JP2015516880A - 濾過室を密封する方法および濾過装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は濾過装置の濾過室を密封する方法に関するものであり、濾過装置は少なくとも1枚の凹板(15)とそれに隣接する凹板(15)からなる束(14)を有し、凹板(15)は第１の凹部(22)を有し、および／または隣接する凹板(15)は第２の凹部を有し、第１の凹部(22)および／または第２の凹部は凹板(15)および隣接する凹板(15)の間に濾過室を形成し、凹板(15)は濾過室を囲む溝(25)および溝(25)にはめ込まれる密封リング(24)を有し、密封リング(24)は濾過室を凹板(15)とそれに隣接する凹板(15)との間の空隙から遮断し、本方法は、凹板(15)を隣接する凹板(15)に接近させて束を構築し、凹板(15)を隣接する凹板(15)に固定し、懸濁物質を濾過室の濾布の濾過ケーク側に送り入れ、懸濁物質の固形分を濾過ケークとして濾布に沈降させる一連の工程を含み、懸濁物質の液留分を濾布から濾過液側に浸透させ、濾過液を濾過室の外に排出する。また、本発明は濾過装置にて使用される凹板(15)に関するものであり、凹板(15)は凹部と、凹部を囲む溝(25)とを含み、溝(25)は、凹部によって凹板(15)とそれに隣接する凹板の間に形成される濾過室を、濾過室の外側の凹板間に形成される空隙から遮断する密封リング(24)を受けるよう構成され、本発明によると、凹板(15)および隣接する凹板(15)を動かして接触させ、次に密封リング(24)を溝(25)から隣接する凹板(15)に向かって押し出すとよい。また、本発明によると、ヘッドピースから凹板(15)まで延びる流体路を設け、流体ダクト(30)が溝(25)につながって、強圧流体を溝(25)に供給するよう設けてもよい。さらに、本発明によると、濾過装置のヘッドピースから凹板まで延びる流体路につながって、強圧流体を溝(25)に供給するための流体ダクト(30)を設けてもよい。
Description
本発明は、概して濾過に関するものであり、とくに、濾過装置の濾過室を密封する方法、濾過装置、および凹板に関する。
加圧濾過装置などでは、濾過室は、2枚の隣り合う凹板間に、これら凹板の少なくとも一方の凹部によって形成される。濾過室を密封するために、隣り合う凹板の少なくとも一方に密封リングが設けられ、密封リングは濾過室を取り囲んで、凹板同士が押し合わされると濾過室を密封するものである。加圧濾過装置の通常稼働において、少量の懸濁物質が封止漏れによって隣り合う凹板間の空隙に漏出してしまう。懸濁物質の固形分が凹板の間に沈降して濾過ケークを形成するこれにより、次の濾過周期の間中、懸濁物質の空隙への漏出および送出が増大してしまう。濾過ケークが凹板間の濾過室の外側部分に形成されると、濾過周期の合間に表面の汚れを徹底的に確認して浄化しなければならない。さもないと、深刻な濾過装置の動作不良、濾過装置の周囲環境の汚染が生じる恐れがあり、また浄化および保守のために実質的な装置の稼働停止時間が発生することも起こり得る。
本発明は、懸濁物質の凹板間の空隙への漏出を低減させることを目的とする。
本発明は、濾過装置の濾過室を密封する方法を提案するものであり、濾過装置は少なくとも1枚の（第１）凹板およびそれに隣接する凹板を有し、凹板は第１の凹部を有し、そして／または隣接する凹板は第２の凹部を有し、第１の凹部および／または第２の凹部は凹板と隣接する凹板との間に濾過室を形成し、凹板は濾過室を囲む溝を有し、密封リングがこの溝に挿入され、密封リングは濾過室を凹板と隣接する凹板の間の空隙から遮断する。本方法は、次の一連の工程を含む。すなわち、凹板を隣接する凹板に近づけて束を構築し、凹板を隣接する凹板に固定し、懸濁物質を濾過室の濾布の濾過ケーク側に送り込み、懸濁物質中の固形分を濾過ケークとして濾布上に沈降させることで、懸濁物質中の液留分を濾布から濾過液側に透過させ、濾過液を濾過室の外に排出し、凹板と隣接する凹板を接触させて、密封リングを隣接する凹板に向かって溝から押し出す。凹板同士を接触させることで凹板間の空隙をできるだけ小さく、つまり、凹板間の濾布の厚さまで縮小させる。これにより、より密閉させなくとも、ケークが空隙内に蓄積する可能性を最小限にできる。凹板同士を確実に接触させるには、密封リングを押し出すことで生じる対抗力に打ち勝つか、あるいは上述の押し出しを防止する必要がある。
密封リングを凹板の表面から突出させず溝内に潜り込ませることで、リングの押し出しを防止できる。凹板同士を接触させてその位置に固定した後、密封リングを溝から押し出すことで、密封リングの遮断機能が発揮される。
本発明による方法を実行するために使用する濾過装置では、濾過室に可動膜が設けられ、膜および凹板は圧搾室を取り囲み、凹板は吸気口を有して圧搾流体を圧搾室に挿入し、かつ濾過ケークから機械的に押し出し、密封リングは膜の外縁を形成する。このような構成の濾過装置では、密封リングはさらに、可撓性の膜を任意の形状および位置に維持する機能を有している。
好ましくは、本発明による方法の範囲において、密封リングは溝から押し出されるときにじょうご状にする。密封リングは、溝のいずれかの壁にある２つの密封縁部と密封縁の間の凹みを有するU字形状か、あるいは、実質的に溝をふさぐ筒状でよい。密封リングをじょうご状にすることにより、溝を密封する効果が増大する。
さらに好ましくは、本発明による方法の範囲において、強圧流体によって密封リングを溝から押し出す。強圧流体は、密封リング全体に均等に圧力を及ぼし、それにより均等な密閉力をもたらす。ただし、強圧流体にはそれぞれにダクトを設ける必要があり、また、維持および密封が必要である。別の方法として、密封リングを機械的に溝から押し出し、とくに筒形コイルを使用して密封リングの下に配設された金属リングを溝から押し出す。さらに別の方法として、密封リング自体が金属部品を備えていて、筒形コイルによって溝から押し出してもよい。
上述の本発明に係る実施形態による方法では、強圧流体は圧搾空気であるのが望ましい。圧搾空気は普通に入手できるものであり、あるいは工場への供給が容易である。しかし、大気圧から高圧まで上げていくにはかなりの量の圧搾空気を各圧力室に供給する必要がある。別の方法として、強圧流体を液体、とくに水または油圧オイルとし、もしくは、強圧流体自体をパーム油などの処理液とし、漏出が起きた場合に汚染が起きるのを防止する。上述の方法で使用される濾過装置の凹板は、液体で満たされた別個の強圧系を有し、密封リングを溝から押し出すための圧力は外部から与えられる。
本発明に係る効果を奏する実施形態では、濾過周期中に強圧流体を少なくとも濾過室の最大圧力まで、また、最大圧力のせいぜい1.5倍まで加圧する。圧力をこの範囲に維持することにより、密封を確実にし、凹板の損傷を防止できる。
好ましくは、本発明による方法の範囲において、束が再度開放されるまで強圧流体の圧力を実質的に一定に保つ。圧力を一定に保つことにより、圧力の管理が容易になる。
本発明に係る別の効果を奏する実施形態では、束が再度開放されるまで凹板を水圧によって隣接する凹板に押し付ける。一般に知られているように、外力（例えば油圧）を束に加えるか、あるいは機械的に（例えばニーレバーによって）凹板の位置を固定できる。
本発明はさらに、濾過装置で使用する凹板を提案するものであり、凹板は、凹部、および凹部を囲む溝を備え、溝は、密封リングを受けて、凹板とそれに隣接する凹板との間の凹部によって形成される濾過室を濾過室の外側の凹板間に形成される空隙から遮断し、また、濾過装置のヘッドピースから凹板に向かって延びる流体路と連結するよう設けられた流体ダクトを供して、強圧流体を溝に供給するよう構成される。
また、本発明に係る一実施形態によると、可動膜が設けられ、膜および凹板は圧搾室を取り囲み、凹板は吸気口を有して圧搾流体を圧搾室に挿入し、かつ各濾過ケークから機械的に押し出し、密封リングは膜の外縁を形成する。
本発明はさらに別の濾過装置を提案するものであり、本装置は固定ヘッドピースと可動エンドピースとの間に本発明による少なくとも1枚の凹板およびそれに隣接する凹板からなる束を有し、凹板の凹部および／または隣接する凹板の凹部が凹板と隣接する凹板との間に濾過室を形成し、濾過室には濾布の濾過ケーク側に懸濁物質を供給可能であり、懸濁物質が濾布の透過液側に透過して、懸濁物質の固形分が濾過ケークとして濾布に沈降する。
本発明に係る実施形態による濾過装置において、束になった凹板は重なり合って上下に積層されるか、または並列に吊下げられる。濾過装置は、液圧力、積層された凹板の重み、および／または機械的手段によって固定される。凹板は、ポリプロピレン(PP)などのプラスチック、もしくはアルミニウムまたは鋼鉄などの金属から作られる。各濾過室は少なくとも1枚の濾布を備えているが、濾布は2枚でもよく、前者の場合、懸濁物質を１つの隣接する凹板の凹部に流し込み、当該凹板の濾布から別の隣接する凹板の濾布へと透過させ、後者の場合、懸濁物質を濾布間に充填して、双方の隣接する凹板に透過させる。
好ましくは、本発明による濾過装置は流体ダクトを処理空気だめに連結する導管を有し、処理空気だめは処理空気を濾過室に供給するものである。このような濾過装置では、既存の装置を用いて付加的な作業を行うことにより、必要とされる補助的な装置を削減できる。
さらに好ましくは、本発明による濾過装置は、強圧流体を実質的に一定の圧力で溝に供給する強圧流体だめを有する。このような濾過装置は、上述の好適な方法の実行を可能にし、同様に上述の利点を特徴とするものである。
効果を奏する一実施形態において、本発明による濾過器は強圧流体を調節可能な圧力で溝に供給する強圧流体圧縮機を有する。強圧流体の圧力を調節することにより、濾過装置を他のニーズに適応させることも可能である。
また、本発明に係る実施形態によると、上述の濾過装置の一群が考えられるが、この濾過装置の一群は濾過装置の流体ダクト同士を連結させる導管を有するとよい。本発明による一群の濾過装置には、単一の供給ユニット、とくに、処理空気だめ、強圧流体だめ、および／または強圧流体圧縮機により強圧流体が供給される。
次に、本発明に係る方法および本方法に関連する装置について、図面に例示する好適な実施形態を参照して詳細に述べる。
本発明に係る一群の濾過装置の概略図を示す。
および
本発明に係る濾過装置の細部を示す。
本発明に係る方法を含む、1回の濾過周期における圧力プロファイルを示す。
図１に示す２つの濾過装置２からなる一群１は本発明によるものであり、導管３を有し、導管３は濾過装置２に強圧流体（ここでは30バールの圧搾空気）を供給する一般的な供給ユニット４を構成し、供給ユニット４は処理空気圧縮機５、処理空気だめ６、強圧流体圧縮機７、および強圧流体だめ８を備える。処理空気圧縮機５は、装置の一群１の周囲の外気を取り込んで処理空気だめ６に充填する。逆止弁９により、処理空気の処理空気圧縮機５からの逆流出が防止される。各濾過装置２は、それぞれの固定型ヘッドピース10において導管３に連結された流体ダクト11ならびに処理空気だめ６に連結された空気ダクト12を有する。濾過装置２はそれぞれ、ヘッドピース10と可動型エンドピース13との間に合計70枚の凹板15の束14を有する。流体ダクト11および空気ダクト12はそれぞれ、各ダクトを開閉する仕切弁16を有する。また、各濾過装置２は、それぞれ対応する流体ダクト11に連結された流体放出口17を有し、さらに流体放出口17には強圧流体を含んだ処理空気を周囲に放出する吹き出し弁18が設けられている。
凹板15は、図2aおよび図2bに例示するように、PP（ポリプロピレン）からなる、幅3000×高さ3000×厚さ100mmの基体19と、ゴム製の可動膜20とを有する。凹板15は、第１の面21に第１の凹部22を、第１の面21とは反対側の第２の面に第２の凹部を有する。第２の面および第２の凹部は、図2aおよび図2bに詳細に示していない。束14では、隣り合う2枚の凹板15間に、凹板15の第１の凹部22とその隣の凹板15の第２の凹部によって濾過室が形成される。
膜20は外縁23を有し、外縁23は凹板15と隣接する別の凹板15との間にかかる密封リング24の役割を果たして、濾過室を凹板15と隣接する凹板15の間の空隙から遮断して、濾過室のいかなる内在物も空隙から外に放出させないように構成される。
凹板15は、濾過室を取り囲んで密封リング24を受ける溝25を有する。溝25は、深さ26が15mm、幅27が10mmの方形の断面を有し、溝25の底部29に延びる流通溝28を備える。また凹板15は、流通溝28を凹板15の貫通孔（図示せず）に連結させる流体ダクト30を有し、全凹板15の貫通孔によって束14内に流体路が形成され、流体路はヘッドピース10の流体ダクト11に連結している。
密封リング24は方形の断面を有し、その幅は溝25の幅と同じであるものの、高さは3mm足りない。また密封リング24は、溝25から1mm突出する封縁32を有する。密封リング24はU字状であり、溝25の一方の壁34に封縁32を備える。
束14の凹板15およびエンドピース13は各々の濾過装置2に設けられたガードレールに案内され、濾過装置２の洗浄および回復のため隣り合う凹板15間を100mm開けられる。濾過周期35の新たな圧力プロファイルを図３に示す。本図では、閉鎖期間時に濾過周期35が始まり、凹板15同士が軽く接触するまで、エンドピース13が水撃ポンプによってヘッドピース10に向かって移動される。この位置でエンドピース13は束に押し付けられる。
閉口期間36が過ぎると、束14の流体路および各凹板15の流通溝28には、強圧流体圧37が20バールの最大強圧流体圧力38、すなわち、最大期待処理圧力の約1.5倍になるまで強圧流体が充填される。強圧流体によって密封リング24が溝25から押し出されることにより、濾過室を隣接する凹板15間に残る空隙から遮断する。強圧流体はさらに、封縁33を各溝25の壁に押し付けて密封リング24をじょうご状に押し広げ、密封リング24の密封効果を増大させる。
条件の切り替え工程において、濾過装置２は懸濁物質供給装置から切り離され、膜20に圧搾流体、すなわち水が一定の圧搾圧力44によって投入されて圧搾期間43が開始する。膜20は圧搾流体によって濾過室に押し込まれ、残った懸濁物質が濾過ケークから絞り出される。
圧搾圧44が最大圧搾圧力45である16バールに達すると、濾過室に処理空気が一定の処理空気圧力47で1枚の凹板15から供給されて乾燥期間が開始され、処理空気は濾布および濾布間に設けられた濾過ケークを通じて排出され、別の凹板15へと送られる。
さらに条件の切り替え工程においては、放出期間48中、濾過装置２は処理空気だめ６から切り離され、続いて密封流体だめから切り離される。最後に、端板が外されて、濾過装置２および凹板15の束14が開放されて濾過ケークが取り出され、濾布、膜20、および凹板15、特にその濾過室が、新たな濾過周期35に備えて、洗浄および回復される。
1 一群
2 濾過装置
3 導管
4 供給ユニット
5 処理空気圧縮機
6 処理空気だめ
7 強圧流体圧縮機
8 強圧流体だめ
9 逆止弁
10 ヘッドピース
11 流体ダクト
12 空気ダクト
13 エンドピース
14 束
15 凹板
16 玉形弁
17 流体放出口
18 吹き出し弁
19 基体
20 膜
21 第１の面
22 第１の凹部
23 外縁
24 密封リング
25 溝
26 深さ
27 幅
28 流通溝
29 底部
30 流体ダクト
31 高さ
32 封縁
33 封縁
34 壁
35 濾過周期
36 閉口期間
37 強圧流体圧力
38 最大強圧圧力
39 充填期間
40 濾過期間
41 懸濁物質圧
42 最大懸濁物質圧
43 圧搾期間
44 圧搾圧
45 最大圧搾圧
46 乾燥期間
47 処理空気圧
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46 乾燥期間
47 処理空気圧
閉口期間36が過ぎると、束14の流体路および各凹板15の流通溝28には、強圧流体圧37が20バールの最大強圧流体圧力38、すなわち、最大期待処理圧力の約1.5倍になるまで強圧流体が充填される。強圧流体によって密封リング24が溝25から押し出されることにより、濾過室を隣接する凹板15間に残る空隙から遮断する。強圧流体はさらに、封縁33を各溝25の壁に押し付けて密封リング24をじょうご状に押し広げ、密封リング24の密封効果を増大させる。
充填期間39中、濾過室は懸濁物質で満たされる。これが完了すると、濾布を通して懸濁物質を加圧することにより濾過期間40が始まる。懸濁物質中の固形分が濾布に沈降し、懸濁物質中の液留分が濾布を透過し濾過室から排出される間、懸濁物質圧41が最大懸濁物質圧42である９バールまで上昇し、この値は、懸濁物質の流れが減少するが、そのまま維持される。
充填期間39中、濾過室は懸濁物質で満たされる。これが完了すると、濾布を通して懸濁物質を加圧することにより濾過期間40が始まる。懸濁物質中の固形分が濾布に沈降し、懸濁物質中の液留分が濾布を透過し濾過室から排出される間、懸濁物質圧41が最大懸濁物質圧42である９バールまで上昇し、この値は、懸濁物質の流れが減少するが、そのまま維持される。
本発明は、概して濾過に関するものであり、とくに、濾過装置の濾過室を密封する方法、濾過装置、および凹板に関する。
加圧濾過装置などでは、濾過室は、2枚の隣り合う凹板間に、これら凹板の少なくとも一方の凹部によって形成される。濾過室を密封するために、隣り合う凹板の少なくとも一方に密封リングが設けられ、密封リングは濾過室を取り囲んで、凹板同士が押し合わされると濾過室を密封するものである。加圧濾過装置の通常稼働において、少量の懸濁物質が封止漏れによって隣り合う凹板間の空隙に漏出してしまう。懸濁物質の固形分が凹板の間に沈降して濾過ケークを形成するこれにより、次の濾過周期の間中、懸濁物質の空隙への漏出および送出が増大してしまう。濾過ケークが凹板間の濾過室の外側部分に形成されると、濾過周期の合間に表面の汚れを徹底的に確認して浄化しなければならない。さもないと、深刻な濾過装置の動作不良、濾過装置の周囲環境の汚染が生じる恐れがあり、また浄化および保守のために実質的な装置の稼働停止時間が発生することも起こり得る。
国際公開公報 2004/067140 A1は、膜を自動的に設置すること考慮し、圧力媒体空間につながる換気チャネルおよび穴を有する濾過板を示唆している。ドイツ出願公開公報 10024725 A1は、濾過板に対する膜のいくつかの設計を示唆している。
本発明は、懸濁物質の凹板間の空隙への漏出を低減させることを目的とする。
本発明は、濾過装置の濾過室を密封する方法を提案するものであり、濾過装置は少なくとも1枚の（第１）凹板およびそれに隣接する凹板を有し、凹板は第１の凹部を有し、そして／または隣接する凹板は第２の凹部を有し、第１の凹部および／または第２の凹部は凹板と隣接する凹板との間に濾過室を形成し、凹板は濾過室を囲む溝を有し、密封リングがこの溝に挿入され、密封リングは濾過室を凹板と隣接する凹板の間の空隙から遮断する。本方法は、次の一連の工程を含む。すなわち、凹板を隣接する凹板に近づけて束を構築し、凹板を隣接する凹板に固定し、懸濁物質を濾過室の濾布の濾過ケーク側に送り込み、懸濁物質中の固形分を濾過ケークとして濾布上に沈降させることで、懸濁物質中の液留分を濾布から濾過液側に透過させ、濾過液を濾過室の外に排出し、凹板と隣接する凹板を接触させて、じょうご状の密閉リングか、密閉リングの下に配設された金属リングを溝から押し出す筒型コイルか、流体、つまり圧搾空気か、または、たとえば水、油圧オイルもしくはプロセス液体などの液体かのいずれかによって、密封リングを隣接する凹板に向かって溝から押し出す。凹板同士を接触させることで凹板間の空隙をできるだけ小さく、つまり、凹板間の濾布の厚さまで縮小させる。これにより、より密閉させなくとも、ケークが空隙内に蓄積する可能性を最小限にできる。凹板同士を確実に接触させるには、密封リングを押し出すことで生じる対抗力に打ち勝つか、あるいは上述の押し出しを防止する必要がある。
密封リングを凹板の表面から突出させず溝内に潜り込ませることで、リングの押し出しを防止できる。凹板同士を接触させてその位置に固定した後、密封リングを溝から押し出すことで、密封リングの遮断機能が発揮される。
本発明による方法を実行するために使用する濾過装置では、濾過室に可動膜が設けられ、膜および凹板は圧搾室を取り囲み、凹板は吸気口を有して圧搾流体を圧搾室に挿入し、かつ濾過ケークから機械的に押し出し、密封リングは膜の外縁を形成する。このような構成の濾過装置では、密封リングはさらに、可撓性の膜を任意の形状および位置に維持する機能を有している。
好ましくは、本発明による方法の範囲において、密封リングは溝から押し出されるときにじょうご状にする。密封リングは、溝のいずれかの壁にある２つの密封縁部と密封縁の間の凹みを有するU字形状か、あるいは、実質的に溝をふさぐ筒状でよい。密封リングをじょうご状にすることにより、溝を密封する効果が増大する。
さらに好ましくは、本発明による方法の範囲において、強圧流体によって密封リングを溝から押し出す。強圧流体は、密封リング全体に均等に圧力を及ぼし、それにより均等な密閉力をもたらす。ただし、強圧流体にはそれぞれにダクトを設ける必要があり、また、維持および密封が必要である。別の方法として、密封リングを機械的に溝から押し出し、とくに筒形コイルを使用して密封リングの下に配設された金属リングを溝から押し出す。さらに別の方法として、密封リング自体が金属部品を備えていて、筒形コイルによって溝から押し出してもよい。
上述の本発明に係る実施形態による方法では、強圧流体は圧搾空気であるのが望ましい。圧搾空気は普通に入手できるものであり、あるいは工場への供給が容易である。しかし、大気圧から高圧まで上げていくにはかなりの量の圧搾空気を各圧力室に供給する必要がある。別の方法として、強圧流体を液体、とくに水または油圧オイルとし、もしくは、強圧流体自体をパーム油などの処理液とし、漏出が起きた場合に汚染が起きるのを防止する。上述の方法で使用される濾過装置の凹板は、液体で満たされた別個の強圧系を有し、密封リングを溝から押し出すための圧力は外部から与えられる。
本発明に係る効果を奏する実施形態では、濾過周期中に強圧流体を少なくとも濾過室の最大圧力まで、また、最大圧力のせいぜい1.5倍まで加圧する。圧力をこの範囲に維持することにより、密封を確実にし、凹板の損傷を防止できる。
好ましくは、本発明による方法の範囲において、束が再度開放されるまで強圧流体の圧力を実質的に一定に保つ。圧力を一定に保つことにより、圧力の管理が容易になる。
本発明に係る別の効果を奏する実施形態では、束が再度開放されるまで凹板を水圧によって隣接する凹板に押し付ける。一般に知られているように、外力（例えば油圧）を束に加えるか、あるいは機械的に（例えばニーレバーによって）凹板の位置を固定できる。
本発明はさらに、濾過装置で使用する凹板を提案するものであり、凹板は、凹部、および凹部を囲む溝を備え、溝は、密封リングを受けて、凹板とそれに隣接する凹板との間の凹部によって形成される濾過室を濾過室の外側の凹板間に形成される空隙から遮断し、また、濾過装置のヘッドピースから凹板に向かって延びる流体路と連結するよう設けられた流体ダクトを供して、強圧流体を溝に供給するよう構成される。
また、本発明に係る一実施形態によると、可動膜が設けられ、膜および凹板は圧搾室を取り囲み、凹板は吸気口を有して圧搾流体を圧搾室に挿入し、かつ各濾過ケークから機械的に押し出し、密封リングは膜の外縁を形成する。
本発明はさらに別の濾過装置を提案するものであり、本装置は固定ヘッドピースと可動エンドピースとの間に本発明による少なくとも1枚の凹板およびそれに隣接する凹板からなる束を有し、凹板の凹部および／または隣接する凹板の凹部が凹板と隣接する凹板との間に濾過室を形成し、濾過室には濾布の濾過ケーク側に懸濁物質を供給可能であり、懸濁物質が濾布の透過液側に透過して、懸濁物質の固形分が濾過ケークとして濾布に沈降する。
本発明に係る実施形態による濾過装置において、束になった凹板は重なり合って上下に積層されるか、または並列に吊下げられる。濾過装置は、液圧力、積層された凹板の重み、および／または機械的手段によって固定される。凹板は、ポリプロピレン(PP)などのプラスチック、もしくはアルミニウムまたは鋼鉄などの金属から作られる。各濾過室は少なくとも1枚の濾布を備えているが、濾布は2枚でもよく、前者の場合、懸濁物質を１つの隣接する凹板の凹部に流し込み、当該凹板の濾布から別の隣接する凹板の濾布へと透過させ、後者の場合、懸濁物質を濾布間に充填して、双方の隣接する凹板に透過させる。
好ましくは、本発明による濾過装置は流体ダクトを処理空気だめに連結する導管を有し、処理空気だめは処理空気を濾過室に供給するものである。このような濾過装置では、既存の装置を用いて付加的な作業を行うことにより、必要とされる補助的な装置を削減できる。
さらに好ましくは、本発明による濾過装置は、強圧流体を実質的に一定の圧力で溝に供給する強圧流体だめを有する。このような濾過装置は、上述の好適な方法の実行を可能にし、同様に上述の利点を特徴とするものである。
効果を奏する一実施形態において、本発明による濾過器は強圧流体を調節可能な圧力で溝に供給する強圧流体圧縮機を有する。強圧流体の圧力を調節することにより、濾過装置を他のニーズに適応させることも可能である。
また、本発明に係る実施形態によると、上述の濾過装置の一群が考えられるが、この濾過装置の一群は濾過装置の流体ダクト同士を連結させる導管を有するとよい。本発明による一群の濾過装置には、単一の供給ユニット、とくに、処理空気だめ、強圧流体だめ、および／または強圧流体圧縮機により強圧流体が供給される。
次に、本発明に係る方法および本方法に関連する装置について、図面に例示する好適な実施形態を参照して詳細に述べる。
本発明に係る一群の濾過装置の概略図を示す。
および
本発明に係る濾過装置の細部を示す。
本発明に係る方法を含む、1回の濾過周期における圧力プロファイルを示す。
図１に示す２つの濾過装置２からなる一群１は本発明によるものであり、導管３を有し、導管３は濾過装置２に強圧流体（ここでは30バールの圧搾空気）を供給する一般的な供給ユニット４を構成し、供給ユニット４は処理空気圧縮機５、処理空気だめ６、強圧流体圧縮機７、および強圧流体だめ８を備える。処理空気圧縮機５は、装置の一群１の周囲の外気を取り込んで処理空気だめ６に充填する。逆止弁９により、処理空気の処理空気圧縮機５からの逆流出が防止される。各濾過装置２は、それぞれの固定型ヘッドピース10において導管３に連結された流体ダクト11ならびに処理空気だめ６に連結された空気ダクト12を有する。濾過装置２はそれぞれ、ヘッドピース10と可動型エンドピース13との間に合計70枚の凹板15の束14を有する。流体ダクト11および空気ダクト12はそれぞれ、各ダクトを開閉する仕切弁16を有する。また、各濾過装置２は、それぞれ対応する流体ダクト11に連結された流体放出口17を有し、さらに流体放出口17には強圧流体を含んだ処理空気を周囲に放出する吹き出し弁18が設けられている。
凹板15は、図2aおよび図2bに例示するように、PP（ポリプロピレン）からなる、幅3000×高さ3000×厚さ100mmの基体19と、ゴム製の可動膜20とを有する。凹板15は、第１の面21に第１の凹部22を、第１の面21とは反対側の第２の面に第２の凹部を有する。第２の面および第２の凹部は、図2aおよび図2bに詳細に示していない。束14では、隣り合う2枚の凹板15間に、凹板15の第１の凹部22とその隣の凹板15の第２の凹部によって濾過室が形成される。
膜20は外縁23を有し、外縁23は凹板15と隣接する別の凹板15との間にかかる密封リング24の役割を果たして、濾過室を凹板15と隣接する凹板15の間の空隙から遮断して、濾過室のいかなる内在物も空隙から外に放出させないように構成される。
凹板15は、濾過室を取り囲んで密封リング24を受ける溝25を有する。溝25は、深さ26が15mm、幅27が10mmの方形の断面を有し、溝25の底部29に延びる流通溝28を備える。また凹板15は、流通溝28を凹板15の貫通孔（図示せず）に連結させる流体ダクト30を有し、全凹板15の貫通孔によって束14内に流体路が形成され、流体路はヘッドピース10の流体ダクト11に連結している。
密封リング24は方形の断面を有し、その幅は溝25の幅と同じであるものの、高さは3mm足りない。また密封リング24は、溝25から1mm突出する封縁32を有する。密封リング24はU字状であり、溝25の一方の壁34に封縁32を備える。
束14の凹板15およびエンドピース13は各々の濾過装置2に設けられたガードレールに案内され、濾過装置２の洗浄および回復のため隣り合う凹板15間を100mm開けられる。濾過周期35の新たな圧力プロファイルを図３に示す。本図では、閉鎖期間時に濾過周期35が始まり、凹板15同士が軽く接触するまで、エンドピース13が水撃ポンプによってヘッドピース10に向かって移動される。この位置でエンドピース13は束に押し付けられる。
閉口期間36が過ぎると、束14の流体路および各凹板15の流通溝28には、強圧流体圧37が20バールの最大強圧流体圧力38、すなわち、最大期待処理圧力の約1.5倍になるまで強圧流体が充填される。強圧流体によって密封リング24が溝25から押し出されることにより、濾過室を隣接する凹板15間に残る空隙から遮断する。強圧流体はさらに、封縁33を各溝25の壁に押し付けて密封リング24をじょうご状に押し広げ、密封リング24の密封効果を増大させる。
条件の切り替え工程において、濾過装置２は懸濁物質供給装置から切り離され、膜20に圧搾流体、すなわち水が一定の圧搾圧力44によって投入されて圧搾期間43が開始する。膜20は圧搾流体によって濾過室に押し込まれ、残った懸濁物質が濾過ケークから絞り出される。
圧搾圧44が最大圧搾圧力45である16バールに達すると、濾過室に処理空気が一定の処理空気圧力47で1枚の凹板15から供給されて乾燥期間が開始され、処理空気は濾布および濾布間に設けられた濾過ケークを通じて排出され、別の凹板15へと送られる。
さらに条件の切り替え工程においては、放出期間48中、濾過装置２は処理空気だめ６から切り離され、続いて密封流体だめから切り離される。最後に、端板が外されて、濾過装置２および凹板15の束14が開放されて濾過ケークが取り出され、濾布、膜20、および凹板15、特にその濾過室が、新たな濾過周期35に備えて、洗浄および回復される。
1 一群
2 濾過装置
3 導管
4 供給ユニット
5 処理空気圧縮機
6 処理空気だめ
7 強圧流体圧縮機
8 強圧流体だめ
9 逆止弁
10 ヘッドピース
11 流体ダクト
12 空気ダクト
13 エンドピース
14 束
15 凹板
16 玉形弁
17 流体放出口
18 吹き出し弁
19 基体
20 膜
21 第１の面
22 第１の凹部
23 外縁
24 密封リング
25 溝
26 深さ
27 幅
28 流通溝
29 底部
30 流体ダクト
31 高さ
32 封縁
33 封縁
34 壁
35 濾過周期
36 閉口期間
37 強圧流体圧力
38 最大強圧圧力
39 充填期間
40 濾過期間
41 懸濁物質圧
42 最大懸濁物質圧
43 圧搾期間
44 圧搾圧
45 最大圧搾圧
46 乾燥期間
47 処理空気圧
2 濾過装置
3 導管
4 供給ユニット
5 処理空気圧縮機
6 処理空気だめ
7 強圧流体圧縮機
8 強圧流体だめ
9 逆止弁
10 ヘッドピース
11 流体ダクト
12 空気ダクト
13 エンドピース
14 束
15 凹板
16 玉形弁
17 流体放出口
18 吹き出し弁
19 基体
20 膜
21 第１の面
22 第１の凹部
23 外縁
24 密封リング
25 溝
26 深さ
27 幅
28 流通溝
29 底部
30 流体ダクト
31 高さ
32 封縁
33 封縁
34 壁
35 濾過周期
36 閉口期間
37 強圧流体圧力
38 最大強圧圧力
39 充填期間
40 濾過期間
41 懸濁物質圧
42 最大懸濁物質圧
43 圧搾期間
44 圧搾圧
45 最大圧搾圧
46 乾燥期間
47 処理空気圧
Claims (15)
- 少なくとも1枚の凹板(15)とそれに隣接する凹板(15)からなる束(14)を有する濾過装置(2)であって、該凹板(15)は第１の凹部(22)を有し、および／または前記隣接する凹板(15)は第２の凹部を有し、該第１の凹部(22)および／または該第２の凹部は前記凹板(15)および隣接する凹板(15)の間に濾過室を形成し、該凹板(15)は、該濾過室を囲む溝(25)と、該溝(25)にはめ込まれる密封リング(24)とを有し、該密封リング(24)は前記濾過室を前記凹板(15)とそれに隣接する凹板(15)の間の空隙から遮断する、前記濾過装置(2)の前記濾過室を密封する方法であって、一連の工程として、
a．前記凹板(15)および隣接する凹板(15)を互いに近接させて前記束(14)を構築する工程と、
b．該凹板(15)を前記隣接する凹板(15)に固定する工程と、
c．懸濁物質を前記濾過室の濾布の濾過ケーク側に送り入れる工程と、
d．懸濁物質中の固形分を濾過ケークとして濾布上に沈降させ、懸濁物質中の液留分を濾布から濾過液側に透過させる工程と、
e．濾過液を該濾過室から排出する工程とを含む方法において、
前記および隣接する凹板(15)を動かして接触させ、次に前記密封リング(24)を前記溝(25)から該隣接する凹板(15)に向かって押し出すことを特徴とする方法。 - 前記請求項に記載の方法において、前記濾過室は可動膜(20)を有し、該膜(20)および前記凹板(15)は圧搾室を取り囲み、該凹板(15)は吸気口を有して圧搾流体を前記圧搾室に挿入し、かつ各濾過ケークから機械的に押し出し、前記密封リング(24)は前記膜(20)の外縁(23)を形成することを特徴とする方法。
- 前記請求項に記載の方法において、該方法は、前記溝(25)を押し出す際に、前記密封リング(24)をじょうご状に広げる工程をさらに含むことを特徴とする方法。
- 前記請求項に記載の方法において、強圧流体が前記密封リング(24)を前記溝(25)から押し出すことを特徴とする方法。
- 前記請求項に記載の方法において、前記強圧流体は圧搾空気であることを特徴とする方法。
- 請求項４または５に記載の方法において、濾過周期(35)中に、前記濾過室内にて前記強圧流体を、少なくとも最大圧力で、かつ、該濾過室の最大圧力のせいぜい1.5倍の圧力で加圧することを特徴とする方法。
- 請求項４ないし６のいずれかに記載の方法において、前記束(14)が再度開放されるまで前記強圧流体の圧力を実質的に一定に保つことを特徴とする方法。
- 前記請求項に記載の方法において、前記束(14)が再度開放されるまで前記凹板(15)を液圧によって前記隣接する凹板(15)に押し付けることを特徴とする方法。
- a．凹部(22)と、
b．該凹部(22)を取り囲み、該凹部(22)によって該凹板(15)とそれに隣接する凹板の間に形成される濾過室を該濾過室の外側の前記凹板間に形成される空隙から遮断する密封リング(24)を受ける溝(25)とを含み、濾過装置(2)で使用される凹板(15)において、
流体ダクト(30)が濾過装置のヘッドピースから該凹板(15)まで延びる流体路につながり、強圧流体を前記溝(25)に供給するよう設けられることを特徴とする凹板。 - 前記請求項に記載の凹板において、該凹板はさらに可動膜(20)を備え、該膜(20)および該凹板(15)は圧搾室を取り囲み、該凹板(15)は吸気口を有して圧搾流体を該圧搾室に挿入し、かつ各濾過ケークから機械的に押し出し、前記密封リング(24)は前記膜(20)の外縁を形成することを特徴とする凹板。
- 固定ヘッドピース(10)と可動エンドピース(13)との間に請求項９または１０に記載の少なくとも1枚の凹板(15)およびそれに隣接する凹板(15)からなる束(14)を有する濾過装置(2)であって、前記凹板(15)の凹部(22)および／または前記隣接する凹板(15)の凹部が該凹板(15)と隣接する凹板(15)の間に濾過室を形成し、該濾過室の濾布の濾過ケーク側に懸濁物質を供給することが可能であり、該懸濁物質が濾布の透過液側に透過して、該懸濁物質の固形分が濾過ケークとして前記濾布に沈降することを特徴とする濾過装置。
- 前記請求項に記載の濾過装置(12)において、該装置は前記流体ダクト(11)を処理空気だめ(6)に連結する導管(3)を含み、該処理空気だめ(6)は処理空気を前記濾過室に供給することを特徴とする濾過装置。
- 請求項１１または１２に記載の濾過装置(12)において、該装置は強圧流体を実質的に一定の圧力で前記溝(25)に供給する強圧流体だめ(8)を含むことを特徴とする濾過装置。
- 請求項１１ないし１３のいずれかに記載の濾過装置(12)において、該装置は強圧流体を調節可能な圧力で前記溝(25)に供給する強圧流体圧縮機(7)を含むことを特徴とする濾過装置。
- 請求項１１ないし１４のいずれかに記載の濾過装置(2)の一群(1)において、導管(3)が該濾過装置(2)の前記流体ダクト(11)同士を連結することを特徴とする濾過装置。
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