JP2001334175A - 立型デカンタ式遠心分離機 - Google Patents
立型デカンタ式遠心分離機Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
- B04B2001/2091—Configuration of solids outlets
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
しても脱液した固形分による摩耗や付着のない固形分排
出シュートであるゴムスカートを有する立型デカンタ式
遠心分離機を提供すること。 【解決手段】 下部小径端側に固形分排出口を有する截
頭円錐部と、前記截頭円錐部の上部大径端側に連なり、
上部端板に堰板を設けた分離液溢流口を有する円筒部と
からなる回転ボウルと、回転ボウル内に同軸的に設けら
れ、差速装置を介して回転ボウルと若干の差速をもって
回転するスクリュウコンベアと、回転ボウルの円筒部の
上部端板の挿管孔から軸心部に挿入され、円筒部に原液
スラリーを供給する原液スラリー供給管と、原液スラリ
ー供給管の下端部に連接して回転ボウル内半径方向に設
けられた分流リブ板とから主要部が構成される立型デカ
ンタ式遠心分離機において、前記固形分排出口を含む固
形分排出部全体を外から囲繞するようにべルジャー形の
ゴムスカートを設けたことを特徴とする立型デカンタ式
遠心分離機。
Description
心分離機に関し、さらに詳しくは、脱液した固形分によ
る摩耗や付着を防止することができるゴムスカートを有
する立型デカンタ式遠心分離機に関する。
での樹脂の脱水、触媒・酸化防止剤の回収、カオリンや
酸化チタンの分級等遠心力場での固液分離が必要となる
場所で多く使用されている。
は、図3に示すように、截頭円錐部101Aと前記截頭
円錐部101Aの大径端側に連なる円筒部101Bとか
ら構成される回転ボウル101と、前記回転ボウル10
1内に同軸的に設けられ、若干の差速をもって回転する
スクリュウコンベア102と、前記回転ボウル101の
円筒部101Bの上部端板103の中心部に突出する挿
管孔104から挿入され、原液スラリーを回転ボウル1
01内の所定位置に供給する原液スラリー供給管105
と、前記原液スラリー供給管105の下部に連接して設
けられ、回転ボウル101内に供給されたスラリーを回
転ボウル101の内壁に均一に分配する分流リブ板10
6と、前記回転ボウル101を高速回転させる主電動機
107と、前記主電動機107の回転数と若干の差速を
持たせてスクリュウコンベア102を回転ボウル101
と同方向に回転させるための差速電動機109および差
速装置108とから主要部が構成される。
式遠心分離機100の作用について説明する。高速で回
転する回転ボウル101内に、原液スラリー供給管10
5を通り分流リブ板106で分配された原液スラリー
が、図3に示すように、回転ボウル101の円筒部10
1Bに供給されると、スラリー中の固形分は遠心力を受
けて回転ボウル101の内壁側に沈降する。沈降した固
形分は、スクリュウコンベア102により截頭円錐部1
01A側に掻き揚げられ脱液された後、截頭円錐部10
1Aの小径端側に設けられた固形分排出シュート110
から固形物として外部に排出される。一方、前記回転ボ
ウル101の円筒部101Bで分離された清澄液は、回
転ボウル101の円筒部101Bの上部端板103に設
けた分離液溢流口103Aを通り、堰板103Bを溢流
した後、分離液排出口111から清澄した分離液として
外部に排出される。
立型デカンタ式遠心分離機100では、脱液されて固形
分排出口112から排出される固形分が比重の大きい無
機系の固形分(例えば酸化鉄)の場合には、 (1)比重が大きいため大きな遠心力を受けて、固形分
排出口112から水平方向に排出される固形分が金属製
の固形分排出シュート110の内面に衝突すると摩耗を
生じやすく、固形分排出シュート110を頻繁に交換せ
ざる得ないという問題があった。 (2)また、粘着性や付着性の強い固形分の場合は、固
形分が排出される水平方向に設けられた金属性の固形分
排出シュート110の衝突面に固形分が付着してしまう
ため、固形分排出シュート110内の固形分排出口11
2が閉塞してしまい、立型デカンタ式遠心分離機の運転
を止めざるを得ないという問題があった。
れたものであって、液と比重差の大きい無機物のスラリ
ーを処理しても脱液した固形分による摩耗や付着のない
固形分排出シュートであるゴムスカートを有する立型デ
カンタ式遠心分離機を提供することを目的とする。
の請求項1に記載された発明は、下部小径端側に固形分
排出口を有する截頭円錐部と、前記截頭円錐部の上部大
径端側に連なり、上部端板に堰板を設けた分離液溢流口
を有する円筒部とからなる回転ボウルと、前記回転ボウ
ル内に同軸的に設けられ、差速装置を介して回転ボウル
と若干の差速をもって回転するスクリュウコンベアと、
前記回転ボウルの円筒部の上部端板の挿管孔から軸心部
に挿入され、前記円筒部に原液スラリーを供給する原液
スラリー供給管と、前記原液スラリー供給管の下端部に
連接して回転ボウル内半径方向に設けられた分流リブ板
とから主要部が構成される立型デカンタ式遠心分離機に
おいて、前記固形分排出口を含む固形分排出部全体を外
から囲繞するようにべルジャー形のゴムスカートを設け
たことを特徴とするものである。
れた金属製の固形分排出シュートに替わりベルジャー形
のゴムスカートを設けることにより、固形分を排出する
ときの耐摩耗性、耐薬品性が向上する。
された発明は、前記ゴムスカートの外側にシリンダを複
数個設けて、前記シリンダのピストンの直線運動により
前記ゴムスカートの内側に付着した固形分を剥離させる
機構を設けたことを特徴とする請求項1に記載の立型デ
カンタ式遠心分離機である。
ダを設けて、シリンダのピストンの直線運動によりゴム
スカートの形状を変形させて内側に付着した固形分を剥
離させる機構を設けることにより、確実に好適に脱液し
た固形分を外部に排出できる。
された発明は、前記剥離機構が前記ゴムスカートの平面
から見て90度振り分けに設けられ、最初の動作が18
0度向かい合っているピストン同士が同期して作動し、
次の動作がそこからそれぞれ90度離れたピストン同士
を同期してストロークし、前記ゴムスカートの弾力を補
完し合うようにストロークすることを特徴とする請求項
2に記載の立型デカンタ式遠心分離機である。
面から見て90度に振り分けて設け、180度向かい合
っているピストン同士を最初に同期させて作動し、次に
最初に同期させたピストン同士からそれぞれ90度離れ
たピストン同士を同期させるようにして作動させること
により、前記ゴムスカートの弾力を補完し合うことがで
きる。
分離機の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機の一実
施の形態を示す縦断面図、図2(a)は、本発明に係る
立型デカンタ式遠心分離機のゴムスカート周りの縦断面
図、図2(b)は、本発明に係る立型デカンタ式遠心分
離機のゴムスカート周りの平面断面図である。
デカンタ式遠心分離機の一実施の形態について説明す
る。本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機は、下部小
径端側に固形分排出口13を有する截頭円錐部1Aと、
前記截頭円錐部1Aの上部大径端側に連なり、上部端板
3に堰板3Bを設けた分離液排出口を有する円筒部1B
とからなる回転ボウル1と、前記回転ボウル内に同軸的
に設けられ、差速装置8を介して回転ボウルと若干の差
速をもって回転するスクリュウコンベア2と、前記回転
ボウル1の円筒部1Bの上部端板3の挿管孔4から軸心
部に挿入され、前記円筒部1Bに原液スラリーを供給す
る原液スラリー供給管5と、前記原液スラリー供給管5
の下部に連接して回転ボウル1内半径方向に放射状に設
けられた分流リブ板6と、前記回転ボウル1と並行に架
台12上部に固設され、前記回転ボウル1をプーリ7
A,7Cとベルト7Bを介して高速回転させる主電動機
5と、前記回転ボウル1の下部に設けられ、前記回転ボ
ウル1の回転速度と若干の差速を持たせてスクリュウコ
ンベア2を回転させる差速装置8と、前記差速装置8と
並行に設けられ、前記差速装置8を介して前記スクリュ
ウコンベア2を駆動させる差速電動機9と、その上部
は、前記固形分排出口13を含む固形分排出部全体を外
から適宜間隔を設けて囲繞するように設けられ、その下
部は、下端面10Cを開口したベルジャー形のゴムスカ
ート10と、これらの機器・配管類をその上方に配設・
固定する架台12と、から主要部が構成される。
截頭円錐部1Aの大径端側と連接する円筒部1Bとを一
体化した形状をしている。截頭円錐部1Aの下部小径端
側には固形分排出口13が設けられ、スクリュウコンベ
ア2により搬送された固形分は、この固形分排出口13
から水平方向に排出され、ゴムスカート10の下端面1
0Cを通ってベルトコンベア19により外部に固形物と
して排出される。
Bと、前記スクリュウ軸2Bの表面を螺旋状に囲繞する
スクリュウ羽根2Aとから形成される。スクリュウコン
ベア2の駆動は、差速電動機9を駆動源として差速装置
8を介して行われ、回転ボウル1の回転速度と差速電動
機9の回転速度の差に比例する差速(最小で0.5〜3
min-1)でスクリュウコンベア2が回転できるように
なっている。
配管であり、円管でも角管でも良い。原液スラリー供給
管5のフランジは上部ケーシング14上に設けられる。
原液スラリーの回転ボウル1内への供給方法は、ポンプ
で供給するのが望ましいが、原液スラリーをヘッドタン
クから重力により回転ボウル1内に供給しても良い。
下端部に連接して設けられ、回転ボウル1内の半径方向
に放射状に配置された原液スラリー分配用の中空配管で
ある。分流リブ板6の1枚の形状は、平面(半径方向断
面)から見ると回転ボウル1の中心から内壁に向かって
幅が略一定の配管部材であり、軸方向に沿った断面図で
見ると回転ボウル1の中心側から内壁側に向かって台形
(末広がりの形)をしており、原液スラリー供給管5か
らの原液スラリーの流れを軸方向に縦分割するための中
空配管である。即ち、上底と下底は開口しており斜辺は
閉口している部材である。分流リブ板6は、スクリュウ
コンベア2に挿入される原液スラリー供給管5の下端部
に連接して設けられ、スクリュウコンベア軸2Bの半径
方向の軸方向に放射状に穿設された図示しない細溝に挿
入して固定される。原液スラリー供給管5と分流リブ板
6とは連通している配管である。分流リブ板6の開口し
ている下底側はスクリュウ軸2Bの外壁まで連通してい
る。このように分流リブ板6を設けることにより、原液
スラリーの流れを軸方向から半径方向に変えて回転ボウ
ル1の内壁に確実に原液スラリーを供給することができ
るので、回転ボウル1内で原液スラリー中の固形分を分
離するのに必要な滞留時間を確保できる。
電動機又は三相同期電動機が使用される。極数は2〜6
の電動機が使用される。主電動機7は、フランジ付き倒
立型(出力軸上向き)の電動機が使用される。主電動機
7は、架台12の柱12Aから張り出した梁14Aにボ
ルト・ナットで固定して取りつけられる。主電動機7の
駆動軸にはプーリ7Aが取りつけられベルト7Bを介し
て回転ボウル1側のプーリ7Cと連結しており主電動機
7の出力をベルト7Bを介して回転ボウル1に伝える。
車減速機である。差速装置8の高速軸と低速軸は同一芯
上にあって、しかも同方向に回転するのでレイアウトや
設置の場所に便利である。遊星歯車機構は、平行軸歯車
に比較して驚くほど小形軽量で、取り扱いが便利である
という特徴がある。
導電動機又は三相同期電動機が使用される。極数は2〜
6の電動機が使用される。差速電動機9は、フランジ付
き正立型(出力軸下向き)の電動機が使用される。差速
電動機9の設置位置は、差速装置8にベルト9Bとプー
リ9A,9Cを介して横引きで動力が伝達できるよう
に、差速装置8と垂直方向に並行に設けられる。差速電
動機9は、差速装置8を運転していない時には主電動機
7と同期するようになっており主電動機7と同じ回転速
度で回転するようになっている。差速電動機9の回転数
は、スクリュウコンベア2の差速の設定値を決めれば主
電動機7の回転速度に対する差速電動機9の回転速度が
決定できる(但し、差速装置8の減速比を一定とす
る)。
カンタ式遠心分離機のゴムスカート周りの構成・作用に
ついて説明する。最初にゴムスカート周りの構成につい
て説明する。本発明に係るゴムスカート10は、形状が
図2(a)に示すようなベルジャー形をしており、円筒
部10Aとドーム状の頭部10Bとが一体化した形状を
している。ゴムスカート10の頭部10Bは、その内部
で固形分排出口13を含む固形分排出部全体を外側から
適宜間隔を設けて囲繞している。一方、円筒部10A下
部の下端面10Cは開口している。ゴムの材質として
は、耐摩耗性に関してはフッ素ゴム(FKM)、クロロ
プレンゴム(CR)、ブチルゴム等が使われる。耐溶剤
性が強く要求される場合は、ニトリルゴム(NBR)、
耐薬品性が要求される場合は、ブチルゴムが主として使
用される。これらの合成ゴムを用いることにより、金属
よりも耐摩耗性および耐酸性や耐アルカリ性等の耐薬品
性が向上する(但し、常温において)。ゴムスカート1
0の下端面10Cの下側には、架台12の開口部を貫通
したゴムスカート10から落下してくる脱液された固形
分を受けて外部に搬送するためのベルトコンベア19が
設けられている。ゴムスカート10の頭部10Bと円筒
部10Aとの境界部の外側には、剥離機構15,16,
17,18が90度振り分けで設けられている。剥離機
構15,16,17,18は、図2(b)に示すよう
に、外周に沿って90度振り分けで設けられる4個のシ
リンダ15A,16A,17A,18Aとピストン15
B,16B,17B,18Bと前記シリンダ15A,1
6A,17A,18AをケーシングCGに固定するヒン
ジ15C,16C,17C,18Cとから構成される
(図1参照)。ピストン15B,16B,17B,18
Bの先端部の形状は、図2(b)に示すように円盤状に
なっており、ゴムスカート10内に先端部が埋設又は焼
き付けられている。このような構造とすることにより、
ゴムの耐摩耗性と弾性を有効に利用できる。尚、剥離機
構15,16,17,18の設置個数は、ゴムスカート
10の外周上部だけでなく、必要に応じて、外周下部に
複数個設けても良い。剥離機構15,16,17,18
の駆動源は、油圧、空圧、電気が使用できるが、立型デ
カンタ式遠心分離機の設置場所の制約条件に対応して選
択できる。
説明する。180度に向かい合っている剥離機構の図2
(b)における符号の偶数同士15,16又は奇数同士
17,18を最初に作動させる。ピストン15B,16
B(又は17B、18B)が伸びてゴムスカート10の
頭部10Bと円筒部10Aの境界部を内側に押し込むよ
うに作用する。このとき、ゴムが変形して、内壁に付着
していた固形分と内壁との間に隙間が生じ、そのため固
着した固形分が好適に剥離するので、固形分はそのまま
落下し、ベルトコンベア19で搬送されて外部へと排出
される。前記ピストン15B,16B(又は17B、1
8B)が縮むとゴムの弾性によりゴムの形状が最初の形
状に戻る。次に、ピストン17B、18B(又は15
B、16B)を同様に作動させる。このように、ピスト
ン15B,16B(又は17B、18B)をストローク
するタイミングを90度づつずらして行うことにより、
好適にゴムスカート10の内側に付着した固形分を剥離
することができるばかりかゴムスカート10の弾力を補
完しながら立型デカンタ式遠心分離機の運転をすること
もできる。尚、複数個設けた剥離機構は、一台づつ別々
に作動させるようにしても良い。
その上方に配設・固定するための台であり、平面形状が
四角形(不図示)をしているが三角形でも良い。架台1
2は、上部には、柱12Aおよび主電動機7を固設する
ための梁14Aが設けられている。下部には、立型デカ
ンタ式遠心分離機本体の振動を工場の床(基礎)に伝え
ないように支持するため複数の振動防止機12B(例え
ば防振ゴム内蔵の振動防止機)が設けられている。
遠心分離機の作用について図1を参照して説明する。高
速(例えば3000〜5000min-1)で回転する回
転ボウル1内に、原液スラリー供給管5と分流リブ板6
を介して、原液スラリーが回転ボウル1の円筒部1Bの
所定の位置に供給される。分流リブ板6から円筒部1B
に供給されたスラリー中の固形分は、遠心力を受けて内
壁側に沈降する。沈降した固形分は、スクリュウコンベ
ア2のスクリュウ羽根2Aにより截頭円錐部1A側に掻
き揚げられ、固形分排出口13に搬送されるまでの間に
脱液される。截頭円錐部1Aで脱液された固形分は、截
頭円錐部1Aの小径端側に設けられた固形分排出口13
から水平方向にベルジャー形のゴムスカート10内に排
出される。水平方向に排出された固形分は遠心力により
与えられた運動量をゴムスカート10の内壁と衝突させ
ることにより失う。この時、粘着性や付着性のある固形
分の場合は、材質が金属とは異なるゴムであっても内壁
に付着する。そこで、ゴムスカート10の外周上部の頭
部10Bと円筒部10Aとの境界部に沿って90度振り
分けで4個設けられた剥離機構15,16,17,18
のシリンダ15A,16A,17A,18Aのピストン
15B,16B,17B,18Bを、一定時間毎に直線
的に作動させ、ゴムの形状を一時的に変形させることに
よりゴムスカート10上部の内面に付着した固形分を内
壁から好適に剥離することができる。また、180度に
向かい合っている剥離機構の図2(b)における符号の
偶数同士15,16又は奇数同士17,18を最初に作
動させ、次に最初に同期させたピストン同士からそれぞ
れ90度離れたピストン同士を同期させるようにして作
動させることにより、前記ゴムスカート10の弾力を補
完し合いながら立型デカンタ式遠心分離機を運転するこ
とができる。ベルトコンベア19のベルト19Aに落下
した固形分は、ベルトコンベア19のモータ19Bを回
転させることにより外部に固形物として搬出される。一
方、回転ボウル1内で分離された分離液は、回転ボウル
1の円筒部1Bの上部端板3に設けた分離液溢流口3A
を通り、堰板3Bを溢流して分離液排出口11から分離
液として外部に排出される。
ば以下の発明の効果が得られる。 1)本発明のうちの請求項1の発明によれば、従来の固
形分排出口に設けられた金属製の固形分排出シュートに
替わりベルジャー形のゴムスカートを設けることによ
り、固形分を排出するときの耐摩耗性、耐薬品性が向上
する。 2)本発明のうちの請求項2の発明によれば、ゴムスカ
ートの外側にシリンダを設けて、シリンダのピストンの
直線運動によりゴムスカートを変形させて内側に付着し
た固形分を剥離させる機構を設けることにより、確実に
好適に脱液した固形分を外部に排出できる。 3)本発明のうちの請求項3の発明によれば、シリンダ
を前記ゴムスカートの平面から見て90度に振り分けて
設け、180度向かい合っているピストン同士を最初に
同期させて作動し、次に最初に同期させたピストン同士
からそれぞれ90度離れたピストン同士を同期させるよ
うにして作動させることにより、前記ゴムスカートの弾
力を補完し合うことができる。
施の形態を示す縦断面図である。
のゴムスカート周りの縦断面図である。 (b)本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機のゴムス
カート周りの平面断面図である。
態を示す縦断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 下部小径端側に固形分排出口を有する截
頭円錐部と、前記截頭円錐部の上部大径端側に連なり、
上部端板に堰板を設けた分離液溢流口を有する円筒部と
からなる回転ボウルと、 前記回転ボウル内に同軸的に設けられ、差速装置を介し
て回転ボウルと若干の差速をもって回転するスクリュウ
コンベアと、 前記回転ボウルの円筒部の上部端板の挿管孔から軸心部
に挿入され、前記円筒部に原液スラリーを供給する原液
スラリー供給管と、 前記原液スラリー供給管の下端部に連接して回転ボウル
内半径方向に設けられた分流リブ板とから主要部が構成
される立型デカンタ式遠心分離機において、 前記固形分排出口を含む固形分排出部全体を外から囲繞
するようにべルジャー形のゴムスカートを設けたことを
特徴とする立型デカンタ式遠心分離機。 - 【請求項2】 前記ゴムスカートの外側にシリンダを複
数個設けて、前記シリンダのピストンの直線運動により
前記ゴムスカートの内側に付着した固形分を剥離させる
剥離機構を設けたことを特徴とする請求項1に記載の立
型デカンタ式遠心分離機。 - 【請求項3】 平面視で前記剥離機構が90度振り分け
に設けられ、最初の動作が180度向かい合っているピ
ストン同士が同期して作動し、次の動作がそこからそれ
ぞれ90度離れたピストン同士を同期してストローク
し、前記ゴムスカートの弾力を補完し合うようにストロ
ークすることを特徴とする請求項2に記載の立型デカン
タ式遠心分離機。
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