CN101352625B - 过滤装置 - Google Patents

Abstract

一种过滤装置，其实现驱动系统的维护性的改善，构件件数的减少，组装的容易化等。在过滤装置中，被配置为同心状并且中心沿上下方向的圆筒状或圆锥状的内侧过滤件以及外侧过滤件(1、2)绕其中心旋转，设于内侧以及外侧过滤件之间的过滤空间(4)中的螺旋状的分隔构件(3)不旋转，从过滤空间的下端侧送入被处理液，将通过内侧以及外侧过滤件内的过滤液排出至外部，同时使通过该过滤形成的滤渣沿着分隔构件上升，排出至过滤空间的上侧，并且内侧以及外侧过滤件在分隔构件的下端的下侧连结，在该连结位置的上侧不连结，使上方呈环状开口，并且这些内侧以及外侧过滤件被共用的驱动源(M1)一体旋转驱动。

Description

过滤装置

技术领域

本发明涉及过滤装置。

背景技术

金属制的筛、网，多孔板等过滤件，与布(纤维)制的相比，在运转性、维护性、耐久性等方面优良，作为利用这些的装置，有螺旋压力机以及旋转加压式脱水机等加压式过滤装置。该装置历史悠久，构造非常简单，具有低动力、低噪音、低成本等特征，在适用于固体成分浓度低的难脱水性的固液混合物的情况下也能得到良好的脱水性能，因此在阴沟水污泥脱水领域也被广泛应用(例如，参照专利文献1、2)。

但是，在由圆筒状的外侧过滤件以及插入其内部的螺杆(screw)构成的螺旋压力机中，在螺杆的紧固力产生的压榨压力的作用下，被处理液在从入口侧向出口侧以低速移送的同时被连续脱水，但因为过滤液只通过外侧过滤件绞出，所以难以实现外侧过滤件长度的缩短化，难以实现设备的小型化。

另一方面，在旋转加压式脱水机中，为了提高脱水过滤的处理量，有必要加大盘的直径或配置多个脱水机，这样存在着设备的大型化以及成本增加的问题。

于是本发明人鉴于这样的问题点，提出一种过滤装置，其具备：配置为同心状的、圆筒状或圆锥状的内侧过滤件以及外侧过滤件；设置在这些内侧过滤件以及外侧过滤件之间的过滤空间中的螺旋状的分隔构件，其构成是从过滤空间的一端侧送入被处理液，从过滤空间内的另一端侧排出滤渣，将通过了内侧过滤件以及外侧过滤件内的过滤液排出至外部，内侧过滤件以及/或者外侧过滤件围绕轴心旋转，螺旋状的分隔构件不旋转(例如，参照专利文献3、4)。

专利文献1：日本特开2001-212697号公报

专利文献2：日本特开2001-113109号公报

专利文献3：日本特开2006-346600号公报

专利文献4：日本特开2007-160246号公报

但是，上述发明没能做到使装置本身小型化和提高脱水性能，在构造上存在着如下问题点。

(1)由于内侧过滤件以及外侧过滤件是分开的，所以构件的数量多，组装繁杂，维护性也不好。

(2)由于内侧过滤件以及外侧过滤件的驱动系统独立，所以构件的数量多，组装繁杂，维护性也不好。

(3)由于内侧过滤件以及外侧过滤件是分开的，被分别支承，所以内侧过滤件以及外侧过滤件间的同心度的管理困难。

(4)由于螺旋状的分隔构件在两端处被支承固定，所以尤其是在轴方向长度上要求分隔构件的精度，组装时有必要调整分隔构件的轴方向长度。

发明内容

因此，本发明的主要课题是解决这些问题点。

解决上述课题的本发明如下。

<第一方面所述的发明>

一种过滤装置，其具备圆筒状的内侧过滤件以及外侧过滤件和螺旋状的分隔构件，

所述内侧过滤件以及外侧过滤件被配置成同心状并且中心沿上下方向配置，

所述螺旋状的分隔构件设于所述内侧过滤件和所述外侧过滤件之间的过滤空间中，在绕所述内侧过滤件盘绕的同时，在沿着所述内侧过滤件中心的方向上延伸，

所述内侧过滤件以及所述外侧过滤件绕其中心旋转，并且所述螺旋状的分隔构件不旋转，

从所述过滤空间的下端侧送入被处理液，将通过了所述内侧过滤件以及所述外侧过滤件内的过滤液排出至外部，并且使通过该过滤而形成的滤渣沿着所述分隔构件上升并排出到所述过滤空间的上侧，

所述过滤装置的特征在于，

所述内侧过滤件与所述外侧过滤件被连结形成一体，述分隔构件被装置上部悬吊支承，

所述内侧过滤件以及所述外侧过滤件在所述分隔构件的下端的下侧被连结，并且在该连结位置的上侧不被连结，上方呈环状开口，

所述分隔构件通过所述过滤空间上方的环状开口，被过滤装置固定支承。

(作用效果)

在本发明中，因为内侧过滤件以及外侧过滤件形成一体，所以具有维护性优良、构件件数少、组装容易等优点。另外，在本发明中，由于内侧过滤件以及外侧过滤件形成一体，所以不需要内侧过滤件以及外侧过滤件间的同心度管理。如本发明，如果螺旋状的分隔构件在装置上部以悬臂方式被支承固定，则安装时只通过调整分隔构件的上下位置，就能够正确安装分隔构件。通过采用本发明所述的构造，在沿袭了不使分隔构件旋转而使过滤件旋转的基本动作原理的同时，可以在装置上部以悬臂方式支承分隔构件，安装时只通过调整分隔构件的上下位置，就能够正确安装分隔构件。

<第二方面所述的发明>

如第一方面所述的过滤装置，

所述内侧过滤件以及外侧过滤件构成为通过共用的驱动源被一体地旋转驱动

(作用效果)

在本发明中，因为内侧过滤件以及外侧过滤件形成一体，被共用的驱动系统驱动，所以具有维护性优良、构件件数少、组装容易等优点。

<第三方面所述的发明>

如第一或第二方面所述的过滤装置，

所述内侧过滤件以及外侧过滤件被装置上部悬吊支承。

(作用效果)

如本发明，因为内侧过滤件以及外侧过滤件形成一体，在装置上部以悬臂支承的方式被支承固定，所以安装时容易进行内侧过滤件以及外侧过滤件的位置调整。

发明效果

如上，根据本发明，可以带来以下优点。

(1)由于内侧过滤件以及外侧过滤件形成一体，所以构件件数少，组装容易，维护性优良。

(2)由于内侧过滤件以及外侧过滤件形成一体，因此不需要内侧过滤件以及外侧过滤件间的同心度管理。

附图说明

图1是过滤装置的纵剖面图；

图2是图1的A部放大图；

图3是图1的B-B剖面图；

图4是图1的C-C剖面图；

图5是分隔构件的立体图；

图6是表示其他的过滤装置概略的纵剖面图；

图7是表示其他的过滤装置概略的纵剖面图；

图8是表示其他的过滤装置概略的纵剖面图；

图9是表示其他的过滤装置概略的纵剖面图。

图中，

1-内侧过滤件；1A-上板；2-外侧过滤件；3-分隔构件；4-过滤空间；5-内筒旋转轴；7-箱体；7A-上板；7B-底板；7C-倾斜面；8-内侧清洗管；9-外侧清洗管；10-被处理液送入管路；13-过滤液排出口；14-过滤空间出口；16-过滤液排出空间；20-环状旋转板；24-排出口；25-排出引导体；26-开口调节体；29-向外引导体；40-主支承台；41-副支承台；42-下部箱体；43-上部箱体；44-排出槽；45-回转管接头。

具体实施方式

图1～图5表示有关本发明的过滤装置例，该过滤装置具备：被配置为同心状并且中心沿上下方向的、分别呈圆筒状的内侧过滤件1以及外侧过滤件2；以及设于这些内侧过滤件1以及外侧过滤件2之间的过滤空间、一边绕内侧过滤件1周围旋转一边上升延伸的螺旋状分隔构件3。

作为用于内侧以及外侧过滤件1、2的过滤件，除了打孔金属(パンチングメタル)、楔线(wedge wire)、金属网等筛件以外，也可以使用过滤布。另外，也可以在以固液分离为主的过滤空间4的下部设置过滤面的开口率高的楔线，在以压榨脱水为主的过滤空间4的上部设置与滤渣的接触面积大(开口率低)的打孔金属。

如图1以及图5所示，分隔构件3呈绕内侧过滤构件1周围旋转并上升延伸的螺旋状(藤蔓状或螺旋丝带状)，在形成于内侧过滤件1以及外侧过滤件2之间的圆筒体状的过滤空间4内，在周方向上以均等的旋转角度差设有多条(图示例中有2条)。分隔构件3的内周缘和外周缘分别邻近或接触于内侧过滤件1以及外侧过滤件2的过滤面。如果分隔构件3设置为多条螺旋状，排出滤渣的高度被抑制，排出路径所需的高度降低，可以较低地抑制机器整体的高度，还具有提高传送带处的排出滤渣的搬运性的优点。当然，也可以与以往一样由一条分隔构件构成。

以下进行更详细说明，本装置具有：水平的主支承台40；相隔一定距离设置于主支承台上方，被主支承台40支承的水平的副支承台41。外侧过滤件2被该主支承台40支承，可以自由旋转。具体来说，外侧过滤件2的上端具有圆筒状的支承部2X，该支承部2X的上面，连结有与外侧过滤件2同心的环状旋转板20的内周缘部，在它的径向外侧，在环状旋转板20的下面连结有第一环状小齿轮21，第一环状小齿轮21与外侧过滤件2呈同心状，该第一环状小齿轮21被在主支承台40上设置的与外侧过滤件2呈同心状的环状轨道22支承。第一环状小齿轮21的外周面的齿，与搭载于主支承台40的第一马达M1的驱动轴的小齿轮G1啮合。

内侧过滤构件1的下端部，在分隔构件3下端的下侧，通过塞住内侧以及外侧过滤件1、2间(过滤空间)的下方开口的环状板6，与外侧过滤件2的下端部连结而形成一体。由此，通过驱动第一马达M1，不仅是外侧过滤件2，与其连结的内侧过滤件1也被一体旋转驱动。另外，在内侧以及外侧过滤件1、2的下部连结位置(环状板6)的上侧，两过滤件1、2不连结，两过滤件1、2间(过滤空间4)的上方呈环状开口，通过该环状开口，分隔构件3从外侧过滤件2的上端向上侧突出。在分隔构件3的上端有环状的支承部3X，该支承部3X的上端通过被连结固定于副支承台41而被悬挂支承于装置上部，分隔构件3的下端位于过滤空间4的下端附近。内侧过滤件1也从外侧过滤件2的上端向上侧突出，其上端被副支承台41支承为可以旋转，如此通过谋求构造的一体化、悬臂支承化、以及驱动的共用化，从而维护性优良，构件件数少，组装容易。

在主支承台40的下侧，以空出过滤液排出空间16部分的间隙来包围外侧过滤件1、2的周围以及下侧的方式悬挂支承下部箱体42。下部箱体42只形成过滤液排出空间16，不会施加大的负荷。

在下部箱体42的底部设有过滤液排出口13。另外，被处理液的送入管路10从下部箱体42的外部贯穿下部箱体42的底部直到内侧过滤件1以及外侧过滤件2的下端部为止，沿着内侧过滤件1以及外侧过滤件2的中心延伸后，沿放射方向延伸，其前端贯穿内侧过滤件1在环状板6的上侧向过滤空间4开口。在该送入管路10上，在下部箱体42的外部具有回转管接头45，其在维持管路内部的连通状态的情况下，能够伴随内侧过滤件1以及外侧过滤件2的旋转而旋转。通过该送入管路10，被处理液被泵(未图示)加压供应。另外，送入管路10在内侧过滤件1内通过，但由于其向下方开口，因此内侧过滤件1以及外侧过滤件2以外的构造形成为与共用的过滤液排出空间16连通的构造。因此，过滤液排出路径变得小型化并且简单。

在过滤空间4的上侧(等于外侧过滤件2的上侧)，设有将过滤空间4直接向上方延长而连续形成的圆筒体状的排出空间4X。排出空间4X的上方被分隔构件3的支承部3X的底面，或内周被内侧过滤件1的外周面包围。各分隔构件3分别延长至排出空间4X的上端，各延伸部分的从下端到上端的部分中在下端部上面分别直立设置有终端壁3E，并且从终端壁3E到上端为止的外周面分别被与终端壁3E相同的高度范围的周壁3R覆盖，该周壁3R间的开口部分作为向排出空间4X的外周面(侧面)开口的排出口24，按分隔构件3的条数的数量形成。终端壁3E具有阻止沿分隔构件3上升的滤渣并将其向排出口24压出的功能。

排出空间4X的外周被圆筒状的开口调节体26包围成同心状。在开口调节体26，在与排出口24重合的位置形成有开口部26X，并且环状顶板26P以覆盖环状旋转板20的上方的方式突出。开口调节体26可以在排出空间4X的周方向旋转，其上端面以同心状连结有第二环状小齿轮27，第二环状小齿轮27的外周面的齿与搭载于副支承台41的第二马达M2的驱动轴的小齿轮G2啮合。通过第二马达的驱动控制，通过使开口调节体26移动，其开口部26X以外的非开口部与排出口24重合的部分的面积发生变化，调节排出口24的开口面积(与开口部26X重合的部分)。

为了进行开口调节体26的位置检测，在开口调节体26的移动方向上相隔间隔而设有多个邻接开关等非接触传感器30。在图示方式中，在开口调节体26的环状顶板26P的上侧的适当位置，以可以调整位置的方式设置一个或多个检测部(检测板)31，并且在伴随开口调节体26移动的检测部31的移动轨迹上设置有非接触传感器30，根据由非接触传感器30对检测部31进行检测的位置与开口调节体26的位置的对应，能够检测开口调节体26的位置、即排出口24的开口面积。根据该检测结果通过进行第二马达M2的驱动控制，可以根据排出口24的开口面积来控制背压。

所述的环状旋转板20的上表面位于排出口24的下端和外侧过滤件2的上端之间，设置为在俯视状态下包围在排出空间4X的周围。在环状旋转板20的上侧，以从环状旋转板20的内周缘横切到外周缘的方式直立设置有排出引导板25。排出引导板25的下端与环状旋转板20的上表面的间距很小。排出引导板25的内侧端(位于环状旋转板20内周侧的端部)与任一个排出口24上的终端壁3E外侧的侧缘接触，外方端从环状旋转板20的外周缘向外侧突出而连结于主支承台。排出引导板25以随着朝向外侧端而位于环状旋转板20的旋转方向后侧的方式，在环状旋转板20上相对于其径向斜向横切。

另外，在环状旋转板20的上侧的，在旋转方向上位于排出口24间的部位，以从环状旋转板20的内周缘横切到内周缘与外周缘之间的中间位置(例如中央)的方式，直立设置有向外引导板29。向外引导板29的下端与环状旋转板20的上面间距很小，内侧端(位于环状旋转板20内周侧的端部)与开口调节体26的外周面连结。另外，向外引导板29以随着朝向外侧端而位于环状旋转板20的旋转方向后侧的方式，在环状旋转板20上相对于其径向斜向横切。

环状旋转板20以及环状顶板26P的外周被圆筒状的上部箱体43包围。上部箱体43中从与排出引导体25的内侧端对应的周方向位置到与外侧端对应的周方向位置为止的范围，作为排出槽44而开口。并且在图示方式中，上部箱体43的上端连结于副支承台41，下端连结于主支承台40，副支承台41经由上部箱体43被副支承台41支承。

另外，在图示方式中，为了清洗内侧以及外侧过滤件1、2，分别设有内侧清洗管8以及外侧清洗管9。内侧清洗管8，如图1以及图2所示，沿内侧过滤件1的内周面设置，另外，多个清洗喷嘴8A、8A、…以与内侧过滤件1的内周面相对的方式安装在内侧清洗管8上。同样，外侧清洗管9沿着外侧过滤件2的外周面设置，另外多个清洗喷嘴9A、9A、…以与外侧过滤件2的内周面相对的方式安装在外侧清洗管9上。作为清洗液，可以使用水或碱性药品。

在如此构成的过滤装置中，可以进行如下过滤操作。即，驱动第一马达M1，使内侧过滤件1、外侧过滤件2以及环状旋转板20与分隔构件3的上升旋转方向为相同方向地一体旋转，并且经由被处理液送入管路10将被处理液压送至过滤空间4内。

被送入过滤空间4内的被处理液通过内侧过滤件1和外侧过滤件2被进行两面过滤。更详细地说，从被处理液送入管路10送入的被处理液处于固体成分浓度低、具有流动性的状态，在过滤空间4的下部，经内侧过滤件1和外侧过滤件2的网眼而产生过滤浓缩。由于浓缩的进行，流动性逐渐丧失，形成滤渣。滤渣在与旋转的内侧以及外侧过滤件1、2的摩擦作用下，向过滤空间4的周方向移动。此时，因为在过滤空间4内配置有螺旋状的分隔构件3，所以沿着内侧以及外侧过滤件1、2旋转的滤渣通过与该分隔构件3干涉，或从下方施加被处理液的送入压，以轴为中心旋转上升。通过该运动，在过滤空间4的下部进行固液分离而形成滤渣，该滤渣在过滤空间4的上部被压榨脱水后，从过滤空间4上部被推向排出空间4X。

另一方面，通过过滤被排出至内侧过滤件1内以及外侧过滤件2外的过滤液，存积于下部箱体42的底部，从过滤液排出口13被排出。

沿着各条分隔构件3被向上推向排出空间4X的滤渣，通过各排出口24被分别排出至环状旋转板20上。此时，在各排出口24的旋转方向后侧，位于从环状旋转板20上的内周缘到中间位置为止的滤渣，预先被向外引导板29推出至外周缘侧，在各排出口24的排出位置确保滤渣排出空间。承载于环状旋转板20上的滤渣，在伴随环状旋转板20旋转而被旋转移送的过程中，被共用的排出引导体25从环状旋转板20上压出向外侧的排出槽44而被排出至机外，通过传送带被送出至下一个处理工序。

另一方面，在清洗时，一面使内侧过滤件1和外侧过滤件2绕轴旋转，一面从多个清洗喷嘴8A、8A、…、9A、9A、…高压喷射清洗水，由此清洗网眼堵住了的内侧过滤件1和外侧过滤件2的过滤面。清洗时喷射的水作为清洗排水，与过滤液一起被存积于下部箱体42的下部，从过滤液排出口13被排出。

<其他>

(a)在上述例子中，分隔构件3的内周缘和外周缘分别接近或接触于内侧过滤件1以及外侧过滤件2的过滤面，但是固液分离作用主要在过滤空间4的下部，即被处理液送入口10、11侧附近高效发挥，因此分隔构件3的内周缘和外周缘只要是至少被处理液送入口10、11侧附近分别与内侧以及外侧过滤件1、2接近或接触的结构即可。

(b)分隔构件3的螺距可以在过滤空间4内全部一样，如图6所示，也可以根据需要构成为随着向上侧而逐渐变窄。另外，相反也可以使螺旋状的分隔构件3构成为随着从箱体7的底板7B侧向上板7A侧，将螺距间隔变长。

(c)有关实施方式的过滤空间4，表示了从上到下具有相同横剖面积的环状的空间，但是为了确保处理量，使过滤空间4的下部具有大容量的过滤室容积，另一方面在过滤空间4的上部，为了提高脱水效率而将内侧以及外侧过滤件1、2的半径差缩小也是优选的实施方式。

具体来说，如图6所示可以提出一种保持外侧过滤件2的形状相同，从被处理液送入侧向着滤渣排出侧，使内侧过滤件1的半径方向连续扩大的形状(大致圆锥形状)，或者如图7所示也可以提出一种呈阶梯状扩大的形状(多级圆筒形状)。另外，如图8所示，也可以提出一种保持内侧过滤件1的形状相同，从被处理液送入侧向着滤渣排出侧，使外侧过滤件2的半径方向连续缩小的形状，或者如图9所示也可以提出一种呈阶梯状缩小的形状。

(d)内侧过滤件1与外侧过滤件2在以相同角速度(°/sec)旋转的情况下，由于也会产生各自的半径差部分的周速度(mm/sec)，因此在滤渣上产生剪切力，脱水效率提高。例如，对于纤维成分多的生污泥或含有混合生污泥的被处理液，该剪切力更具效果。根据不同滤渣的性状，有时在施加剪切力时会使滤渣流动化，反而有损于脱水性，因此此时优选以周速度差一定进行旋转。另外，剪切力带来脱水效果，并且对于滤渣性状随着时间经过几乎一直不发生变化的滤渣，也可以以周速度差一定来进行旋转。

(e)内侧过滤件1与外侧过滤件2，除了连结为互不旋转，也可以连结为能够相互围绕中心旋转。此时，可以只使内侧过滤件1以及外侧过滤件2的任一方旋转。另外，在使内侧过滤件1以及外侧过滤件2两者旋转时，也可以个别独立设置其驱动系统。

(f)可以将内侧过滤件1以及外侧过滤件2相对于过滤装置的下部以悬臂支承的方式进行支承，或相对于装置上部以及下部以两端支承的方式进行支承。

(g)上述例的分隔构件3，通过过滤空间4上方的环状开口而在过滤装置的上部以悬臂支承的方式被固定支承，但其支承方式可以对应于内侧过滤件1以及外侧过滤件2的连结部位进行适当设定。例如，可以将内侧过滤件1与外侧过滤件2只在分隔构件3的上端的上侧进行连结而形成一体，此时，通过过滤空间4下方的环状开口，可以在过滤装置的下部以悬臂方式进行支承。

Claims (3)

1.一种过滤装置，其具备圆筒状的内侧过滤件以及外侧过滤件和螺旋状的分隔构件，

所述内侧过滤件以及外侧过滤件被配置成同心状并且中心沿上下方向配置，

所述螺旋状的分隔构件设于所述内侧过滤件和所述外侧过滤件之间的过滤空间中，在绕所述内侧过滤件盘绕的同时，在沿着所述内侧过滤件中心的方向上延伸，

所述内侧过滤件以及所述外侧过滤件绕其中心旋转，并且所述螺旋状的分隔构件不旋转，

从所述过滤空间的下端侧送入被处理液，将通过了所述内侧过滤件以及所述外侧过滤件内的过滤液排出至外部，并且使通过该过滤而形成的滤渣沿着所述分隔构件上升并排出到所述过滤空间的上侧，

所述过滤装置的特征在于，

所述内侧过滤件与所述外侧过滤件被连结形成一体，

所述分隔构件被装置上部悬吊支承，

所述内侧过滤件以及所述外侧过滤件在所述分隔构件的下端的下侧被连结，并且在该连结位置的上侧不被连结，上方呈环状开口，

所述分隔构件通过所述过滤空间上方的环状开口，被过滤装置固定支承。

2.如权利要求1所述的过滤装置，其中，

所述内侧过滤件以及外侧过滤件构成为通过共用的驱动源被一体地旋转驱动。

3.如权利要求1或2所述的过滤装置，其中，

所述内侧过滤件以及外侧过滤件被装置上部悬吊支承。

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