专利名称：使用三相交流电源的位相控制型电泳电渗脱水器的制作方法
技术领域：
本发明为已被本发明申请人提交的“电渗脱水器(韩国专利申请10-2004-007759 号)”、“位相控制型电子脱水器(韩国专利申请10-2005-009928号)”和“电渗脱水器(韩 国专利申请10-2007-046494号)，，的后续发明，涉及一种使用三相交流电源的位相控制型 电泳电渗脱水器，尤其涉及一种位相控制型电泳电渗脱水器，其在形成包括圆柱形旋转鼓、 与所述旋转鼓成一定空间在无限轨道上运转的履带和卷绕于旋转鼓和履带之间用于将污 泥传送与脱水的两个过滤布带的电渗脱水器时，通过使接入电渗脱水器的脱水区域的直流 电源接入结构具体化由此可以根据污泥体积可变地控制旋转鼓与履带之间产生的电场强 度，并改善接入直流电源的旋转鼓的结构，可将旋转鼓自身消耗的不必要的电源损耗最小 化。
背景技术：
一般来说，电泳电渗脱水器是用于以电场生成的电泳来分离具有电介质(产生电 气感应作用的物质)性质的污泥中的水分的设备。公所周知，当带正⑴极性的直流电源和带负㈠极性的直流电源被分别接入至 由电泳操作的电渗脱水器的旋转鼓和履带时，也就是说，当接入至旋转鼓和履带的直流电 源的极性互相相反时，在旋转鼓与履带之间污泥穿过的空间内产生电场(即带有直流电源 正(+)极性的对象和带有直流电源负(_)极性的对象之间产生电感应的电的区域)，从而， 穿过电泳操作电渗脱水器的旋转鼓与履带在同一路径旋转的区段中的污泥所包含的大部 分水分被电泳分离至具有隔离结构的履带低处的空间，且被移除了水分的固体污泥被过滤 布带分离并排出。同时，排放大量污水和废水污泥的污水处理厂或生产工厂所安装的电泳电渗脱水 器的情况，需接入高直流电源以增加其脱水区域内的电场强度。但是，在大部分生产商的使 用三相交流电源(包括单相交流电源)作为输入电源电泳电渗脱水器的脱水区域内，需要 单独的直流电源供应设备(变压器、电池、整流器)以产生电场。但是，当将带相反极性的每个直流电源分别接入至旋转鼓和履带以在如上所述的 现有电泳电渗脱水器的脱水区域中形成电场时，直流电源被接入至运转在无限轨道上的履 带的所有旋转区段，且其结果，不必要的直流电源被接入至履带与旋转鼓的旋转路径不同 的区段上运转的履带，其导致巨大电源损耗的问题。由于上述原因，本发明的申请人于2004年2月6日提交了题为“电渗脱水器”(韩 国专利申请第10-2004-007759号)的发明专利申请，该发明具有将一个极性的直流电源只 接入履带与旋转鼓的旋转路径相同区段的直流电源接入结构，以使电场只在电泳电渗脱水 器的电泳脱水区域中产生，且此专利于2004年11月8日被注册(韩国注册号10-0457628)。 此外，本发明的申请人于2005年2月3日提交了题为“位相控制型电子脱水器”(韩国专利 申请第10-2005-009928号)的发明专利申请，该发明通过向整流器提供单独的位相控制电 路单元，将极性相反的直流电源分别接入电泳电渗脱水器的履带与旋转鼓外表面，使直流电源强度可根据通过脱水区域的污泥的体积或要处理的污泥类型进行可变地控制，且此专 利于2005年11月8号被注册(韩国专利注册第10-0528579号)。但是，“电渗脱水器(韩国专利申请第10-2004-007759号)”的情况存在一个 限制，其无法根据穿过脱水区域的污泥的类型或体积可变地控制直流电源的强度，因为 接入脱水区域的直流电源的强度是不变的。“位相控制型电子脱水器”(韩国专利申请第 10-2005-009928号)的情况，其说明书并没有明确描述接入至履带的带一个极性的直流电 源只在旋转鼓与履带的旋转路径相同的情况下被接入的直流电源接入结构。另一方面，构成电泳电渗脱水器的一般旋转鼓，是引导废水污泥随履带到脱水区 域的同时产生电场以催生电泳的设备。考虑到旋转鼓具有的结构为带一个极性的直流电源 接入履带且带相反极性的直流电源接入所述旋转鼓，该旋转鼓应由对废水污泥具有耐腐蚀 性与耐磨性的材料制成，并且进一步应具有高电导率以产生电场。然而，由于构成电泳电渗脱水器的传统一般旋转鼓，具有将不锈钢材料的板制成 圆柱形鼓形成的结构，通过脱水区域内产生的电场引起的电泳而在污泥上执行脱水工作 时，所述脱水区域即污泥穿过的旋转鼓与履带之间的空间，不锈钢材料的旋转鼓通过其与 污泥的电化学反应发生电解。其结果是，在旋转鼓内发生大的和小的腐蚀，且进一步旋转鼓 随着在高温下电泳产生的库仑热量被加热，而使具有圆柱形的旋转鼓的外观变形。其会有 缩短旋转鼓寿命和降低旋转鼓电导率的问题。因此，本发明的申请者于2007年5月14日提交了题为“电渗脱水器”(韩国专利 申请号10-2007-046494)的发明专利申请，该发明涉及提高电渗电泳脱水器的旋转鼓的耐 腐蚀性与耐磨损性并同时提高其电导率的旋转鼓结构。也就是说，所述旋转鼓具有以下结 构，具有很高电导率的铜板、具有良好耐腐蚀性与耐磨性的钛板、以钼为基础的金属涂层剂 在不锈钢材料的板上按顺序紧密堆叠，以一定间隔在所述旋转鼓外部圆周内被提供，且所 述堆叠部分被穿透的紧固螺丝钉固定。然而，当带一个极性的直流电源被接入至“电渗脱水器”(韩国专利申请号 0-2007-046494)的旋转鼓时，该直流电源不仅将旋转鼓的以钼为基础的涂层剂通电，而且 直流电源的大部分通过穿透旋转鼓内部的紧固螺丝钉将具有非常高电导率的旋转鼓的内 部铜板通电。因此，当将直流电源接入在脱水区域中的旋转鼓而产生电场时，决定电场强度 的直流电源的大部分流向具有非常高的电导率的旋转鼓内部铜板，由此旋转鼓外表面上的 直流电源强度大幅度下降，造成不必要的功率损耗，这对旋转鼓来说是个问题。
发明内容
技术目标本发明为解决上述问题的第一个目标是，提供一种使用三相交流电源的位相控制 型电泳电渗脱水器，其使用三相交流电作为电泳电渗脱水器的输入电源，并通过三相交流 电源的位相控制，将可变直流电源接入旋转鼓和对应脱水区域的履带，改善传统的将电源 接入至整个履带的电源结构，并可变地的控制只在脱水区域产生的电场的强度。本发明的另一个目标是，提供一种使用三相交流电源的位相控制型电泳电渗脱水 器，其用不溶性钛材料制成的多个敲入式螺丝钉将构成电泳电渗脱水器的旋转鼓的多层板 固定，并进一步将圆柱形鼓的结合部分与不锈钢材料圆棒焊接，可以将旋转鼓自身发生的电源损耗最小化。本发明的另一个目标是，提供一种使用三相交流电源的位相控制型电泳电渗脱水 器，其通过直流电源接入设备的包括有连为一体的刷子与滑环的电极棒的表面接触将可变 直流电源接入旋转鼓和履带，并将有非常高的电导率的铜板放置于表面接触电极棒的旋转 鼓的内部圆周，可以将旋转鼓与电极接触引起的库仑热量最小化。技术方案下面将更详细地介绍用于实现上面所述目标的本发明的构造。首先，图1和2展示出本发明的电泳电渗脱水器的整个组装构造，其包括圆柱形 旋转鼓100，其围绕鼓轴110旋转；履带200，其与旋转鼓100相隔一定空间，在无限轨道上 运转；两个过滤布带300，其卷绕在旋转鼓100与履带200之间，用于过滤和传送污泥；直流 电源接入设备400，其被固定在鼓轴110的两边或末端，用于将可变直流电源2、2 ‘接入旋 转鼓100的内部圆周和旋转鼓100与履带200在同一路径旋转的区段内的履带210的内部 圆周，其中，通过位相控制电路500将三相交流电源转换为可变直流电源的直流电源接入 设备400被组装成下述形态，即多个金属棒420a、420b的内外表面用被固定在鼓轴110 — 头或两边的作为边界放于其之间的固定板410互相结合，所述固定板410与一对电极棒安 装板430a、430b互相耦合；和脱水区域600，其产生电场且有污泥穿过，其在旋转鼓100和 履带200在同一路径上旋转的对应空间中形成。同时，构成电极棒420a、420b的刷子421以四方石墨导电材料制成，且滑环422包 括盒子422a与弹性地支撑安装在盒子422a内刷子421的弹簧422b。另一方面，鼓轴110、履带200、过滤布带300、直流电源设备400和脱水区域600的 每个结构以及各结构与旋转鼓100的结合结构，与在本发明的申请人提交的题为“电渗脱 水器”(韩国专利申请第10-2004-007759号)的发明专利说明书中公开的每个结构以及结 合结构相同。因此，将省略每个结构以及结合结构的详细说明及其效果，其不作为本发明的 重要特征。因此，尽管在本发明的申请人提交的题为“电渗脱水器”(韩国专利申请第 10-2004-007759号)的发明专利说明书中公开的每个结构以及结合结构被考虑为本发明 的前提，但是根据本发明的改善了的旋转鼓100的结构和接入脱水区域600区段的直流电 源的可变接入结构是本发明的特征。此外，图3和图4展示本发明的电源接入结构的电气接线图，其中，根据本发明的 位相控制型电泳电渗脱水器的输入电源1，被连接到三相交流电源的R位相、S位相和T位 相，且旋转鼓100和在脱水区域600对应的区段中的履带210，被分别接入可变直流电源2、 2'，所述可变直流电源2、2'可通过将三相交流电源转换为具有两个极性的可变直流电源 成分而制出，其中被分别接入旋转鼓100和履带210的所述可变直流电源2、2'具有极性互 相相反的结构。同时，本发明的位相控制电路500，具备带有门接线端的闸流晶体电气元件[SCR 520,TRIAC 530]的结构，其中的直流电源强度，可通过单独的控制器510进行可变地控制， 该控制器在将三相交流电源转换为直流电源的整流器[DIODE、SCR、TRIAC、DIAC]中。此外，图5和图7展示出根据本发明的圆柱形旋转鼓及其结合结构。旋转鼓具有 包括多层板120结构，在该多层板120上按顺序铺设有耐腐蚀材料的不锈钢板121、有非常高的电导率的铜板122、有良好的耐磨性的钛板123和具有耐腐蚀性和高电导率的以钼为 基础的涂层剂124，并通过将多层板120的外部圆周穿孔形成多个紧固孔125、125'，且不 锈钢材料的多个圆棒130、130'被插入到各紧固孔125、125'并被焊接固定。此外，所述旋 转鼓具有以下构造，即，以钛涂层的多个不溶性敲入式螺丝钉140、140'被拧紧结合在各个 圆棒130、130'上，且具有非常高的电导率的铜板122'被进一步放置于圆柱形旋转鼓100 的内部圆周末端的不锈钢板121上，所述旋转鼓的表面接触直流电源接入设备400的电极 棒420a、420b之中的导电石墨刷子421。技术效果本发明使直流电源只接入需要产生电场的脱水区域600区段，且进一步使接入的 直流电源的强度可根据要在脱水区域600处理的污泥的体积或状态被可变地控制。因此， 其具有以下效果，即降低功率消耗至最低，并进一步无需消耗不必要的电源就可迅速将小 体积污泥与大体积污泥一起处理。构成旋转鼓100的多层板110，被具有低电导率的圆棒 130,130'固定了的不溶性螺丝钉140、140'紧紧地固定，由此，可防止接入至旋转鼓100 的可变直流电源流入旋转鼓100。因此，其具有通过增加在脱水区域600中的电场强度增强 脱水性能的强大效果。
图1是展示本发明整体组合构造的视图2是展示本发明整体组合构造的剖面图3和图4是展示本发明电源接入结构的电气接线图5是展示本发明旋转鼓实施例的视图6是展示构成本发明旋转鼓多层板组合的视图7是展示凹入区段与将铜被放置在旋转鼓内部圆周的状态的组合的视图
图8是展示根据本发明实施例的直流电源接入设备的组合构造的视图；和
图9是展示根据本发明实施例的直流电源接入设备的组合的透视图。
主要元件的详细描述
1 输入电源100 旋转鼓
120 多层板122、122'铜板
124:以钼为基础的涂层剂130,130'棒
200 履带300 过滤布带
410 固定板421 刷子
422a 盒子430a、430b 电极安装板
500 位相控制电路510 控制器
530、531、532 TRIAC2,2':可变直流电源
110 鼓轴121 不锈钢板
123 钛板125,125'紧固孔
140、140'敲入式螺丝钉210 特定区段的履带
400 直流电源接入设备420a, 420b 电极棒
422 滑环422b 弹簧
6
520、521、522 :SCR600 脱水区域
具体实施例方式以下，将对作为本发明主要特征的可变直流电源接入结构和改善的旋转鼓100进 行详细描述。首先，对本发明的电源接入结构进行考察。如图3和图4所示，为在本发明的电泳 电渗脱水器的脱水区域600产生电场，三相交流电源被用作旋转鼓100和一定区段的履带 210的输入电源1，并且通过将三相交流电源的每个位相(R位相、S位相和T位相)连接至 位相控制电路500的SCR电气元件520、521、522或TRIAC电气元件530，531，532，将所述相 交流电源转换为直流电源。进一步，通过连接到各所述电气元件门(GATE)接线端的控制器 510接入所述可变直流电源2、2'。此外，如图8所示，可变直流电源2、2 ‘中，带一个极性的直流电源2，通过构成直 流电源接入设备400的多个电极棒420a的刷子421被连接到旋转鼓100的内部圆周，带 相反极性的直流电源2'，通过构成直流电源接入设备400的其他多个电极棒420a的刷子 421被连接到在脱水区域600区段的履带210的内部圆周。因此，如本发明申请人提交的 题为“电渗脱水器”(韩国专利申请第10-2004-007759号)的发明说明书中所公开的，接入 至本发明的电泳电渗脱水器的可变直流电源2、2'，只被接入旋转鼓100与在脱水区域600 区段的履带210。与此同时，如图9所示，形成直流电源接入设备400的多个电极棒420a、420b与一 对电极安装板430a、430b结合的结构，分别形成电极棒420a、420b的刷子421用导电材料 四方石墨制作成的结构，以及通过将盒子422a与安装在盒子422a里面有弹性地支撑刷子 421的弹簧422b相结合提供滑环422的结构，也已在本发明申请人提交的题为“电渗脱水 器”(韩国专利申请第10-2004-007759号)的发明说明书中被公开。然而，在本发明的电源接入结构中，三相交流电源被用作输入电源1并被用作大 部分驱动设备的操作电源。当只将直流电源接入旋转鼓100与脱水区域600区段中的履带 210时，三相交流电源的每个位相(R位相、S位相和T位相)被连接到控制电路500的控制 器510与SCR电气元件520、521、522或TRIAC电气元件530、531、532。因此，可接入根据通 过脱水区域600的污泥的状态变化的可变直流电源2、2'的结构，其可作为本发明的特征。具体地说，作为接入本发明电泳电渗脱水器的输入电源1，三相交流电源被用于操 作构成电渗脱水器的大部分驱动设备。在体积小的污泥或体积大的污泥需在脱水区域600 被有选择地处理的情况下，由位相控制电路500的控制器510控制用于控制与三相交流电 源连接的SCR电气元件520、521、522或TRIAC电气元件530、531、531的开/关操作的门信 号电压的强度。由此，控制在脱水区域600中产生的电场。这就是说，本发明的电源接入结构，是将在本发明申请人提交的题为“电渗脱水 器”(韩国专利申请第10-2004-007759号)的发明说明书中公开的电源接入结构进行更具 体实施的，因此，直流电源可只被应用于需要产生电场的区段，进一步，接入的直流电源强 度可根据要在脱水区域600中处理的污泥的体积或状态进行可变地控制。从而，其可使电 力消耗减少到最低限度，并进一步无需不必要的电力消耗就可以像体积大的污泥一样将体 积小的污泥迅速处理。
下面，对本发明的改善的旋转鼓100的结构进行考察。在本发明的电泳电渗脱水器的圆柱形旋转鼓100的内部圆周末端，具备有很高电 导率的铜板122'。当接入可变直流电源的旋转鼓100的铜板122'接触直流电源接入设 备400的电极棒410的导电石墨刷子411时，从直流电源接入设备400接入的可变直流电 源，被接入至旋转鼓100而毫无任何特殊负载电阻，因为刷子411和铜板122'两者均由具 有很高的电导率的材料制成。因此，可以避免可变的直流电压的任何不必要的电源损耗。此外，如图8所示，旋转鼓100具有不锈钢板121、铜板122、钛板123、以钼为基础 的涂层剂124在其圆柱形内部圆周按次序叠放的结构。当将可变直流电源接入旋转鼓100 执行脱水工作时，按顺序叠放于从旋转鼓100外表面的以钼为基础的涂层剂124与钛板123 与污泥的电化学反应而导致的电解反应被最小化。因此，如在本发明申请人提交的题为“电 渗脱水器”(韩国专利申请第10-2004-007759号)的发明说明书中所公开的，耐腐蚀性、耐 磨损性得到了改善，并且铜板可以将电场维持在高强度，从而，可以提高旋转鼓100的耐久 性。与此同时，如图9所示，本发明的旋转鼓100具有以下结构以不锈钢材料制成的 多个圆棒130、130'被插入多层板110边缘具备的各紧固孔125、125'并被焊接固定于此， 而各个板被用不溶性钛材料制成的多个敲入式螺丝钉140、140'固定，并与各圆棒130、 130'相结合。因此，当将可变直流电源接入旋转鼓100以执行任何脱水工作时，通过安装 在圆柱形旋转鼓100内部圆周末端上的铜板122'接入的可变直流电源，不流向放置在多 层板110内部的铜板122，而是通过敲入式螺丝钉140、140'将其接入放置在旋转鼓100外 表面的以钼为基础的涂层剂124。从而可以增加在脱水区域中的电场强度。也就是说，本发明可以消除由本发明的申请人提交的题为“电渗脱水器”(韩国专 利申请第10-2007-046494号)的先前发明的旋转鼓的缺点，本发明的可变直流电源的大部 分得以流向放置在多层板110内部的具有非常高电导率的铜板122，因此，所需直流电源不 接入放置在旋转鼓100外表面的以钼为基础的涂层剂124。工业应用性本发明使直流电源只接入需要产生电场的脱水区域区段，且进一步使接入的直流 电源的强度可根据要在脱水区域处理的污泥的体积或状态被可变地控制。因此，其具有以 下效果，即降低功率消耗至最低，并进一步无需消耗不必要的电源就可迅速将小体积污泥 与大体积污泥一起处理。构成旋转鼓的多层板，被具有低电导率的圆棒固定了的不溶性螺 丝钉紧紧地固定，由此，可防止接入至旋转鼓的可变直流电源流入旋转鼓。因此，其具有通 过增加在脱水区域中的电场强度增强脱水性能的强大效果。
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权利要求
一种使用三相交流电源的位相控制型电泳电渗脱水器，其包括旋转鼓，其在鼓轴上旋转，其圆柱形内部圆周被接入具有一个极性的直流电源；履带，其与接入相反极性直流电源的所述旋转鼓相隔一定空间，在无限轨道上运转；和两个过滤布带，其卷绕于旋转鼓和履带之间用于将污泥传送与脱水，且具有以下电源接入结构，所述电源接入结构将三位交流电源用作输入电源并将具有相互相反极性的直流电源分别接入至旋转鼓和履带；且其中，所述电源接入结构的直流电源具有以下结构，其通过位相控制电路被转换为可变直流电源，该位相控制电路由在三相交流电源中具备门接线端的闸流晶体(thyrist)电气元件与控制器结合组成，具有一个极性的可变转换直流电源被接入至旋转鼓，具有相反极性的可变直流电源被只接入至旋转鼓与履带在同一路径上旋转的脱水区域所对应的履带区段，和所述旋转鼓具有以下结构，按顺序放置有不锈钢板、铜板、钛金属板和以铂为基础的涂层剂的多层板的边缘被穿孔以提供多个紧固孔，金属材料制成的具有低电导率的多个圆棒被分别插入至紧固孔中并进一步被焊接固定，且用多个不溶性材料制成的敲入式螺丝钉将各个板紧紧固定在各圆棒上。
2.如权利要求1所述的使用三相交流电源的位相控制型电泳电渗脱水器，其中，脱水 区域是在旋转鼓与履带在同一路径上运转的区段的空间中产生电场的区域。
3.如权利要求1所述的使用三相交流电源的位相控制型电泳电渗脱水器，其中，用于 控制闸流晶体电气元件开/关操作的门接线端，在位相控制电路的闸流晶体电气元件中被 提供。
4.如权利要求1所述的使用三相交流电源的位相控制型电泳电渗脱水器，其中，位相 控制电路的控制器，可控制被接入至闸流晶体电气元件门接线端的信号电压。
5.如权利要求1所述的使用三相交流电源的位相控制型电泳电渗脱水器，其中，铜板 具有带状，其表面接触具有一个极性的可变直流电源，其被额外放置于旋转鼓(100)的圆 柱形内部圆周的末端。
全文摘要
本发明为已被本发明申请人提交的“电渗脱水器(韩国专利申请10-2004-007759号)”、“位相控制型电子脱水器(韩国专利申请10-2005-009928号)”和“电渗脱水器(韩国专利申请10-2007-046494号)”的后续发明，涉及一种使用三相交流电源的位相控制型电泳电渗脱水器，尤其涉及一种位相控制型电泳电渗脱水器，其在形成包括圆柱形旋转鼓、与所述旋转鼓成一定空间在无限轨道上运转的履带和卷绕于旋转鼓和履带之间用于将污泥传送与脱水的两个过滤布带的电渗脱水器时，通过使接入电渗脱水器的脱水区域的直流电源接入结构具体化由此可以根据污泥体积可变地控制旋转鼓与履带之间产生的电场强度，并改善接入直流电源的旋转鼓的结构，可将旋转鼓自身消耗的不必要的电源损耗最小化。
文档编号C02F11/12GK101925543SQ200880125531
公开日2010年12月22日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年5月15日
发明者李荣彩 申请人:韩国水处理技术有限公司