KR102512923B1 - 디캔터 원심분리기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 통(1) 내에 실질적으로 동심으로 장착된 바람직하게는 수평의 회전축 주위로 회전가능한 스크롤 컨베이어를 포함하는 디캔터 원심분리기에 관한 것으로서, 스크롤 컨베이어는 허브(8) 및 적어도 하나의 나선형 와인딩을 포함하고, 허브(8)는 내측면과 외측면, 스크롤 컨베이어의 상기 내측면과 외측면 사이의 적어도 하나의 통로, 및 허브(8)의 중앙에 공급 관(3)을 포함하고 있다. 디캔터 원심분리기는 공급 챔버(4)의 내부로부터 외부로 연장하는 다수의 노즐(10)들이 구비되며, 허브(8)의 내측면 상에 그리고 원주 둘레의 노즐(10)들 사이에 가속 인서트(16)들이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 이러한 원심분리기용 공급 챔버(4)에 관한 것이다. 본 발명은 고효율, 원활한 산출물 가속, 마모 방지 및 유지 관리의 용이함을 나타내는 스크롤을 위한 신규한 공급 챔버를 제공한다.

Description

디캔터 원심분리기{DECANTER CENTRIFUGE}

본 발명은 회전 통(bowl) 내에 실질적으로 동심으로 장착된 바람직하게는 수평의 회전축 주위로 회전가능한 스크롤 컨베이어를 포함하는 디캔터 원심분리기에 관한 것이며, 허브는 내측면과 외측면, 스크롤 컨베이어의 상기 내측면과 외측면 사이의 적어도 하나의 통로, 및 허브의 중앙에 공급관을 포함한다. 또한 본 발명은 디캔터 원심분리기용 공급 챔버에 관한 것이다.

이러한 시스템들은 예컨대 미국특허 US 5,403,486호에 공지되어 있다. 여기에서 다수의 연장부는 다중 분사 노즐을 형성한다. 이 특허문헌은 컨베이어 허브의 내부로부터 외측면으로 연장하는 U자형 채널을 사용함으로써 피드의 가속 시스템 및 케이크 워싱을 개선하는 회전 워시 피드 격실을 제시하고 있다. U자형 채널은 코리올리 힘(coriolis force)과 대항하는, 안쪽으로 연장된 L자형 배플과 연통한다. 이러한 디자인은 입자 또는 덩어리를 깨뜨리는 것에 의해 신속한 공급 가속을 생성하며 그 효과가 빠르게 감소함으로써 배플 뒤에 산출물(product) 축적이 일어난다. 컨베이어의 외부로 연장하는 U자형 채널은 공급 슬러리가 농축 제트의 형태로 풀(pool)에 배출되어 이미 분리된 고형물의 재혼합을 초래하는 단점이 있다. 이러한 유형의 채널들은 팬으로서 작동하고 압력하에서 공기가 들어가기 때문에, 이들 채널이 액체로 완전히 충전되지 않을 때 공기 순환은 양호하게 제어되지 않는다. 이 시스템들은 매우 복잡하고, 또한 점성이 높은 현탁액이 공급되는 경우에 막히게 되는 경향이 있다. US 2014/0005024호는 근위의 교차 벽, 원위의 교차 벽, 공급 챔버의 모든 내부 표면으로 연장하는 내마모성 부재를 구비한 새로운 공급 챔버를 교시하고 있다. US 3,568,920호는 내마모성을 위해 공급 챔버에 대해 분리가능한 인서트를 제시하고 있다. 원료는 부싱 공급 챔버 안의 회전하는 공급관을 통해 기계 안으로 공급된다. 스크롤은 스크롤 컨베이어의 외측에 볼트로 고정된 내부 로터를 구비한다. 부싱 인서트를 교체하기 위하여 내부 로터를 분해하는 것이 가능하다. 이 스크롤은 제조하기 복잡하고, 회전하는 공급관 밀봉하기 어려우며, 공급 챔버의 노즐들은 공급 챔버의 내부 및 외부로 연장되지 않는다.

DE 40 41 868호는 내마모성을 위해 한 부분으로 만들어진 공급 챔버의 모든 내측 표면을 위한 인서트를 구비한 원심분리기를 제시하고 있다. 이것은 교체할 수 없으며 인서트가 마모된 후에 전체 원심분리기 스크롤이 해체되고 재정비되어야만 한다.

US 5,380,266호는 원뿔 모양의 공급 챔버 내부에 베인을 구비한 공급 가속 시스템을 제시하고 있다. 이 시스템은 원심분리기의 풀에 배출하기 전에 공급 챔버 내부의 산출물을 스크롤의 회전 속도로 가속함으로써 공급 챔버의 효율을 향상시킨다. 공급 챔버 내부의 다른 가속 시스템이 US 5,401,423호에 제시되어 있다.

통상적인 디캔터는 고속으로 작동하며 기계에서의 공급은 산출물의 제로 회전 속도에서 작동된다. 곤란한 것들 중의 하나는 중대한 마모를 일으키지 않으면서 고효율, 낮은 전단율(입자 또는 덩어리의 파쇄를 방지하는 원활한 가속)을 갖는 통 속도에서 공급하는 것이다. 원심분리기의 작동 중에 공급 챔버의 내부 및 배출 포트에서 마모가 일어날 수 있다. 스크롤의 절단, 새로운 용접 및 새로운 밸런싱을 실행하는 것이 종종 필요하다. 높은 유압 효율 또는 마모 방지 또는 용이한 유지 관리를 위한 표준적인 공급 챔버들이 만들어졌지만 이러한 모든 특성들을 동시에 충족시키는 것은 아니다.

종래 기술의 단점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 허브의 내부로부터 외부로 연장하는 다수의 노즐이 구비되며, 이에 의해 스크롤 컨베이어의 내측면 상에 그리고 원주 둘레의 노즐들 사이에 가속 인서트(accelerator insert)들이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다. 이들 가속 인서트는 입구 노즐 내로 양호한 공급과 점진적인 가속을 보장하며 또한 공급 챔버 벽의 효과적인 보호를 제공한다. 노즐 및 가속 인서트를 구비한 이러한 장치는 바로 그 자리에서 단시간에 스크롤의 수리를 실행하는 가능성을 제공한다. 본 발명은 고효율, 원활한 산출물 가속, 마모 방지 및 유지 관리의 용이함을 나타내는 스크롤을 위한 신규한 공급 챔버를 제공한다. 이러한 시스템에 의해, 모든 입구 노즐들에 대해 마모가 균등하게 분배되는 것이 보장될 수 있다.

본 발명의 유리한 실시예는, 노즐들이 스크롤 컨베이어의 허브 상에 볼트로 고정되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 노즐들은 용이하게 분해될 수 있고, 필요한 경우 예컨대 노즐들이 마모되었을 때 또한 교체될 수 있다.

본 발명에 따라, 가속 인서트들은 웨이브 형상일 수 있고, 폴리우레탄으로 만들어 질 수 있거나 매끄러운 표면을 구비할 수 있다.

본 발명에 따르면 고효율, 원활한 산출물 가속, 마모 방지 및 유지 관리의 용이함을 나타내는, 스크롤을 위한 신규한 공급 챔버를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 모든 입구 노즐들에 대해 마모가 균등하게 분배되는 것이 보장될 수 있고, 노즐들은 용이하게 분해될 수 있으며 필요한 경우 예컨대 노즐들이 마모되었을 때 교체될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 디캔터 원심분리기를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 공급 챔버를 구비한, 도 1의 상세도이다.
도 3은 도 2의 라인 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도이다.
도 4는 도 3과 유사한 본 발명의 변형 실시예의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 가속 인서트를 도시한 도면이다.

이제 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1은 최적의 상 분리를 위해 고속 회전하는 통(1), 슬러지 이송 및 압착을 위한 스크롤(2), 축선방향 공급 관(3), 공급 챔버(4), 혼합물 배출구(5), 깨끗한 액상을 위한 배출구(6) 및 고상을 회수하기 위한 배출구(7)를 구비한 본 발명에 따른 디캔터 원심분리기를 도시하고 있다.

도 2는 본 발명에 따른 디캔터 원심분리기의 상세를 도시하고 있다. 다수의 가속 인서트(16)들이 노즐(10), 단부 벽(12)과 가속 콘(13) 사이의 공급 챔버(4) 안에 배열되어 있고, 가속 콘은 축선방향 공급 관(3) 및 원형의 공급 챔버의 개구에 연결된다. 이것은 높은 효율, 원활한 산출물 가속, 내마모성 및 유지 관리의 간편함을 나타내는 스크롤(2)을 위한 신규한 공급 챔버(4)가 된다.

노즐(10)의 단면은 정방형, 타원형 또는 원형이거나 임의의 다른 형상일 수 있다. 노즐의 외측 연장부는 노즐(10)을 통한 공기 유동을 방지하고 풀(9a) 안의 산출물이 스플래시로 배출되는 것을 방지하기 위하여 최대 웅덩이 레벨(9)까지 만들어져 있다. 이것은 공급 챔버(4) 구역의 풀(9a)에서 산출물 재-현탁을 방지하고 기계 특히 높은 웅덩이 레벨(허브에 근접하거나 수몰된 스크롤 상태)에서 작동하는 디캔터 원심분리기 내부에서 공기가 압축되는 것을 방지할 것이다. 노즐(10)의 내측면(11)은 세라믹, 텅스텐 카바이드 또는 임의의 다른 내마모성 처리로 보호된다. 노즐의 고정은 스크롤(2)의 허브(8) 상에서 볼트(17)에 의해 이루어진다. 가속 인서트(16)는 폴리우레탄, 내측면에 내마모성 처리된 스테인리스강, 또는 다른 임의의 내마모성 재료로 만들어진다. 가속 인서트(16)의 크기는 노즐(10)을 장착하기 전에 스크롤(2)의 개구를 통해 설치할 수 있는 크기이다. 가속 인서트(16)의 고정은 둘레 방향으로는 공급 챔버(4) 안의 두 개의 연속되는 노즐(10)의 내측 연장부에 의해 이루어지고, 축선방향으로는 단부 벽(12) 및 고정 링(15)에 의해서 이루어진다. 노즐(10) 및 가속 인서트(16)를 구비한 이러한 장치는 바로 그 자리에서 단시간에 스크롤(2)의 수리를 실행하는 가능성을 제공한다.

노즐(10)의 내측 연장부는 공급 챔버(4) 안에서 높은 전단 유동 또는 정체 유동을 방지하기 위하여 가속 인서트(16)의 높이까지 만들어져 있다.

도 3은 본 발명에 따른 공급 챔버를 통한 도 2의 라인 Ⅲ-Ⅲ을 따른 단면도를 도시한다. 공급 챔버 안에는, 상기 공급 챔버 내로 노즐(10)의 연장부에 의해 제 위치에 유지되는 다수의 가속 인서트(16)가 배열되어 있다. 공급 챔버의 외측에는, 전체 스크롤(2)을 분해하지 않고 유지 관리를 위해 용이하고 신속한 장착 및 해제를 할 수 있도록 노즐이 볼트(17)로 고정되어 있다. 도 3의 실시예에서, 노즐(10) 및 가속 인서트(16)는 대칭으로 배열된다.

도 4는 가속 인서트(16)의 다른 배열을 도시하고 있다. 가속 인서트는 비대칭적인 매끄러운 표면을 구비하고 있다. 가속 인서트는 노즐 사이에 배열되어 고정된다. 이를 위해, 노즐(10)은 가속 인서트와 상응하게 다른 길이로 공급 챔버 내로 연장하는 형태를 갖는다. 이것은 정방형인 노즐(10)의 단면으로 더욱 용이하게 달성될 수 있다.

도 5는 산출물의 높은 전단을 방지하기 위하여 매끄러운 베인(22a)의 점진적이고 매끄러운 표면(22)이 만들어져 있는 가속 인서트(16)의 상세한 형상을 도시하고 있는다. 표면(19)은 고정 링(15)과 접촉하고 표면(20)은 노즐의 내부 연장부와 접촉한다. 또한, 표면(21)은 공급 챔버(4)의 단부 벽(12)과 접촉한다.

본 발명은 도시된 실시예로 제한되는 것이 아니라 청구범위로 한정되는 것이다. 특히 가속 인서트의 형태는 도시된 형태와 다를 수 있으며 가속 인서트 및 노즐의 재료는 제시된 것과 상이할 수 있다.

1 : 회전 통
2 : 스크롤 컨베이어
3 : 공급 관
4 : 공급 챔버
8 : 허브
10 : 노즐
16 : 가속 인서트
17 : 볼트

Claims (17)

1. 디캔터 원심분리기로서,
   원심 분리기 회전축을 따라 연장하는 회전 통;
   허브, 허브 내측면, 허브 외측면, 및 외측면을 따라 나선형 와인딩을 포함하고 있고, 회전 통과 동축으로 장착된 회전가능한 스크롤 컨베이어;
   허브 안을 중앙으로 통과하여 허브 내의 공급 챔버에 인도되는 공급 관;
   공급 챔버의 둥근 내부 벽에서 허브의 외측면으로 방사상 외측으로 연장하고 공급 챔버의 내부 벽을 넘어 방사상 내측으로 연장하며, 원주 둘레로 이격된 복수의 노즐;
   공급 챔버의 내부 벽에 별개로 장착된 복수의 가속 인서트;를 포함하고,
   각각의 가속 인서트는 두 개의 노즐 사이에 인접하여 장착되며, 각각의 가속 인서트는 두 개의 이격된 노즐의 방사상 내측 연장부와 접촉하는 것에 의해 둘레 방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
2. 제1항에 있어서,
   공급 챔버는 유입 개구와 단부 벽 사이의 축선방향 길이를 갖는 원통형 분배 챔버와 그에 뒤따르는 원뿔형 가속 챔버를 포함하고,
   노즐 및 가속 인서트는 분배 챔버에 배치되고,
   각각의 가속 인서트는 적어도 분배 챔버의 축선방향 길이의 대부분인 길이를 갖고 있고,
   가속 인서트는 유입 개구 주위의 고정 링에 대해 접촉하고 단부 벽과 결합하는 것에 의해 축선방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
3. 제1항에 있어서,
   공급 관에서 노즐로의 모든 유동이 인서트의 내부 표면을 따라 통과하도록 각각의 인서트는 공급 관과 노즐 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
4. 제3항에 있어서,
   각각의 인서트의 내부 표면은 곡선 형상인 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
5. 제4항에 있어서,
   각각의 인서트의 내부 표면은 웨이브 형상인 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
6. 제1항에 있어서,
   노즐들이 허브 상에 볼트로 고정되는 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
7. 제1항에 있어서,
   노즐들은 교체 가능한 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
8. 제1항에 있어서,
   가속 인서트들은 교체 가능한 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
9. 제1항에 있어서,
   인서트들은 폴리우레탄, 또는 내마모성 표면을 구비한 스테인리스강 중의 하나로 만들어진 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
10. 디캔터 원심분리기로서,
    원심 분리기 회전축을 따라 연장하는 회전 통;
    허브, 허브 내측면, 허브 외측면, 및 외측면을 따라 나선형 와인딩을 포함하고 있고, 회전 통과 동축으로 장착된 회전가능한 스크롤 컨베이어;
    허브 안을 중앙으로 통과하여 허브 내의 공급 챔버에 인도되는 공급 관;
    공급 챔버의 내부 벽에서 허브의 외측면으로 방사상 외측으로 연장하는 복수의 노즐;
    각각의 인서트가 두 개의 노즐 사이에 인접하게 장착되어, 공급 챔버의 내부 벽에 장착되는 복수의 인서트;를 포함하고,
    공급 챔버는 분배 챔버 내로 개방하는 가속 콘을 포함하고,
    분배 챔버는 축선방향 길이를 갖고 있고,
    각각의 인서트는 적어도 분배 챔버의 대부분의 길이에 걸쳐 있는 길이를 갖고 있고,
    가속 콘에서 노즐로의 모든 유동이 인서트의 내부 표면을 따라 통과하도록 각각의 인서트는 가속 콘과 노즐 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
11. 제10항에 있어서,
    각각의 인서트의 내부 표면은 웨이브 형상인 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기.
12. 내측면과 외측면을 구비한 공급 챔버를 포함하는 허브 및 적어도 하나의 나선형 와인딩을 포함하는 스크롤 컨베이어, 및 허브의 중앙에서 공급 챔버로 인도되는 공급 관을 포함하는 디캔터 원심분리기의 공급 챔버로서,
    상기 공급 챔버는:
    공급 챔버 내부에서 외부로 연장하고 공급 챔버에서 원주 둘레로 이격된 복수의 노즐;
    공급 챔버의 내부 표면 상에 원주 둘레로 노즐 사이에 별개로 구비된 가속 인서트들;을 포함하고,
    각각의 가속 인서트는 두 개의 이격된 노즐의 방사상 내측 연장부와 접촉하는 것에 의해 원주 방향으로 고정되는 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기의 공급 챔버.
13. 제12항에 있어서,
    노즐들이 스크롤 컨베이어의 허브 상에 볼트로 고정되는 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기의 공급 챔버.
14. 제12항에 있어서,
    노즐들은 교체 가능한 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기의 공급 챔버.
15. 제12항에 있어서,
    가속 인서트들은 교체 가능한 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기의 공급 챔버.
16. 제12항에 있어서,
    가속 인서트들은 웨이브 형상인 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기의 공급 챔버.
17. 제12항에 있어서,
    가속 인서트들은 폴리우레탄, 또는 내마모성 표면을 구비한 스테인리스강 중의 하나로 만들어진 것을 특징으로 하는 디캔터 원심분리기의 공급 챔버.

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