JP3577007B2 - Filtration device and filtration method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、濾材を袋状に閉じたのち、濾材内に原液を供給して濾過を行うようにした濾過装置及び濾過方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来この種の濾過方法は、種々の構成のものが提案されている。
【0003】
例えば特開平3−38209号公報には、筒状濾材の下端部を閉じて袋状にしたのち、濾材内に原液を供給し、可動板を水平方向に移動させて圧搾濾過する際に、圧搾圧力上昇工程と圧搾圧力保持工程とを順次繰り返して圧搾濾過するように構成したものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の濾過方法のものでは、所定圧搾圧力に圧搾濾過するまでに、圧搾圧力上昇工程と圧搾圧力保持工程とを相当回数繰返す必要があり、電磁弁が損傷して取替えなれけばならないことがあるといった課題があった。また、圧搾圧力を最初大きく上昇すると、濾材に大きな力がかかり、濾材を破損する恐れがあり、圧搾圧力上昇工程を小さくして上記工程をより多く繰返すと、上記の電磁弁の損傷がより早くなるという課題があった。
【0005】
また、特開平4−317704号公報の濾過装置は、可動板を傾斜し下部の濾室を広くするようになしているが、下部に厚みの大きいケーキが生成され、どうしても上部と下部で均一な含水率のケーキを生成することができないという課題があった。
【0006】
従って、本発明の目的は、上記課題を解決することにあって、圧力制御弁の入力電流を制御することによって、圧搾圧力を所定の運転パターンに制御して圧搾濾過を行う濾過装置及び濾過方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
【0008】
本発明の第1態様によれば、下部が閉塞されて濾過すべき原液が収納されたのち上部が閉塞される筒状の濾材と、上記濾材を支持する支持体と、上記支持体に支持された上記濾材の上記下部と上記上部を閉塞した状態で上記濾材を押圧する可動板と、上記支持体に支持された上記濾材の上記下部と上記上部を閉塞した状態で上記濾材を上記押板との間で挟み込んで押圧して圧搾濾過させる受板と、上記支持体に支持された上記濾材の下部を閉塞可能な第1開閉装置と、上記支持体に支持された上記濾材の上部を閉塞可能な第2開閉装置と、上記可動板を駆動する上下2つの油圧シリンダとを備える濾過装置において、
油圧ポンプと、
上記油圧ポンプからの駆動力を切換え制御して上記上側の油圧シリンダに選択的に伝達する上側切換え装置と、
上記油圧ポンプからの駆動力を切換え制御して上記下側の油圧シリンダに選択的に伝達する下側切換え装置と、
上記油圧ポンプから上記上側の油圧シリンダ側及び上記下側の油圧シリンダ側へ伝達される油圧を制御する圧力制御弁と、
上記圧力制御弁に入力される入力電流を、圧搾時間と圧搾圧力との関係を示す運転パターンから算出された時間当りの変圧量と圧搾時間の経過とに応じて制御して、上記圧搾時間の経過に応じて上記運転パターンに基く圧搾圧力を圧力変動させるように制御する制御部とを備えるとともに、
圧搾濾過前の上記濾材の濾室容積設定において、上記可動板を傾斜して上記濾室の上部よりも下部を狭くして圧搾濾過を行い、濾過終了には上記濾室の上部と下部とを同じ容積として、均一な含水率のケーキを生成するようにしたことを特徴とする濾過装置を提供する。
【0010】
本発明の第2態様によれば、上記制御部は、圧搾工程の前半の圧搾圧力の上昇割合を圧搾工程の後半の圧搾圧力の上昇割合より小さくするようにした第1の態様に記載の濾過装置を提供する。
【0011】
本発明の第3態様によれば、支持体に支持された筒状の濾材の下部が閉塞され、濾過すべき原液が上記濾材内に収納され、上記濾材の上部が閉塞され、上記支持体に支持された受板と上記可動板との間で上記濾材を挟み込んで上記濾材を押圧して圧搾濾過させる濾過方法において、
上記濾材を上記可動板により押圧するとき、油圧ポンプから上記可動板の上部駆動用油圧シリンダ側及び上記可動板の下部駆動用油圧シリンダ側へ伝達される油圧を利用して上記可動板による上記濾材の押圧を行うとともに、上記油圧ポンプから上記可動板の上部駆動用油圧シリンダ側及び上記可動板の下部駆動用油圧シリンダ側へ伝達される上記油圧を制御する圧力制御弁に入力される入力電流を、圧搾時間と圧搾圧力との関係を示す運転パターンから算出された時間当りの変圧量と圧搾時間の経過とに応じて制御して、上記圧搾時間の経過に応じて上記運転パターンに基く圧搾圧力を圧力変動させるとともに、
圧搾濾過前の上記濾材の濾室容積設定において、上記可動板を傾斜して上記濾室の上部よりも下部を狭くして圧搾濾過を行い、濾過終了には上記濾室の上部と下部とを同じ容積として、均一な含水率のケーキを生成するようにしたことを特徴とする濾過方法を提供する。
【0013】
本発明の第4態様によれば、上記制御部は、圧搾工程の前半の圧搾圧力の上昇割合を圧搾工程の後半の圧搾圧力の上昇割合より小さくするようにした第3の態様に記載の濾過方法を提供する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る実施形態を図1〜図13に基づいて詳細に説明する。
【0015】
本実施形態にかかる濾過装置10は、図1に示すように、筒状の濾材1を支持体2に、支持紐などの吊り部材を介して吊り支持し、上記濾材1の下端部開口を第1開閉装置の一例としての第1開閉シリンダ6の駆動により閉塞したのち、上記濾材1の上端部開口より原液を濾材1内に供給し、上記濾材1の上部を第2開閉装置の一例としての第2開閉シリンダ7の駆動により閉塞するとともに、上下の油圧シリンダ51,52の駆動で可動板4により上記原液が収容された濾材1を押圧して圧搾濾過を行う一方、濾過終了後に上記第1開閉シリンダ6により濾材1の下端部の閉塞動作を解除して上記下端部開口を開き、濾材1内のケーキを濾材下方のスクリュコンベア18により排出するように大略構成されている。
【0016】
上記支持体2の上部には第2開閉シリンダ7と第1油圧シリンダ51とをそれぞれ水平方向沿いに配置し、また支持体2の下部には第2油圧シリンダ52と第1開閉シリンダ6を各々水平方向沿いに配置する。
【0017】
なお、上記支持体2の両側方にサイドバー21を突設し、可動板4の両側部に転動自在に設けたローラ41を介して可動板4をサイドバー21,21により支持している。
【0018】
上記第1開閉シリンダ6は、そのピストンロッドの先端に下部締付バー61を設けており、固定板3の受板31の下端部に形成された係止部32に係止するようにしている。よって、濾材1を下部締付バー61と上記受板31との間に濾材1の下端部を挟み込んで係止することにより、濾材1の下端部開口を閉塞するようにしている。
【0019】
上記第2開閉シリンダ7は、そのピストンロッドの先端に上部締付バー71を設けており、固定板3の受板31の上端部に形成された係止部33に係止するようにしている。よって、濾材1を上部締付バー71と上記受板31との間に濾材1の上部を挟み込んで係止することにより、濾材1の上部を閉塞するようにしている。
【0020】
上記駆動装置5としての油圧シリンダ51,52は、一端を支持体2に固定し、それぞれのピストンロッドの先端は、ピンを介して枢着して可動板4の上下部にそれぞれ連結する。よって、上記油圧シリンダ51,52の駆動により、可動板4はサイドバー21,21上のローラ41,41の転動により案内されて水平方向沿いに移動するように構成されている。また、上記支持体2の下方には、濾過圧搾時に濾材1より落下する濾液17を受け取るための濾液受皿9が、受皿開閉シリンダ92の駆動により移動可能に、かつ回転可能に設けている。
【0021】
また、上記濾液17は流樋91に案内されて外部に排出される。
【0022】
また、濾過圧搾されたケーキ16は、可動板4の移動による自然落下と、振動機12,12の振動による強制落下による下方への落下とにより、スクリュコンベヤ18により回収するように構成されている。
【0023】
なお、図1に示すように油圧ポンプ50aは、油タンク70に収容された油を吸い上げて、油圧切換弁57に供給するよう接続されている。
【0024】
油圧ポンプ50aと油圧切換弁57の間には、圧力制御弁55と圧力リリーフ弁56とが接続されている。なお、圧力制御弁55は、制御部100の指示による圧力制御信号により、圧力を制御するように構成されている。
【0025】
油圧切換弁57に供給された油は、第1油圧シリンダ用油圧バルブ58aと第2油圧シリンダ用油圧バルブ58bとを有する油圧バルブユニット58を経由して、第1油圧シリンダ51と第2油圧シリンダ52と接続されており、所要の運転パターンに応じて圧搾濾過をなすように構成されている。すなわち、油圧ポンプ50aが駆動されると、油圧切換弁57に供給された油は、圧力制御弁55と圧力リリーフ弁56で予め決められた所定圧力に圧力制御されつつ、油圧切換弁57から第1油圧シリンダ用油圧バルブ58aと第2油圧シリンダ用油圧バルブ58bとの両方に供給されて、第1油圧シリンダ51と第2油圧シリンダ52とが同期して駆動され、可動板4が水平方向沿い移動させられる。圧搾濾過前の前工程として、油圧シリンダ51,52の駆動で可動板4を所定の位置まで移動させて、可動板4と受板31との隙間により濾室11の容積を決定するとき、第2油圧シリンダ用油圧バルブ58bを切り換えて油圧ポンプ50aから第1油圧シリンダ51への油の供給を一時的に停止させる一方、第1油圧シリンダ用油圧バルブ58aはそのままにして油圧ポンプ50aから第2油圧シリンダ52への油の供給を行い続けることにより、上側の油圧シリンダ51よりも下側の油圧シリンダ52を少し大きく駆動して、図8のように濾室11の上部側の容積よりも下部側の容積を狭くするように可動板4を傾斜させて、濾室11の所定の上下の容積を決定することができる。これは、制御部100により、圧力制御弁55及び第1油圧シリンダ用油圧バルブ58aと第2油圧シリンダ用油圧バルブ58bへの入力電流を制御することによって、第1油圧シリンダ51及び第2油圧シリンダ52にそれぞれ供給される油圧を制御することができ、圧搾圧力を所定の運転パターンに制御して圧搾濾過を行うことができる。ここで、濾室容積設定において可動板4を傾斜して濾室11の下部を上部に比べて狭くする理由は以下のとおりである。すなわち、原液中の固体分は重力のため下方により多く沈降しようとする。そのため、圧搾工程終了後に上部と下部により均一な含水率のケーキを生成するためには、容積設定時に下部を狭めて、下部での沈降量を少なくし、圧搾終了後の固体分の量を同一とするように、すなわち、均一な含水率のケーキとなるようにすればよいためである。
【0026】
種々の運転パターンは、制御部100に接続されたメモリ内に予め記憶されており、メモリ内に記憶された運転パターンの中から作業者が予め選択した運転パターンに従って制御部100が圧力制御弁55の入力電流を制御することにより、第1油圧シリンダ51及び第2油圧シリンダ52の駆動を制御して可動板4の濾材1のケーキに対する圧力を変動させて、圧搾圧力を上記選択された所定の運転パターンに制御して圧搾濾過を行うようにしている。
【0027】
このように、上記第2開閉シリンダ7、第1開閉シリンダ6、受皿開閉シリンダ92、スクリュコンベヤ18、振動機12,12、上記油圧ポンプ50a、油圧切換弁57、第1油圧シリンダ用油圧バルブ58a、第2油圧シリンダ用油圧バルブ58b、第1油圧シリンダ51、第2油圧シリンダ52などは、制御部100により動作制御されるようにして、所望の濾過圧搾工程が自動的に行われるようにしている。
【0028】
次に、本発明の上記実施形態にかる濾過装置による濾過方法について説明する。
【0029】
(前工程)
まず、筒状濾材1の支持紐を振動機12,12及びバネに吊り支持する。
【0030】
そして、油圧シリンダ51,52の駆動で可動板4を所定の位置まで移動させて、可動板4と受板31との隙間により筒状濾材1の濾室11の容積を決定するとき、上側の油圧シリンダ51よりも下側の油圧シリンダ52を少し大きく駆動して、図8のように濾室11の上部側の容積よりも下部側の容積を狭くするように可動板4を傾斜させて、筒状濾材1の濾室11の所定の上下の容積を決定する。
【0031】
(下部締切り工程)
次に、第1開閉シリンダ6の駆動により下部締付バー61を移動し、図9に示すように上記濾材1の下端部開口を閉塞する。
【0032】
(原料投入工程)
次に、下端部が閉塞された濾材1内に、上記濾材1の上端部開口より図5に示す原液投入口8により、原液15を供給する。
【0033】
図10に示すように濾室11の下部は濾室11を狭くしているので濾室11の厚みは上部より小さいが、原液15中の固体は重力のため下部により多く沈降する。
【0034】
(上部締付け工程)
次に、図11に示すように第2開閉シリンダ7の駆動により上部締付バー71を移動し、上記濾材1の上部を閉塞する。
【0035】
(圧搾濾過工程)
次に、図12に示されるように、可動板4を油圧シリンダ51,52の駆動で移動させ、可動板4と受板31との間で濾材1を以下に詳述するような運転パターンで押圧し、濾材1内のケーキを圧搾する。
【0036】
ここで、濾材1内のケーキを圧搾するとき、図3に示されるように、まず、ステップS1において上記制御部100ではそのメモリ内に記憶された種々の運転パターンのうち、図2に示すような運転パターン1のデータ、たとえば、変位データA(P1,T1)、B(P2,T2)、C(P3,T3)、D(P4,T4)、E(P5,T5)の読込みを行う。
【0037】
次いで、ステップS2において、制御部100の演算部で、時間当りの変圧量を下記のように計算して求める。
【0038】
【数1】
(P1−0)/(T1−0)=ΔPt1 (0からA点間)
【0039】
【数2】
(P2−P1)/(T2−T1)=ΔPt2 (A点からB点間)
【0040】
【数3】
(P3−P2)/(T3−T2)=ΔPt3 (B点からC点間)
【0041】
【数4】
(P4−P3)/(T4−T3)=ΔPt4 (C点からD点間)
【0042】
【数5】
(P5−P4)/(T5−T4)=ΔPt5 (D点からE点間)
次に、ステップS3において、圧搾工程がスタートすると、圧搾タイマーTTがスタートする。
【0043】
次に、ステップS4において、油圧ポンプ50aの回転がスタートする。
【0044】
次に、ステップS5〜S7において、圧搾時間TTがT1に達するまで、ΔPt1×TTの圧力に相当する制御信号を、制御部100から圧力制御弁55に入力し、圧搾圧力を制御し、圧搾圧力は0からA点に変位する。
【0045】
次に、ステップS8,S9において、圧搾時間T1よりT2に達するまで、ΔPt2×(TT−T1)の圧力に相当する制御信号を、制御部100から圧力制御弁55に入力し、圧搾圧力を制御し、圧搾圧力はA点からB点に変位する。
【0046】
以下同様にして、ステップS10〜S11において、C点、D点を経由して圧搾時間T4からT5に達するまで、ΔPt5×(TT−T4)の圧力に相当する制御信号を制御部100から圧力制御弁55に入力し、圧搾圧力を制御し、圧搾圧力はD点からE点に変位して所定の運転パターン1にて、圧搾工程を終了する。
【0047】
なお、圧搾工程が終了したときの可動板4の傾斜は無くなっており、上部、下部のケーキ厚さはほぼ均一となっている。ここで、可動板4の傾斜を無くす方法の一例としては、予め、どの程度傾斜すれば圧搾終了後に傾斜が無くなるかを調べて容積設定を行う方法がある。この容積設定は、油圧シリンダに設けた変位センサにより油圧シリンダの動作距離を検出して行うことができ、上記変位センサによる油圧シリンダの動作距離の検出により可動板の傾斜を無くすように設定することができる。
【0048】
(ケーキ排出工程)
次に、圧搾工程終了後、油圧シリンダ51,52を逆駆動して可動板4による濾材1の圧搾を解除する。
【0049】
次に、第1、第2開閉シリンダ6,7を逆駆動して、濾材1の上部及び下端部開口を開き、濾材1内のケーキ16をその自重による濾材1の下方への落下と、さらに振動機12,12やバネによる振動で、ケーキ16は濾材1の下方に落下する。落下したケーキ16は、図13に示されるように、スクリュコンベヤ18のケーキ回収装置により回収される。
【0050】
なお、濾過圧搾工程のときに濾過された濾液17は濾液受皿9により、流樋91を通り回収される。
【0051】
上記運転パターンとしては、原液の種類に応じた種々の運転パターンを記憶しておき、原液の種類に応じて運転パターンを選択できるようにするのが好ましい。
【0052】
上記実施形態によれば、上記濾材1を上記可動板4により押圧するとき、油圧ポンプ50aから上記可動板4の上部駆動用油圧シリンダ51側及び上記可動板4の下部駆動用油圧シリンダ52側へ伝達される油圧を利用して上記可動板4による上記濾材1の押圧を行うとともに、上記油圧ポンプ50aから上記可動板4の上部駆動用油圧シリンダ51側及び上記可動板4の下部駆動用油圧シリンダ52側へ伝達される上記油圧を制御する圧力制御弁55に入力される入力電流を、圧搾時間と圧搾圧力との関係を示す運転パターンから算出された時間当りの変圧量と圧搾時間の経過とに応じて制御して、上記圧搾時間の経過に応じて上記運転パターンに基く圧搾圧力を圧力変動させることができる。従って、圧搾工程における圧搾圧力を、時間経過に応じて電流制御することができるので、圧搾圧力を容易に変動させることができる。また、従来は、圧搾圧力上昇工程と圧搾圧力保持工程とを相当回数繰返していたので電磁弁の損傷が早かったが、上記実施形態では、圧搾工程中は電磁式切換弁の電磁弁の切り換えは行わずに、圧搾圧力は圧力制御弁の電流制御により行っているので、電磁弁の損傷が防止でき、電磁弁の保全維持管理がより容易となる。すなわち、従来では、電磁式方向切換弁の電磁弁を圧搾工程中に切り換えることにより、圧搾圧力上昇工程と圧搾圧力保持工程を段階的に繰り返していた。これに対して、本実施形態では、圧搾工程中は、電磁式切換弁の電磁弁を作動させずに、圧搾圧力は圧力制御弁の電流制御により行うようにしているため、電磁弁の損傷が防止できる。
【0053】
また、原液の種類に応じて種々の運転パターンを選択できるようにして、原液の種類に応じて運転パターンを選択すれば、原液の種類に応じたより適確な圧搾濾過を行うことができる。
【0054】
また、前工程の濾室容積設定において可動板4を傾斜して濾室11の下部を上部に比べて狭くするようにすれば、圧搾濾過後、濾室11の上部と下部でより均一な含水率のケーキが生成することができる。
【0055】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
【0056】
例えば、本発明の他の実施形態の濾過方法における運転パターンとして、メモリ内に記憶された種々の運転パターンのうち図2とは異なる運転パターンを図14に示す。図14においては、最初の圧搾圧力の上昇割合を小さくし、後半において圧搾圧力の上昇をより大きくしたものである。
【0057】
この場合、圧搾工程の初期には濾材1により小さい圧力がかかり濾材1の損傷をより小さくすることができ、また、圧搾工程初期の濾液17の急激な増加を押えることができる。
【0058】
また、上記濾材1は筒状濾材に限定されず、袋状濾材であってもよい。
【0059】
また、上記第1、第2開閉シリンダは空気シリンダでも油圧シリンダでもよいとともに他の公知の駆動装置により同様の作用を行わせることもできる。
【0060】
また、上記油圧シリンダと可動板とを濾材の両側に配置して可動板が油圧シリンダ側に引くことにより圧搾濾過を行っているが、上記油圧シリンダと可動板とを濾材に対して同じ方向に配置して、可動板を押すことにより圧搾濾過を行うこともできる。また、濾材に対する上記押圧シリンダの押圧作用は、一方向から押圧するものに限らず二方向から濾材を押圧してもよい。
【0061】
なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
【0062】
【発明の効果】
本発明の濾過方法及び濾過装置によれば、上記濾材を上記可動板により押圧するとき、油圧ポンプから上記可動板の上部駆動用油圧シリンダ側及び上記可動板の下部駆動用油圧シリンダ側へ伝達される油圧を利用して上記可動板による上記濾材の押圧を行うとともに、上記油圧ポンプから上記可動板の上部駆動用油圧シリンダ側及び上記可動板の下部駆動用油圧シリンダ側へ伝達される上記油圧を制御する圧力制御弁に入力される入力電流を、圧搾時間と圧搾圧力との関係を示す運転パターンから算出された時間当りの変圧量と圧搾時間の経過とに応じて制御して、上記圧搾時間の経過に応じて上記運転パターンに基く圧搾圧力を圧力変動させることができる。従って、圧搾工程における圧搾圧力を、時間経過に応じて電流制御することができるので、圧搾圧力を容易に変動させることができる。また、従来は、圧搾圧力上昇工程と圧搾圧力保持工程とを相当回数繰返していたので電磁弁の損傷が早かったが、上記実施形態では、圧搾工程中は電磁式切換弁の電磁弁の切り換えは行わずに、圧搾圧力は圧力制御弁の電流制御により行っているので、電磁弁の損傷が防止でき、電磁弁の保全維持管理がより容易となる。
【0063】
また、原液の種類に応じて種々の運転パターンを選択できるようにして、原液の種類に応じて運転パターンを選択すれば、原液の種類に応じたより適確な圧搾濾過を行うことができる。
【0064】
また、前工程の濾室容積設定において可動板を傾斜して濾室の下部を上部に比べて狭くするようにすれば、圧搾濾過後、濾室の上部と下部でより均一な含水率のケーキが生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる濾過方法を実施する濾過装置の概略構成図である。
【図2】上記実施形態にかかる原液の圧搾工程時の圧搾圧力と時間との関係を示すグラフである。
【図3】上記実施形態にかかる濾過方法の圧搾工程のフローチャートである。
【図4】図3に続く上記実施形態にかかる圧搾工程のフローチャートである。
【図5】本発明の上記実施形態にかかる上記濾過装置の正面図である。
【図6】上記濾過装置の平面図である。
【図7】上記濾過装置の右側面図である。
【図8】上記濾過装置による作動状態の前工程を示す側面図である。
【図9】上記濾過装置による作動状態の下部締切り工程を示す側面図である。
【図10】上記濾過装置による作動状態の原料投入工程を示す側面図である。
【図11】上記濾過装置による作動状態の上部締付け工程を示す側面図である。
【図12】上記濾過装置による作動状態の圧搾工程を示す側面図である。
【図13】上記濾過装置による作動状態のケーキ排出工程を示す側面図である。
【図14】本発明の他の実施形態にかかる圧搾圧力と時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1…濾材、2…支持体、3…固定板、4…可動板、5…駆動装置、6…第1開閉シリンダ、7…第2開閉シリンダ、8…原液投入口、9…濾液受皿、10…濾過装置、11…濾室、12…振動機、16…ケーキ、17…濾液、18…スクリュウコンベヤ、21…サイドバー、31…受板、32,33…係止部、41…ローラ、50…油圧ユニット、50a…油圧ポンプ、51…第1油圧シリンダ、52…第2油圧シリンダ、55…圧力制御弁、56…圧力リリーフ弁、57…油圧切換弁、58…油圧バルブユニット、58a…第1油圧シリンダ用油圧バルブ、58b…第2油圧シリンダ用油圧バルブ、61…下部締付バー、71…上部締付バー、91…流樋、92…受皿開閉シリンダ、100…制御部。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a filtering device and a filtering method in which, after a filter medium is closed in a bag shape, a stock solution is supplied into the filter medium to perform filtration.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of filtration method has been proposed in various configurations.
[0003]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-38209 discloses that, after closing the lower end of a cylindrical filter medium to form a bag, a stock solution is supplied into the filter medium, and the movable plate is moved in the horizontal direction to perform compression filtration. There is a configuration in which the pressure increase step and the compression pressure holding step are sequentially repeated to perform compression filtration.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional filtration method, it is necessary to repeat the pressing pressure increasing step and the pressing pressure holding step a considerable number of times before pressing and filtering to a predetermined pressing pressure, and the solenoid valve must be replaced by being damaged. There was a problem that there was something. In addition, if the compression pressure is first increased greatly, a large force is applied to the filter medium, which may damage the filter medium.If the compression pressure increase step is reduced and the above steps are repeated more frequently, the damage to the solenoid valve is quicker. There was a problem of becoming.
[0005]
Further, in the filtration device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-317704, the movable plate is inclined to widen the lower filtration chamber, but a thick cake is generated in the lower portion, and the upper and lower portions are inevitably uniform. There was a problem that a cake having a moisture content could not be produced.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and a filtration device and a filtration method for performing compression filtration by controlling an input current of a pressure control valve to control a compression pressure in a predetermined operation pattern. Is provided.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, a cylindrical filter medium having a lower part closed and containing an undiluted solution to be filtered and then an upper part closed, a support supporting the filter medium, and a supporter supported by the supporter A movable plate that presses the filter medium in a state where the lower part and the upper part of the filter medium are closed, and the pressing plate with the filter medium in a state where the lower part and the upper part of the filter medium supported by the support are closed. A receiving plate that is sandwiched between and pressed to perform squeezing filtration, a first opening and closing device that can close a lower portion of the filter medium supported by the support, and a top plate that can close an upper part of the filter medium supported by the support A second opening and closing device, and a filtration device including two upper and lower hydraulic cylinders for driving the movable plate,
A hydraulic pump,
An upper switching device that selectively controls and transmits the driving force from the hydraulic pump to the upper hydraulic cylinder;
A lower switching device that selectively controls and transmits the driving force from the hydraulic pump to the lower hydraulic cylinder;
A pressure control valve for controlling a hydraulic pressure transmitted from the hydraulic pump to the upper hydraulic cylinder side and the lower hydraulic cylinder side;
The input current input to the pressure control valve is controlled according to the amount of transformation per unit time and the time of the compression time calculated from the operation pattern indicating the relationship between the compression time and the compression pressure, and the compression time is controlled. A control unit that controls the squeezing pressure based on the operation pattern to fluctuate in pressure according to the progress ,
In the filtration chamber volume setting of the filter medium before the compression filtration, the movable plate is inclined to narrow the lower part from the upper part of the filtration chamber to perform compression filtration, and at the end of filtration, the upper part and the lower part of the filtration chamber are separated. Provided is a filtration device characterized in that a cake having a uniform water content is produced with the same volume .
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the control unit, the filtration according to the first aspect in which the increase rate of squeezing pressure the first half of the expression step to be smaller than the rate of increase in the second half of the squeeze pressure pressing step Provide equipment.
[0011]
According to the third aspect of the present invention, the lower part of the cylindrical filter medium supported by the support is closed, the stock solution to be filtered is stored in the filter medium, the upper part of the filter medium is closed, and the support is closed. In a filtration method of sandwiching the filter medium between the supported receiving plate and the movable plate, pressing the filter medium and compressing and filtering,
When the filter medium is pressed by the movable plate, the filter medium by the movable plate utilizes hydraulic pressure transmitted from the hydraulic pump to the upper drive hydraulic cylinder side of the movable plate and the lower drive hydraulic cylinder side of the movable plate. And an input current input to a pressure control valve that controls the hydraulic pressure transmitted from the hydraulic pump to the upper drive hydraulic cylinder side of the movable plate and to the lower drive hydraulic cylinder side of the movable plate. The compression pressure based on the operation pattern is controlled according to the amount of pressure change per unit time and the passage of the compression time calculated from the operation pattern indicating the relationship between the compression time and the compression pressure, and the passage of the compression time. Pressure fluctuation ,
In the filtration chamber volume setting of the filter medium before the compression filtration, the movable plate is inclined to narrow the lower part from the upper part of the filtration chamber to perform compression filtration, and at the end of filtration, the upper part and the lower part of the filtration chamber are separated. The present invention provides a filtration method characterized in that a cake having a uniform moisture content is produced in the same volume .
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, the control unit, the filtration according to the third aspect in which the increase rate of squeezing pressure the first half of the expression step to be smaller than the rate of increase in the second half of the squeeze pressure pressing step Provide a method.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0015]
As shown in FIG. 1, a
[0016]
A second opening /
[0017]
In addition,
[0018]
The first opening /
[0019]
The second opening /
[0020]
One end of each of the
[0021]
Further, the
[0022]
Further, the
[0023]
In addition, as shown in FIG. 1, the
[0024]
A
[0025]
The oil supplied to the
[0026]
Various operation patterns are stored in a memory connected to the
[0027]
Thus, the second opening /
[0028]
Next, a filtration method using the filtration device according to the above embodiment of the present invention will be described.
[0029]
(pre-process)
First, the support string of the
[0030]
When the
[0031]
(Lower cutoff process)
Next, the
[0032]
(Raw material input process)
Next, the
[0033]
As shown in FIG. 10, the lower part of the
[0034]
(Upper tightening process)
Next, as shown in FIG. 11, the upper tightening
[0035]
(Compression filtration process)
Next, as shown in FIG. 12, the
[0036]
Here, when the cake in the
[0037]
Next, in step S2, the calculation unit of the
[0038]
(Equation 1)
(P1-0) / (T1-0) = ΔPt1 (between 0 and point A)
[0039]
(Equation 2)
(P2-P1) / (T2-T1) = ΔPt2 (between point A and point B)
[0040]
(Equation 3)
(P3-P2) / (T3-T2) = ΔPt3 (between point B and point C)
[0041]
(Equation 4)
(P4-P3) / (T4-T3) = ΔPt4 (between point C and point D)
[0042]
(Equation 5)
(P5-P4) / (T5-T4) = ΔPt5 (between point D and point E)
Next, in step S3, when the squeezing process starts, the squeezing timer TT starts.
[0043]
Next, in step S4, the rotation of the
[0044]
Next, in steps S5 to S7, a control signal corresponding to a pressure of ΔPt1 × TT is input from the
[0045]
Next, in steps S8 and S9, a control signal corresponding to a pressure of ΔPt2 × (TT−T1) is input from the
[0046]
Similarly, in steps S10 to S11, the
[0047]
In addition, the inclination of the
[0048]
(Cake discharge process)
Next, after the end of the pressing step, the
[0049]
Next, the first and second opening /
[0050]
The
[0051]
As the operation pattern, it is preferable that various operation patterns corresponding to the type of the stock solution are stored so that the operation pattern can be selected according to the type of the stock solution.
[0052]
According to the embodiment, when the
[0053]
In addition, if various operation patterns can be selected according to the type of the undiluted solution, and if the operation pattern is selected according to the type of the undiluted solution, more appropriate squeeze filtration can be performed according to the type of the undiluted solution.
[0054]
In addition, if the
[0055]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in other various modes.
[0056]
For example, FIG. 14 shows an operation pattern different from FIG. 2 among various operation patterns stored in the memory as an operation pattern in the filtration method according to another embodiment of the present invention. In FIG. 14, the rate of increase in the initial compression pressure is reduced, and the increase in the compression pressure is increased in the second half.
[0057]
In this case, a smaller pressure is applied to the
[0058]
The
[0059]
Further, the first and second opening / closing cylinders may be pneumatic cylinders or hydraulic cylinders, and similar operations can be performed by other known driving devices.
[0060]
Also, while the hydraulic cylinder and the movable plate are arranged on both sides of the filter medium and the movable plate is pulled toward the hydraulic cylinder to perform squeeze filtration, the hydraulic cylinder and the movable plate are moved in the same direction with respect to the filter medium. Squeezing filtration can also be performed by arranging and pressing a movable plate. Further, the pressing action of the pressing cylinder on the filter medium is not limited to pressing in one direction, and the filter medium may be pressed in two directions.
[0061]
Note that by appropriately combining any of the various embodiments described above, the effects of the respective embodiments can be achieved.
[0062]
【The invention's effect】
According to the filtration method and the filtration device of the present invention, when the filter medium is pressed by the movable plate, the filter medium is transmitted from the hydraulic pump to the upper drive hydraulic cylinder side of the movable plate and the lower drive hydraulic cylinder side of the movable plate. While pressing the filter medium by the movable plate using the hydraulic pressure, the hydraulic pressure transmitted from the hydraulic pump to the upper drive hydraulic cylinder side of the movable plate and the lower drive hydraulic cylinder side of the movable plate is reduced. The input current input to the pressure control valve to be controlled is controlled according to the amount of transformation per unit time and the elapsed time of the compression time calculated from the operation pattern indicating the relationship between the compression time and the compression pressure, and the compression time is controlled. The squeezing pressure based on the operation pattern can be pressure-fluctuated in accordance with the progress of. Therefore, the pressing pressure in the pressing step can be current-controlled according to the passage of time, so that the pressing pressure can be easily changed. Also, conventionally, the damage to the electromagnetic valve was quick because the pressing pressure increasing step and the pressing pressure holding step were repeated a considerable number of times, but in the above embodiment, the switching of the electromagnetic valve of the electromagnetic switching valve during the pressing step was not performed. Since the squeezing pressure is not performed by the current control of the pressure control valve, damage to the solenoid valve can be prevented, and maintenance and management of the solenoid valve becomes easier.
[0063]
In addition, if various operation patterns can be selected according to the type of the undiluted solution, and if the operation pattern is selected according to the type of the undiluted solution, more appropriate squeeze filtration can be performed according to the type of the undiluted solution.
[0064]
In addition, if the movable plate is inclined so that the lower part of the filter chamber is narrower than the upper part in the filter chamber volume setting in the previous process, the cake having a more uniform moisture content in the upper and lower parts of the filter chamber after squeezing filtration. Can be generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a filtration device that performs a filtration method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a pressing pressure and a time in a pressing step of a stock solution according to the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart of a pressing step of the filtration method according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart of a pressing process according to the embodiment, following FIG. 3;
FIG. 5 is a front view of the filtration device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view of the filtration device.
FIG. 7 is a right side view of the filtration device.
FIG. 8 is a side view showing a pre-process in an operating state by the filtration device.
FIG. 9 is a side view showing a lower cutoff process in an operating state by the filtration device.
FIG. 10 is a side view showing a raw material charging step in an operating state by the filtration device.
FIG. 11 is a side view showing an upper tightening step in an operating state by the filtration device.
FIG. 12 is a side view showing a pressing step in an operating state by the filtration device.
FIG. 13 is a side view showing a cake discharging step in an operating state by the filtration device.
FIG. 14 is a graph showing a relationship between a pressing pressure and time according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
油圧ポンプ(50a)と、
上記油圧ポンプ(50a)からの駆動力を切換え制御して上記上側の油圧シリンダ(51)に選択的に伝達する上側切換え装置(58a)と、
上記油圧ポンプ(50a)からの駆動力を切換え制御して上記下側の油圧シリンダ(52)に選択的に伝達する下側切換え装置(58b)と、
上記油圧ポンプ(50a)から上記上側の油圧シリンダ(51)側及び上記下側の油圧シリンダ(52)側へ伝達される油圧を制御する圧力制御弁(55)と、
上記圧力制御弁(55)に入力される入力電流を、圧搾時間と圧搾圧力との関係を示す運転パターンから算出された時間当りの変圧量と圧搾時間の経過とに応じて制御して、上記圧搾時間の経過に応じて上記運転パターンに基く圧搾圧力を圧力変動させるように制御する制御部(100)とを備えるとともに、
圧搾濾過前の上記濾材の濾室容積設定において、上記可動板を傾斜して上記濾室の上部よりも下部を狭くして圧搾濾過を行い、濾過終了には上記濾室の上部と下部とを同じ容積として、均一な含水率のケーキを生成するようにしたことを特徴とする濾過装置。A cylindrical filter medium (1) having a lower part closed and containing an undiluted solution to be filtered and then an upper part closed, a support (2) supporting the filter medium, and a filter medium supported by the support. A movable plate (4) for pressing the filter medium in a state where the lower part and the upper part are closed, and a filter plate in which the filter medium is pressed with the lower part and the upper part of the filter medium supported by the support member closed. A receiving plate (31) that is sandwiched and pressed to perform squeezing filtration, a first opening / closing device (6) capable of closing a lower portion of the filter medium supported by the support, and the filter medium supported by the support A filtering device comprising: a second opening / closing device (7) capable of closing an upper portion of the filter; and two upper and lower hydraulic cylinders (51, 52) for driving the movable plate.
A hydraulic pump (50a);
An upper switching device (58a) that switches and controls the driving force from the hydraulic pump (50a) and selectively transmits the driving force to the upper hydraulic cylinder (51);
A lower switching device (58b) that switches and controls the driving force from the hydraulic pump (50a) and selectively transmits the driving force to the lower hydraulic cylinder (52);
A pressure control valve (55) for controlling a hydraulic pressure transmitted from the hydraulic pump (50a) to the upper hydraulic cylinder (51) and the lower hydraulic cylinder (52);
The input current input to the pressure control valve (55) is controlled according to the amount of change in pressure per time calculated from an operation pattern indicating the relationship between the compression time and the compression pressure and the elapsed time of the compression time. A control unit (100) that controls the pressing pressure based on the operation pattern to fluctuate according to the elapse of the pressing time ,
In the filtration chamber volume setting of the filter medium before the compression filtration, the movable plate is inclined to narrow the lower part from the upper part of the filtration chamber to perform compression filtration, and at the end of filtration, the upper part and the lower part of the filtration chamber are separated. A filter device characterized in that a cake having a uniform water content is generated with the same volume .
上記濾材を上記可動板により押圧するとき、油圧ポンプ(50a)から上記可動板の上部駆動用油圧シリンダ(51)側及び上記可動板の下部駆動用油圧シリンダ(52)側へ伝達される油圧を利用して上記可動板による上記濾材の押圧を行うとともに、上記油圧ポンプ(50a)から上記可動板の上部駆動用油圧シリンダ(51)側及び上記可動板の下部駆動用油圧シリンダ(52)側へ伝達される上記油圧を制御する圧力制御弁(55)に入力される入力電流を、圧搾時間と圧搾圧力との関係を示す運転パターンから算出された時間当りの変圧量と圧搾時間の経過とに応じて制御して、上記圧搾時間の経過に応じて上記運転パターンに基く圧搾圧力を圧力変動させるとともに、
圧搾濾過前の上記濾材の濾室容積設定において、上記可動板を傾斜して上記濾室の上部よりも下部を狭くして圧搾濾過を行い、濾過終了には上記濾室の上部と下部とを同じ容積として、均一な含水率のケーキを生成するようにしたことを特徴とする濾過方法。The lower part of the cylindrical filter medium (1) supported by the support (2) is closed, the stock solution to be filtered is stored in the filter medium (1), the upper part of the filter medium (1) is closed, and the support is closed. In a filtration method of sandwiching the filter medium between a receiving plate (31) supported by a body and the movable plate (4), pressing the filter medium, and performing compression filtration,
When the filter medium is pressed by the movable plate, the hydraulic pressure transmitted from the hydraulic pump (50a) to the upper drive hydraulic cylinder (51) of the movable plate and the lower drive hydraulic cylinder (52) of the movable plate is reduced. The movable plate is used to press the filter medium, and the hydraulic pump (50a) is moved to the upper drive hydraulic cylinder (51) side of the movable plate and the lower drive hydraulic cylinder (52) side of the movable plate. The input current input to the pressure control valve (55) for controlling the hydraulic pressure to be transmitted is converted into the amount of pressure change per time and the passage of the compression time calculated from an operation pattern indicating the relationship between the compression time and the compression pressure. And the pressure of the pressing pressure based on the operation pattern is fluctuated according to the elapse of the pressing time .
In the filtration chamber volume setting of the filter medium before the compression filtration, the movable plate is inclined to narrow the lower part from the upper part of the filtration chamber to perform compression filtration, and at the end of filtration, the upper part and the lower part of the filtration chamber are separated. A filtration method characterized in that a cake having a uniform water content is produced with the same volume .
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