JP2007029941A - 進退駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 簡略な構造で安価にも提供できるようにした進退駆動装置を提供することにある。
【解決手段】 前後に離間する仕切壁を備え水あるいはエアーなどの作動流体が前後交互に供給・排出自在とされている固定式のシリンダチューブと、同シリンダチューブ内で進退自在とされたパッキン付きピストンと、前記シリンダチューブ外部の前後に配置された方向変換用ホイールと、前記ピストンの前後側にそれぞれ連結され前記仕切壁を内外密閉状態で貫通するとともに前記方向変換用ホイールに掛け回されてそれら掛け回された間に進退移動体が同行自在とされている可撓質の伝達部材とを有し、前記シリンダチューブは、前記進退移動体のガイドレールを兼ねていることを特徴とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、沈澱池、曝気槽などの水処理池の水面に浮ぶスカム類や水面下に沈降してくる沈澱物を掻き寄せる掻寄機を移動体とする場合などに利用可能な進退駆動装置に関する。
例えば、沈澱池では水面にスカムが浮遊しており、これを池下回りから水面回りへと循環駆動されるフライトにより水面近くに設置のスカム除去装置の方向へ掻き寄せるとともにその掻き寄せたところでスカム除去装置により呑み込むように構成されている。しかし、池底に2軸、水面に2軸の合計4軸式の回転軸を介して前記フライトを駆動する4軸駆動方式であればフライトがスカム除去装置のある程度のところ(近くではない)までスカムを掻き寄せることができるが、3軸、すなわち、池底に2軸、水面に1軸の合計3軸式の回転軸を介して前記フライトを駆動する3軸駆動方式であると、フライトが水面に上がったのち直ぐに水中に下がってスカムをスカム除去装置の方向に掻き寄せるように機能しないためスカム回収に問題があった。
そこで、スカム除去装置の前段階に別途掻寄機を設置するようにしているが、その駆動方式が従来は複雑化しコストアップの原因にもなっていた。
上記に鑑み、本発明は、簡略な構造で安価にも提供できるようにした進退駆動装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、前後に離間する仕切壁を備え水あるいはエアーなどの作動流体が前後交互に供給・排出自在とされている固定式のシリンダチューブと、同シリンダチューブ内で進退自在とされたパッキン付きピストンと、前記シリンダチューブ外部の前後に配置された方向変換用ホイールと、前記ピストンの前後側にそれぞれ連結され前記仕切壁を内外密閉状態で貫通するとともに前記方向変換用ホイールに掛け回されてそれら掛け回された間に進退移動体が同行自在とされている可撓質の伝達部材とを有し、前記シリンダチューブは、前記進退移動体のガイドレールを兼ねていることを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のものにおいて、可撓質の伝達部材は、偏平ベルト状とされている。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載のものにおいて、ピストンは、ローラーを備えて進退自在とされている。
請求項4記載の発明は、請求項1から3までのいずれかにおいて、進退移動体は、水面上に浮遊するスカムをスカム除去装置の方向へ掻き寄せる一方逆方向には非掻寄状態で戻るようにしたスクレーパを備えるものであり、かつ、前記スカム除去装置の方向への掻寄終了時には前記スカム除去装置の上下式堰を押し下げ連動可能に構成されている。
請求項5記載の発明は、請求項1から3までのいずれかにおいて、進退移動体は、水面下の沈降物をピット方向に掻き寄せる一方逆方向には非掻寄状態で復帰するようにしたスクレーパを備えるものである。
本発明によれば、簡略な構造で安価にも提供できるようにした進退駆動装置を提供することができる。
発明を実施するための最良の形態・実施例
図1ないし図3は、本発明に係る進退駆動装置の一実施形態を示す。
これらの図に示すように、1は沈澱池で、上からみて図2のように矩形をしており、その2は長手方向に平行な側壁、3は長手方向に対向する端壁、4は底壁をそれぞれ示している。5はスカムの浮遊する水面である。この沈澱池1の寸法は各種のものがある。
7はスカム除去装置である。同装置7は、底壁4上に架台8を備えて高さ調節自在なアジャスタ9を介して角J形をしたトラフ10を固定設置してある。このトラフ10は、図2のように両側壁2,2間の寸法である池幅内に収まる状態で一方(下流側)の端壁3側に平行に設置してある。このトラフ10は、図示しない連通トラフを長手方向両端に連通させて隣り合うトラフと連通状態にすることもある。
トラフ10の両端には、堰軸11が設けられていてそれを介して中空状をした堰(フロート)12が上下運動し得るように設けられている。13は前部シールでゴム板製のものであり、トラフ10と堰12間からの水の浸入を阻止しながら堰12の動きとともに弾性変形自在としたものである。14は側板で、堰12の両端に設けられ、同側板14とトラフ10側には蛇腹式の側部シール15が設けられて側方からの水の浸入を阻止するようになっている。この側部シール15は、トラフ10側を基部側として取り付けられ、堰12とともに上下運動をする側板14にその前端が応動することにより蛇腹構造が伸び縮みするもので、その間常時水面5側とトラフ10内とを水密状に保つものである。
17はトラフ側板で、同側板17は、トラフ10の両端に固定されているが、その一方(図2の上側)からは図1のような支持板18が突出して設けられている。この支持板18からは、水平内向きに回転受け軸19が突設され、同受け軸19の突出端を介して作動アーム20がその略中間において回転自在に支持されている。この作動アーム20の後部(図1の右側部)には、アーム20を図示した水平状態に復帰させるためのウエイト(図示省略)が前後に移動調節可能に設けられる。21はアジャスタ式ストッパで、アーム20の後端に設けられて図1のようにトラフ10の後端上に当るようになっている。
作動アーム20の前端には、前軸23が設けられ、同前軸23回りには、上下回転自在にクラッチ板24が設けられている。このクラッチ板24は、バネ25により常に図1の半時計回りに付勢されるようになっているとともに、同板24の平面内に明けられた通孔(図示省略)に通された作動ロッド26の下端は、堰12側の受けリンク27に回転自在に連結されている。28は係合板で、前記クラッチ板24の上下に取り付けられてそれぞれが前記通孔に臨むようにされている。
29は上ストッパで、支持板18から突設されたストッパアーム30の先端に上下調節可能に設けられて図1の状態でクラッチ板24を水平に押さえ込む役目をする。そして、図1の状態は、堰12が浮上したスカム堰き止め状態であるが、この状態では、作動アーム20がウエイトにより水平にありしかもクラッチ板24もバネ25による付勢と上ストッパ29による当て付けにより図示のように水平状態を保ち、その結果、通孔内を通る作動ロッド26は両係合板28,28とは係合せずに上下運動自在とされる。これにより、池内に導入される汚水量の変動により池水位が上下に変動しても作動ロッド26が上下自由であることから堰12も自由に上下し、堰12の水位に対する高さを一定にすることができ、そのことから堰12の沈み量も常時一定にすることができて、呑み込むスカム量も大きな変動もなく好適なものとして一定化する。
32は倣い部材で、山形の板ものとして前記作動アーム20の側面から前向きに張り出すようにして固定されている。
Sはスカム掻寄装置である。同掻寄装置Sは、スカム掻寄機(進退移動体)35とこれを進退駆動させる装置とからなる。進退駆動させる装置は、底壁4から水面上に立設された高い前架台36とトラフ10上に下端が固定されたアジャスタ37を介して高さ調節自在に設けられた後架台38とを備え、それぞれにホイール台39を取り付けてこれらホイール台39,39間に水シリンダ40を備え付けてある。
水シリンダ(あるいはエアーシリンダ)40は、シリンダチューブ41を備える。同シリンダチューブ41は、図3のように正四角形の筒形をした長いものでなり、その前後端には、チューブフランジ(仕切壁)42が設けられている。前および後のホイール台39にも台フランジ43が設けられ、これらフランジ42,43をパッキン44を介して挟むようにして止着具により連結してある。これらフランジ42,43およびパッキン44の中央には、横一文字状の通孔(図示省略)が形成されている。
46は樹脂製ピストンで、同ピストン46の前後にはパッキン47,47が設けられ、水密状に進退自在とされている。また、48は連結具で、ピストン46の前後に設けられ、これら連結具48を介して可撓質で偏平ベルト状をなす伝達部材50が連結されている。これら伝達部材50は、前記端部のパッキン44の通孔を介して外部に取り出され、ホイール台39にそれぞれ設けられた方向変換用ホイール51,51に掛け回されたあとシリンダチューブ41に平行に底側を通るように導かれている。
スカム掻寄機35は、図3にも示すように、左右一対の台車板53,53とU字形の本体枠54とを備える。台車板53は、図1のように前後に長い板状のもので、これらは本体枠54の上部内側に側面T字形となるように固着してある。そして、これら台車板53間には、車軸55を介して左右一対で前後2組の走行輪56を備える。これら走行輪56は、前記シリンダチューブ41をガイドレールとしてその上肩両面を転動しながら走行する。
58は前後一対の下ガイド(ローラー)で、本体枠54の中間高さにあってシリンダチューブ41の底面に接触可能にしてスカム掻寄機Sを安定に案内するものである。59は連結軸で、本体枠41の下部に前後一対設けられて前記伝達部材50の各端部が連結されている。この連結状態を調節するため、本体枠41には長孔60が形成されて一方の連結軸59が調節具61により前後調節可能とされている。
本体枠54の底部には底枠63が固定され、同底枠63に固着された受けパイプ64を介してU形をなす受け枠65が回転自在に支持されている。受け枠65は、四角筒体でなり、その上部内にはウエイト66が装填される一方、下部前側にはスカムスクレーパ67が取り付けられている。
図1ないし図3の実線は水面5上に浮遊するスカムを掻き寄せる直前の状態を示す。この状態で、図1の矢印aのようにシリンダチューブ41の後部内に水を供給する一方矢印−aのように前部内部水を排出することでピストン46は図の左方向に押動される。これにより、伝達部材50は半時計回りに応動され、その結果、伝達部材50に連結された本体枠54は矢印X方向に応動される。その際、走行輪56…はシリンダチューブ41をガイドレールとして転動して左方向に台車板53は走行する。
この走行中、ウエイト66が受け枠65の上部を前倒れ姿勢とすることによりスカムスクレーパ67は水面5上のスカムをX方向に掻き寄せる。台車板53の前部には、固定式の垂下板70を介して水平な押下ローラー71が設けられ、図1および図2の矢印X1のようにスカム除去装置7の方向に共に前進する。そして、同ローラー71がさらに前進すると、倣い部材32にさしかかりそれを押し下げるようになる。
その押し下げにより作動アーム20は図1の矢印Z方向に押し下げられ、その押し下げにより前軸23も同時に下がるがバネ25の持ち上げ作用でクラッチ板24は上がり勝手になるため係合板28と作動ロッド26が係合する関係になって同ロッド26が押し下げられるようになる。それにより、堰12が押し下げられてその上端が水面5以下数cmのところまで下がって水面のスカムを水とともに呑み込むようになる。
堰12が下がるとともに受け枠65がシリンダチューブ41脇の後部ストッパ(ローラー)73に当ることから同受け枠65は、図1の仮想線のように後のめりになり、ウエイト66により同受け枠65は仮想線の状態に保たれる。この状態が非掻寄状態である。この非掻寄状態で、水の供給・排出は矢印bおよび−bのように切り換わると、ピストン46は逆方向に作動し伝達部材50もY方向に作用するので、スカムは掻き寄せしない状態のまま図1の左方向に戻る。スカム掻寄機35がY方向に作動すると、押下ローラー71による倣い部材32の押し下げ力が解除され、堰12は浮上して堰き止め状態に戻される。この戻された状態では作動ロッド26と係合板28の係合状態は解除されて作動ロッド26は前記した水位追従自在な状態になる。スカム掻寄機35が図1の左方向に戻った終端では、受け枠65が前部ストッパ74に当ることにより元の掻寄状態に戻される。
尚、シリンダチューブ41が図示より長いものである場合、その前後端のみでは支持力不足となるので、図4に示すように、シリンダチューブ41の前後間適所を吊り下げるように、池幅全体にわたる固定梁76を設け、同梁76から吊りブラケット77を突設する一方、シリンダチューブ41の上面から突設した上連結板78と前記吊りブラケット77とを止着具で連結支持するように構成することがある。この場合、上連結板78の取り合い関係から走行輪56の車軸55をなくすものとする。こうした吊持方式は1個所に限定されない。
また、前記実施形態ではシリンダチューブ41が辺が縦横向きになっていたが、図5に示すように、辺が斜め向きのシリンダチューブ80としてもよい。この場合、それに応じた円錐形走行輪81とする。さらに、右欄図のような丸筒状のシリンダチューブ83としてもよい。
さらに、図6に示すように、トラフ85の前部に設けられる堰86をトラフ85内に斜め向きのものとし、この堰86をウエイト87で図示状態に復帰可能なものとするとともに連動アーム88を突設してその上端にローラー89を設ける一方、このローラー89を作動させるものとして下向き凸状の倣い部材90を構成してもよい。倣い部材90が矢印のように進行することでローラー89を介して堰86が下がって呑込み状態となるもので、こうした構成は簡略なスカム除去装置となる。尚、91は呑込み量規定用のフロート式ゲートである。
図7および図8に示すように、シリンダチューブ93内のピストン94はローラー95…付きのものにして軽快に進退できるようにしてもよい。また、図7に示すように、シリンダチューブ93の端部には、伝達部材96を通すための洗浄室97を構成して矢印のように洗浄水を供給することにより常時伝達部材96を洗浄可能にすることができる。冷却も可能にする。
尚、上記実施形態では、3軸駆動方式を図示していないが、同3軸駆動方式において実施することは勿論である。
また、上記背景技術においては、3軸駆動方式の場合にスカム掻寄装置が必要とされ4軸駆動方式の場合には同スカム掻寄装置は必要でないかのように説明したが、4軸駆動方式の場合にも、スカム除去装置7の前方水面域にスカムが滞留することもあり、そのため、こうした4軸駆動方式の場合にも本発明を適用することがある。
図9ないし図11は他の実施形態を示す。同実施形態は、沈澱池100の底壁101上に沈降して溜まる汚泥をピット102の方向に掻き寄せて同ピット102内に落とし込むようにする汚泥掻寄装置Gの駆動系に前記のようなシリンダチューブ103方式を採用するとともにその汚泥掻寄機104のガイドレールとして同シリンダチューブ103をそのまま利用したものを示す。
これまでは、底壁101上の池幅間中央に沿ってガイドレールを敷設してこれに汚泥掻寄機を走行自在としていたが、構造上の複雑化を招くだけでなくガイドレールを敷設した個所は汚泥スクレーパを通すことができず溜まり残しを生じていた。また、汚泥掻寄機を駆動するためには、ワイヤーロープを循環駆動可能に構成する必要もあって煩わしい工事が要求され工期も長くなっていた。
これに対し、図9ないし図11に示す実施形態ではこうした問題を解決することができることとなった多連掻寄型の汚泥掻寄装置Gを例示する。水面105を設定した沈澱池100の底壁101より少し上方高さには、四角筒状あるいは丸筒状などによる長いシリンダチューブ103が底壁101と平行に固定されている。同シリンダチューブ103は、図9のように、池幅中央を通るものとされている。同シリンダチューブ103は、底壁101が、図10のように水平な面ではなく実際には、汚泥がピット102の方向に流動されやすくするためピット102の方向に僅かな角度下がり傾斜しており、従って、それに平行なシリンダチューブ103も同じ角度分下がり傾斜している。しかし、底壁101は水平な面状にしてもよい。
このシリンダチューブ103の上面には、複数の突片107が配備され、これら突片107は、池幅方向に横架固定した梁108…側に吊りブラケット109を介して止着具により連結支持してある。シリンダチューブ103の上流側(図10の左端)は、前ホイール台111を利用して固定支持される一方、下流側(図10の右端)は、梁108で支持してもよいがこの実施形態ではブラケット112により固定支持してある。
同シリンダチューブ103内には、ピストン114およびパッキン115が内蔵されて進退自在とされるとともに、これらの前後に偏平ベルト状の伝達部材116を連結してそれぞれ前後に導いたあと前後外部に水密状に取り出してある。そして、前側の伝達部材116は、前ホイール台111に備えた方向変換用前ホイール117を介して下流方向に平行にc点(連結点)まで導き、後側の伝達部材116は、後ホイール台118に備えた方向変換用ホイール119を介して上流方向へd点(連結点)まで導いてある。
汚泥掻寄機104は、U字形をした本体枠121を備え、同枠121の上部には、互いに離間させた走行輪122…が合計4個配備されてシリンダチューブ103をそのままガイドレールとして転動自在とされている。本体枠121には、シリンダチューブ103の底面に接触して安定走行を図るための下ガイド123…も設けられている。124は連結軸で、図10のc点とd点には前記伝達部材116の端部が連結されているが、それ以外の連結軸124同士の間は一体化リンク125…で同行自在にするため連結されている。
本体枠121の底部には、スクレーパ軸127が設けられ、これに汚泥スクレーパ128が回転自在に支持されている。このスクレーパ128は、図11のように、池幅方向に1枚の長いもので、従来のように左右分割式のものではない。そして、同スクレーパ128は、図10の実線で示す垂直な掻寄姿勢と左側仮想線のように前上がりに持ち上がった非掻寄姿勢(復帰姿勢)とに上下運動可能に支持されている。スクレーパ128側には、こうした掻寄姿勢と非掻寄姿勢とに切り換えられて各姿勢で安定にあるためスクレーパ軸127の前後に交互に位置切換されるウエイト129付きの切換アーム130を附属してある。これら切換アーム130のウエイト129間は、これらが全て連動するように連動リンク131で連結されている。尚、スクレーパ128の上端には、ストッパ132が折り曲げ状に設けられていて、掻寄姿勢の際に本体枠121底面に当ってそれ以上後回りにならないように構成されている。また、シリンダチューブ103の前後端には、切換ストッパ133が設けられてウエイト129が当って姿勢切換ができるようになっている。
こうした汚泥掻寄機104は、前後に5連のスクレーパ128付き本体枠121を備えるもので本体枠121間は一体化リンク125で前後に同行自在に結ばれている。そして、図10に示すように、スクレーパ128の前後間隔はLとされ、進退ストロークはSTとされており、L<STとされることで、例えば、図10の左から2番目のスクレーパ128はST分前進して実線で示す先端のスクレーパ128の位置よりも少し前方まで前進してそこに掻き寄せてきた汚泥を一旦置くようにしてのち、先端のスクレーパ128が仮想線の状態から実線の位置まで持ち上がった非掻寄状態で復帰し、さらに前進することで先程掻き寄せておいた汚泥をここで先端スクレーパ128がピット102まで掻き寄せて落とすようにする。このように後のスクレーパ128がそれより前のスクレーパ128より前方に次々に掻き寄せて前のスクレーパ128によりさらに前方へと掻き寄せるといったか基本方式をとるものである。
図9から図11の実線状態は復帰を終えてこれから掻寄を開始する状態を示し、この状態では、スクレーパ128は垂直でありウエイト129が前位置にあるためその状態を保つとともにストッパ132によりそれより後向きには逃げないようになっている。ここで、シリンダチューブ103の前側に水あるいは前記エアーが注入されるとピストン114は後退して伝達部材116は時計回りに運動する。これにより、汚泥掻寄機104は図10の左方向に前進し一体化リンク125…を介して全ての掻寄機104…が前進する。
スクレーパ128は垂直状態を保ったまま前進することで汚泥の掻寄をし、ST分前進する。その前進端において切換ストッパ133により仮想線のようにスクレーパ128が持ち上がり、ここでシリンダチューブ103の後側に水あるいはエアーが注入されることで後方から汚泥掻寄機104が牽かれる。その間、ウエイト129は後側にあることで安定して復帰運動をする。復帰端では、後方の切換ストッパ133によりスクレーパ128は垂直な掻寄状態に戻される。掻寄は上記の要領でなされる。
尚、水面105には、浮遊するスカムを回収除去するためのスカム除去装置135が設けられて上記のように運動するが、そこにスカムを送りやるために、前記した汚泥掻寄装置Gにスカム掻寄装置137を併せ構成することができる。138は支柱、139はスカムスクレーパである。図10の右方向がスカム掻き寄せ方向で、スカムスクレーパ139は立ち上がったまま右方向に進行する。逆方向へはスカムスクレーパ139が水面下に潜って非掻寄状態のまま復帰する。こうした支柱138によるときは、シリンダチューブ103から支柱138を立設すればよいが、その際、上の梁108との干渉がないように配慮する。例えば、、図10図示では、最も左側の梁108に支柱138が干渉する関係となるが、この場合には、同梁108を省略するかさらに左方(仮想線の掻寄機より左)へ配置換えをする。そうした条件が整わない場合には、図1ないし図3に示したスカム掻寄装置を構成する。
また、図11に補足的に示すように、梁108底…の両側位置に直交するようにガイドレール141を固定し、スクレーパ128側からの支柱142上端のガイドローラー143をこのガイドレール141に接触するようにして安定駆動をするようにしてもよい。
さらに、山形のガイドレール144と溝形ローラー145との組み合わせにしてもよい。
また、図12に示すように、本体枠121を上に長く伸ばしてサイドローラー147を突片148に当てるようにしてもよい。さらに、図13に示すように、梁108に直交するガイドレール149を近接配置しておいてサイドローラー150を当てるようにして安定化を図ってもよい。
本発明の一実施形態の進退駆動装置を示す図2のI−I線断面図。 図1の装置の平面図。 図1のIII−III線断面図。 他の実施形態を示す断面図。 他の実施形態を示す断面図。 他の実施形態を示す側断面図。 他の実施形態を示す断面図。 図7のVIII−VIII線断面図。 他の実施形態を示す平面図。 図9のX−X線断面図。 図10のXI−XI線断面図。 他の実施形態を示す断面図。 他の実施形態を示す断面図。
符号の説明
1…沈澱池 5…水面 7…スカム除去装置 32…倣い部材 35…スカム掻寄機 G…スカム掻寄装置 40…水シリンダ 41…シリンダチューブ 46…ピストン 50…伝達部材 51…方向変換用ホイール 53…台車板 54…本体枠 56…走行輪 67…スカムスクレーパ 80…シリンダチューブ 83…シリンダチューブ 93…シリンダチューブ 103…シリンダチューブ 104…汚泥掻寄機 108…梁 114…ピストン 116…伝達部材 117,119…方向変換用ホイール 121…本体枠 122…走行輪 128…汚泥スクレーパ。

Claims (5)

  1. 前後に離間する仕切壁を備え水あるいはエアーなどの作動流体が前後交互に供給・排出自在とされている固定式のシリンダチューブと、同シリンダチューブ内で進退自在とされたパッキン付きピストンと、前記シリンダチューブ外部の前後に配置された方向変換用ホイールと、前記ピストンの前後側にそれぞれ連結され前記仕切壁を内外密閉状態で貫通するとともに前記方向変換用ホイールに掛け回されてそれら掛け回された間に進退移動体が同行自在とされている可撓質の伝達部材とを有し、前記シリンダチューブは、前記進退移動体のガイドレールを兼ねていることを特徴とする進退駆動装置。
  2. 請求項1記載のものにおいて、可撓質の伝達部材は、偏平ベルト状とされている進退駆動装置。
  3. 請求項1または2記載のものにおいて、ピストンは、ローラーを備えて進退自在とされている進退駆動装置。
  4. 請求項1から3までのいずれかにおいて、進退移動体は、水面上に浮遊するスカムをスカム除去装置の方向へ掻き寄せる一方逆方向には非掻寄状態で戻るようにしたスクレーパを備えるものであり、かつ、前記スカム除去装置の方向への掻寄終了時には前記スカム除去装置の上下式堰を押し下げ連動可能に構成されている進退駆動装置。
  5. 請求項1から3までのいずれかにおいて、進退移動体は、水面下の沈降物をピット方向に掻き寄せる一方逆方向には非掻寄状態で復帰するようにしたスクレーパを備えるものである進退駆動装置。
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