KR970007645B1 - 이중구조 필터용기 - Google Patents

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KR970007645B1
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요지 토미따
에이이찌 오이시
마사노리 고바야시
기미야스 온다
히로시 미야지
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가네보 가부시기가이샤
이시사와 가즈아사
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Abstract

내용없음.

Description

이중구조 필터용기
제1도는 본 발명의 개념도.
제2도는 덮개 부재를 나타내는 수직 단면도.
제3도는 유니트 용기의 일실시예를 나타내는 수직 단면도.
제4도는 본 발명에 따른 필터 용기의 조립을 나타내는 설명도.
제5도는 본 발명에 따른 조립된 필터용기의 수직 단면도.
제6도는 액체 유입구의 잠금 밸브를 나타내는 사시도
제7도는 액체 유출구의 잠금 밸브를 나타내는 사시도.
제8도는 하단 탭을 나타내는 평면도.
제9도는 하단 캡의 X-X' 단면도
제10도는 하단 캡을 나타내는 저면도.
제11도는 상단 캡을 나타내는 저면도.
제12도는 제11도의 상단 캡의 Y-Y' 단면도.
제13도는 본 발명에 따른 또 다른 이중구조 필터용기의 조립을 설명하는 도.
제14도는 제13도에 나타낸 조립된 이중구조 필터용기를 나타내는 수직 단면도.
제15도는 본 발명에 따른 유니트 용기의 또 다른 실시예를 나타내는 수직 단면도.
제16도는 본 발명에 따른 상단 캡을 나타내는 저면도.
제17도는 제16도의 X-X' 단면도.
제18도는 본 발명의 하단 캡 일실시예의 아래면을 나타내는 사시도.
제19도는 제18도에 나타낸 하단캡의 평면도.
제20도는 제18도의 하단 캡 저면도.
제21도는 제19도의 Y-Y' 단면도.
제22도는 본 발명에 따른 유니트 용기의 일실시예의 외관을 나타내는 사시도.
제23도는 여과 물질을 나타내는 부분의 평면 단면도.
제24도는 제23도의 X-X' 단면도.
제25도는 본 발명에 따른 덮개 부재의 외관을 나타내는 사시도.
제26도는 본 발명에 따른 이중구조 필터용기의 제3실시예를 나타내는 수직 단면도이다.
본 발명은 생산라인에 조합되어 액체중의 이물질 제거용 카트리지 필터를 수납하는 이중구조 필터용기의 형태와, 여과 물질이 일체화된 폐기가능 유니트 용기의 구성에 관한 것이다.
페인트 또는 잉크와 같은 액체를 여과하기 위해서는 일반적으로 1이상의 원통형 카트리지 필터를 수납하고 있는 용기를 정화될 액체의 배관에 연결하여 사용한다. 액체는 이물질 또는 응집물(foreign particles or agglomerated particles)을 걸러내도록 필터의 외부에서 내부로 흐르게 된다. 여과의 정도 또는 여과단수는 여과의 요구 레벨에 따라 결정된다. 그러므로, 플랜트의 제조라인에서 유니트 용기내의 카트리지 필터의 수와 종류의 조합은 액체 흐름의 절대량과 여과의 목적에 따라 변환된다.
페인트는 유해한 안료 또는 자극성 냄새를 갖고 인화의 위험성이 높은 유기용제를 포함하기 때문에, 하우징은 내용물을 누출하지 않고 여과압력에 견딜 수 있는 밀폐용기여야만 한다. 또한, 장시간 사용되는 경우에는 필터가 막히게 되어 하우징의 내부압력이 제어한계 압력까지 증가하므로 내부 카트리지 필터의 교체가 필수적이다. 그렇지만, 생산라인은 단지 필터의 교체를 위해 장시간 정지될 수 없기 때문에 일본국 실용신안등록출원 공개공보 37690/1989에 기재되어 있는 것과 같은 폐기가능 필터 용기가 제안되었다. 이것은 기계적 강도를 갖는 용기의 폐기이므로 경제적인 면에서 매우 불합리하다. 필터 교체작업시 하우징 내부의 세정(cleaning)문제를 해결할 목적으로 사용하는 동안 필터를 필름으로 포장하고 사용 후 필름과 함께 버리는 것이 일본국 실용신안등록출원 공개공보 163514/1989와 174007/1989에 제안되었지만, 이것은 교체작업시 액체의 누출과 기계적 강도와 같은 문제가 남게되므로 만족스러운 것은 아니다.
유니트 용기는 그 수명이 다했을 때에 새로운 용기로 교체되어지는 소모품이다. 이 유니트 용기는 전술한 바와 같이 폐기가능하도록 용기물질로서 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌과 같은 합성수지 성형체가 일반적으로 사용된다. 이점에 있어서 크기 정밀도와 모양의 안정성 등에 문제점이 있으므로 액체의 유출과 같은 문제점이 쉽게 야기된다.
페인트 또는 잉크의 제조라인 및 정제라인, 연료오일의 콘베이어 라인에서 1이상의 카트리지 필터를 수납하고 있는 필터용기가 액체에 혼합된 이물질과 응집물을 여과하고 걸러내기 위해서 라인에 접속된다. 여과의 정도와 여과단수는 여과의 요구레벨에 따라 결정된다.
여과될 액체는 유독성의 유해한 유기용제를 포함하기 때문에 카트리지 필터를 수납하는 용기(하우징)는 여과압력을 견디며 내용물의 누출이 없는 밀폐형 내압용기이어야만 한다. 또한, 카트리지 필터(여과물질)는 일정량의 이물질이 포획되고 그 조직이 액체의 흐름을 정지시키도록 막혀졌을 때에 새것으로 교체되어야만 한다.
즉, 교체작업은 플랜트의 생산 또는 콘베이어 라인을 일시 정지시킴에 의해 일반적으로 수행된다.
상기 언급한 바와 같이 제조라인이 여과 물질을 교체하기 위해 일시 정지되어야만 하기 때문에 여러 문제가 야기되며 이러한 문제를 해결하는 대책이 강구되어 왔다. 제1문제는 제조라인이 페인트와 잉크 같은 고점성의 고분자 물질을 성분중에 함유하는 액체용 플랜트에서 일시 정지된 때에, 이 액체는 정지시간이 너무 긴 때 그 유동성에 변화가 생기기 쉽게 된다. 이것은 액체의 응집을 야기하며 제조 품질을 불균일하게 한다. 제2문제는 이 교체작업 자체는 극도로 오염되어 있고, 번거로우며 위험을 동반한 중작업이기 때문에 유기용제가 증발된 때에 작업자의 건강을 해롭게 하는 위험성이 있으며, 이것은 산업현장에서 젊은 작업자의 정착률을 감소시키는 원인중의 하나이다.
상기한 문제점은 주라인에 병렬로 추가라인을 제공하여 주라인의 여과물질을 교체하는 동안 생산을 계속하게 한다면 해결될 수 있다. 그렇지만, 이것은 추가장치 뿐만 아닐라 추가공간을 요구하며, 제2문제를 해결하는데에 효과적이지 않기 때문에 전기한 문제점을 완전히 해결하는 조치가 되지 못한다. 이 문제점을 해결하는 방법으로서 일본국 실용신안등록출원 공개공보 37690/1989에 폐기가능한 하우징이 제안되어 있지만, 이것은 구조적 내압강도를 갖는 하우징을 폐기해야하므로 경제적 관점에서 바람직하지 못하다.
본 발명은 종래 기술이 당면한 상기한 문제점을 제거하기 위해 구성된 것으로, 필터 교체시에 액체의 누출을 방지할 수 있으며, 안전, 청결 그리고 신속하게 교체할 수 있는 필터용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제2목적은 다양한 여과조건에 적용가능하며, 재고관리의 부담이 감소되고, 카트리지 필터를 견고하게 고정시키는 이중구조 필터 하우징용 폐기가능 유니트 용기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3목적은 쉽게 착탈이 가능하며 여과용기의 치수변화를 흡수할 수 있는 유니트 용기를 구비하는 이중구조 필터용기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 적용에 따라 전기한 목적을 달성하기 위해서, 덮개부재와 이 덮개부재내에 수용된 폐기가능 유니트 용기를 구비하는 이중구조 필터 용기가 제공된다. 덮개부재는 라인의 배관에 직접 연결가능한 베이스와 캡을 구비하고, 베이스와 덮개부재는 베이스에 캡을 부착함에 의해 일체화 되어진다. 유니트 용기는 소정 카트리지 필터를 내부에 수용하고, 베이스상에 제공된 액체 흡기관 액체 배기관에 각각 맞물린 액체 유입구와 액체 유출구를 가지며, 액체유입구와 액체유출구에는 각각 잠금 밸브가 제공된다. 흐름의 통로는 유니트 용기를 베이스상에 꽂음에 의해 개방되고, 유니트 용기를 베이스로부터 빼냄에 의해 폐쇄된다.
본 발명의 다른 적용에 따라서, 내압과 구조를 갖는 덮개부재와, 이 덮개부재내에 수용되고 1개 이상의 카트리지 필터를 수납하는 폐기가능 유니트 용기를 구비하는 이중구조 필터용기가 제공된다. 유니트 용기는 교체가능한 부품으로서, 카트리지 필터의 끝면을 밀폐하기 위해 링 현상 밀폐모서리를 갖는 1 이상의 상단 캡과 끝단에서 카트리지 필터의 내부구멍에 끼워진 원통형 카트리지 스톱퍼를 갖는 하단 캡, 그리고 유니트 용기내의 상부와 하부에서 상단캡과 하단캡 사이에 유지되어 고정된 카트리지 필터를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 적용에 따라서 내구성과 내압 구조를 갖는 덮개부재와, 덮개부재내에 동심으로 수용되고 1 이상의 카트리지 필터를 수납하는 폐기가능 유니트 용기를 구비하는 이중구조 필터용기가 제공된다. 유니트 용기는 액체유입구와 액체유출구 그리고 개개의 입·출구를 각각 폐쇄하는 잠금 밸브를 갖는 디스크 형상 베이스 부재와, 카트리지 필터를 수용하는 원통형 몸체 부재를 구비한다. 몸체 부재는, 최소 1경사각을 갖는 원추형 어깨부를 형성하도록 역테이퍼되어 베이스 부재에 결합되는 하단을 제외하고는 베이스 부재의 지름보다 작은 지름을 갖는다. 카트리지 부재는 상단에서 독립적으로 구별되어 지지된다.
본 발명의 특징, 원리 그리고 유용성이 이하 도면을 참고로 하는 상세한 설명으로부터 더욱 분명해질 것이다.
제1도는 본 발명의 개념도이며, 제2도는 본 발명에 따른 이중구조 필터용기의 덮개부재 실시예를 나타내는 수직 단면도이다. 덮개(1)는 베이스(2)와 캡(3)으로 분할되며, 밴드 커플링(4)에 의해 일체로 결합된다. 베이스(2)에는 액체 흡기관(5)과 액체 배기관(6)이 제공된다. 배관(5, 6)은 공장의 정화처리 라인(도시되지 않음)에 직접 접속된다. 캡(3)은 그 내부에 유니트 용기를 지지하며 내압에 의해 변형되거나 파괴되지 않는 충분한 기계적 강도를 갖는 것이 요구되므로, 금속구성의 적절한 일체 구조를 갖는다. 제1도는 캡(3)내에 3개의 카트리지 필터(8)를 갖는 필터 용기를 나타낸다. 액체 흡기관(5)에 공급된 원액(상류측)은 카트리지 필터에 의해 여과된 후, 여과된 액체(하류측)가 액체 배기관(6)을 통해 배출된다.
제3도는 유니트 용기의 일 실시예를 나타내는 수직 단면도이다. 몸체(7)는 1개의 카트리지 필터(8)를 수용하며, 베이스(2)의 액체 흡기관(5)과 액체배기관(6)에 각각 끼워진 액체 유입구(9)와 액체 유출구(10)를 갖는다. O-링(11, 12)은 액체 누출을 방지하도록 연결하기 위해 제공된다. 잠금 밸브(13, 14)는 액체 유입구(9)와 액체유출구(10)에 제공된다. 잠금밸브(13)는 액체유입구(9)의 중심구멍을 폐쇄하는 상태로 지지프레임(17)상에 지지되며, 중심구멍의 벽면에 일부분이 고정되고, 왼쪽 일부분은 자유롭다. 이 방법은 잠금밸브가 중심구멍을 폐쇄하는 방향으로 일정한 힘을 가하게 한다. 베이스(2)의 액체 흡기관(5) 목부분에 지지된 판부재(15)의 봉형상 돌기(16)는 제4도와 제5도에 나타낸 것과 같이, 유니트 용기(28)가 놓여진 때 잠금밸브(13)를 눌러 위로 올리고 액체용 유로(flow path)를 형성시킨다. 유니트 용기(28)가 베이스(2)로부터 이탈된 때에, 봉형상 돌기(16)는 빠지게 되고 잠금밸브(13)가 지지프레임(17)에 접촉하는 위치로 복귀함으로써 액체 유입구(9)는 폐쇄된다. 잠금밸브(13)의 지향, 복원력 구현 수단을 특정하게 한정되지는 않지만 폐기하거나 소각하기 용이한 모습의 제6도에 나타낸 것과 같은 플라스틱 성형품이 적절하다.
제7도는 본 발명에 따른 잠금밸브(14)의 다른 실시예로서 성형된 플라스틱 부재를 나타낸다. 제3도에서, 잠금밸브(14)는 액체유출구(10)의 구멍을 폐쇄하도록 어깨(18)상에 놓여지고 지지된다. 복수의 다리(19 : 3∼4개가 적당)는 디스크 형상 밸브몸체의 원주상에 부착된다. 다리(19)는 밸브가 눌러 올려져서 개방된 때 반발 복원력을 갖고서 원래 각도로 복귀하도록 각각 잠재적으로 지향되면서, 하단 캡(21)상의 가이드(27)를 따라 미끄러진다. 베이스(2)측의 액체배기관 상단모서리는 톱니 형상 또는 기어 형상이다. 유니트 용기(28)가 베이스(2)상에 놓여져서 톱니형상 상단모서리가 잠금밸브(14)를 누른때에, 용기내부의 액체는 제5도에 나타낸 것과 같이 액체 배기관(6)의 상단에서 오목부를 통해 배출된다. 유니트 용기(28)가 베이스로부터 분리된 때, 액체 배기관(6)은 액체 유출구(10)로부터 빠지며, 다리(19)는 액체 유출구(10)를 폐쇄하는 원래 각도로 복원된다.
분리된 유니트 용기(28)가 운반되는 경우에, 내부에 잔류 액체가 남아있고, 액체유입구(9)와 액체유출구(10)가 아래로 향하도록 몸체(7)의 상부에 제공된 접혀지는 핸들(도시되지 않음)에 의해 매달린다 할지라도, 잠금밸브(13, 14)의 스프링 효과와 밸브의 밀폐를 강화할 액체의 부가하중 때문에 바닥주위를 오염시키는 액체의 누출은 없다.
카트리지 필터(8)는 유니트 용기(28)내부에 고정되며, 액체 흡기관(5)과 액체유입구(9)를 통해 도입된 액체는 카트리지 필터(8)의 외측에 인도되며, 필터 내부로 압입되어 통과하는 과정동안에 여과된다. 그러므로, 필터의 외측으로부터 양끝단면을 통해 바이패스되어 내부로 들어오는 액체를 방지할 수 있는 구조가 필요하다. 본 발명에 따라 필터의 상단과 하단이 상단 캡(20)과 하단 캡(21)으로서 고정되고 쿠숀부재(24)에 의해 밀폐될 뿐 아니라, 개개 끝단 캡(20, 21)상에 링형태 돌기(22, 23)가 제공됨으로써 바이패스의 형성이 방지된다.
유니트 용기(28)는 폐기가능 타입으로서 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 구성된 사출 성형품이 포함된다. 유니트 용기(28)는 내압에 대응하는 형상과 강도로서 덮개(1)상에서 홀로 유지되어야 하기 때문에 금속제의 내압구조로 구성되어졌었다.
유니트 용기(28)를 베이스(2)에 부착하는 것은 먼저 유니트 용기(28)의 위치를 정하고, 베이스(2)상에 견고하게 눌려진 후, 쿠숀부재(24)를 통해서 캡(3)에 의해 고정된다. 고정을 보장하기 위해 스크류, 링벨트, 또는 클램프와 같은 수단에 의해 고정이 달성될 수 있다. 고정이 완료된 때에는 사용가능 상태에 있게 된다. 처리라인의 밸브는 액체를 도입하도록 개방되고 여과작업을 개시한다. 필터교환은 라인의 흐름을 정지시키고, 필요한 경우 공기와 같은 것으로 불어내어 액체를 라인으로 돌려 보낸 후, 캡(3)을 베이스(3)에서 분리시킨다. 유니트 용기(28)는 몸체(7)의 측면에 제공된 측면홈(26)을 잡거나, 또는 몸체(7)의 상부에 제공된 접혀지는 핸들을 메달아 위로 빼냄으로써 서로 분리된다. 그후, 새 유니트 용기가 동일한 과정을 통해 부착된 후 동작이 재개된다. 사용된 유니트 용기는 폐기된다. 만약 문제의 액체가 고가라면, 액체의 배출을 위해 몸체(7)의 상부에 제공된 마개(25)를 외부로부터 눌러 개방시키고 액체를 용기에 회수한다.
폐기가능 필터는 소모품이므로 공장등에서는 여분의 필터를 저장하고 있어야만 한다. 카트리지 필터의 지름과 요구갯수가 여과조건에 따라 다양하기 때문에, 공장등에서는 때때로 여러종류의 카트리지 필터를 다수 저장하고 있어야 한다. 본 발명에 따른 유니트 용기는 카트리지 필터를 고정하는 끝단 캡이 분리가능한 구조이기 때문에, 끝단 캡을 교체함으로써 여과조건의 다양한 변화에 쉽게 대응할 수 있다. 즉, 단순히 끝단 캡을 교체함에 의해 큰 지름의 1개의 카트리지 필터 또는 작은 지름의 3개의 표준형 카트리지 필터를 유니트 용기에 수용시킬 수 있다. 그러므로, 본 발명의 예비 저장품의 수를 감소시킨다.
이제 3개의 카트리지 필터를 수용하기 위해 사용된 끝단 캡을 실시예를 참조하면서 설명한다. 제8, 9, 10도는 하단 캡(21)의 평면도, X-X' 단면도, 그리고 저면도를 나타낸다. 제11, 12도는 상단 캡의 저면도, Y-Y' 단면도를 각각 나타낸다. 상단 캡(20)과 하단 캡(21)은 3개의 카트리지 스톱퍼 29a, 29b, 29c와 30a, 30b, 30c를 각가 제공한다. 카트리지 필터의 각 내부 구멍에 카트리지 스톱퍼 29a, 29b, 29c와 30a, 30b, 30c를 끼워넣어 상부와 하부로부터 고정한다. 링형상 돌기 22a, 22b, 22c, 23a, 23b, 23c가 액체의 바이패스를 방지하도록 각각의 스톱퍼 주위에 제공된다. 하단 캡(21)은 링형상의 외벽(31)을 갖고서 유니트 용기(28)의 몸체(7)에 끼워져, 고정을 견고하게 하며 카트리지 필터의 위치를 결정한다.
본 발명에 따른 이중구조 필터용기는 폐기가능 유니트 용기가 여과 통로를 포함하기 때문에 다루기 쉽고 시간 낭비가 없으며, 덮개부의 내부 또는 폐기되지 않는 용기부분이 결코 액체에 노출되지 않음으로써 교체 작업시에 세정(clean)의 필요가 제거된다. 만약 복수의 여과 라인이 서로 병렬로 제공되어 교체 작업시에 교환 사용된다면, 모든 라인의 정지를 피할 수 있으므로 제조비용이 저감된다. 본 발명의 필터용기가 분리되어 액체를 포함하고 운반되는 동안 필터는 주위를 오염시키지 않도록 내부에 밀폐되어 있기 때문에, 유니트 용기 외부상에 액체에 의한 오염이 발생하지 않는다. 또한, 본 발명 필터용기의 모든 부품 부재들이 성형 플라스틱으로 구성되기 때문에 쉽게 소각하거나 폐기처리할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예를 도면을 참조하면서 더 상세히 설명한다. 제13도는 이중구조 필터용기(10)의 조립을 설명하는 도이며, 제14도는 조립이 끝났을 때의 필터용기(100)를 나타내는 수직 단면도이다. 영구히 사용하는 내압구조의 금속덮개 부재는 베이스(101)와 캡부분(102)을 구비하여 플랜지(103), 스크류, 클램프와 같은 연결수단에 의해 일체로 접속된다. 핸들(112)은 운반을 용이하게 하기 위해 캡부분(102)의 측면에 제공된다. 베이스(101)에는 플랜트의 여과처리라인(도시되지 않음)에 종단을 직접 연결한 액체 흡기관(104)과 액체 배기관(105)이 제공된다. 유니트 용기(106)는 카트리지 필터(107)를 수용하며, 자신의 저부에는 액체 유입구(103)와 액체 유츌구(109)를 갖고 제13도에 나타낸 것과 같이, 유니트 용기(106)가 고정되지 않았을 때 내측으로부터의 스프링(110A, 111B)에 기인한 탄성 동작을 통해 구멍을 각각 폐쇄하는 잠금밸브(110, 111)를 포함한다. 조립의 경우, 먼저 캡부분(102)이 베이스(101)로부터 분리되고, 액체 유입구(108)와 액체 유출구(109)가 액체흡기관(104)과 액체배기관(105)에 각각 접속됨으로써, 유니트 용기(106)와 베이스(101)가 연결된다. 그후 캡부분(102)이 위로부터 유니트 용기(106)위로 미끄러져 들어가 베이스(101)에 연결된다. 잠금밸브(110, 111)는 제14도에 나타낸 것과 같이, 배관(104, 105)에 의해 위로 눌려져서 개방되고 액체를 위한 유로를 형성한다.
제15도는 본 발명에 따른 폐기가능 유니트 용기(106)의 다른 실시예를 나타내는 수직 단면도이며, 경제적인 관점에서 성형 플라스틱으로 구성되는 것이 적절하다. 이 실시예에서는 7개의 카트리지 필터(107)가 제공된다. 유니트 용기(106)자체는 고압에 내력이 없으므로 덮개부재에 의해 보호되며, 단단하고 깨지기 쉬운 물질보다 합성수지에 기초한 폴리올레핀(polyolefin)과 같은 유연성 물질로 구성되는 것이 적절하다. 제15도에 나타낸 것과 같이, 유니트 용기(106)는 카트리지 필터(107)를 수용한 윗부분의 몸체(113)와, 들어오는 여과된 액체를 여과되어 분배되는 액체로 분리하여 꺼내는 아랫부분의 저부부재(114)를 분리된다. 1 이상의 상단 캡(116)이 쿠숀부재(115)를 통해 몸체(113)의 윗면에 부착되어 카트리지 필터(107)의 상단을 고정시킴과 동시에 밀폐시킨다. 제16도는 상단 캡(116)를 나타내는 저면도이며, 제17도는 X-X' 단면도이다. 디스크 형상 밀폐판의 저면상에 원통형 카트리지 스톱퍼(117)가 제공되어 카트리지 필터(107)의 내부구멍내로 끼워지며, 링형상 돌기의 복수개 밀폐 모서리(118)는 카트리지 스톱퍼(117)와 동심을 이룬다. 하단 캡(119)은 그 저면에 제공된 벨트 형상 맞물림 부재를 유니트 용기의 저부부재(114)의 분할벽(121) 윗모서리상에 적절한 밀폐용 O-링(129)을 통해 끼워 넣음으로써 소정위치에 견고히 놓여지며, 카트리지 필터(107)의 하단을 하단 캡(119)의 윗면에 제공된 카트리지 스톱퍼(122)와 밀폐 모서리(123)로서 지지한다. 상단 캡(116)상에 카트리지 스톱퍼(117)와 밀폐 모서리(118)는 하단 캡(119)상의 카트리지 스톱퍼(122)와 밀폐 모서리(123)에 각각 대응한다.
제18도 내지 제21도는 7개의 카트리지 필터(107)를 지지하는 하단 캡(119)를 나타낸다. 제18도는 저면 사시도, 제19도는 평면도, 제20도는 저면도, 제21도는 제19도의 Y-Y' 단면도이다. 제18도 내지 제20도에 보이는 바와 같이, 하단 캡(119)에는 7개의 카트리지 필터(107)의 내부 구멍과 통하는 7개의 구멍(124)이 제공되며, 맞물림 부재(120)가 구멍(124)주위에 루프(loop)와 같이 형성된다. 이 상태에서 제15도에 나타낸 것과 같이, 원액(상류측)으로부터 여과된 액체(하류측)를 분리하고 액체 배출구(109)쪽으로 인도하는 분할벽(121)과 하단 캡(119)이 접속되어진다. 하단 캡(119)의 외주는 원액이 부드럽게 통과하도록 복수 위치에서 노치(130 : notched)된다. 액체유입구(108)를 통해 도입된 원액은 분할벽(121)의 외부로부터 노치(130)를 통해 몸체(113) 내부의 카트리지 필터(107) 외면에 인도된다. 제18도와 제19도에는 하단 캡(119)이 저부부재와 맞물리는 대응위치를 쉽게 정하게 하는 핀(125)과, 잠금밸브(10)의 고정단을 지지하는 지지판(126)이 나타나 있다.
상기 언급된 유니트 용기의 부품들은 아래와 같이 조립된다. 분할벽(121)의 윗모서리와 맞물림 부재(120)는 위치결정핀(125)에 의해 저부부재(114)를 조정 지름의 소정갯수 카트리지 필터(107)를 수용할 수 있는 하단 캡(119)에 고정하도록 안내됨으로써 끼워진다. 맞물림과 동시에, 잠금밸브(110, 111)는 소정위치에서 저부부재(114)상에 놓여지거나, 또는 지지판(126)에 그 일단이 고정된다. 그후, 상단 캡(116)에 부착된 카트리지 필터(107)는 하단 캡(119)상의 카트리지 스톱퍼(122)위에 끼워지며, 몸체(113)가 위로부터 카트리지 필터(107)위로 미끄러져 들어감으로써, 쿠숀부재(115)를 통해 카트리지 필터(107)를 아래로 누르고 저부부재(114)와 카트리지 필터(107)가 조립된다.
본 발명에 따른 이중구조 필터용기는 폐기가능 유니트 용기가 여과 통로를 포함함으로써 다루기 쉽고 시간낭비가 없으며, 덮개부분의 내측가 폐기되지 않는 용기의 부분에 액체가 전혀 노출되지 않기 때문에, 교체 작업시에 세정(clean)의 필요가 제거된다. 만약 복수의 여과 라인이 서로 병렬로 제공되고 교체작업시에 교환 사용된다면, 모든 라인의 정지를 피할 수 있으므로 제조비용이 저감된다. 본 발명의 필터 용기가 분리되어 액체를 포함하고 운반되는 동안 필터는 주위를 오염시키지 않도록 내부에 밀폐되어 있기 때문에, 유니트 용기 외부상에 액체에 의한 오염이 발생하지 않는다. 또한, 본 발명 필터용기의 모든 부품부재들이 성형 플라스틱으로 구성되기 때문에 쉽게 소각하거나 폐기 처리할 수 있다.
전기한 바와 같이 본 발명에 따른 폐기가능 유니트 용기는 부품을 조립함으로써 쉽게 형성될 수 있으며, 상단 캡과 하단 캡을 교체함에 있어서 여과조건의 변화에 쉽게 적응할 수 있다. 이것은 끝단 캡의 저장만을 요구하며, 특히 끝단 캡을 전술한 것과 같은 모양으로 함으로써 카트리지 필터의 끝면을 견고히 밀폐시키고, 원액과 여과된 액체 사이의 분리와 분배를 촉진시킨다.
전술한 이중구조내에 수납되는 필터용기는 내압구조의 내구성 외측 케이스 부재와, 외측 케이스내부에 제공되어 1 이상의 카트리지 필터를 수용하는 폐기가능 내측 유니트 용기를 구비한다. 필터의 교체가 요구되는 때에는 단지 유니트 용기만이 교체된다. 전기한 용기가 종래 기술의 문제점을 해결하는 매우 유효한 수단일지라도 카트리지 필터의 치수 안정도가 매우 불만족스러우며, 실제 헐거움과 변형이 야기되기 때문에 좀더 개선될 필요가 있다.
여과물질인 카트리지 필터는 일반적으로 면 또는 합성섬유의 실을 원통형상의 코어로 권선함에 의해, 짜지않은 섬유를 원통형상으로 성형하고 동시에 열경화성 수지로 경화함에 의해, 또는 폴리비닐 아세탈 수지(polyvinyl acetal resin)의 다공질체를 원통형상으로 성형하고 동시에 열경화성 수지로 경화함에 의해 만든다. 이들 모두는 온도와 습도의 변화에 따라 치수가 매우 민감하게 변하며, 운반과정 또는 보관하는 기간중에 길이가 변화하는 경향이 있다. 또한, 최근 여과효율을 향상시키기 위해 여과물질의 길이가 증대되는 경향이 있으므로 치수변화가 확대된다. 예를 들면, 습도의 변화에 치수가 안정되지 않는 폴리비닐 아세탈 타입수지가 이용된다면, 필터는 약 1∼2%의 치수변화를 일으킨다. 카트리지 필터의 전체 길이가 500㎜라면, 하우징은 5∼10㎜의 치수변화를 허용해야만 한다.
이 문제는 교체작업시에 종래 기술에서와 같이 카트리지 필터가 내압 하우징에 직접 고정되기만 한다면 무시되어질 수 있다. 왜냐하면 적절한 여유를 주거나 또는 충분히 견고하게 고정시킴으로써 조절 가능하기 때문이다. 그렇지만, 유니트 용기가 폐기가능 유니트로서 카트리지 필터를 내장하도록 제조되는 경우에는, 정해지지 않은 보관 경과시간 후에 사용되어져야 한다. 한편 유니트 용기용 카트리지 필터는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 범용수지가 경제적 관점에서 유리하다. 이 수지들은 온도 또는 습도의 변화에 치수가 매우 안정하며, 특히 습도에서는 카트리지 필터의 것과 비교되고, 그 차이는 헐거움, 변동 또는 파손등을 야기시키는 경향이 있다. 이것은 액체 내용물의 누출을 가져오게 되며, 여과 과정에서 가장 바람직하지 않다.
실제에 있어 여과되는 액체는 물을 주성분으로 하는 것, 유기용제를 주성분으로 하는 것, 기름을 주성분으로 하는 것, 또는 이들의 혼합물 등으로 매우 광범위하며, 온도범위 역시 광범위하다. 하우징내의 카트리지 필터는 흔히 주어지는 변화에 대응하므로 급격한 팽창 또는 수축이 일어나 치수가 변화된다. 극단적인 경우에 팽창은 용기의 결합부에 파손을 야기시킬 것이다. 그러므로 변형의 흡수는 용기 구조에 있어 극히 중요한 문제이다.
제22도는 본 발명에 따른 필터 용기의 유니트 용기(200) 실시예의 외관을 나타내는 사시도이며, 제23도는 카트리지 필터를 나타내는 부분의 평면 단면도이고, 제24도는 제23도의 X-X' 수직단면도이다. 이 실시예에서는 3개의 카트리지 필터(201)가 하우징에 수납된다. 유니트 용기(200)는 성형 플라스틱으로 구성되며, 3개의 카트리지 필터(201)를 수용하는 몸체 부재(202)와, 액체유입구(204)와 액체유출구(205)를 갖는 디스크 형상 베이스부재(203)로 구분될 수 있다. 몸체 부재(202)의 지름은 베이스 부재(203)의 지름과 똑같은 어깨부(206)를 형성하도록 원추형으로 역테이퍼된 하단을 제외하고는 베이스부재(203)의 것보다 작다. 어깨부(206)는 밖으로 만곡되도록 여러 각도의 복수의 원추형 표면으로 구성된다.
최소 1개의 카트리지 필터(201)가 유니트 용기(200)내에 수용되며, 원통형 카트리지 스톱퍼(211)를 갖는 하단 캡(210)수단에 의해 용기의 하단에 위치되고, 베이스부재(203)상에 고정된다. 카트리지 필터(201)의 상단은 카트리지 필터(201)마다 1개씩 제공된 상단 캡(220)수단에 의해 쿠숀부재(221)를 통해서 몸체의 윗면에 독립적으로 지지된다. 베이스부재(203)에는 각각의 잠금밸브(207, 208)로서 일반적으로 폐쇄되어 있는 액체유입구(204)와 액체유출구(205)가 제공된다. 잠금밸브(207, 208)는 구형 또는 원추형 밸브부재와, 밸브부재의 오목면에 일끝단을 고정하고 하단캡(210)에 다른 끝단을 지지한 코일스프링(207A, 208A)을 각각 구비한다. 각각의 잠금밸브는 압축된 코일스프링(207A, 208A)에 의한 복원력으로서 밸브 볼록면상의 액체 유입구(204) 또는 액체유출구(205)를 폐쇄한다. 하단 캡(210)은 제18도 내지 제21도에 나타낸 구조를 가지며, 카트리지 스톱퍼(211)와 밀폐 모서리(212)가 제공된다. 맞물림 부재(213)가 베이스부재(203)의 분할벽(209)과 맞물리기 위해서 하단 캡(210)의 뒷면상에 제공된다. 또한, 전술한 카트리지 스톱퍼(222)와 밀폐 모서리(223)를 동일하게 갖는 상단 캡(220)이 카트리지 필터(201)위에 제공된다.
제25도는 본 발명에 따른 필터용기의 일 실시예를 나타내는 사시도이며, 제26도는 덮개부재(231)내에 고정된 유니트 용기(200)를 나타내는 수직 단면도이다. 덮개부재(231)는 영구히 사용하기 위해 압력에 대항하는 기계적 강도를 갖는 금속으로 구성되며, 베이스(235)와 캡 부분으로 구분되고, 플렌지와 스크류 또는 클램프와 같은 연결부재(232)를 사용하여 일체로 결합된다. 베이스(235)에는 액체흡기관(233)과 액체배기관(234)이 제공되어 각가 플랜트의 여과처리 라인에 직접 연결된다. 유니트 용기(200)가 고정되는 경우에는, 덮개부재(231)의 캡부분이 베이스(235)로부터 제거된 후, 유니트 용기(200)의 액체 유입구(204)와 액체 유출구(205)가 액체흡기관(233)과 액체 배기관(234)에 각각 맞물림으로써 베이스(235)상에 설치된다. 그후, 캡부분이 위에서 미끄러져 들어가고, 연결부재(232)수단에 의해 베이스(235)와 결합된다.
배관(233, 234)의 첨두(tip ends)는 톱니(serration of crenlation) 형태로 노치됨으로써, 잠금밸브(207, 208)를 눌러 올린 끝단이 입·출구(204, 205)내에 삽입된 때 액체용 유로가 노치를 통해 형성된다. 제26도에서 화살표로 표시된 것과 같이, 원액은 배관(233)의 끝단에서부터 분할벽(209)에 의해 정의된 영역으로 인도되며, 하단 캡(210)의 원주를 통해 카트리지 필터(201)의 외부면에 도달한다. 카트리지 필터(201)에서 여과된 후의 액체는 카트리지 필터의 내부구멍을 통해 하단 캡(210)의 개방된 구멍을 지나가서, 베이스부재(203)의 분할벽(209)에 의해 에워싸인 영역으로 들어가도록 인도되며, 배관(234)의 끝단으로부터 배출된다.
만약, 카트리지 필터(201)가 길이 방향으로 제한되지 않고 팽창한다면, 유니트 용기(200)의 윗면을 누름으로써 몸체부재(202)를 베이스부재(203)로부터 분리시켜 액체를 누출시키게 된다. 덮개부재(231)가 이러한 변형을 제한하기 위해서 제공되지만 만약 부재 사이에 여유가 주어지지 않았다면, 유니트 용기(200)를 변형하는 여지가 없어지며, 내부응력은 하단 캡(210)의 고정된 지지상에 집중될 것이고 마침내 유니트 용기(200)의 구조가 파괴된다. 본 발명은 유니트 용기(200)와 덮개부재(231) 사이에 약 5㎜의 여유를 허용함으로써, 몸체부재(202)의 어깨부분(206) 카트리지 필터(201)의 팽창에 의해 야기된 내부응력을 흡수하여 파손을 방지한다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 이중구조 필터용기는 여과물질의 치수변화에 기인하는 종래 유니트 용기의 결합을 효과적으로 제거할 수 있다. 이것은 창고에 유니트 용기의 장시간 보관을 허용할 뿐만 아니라, 유니트 용기를 기후가 극단적으로 다른 지역으로 운반하는 경우 발생하는 기타 문제를 제거한다. 액체의 종류 또는 여과처리의 목적에 따른 하우징의 사양 또는 구조를 변경할 필요가 없으며, 번거로운 과정이 제거된다. 본 발명의 추가 효과로서는 몸체부재의 지름이 유니트 용기내의 원액용 공간(dead space)을 감소시키도록 소형화됨으로써 카트리지 필터 교체작업시 야기되는 값비싼 액체의 손실을 줄일 수 있다. 이것은 또한 교체작업장비와 시설의 전체 중량을 경량화하는데 기여한다.
추가적으로 본 실시예에 나타낸 잠금밸브가 밸브의 만곡형상에 따라 밸브로서 확실하게 동작할 수 있으므로, 단순한 구조에 의해 결합이 감소되고 폐기가능 부품으로서 매우 적절하다.
본 발명의 많은 변경과 응용은 이 기술분야에 숙련된 사람들에게는 분명한 것이며, 이러한 변경과 수정은 첨부된 특허청구 범위의 목적에 포함된다는 것이 이해되어야만 한다.

Claims (16)

  1. 덮개부재와, 상기 덮개부재내에 수용된 폐기가능 유니트 용기를 구비하는 이중구조 필터용기에 있어서, 상기 덮개부재가 라인의 배관에 직접 접속될 수 있는 베이스와 캡을 구비하고, 상기 캡을 상기 베이스에 부착함에 의해 상기 베이스와 상기 덮개가 일체화되며, 상기 유니트 용기가 소정 카트리지 필터를 내부에 수용하며, 상기 베이스 상에 제공된 액체흡기관과 액체배기관에 각각 맞물린 액체유입구와 액체유출구를 갖고, 상기 액체유입구와 상기 액체유출구에 잠금밸브가 각각 제공되며, 그리고 유로가 상기 베이스상에 상기 유니트 용기를 끼움에 의해 개방되고, 상기 베이스로부터 상기 유니트 용기를 분리시킴에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유니트 용기의 몸체 윗부분에 액체를 배기하기 위한 작은 구멍과, 내부에서 상기 구멍을 폐쇄하는 마개가 제공되는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 유니트 용기의 몸체 측면상에 측면홈이 제공되는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유니트 용기의 몸체위에 접혀지는 핸들이 제공되는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 카트리지 필터의 양끝단에 끝단 캡이 제공되는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 끝단 캡이 상기 카트리지 필터의 위치를 정하기 위한 링형상 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 액체유입구와 상기 액체유출구가 상기 액체의 유로를 자동으로 제어하기 위한 잠금밸브를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 잠금밸브가 디스크 형상몸체, 상기 몸체의 측면에 지지된 복수의 다리, 그리고 상기 다리를 부드럽게 미끄러지게 하기 위한 가이드를 구비하는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  9. 내압과 내구성 구조를 갖는 덮개부재와, 상기 덮개부재내에 수용되고 1개 이상의 카트리지 필터를 수납한 폐기가능 유니트 용기를 구비하는 이중구조 필터용기에 있어서, 상기 유니트 용기가, 상기 카트리지 필터의 끝면을 밀폐하기 위한 링형상 밀폐 모서리를 갖는 1 이상의 상단 캡, 끝단에서 상기 카트리지 필터의 내부 구멍에 끼워진 원통형 카트리지 스톱퍼를 갖는 하단 캡, 그리고 상기 유니트 용기내의 상부와 하부에서 상기 상단 캡과 상기 하단 캡 사이에 유지되어 고정된 상기 카트리지 필터를 포함하는 교체가능한 부품인 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  10. 제9항에 있어서, 벨트 형상 맞물림 부재가 베이스에 끼워지기 위해 상기 하단 캡상에 제공되는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 하단 캡의 둘레에 노치가 제공됨으로써 액체를 부드럽게 인도하는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  12. 제10항에 있어서, 상기 하단 캡이 상기 베이스에서 쉽게 위치결정되도록 하는 핀을 갖는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  13. 제10항에 있어서, 상기 베이스가 상기 맞물림 부재와 맞물리는 분할벽을 갖는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  14. 제10항에 있어서, 상기 액체 유입구와 상기 액체 유출구가 액체 흡기관과 액체 배기관에 의해 동작되는 잠금밸브를 상기 베이스내에 각각 갖는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  15. 내구성과 내압구조를 갖는 덮개부재와, 상기 덮개부재내에 동심으로 수용되고 1개 이상의 카트리지 필터를 수납하는 폐기가능 유니트 용기를 구비하는 이중구조 필터용기에 있어서, 상기 유니트 용기가, 액체유입구, 액체유출구, 그리고 상기 개개의 입·출구를 각각 폐쇄하는 잠금밸브를 갖는 디스크 형상 베이스부재, 그리고 상기 카트리지 필터를 수용한 원통형 몸체 부재를 구비하며, 상기 몸체 부재가, 최소 1경사각을 갖는 원추형 어깨부를 형성하도록 역테이퍼된 하단을 제외하고는 상기 베이스부재의 지름보다 작은 지름을 갖고, 상기 베이스 부재와 접속되며, 상기 카트리지 필터가 상단에서 분리되어 독립적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 유니트 용기의 액체유입구와 액체유출구에 제공된 상기 잠금밸브가 상기 유입 또는 유출구를 볼록면으로서 폐쇄하는 구형 또는 원추형의 디스크 형상밸브와, 상기 밸브부의 오목면측에 일단을 고정하는 코일 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 이중구조 필터용기.
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