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技術 バルブ装置

出願人 院去貢
発明者 院去貢
出願日 2019年1月24日 (2年1ヶ月経過) 出願番号 2019-010396
公開日 2020年8月6日 (6ヶ月経過) 公開番号 2020-116531
状態 未査定
技術分野 液体又は風力による固体相互の分離 弁の細部(I)
主要キーワード 金属製円盤 分離リング 水平環状 後冷却装置 ドーナツ盤状 攪拌軸方向 カバー付 ダブルメカニカルシール
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

原料スラリー分級する分級機において、メカニカルシールを用いないでもスラリーシールに支障を来たすことがないバルブ装置を提供する。

解決手段

円筒形容器42と、該容器に回転可能に軸支され、モータ43により回転駆動され中空回転軸45と、容器内の回転軸に固定され、スラリー中の粗粒微粒を分級するロータ46を有する分級機において、容器内の回転軸の周りに環状をなして配置され、径方向膨縮することにより中空軸45との間の隙間59を調整するゴム又は樹脂製の可撓性を有する風船状バルブ56と、該バルブに流量調整弁57を介して圧縮空気送り、バルブ56を膨縮するコンプレッサー58を有し、前記隙間59を通過したスラリーを大気に開口する排出口53より排出し、隙間通過後のスラリーを大気圧状態にしてスラリーのシー性を緩和し、ラビリアンスシールでシールする。

概要

背景

概要

原料スラリー分級する分級機において、メカニカルシールを用いないでもスラリーシールに支障を来たすことがないバルブ装置を提供する。円筒形容器42と、該容器に回転可能に軸支され、モータ43により回転駆動され中空回転軸45と、容器内の回転軸に固定され、スラリー中の粗粒微粒を分級するロータ46を有する分級機において、容器内の回転軸の周りに環状をなして配置され、径方向膨縮することにより中空軸45との間の隙間59を調整するゴム又は樹脂製の可撓性を有する風船状バルブ56と、該バルブに流量調整弁57を介して圧縮空気送り、バルブ56を膨縮するコンプレッサー58を有し、前記隙間59を通過したスラリーを大気に開口する排出口53より排出し、隙間通過後のスラリーを大気圧状態にしてスラリーのシー性を緩和し、ラビリアンスシールでシールする。

目的

本発明は、分級機やろ過機など原料スラリーを処理する処理装置において、粗粒を含むスラリーや濃縮液圧力調整を機内に設けたバルブで行い、該バルブを通過したスラリーの圧力を大気圧に等しいかほぼ等しくすることにより、メカニカルシールを用いないでもシールに支障を来たすことがないようにしたもので、そのための前記バルブを含むバルブ装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

円筒形容器と、該容器に回転可能に軸支され、モータにより回転駆動される回転軸と、容器内の回転軸に固定されて高速回転する分級用のロータを備え、スラリー中の粗粒微粒を分級する分級機を有し、前記回転軸は中空で、この中空な回転軸を通して前記分級機で分級された微粒を含むスラリーが排出されるスラリーの処理装置において用いられるバルブ装置であって、容器内の前記回転軸の周りに環状をなして配置され、少なくとも径方向膨縮可能で、加圧流体の供給により膨縮するゴム又は樹脂製の可撓性を有する風船状バルブと、該バルブ内に加圧流体を供給して前記バルブを膨縮し、これにより回転軸との間の隙間を調整する加圧流体源と、前記バルブに供給される加圧流体の圧力を調整する圧力調整弁を有し、前記バルブを通過したスラリーは大気に開口する排出口より機外に排出されることを特徴とするバルブ装置。

請求項2

円筒形の容器と、該容器に回転可能に軸支され、モータにより回転駆動される回転軸と、前記容器内に該容器内周面と一定の間隙を存して同心円状に設けられるか、或いは前記容器内周面の1ないし複数個所より径方向内向き突設され、スラリー中の粒子をろ過するろ過手段と、前記回転軸に固定されて回転し、前記容器内のスラリーを攪拌する攪拌機を備えたろ過機を有するスラリーの処理装置において用いられるバルブ装置であって、前記回転軸は、該軸の軸心に設けられる軸孔及び該軸孔から径方向に延び、軸表面に達して開口する孔部よりなる加圧流体の導入孔と、前記孔部の軸表面の開口を覆って前記回転軸の外周面全周にわたって固定され、前記導入孔を通って供給される加圧流体により膨縮するゴム又は樹脂製の可撓性を有する風船状のバルブと、前記導入孔を通してバルブ内に加圧流体を供給して前記バルブを膨縮し、これによりバルブと該バルブが向き合う容器内周又は容器内周より円周方向に内向きに突出する環状の突出物との間の隙間を調整する加圧流体源と、前記バルブに供給される加圧流体の圧力を調整する圧力調整弁を有し、前記隙間を通過したスラリーは大気に開口する排出口より機外に排出され、前記ろ過手段によりろ過されたろ液は機外に排出されることを特徴とするバルブ装置。

請求項3

円筒形の容器と、該容器に回転可能に軸支され、モータにより回転駆動される回転軸と、前記容器内に該容器内周面と一定の間隙を存して同心円状に設けられるか、或いは前記容器内周面の1ないし複数個所より径方向内向きに突設され、スラリー中の粒子をろ過するろ過手段と、前記回転軸に固定されて回転し、前記スラリーを攪拌する攪拌機を備えたろ過機を有するスラリーの処理装置において用いられるバルブ装置であって、前記容器内の前記回転軸の周りに同心円状をなして配置され、少なくとも径方向に膨縮可能で、加圧流体の供給により膨縮するゴム又は樹脂製の可撓性を有する風船状のバルブと、該バルブ内に加圧流体を供給して前記バルブを膨縮し、これにより回転軸との間の隙間を調整する加圧流体源と、前記バルブに供給される加圧流体の圧力を調整する圧力調整弁を有し、前記隙間を通過した濃縮液は大気に開口する排出口より機外に排出される一方、前記ろ過手段を通過したろ液は機外に排出されることを特徴とするバルブ装置。

請求項4

円筒形の容器と、該容器に回転可能に軸支され、モータにより回転駆動され、少なくとも一部が中空な回転軸と、容器内の前記回転軸の1ないし複数個所より径方向外向きに突設され、スラリー中の粒子をろ過するろ過手段よりなるろ過機を有し、前記ろ過手段でろ過されたろ液を前記回転軸を通して機外に排出するスラリーの処理装置において用いられるバルブ装置であって、前記容器内の前記回転軸の周りに同心円状をなして配置され、少なくとも径方向に膨縮可能で、加圧流体の供給により膨縮するゴム又は樹脂製の可撓性を有する風船状のバルブと、該バルブ内に加圧流体を供給して前記バルブを膨縮し、これにより回転軸との間の隙間を調整する加圧流体源と、前記バルブに供給される加圧流体の圧力を調整する圧力調整弁を有し、前記隙間を通過した濃縮液は大気に開口する排出口より機外に排出される一方、前記ろ材を通過したろ液は前記回転軸を通して機外に排出されることを特徴とするバルブ装置。

請求項5

前記バルブは径方向に先細りの形態をなすことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかの請求項に記載のバルブ装置。

技術分野

0001

本発明は、原料スラリー分級する分級機、原料スラリーをろ過するろ過機など、原料スラリーを処理する処理装置において用いられるバルブ装置に関する。

0002

図1は、原料スラリー処理装置の一例である分級装置を備えた分級システム全体の概略構成を示すもので、分級装置1は、円筒形状の容器2と、該容器2に回転可能に軸支され、モータ3により回転駆動される中空回転軸5と、該軸5の下端取付けられ、容器内に配置される分級ロータ6とよりなり、原料タンク7より原料スラリーがポンプ8により分級装置1に供給され、モータ3により高速回転駆動される分級ロータ6によって原料スラリーが粗粒微粒に分級され、粗粒を含むスラリーは分級装置1より圧力調整弁17を介して排出される。

0003

一方、微粒を含むスラリーは中空な回転軸5を通り、該軸上端より排出口4を経て機外に排出されるようになっている。この種の粉砕機の一例が下記特許文献1及び2に開示されている。

0004

図1において、10はラビリンスシールであり、11は容器2と中空な回転軸5との間をシールするダブルメカニカルシールで、タンク12からシール液がポンプ13によりダブルメカニカルシール11に供給され、その後冷却装置14及び圧力調整弁15を経て前記タンク12に戻されるようにしてある。16はボールベアリングである。

0005

図2は、図1に示す分級装置1に代えて設けられるろ過機21を示すもので、円筒形状の容器2内には前述する分級装置1のロータ6に代えて全周にろ材張設した円筒状の回転ろ過板23が同軸心上に設けられ、該ろ過板23はモータ3により中空の回転軸5を介して回転駆動されるようにしてある。そして図1に示す分級機と同様、容器2と回転軸5との間がダブルメカニカルシール11によりシールされ、また前記タンク内の原料スラリーがポンプにより矢印で示すようにろ過機21に供給され、ろ過機21においてモータ3により回転駆動されるろ過板23を通してろ過されたろ液が中空な回転軸5を通り、軸上端より機外に排出されて回収されるようになっている。一方、濃縮液は圧力調整弁17を経て機外に排出される。

0006

図3は、別のろ過装置の概略構成を示すもので、ろ過機31を構成する円筒形状の容器2には、内周面に適宜の間隙33を存してろ材34が環状に設置してあり、モータ3により回転駆動される回転軸36は中実で、容器内の回転軸36には攪拌装置37が設けてあり、ろ材34を通してろ過されたろ液が前記間隙33を通り、排出口38より機外に排出されて回収される一方、濃縮液は図2に示すろ過機21と同様、ろ過機31より圧力調整弁17を経て排出される。

0007

前述する分級装置及びろ過機はいずれも、図示するように回転軸5、36と、容器2との間をシールするためにダブルメカニカルシール11が設けられ、該ダブルメカニカルシール11には、図1に示す分級装置と同様、シール液が供給されるようにしている。この種のダブルメカニカルシールはシール液を機内圧より高い圧力に設定することにより、軸との摺動部にスラリーが侵入するのを防ぐことができ、通常のメカニカルシールより故障が少ないが、精密であるために突発的な故障を生じ易く、また動力負荷も大きくなる嫌いがある。

0008

粉砕機に関しては、メカニカルシールを使用しないものも知られ、こうした粉砕機が下記特許文献3及び4に開示されている。

0009

これらの粉砕機はいずれもメディア攪拌型で、特許文献3記載の攪拌機は、頭部を膨らませた容器内に通した攪拌軸の下部に攪拌部材を、攪拌軸上部にメディアの細砕ビーズを分離するためのセパレータとして機能するシフティングロータを取付け、該シフティングロータ上方に容器に固定した分離リングディスクを配置し、シフティングロータを構成する上端部リングの上面に半径方向のロッドよりなるクラウンを固着して分離リングディスクとの間にスラリーの通過は許容するが、ビーズの通過を阻害する程度のクリアランスを設けると共に、容器の上カバーに隣接して径方向ロッドよりなる別のクラウンを配置して上カバーと攪拌軸との間をシールし、上記クリアランスとクラウンとでビーズ漏れを防ぐようにしている。

0010

特許文献4記載の粉砕機は、筒形容器の上方部分に原料スラリーから粉砕メディアを分離する遠心分離型のメディア分離手段及び該分離手段の上部に隣接して配置される製品スラリー付勢手段を有し、分離手段により分離された粉砕メディアを径方向外方に付勢する一方、粉砕メディアが分離された原料スラリーはスラリー付勢手段に導入されて付勢手段の付勢ブレードにより径方向外方に付勢され、残りがスラリー付勢手段上方に設けた製品スラリー出口通路を経て機外に排出されるようにしてあり、メディア分離手段を構成する上側水平環状部上に固着の付勢ブレードと、その上方に配置され、フランジに固着の上部ライナー対抗面を外周に向かって斜め上方に傾斜するテーパに形成し、内周側に向かうビーズがテーパに突き当たって内周側に向かう流れの抵抗をもたらし、かつテーパに固着して成長するビーズが一定量形成されると、付勢ブレードによるスラリーの外周方向への付勢により、剥離されてスラリーと一緒に機内に戻され、ビーズ洩れを防止するようにしている。

0011

従前の分級機、ろ過機の多くは、軸封をメカニカルシール又はダブルメカニカルシールを用いて行い、メカニカルシールを必要としない圧力が掛らない箇所では、メカニカルシールに代えてラビリアンスシールを用い、流量や圧力調整流量調整弁や圧力調整弁により行っている。

先行技術

0012

特開2002−143707号公報
特開2011−072993号公報該容器の内周側に
特開平8−229419号公報
特開2017−042685号公報

発明が解決しようとする課題

0013

前述する粉砕機は、いずれも軸封にメカニカルシールを使用しないため、構造が簡単で、メンテナンスも容易である利点があるが、特許文献3記載の粉砕機においては、セパレータ上方の上カバー付近では付勢流の効果が届かず、機内圧に起因する中心方向への流れが存在して混合スラリー攪拌軸方向に移動し、ついには製品スラリーに同伴されて排出口から機外に排出されて、ビーズ漏れを生じたり、上カバーと攪拌軸との間に噛み込んでしまう不具合があった。

0014

特許文献4記載の粉砕機においては、上部ライナーと付勢ブレードとの間の傾斜したクリアランスよりビーズが上方に流出し、ビーズ漏れを来たすおそれがある。

0015

本発明は、分級機やろ過機など原料スラリーを処理する処理装置において、粗粒を含むスラリーや濃縮液の圧力調整を機内に設けたバルブで行い、該バルブを通過したスラリーの圧力を大気圧に等しいかほぼ等しくすることにより、メカニカルシールを用いないでもシールに支障を来たすことがないようにしたもので、そのための前記バルブを含むバルブ装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0016

請求項1に係る発明は、円筒形の容器と、該容器に回転可能に軸支され、モータにより回転駆動される回転軸と、容器内の回転軸に固定されて高速回転する分級用のロータを備え、スラリー中の粗粒と微粒を分級する分級機を有し、前記回転軸は少なくとも一部が中空で、この回転軸の中空部を通して前記分級機で分級された微粒を含むスラリーが排出されるスラリーの処理装置において用いられるバルブ装置であって、容器内の前記回転軸の周りに環状をなして配置され、少なくとも径方向に膨縮可能で、加圧流体の供給により膨縮するゴム又は樹脂製の可撓性を有する風船状のバルブと、該バルブ内に加圧流体を供給して前記バルブを膨縮し、これにより回転軸との間の隙間を調整する加圧流体源と、前記バルブに供給される加圧流体の圧力を調整する圧力調整弁を有し、前記バルブを通過したスラリーは大気に開口する排出口より機外に排出されることを特徴とする。

0017

請求項2に係る発明は、円筒形の容器と、該容器に回転可能に軸支され、モータにより回転駆動される回転軸と、前記容器内に該容器内周面と一定の間隙を存して同心円状に設けられるか、或いは前記容器内周面の1ないし複数個所より径方向内向き突設され、スラリー中の粒子をろ過するろ過手段と、前記回転軸に固定されて回転し、前記容器内のスラリーを攪拌する攪拌機を備えたろ過機を有するスラリーの処理装置において用いられるバルブ装置であって、前記回転軸は、該軸の軸心に設けられる軸孔及び該軸孔から径方向に延び、軸表面に達して開口する孔部よりなる加圧流体の導入孔と、前記孔部の軸表面の開口を覆って前記回転軸の外周面全周にわたって固定され、前記導入孔を通って供給される加圧流体により膨縮するゴム又は樹脂製の可撓性を有する風船状のバルブと、前記導入孔を通してバルブ内に加圧流体を供給して前記バルブを膨縮し、これによりバルブと該バルブが向き合う容器内周又は容器内周より円周方向に内向きに突出する環状の突出物との間の隙間を調整する加圧流体源と、前記バルブに供給される加圧流体の圧力を調整する圧力調整弁を有し、前記隙間を通過したスラリーは大気に開口する排出口より機外に排出され、前記ろ過手段によりろ過されたろ液は機外に排出されることを特徴とする。

0018

請求項3に係る発明は、円筒形の容器と、該容器に回転可能に軸支され、モータにより回転駆動される回転軸と、前記容器内に該容器内周面と一定の間隙を存して同心円状に設けられるか、或いは前記容器内周面の1ないし複数個所より径方向内向きに突設され、スラリー中の粒子をろ過するろ過手段と、前記回転軸に固定されて回転し、前記スラリーを攪拌する攪拌機を備えたろ過機を有するスラリーの処理装置において用いられるバルブ装置であって、前記容器内の前記回転軸の周りに同心円状をなして配置され、少なくとも径方向に膨縮可能で、加圧流体の供給により膨縮するゴム又は樹脂製の可撓性を有する風船状のバルブと、該バルブ内に加圧流体を供給して前記バルブを膨縮し、これにより回転軸との間の隙間を調整する加圧流体源と、前記バルブに供給される加圧流体の圧力を調整する圧力調整弁を有し、前記隙間を通過した濃縮液は大気に開口する排出口より機外に排出される一方、前記ろ過手段を通過したろ液は機外に排出されることを特徴とする。

0019

請求項4に係る発明は、円筒形の容器と、該容器に回転可能に軸支され、モータにより回転駆動され、少なくとも一部が中空な回転軸と、容器内の前記回転軸の1ないし複数個所より径方向外向きに突設され、スラリー中の粒子をろ過するろ過手段よりなるろ過機を有し、前記ろ過手段でろ過されたろ液を前記回転軸を通して機外に排出するスラリーの処理装置において用いられるバルブ装置であって、前記容器内の前記回転軸の周りに同心円状をなして配置され、少なくとも径方向に膨縮可能で、加圧流体の供給により膨縮するゴム又は樹脂製の可撓性を有する風船状のバルブと、該バルブ内に加圧流体を供給して前記バルブを膨縮し、これにより回転軸との間の隙間を調整する加圧流体源と、前記バルブに供給される加圧流体の圧力を調整する圧力調整弁を有し、前記隙間を通過した濃縮液は大気に開口する排出口より機外に排出される一方、前記ろ材を通過したろ液は前記回転軸を通して機外に排出されることを特徴とする。

0020

好ましい発明では、請求項4記載のスラリーの処理装置において、容器内に該容器内周面と一定の間隙を存して同心円状に設けられるか、或いは前記容器内周面の1ないし複数個所より径方向内向きに突設され、スラリー中の粒子をろ過するろ過手段が設けられる。

0021

請求項5に係る発明は、請求項1ないし4のいずれかに係る発明において、前記バルブは径方向に先細りの形態をなすことを特徴とする。

発明の効果

0022

請求項1、3及び4に係る発明の分級機或いはろ過機では、ゴム又は樹脂製の風船状をなすバルブを膨縮させることによりバルブと回転軸との間の隙間が調整され、これにより機内が分級或いはろ過に必要な圧力に維持されるようになっているもので、前記隙間を通過したスラリー或いは濃縮液は排出口より排出されるが、排出口は大気に開口するため、バルブを通過したスラリー或いは濃縮液は、大気圧ないし大気圧とほぼ等しくなり、そのため排出口に至るまでメカニカルシールやダブルメカニカルシールのような軸封を必要とせず、スラリー或いは濃縮液の流出を防止するだけの機能を備えたラビリンスシール、グランドパッキン或いはオイルシールといった簡便な器具を設けるだけでよい。また従来の圧力調整弁は回転軸に取付けられるような構造になっていないうえ、前記弁自体、弁内の流路が複雑に屈折して構造が複雑であり、固形分が詰まり易いが、本発明のバルブは構造及び流路が簡単で、しかもバルブと回転軸との間には相対速度差があることから、スラリー或いは濃縮液が通り抜け易くなり、そのため固形分が詰り難く、メンテナンスも容易となる。

0023

請求項2に係る発明では、バルブは中空な回転軸に設けられ、該回転軸を通して供給される加圧流体により膨縮して容器内周との間の隙間又は容器内周より内方に向けて円周方向に環状に突出する突出物との間の隙間が調整され、これにより請求項1に係る発明と同様、機内圧をろ過に必要な圧力に維持させ、かつ前記隙間を通過した濃縮液を大気圧ないしほぼ大気圧にするようにしたもので、請求項1に係る発明と同様の効果を有する。

0024

請求項5に係る発明によると、バルブが径方向に先細りの形態をなすため、バルブ先端と回転軸との間、又はバルブ先端と容器内周或いは容器内周より突出する突出部との間に粗粒や濃縮液に含まれる固形分が支え難く、より一層詰り難くなる。

図面の簡単な説明

0025

分級システムの模式図。
図1に示す分級システムの分級装置に代えてろ過機を設けた装置の要部の概略構成を示す図。
別のろ過機の概略構成を示す図。
本発明に係るバルブ装置を備えた分級システムの模式図。
別の形態のバルブ装置の要部の拡大断面図。
図5のA−A線断面図。
本発明に係るバルブ装置を備えたろ過システムの模式図。
本発明に係るバルブ装置を備えた別のろ過システムの模式図。
本発明に係るバルブ装置を備えた更に別のろ過システムの模式図。
本発明に係るバルブ装置を備えた他のろ過システムの模式図。

実施例

0026

以下、本発明の実施形態について説明するが、図1に示す装置と同一構造部分には同一構造を付して、その説明を省略する。

0027

図4に示す分級装置は、分級機41を有し、該分級機41は円筒形状の容器42と、該容器42に回転可能に軸支され、モータ3により回転駆動され、下端を除いて全長が中空な回転軸45と、該軸45の下端に取付けられ、容器内に配置される分級ロータ46とよりなり、原料タンク7より原料スラリーがポンプ8により分級装置41に供給され、該装置41の分級ロータ内では原料スラリーがモータ3により高速回転駆動される分級ロータ46により粗粒と微粒に分級され、粗粒は該粗粒を含むスラリーと共に後述するバルブ装置52を経て大気に開口する排出口53より図の矢印方向に排出される一方、微粒は該微粒を含むスラリーと共に中空な回転軸45を通り、該軸上端を経て排出口60から排出され回収されるようにしてあり、機内は、該機内にスラリーを供給するポンプ圧や分級ロータの回転数を変え、かつ前記バルブ装置52の制御をすることにより分級に必要な圧力に維持されるようになっている。

0028

前記バルブ装置52は、容器内周より内向きをなして円周方向に環状に突出し、上下に一定の間隙55を存する一対のドーナツ状をなす突出板54と、前記回転軸45と同心円状をなし、かつ前記間隙55を内周端において円周方向全体にわたって塞ぐ断面略略半円形又は略楕円形の可撓性を有するゴム又は樹脂製の風船状のバルブ56と、前記一対の突出板54間の間隙55に接続され、該間隙55に圧力調整弁57を介して加圧流体、好ましくは圧縮空気を供給する加圧流体源(圧縮空気源)としてのコンプレッサー58と、容器42及び環状をなす前記バルブ56の軸芯を通り、前記バルブ56との間に隙間59を存する中空な回転軸45とよりなり、圧力調整弁57により圧力を調整された圧縮空気がバルブ56に供給されることにより、該バルブ56が膨縮し、径方向の膨縮により回転軸45との間の隙間59が変えられ、必要な機内圧が維持されるようになっている。図中、61及び62は軸周りのスラリー洩れを防ぐために設けられるラビリンスシールであり、64は圧力計である。

0029

本実施形態の分級機41では、粗粒は該粗粒を含むスラリーと共にバルブ56と回転軸45との間の環状の隙間59を通り、大気に開口する排出口53より機外に排出され、機内圧はバルブ制御、すなわちバルブ56による隙間調整を行うことにより分級に必要な圧力に維持される。

0030

バルブ56と回転軸45との間の隙間59を通リ抜けたスラリーは大気圧と等しいか、ほぼ等しくなるため、排出口53に至るまでに圧力差により回転軸45と容器42との間より洩れ出ることはない。したがって単にスラリーの流出を防ぐだけでよいため、図示する例では、ラビリンスシール61を設けている。

0031

微粒を含むスラリーについても同様、排出口60は大気に開口しているため、スラリーは大気圧との差がないか、ほぼない。そのため回転軸45と排出口60との間にはスラリーの流出を防ぐのにラビリンスシール62を設けている。

0032

前記ラビリンスシール61及び62はグランドパッキンやオイルシールに代えてもよいが、グランドパッキンではシール液が機内に入るため、機内が希釈され易くなるうえ、シール液に含まれる不純物がスラリーに混入し易くなる難点があり、またオイルシールの場合、摩耗し易いため短時間で使用できなくなり、交換頻度が高まる不具合がある。

0033

本実施形態で用いるバルブ装置52は、構造が簡単で、しかもバルブは径方向に先細りの形態をなして隙間59はスラリーが通り抜け易い形態をなすうえ、回転軸とバルブには相対速度差があるため、スラリーの流れがスムーズに行われ、粗粒の詰りが生じ難くなっている。

0034

前記実施形態のバルブ装置52を構成するバルブ56は、一対の突出板54間に間隙55を設けた突出板54の内周端において間隙55を塞ぎ、前記間隙55には容器側壁を通して圧縮空気が外周端側より供給されるようになっているが、図5及び図6に示す実施形態においては、容器内周壁より内向きをなして円周方向に環状に突出するドーナツ板状の突出部47を設け、該突出部47に内外周に達する導入孔48を径方向に形成し、該導入孔48の容器外周面への開口に図示省略の加圧流体源(圧縮空気源)としてのコンプレッサー(図4に示す実施形態のコンプレッサー58に相当)を接続し、また突出部内周面には前記回転軸45と同心円状をなし、かつ断面略略半円形又は略楕円形の風船状をなすゴム又は樹脂製のバルブ56が固着され、これにより、前記導入孔48が開口する突出部内周面が周方向全域にわたって塞がれるようになっている。以上のほかは図4に示す実施形態と変わりがなく、図4と同一構造部分には同一符合を付している。

0035

図7に示すろ過装置は、ろ過機71を有し、該ろ過機71は円筒形の容器72と、該容器72に回転可能に軸支され、モータ3により回転駆動される回転軸75と、該軸75の下端に取付けられ、容器内に配置される攪拌機76よりなり、前記容器72には内周面の全体にわたって該内周面と一定の間隙77を存し、容器72と同心円状をなす、ろ過手段としてのろ材78が設置されている。

0036

モータ3により回転駆動される前記回転軸75は、該軸上側部に形成される軸孔、すなわち軸上端より後述の突出部83に達する軸孔81aと、該軸孔81aの下端に軸孔81aと接続され、軸表面に達する直径方向の孔部81bよりなる導入孔81を有し、前記孔部81bの軸表面への開口には、該開口を覆う断面略半円形又は略楕円形の風船状をなすゴム又は樹脂製のバルブ82が中空の回転軸75の全周にわたって固定されている。図中、89は前記回転軸75の上端部を回転可能に軸支するロータリージョイントで、加圧流体源としてのコンプレッサーを含む圧縮空気源(図示しない)より圧縮空気が図示しない圧力調整弁及びロータリージョイント89を経て前記導入孔81に供給されるようになっている。

0037

前記攪拌機76上の容器内周面には、突出部83が円周方向に内向きに突出して設けられ、この円周方向の突出部83と前記バルブ82との間に形成される隙間85は、加圧流体としての圧縮空気が後述の導入孔81を通して前記バルブ82に供給されることにより風船状のバルブ82が膨縮して調節されるようになっている。

0038

本実施形態においては前記実施形態と同様、原料タンク7より原料スラリーがポンプ8によりろ過機71に供給され、攪拌機76により攪拌された原料スラリーのうち、ろ過手段としてのろ材78によりろ過されたろ液が前記間隙77を通り、排出口79から排出されて回収される一方、濃縮スラリー図7においては濃縮液として示す)は前記バルブ82と突出部83との間の前記隙間85を通って大気に開口する排出口87より機外に排出される。

0039

バルブ82との間の隙間85を通過した濃縮液は前記実施形態と同様、大気圧ないしほぼ大気圧となるため、排出口87に至るまでに中空な回転軸75と排出口87との間より洩れ出難い。したがって前記回転軸75と排出口87との間には、ラビリアンスシール88を設けている。このラビリアンスシール88は前述したようにオイルシールやグランドパッキンに代えることができる。

0040

容器内に設置される前記ろ材78にはケーキが付着し、ケーキ層が形成されるが、このケーキ層はモータ3により回転する攪拌機76がスラリーを攪拌することにより剥離し除去される。

0041

前記実施形態では、導入孔81の孔部81bは直径方向に設けられているが、半径方向に1箇所設けてもよいし、中空部81aより放射状に3箇所以上設けてもよい。
本実施形態においては、導入孔81、バルブ82、突出部83、圧縮空気源及び突出部83がバルブ装置を構成するものとなる。
前記各実施形態のバルブは本来、加圧流体(圧縮空気)の供給により先端が径方向に進退できるような構造ないし形状になっていればよく、上下方向に膨縮する必要はない。

0042

バルブはまた、先端が径方向に進退できるようになっていれば、全体が均一な材質及び肉厚でなくてもよく、例えば先端部分が容易に変形しないように肉厚にするか、硬質素材で形成してもよい。

0043

図8は、ろ過装置の別の実施形態を示すもので、このろ過装置のろ過機91は、内周壁92と該壁92と一定の間隙93を存して同心円状をなす外周壁94とで二層構造をなす容器95と、該容器95の軸心に配置されてモータ3により回転駆動され、上側部を中空にした回転軸96と、容器内に位置し、かつ回転軸96の下側部分に上下方向に一定間隔で固定されるセラミックス製又は金属製円盤状、ロッド又は羽根状の攪拌機97と、前記容器95の内周壁92に上下方向に一定間隔で、かつ前記攪拌機97と交互になるように固定され、ろ過手段を構成するドーナツ盤状金網樹脂網ろ布等でカバーされた中空なろ過板、又はセラミック製の中空なろ過板98と、攪拌機97上の内周壁92の内周に図7に示すバルブ装置の突出部83と同様、内向きに突出して全周にわたって固着される環状の突出板99と、前記回転軸上側部の軸芯に形成される軸孔101a及び前記容器内に位置し、軸孔101aの下端に直径方向に形成される孔部101bよりなる導入孔101と、前記孔部101bの軸周面への開口を塞ぐようにして回転軸96の周りに全周にわたって取付けられる略半円形ないし半楕円形状をなすゴムないし樹脂製製の風船状のバルブ102を有し、図示しない加圧流体源のコンプレッサーより圧縮空気がロータリージョイント103を通り、前記導入孔101を経て前記バルブ102に供給され、供給される圧縮空気の圧力調整を行うことによりバルブ102が膨縮して該バルブ102と前記突出板99との間の隙間104が調節されるようになっている。

0044

本実施形態において、容器内に加圧供給された原料スラリーは、攪拌機97がモータ3により回転駆動されることにより攪拌されながら、ろ過板98を通ってろ過され、ろ液が内外周壁間の前記間隙93を経て排出口105より排出される一方、濃縮液は前記隙間104を通って大気に開口する排出口106より排出される。そして攪拌機97の攪拌に伴う掃流作用によりろ過板98に堆積するケーキ層が剥離されるようになっている。図中、108はラビリンスシールである。

0045

本実施形態においても前記実施形態と同様、前記間隙104を通過した濃縮液は排出口106より機外に排出される。後述の図9及び図10に示すろ過装置においても同様である。

0046

図9は、ろ過機の更に別の実施形態を示すもので、本実施形態のろ過機111が図8に示す前記実施形態のろ過機91と異なる点は、図5に示すような加圧流体源としてのコンプレッサーに接続される導入孔48が容器内周面より内向きに突出する突出板99の径方向に形成され、バルブ112が図8に示すバルブ102のように回転軸96に設けられるのではなく、突出板99の内周面に図5と同様にして設けられ、圧縮空気の供給により膨縮して回転軸113との間の隙間114が調節されるようになっており、回転軸113は中空でなく、全長が中実であることである。前記以外の他の構成は図8に示すろ過装置と同じで、図8に示すろ過装置91と同一構造部分には同一符号を付してある。

0047

更に別の実施形態においては、図9に示すろ過機において、内周壁92に代えて図7に示すような円筒状のろ材78が外周壁94と同心円状に設けられる。

0048

図10はろ過機の他の実施形態を示すもので、この実施形態のろ過機121が図9に示す前記実施形態のろ過機111と異なる点は、下端部を除く回転軸122のほぼ全長にわたって導入孔123が形成され、容器内の回転軸122に前記実施形態の攪拌機97に代えてろ過手段である、金網、樹脂網、ろ布等でカバーされたろ過板或いはセラミック製のろ過板124を設け、該ろ過板124が中空状で、該ろ過板124は回転軸122の回転駆動により攪拌を行うと共に、ろ過を行い、ろ過板124でろ過されたろ液が回転軸122の導入孔123を通り、ラビリンスシール115を経て排出されるようになっており、前記ろ過板124及び該ろ過板124と交互に内周壁92より突出し、前記ろ過板124と共にろ過手段を構成するろ過板98の双方でろ過が行われ、ろ過板98でろ過されたろ液が内周壁92と、該周壁92と外周壁94間の間隙93を通って排出口105より排出されると共に、ろ過板124でろ過されたろ液が回転軸122の導入孔123を通り、前記ラビリンスシール115を経て大気に開口する排出口121より機外に排出されるようになっている点で、濃縮液は図8及び図9に示すろ過機91、111と同様、バルブ127と回転軸122との間の隙間125を通り、排出口106より排出される。

0049

本実施形態においても、環状の突出板116に形成される導入孔118を通してバルブ127に供給される圧縮空気の圧力調整を行うことによりバルブ127が膨縮し、これにより回転軸122との間の隙間125が調節される。
本実施形態においては、ろ過板124はろ過作用を行うと共に、回転によりスラリーの攪拌を行い、攪拌に伴う掃流作用によりろ過板98、124に堆積するケーキ層の剥離を行う。

0050

別の実施形態では、前述の図2に示されるろ過機と、図9に示すバルブ装置が組合わされる。すなわちろ過手段としての図2に示す回転ろ過板23上に図9に示すバルブ112又は図10に示すバルブ127を備えた突出板99又は116が設けられ、バルブ112又は127と回転軸113又は122(図2においては回転軸5)との間に濃縮液が通る隙間114又は125が形成される。

0051

本実施形態においては、図2に示す回転ろ過板23でろ過されたろ液が回転軸5の軸孔を通り機外に排出される一方、濃縮液は前記隙間を通り、大気に開口する排出口より機外に排出される。

0052

3・・モータ
7・・原料タンク
8・・ポンプ
41・・分級機
42、72、95・・容器
45、75、96、122・・中空な回転軸
46・・分級ロータ
47、54、83、99、116・・突出板
48、81、118、123・・導入孔
52・・バルブ装置
53、60、79、87、105、106、121・・排出口
55、77、93・・間隙
56、82、102、112、127・・バルブ
58・・コンプレッサー
59、85、104、114、125・・隙間
61、62、88、108,115・・ラビリンスシール
71、91、111、121・・ろ過機
76・・攪拌機
81、101、123・・導入孔
97・・攪拌機
98、124・・ろ過板

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