JP2004528166A5

JP2004528166A5 -

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Publication number: JP2004528166A5
Application number: JP2002577106A
Authority: JP
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2005-12-22

Claims

クロスなしの反転可能フィルタ遠心装置において、
ドラム・ハウジング内に回転可能に取り付けられ、静止した寸法的に安定なフィルタ媒体を備えたドラム壁を有する遠心ドラムと、
前記ドラムを回転駆動するシャフトと、
前記ドラムの開いた端をその縁で気密に封止する蓋と、
前記ドラムの内部に導く充填パイプを備えた、濾過される懸濁物を送り込むための手段と、
前記ドラムの内部に配置されたドラム・ベースであって、前記ドラム・ベースと前記フィルタ媒体は、前記フィルタ媒体によって保持される固形物成分を前記ドラムから機械的に排出するために互いに対して軸線方向に移動可能であり、前記ドラム・ベースはその周縁面に封止部材を有し、前記ドラム・ベースが引っ込められた位置にあるとき、前記封止部材が前記ドラムの閉じた端壁に隣接するドラムの筒状の壁に封止的に当接する、ドラム・ベースと、
固形物残渣を引き離して排出するための空気圧装置とを備えた、クロスなしの反転可能フィルタ遠心装置。
前記ドラム・ベースが、前記ドラムの閉じた端壁における内径よりもほんのわずかに小さい直径を有することを特徴とする請求項１に記載の遠心装置。
前記フィルタ媒体は自己支持的であることを特徴とする請求項１又は２に記載の遠心装置。
前記フィルタ媒体が金属、セラミック、プラスチック、又はこれらの材料の混合物から作られていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記空気圧装置が前記ドラムの軸線方向に気体の流れを生成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記空気圧装置が前記ドラムの半径方向に気体の流れを生成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記空気圧装置を前記ドラム・ベースとドラム壁の相対運動と同期させることができることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記空気圧装置と前記ドラム壁は前記ドラムの軸線方向に互いに対して移動させることができることを特徴とする請求項７に記載の遠心装置。
前記空気圧装置がパルス状の気体の流れを生成することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記空気圧装置が気体の流れのためのノズル・タイプの複数の出口を備え、前記出口をドラム壁の回転速度と異なる回転速度で回転駆動できることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記空気圧手段が前記ドラムの内部にノズル・タイプの複数の出口を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記ドラムの内部に配置されている前記空気圧装置のノズル・タイプの出口の少なくともいくつかが前記ドラム・ベースに位置していることを特徴とする請求項１１に記載の遠心装置。
前記ドラム壁を特に溶剤などの液体洗浄剤で洗い流すための出口がドラムの内部に設けられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記蓋がスペーサによって前記ドラム・ベースに強固に結合されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記ドラム・ハウジングが前記ドラムの開いた端から閉じた端壁へ延びる方向に円錐状に広がっていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記ドラム壁がわずかに円錐形の形を有しかつ開いた端の方へ広がっていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記蓋は、前記濾過される懸濁物を送り込む手段の充填パイプを受け容れる開口を有し、前記充填パイプの出口端が遠心分離の間において前記ドラムの内側に位置することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記ドラム内の圧力を変化させるために前記充填パイプを圧力源又は真空源に結合することができ、回転と滑動の組み合せのシールによって、回転するときには回転シールが充填パイプを前記蓋に対してシールしかつ軸線方向に移動するときには滑動シールが前記パイプを前記蓋に対してシールすることにより、前記充填パイプが前記蓋に対して封止関係に保たれることを特徴とする請求項１７に記載の遠心装置。
前記充填パイプが、前記回転と滑動のシールと合わせて前記充填パイプの揺動を可能にする弾力的な取り付け部で前記ハウジングに支持されることを特徴とする請求項８に記載の遠心装置。
前記回転と滑動のシールが、シーリング・リング及び／又はワイピング・リングを備え、前記蓋に固定されたブッシュに回転可能に取り付けられたスリーブを備えていることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の遠心装置。
前記充填パイプが両側にテーパの付いた厚い領域を出口端において有していることを特徴とする請求項２０に記載の遠心装置。
前記蓋の充填開口を、前記ドラムと一緒に回転し、前記充填パイプと係合せずに摩擦を回避する封止エレメントによって気密に封止することができることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記ドラムを、前記充填パイプから遠い端から出るパイプによって圧力源又は真空源に結合できることを特徴とする請求項２２に記載の遠心装置。
前記ドラムが中空シャフトに取り付けられ、前記封止エレメントは、送給開口と前記ドラムの内部の間にしっかりしたシールを形成するように、前記シャフトに移動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の遠心装置。
前記充填パイプがその長手軸線回りで回転可能に取り付けられ、前記軸線回りで前記ドラムと一緒に回転させることができることを特徴とする請求項１７〜２４のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記充填パイプを駆動手段によって実質的に前記ドラムと同期して回転駆動できることを特徴とする請求項２５に記載の遠心装置。
開いた位置又は閉じた位置へ選択的に動かすことができる封止エレメントが前記蓋の送給開口と前記充填パイプの間にシールが得られるように配置されていることを特徴とする請求項２５に記載の遠心装置。
前記ドラム・ベースを移動させてフィルタ・ケーキを機械的に排出するために、前記ドラムと前記蓋が、回転する中空シャフトとその中で前後に動かすことができる支持シャフトによって互いに対して軸線方向に移動可能であることを特徴とする請求項１〜２７のいずれか１項に記載の遠心装置。
ねじスピンドルが前記支持シャフトに配置され、前記ねじスピンドルと係合するナットが設けられ、前記ねじスピンドル又は前記ナットがモータによって回転駆動され、中空シャフトの速度に対する前記ねじスピンドル又は前記ナットの速度に応じて支持シャフトが中空シャフトの中で前後に伸縮するようにできることを特徴とする請求項２８に記載の遠心装置。
前記遠心装置が、それを超えると前記ドラムの開放が危険になるある臨界速度よりも高い速度で前記ドラムが回転している限り前記蓋の除去による前記ドラムの開放を防止する安全デバイスを備え、前記ドラムと前記蓋は、前記ドラム・ベースによってフィルタ・ケーキを排出するために、回転する中空シャフト又はその中で前後に伸縮する支持シャフトによって互いに対して軸線方向に移動可能であることを特徴とする請求項１〜２９のいずれか１項に記載の遠心装置。
ねじスピンドルが前記支持シャフトに配置され、前記ねじスピンドルと係合するナットが設けられ、前記ねじスピンドル又は前記ナットをモータによって回転駆動して、前記中空シャフトと前記ドラムの速度に対する前記ねじスピンドル又は前記ナットの速度に応じて支持シャフトが中空シャフトの中で前後に伸縮するようにでき、モータによって駆動される前記ねじスピンドル又はナットの速度が中空シャフトの速度よりも高いときに前記ドラムが開き、前記ねじスピンドル又はナットの速度が中空シャフトの速度よりも低いときに前記ドラムが閉じ、用いられるモータの最大速度は、それによって前記ねじスピンドル又はナットに付与される最大速度が前記ドラムの臨界速度よりも低くなるようなものであり、前記ドラムは前記臨界速度よりも低い速度で回転しているときにのみ開くことを特徴とする請求項３０に記載の遠心装置。
前記ねじスピンドル又はナットは選択的にスイッチを入れることができる複数のモータによって異なる速度で駆動することができ、用いられるこれらのモータの最大速度が、それらによって前記ねじスピンドル又はナットに付与される最大速度が前記ドラムの臨界速度よりも低くなるようなものであることを特徴とする請求項３１に記載の遠心装置。
前記遠心ドラムの閉じた端壁とそれに対して移動可能な前記ドラム・ベースの間において、フレキシブルな及び／又は拡大可能な仕切り壁が配置され、前記壁が前記ドラム・ベースを担持するスライディング・シャフトと懸濁物を受け容れる前記遠心ドラムの内部との間にシールを設けることを特徴とする請求項１〜３２に記載の遠心装置。
前記仕切り壁が、スライディング・シャフト・リングを囲んで、一方の側で前記閉じた端壁に固定されかつ他方の側で前記ドラム・ベースに固定されているベローの形であることを特徴とする請求項３３に記載の遠心装置。
前記仕切り壁の両方の側に存在する圧力の圧力差を監視する手段が設けられていることを特徴とする請求項３３又は３４に記載の遠心装置。
前記遠心装置が重量測定を行うためのデバイスを有し、前記遠心装置は垂直な面内で傾斜できるように取り付けられ、力測定部材が前記遠心装置の重量に依存する傾斜運動を検知し、補償手段が変動する気体圧力によって生ずる擾乱力をバランスアウトして重量測定プロセスが前記擾乱力に影響されないようにし、前記補償手段は遠心装置における気体圧力を検知するセンサをさらに備え、検知された気体圧力の変化に応じて重量表示の補正信号を発生させることを特徴とする請求項１〜３５のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記遠心装置はある水平の回転軸回りに回すことができることを特徴とする請求項３６に記載の遠心装置。
前記遠心装置のハウジングは、濾液を排出するための出口を備えた第１のチャンバと、フィルタ・ケーキを排出するための出口を備えた第２のチャンバとを有し、前記第１のチャンバは第１の完全独立したハウジング・セクションによって封止的に囲まれ、前記第２のチャンバは第２の完全独立したハウジング・セクションによって封止的に囲まれ、前記２つのハウジング・セクションは各々別々の軸線のまわりで異なる方向に回すことができるように取り付けられ、前記二つのハウジング・セクションは別々に閉じた状態と開いた状態の間で遠心ドラムに対して回すことができることを特徴とする請求項１〜３７のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記２つのハウジング・セクションは垂直な軸線回りで回すことができることを特徴とする請求項３８に記載の遠心装置。
前記第１のハウジング・セクションはほぼ円環の形を有し、前記第２のハウジング・セクションは実質的に閉じた端壁を有するほぼカップの形を有し、前記第２のセクションが閉じられるときには、端壁から遠い縁によって前記第１のセクションに密着することを特徴とする請求項３８に記載の遠心装置。
前記ハウジングと前記遠心ドラムの間で、前記ドラムの縁において濾液ハウジング・セクション及び固形物ハウジング・セクションの領域に円環状のギャップがあり、気体ブロッキング媒体の流れをドラムの縁を囲む前記円環状ギャップに生成する防護手段が設けられ、前記ブロッキング媒体が濾液ハウジング・セクションと固形物ハウジング・セクションの間の気体、液体及び／又は固体物質の望ましくない移動を防止することを特徴とする請求項１〜４０のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記円環状ギャップに２つの気体ブロッキング媒体の流れを生成することができ、その一方は濾液ハウジング・セクションに向けられ、他方は固形物ハウジング・セクションに向けられることを特徴とする請求項４１に記載の遠心装置。
遮断弁を備えた気体シャトル・パイプが濾液ハウジング・セクションと固形物ハウジング・セクションの間に設けられることを特徴とする請求項４１又は４２に記載の遠心装置。
下流の固形物ドライヤーを備え、固形物の除湿と乾燥が、前記遠心ドラムにおいて、遠心分離と、加圧気体による圧縮と、流れる乾燥用気体で生ずる熱対流によって行われ、かつ前記固形物ドライヤーにおいて、流れる乾燥用気体で生ずる熱対流によって行われることを特徴とする請求項１〜４３のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記反転可能フィルタ遠心装置と固形物ドライヤーが、前記遠心装置とドライヤーを互いから封止的に分離する封止手段によって結合されて１つのユニットを形成し、前記遠心装置と固形物ドライヤーにセンサが配置されて、そこで進行した除湿と乾燥の度合い、及び関連する他の動作パラメータ、例えばドラムの内容の重量、濾液の圧力、温度、通過流量、及び／又はｐＨ、回転速度、及び供給される懸濁物の水分含有量、及び流入量、を測定し、他方で全体制御手段が設けられ、それがセンサによって提供される読取値によって作動されて、それに応じて、反転可能フィルタ遠心装置の回転速度、気体圧力、気体の流速、及び／又は気体の温度、及び、あるいは固形物と接触している面の温度、などの動作データを調整し、前記制御手段は自動的にこれらの動作データを調整して、前記遠心装置と前記固形物ドライヤーにおける除湿と乾燥の動作時間を調整し、同時に、固形物ドライヤーにおける熱エネルギーが一方では機械的な遠心分離のエネルギーと他方においては遠心装置と経済的に最適な形で分けられるようにすることを特徴とする請求項４４に記載の遠心装置。
前記遠心装置が重量測定を行うデバイスを有し、前記遠心装置のハウジングはある回動軸線回りで回るように取り付けられ、力測定部材が、懸濁物によるドラムの異なる充填度又は懸濁物の固形物成分の異なる除湿度によって生ずる前記回動軸のまわりの遠心装置ハウジングの重量に依存する振れを検知し、前記振れは測定表示器に表示され、前記ドラムに大気圧を超える圧力又はそれより低い圧力を生成するためのパイプが設けられて、大気圧を超える圧力又はそれより低い圧力によって前記パイプに発生される力の作用線が装置ハウジングの回転軸と交わるような方向に向いていることを特徴とする請求項１〜４５のいずれか１項に記載の遠心装置。
前記遠心装置がある回動軸のまわりに回すことができるハウジングと、懸濁物によるドラムの異なる充填度又は懸濁物の固形物成分の異なる除湿度によって生ずる前記回動軸のまわりの前記ハウジングの重量依存的な振れを感知する力測定部材とを備え、前記振れは測定表示器に表示され、前記ドラムに大気圧を超える圧力又はそれより低い圧力を生成するためのパイプが設けられて、前記ドラムにおける圧力を感知するセンサが補正信号を生成し、それにより圧力に応じて読取値を補正できることを特徴とする請求項１〜４５のいずれか１項に記載の遠心装置。
請求項１〜４７のいずれか１項に記載のクロスなしの反転可能フィルタ遠心装置を用いて懸濁物を濾液と固形物成分に分離する方法において、
前記懸濁物が充填パイプを通して前記ドラムの内部に運ばれ、前記ドラムが回転するときに生ずる遠心力によって前記濾液がフィルタ媒体を通過し、前記固形物成分が前記フィルタ媒体によって前記ドラムの内壁に保持され、ドラム・ベースによる固形物成分の機械的排出の後、前記フィルタ媒体に残された固形物成分の残渣が半径方向及び／又は軸線方向に作用する気体の流れによって前記ドラムから空気圧によって除去されることを特徴とする方法。
前記固形物成分の機械的排出の前に、前記固形物成分をばらばらにするために前記ドラムの外側から内部へ気体の流れを前記フィルタ媒体を通して流れさせることを特徴とする請求項４８に記載の方法。
前記気体の流れが前記ドラムの内部に大気圧より低い圧力を作り出すことによって生成されることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
前記気体の流れが１つ以上の圧力又は真空パルスの形で発生されることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
半径方向に作用する気体の流れが、前記ドラム・ベースが再びそのスタート位置から前記ドラムの開いた端に隣接する排出位置に動かされる間に生成されることを特徴とする請求項４８〜５１のいずれか１項に記載の方法。
半径方向に作用する気体の流れが、前記ドラム・ベースのスタート位置に隣接する位置から排出位置の方へ漸進的に、前記ドラム・ベースの運動と同期して生成されることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
半径方向に作用する定常的な気体の流れがドラムが回転するときに生成されることを特徴とする請求項５２又は５３に記載の方法。
軸線方向に作用する気体の流れが、前記半径方向に作用する気体の流れに重畳されることを特徴とする請求項５２又は５３に記載の方法。
前記軸線方向に作用する気体の流れが、前記ドラム・ベースのスタート位置から排出位置への動きと同期して、それと一緒に進みながら生成されることを特徴とする請求項４８〜５５のいずれか１項に記載の方法。