KR970004701B1 - 여과막 뒤집기형 원심분리장치 - Google Patents

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게르타이스 한스
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게르타이스 한스
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Abstract

내용없음.

Description

여과막 뒤집기형 원심분리장치
제1도는 원심 분리작동상태에 있는 여과막 뒤집기형 원심분리장치의 개략적인 단면도.
제2도는 고체성분제거작동상태에 있는 제1도에 도시된 장치의 개략도.
제3도는 상기 장치의 주입관 및 원심기 회전드럼사이에 적용된 회전 및 미끄럼 밀봉장치의 발췌확대도.
제4도는 제3도에서 주입관 요동시 회전 및 미끄럼 밀봉장치의 상태도.
제5도는 통기관을 갖도록 한 주입관의 변형실시도.
제6도는 주입관단부의 발췌상세도를 각각 나타낸다.
본 발명은 케이스내에 자유단지지로 회전가능하게 장착되고 방사상의 여과액 배출공들이 제공된 회전드럼과 이 드럼에 대한 축방향의 이동을 통해 드럼의 개구정면을 폐쇄하는 덮개와, 이 덮개에 여과대상 현탁액을 위해 마련된 주입구, 그리고 그 일측이 상기 케이스에 고정되고 타측은 상기 주입구를 관통하며 관통된 그 연장부가 원심분리진행중 상기 회전드럼 내부에 위치하는 주입관을 가진 여과막 뒤집기형 원심분리장치에 관한 것이다.
현탁액중에 존재하는 고체성분과 액체성분의 분리를 위해 설치되는 종류의 여과막 뒤집기형 원심분리장치가 독일특허 DE-PS 27 10 624에 기술되어 있다. 그리고 덮개의 주입구상에 주입관의 연장부와 협력작용하는 분사구의 설치를 시도한 것도 잘 알려져 있다(DE-OS 34 30 507).
원심분리장치에 있어서는, 원심력장에서 발생하는 수압을 높이기 위해 또는 그 필터케이크(濾塊)의 통풍제거를 위해 또는 이를 증기세척시키기 위해 그 회전드럼에 고압상태의 기체(예컨대 과열증기)를 도입시킬 수 있으면 매우 유리하다. 또한 이의 회전드럼을 선택적으로부압하게 둘 수 있도록 하면 더욱 바람직하다.
회전드럼내부에서의 이러한 압력변화는 남비형 원심분리장치로서는 그 주입구를 관통하는 주입관이 기밀하게 밀봉되지 않기 때문에 불가능하다.
본 발명의 과제는 남비형 원심분리장치를 그 회전드럼으로 둘러싸인 원심실에 정압 또는 부압을 도입시킬 수 있도록 개선하는 것이다.
본 발명에 따라 상기 과제는 주입관이 회전드럼 내부의 압력변화를 위해 정압 또는 부압원과 연결될 수 있고 또 회전 및 미끄럼밀봉이 조합된 조합밀봉수단을 통해 덮개에서 밀봉처리되는 것에 의해 해결된다.
본 발명의 선택된 실시예로써 주입관이 케이스에서 탄성받침을 통해 받쳐져 지지되고, 이것은 회전 및 미끄럼 조합밀봉과 더불어 상기 주입관의 종속적인 요동운동을 허용토록 하는 것이 시도된다.
이러한 구성을 통해 세가지의 것이 달성된다. 주입관은 압력기체(증기)의 도입 또는 펌핑에 의해 저압을 생성하기 위한 도입관으로서 동시에 이용되고 이에 따라 별도의 도입관이 생략된다. 주입관과 덮개 사이의 회전 및 미끄럼 조합밀봉장치는 고압기체가 원심실로부터 빠져나가거나 원심실 외부로부터 기체(대기)가 침입해 들어가는 것을 막아준다. 케이스에 있어서 주입관의 탄성받침구조는 작동중 회전 및 미끄럼조합밀봉을 통한 완전한 기밀유지가 보장되도록 무게불균형으로 인한 회전드럼의 요동운동을 바로 잡아준다. 게다가 상기 덮개의 주입관에 대한 상대적인 미끄럼이동은 방해받지 않는다.
본 발명의 선택된 실시예에 대한 다음의 기술내용은 첨부도면과 관련하여 본 발명의 보다 상세한 이해에 기여한다.
제1도에 도시된 원심분리장치는 전체 기계를 긴밀하게 둘러싸는 도식적으로 예시된 케이스(1)를 포함하며, 이 케이스안에서 하나의 중공축(3)이 고정기대(2)상의 베어링(4)(5)을 통해 회전가능하게 횡설되어 있다. 제1도, 2도에서 베어링(5)의 오른쪽에 위치하는 상기 중공축(3)의 돌출단부는 압력수단실린더(6)에 긴밀하게 플랜지연결되어 있다. 실린더(6) 상에는 기동풀리(7)가 일체로 회전토록 결합되어 있고 그에 의해 상기 실린더(6) 및 중공축(3)이 예컨대 전동모터의 벨트(도시되지 않음)를 수단으로 하여 빠른 속도로 함께 회전구동될 수 있다.
베어링(4)(5) 사이에서 단단히 관통설치된 중공축(3)은 축방향으로 배치된 하나의 키홈(도시되지 않음)을 가지며 이 키홈에는 축방향으로 이동자재하는 키(9)가 내재되어 있다. 상기 키(9)는 중공축(3) 내부를 따라 이동할 수 있는 축(12)에 연결고정되어 있다. 따라서 상기 축(12)은 중공축(3)과 함께 회전하면서 또한 축방향의 이동도 한다.
축(3)(12)들은 베어링(4)(5) 하우징의 역할도 하는, 기대(2)상에 설치된 통모양의 하우징(13)내에서 뻗어있다.
제1도, 2도에서 베어링(4)의 왼쪽에 자리하는 중공축(3)의 돌출단부는 남비모양을 한 회전드럼(16)의 바닥부(17)에 그와 일체로 회전토록 플랜지연결되어 있다.
상기 회전드럼(16)은 그 원통형 측벽부에 방사상으로 배치된 여과액배출공(18)들을 가지고 있다. 이 회전드럼(16)은 그 바닥부(17) 맞은편의 정면에서 개구되어 있다. 이와같이 개구된 정면부를 빙 둘러싸는 플랜지 모양의 개구연부(19)에서, 본질적으로 원통형으로 형성된 여과막(22)의 한폭 가장자리가 유지링(21)에 의해 단단히 구속되어 있다.
이 여과막(22)의 다른쪽 가장자리는 적절한 방법으로 기판(23)에 단단히 연결되어있고, 상기 기판(23)은 바닥부(17)를 자유롭게 관통하여 이동하는 이동축(12)에 굳게 결합되어 있다.
기판(23)에는 스테이바아(24)를 통해 원심실 덮개(25)가 간격을 두고 단단히 고정되어 있으며, 이 덮개(25)는 제1도에서 회전드럼(16)의 개구연부에 밀착하여 원심실을 긴밀하게 폐쇄하고 있고 제2도에서는 기판(23)과 함께 축(12)이 중공축(3)으로부터 축방향으로 내밀려 이동되는 것에 의해 원심통으로부터 벗어나 있다.
제1도와 제2도의 왼쪽에 자리하는 원심분리 여과장치의 정면에는 주입관(26)이 배치되어 있으며, 이 주입관은 고체성분과 액체성분으로 분리되어질 현탁액을 회전드럼(16)의 원심실내부로 공급토록 작용하고(제1도), 또 제2도에 도시된 작동상태에서는 상기 이동 축(12)의 호울(27)측에 삽입된다.
압력수단실린더(6)와 협력장동하는 도관(31) 및 밸브(32)(33)들은 회전드럼(16)을 지지한 상기 이동 축(12)의 왕복운동을 일으킨다.
작동에 있어서, 상기 원심분리장치는 먼저 제1도에 도시된 상태를 취한다. 이동 축(12)은 중공축(3) 및 실린더(6)속으로 복귀몰입되어 있고 이로써 상기 축(12)과 결합되어 있는 기판(23)이 회전드럼(16)의 바닥부(17)에 근접위치에 있게됨과 아울러 여과막(22)은 회전드럼내부로 뒤집혀져 들어가 있게 된다. 이때 원심실덮개(25)는 회전드럼(16)의 개구연부에 긴밀하게 밀착해 있게 된다. 여과대상 현탁액이 주입관(26)을 통해 회전하는 드럼에 유입된다. 현탁액의 액체성부는 화살표(35) 방향으로 분리되어 회전드럼의 여과액 배출공(18)들을 통해 나가고 또 유도판(36)으로부터 배출구(37)로 안내되어진다. 상기 현탁액의 고체성분입자들은 여과막(22)에 걸러져 잡혀있게 된다.
그후 회전드럼(16)이 계속 회전하는 상태에서 축(12)은 제2도에서와 같이(왼쪽으로 ) 밀려 이동되고, 그로써 상기 여과막(22)은 바깥으로 뒤집혀져서 그에 달라붙어 있는 고체성분입자들을 케이스(1)내에서 화살표(38)방향인 외부로 이탈시켜 버리게 된다. 그리하여 이 여과막은 다시 비워지게 된다. 제2도에 따른 상태에서 주입관(26)은 덮개(25) 내지 기판(23)에 설치되어 있는 구멍(36)(40)들을 통해 축(12)의 호울(27)속에 삽입된다. 원심력의 영향하에서 고체성분입자들의 방출을 종료한 다음 상기 원심분리 여과장치는 축(12)의 복귀를 통해 제1도에 도시된 작동상태로 되돌아가고, 그때 여과막(22)은 반대방향으로 뒤집히게 된다. 이러한 방법으로 상기 장치는 회전드럼(16)을 계속적으로 회전시키면서 작동될 수 있는 것이다.
제1도에 도식적으로 표현된 바와같이 주입관(26)내에는 밸브(41)가 부설되어 있는데, 이 밸브는 현탁액의 공급을 차단하고 현탁액이 체류 수용되는 저장소를 제공토록 주입관을 폐쇄시킨다. 주입관(26)에 접속설치되는 차단 밸브(43)를 가진 도관(42)을 통해 기체, 특히 압축공기가 펌프(44)의 도움을 받아 상기 주입관(26) 및 회전드럼(16)의 원심실에 도입될 수 있다. 그에 의해 회전드럼(16) 내부에서 야기되는 내압은 상기 회전드럼의 원심력장내에서 생성되는 수압을 더욱 증대시키고 이로써 전체적인 여과효과를 유리하게 이끌어 낸다.
다른실시예로 상기 도관(42)으로 하여금 회전드럼에 부압 수증기를 도입시키게 함으로써 여과막(22)에 달라붙은 여과덩어리를 증기세척토록 할 수도 있다.
또 다른 실시예로서 상기 도관(42)이 생략될 수 있다. 그럴 경우에는 현탁액이 예컨대 펌프를 통해 주입관(26) 및 회전드럼(16)내에 직접 부압을 가지고 들어가게 된다.
설정된 압력강하속에 이러한 압력을 정수압력으로 조정할 수 있고 이는 상술한 접속과 함께 주입관(26)속에 적합한 수두의 현탁액 저장소를 형성하게 된다.
본 발명의 또 다른 하나의 실시예로서 회전드럼(16)내부에 정압대신 부압을 형성해질 수 있고 그에 따라 예컨대 제1도의 펌프(44)가 흡기 펌프로 구성될 수 있다. 때때로 반입된 이러한 부압은 여과막(22)으로부터 여과덩어리의 분리에 유리하게 작용한다.
회전드럼(16)내부에서 정압 또는 부압이 형성될 때 정지상태의 주입관(26)과, 드럼(16)의 회전하는 덮개(25)사이에는 기밀이 이루어져야 한다. 이는 제3도 및 제4도에 따라 보다 상세히 설명된다.
주입관(26)은 그 전방 자유 단부에, 양쪽이 원추형으로 뻗어있고 그 나머지는 원통형으로 되어있는 팽대부(45)를 가진다. 제1도의 작동상태에 있어서 또한 원심실내부에 정압 또는 부압을 형성한 여과작동중에, 상기 팽대부(45)에는 기밀유지수단인 탄성 밀봉링(46)들이 접해있게 된다. 이 밀봉링(46)들은 그 위치에 형성되어 있는 슬리이브(47)의 링홈들에 끼워져 있고, 상기한 슬리이브는 주입관(26)과 함께 정지상태로 유지된다. 슬리이브(47)의 내벽에는 또한 탄성 안내링(48) 및 청정링(49)이 배치되어 있고, 제3도에 도시된 작동상태에 있을 때 상기 안내링(48)은 팽대부(45)에 그리고 청정링(49)은 주입관(26)의 원통형 외벽에 각각 접촉한다. 상기 슬리이브(47)는 단지 도식적으로 예시된 베어링(51)을 통해, 회전드럼(16)의 덮개(25)와 단단히 결합되어 있는 소켓(52)내부에 회전가능하게 설치되어 있다. (그 위치에 고정유지되는)슬리이브(47)와 회전하는 소켓(52)사이에는 몇 개의 래이디얼 축밀봉링(26)들이 배치되어 있다.
(회전하는)덮개(25)가 (제3도에서 왼쪽으로)(그 위치에 고정된)주입관(26)에 대해 상대이동할 때 밀봉링(46)들은 팽대부(45)부터 미끄러져 벗어나 주입관(26)의 비팽대부에 다다르고 되고, 이때 그들은 더 이상 밀봉기능을 수행치 않음과 아울러 주입관(26) 둘레에는 갭이 형성된다(제5도 대비), 팽대부(45)를 통해 또한, 탄성 밀봉링(46)들이 덮개(25)의 이동운동의 대부분에 걸쳐 이들 링의 손상이나 파괴를 초래할 수 있는 하등의 마찰하게 놓이지 않도록 하는 것이 달성되며, 그런 한편 특히 이 때문에 상기 주입관(26)의 외벽이 현탁액중의 고체성분입자들로 인한 얇은 부착물층으로 빈번히 뒤덮히게 되는 것이 또한 야기된다.
덮개(25)가 (제3도에서 왼쪽으로)이동될 때 그러한 목적을 위해 내측이 끝이 날카로운 환형 자유연부를 갖춘 청정링(49)은 주입관(26)의 외벽에 접촉되어 거기에 달라붙은 고체성분입자들을 그 뒤의 밀봉링이(46)들이 더 이상 닿지않을 정도로 벗겨내게 된다. 덮개(25)가 (제3도의 오른쪽으로)되돌아 이동할 때 안내링(48)은 슬리이브(47) 및 밀폐링(46)들의 팽대부(45)에 대한 중심을 잡아줌으로써 상기 밀폐링(46)들의 압착 및 손상을 방지해준다.
이러한 방법으로 상술한 밀봉장치는 회전 및 미끄럼밀봉이 조합된 일련의 조합밀봉작용을 제공하며, 이 밀봉작용은 여과가 진행되는 동안 원심실의 기밀을 유지시킴과 더불어 그와 관련하여 덮개(25)의 주입관(26)에 대한 상대이동을 가능하게 해주는 것이다.
자유단지지로 장착된 상기 회전드럼(16)은 그 회전중에 잦은 요동운동을 하게 되고, 이 요동운동은 주입관(26)의 자유단(팽대부(45))에 전달된다. 이러한 요동운동을 잡아 감쇄시키고 또 제위치에 고정유지되는 주입관(26)의 손상을 방지하기 위해 이 주입관(26)은 케이스(1)의 전방벽부(54)에 탄력지지되는데, 이는 즉, 주입관을 둘러싸면서 상기 전방벽부(54) 및 주입관(26)에 고정결합된 플랜지(56)사이에 배치되는 환형 탄성부재(55)의 도움을 받아 그와같이 지지되는 것이다.
상기 탄성부재(55)는 임의의 효과적인 방법, 예컨대 접착을 통해 그 일측은 전방벽부(54)와 그리고 타측은 플랜지(56)와 결합된다. 이에 따라 주입관(26) 선단의 팽대부(45)는 회전드럼(16)의 요동운동에 아무런 무리없이 대응할 수 있다.
제4도는 그러한 요동운동으로 인한 주입관(26)의 하향 편위를 보여주며, 이러한 편위로 인해 상기 탄성부재(55)와 탄성 밀봉링(46)들 및 안내링(48), 청정부재(49)등은 그에 상응하는 변형을 일으킨다.
제5도, 6도에서 나타나 있는 바와 같이, 팽대부(45)의 자유단에는 요입부(58)들이 절삭형성되어 있다. 나아가서 상기 팽대부선단의 자유 연부는 하나의 둥근 칼날과 같이 깎여져 있고, 또 축방향으로 연장된 예컨대 4개의 홈(59)들을 구비하고 있다. 여과작업진행중에 축(12)의 호울(27)내부에 주입관(26)의 인입을 방해할 수 있는 고체성분입자들이 들어가 모이면 이것은 상기 팽대부(45)의 칼날모양으로 형성된 선단연부에 의해, 홈(59)들을 통해 주입관(26)내부로 들어갈 수 있게끔 긁어내어 진다. 이는 그로부터 현탁액의 새로운 공급시 관의 외부로 쉽게 씻겨져나오게 된다.
그리고 또한 제5도, 6도에서 나타나있는 바와 같이 주입관(26) 내부에는 예컨대 관형태의 통기채널(61)이 마련되어 있고, 이는 상기 주입관(26)의 선단연부에서 약간 돌출되어 있음과 동시에 그 반대편 단부에는 도관(62)이 연결되어 있다. 주입관(26)의 선단연부에서 상기 통기채널은 열려있고 그 반대편 단부에서는 폐쇄되어 있다. 도관(62)은 이것이 대기로 열릴 수 있도록 허용해주는 밸브(63)를 구비하고 있다. 따라서 회전드럼(16)의 내부공간은 대기와 통할 수 있고, 이로써 배기 내지는 환기될 수 있다.
상기 도관(62)은 또한 또 다른 밸브(64)를 통해 정압 또는 부압원과 연결될 수 있고, 그리하여 채널(61)이 또한 회전드럽(16) 내부에 정압 또는 부압을 형성토록 설치될 수 있는 것이다.
상술한 회전 및 미끄럼 조합밀봉수단(45)(46)(47)(53)은 또한, 예컨데 다른 이유로 제1도의 작동상태에 있어서 회전드럼과 주입관(26) 사이에 느슨한 밀봉이 바람직한 경우등에, (주입관(26)을 통한)회전드럼의 압력 도입이 없는 형태로도 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 케이스내부에 자유단지지로 회전가능하게 장착되고 방사상의 여과액 배출공들이 제공된 회전드럼과 이 드럼에 대한 축방향의 이동에 의해 드럼의 개구정면을 폐쇄하는 덮개와, 이 덮개에 여과대상 현탁액 도입을 위해 설치된 주입구와, 그 일측이 상기 케이스에 고정되고 타측은 이 주입구를 관통하여 관통된 그 연장부가 원심분리진행중 상기 회전드럼내부에 위치하는 주입관을 구비하고, 주입관(26)이 회전드럼(16)내부의 압력변화를 위해 정압 또는 부압원(44)과 연결가능한 동시에 회전 및 미끄럼 조합밀봉수단(45)(46)(47)(53)을 통해 덮개(25)에 기밀이 유지되게 설치된 것을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 원심분리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 주입관(26)이 케이스(1)에 탄성 받침수단(54)(55)(56)에 의해 받쳐져 지지되고, 이것은 회전 및 미끄럼 조합밀봉수단(45)(46)(53)과의 결합을 통해 주입관(26)의 종속적인 요동운동을 허용하는 것을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 원심분리장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전 및 미끄럼 조합밀봉수단은 상기 주입관을 둘러싸는 탄성밀봉링(46)들을 포함하는 것임을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 원심분리장치.
  4. 제1항 내지 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 회전 및 미끄럼 조합밀봉수단은 주입관(26)상에 접촉하는 탄성 청정링(49)을 포함하는 것임을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 원심분리장치.
  5. 제1항 내지 제4항에 있어서, 상기 회전 및 미끄럼 조합밀봉수단은 밀봉링(46) 및/또는 청정링을 구비하여 덮개(25)와 고정결합된 소켓(52)내부에 회전가능하게 장착된 슬리이브(47)를 포함하는 것임을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 원심분리장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 슬리이브(47)는 래이디얼 축밀봉링(53)들을 통해 소켓(52)에 대해 밀봉설치된 것임을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 원심분리장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 주입관(26)은 플랜지(56)를 통해 그리고 탄성부재(55)의 중간삽입하에 케이스(1)에 고정된 것임을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 원심분리장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주입관(26)의 연장부상에 양쪽이 원추형으로 뻗어나간 팽대부(45)가 마련된 것을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 분리장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 팽대부(45)의 자유 선단연부는 긁어내기 수단(58)(59)으로 형성된 것임을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 원심분리장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 주입관(26)은 통기채널(61)을 포함하는 것임을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 원심분리장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 통기채널(61)은 정압 또는 부압원(44)과 연결가능한 것임을 특징으로 하는 여과막 뒤집기형 원심분리장치.
KR1019890701411A 1987-11-28 1988-11-24 여과막 뒤집기형 원심분리장치 KR970004701B1 (ko)

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