KR100289887B1 - 고체를 포함하는 액체 매질로부터 고체를 분리하고 탈수하기 위한 스크류 프레스 분리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체를 포함하는 액체 매질로부터 고체를 분리하고 탈수하기 위한 스크류 프레스 분리기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 스크류 프레스 분리기는 하우징의 구멍에서 지지되며 회전운동을 금지하나 그 원주운동을 허용하는 스트레이너 바스킷; 일 종단에서 풀려질 수 있는 추진 연결을 통해 추진 모터와 연결되며 스트레이너 바스킷을 통해 자유로이 지지되는 추진 연결로부터 연장되며, 스크류의 나사산이 스트레이너 바스킷의 내부 표면의 근처까지 안내하는 스크류; 및 작동중의 스크류가 하우징 구멍에 대해 축방향으로 향한 추진 연결부에 스크류가 작용시키는 축력들로 실제로 지지되도록 자유로이 지지된 스크류를 추진 연결부에서 지지하는 수단으로 구성되어 있다. 본 발명의 스크류 분리기는 스트레이너 바스킷이 스스로 중심을 맞출 수 있으며 청소는 물론 조립, 분해가 쉽고 스트레이너 바스킷의 마모도 현저히 감소된다.

Description

고체를 포함하는 액체 매질로부터 고체를 분리하고 탈수하기 위한 스크류 프레스 분리기

제1도는 본 발명에 따른 스크류 프레스 분리기의 부분 측단면도.

제2도는 출구 종단에서의 스크류 프레스 분리기를 도시한 도면.

제3도는 제1도의 III-III선을 따른 확대 상세도.

제4도는 제1도의 IV-IV선을 따른 확대 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 2 : 스크류

3 : 스트레이너 바스킷 4 : 주둥이

5 : 샤프트 6, 7 : 플랩

9 : 샤프트 10 : 브라켓

11 : 레버아암 12, 12½ : 중량

13 : 링크, 추진 어셈블리 15 : 스플라인 부재

16, 23 : 표면 17 : 베어링

18, 19 : 홀더 바스킷 21 : 플랜지 부재

22 : 스텁 샤프트

본 발명의 접합한 적용례는 도시나 농촌 및 산업 오수나 슬러리(slurry)들로부터 고체들을 분리해내는 것이다. 동시에 분리된 고체들을 상당한 정도로 기계적으로 탈수(dewatering)시켜 생물학적 후처리(인조 비료화)를 하거나 활용할 수 있는 다른 수단에 공급할 수 있게 하는 것이다.

종전의 기술에 대해서는 다음의 공보들을 참조하기 바란다.

EP-A2-0 443 385 및 EP-B1-0 367 037, 그 출원인은 본 출원의 출원인과 동일하다. EP-A2-0 443 385는 일 종단에서의 스크류가 그 반대 종단에서 지지되며 정면 베어링 어셈블리에서 스트레이너 바스킷(strainer basket)으로부터 돌출하는 모터와 추진 연결되어 있는 스크류 프레스 분리기를 공개하고 있다. 이 스크류 프레스 분리기는 고체의 분리와 탈수에 관해서는 만족스럽게 작동하지만, 스크류의 정면 베어링은 스트레이너 바스킷으로부터 탈수된 물질의 방출을 방해할 뿐 아니라, 예컨데 주기적인 유지보수중에 스크류의 조정과 분해 및 청소업무를 더 어렵게 만든다. 어셈블리에 의한 개선방법이 EP-B1-0 367 037에 설명되어 있다. 이러한 공지의 스크류 프레스 분리기에서는 스크류의 정면 종단 지지부가 제거되어 있다. 대신에 스크류의 원주 지지부가 스트레이너 바스킷에 의해 제공되어, 또한 분리기 하우징의 구멍의 고정된 위치에서 중심적으로 지지된다. 따라서 스트레이너 바스킷은 작동중 스크류에 작용하며, 다른 것들중에서 스크류의 외곽을 따라 균일성이 없는 스트레이너 바스킷으로부터 처리된 물질의 방출로부터 발생하는 원주 힘들에 의해 부하가 걸릴 수도 있다. 하우징 구멍에 대한 스트레이너 바스킷의 요구되는 정밀한 중심설치는 또한 스트레이너 바스킷이나 스크류의 조립과 분해를 더 어렵게 만든다. 이러한 일들을 매우 조심스럽게 하지 않으면, 스트레이너 바스킷의 마모가 커지는 결과가 일어날 수도 있다.

본 발명의 목적은 공지의 스크류 프레스 분리기들의 앞서 언급한 결점들을 거의 제거한 최초에 언급한 종류의 스크류 프레스 분리기를 제공하는 것이다. 보다 구체적으로 EP-B1-0 367 037에 따른 스크류 프레스 분리기를 더욱 개선하는 것이 본 발명의 목적이다. 본 발명의 다른 목적은 취급하기 곤란한 탈수되는 경향을 가진 고체들도 탈수할 수 있는, 따라서 스크류 프레스 분리기들의 적용범위를 확장하는 종류의 스크류 프레스 분리기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 스크류 프레스 분리기는 하우징의 구멍에서 지지 되며 회전운동을 금지하나 그 원주 운동(radial movement)을 허용하는 스트레이너 바스킷; 일 종단에서 풀려질 수 있는 추진 연결을 통해 추진 모터와 연결되며 스트레이너 바스킷을 통해 자유로이 지지되는 추진 연결로부터 연장되며, 스크류의 나사산이 스트레이너 바스킷의 내부 표면의 근처까지 안내하는 스크류; 및 작동중의 스크류가 하우징 구멍에 대해 축방향으로 향한 추진 연결부에 스크류가 작용시키는 축력들로 실제로 지지되도록 자유로이 지지된 스크류를 추진 연결부에서 지지하는 수단으로 구성되어 있다.

본 발명에 따른 스크류 프레스 분리기의 한가지 특징은 스트레이너 바스킷이 분리기 하우징에 설치된다는 것이다. 이 설치는 견고하지 않고 원주적으로 움직일 수 있어서 스트레이너 바스킷은 스크류가 작용시키는 힘들에 따라서 하우징의 구멍에 대해 스스로 자동적으로 중심을 맞출 수 있거나 원주적으로 회전할 수 있다. 첫번째에 관한 본 발명의 다른 특징은 작동시, 예컨데 스크류의 중량에 의해 산출된 원주힘들보다 실제로 크며 추진 연결부에 작용하는 힘들이 스크류를 스트레이너 바스킷의 부분에 대한 스크류의 어떠한 적절한 지지없이 또는 필요한 정면종단에 제공된 베어링 수단에 의해 하우징의 구멍에 대해 원하는 축방향으로 지지하는 것을 사용할 수 있다. 그 결과, 원주 힘들은 스크류의 중량때문에 스크류 프레스 분리기가 공회전할 때와 그 시초작동과 작동이 중단되는 과정 동안에만 스트레이너 바스킷에 작용한다. 따라서, 분리기를 사용하거나 청소하는 것은 물론 스트레이너 바스킷과 스크류를 조립하고 분해하는 것이 매우 단순해지며, 동시에 스트레이너 바스킷의 조기 마모의 위험도 크게 감소된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 방출통제 수단이 스크류의 출구 종단의 근방에 제공되어 스크류의 외곽을 따라 처리된 물질의 매우 일관된 방출을 수행할 수 있다. 이러한 수단들에 의해 고체의 방출률의 더 나은 통제가 성취되어 취급하기 곤란한 탈수 특성을 갖는 고체들 조차 또한 탈수할 수 있게된다. 이 수단들의 다른 장점은 추진 종단에서의 지지부에 의해 성취할 수 있는 자유롭게 지지되는 스크류가 축방향을 향하는데 도움이 되는, 스크류상에 외곽에서 작용하는 축력들의 균등화를 성취한다는 것이다.

제1도 및 제2도를 참조하여 방출 통제수단을 가진 본 발명의 일 실시예에 따른 스크류 프레스 분리기를 설명한다.

스크류 프레스 분리기는 지지 프레임(24)에 설치될 수도 있는 특히 중공의 원통형 하우징(1)으로 구성된다. 하우징(1)의 길이방향 중심축은 통상 그 작용 위치에서 수평 또는 거의 수평위치를 유지하지만, 본 발명은 분리기가 그러한 방향을 향하는 것에 제한되지 않는다. 하우징(1)의 일 종단(도면의 좌측)에 모터, 예컨데 전기모터로 구성되는 추진 어셈블리(13)와 감속기어가 하우징(1)에 플랜지나 다른 수단으로 고정되어 있다. 하우징 구멍에 배열된 스크류(2)는 스크류(2)에 회전운동을 부여하는 추진 어셈블리(13)와 추진 연결되어 있고, 이에 따라 부유된 고체들을 운반하는 유체를 하우징(1)의 대항하는 출구종단으로 운반해서, 처리될 물질이 스크류(2)의 추진 종단 부근에서 하우징으로 투입될 수 있다.

탈수 및 분리는 부분적으로 하우징(1)에 배열된 스트레이너 바스킷(3)의 영역에서 행해지며, 상기 스트레이너 바스킷은 스크류(2)가 연장되는 예컨데 막대형의 스트레이너의 형태를 가진다. 스트레이너 바스킷(3)의 크기는 스크류(2)의 스크류 스파이럴(spiral)의 외부 외곽이 스트레이너 바스킷(3)의 내부 외곽 가까이에 위치되도록 스크류(2)의 규격에 적합하도록 되어있다.

하우징(1)의 출구 종단은 길이 방향으로 조정가능하며 후자의 길이방향 중심선에 하우징(1)에 의해 공축적으로 지지되는 튜브형의 주둥이(4)로 형성된다. 스크류 샤프트의 비나선부(5)가 상기 주둥이로부터 공축적으로 외부로 연장되어 있다. 주둥이(4)의 내부 외곽과 스크류샤프트(5)의 외부 외곽사이에는 탈수된 물질이 외부로 방출되는 원형공간이 형성되어 있다. 작동시 고체들의 플러그는 스트레이너 바스킷(3)과, 한편으로 스크류(2)에 대한 일종의 지지를 제공하며 다른 한편으론 고체들의 탈수를 촉진하는 주둥이(4)의 영역에서 형성된다. 위에 설명된 스크류 프레스 분리기의 기본적인 형상은 EP-B1-0 367 037로 공지되어 있으므로 더 상세한 것을 알고 싶으면 이 특허를 참조하기 바란다.

작동시 고체 플러그의 형성은 이 플러그가 주둥이(4)쪽으로 밀려나도록 이 플러그에 스크류(2)에 의해 작용되어야 하는 상당한 축력을 주게된다. 주둥이(4)의 출구종단의 상부 흐름에는 한쌍의 초승달 형태의 플랩들(flap; 6, 7) 형태의 방출 통제수단이 제공되어, 플러그에 대해 압력을 작용시킬 수 있다. 이 초승달 형태의 플랩들(6, 7)은, 제1도 및 제2도에 도시된 바와같이, 스크류(2)의 길이방향 중심선에 직경 방향으로 대향되어 대칭적으로 배열되고 하우징(1)에 고정된 브라켓들(10)을 설치 함으로써 지지되는 축들(9) 주위로 회전할 수 있다. 이 설치 브라켓들(30)은 플랩들(6, 7)의 축위치가 주둥이(4)의 방출종단에 대해 조정될 수 있도록 이동가능하게 배열된다.

플랩들이 주둥이(4)의 방출종단을 막거나 제한하는 위치로 회전되도록 플랩들(6, 7)에 프리텐션(pretension)을 주는 수단이 제공되어 있다. 상기 프리텐션닝 수단은 다른 방식으로 구현될 수도 있으나, 본 발명의 실시예에선 플랩들(6, 7)의 하나에(이것은 제1도에 도시된 하부 플랩(1)이다) 연결된 레버아암(11)으로 구성되어, 길이 방향으로 조절가능한 중량들(12, 12½)이 상기 레버아암상에 설치되어 있다. 이 레버아암(11)을 통해 이 중량들은 플랩(7)을 언급한 방향으로 샤프트(9) 주위로 회전시키게 된다. 연결 링크(13)을 통해 다른 또는 상부의 초승달 모양의 플랩(6)도 또한 래버 아암(11)에 연결되어 레버 아암(11)의 운동이 플랩(6)에 하부 플랩(7)에 영향을 준 것과 같은 방법으로 영향을 미친다. 고체 플러그의 압력때문에 플랩들(6, 7)은 중량들(12, 12½)의 프리텐션닝 힘을 극복함으로써 주둥이(4)의 방출 종단을 풀어주는 방향으로 회전될 수도 있다.

본 발명은 프리텐션닝 중량들(12, 12½)과 링크 시스템에 의한 플랩들(6, 7)의 작동과 관련되어 설명되었지만, 그러한 배열에 한정되는 것은 아니다. 대신에 플랩들(6, 7)의 조정은 또한 스크류(2)의 전류소비로 통제되는 추진기에 의해 수행될 수도 있다. 또한, 한쌍의 초승달 모양의 플랩들(6, 7)대신에, 두개 이상의 그러한 플랩들도 또한 스크류(2)의 외곽을 따라 등간격으로 간격져 제공될 수도 있다.

설명된 방출통제 수단은 스크류(2)와 고체 플러그 사이에 작용하는 축력의 통제뿐 아니라 스크류(2)의 외곽을 따른 그들의 분배조차 허용한다.

이하 제3도를 참조하여 스크류(2)와 추진 어셈블리(13)(보통 제1도)사이의 풀될 수 있는 추진 연결의 상세한 설명을 한다.

이미 설명하였듯이, 스크류(2)는 작동시 축방향으로 현저히 힘을 받으며, 스크류의 사중량(dead weight), 고체 플러그 및 스트레이너 바스킷(3)으로부터 발생하는 원주력들은 이에 비해서 무시할 정도이다. 본 발명에 따라, 최종의 실제적인 축력들은 하우징의 구멍에 적절히 축방향으로 향한 관계로 자유로이 지지되는 스크류(2)를 유지하도록 사용된다.

추진 연결은 특히 플러그-인 죠인트(plug-in joint) 형태로 형성되며, 도시되어 있는 바와같이, 스크류(2)의 튜브형 종단부분(14)에서 지지될 수도 있는 스텁(stub)이나 출력 샤프트(22)로 구성된다. 결합부재, 예컨데 스플라인된 부재(15)는 스텁 샤프트(22)에서 스크류(2)로 토크를 전달하기 위해 제공된다. 스텁샤프트(22)는 하우징(1)이나 적절한 베어링 조립체, 예컨데 테이퍼 롤러 베어링(17)에 의해 하우징(1)에 설치된 추진 어셈블리(13)의 플랜지 부재(21)에 대해 회전가능하도록 설치된다.

또한, 상기 스텁샤프트(22)는 그 정면 종단으로부터 적절히 이격된 위치에서, 튜브형 종단부분(14)이 스텁샤프트(22)로 미끄러질 때 스크류(2)의 튜브형 종단부분(14)의 원형 원주 정면 또는 종단표면(23)이 적용되는 원형 원주 접촉면(16)을 형성하는 턱으로 구성된다. 따라서 축력들은 스크류(2)로부터 원주 접촉 표면들(23, 16)을 통해 추진 연결부나 테이퍼 롤러 베어링(17)으로 전해지며 이에 따라 접촉표면들(23, 16) 사이에 존재하는 압력들에 의해 스크류의 축방향을 한정하게 된다

이어 제4도를 참조하여 스트레이너 바스킷(3)이 한편으로 비회전적으로, 다른 한편으론 하우징(1)에 대해 원주방향으로 움직일 수 있도록 어떻게 지지되어, 스트레이너 바스킷(3)이 자동적으로 원주적으로 향할 수 있으며 하우징(1)의 구멍과 스크류(2) 각각에 비교하여 스크류(2)의 축방향을 유지하면서 스스로 중심을 정하는 방법을 설명한다.

제4도에 있어서, 적절한 단면을 가진 축방향으로 연장되는 홀더바(holder bar, 18)는, 예컨데 스트레이너 바스킷(3)의 외곽에 용접되어 고정된다. 스트레이너 바스킷에서 홀더 바(holder bar, 18)는 서로 외곽적으로 이격되어 있으며 하우징(1)에 직접 또는 볼트(20)의 수단으로 끼워진 중간 플레이트를 통해 고정될 수 있는 한쌍의 유사한 축방향 홀더 바(19) 사이의 공간으로 돌출한다. 스트레이너 바스킷과 하우징에서 홀더 바(18, 19)의 원주크기와 대향된 위치들은, 스트레이너 바스킷(3)이 하우징 구멍으로 축방향으로 삽입되어 스트레이너 바스킷의 홀더 바(18)가 하우징의 홀더 바들(19) 사이의 공간으로 연장될 때, 원주 갭(S)은 하우징(1)에 대해 스트레이너 바스킷(3)의 원주운동이 가능한 공간을 남기게된다.

본 발명을 그 실시예와 관련하여 설명하였으나, 이 분야의 숙련된 사람들에게는 수정, 추가, 삭제 및 대체들이 첨부한 청구범위들에 한정된 본 발명의 기술적 사상과 범위로부터 벗어나지 않고도 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (9)

1. 고체를 포함하는 액체매질로부터 고체를 분리하여 탈수하기 위한 스크류 프레스 분리기에 있어서, 하우징의 구멍에 지지되며 그 회전운동을 금지하나 그 원주 운동을 허용하는 스트레이너 바스킷; 일 종단에서 풀려질 수 있는 추진 연결부를 통해 추진 모터에 연결되며 상기 스트레이너 바스킷을 통해 자유로이 지지되는 추진 연결부로부터 연장되는 스크류, 상기 스크류의 스크류 스파이어럴이 상기 스트레이너 바스킷의 내부 표면의 근방으로 안내되며; 상기 자유로이 지지된 스크류를 상기 추진 연결부에서 지지하여 작동중의 상기 스크류가, 상기 스크류가 상기 추진 연결부에 작용시키는 축력들에 의해 지지되며 상기 하우징 구멍에 대해 축방향으로 향하도록 하는 지지수단으로 구성되는 스크류 프레스 분리기.
2. 상기 지지수단이, 서로 원주방향으로 적용되어 외곽으로 연장되는 상기 스크류와 상기 추진 연결부상의 접촉 표면들로 구성되는 제1항의 스크류 프레스 분리기.
3. 상기 추진 연결부가 축방향 베어링 수단에 의해 상기 하우징에 설치되는 제1항 또는 제2항의 스크류 프레스 분리기.
4. 상기 축방향 베어링 수단이 롤러베어링으로 구성되는 제3항의 스크류 프레스 분리기.
5. 상기 추진 연결부가 상기 스크류의 튜브형 종단부분에서 설치할 수 있는 스텁샤프트를 가지는 플러그-인 죠인트로 구성되는 제1항 내지 제4항중 어느 한 항의 스크류 프레스 분리기.
6. 상기 스크류의 방출 종단가까이에 상기 스크류의 외곽을 따라 처리된 물질의 실제로 일정한 방출을 제공하도록 방출통제수단이 제공되어 있는 제1항 내지 제5항중 어느 한 항의 스크류 프레스 분리기.
7. 상기 방출 통제수단이 상기 스트레이너 바스킷의 출구개방 단면을 제한하거나 열기 위해 하우징 구멍의 중심선에 대해 대칭적으로 배열된 적어도 두개의 직경 방향으로 대향된 스위벨 플랩들로 구성되는 제6항의 스크류 프레스 분리기.
8. 상기 스위벨 플랩들이 중량들에 의해 상기 스트레이너 바스킷의 출구 개방 단면을 제한하는 방향으로 프리텐션이 가해지는 제7항의 스크류 프레스 분리기.
9. 상기 스위밸 플랩들이 모터로 작동될 수 있는 제7항의 스크류 프레스 분리기.