KR920007589B1 - 원심 분리기의 세척 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

원심 분리기의 세척 방법 및 장치
본 발명에 따른 장치를 간략하게 도시한 도면.
본 발명은 원심 로우터(centrifugal rotor)의 내부를 세척하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이고 상기 원심 로우터는 중심 유입 챔버(chamber)와, 유입 통로를 경유하여 유입 챔버에 연결된 분리 챔버, 및 분리 챔버내의 분리 반경 위치(level)에서 배출 통로를 경유하여 유입 챔버에 각각 연결된 2개의 중심 배출 챔버를 갖는다. 로우터가 회전하는 동안, 세척 액체는 고정 유입 장치내의 유입 채널을 경유하여 유입 챔버로 공급되고, 고정 배출 장치내의 배출 채널을 경유하여 2개의 배출 챔버로부터 배출된다.
원심 로우터의 상기와 같은 내부 세척방법은 일본국 실용신안등록 출원 제60-104255호에 기재되어 있다. 상기 출원에서, 모든 세척 액체는 탱크 및 원심 로우터 사이의 유입 도관내에 배열된 원심 펌프에 의해 원심 로우터에 공급된다. 또한, 원심 로우터의 배출 챔버를 경유하여 배출되는 모든 세척 액체는 다시 탱크에 전달된다. 그러나, 실제 적용에서 상기 방법으로는 수용할만한 세척 결과를 얻을 수 없다는 것이 증명된다. 종종 충분한 세척을 위해 사람이 세척할 경우 원심 로우터의 반경 방향의 최내측 부분에 도달할 수 없다. 그러므로, 많은 경우에 있어서, 동일한 시간을 갖는 사람은 원심 로우터를 손으로 분해하고 상기 로우터내에 존재하는 삽입물을 포함하여 상기 로우터의 내부를 세척하고 나서 상기 원심 로우터를 다시 조립해야만한다. 이러한 작업은 시간 낭비이다. 특히, 이것은 원뿔형 디스크 스택(stack)이 분리 챔버내에 배치되는 원심 로우터의 경우이다. 만약 분리기가 물의 제거 및 오일의 세척을 위해 사용될 경우, 상기 시간 소모적이고 또한 청결하지 않은 작업은 종종 반복된다. 몇몇 경우에, 세척은 매 200작동시간마다 수행되어야 한다.
본 발명의 목적은 원심 로우터의 내부를 세척하는 더욱 양질의 방법 및 장치를 제공하여 상기 로우터의 분해 및 수세척의 필요성을 제거하기 위함이다.
본 발명에 따라, 초기에 설명한 종류의 원심 로우터로부터 단지 세척 액체의 일부분이 전달되고, 탱크로부터 세척 액체는 펌프에 의해 세척 액체가 원심 로우터의 유입 채널내로 펌핑되는 반면에, 배출된 세척 액체의 나머지는 로우터의 회전에 의해 배출 장치내에 발생되는 초과압력(overpressure)에 의해 유입 채널에 직접적으로 전달됨으로써 상기 목적은 수행된다. 이에 따라서, 유입 채널을 경유한 로우터내로의 세척 액체의 고유동(high flow)이 동시에 비교적 소형의 펌프에 의해 수행되어질 수 있는데 이는 수용 가능한 세척결과에 필요한 만큼의 세척 액체의 체적이 자유로이 채택될 수 있기 때문이다.
로우터내에 존재하는 세척 액체는 로우터와 함께 회전하는 액체 본체를 형성하고 상기 본체는 배출 챔버에서 그 내부에 배열된 고정 배출 장치의 최대 반경내에서 반경 방향으로 내측으로 연장되며 상기 고정 배출 장치에서 배출 채널은 개방된다. 안정 유동상태에서 로우터의 다른 챔버내에 있는 액체 본체의 방사상 내측으로 향한 자유 액체 표면들은 배출 통로를 통과하는 전체 유체 유출이 유입 채널을 통과하는 액체 유입과 같은 양이 되도록 하는 반경위치에 있게 된다. 따라서, 유입 채널에서 달성되는 고유동은 자유 액체표면들을 로우터의 회전축에 더욱 근접시킬 것이다. 본 발명에 따른 배출 채널밖으로 많은 양의 세척 액체의 유출이 로우터의 회전에 의해 배출 장치내에 발생되는 초과 압력에 의해 유입 채널에 직접적으로 전달될 수 있기 때문에, 대응적으로 높은 능력을 갖는 별도의 펌프를 필요로 하지 않고 세척 액체의 매우 높은 유동이 유입 채널내에서 달성될 수 있다. 그러므로, 안정상태에 있는 동안, 본 발명에 따라, 지금까지 실제 적용 가능할 수 있었던 반경보다 상당히 작은 반경에 위치되는 반경 방향 위치를 갖는 로우터내의 회전 액체본체의 자유 액체 표면을 가지는 것이 가능하다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 액체 본체는 배출 채널들 중의 최소한 하나로부터 탱크로 향하는 유동을 제한함에 의해 반경 방향으로 더욱 내측으로 위치되고, 로우터에 관한 유입 및 유출이 서로 다시 균형을 이룰때까지 배출 채널로부터 탱크까지의 세척 액체의 양보다 세척 액체의 더 많은 양이 특정 기간동안 탱크로부터 유입 채널로 펌핑된다.
본 발명의 다른 양호한 실시예에서, 또한 액체 본체는 배출 챔버의 초기 유출을 제한하므로써 반경 방향의 내측으로 위치되고, 상기 배출 챔버는 분리 챔버의 반경 방향의 외측 부분에 연결되어 분리 챔버로부터 또한 제2의 배출 챔버로 세척 액체의 유동이 이루어질 수 있도록 한다.
이하에서 본 발명에 따른 장치를 간략하게 도시한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이러한 장치는 문제의 원심 로우터에 연결된다. 분리기를 통해 축부분을 간략하게 도시했다.
장치는 세척 액체를 담고 있는 탱크(2)와, 탱크(2)를 원심 로우터(1)의 유입 채널(4)에 견결하는 공급 도관(3)과, 공급 도관에 배열된 펌프(5), 및 분리기의 2개의 배출 채널(7,8)을 탱크(2)와 연결하는 복귀 도관(6)을 가진다. 복귀 도관(6)내에 유동 제한부(9)가 배치된다. 또한 2개의 배출 채널(7,8)은 연통 도관(10)을 경유하여 유입 채널(4)에 직접 연결된다. 배출 채널(7)들중 1개에는 유동 방향에서 상기 채널(7)과 복귀 도관(6)의 연결부 전에 그리고 상기 채널(7)과 연통 도관(10)의 연결부 전에 유동 제한부(11)이 배열된다.
실시예에 도시한 원심 로우터는 상부 부분(12) 및 하부 부분(13)을 가지며, 상기 부분들은 도시하지 않은 체결링에 의해 서로 결합된다. 로우터의 내부에는 축방향으로 이동 가능한 밸브 슬라이드(14)가 배열되고, 상기 슬라이드(14)는 상부 부분(12)와 함께 분리 챔버(15)를 한정한다. 이동 가능한 밸브 슬라이드(14)는 분리 챔버(15) 및 외주연 개구부(16) 사이의 환형 통로를 개방 및 폐쇄하기 위해 배열된다.
로우터의 내부 중심방향에는 중심 유입 챔버(18)을 한정하는 분배기(17)이 배열된다. 유입 챔버(18)은 유입 통로(19)를 경유하여 분리 챔버(15)와 연통된다.
상부 부분(12)는 상기 부분의 상단부에 2개의 중심 배출 챔버(20,21)이 형성되고 상기 배출 챔버중의 하나(20)은 중심의 환형 간극(22)를 경유하여 로우터의 주위와 연통된다. 2개의 배출 챔버(20,21)은 각각의 배출 통로(23,24)를 경유하여 분리 챔버(15)와 연통된다. 배출 통로(23)은 배출 챔버(20)을 분리 챔버(15)의 반경 방향 외측 부분에 연결하고, 다른 배출 통로(24)는 다른 배출 챔버(21)을 분리 챔버(15)의 중심부분에 연결한다. 중심적으로, 각각의 배출 챔버(20,21)내에 있는 2개의 배출 장치(25,26)을 갖는 고정 배출 장치가 배열된다. 배출 장치(25,26)은 내부 채널을 가지며, 상기 채널을 관통하여 배출 챔버내에 존재하는 액체가 배출 장치내에서 중심 방향에 배열된 배출 채널(7,8)을 향하여 가압하에 배출된다. 또한, 로우터의 중심 방향에는 중심 유입 챔버(18)내로 개방되는 고정 유입 채널(4)가 배열된다.
또한, 실시예로서 도시한 원심 로우터에는 분리 챔버(15)내에 배열된 원뿔형 디스크(27)들의 스택이 마련된다. 도시한 실시예에서, 배출 챔버(20)은 간극(22)를 경유하여 반경 방향에서 로우터의 주위와 연통되고, 상기 반경은 다른 배출 챔버(21)이 분리 챔버(15)에 견결되는 반경보다 크다. 이러한 설계는 특정의 무거운 성분(물)이 특정의 가벼운 성분(오일)에 수반되는 것을 방지하기 위해 혼합물내의 액체 성분을 분리할때(예컨대 물을 함유한 오일을 세척할 때) 종종 사용된다.
이러한 종류의 원심 로우터의 내부 세척은 본 발명에 따라 이하의 방식으로 행해진다.
세척 장치에 연결된 원심 로우터(1)은 회전하게 되고 이후 분리 챔버(15)는 밸브 슬라이드(14)를 통상적인 방법으로 개구부(16)을 향하여 통로를 폐쇄하는 위치로 위치시킴으로서 폐쇄된다. 분리 챔버(15)가 폐쇄되면, 펌프는 구동되어 세척 액체가 충진된 탱크(2)로부터 유입 채널(4) 및 유입 챔버(18)을 경유하여 분리 챔버(15)로 펌핑되도록 한다. 분리 챔버(15) 및 로우터내의 다른 챔버들은 세척액체로 점진적으로 충진된다. 그런 연후에 로우터내의 세척 액체는 반경방향으로 점차 감소되는 위치에 있는 반경방향의 내측으로 향한 자유 액체 표면을 갖는 로우터와 함께 회전하는 액체 본체를 형성한다. 조금씩 조금씩 세척 액체는 배출 통로(23)을 관통하여 유동하고 상기 배출 통로(23)은 분리 챔버(15)의 반경 방향 외측 부분에서 배출 챔버(20)으로 개방되어 있으며, 상기 배출 챔버(20)은 충진되고 상기 배출 챔버의 내부에 배열된 고정 배출 장치는 가압하에 상기 배출 챔버에 속하는 배출 채널(7)을 관통하여 상기 챔버의 외측으로 세척 액체를 배출하기 시작하며 상기 챔버의 외측으로 세척 액체를 배출하기 시작하고 상기 배출 채널(7)로부터 일부분은 복귀 도관(6)을 경유하여 탱크(2)에 다시 전달되는 반면에, 배출 채널을 경유하여 배출된 세척 액체의 나머지는 로우터의 회전에 의해 배출 장치내에 발생되는 초과압력에 의해 연통 도관(10)을 경유하여 상기 배출 채널(7)로부터 유입 채널(4)에 직접 전달된다.
상기 방법의 바람직한 변형에서, 복귀 도관(6)을 경유하여 탱크(2)로 다시 유동하는 초기 유동은 복귀 도관(6)내에 배열된 제한부(9)에 의해 감소되고, 이에 의해 유입 채널(4)를 경유한 로우터내로의 유동이 증가된다. 로우터로부터의 유출과 유입 채널을 경유한 로우터내로의 유동이 균형을 이룰때까지 로우터내에 세척 액체의 체적은 증가한다. 이에 따라 로우터내로의 유동은 연통 도관(10)을 관통하는 유동과 공급 도관(3)을 관통하는 유동으로 구성된다. 주로 분리 챔버(15)의 반경 방향 외부부분으로 개방되는 외부 통로(23)을 관통하여 유동하는 로우터를 통한 고유동은 상기 배출 통로(23)에 있어서의 압력 강하를 가져온다. 이에 따라 분리 챔버(15)내에 있는 평형상태의 자유 액체 표면은 상기 배출 통로(23)에 연결된 배출 챔버(20)내의 자유 액체 표면의 반경보다 대응적으로 작은 반경에 위치된다. 이것은 배출 통로(23)을 관통하는 특정 유동에서 분리 챔버(15)내에 있는 자유 액체 표면이 다른 배출 통로(24)가 분리 챔버(15)의 중심 부분으로 개방되는 반경내에 반경 방향으로 위치된다는 것을 의미한다. 그에 의해 세척 액체의 일부분은 다른 배출 통로(24)를 경유하여 다른 배출 챔버(21)내로 유동하고 상기 배출 챔버를 충진한다. 상기 다른 배출 챔버(21)로부터, 세척 액체는 고정 배출 장치에 연결된 배출 채널(8)을 경유하여 상기 배출 챔버내에서 중심에 배열된 고정 배출 장치에 의해 가압하에 배출되고, 상기 배출 채널(8)로부터 일부는 복귀 도관을 관통하여 탱크로 다시 유동하며 배출 채널들을 관통하여 배출된 세척 액체의 나머지는 상기 배출 채널(8)내의 효과적인 압력(prevailing pressure)에 의해 연통 도관(10)을 경유하여 상기 배출 채널(8)로부터 유입 채널(4)로 직접적으로 전달된다.
유량계, 압력계 또는 가시 유리(sight glass)에 의해 지시 가능한 상기 배출 채널을 통하여 세척 액체가 유동하면, 세척 액체가 로우터내로 유동하고 내부적으로 최소한 반경위치를 향한 반경방향으로 로우터를 세척한다는 것을 알수 있고 상기 반경위치에서 세척 액체는 상기 다른 배출 통로(24)를 관통하여 분리 챔버(15)를 떠나게 된다. 원뿔형 디스크의 스택이 이러한 위치밖에 반경방향으로 위치하기 때문에, 스택의 내부 반경안에서 모든 방법으로 세척될 수 있다.
본 발명의 다른 변형에 따라, 상기 하나의 배출 채널(7)을 관통하는 유동체는 초기에는 상기 채널내에 배열된 제한부(11)에 의해 감소된다. 이에 따라서 분리 챔버(15)내의 회전하는 액체 본체는 분리 챔버(15)내의 다른 배출 통로(24)의 연결부에 상기 챔버내에 배열된 원뿔형 디스크(27)의 스택내에서 반경방향의 내측으로 연장되고 액체 본체의 반경방향의 최내측 부분에 존재하는 세척 액체는 세척을 위한 충분한 유동율을 가질 수 있다.
그 후에, 세척 액체를 원심 로우터 및 연결된 장치를 통하여 필요한 시간동안 회전시킴으로서 세척 작업은 계속된다. 다음에, 세척 액체가 세척 효과를 위해 적당한 온도에서 유지된다는 것을 알 수 있다. 가열은 마찰에 의해 발생한다. 가능한 한 세척 액체의 냉각은 필요하게 되고 상기 냉각은 바람직하게는 탱크로의 유입부에서 공냉된다. 소정의 시간후에, 원심 로우터 및 장치는 개구부(16)을 향한 통로를 개방하는 위치로 밸브 슬라이드를 이동시킴으로서 비어있게 된다. 이에 따라서 세척 액체 및 로우터내에 잔존하는 불순물들은 초크 작업 되고 상기 작업은 또한 세척 효과를 향상시킨다. 원심 로우터 및 장치에서 세척 액체가 제거되면, 깨끗한 물이 탱크(2)에 공급되고 세척 액체에 관하여 상기에 설명한 동일한 방식으로 원심 로우터 및 장치를 통하여 회전하게 됨으로써, 원심 로우터는 세척된다. 상기에 설명한 동일한 방식으로 원심 로우터 및 장치를 다시 한번 비우므로서(emptying) 세척 작업은 종료된다.
실시예에서, 2개의 배출 채널(7,8)은 탱크(2) 및 유입 채널(4)에 연결된다. 물론 배출 채널들은 본 발명의 영역을 벗어남이 없이 많은 다른 방식으로 연결하는 것도 가능하다. 예컨대, 배출 챔버(20,21)중의 하나만을 탱크(2)에 연결할 수 있다. 바람직하게는, 상기의 경우에 최내측에 위치된 반경 위치에서 분리 챔버(15)에 연결된 배출 챔버(21)만이 탱크(2)에 연결된다.

Claims (10)

  1. 중심 유입 챔버(18)과, 유입 통로(19)를 경유하여 유입 챔버(18)에 연결된 분리 챔버(15), 및 분리 챔버내의 분리 반경방향 위치에서 각각 배출 통로(23,24)를 경유하여 각각 분리 챔버(15)에 연결된 2개의 중심 배출 챔버(20,21)을 갖고 로우터가 회전하는 동안 세척 액체가 고정 유입 장치내의 유입 채널(4)를 경유하여 유입 챔버(18)로 공급되고 고정 배출 장치(25,26)내의 배출 채널(7,8)을 각각 경유하여 2개의 배출 챔버(20,21)로부터 배출되는 원심 로우터(1)을 내부적으로 세척하기 위한 방법에 있어서, 각각의 배출 채널(7,8)을 경유하여 배출되는 세척 액체의 일부분은 세척 액체를 내장한 탱크(2)에 전달되고, 탱크로부터 세척 액체는 펌프에 의해 상기 유입 채널(4)내로 펌핑되는 반면에, 배출 채널을 경유하여 배출된 세척 액체의 나머지는 로우터의 회전에 의해 배출 장치내에서 발생되는 초과압력에 의해 유입 채널(4)로 직접 전달되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 세척 방법.
  2. 제1항에 있어서, 배출 채널(7,8)중의 최소한 하나로부터 유입 채널로 직접적인 유동이 설정된 후에, 배출 채널(7,8)로부터 탱크(2)로의 유동이 억압되고 배출 채널(7,8)로부터 탱크(2)로 전달되는 세척 액체보다 훨씬 많은 양의 세척 액체가 특정 시간동안 탱크(2)로부터 유입 채널(4)로 펌핑되며 로우터 안쪽의 챔버(18,15,20,21)들은 수반되는 세척 작업적에 또한 특정양의 세척 액체로 충진되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 세척 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분리 챔버(15)의 반경 방향 외부 부분에 연결된 배출 챔버(20)의 초기유출이 억압되어, 세척 액체의 유동이 분리 챔버(15)로부터 다른 배출 챔버(21)로 얻어질 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 세척 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 세척 액체가 유입 챔버(18)을 경유하여 분리 챔버(15)로 고유동으로 공급되어 분리 챔버(15)의 반경방향 외부 부분에 연결된 배출 통로(23)이 포함되는 외부 챔버로 세척 액체의 유동을 위한 유동 제한부를 형성하도록 하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 세척 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하나의 배출 채널(7 또는 8)을 경유하여 배출되는 세척 액체가 다른 배출 채널(7 또는 8)을 경유하여 배출된 세척 액체와 합쳐지는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 세척 방법.
  6. 중심 유입 챔버(18)과, 유입 통로(19)를 경유하여 유입 챔버(18)에 연결된 분리 챔버(15), 및 분리 챔버내의 분리 반경 위치에서 각각 배출 통로(23,24)를 경유하여 분리 챔버(15)에 각각 연결된 내부에 배출 채널을 갖는 고정 배출 장치(25,26)이 배열되는 2개의 중심 배출 챔버를 갖는 원심 로우터의 내부를 세척하기 위해, 세척 액체용의 탱크(2)와, 고정 유입 장치내의 유입 채널(4)를 경유하여 탱크(2)를 유입 챔버(18)에 연결하는 공급 도관(3)과, 유입 채널(4)를 경유하여 탱크(2)로부터 유입 챔버(18)로 세척 액체를 펌핑하기 위해 배열되는 펌프(5), 및 배출 채널(7,8)중의 최소한 하나를 탱크(2)에 연결하는 복귀 도안(6)으로 구성되는 원심 분리기의 세척 장치에 있어서, 배출 채널(7,8)중의 최소한 하나를 압력 전달식으로 유입 채널(4)에 연결하는 연결 도관 (10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 세척 장치.
  7. 제6항에 있어서, 배출 채널(7,8)들이 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 세척 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 복귀 도관(6)에 유동 제한 장치(9)가 마련되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 세척 장치.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서, 로우터내의 배출 통로(23)을 경유하여 분리 챔버 (15)의 반경방향 외부부분과 연통되는 배출 채널(7)이 상기 연결 도관(10)을 경유하여 유입 채널(4)에 연결되고, 유동 제한 수단(11)은 연결 도관(10)의 상류 부근에서 상기 배출 채널내에 배열되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 세척 장치.
  10. 제9항에 있어서, 로우터내의 배출 통로(24)를 경유하여 분리 챔버(15)의 반경방향 내부 부분과 연통되는 배출 채널(8)이 상기 연결 도관(10)에 연결되고, 연결 도관(10)은 후방에 있는 유동 제한 장치(9)의 상류에 있는 복귀 도관(6)에 연결되는 것을 특징으로 하는 원심 분리기의 세척 장치.
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