JP2014151276A - Vertical type solid-liquid separation machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、洗浄工程実行装置を備えた立型固液分離機に関する。 The present invention relates to a vertical solid-liquid separator equipped with a cleaning process execution device.
従来、立型固液分離機は、化学工場での樹脂の脱水、触媒・酸化防止剤の回収、カオリンや酸化チタンの分級等の遠心力場での固液分離が必要となる所で広く使用されている。
立型固液分離機は、固液分離作業が終了すると機械を停止させ、その後、機械の内部を洗浄する。これは、近年、多品種少量生産の時代とともに立型固液分離機を多目的の固液分離に使用するため、機械内部の回転ボウルとスクリューコンベアの洗浄が不十分の場合は、固形分の異物が製品に混入して問題になる恐れがある。これを解決するために、入念なる洗浄によって固形分を取り除くことになる。
この場合、洗浄作業に要する時間がかかり過ぎるという問題があった。このため、このような問題を解消したものとしては、洗浄作業を短時間で行うことを狙った立型固液分離機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, vertical solid-liquid separators are widely used where solid-liquid separation is required in centrifugal fields such as resin dehydration at chemical plants, recovery of catalysts and antioxidants, and classification of kaolin and titanium oxide. Has been.
The vertical solid-liquid separator stops the machine when the solid-liquid separation operation is completed, and then cleans the inside of the machine. This is because vertical solid-liquid separators are used for multi-purpose solid-liquid separation with the era of multi-product low-volume production in recent years. May be mixed into the product and cause problems. In order to solve this, solid content is removed by careful washing.
In this case, there is a problem that it takes too much time for the cleaning operation. For this reason, as a solution to such a problem, a vertical solid-liquid separator aimed at performing a cleaning operation in a short time is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、近時、作業者が機械を操作して行う洗浄作業は工数が嵩むため、さらなる立型固液分離機の固液分離・洗浄の効率化と生産性の向上が求められている。そのため、現状の作業者が洗浄する技術レベルに満足することなく、省人化、夜間無人化で固液分離・洗浄を行うことを可能にする技術革新(イノベーション)が必要とされている。 However, in recent years, the number of man-hours required for the cleaning operation performed by the operator operating the machine has increased, and further improvements in solid-liquid separation / cleaning efficiency and productivity of the vertical solid-liquid separator are required. Therefore, there is a need for technological innovation (innovation) that makes it possible to perform solid-liquid separation and cleaning with labor saving and nighttime unattended without being satisfied with the level of technology that current workers wash.
そこで、本発明は、立型固液分離機の省人化、無人化を図るため、立型固液分離機の固液分離・洗浄および起動・停止等の各種作業の作業者による機械操作を軽減し、夜間無人運転が可能な洗浄工程実行装置を備えた立型固液分離機を提供することを課題とする。 Therefore, in order to save labor and unmanned vertical solid-liquid separators, the present invention allows machine operations by various operators such as solid-liquid separation / washing and start / stop of the vertical solid-liquid separator. It is an object of the present invention to provide a vertical solid-liquid separator equipped with a washing process execution device that can be reduced and operated at night.
請求項1に記載された立型固液分離機(10)は、外筒ケース(13)に回転自在に支持された円筒状の回転ボウル(11)と、前記回転ボウル(11)内に回転自在に支持されたスクリューコンベア(12)と、前記回転ボウル(11)および前記スクリューコンベア(12)を同一方向に回転させる主速電動機(22)と、前記回転ボウル(11)および前記スクリューコンベア(12)の回転数に差速をもたせる差速電動機(24)と、前記回転ボウル(11)内に原液(17)を供給する原液供給管(15)と、を有し、
前記原液(17)を分離液(18)と固形分(19)に固液分離して、前記分離液(18)を上部に設けられた分離液排出口(13a)から排出し、前記固形分(19)を下部に設けられた固形分排出口(11c)から排出する固液分離工程を実行する立型固液分離機(10)であって、前記原液供給管(15)に洗浄液(9)を供給する洗浄液供給装置(26)と、前記洗浄液供給装置(26)により前記原液供給管(15)に洗浄液(9)を供給し、前記差速電動機(24)により前記差速をもたせて前記回転ボウル(11)および前記スクリューコンベア(12)を回転しながら、前記洗浄液(9)を前記分離液排出口(13a)および前記固形分排出口(11c)のうち少なくとも一方から排出する洗浄工程(C)を実行する洗浄工程実行装置(30)と、を備えたことを特徴とする。
A vertical solid-liquid separator (10) according to
The stock solution (17) is subjected to solid-liquid separation into a separation liquid (18) and a solid content (19), and the separation liquid (18) is discharged from a separation liquid discharge port (13a) provided at an upper portion thereof. (19) A vertical solid-liquid separator (10) for performing a solid-liquid separation step of discharging from a solid content outlet (11c) provided at a lower part, and a cleaning liquid (9 ) Is supplied to the stock solution supply pipe (15) by the cleaning liquid supply device (26), and the differential speed motor (24) is used to provide the differential speed. A cleaning step of discharging the cleaning liquid (9) from at least one of the separation liquid discharge port (13a) and the solid content discharge port (11c) while rotating the rotating bowl (11) and the screw conveyor (12). Washer performing (C) Execution unit (30), characterized by comprising a.
請求項2に記載された発明は、請求項1に記載の立型固液分離機(10)であって、前記洗浄工程実行装置(30)は、前記主速電動機(22)により、前記固液分離工程よりも前記回転ボウル(11)および前記スクリューコンベア(12)を低速回転して前記洗浄液(9)を前記固形分排出口(11c)から排出する下部洗浄工程(C2)を実行すること、を特徴とする。
The invention described in
請求項3に記載された発明は、請求項2に記載の立型固液分離機(10)であって、前記洗浄工程実行装置(30)は、前記主速電動機(22)により、前記下部洗浄工程(C2)よりも前記回転ボウル(11)および前記スクリューコンベア(12)を高速回転しながら、前記差速電動機(24)により前記下部洗浄工程(C2)よりも前記差速を大きくして、前記洗浄液(9)を前記分離液排出口(13a)から排出する上部洗浄工程(C1)を実行すること、を特徴とする。
Invention of
請求項4に記載された発明は、請求項1ないし請求項3のずれか一項に記載の立型固液分離機(10)であって、前記上部洗浄工程(C1)と、前記下部洗浄工程(C2)と、を所定回数交互に繰り返すことを特徴とする。
The invention described in
請求項5に記載された発明は、請求項1ないし請求項4のずれか一項に記載の立型固液分離機(10)であって、固液分離工程(B)が所定時間稼働して終わり、前記洗浄工程(C)が所定時間稼働して終わると、原液(17)の供給の有無を確認し、有りの場合は、再度、前記固液分離工程(B)を行う共に、前記固液分離工程(B)の途中において、請求項1ないし請求項4のずれか一項に記載の立型固液分離機(10)であって、原液(17)の供給が無しの場合は、原液電動弁(6a)を閉弁し、前記洗浄工程(C)を行うことを特徴とする。
The invention described in
請求項1に係る発明によれば、立型固液分離機は、洗浄工程を実行する洗浄工程実行装置を備えたことにより、洗浄工程の自動化ができるため、固液分離工程を含めた固液分離・洗浄および停止等の全自動化が可能になる。これにより、夜間無人運転が可能な自動洗浄を備えた立型固液分離機を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, since the vertical solid-liquid separator is equipped with the cleaning process execution device that executes the cleaning process, the cleaning process can be automated. Full automation such as separation / washing and stopping becomes possible. Thereby, the vertical solid-liquid separator provided with the automatic washing | cleaning which can perform an unattended operation at night can be provided.
請求項2に係る発明によれば、下部洗浄工程の実行は、主速電動機を低速回転したことにより、遠心効果を抑えるため、固形分は回転ボウルの下部に集まり、下部洗浄ができる。また、固形分は固形分排出口から排出することができる。 According to the second aspect of the present invention, the lower washing process is performed by rotating the main-speed motor at a low speed, so that the centrifugal effect is suppressed, so that the solid content gathers in the lower part of the rotating bowl and the lower part can be washed. Moreover, solid content can be discharged | emitted from a solid content discharge port.
請求項3に係る発明によれば、上部洗浄工程の実行は、主速電動機を高速回転したことにより、回転ボウルの上部に遠心効果を得ることができ、この遠心効果で回転ボウルおよびスクリューコンベアの上半分を洗浄する。また、前記下部洗浄工程よりも差速を大きくしたことにより、スクリューコンベアが内部を攪拌して洗浄すると共に、洗浄液を上部の分離液排出口から排出することができる。 According to the third aspect of the present invention, the upper cleaning process can be performed by rotating the main speed motor at a high speed, thereby obtaining a centrifugal effect on the upper part of the rotating bowl. Wash the upper half. Further, since the differential speed is made larger than that in the lower cleaning step, the screw conveyor can stir and clean the inside, and the cleaning liquid can be discharged from the upper separated liquid discharge port.
請求項4に係る発明によれば、洗浄工程を実行する洗浄工程実行装置は、上部洗浄工程と、下部洗浄工程とを所定回数、交互に繰り返すことにより、機内の固形分を除去して十分な洗浄度に仕上げることができる。
According to the invention which concerns on
請求項5に係る発明によれば、多量の原液の固液分離作業であっても、その日の固液分離作業の中で洗浄工程を設けることができ、機内へ固形分が固着するのを未然に防止することができる。
また、固液分離工程の途中において、原液の供給が無しの場合は、洗浄工程を行い、引き続き、立型固液分離機の機械停止工程により機械を自動停止することができるため、自動洗浄システムを付加したことにより、立型固液分離機の省人化、無人化を図ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, even in a solid-liquid separation operation of a large amount of undiluted solution, a washing process can be provided in the solid-liquid separation operation of the day, and solid matter is prevented from adhering to the machine. Can be prevented.
In the middle of the solid-liquid separation process, if the stock solution is not supplied, the washing process can be performed and the machine can be automatically stopped by the machine-stopping process of the vertical solid-liquid separator. By adding, it is possible to save labor and unmanned vertical solid-liquid separators.
実施形態に係る洗浄工程実行装置を備えた立型固液分離機を、図面を参照して詳細に説明する。
<立型固液分離機の構成>
図1に示すように、立型固液分離機10は、立型構造であり、遠心効果(遠心力ともいう)を利用して原液を固形分と分離液に分離する立型の固液分離機である。
立型固液分離機10は、連続した固液分離処理を可能とし、自動洗浄を可能とする洗浄工程実行装置30を備えた立型固液分離機10である。
立型固液分離機10は、機械本体のベースとなる架台14に外筒ケース13が一体に固定されている。外筒ケース13は、円筒状の回転ボウル11を包囲するように円筒状に形成され、回転ボウル11が回転自在に支持されている。また、回転ボウル11とスクリューコンベア12は主速電動機22によってベルト駆動され、同一方向へ回転される。さらに、スクリューコンベア12は差速電動機24にベルト駆動され、差速減速機23を介して回転される。スクリューコンベア12は回転ボウル11に対して同軸に回転自在に支持されている。
A vertical solid-liquid separator including a cleaning process execution device according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
<Configuration of vertical solid-liquid separator>
As shown in FIG. 1, the vertical solid-
The vertical solid-
In the vertical solid-
原液供給管15は、回転ボウル11の円筒部11bの上部端板の中心部に突出する挿管孔から挿入され、原液(スラリーともいう)17をスクリューコンベア12内の下部中央の位置まで供給する。
また、スクリューコンベア12の下部中央には、原液供給管15によって供給された原液17を分流リブ板16bによって均一に分流する分流部16が備えられている。
さらに、図1に示すように、原液供給管15へ原液17を供給する流路には、原液電動弁6aが配置され、原液17の有無を検出する光センサ4が配置されている。
したがって、原液17は、図示しない原液貯蔵タンクのポンプにより供給され、光センサ4と原液電動弁6aを介して回転ボウル11内の原液供給管15へ供給される。
The stock
Further, at the lower center of the
Further, as shown in FIG. 1, the stock solution
Therefore, the stock solution 17 is supplied by a pump of a stock solution storage tank (not shown), and is supplied to the stock
回転ボウル11は、外筒ケース13内に回転自在に支持されて包囲され、下部のテーパ部11aと、このテーパ部11aの屈曲部11fから上部の円筒部11bとからなる。
当然ながら、回転ボウル11の下部のテーパ部11aと上部の円筒部11bの形状の違いにより直径が異なるため、遠心効果(遠心力)は、テーパ部11aよりも、直径が大きい円筒部11bの方が大きく作用する。
The rotating
Naturally, since the diameter differs depending on the shape of the lower
スクリューコンベア12は、スクリューコンベア軸の外周面に螺旋状の上部スクリュー羽根12aと下部スクリュー羽根12bが形成され、前記した回転ボウル11の形状に合わせて、回転自在に挿着されている。
しかしながら、回転ボウル11の下部と上部との形状の違いにより遠心効果が異なるため、分離液18は、遠心力の大きい上方へ向かい、上方からオーバーフローして分離液排出口13aより排出される。固形分19は、下部に集まり、スクリューコンベア12の差速によって下部スクリュー羽根12bにより下方へ掻き出され、固形分排出口11cから排出される。
また、円筒状のスカート20は、材質がゴム製からSUS材の薄板に変更されて外筒ケース13に接続されている。スカート20の材質の変更により、表面が鏡面仕上げのスカート20に固形分19は付着しにくくなっているが、それでも固形分19は、内周面20aに付着する。
The
However, since the centrifugal effect varies depending on the difference in shape between the lower part and the upper part of the
The
<洗浄液供給装置>
洗浄液供給装置26は、原液供給管15の上部先端の左側には洗浄液(以下、洗浄水)9を供給する洗浄液供給口8が設けられ、その手前には洗浄水9を供給する洗浄液用弁6bが配置されている。洗浄液電動弁6bは手動弁であってもよいが、フラッシング電動弁6bが好適である。つまり、洗浄液供給装置26は、洗浄液用弁6bと、洗浄液供給口8と、洗浄水9等を含む装置となっている。
<Cleaning liquid supply device>
The cleaning
<立型固液分離機による固液分離>
図1に示すように、主速電動機22は、大きいモータで例えば高速回転の2200min−1であり、回転ボウル11とスクリューコンベア12を同一方向に回転させ、原液17に対して遠心効果を与える。回転ボウル11の形状は下部がテーパ状に縮径され、上部が円筒状に形成されており、直径が大きい円筒部11dの方が、テーパ部11eより遠心効果は大きい。
分離液18は、回転ボウル11の遠心効果が大きい円筒部11dの上方へ上がって行き、上方からオーバーフローして分離液排出口13aより分離液18が排出される。
そこで、固形分19を下方へ掻き出すために、差速減速機23を介して、回転ボウル11とスクリューコンベア12との回転数に差速をもたせる差速電動機24により、スクリューコンベア12の回転は、回転数2190min−1が好適であり、差速10min−1をもうけて、内部を攪拌しながら下部スクリュー羽根12bにより掻き出す。
つまり、下部スクリュー羽根12bは、例えば、差速10min−1であれば、下部スクリュー羽根12bが毎分10ピッチ分、下部に移動するため、内部を攪拌できる。また、固形分19は下方に搬送され、固形分排出口11cから排出され、受け皿14bに落下する。
差速減速機23の採用は、例えば減速比を150:1とすれば、差速電動機24は出力が1/150のモータでよく、小さな出力のモータを採用することができる。また、1回転遅い2199回転にモータを制御するのは容易でないが、差速減速機23を介することにより、150回転低い2050回転に制御すればよく、回転数に多少のバラツキが出たとしても、その影響度は1/150になるため、影響がないというメリットがある。
<Solid-liquid separation by vertical solid-liquid separator>
As shown in FIG. 1, the
The
Therefore, in order to scrape the
That is, if the
For example, if the reduction ratio is 150: 1, the differential
<立型固液分離機による洗浄>
洗浄は、上部洗浄と、下部洗浄の2つに分かれており、洗浄を実行する洗浄工程実行装置30は、上部洗浄工程C1と、下部洗浄工程C2と、を所定回数、例えば5回交互に繰り返す。
<上部洗浄>
主速電動機22は、例えば高速回転の1500min−1が好適であり、回転ボウル11に対するスクリューコンベア12の回転数は、差速5min−1が好適である。
これにより、回転ボウル11の上部に対して遠心効果を与え、上部の洗浄を行う。
また、大きな差速10min−1 と、小さな差速1min−1 との中間の差速5min−1により、攪拌を行い、残留している固形物を排出する。
<下部洗浄>
主速電動機22は、例えば低速回転の400min−1であり、回転ボウル11に対するスクリューコンベア12の回転数は、差速1min−1が好適である。
これにより、回転ボウル11の下部に対する低速の遠心効果により、洗浄液を固形分排出口11cにより落下させると共に、差速1min−1によりスクリューコンベア12内部の固形分を洗い流し、スカート内部も洗浄する。
<Washing by vertical solid-liquid separator>
There are two types of cleaning, upper cleaning and lower cleaning. The cleaning
<Upper cleaning>
The
Thereby, the centrifugal effect is given to the upper part of the
Further, a large differential speed 10min -1, the intermediate differential gear 5min -1 with small differential speed 1min -1, perform stirring, to discharge the solids remaining.
<Lower cleaning>
The
As a result, due to the low-speed centrifugal effect on the lower part of the
<洗浄工程実行装置>
洗浄工程実行装置30は、洗浄工程C(図3参照)を実行する装置である。
図2に示すように、洗浄工程実行装置30は、コントローラ3の記憶部31には固液分離・洗浄プログラム311が記憶されて格納されており、また、タイマ33、カウンタ34を備え、固液分離・洗浄処理部32には、上部洗浄処理部323aと下部洗浄処理部323bからなる洗浄処理部323が設けられている。
さらに、洗浄工程実行装置30は、主速電動機22、差速減速機23、差速電動機24等を制御する制御盤5を有し、また、洗浄液電動弁6b等の開閉を制御する。
<Washing process execution device>
The cleaning
As shown in FIG. 2, the cleaning
Further, the cleaning
洗浄工程実行装置30は、図1に示すように、原液供給管15に洗浄液9を供給する洗浄液供給装置26と、洗浄液供給装置26により原液供給管15に洗浄液9を供給し、スクリューコンベア12を回転して洗浄液9を分離液排出口13aおよび固形分排出口11cのうち少なくとも一方から排出する洗浄工程C(図3参照)を実行するに必要な装置をいう。
また、洗浄工程実行装置30は、スクリューコンベア12を大きな差速(例えば、5min−1)で回転して、洗浄液9を上部に設けられた分離液排出口13aから排出する上部洗浄工程C1を実行するとともに、スクリューコンベア12を小さな差速(例えば、1min−1)で回転して、洗浄液9を下部に設けられた固形分排出口11cから排出する下部洗浄工程C2を実行する。
さらに、洗浄工程Cを実行する洗浄工程実行装置30は、上部洗浄工程C1と、下部洗浄工程C2と、を所定回数交互に繰り返す。
As shown in FIG. 1, the cleaning
Further, the cleaning
Furthermore, the cleaning
<立型固液分離機の洗浄工程>
図1に示すように、洗浄工程実行装置30は、原液電動弁6aが閉弁すると、今度は洗浄液電動弁6bが開弁し、洗浄水9は原液供給管15によって導かれ、分流リブ板16bによって分流する分流部16からスクリュー羽根12aに噴射し、一日分の汚れを洗い落す。
汚れが顕著なところは、図1に2点鎖線で示すように、上部Hと下部Lである。
すなわち、固形分19が上部スクリュー羽根12aと下部スクリュー羽根12bの外周に集中する。さらに、固形分19を排出する固形分排出口11cとスカート20の内周面20aである。
<Washing process of vertical solid-liquid separator>
As shown in FIG. 1, in the cleaning
As shown by the two-dot chain line in FIG.
That is, the
そこで、洗浄工程実行装置30は、回転ボウル11とスクリューコンベア12を上部Hと下部Lとの2つに区分けをして、それぞれに最適な回転数と少々の差速の回転数にして上部洗浄工程C1と、下部洗浄工程C2とを交互に洗浄し、所定回数繰り返して洗浄する。一回20分とすると所定の回数は、例えば5回が好適である。一回20分とする洗浄時間を合計して一回の洗浄で済ませる洗浄方法では洗浄効果は発揮できない。その結果、狙いの洗浄度を得るには問題があることが判っている。洗浄度を高めるにはこのような複数回の繰り返しがよく、ここでは上下交互に5回ずつ繰り返すことで、洗浄度が高まり、洗浄効果が保証できるレベルになる。
このように、洗浄工程実行装置30を備えた立型固液分離機10による洗浄工程Cにおける洗浄作業は、人が介在することなく全自動である。また、洗浄水9は、固形分19の材質によって異なるが、塩素を含まない工業用水や地下水が好適であり、塩素を取り除いた水道水であってもよい。
Therefore, the cleaning
As described above, the cleaning operation in the cleaning process C by the vertical solid-
<上部洗浄工程C1>
上部洗浄工程の上部とは、図1に示すように、円筒ボウル11の円筒部11dとテーパ部11eの屈曲部11fを境にした上部H(図1の中で2点鎖線で示す)をいう。
上部洗浄工程C1の洗浄は、主速電動機22の回転数N8は、例えば、1500min−1とし、差速の回転数N7を5min−1及び差速減速機23の減速比N11を1/150とすると、差速電動機24の回転数N9は750min−1となり、上部Hの洗浄が攪拌されて効果的に洗浄ができる。洗浄水9を洗浄液供給口8より供給し、回転ボウル11とスクリューコンベア12のそれぞれの回転数に差速をもたせ、内部を攪拌・洗浄しながら、分離液排出口13aより固形分19と洗浄水9を排出する。この場合、分離液排出口13aより固形分19と洗浄水9の両方が排出される。
<Upper cleaning process C1>
As shown in FIG. 1, the upper part of the upper cleaning step means an upper part H (indicated by a two-dot chain line in FIG. 1) bordering on a
Cleaning of the upper washing step C1, the rotation number N8 of the main speed
<下部洗浄工程C2>
下部とは、図1に示すように、円筒ボウル11の円筒部11dとテーパ部11eに屈曲部11fを境にした下部Lをいう。
下部L・洗浄工程C2の洗浄は、主速電動機22の回転数N4は、例えば、400min−1とし差速の回転数N6を1min−1とすれば、差速電動機の回転数N5は、例えば、250min−1が好適である。主速電動機22の小さな回転数により遠心効果(遠心力)を弱めにして行うと、下部Lの洗浄が効果的に洗浄できる。洗浄水9を洗浄液供給口8より供給し、差速により内部を攪拌・洗浄しながら、固形分排出口11cよりスカート20に向かって固形分19と洗浄水9の両方が排出される。また、スカート20の内周面も一緒に洗浄される。
<Lower cleaning step C2>
As shown in FIG. 1, the lower portion refers to a lower portion L having a
The cleaning of the lower L · washing step C2, the rotational speed N4 of the
<洗浄工程実行装置を備えた立型固液分離機の構成>
図2は、立型固液分離機の機能ブロック図である。
立型固液分離機10は、文字や図形や画像などを表示する表示部1と、ユーザーの操作によって入力する入力部2と、この立型固液分離機10を制御するコントローラ3とを備えている。
表示部1は、例えば液晶モニタなどで構成され、文字、図形、画像等を表示する。表示部1は、ユーザーに操作情報などを表示する。
入力部2は、操作盤(図示せず)に設けられ、ユーザーの操作によって入力され、その入力情報をコントローラ3に出力するものである。
コントローラ3は、この立型固液分離機10を統括して制御する。コントローラ3は、例えばフラッシュメモリなどである記憶部31と、固液分離・洗浄プログラム311と、固液分離・洗浄処理部32(シーケンス・プログラム実行手段)と、タイマ33、カウンタ34等を備えている。
記憶部31(記憶手段)は、1または複数の固液分離・洗浄プログラム311を記憶している。固液分離・洗浄プログラム311は、原液17の固液分離をして、立型固液分離機10を洗浄し、所定時間は経過すれば、自動洗浄を行い、原液17の供給がなくなれば、自動洗浄後に立型固液分離機10を自動停止する。
<Configuration of vertical solid-liquid separator equipped with a cleaning process execution device>
FIG. 2 is a functional block diagram of the vertical solid-liquid separator.
The vertical solid-
The
The
The
The storage unit 31 (storage means) stores one or a plurality of solid-liquid separation /
コントローラ3は、例えば図示しないCPU(Central Processing Unit)が、この立型固液分離機10の固液分離・洗浄プログラム311を実行することにより、固液分離・洗浄処理部32を起動する。
For example, a CPU (Central Processing Unit) (not shown) executes the solid-liquid separation /
固液分離・洗浄処理部32は、固液分離・洗浄プログラム311の各ステップを読みこんで、順番で実行するもので、最初に、機械起動を処理する機械起動処理部321と、固液分離を処理する固液分離処理部322と、洗浄を処理する上部洗浄処理部323a、下部洗浄処理部323bからなる洗浄処理部323と、機械停止を処理する機械停止処理部324等を備えている。
また、コントローラ3のタイマ33は、一日24時間のうち、一日の最後に行う洗浄時間、例えば3時間20分を計測する。また、タイマ33が、一日の24時間から3時間20分を差し引いた20時間40分を計測するまで、固液分離作業を行う。
また、洗浄回数nが、n=5になったかカウントをし、それまで洗浄作業を繰り返す。
The solid-liquid separation /
In addition, the
Further, it is counted whether the number of times of cleaning n reaches n = 5, and the cleaning operation is repeated until then.
さらに、立型固液分離機10は、主速電動機22と、差速減速機23と、差速電動機24と、各電動弁の開閉を制御し、電動機の起動・停止を制御する制御盤5を備えている。
Furthermore, the vertical solid-
制御盤5は、機械起動処理部321、固液分離処理部322、洗浄処理部323(上部洗浄処理部323a、下部洗浄処理部323b)、または、機械停止処理部324からの指令を受けて、差速減速機23を介して、主速電動機22の設定された所定の回転数に対して、所定の差速を持たせ、より低速の回転数に差速電動機24の回転数を変更し制御する。
主速電動機22と差速電動機24は、インバータ制御の電動機であり、可変差速が可能である。主速電動機22と差速電動機24の回転数の変更は、インバータにより制御される。
また、制御盤5は、原液17を供給・遮断する原液電動弁6aと、洗浄水9の供給・遮断する洗浄液電動弁(フラッシュ電動弁)6bとを制御する。
さらに、制御盤5は、電動機の起動・停止の指令を受けてオイルユニット7aと主電源の遮断装置7bの起動・停止を行うほか、主速電動機22と差速電動機24の起動・停止を行う。
The
The
Further, the
Further, the
差速減速機23は、2段以上で減速する遊星歯車機構である。差速減速機23の高速軸と低速軸は同一芯上にあり、しかも、同一方向に回転する。減速比N11は1/150が好適である。
主速電動機22は、差速減速機23を含めた回転ボウル11とスクリューコンベア12の全体を、例えば2200min−1で同一方向に回転させる。
差速は、スクリューコンベア12のみに回転差を与えるものである。
スクリューコンベア12と差速減速機23の出力部は、中で連結されており、差速減速機23の入力軸を減速することにより差速が生じることができるようになっている。
差速減速機23の入力軸は、差速電動機24により駆動される。また、差速減速機23の入力軸と、差速減速機23の出力部の間には減速比1/150があり、与える差速と減速比の積分だけ差速電動機を減速させることができる。
例えば、主速電動機22の回転数:2200min−1、減速比:1/150、差速:10min−1とした場合、差速減速機23を介しての差速電動機24の回転数は、2200−(150×10)=700min−1となる。
また、インバータによる電動機の回転数制御は、電圧を変えるPAM方式(Pulse Amplitude Modulation)により、無段階に回転数を変えることができる。また、インバータによる電動機の回転数制御は、もう一つ、従来から使われているインバータの電流流通率を変えて出力電圧を制御するPWM方式(Pulse Width Modulation)があるが、どちらでも構わない。
The
The
The differential speed gives a rotational difference only to the
The output part of the
The input shaft of the
For example, when the rotational speed of the
Moreover, the rotation speed control of the electric motor by an inverter can change a rotation speed steplessly by the PAM system (Pulse Amplitude Modulation) which changes a voltage. In addition, there is another PWM method (Pulse Width Modulation) for controlling the output voltage by changing the current flow rate of the inverter that has been used in the past.
図4は、工程A〜工程Dを説明するためのチャート図である。
図4に示すように、立型固液分離機10の工程は、工程Aの機械起動工程と、工程Bの固液分離工程と、工程Cの洗浄工程と、工程Dの機械停止工程によって構成されている。
FIG. 4 is a chart for explaining the steps A to D.
As shown in FIG. 4, the process of the vertical solid-
<機械起動の工程A>
図3は、立型固液分離機の固液分離工程と洗浄工程を含むフローチャートである。
図3に示すように、作業者が立型固液分離機10の主電源の起動釦を押し、自動運転スタート釦を押す(S10)。このほか、作業者は、図示しない原液貯蔵タンク用ポンプ等を起動する。
これにより、コントローラ3の記憶部3の固液分離・洗浄プログラム311(図2参照)が起動し、自動で立型固液分離機10の軸受部に潤滑油を供給するオイルユニット7a(図2参照)の起動(S11)、主速電動機22の起動(S12)、および、差速電動機24の起動(S13)が行われる。
<Machine startup process A>
FIG. 3 is a flowchart including a solid-liquid separation process and a cleaning process of the vertical solid-liquid separator.
As shown in FIG. 3, the operator presses the start button of the main power source of the vertical solid-
As a result, the solid-liquid separation / washing program 311 (see FIG. 2) of the
<固液分離の工程B>
固液分離の工程Bは、シーケンス・プログラムにより、全自動運転される。主速電動機22、差速電動機24は、インバータ制御される電動機である。
主速電動機22の回転数N1は、例えば2200min−1にて回転させる(S14)。差速電動機24の回転数N2は、例えば700min−1にて回転させる(S15)。この時の差速の回転数N3は、10min−1である。
原液電動弁(6a)を開弁する(S16)。
原液17の供給はあるか?(S17)を、例えば、レーザー光等の光センサ4で検出し、有りの「Yes」ならば、つぎの固液分離作業(S18)を行う。無しの「No」ならば、固液分離作業(S18)を終了し、原液電動弁6aを閉弁する(S20)。
固液分離作業(S18)は、原液供給管15から原液17が供給される。そして、回転ボウル11内に供給された原液17を回転ボウル11の内壁に均一に配置した分流リブ板16bを有する分流部16によって分流する。そして、回転ボウル11に流入させ、遠心効果により、分離液18と固形分19とを分離する固液分離を開始する。そして、分離液18は、上方へ向かい、オーバーフローして分離液排出口13aから排出され、固形分19は、スクリュー羽根12aによる掻き出しにより、固形分排出口11cから排出され、受け皿14bに落下する。
所定の稼働時間(例えば、図5参照の20時間40分)が経過したか?(S19)の「Yes」ならば、一旦、固液分離作業を終了し、原液電動弁6aを閉弁する(S20)。
<Step B of solid-liquid separation>
The solid-liquid separation step B is fully automated by a sequence program. The
The rotation speed N1 of the
The stock solution electric valve (6a) is opened (S16).
Is there a supply of stock solution 17? If (S17) is detected by, for example, the
In the solid-liquid separation operation (S18), the stock solution 17 is supplied from the stock
Has a predetermined operating time (for example, 20 hours and 40 minutes shown in FIG. 5) passed? If “Yes” in (S19), the solid-liquid separation operation is once ended, and the stock solution
<洗浄工程C>
図3に示す洗浄工程Cは、洗浄工程実行装置30が稼働し、自動洗浄する。立型固液分離機10の回転ボウル11とスクリューコンベア12の回転数を最適な回転数に変更し、その回転数を制御して洗浄作業を全自動で行う。
図3に示すフローチャートのS21〜S30を実行することにより、洗浄作業が行なわれ、立型固液分離機10の省力化、夜間無人化を可能にすることができる。
図3に示すように、洗浄液(フラッシング)電動弁6bを開弁する(S21)。
(上部H・洗浄工程C1)
主速電動機22の回転数を例えば、回転数N8の1500min−1に回転数を設定(S22)し、差速の回転数N7を5min−1 とする差速電動機24を回転数N9の750min−1に回転数を設定(S23)する。高速回転による遠心効果(692G)によって上部Hを洗浄する(S24)。この洗浄する時間は、タイマ33(図2参照)により例えば20分計測される。
(下部L・洗浄工程C2)
主速電動機22の回転数を例えば、回転数N4の400min−1に回転数を設定(S25)し、差速の回転数N6を1min−1 とする差速電動機24を回転数N5の250min−1に回転数を設定(S26)する。これにより、低速回転による遠心効果(49G)によって下部Lを洗浄する(S27)。この洗浄する時間は、タイマ33(図2参照)により例えば、約20分が好適である。
したがって、洗浄時間の所用時間は、20分×10となり、3時間20分となる。
<Washing process C>
In the cleaning process C shown in FIG. 3, the cleaning
By performing S21 to S30 of the flowchart shown in FIG. 3, a cleaning operation is performed, and labor saving of the vertical solid-
As shown in FIG. 3, the cleaning liquid (flushing) motor operated
(Upper H / Washing process C1)
For example, the rotational speed of the
(Lower L / Washing process C2)
For example, the rotational speed of the
Therefore, the required time for the cleaning time is 20 minutes × 10, which is 3 hours and 20 minutes.
この上部H・洗浄工程C1と下部L・洗浄工程C2の洗浄で、カウンタ34(図2参照)は、洗浄が終った洗浄回数nのカウントを1回とする。洗浄が終ると洗浄回数nをカウントし、洗浄回数n=5になったか?(S28)を演算部(図示せず)が演算し判定する。「No」ならば、S22に移行し、「Yes」ならば、次のS29の処理を行い、洗浄液(フラッシング)電動弁6を閉弁する(S29)。
原液17の供給の有無を、光センサ4が検出(S30)し、「有」の「Yes」ならば、固液分離の工程Bの最初の(S14)に移行し、「無」の「No」ならば、機械停止の工程Dに進む。
In the cleaning of the upper H / cleaning step C1 and the lower L / cleaning step C2, the counter 34 (see FIG. 2) counts the number of cleanings n after the cleaning is one. When washing is completed, the number of washings n is counted, and has the number of washings n = 5? A calculation unit (not shown) calculates (S28) and determines. If “No”, the process proceeds to S22, and if “Yes”, the process of the next S29 is performed, and the cleaning liquid (flushing) motor-operated valve 6 is closed (S29).
The presence or absence of the stock solution 17 is detected by the optical sensor 4 (S30). If “Yes” is “Yes”, the process proceeds to the first (S14) of the solid-liquid separation step B, and “No” is “No”. ", The process proceeds to the machine stop step D.
以上の洗浄工程Cにより、機内に堆積した固形分19がきれいに洗浄され、固形分19はほとんど機外に排出される。
また、この洗浄作業の洗浄時間(3時間20分)の時間帯は、図5に示すように、作業者が帰宅した夜間無人になった工場において行うが、これ以外であっても構わない。
Through the above-described cleaning step C, the
Further, as shown in FIG. 5, the cleaning time (3 hours and 20 minutes) of this cleaning operation is performed in a factory that is unattended at night when the worker returns home, but other time may also be used.
<機械停止の工程D>
図3に示すように、シーケンス・プログラムによる指令によりに、差速「0」にする回転数、例えば、主速電動機22の回転数N4の400min−1に対して、差速電動機24の回転数N10の400min−1に変更して同期回転させる(S31)。
シーケンス・プログラムによる指令により差速電動機24を停止する(S32)。
主速電動機22を停止する(S33)。
オイルユニット7aを停止(S34)する。
機械本体の主電源を遮断する(S35)。
このように、シーケンス・プログラムにより、機械起動工程、固液分離工程、洗浄工程、機械停止工程に亘る全自動化を図ることができる。
<Machine stop process D>
As shown in FIG. 3, the rotational speed of the
The
The
The
The main power supply of the machine body is shut off (S35).
As described above, the sequence program can achieve full automation over the machine starting process, the solid-liquid separation process, the cleaning process, and the machine stopping process.
図5は、72時間を要する分量の固液分離作業を想定し、原液の固液分離作業と洗浄作業を実施する実施例の日程を示し、各工程を示すチャート図である。
なお、仕様変更に伴うスクリューコンベア12の交換作業は、ここでの説明から除外する。また、作業者は、朝8時から18時まで工場勤務時間し、一日(24時間)のうち、固液分離作業は、洗浄時間の3時間20分を差し引いた20時間40分とする。
<1日目>
図5に示すように、朝8時に作業者が立型固液分離機10の主電源を起動(工程A)し、固液分離作業(工程B)を20時間40分稼動し、翌日の4時40分に一旦固液分離作業を終了し、つづいて3時間20分の洗浄作業(工程C)を行い、その日に堆積した固形分19を洗浄工程Cによってすべて洗い流し、朝8時に終了する。
<2日目>
朝8時に固液分離作業(工程B)を20時間40分稼動した後、一旦固液分離作業を終了し、3時間20分の洗浄作業(工程C)を行う。
<3日目>
朝8時に固液分離作業(工程B)を20時間40分稼動した後、一旦固液分離作業を終了し、3時間20分の洗浄作業(工程C)を行う。
<4日目>
朝8時に固液分離機が自動運転により起動し、10時間稼働した後、光センサ4により原液17の供給が終了の信号が入ると、固液分離作業(工程B)を終了し、引き続き、洗浄作業(工程C)に移行する。
このように、本願発明の効果は、洗浄作業(工程C)を含み連続無人運転ができることである。また、洗浄作業(工程C)により、その日の固形分19の堆積や付着は、その日のうちに取り除く。さらに、途中で原液17の供給が終了した場合、その後に洗浄作業(工程C)を行うようになっている。
FIG. 5 is a chart showing each step, showing the schedule of an embodiment in which the solid-liquid separation work and the washing work of the stock solution are performed assuming a solid-liquid separation work that requires 72 hours.
In addition, the exchange operation | work of the
<
As shown in FIG. 5, an operator starts the main power source of the vertical solid-
<
After the solid-liquid separation operation (step B) is operated for 20 hours and 40 minutes at 8:00 in the morning, the solid-liquid separation operation is once ended, and the cleaning operation (step C) is performed for 3 hours and 20 minutes.
<
After the solid-liquid separation operation (step B) is operated for 20 hours and 40 minutes at 8:00 in the morning, the solid-liquid separation operation is once ended, and the cleaning operation (step C) is performed for 3 hours and 20 minutes.
<
When the solid-liquid separator is started by automatic operation at 8:00 am and operated for 10 hours, when the signal of the supply of the stock solution 17 is received by the
Thus, the effect of this invention is that a continuous unattended operation is possible including a washing operation (process C). In addition, due to the cleaning operation (step C), the accumulation and adhesion of the
洗浄作業(工程C)が終了すると、主速電動機22と差速電動機24との差速をゼロにして同期回転させた後、図示しないスイッチ回路により差速電動機24を回転停止し、主速電動機22を回転停止。オイルユニット7aを停止し、原液貯蔵タンク用ポンプを停止、立型固液分離機10の主電源の遮断装置7bにより主電源を遮断する。
この結果、自動洗浄システムを付加した立型固液分離機10においては、一日20時間40分稼働による無人化、省人化が可能になったため、稼動率は2倍以上向上する。また、機械の自動電源遮断による機械の停止作業まで可能であるため、作業者が不在にできる。これにより、例えば、一日14.0H、月で280H、年間で280H×12で、年間3360Hのコスト低減を図ることができる。
When the cleaning operation (step C) is completed, the
As a result, in the vertical solid-
なお、本発明はその技術的思想の範囲内で種々の改造、変更が可能である。
固液分離作業が連日延々と続く場合、立型固液分離機10の固液分離・洗浄は、工程A→工程B→工程C、工程B→工程C、工程B→工程C…と繰り返し、最後に工程B→工程C→工程Dとすればよい。この固液分離・洗浄のシステムは、原液17の大小に拘わらず、対応ができる。
さらに、夜間無人運転の24時間運転の場合、2つに分け、10時間20分の固液分離作業と1時間40分の洗浄作業の12時間を2セット行うようにすれば、固形分19の堆積がより少ないことから、固形分19の洗い流しがより厳格にできる。
また、無人化工場にして、この洗浄工程Cを稼働させることにより、月20日で66H、年間で66H×12で、792Hのコスト低減を図ることができる。
洗浄工程Cの洗浄工程実行装置による洗浄方法は、最適な条件で洗浄ができるように、自動洗浄システムとなっており、毎日、固液分離作業の最後に実施することにより、高い洗浄度の状態を維持することができる。また、原液の入れ替えがあっても、即スタートすることができる。今回、開発した洗浄工程実行装置を備えた立型固液分離機は、従来の固液分離工程に、機械起動工程、洗浄工程、機械停止工程を付加し、全自動化を図る自動システムである。
The present invention can be modified and changed in various ways within the scope of the technical idea.
When the solid-liquid separation operation continues continuously every day, the solid-liquid separation / washing of the vertical solid-
Furthermore, in the case of 24-hour unattended operation at night, if two sets of 12 hours of solid-liquid separation work for 10 hours and 20 minutes and washing work for 1 hour and 40 minutes are performed, the solid content of 19 Since there is less deposition, the
In addition, by operating this cleaning process C in an unmanned factory, the cost can be reduced by 792H at 66H on the 20th of the month and 66H × 12 per year.
The cleaning method by the cleaning process execution device of cleaning process C is an automatic cleaning system so that cleaning can be performed under optimum conditions, and it is performed at the end of the solid-liquid separation operation every day, so that the state of high cleaning degree is high. Can be maintained. Moreover, even if the stock solution is replaced, it can be started immediately. The newly developed vertical solid-liquid separator equipped with a cleaning process execution device is an automatic system that adds a machine start-up process, a cleaning process, and a machine stop process to the conventional solid-liquid separation process to achieve full automation.
1 表示部
2 入力部
3 コントローラ
4 光センサ
5 制御盤
6a 原液電動弁
6b 洗浄液電動弁(フラッシング電動弁)
7a オイルユニット
7b 主電源の遮断装置
8 洗浄液供給口
9 洗浄液(洗浄水)
10 立型固液分離機
11 回転ボウル
11a テーパ部
11b 円筒部
11c 固形分排出口(固形分の排出口)
11d 円筒部
11e テーパ部
11f 屈曲部
12 スクリューコンベア
12a 上部スクリュー羽根
12b 下部スクリュー羽根
13 外筒ケース
13a 分離液排出口(分離液の排出口)
13c、14c フランジ部
14 架台
14b 受け皿
15 原液供給管
16 分流部
16a 分流リブ板
17 原液(原液スラリー)
18 分離液
19 固形分(微粉)
20 スカート
20a 内周面
22 主速電動機
23 差速減速機
24 差速電動機
26 洗浄液供給装置
30 洗浄工程実行装置
A 機械起動工程
B 固液分離工程
C 洗浄工程
C1 上部(H)洗浄工程
C2 下部(L)洗浄工程
D 機械停止工程
H 上部
L 下部
N1 主速電動機の回転数(2200min−1)
N2 差速電動機の回転数(700min−1)
N3 差速の回転数(10min−1)
N4 主速電動機の回転数(400min−1)
N5 差速電動機の回転数(250min−1)
N6 差速の回転数(1min−1)
N7 差速の回転数(5min−1)
N8 主速電動機の回転数(1500min−1)
N9 差速電動機の回転数(750min−1)
N10 差速電動機の回転数(400min−1)
N11 差速減速機の減速比(1/150)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
13c,
18 Separating
20
Number of rotations of N2 differential speed motor (700 min −1 )
N3 Differential speed rotation speed (10min- 1 )
N4 Main speed motor speed (400min -1 )
N5 Differential speed motor speed (250 min −1 )
N6 Differential speed (1 min -1 )
N7 Speed of differential speed (5 min -1 )
Number of rotations of N8 main speed motor (1500 min −1 )
Number of rotations of N9 differential speed motor (750 min −1 )
Number of rotations of N10 differential speed motor (400 min −1 )
N11 Differential speed reduction gear ratio (1/150)
Claims (5)
前記原液(17)を分離液(18)と固形分(19)に固液分離して、前記分離液(18)を上部に設けられた分離液排出口(13a)から排出し、前記固形分(19)を下部に設けられた固形分排出口(11c)から排出する固液分離工程を実行する立型固液分離機(10)であって、
前記原液供給管(15)に洗浄液(9)を供給する洗浄液供給装置(26)と、
前記洗浄液供給装置(26)により前記原液供給管(15)に洗浄液(9)を供給し、
前記差速電動機(24)により前記差速をもたせて前記回転ボウル(11)および前記スクリューコンベア(12)を回転しながら、前記洗浄液(9)を前記分離液排出口(13a)および前記固形分排出口(11c)のうち少なくとも一方から排出する洗浄工程(C)を実行する洗浄工程実行装置(30)と、
を備えたことを特徴とする立型固液分離機(10)。 A cylindrical rotating bowl (11) rotatably supported by an outer case (13), a screw conveyor (12) rotatably supported in the rotating bowl (11), and the rotating bowl (11) And a main speed electric motor (22) for rotating the screw conveyor (12) in the same direction, a differential speed electric motor (24) for giving a differential speed to the rotational speed of the rotating bowl (11) and the screw conveyor (12), A stock solution supply pipe (15) for supplying a stock solution (17) into the rotating bowl (11),
The stock solution (17) is subjected to solid-liquid separation into a separation liquid (18) and a solid content (19), and the separation liquid (18) is discharged from a separation liquid discharge port (13a) provided at an upper portion thereof. A vertical solid-liquid separator (10) for performing a solid-liquid separation step of discharging (19) from a solid content outlet (11c) provided in the lower part,
A cleaning liquid supply device (26) for supplying a cleaning liquid (9) to the stock solution supply pipe (15);
The cleaning liquid supply device (26) supplies the cleaning liquid (9) to the stock solution supply pipe (15),
While rotating the rotating bowl (11) and the screw conveyor (12) with the differential speed provided by the differential speed motor (24), the cleaning liquid (9) is removed from the separation liquid discharge port (13a) and the solid content. A cleaning process execution device (30) for executing the cleaning process (C) for discharging from at least one of the discharge ports (11c);
A vertical solid-liquid separator (10) comprising:
前記主速電動機(22)により、前記固液分離工程よりも前記回転ボウル(11)および前記スクリューコンベア(12)を低速回転して前記洗浄液(9)を前記固形分排出口(11c)から排出する下部洗浄工程(C2)を実行すること、
を特徴とする請求項1に記載の立型固液分離機(10)。 The cleaning process execution device (30)
The main-speed electric motor (22) rotates the rotating bowl (11) and the screw conveyor (12) at a lower speed than the solid-liquid separation step to discharge the cleaning liquid (9) from the solid content outlet (11c). Performing a lower cleaning step (C2),
The vertical solid-liquid separator (10) according to claim 1, characterized in that:
前記主速電動機(22)により、前記下部洗浄工程(C2)よりも前記回転ボウル(11)および前記スクリューコンベア(12)を高速回転しながら、前記差速電動機(24)により前記下部洗浄工程(C2)よりも前記差速を大きくして、前記洗浄液(9)を前記分離液排出口(13a)から排出する上部洗浄工程(C1)を実行すること、
を特徴とする請求項2に記載の立型固液分離機(10)。 The cleaning process execution device (30)
While rotating the rotating bowl (11) and the screw conveyor (12) at a higher speed than the lower washing step (C2) by the main speed motor (22), the lower washing step ( Performing the upper cleaning step (C1) for discharging the cleaning liquid (9) from the separation liquid discharge port (13a) by increasing the differential speed compared to C2).
The vertical solid-liquid separator (10) according to claim 2, characterized in that:
前記上部洗浄工程(C1)と、
前記下部洗浄工程(C2)と、
を所定回数交互に繰り返すことを特徴とする請求項1ないし請求項3のずれか一項に記載の立型固液分離機(10)。 The cleaning process execution device (30) that executes the cleaning process (C) includes:
The upper cleaning step (C1);
The lower washing step (C2);
The vertical solid-liquid separator (10) according to any one of claims 1 to 3, wherein the above is alternately repeated a predetermined number of times.
前記固液分離工程(B)の途中において、原液(17)の供給が無しの場合は、原液電動弁(6a)を閉弁し、前記洗浄工程(C)を行うことを特徴とする請求項1ないし請求項4のずれか一項に記載の立型固液分離機(10)。 When the solid-liquid separation step (B) is finished for a predetermined time and the washing step (C) is finished for a predetermined time, the presence or absence of the supply of the stock solution (17) is confirmed. While performing the solid-liquid separation step (B),
When the stock solution (17) is not supplied during the solid-liquid separation step (B), the stock solution motor-operated valve (6a) is closed and the washing step (C) is performed. The vertical solid-liquid separator (10) according to any one of claims 1 to 4.
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