KR20110039263A - 블래더를 구비한 탈수 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 입자를 포함하는 슬러지(20)로부터 액체를 배치식으로 분리시키기 위한 탈수 장치(1)에 있어서, 하나 이상의 액체 투과성 벽(10)을 가지고 있고, 충전 단계 동안에 상기 슬러지(20)로 충전되도록 배치되어 있는, 폐쇄된 하향 개방 가능 용기(2), 상기 용기(2) 내에 중심에 위치되어 있으며 유체로 충전될 수 있는 블래더(6), 및 상기 블래더(6) 내의 유체의 압력을 제어하기 위한 밸브 시스템(7)을 포함하며, 상기 충전 단계 동안에 상기 탈수 장치(1)가 사용될 때에, 상기 밸브 시스템(7)이, 주위 압력에 대해 상기 블래더(6) 내의 유체의 초과압력을 유지할 수 있게 함으로써, 상기 블래더(6)의 압축이 방지되는, 탈수 장치(1)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 용기(2), 및 상기 용기(2) 내에 중심에 위치되는 블래더(6)를 포함하는 탈수 장치(1)를 사용하여 입자를 포함하는 슬러지로부터 액체를 분리시키기 위한 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 입자를 다량 함유하는 슬러지로부터 액체를 배치식으로 분리시키기 위한 탈수 장치에 있어서, 하나 이상의 액체 투과성 벽을 가지고 있고, 충전 단계 동안에 상기 슬러지로 충전되도록 배치되어 있는, 폐쇄된 하향 개방 가능 용기, 상기 용기 내에 중심에 위치되어 있으며 유체로 충전될 수 있는 블래더, 및 상기 블래더 내의 유체의 압력을 제어하기 위한 밸브 시스템을 포함하는, 탈수 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 용기, 및 상기 용기 내에 중심에 위치되는 블래더를 포함하는 탈수 장치를 사용하여 입자를 포함하는 슬러지로부터 액체를 분리시키기 위한 방법에 관한 것이다.
정수 프로세스에서, 수집되어야 하는 입자 형태의 잔류물이 발생된다. 대부분의 물질 및 프로세스에 공통적인 특징은, 입자가, 높은 물 농도를 가진 소위 슬러지로 종료된다는 것이다. 발생하는 슬러지의 성질은, 세척 프로세스에서 분리되는 물질 및 세척 프로세스의 구성에 따라 상당히 다르다. 예를 들면, 음식 산업에서 세척 프로세스로부터 발생하는 슬러지는, 예를 들면 동물의 음식과 같은 제품에 사용하기 위해 단백질로 추가 가공될 주 재료를 형성할 수 있다. 한편, 표면 처리 산업에서 발생하는 슬러지는 환경적으로 유해한 폐기물로 이루어져 있으므로 반드시 그에 부합되게 처리되어야 한다.
일반적으로, 모든 프로세스에서, 발생하는 슬러지의 부피가 작은 것이 바람직한데, 그것은, 가능한 많은 양의 액체를 슬러지로부터 제거함으로써 슬러지 내의 입자의 양을 집중시킴으로써만 달성될 수 있다.
EP 0 883 576은, 입자를 포함하는 슬러지로부터 액체를 배치식으로 분리시키기 위한 탈수 장치를 기술하고 있다. 탈수 장치는, 배수된 물을 배출하기 위한 애퍼처를 가진 내벽을 가진 원통형 분리 장치를 포함한다. 애퍼처의 크기 및 구조를, 탈수 장치가 의도하는 슬러지의 형태에 따라 장비에 대한 특정 기능상의 요구사항에 적합하게 한다. 또한, 블래더는 원통형 분리 장치 내에 동심으로 위치되며, 적어도 몇 가지 슬러지 재료에 대해 탈수를 향상시키기 위해 분리 장치 내에서 슬러지를 압축시키기 위해 사용된다. 관은 슬러지의 공급을 위해 사용되며 슬러지를 분리 장치 내로 이송하고, 분리 장치의 하부 부분에, 탈수 장치에 의해 분리되는 액체를 제거하기 위한 관이 형성된다. 탈수 장치의 바닥은, 탈수 장치가 비워지게 하는 개방 가능 해치를 포함한다. 바람직한 배수 후에, 탈수된 재료는 중공 실린더 배치(batch)의 형상을 가진다. 바닥 해치를 개방하고, 탈수된 재료의 배치를 중력에 의해 떨어져 나오게 하면, 분리 장치가 비워진다. EP 0 883 576에 기술된 탈수 장치는 여러 가지 형태의 슬러지를 다룰 수 있기 때문에 특히 유용하다.
그러나, EP 0 883 576에 도시된 탈수 장치에서의 문제는, 분리 장치의 비움이 모든 종류의 탈수된 재료에 대해 적절하게 작동하지 못한다는 것이다. 예를 들면, 탄산칼슘, 수산화칼슘, 유리, 석분, 모래, 및 셀룰로스 및 방직 섬유와 같은 고농도의 비압축성 재료를 가진 슬러지를 탈수할 때 문제가 발생할 수 있다. 그러한 슬러지 재료가 분리 장치에 충전될 때, 슬러지의 충전이 아직 진행됨과 동시에 많은 양의 액체가 분리 장치의 애퍼처를 통해 배수된다. 이것은, 더욱 압축성을 가진 슬러지 형태에 대한 경우보다 더 많은 슬러지가 분리 장치 내로 충전될 수 있게 한다. 그러나, EP 0 883 576에 기술된 분리 장치에 슬러지 재료가 충전될 때, 가요성 재료로 이루어진 블래더는 슬러지에 의해 압축되며, 따라서 블래더의 부피는 감소된다. 특히, 고농도의 비압축성 재료를 가진 슬러지에 대해, 블래더는 높은 정도로 압축되는데, 그것은 부분적으로는 그러한 슬러지 재료의 성질이 블래더를 압축하기 더 쉽고, 부분적으로는 상술한 바와 같이 분리 장치가 더 많은 슬러지로 충전되기 때문이다. 따라서, 고농도의 비압축성 재료를 가진 슬러지로 분리 장치가 충전되고, 블래더를 사용한 압축이 막 시작될 때, 슬러지는 블래더가 그다지 용도가 없을 정도로 이미 탈수된다. 대조적으로, 슬러지는, 탈수된 재료의 최대 직경이 분리 장치의 개구의 사이즈를 초과하도록, 블래더를 압축하였다. 그 결과, 배수된 슬러지의 배치는 분리 장치 내에 달라붙는다.
분리 장치에 단순히 적은 슬러지를 충전시키면 상술한 탈수 장치를 과도하게 충전하는 문제를 적어도 어느 정도 감소시킬 수 있다는 것이 보여졌다. 그러나, 불필요하게 비효율적인 프로세스를 발생시키지 않는 최적화된 레벨을 발견하는 것은 어렵다.
따라서, 본 발명의 목적은 탈수 장치를 비우는 문제를 더욱 감소시키는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 단점을 적어도 부분적으로 극복하고, 특히 여러 가지 다른 형태의 슬러지 재료에 대해 향상된 비움 기능을 제공하는 향상된 탈수 장치를 제공하는 것이다. 이들 목적 및 다른 목적은 청구항 1항에 따른 탈수 장치, 및 청구항 7항에 따른 탈수 장치를 사용하여 입자를 포함하는 슬러지로부터 액체를 분리시키기 위한 방법에 의해 충족된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항 2항 내지 6항, 및 8항 내지 11항에 기술된다.
제1 양상(aspect)에서, 본 발명의 개념은, 입자가 다량 함유된 슬러지로부터 액체를 배치식으로(batchwise) 분리시키기 위한 탈수 장치에 있어서, 하나 이상의 액체 투과성 벽을 가지고 있고, 충전 단계 동안에 상기 슬러지로 충전되도록 배치되어 있는, 폐쇄된 하향 개방 가능 용기, 상기 용기 내에 중심에 위치되어 있으며 유체로 충전될 수 있는 블래더, 및 상기 블래더 내의 유체의 압력을 제어하기 위한 밸브 시스템을 포함하며, 상기 충전 단계 동안에 상기 탈수 장치가 사용될 때에, 상기 밸브 시스템이, 주위 압력에 대해 상기 블래더 내의 유체의 초과압력을 유지할 수 있게 함으로써, 상기 블래더의 압축이 방지되는, 탈수 장치에 관한 것이다. 전체 충전 단계 동안에 블래더를 가압하면, 충전 단계 동안에 블래더 내에 충전되는 슬러지가 블래더를 압축하는 것이 방지된다. 따라서, 높은 정도의 비압축성 재료를 가진 슬러지 형태에 대해서도, 용기를 슬러지로 과도 충전하는 위험성이 최소화된다.
바람직하게, 상기 탈수 장치는, 상기 유체를 상기 블래더 내로 공급하기 위해 덕트의 적어도 일부가 상기 블래더 내에 위치되도록 상기 블래더를 통해 연장되어 있는 상기 덕트를 더 포함하며, 상기 밸브 시스템은 상기 덕트 상에 배치되어 있다. 상기 밸브 시스템을 가진 상기 덕트는 간단하고 신뢰성 있는 구조를 가능하게 하며, 상기 블래더 내로 유체를 공급하고 상기 블래더 내의 유체의 압력을 제어하기 위한 관리 가능한 시스템을 제공한다.
적절하게, 상기 덕트는, 상기 유체를 상기 블래더로 공급하고 상기 블래더로부터 배출시키기 위한 구멍을 가지고 있다. 바람직하게, 상기 구멍의 전체 면적은, 상기 블래더로부터의 신속한 배출 또는 상기 블래더로의 신속한 공급을 가능하게 하기 위해, 상기 덕트의 단면적보다 크다.
바람직하게, 상기 블래더를 가압하기 위해 사용되는 상기 유체는 공기이다. 공기는 다루기 간단하고, 다른 유체에 비해 기술적 배치를 거의 필요로 하지 않는다.
바람직하게, 상기 탈수 장치는, 상기 용기를 비우기 위해, 상기 용기 내에 수집되는 배수된 슬러지에 기본적으로 아래로 향하는 힘을 인가하기 위한 수단을 더 포함한다. 상기 수단은 배수된 슬러지에 힘을 인가할 수 있고, 그것은, 힘이 인가된 후에, 상기 용기의 하부 부분에 있는 개구를 통해 상기 재료가 상기 용기로부터 떨어져 나올 수 있는 것을 확실하게 한다. 상기 수단은, 상기 용기의 내부 천공된 벽에 달라붙는 상기 배수된 슬러지로부터 상기 용기를 비울 때 특히 바람직하다. 그러면, 상기 수단은, 상기 배수된 슬러지와 상기 천공된 벽 사이의 높은 전단 응력을 극복하기 위해 힘을 제공한다. 또한, 상기 용기의 바닥 해치를 단순히 개방함으로써 상기 용기로부터 떨어져 나올 상기 배수된 슬러지에 대해서도, 상기 수단은 이점을 가질 수 있다. 상기 수단은 비움 프로세스를 가속시킬 수 있고, 더욱이 상기 배수된 슬러지가 상기 용기로부터 떨어져 나올 때, 상기 배수된 슬러지를 더욱 양호하게 함께 유지할 수 있다. 따라서, 그것은 상기 배수된 슬러지의 다음의 핸들링을 편리하게 하고, 상기 용기 내의 잔류물을 감소시키 수 있으며, 그것은 상기 용기의 세척을 더욱 용이하게 한다.
바람직하게, 기본적으로 아래로 향하는 힘을 인가하기 위한 상기 수단은, 상기 용기를 비우기 위해 상기 용기 내에 수집되는 상기 배수된 슬러지에 기본적으로 순간적인 힘을 인가할 수 있다. 상기 배수된 슬러지는 통상적으로, 고체 흙덩이로서 함께 유지되는 배치를 형성하는 높은 건도(dryness)를 가진다. 따라서, 의도된 힘은 소정 시간 주기 동안 상기 배수된 슬러지에 가해질 필요가 없고, 기본적으로 순간적인 힘이면 충분하다. 그러한 힘은 통상적으로 전체적으로 더 작은 에너지를 필요로 한다. 또한, 상기 배수된 슬러지를 이송하기 위해 대형 배치가 필요하지 않다.
제2 양상에 따라, 본 발명의 개념은, 용기, 및 상기 용기 내에 중심에 위치되는 블래더를 포함하는 탈수 장치를 사용하여 입자를 포함하는 슬러지로부터 액체를 분리시키기 위한 방법에 있어서,
- 주위 압력에 대해 상기 블래더 내의 유체의 바람직한 초과압력이 얻어질 때까지 상기 블래더를 상기 유체로 충전시키는 단계,
- 충전 단계에서, 충전 작동이 중단되는 바람직한 레벨까지 상기 용기를 슬러지로 충전시키는 단계,
- 상기 충전 단계 동안에, 밸브 시스템을 사용하여 상기 블래더 내의 상기 초과압력을 유지함으로써 상기 블래더의 압축을 방지하는 단계,
- 상기 슬러지의 바람직한 건도가 얻어질 때까지, 상기 용기의 하나 이상의 액체 투과성 벽을 통한 배수에 의해 상기 용기로부터 액체를 제거하는 단계, 및
- 배수된 슬러지를 상기 탈수 장치의 하부 부분에 위치되는 개방 가능 해치를 통해 비우는, 상기 배수된 슬러지를 비우는 단계
를 포함하는, 탈수 장치를 사용하여 입자를 포함하는 슬러지로부터 액체를 분리시키기 위한 방법에 관한 것이다.
바람직하게, 상기 용기로부터 액체를 제거하는 상기 단계는,
- 상기 슬러지를 상기 용기의 상기 액체 투과성 벽을 향해 강제로 보내기 위해 상기 블래더를 팽창시키는 단계를 더 포함한다.
상기 블래더는 상기 용기 내의 상기 슬러지를 압축하기 위해 사용될 수 있다. 적절하게, 상기 블래더를 팽창시키는 상기 단계는 상기 밸브 시스템을 사용하여 수행된다. 따라서, 유체를 상기 블래더 내로 공급하고 상기 블래더로부터 배출시키기 위해 상기 덕트 상에 위치되는 상기 밸브 시스템은, 상기 용기 내로 슬러지를 충전시키는 단계 동안에 상기 블래더 내의 압력을 제어하는 목적, 및 상기 블래더의 팽창을 제어하는 추가적 단계를 위해 사용될 수 있다.
바람직하게, 상기 배수된 슬러지를 비우는 상기 단계는,
- 상기 용기를 비우기 위해, 상기 용기 내에 수집되는 상기 배수된 슬러지에 기본적으로 아래로 향하는 힘을 인가하는 단계를 더 포함한다.
적절하게, 상기 용기 내에 수집되는 상기 배수된 슬러지에 인가되는 상기 기본적으로 아래로 향하는 힘은 기본적으로 순간적이다.
상기 탈수 장치의 상술한 이점은 본 발명의 방법에 유사하게 적용된다.
이제, 본 발명의 이러한 양상 및 다른 양상을, 본 발명의 현재 바람직한 실시예를 도시하는 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명에 따른 탈수 장치의 부분 절결 개방 사시도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 탈수 장치의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 탈수 장치의 단면도이다.
이제, 본 발명을 예시의 목적으로 첨부 도면을 참조하여 예로서 더욱 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 현재 바람직한 실시예에 따른 탈수 장치(1)를 도시하고 있다. 탈수 장치(1)는, 폐쇄된 대체로 원통형인 리셉터클(19)을 포함한다. 용기(2)는 리셉터클(19) 내에 동심으로 배치된다. 또한, 블래더(bladder)(6)는 용기(2) 내에 동심으로 배치되고, 덕트(16)는 용기(2) 내에 동심으로 배치된다.
용기(2)는 원뿔대로서 형성되도록, 내향으로 높아지도록 테이퍼진 약간 원추형인 벽을 가지는 탱크(10)를 포함한다. 탱크(10)의 가장 큰 직경은 리셉터클(19)의 내경보다 약간 작고, 원추형 탱크(10)의 단부들 중 큰 단부는 하향으로 리셉터클(19)의 내부 바닥을 향한다. 탱크(10)는 애퍼처(11)에 의해 천공되고, 금속으로 이루어지며, 액체 투과성 벽(10)으로서 작용하고, 액체 투과성 벽(10)을 통해, 슬러지(20)로부터 오는 액체는 용기(2)의 내부로부터 외부로 배수된다. 애퍼처의 크기 및 형상은, 용기(2)의 목적인 슬러지의 형태에 따라 장비의 특정한 기능상의 요구사항에 적합하게 되어야 한다.
블래더(6)는 용기(2)의 탱크(10) 내에 동심으로 배치된다. 블래더는, 공기 또는 액체와 같은 유체로 채워졌을 때 팽창될 수 있는 고무와 같은 재료로 이루어진다. 덕트(16)는 덕트의 일부가 블래더(6) 내에 위치되도록 블래더(6)를 통해 연장된다. 또한, 덕트(16)는 여러 개의 구멍(18)을 가지며, 구멍(18)을 통해, 유체는 블래더(6)로 공급되고 블래더(6)로부터 배출된다. 구멍(18)은 블래더(6) 내에서 덕트(16) 전체를 따라 분산된다. 구멍(18)의 전체 면적은 덕트(16)의 단면적보다 크다.
덕트(16)에서, 블래더(6)의 외부에, 블래더로의 유체의 공급 및 블래더로부터의 유체의 배출을 각각 제어하는 밸브 시스템(7)이 배치된다. 따라서, 밸브 시스템(7)은 블래더(6) 내의 유체의 소정 압력을 제어 및 유지하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 바람직한 실시예에서, 밸브 시스템(7)은 버터플라이 밸브(7)를 포함하지만, 임의의 적절한 밸브 형태가 사용될 수 있다.
입자 탈수 장치(1)에, 슬러지(20)의 공급을 위한 입구(12)가 형성된다. 입구(12)는, 용기(2)의 내부에 위치되는 공간으로 슬러지(20)를 이송한다. 리셉터클(19)의 하부에서, 용기(2)의 외부에, 탈수 장치(1)에 의해 분리된 액체의 제거를 위한 출구(14)가 형성된다. 용기(2)의 내부의 공간에, 채워진 용기(2)에 대응하여 신호를 방출하기 위한 센서(15)가 위치된다.
리셉터클(19)의 바닥은, 개방 가능 해치(8)가 누르면서 맞대는 밀봉(상세히 도시되지 않음)을 가진 플랜지를 포함한다. 해치(8)는 바람직하게, 탈수 장치(1)의 측부에서 해치(8)에 가깝게 위치되는 예를 들면 피스톤-실린더 유닛(9)에 의해 기계적으로 작동된다. 해치(8)는 용기(2)의 전체 베이스를 덮어, 원추형 탱크(10)는 해치(8)가 개방 위치에 있을 때 하향으로 완전히 개방된다.
또한, 버터플라이 밸브(7)는 블래더(6) 내의 유체의 압력을 제어하고, 슬러지(20) 재료를 용기(2)의 탱크(10) 내로 채우는 단계 동안에, 주위 압력에 대해 블래더(6) 내부의 유체의 초과압력을 유지할 수 있다. 밸브(7)는 블래더(6)가 대부분 팽창된 형상을 유지하는 것을 확실히 하고, 따라서, 슬러지(20)로부터 블래더(6)에 미치는 측방향 힘에 의해 블래더가 모래시계의 형상으로 압축되는 것을 방지한다. 블래더(6)가 압축되고 블래더(6)의 부피가 감소되면, 용기(2)가 비워져야 할 때 문제가 발생할 수 있는데, 그것은 배수된 슬러지의 최대 직경이 용기(2)의 개구의 사이즈를 초과할 수 있기 때문이다. 이러한 문제는 특히 비압축성 재료를 고농도로 가진 슬러지(20)에 대해 일어난다. 그러한 슬러지 재료에 대해, 탈수 프로세스가 비효율적으로 되도록 용기가 비워지지 않는한, 용기(2)가 부분적으로만 슬러지(20)로 채워지더라도, 블래더(6)는 슬러지(20)를 재분배하도록 충분한 파워를 가지지 못한다. 그러나 놀랍게도, 종래기술에 따라 그러한 비압축성 재료를 채우면 붕괴되지만, 블래더(6)는 채우는 단계 동안에 상기 초과압력으로 인해 붕괴되지 않았다.
높은 정도의 비압축성 재료, 즉, 물을 결합시키지 않고 압축되었을 때 부피를 약간만 감소시키는 재료를 가진 슬러지 재료를 탈수시키기 위해, 용기(2)의 애퍼처(11)를 통한 중력에 의한 배수로 충분하다. 이러한 형태의 재료의 예에, 산화철, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 모래, 기계 면도(machine shaving), 및 스케일이 있다. 고농도의 단백질을 가진 음식 산업으로부터의 오물 및 슬러지와 같은 다른 형태의 슬러지 물질에 대해, 탈수 프로세스는, 도 1에 도시된 팽창 가능 블래더(6)를 사용하여 향상될 수 있다. 이것은 아래에서 도 2c를 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
또한, 본 발명에 따른 탈수 장치(1)는, 탱크(2)를 비우기 위해 배수된 슬러지에 기본적으로 아래로 향한 힘을 인가하기 위한 수단(3)을 가진다. 도 1에 도시된 바람직한 실시예에서, 수단(3)은, 작동되었을 때, 탈수 장치(1)에 대해 동심으로 탈수 장치(1)의 상부 부분에 배치되는 링형 디스크(5)에 힘을 가하는 압력 피스톤(4)을 포함하며, 링형 디스크(5)는 탱크(2) 내의 재료에 힘을 가한다. 따라서, 수단(3)의 주목적은, 슬러지가 탈수되고 해치(8)가 개방된 후에, 배수된 슬러지가 용기(2)의 내벽(10)에 달라붙는 경우에 용기(2)를 비우는 것을 보조하는 것이다. 이것은, 배수된 슬러지에 기본적으로 아래로 향한 힘을 인가함으로써 이루어진다. 이러한 바람직한 실시예에서, 배수된 슬러지는, 상부 표면이 2개의 베이스 표면 중 작은 표면인 용기의 형상으로 인해, 원뿔대의 형상을 가진다. 링형 디스크(5)는, 배수된 슬러지의 상부 표면의 대부분에 힘이 전달될 수 있게 한다.
수단(3)은 수압, 전기, 수동 또는 임의의 다른 형태의 적절한 파워에 의해 작동될 수 있다. 또한, 링형 디스크(5) 또는 임의의 다른 적절한 힘 전달 시스템(5)에 작용하는 힘이 하나 이상의 파워 발생 디바이스(4)에 의해 인가되도록 하는 수단(3)의 구성을 가지는 것도 가능하다. 예를 들면, 링형 디스크에 힘을 균일하게 공급할 수 있는 하나 이상의 파워 발생 디바이스(4)가 사용될 수 있다. 상기 아래로 향한 힘은, 짧은 시간 동안만 작용하지만 큰 힘을 가진 순간적 힘인 것이 바람직하다. 이러한 순간적 힘은, 애퍼처(11) 및 탱크(10)로부터 오는 배수된 슬러지에 작용하는 힘을 극복하고 슬러지를 탱크(10)로부터 떨어지게 하기에 충분하다.
또는, 링형 디스크(5)가 제외되고, 대신에, 파워 발생 디바이스(4)로부터의 힘이 배수된 슬러지에 직접 인가되거나, 배수된 슬러지의 상부 표면중 작은 부분만 덮는 플레이트 또는 와셔를 통해 인가될 수 있다. 수단(3)의 또 다른 가능한 실시예는, 작동되었을 때 신속히 가스로 충전되고, 따라서 팽창되어, 배수된 슬러지에 힘을 가하는 고무 튜브와 같은 가요성 튜브이다. 그러한 고무 튜브는 링형 디스크(5)와 압력 피스톤(4)을 모두 대치할 것이다.
플러싱 노즐(도시되지 않음)은 탈수 장치(1) 내에 위치될 수 있고, 비운 후에 천공된 탱크를 플러시 세척하도록 향할 수 있다.
도 2a 내지 도 2e는, 아래에 설명되는 탈수 장치(1)의 작동의 여러 가지 단계를 도시한다. 탈수 작동에서, 다음의 단계가 수행된다.
도 2a에 도시되어 있듯이, 블래더(6)에, 블래더(6)의 하부 부분에 있는 입구 개구(17)를 통해, 블래더(6) 내에 동심으로 위치되는 덕트(16)를 사용하여 유체가 충전된다. 탈수 장치의 작동을 최적화하기 위해, 블래더(6) 내에 충전되는 유체의 양은, 배수되어야 할 특정 슬러지(20)에 대해 적합하게 되고, 배수 전에 슬러지(20)의 밀도에 기초하여 도출되고 사전 계산된다. 바람직한 양의 유체가 블래더(6) 내에 충전되어 블래더(6)를 가압할 때, 블래더(6)는 밸브(7)를 사용하여 밀봉된다. 다음에는, 밸브(7)는 충전 단계 동안에 블래더(6) 내에 초과압력을 유지하기 위해, 충전 단계라고 지칭되는, 슬러지(20)를 용기(2) 내로 충전하는 다음의 단계 동안에 폐쇄된 상태로 유지된다.
도 2b는, 슬러지(20)가 용기(2) 내로 충전되는 충전 단계를 도시하고 있다. 입구(12)를 통해, 용기(2)는 바람직한 레벨까지 슬러지(20)로 충전되고, 바람직한 레벨은 레벨 센서(15)에 의해 센싱되며, 바람직한 레벨에서 충전 작동이 중단된다. 중력에 의해, 액체는 용기(2)로부터 제거된다. 이것은, 탈수 장치(1)의 탱크(10) 내의 애퍼처(11)를 통해 리셉터클(19) 내의 인접 주변 공간(13) 내로 배수되는 액체에 의해 이루어지며, 상기 공간(13)으로부터 액체가 출구(14)를 통해 배출된다. 이러한 방식으로, 용기(2)에 공급되는 슬러지(20)의 부피가 감소되어도, 입자 농도는 증가된다.
부피가 소정 레벨로 감소되었을 때, 슬러지(20)는 충전 레벨로 다시 충전된다. 액체의 배출은, 낮은 레벨이 다시 얻어지고 슬러지(20)의 재충전이 다시 일어날 때까지 계속된다. 이러한 과정은, 슬러지(20)의 입자 농도가 소정치에 도달할 때까지, 옵션으로서 설정될 수 있는 소정 횟수 반복된다.
슬러지(20) 재료가, 압축될 필요가 있는 종류이면(상술한 바와 같이), 슬러지(20)는 배수 주기 다음에 블래더(6)를 팽창시킴으로써 압축된다. 블래더(6)의 팽창은, 블래더(6)를 가압하는 것을 참조하여 상술한 것과 유사한 방식으로 덕트(16) 및 입구 개구(17)에 의해 수행된다. 유체는 덕트(16)를 통해 개방 밸브(17)를 지나 입구 개구(17)를 통해 블래더(6) 내로 공급된다. 유체가 블래더(6) 내로 공급될 때, 블래더(6)는 서서히 팽창되고, 용기(2) 내의 슬러지(20)는 내부 벽(10)을 향해 이동되어, 압력을 상승시키고, 액체를 외부를 향해 밀며 내벽(10)의 애퍼처(11)를 통해 배출시킨다. 이러한 단계는 도 2c에 도시되어 있다.
도 2d는, 상술한 압축이 완료된 후에 블래더(6) 내의 유체가 블래더(6)로부터 배출되는 단계를 도시하고 있다. 유체는 덕트(16) 내의 구멍(18)을 통해 배출되며, 그것은 블래더(6)의 부피를 감소시킨다. 따라서 밸브(17)는 개방된다.
도 2e는, 용기가 비워지는 방법을 도시하고 있다. 바람직한 배수 주기 후에, 압축이 완료되었을 때, 탈수 장치(1)가 비워지는데, 그것은 2개의 단계로 수행된다. 먼저, 바닥 해치(8)가 개방된다. 둘째로, 슬러지가 자체 중량에 의해 떨어져 나가지 않으면, 용기(2) 내에 수집된 배수된 슬러지에 아래로 향한 힘이 인가된다. 본 출원의 도면에 도시된 실시예에서, 힘은 유압 압력 피스톤(4)으로부터 발생되고, 링형 디스크(5)를 통해, 배수된 슬러지로 전달된다. 힘은 배수된 슬러지에 순간적으로 작용하여, 배수된 슬러지를 용기(2)의 내벽(10)으로부터 릴리스시킨다. 그러면, 배수된 슬러지는 중력에 의해 용기(2)로부터 떨어져 나갈 수 있게 된다.
비운 후에, 해치(8)는 다시 폐쇄되고, 탈수 장치의 내면은 바람직한 적절한 주기 동안 플러싱 노즐(도시되지 않음)의 보조를 받아 플러싱되며, 탈수 프로세스의 새로운 사이클이 시작될 수 있다.
탈수 장치(1)에 의해 탈수될 수 있는 여러 가지 슬러지 재료 형태로 인해, 슬러지 형태에 따라, 탈수 장치(1)의 작동의 상술한 단계 중 하나 이상이 제외될 수 있다. 예를 들면, 몇몇 종류의 슬러지 재료, 즉 블래더(6)에 의해 용이하게 압축되는 재료에 대한 충전 단계 동안에 블래더(6) 내의 유체를 초과압력으로 유지할 필요가 없을 수도 있다. 대조적으로, 비압축성 성질이 높은 재료를 가진 슬러지에 대해서는, 슬러지를 재충전하고 및/또는 블래더(6)로 슬러지를 압축하는 단계는 필요하지 않을 수도 있다. 명백하게, 해치(8)의 개방 후에 수단(3)을 사용하지 않고도 중력에 의해 떨어져 나오는 배수된 슬러지는 그 방식을 사용할 수 있다. 그러나, 수단(3)은 어쨋든 유용할 수 있는데, 그것은 수단(3)이 비움 프로세스를 가속시키고, 또한 배수된 슬러지가 용기(2)로부터 떨어져 나올 때 더욱 양호하게 함께 결집된 상태로 유지할 수 있기 때문이다. 따라서, 그것은 배수된 슬러지의 다음의 핸들링을 용이하게 하고, 용기(2) 내의 잔류물을 감소시킬 수 있으며, 그것은 용기(2)의 세척을 더 용이하게 할 수 있다.
당업자는, 본 발명이 결코 상술한 바람직한 실시예에 제한되지 않은다는 것을 이해할 것이다. 대조적으로, 첨부된 청구범위 내에서 여러 가지 수정 및 변경이 가능하다.
Claims (11)
- 입자가 다량 함유된 슬러지(20)로부터 액체를 배치식으로(batchwise) 분리하기 위한 탈수 장치(1)에 있어서,
하나 이상의 액체 투과성 벽(10)을 가지고 있고, 충전 단계 동안에 상기 슬러지(20)로 충전되도록 배치되어 있는, 폐쇄된 하향 개방 가능 용기(2),
상기 용기(2) 내에 중심에 위치되어 있으며 유체로 충전될 수 있는 블래더(6), 및
상기 블래더(6) 내의 유체의 압력을 제어하기 위한 밸브 시스템(7)
을 포함하며,
상기 충전 단계 동안에 상기 탈수 장치(1)가 사용될 때에, 상기 밸브 시스템(7)이, 주위 압력에 대한 상기 블래더(6) 내의 유체의 초과압력을 유지할 수 있도록 함으로써, 상기 블래더(6)의 압축이 방지되는,
탈수 장치(1). - 제1항에 있어서,
상기 유체를 상기 블래더(6) 내로 공급하기 위해 적어도 일부가 상기 블래더(6) 내에 위치되도록 상기 블래더(6)를 통해 연장되어 있는 덕트(16)를 더 포함하며,
상기 밸브 시스템(7)은 상기 덕트(16) 상에 배치되어 있는,
탈수 장치(1). - 제2항에 있어서,
상기 덕트(16)는, 상기 유체를 상기 블래더(6)로 공급하고 상기 블래더(6)로부터 배출시키기 위한 구멍(18)을 가지고 있는, 탈수 장치(1). - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유체는 공기인, 탈수 장치(1). - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밸브 시스템(7)을 버터플라이 밸브(7)를 포함하는, 탈수 장치(1). - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용기(2)를 비우기 위해, 상기 용기(2) 내에 수집된 배수된 슬러지에 기본적으로 아래로 향하는 힘을 인가하기 위한 수단(3)을 더 포함하는, 탈수 장치(1). - 용기(2), 및 상기 용기(2) 내에 중심에 위치되는 블래더(6)를 포함하는 탈수 장치(1)를 사용하여 입자를 다량 함유하는 슬러지로부터 액체를 분리하기 위한 방법에 있어서,
주위 압력에 대해 상기 블래더(6) 내의 유체의 바람직한 초과압력이 얻어질 때까지 상기 블래더(6)를 상기 유체로 충전하는 단계,
충전 단계에서, 충전 작동이 중단되는 바람직한 레벨까지 상기 용기(2)를 슬러지(20)로 충전하는 단계,
상기 충전 단계 동안에, 밸브 시스템(7)을 사용하여 상기 블래더(6) 내의 상기 초과압력을 유지함으로써 상기 블래더(6)의 압축을 방지하는 단계,
상기 슬러지(20)의 바람직한 건조도가 얻어질 때까지, 상기 용기(2)의 하나 이상의 액체 투과성 벽(10)을 통한 배수에 의해 상기 용기(2)로부터 액체를 제거하는 단계, 및
배수된 슬러지를 상기 탈수 장치(1)의 하부에 위치한 개방 가능 해치(8)를 통해 비우는 단계
를 포함하는, 분리 방법. - 제7항에 있어서,
상기 용기(2)로부터 액체를 제거하는 단계는, 상기 슬러지(20)를 상기 용기(2)의 상기 액체 투과성 벽(10)을 향해 강제로 보내기 위해 상기 블래더(6)를 팽창시키는 단계를 더 포함하는, 분리 방법. - 제8항에 있어서,
상기 블래더(6)를 팽창시키는 단계는 상기 밸브 시스템(7)을 사용하여 수행되는, 분리 방법. - 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 배수된 슬러지를 비우는 단계는, 상기 용기(2)를 비우기 위해, 상기 용기(2) 내에 수집되는 상기 배수된 슬러지에 기본적으로 아래로 향하는 힘을 인가하는 단계를 더 포함하는, 분리 방법. - 제10항에 있어서,
상기 용기(2) 내에 수집되는 상기 배수된 슬러지에 인가되는 상기 기본적으로 아래로 향하는 힘은 기본적으로 순간적으로 작용하는, 분리 방법.
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