KR20170039208A - 가압수송장치에서 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트 - Google Patents

가압수송장치에서 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트 Download PDF

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KR20170039208A
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Abstract

가압수송장치에서 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트가 기술되어 있다. 좀 더 구체적으로, 재료의 배출을 돕도록 가압수송장치에 사용되는 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트가 기술되어 있다.

Description

가압수송장치에서 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트{ADJUSTABLE MULTI-HOLE ORIFICE PLATE IN A PNEUMATIC CONVEYING APPARATUS}
본 발명은 가압수송장치(a pneumatic conveying apparatus)에서 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트(an adjustable multi-hole orifice plate)에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 재료의 배출(discharge)을 돕는데 사용되어질 수 있는 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트에 관한 것이다.
가압수송용기(pneumatic conveying vessels)로부터 재료의 배출을 돕기 위하여, 최종 배송 지점 가스(the final delivery point gas )까지 분배 매니폴드(a distribution manifold )를 통하여 용기의 여러 지점으로 공급되어진다. 시험 데이터 및 지식으로부터 매니폴드를 통하여 분리된 가스가 계산되어질 수 있다.
오리피스 플레이트들은 가스 분배 매니폴드를 ㅌ오하여 가스의 유동을 제어하기 위하여 사용되어진다. 오리피스 플레이트에 요구된 홀의 수와 크기는 실생활 데이터(real life data) 및 아래의 수학적 계산을 사용하여 계산될 수 있다: 가스 유량(체적/사간); 오리피스 면적(면적) 및 가스 속도(거리/시간).
계산은 재료를 수송하기에 필요한 이론적 영역, 따라서 홀의 크기 및 수를 제공한다. 보통, 운전 동안에 수송할 재료를 얻기 위하여 매니폴드를 통하여 공기 분배에 대해 조정이 이루어져야 한다. 이것은 오리피스 플레이트에서 홀의 수를 변화시키는 것에 의해 달성되어진다.
오리피스 플레이트에서 홀의 수의 변경은 홀의 수를 감소시키기 위하여 현재의 홀 위에서 강철 플레이트에서 추가적인 홀의 드릴링 또는 용접에 의해 보통 이루어진다. 가압수송용기들이 처리 공장(process plants)에 위치하고 있기 때문에 시스템 위의 어떤 작업이 일하도록 허가 아래서 수행되어지고, 어떤 수정들은 용기에 공장의 다른 측에 있을 수 있는 작업장에서 수행되어진다. 종래 기술의 장치를 수정하는 것은 따라서 시간 소비가 많으면서 전문가 공구를 요구한다.
조정 가능한 유동 제어 방법을 사용하는 종래 기술의 장치들은 종종 어떤 예를 들어 바늘 또는 이동식 플러그의 제한장치(a restrictor)를 가진 단일 홀(a single hole)을 사용한다. 그런 장치들은 단점을 가지고 있다.
앞에 언급된 문제점들의 적어도 하나 이상을 배제하거나 완화시키는 것이 본 발명의 적어도 한 측면의 목적이다.
가압수송장치로부터 재료의 배출을 도우기 위한 개선된 오리피스 플레이트를 제공하는 것이 본 발명의 적어도 한 측면의 또 다른 목적이다.
본 발명의 제1 측면에 따라 가압수송장치는:
앞 플레이트와 뒤 플레이트를 가진 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트(an adjustable multi-hole orifice plate);
앞 플레이트는 일련의 방사상 개구부 또는 슬롯(a series of radial apertures or slots)을 가지고, 뒤 플레이트는 일련의 홀을 가지며; 그리고
앞 및/또는 뒤 플레이트는 홀을 폐쇄 및 노출하도록 회전되어질 수 있고, 그거에 의해 매니폴드를 통하여 공기의 유동을 제어하고 재료의 배출을 제어하는 것을 제공한다.
본 발명은 따라서 재료의 배출을 돕도록 가압수송장치에 사용될 수 있는 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트의 공급에 있다.
조정 가능한 다중-홀 오리피스는 다중-홀 오리피스에서 홀들을 통하여 이동하는 가스의 유동과 함께 배관에 장착되어 있다. 홀들은 약 1 20 mm 또는 바람직하게는 약 2 8 mm의 크기를 가지고 있다.
조정 가능한 다중-홀 오리피스는 따라서 두 개의 원형 플레이트: 앞(즉, 상부) 플레이트 및 뒤(즉, 하부) 플레이트를 포함한다.
앞 플레이트는 앞 플레이트 주위를 연장하는 일련의 방사상 개구부 또는 슬롯을 포함한다. 방사상 슬롯들은 앞 플레이트의 둘레 주위를 부분적으로 연장한다.
뒤 플레이트는 앞 플레이트에서 개구부 또는 슬롯처럼 같은 반경으로 위치된 홀들을 포함하고, 이들은 따라서 앞 및/또는 뒤 플레이트를 회전시키는 것에 의해 노출(즉, 개방) 또는 폐쇄될 수 있다.
앞과 뒤 플레이트의 회전은 잠금 너트를 풀도록 하는 스패너와 같은 단순한 수공구들을 사용하여 조정되어질 수 있다.
앞과 뒤 플레이트는 잠금 나사 및 너트를 제자리에 유지하여 공통 축에 장착되어진다.
사용 동안에 요구된 수의 홀들이 방사상으로 구멍 뚫린 홀들을 가진 하부 플레이트 위에 방사상 슬롯들을 가진 앞 플레이트를 회전시키는 것에 의해 노출되어질 수 있다. 요구된 수의 홀들이 벗겨지면, 두 개의 플레이트는 플레이트들의 축에 위치된 나사 및 너트를 조이는 것에 의해 제자리에 잠겨진다.
조정 가능한 다중-홀 오리피스는 건조 고체(dry solids)를 위한 수송장치의 부분으로서 사용되어진다. 종종 그런 고체들은 그들의 성능을 감소시키는 다른 종류의 조정 가능한 유동 제어에 악영향을 준다.
가압수송장치는 아래의 어느 것에 사용될 수 있는 조밀상 가압수송장치(a densphase pneumatic conveying apparatus)로 관련 분야에 알려진 가압수송장치와 쌍둥이 가압 분사장치와 같은 어떤 적절한 형태의 장치일 수 있다: 미리 하소된 재료(pre-calcined materials), 첨가제(additives), 회반죽(plaster)의 이동 및 폐기 재료의 재생을 위한 석고 산업(Gypsum industry).
- 조밀 소결(sinter fines), 회 수송(dust conveying), 괴탄(lump), 과립 석탄(granular), 미분탄(pulverised coal) 및 고로 슬랙(furnace slag)의 이동을 위한 철강 산업(Iron and Steel industry)
- 복귀(reverts), 금속 먼지(metallurgical dusts), 석회(lime), 과립 모양 와이어(granulated wire), 아연(zinc), 괴탄(lump), 과립 및 미분탄(granular and pulverised coal) 및 먼지(dusts)의 이동을 위한 비철 산업(Non-ferrous industries)
- 신 알루미나(fresh alumina), 형석(fluorite), 미세 먼지(fine dusts), 칩(chips), 일괄 탄소 패킹(packing lump carbon), 절삭 탄소 먼지(machined carbon dust) 및 재생 물질을 위한 알루미늄 산업(Aluminium industry)
본 발명의 실시 예들이 첨부된 도면들을 참조하여 단지 예로서 지금 기술되어질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 배관에 장착된 조정 가능한 다중-홀 오리피스를 통과하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 최소 홀 위치에서 조정 가능한 다중-홀 오리피스의 도면이다.
도 3은 중간 위치에서 도 2에 도시된 조정 가능한 다중-홀 오리피스의 도면이다.
도 4는 최대 홀 위치에서 도 2 및 3에 도시된 조정 가능한 다중-홀 오리피스의 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 조정 가능한 다중-홀 오리피스를 포함하는 분배 용기의 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 분배 용기 및 조정 가능한 다중-홀 오리피스를 포함하는 쌍둥이 용기 가압분사장치의 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 조정 가능한 다중-홀 오리피스를 포함하는 조밀상 가압수송장치(densphase pneumatic conveying apparatus )의 도면이다.
일반적으로 말하면, 본 발명은 재료의 배출을 돕도록 하는 가압수송장치에 사용될 수 있는 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트(an adjustable multi-hole orifice plate)의 제공에 있다.
도 1은 배관(12)에 장착된 조정 가능한 다중-홀 오리피스(10)를 나타낸다. 또한 잠금 나사 및 너트(14)가 도시되어 있다. 다중-홀 오리피스(10)를 통하여 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하는 가스 유동이 도시되어 있다.
조정 가능한 다중-홀 오리피스(10)는 예를 들어 다음의 적절한 재료: 스테인리스 강; 플라스틱, ABS 및 나일론의 어떤 것으로 만들어진다.
도 2 내지 4는 조정 가능한 다중-홀 오리피스(10)의 작동을 도시한다. 조정 가능한 다중-홀 오리피스(10)는 두 개의 원형 플레이트: 앞(즉, 상부) 플레이트(18)와 뒤(즉, 하부) 플레이트(16)를 포함한다. 앞 플레이트(18)는 일련의 방사상 슬롯(a series of radial slots)을 가지고: 큰 슬롯(a large slot)(22)은 앞 플레이트(18)의 바깥 주변을 향하여 주위에 연장하고; 그리고 3개의 더 작은 슬롯(24, 26, 28)들은 앞 플레이트(18)의 중심에 더 가깝다. 뒤 플레이트(16)는 슬롯(24, 26, 28)과 같은 반경에 위치된 홀들을 가지고, 따라서 이들은 앞 및 뒤 플레이트(16, 18)의 회전에 의해 노출(즉, 개방) 또는 폐쇄될 수 있다.
앞 및 뒤 플레이트(16, 18)의 회전은 간단한 수공구를 사용하여 조정될 수 있다. 따라서 선행기술 장치와 반대로 드릴링이나 용접이 요구되지 않는다. 더구나 앞 및 뒤 플레이트(16, 18)의 회전은 교대(the alteration)가 매우 간단히 빠르게 행해질 수 있는 것을 의미하는 수송용기에 인접하여 교대되어질 수 있다.
앞 및 뒤 플레이트(16, 18)는 잠금 나사 및 너트(14)가 그들이 제자리에 유지하는 공통 축에 장착된다.
사용 동안에 요구된 수의 홀(20)은 방사상으로 구멍 뚫린 홀(20)들을 가진 하부 플레이트(16) 위에 방사상 슬롯(22, 24, 26, 28)들을 가지고, 앞 플레이트(18)를 회전시키는 것에 의해 달성된다. 요구된 수의 홀(20)들이 열리면, 두 개의 플레이트(16, 18)는 플레이트(16, 18)의 축에 위치된 나사 및 너트(14)를 단단히 조이는 것에 의해 제 위치에 잠겨질 수 있다. 홀(20)들의 최대 숫자 및 크기는 플레이트(16, 18)의 크기에 종속한다.
조정 가능한 다중-홀 오리피스(10)는 건조 고체(dry solids)를 위한 수송장치의 부분으로서 사용될 수 있다. 종종 그런 고체들은 그들의 성능을 감소시키는 다른 종류의 조정 가능한 유동 제어에 악 영향을 준다.
강력 금속판(robust metal sheet )에서 큰 홀의 선택은 장치가 먼지와 마모에 좀 더 관대하도록 만들고, 좀 더 신뢰성 있는 작업을 제공한다는 것이 발견되어 왔다. 다중 홀들에서 하나의 홀에서 마모는 또한 단일 홀보다 유동에서 변화에 더 낮은 영향을 미친다. 이것은 본 발명의 또 다른 이점이다.
다른 방법의 유동 제어는 보통 단일 홀을 포함한다. 테스트는 조정 가능한 다중-홀 오리피스(10)를 위한 여러 홀들이 탱크에 부착될 때 소음을 감소시킬 것을 나타낸다. 따라서 조정 가능한 장치와 함께 다중 홀 오리피스 플레이트를 사용하는 생각은 이점이 있다.
작동 동안에, 기계의 수송 성능을 최적화하도록 오리피스 플레이트를 빠르게 변화시키는 것이 종종 요구된다. 현재의 드릴링 또는 용접 방법은 시간 소모가 크고, 또한 좋지 못한 품질 보증을 받게 한다. 본 발명의 조정 가능한 다중-홀 오리피스(10)에 도시된 것처럼 미리 정의된 특징들을 가진 미리 구멍 뚫린 홀(Pre-drilled holes)들은 플레이트를 통하여 예상된 가스 유동을 기록하는 개선된 능력을 가지고 훨씬 더 빠르게 조정하는 것을 가능하게 한다.
도 2는 단지 하나의 홀(20)이 나타나는 최소 홀 위치에서 조정 가능한 다중-홀 오리피스(10)를 도시하고 있다. 멈춤 핀(30)이 슬롯(22)의 단부에 인접하고 있는 것이 도시되어 있고, 그리고 일 측으로 더 이동하는 것을 방지한다. 도 3에서 앞 플레이드(18)는 6개 홀(20)에 노출되도록 회전되어 있다. 도 4에서 앞 플레이트(18)는 12개 홀(20)을 노출하도록 더 회전되어 최대 홀 위치에 있다. 도 4에 도시된 구성에서, 유동의 최대 양은 오리피스(10)를 통하여 허용되어진다.
도 5는 본 발명에 따른 분배 용기(a dispensing vessel)(100)의 도면이다. 도 5는 분배 용기(100)가 입구 돔 밸브(an inlet dome valve)(110), 용기 외피(a vessel shell)(112), 압력 조정기(a pressure regulator)(114), 주 분출 밸브(a main blow valve)(116) 및 출구 혼합부(an outlet blend)(118)를 포함하고 있는 것을 도시하고 있다. 이 특별한 실시 예에서, 본 발명에 따라 3개의 다중-홀 오리피스 플레이트(120, 122, 124)가 있다. 3개의 다중-홀 오리피스 플레이트(120, 122, 124)는 도 2 내지 4에 도시된 것들과 유사하다. 따라서 3개의 다중-홀 오리피스 플레이트(120, 122, 124)는 분배 용기(100)를 통하여 재료의 유동을 제어하는 것을 가능하게 하는 일련의 홀들을 노출 또는 덮도록 앞 및/또는 뒤 플레이트의 회전에 의해 앞에서 기술된 것처럼 조정되어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 쌍둥이 용기 가압분사장치(a twin vessel pneumatic injection apparatus)(200)의 도면이다. 분배 용기(a dispensing vessel)(210) 및 잠금 용기(a lock vessel)(212)가 도시되어 있다. 본 발명의 이 실시 예는 2개의 다중-홀 오리피스 플레이트(214, 216)를 가지고 있다. 다중-홀 오리피스 플레이트(214, 216)는 앞에서 기술된 것처럼 유사한 방법으로 작동한다.
도 7은 아래의 어느 것에 사용될 수 있는 조밀상 가압수송장치(a densphase pneumatic conveying apparatus)와 같이 관련 분야에 알려진 가압수송장치(300)의 도면이다:
- 미리 하소된 재료(pre-calcined materials), 첨가제(additives), 회반죽(plaster)의 이동 및 폐기 재료의 재생을 위한 석고 산업(Gypsum industry)
- 조밀 소결(sinter fines), 회 수송(dust conveying), 괴탄(lump), 과립 석탄(granular), 미분탄(pulverised coal) 및 고로 슬랙(furnace slag)의 이동을 위한 철강 산업(Iron and Steel industry)
- 복귀(reverts), 금속 먼지(metallurgical dusts), 석회(lime), 과립 모양 와이어(granulated wire), 아연(zinc), 괴탄(lump), 과립 및 미분탄(granular and pulverised coal) 및 먼지(dusts)의 이동을 위한 비철 산업(Non-ferrous industries)
-신 알루미나(fresh alumina), 형석(fluorite), 미세 먼지(fine dusts), 칩(chips), 일괄 탄소 패킹(packing lump carbon), 절삭 탄소 먼지(machined carbon dust) 및 재생 물질을 위한 알루미늄 산업(Aluminium industry)
가압수송장치(300)는 분배 용기(a dispense vessel)(310) 및 잠금 용기(a lock vessel)(312)를 포함한다. 본 발명의 이 실시 예는 3개의 다중-홀 오리피스 플레이트(314, 316, 318)를 가지고 있다. 3개의 다중-홀 오리피스 플레이트(314, 316, 318)는 앞에서 기술된 것처럼 유사한 방법으로 작동한다.
본 발명의 특정 실시 예들이 위에서 기술되어지는 동안에 기술된 실시 예들로부터 벗어나 것들은 여전히 본 발명의 범위에 있는 것으로 인정되어질 것이다. 예들 들어, 어떤 적절한 타입 및 형상의 앞 및 뒤 플레이트가 사용되어질 수 있다. 장치는 앞 및/뒤 플레이트를 회전시키는 것에 의해 개방 및 폐쇄되어지는 홀의 어떤 적절한 수와 배치를 또한 포함한다.
10: (조정 가능한) 다중-홀 오리피스
12: 배관
16: 뒤(또는 하부) 플레이트
18: 앞(또는 상부) 플레이트
22, 24, 26, 28: 슬롯
100: 분배 용기
110: 입구 돔 밸브
112: 용기 외피
114: 압력 조정기
116: 주 분출 밸브
118: 출구 혼합부
310: 분배 용기
312: 잠금 용기

Claims (15)

  1. 가압수송장치는:
    앞 플레이트 및 뒤 플레이트를 가진 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트;
    앞 플레이트는 일련의 방사상 개구부 또는 슬롯을 가지고, 뒤 플레이트는 일련의 홀을 가지면; 그리고
    앞 및/또는 뒤 플레이트는 홀들을 폐쇄 및 노출하도록 회전되어질 수 있는 것을 포함하는 가압수송장치.
  2. 제 1 항에서 있어서,
    조정 가능한 다중-홀 오리피스는 다중-홀 오리피스에서 홀들을 통과하여 이동하는 가스의 유동과 함께 배관에 장착되어 있는 가압수송장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에서 있어서,
    조정 가능한 다중-홀 오리피스는 앞 플레이트 및 뒤 플레이트의 두 개의 원형 플레이트를 포함하는 가압수송장치.
  4. 제 1항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    앞 플레이트는 앞 플레이트 주위로 연장하는 일련의 방사상 슬롯 또는 개구부를 포함하는 가압수송장치.
  5. 제 1항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    뒤 플레이트는 앞 플레이트에서 슬롯 또는 개구부들과 같은 반경으로 위치된 홀들을 포함하고, 그리고 이들은 앞 및/또는 뒤 플레이트를 회전시키는 것에 의해 노출(개방) 또는 폐쇄되는 가압수송장치.
  6. 제 1항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    앞 플레이트 및 뒤 플레이트의 회전은 간단한 수공구를 사용하여 조정할 수 있는 가압수송장치.
  7. 제 1항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    앞 플레이트 및 뒤 플레이트는 잠금 나사 및 너트를 제 위치에 유지하는 공통 축에 장착되는 가압수송장치.
  8. 제 1항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용 동안에 홀의 요구된 수는 방사상으로 구멍 뚫린 홀을 가진 하부 플레이트 위에 방사상 개구부 또는 슬롯들을 가진 앞 플레이트의 회전에 의해 노출되고, 그리고 홀의 요구된 수가 열리면 두 개의 플레이트는 플레이트들의 축에 위치된 나사 및 너트를 꽉 조이는 것에 의해 제 위치에 잠기게 되는 가압수송장치.
  9. 제 1항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    조정 가능한 다중-홀 오리피스가 건조 고체들을 위한 수송장치의 부분으로 사용되는 가압수송장치.
  10. 제 1항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압수송장치가 입구 돔 밸브, 용기 외피, 압력 조정기, 주 분출 밸브 및 출구 혼합부를 포함하는 가압수송장치.
  11. 제 1항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압수송장치가 분배 용기 및 잠금 용기를 포함하는 쌍둥이 용기 가압분사장치로 있는 가압수송장치.
  12. 제 1항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압수송장치는 다음의 어느 것의 산업에 사용되는 가압수송장치.
    - 미리 하소된 재료, 첨가제, 회반죽의 이동 및 폐기 재료의 재생을 위한 석고 산업
    - 조밀 소결, 회 수송, 괴탄, 과립 석탄, 미분탄 및 고로 슬랙의 이동을 위한 철강 산업
    - 복귀, 금속 먼지, 석회, 과립 모양 와이어, 아연, 괴탄, 과립 및 미분탄 및 먼지의 이동을 위한 비철 산업
    - 신 알루미나, 형석, 미세 먼지, 칩, 일괄 탄소 패킹, 절삭 탄소 먼지 및 재생 물질을 위한 알루미늄 산업
  13. 제 1항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압수송장치는 다수의 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트를 포함하는 가압수송장치.
  14. 제 1항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압수송장치는 1 - 10개 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트를 포함하는 가압수송장치.
  15. 제 1항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가압수송장치는 2 또는 3개의 조정 가능한 다중-홀 오리피스 플레이트를 포함하는 가압수송장치.




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