한 개구를 통해 생성 퇴적물은 스크류 블레이드의 영역 내로 탈출할 수 있다. 그러나 생성 퇴적물은 시간이 지나면서 굳어져서 공동부가 되고 특히 죽은 공간이 되고, 따라서 회전 컨베이어 스크류에 불균형을 일으킬 위험이 존재한다.

과거에 컨베이어 스크류의 비교적 큰 공동부 내에서 혼합물 유입 튜브를 공급 챔버로 안내하는 보호 튜브를 중공 샤프트 내부에 장착함으로써 이러한 생성 퇴적물을 방지하려는 시도가 있었다. 그러나 보호 튜브와 혼합물 유입 튜브 사이의 비교적 좁은 환형 공간은 혼합물의 역류하는 부분에 의해 막히게 될 수 있는 위험이 여전히 존재하기 때문에 문제의 일부만 해결된다.

본 발명의 목적은 유입 튜브의 단부에서 역유동의 위험을 효과적으로 막아서 혼합물의 역으로 흐르는 부분에 의해 발생하는 퇴적의 위험을 효과적으로 방지할 수 있도록, 스크류 원심분리기를 개선하는 것이다.

이를 달성하기 위해, 본 발명은 스크류 원심분리기에 있어서, 공기 추출 부재가 유입 튜브의 전달 방향으로 공급 챔버 앞에 제공되고, 이 부재는 유입 튜브를 둘러싸는 환형 공간 내에서 유입 튜브의 전달 방향과 방향이 같은 흡인 유동을 생성한다.

흡입 튜브의 외부 둘레에서의 이러한 흡인 유동에 의하면, 간단한 수단에 의하여, 중공 샤프트의 공동부 내로 혼합물의 일부가 다시 역류하는 것을 막을 수 있게 되는데, 이는 흡인 유동이 역방향 유동을 상쇄하며 혼합물 입자가 환형 공간으로 둘어가는 것을 방지하기 때문이다.

만일, 본 발명의 개선된 예에서, 흡입 튜브가 중공 샤프트의 공동부로부터 환형 공간을 한정하는 보호 튜브를 통과하여 뻗어나가면, 흡입 튜브는 환형 공간의 단면이 비교적 작기 때문에 상당히 가속된다; 이것은 원치 않는 역유동을 보다 효과적으로 상쇄하게 된다.

본 발명의 개선된 예에서, 공기 추출 부재는 중앙 입구 영역을 구비하며, 이 입구 영역 내로 공급 챔버에 도달하게 되는 유입 튜브의 단부가 튀어온다; 매우 간단한 구성으로 되어 있고 별로 비용이 많이 들지 않는 해결방안에 의해, 공기 추출 부재는 원심 펌프의 임펠러 부분으로 구현될 수 있다.

임펠러 부분은 중공 샤프트와 일체로 형성될 수 있고, 중앙 입구 영역으로부터 출발하여 중공 샤프트의 회전방향과 반대 방향으로 휘어진 형상으로 스크류 블레이드에 도달하게되는 흡인 채널을 포함한다.

본 발명에 의하면, 한편으로는, 생성 퇴적물이 중공 샤프트의 비교적 큰 공동부 내에 정착될 수 없고, 동시에 비교적 좁은 보호 튜브가 생성물의 역유동 부분에 의해 막힐 수 있는 위험을 제거할 수 있다. 공기 추출 부재에 의하면, 컨베이어 스크류가 회전되는 동안, 공기는 환형 공간을 통해 일정하게 추출되고, 따라서 항상 통풍이 잘 이루어지고 퇴적물이 쌓이지 않게 된다.

본 발명은 첨부된 도면에 묘사된 예시적인 실시예를 참고하여 이하 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 스크류 원심분리기의 개략적인 길이방향 단면도이다.

도 2는 도 3의 단면 II-II에 대응하는 공급 챔버 영역 내의 컨베이어 스크류에 대하여 일부를 확대한 도면이다.

도 3은 도 2의 면 III-III에 따른 단면도이다.

도 1을 참고하면, 모터(16)에 의해 구동되는 로터 드럼(14)이 하우징(10)(일부만 도시) 내의 베어링(12)에 회전할 수 있게 저널로서 제공된다. 로터 드럼(14)은 원통형 부분(18)과 원뿔형 부분(20)으로 구성되어 있다. 로터 드럼(14) 보다 약간 더 빠른 회전 속도로 모터(24)에 의해 구동되는 컨베이어 스크류(22)는 로터 드럼(14) 내에 회전할 수 있게 저널로서 제공된다. 컨베이어 스크류의 스크류 블레이드(26)는 중공 샤프트(28)에 장착되어 있고, 전달 방향이 원통형 부분(18)으로부터 원뿔형 부분(20) 쪽으로 향하도록 배열되어 있다.

혼합물이 분리되도록 유입 튜브(30)가 중공 샤프트(28) 내부에 배치되어 있고, 혼합물은 화살표(32)의 방향으로 유입 튜브에 들어간다. 유입 튜브(30)는 동축을 이루는 보호 튜브(34)를 통과하여 뻗어나가고, 보호 튜브(34)는 중공 샤프트(28)에 고정되어 있으며 또한 보호 튜브는 유입 튜브(30)를 둘러싸는 환형 공간(38)으로부터 중공 샤프트(28)의 공동부(36)를 한정한다.

유입 튜브(30)의 자유 단부(40)는 중공 샤프트(28) 내에 구성된 공급 챔버(42) 내에 이르게 되고, 공급 챔버로부터 방사상 공급 개구(44)에 의해 스크류 블레이드(26)의 영역 내부로 통하게 된다.

로터 드럼(14)의 원통형 부분(18)은 하우징(10)의 출력 도관(52) 내로 흘러들어가는 가벼운 상(phase)(50)의 출력에 대하여 방어(weir) 개구(48)를 갖는 단부벽(46)에 의해 폐쇄된다.

도시된 화살표를 따라 스크류 블레이드(26)로부터 배출 개구(54)로 운반되는 무거운 상(56)을 위한 배출 개구(54)가 로터 벽의 원뿔형 부분(20)에 제공된다.

도 1을 확대한 도 2 및 도 3을 보면, 공기 추출 부재(58)가 유입 튜브(30)의 전달 방향(32)으로 공급 챔버(42) 앞에 제공되어 있고, 이 부재는 중앙 입구 영역(60)을 구비하고 있으며 이 중앙 입구 영역 내로 공급 챔버(42) 쪽으로 들어가는 유입 튜브(30)의 단부(40)가 튀어나온다. 도 3에서 명확하게 볼 수 있듯이, 공기 추출 부재(58)는 원심 펌프의 임펠러 부분(62)으로서 중공 샤프트(8)와 일체로 구현되어 있다. 임펠러 부분(62)은 중앙 입구 영역(60)으로부터 출발하고 또한 중공 샤프트(28)의 회전방향(r)(도 3 참고)과 반대로 휘어진 형상으로 스크류 블레이드(26) 쪽으로 통하게 되는 흡인 채널(64)을 구비하고 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 흡인 채널(64)은 중공 샤프트(28) 내에 형성된다.

스크류 원심분리기가 작동할 때, 전달 스크류(22)(및 임펠러 부분(62))의 회전에 의해, 도 2에서 점선으로 표시되어 있고 또한 유입 튜브(30)의 전달 방향(32)과 같은 방향으로 되어 있는 흡인 유동이 보호 튜브(34)와 유입 튜브(30) 사이의 환형 공간(38)에서 일정하게 생성될 수 있다. 이러한 흡인 유동에 의하면 효과적으로, 유입 튜브(30)의 단부(40)로부터 나오는 혼합물 부분이 완전히 공급 챔버(42) 내부로 이동하고, 환형 공간(38) 내로 다시 역류할 수 없게 된다. 따라서 환형 공간(38)은 일정하게 환기되고, 퇴적이 발생되지 않게 된다. 유입 튜브(30) 내의 처리율(V)이 배출 개구(44)에 의한 처리율(V1)보다 훨씬 클지라도, 임펠러 부분(62)에 의해 생성되는 흡인 유동은 환형 공간(38) 내의 역류(backup)를 방지한다.

또 다른 이점은, 점선으로 표시된 화살표 방향으로 본 발명에 의해 생성되는 흡인 유동은 높은 처리율(V)을 달성하는데 도움이 되고, 따라서 상당한 부분적 체적 유동(V1)이 원심 펌프 시스템에 의해 스크류 블레이드(26)의 영역 내로 가압된다.

Claims

로터 벽의 원뿔형 부분에 배치되어 있는 무거운 상을 위한 배출 개구와 폐쇄를 위해 단부 벽에 제공되는 가벼운 상을 위한 방어 개구를 갖는 로터 드럼과;

상기 로터 드럼 내부에서 회전할 수 있고, 상기 무거운 상을 상기 배출 개구로 이송하기 위해 중공 샤프트에 장착된 스크류 블레이드를 구비하는 컨베이어 스크류와;

상기 중공 샤프트 내부에 동축으로 배열되고, 상기 중공 샤프트에 형성된 공급 챔버로 통하며, 공급 챔버로부터 공급 개구에 의해 상기 스크류 블레이드로 통하게 되는 혼합물 유입 튜브;를 포함하는 밀도가 상이한 유동성 물질을 연속적으로 분리하는 나선형 원심분리기에 있어서,

공기 추출 부재(58)가 상기 유입 튜브(30)의 전달 방향으로 공급 챔버(42) 앞에 제공되고, 상기 공기 추출 부재는 유입 튜브(30)를 둘러싸는 환형 공간(38)에서 상기 유입 튜브(30) 내의 전달 방향(32)과 같은 방향으로 흡인 유동을 생성하는 것을 특징으로 하는 나선형 원심분리기.
제1항에 있어서,

상기 유입 튜브(30)는 상기 중공 샤프트(28)의 공동부(36)로부터 환형 공간(38)을 한정하는 보호 튜브(34)를 통과하여 뻗어나가는 것을 특징으로 하는 나선형 원심분리기.
제2항에 있어서,

상기 보호 튜브(34)는 상기 중공 샤프트(28)에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 나선형 원심분리기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공기 추출 부재(58)는 중앙 입구 영역(60)을 구비하며, 상기 공급 챔버(42)로 통하는 상기 유입 튜브(30)의 단부(40)가 상기 중앙 입구 영역 내로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 나선형 원심분리기.
제4항에 있어서,

상기 공기 추출 부재(58)는 원심 펌프의 임펠러 부분(62)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 원심분리기.
제5항에 있어서,

상기 임펠러 부분(62)은 상기 중공 샤프트(28)와 일체로 형성되고, 상기 중앙 입구 영역(60)으로부터 출발하여 상기 중공 샤프트(28)의 회전 방향(r)과 반대로 휘어져 있는 형상으로 상기 스크류 블레이드(26)에 도달하는 흡인 채널(64)을 포함하는 것을 특징으로 하는 나선형 원심분리기.
제6항에 있어서,

상기 흡인 채널(64)은 상기 중공 샤프트(28) 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 나선형 원심분리기.