KR20150006832A

KR20150006832A - 청정기 내에 수용된 상등액을 따라 내기 위한 장치

Info

Publication number: KR20150006832A
Application number: KR1020147028615A
Authority: KR
Inventors: 마커스 호프켄
Original assignee: 인벤트 움벨트- 운트 베르파렌스테크닉 아게
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2013-03-20
Publication date: 2015-01-19
Also published as: US20150114892A1; CN104302373B; JP6251727B2; DK2841178T3; KR102070454B1; IL235314B; HUE030075T2; ES2584828T3; JP2015515377A; TW201406440A; CA2871709A1; EP2841178B1; CA2871709C; CN104302373A; WO2013160030A1; BR112014026647B1; DE102012207146A1; US9586161B2; PL2841178T3; MX355383B

Abstract

본 발명은 청정기 (1) 내에 수용된 상등액을 따라 내기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는:
청정기 (1)에 피봇가능하게 부착되고, 물 유입 개구 (6)을 갖는 디캔터 헤드 (5)를 포함하는 디캔터 (2),
상기 청정기 (1)의 바닥 (B)에 대해서 상기 물 유입 개구 (6)을 상승 및 하강시키기 위해서 조절가능한 길이를 갖는 액추에이터 (8)을 통해서 상기 디캔터 (2)에 연결된 피봇 장치 (7),
상기 청정기 (1) 내에 수용된 폐수 (Ab)의 충전 수준 (H1)을 측정하기 위한 제1 측정 장치 (9),
상기 액추에이터 (8)의 길이 (L)을 측정하기 위한 장치,
상기 디캔터 (2)의 물 유입 개구 (6)으로부터 상기 청정기 (1)의 바닥 (B)까지의 거리 (H2)를, 상기 액추에이터 (8)의 길이 (L)을 통해서 측정할 수 있는 평가 장치, 및
상기 피봇 장치 (7)을 조절함으로써, 상기 충전 수준 (H1)과 상기 거리 (H2) 사이의 차이로 인해서 야기되는 물 유입 개구 (6)의 침지 깊이 (E)가 소정 범위 내로 유지되도록 하는 조절기를 포함한다.

Description

청정기 내에 수용된 상등액을 따라 내기 위한 장치 {Device for decanting a supernatant received in a clarifier}

본 발명은 특허청구범위 제1항 전제부에 따른 청정기 내에 수용된 상등액을 따라 내기 위한 장치에 관한 것이다.

이러한 장치는 예를 들어 WO 2008/014856로부터 공지되어 있다.

종래기술에 따르면, 또한 일반적으로 디캔터 (decanter) 헤드에 정수압적 센서 (hydrostatic sensor)를 부착시키는 것이 알려져 있다. 상기 정수압적 센서는 케이블을 통해서 청정기 외부에 제공되는 조절기에 연결된다. 상기 정수압적 센서로부터 전달된 신호들에 따라서 케이블 윈치 (cable winch)를 구동하기 위한 모터는 상기 조절기에 의해서 조절됨으로써, 상기 디캔터 헤드 상에 제공된 물 유입 개구의 침지 깊이가 미리 정해진 범위로 유지된다.

실제에서는, 상기 정수압적 센서가 때때로 고장나거나 또는 상기 정수압적 센서와 조절기 사이에 제공된 케이블이 때때로 손상된다. 케이블에 손상이 가해지는 경우에는, 또한 조절기에도 손상이 가해질 수 있다.

본 발명의 과제는 상기 종래기술에 따른 단점들을 극복하는 것이다. 특히, 청정기 내에 수용된 상등액을 따라 내기 위한 장치가 제공되며, 상기 장치는 고장의 염려가 없고 견고하다. 본 발명의 또 다른 과제에 따르면, 제조상에 있어서 복잡함을 단순화한 장치를 생산하는 것이 가능하다.

상기 본 발명의 목적은 첨부된 특허청구범위 제1항의 특징들에 의해서 달성된다. 본 발명의 바람직한 구현예들은 특허청구범위 제2항 내지 제8항의 특징들로부터 파악될 수 있다.

본 발명에 따르면, 청정기 내에 수용된 상등액을 따라 내기 위한 장치는 하기 특징들을 포함한다:

상기 청정기 내에 수용된 폐수의 충전 수준을 측정하기 위한 제1 측정 장치,

액추에이터 (actuator)의 길이를 측정하기 위한 장치,

디캔터의 물 유입 개구로부터 상기 청정기의 바닥까지의 거리를, 상기 액추에이터의 길이를 통해서 측정할 수 있는 평가 장치, 및

피봇 장치를 조절함으로써, 상기 충전 수준과 상기 거리 사이의 차이로 인해서 야기되는 물 유입 개구 침지 깊이가 소정 범위 내로 유지되도록 하는 조절기.

종래기술과는 대조적으로, 본 발명의 장치에 따르면 디캔터 헤드 상에 정수압적 센서를 제공할 필요성이 없어진다. 결과적으로, 상기 센서 때문에 야기되는 종래 통상적인 장치들의 고장 취약성 또는 수리 문제를 해결할 수 있다. 본 발명에 따른 장치는 단순한 구조를 가지며, 견고하고, 고장에 취약하지 않다. 본 발명에 따른 장치를 사용할 경우, 침지 깊이를 측정하기 위해서 필요한 모든 패러미터들이 측정 장치에 의해서 측정될 수 있으며, 이러한 측정 장치는 청정기 내에 수용된 폐수 외부에 장착된다. 청정기 내에 수용된 폐수를 통한 바람직하지 않은 케이블의 배치 필요성이 생략된다. 본 발명에 따른 장치는 생산 및 조립이 복잡하지 않다는 특징을 갖는다.

조절가능한 길이를 갖는 액추에이터는 유압적으로 조절가능한 파이프, 예를 들어 스핀들 드라이브 (spindle drive) 등에 의해서 조절가능한 액추에이터일 수 있다. 특정 바람직한 구현예에 따르면, 상기 액추에이터는 하기 군으로부터 선택된다: 케이블, 벨트, 체인. 이 경우, 피봇 장치는 그러한 액추에이터를 수용하기 위한 윈치 (winch)를 포함한다. 상기 윈치를 구동하기 위해서, 전기 모터 또는 유압 모터가 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 액추에이터 및 피봇 장치는 견고하며, 고장에 취약하지 않고, 또한 상대적으로 저렴에 가격에 구입가능하다.

특히, 벨트를 사용함으로써, 상기 윈치의 제1 폭이 대략 상기 벨트의 제2 폭에 부합하고, 이에 의해서 벨트가 상기 윈치 상에 실질적으로 크기와 형태가 동일하게 수용된다. 벨트 및 이에 부합하는 윈치를 사용함으로써, 재현가능하게 감기 (winding) 및 풀기 (unwinding)를 수행할 수 있다. 따라서, 물 유입 개구의 침지 깊이를 특히 정교하게 조절할 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 액추에이터의 길이를 측정하기 위한 장치는 상기 윈치의 회전 각도를 측정하기 위한 제2 측정 장치를 포함한다. 그러한 측정 장치는 통상적으로 구입가능하다. 예를 들어, 상기 측정 장치는 모터, 적당한 경우에는 상기 모터의 하류에 제공된 기어링 (gearing), 또는 상기 윈치 자체 상에 제공될 수 있다. 상기 제2 측정 장치는, 예를 들어 천공된 또는 슬릿화된 디스크 및 광학 검출기를 포함하며, 이를 통해서, 상기 천공된 또는 슬릿화된 디스크가 회전하는 경우에는, 정해진 개수의 구멍들 또는 슬릿들로부터 회전의 각도가 측정될 수 있다. 다른 적당한 측정 장치들은, 예를 들어, 자성 표시를 구비한 디스크 및 이에 부합되는 검출기 등을 포함한다. 운동 센서의 사용, 예를 들어 자이로 센서 등을 사용하는 것도 생각해볼 수 있다.

액추에이터 각각의 길이는 회전의 각도를 측정함으로써 결정할 수 있다. 회전의 각도 및 상기 각도로 부터 결정된 액추에이터의 길이는 다시 거리에 대응된다. 예를 들어, 벨트 및 윈치를 사용하는 경우, 회전의 각도와 액추에이터의 길이 또는 거리 사이에는 선형 관계가 성립되지 않는다. 이 경우, 평가 장치 내에 대응되는 보정 함수가 저장되며, 이러한 보정 함수를 사용하여 측정된 회전의 각도로부터 각각의 거리가 결정될 수 있다. 이러한 보정 함수는 고정적으로 정의된 것일 수 있다. 그러나, 상기 보정 함수는 디캔터의 최대 및 최소 피봇 위치를 측정함으로써 현장에서 계산되어 평가 장치 내에 저장될 수도 있다. 따라서, 특히 단순한 방식에 의해서 조절기를 각각의 조건에 맞출 수 있다. 상기 평가 장치는 침지 깊이가 조절될 수 있도록 조절 스테이지를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예에 따르면, 상기 조절기는 제1 스위칭 기능을 포함하며, 이에 의해서 디캔터 헤드에 대해서 미리 정해진 상부 위치에 도달하게 되면 피봇 장치의 구동이 중단된다. 또한, 상기 조절기는 제2 스위칭 기능을 포함하며, 이에 의해서 디캔터 헤드에 대해서 미리 정해진 하부 위치에 도달하게 되면 피봇 장치의 구동이 중단된다. 스위칭 기능은, 예를 들어 프로그램될 수 있다. 그러나, 디캔터 헤드의 상부 및 하부 위치를 탐지하기 위한 적당한 스위칭 요소들이 제공될 수도 있다. 본 발명에 따른 스위칭 기능들에 의해서, 디캔터에 대해서 미리 정해진 피봇 범위 밖에서 피봇이 구동되는 것을 안전하고 신뢰성 있게 방지할 수 있다. 이러한 사항은 장치의 고장에 대한 취약성을 더욱 개선할 수 있다.

본 발명의 예시적인 구현예들은 하기 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명되며:
도 1은 본 발명에 따른 장치의 평면도를 도시한 것이고,
도 2는 도 1의 A-A 선에 따른 단면도이고,
도 3은 조절기의 블록 다이어그램을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 윈치의 회전 수에 대한 액추에이터의 길이를 개략적으로 도시한 그래프이고,
도 5는 윈치의 회전 수에 대한 거리를 개략적으로 도시한 그래프이다.

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 및 2에서, 디캔터 2는 청정기 1 내의 피봇 베어링 3 상에서 그 일 말단이 피봇식으로 (pivotally) 고정된다. 상기 디캔터 2는 상기 피봇 베어링 3으로부터 연장되는 파이프 4 및 상기 파이프 4의 제2 말단에 배치되어 그에 수직하게 연장되는 디캔터 헤드 5를 포함한다. 상기 디캔터 헤드 5는, 상기 청정기 1의 바닥 B를 향하는 하면에, 릿-형태 (lit-shaped)의 물 유입 개구 6을 갖는다. 도면 부호 7은 윈치를 나타내며, 여기에는 상기 디캔터 헤드 5에 연결된 케이블 8이 수용된다. 도면 부호 L은 액추에이터의 길이 또는 상기 케이블 8의 길이를 나타낸다. 상기 길이 L은 디캔터 헤드 5와 피봇 장치 또는 윈치 7 사이의 각각의 거리를 나타낸다.

도면 부호 9는 청정기 1 내에 수용된 폐수 Ab의 충전 수준 H1을 측정하기 위한 제1 측정 장치를 나타낸다. 상기 제1 측정 장치는 초음파 또는 레이더 측정 장치일 수 있다. 상기 물 유입 개구 6과 바닥 B 사이의 거리는 도면 부호 H2로 표시된다. 도면 부호 E로 표시된 물 유입 개구 6의 침지 깊이 E는 충전 높이 H1과 거리 H2 사이의 차이값으로부터 계산된다. 침지 깊이는 바람직하게는, 실제 적용면에서, 30 내지 80 cm의 범위, 바람직하게는 40 내지 70 cm의 범위 내로 유지된다.

도 3은 조절기 S의 블럭 다이어그램을 개략적으로 도시한 것이다. 상기 조절기 S는 통상적인 프로세스 컴퓨터 조절기일 수 있다. 도면 부호 10은 제2 측정 장치를 나타내며, 이에 의해서 윈치 7의 회전의 각도가 측정되어 조절기 S로 송신된다. 충전 높이 H1은 제1 측정 장치 9로 측정되며, 대응되는 신호 역시 조절기 S로 송신된다.

조절기 S에 의해서, 제2 측정 장치 10으로 측정된 회전의 각도로부터, 거리 H2가 결정된다. 더 나아가, 충전 수준 H1과 거리 H2 사이의 차이값이 조절기 S에 의해서 계산된다. 그로부터 주어진 침지 깊이 E를 침지 깊이 E의 미리 정해진 수치와 비교하게 된다. 이러한 비교로부터 얻어진 결과에 따라서, 윈치 7을 구동시키기 위해서 제공된 모터 M이 구동됨으로써, 상기 침지 깊이 E가 상기 침지 깊이 E에 대해서 미리 정해진 수치로 세팅된다.

도 4는 윈치 7의 회전수 U에 대해서 케이블 8 또는 액추에이터의 풀린 길이 L을 개략적으로 도시한 것이다. 윈치 7의 회전수 U가 감소함에 따라서, 그 직경은 그에 감긴 케이블 8로 인해서 증가하게 된다. 케이블 8의 길이 L은 회전수 U가 증가함에 따라서 윈치 7의 회전수 U 당 감소한다.

도 5는 액추에이터 8의 길이 L에 대한 거리 H2를 개략적으로 도시한 것이다. 상기 거리 H2 및 액추에이터의 길이 L은 서로에 대해서 삼각함수 관계를 갖는다.

도 4 및 5에 도시된 함수들을 사용하여, 윈치 7의 각각의 회전 각도로부터 거리 H2를 결정할 수 있다. 도 4 및 5에서, 각각의 회전 각도는 윈치 7의 회전수를 360°로 곱함으로써 얻어진다.

1 청정기
2 디캔터
3 피봇 베어링
4 파이프
5 디캔터 헤드
6 물 유입 개구
7 윈치
8 케이블
9 제1 측정 장치
10 제2 측정 장치
Ab 폐수
B 바닥
E 침지 깊이
H1 충전 수준
H2 거리
L 길이
M 모터
S 조절기

Claims

청정기 (1)에 피봇가능하게 부착되고, 물 유입 개구 (6)을 갖는 디캔터 헤드 (5)를 포함하는 디캔터 (2), 및
상기 청정기 (1)의 바닥 (B)에 대해서 상기 물 유입 개구 (6)을 상승 및 하강시키기 위해서 조절가능한 길이를 갖는 액추에이터 (8)을 통해서 상기 디캔터 (2)에 연결된 피봇 장치 (7)를 포함하는,
청정기 (1) 내에 수용된 상등액을 따라 내기 위한 장치로서,
상기 청정기 (1) 내에 수용된 폐수 (Ab)의 충전 수준 (H1)을 측정하기 위한 제1 측정 장치 (9),
상기 액추에이터 (8)의 길이 (L)을 측정하기 위한 장치,
상기 디캔터 (2)의 물 유입 개구 (6)으로부터 상기 청정기 (1)의 바닥 (B)까지의 거리 (H2)를, 상기 액추에이터 (8)의 길이 (L)을 통해서 측정할 수 있는 평가 장치, 및
상기 피봇 장치 (7)을 조절함으로써, 상기 충전 수준 (H1)과 상기 거리 (H2) 사이의 차이로 인해서 야기되는 물 유입 개구 (6)의 침지 깊이 (E)가 소정 범위 내로 유지되도록 하는 조절기
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 청정기 (1) 내에 수용된 상등액을 따라 내기 위한 장치.
제1항에 있어서, 상기 액추에이터 (8)은 케이블, 벨트 및 체인으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 피봇 장치는 상기 액추에이터 (8)을 수용하기 위한 윈치 (7)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 윈치 (7)을 구동시키기 위해서 전기 모터 (M) 또는 유압식 모터가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 벨트를 사용함으로써, 상기 윈치 (7)의 제1 폭이 대략 상기 벨트의 제2 폭에 부합하고, 이에 의해서 상기 벨트가 상기 윈치 (7) 상에 실질적으로 크기와 형태가 동일하게 수용되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액추에이터 (8)의 길이 (L)을 측정하기 위한 장치가 상기 윈치 (7)의 회전의 각도를 측정하기 위한 장치 (10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평가 장치는 상기 침지 깊이 (E)가 조절될 수 있도록 조절 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절기 (S)가 제1 스위칭 기능을 포함하며, 이에 의해서 상기 디캔터 헤드 (5)에 대해서 미리 정해진 상부 위치에 도달하게 되면, 상기 피봇 장치 (7)의 구동이 중단되는 것을 특징으로 하는 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조절기 (S)가 제2 스위칭 기능을 포함하며, 이에 의해서 상기 디캔터 헤드 (5)에 대해서 미리 정해진 하부 위치에 도달하게 되면, 상기 피봇 장치 (7)의 구동이 중단되는 것을 특징으로 하는 장치.