JP2662280B2 - 折り返しフィルタ遠心分離機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハウジング内に片持ち支持で回転可能に軸
支され径方向の濾過液通路を有するドラムと、ドラムに
対して軸方向に摺動しドラムの前側を閉鎖するカバー
と、カバーに設けられ濾過すべき懸濁液を充填するため
の充填開口部と、ハウジングに固定されかつ充填開口部
を貫通する充填パイプとを有し、前記充填パイプの排出
端部は、遠心分離工程の間ドラム内部にある、折り返し
フィルタ遠心分離機に関するものである。

懸濁液内にある固体及び液体成分を分離するのに使用
されるこの種の折り返しフィルタ遠心分離機は、ドイツ
特許公報第2710624号に記載されている。さらに、カバ
ーの充填開口部に充填パイプの排出端部と共働するしぶ
きよけを設けることも知られている（ドイツ特許公報第
3430507号）。

フィルタ遠心分離機においては多くの場合に、遠心力
の場に発生する液圧を高めるため、あるいはフィルタケ
ーキを乾燥させるのにフィルタケーキに風を送るため、
あるいはフィルタケーキに蒸気洗浄を施すために、ドラ
ムに過圧下にあるガス（例えば蒸気）を供給することが
望ましい。さらに場合によってはドラムを負圧下におく
ことが望ましいこともある。

一般的な折り返しフィルタ遠心分離機の場合には、ド
ラム内部でこの種の圧力変化は不可能である。というの
は充填開口部を貫通する充填パイプは圧密に形成されて
いないからである。

本発明の課題は一般的な折り返し遠心分離機を改良し
て、ドラムによって包囲されている遠心分離室に過圧あ
るいは負圧を供給することができるようにすることであ
る。

この課題は本発明によれば、ドラム内の圧力を変化さ
せるために充填パイプが圧力源あるいは負圧源と接続可
能であって、回転シーリングと滑りシーリングの組合せ
によってカバーに密着している。

本発明の好ましい実施例においては、充填パイプはハ
ウジングの弾性的な軸受に支持されており、前記弾性的
軸受は回転及び滑りシーリングと結合してさらに充填パ
イプのゆらぎ運動を可能にする。

このような構造によって３種のことが実現される：充
填パイプは同時に圧力ガス（蒸気）の導入パイプとして
あるいは吸引によって負圧を発生するために用いられる
ので、そのための特別な配管を省くことができる。充填
パイプとカバーの間の回転及び滑りシーリングの組合せ
によって負圧下にあるガスが遠心分離室から流出するこ
とあるいはガス（大気の空気）が外側から遠心分離室へ
進入することが防止される。充填パイプをハウジングに
弾性的に支持することによって不釣合をもたらすドラム
のゆらぎ運動が補償されるので、駆動中は回転及び滑り
シーリングの組合せによって完全なシーリングが保証さ
れる。その場合にカバーの充填パイプに対する相対的な
滑り移動は妨害されない。

以下、添付図面に示す実施例を用いて本発明を詳細に
説明する。

図において、 第１図は、遠心分離作業モードにある折り返しフィル
タ遠心分離機の概略断面図、 第２図は、固体除去作業モードにある第１図に示す遠
心分離機の概略を示し、 第３図は、遠心分離機の充填パイプと遠心分離ドラム
の間の回転及び滑りシーリングを示す拡大図、 第４図は、充填パイプが揺動するときの第３図に示す
回転及び滑りシーリング、 第５図は換気パイプを有する充填パイプの他の実施
例、そして 第６図は充填パイプ端部の細部を示す斜視図である。

第１図に示す折り返しフィルタ遠心分離機には、機械
全体を密封状態で包囲する概略的に示すハウジング１が
設けられており、ハウジング１内に固定された機械フレ
ーム２上に中空軸３が軸受４、５で回転可能に軸支され
ている。第１図と第２図の右側で軸受５を越えて突出し
ている中空軸３の端部には圧力媒体のシリンダ６が密封
状態でフランジ止めされている。シリンダ６には駆動論
７が一体回転可能に結合されており、この駆動論７を介
してシリンダ６とそれに伴って中空軸３を、例えばＶベ
ルトを用いて電気モータ（図示せず）によって急速に回
転させることができる。

軸受４、５の間を剛体的に延びる中空軸３には軸方向
に向けられたＶ溝（図示せず）が形成されており、この
Ｖ溝内でくさび状のキー片９が軸方向に摺動することが
できる。このくさび状のキー片９は中空軸３の内部で変
位可能な軸12と結合固定されている。従って軸12は中空
軸３と一緒に回転するが、中空軸内で軸方向に変位する
ことができる。

軸３と12は、軸受４、５の保持にも使用されるブッシ
ュ状のハウジング13内に延びており、前記ハウジング13
は機械フレーム２上に支持されている。

第１図と第２図の左側で軸受４を越えて突出している
中空軸３の端部には、つぼ状の遠心分離ドラム16が底部
17に回転しないようにフランジ止めされている。ドラム
16の円筒状の側壁には径方向に延びる通過開口部18が形
成されている。ドラム16の底部17と反対の端面は開放し
ている。この開放した端面を包囲しているフランジ状の
開口縁19には保持リング21によって、ほぼ円筒状に形成
されたフィルタ布22の一方の縁が密封状にとめられてい
る。フィルタ布22の他方の縁は適当な方法で底部片23と
密封状態に結合されており、底部片23は底部17を自由に
貫通している摺動可能な軸12と堅固に結合されている。

遠心分離室カバー25が支柱ボルト24を介して底部片23
に堅固に取付けられ、これによって空間が形成される。
遠心分離室カバー25は第１図においてはドラム16の開口
縁に接することによって遠心分離室を密封しており、第
２図においては軸12が中空軸３から軸方向に抜け出すこ
とによって遠心分離室カバー25は底部片23と共にドラム
から離れて持ち上げられている。

第１図と第２図の左に示す折り返しフィルタ遠心分離
機の前側には充填パイプ26が配置されており、この充填
パイプ26は固体及び液体成分を分離させる懸濁液をドラ
ム16の遠心分離室へ供給するのに用いられ（第１図）、
第２図に示す作動状態においては摺動可能な軸12の孔27
へ延びている。

圧力媒体シリンダ６と共働する導管31と弁32、33は、
ドラム16を支持する変位可能な軸12を往復移動させるの
に用いられる。

作動時には折り返しフィルタ遠心分離機はまず第１図
に示す位置を占める。変位可能な軸12は中空軸３と圧力
媒体シリンダ６内へ引き戻され、それによって軸12と結
合されている底部片23は遠心分離ドラム16の底部17の近
傍に位置し、フィルタ布22はドラム内に位置するように
ドラム内部に入る。その場合に遠心分離室カバー25はド
ラム16の開口縁上にぴったりと載置される。ドラムが回
転すると、充填パイプ26を介して濾過すべき懸濁液が導
入される。懸濁液の液体成分はドラムの開口部18を矢印
35方向へ通過して反跳板36によって搬出導管37へ導かれ
る。懸濁液の固体成分はフィルタ布によって保持され
る。

遠心分離ドラム16がさらに回転すると、第２図に示す
ように軸12は（左へ）移動されて、それによってフィル
タ布22は外側へ折り返されて、そこに付着していた固体
成分は外側方向（矢印38）のハウジング１内へ放出され
る。固体成分はそこから容易に搬出することができる。
第２図に示す位置においては充填パイプ26は、カバー25
ないし底部片23に形成されている開口部39、40を通して
軸12の孔27内に進入している。遠心力の作用を受けて固
体粒子の放出が終了した後に、遠心分離機は軸12が引き
戻されることによって第１図に示す作動位置へ戻され、
その際にフィルタ布22が反対方向へ折り返される。この
ようにして常に遠心分離ドラムを回転させての遠心分離
機の作動が可能になる。

第１図に概略図示するように、充填パイプ26内には弁
41が組み込まれており、この弁41は懸濁液の供給を中断
し、かつ懸濁液を有する貯蔵容器に対する充填パイプの
密封を行わせる。止め弁43を有し充填パイプ26に連通す
るパイプ導管42を介し、ポンプ44によってガス、得に圧
縮空気を充填パイプ26に、すなわちドラム16の遠心分離
室へ導入してもよい。それによってドラム内にもたらさ
れる内圧が、回転するドラムの遠心力の場に生じる液圧
を高め、それによって全体として濾過結果に好ましい作
用がもたらされる。

他の実施例においては導管42を介して、圧力下にある
熱い水蒸気をドラムに導入し、それによってフィルタ布
に付着しているフィルタケーキを蒸発洗浄にさらすこと
もできる。

また他の実施例においては、導管42を省くことができ
る。その場合には懸濁液はポンプを介して直接充填パイ
プ26とドラム16に導入される。所定の場合にはこの圧力
は、充填パイプ26と結合され所定の高い水位に配置され
ている懸濁液貯蔵容器によって充填パイプ26内に発生さ
れる液圧とすることもできる。

本発明の他の実施例においては、例えば第１図のポン
プ44を吸引ポンプとして形成することによって、ドラム
16内に過圧の代わりに負圧を形成することも可能であ
る。時々もたらされるこの種の負圧は、フィルタ布22か
らフィルタケーキを取り外すのに好ましい作用を与え
る。

ドラム16内に過圧あるいは負圧が支配する場合には、
固定的な充填パイプ26と回転するドラム16のカバー25と
の間に圧力を密封するシールを形成しなければならな
い。このことを第３図と第４図を用いて詳細に説明す
る。

充填パイプ26の前方の自由端部には、中央部が円筒状
でその両端が円錐状の肉厚部45で設けられている。第１
図の作動状態において、従って遠心分離室内で過圧ある
いは負圧によって濾過を行う間、肉厚部45に弾性的なシ
ールリング46が接しており、このシールリングは圧密の
密封を行わせる。シールリング46はスリーブ47の対応す
る溝に挿入されており、このスリーブ47は充填パイプ26
と一緒に固定的に保持されている。さらにスリーブ47の
内壁には弾性的なガイドリング48と弾性的なリング状の
ワイパー49が設けられており、第３図に示す作動状態に
おいてはガイドリング48は肉厚部25に接し、ワイパー49
が充填パイプ26の円筒状の外壁に接する。スリーブ47は
概略図示する回転軸受51によってブッシュ52内に回転可
能に軸承されており、ブッシュ52はドラム16のカバー25
と結合固定されている。（固定位置に保持されている）
スリーブ47と（回転する）ブッシュ52との間にはいくつ
かの径方向の軸シールリング53が配置されている。

（回転する）カバー25が（固定配置の）充填パイプ26
に対して（第３図中左へ）移動されると、シールリング
46が肉厚部45から摺動して離れ、充填パイプ26の密封さ
れていない部分に達し、その部分においてはシールリン
グはもはや密封機能を行わず、充填パイプ26に対し距離
をもって充填パイプ26を包囲する（第５図を参照）。従
って肉厚部45によって、弾性的なシールリング46はカバ
ー25の変位動作の大部分にわたって滑り摩擦にさらされ
なくなる。滑り摩擦は、特に充填パイプ26の外壁が固体
粒子の薄い層でしばしば覆われているために、リングの
損傷や破壊をもたらすことがある。

カバー25が（第３図中左へ）移動するときにリング状
のワイパー49は、充填パイプ26の外壁に接し、そこに付
着している固体粒子を掻き取るので（ワイパーにはその
ために露出した鋭いリングエッジが設けられている）、
固体粒子はその後シールリング46に達することはない。
カバー25が（第３図中右へ）復帰移動するときに、ガイ
ドリング48がスリーブ47を、従って滑りシール46を肉厚
部45に対して心出しし、それによってシールリングがつ
ぶれたり損傷したりすることを防止する。

このようにして上述のシーリング装置によって回転シ
ーリングと滑りシーリングが組み合わせて行われ、この
シーリングは濾過工程の間遠心分離室を圧密にし、次に
カバー25の充填パイプ26に対する相対移動を可能にす
る。

片持ちのドラム16は回転する間にしばしばゆらぎ運動
を行い、それが充填パイプ26の自由端部（肉厚部45）に
伝達される。このゆらぎ運動を受け止めて、固定保持さ
れている充填パイプ26の損傷を防止するために、充填パ
イプ26はハウジング１の前壁54に、特に弾性的なリング
状の部材55によって弾性的に固定されており、前記リン
グ状の部材55は充填パイプ26を包囲し、部材55は、充填
パイプ26に固定結合されているフランジ56と前壁54との
間に配置される。弾性的な部材55は何らかの方法で、例
えば接着によって、前壁54とフランジ56とに結合されて
いる。従って充填パイプ26の前端部に設けられた肉厚部
45はドラム16のゆらぎ運動にすぐに追従することができ
る。

第４図はこの種のゆらぎ運動が行われるときに充填パ
イプ26が下方へそれることが示されており、このゆらぎ
運動の際には弾性的な部材55と弾性的なシールリング46
及びガイドリング48とストリッパ49がそれに応じて変形
する。

第５図と第６図から明らかなように、肉厚部45の自由
端部はスクレーパ装置58として形成されている。そのた
めに肉厚部の自由端縁は環状のカッタを形成するように
鋭くされており、例えば軸方向に延びる４つのスリット
59が形成されている。濾過が進むうちに軸12の孔27内に
固体粒子が溜って、それが充填パイプ26の導入の妨げに
なる恐れがある場合には、固体粒子は肉厚部45のカッタ
状に形成された端縁によって掻き取られるので、固体粒
子はスリット59を介して充填パイプ26の内部へ進入する
ことができる。そこから固体粒子は懸濁液が新たに供給
されるときに容易に洗い落とすことができる。

さらに第５図と第６図から明らかなように、充填パイ
プ26の内部には、例えばパイプの形状の換気通路61が設
けられており、この換気通路61は充填パイプ26の自由端
縁でやや突出し、他方の端部は導管62と結合されてい
る。換気通路の充填パイプ26の自由端縁側は開放してお
り、反対側の端部は閉鎖されている。導管62には弁63が
設けられており、弁63によって導管62を外気へ連通させ
ることができる。従ってドラム16の内部を外気と連通さ
せ、それによって排気ないし換気を行うことができる。

また、他の弁64を介して導管62を圧力源あるいは負圧
源と接続することができるので、遠心分離ドラム16内に
過圧あるいは負圧を発生させるために通路61を使用する
ことも可能である。

上述の回転シーリングと滑りシーリングを組み合わせ
たもの45、46、47、53は、例えば他の理由から第１図に
示す作動状態においてドラムと充填パイプ26の間に隙間
のないシーリングが望ましい場合にはドラムに圧力を供
給すること（充填パイプ26を介して）なしでも用いるこ
とができる。

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内に片持ち支持で回転可能に軸
   支され径方向の濾過液通路を有するドラムと、該ドラム
   に対して軸方向に変位し前記ドラムの前側を閉鎖するカ
   バーと、該カバーに設けられ濾過すべき懸濁液を充填す
   るための充填開口部と、前記ハウジングに固定されかつ
   前記充填開口部を貫通する充填パイプとを有し、前記充
   填パイプの排出端部は、遠心分離工程の間に前記ドラム
   内部にある、折り返しフィルタ遠心分離機において、 前記ドラム（16）内の圧力を変化させるために前記充填
   パイプ（26）が圧力源あるいは負圧源（44）と接続可能
   で、前記充填パイプ（26）が組み合わされた回転及び滑
   りシーリング（45、46、47、53）によって前記カバー
   （25）上でシールされていることを特徴とする折り返し
   フィルタ遠心分離機。
2. 【請求項２】前記充填パイプ（26）が前記ハウジング
   （１）の弾性的な軸受（54、55、56）内に支持されてお
   り、前記軸受は前記回転及び滑りシーリングと結合して
   前記充填パイプがさらにゆらぎ運動を行うことを許すこ
   とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の折り返しフィ
   ルタ遠心分離機。
3. 【請求項３】前記回転及び滑りシーリングに、前記充填
   パイプを包囲する弾性的なシールリング（46）が設けら
   れていることを特徴とする請求の範囲第１項あるいは第
   ２項に記載の折り返しフィルタ遠心分離機。
4. 【請求項４】前記回転及び滑りシーリングに、前記充填
   パイプ（26）に作用する弾性的なワイパー（49）が設け
   られていることを特徴とする請求の範囲第１項、第２項
   あるいは第３項に記載の折り返しフィルタ遠心分離機。
5. 【請求項５】前記回転及び滑りシーリングに、前記シー
   ルリング（46）及び／あるいは前記ワイパー（49）を有
   するスリーブ（47）が設けられており、前記スリーブは
   前記カバー（25）と結合固定されたブッシュ（52）内に
   回転可能に軸支されていることを特徴とする請求の範囲
   第１項から第４項のいずれか１項に記載の折り返しフィ
   ルタ遠心分離機。
6. 【請求項６】前記スリーブ（47）が径方向の軸シールリ
   ング（53）によって前記ブッシュ（52）に対して密封さ
   れていることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の折
   り返しフィルタ遠心分離機。
7. 【請求項７】前記充填パイプ（26）がフランジ（56）
   に、かつ弾性的な部材（55）を介して前記ハウジング
   （１）に固定されていることを特徴とする請求の範囲第
   ２項に記載の折り返しフィルタ遠心分離機。
8. 【請求項８】前記充填パイプ（26）の排出端部に、両側
   へ円錐状に延びる肉厚部（45）が設けられていることを
   特徴とする請求の範囲第１項あるいは第２項に記載の折
   り返しフィルタ遠心分離機。
9. 【請求項９】前記肉厚部（45）の自由端縁がスクレーパ
   装置（58、59）として形成されていることを特徴とする
   請求の範囲第８項に記載の折り返しフィルタ遠心分離
   機。
10. 【請求項１０】前記充填パイプ（26）に排気通路（61）
    が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項あ
    るいは第２項に記載の折り返しフィルタ遠心分離機。
11. 【請求項１１】前記排気通路（61）が前記圧力源あるい
    は負圧源（44）と接続可能であることを特徴とする請求
    の範囲第10項に記載の折り返しフィルタ遠心分離機。