JP3619164B2

JP3619164B2 - Centrifuge and operating method thereof

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Publication number: JP3619164B2
Application number: JP2001115767A
Authority: JP
Inventors: 松本　　孝
Original assignee: 株式会社松本機械製作所
Priority date: 2001-04-13
Filing date: 2001-04-13
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2021-04-13
Also published as: JP2002306987A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バスケットの回転により生じる遠心力を利用して原液を液分と固形物とに分離する遠心分離機及びその運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
原液を液分と固形物（結晶）とに分離する処理を行うために遠心分離機が用いられている。
【０００３】
図７は、従来の遠心分離機の要部の構造の一例を示したものである。同図において１は円筒状に形成された本体１０１と、その上端の開口部を閉じる蓋板１０２とを備えたケーシング、２はケーシング１内に配置されて回転自在に支持された籠型のバスケットである。バスケット２は、無数の透過孔２ａを有する円筒状の周壁部２０１と、該周壁部の軸線方向の一端に取り付けられた環状の端板２０２と、周壁部２０１の軸線方向の他端を閉じる底板（図示せず。）とを備えていて、端板２０２の内周部がバスケットの開口部２ｂとなっている。
【０００４】
バスケット２は、その軸線をケーシング１の軸線と同じ方向に向け、かつ開口部２ｂをケーシング１の蓋板１０２側に向けた状態でケーシング１内に配置され、その底板に取り付けられた図示しない回転軸がケーシング１に固定された軸受装置により回転自在に支持されている。
【０００５】
ケーシング１には、電動機や油圧モータ等を駆動源としてバスケット２を回転駆動するバスケット駆動装置が設けられていて、該駆動装置によりバスケット２が回転駆動される。バスケット２の周壁部２０１の内周には、ろ布、金網、多孔板などからなるフィルタ３が適宜の手段により固定されている。
【０００６】
遠心分離機にはまた、バスケット２の周壁部の内周に堆積する固形物を掻き取る固形物掻取装置４が設けられる。図示の固形物掻取装置４は、掻取軸４０１と、該掻取軸４０１の先端に旋回アーム４０２を介して取り付けられた掻取刃４０３と、掻取軸４０１を駆動する掻取軸駆動装置４０４とにより構成されている。掻取軸４０１は、バスケット２の軸線と平行な方向に軸線を向け、中心軸線の回りに回転可能な状態で、かつバスケット２の軸線方向に変位可能な状態で、フレーム４０５を介してケーシング１に支持されていて、その先端部側がバスケット２の開口部２ｂを通して該バスケット２内に挿入されている。旋回アーム４０２は掻取軸４０１の軸線と直角な方向に向けた状態で配置され、その後端部に設けられた円筒状のボス部４０２ａが掻取軸４０１の下端に嵌合されて、ボルト４０８により掻取軸４０１に固定されている。旋回アーム４０２の先端部に掻取刃４０３が取り付けられている。
【０００７】
図７には詳細に図示してないが、掻取軸駆動機構４０４は、掻取刃４０３をバスケット２の軸線方向に直線移動させるべく掻取軸４０１を軸線方向に駆動する軸方向駆動機構と、掻取刃４０３をバスケット内で旋回させるべく掻取軸４０１を一定の角度範囲で往復回転駆動する回転駆動機構とにより構成されている。
【０００８】
掻取軸４０１を支持するフレーム４０５内の下端に掻取軸４０１をスライド自在に貫通させたフランジ４０６が取り付けられ、このフランジ４０６に設けられた溝内にオイルシール４０７が収容されている。フレーム４０５は下端にフランジ４０５ａを有して、該フランジ４０５ａがフランジ板１０を介してケーシングの上蓋１０２に当接され、フランジ４０５ａとフランジ板１０とがボルト６及びナット７により上蓋１０２に締結されている。
【０００９】
またフランジ板１０と旋回アーム４０２の後端部のボス部４０２ａとの間に掻取軸４０１のバスケット２内に挿入される部分を覆うベローズ１１が取り付けられている。フランジ板１０の下面にはまた、ベローズ１１を周囲から囲むベローズカバー１２が取り付けられている。
【００１０】
図示してないが、この種の遠心分離機には更に、バスケット２内に挿入された給液パイプと該給液パイプにバルブを介して接続された原液供給源とを備えた給液装置と、バスケット２内に挿入された洗浄液供給パイプと該洗浄液供給パイプにバルブを介して接続された洗浄液供給源とを備えた洗浄液供給装置とが設けられる。
【００１１】
図示の遠心分離機を用いて原液を液分と固形物とに分離する処理を行なう際には、先ずバスケット２を所定の給液速度で回転させて、図示しない給液パイプを通してバスケット２内に原液を供給する給液過程を行う。次いでバスケットを高速回転させることにより、原液を液分と固形物とに分離する固液分離過程を行って、原液中の液分をバスケットの内周に配置されたフィルタ３とバスケット２の周壁部２０１に設けられた透過孔２ａとを通してバスケット外に排出する。
【００１２】
上記給液過程と固液分離過程とを繰り返すことによりバスケットの内周に固形物の層を形成していく。バスケットの内周に形成された固形物層の厚みが所定値を超えたときに固液分離過程を終了し、次いで図示しない洗浄液供給装置から回転しているバスケット内の固形物層に洗浄液（通常は清水）を供給して固形物を洗浄する固形物洗浄過程を行う。
【００１３】
固形物洗浄過程が終了した後、バスケットを所定時間高速回転させて遠心脱水を行うことにより固形物中の水分を除去する。次いで必要に応じてバスケット内の固形物を乾燥させる固形物乾燥過程を行った後、固形物掻取過程を行う。
【００１４】
なお固形物乾燥過程は、例えばケーシング内を真空引きして減圧した状態でバスケット内の温度を上昇させることにより行う。
【００１５】
固形物掻取過程では、バスケットを低速回転させた状態で、先ず掻取刃４０３をバスケット２の開口部２ｂ寄りの限界位置に設定した初期位置で掻取軸４０１を回転させて掻取刃をバスケットの外径側に旋回させることにより、掻取刃４０３をバスケットの内周に形成された固形物層中に進入させながら固形物を掻き落とす進入掻落し動作を行わせる。掻取刃４０３がバスケットの内周に配置されたフィルタ３に近接した状態になる進入限界位置に達したときに掻取刃の旋回動作を停止させる。次いで、進入限界位置まで進入した掻取刃４０３をバスケットの開口部２ｂと反対側の端部に向けて下降させながら固形物を掻き落とす下降掻落し動作を行わせ、掻取刃４０３がバスケット２の開口部２ｂと反対側の端部（底壁部）に近接した状態になる最終位置に達したところで掻取刃４０３をバスケットの内径側に旋回させて引き戻す旋回引き戻し動作を行わせる。次いで、掻取刃４０３を上昇させてバスケットの開口部２ｂ側の初期位置に引き戻す上昇引き戻し動作を行わせる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の遠心分離機において、掻取軸４０１のバスケット内に挿入された部分がむき出しになっていると、掻取軸４０１の外面に固形物が付着して固まることがある。掻取軸を上昇させた際に、その外面に付着した固形物が軸受装置４０５側に進入すると、軸受メタルが破損したり、掻取軸の上昇が妨げられたりする。そのため、オイルシール４０７よりも下方の位置に、掻取軸の外面に摺動接触する環状のダスターシールを取り付けて、掻取軸を上昇させる際にこのダスターシールにより、掻取軸に付着した固形物を除去することが行われていたが、このようなダスターシールでは掻取軸の外面に付着した固形物を完全に除去することができないため、掻取軸の外面に付着した固形部が軸受装置４０５側に進入するのを完全に防ぐことはできなかった。
【００１７】
そのため従来の遠心分離機では、図７に示したように、掻取軸４０１のバスケット２内に挿入される部分を完全に覆うようベローズ１１を取り付けて、掻取軸４０１の外面に固形物が付着するのを防止していた。
【００１８】
ところが、ベローズ１１を取り付けた場合には、ベローズ１１の外面に固形物が付着して固まるため、掻取軸４０１を上昇させてベローズ１１を収縮させた際に、ベローズのひだの間に固形物が挟まり、そのままベローズを更に収縮させるとベローズが破れるという問題があった。
【００１９】
本発明の目的は、ベローズを用いることなく、掻取軸の外面に付着した固形物が軸受装置側に進入するおそれをなくすことができるようにした遠心分離機を提供することにある。
【００２０】
本発明の他の目的は、固形物を掻き取った後、掻取軸の外面に付着した固形物を軸受装置側に進入させることなく、掻取軸を上昇させて引き戻すことができるようにした遠心分離機の運転方法を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ケーシング内に配置されて回転自在に支持されたバスケットと、バスケットを回転駆動するバスケット駆動装置と、バスケットの軸線と平行な方向に軸線を向け、中心軸線の回りに回転可能な状態で、かつバスケットの軸線方向に変位可能な状態でケーシングに支持されて先端部側がバスケットの開口部を通して該バスケット内に挿入される掻取軸と、掻取軸の先端部に取り付けられた旋回アームと、旋回アームの先端に取り付けられた掻取刃と、掻取刃をバスケットの軸線方向に直線移動させるべく掻取軸を軸線方向に駆動する軸方向駆動機構と掻取刃をバスケット内で旋回させるべく掻取軸を一定の角度範囲で往復回転駆動する回転駆動機構とを有する掻取軸駆動機構とを備えて、バスケットの内周に堆積した固形物を掻取刃の旋回運動と直線移動とにより掻き取るようにした遠心分離機を対象とする。
【００２２】
本発明においては、バスケット内に開口した開口部を先端に有し、ケーシング内で掻取軸を取り囲むように配置されてケーシングに対して固定されたワイパ保持フレームと、ワイパ保持フレームの内側で掻取軸の周方向に並ぶように配置されて、掻取軸の外周面に押し付けられた状態でワイパ保持フレームに保持された複数のワイパブレードと、掻取軸に付着した固形物を除去するために、掻取刃の直線移動と旋回運動とからなるクリーニング動作を行わせるように掻取軸駆動機構を制御する掻取軸駆動機構制御装置とを設けて、クリーニング動作時に掻取軸とワイパブレードとの間に生じる相対的な変位により掻取軸に付着した固形物を剥ぎ取って除去するようにした。
【００２３】
上記のようにワイパブレードを設けて、掻取刃の直線運動と旋回運動とを組み合わせたクリーニング動作を行わせるようにすると、掻取軸とワイパブレードとの間に相対的な回動運動と軸線方向運動との双方を生じさせることができるため、掻取軸の外面に付着した固形物を完全に除去することができる。そのため、掻取軸のバスケット内に挿入される部分を覆うベローズを省略してコストの低減を図ることができる。またワイパブレードはベローズのように固形物の付着により破損することがなく、しかもワイパブレードはベローズに比べて安価に製作できるため、ベローズを用いる場合に比べてメンテナンスに要する費用を安くすることができる。
【００２４】
複数のワイパブレードは、各ワイパブレードに対して設けたバネの付勢力により掻取軸の外面に押し付けるようにしてもよく、各ワイパブレードを弾力性を有する合成樹脂により製作して、複数のワイパブレードをそれぞれが有する弾性により掻取軸の外面に押し付けるようにしてもよい。
【００２５】
また複数のワイパブレードを金属により形成することもできる。この場合、掻取軸は、少なくともワイパブレードと接触する部分の表面がワイパブレードよりも大きな硬度を有するように形成する。
【００２６】
このように、ワイパブレードを金属により形成すると、固まった固形物が掻取軸に強固に付着している場合でも、該固形物を確実に剥ぎ取って除去することができるため、掻取軸のクリーニングを更に確実に行わせることができる。
【００２７】
掻取軸の外面に付着した固形物の除去をより効果的に行わせるためには、ワイパ保持フレームを筒状に形成するとともに、ワイパ保持フレームの後端部側から該ワイパ保持フレーム内に圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給用ノズルを設けて、ワイパ保持フレーム内を通過してその先端の開口部からバスケット内に流出するガス流を生じさせるようにするのが好ましい。
【００２８】
本発明は、特にバスケットの中心軸線を垂直方向に向けた状態で配置して、掻取軸を上下方向に移動させるように軸方向駆動機構を設け、掻取刃を水平方向に旋回させるように掻取軸の回転駆動機構を設ける竪形の遠心分離機に適用した場合に顕著な効果を得ることができるが、バスケットの回転軸を横向きに配置する横形の遠心分離機にも本発明を適用できるのはもちろんである。
【００２９】
本発明に係わる運転方法は、バスケットの中心軸線を垂直方向に向けた状態にして、バスケット内に供給した原液を固形物と液分とに分離する固液分離処理と、該固液分離処理によりバスケットの内周に堆積した固形物の洗浄及び脱液処理とを行った後、バスケットを低速回転させた状態でバスケットの開口部側に設定した初期位置で掻取刃をバスケットの外径側に旋回させてバスケットの内周に堆積した固形物中に進入させることにより固形物を掻き落とす進入掻落し動作と固形物中に進入させた掻取刃をバスケットの開口部と反対側の端部に向けて下降させながら固形物を掻き落す下降掻落し動作と掻取刃がバスケットの開口部と反対側の端部に近接した状態になる最終位置に達した後掻取刃をバスケットの内径側に旋回させて引き戻す旋回引き戻し動作と掻取刃を上昇させて初期位置側に引き戻す上昇引き戻し動作とを行うことによりバスケットの内周に堆積された固形物を掻き取る固形物掻取過程と、バスケット内から固形物を排出する固形物排出過程とを行う遠心分離機の運転方法であって、本発明においては、バスケット内に開口した開口部を先端に有し、ケーシング内で掻取軸を取り囲むように配置されてケーシングに対して固定されたワイパ保持フレームと、ワイパ保持フレームの内側で掻取軸の周方向に並ぶように配置されて掻取軸の外周面に押し付けられた状態でワイパ保持フレームに保持された複数のワイパブレードとを設けておき、固形物掻取過程で上昇引き戻し動作を行なわせる際に、掻取刃を上昇させながら該掻取刃の往復旋回運動を行わせて、掻取軸に付着した固形物をワイパブレードにより剥ぎ取って除去するクリーニング動作を行なわせる。
【００３０】
クリーニング動作を行なわせる際には、ワイパ保持フレームの後端部側から該ワイパ保持フレーム内に圧縮空気を供給してワイパブレードにより剥ぎ取られた固形物を吹き飛ばすようにするのが好ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下図１ないし図６を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係わる遠心分離機の要部の構造の一例を示した断面図、図２は同要部の上面図、図３（Ａ）は、図１の遠心分離機で用いるワイパ保持フレームとワイパブレードとをその周辺部分とともに詳細に示した縦断面図、図３（Ｂ）は、同図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って断面して示した横断面図、図４は、ワイパ保持フレームの保持構造の変形例を示した図３（Ｂ）と同様な横断面図である。また図５は、本発明に係わる遠心分離機を運転する際に用いる制御装置の構成を概略的に示したブロック図、図６は、固形物掻取過程の制御アルゴリズムを示したフローチャートである。
【００３２】
図１ないし図３において、図７に示した従来の遠心分離機の各部と同等の部分には同一の符号を付してある。図１ないし図３において、１は軸線を垂直方向に向けた円筒状の本体１０１と、上蓋１０２とを備えたケーシング、２は軸線を垂直方向に向けた状態でケーシング１内に配置されてケーシングに回転自在に支持された籠型のバスケットであり、これらは図７に示した従来の遠心分離機と同様に構成されている。後記する掻取軸をバスケット２内に挿入するため、ケーシング１の上蓋１０２には、バスケット２の開口部２ｂの内周縁よりも内径側に開口した孔１０２ａが形成されている。
【００３３】
ケーシング１には、電動機や油圧モータ等を駆動源としてバスケット２を回転駆動するバスケット駆動装置が設けられ、バスケット２の周壁部２０１の内周には、ろ布、金網、多孔板などからなるフィルタ３が適宜の手段により固定されている。
【００３４】
図１及び図２において、固形物掻取装置４は、基本的には従来の遠心分離機に設けられていたものと同様に構成されていて、ケーシング１の上蓋１０２に固定されたフレーム４０５に支持されて、先端部側がケーシングの上蓋１０２の孔１０２ａとバスケット２の開口部２ｂを通してバスケット２内に挿入された掻取軸４０１と、掻取軸４０１の先端に旋回アーム４０２を介して取り付けられた掻取刃４０３と、掻取軸４０１を駆動する掻取軸駆動装置４０４とを備えている。
【００３５】
また５は本発明において新たに設けられた掻取軸クリーニング装置で、このクリーニング装置は、ワイパ保持フレーム５０１と、該ワイパ保持フレームに保持された複数のワイパブレード５０２とにより構成されている。
【００３６】
更に詳細に説明すると、ワイパ保持フレーム５０１は、フレーム本体５０３と、該フレーム本体に固定された外筒５０４とからなっている。図３（Ａ），（Ｂ）にも示したように、フレーム本体５０３は、ケーシング１に取り付けられた状態で掻取軸４０１を隙間を介して同心的に取り囲むように円筒状に形成された筒状部５０３ａと、該筒状部の上端に形成されたフランジ部５０３ｂとからなっていて、その筒状部５０３ａをケーシングの上蓋１０２の孔１０２ａを通してケーシング内に挿入し、かつそのフランジ部５０３ｂを孔１０２ａの周辺部の外面に当接させた状態で配置されている。
【００３７】
また外筒５０４は、フレーム本体５０３の筒状部５０３ａを同心的に取り囲むように配置された円筒部５０４ａと、該円筒部５０４ａの上端に形成されたフランジ部５０４ｂとを有する部材からなっていて、そのフランジ部５０４ｂが本体５０３のフランジ部５０３ｂの下面にボルト５０５により締結されている。
【００３８】
フレーム本体５０３の筒状部５０３ａには、掻取軸４０１の軸線方向に長く伸びる複数のスリット５０３ａ１が形成され、これら複数のスリットにそれぞれ複数個（図示の例では４個）の矩形板状に形成されたワイパブレード５０２がスライド自在に嵌合されている。４個のワイパブレード５０２は、例えばポリテトラフルオロエチレン（商品名テフロン）等の弾力性を有する合成樹脂からなっていて、図３（Ｂ）に示したように、それぞれの板面を掻取軸４０１の中心軸線を含む平面上に位置させた状態で放射状に配置されている。
【００３９】
また外筒５０４の円筒部５０４ａの内周には、４本のスリット５０３ａ１にそれぞれ整合する４つの溝５０４ａ１が形成されていて、これらの溝５０４ａ１内に嵌合保持された板バネ５０６が対応するワイパブレード５０２に当接され、各板バネ５０６により、ワイパブレード５０２が掻取軸の径方向の内側に付勢されて、掻取軸４０１の外面に押し付けられている。
【００４０】
クリーニング装置５のフレーム本体のフランジ部５０３ｂ内には、掻取軸４０１を同心的に取り囲む環状の空気室５０７が形成され、フランジ部５０３ｂの内径寄りの部分の内部には、一端が空気室５０７に連通し、他端が筒状部５０３ａの内側に向けて斜め下方に開口した複数のノズル５０８が、掻取軸４０１の周方向に等角度間隔をもって設けられている。空気室５０７内には、図示しない圧縮空気供給源からパイプ５０９を通して圧縮空気が供給され、空気室５０９から各ノズル５０８を通して、ワイパ保持フレーム５０１内に圧縮空気が供給されるようになっている。
【００４１】
固形物掻取装置４のフレーム４０５は、その下端にフランジ部４０５ａを備えていて、該フランジ部４０５ａがワイパ保持フレーム５０１のフランジ部５０３ｂの上面に当接されて、フランジ部５０３ｂとフランジ部４０５ａとがボルト６及びナット７によりケーシングの上蓋１０２に締結されている。
【００４２】
フレーム４０５内には、垂直方向に伸びる孔４０５ｂが、ケーシングの上蓋の孔１０２ａ及びワイパ保持フレーム５０１と中心軸線を共有した状態で設けられていて、この孔４０５ｂ内に掻取軸４０１を支持するスリーブ状の軸受メタル４０６及び４０７が上下に間隔をあけて保持されている。掻取軸４０１は、その中心軸線を垂直方向（バスケットの軸線と平行な方向）に向けた状態で、軸受メタル４０６及び４０７に嵌合されて、その中心軸線の回りに回転可能な状態で、かつバスケット２の軸線方向に変位可能な状態で、ケーシング１に対して支持されている。
【００４３】
旋回アーム４０２はその軸線を掻取軸４０１の軸線と直角な方向（水平方向）に向けた状態で配置され、その後端部に設けられた円筒状のボス部４０２ａが掻取軸４０１の下端に嵌合されて、ボルト４０８により掻取軸に固定されいる。
【００４４】
旋回アーム４０２の先端部には掻取刃４０３が取り付けられている。掻取刃４０３は、掻取軸４０１の回転により、バスケット２の開口部２ｂに相応する位置よりも更に径方向の内側に設定された退避位置と、図１及び図２に示した進入限界位置との間を水平方向に往復旋回させられる。
【００４５】
掻取軸駆動機構４０４は、掻取刃４０３をバスケット２の軸線方向に直線移動させるべく掻取軸４０１を軸線方向に駆動する軸方向駆動機構４０４Ａと、掻取刃４０３をバスケット２内で旋回させるべく掻取軸４０１を一定の角度範囲で往復回転駆動する回転駆動機構４０４Ｂとからなっている。
【００４６】
図示の軸方向駆動機構４０４Ａは、軸線を垂直方向に向け、かつピストンロッド４２０ａを上方に向けた状態でフレーム４０５に対して固定された油圧シリンダ４２０を軸方向駆動用駆動源として備えていて、該油圧シリンダ４２０のピストンロッド４２０ａの上端に連結具４２１の一端が固定されている。連結具４２１の他端には、掻取軸４０１の上端が回転自在に結合され、油圧シリンダ４２０のピストンロッド４２０ａの前進及び後退に伴って、掻取軸４０１がその回転を妨げられることなく、上方及び下方に直線駆動されるようになっている。フレーム４０５の上端には、掻取軸４０１の後端部側（上端部側）を覆うカバー４２２が取り付けられ、該カバー４２２の側壁に上限検出用リミットスイッチＬＳ１及び下限検出用リミットスイッチＬＳ２が上下に所定の間隔をあけて取り付けられている。
【００４７】
上限検出用リミットスイッチＬＳ１及び下限検出用リミットスイッチＬＳ２は、掻取軸４０１が上限位置及び下限位置にそれぞれ達した時に、連結具４２１に固定された突子４２３により駆動されて検出動作を行う。これらのリミットスイッチは油圧シリンダ４２０を制御するために用いられる。即ち、油圧シリンダ４２０は、駆動軸４０１を上昇させている過程でリミットスイッチＬＳ１が検出動作を行った時にその動作が停止させられ、掻取軸４０１を下方に移動させている過程でリミットスイッチＬＳ２が検出動作を行った時にその動作が停止させられる。これにより、掻取軸４０１の移動範囲（バスケットの軸線方向への掻取刃４０３の移動範囲）が所定の範囲内に規制される。
【００４８】
油圧シリンダ４２０（軸方向駆動用駆動源）と、連結具４２１と、リミットスイッチＬＳ１及びＬＳ２と、図１及び図２には図示しない制御装置から与えられる駆動指令とリミットスイッチＬＳ１，ＬＳ２の検出動作とに応じて油圧シリンダ４２０を制御する制御手段とにより、掻取軸４０１を軸線方向に駆動する軸方向駆動機構４０４Ａが構成されている。
【００４９】
また回転駆動機構４０４Ｂは、図２にも示されているように、軸線を水平方向に向けた状態でフレーム４０５にピン４３１を介して取り付けられた油圧シリンダ４３０を回転駆動用駆動源として備え、そのピストンロッド４３０ａの先端にアーム４３２の一端が固定されている。アーム４３２の他端は、掻取軸４０１の外周にスライド自在に嵌合された環状の駆動部材４３３に一端が固定されたアーム４３４の他端にピン４３５を介して連結されている。掻取軸４０１の外周には、該駆動軸の軸線方向に伸びる溝４０１ａが形成され、駆動部材４３３の内周に形成された突起４３３ａが溝４０１ａにスライド自在に嵌合されている。したがって、油圧シリンダ４３０が駆動されてそのロッド４３０ａが前進させられると、アーム４３４が図２において時計方向に回動させられる。このアームの回動により駆動部材４３２が時計方向に回転させられて、掻取軸４０１が図２において時計方向に回転させられ、これにより掻取刃４０３が図２において時計方向に旋回させられる。
【００５０】
図示してないが、掻取刃４０３の先端がバスケット２の開口部２ｂの内周縁に相応する位置よりも更に内径側に寄った位置に設定された退避位置（内径側の限界位置）に達した時、及びバスケット２の内周に配置されたフィルタ３の内周に近接した位置に設定された進入巻回位置に掻取刃４０３の先端が到達した時にそれぞれ駆動部材４３３により駆動されて検出動作を行う対のリミットスイッチが設けられていて、これらのリミットスイッチにより油圧シリンダ４３０を制御することにより、掻取軸４０１の回転範囲（掻取刃４０３の旋回範囲）が規制されるようになっている。
【００５１】
油圧シリンダ４３０（回転駆動用駆動源）と、アーム４３２及び４３４と、駆動部材４３３と、油圧シリンダ４３０を制御するリミットスイッチと、図示しない制御装置から与えられる駆動指令と上記リミットスイッチの検出動作とに応じて油圧シリンダ４３０を制御する制御手段とにより、掻取刃４３０をバスケット２内で旋回させるべく、掻取軸４０１を一定の角度範囲で往復回転駆動する回転駆動機構４０４Ｂが構成されている。
【００５２】
掻取軸４０１を支持するフレーム４０５の下端付近に設けられた空所に掻取軸４０１をスライド自在に貫通させたフランジ板４１０が配置され、このフランジ板４１０に設けられた溝内にオイルシール４１１が収容されている。オイルシールを保持したフランジ板４１０は、掻取軸４０１を貫通させたスペーサ４１２を介してフレーム４０５内の空所の内周に形成された段部に当接されて位置決めされている。フランジ板４１０の下方には、掻取軸４０１の外周に摺動接触してその外周に付着した異物を除去するダスタシール４１３が配置されている。このダスタシール４１３は、環状の板状部材の中央部の孔の周辺部をバスケット側に斜めに突出させるように変形させることにより、掻取軸４０１の外面に摺動接触する円錐形の膨出部４１３ａを形成したもので、フランジ板４１０とワイパ保持フレームのフランジ部５０３ｂとの間に挟み込まれた状態で保持されている。
【００５３】
なお図１ないし図３に示した例では、ワイパブレード５０２を掻取軸４０１に押し付けるための付勢手段として板バネ５０６を用いているが、図４に示したように、外筒５０４の内周に設けたバネ保持部５０４ａ２により保持したコイルスプリング５０６´により、各ワイパブレード５０２を掻取軸４０１側に付勢するようにしてもよい。
【００５４】
また各ワイパブレード５０２が弾力性を有する樹脂材料により形成される場合には、バネを特に設けずに、外筒５０４の内周面で各ワイパブレード５０２を掻取軸４０１側に押圧する構造にして、各ワイパブレード自身の弾性により、各ワイヤブレードを掻取軸４０１側に付勢するようにしてもよい。
【００５５】
本発明においては、上記のように、ワイパ保持フレーム５０１にワイパブレード５０２を保持させた上で、更に、掻取刃４０２の直線移動と旋回運動とからなるクリーニング動作を行わせるように、掻取軸駆動機構４０４を制御する掻取軸駆動機構制御手段を設ける。
【００５６】
上記の遠心分離機を運転する際に、バスケット駆動装置や掻取軸駆動機構を制御する制御装置の構成例を図５に示した。図５において２０は、マイクロコンピュータを備えた制御装置で、この制御装置は、マイクロコンピュータに所定のプログラムを実行させることにより、バスケット回転制御手段２１と、給液動作制御手段２２と、洗浄動作制御手段２３と、掻取軸駆動機構制御手段２４とを実現する。
【００５７】
バスケット回転制御手段２１は、給液過程、脱液過程、固形物掻取過程、固形物排出過程などの各過程において最適の回転速度でバスケット２を回転させるようにバスケット駆動装置を制御する。
【００５８】
給液動作制御手段２２は、バスケット２内に挿入された図示しない給液パイプを通して行われるバスケット内への原液の供給動作を制御する手段で、バスケット内に形成される液面のレベルが設定レベルに達したときに検出動作を行う図示しない液面レベル検出手段と共働して、バスケット内への原液の供給を制御する。
【００５９】
洗浄動作制御手段２３は、バスケット内に供給された原液を固形物と液分とに分離する固液分離過程が終了したときに、バスケット２内に洗浄液を供給する洗浄液供給装置を制御して、固形物の洗浄を行わせる。
【００６０】
また掻取軸駆動機構制御手段２４は、掻取軸駆動機構４０４を制御するもので、固形物の洗浄が終了した後に、掻取軸４０１を軸線方向に駆動する軸方向駆動用駆動源（図１に示した例では油圧シリンダ４２０）と、掻取軸を回転駆動する回転駆動用駆動源（油圧シリンダ４３０）とを制御して、固形物の掻取りを行う固形物掻取過程を行わせるとともに、掻取刃の直線移動と旋回運動とからなるクリーニング動作を行わせる。
【００６１】
上記遠心分離機の動作の一例を示すと下記の通りである。
【００６２】
原液を固形物と液分とに分離する固液分離処理を行うに当たっては先ずバスケット２を起動し、加速する。バスケット２の回転速度が予め設定した給液速度に達したときに、給液動作制御手段２２による給液動作の制御を開始し、原液供給源と給液パイプとの間に設けられた給液バルブを開いて、原液を給液パイプを通してバスケット２内に供給する。
【００６３】
回転しているバスケット内に原液が供給されると、バスケットの内周に液層が形成され、その液面レベルが上昇していく（液面がバスケットの内径側に移動していく）。バスケット内に形成された液面が所定のレベルに達して、液面検出手段が検出動作を行ったときに給液バルブを閉じ、バスケットの回転速度を上昇させて脱液過程を行わせる。原液はバスケットの回転により生じる遠心力により固形物と液分とに分離され、バスケットの内周のフィルタの上に固形物が堆積していく。液分は、固形物層とフィルタとを通してバスケットの周壁部に設けられた透過孔２ａから外部に排出される。
【００６４】
液面レベルが所定のレベルまで低下したときに、バスケットの回転速度を給液速度まで低下させて、再び給液バルブを開き、バスケット内に原液を供給する。バスケット２内の液面が所定のレベルに達したときに給液動作を停止して、バスケットを再び加速し、脱液過程を行わせる。これらの動作を繰り返すことにより、バスケットの内周に固形物を形成していく。バスケット内に所定量の固形物層が形成されたときに、給液を終了し、バスケットを増速して脱液を行う。
【００６５】
その後、バスケットを所定の速度で回転させた状態で洗浄動作制御手段２３を働かせ、バスケット内に洗浄液を供給して固形物の洗浄を行う。
【００６６】
固形物の洗浄が終了した後、掻取軸駆動機構制御手段２４を動作させて、クリーニング動作を含む固形物掻取過程を行う。
【００６７】
掻取軸駆動機構制御手段２４を実現するためにマイクロコンピュータに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を図６に示した。
【００６８】
図６は固形物の洗浄が終了し、脱液過程が終了した後に実行されるルーチンで、図６に示したアルゴリズムに従う場合には、先ずステップ１において、掻取刃４０３を図１に示したように、バスケットの開口部２ｂ側の端部に近接した初期位置に位置させた状態で、掻取軸４０１を回転させて、掻取刃４０３をバスケットの外径側に旋回させる旋回進入動作を行わせる。これにより掻取刃４０３をバスケットの内周に堆積している固形物層中に進入させ、該固形物をバスケットの底部側に掻き落としていく。ステップ２において掻取刃４０３がバスケットの外径側の限界位置（掻取刃がフィルタ３に許容限界まで近接した状態になる位置）に達したか否かを判定し、その結果、外径側限界位置に達したと判定された時に掻取刃４０３の外径側への旋回動作を停止させる。次いで掻取軸４０１を下降させて掻取刃４０３をバスケットの底部側に下降させ、ステップ４において掻取刃４０３がバスケットの底部側の端部に近接した状態になる最終位置に到達したか否かを判定する。その結果、掻取刃４０３が最終位置まで下降したと判定されたときに（リミットスイッチＬＳ２が検出動作を行ったときに）、ステップ５に移行して、掻取刃の下降を停止させ、掻取刃４０３をバスケットの内径側の限界位置（バスケットの開口部２ａに相応する位置よりも更に内径側に設定された位置）まで旋回させる。ステップ６において掻取刃４０３が内径側の限界位置に達したと判定されたときにステップ７に移行して掻取刃の旋回動作を停止させ、掻取刃７の上昇を開始する。この掻取刃７の上昇過程でステップ８を実行して、掻取刃４０３をバスケットの外径側に旋回させる動作（旋回進入動作）と、掻取刃４０３を内径側に旋回させる動作（旋回引き戻し動作）とを交互に行わせる。これらの旋回動作の繰り返しが掻取軸のクリーニング動作となる。
【００６９】
このクリーニング動作を行わせる過程では、空気室５０７に圧縮空気を供給して、ノズル５０８からワイパ保持フレーム５０１の内側に圧縮空気を噴出させてフレーム５０１内を通してバスケット側に流出する空気流を生じさせることにより、ワイパブレード及び掻取軸の外面に空気を吹き付けて、ワイパブレードにより剥ぎ取られた固形物を吹き飛ばすようにするのが好ましい。このようにワイパブレード及び掻取軸の外面に圧縮空気を吹き付けるようにすると、固形物の除去を更に確実にすることができる。
【００７０】
ステップ９において掻取刃４０３が初期位置に到達したか否かを判定し、初期位置に到達したと判定されたときに（リミットスイッチＬＳ１が動作したときに）、掻取刃を停止させる。
【００７１】
上記のように、掻取刃４０３を初期位置に戻すために上昇させる過程で、掻取刃４０３の外径側への旋回動作と、内径側への旋回動作とを行わせると、掻取軸４０１とワイパブレード５０２との間に生じる相対的な回動変位により、掻取軸４０１の外面に付着している固形物が剥ぎ取られるため、掻取軸４０１の外面のクリーニングを確実に行わせることができ、掻取軸に付着した固形物が軸受側に進入するのを防ぐことができる。従って、掻取軸の先端を覆うベローズが不要になり、コストの低減を図ることができる。
【００７２】
上記の説明では、固形物を掻き取る過程の終期において、掻取刃を初期位置に戻す過程で、掻取刃の往復旋回動作を繰り返し行わせることによりクリーニング動作を行わせるとしたが、掻取軸のクリーニング動作は、掻取刃の直線移動と、旋回運動とを組み合わせであればよく、このクリーニング動作を行う時期は固形物掻取過程の終期でなくてもよい。例えば、掻取刃を最終位置から初期位置まで戻して固形物掻取過程を終了した後に、改めて掻取刃を下降及び上昇させながら往復旋回運動を繰り返し行わせることにより、クリーニング動作を行わせるようにしてもよい。
【００７３】
また掻取軸の外面に付着している固形物が固まっていて除去しにくい場合には、バスケット内から固形物を排出した後に、掻取軸に洗浄液を吹き付けながら、上記クリーニング動作を行わせるようにしてもよい。
【００７４】
上記の説明では、ワイパブレード５０２を樹脂により形成するとしたが、ワイパブレード５０２をステンレス鋼などの金属板により形成することもできる。このように金属板によりワイパブレードを形成する場合には、掻取軸４０１の少なくともワイパブレードに接触する部分の表面の硬度をワイパブレードの硬度よりも大きくする処理（例えば焼き入れなどの熱処理）を掻取軸に対して施しておく。
【００７５】
上記のように、ワイパブレードを金属により形成すると、固まった固形物が掻取軸の表面に接着されたような状態で強固に付着している場合でも、該固形物を確実に剥ぎ取って除去することができるため、掻取軸のクリーニングを更に確実に行わせることができる。
【００７６】
上記の例では、バスケットの回転軸を垂直方向に向けた状態で配置する竪形の遠心分離機に本発明を適用したが、本発明は、バスケットの回転軸をほぼ横方向（水平方向または水平方向に対して傾斜した方向）に向けた状態で配置する横形の遠心分離機にも適用することができるのはもちろんである。
【００７７】
図１に示した例において、ダスータシール３１３は、万一ワイパブレード５０２により固形物を除去できなかった場合に備えて設けられているが、このダスターシールは省略することもできる。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、掻取軸の外面に押し付けられた状態に保持されるワイパブレードを設けて、掻取刃の直線運動と旋回運動とを組み合わせたクリーニング動作を行わせるようにしたので、掻取軸とワイパブレードとの間に相対的に回動運動と軸線方向運動との双方を生じさせて、掻取軸の外面に付着した固形物を剥ぎ取って完全に除去することができる。そのため、掻取軸のバスケット内に挿入される部分を覆うベローズを省略してコストの低減を図ることができる。
【００７９】
またワイパブレードはベローズのように固形物の付着により破損することがなく、しかもワイパブレードはベローズに比べて安価に製作できるため、ベローズを用いる場合に比べてメンテナンスに要する費用を安くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる遠心分離機の要部の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１に示した要部の上面図である。
【図３】（Ａ）は、図１の遠心分離機で用いるワイパ保持フレームと該フレームに保持されたワイパブレードとを示した縦断面図である。（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って断面して示した横断面図である。
【図４】図１の遠心分離機で用いるワイパブレードの支持構造の変形例を示した横断面図である。
【図５】本発明に係わる遠心分離機を運転するために用いる制御装置の構成例を示したブロック図である。
【図６】図５に示した制御装置により行われる固形物掻取過程の制御アルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図７】従来の遠心分離機の要部の構成を示した縦断面図である。
【符号の説明】
１…ケーシング、２…バスケット、２０１…周壁部、２０２…端板、２ａ…透過孔、２ｂ…バスケットの開口部、３…フィルタ、４…固形物掻取装置、４０１…掻取軸、４０２…旋回アーム、４０３…掻取刃、４０５…フレーム。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a centrifugal separator that separates a stock solution into a liquid and a solid using a centrifugal force generated by rotation of a basket and an operation method thereof.
[0002]
[Prior art]
A centrifuge is used to separate the stock solution into a liquid component and a solid (crystal).
[0003]
FIG. 7 shows an example of the structure of the main part of a conventional centrifuge. In the figure, reference numeral 1 denotes a casing having a cylindrical main body 101 and a cover plate 102 that closes an opening at the upper end thereof, and 2 denotes a bowl-shaped basket that is disposed in the casing 1 and is rotatably supported. It is. The basket 2 includes a cylindrical peripheral wall portion 201 having innumerable transmission holes 2a, an annular end plate 202 attached to one end of the peripheral wall portion in the axial direction, and a bottom plate that closes the other end of the peripheral wall portion 201 in the axial direction. (Not shown), and the inner peripheral portion of the end plate 202 is an opening 2b of the basket.
[0004]
The basket 2 is disposed in the casing 1 with its axis line oriented in the same direction as the axis line of the casing 1 and the opening 2b facing the cover plate 102 side of the casing 1, and is mounted on the bottom plate of the basket 2 (not shown). The shaft is rotatably supported by a bearing device fixed to the casing 1.
[0005]
The casing 1 is provided with a basket drive device that rotationally drives the basket 2 using an electric motor, a hydraulic motor, or the like as a drive source, and the basket 2 is rotationally driven by the drive device. A filter 3 made of a filter cloth, a wire mesh, a perforated plate, or the like is fixed to the inner periphery of the peripheral wall portion 201 of the basket 2 by an appropriate means.
[0006]
The centrifuge is also provided with a solid material scraping device 4 that scrapes solid material deposited on the inner periphery of the peripheral wall portion of the basket 2. The illustrated solid scraping device 4 includes a scraping shaft 401, a scraping blade 403 attached to the tip of the scraping shaft 401 via a swivel arm 402, and a scraping shaft drive that drives the scraping shaft 401. The apparatus 404 is comprised. The scraping shaft 401 is oriented in a direction parallel to the axis of the basket 2, is rotatable about the central axis, and is displaceable in the direction of the axis of the basket 2. The tip end side of the basket 2 is inserted into the basket 2 through the opening 2b. The swivel arm 402 is disposed in a state of being directed in a direction perpendicular to the axis of the scraping shaft 401, and a cylindrical boss portion 402 a provided at the rear end portion thereof is fitted to the lower end of the scraping shaft 401, and the bolt 408. Is fixed to the scraping shaft 401. A scraping blade 403 is attached to the tip of the swivel arm 402.
[0007]
Although not shown in detail in FIG. 7, the scraping shaft drive mechanism 404 is an axial drive mechanism that drives the scraping shaft 401 in the axial direction so as to linearly move the scraping blade 403 in the axial direction of the basket 2. In addition, the scraper blade 403 is configured to include a rotation drive mechanism that reciprocally drives the scraper shaft 401 in a certain angle range so as to turn the scraper blade 403 in the basket.
[0008]
A flange 406 slidably passing through the scraping shaft 401 is attached to the lower end of the frame 405 that supports the scraping shaft 401, and an oil seal 407 is accommodated in a groove provided in the flange 406. The frame 405 has a flange 405 a at the lower end, the flange 405 a is in contact with the upper cover 102 of the casing via the flange plate 10, and the flange 405 a and the flange plate 10 are fastened to the upper cover 102 by bolts 6 and nuts 7. ing.
[0009]
A bellows 11 that covers a portion of the scraping shaft 401 that is inserted into the basket 2 is attached between the flange plate 10 and the boss portion 402 a at the rear end of the swing arm 402. A bellows cover 12 surrounding the bellows 11 from the periphery is also attached to the lower surface of the flange plate 10.
[0010]
Although not shown, this type of centrifuge further includes a liquid supply device provided with a liquid supply pipe inserted into the basket 2 and a raw liquid supply source connected to the liquid supply pipe via a valve; A cleaning liquid supply device including a cleaning liquid supply pipe inserted into the basket 2 and a cleaning liquid supply source connected to the cleaning liquid supply pipe via a valve is provided.
[0011]
When performing the process of separating the undiluted solution into liquid and solid using the illustrated centrifugal separator, first, the basket 2 is rotated at a predetermined liquid supply speed and then passed into the basket 2 through a liquid supply pipe (not shown). The liquid supply process for supplying the stock solution is performed. Next, by rotating the basket at high speed, a solid-liquid separation process for separating the stock solution into a liquid and a solid is performed, and the peripheral wall of the basket 3 and the filter 3 disposed on the inner periphery of the basket. It is discharged out of the basket through the permeation hole 2 a provided in 201.
[0012]
By repeating the liquid supply process and the solid-liquid separation process, a solid layer is formed on the inner periphery of the basket. The solid-liquid separation process is terminated when the thickness of the solid layer formed on the inner periphery of the basket exceeds a predetermined value, and then the cleaning liquid (usually from the cleaning liquid supply device (not shown) is applied to the rotating solid layer in the basket. Is a solid washing process in which the solid is washed by supplying fresh water.
[0013]
After the solid washing process is completed, the water in the solid is removed by rotating the basket at a high speed for a predetermined time and performing centrifugal dehydration. Next, a solid material drying process for drying the solid material in the basket is performed as necessary, and then a solid material scraping process is performed.
[0014]
The solid material drying process is performed, for example, by raising the temperature in the basket in a state where the inside of the casing is evacuated and decompressed.
[0015]
In the solid material scraping process, with the basket rotated at a low speed, the scraper blade 403 is first rotated at the initial position where the scraper blade 403 is set at the limit position near the opening 2b of the basket 2 to rotate the scraper blade. By swiveling to the outer diameter side of the basket, an entry scraping operation is performed to scrape off the solid matter while the scraping blade 403 enters the solid matter layer formed on the inner periphery of the basket. When the scraping blade 403 reaches the approach limit position where the scraping blade 403 comes close to the filter 3 arranged on the inner periphery of the basket, the turning operation of the scraping blade is stopped. Next, the scraping blade 403 that has entered the approach limit position is moved downward toward the end opposite to the opening 2b of the basket and the solid scraping operation is performed to scrape the solid matter. When reaching the final position close to the end (bottom wall) on the opposite side to the opening 2b, the scraping blade 403 is swung back toward the inner diameter side of the basket and pulled back. Next, the scraping blade 403 is lifted to perform a lifting and pulling back operation that pulls the scraping blade 403 back to the initial position on the opening 2b side of the basket.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
In the above centrifugal separator, if the portion of the scraping shaft 401 inserted into the basket is exposed, solid matter may adhere to the outer surface of the scraping shaft 401 and harden. If the solid matter adhering to the outer surface enters the bearing device 405 side when the scraping shaft is raised, the bearing metal is damaged or the raising of the scraping shaft is hindered. Therefore, an annular duster seal that is in sliding contact with the outer surface of the scraping shaft is attached at a position below the oil seal 407, and the solid adhering to the scraping shaft is lifted by the duster seal when the scraping shaft is raised. However, such duster seals cannot completely remove the solid matter adhering to the outer surface of the scraping shaft. It was not possible to completely prevent the device 405 from entering.
[0017]
Therefore, in the conventional centrifuge, as shown in FIG. 7, the bellows 11 is attached so as to completely cover the portion of the scraping shaft 401 to be inserted into the basket 2, and solid matter is deposited on the outer surface of the scraping shaft 401. It was prevented from adhering.
[0018]
However, when the bellows 11 is attached, solid matter adheres to the outer surface of the bellows 11 and hardens. Therefore, when the scraping shaft 401 is raised and the bellows 11 is contracted, the solid matter is between the bellows folds. When the bellows is further contracted, the bellows is broken.
[0019]
An object of the present invention is to provide a centrifuge capable of eliminating the possibility of solid matter adhering to the outer surface of the scraping shaft entering the bearing device without using a bellows.
[0020]
Another object of the present invention is to allow the scraping shaft to be raised and pulled back without causing the solid matter adhering to the outer surface of the scraping shaft to enter the bearing device side after scraping the solid matter. The object is to provide a method of operating a centrifuge.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a basket that is disposed in a casing and is rotatably supported, a basket driving device that rotationally drives the basket, a state in which the axis is directed in a direction parallel to the axis of the basket and is rotatable about a central axis And a scraping shaft that is supported by the casing so as to be displaceable in the axial direction of the basket and whose tip side is inserted into the basket through the opening of the basket, and a swing arm attached to the tip of the scraping shaft A scraping blade attached to the tip of the swivel arm, an axial drive mechanism for driving the scraping shaft in the axial direction so as to move the scraping blade linearly in the axial direction of the basket, and a scraping blade in the basket. A scraping shaft driving mechanism having a rotation driving mechanism for reciprocatingly driving the scraping shaft within a certain angle range, and scraping blades for solid matter accumulated on the inner periphery of the basket The centrifuge was set to scrape the pivoting movement and the linear movement of interest.
[0022]
In the present invention, a wiper holding frame that has an opening portion opened in the basket at the tip, is arranged so as to surround the scraping shaft in the casing and is fixed to the casing, and a scraper inside the wiper holding frame. To remove a plurality of wiper blades that are arranged in the circumferential direction of the take-up shaft and are held on the wiper holding frame in a state of being pressed against the outer peripheral surface of the take-up shaft, and solid matter attached to the take-up shaft. And a scraping shaft drive mechanism control device for controlling the scraping shaft drive mechanism so as to perform a cleaning operation including a linear movement and a turning motion of the scraping blade, and the scraping shaft and the wiper blade during the cleaning operation. The solid matter adhering to the scraping shaft was peeled off and removed by the relative displacement generated between the two.
[0023]
When the wiper blade is provided as described above to perform the cleaning operation combining the linear motion and the swivel motion of the scraping blade, the relative rotational motion and the axis line between the scraping shaft and the wiper blade are performed. Since both the directional motion can be generated, the solid matter attached to the outer surface of the scraping shaft can be completely removed. Therefore, the cost can be reduced by omitting the bellows that covers the portion of the scraping shaft inserted into the basket. In addition, the wiper blade does not break due to adhesion of solid materials unlike the bellows, and the wiper blade can be manufactured at a lower cost than the bellows, so that the maintenance cost can be reduced compared to the case where the bellows is used. .
[0024]
The plurality of wiper blades may be pressed against the outer surface of the scraping shaft by a biasing force of a spring provided for each wiper blade. Each wiper blade is made of a synthetic resin having elasticity, and a plurality of wiper blades are manufactured. You may make it press a blade against the outer surface of a scraping axis | shaft by the elasticity which each has.
[0025]
A plurality of wiper blades can be formed of metal. In this case, the scraping shaft is formed so that at least the surface of the portion that comes into contact with the wiper blade has a higher hardness than the wiper blade.
[0026]
In this way, when the wiper blade is made of metal, the solid matter can be reliably peeled off and removed even when the solid matter is firmly attached to the scraping shaft. Cleaning can be performed more reliably.
[0027]
In order to more effectively remove the solid matter adhering to the outer surface of the scraping shaft, the wiper holding frame is formed into a cylindrical shape and compressed into the wiper holding frame from the rear end side of the wiper holding frame. It is preferable to provide a compressed gas supply nozzle for supplying gas so as to generate a gas flow that passes through the wiper holding frame and flows out of the opening at the tip thereof into the basket.
[0028]
The present invention is particularly arranged so that the central axis of the basket is oriented in the vertical direction, an axial drive mechanism is provided to move the scraping shaft in the vertical direction, and the scraping blade is turned in the horizontal direction. A remarkable effect can be obtained when applied to a bowl-shaped centrifuge provided with a rotary drive mechanism for the scraping shaft, but the present invention is also applied to a horizontal centrifuge in which the rotation shaft of the basket is disposed sideways. Of course you can.
[0029]
The operation method according to the present invention includes a solid-liquid separation process in which the stock solution supplied in the basket is separated into a solid and a liquid with the central axis of the basket directed vertically, and the solid-liquid separation process. After cleaning and draining the solid matter accumulated on the inner periphery of the basket, the scraping blade is moved to the outer diameter side of the basket at the initial position set on the opening side of the basket with the basket rotated at a low speed. Swinging and swaging into the solid matter accumulated on the inner periphery of the basket to scrape off the solid matter and the scraping blade that has entered the solid matter at the end opposite the basket opening The scraping blade is moved to the inner diameter side of the basket after reaching the final position where the scraping blade comes close to the end opposite to the opening of the basket. Swivel back The solid material scraping process for scraping the solid matter accumulated on the inner periphery of the basket by performing the retraction operation and the raising and retraction operation for raising the scraping blade and returning it to the initial position side, and removing the solid matter from the basket. In the present invention, the centrifuge is operated to discharge the solid matter to be discharged.In the present invention, the centrifuge has an opening at the tip and is disposed so as to surround the scraping shaft in the casing. A wiper holding frame fixed to the casing, and arranged on the inner side of the wiper holding frame so as to be aligned in the circumferential direction of the scraping shaft and held by the wiper holding frame in a state of being pressed against the outer peripheral surface of the scraping shaft. A plurality of wiper blades are provided, and when the ascending / retracting operation is performed during the solid material scraping process, the scraping blade is reciprocally swung while the scraping blade is lifted, and scraping is performed. The solid adhering to perform a cleaning operation for removing stripped off by the wiper blade.
[0030]
When performing the cleaning operation, it is preferable that compressed air is supplied into the wiper holding frame from the rear end side of the wiper holding frame to blow off the solid material peeled off by the wiper blade.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a main part of a centrifuge according to the present invention, FIG. 2 is a top view of the main part, and FIG. 3A is a wiper used in the centrifuge of FIG. FIG. 3B is a longitudinal sectional view showing the holding frame and the wiper blade in detail together with their peripheral portions, and FIG. 3B is a transverse sectional view taken along the line BB of FIG. These are the same cross-sectional views as FIG. 3 (B) which showed the modification of the holding structure of a wiper holding frame. FIG. 5 is a block diagram schematically showing the configuration of a control device used when operating the centrifugal separator according to the present invention, and FIG. 6 is a flowchart showing a control algorithm of the solid material scraping process.
[0032]
1 to 3, parts that are the same as the parts of the conventional centrifuge shown in FIG. 7 are given the same reference numerals. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a casing provided with a cylindrical main body 101 having an axis line oriented in the vertical direction and an upper lid 102. Reference numeral 2 denotes a casing disposed in the casing 1 with the axis line oriented in the vertical direction. These baskets are supported in a rotatable manner, and are configured in the same manner as the conventional centrifuge shown in FIG. In order to insert a scraping shaft, which will be described later, into the basket 2, the upper lid 102 of the casing 1 is formed with a hole 102 a that opens to the inner diameter side of the inner peripheral edge of the opening 2 b of the basket 2.
[0033]
The casing 1 is provided with a basket driving device that rotationally drives the basket 2 using an electric motor, a hydraulic motor, or the like as a driving source, and a filter made of a filter cloth, a metal mesh, a perforated plate, etc. 3 is fixed by appropriate means.
[0034]
1 and 2, the solid material scraping device 4 is basically configured in the same manner as that provided in a conventional centrifuge, and is attached to a frame 405 fixed to the upper lid 102 of the casing 1. The scraping shaft 401 inserted into the basket 2 through the hole 102a of the upper lid 102 of the casing and the opening 2b of the basket 2 and the tip end side of the scraping shaft 401 are attached to the tip of the scraping shaft 401 via the swivel arm 402. A scraping blade 403 and a scraping shaft driving device 404 for driving the scraping shaft 401 are provided.
[0035]
Reference numeral 5 denotes a scraping shaft cleaning device newly provided in the present invention. This cleaning device includes a wiper holding frame 501 and a plurality of wiper blades 502 held by the wiper holding frame.
[0036]
More specifically, the wiper holding frame 501 includes a frame main body 503 and an outer cylinder 504 fixed to the frame main body. As shown in FIGS. 3A and 3B, the frame main body 503 is formed in a cylindrical shape so as to concentrically surround the scraping shaft 401 via a gap while being attached to the casing 1. The cylindrical portion 503a and a flange portion 503b formed at the upper end of the cylindrical portion are inserted into the casing through the hole 102a of the upper lid 102 of the casing, and the flange portion 503b. Is placed in contact with the outer surface of the peripheral portion of the hole 102a.
[0037]
The outer cylinder 504 is formed of a member having a cylindrical portion 504a disposed so as to concentrically surround the cylindrical portion 503a of the frame body 503, and a flange portion 504b formed at the upper end of the cylindrical portion 504a. The flange portion 504b is fastened to the lower surface of the flange portion 503b of the main body 503 by a bolt 505.
[0038]
A plurality of slits 503a1 extending in the axial direction of the scraping shaft 401 are formed in the cylindrical portion 503a of the frame main body 503, and a plurality of (four in the illustrated example) rectangular plates are formed in the plurality of slits. The formed wiper blade 502 is slidably fitted. The four wiper blades 502 are made of a synthetic resin having elasticity such as polytetrafluoroethylene (trade name Teflon), for example, and as shown in FIG. 401 are arranged radially on a plane including the central axis 401.
[0039]
Also, four grooves 504a1 that are respectively aligned with the four slits 503a1 are formed on the inner periphery of the cylindrical portion 504a of the outer cylinder 504, and the leaf springs 506 that are fitted and held in these grooves 504a1 correspond. The wiper blade 502 is brought into contact with the wiper blade 502, and the respective blade springs 506 urge the wiper blade 502 inward in the radial direction of the scraping shaft and press it against the outer surface of the scraping shaft 401.
[0040]
An annular air chamber 507 that concentrically surrounds the scraping shaft 401 is formed in the flange portion 503b of the frame body of the cleaning device 5, and one end of the air chamber 507 is located inside the portion near the inner diameter of the flange portion 503b. And a plurality of nozzles 508 whose other ends are opened obliquely downward toward the inside of the cylindrical portion 503 a are provided at equal angular intervals in the circumferential direction of the scraping shaft 401. In the air chamber 507, compressed air is supplied from a compressed air supply source (not shown) through a pipe 509, and compressed air is supplied from the air chamber 509 through each nozzle 508 into the wiper holding frame 501.
[0041]
The frame 405 of the solid material scraping device 4 includes a flange portion 405a at the lower end thereof, and the flange portion 405a is brought into contact with the upper surface of the flange portion 503b of the wiper holding frame 501, so that the flange portion 503b and the flange portion 405a. Are fastened to the upper lid 102 of the casing by bolts 6 and nuts 7.
[0042]
In the frame 405, a hole 405b extending in the vertical direction is provided so as to share the central axis with the hole 102a on the upper lid of the casing and the wiper holding frame 501, and the scraping shaft 401 is supported in the hole 405b. Sleeve-shaped bearing metals 406 and 407 are held vertically spaced apart. The scraping shaft 401 is fitted to the bearing metals 406 and 407 in a state in which the central axis is directed in the vertical direction (direction parallel to the axis of the basket), and is rotatable around the central axis. And it is supported with respect to the casing 1 in a state displaceable in the axial direction of the basket 2.
[0043]
The swivel arm 402 is arranged with its axis line oriented in a direction (horizontal direction) perpendicular to the axis line of the scraping shaft 401, and a cylindrical boss portion 402 a provided at the rear end portion is disposed at the lower end of the scraping shaft 401. They are fitted and fixed to the scraping shaft by bolts 408.
[0044]
A scraping blade 403 is attached to the tip of the swivel arm 402. The scraping blade 403 has a retracted position that is set further radially inward than the position corresponding to the opening 2b of the basket 2 by the rotation of the scraping shaft 401, and the approach limit position shown in FIGS. Can be reciprocated in the horizontal direction.
[0045]
The scraping shaft drive mechanism 404 rotates the scraping blade 403 in the basket 2 and the axial drive mechanism 404A that drives the scraping shaft 401 in the axial direction so as to linearly move the scraping blade 403 in the axial direction of the basket 2. In order to achieve this, the scraping shaft 401 includes a rotation drive mechanism 404B that reciprocates and drives within a certain angle range.
[0046]
The illustrated axial drive mechanism 404A includes, as an axial drive source, a hydraulic cylinder 420 that is fixed to the frame 405 with the axis oriented vertically and the piston rod 420a facing upward. One end of the coupling tool 421 is fixed to the upper end of the piston rod 420a of the hydraulic cylinder 420. The upper end of the scraping shaft 401 is rotatably coupled to the other end of the coupling tool 421, and the scraping shaft 401 is not prevented from rotating as the piston rod 420 a of the hydraulic cylinder 420 moves forward and backward. It is linearly driven upward and downward. A cover 422 covering the rear end side (upper end side) of the scraping shaft 401 is attached to the upper end of the frame 405, and the upper limit detection limit switch LS1 and the lower limit detection limit switch LS2 are vertically moved on the side wall of the cover 422. Are attached at predetermined intervals.
[0047]
The upper limit detection limit switch LS1 and the lower limit detection limit switch LS2 are driven by a protrusion 423 fixed to the connector 421 to perform a detection operation when the scraping shaft 401 reaches the upper limit position and the lower limit position, respectively. These limit switches are used to control the hydraulic cylinder 420. That is, the hydraulic cylinder 420 is stopped when the limit switch LS1 performs a detection operation while the drive shaft 401 is being lifted, and the limit switch LS2 is moved while the scraping shaft 401 is moved downward. When the detection operation is performed, the operation is stopped. Thereby, the moving range of the scraping shaft 401 (the moving range of the scraping blade 403 in the axial direction of the basket) is regulated within a predetermined range.
[0048]
Detection operation of a hydraulic cylinder 420 (axial driving source), a coupling 421, limit switches LS1 and LS2, drive commands given from a control device not shown in FIGS. 1 and 2, and limit switches LS1 and LS2 The axial drive mechanism 404A that drives the scraping shaft 401 in the axial direction is configured by the control unit that controls the hydraulic cylinder 420 according to the above.
[0049]
Further, as shown in FIG. 2, the rotational drive mechanism 404B includes a hydraulic cylinder 430 attached to the frame 405 via a pin 431 with the axis line oriented in the horizontal direction as a rotational drive source. One end of an arm 432 is fixed to the tip of the piston rod 430a. The other end of the arm 432 is connected via a pin 435 to the other end of the arm 434 whose one end is fixed to an annular drive member 433 slidably fitted to the outer periphery of the scraping shaft 401. A groove 401a extending in the axial direction of the drive shaft is formed on the outer periphery of the scraping shaft 401, and a protrusion 433a formed on the inner periphery of the drive member 433 is slidably fitted in the groove 401a. Therefore, when the hydraulic cylinder 430 is driven and its rod 430a is advanced, the arm 434 is rotated clockwise in FIG. By the rotation of the arm, the drive member 432 is rotated in the clockwise direction, and the scraping shaft 401 is rotated in the clockwise direction in FIG. 2, whereby the scraping blade 403 is rotated in the clockwise direction in FIG. 2.
[0050]
Although not shown, the scraping blade 403 reaches the retracted position (limit position on the inner diameter side) set at a position closer to the inner diameter side than the position corresponding to the inner peripheral edge of the opening 2b of the basket 2. When the tip of the scraping blade 403 arrives at the approach winding position set at a position close to the inner periphery of the filter 3 disposed on the inner periphery of the basket 2, it is driven and detected by the drive member 433. A pair of limit switches for performing the operation is provided, and by controlling the hydraulic cylinder 430 with these limit switches, the rotation range of the scraping shaft 401 (the turning range of the scraping blade 403) is regulated. ing.
[0051]
Hydraulic cylinder 430 (rotation drive drive source), arms 432 and 434, drive member 433, limit switch for controlling hydraulic cylinder 430, drive command given from a control device (not shown), and detection operation of the limit switch The rotation driving mechanism 404B that reciprocally drives the scraping shaft 401 in a certain angular range is configured by the control means that controls the hydraulic cylinder 430 in response to the rotation of the scraping blade 430 in the basket 2. .
[0052]
A flange plate 410 slidably passing through the scraping shaft 401 is disposed in a space provided near the lower end of the frame 405 that supports the scraping shaft 401, and an oil seal is provided in a groove provided in the flange plate 410. 411 is accommodated. The flange plate 410 holding the oil seal is positioned in contact with a step formed on the inner periphery of a void in the frame 405 via a spacer 412 that passes through the scraping shaft 401. Below the flange plate 410, a duster seal 413 that slides on the outer periphery of the scraping shaft 401 and removes foreign matter adhering to the outer periphery is disposed. The duster seal 413 has a conical bulging portion that is in sliding contact with the outer surface of the scraping shaft 401 by deforming the peripheral portion of the hole in the central portion of the annular plate-shaped member so as to protrude obliquely toward the basket side. 413a is formed and is held in a state of being sandwiched between the flange plate 410 and the flange portion 503b of the wiper holding frame.
[0053]
In the example shown in FIGS. 1 to 3, the leaf spring 506 is used as the urging means for pressing the wiper blade 502 against the scraping shaft 401. However, as shown in FIG. Each wiper blade 502 may be urged toward the scraping shaft 401 by a coil spring 506 ′ held by a spring holding portion 504a2 provided on the periphery.
[0054]
Further, when each wiper blade 502 is formed of a resin material having elasticity, a structure is provided in which each wiper blade 502 is pressed toward the scraping shaft 401 by the inner peripheral surface of the outer cylinder 504 without providing a spring. Thus, each wire blade may be biased toward the scraping shaft 401 by the elasticity of each wiper blade itself.
[0055]
In the present invention, as described above, the wiper blade 502 is held by the wiper holding frame 501, and further, the scraping blade 402 is cleaned so that the cleaning operation including the linear movement and the turning motion is performed. A scraping shaft drive mechanism control means for controlling the shaft drive mechanism 404 is provided.
[0056]
FIG. 5 shows a configuration example of a control device that controls the basket driving device and the scraping shaft driving mechanism when the centrifuge is operated. In FIG. 5, reference numeral 20 denotes a control device provided with a microcomputer. This control device causes the microcomputer to execute a predetermined program, thereby controlling the basket rotation control means 21, the liquid supply operation control means 22, and the washing operation control. Means 23 and scraping shaft drive mechanism control means 24 are realized.
[0057]
The basket rotation control means 21 controls the basket driving device so as to rotate the basket 2 at an optimum rotation speed in each process such as a liquid supply process, a liquid discharge process, a solid scraping process, and a solid discharge process.
[0058]
The liquid supply operation control means 22 is a means for controlling the supply operation of the stock solution into the basket performed through a liquid supply pipe (not shown) inserted in the basket 2, and the level of the liquid level formed in the basket is a set level. The supply of the stock solution into the basket is controlled in cooperation with a liquid level detection means (not shown) that performs a detection operation when the pressure reaches the basket.
[0059]
The cleaning operation control means 23 controls the cleaning liquid supply device that supplies the cleaning liquid into the basket 2 when the solid-liquid separation process for separating the stock solution supplied into the basket into solid and liquid components is completed. Let the solids be washed.
[0060]
Further, the scraping shaft drive mechanism control means 24 controls the scraping shaft drive mechanism 404, and after the solid cleaning is completed, an axial drive source for driving the scraping shaft 401 in the axial direction (see FIG. In the example shown in FIG. 1, the hydraulic cylinder 420) and the rotational drive source (hydraulic cylinder 430) that rotationally drives the scraping shaft are controlled to perform a solid scraping process for scraping solids. At the same time, a cleaning operation including a linear movement and a turning movement of the scraping blade is performed.
[0061]
An example of the operation of the centrifuge is as follows.
[0062]
In performing the solid-liquid separation process for separating the stock solution into the solid and liquid components, the basket 2 is first activated and accelerated. When the rotation speed of the basket 2 reaches a preset liquid supply speed, control of the liquid supply operation by the liquid supply operation control means 22 is started, and the liquid supply provided between the raw liquid supply source and the liquid supply pipe is started. The valve is opened, and the stock solution is supplied into the basket 2 through the supply pipe.
[0063]
When the stock solution is supplied into the rotating basket, a liquid layer is formed on the inner periphery of the basket, and the liquid level rises (the liquid level moves toward the inner diameter side of the basket). When the liquid level formed in the basket reaches a predetermined level and the liquid level detection means performs the detection operation, the liquid supply valve is closed, and the rotation speed of the basket is increased to perform the liquid removal process. The stock solution is separated into solids and liquids by centrifugal force generated by the rotation of the basket, and the solids accumulate on the filter on the inner periphery of the basket. The liquid component is discharged to the outside through the permeation hole 2a provided in the peripheral wall portion of the basket through the solid material layer and the filter.
[0064]
When the liquid level decreases to a predetermined level, the rotation speed of the basket is decreased to the liquid supply speed, the liquid supply valve is opened again, and the stock solution is supplied into the basket. When the liquid level in the basket 2 reaches a predetermined level, the liquid supply operation is stopped, the basket is accelerated again, and the liquid removal process is performed. By repeating these operations, solids are formed on the inner periphery of the basket. When a predetermined amount of solid material layer is formed in the basket, the liquid supply is terminated, and the basket is accelerated to perform liquid removal.
[0065]
Thereafter, the washing operation control means 23 is operated with the basket rotated at a predetermined speed, and the washing liquid is supplied into the basket to wash the solid matter.
[0066]
After the solid cleaning is completed, the scraping shaft driving mechanism control means 24 is operated to perform a solid scraping process including a cleaning operation.
[0067]
An example of the algorithm of a program executed by the microcomputer to realize the scraping shaft drive mechanism control means 24 is shown in FIG.
[0068]
FIG. 6 is a routine that is executed after the solid washing is completed and the liquid removal process is completed. When the algorithm shown in FIG. 6 is followed, the scraping blade 403 is shown in FIG. As described above, in the state where the scraping shaft 401 is rotated in the initial position close to the end portion on the opening 2b side of the basket, the swiveling approach operation is performed in which the scraping blade 403 is swung to the outer diameter side of the basket. Let it be done. As a result, the scraping blade 403 enters the solid layer deposited on the inner periphery of the basket, and the solid is scraped off to the bottom side of the basket. In Step 2, it is determined whether or not the scraping blade 403 has reached the limit position on the outer diameter side of the basket (the position where the scraping blade comes close to the allowable limit to the filter 3). When it is determined that the limit position has been reached, the turning operation of the scraping blade 403 toward the outer diameter side is stopped. Next, the scraping shaft 401 is lowered to lower the scraping blade 403 toward the bottom of the basket, and whether or not the scraping blade 403 has reached the final position in the state close to the bottom end of the basket in step 4. Determine whether. As a result, when it is determined that the scraping blade 403 is lowered to the final position (when the limit switch LS2 performs a detection operation), the process proceeds to step 5 to stop the scraping blade from descending, and the scraping blade 403 is scraped. The cutting blade 403 is turned to the limit position on the inner diameter side of the basket (a position set on the inner diameter side further than the position corresponding to the opening 2a of the basket). When it is determined in step 6 that the scraping blade 403 has reached the limit position on the inner diameter side, the routine proceeds to step 7 where the turning operation of the scraping blade is stopped and the raising of the scraping blade 7 is started. Step 8 is executed in the ascending process of the scraping blade 7 to rotate the scraping blade 403 to the outer diameter side of the basket (turning approach operation) and to rotate the scraping blade 403 to the inner diameter side (turning) Pull back operation) alternately. The repetition of these turning operations is the cleaning operation of the scraping shaft.
[0069]
In the process of performing this cleaning operation, compressed air is supplied to the air chamber 507, and the compressed air is ejected from the nozzle 508 to the inside of the wiper holding frame 501, thereby generating an air flow that flows out of the frame 501 to the basket side. Thus, it is preferable to blow air to the outer surfaces of the wiper blade and the scraping shaft so as to blow off the solid material peeled off by the wiper blade. If the compressed air is blown onto the outer surfaces of the wiper blade and the scraping shaft in this way, the removal of the solid matter can be further ensured.
[0070]
In step 9, it is determined whether or not the scraping blade 403 has reached the initial position. When it is determined that the scraping blade 403 has reached the initial position (when the limit switch LS1 is operated), the scraping blade is stopped.
[0071]
As described above, in the process of raising the scraping blade 403 to return to the initial position, when the turning operation of the scraping blade 403 to the outer diameter side and the turning operation to the inner diameter side are performed, the scraping shaft The relative rotational displacement generated between 401 and the wiper blade 502 peels off the solid matter adhering to the outer surface of the scraping shaft 401, so that the outer surface of the scraping shaft 401 is reliably cleaned. It is possible to prevent the solid matter adhering to the scraping shaft from entering the bearing side. Therefore, a bellows that covers the tip of the scraping shaft is not necessary, and the cost can be reduced.
[0072]
In the above description, at the end of the process of scraping the solid, the cleaning operation is performed by repeatedly performing the reciprocating swivel operation of the scraping blade in the process of returning the scraping blade to the initial position. The cleaning operation of the shaft may be a combination of the linear movement of the scraping blade and the turning motion, and the timing for performing the cleaning operation may not be the final stage of the solid material scraping process. For example, after the scraping blade is returned from the final position to the initial position and the solid material scraping process is completed, the cleaning operation is performed by repeatedly performing a reciprocating revolving motion while lowering and raising the scraping blade again. It may be.
[0073]
Also, if the solid matter adhering to the outer surface of the scraping shaft is hardened and difficult to remove, the cleaning operation is performed while spraying the cleaning liquid onto the scraping shaft after discharging the solid matter from the basket. It may be.
[0074]
In the above description, the wiper blade 502 is formed of resin, but the wiper blade 502 can be formed of a metal plate such as stainless steel. Thus, when forming a wiper blade with a metal plate, a process (for example, a heat treatment such as quenching) in which the hardness of the surface of at least the portion of the scraping shaft 401 in contact with the wiper blade is larger than the hardness of the wiper blade is performed. Apply to the scraping shaft.
[0075]
As mentioned above, when the wiper blade is made of metal, even if the solid matter is firmly adhered to the surface of the scraping shaft, the solid matter is surely peeled off and removed. Therefore, the scraping shaft can be more reliably cleaned.
[0076]
In the above example, the present invention is applied to a bowl-shaped centrifuge in which the rotation axis of the basket is oriented in the vertical direction. However, the present invention is substantially horizontal (horizontal or horizontal). Of course, the present invention can also be applied to a horizontal centrifuge arranged in a state of being oriented in a direction inclined with respect to the direction.
[0077]
In the example shown in FIG. 1, the duster seal 313 is provided in case the solid matter cannot be removed by the wiper blade 502, but this duster seal may be omitted.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the wiper blade that is held in a state of being pressed against the outer surface of the scraping shaft is provided, and the cleaning operation that combines the linear motion and the turning motion of the scraping blade is performed. As a result, both the rotational movement and the axial movement are caused between the scraping shaft and the wiper blade, and the solid matter adhering to the outer surface of the scraping shaft is peeled off and completely removed. be able to. Therefore, the cost can be reduced by omitting the bellows that covers the portion of the scraping shaft inserted into the basket.
[0079]
In addition, the wiper blade does not break due to adhesion of solid materials unlike the bellows, and the wiper blade can be manufactured at a lower cost than the bellows, so that the maintenance cost can be reduced compared to the case where the bellows is used. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of a centrifuge according to the present invention.
FIG. 2 is a top view of a main part shown in FIG.
3A is a longitudinal sectional view showing a wiper holding frame used in the centrifuge of FIG. 1 and a wiper blade held by the frame. FIG. (B) is the cross-sectional view shown cut along the BB line of (A).
4 is a cross-sectional view showing a modified example of a support structure for a wiper blade used in the centrifuge of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a control device used for operating a centrifuge according to the present invention.
6 is a flowchart showing an example of a control algorithm of a solid material scraping process performed by the control device shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a main part of a conventional centrifuge.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Casing, 2 ... Basket, 201 ... Perimeter wall part, 202 ... End plate, 2a ... Permeation hole, 2b ... Opening part of basket, 3 ... Filter, 4 ... Solid substance scraping apparatus, 401 ... Scraping shaft, 402 ... Swivel arm, 403 ... scraping blade, 405 ... frame.

Claims

A basket disposed in a casing and rotatably supported; a basket driving device that rotationally drives the basket; and an axis directed in a direction parallel to the axis of the basket and being rotatable about a central axis, And a scraping shaft that is supported by the casing in a state of being displaceable in the axial direction of the basket and whose tip end side is inserted into the basket through the opening of the basket, and attached to the tip end portion of the scraping shaft. A swivel arm, a scraping blade attached to the tip of the swivel arm, an axial drive mechanism for driving the scraping shaft in the axial direction to linearly move the scraping blade in the axial direction of the basket, and the scraping A scraping shaft drive mechanism having a rotational drive mechanism for reciprocatingly driving the scraping shaft within a certain angular range to rotate the blade in the basket, In the centrifuge the inner periphery deposited solid was to take off by the turning motion and the linear movement of the scraper blade gasket,
A wiper holding frame that has an opening at the tip of the basket and is disposed so as to surround the scraping shaft in the casing and is fixed to the casing;
A plurality of wiper blades arranged on the inner side of the wiper holding frame and arranged in the circumferential direction of the scraping shaft, and held by the wiper holding frame in a state of being pressed against the outer peripheral surface of the scraping shaft;
Scraping shaft drive mechanism control for controlling the scraping shaft drive mechanism to perform a cleaning operation consisting of a linear movement and a turning motion of the scraping blade in order to remove solid matter adhering to the scraping shaft. Equipment,
Comprising
A centrifugal separator characterized by removing solid matter adhering to the scraping shaft by a relative displacement generated between the scraping shaft and a wiper blade during the cleaning operation.

A spring that biases each of the plurality of wiper blades against the outer peripheral surface of the scraping shaft is provided, and the scraping shaft is biased by a biasing force of the spring that is provided to each of the plurality of wiper blades. The centrifugal separator according to claim 1, wherein the centrifugal separator is pressed against an outer surface of the centrifugal separator.

The plurality of wiper blades are made of a synthetic resin material having elasticity, and the plurality of wiper blades are pressed against an outer surface of the scraping shaft by elasticity of each. The centrifuge described.

3. The plurality of wiper blades are made of metal, and the scraping shaft is formed so that at least a surface of a portion in contact with the wiper blade has a hardness greater than that of the wiper blade. The centrifuge described in 1.

Compressed gas that supplies compressed gas into the wiper holding frame from the rear end side of the wiper holding frame so as to generate a gas flow that passes through the wiper holding frame and flows out from the opening at the tip thereof into the basket. The centrifuge according to any one of claims 1 to 4, further comprising a supply nozzle.

A basket disposed in a state where the axis is oriented vertically in the casing and the opening is directed upward, and is rotatably supported, a basket driving device for rotating the basket, and a direction parallel to the axis of the basket The lower end side is inserted into the basket through the opening of the basket and is supported by the casing in a state in which the axis is directed toward the center and is rotatable around the central axis and is displaceable along the axial direction of the basket. A scraping shaft attached to the lower end of the scraping shaft, a scraping blade attached to the tip of the pivoting arm, and the scraping shaft to move the scraping blade in the vertical direction. An axial drive mechanism that drives in an axial direction, and a rotary drive mechanism that drives the scraping shaft to reciprocate in a certain angular range in order to rotate the scraping blade within the basket. A solid-liquid separation process for separating the stock solution supplied into the basket into a solid and a liquid using a centrifuge equipped with a scraping shaft drive mechanism, and an inner periphery of the basket by the solid-liquid separation process. After the solid matter accumulated on the surface is washed and drained, the scraping blade is turned to the outer diameter side of the basket at the initial position set on the opening side of the basket with the basket rotated at a low speed. The entrance scraping operation for scraping the solid by entering the solid accumulated in the inner periphery of the basket and the end portion on the opposite side of the opening of the basket from the scraping blade entered into the solid The scraping blade scrapes the scraping blade after reaching the final position where the scraping blade comes close to the end opposite to the opening of the basket. Swivel to the inner diameter side of A solid material scraping process for scraping off the solid matter accumulated on the inner periphery of the basket by performing a pull back operation for pulling back and an upward pull back operation for raising the scraping blade and returning it to the initial position side, and the basket A centrifuge operating method for performing a solid matter discharging process for discharging the solid matter from within,
A wiper holding frame that has an opening at the tip of the basket and is disposed so as to surround the scraping shaft in the casing and is fixed to the casing; and the scraper inside the wiper holding frame. A plurality of wiper blades arranged in a circumferential direction of the take-up shaft and held by the wiper holding frame in a state of being pressed against the outer peripheral surface of the scraping shaft;
In the solid material scraping process, when performing the ascending and retracting operation, the scraping blade is reciprocally swung while the scraping blade is lifted, and the solid matter attached to the scraping shaft is removed. A method of operating a centrifuge, wherein a cleaning operation is performed by removing the wafer with a wiper blade.

2. When performing the cleaning operation, compressed air is supplied into the wiper holding frame from the rear end side of the wiper holding frame to blow off the solid material peeled off by the wiper blade. 6. A method of operating the centrifuge according to 6.