KR20130125572A - 고농도농축액 이물질 분리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이물질이 함유된 고농도농축액이 수집된 수집탱크(1)에서 고압으로 히드로사이클론측면유입구(12)를 통해 유입되는 히드로사이클론(10)과, 상기 히드로 사이클론(10)에서 처리된 고농도농축액이 배출되는 히드로사이클론상부출구(11-1)와, 상기 히드로사이클론상부출구(11-1)을 통해 수집되는 처리된 고농도농축책탱크(3)와, 상기 히드로사이클론(10)에서 처리되어 이물질이 함유된 고농도 농축액을 히드로사이클론하부출구(13-1)를 통해 수집되는 이물질이 함유된 고농도농축액탱크(4)로 구성되며,
상기 히드로사이클론(10)은 상하부의 직경이 좁고 중앙부의 직경이 넓은 원통형상이며, 히드로사이클론상부(11)와, 상기 히드로사이클론상부(11)의 하부에 설치된 히드로사이클론하부(13)와, 상기 히드로사이클론상부(11)과 히드로사이클론하부(13)의 사이에 설치된 격판(15)으로 구성된 고농도농축액 이물질 분리장치에 관한 것이다.

Description

고농도농축액 이물질 분리장치 {Improved English Keypad and its Input Method}

본 발명은 히드로사이클론을 이용한 펄프와 같은 고농축액에 함유된 이물질을 분리하는 고농도농축액 이물질 분리장치에 관한 것이다.

고농축액의 일종인 펄프, 제지용원료 또는 섬유등의 용액중에서 미세한 조각의 수피(樹皮), 피치, 결속섬유, 플라스틱 등과 같은 가벼운 고형의 미립 이물질이나, 미용해섬유, 모래입자, 스케일등과 같은 무거운 고형의 미립이물질을 분리 제거하는 데는 번거롭고 값비싼 설비가 필요하게 된다.

특히 최근에 와서, 비닐, 폴리우레탄, 폴리카아보네이트, 폴리에틸렌 등이 플라스틱이나 라미네이트 물질등이 원목, 칩, 펄프 등에 혼입되는 일이 많고, 이들 혼입물이 리파이너(refiner)에 의해 미세한 조각으로 파쇄 분산되어 가벼운 미립이물질로서 섬유에 혼입 되면, 분리는 매우 곤란해진다. 만약 이와 같은 가벼운 고형 미립이물질등을 확실하게 분리제거 시키지 않는다면 양질의 종이를 제조할 수가 없게 된다.

또, 무거운 고형 미립이물질도 원액으로부터 완전하게 제거시키지 않게 되면, 종이의 질이 불량해질 뿐만 아니라 와이어로울 등에 마모나 손상이 발생하게 된다.

국내공개특허공보 공개번호 제1019890701219 (19891219)호에는 분리시킬 액체 혼합물을 유입하는 입구를 가진 반응챔버를 지니고 있는 히드로사이클론, 저밀도의 액체 혼합성분을 배출시키는 오우버플로우 출구와 고밀도의 액체혼합성분을 배출시키는 언더플로우출구 및 언더플로우 출구로부터 배출되는 출구 물질을 수용하기위해 결합시킨 부유장치로 구성되는 분리장치가 공개되어 있고,

국내등록특허공보 등록번호 제1003315940000(20020325)호에는 액체의 이동 경로에 위치되는 분리 판넬(13), 액체의 흐름에 대해 닫힌 면(20)을 제공하고, 이동의 방향으로 기울어진 각도에서 거기로 진입된 고체물질이 판넬(20)의 표면을 따라 이동하도록 유도하는 사이에 액체가 판넬을 통과하는 다수의 구멍(21)을 갖는 액체의 이동 방향의 판넬, 판넬의 면이 자체 정화되도록 하는 배치를 포함하는 액체의 에너지를 사용하여 흐름 액체로부터 고체의 분리 방법이 기재되어 있으며,

동 공보 등록번호 제1000139470000(19830315)호에는 외주벽과 내주벽 사이에 형성된 환형공간내에 피처리액을 선회하도록 유입시켜서 되는 액체에서 고형이물을 분리하는 장치에 있어서 전기 외주벽(11)과 내주벽(12)에 의하여 정해지는 폭의 환형공간(13)을 형성하고 이 환형공간의 상부에 외부에서 내부로 향하여 나선형으로 하측으로 연장되는 피처리액 유입로(14)를 형성하여 이루어진 상부 구조를 가지고, 피처리액에 속도 에너지를 주며, 또한 수위 아래까지 나선형으로 하강하는 각형단면의 수속에 관성을 주어서 피처리액 유입을 행하도록 한 것을 특징으로 하는 액체에서 고형이물질을 분리하는 장치가 공개되어 있고,

동 공보 등록번호 제10-0015105호에는 고밀도 성분인 물층에 저밀도 성분인 유분 층이 소적의 형태로 존재하고 있는 유체 혼합물에서 유분 성분과 물 성분을 분리하기 위한 액체 분리기는, 분리용 챔버(25)를 가진 히드로사이클론(10) 및 상기 유체 혼합물중에 잔류하고 있는 저밀도 성분을 고밀도 성분으로부터 제거하기 위한 필터 장치(100)를 포함하며, 상기 히드로사이클론(10)에 포함되어 있는 분리용 챔버(25)는 분리하고자 하는 유체 혼합물을 주입하기 위한 주입구(30), 상기 혼합물중 저밀도 성분을 배출하기 위한 오우버플로우 배출구(32) 및 상기 혼합물중 고밀도 성분을 배출하기 위한 언더플로우 배출구(23)를 구비한 것이며, 상기 필터 장치(100)는 언더플로우 배출구(23)로부터의 배출물을 수용하도록 이 언더플로우 배출구(23)에 결합되어 있음으로써, 이 배출구로부터 배출된 고밀도 성분의 혼합물과 접하고 있는 필터 장치(100)내로 상기 오우버플로우 배출구(32)로부터 배출된 저밀도 성분은 통과하지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 분리기가 기재되어 있으며,

동 공보 등록번호 제1002399350000(19991023)호에는 (I) 스트림의 상부로 유도된 나선상 유동을 발생시키기 위하여 수직으로 배열된 개구 상부 원통형 챔버(12)로, 이 챔버에 접선적으로 경사를 이루면서 그 하부선단 가까이에 슬러리의 스트림을 도입하는 공정, (II) 챔버선단(20)으로 부터 하방으로 연장하는 슬러리에 소용돌이(80)를 발생시키기에 충분한 부피 및 압력에서 스트림을 도입하는 공정, (III) 적어도 한부분의 그 상부 이행 동안에 챔버내부벽(68)을 통하여 스트림으로 공기를 도입하는 공정, (IV) 원심부유선광법에 의하여 입자분리를 하는 챔버에서의 체류시간을 제공하기에 충분한 높이의 챔버(12)를 사용하여 챔버 상부 선단에서 스트림이 소용돌이로 발전하는 공정, (V) 개구선단을 둘러싸는 배수조(24)로 개구선단(20)에서 외부로 소용돌이 스트림을 유도하여 배수조의 주위 단부(28)를 향하여 공기 기포가 부유하도록 하는 공정, (VI) 배수조의 상부구역으로 부터 가벼운 소수성입자를 수반하여 외부로 부유하는 공기 기포를 수집하며, 배수조의 하부구역으로 부터 무거운 입자가 가라앉도록 하여 분리시키는 공정, 으로 이루어진 습윤입자 분리용 장치 및 방법이 기술되어 있고,

동 공보 등록번호 제1000279420000 (19890609)호에는 폐지를 분쇄하는 단계, 체분류기 및/또는 사이클론내에서 분류에 의해 형성된 섬유질 현탁액을 깨끗하게 하는 단계, 그리고 그 현탁액으로부터 부유법 또는 세척, 그리고 필요하다면 표백에 의해 인쇄용 잉크를 분리하는 단계로 이루어지고 정정단계와 인쇄용 잉크-분리 단계 사이에서 현탁액을 15%이상 구성되는 농도로 강력한 섬유 분쇄능력을 가진 장치내에서 혼합 공정내에 도입하고, 이 장치내에서 현탁액에 85이상의 온도로 열을 가하고, 열지속시간이 실질적으로 섬유질현탁액이 분쇄장치를 통과하는 시간과 최대한 같으며, 그 후에 현탁액이 다음 부유 또는 세척단계에서 사용하기 적합한 농도로 희석시킴을 특징으로 하는 폐지, 특히 인쇄용 잉크가 제거된 섬유물질로부터 섬유질 물질을 제조하는 방법이 공개되어 있음을 알 수 있다.

상기와 같은 종래의 히드로사이클론은 불순물로 인하여 내벽의 마모가 심해 자주 히드로사이클론을 보수해야 하는 문제점이 본 발명이 해결하고자 하는 과제인 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 히드로사이클론 내에 격판의 홈과 테두리관통공과, 격판의 중앙에 설치된 중앙관통관과, 격판의 하부에 설치된 회전정지판을 설치하여 원심력을 더 활성화시켜, 이물질은 하부로 이물질이 제거된 고농도액은 상부로 신속하게 이동하도록 하는 고농도농축액 이물질 분리장치를 제공하는 것이 본 발명이 이루고자 하는 과제해결 수단인 것이다.

본 발명은 격판의 홈과 테두리관통공과, 격판의 중앙에 설치된 중앙관통관과, 격판의 하부에 설치된 회전정지판에 의해 사이클론효과를 극대화 하여, 액체 중에 혼합되어 있는 미립이물질의 분리효율을 높게 하였고, 격판의 테두리통공을 3개 설치하여 에너지 소모를 가급적 저하시켜, 에너지 절약을 이룰 수가 있는 효과가 있는 것이다.

도1 본 발명의 고농도농축액 이물질 분리장치 전체도
도2 본 발명의 히드로사이클론 상세도
도3 본 발명의 격판 상세도
도4 본 발명의 격판 측면 상세도
측단면도(4A), 측면도(4B)
도5 본 발명의 격판몸체 상세도
도6 본 발명의 회전정지판 상세도

본 발명은 이물질이 함유된 고농도농축액이 수집된 수집탱크(1)에서 고압으로 히드로사이클론측면유입구(12)를 통해 유입되는 히드로사이클론(10)과, 상기 히드로 사이클론(10)에서 처리된 고농도농축액이 배출되는 히드로사이클론상부출구(11-1)와, 상기 히드로사이클론상부출구(11-1)을 통해 수집되는 처리된 고농도농축책탱크(3)와, 상기 히드로사이클론(10)에서 처리되어 이물질이 함유된 고농도 농축액을 히드로사이클론하부출구(13-1)를 통해 수집되는 이물질이 함유된 고농도농축액탱크(4)로 구성되며,

상기 히드로사이클론(10)은 상하부의 직경이 좁고 중앙부의 직경이 넓은 원통형상이며, 히드로사이클론상부(11)와, 상기 히드로사이클론상부(11)의 하부에 설치된 히드로사이클론하부(13)와, 상기 히드로사이클론상부(11)과 히드로사이클론하부(13)의 사이에 설치된 격판(15)으로 구성된 고농도농축액 이물질 분리장치에 관한 것이다.

본 발명의 히드로사이클론(10)은 히드로사이클론상부(11), 격판(15) 및 히드로사이클론하부(13)세 개의 부품으로 구성되며, 히드로사이클론상부프랜지(11-5), 격판고정통공(158), 히드로사이클론하부프랜지(13-5)를 볼트 및 너트로 연결된 구조이며, 고농도 농축액을 히드로사이클론(10)에 유입시켜, 와류에 의해 가벼운(저밀도)의 농축액은 상부 출구로 배출시키고, 이물질과 무거운 고농도 농축액은 하부로 배출시키는 방법인 것이다.

이때, 히드로사이클론(10)내부에서 와류의 형성을 상승시키기 위해 히드로사이클론(10)의 중간에 설치된 격판(15)의 격판중앙관통관(151)과, 상기 격판중앙관통관(151)의 외부에 나선형으로 설치된 격판중앙관통관 외부나선형가이드(152)를 설치하였고, 무거운 이물질 및 고농도농축액이 격판몸체(150)에 설치된 3개의 격판홈을 따라 하부로 이동시 각각의 격판홈(153)은 a 부분에서 b부분까지 완만하게 경사지게 하고, 끝부분에 하부유입통공(155)이 구비되게 하여 낙하를 원활하게 하였으며, 또 히드로사이클론하부(13)로 유입시 유입된 이물질 및 고농도농축액은 3개의 하부유입통공(155)의 하부에 각각 설치된 회전정지판(16)에 의해의 회전을 방해하여 낙하를 원활하게 하였으며, 또 냉각수를 유입시켜 고농도농축액을 희석시켜 가벼워진 처리액이 격판중앙관통관(151)을 통해 상부로 유출시키도록 도와주도록 구조를 개량하였다.

그렇게 하여 상부로 상승된 처리된(가벼운) 고농도농축액은 히드로사이클론상부출구(11-1)를 통해 처리된 고농도농축액탱크(3)에 수집되고, 하부로 낙하된 이물질 및 고농도농축액은 히드로사이클론하부출구(13-1)을 통해 고농도농축액탱크(4)로 수집되고, 필요에 따라 다시, 히드로사이클론측면유입구(12)로 바이패스시켜 재처리 할 수도 있다.

이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 본 발명의 고농도농축액 이물질 분리장치 전체도, 도2 본 발명의 히드로사이클론 상세도, 도3 본 발명의 격판 상세도, 도4 본 발명의 격판 측면 상세도, 측단면도(4A), 측면도(4B), 도5 본 발명의 격판몸체 상세도, 도6 본 발명의 회전정지판 상세도를 도시한 것이며, 수집탱크(1), 처리된 고농도농축액탱크(3), 이물질이 함유된 고농도농축액탱크(4), 히드로사이클론(10), 히드로사이클론상부(11), 히드로사이클론상부출구(11-1), 히드로사이클론상부프랜지(11-5), 히드로사이클론측면유입구(12), 히드로사이클론하부(13), 히드로사이클론하부출구(13-1), 히드로사이클론하부프랜지(13-5), 격판(15), 회전정지판(16), 격판몸체(150), 격판중앙관통관(151), 격판중앙관통관외부나선형가이드(152), 격판홈(153), 하부유입통공(155), 격판고정통공(158), 회전정지판몸체(160), 회전정지판중앙부(161), 회전정지판끝단부(162), 냉각수주입관(200)을 나타낸 것임을 알 수 있다.

구조를 살펴보면, 도 1내지 도6에 도시된 바와 같이 본 발명의 고농도 농축액 이물질 분리장치는 이물질이 함유된 고농도농축액이 수집된 수집탱크(1)에서 고압으로 히드로사이클론측면유입구(12)를 통해 유입되는 히드로사이클론(10)과, 상기 히드로 사이클론(10)에서 처리된 고농도농축액이 배출되는 히드로사이클론상부출구(11-1)와, 상기 히드로사이클론상부출구(11-1)을 통해 수집되는 처리된 고농도농축책탱크(3)와, 상기 히드로사이클론(10)에서 처리되어 이물질이 함유된 고농도 농축액을 히드로사이클론하부출구(13-1)를 통해 수집되는 이물질이 함유된 고농도농축액탱크(4)로 구성되며, 상기 히드로사이클론(10)은 도2에 도시된 바와 같이, 상하부의 직경이 좁고 중앙부의 직경이 넓은 원통형상이며, 히드로사이클론상부(11)와, 상기 히드로사이클론상부(11)의 하부에 설치된 히드로사이클론하부(13)와, 상기 히드로사이클론상부(11)과 히드로사이클론하부(13)의 사이에 설치된 격판(15)으로 구성되며, 상기 히드로사이클론상부(11)는 상부 중앙 끝단부에 설치된 상부출구(11-1)와, 하부 끝단부에 설치된 히드로사이클론상부프랜지(11-5)와, 일측면에 설치된 히드로사이클론측면유입구(12)로 구성되고, 상기 히드로사이클론하부(13)는 상부에 설치된 히드로사이클론하부프랜지(13-5)와, 하부 끝단부에 설치되어 이물질이 함유된 고농도 농축액을 히드로사이클론하부출구(13-1)와, 중간 일측면에 설치되어 냉각수를 주입하는 냉각수주입관(200)으로 구성되며, 상기 격판(15)은 도3 및 도4에 도시된 바와 같이, 격판몸체(150)와, 상기 격판몸체(150)의 중앙통공에 상부로 연장되어 설치된 격판중앙관통관(151)과, 상기 격판중앙관통관(151)의 외부에 나선형으로 상하로 설치된 격판중앙관통공외부나선형가이드(152)와, 상기 격판중앙관통관(151)과 테두리 사이에 일정간격 이격되어 설치된 3개의 하부유입통공(155)과, 상기 각각의 하부유입통공(155) 전면에 설치되며, 홈의 a 쪽에서 b 쪽으로 갈수록 경사진 3개의 격판홈(153)과, 상기 격판(15)의 하부에 설치된 회전정지판(16)로 구성되고, 상기 회전정지판(16)는 도6에 도시된 바와 같이, 상기 격판테두리통공(155)의 하부 테두리를 감싸도록 설치되며, 회전정지판몸체(160)와, 상기 회전정지판몸체(160)의 일측은 중앙부에 위치되며, 다른 일측은 히드로사이클론하부(13)의 내부벽체쪽에 위치되며 격판테두리통공(155)의 하부를 감싸도록 반원형으로 휘어진 형태의 회전정지판끝단부(162)로 구성된 구조임을 알 수 있다.

사용방법을 설명하면, 펌프로 이물질이 함유된 고농도농축액이 수집된 수집탱크(1)를 고압으로 히드로사이클론측면유입구(12)를 통해 히드로사이클론(10)의 히드로사이클론상부(11)로 유입시키면, 히드로사이클론상부(11) 내부에서 와류가 형성됨과 동시에 설치된 격판(15)의 격판중앙관통관(151)에 부딪쳐 중량이 있는 물질은 격판몸체(150)에 설치된 3개의 하부유입통공(155)을 통해 히드로사이클론하부(13)로 유입되고, 가벼운 고농도농축액은 상부로 이동되며 또 일부는 격판중앙관통관(151)의 테두리 외부에 나선형으로 설치된 격판중앙관통관외부나선형가이드(152)를 통해 상승되어 히드로사이클론상부출구(11-1)로 배출되고, 히드로사이클론상부출구(11-1)로 배출되어 처리된 고농도농축액탱크(3)로 수집되며, 히드로사이클론하부(13)에 유입된 이물질이 함유된 무거운 고농도농축액 냉각수주입관(200)에서 주입되는 냉각수에 의해 희석됨과 동시에 이물질과 고농도농축액이 분리되며, 희석된 가벼운 희석농축액은 격판중앙관통관(151)을 통해 상부로 상승하여, 히드로사이클론상부출구(11-1)로 배출되어 처리된 고농도농축액탱크(3)로 수집되며, 이물질과, 고농도농축액은 히드로사이클론하부(13)로 낙하되어 히드로사이클론하부출구(13-1)을 통해 이물질이 함유된 고농도농축액탱크(4)에 수집되는 원리를 이용하여 사용하는 방법인 것이다.

수집탱크(1), 처리된 고농도농축액탱크(3), 이물질이 함유된 고농도농축액탱크(4), 히드로사이클론(10), 히드로사이클론상부(11), 히드로사이클론상부출구(11-1), 히드로사이클론상부프랜지(11-5), 히드로사이클론측면유입구(12), 히드로사이클론하부(13), 히드로사이클론하부출구(13-1), 히드로사이클론하부프랜지(13-5), 격판(15), 회전정지판(16), 격판중앙관통관(151), 격판중앙관통관외부나선형가이드(152), 격판홈(153), 하부유입통공(155), 격판고정통공(158), 회전정지판몸체(160), 회전정지판중앙부(161), 회전정지판끝단부(162), 냉각수주입관(200).

Claims (3)

1. 고농도 농축액 이물질 분리장치에 있어서, 이물질이 함유된 고농도농축액이 수집된 수집탱크(1)에서 고압으로 히드로사이클론측면유입구(12)를 통해 유입되는 히드로사이클론(10)과, 상기 히드로 사이클론(10)에서 처리된 고농도농축액이 배출되는 히드로사이클론상부출구(11-1)와, 상기 히드로사이클론상부출구(11-1)을 통해 수집되는 처리된 고농도농축책탱크(3)와, 상기 히드로사이클론(10)에서 처리되어 이물질이 함유된 고농도 농축액을 히드로사이클론하부출구(13-1)를 통해 수집되는 이물질이 함유된 고농도농축액탱크(4)로 구성되며, 상기 히드로사이클론(10)은 상하부의 직경이 좁고 중앙부의 직경이 넓은 원통형상이며, 히드로사이클론상부(11)와, 상기 히드로사이클론상부(11)의 하부에 설치된 히드로사이클론하부(13)와, 상기 히드로사이클론상부(11)과 히드로사이클론하부(13)의 사이에 설치된 격판(15)을 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 고농도 농축액 이물질 분리장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 히드로사이클론상부(11)는 상부 중앙 끝단부에 설치된 상부출구(11-1)와, 하부 끝단부에 설치된 히드로사이클론상부프랜지(11-5)와, 일측면에 설치된 히드로사이클론측면유입구(12)로 구성되고,
   상기 히드로사이클론하부(13)는 상부에 설치된 히드로사이클론하부프랜지(13-5)와, 하부 끝단부에 설치되어 이물질이 함유된 고농도 농축액을 히드로사이클론하부출구(13-1)와, 중간 일측면에 설치되어 냉각수를 주입하는 냉각수주입관(200)으로 구성되어 있음을 특징으로 하는 고농도 농축액 이물질 분리장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 격판(15)은 격판몸체(150)와, 상기 격판몸체(150)의 중앙통공에 상부로 연장되어 설치된 격판중앙관통관(151)과, 상기 격판중앙관통관(151)의 외부에 나선형으로 상하로 설치된 격판중앙관통공외부나선형가이드(152)와, 상기 격판중앙관통관(151)과 테두리 사이에 일정간격 이격되어 설치된 3개의 하부유입통공(155)과, 상기 각각의 하부유입통공(155) 전면에 설치되며, 홈의 a 쪽에서 b 쪽으로 갈수록 경사진 3개의 격판홈(153)과, 상기 격판(15)의 하부에 설치된 회전정지판(16)로 구성되고, 상기 회전정지판(16)는 상기 격판테두리통공(155)의 하부 테두리를 감싸도록 설치되며, 회전정지판몸체(160)와, 상기 회전정지판몸체(160)의 일측은 중앙부에 위치되며, 다른 일측은 히드로사이클론하부(13)의 내부벽체쪽에 위치되며 격판테두리통공(155)의 하부를 감싸도록 반원형으로 휘어진 형태의 회전정지판끝단부(162)를 포함하여 구성되어 있음을 특징으로 하는 고농도 농축액 이물질 분리장치.
   

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