JP2524634B2 - 被処理材を脱水し絞り出しするための方法および装置 - Google Patents

被処理材を脱水し絞り出しするための方法および装置

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JP2524634B2 JP63502072A JP50207288A JP2524634B2 JP 2524634 B2 JP2524634 B2 JP 2524634B2 JP 63502072 A JP63502072 A JP 63502072A JP 50207288 A JP50207288 A JP 50207288A JP 2524634 B2 JP2524634 B2 JP 2524634B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パルプや泥炭のようなスラッジ、沈殿物、
懸濁液の形態の材料を脱水し絞り出しするための方法お
よび装置に関する。
今日被処理材を脱水圧搾するのに、ローラプレス、デ
ィスクプレス、ワイヤベルトプレス、及びスクリュプレ
スが使用されている。これらのうち、初めの３つのプレ
スは容量が大型で且つ高価な機械であり、作動費が高
く、また例えば精製プリントおよび小規模の工業には非
現実的である。従って、この点に関して、或る形態のス
クリュプレスを使用することが必要であったが、既存の
構成には幾つかの欠点および制限があった。
第１図および第２図は、このようなスクリュプレスの
２つの異なる基本原理を示している。
第１図は、末広がりのスクリュボディおよび出口に設
けられた調製可能な絞り装置との組合せでシーブマント
ルを有する在来のプレスを示している。
上記の種類の被処理材を脱水する場合、プレスには、
通常、２％ないし最高６％までの範囲の圧送可能な流入
濃度の物質を供給する。プレス後の濃度は出来るだけ高
く、好ましくは35％〜45％の範囲内である。このような
脱水は1:10の大きさの程度の被処理材の圧縮を必要とす
る。
しかしながら、第１図によるプレスは、大きさ1:2、
経験上の最大値によれば、1:2又は３程度の最大圧縮比
（ねじ山の入口での移送量／ねじ山の出口までの移送量
として計算）を有している。これは、流入量に適するよ
うにプレスを寸法決めしなければならず、そのため、絞
り作用が生じる端部分を大きい寸法で形成しなけければ
ならないことを意味している。例えば1:2又は３の圧縮
比を有するスクリュプレスで例えば４％から40％までの
脱水を達成するには、プレスの出口で強い絞り作用が起
らなければならない。この結果、プレスで後方への圧縮
が起り、摩擦が起り、かつ不必要なエネルギを浪費す
る。そのうえ、端部分における絞り作用により、被処理
材はスクリュとともに回転する傾向を受け、それにより
プレス全体が過荷重により閉塞されてしまう。
この公知のスクリュプレスの欠点として、特にスクリ
ュのねじ山の摩耗によりねじ山頂部とシーブマントルと
の間に大きな遊びがあるとき、低濃度の被処理材が入っ
てくると、シーブマントルの入口側における繊維よりな
る布の形成が入口部で起る。この種類のプレスでは、ね
じ山頂部とシーブマントルとの間の遊びを調整すること
ができない。
この公知のスクリュプレスでの最終的な絞り出しが被
処理材が流入量により定められる必要な大きい直径で行
なわれることは、供給／圧縮作用のためにスクリュに大
きなモーメントがかかり大きなエネルギを浪費するとい
う欠点を伴う。
従って、流入量の決定後にプレスを寸法、決めしなけ
ればならないため、プレスは大きい直径および長い長さ
を有さなければならないという欠点がある。スクリュプ
レスでは、可成りの半径方向の荷重が存在するので、第
１図に示すプレスの構成は高価であり作動コストがかか
る。
第４図に示す公知のスクリュプレスは出口部分に先細
スクリュとの組合せでいくらか先細のシーブマントルを
有し、出口部分に往復動ピストンの形態の軸方向作動絞
り装置を有している。この構成では、十分な圧縮比を達
成することができる。このスクリュプレスの主な問題
は、スクリーンボディとシーブマントルとの間の距離が
出口では大きく、そして、絞り出された水が厚い繊維ケ
ーキに浸透することはないがスクリュボディに閉じ込め
られるという点である。しかも、中央シャフトに集めら
れた水が圧縮され、出口を通る強烈な水噴流により被処
理材を押出してしまうことにより問題が生じる。装置の
形状寸法のため、シーブマントルを通る半径方向外方お
よび有孔の中央シャフトを通る半径方向内方の脱水を行
うのが困難である。
本発明の目的は、存在する利点を保持しながら在来の
構成の欠点を解消したスクリュプレスを提供することで
ある。
本発明は、パルプや泥炭のようなスラッジ、沈殿物、
懸濁液の形態の材料を脱水し絞り出しするための方法で
あって、入口から出口まで送給される材料が、回転送給
スクリュおよび該回転送給スクリュを取り囲むシーブマ
ントルによって構成される第１部分および該第１の部分
の下流に設けられた第２部分を送給される際、脱水され
絞り出しされ、シーブマントルには、前記第１部分に沿
って、回転送給スクリュの回転に対して相対的に回転さ
れる回転部分が設けられており、シーブマントルの前記
回転部分に設けられた穴を、少なくとも間欠的に清浄に
し、第２部分における送給の終りのときの圧縮力を、第
２部分における送給の開始のときの圧縮力よりも大きく
することによって、第２部分における送給の載、材料の
圧縮を徐々に増大させる方法において、第１部分におけ
る材料の送給の際、シーブマントルの前記回転部分を回
転させながら、実質的に重力のみによって材料を脱水す
ることを特徴とする方法に関する。
本発明は上記両部分の有利な組合せを提供する。両部
分における被処理の完全な充填が達成され、それにより
両部分を通る被処理材の軸方向移動を達成し、送給方向
における被処理材の滑り及び被処理材が送給スクリュと
ともに回転することにより引起される閉塞の傾向をなく
す。第１部分から第２部分への被処理材の規則正しい連
続供給が達成される。シーブマントルの回転およびシー
ブマントルの穴の清浄は上記利点の達成に寄与し、高い
圧縮および高い圧縮圧を伴う第２部分は高い全圧縮比、
すなわち、ねじ山の入口での容量／ねじ山の出口での容
量としての計算で1:5乃至1:15、好ましくは1:17乃至1:1
0の大きさの圧縮比のための条件をもたらす。
さらに、本発明は比較的小さい寸法で第２部分を形成
するための条件を与える。ちょうどこの部分が大きい荷
重を受けるので、この要因は構成上の観点から重要であ
る。直径がより小さいと、移動がより小さくてすみ、絞
り出し作用のためのエネルギ消費が少なくなるというこ
とにより一層の利点が得られる。
脱水が主として重力および軽い絞り出しにより起る第
１部分では、送給スクリュおよびシーブマントルに作用
する応力は適度であり、これにより低コストのためにこ
の部分を比較的小さい寸法で作ることができるというな
お一層の利点のための条件をもたらす。また、適度の応
力は第１部分におけるシーブマントルを別体にし、回転
可能にすることができることに寄与する。このような回
転によれば、２つの点で利点が得られる。例えば好適な
実施例におけるように、シーブマントルの外側に配置さ
れた噴霧管を作用し、加圧水により間欠的機能で作動す
ることによって簡単な手段でシーブマントルの穴清浄を
行うことができる。そのうえ、送給スクリュの回転に対
する相対回転でシーブマントルを駆動することができ、
しかもシーブマントルの回転速度を変えると、第２部分
における被処理材の圧縮を変えることができる。このよ
うに変えることができることは有利である。何故なら
ば、プレスの容量および排出物の乾燥度を変えることが
できしかも例えば濃度および流入被処理材の脱水能力の
条件を変えると、排出物の乾燥度を一定に保つことがで
きるからである。さらに、可変作動のためには一般に装
置が高価になりコストがかかる。しかしながら、この部
分のシーブマントルの別々の駆動は送給スクリュを駆動
するための作用のわずかな一部を必要とするだけであ
り、従って、調整が良好な経済的な解決法である。シー
ブマントルを駆動するための調整装置が一定の移動（そ
のうえ、第２部分の一定の充填）により左右される場
合、このような調整方法も、被処理材の上記軸方向移動
のための条件および第２部分における背後からの連続圧
搾送給の達成に寄与する。
本発明は又、上記方法を実施するために構成された装
置に関する。本発明による装置は、パルプや泥炭のよう
なスラッジ、沈殿物、懸濁液の形態の材料を脱水し絞り
出しするための装置であって、該装置が、脱水し絞り出
しする材料の入口と、脱水された材料の出口と、送給ス
クリュと、前記入口と前記出口との間で送給スクリュを
取り囲むシーブマントルとを備えており、前記送給スク
リュおよびシーブマントルが、前記入口から材料を受け
入れるための第１部分、及び、該第１部分の下流に設け
られていて、材料を出口に排出するための第２部分を構
成しており、シーブマントルには、前記第１部分に沿っ
て、回転部分が設けられており、送給スクリュとシーブ
マントルの前記回転部分を回転させるための手段と、シ
ーブマントルの前記回転部分に設けられた穴を清浄にす
るための手段とをさらに備えており、前記第２部分は、
第２部分において材料を前進させるにつれて材料の圧縮
を増大させるように形成されており、第２部分に沿った
送給ねじのねじ山高さが、第２部分の出口においてより
も第２部分の入口において小さく形成されている装置に
おいて、前記第１部分は、シーブマントルの前記回転部
分が回転されるとき、第１部分内の材料が主として重力
によってシーブマントルから脱水されるように形成され
ていることを特徴とする。
又、第１部分の構成によれば、上記の利点のほかに、
ねじ山の一定の摩耗の後にも、ねじ山頂部とシーブマン
トルの内側との密な接触をシーブマントルの軸方向位置
の調整により維持することができるという利点が得られ
る。
本発明の好適な実施例では、両部分における送給スク
リュは、両部分全体にわたる共通の送給スクリュからな
る。別の実施例では、両部分は互いに或る角度をなし、
両部分に別々の送給スクリュが配置されている。上記第
１実施例は製造費が安いという利点があり、特に第１部
分のスクリュおよびシーブマントルの作動がそれほど複
雑ではなく、同等の性能ではより低いエネルギでよい。
上記第２実施例は空間の長さがわずかであり、第２部分
用のベアリング間の距離がより短かいという利点があ
り、これは（例えば、泥炭を絞り出すために）非常に高
い絞り出し圧力を被処理材に加えなければならなく、第
１部分のスクリュおよびシーブマントルの回転速度およ
び回転方向を第２部分におけるスクリュ（その回転速度
およびねじピッチ）に関係なく選ぶことができる場合に
有利である。第１部分における非常に多い水量の排水の
場合、シーブマントルを高回転速度で、スクリュをいく
らか低い回転速度（例えば、200rpm）で回転させ、排水
を高めるための遠心力を利用することによってこの部分
の脱水作用を非常に高めることができる。
添付図面を参照して本発明を実施例について以下によ
り詳細に説明する。
第１図および第２図は在来のスクリュプレスの２つの
異なる具体例を示す図、第３図は本発明の一実施例の断
面図、第４図は本発明の他の実施例の断面図である。
第３図に示す装置は、被処理材を主として重量により
脱水するための第１部分すなわち入口部分１と、被処理
材を絞り出しにより更らに脱水するための第２部分すな
わち出口部分２とを有している。トラフ状のケーシング
３内において、両部分１、２は仕切り壁部37によって分
割されている。共通の中央スクリュ18が、両部分１、２
にわたって配置されている。
第１部分１は、図示の実施例では円錐形で供給方向に
先細の円筒形シーブすなわちスクリーンマントル４を有
しており、このマントル４には円錐形の穴５があけられ
ている。このシーブマントル４は、この実施例ではスク
リュ18とは別に回転するように構成されているが、きり
づま要素６に留められており、軸スピンドル８に設けら
れた２つのベアリング７で支持されている。さらに、き
りづま要素７は、２つの長さ方向の支持ビーム10に静止
している支持ハウジング９に支承されている。
シーブマントル４は、例えば、軸ジャナル11に設けら
れたピボット歯車によって駆動される。ねじ頂部とシー
ブマントルとの間の遊びを調整するために、取り外し可
能な仕切り壁部12が設けられている。被処理材に対して
シールするために、在来のシールが配列されている。
第２部分２はシーブマントル15を有しており、このシ
ーブマントル15には円錐形の穴16があけられている。シ
ーブマントル15は、仕切り壁部37および壁部17に固定さ
れている。部分１と２に共通の中央スクリュ18は、部分
１に先細のスクリュボディ19及びねじ山20を有してい
る。中央スクリュのスクリュボディ21は部分２において
末広がりになっており、このスクリュボディ21にはねじ
山21が設けられている。中央スクリュ18は軸８を有して
おり、この軸８は部分１ではベアリング７で支承され、
部分２ではベアリング23で支承されている。
被処理材用の出口24には、不動の有孔スリーブ25と、
被処理材の流れを絞るための往復動円錐体26の形態の絞
り装置とが設けられている。この絞り装置はきりづま要
素27に取付けられており、排出水をスリーブ25から集め
るために、集水用ケーシング38が配置されている。
脱水圧搾すべき被処理材を入口29から供給し、圧搾体
を出口から排出する。
シーブマントル４、15を通る排水の流出は管31を通し
て行なわれ、スリーブすなわち円筒体25を通る排水の流
出は排出管28を通して行なわれる。
シーブマントル４の外側には、シーブマントルの穴５
を清浄にするための噴霧管33の形態の清浄手段が配置さ
れている。この噴霧管には、水が管34を通して圧力下で
供給される。
中央スクリュ18は、好ましくは軸ピボット35に設けら
れた在来のピボット歯車により駆動される。
部分１では、主として重力によって、また僅かな程度
まで容易な絞り出しによって脱水が達成され、部分２で
は、真の絞り出しが行なわれる。なお、部分２では、ね
じ山21のねじ高さは出口24のところの方が仕切壁部37で
の出口のところよりも低くなっているので、被処理材の
乾燥度が増すにつれて高められた絞り出し作用が達成さ
れる。ねじ山22のねじ高さは、図示のように、部分２の
出口24に向う方向に連続して減少している。
この装置は下記のように作動する。
脱水圧搾すべき被処理材を、ポンプまたは水平ボック
スから管29および穴36を通して供給する。この供給中、
被処理材を上記のようにねじ山20によって主として重力
により脱水する。部分１における圧縮は1:2〜1:3.5、好
ましくは1:3の大きさの程度である。水はシーブ穴５を
通過し、トラフ３に集められ、管31を通して排出され
る。
被処理材がシーブマントル４を通過したとき、ねじ山
20は被処理材を更らに部分２の中へ送る。スクリュボデ
ィ21がこの実施例では部分２において末広がりになって
いるため、すなわち、シーブマントル15が円筒形であ
り、ねじ山22のねじ高さが部分２の出口24に向う方向に
減少しているため、被処理材はこの部分では1:2.0〜1:
3.5（好ましくは、1:3.0）の程度の半径方向の圧縮を受
ける。
部分２の端部、すなわち、出口24では、被処理材は往
復動円錐体すなわちピストン26からの反力により軸方向
に圧縮される。この最終的な絞り出し中、水は２方向、
すなわち、シーブマントル15を通って外方に、また不動
の円筒体25の穴を通って内方に排出される。シーブマン
トル15を通過した水はトラフ３に集められ、管31を通し
て排出され、円筒体25を通過した水はシャフト８のまわ
りのチャンネルへ導びかれ、さらに排出管28を通して排
出される。
ピボット35に配置された駆動手段は好ましくは定速回
転をする在来のピボット歯車であり、ピボット11に設け
られた駆動手段も好ましくは在来のピボット歯車である
が、この駆動手段は好ましくは可調整速度の回転用のモ
ータを備えている。
スクリュのねじ山およびシーブマントルの回転速度間
を或る関係にすることによって、部分１における脱水を
変化させることができ、また部分１、２への完全な充填
を行うことができる。例えばシーブマントル４の駆動手
段についての移動を検知することによって、時間が一様
なこのような充填が制御可能である。ピボット11用の駆
動手段は、好ましくはピボット35用の駆動手段と比較し
て効果の20％の大きさであるのがよい。これは可変駆動
装置の価格が本質的に効果に伴って上昇するので有利で
ある。
本発明による装置、例えば、第３図に示す装置を作動
させるとき、高い全圧縮比（例えば、1:10の大きさの程
度）を利用し、スクリュとシーブマントルとの間の全長
に沿って、被処理材に作用する主として半径方向の圧縮
が達成されるので、ピストン26によって引起される具体
例では、第２部分の端部分における軸方向圧縮について
は、ほんのわずかな程度を利用するだけでよい。かくし
て、在来のスクリュ圧搾器では行なわれるら旋方向への
エネルギを必要とする被処理材の移動、並びに在来のス
クリュ圧搾器内の被処理材がスクリュとともに回転する
ことによって引き起される閉塞がなくなる。
本発明による実施例では、部分１における脱水は、こ
の部分におけるシーブマントルの回転により、より効果
的に行なわれる。この回転は脱水自身に寄与し、またこ
の回転により、水を噴霧管33から圧力下で間欠的に噴霧
することによってシーブマントルの穴を連続的にきれい
に保つことができる。この清浄操作により、シーブマン
トルに著しく少ない穴を使用することができ、それによ
り排出沈滞水中への乾燥物の損失を制限することができ
る。
部分１におけるスクリュとシーブマントルとの相対回
転速度および部分２の端部における軸方向圧力を調整す
ることによって、融通性のための非常に良好な条件が達
成され、それにより本発明の装置の好適な適用範囲が達
成される。このような融通性は、部分１のみ、或いは部
分２のみを使用するのでは可能でないが、本発明により
これらの両部分を協働で使用して始めて実現される。
第４図に示す実施例は、第１部分および第２部分が互
いに直角をなし、第１部分の駆動が第２部分の駆動と別
であり、両部分が脱水された水用の別々の出口を有して
いる点を除けば、すべての主要部品について第３図に示
す実施例と同一である。尚、一点鎖線で示す入口および
出口は図示のものにまっすぐに配置されている。
第４図に示す装置は、第３図の装置と比較して製造費
がより高く、第１部分のスクリュ及びシーブマントル用
のより複雑な駆動装置を必要とし、また同等な性能では
より大きなエネルギを必要とする。しかしながら、第４
図に示す装置は必要とする空間の長さが僅かでよく、ま
た第２部分における絞り出しスクリュ用のベアリング間
の距離がより短かくともよい。これは、（例えば、泥炭
を絞り出すために）被処理材に加えられる非常に高い圧
力、および第１部分のスクリュおよびシーブマントルの
回転速度と回転方向を第２部分のスクリュの回転速度お
よびねじピッチに関係なく選ぶことができる場合には有
利である。第１部分における非常に多い水量（低い流入
濃度）の排水の場合、シーブマントルを高回転速度で、
スクリュをいくらか低い回転速度（例えば150rpm）で回
転させ、それにより排水をより効果的にする遠心力を利
用することによって脱水作用を著しく高めることができ
る。

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】パルプや泥炭のようなスラッジ、沈殿物、
    懸濁液の形態の材料を脱水し絞り出しするための方法で
    あって、入口から出口まで送給される材料が、回転送給
    スクリュおよび該回転送給スクリュを取り囲むシーブマ
    ントルによって構成される第１部分および該第１の部分
    の下流に設けられた第２部分を送給される際、脱水され
    絞り出しされ、シーブマントルには、前記第１部分に沿
    って、回転送給スクリュの回転に対して相対的に回転さ
    れる回転部分が設けられており、シーブマントルの前記
    回転部分に設けられた穴を、少なくとも間欠的に清浄に
    し、第２部分における送給の終りのときの圧縮力を、第
    ２部分における送給の開始のときの圧縮力よりも大きく
    することによって、第２部分における送給の際、材料の
    圧縮を徐々に増大させる方法において、 第１部分における材料の送給の際、シーブマントルの前
    記回転部分を回転させながら、実質的に重力のみによっ
    て材料を脱水することを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】前記第１部分内において、前記入口から前
    記第２部分に至る先細経路に沿って材料を送給し、次い
    で前記第２部分内において、前記出口に向かって横断面
    が連続的に減少している経路に沿って材料を送給するこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】シーブマントルと回転送給スクリュは、反
    対方向に回転されることを特徴とする請求の範囲第２項
    に記載の方法。
  4. 【請求項４】シーブマントルの清掃は、シーブマントル
    の外面に差し向けられた加圧水によって行われることを
    特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項
    に記載の方法。
  5. 【請求項５】パルプや泥炭のようなスラッジ、沈殿物、
    懸濁液の形態の材料を脱水し絞り出しするための装置で
    あって、該装置が、 脱水し絞り出しする材料の入口と、 脱水された材料の出口と、 送給スクリュと、 前記入口と前記出口との間で送給スクリュを取り囲むシ
    ーブマントルとを備えており、前記送給スクリュおよび
    シーブマントルが、前記入口から材料を受け入れるため
    の第１部分、及び、該第１部分の下流側に設けられてい
    て、材料を出口に排出するための第２部分を構成してお
    り、シーブマントルには、前記第１部分に沿って、回転
    部分が設けられており、 送給スクリュとシーブマントルの前記回転部分を回転さ
    せるための手段と、 シーブマントルの前記回転部分に設けられた穴を清浄に
    するための手段とをさらに備えており、前記第２部分
    は、第２部分において材料を前進させるにつれて材料の
    圧縮を増大させるように形成されており、第２部分に沿
    った送給ねじのねじ山高さが、第２部分の出口において
    よりも第２部分の入口において小さく形成されている装
    置において、 前記第１部分は、シーブマントルの前記回転部分が回転
    されるとき、第１部分内の材料が主として重力によって
    シーブマントルから脱水されるように形成されているこ
    とを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】第１部分の送給スクリュは、該送給スクリ
    ュのスクリュボディが、前記入口から第２部分の方に向
    かって先細になるように形成されており、第２部分の送
    給スクリュは、該送給スクリュのスクリュボディが前記
    出口の方に向かって末広がりになるように形成されてい
    ることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の装置。
  7. 【請求項７】第１部分の送給スクリュと第２部分の送給
    スクリュは、これらの両方の部分を通る共通の送給スク
    リュから構成されていることを特徴とする請求の範囲第
    ５項または第６項に記載の装置。
  8. 【請求項８】第１部分と第２部分は、互いに一定の角度
    をなしており、これらの両方の部分には、別々の送給ス
    クリュが配置されていることを特徴とする請求の範囲第
    ５項または第６項に記載の装置。
  9. 【請求項９】第１部分のシーブマントルは、スクリュボ
    ディの先細り角度に実質的に対応した先細り角度を有す
    るように形成されていることを特徴とする請求の範囲第
    ６項乃至第８項のいずれか１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】第２部分のシーブマントルは、固定され
    ていることを特徴とする請求の範囲第５項乃至第９項の
    いずれか１項に記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記清浄にするための手段は、シーブマ
    ントルの外面に向かって加圧水を噴霧するための噴霧手
    段から構成されていることを特徴とする請求の範囲第５
    項乃至第10項のいずれか１項に記載の装置。
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