JP2011000607A - Multi-screw press - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は多軸スクリュープレスに関し、例えば下水汚泥や工業廃水汚泥等の有機性汚泥を脱水する技術に係るものである。 The present invention relates to a multi-axis screw press and relates to a technique for dewatering organic sludge such as sewage sludge and industrial wastewater sludge.
従来の多軸スクリュープレスは、本体ケーシングの外周部がスクリーンをなし、本体ケーシングを軸心方向に挿通してスクリュー軸を配置し、スクリュー軸にスクリュー羽根を形成している。スクリュー羽根の径方向外側の先端縁にはスクレーパを設けており、スクレーパがスクリーンの内面に弾性的に接触している。スクリュー羽根は汚泥供給側から汚泥排出側へ行くほどにピッチが狭くなる形状をなし、あるいはスクリュー軸の軸径が汚泥排出側ほど太くなる形状をなす。 In the conventional multi-axis screw press, the outer peripheral portion of the main body casing forms a screen, the main body casing is inserted in the axial direction, the screw shaft is arranged, and screw blades are formed on the screw shaft. A scraper is provided at the tip edge on the radially outer side of the screw blade, and the scraper is in elastic contact with the inner surface of the screen. The screw blade has a shape in which the pitch becomes narrower as it goes from the sludge supply side to the sludge discharge side, or the shaft diameter of the screw shaft becomes thicker toward the sludge discharge side.
本体ケーシングの汚泥排出側には開口に対向して背圧板を配置しており、背圧板はシリンダー装置によって開口に向けて出退自在であり、開口に向けて作用させる圧力を調整することにより脱水力(圧搾力)を制御する。 A back pressure plate is arranged on the sludge discharge side of the main casing opposite to the opening, and the back pressure plate can be moved back and forth toward the opening by a cylinder device, and dehydration can be achieved by adjusting the pressure acting on the opening. Control the force (squeezing force).
本体ケーシングに投入した脱水対象汚泥は、スクリーンでろ過されながらスクリュー軸およびスクリュー羽根の回転によって汚泥排出側へ搬送される。この際に、スクリュー羽根のピッチが汚泥排出側ほど狭くなり、あるいはスクリュー軸の軸径が汚泥排出側ほど太くなることで、本体ケーシングにおけるスクリュー羽根の1ピッチ当たりのろ室容積が減少して行く。汚泥はろ室容積の減少による圧密力および背圧板による背圧の作用により脱水されて、汚泥排出側の開口から本体ケーシングの外部へ脱水汚泥(ケーキ)として排出される。 The dewatered sludge that has been put into the main casing is conveyed to the sludge discharge side by the rotation of the screw shaft and screw blades while being filtered by the screen. At this time, the pitch of the screw blades becomes narrower toward the sludge discharge side, or the shaft diameter of the screw shaft becomes thicker toward the sludge discharge side, so that the volume of the filter chamber per pitch of the screw blades in the main body casing decreases. . Sludge is dehydrated by the action of the compaction force due to the reduction of the filter chamber volume and the back pressure by the back pressure plate, and is discharged as dehydrated sludge (cake) from the opening on the sludge discharge side to the outside of the main casing.
スクリーンによるろ過処理においては、ろ過処理の経過とともにスクリーン内面に汚泥層が堆積してろ過抵抗を生じさせ、汚泥中の水分がスクリーン内面の汚泥層を通過するのに際して障害となる。このスクリーン内面の汚泥層が厚くなるほどにろ過抵抗は飛躍的に増加し、機内圧力を一定に維持して運転するとろ過水量が小さくなり、ケーキ含水率を低下させることが困難となる。 In the filtration process using a screen, a sludge layer accumulates on the inner surface of the screen with the progress of the filtration process to cause filtration resistance, which becomes an obstacle when moisture in the sludge passes through the sludge layer on the inner surface of the screen. As the sludge layer on the inner surface of the screen becomes thicker, the filtration resistance increases drastically. When operating with the internal pressure kept constant, the amount of filtrate becomes small and it becomes difficult to lower the moisture content of the cake.
このため、スクリュー羽根の回転に伴ってスクレーパでスクリーン内面をスクレーピングして汚泥層を剥離させており、スクレーピング頻度が多いほどにスクリーン内面の汚泥層の増加を抑制できる。スクレーピング頻度の増加はスクリュー羽根の回転速度を高めることで実現でき、単位時間当たりの汚泥処理量を一定に維持する運転条件下では、スクリュー羽根の羽根ピッチを小さくすることでスクリュー羽根の回転速度を高めることが可能となる。 For this reason, the sludge layer is peeled off by scraping the screen inner surface with a scraper as the screw blades rotate, and the increase in the sludge layer on the screen inner surface can be suppressed as the scraping frequency increases. Increasing the scraping frequency can be achieved by increasing the rotational speed of the screw blades. Under operating conditions that maintain a constant amount of sludge treatment per unit time, the rotational speed of the screw blades can be reduced by reducing the blade pitch of the screw blades. It becomes possible to raise.
スクリュー羽根を多条に設ける多軸スクリュープレスとしては、例えば特許文献1に記載するものがある。これは、濃縮用ケーシングの内部に一対の多条螺旋翼を水平方向に所定間隔で平行に配列したもので、双方の多条螺旋翼は自身の螺旋翼が相手の螺旋翼間に入り込むように配置しており、双方の多条螺旋翼が相互に逆方向へ回転する。 An example of a multi-axis screw press provided with multiple screw blades is disclosed in Patent Document 1. This is a pair of multi-spiral spiral blades arranged in parallel in the horizontal direction at a predetermined interval inside the casing for concentration so that both multi-spiral spiral blades enter between the spiral blades of their counterparts. It is arranged, and both multi-spiral spiral wings rotate in opposite directions.
また、特許文献2に記載するものは、スクリーン篭の内部に一対のアルキメデス・スクリューを水平方向に所定間隔で平行に配列してあり、各アルキメデス・スクリューは主ネジ山の間に主ネジ山よりも高さの低い補助ネジ山を設けてある。一対のアルキメデス・スクリューは一方のアルキメデス・スクリューの補助ネジ山が他方のアルキメデス・スクリューの主ネジ山の近くに位置するように配置してある。
Further, in
また、特許文献3に記載するものは、スクリュープレスの洗浄装置に係るものであり、ろ過筒の周囲にノズル管を配置し、ノズル管に複数の洗浄用ノズルを装着したものであり、複数の洗浄用ノズルはスクリュープレスのろ過筒の外周面からほぼ等しい距離に配置している。このノズル管はろ過筒とは別途の構成部材上に設けた走行用レールの上を走行用ローラーによりスクリュー軸の前後端間で移動可能に設けている。 Moreover, what is described in Patent Document 3 relates to a screw press cleaning device, in which a nozzle tube is arranged around a filtration cylinder, and a plurality of cleaning nozzles are mounted on the nozzle tube. The cleaning nozzle is arranged at an approximately equal distance from the outer peripheral surface of the filter cylinder of the screw press. The nozzle tube is provided on a traveling rail provided on a component separate from the filtration cylinder so as to be movable between the front and rear ends of the screw shaft by a traveling roller.
ところで、従来の多軸スクリュープレスは、本体ケーシングがスクリュー軸の軸心方向に沿って二分割した構造をなし、各分割部は相互間の合わせ面を形成する側部フランジと取り付け用の端部フランジとスクリーンをなす外胴と補強用のリブとが一体となったものである。側部フランジはスクリュー軸の軸心方向と平行をなして各分割部の両側に配置するもので、本体ケーシングの全長にわたって延在している。端部フランジはスクリュー軸の軸心方向で本体ケーシングの両端に配置したもので、多軸スクリュープレスの本体フレームに接合する。外胴はパンチングメタル等からなり、両端部フランジ間にわたって延在している。補強用のリブは外胴の外側面に配置する縦リブと横リブからなり、横リブをスクリュー軸の軸心方向に所定間隔で配置し、横リブ間に縦リブを配置している。 By the way, the conventional multi-axis screw press has a structure in which the main body casing is divided into two along the axial direction of the screw shaft, and each divided portion has a side flange and a mounting end portion that form a mating surface between them. The outer cylinder forming the flange and the screen and the reinforcing rib are integrated. The side flanges are arranged on both sides of each divided portion in parallel with the axial direction of the screw shaft, and extend over the entire length of the main body casing. The end flanges are arranged at both ends of the main body casing in the axial direction of the screw shaft, and are joined to the main body frame of the multi-axis screw press. The outer cylinder is made of a punching metal or the like and extends between the flanges at both ends. The reinforcing rib includes a vertical rib and a horizontal rib arranged on the outer surface of the outer body. The horizontal rib is arranged at a predetermined interval in the axial direction of the screw shaft, and the vertical rib is arranged between the horizontal ribs.
しかしながら、各分割部は側部フランジと端部フランジと外胴と補強用のリブとを一体化してスクリュー軸の軸心方向に長尺な形状をなすために、組立て時やメンテナンス時には分割部の全体を一つの部材として取り扱う必要があり、その重量および大きさの点から取り扱いが困難であった。 However, each split part integrates the side flange, end flange, outer shell, and reinforcing rib to form a long shape in the axial direction of the screw shaft. It was necessary to handle the whole as one member, and it was difficult to handle in terms of its weight and size.
また、従来においては、ノズル管はろ過筒とは別途の構成部材上に設けた走行用レールの上を走行用ローラーにより移動する構造であるので、ノズル管を移動させるための専用部材として走行用レールを必要とし、部品点数が多くなる問題があった。 Further, since the nozzle tube is conventionally structured to move on a traveling rail provided on a component separate from the filter cylinder by a traveling roller, it is used as a dedicated member for moving the nozzle tube. There was a problem that a rail was required and the number of parts increased.
本発明は上記した課題を解決するものであり、組立て時やメンテナンス時における取り扱いが容易なスクリーンを備えた多軸スクリュープレスを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a multi-axis screw press provided with a screen that can be easily handled during assembly and maintenance.
上記課題を解決するために、本発明の多軸スクリュープレスは、スクリュー軸と、スクリュー軸に形成するスクリュー羽根と、スクリュー羽根の周囲にろ室を形成するスクリーンを備え、スクリーンが複数の外胴梁と複数の外胴部材を着脱可能に組み合わせてなり、複数の外胴梁はスクリュー軸の軸心方向に延在し、かつスクリュー軸の軸心廻りでスクリュー羽根の周囲の複数箇所に配置し、複数の外胴部材はスクリュー軸の軸心方向に沿って配列し、上縁と下縁のそれぞれを外胴梁に着脱可能に固定したことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a multi-axis screw press according to the present invention includes a screw shaft, screw blades formed on the screw shaft, and a screen forming a filter chamber around the screw blades, and the screen has a plurality of outer cylinders. A beam and a plurality of outer body members are detachably combined. The plurality of outer body beams extend in the axial direction of the screw shaft, and are arranged at a plurality of locations around the screw blade around the axis of the screw shaft. The plurality of outer body members are arranged along the axial direction of the screw shaft, and each of the upper edge and the lower edge is detachably fixed to the outer body beam.
また、本発明の多軸スクリュープレスにおいて、スクリーンは複数の外胴押さえを備え、複数の外胴押さえは外胴部材の外側面に当接してスクリュー軸の軸心方向に沿って配列し、上端部と下端部のそれぞれを外胴梁に着脱可能に固定したことを特徴とする。 Further, in the multi-axis screw press of the present invention, the screen includes a plurality of outer body holders, and the plurality of outer body holders are arranged along the axial direction of the screw shaft in contact with the outer surface of the outer body member, Each of the part and the lower end part is detachably fixed to the outer body beam.
また、本発明の多軸スクリュープレスにおいて、スクリーンを軸心廻りに囲んで配置する洗浄管と、洗浄管に洗浄水を供給する洗浄水供給手段と、洗浄管に接続して外胴部材の外側面に向けて洗浄水を噴射する複数のノズルと、洗浄管を支持し、ガイドレールをなす外胴梁に沿って移動可能な搬送部からなる洗浄装置を備えることを特徴とする。 Further, in the multi-axis screw press according to the present invention, a cleaning pipe that surrounds the screen around the shaft center, cleaning water supply means that supplies cleaning water to the cleaning pipe, and an outer shell member connected to the cleaning pipe. A cleaning device includes a plurality of nozzles that spray cleaning water toward the side surface, and a transport device that supports the cleaning pipe and is movable along an outer trunk beam that forms a guide rail.
本発明では、スクリーンが複数の外胴梁と複数の外胴部材と複数の外胴押さえを着脱可能に組み合わせてなり、外胴梁と外胴部材と外胴押さえに分解可能であるので、多軸スクリュープレスの製作時およびメンテナンス時には個々の軽量な部品として取り扱うことが可能となり、作業性の向上を図ることができる。また、洗浄装置がスクリーンの外胴梁をガイドレールとして兼用し、最上位の外胴梁上を移動することで、部品点数の削減を図ることができ、メンテナンスが容易となる。 In the present invention, the screen is configured by detachably combining a plurality of outer body beams, a plurality of outer body members, and a plurality of outer body holders, and can be disassembled into an outer body beam, an outer body member, and an outer body holder. At the time of manufacturing and maintenance of the axial screw press, it can be handled as individual lightweight parts, and workability can be improved. In addition, the cleaning device also uses the outer shell beam of the screen as a guide rail and moves on the uppermost outer beam so that the number of parts can be reduced and maintenance is facilitated.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1乃至図9において、本実施の形態に係る多軸スクリュープレスの基本的な構成は概略的に以下のものである。
汚泥脱水機としての多軸スクリュープレスは、本体1によりスクリーン2を支持している。スクリーン2は内部にろ室を形成しており、ろ室には軸心方向に挿通して多数のスクリュー軸3、およびスクリュー軸3の軸心廻りに形成した多条のスクリュー羽根4を挿通し、本体1の汚泥排出側にはスクリーン2の開口に対向して背圧板5を配置している。本実施の形態では一対のスクリュー軸3のそれぞれに単条のスクリュー羽根4を設けた構成を開示するが、本発明においてスクリュー軸3の数およびスクリュー羽根4の条数は任意に設けることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 9, the basic configuration of the multi-axis screw press according to the present embodiment is schematically as follows.
A multi-axis screw press as a sludge dehydrator supports a
スクリーン2は、複数の外胴梁21と複数の外胴部材22と複数の外胴押さえ23と供給側外胴24と排出側外胴25を着脱可能に組み合わせてなる。複数の外胴梁21はスクリュー軸3の軸心方向と平行をなしてスクリーン2の全長にわたって供給側外胴24と排出側外胴25の間に延在し、かつスクリュー軸3の軸心廻りでスクリュー羽根4の周囲の複数箇所に配置しており、本実施の形態ではスクリーン2の頂部に配置する上位外胴梁211とスクリーン2の底部に配置する下位外胴梁212と上下方向においてスクリーン2の中間位置に配置する中間外胴梁213、213からなる。
The
各外胴部材22は、スクリーン2の外胴を軸心方向で複数に分割し、かつ上下に分割したセグメントをなすものであり、複数の外胴部材22をスクリュー軸3の軸心方向に沿って供給側外胴24と排出側外胴25の間に配列することで全体として外胴を形成している。ここでは外胴部材22がパンチングメタルからなるが、ウェッジワイヤ等の種々の形態のろ材を適用することも可能である。
Each
各外胴部材22は上縁と下縁のそれぞれを外胴梁21に接合手段をなすボルト221により着脱可能に固定しており、ここではろ室上部を形成する外胴部材22を上位外胴梁211と中間外胴梁213とに固定し、ろ室下部を形成する外胴部材22を下位外胴梁212と中間外胴梁213とに固定している。
Each
複数の外胴押さえ23はスクリュー軸3の軸心方向に沿って所定間隔で配列してあり、各外胴押さえ23をスクリーン2の上下方向に沿って配置している。各外胴押さえ23はそれぞれが内側縁で外胴部材22の外側面に当接しており、上端部と下端部をそれぞれ上位外胴梁211と下位外胴梁212に着脱可能に固定している。詳しくは、外胴押さえ23の端部に形成した穴231に押さえ金具232を挿通し、押さえ金具232の両側をボルト233で上位外胴梁211と下位外胴梁212に固定している。供給側外胴24と排出側外胴25はスクリーン2の端部を形成している。
The plurality of
図10に示すように、外胴押さえ23は上部および下部に2分割し、スクリーン2の周囲に4つの外胴押さえ23を配置することも可能である。この場合に、上部の外胴押さえ23は上位外胴梁211と中間外胴梁213に固定し、下部の外胴押さえ23は中間外胴梁213と下位外胴梁212に固定する。
As shown in FIG. 10, the
この構成によれば、多軸型の場合でも外胴押さえの形状を単純化することができ、コストダウンを図れる。
複数のスクリュー軸3は実質的に平行に、かつ上下方向の位置を異ならせて配置しており、本実施の形態ではスクリーン2のろ室上部に配置する上位のスクリュー軸31と、スクリーン2のろ室下部に配置する下位のスクリュー軸32からなる。
According to this configuration, the shape of the outer body retainer can be simplified even in the case of a multi-axis type, and the cost can be reduced.
The plurality of screw shafts 3 are arranged substantially in parallel and at different positions in the vertical direction. In the present embodiment, the
上位のスクリュー軸31に形成した上位のスクリュー羽根41、および下位のスクリュー軸32に形成した下位のスクリュー羽根42はそれぞれ2条の螺旋形状をなし、各羽根の径方向外側の先端縁には合成ゴム等の弾性材からなるスクレーパ6がボルト601およびナット602で固定してあり、スクレーパ6がスクリーン2の内面に摺接する。
The
上位のスクリュー羽根41および下位のスクリュー羽根42は、羽根のピッチが汚泥排出側ほど狭くなっており、羽根の1ピッチ当たりのろ室容積が減少して行く。あるいはスクリュー軸31、32の軸径を汚泥排出側ほど太くすることでスクリュー羽根の1ピッチ当たりのろ室容積を減少させることも可能である。
In the
スクリーン2の汚泥供給側において上位のスクリュー軸31および下位のスクリュー軸32の一端には従動ギア312、322が装着してあり、従動ギア312、322は相互に噛合している。本体1にはモータ101および駆動ギア102を設けており、駆動ギア102が下位のスクリュー軸32の従動ギア322に噛合している。
On the sludge supply side of the
スクリーン2の周囲には洗浄装置7を設けている。洗浄装置7は洗浄管71と洗浄水供給手段をなす洗浄水供給系72と複数のノズル73と搬送部74からなる。洗浄管71はスクリーン2を軸心廻りに囲み、かつ外胴部材22との間に所定の間隙を隔てた位置に配置してあり、スクリーン2の軸心方向へ移動可能である。洗浄水供給系72は洗浄管71に洗浄水を供給するフレキシブルな管路721およびポンプ等の給水源(図示省略)からなる。複数のノズル73は洗浄管71に接続して外胴部材22の外側面に向けて洗浄水を噴射するものであり、所定間隔で洗浄管71に装着してある。搬送部74は洗浄管71の上端内側部および下端内側部に固定してあり、上位外胴梁211および下位外胴梁212に嵌合する形状をなし、上位外胴梁211および下位外胴梁212をガイドレールとして移動するものである。
A
上記した構成における作用を説明する。多軸スクリュープレスの製作時およびメンテナンス時においては、スクリーン2が複数の外胴梁21と複数の外胴部材22と複数の外胴押さえ23を着脱可能に組み合わせてなり、外胴梁21と外胴部材22と外胴押さえ23に分解可能であるので、個々の軽量な部品として取り扱うことが可能となり、作業性の向上を図ることができる。
The operation of the above configuration will be described. At the time of production and maintenance of the multi-axis screw press, the
運転時には、モータ101による駆動ギア102の回転により、駆動ギア102に噛合する下位のスクリュー軸32の従動ギア322および上位のスクリュー軸31の従動ギア312を駆動し、上位のスクリュー羽根41および下位のスクリュー羽根42を相互に逆方向に回転させる。
During operation, the rotation of the
汚泥供給側からスクリーン2の内部に投入した脱水対象汚泥は、スクリーン2でろ過されながら上位、下位のスクリュー軸31、32および上位、下位のスクリュー羽根41、42の回転によって汚泥排出側へ搬送される。
The sludge to be dehydrated that is introduced into the
この際に、スクリュー羽根41、42の各羽根のピッチが汚泥排出側ほど狭くなり、各羽根の1ピッチ当たりのろ室容積が減少して行く。汚泥はろ室容積の減少による圧密力および背圧板5による背圧の作用により脱水され、汚泥排出側の開口からスクリーン2の外部へ排出される。この運転時には、スクリュー羽根41、42がスクレーパ6を有することで、スクリュー軸31、32が一回転する間に複数のスクレーパ6がスクリーン内面の同一箇所を通過し、各スクレーパ6でスクリーン内面をスクレーピングして汚泥層を剥離させる。
At this time, the pitch of each blade of the
また、定期的にあるいは必要に応じて洗浄装置7を操作する。この際にスクリーン2の上位外胴梁211および下位外胴梁212がガイドレールとして機能する。つまり洗浄装置7は搬送部74がスクリーン2の上位外胴梁211および下位外胴梁212に沿って移動することで、洗浄管71がスクリーン2の軸心に沿って移動する。そして、洗浄装置7は洗浄水供給系72から洗浄管71に供給する洗浄水をノズル73から外胴部材22に向けて噴射し、スクリーン2の外側面の汚泥を洗い流す。このように、洗浄装置7がスクリーン2の上位外胴梁211および下位外胴梁212をガイドレールとして兼用し、上位外胴梁211および下位外胴梁212に沿って移動することで、部品点数の削減を図ることができ、メンテナンスが容易となる。
Further, the
また、上位外胴梁211および下位外胴梁212は、補強部材やガイドのための摺動部材を有するものであっても良い。例えば、図11に示すように、上位外胴梁211および下位外胴梁212に断面コ字状の補強部材75を溶接固定して上位外胴梁211および下位外胴梁212の強度を増加させるとともに、補強部材75の両辺縁75a、75bをガイドレールとして兼用することも可能であり、この場合には補強部材75の両辺縁75a、75b上を摺動する洗浄装置シュー76を洗浄管71に設ける。
Further, the upper
1 本体
2 スクリーン
3 スクリュー軸
4 スクリュー羽根
5 背圧板
6 スクレーパ
7 洗浄装置
21 外胴梁
22 外胴部材
23 外胴押さえ
24 供給側外胴
25 排出側外胴
31 上位のスクリュー軸
32 下位のスクリュー軸
41 上位のスクリュー羽根
42 下位のスクリュー羽根
71 洗浄管
72 洗浄水供給系
73 ノズル
74 搬送部
75 補強部材
75a、75b 辺縁
76 洗浄装置シュー
101 モータ
102 駆動ギア
211 上位外胴梁
212 下位外胴梁
213 中間外胴梁
221 ボルト
231 穴
232 押さえ金具
233 ボルト
312、322 従動ギア
601 ボルト
602 ナット
721 フレキシブルな管路
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