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技術 遠心分離装置および遠心分離方法

出願人 月島機械株式会社
発明者 栗田新平新田満彦阿部研渡會知則大友康史名取伸一郎
出願日 2016年7月5日 (3年8ヶ月経過) 出願番号 2016-133666
公開日 2018年1月11日 (2年2ヶ月経過) 公開番号 2018-001117
状態 特許登録済
技術分野 遠心分離機
主要キーワード リニアシリンダ バイパス化 電動リニアモータ 排出側流路 濾過スクリーン 押出軸 ケーキ厚 ベアリングボックス
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

処理物供給量固形分濃度の変動に伴う負荷増減に対応し、ケーキの厚さを均一に維持するとともに、過不足なく脱水性能を発揮する。

解決手段

軸線O回りに回転させられる筒状のバスケット2と、バスケット2内に収容されて一体に回転可能かつ軸線O方向に相対的に移動可能に設けられ、バスケット2内に供給された処理物から濾過スクリーン2aによって濾過されたケーキを開口端2b側に押し出す押出板7と、押出板7とバスケット2のうちの一方を他方に対して軸線O方向に進退させて相対的に移動させる進退駆動手段11と、進退駆動手段11によるケーキ押し出しの押出荷重計測する計測手段を備え、計測手段により計測された押出荷重に基づき、押出板7とバスケット2の相対移動速度と、押出板7とバスケット2の進退のストロークの少なくとも一方を制御する。

概要

背景

このような押出式の遠心分離装置として、例えば特許文献1には、軸線回りに回転させられる外バスケットと、この外バスケット内同軸に配置されて一体に回転させられるとともに外バスケットに対して軸線方向に進退させられる内バスケットとを備えた2段バスケット型の遠心分離装置において、遠心分離によって濾過する処理物を、外バスケットに支持されて処理物供給管の開口部に対向するように内バスケット内に配設された押出板と、この押出板との間に間隔をあけて上記供給管の開口部を取り囲むように配設された円環板状ディストリビュータとの間に供給するようにしたものが記載されている。

このような遠心分離装置において、供給管の開口部から押出板とディストリビュータとの間に供給された処理物は、遠心力によって内バスケットの胴部に設けられた濾過スクリーン内周面堆積しつつ濾過されてケーキを形成しながら、外バスケットの開口端側に向けた内バスケットの前進によって内バスケットの軸線方向にも堆積し、次いで外バスケットに対する内バスケットの後退によって押出板により押し出されて外バスケットの内周面に排出される。また、こうして外バスケットの内周面に排出された処理物のケーキは、外バスケットの濾過スクリーンによってさらに濾過され、内バスケットの前進によって押し出されてその開口端から排出される。

概要

処理物供給量固形分濃度の変動に伴う負荷増減に対応し、ケーキの厚さを均一に維持するとともに、過不足なく脱水性能を発揮する。軸線O回りに回転させられる筒状のバスケット2と、バスケット2内に収容されて一体に回転可能かつ軸線O方向に相対的に移動可能に設けられ、バスケット2内に供給された処理物から濾過スクリーン2aによって濾過されたケーキを開口端2b側に押し出す押出板7と、押出板7とバスケット2のうちの一方を他方に対して軸線O方向に進退させて相対的に移動させる進退駆動手段11と、進退駆動手段11によるケーキ押し出しの押出荷重計測する計測手段を備え、計測手段により計測された押出荷重に基づき、押出板7とバスケット2の相対移動速度と、押出板7とバスケット2の進退のストロークの少なくとも一方を制御する。

目的

本発明は、このような背景の下になされたもので、処理物の供給量や固形分濃度の変動に伴う負荷の増減に対応し、ケーキの厚さを均一に維持して異常振動の発生を防止するとともに、過不足なく脱水性能を発揮することが可能な遠心分離装置および遠心分離方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

胴部濾過スクリーンが設けられて軸線回りに回転させられる筒状のバスケットと、このバスケット内に収容されて一体に回転可能かつ該バスケットに対して上記軸線方向に相対的に移動可能に設けられ、上記バスケット内に供給された処理物から上記濾過スクリーンによって濾過されたケーキを上記バスケットの開口端側に押し出す押出板と、この押出板と上記バスケットのうちの一方を他方に対して上記軸線方向に進退させて相対的に移動させる進退駆動手段と、この進退駆動手段による上記押出板と上記バスケットのうちの一方の進退によって上記ケーキが上記バスケットの開口端側に押し出される際の該進退駆動手段における押出荷重計測する計測手段とを備え、上記計測手段により計測された上記押出荷重に基づき、上記進退駆動手段による上記押出板と上記バスケットの相対移動速度と、上記押出板と上記バスケットのうちの一方の他方に対する進退のストロークとの少なくとも一方が制御されることを特徴とする遠心分離装置

請求項2

上記押出荷重が増加する傾向にあるときには、上記相対移動速度と上記ストロークとの少なくとも一方も増加するように制御されることを特徴とする請求項1に記載の遠心分離装置。

請求項3

上記押出荷重が減少する傾向にあるときには、上記相対移動速度と上記ストロークとの少なくとも一方も減少するように制御されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の遠心分離装置。

請求項4

上記進退駆動手段は、電動モータによる駆動手段であることを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の遠心分離装置。

請求項5

上記計測手段は、上記進退駆動手段における上記電動モータの電流値から上記押出荷重を計測することを特徴とする請求項4に記載の遠心分離装置。

請求項6

上記計測手段は、上記進退駆動手段に備えられたロードセルであることを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の遠心分離装置。

請求項7

胴部に濾過スクリーンが設けられて軸線回りに回転させられる筒状のバスケット内に処理物を供給し、この処理物から上記濾過スクリーンによって濾過されたケーキを、上記バスケット内に収容されて一体に回転可能かつ該バスケットに対して上記軸線方向に相対的に移動可能に設けられた押出板により、上記バスケットの開口端側に押し出して排出する遠心分離方法であって、上記押出板と上記バスケットのうちの一方を、進退駆動手段によって他方に対して上記軸線方向に進退させて相対的に移動させるとともに、この進退駆動手段による上記押出板と上記バスケットのうちの一方の進退によって上記ケーキが上記バスケットの開口端側に押し出される際の該進退駆動手段における押出荷重を計測手段によって計測し、この計測手段により計測された上記押出荷重に基づき、上記進退駆動手段による上記押出板と上記バスケットの相対移動速度と、上記押出板と上記バスケットのうちの一方の他方に対する進退のストロークとの少なくとも一方を制御することを特徴とする遠心分離方法。

請求項8

上記押出荷重が増加する傾向にあるときには、上記相対移動速度と上記ストロークとの少なくとも一方も増加するように制御することを特徴とする請求項7に記載の遠心分離方法。

請求項9

上記押出荷重が減少する傾向にあるときには、上記相対移動速度と上記ストロークとの少なくとも一方も減少するように制御することを特徴とする請求項7または請求項8に記載の遠心分離方法。

技術分野

0001

本発明は、軸線回りに回転させられるバスケット内に供給された処理物を、このバスケット胴部に設けられた濾過スクリーンによって濾過するとともに、処理物から濾過されたケーキを、上記バスケット内に収容されて一体に回転可能かつバスケットに対して上記軸線方向に相対的に移動可能な押出板により、バスケットの開口端から排出する押出式の遠心分離装置および遠心分離方法に関するものである。

背景技術

0002

このような押出式の遠心分離装置として、例えば特許文献1には、軸線回りに回転させられる外バスケットと、この外バスケット内に同軸に配置されて一体に回転させられるとともに外バスケットに対して軸線方向に進退させられる内バスケットとを備えた2段バスケット型の遠心分離装置において、遠心分離によって濾過する処理物を、外バスケットに支持されて処理物供給管の開口部に対向するように内バスケット内に配設された押出板と、この押出板との間に間隔をあけて上記供給管の開口部を取り囲むように配設された円環板状ディストリビュータとの間に供給するようにしたものが記載されている。

0003

このような遠心分離装置において、供給管の開口部から押出板とディストリビュータとの間に供給された処理物は、遠心力によって内バスケットの胴部に設けられた濾過スクリーンの内周面堆積しつつ濾過されてケーキを形成しながら、外バスケットの開口端側に向けた内バスケットの前進によって内バスケットの軸線方向にも堆積し、次いで外バスケットに対する内バスケットの後退によって押出板により押し出されて外バスケットの内周面に排出される。また、こうして外バスケットの内周面に排出された処理物のケーキは、外バスケットの濾過スクリーンによってさらに濾過され、内バスケットの前進によって押し出されてその開口端から排出される。

先行技術

0004

特開2014−091093号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、このような遠心分離装置におけるバスケットと押出板との軸線方向における相対的な移動(特許文献1に記載された遠心分離装置では、押出板に対する内バスケットの進退)は、一般的に油圧ピストンによる油圧駆動によるものであり、前進の際の移動のストロークと後退の際の移動のストローク、および前進の際の移動速度と後退の際の移動速度は、それぞれ互いに等しくされている。

0006

ところが、このような遠心分離装置において固液分離脱水処理される処理物の固形分による遠心分離装置への負荷は常に一定であるとは限らず、処理物の供給量処理物中固形分濃度の変動によって固形分による負荷の増減が発生する。処理物の供給量や固形分濃度が増大することによって固形分量が増加して負荷が増大すると、濾過スクリーンによって処理物から濾過されたケーキの厚さは増大し、濾過スクリーンの内周面に形成されたケーキ層の厚さが不均一となり、高速回転するバスケットに異常な振動が発生するおそれがある。

0007

また、逆にこのような固形分による負荷に対してバスケットと押出板との相対移動速度や移動のストロークが予め大きく設定されている場合には、濾過スクリーンの内周面に形成されるケーキの厚さは薄くなり、バスケット内に保持されるケーキ量も少ない状態となって処理物のバスケット内での滞留時間が短くなる。遠心分離装置による脱水性能に影響を与える因子としては、バスケットの回転による遠心力とバスケット内での滞留時間が主であるため、滞留時間が短い状態で運転を行うことは固形分による負荷に対して遠心分離装置の脱水性能が過剰であり、遠心分離装置が有する脱水性能が十分に発揮されていないことになる。

0008

本発明は、このような背景の下になされたもので、処理物の供給量や固形分濃度の変動に伴う負荷の増減に対応し、ケーキの厚さを均一に維持して異常振動の発生を防止するとともに、過不足なく脱水性能を発揮することが可能な遠心分離装置および遠心分離方法を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0009

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の遠心分離装置は、胴部に濾過スクリーンが設けられて軸線回りに回転させられる筒状のバスケットと、このバスケット内に収容されて一体に回転可能かつ該バスケットに対して上記軸線方向に相対的に移動可能に設けられ、上記バスケット内に供給された処理物から上記濾過スクリーンによって濾過されたケーキを上記バスケットの開口端側に押し出す押出板と、この押出板と上記バスケットのうちの一方を他方に対して上記軸線方向に進退させて相対的に移動させる進退駆動手段と、この進退駆動手段による上記押出板と上記バスケットのうちの一方の進退によって上記ケーキが上記バスケットの開口端側に押し出される際の該進退駆動手段における押出荷重計測する計測手段とを備え、上記計測手段により計測された上記押出荷重に基づき、上記進退駆動手段による上記押出板と上記バスケットの相対移動速度と、上記押出板と上記バスケットのうちの一方の他方に対する進退のストロークとの少なくとも一方が制御されることを特徴とする。

0010

また、本発明の遠心分離方法は、胴部に濾過スクリーンが設けられて軸線回りに回転させられる筒状のバスケット内に処理物を供給し、この処理物から上記濾過スクリーンによって濾過されたケーキを、上記バスケット内に収容されて一体に回転可能かつ該バスケットに対して上記軸線方向に相対的に移動可能に設けられた押出板により、上記バスケットの開口端側に押し出して排出する遠心分離方法であって、上記押出板と上記バスケットのうちの一方を、進退駆動手段によって他方に対して上記軸線方向に進退させて相対的に移動させるとともに、この進退駆動手段による上記押出板と上記バスケットのうちの一方の進退によって上記ケーキが上記バスケットの開口端側に押し出される際の該進退駆動手段における押出荷重を計測手段によって計測し、この計測手段により計測された上記押出荷重に基づき、上記進退駆動手段による上記押出板と上記バスケットの相対移動速度と、上記押出板と上記バスケットのうちの一方の他方に対する進退のストロークとの少なくとも一方を制御することを特徴とする。

0011

このような遠心分離装置および遠心分離方法において、例えば特許文献1に記載された遠心分離装置のように押出板が軸線方向に一定の位置であり、バスケットが軸線方向に進退して移動可能とされている場合には、このバスケットの押出板に対する進退駆動手段による移動速度と進退のストロークとの少なくとも一方が制御される。また、逆に、バスケットが軸線方向に一定の位置で、押出板が軸線方向に進退して移動可能とされている場合には、進退駆動手段による押出板の移動速度と進退のストロークとの少なく一方が制御される。

0012

従って、いずれの場合も、上記押出荷重が増加する傾向にあって、すなわち処理物供給量や処理物中の固形分濃度の増加等により固形分の負荷が増大してケーキが厚くなるようなおそれがあるときには、上記相対移動速度と上記ストロークとの少なくとも一方も増加するように制御することにより、濾過スクリーンの軸線方向における単位長さ当たりの処理物の供給量を低減して、ケーキの厚さの均一化を図ることができる。このため、高速回転するバスケットの濾過スクリーンに不均一な厚さのケーキが形成されることによって異常振動などが発生するのを防いで、安定的な濾過を図ることができる。

0013

一方、これとは逆に、処理物供給量や処理物中の固形分濃度の低下等によって固形分による負荷が減少し、押出荷重が減少する傾向にあるときには、上記相対移動速度と上記ストロークとの少なくとも一方も減少するように制御することにより、濾過スクリーンの軸線方向における単位長さ当たりの処理物供給量を増加させることができる。このため、やはり不均一な厚さのケーキが形成されるのを防ぐことができるとともに、バスケット内での処理物の滞留時間を長く確保して遠心分離装置の脱水性能を過不足なく発揮し、バランスのとれた効率的な濾過を促すことが可能となる。

0014

なお、このうち押出板とバスケットの相対移動速度を制御するには、例えば従来の油圧ピストンによる油圧駆動によってバスケットおよび押出板の一方を他方に対して進退させて移動させる場合でも、前進時と後退時の作動油流路径に差を付けたり、スピードコントローラを設置したり、シリンダ排出側流路バイパス化することによって作動油の排出速度に差を設けたりすることで制御可能であるが、この場合には進退の切り替えの際に油圧が不安定となって所定の相対移動速度に制御するのが困難となるおそれがある。また、押出板とバスケットとの進退のストロークを制御することは、一般的な油圧ピストンによる油圧駆動では略不可能と言わざるを得ない。

0015

そこで、上述のように押出板とバスケットの相対移動速度と、押出板とバスケットのうちの一方の他方に対する進退のストロークとの少なくとも一方を安定して制御するには、上記進退駆動手段として、進退の切り替えの際や移動速度制御の即応性が高く、また任意のストロークで進退を切り替えることが可能な、電動モータによる駆動手段を採用するのが望ましい。

0016

このような電動モータによる駆動手段としては、例えばボールネジ等のネジ軸に伝達した電動モータ(サーボモータ)の回転を、ピストンロッドに同軸に取り付けたナットを上記ネジ軸に螺合させることによってピストンロッドの直線運動に変換する、いわゆる電動シリンダや、電動リニアモータによって直接ピストンロッドを直線運動させるリニアシリンダ、あるいは2本以上のチェーンを互いに噛み合わせつつ電動モータによって柱状に繰り出して前進させ、また解き外しつつ引き戻して後退させることで直線運動させる、いわばファスナー式のアクチュエータなどが挙げられる。

0017

また、特にこのように進退駆動手段として電動モータによる駆動手段を採用した場合には、上記計測手段として、このような進退駆動手段における上記電動モータの電流値から上記押出荷重を計測することができ、リアルタイムで実際に進退駆動手段に作用している固形物の負荷を計測することができるので、一層確実かつ安定した制御を図ることができる。なお、このような計測手段としては、進退駆動手段が電動モータによる場合は勿論、上述のような油圧駆動による場合でも、この進退駆動手段に備えられたロードセルを用いることもできる。

発明の効果

0018

以上説明したように、本発明によれば、処理物の供給量や固形分濃度の変動に伴う負荷の増減に関わらず、ケーキの厚さを均一に維持して異常振動の発生を防止するとともに、過不足なく脱水性能を発揮することができ、安定的かつ効率的な濾過を促すことが可能となる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の遠心分離装置の第1の実施形態の概略を示す断面図である。
図1に示す実施形態において、内バスケットが押出板に対して後退した状態を示す、バスケット周辺の拡大断面図である。
図1に示す実施形態において、内バスケットが押出板に対して前進した状態を示す、バスケット周辺の拡大断面図である。
本発明の遠心分離装置の第2の実施形態において、押出板がバスケットに対して前進した状態を示す、バスケット周辺の拡大断面図である。
図4に示す実施形態において、押出板がバスケットに対して後退した状態を示す、バスケット周辺の拡大断面図である。

実施例

0020

図1ないし図3は、本発明の遠心分離装置の第1の実施形態を示すものであって、本発明を、特許文献1に記載されたような外バスケットと内バスケットとを備えた2段バスケット型の遠心分離装置に適用したものである。すなわち、本実施形態における遠心分離装置は、胴部に外濾過スクリーン1aが取り付けられた水平な軸線Oを中心とする円筒状の外バスケット1と、この外バスケット1内に同軸に収容される、やはり胴部に内濾過スクリーン2aが取り付けられた円筒状の内バスケット2とを備えており、この第1の実施形態では、このうち内バスケット2が本発明におけるバスケットとされる。なお、この外濾過スクリーン1aや内濾過スクリーン2aとしては、例えば円筒形ワイヤスクリーンプレートスクリーンが用いられる。

0021

これら円筒状の外バスケット1と内バスケット2は、軸線O方向の一端(先端。図1ないし図3における右端)に円形の開口端1b、2bを有するとともに、他端(後端図1ないし図3における左端。)が円板状の保持板1c、2cに取り付けられて保持された有底の円筒状であり、内バスケット2は、その軸線O方向の長さが外バスケット1より短かくされていて、ケーシング3内に収容されて上記軸線O回りに一体に回転させられる。なお、内バスケット2の開口端2bの外径は、例えばこの開口端2bに図示されない円環状の他の押出板が設けられるなどして、外バスケット1の外濾過スクリーン1aの内周面に摺接可能な大きさとされる。

0022

外バスケット1の保持板1cは、軸受け4によって回転自在に支持されて軸線Oに沿ってケーシング3内に挿通された中空主軸5の一端に取り付けられており、図示されないプーリモータ等の回転力が伝達されて主軸5が回転することにより、外バスケット1は軸線O回りに回転する。また、この主軸5の内部には押出軸6がキーを介して一体に回転可能かつ軸線O方向に進退可能に挿入されており、この押出軸6の一端部が外バスケット1の保持板1cを摺動可能に貫通して内バスケット2の保持板2cに取り付けられることにより、内バスケット2も外バスケット1に対して一体に回転可能かつ外バスケット1内の他端側で軸線O方向に進退可能とされる。

0023

さらに、外バスケット1の保持板1cには、複数本支持軸1dが、軸線Oから外周側に離れた位置に周方向に間隔をあけて、軸線Oに平行に上記一端側に延びるように取り付けられている。これらの支持軸1dは、保持板2cを摺動可能に貫通して内バスケット2内に突出していて、これらの支持軸1dの一端に、内濾過スクリーン2aの内周面に摺接可能な外径を有する円板状の押出板7が取り付けられている。従って、この押出板7は、外バスケット1および内バスケット2と同軸に軸線O回りに一体回転可能、かつ内バスケット2に対しては軸線O方向に相対的に移動可能とされる。

0024

なお、この押出板7のさらに一端側には、中央に開口部を有する円環板状の分散板(ディストリビュータ)8が押出板7と間隔をあけて一体に支持されている。また、ケーシング3には処理物の供給管9が取り付けられて挿通されており、この供給管9は外バスケット1および内バスケット2の開口端1b、2b内を通って分散板8の開口部に挿通され、その供給口が押出板7と分散板8との間に開口している。

0025

さらに、外バスケット1の開口端1bの外周には、軸線Oに沿った断面が内周側に開口する「コ」字状あるいはU字状のケーキ受けリング3aが、ケーシング3に支持されて開口端1bを取り囲むように配設されている。このケーキ受けリング3aには、図示されないケーキシュートが設けられていて、外バスケット1の開口端から排出されたケーキは、このケーキ受けリング3aに受けられた後、上記シュートを介してケーシング3の下方に設けられた排出口3bから排出される。

0026

一方、押出軸6の他端は主軸5の他端よりも突出しており、この突出した押出軸6の他端部には、ベアリングボックス10を介して、押出軸6の回転を許容しつつ、内バスケット2ごと押出軸6を軸線O方向に進退させて移動させる進退駆動手段11が連結されている。ベアリングボックス10は、押出軸6の他端部を図示されない軸受け等によって回転自在に支持しつつ主軸5と一体回転する押出軸6に対して回転しない構成とされ、軸線O方向には該軸受けを介して押出軸6と一体に進退可能に取り付けられている。

0027

さらに、本実施形態における進退駆動手段11は、電動モータによる駆動手段であり、特に電動モータ(サーボモータ)11aの回転を、シリンダボックス11b内に軸線O方向に延びるように配置された図示されないボールネジ等のネジ軸に伝達するとともに、このネジ軸には同じく図示されないピストンロッドに同軸に取り付けられたナットが螺合されており、これらネジ軸およびナットを介して電動モータ11aの回転をピストンロッドの直線運動に変換する、いわゆる電動シリンダ、あるいはサーボシリンダ電動アクチュエータと称されるものである。

0028

このように構成された遠心分離装置を用いた本発明の遠心分離方法の一実施形態では、外バスケット1と内バスケット2を一体に回転しつつ、供給管9から固液分が混濁した処理物(スラリー)を供給する。供給された処理物は押出板7に当たり、遠心力によって本実施形態では分散板8との間から外周側に分散され、内バスケット2の内濾過スクリーン2aの内周面に付着する。そこで、こうして処理物を供給しつつ、図2に示したように内バスケット2が押出板7に対して後退した状態から内バスケット2を前進させると、前進する内バスケット2の内濾過スクリーン2aの内周面に処理物が軸線O方向に連続的に堆積しながら遠心力によって濾過され、処理物のケーキが形成される。

0029

次に、このように前進した内バスケット2が図3に示すように前進のストロークエンドに達して後退に転じると、内濾過スクリーン2aの内周面に堆積した処理物のケーキは、後退する内バスケット2に対して相対的に前進することになる押出板7によって内バスケット2の一端側に順次押し出され、この一端側に堆積したものから開口端2bより外バスケット1の外濾過スクリーン1aの内周面に排出されて、やはり軸線O方向に連続的に堆積しながら遠心力によってさらに濾過されてゆく。なお、供給される処理物の供給量や固形分濃度が安定している場合には、内バスケット2が前進してケーキが押し出される際の進退駆動手段11による押出荷重も所定の範囲で安定している。

0030

次いで、こうして外濾過スクリーン1aの内周面に堆積して濾過されたケーキは、後退のストロークエンドに達した内バスケット2の次の前進により、この内バスケット2の開口端2b、またはこの開口端2bに設けられた上記他の押出板によって一端側に順次押し出され、やはり一端側に堆積したものから外バスケット1の開口端1bよりケーキ受けリング3aに排出され、さらに上述のように上記シュートを介してケーシング3の排出口3bから排出される。

0031

そして、上記構成の遠心分離装置には、この進退駆動手段11による押出板7と本発明のバスケットである内バスケット2のうちの一方(本実施形態では内バスケット2)の進退によって上記ケーキが内バスケット2の開口端2b側に押し出される際の該進退駆動手段11における押出荷重を計測する図示されない計測手段が備えられており、この遠心分離装置および該遠心分離装置を用いた上記遠心分離方法では、この計測手段により計測された押出荷重に基づき、進退駆動手段11による押出板7と内バスケット2の相対移動速度と、押出板7と内バスケット2のうちの一方の他方に対する進退のストロークとの少なくとも一方が制御される。

0032

すなわち、本実施形態の遠心分離装置および遠心分離方法では、処理物の供給量や固形分濃度が上述のように安定した状態から変動して、上記押出荷重が上述した所定の範囲よりも増加する傾向にあるときには、上記相対移動速度と上記ストロークとの少なくとも一方も増加するように制御される。また、これとは逆に、上記押出荷重が上記所定の範囲よりも減少する傾向にあるときには、上記相対移動速度と上記ストロークとの少なくとも一方も減少するように制御される。

0033

なお、上記計測手段は、本実施形態では、上記進退駆動手段11における電動モータ11aの電流値を測定して押出荷重を計測するものであり、上述のような制御は、この計測手段によって計測された押出荷重に基づいて上記電動モータ11aを制御するように、この電動モータ11aを制御するコンピュータ等の制御手段に予めプログラムを入力しておくことで、自動で容易に行うことができる。

0034

具体的に、本実施形態では、押出板7が外バスケット1の支持軸1dおよび保持板1cを介して主軸5に取り付けられて軸線O方向に固定されており、これに対して内バスケット2が押出軸6を介して軸線O方向に進退させられるので、押出荷重が増加したときに相対移動速度を増加するように制御する場合には、図2に示すように内バスケット2が軸線O方向の他端側に後退していて開口端2bと押出板7との軸線O方向の間隔Dが小さい状態から、内バスケット2を軸線O方向の一端側に前進させることにより図3に示すように内バスケット2の開口端2bが押出板7と離れた状態となって上記間隔Dが大きくなる方向への相対移動速度と、これとは逆に間隔Dが大きい状態から小さくなる方向への相対移動速度が大きくなるように制御される。

0035

また、逆に押出荷重が所定の範囲よりも減少したときには、図2に示す上記間隔Dが小さい状態から図3に示す記間隔Dが大きくなる方向への相対移動速度と、この図3に示した間隔Dが大きい状態から図2に示した間隔Dが小さくなる方向への相対移動速度が小さくなるように制御される。

0036

一方、押出板7と内バスケット2のうちの一方(本実施形態では内バスケット2)の他方(本実施形態では押出板7)に対する進退のストロークを制御する場合には、例えば押出荷重が上記所定の範囲にあるときの内バスケット2の進退のストロークを、進退駆動手段11による上記ピストンロッドの最大のストロークよりも小さくなるように予め設定しておいて、計測手段により計測された押出荷重がこの所定の範囲を超えて大きくなったときには、所定の範囲にあるときの内バスケット2の進退のストロークよりも大きなストロークで内バスケット2を進退させる。逆に、押出荷重が所定の範囲よりも小さくなったときには、所定の範囲にあるときの内バスケット2の進退のストロークよりも小さなストロークで内バスケット2を進退させる。

0037

このように構成された遠心分離装置および遠心分離方法において、処理物の供給量や固形分濃度が多くなって押出荷重が上記所定の範囲を超えたときに、進退駆動手段11による押出板7と内バスケット2の相対移動速度を大きくした場合には、図2に示した上記間隔Dが小さい状態から図3に示した間隔Dが大きな状態となるときに、内濾過スクリーン2aの内周面に堆積した処理物が押出板7により押し出された後の内濾過スクリーン2aに供給される処理物中に含有される固形分の量が、軸線O方向の単位長さ当たりにおいて少なくなる。従って、この処理物が遠心分離によって濾過されたときに内濾過スクリーン2aの内周面の残るケーキの厚さを、供給量や固形分濃度が安定していて押出荷重が所定の範囲にあるときのケーキの厚さと均一にすることができる。

0038

また、図3に示した間隔Dが大きい状態から図2に示した間隔Dが小さい状態に内バスケット2が押出板7に対して軸線O方向の他端側に後退して、内バスケット2の開口端2b側の処理物が押し出されるときには、押出板7と分散板8の間から供給された処理物は押出板7の一端側に堆積した処理物の上(内周)に上乗せされることになるが、このときにも内バスケット2の押出板7に対する相対移動速度は大きいため、軸線O方向の単位長さ当たりに上乗せされる処理物中の固形分も少なくなり、ケーキ厚さが厚くなりすぎるのを防ぐことができる。

0039

一方、処理物の供給量や固形分濃度が安定しているときの所定の範囲を押出荷重が超えたときに、押出板7に対する内バスケット2の進退のストロークを大きくした場合には、間隔Dが大きくなるときや小さくなるときでも、供給量や固形分濃度の多い処理物は、軸線O方向においてより広い範囲に分散して内濾過スクリーン2aの内周面に供給されることになるので、ケーキ厚さが厚くなるのを防ぐことができる。また、押出荷重が所定の範囲よりも小さくなったときに、内バスケット2の進退のストロークを小さくした場合は、供給量や固形分濃度が少ない処理物が比較的小さな範囲で内濾過スクリーン2aの内周面に供給されることになるので、ケーキの厚さが薄くなりすぎるのを防ぐことができる。

0040

このように、上記構成の遠心分離機および遠心分離方法によれば、処理物の供給量や処理物中の固形分濃度が増加して固形分による負荷が増大し、これに伴い押出荷重が増加するときには、押出板7に対する内バスケット2の相対移動速度と進退のストロークの少なくとも一方を大きくすることにより、ケーキ厚さが厚くなりすぎるのを防いで均一化を図ることができる。また、逆に処理物供給量や固形分濃度が減少して押出荷重が小さくなったときには、相対移動速度とストロークの少なくとも一方も小さくすることにより、ケーキの厚さが部分的に薄くなりすぎるのを防いで、やはりケーキ厚さを均一化することができる。

0041

このため、処理物の供給量や固形分濃度が変動しても、高速で回転する内バスケット2の内濾過スクリーン2aの内周面にケーキの厚さが不均一な部分が形成されるのを防ぐことができ、このようなケーキ厚さの不均一によって内バスケット2に異常な振動が生じるような事態を防止して、安定した処理物の遠心分離による濾過を促すことが可能となる。また、特に処理物供給量や固形分濃度が減少したときでも、相対移動速度や進退のストロークが小さくなることによって内バスケット2内における処理物の滞留時間を長く確保することができるので、遠心分離装置の性能を過不足なく発揮して効率的な濾過を図ることが可能となる。

0042

さらに、本実施形態の遠心分離装置では、内バスケット2を押出板7に対して軸線O方向に進退させる進退駆動手段11として、ネジ軸およびナットを介して電動モータ11aの回転をピストンロッドから押出軸6の直線運動に変換する電動シリンダを採用している。そして、このような電動モータ11aを用いた進退駆動手段11は、進退の切り替えの際の速応性が従来の油圧駆動に比べて高く、また相対移動速度や進退のストロークを上述のように増減する場合でも、電動モータ11aの回転を制御することによって容易かつ速やかに対応可能であるので、特に上記構成の遠心分離機や遠心分離方法のような制御を行う場合に効果的である。

0043

なお、このような電動モータ11aによる進退駆動手段11としては、上記実施形態のようにネジ軸とナットによって電動モータ11aの回転をピストンロッドの直線運動に変換する電動シリンダの他に、電動リニアモータによって直接ピストンロッドおよび押出軸6を直線運動させるリニアシリンダや、押出軸6に連結された2本以上のチェーンを互いに噛み合わせつつ電動モータによって柱状に繰り出して前進させ、また解き外しつつ引き戻して後退させることで直線運動させる、いわばファスナー式のアクチュエータなどを用いることも可能である。

0044

さらにまた、こうして進退駆動手段11として電動モータ11aを用いたものを採用するのに併せて、本実施形態では、処理物のケーキを押し出す際の押出荷重を計測する計測手段として、この進退駆動手段11における電動モータ11aの電流値を測定して押出荷重を計測している。従って、現に処理物のケーキを押し出している際の押出荷重をリアルタイムで計測することができ、その結果を速やかに進退駆動手段11の制御に反映することができるので、一層確実かつ安定した制御を促すことが可能となる。なお、こうして計測される押出荷重や、この押出荷重に基づいて制御される相対移動速度とストロークとの少なくとも一方が、予め設定された上限値または下限値となった場合には、異常として警報を発したり遠心分離装置を停止させたりする制御が行われることが望ましい。

0045

次に、図4および図5は、本発明の遠心分離装置の第2の実施形態を示すものであり、第1の実施形態の遠心分離装置と共通する部分には同一の符号を配して説明を省略する。また、これら図4および図5に示す第2の実施形態の遠心分離装置において、図示されない軸線O方向の他端側部分は第1の実施形態の遠心分離装置と同じであるので、図示自体を省略する。

0046

すなわち、第1の実施形態では、外バスケット1に内バスケット2が収容されて一体に回転可能とされるとともに、内バスケット2が押出軸6に取り付けられて軸線O方向に進退させられ、外バスケット1とこれに支持された押出板7は軸線O方向に一定の位置に保持されることにより、押出板7がバスケット(内バスケット2)に対して軸線O方向に相対的に移動可能とされていたのに対し、第2の実施形態では、胴部に濾過スクリーン21aが設けられるとともに軸線O方向の一端に開口端21bを有する単一のバスケット21が、主軸5の一端に保持板21cを介して取り付けられて軸線O方向に一定の位置に保持され、保持板21cに挿通された押出軸6の一端には、濾過スクリーン21aの内周面に摺接可能な外径の押出板22が同軸に取り付けられて軸線O方向に進退することにより、バスケット21に対して軸線O方向に相対的に移動可能とされている。

0047

従って、この第2の実施形態のように、バスケット21およびその開口端21bが軸線O方向に一定の位置で、押出板22が軸線O方向に進退して移動可能とされている場合には、押出板22とバスケット21の開口端21bとの軸線O方向の間隔Dが大きくなる方向は、図4に示すように押出板22がバスケット21内で前進している状態から図5に示すように後退するときの方向となる。また、この間隔Dが小さくなる方向は、図5に示すように押出板22が後退した状態から図4に示すように前進するときの方向となって、この押出板22の前進の際に、バスケット21の濾過スクリーン21a内周面に堆積したケーキが、その開口端21b側からケーキ受けリング3aに排出される。

0048

そして、この第2の実施形態においても、図示されない電動モータによる進退駆動手段に備えられた計測手段によって計測された押出荷重に基づき、この進退駆動手段による押出板22とバスケット21の相対移動速度と、押出板22のバスケット21に対する進退のストロークとの少なくとも一方が制御される。具体的には、電動モータの電流値に基づいて押出荷重を計測し、処理物供給量や固形分濃度が安定していて押出荷重も安定している状態から、上記押出荷重が増加する傾向にあるときには、相対移動速度とストロークとの少なくとも一方も増加するように制御され、逆に押出荷重が減少する傾向にあるときには、相対移動速度とストロークとの少なくとも一方も減少するように制御される。

0049

このような第2の実施形態においても、処理物の供給量や処理物中の固形分濃度が変動したときには、バスケット21に対する押出板22の相対移動速度と進退のストロークの少なくとも一方を制御することにより、濾過スクリーン21aの内周面に形成されるケーキの厚さを均一に維持することができ、バスケット21に異常振動が生じるのを防止して安定した処理物の遠心分離による濾過を促すことが可能となる。また、処理物供給量や固形分濃度が減少したときには、押出板22の相対移動速度や進退のストロークを小さくすることによってバスケット21における処理物の滞留時間を確保することができ、遠心分離装置の性能を過不足なく発揮して効率的な濾過を図ることが可能となる。

0050

さらに、本実施形態においても、電動モータによる進退駆動手段を用いており、この電動モータを制御することにより、相対移動速度や進退のストロークを容易かつ速やかに制御することが可能である。また、この電動モータの電流値に基づいて押出荷重をリアルタイムに計測することができるので、急な処理物供給量や固形分濃度の変動にも速やかに対応することが可能である。

0051

なお、この第2の実施形態や上記第1の実施形態では、電動モータ11aを用いた進退駆動手段11を採用するのに併せて、この電動モータ11aの電流値を計測手段によって計測して押出荷重を測定しているが、例えば押出軸6などにロードセルを計測手段として配設して、このロードセルにより計測された押出荷重に基づいて押出板7、22とバスケット2、21の相対移動速度や進退のストロークを制御することも可能である。

0052

そして、このようにロードセルにより押出荷重を計測する場合に、本発明は、特に相対移動速度を制御するときに、従来の油圧ピストンによる油圧駆動によってバスケットおよび押出板の一方を他方に対して進退させて移動させる遠心分離装置および遠心分離方法にも、例えば前進時と後退時の作動油の流路径に差を付けたり、スピードコントローラを設置したり、シリンダ排出側流路をバイパス化することによって作動油の排出速度に差を設けたりすることにより、適用することは可能である。

0053

しかしながら、このような油圧駆動による進退駆動手段では、押出板7、22とバスケット2、21の進退の切り替えの際に油圧が不安定となって所定の相対移動速度に制御するのが困難となるおそれがある。また、油温によって作動油の粘度が変化することから油圧も安定し難く、油温管理のために作動油の冷却のために冷却水が必要となるとともに、長期の運転での作動油の劣化によるオイル交換や、オイルフィルタ定期交換などのメンテナンスも煩雑となる。さらに、一般的な油圧ピストンによる油圧駆動では、押出板とバスケットとの進退のストロークを制御することは略不可能と言わざるを得ない。

0054

このため、本発明のように進退駆動手段による押出板とバスケットの相対移動速度と、押出板とバスケットのうちの一方の他方に対する進退のストロークとの少なくとも一方を制御するには、やはり第1、第2の実施形態のように電動モータによる進退駆動手段を採用するのが望ましい。なお、第1の実施形態では、外バスケット1と内バスケット2の2段のバスケットを備え、また第2の実施形態では単一のバスケット21を備えた遠心分離装置および遠心分離方法に本発明を適用する場合について説明したが、3段以上のバスケットを有する遠心分離装置および遠心分離方法に本発明を適用することも、勿論可能である。

0055

1 外バスケット
1a 外濾過スクリーン
1b 外バスケット1の開口端
2 内バスケット(バスケット)
2a 内濾過スクリーン
2b 内バスケット2の開口端
3ケーシング
5主軸
6押出軸
7、22押出板
8分散板
9処理物の供給管
10ベアリングボックス
11進退駆動手段
11a電動モータ
11bシリンダボックス
21 バスケット
21a 濾過スクリーン
21b バスケット21の開口端
O バスケット21(外バスケット1、内バスケット2)の回転の軸線
D 押出板7、22と内バスケット2、バスケット21の開口端2b、21bとの軸線O方向の間隔

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