KR20110032691A - 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치는 섬유사를 여과조 내부원통 외주면에 감을 때 일정한 각도로 감아 중·하단부 여재층의 느슨함이나 엉클어짐을 방지하고 하단에서 상단까지 고르게 감기게 하기 위해 회전지지대에 스프링을 형성하며, 섬유사층을 고정하는 상하단 고정대의 길이를 다르게 조절하여 상단의 섬유사와 내부원통간의 마찰저항을 감소시켜 섬유사의 끈김현상을 방지하고 섬유사의 회전력을 하단까지 안정적으로 전달하여 섬유사 전단면에 걸쳐 균일한 공극을 형성한 섬유사 전단면 균일 공극 조절 여과장치이다.

본 발명의 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치의 작동 메카니즘은 다음과 같다. 여러 종류의 섬유여재를 섬유줄로 만든 후 섬유사 상하단 고정대에 고정한다. 미세 공극형성을 위해 상하 이동 에어실린더를 작동하여 회전대를 위로 끌어 올려 섬유사를 팽팽하게 한 후 상하이동 에어 실린더의 작동을 끈다. 회전에어 실린더를 작동하여 섬유사를 내부원통 주위로 감는다. 이때 섬유사 상단 고정대의 길이가 하단 고정대의 길이보다 길어 섬유사 상단에 작용하는 마찰저항을 줄여 회전대의 회전력을 하단까지 안정적으로 전달하여 섬유사가 하단에서 상단까지 고르게 감기게 된다. 또한 상부 회전지지대에 스프링을 형성하여 섬유사가 내부원통 주위에 감길 때 순차적으로 감기게 하여 엉클어짐을 방지하여 미세하고 균일한 공극을 형성하여 미세 부유물질을 효과적으로 제거하도록 하였다.

섬유사, 전단면, 균일 공극조절, 여과장치, 스프링

Description

섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치{Uniform Pore Controllable Filter in Whole Fiber Yarn Layer}

도면 1은 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치의 전체도면이다.

도면 2는 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치의 상반부 모식도이다.

도면 3은 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치의 중반부 모식도이다.

도면 4는 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치의 하반부 모식도이다.

＜도면의 부호 설명＞

1. 상하이동 에어 실린더

2. 상하이동 에어 실린더 지지판

3. 상하이동 에어 실린더 로드

4. 회전 에어실린더 상부 지지판

5. 상하이동 에어실린더 지지판 지지대

6. 회전 에어실린더 로드

7. 회전대

8. 회전 에어실린더 하부 지지판

9. 회전 에어실린더 지지판 지지대

10. 누수방지패킹

11. 여과조 상부덮개

12. 유입구

13. 회전지지대

14. 여과조 내부원통

15. 섬유사

16. 여과조

17. 섬유사 하단 고정대

18. 섬유사 하단 지지대

19. 섬유사 하단 지지판

20. 확산기

21. 확산기 지지대

22. 유출구

23. 상하이동 에어실린더 지지판 베어링

24. 회전 에어실린더 상부 지지판 베어링

25. 회전 에어실린더

26. 회전 에어실린더 하부 지지판 베어링

27. 섬유사 상단 지지판

28. 섬유사 상단 지지대

29. 섬유사 상단 고정대

30. 투시창

31. 스프링

표면 여과방식인 고분자 분리막은 수질은 아주 좋으나 설치, 운영비가 높고 역세 효율이 낮다. 즉 여과장치들에 있어서 특성은 여과와 역세척 효율은 반비례 하는 것이다. 내면 여과 방식은 보통 표면 여과 방식보다 큰 공극으로 역세척 효율은 상대적으로 우수하나 여과 효율은 낮으므로 여과 성능을 향상시키기 위해서는 여과시 미세공극을 유지할 수 있어야 한다. 표면 여과 방식은 대체로 미세 공극으로 여과 성능은 우수하나 역세척 효율이 낮으므로 여과시의 미세 공극은 유지하면서 역세척시에 공극을 확대 조절 할 수 있으면 문제점이 해결된다. 즉 여과장치의 문제점인 여과 효율과 역세 효율을 동시에 증진시키기 위해서는 여과시와 역세척시의 공극의 크기를 미세·확대 제어 할 수 있으면 된다.

여과장치의 성능을 향상시키기 위해 섬유사를 여재로 사용하여 공극을 조절하는 섬유사 공극조절 여과장치는 모래 여과에 비해 부지소요가 적고 유지보수가 용이하고 공극이 조절되어 원수 수질에 따라 다양하게 적용할 수 있는 유연성을 가지고 있다. 공극조절 여과장치는 여과재의 공극이 조절되어 기존의 직포형 필터나 막 공정처럼 공극에 오염물이 축적되지 않고 세정이 가능하므로 필터의 수명을 연장시키고 재생이 가능하였다.

그러나 섬유사의 고정대의 상하부 폭이 같아 섬유사를 여과조 내부원통에 감 을 때 상부의 회전력이 하부에 덜 전달되어 하단 섬유사의 미세 공극 형성이 어렵거나, 섬유사와 내부원통과의 마찰저항 증가로 상단 섬유사의 끈김이 발생할 수 있다. 또한 하부 섬유사가 완전히 감기지 않아 공극이 미세하지 못하고 섬유사의 감김시 회전각도를 조절하는 구조적 장치가 없어 감겨진 폭이 고르지 못하였다.

기존의 여과장치는 섬유사의 고정대의 상하부 폭이 같아 섬유사를 여과조 내부원통에 감을 때 상부의 회전력이 하부에 덜 전달되어 하단 섬유사의 미세 공극 형성이 어렵거나, 섬유사와 내부원통과의 마찰저항 증가로 상단 섬유사의 끈김이 발생할 수 있었다. 또한 섬유사를 여과조 내부원통에 감을 때 회전각도가 일정하지 않아 섬유사간의 공극이 균일하지 않았다. 하부 섬유사가 완전히 감기지 않아 공극의 크기가 미세하지 못하고 회전대의 회전폭이 균일하지 않아 여과장치의 성능이 저하되었다.

본 발명의 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치는 회전력을 효과적으로 하부까지 전달할 수 있도록 섬유사 고정대 상하부 길이를 다르게 형성하여 내부원통 상단과 섬유사 상단과의 마찰 저항을 줄여 상단 섬유사의 끈김없이 하단까지 회전력을 전달하여 하단의 섬유사 공극을 미세하게 형성하였다. 또한 상부 회전지지대에 스프링을 형성하여 섬유사가 내부원통 주위에 감길 때 순차적으로 감기게 하여 엉클어짐을 방지하여 미세하고 균일한 공극을 형성하여 여과성능과 여과재 수명을 향상하였다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치는 섬유사를 여과조 내부원통 외주면에 감을 때 중·하단부 여재층의 느슨함이나 엉클어짐을 방지하기 위해 회전지지대에 스프링이 형성되며, 섬유사를 고정하는 상하단 고정대의 길이를 다르게 조절하여 섬유사가 하단에서 상단으로 감길 때 상단 섬유사와 내부 원통면과의 마찰 저항을 줄여 회전대의 회전력을 하단까지 안정적으로 전달하여 섬유사가 하단에서 상단까지 고르게 감기게 하여 섬유사 전단면에 균일한 공극을 형성한 섬유사 전단면 균일 공극 조절 여과장치이다.

본 발명의 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치의 여과시 작동순서는 다음과 같다. 먼저 섬유사를 감아 미세공극을 형성하기 위해 섬유사층의 상하부를 섬유사 상하단 지지대에 설치한 후 섬유사 상하단 고정대에 고정한다. 상하이동 에어실린더를 작동하여 회전대를 끌어 올려 섬유사를 팽팽히 당긴다. 이후 섬유사를 회전시 상하이동 에어실린더를 켠 상태에서는 섬유사 회전시 큰 힘이 소요되므로 상하이동 에어실린더를 끈 상태에서 회전 에어실린더를 작동하여 섬유사를 내부원통 외주면에 감는다. 회전지지대에 형성되어 있는 스프링은 하단 고정대로부터 상단고정대로 섬유사가 감길때 엉클어지지 않게 일정간격을 조정하여 줌으로 섬유사층의 균일공극을 형성하도록 하였다.

본 발명의 섬유사 전단면 균일 공극 조절 여과장치의 역세정시 작동순서는 다음과 같다. 회전 에어실린더를 작동한 후, 여과할 때 섬유사를 감았던 방향과 반대방향으로 회전시켜 섬유사를 푼다. 스프링의 탄성(힘)으로 상하이동 에어실린더를 끈 상태에서도 고르게 풀린 섬유사는 수직방향으로 팽팽한 상태를 유지하고 있 으므로 상하이동 에어 실린더를 켜고 하부방향으로 눌러주어 팽팽한 섬유사를 느슨히 늘어뜨린 후 역세수와 확산기로 유입된 공기를 이용하여 섬유사층을 역세정한다.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

1)은 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치의 상단에 위치하며 회전대를 상하로 이동하는 상하이동 에어 실린더이다.

2)는 상하이동 에어 실린더(1)와 상하이동 에어 실린더 로드 사이에 위치하여 상하이동 에어실린더를 지지하는 상하이동 에어 실린더 지지판이다.

3)은 상하이동 에어 실린더 지지판의 하부에 위치하며 회전대를 상하로 이동 조절하는 상하이동 에어 실린더 로드이다.

4)는 상하이동 에어 실린더 지지판의 하부에 위치하며 회전 에어 실린더를 지지하는 회전 에어 실린더 상부 지지판이다.

5)는 상하이동 에어 실린더 지지판의 외주면에 형성되며 상하이동 에어실린더를 지지하는 상하이동 에어 실린더 지지대이다.

6)은 회전 에어 실린더 상부 지지판과 연결되어 하부에 형성되어 섬유사의 회전 정도를 조절하는 회전 에어 실린더 로드이다.

7)은 여과조와 상하이동 에어 실린더 지지판의 중심축 상에 위치하며 회전 에어 실린더의 작동에 따라 시계방향과 반시계 방향으로 회전하는 회전대이다.

8)은 회전 에어실린더 로드와 연결되어 하부에 위치하여 하부의 회전 에어 실린더를 지지하는 회전 에어 실린더 하부 지지판이다.

9)는 회전 에어 실린더 상하부 지지판의 사이에 형성되며 회전 에어 실린더를 지지하는 회전 에어 실린더 지지대이다.

10)은 여과조의 중심축상에 위치하는 회전대와 여과조의 상부에 형성되어 누수를 방지하는 누수방지 패킹이다.

11)은 누수방지 패킹(10)의 하단에 위치하며 회전대를 중심으로 형성되어 여과조의 상부를 덮어주는 여과조 상부덮개이다.

12)는 여과조 상부덮개의 하부 일측에 위치하며 여과할 때는 입자상 물질을 포함한 원수가 유입되는 원수 유입구이며 역세정 할 때는 걸러진 입자상 물질을 배출하는 역세수 유출구이다.

13)은 여과조의 중심축 상에 위치하며 회전 에어실린더의 작동에 따라 회전하여 섬유사를 감아주는 회전 지지대이다.

14)는 회전대의 하단에 연결되어 위치하며 여과조의 내부 중심에 위치하여 섬유사층과 여과 유출 홀이 형성되어 여과가 이루어지는 여과조 내부원통이다.

15)는 여과조 내부원통의 외주면에 위치하며 여과와 역세정시 여과조 내부원통에 감김과 풀림으로 공극을 미세, 확대 조절하는 여과재가 형성된 섬유사이다. 유입수를 여과할 때는 상하 및 회전 에어 실린더를 작동하여 여과조 내부원통에 감기는 섬유사에 미세 공극을 형성하고, 역세정할 때는 상하 및 회전 에어실린더를 여과할 때와 반대로 작동하여 섬유사에 확대공극을 형성하여 유입수중의 입자상물질을 효율적으로 여과하고 배출한다.

16)은 회전대를 중심축으로 하며 내부에 유입구와 여과조 내부원통, 섬유사, 확산석과 유출구가 형성되어 여과와 역세정이 수행되는 여과조이다.

17)은 여과조 내부원통 하단에 위치하며 섬유사 하단지지대와 함께 하부 섬유사층을 고정하는 섬유사 하단 고정대이다.

18)은 여과조 내부원통의 하단에 위치하며 하단 고정대와 함께 섬유사의 하단을 지지하여 섬유사의 감김시 고정지지대 역할을 하는 섬유사 하단 지지대이다.

19)는 여과조 및 섬유사 하단 지지대의 하부에 위치하며 하단 지지대와 함께 섬유사를 고정하여 지지하는 섬유사 하단 지지판이다.

20)은 여과조의 하단에 위치하며 섬유사의 세정시 유입 공기를 미세 분산시키는 확산기이다.

21)은 상기 여과조 하단 확산기의 아래에 위치하며 확산기를 지지하는 확산기 지지대이다.

22)는 여과조 및 내부원통의 최하단에 위치하며 유입수가 섬유사층을 통과하여 여과된 후 여과조 내부원통의 홀을 통하여 내부원통에 집수되어 최종 유출되는 처리수 유출구이다.

23)은 상하 이동 에어실린더 지지판의 상부와 회전대의 원주상에 위치하여 회전대를 지탱하고 회전대의 회전시 마찰력을 최소화하는 상하 이동 에어 실린더 지지판 베어링이다.

24)는 상하 이동 에어 실린더 지지판의 하부에 위치하며 회전시 회전대의 마찰력을 최소화하고 회전대를 지탱하는 회전 에어 실린더 상부 지지판 베어링이다.

25)는 회전 에어 실린더 상하부 지지판 사이에 위치하며 섬유사를 여과조 내 부원통에 감는 회전력을 제공하는 회전 에어 실린더이다.

26)은 회전대의 외주면에 연결되어 위치하며 회전시 회전대의 마찰력을 최소화하는 회전 에어 실린더 하부 지지판 베어링이다.

27)은 여과조 상부 덮개의 하부에 위치하며 상단 지지대와 함께 섬유사를 고정하여 지지하는 섬유사 상단 지지판이다.

28) 섬유사 상단 지지판의 하단에 위치하며 상단 지지판과 함께 섬유사의 하단을 지지하여 섬유사의 감김시 지지대 역할을 하는 섬유사 상단 지지대이다.

29) 섬유사 상단 지지대의 하단에 위치하며 섬유사 상단지지대와 함께 상부 섬유사층을 고정하는 섬유사 상단 고정대이다. 섬유사 상단 고정대는 하단 고정대보다 길이를 길게 하여 섬유사가 하단에서 상단으로 감길 때 상단 섬유사와 내부 원통면과의 마찰 저항을 줄여 회전대의 회전력을 하단까지 안정적으로 전달하였다.

30)은 여과조 외부 원주상의 일측 상단에 위치하며 여과조 내부 섬유사 층을 볼 수 있는 투시창이다.

31)은 섬유사 상단 지지대의 하부에 위치하며 회전지지대의 외주에 형성되어 섬유사가 내부원통 주위에 감길 때 순차적으로 감기게 하여 엉클어짐을 방지하는 스프링으로 구성되어 상단 섬유사의 끈김없이 하단까지 회전력을 전달하여 하단의 섬유사 공극을 미세하게 형성하고 섬유사를 내부원통에 감을 때 엉클어짐 없이 섬유사를 균일하게 감고 균일하게 풀 수 있어 여과장치의 성능과 여과재 수명을 향상한 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치이다.

본 발명의 섬유사 전단면 균일공극조절 여과장치의 발명효과는 다음과 같다.

첫째, 상단 섬유사의 끈김없이 하단까지 회전력을 전달하여 하단의 섬유사 공극을 미세하게 형성하였다. 종전의 여과장치에서는 섬유사 고정대의 상하부 폭이 같아 섬유사를 여과조 내부원통에 감을 때 상부의 회전력이 하부에 덜 전달되어 하단 섬유사의 미세 공극 형성이 어렵거나, 섬유사와 내부원통과의 마찰저항 증가로 상단 섬유사의 끈김이 발생할 수 있었다. 본 발명의 여과장치는 회전력을 효과적으로 하부까지 전달할 수 있도록 섬유사 고정대 상하부 길이를 다르게 형성하여 내부원통과 섬유사 상단과의 마찰 저항을 줄여 상단 섬유사의 끈김없이 하단까지 회전력을 전달하여 하단의 섬유사 공극을 미세하게 형성하였다.

둘째, 섬유사를 내부원통에 감을 때 엉클어짐 없이 섬유사를 균일하게 감고 균일하게 풀 수 있다. 종전의 여과장치는 섬유사를 여과조 내부원통에 감을 때 회전각도가 일정하지 않아 섬유사간의 공극이 균일하지 않았다. 본 발명의 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치는 고정된 회전지지대에 스프링을 형성하여 일정한 간격으로 회전각도를 조절함으로 섬유사 전단면에 걸쳐 균일한 공극을 이룰 수 있다.

세째, 여과장치의 성능과 여과재 수명을 향상시켰다. 종전의 여과장치에서는 하부 섬유사가 완전히 감기지 않아 공극의 크기가 미세하지 못하고 회전대의 회전폭이 균일하지 않아 감겨진 폭이 고르지 못하여 여과장치의 성능이 저하되었다. 본 발명의 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치는 균일한 회전각도와 하단부 미세공극 형성으로 여과성능과 섬유사 수명을 향상시켰다.

Claims (1)

1. 여과장치의 상단에 위치하며 회전대를 상하로 이동, 지지, 이동정도를 조절하는 상하이동 에어 실린더와 에어 실린더 지지판, 에어 실린더 지지대 및 에어 실린더 로드와;

   상기 상하이동 에어 실린더 지지판의 하부에 위치하며 회전 에어 실린더를 회전, 지지, 회전정도를 결정하는 회전 에어 실린더 로드, 에어실린더 상하부 지지판 및 에어 실린더 지지대와;

   여과장치의 중심축 상에 위치하며 회전 에어실린더의 작동에 따라 시계방향과 반시계 방향으로 회전하는 회전대와;

   상기 회전대의 외주면에 형성되어 여과조와 상부의 누수를 방지하는 누수방지 패킹과;

   상기 누수방지 패킹의 하단에 위치하며 여과조의 상단 덮개인 여과조 상부덮개와;

   상기 여과조 상부덮개의 하부 일측에 위치하며 여과할 때는 원수가 유입되는 원수 유입구이며 역세정 할 때는 역세수 유출구로 작용하는 원수 유입구와;

   상기 여과조의 중심축 상에 위치하며 회전대의 하부 내측에 고정되어 위치하며 스프링이 형성되어 있는 회전지지대와;

   상기 회전지지대의 하단에 연결되어 여과조의 내부 중심에 위치하여 여과수 유출 홀이 형성된 여과조 내부원통과;

   상기 여과조 내부원통의 외주면에 위치하며 여러 종류의 섬유여재를 섬유줄로 만들어 섬유사 상단 고정대의 길이가 하단 고정대의 길이보다 길어 섬유사 상단에 작용하는 마찰저항을 줄여 회전대의 회전력을 하단까지 안정적으로 전달하여 섬유사가 하단에서 상단까지 고르게 감기도록 장착한 섬유사와;

   상기 섬유사를 내부에 포함하며 원수 유입구와 처리수 유출구, 확산기와 여과조 내부원통이 형성되어 여과와 역세정이 수행되는 여과조와;

   상기 여과조 내부원통 하단에 위치하며 섬유사 하단지지대와 함께 하부 섬유사를 고정하는 여과조 내부원통 하단 고정대와 섬유사 하단 지지판과;

   상기 여과조의 하단 바닥에 위치하며 섬유사의 세정시 유입 공기를 미세 분산시키는 확산기와 확산기를 지탱하는 확산기 지지대와;

   상기 여과조 외부 원주상의 일측 상단에 위치하며 여과조 내부 섬유사 층을 볼 수 있는 투시창과;

   상기 여과조의 내부 회전지지대의 중심축상에 형성되어 회전대의 회전시 섬유사의 감김 각도를 균일하게 유지하는 스프링;으로 구성되어

   상단 섬유사의 끈김없이 하단까지 회전력을 전달하여 하단의 섬유사 공극을 미세하게 형성하고 섬유사를 내부원통에 감을 때 엉클어짐 없이 섬유사를 균일하게 감고 균일하게 풀 수 있어 여과장치의 성능과 여과재 수명을 향상한 섬유사 전단면 균일 공극조절 여과장치

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