JP3631895B2 - 沈殿物の脱水排出装置における沈殿物の掬い量制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、沈殿物を掬い上げて水切りした後に真空吸引による強制脱水を用いた脱水排出装置において、真空吸引を常時適正に行うために沈殿物の掬い量を制御する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からバケット式、スパイラル式、ロータリー式等の分級機が知られているが、いずれも砂等の沈殿物を水から分離するだけであり水切り状態が悪く泥砂状態となって後処理の扱い難いものであった。そこで、本願発明者が先の出願で、放射状に備えた先端部の掬いバケットで沈殿物を掬い上げて水切りし、ついで真空吸引で強制脱水する脱水排出装置を開発したのである。
【０００３】
しかしながら、掬いバケットでの沈殿物の掬い量が少ないと水切体を沈殿物で閉塞できないことから下からの真空吸引が弱くなり、また逆に沈殿物の掬い量が多すぎると真空吸引は強いが上部の沈殿物の吸引脱水ができないことから均一な脱水とならない問題点が生じることが想到されるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、掬いバケットの回転を制御することで沈殿物の掬い量の均一化を図り、これにより真空吸引を均一円滑にできて強制脱水を良好にでき、含水率の少ない砂等の沈殿物を得るものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、上面を開口して内部に水切体を備えた掬いバケットを先端部に取り付けて回転させ、掬いバケットで沈殿物を掬って上昇反転部で排送シュートに落下させる回転掬い装置と、掬いバケットが沈殿槽液面からでてほぼ水平状態から垂直状態までの上向きに回転変位する位置範囲で水切体下の掬いバケットの下部を負圧吸引する吸引機を備えた真空脱水装置とから成る沈殿物の脱水排出装置において、掬いバケットが沈殿槽液面からでた所定の位置で、沈殿物を堆積した掬いバケットを、光電管によって該沈殿物の堆積部から掬いバケットの通過時間を計測することで堆積部の高さを判断し、その通過時間が許容時間範囲内を外れて短い時間を計測した場合、回転掬い装置のモータの回転を少し低速にして掬いバケットの回転をゆっくりさせると共に、許容時間範囲内を外れて長い時間を検知した場合、モータの回転を少し高速にして掬いバケットの回転を早くすることで、掬い量を均一化して水切体を沈殿物で良好に被覆堆積させる沈殿物の脱水排出装置における沈殿物の掬い量制御方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明方法の詳細を図示した装置例に基づいて説明する。まず図１乃至図４で示す装置を説明すると、これは沈殿槽１に配置されるもので、その供給口１１から砂を含んだ泥漿が連続して送られるのである。
【０００７】
２は沈殿槽１の上端で支持された回転筒であり、後部に備えたモータ２１により連繋回転する回転軸２０に固着されて上下方向に回転するものである。回転筒２の軸方向中央には円盤状の回転取付体２２が固着してあり、該取付体２２には半径方向に伸びる複数本の取付アーム２３を介して夫々排水タンク３を先端に連結すると共に、夫々排水タンク３の前面に掬いバケット４を連結して放射状に１６本備えた回転掬い装置としている。
【０００８】
即ち、図３のように、取付アーム２３の先端側の後に排水タンク３を固着し、排水タンク３の先端に前部に掬いバケット４の下部に固着して掬いバケット４を側面からみて前方に突出配置させている。掬いバケット４は、上面を開口し、内部に水切体４１を備えて上下に仕切り、その上部を沈殿物載置部とすると共に、水切体４１から下部を水切りされた分離水の落下部としている。なお、掬いバケット４の先端形状は掬い易いように傾斜させている。
【０００９】
また、排水タンク３は後部下端に排水孔３１を設けると共に、掬いバケット４の水切体の下の排出口４２に連結させることで水切体４１を通過した分離水を受けて排水孔３１から沈殿槽１に戻し排水するものである。なお、排水タンク３は水切体４１を通過した分離水を通過させ易いように少し下げて傾斜させた状態で掬いバケット４に固着してある。
【００１０】
５は排水孔３１の蓋開閉部材であり、取付アーム２３の突出軸２３１にシーソー材５１を取り付け、該シーソー材５１の一端に排水タンクの排水孔３１を閉塞するゴム製の蓋体５２を設けると共に、シーソー材５１の他端に蓋体５２より重い錘５３を取り付けて成る。
【００１１】
６は真空脱水装置であり、夫々の掬いバケット４がほぼ水平状態から垂直状態までの上向きに回転変位する範囲内において排水タンク３内を吸引作動させるものである。即ち、図４のように、真空吸引作用を施すブロア６１の吸引側に接続した吸引管６２を、回転軸２０を収容させた固定筒６３に連結し、これにより固定筒６３に固着して不動の吸引板６４の導通溝６４０を真空状態としている。導通溝６４０は、吸引板６４内でほぼ水平状態から垂直状態までの位置に欠設され、前端面に導通溝６４０を開口している。
【００１２】
そして、回転筒２の後端に制御板２５を固着し、周方向に等間隔な通孔２５０を制御板２５に貫通させて吸引板６４と接面させている。３３は吸引ホースであり、制御板２５の前面で夫々の通孔２５０に連通接続すると共に、排水タンク３の後端部に開口接続している。
【００１３】
なお、７は中央上部に設置した排送シュートであり、上昇し反転する掬いバケット２１の下に位置している。
【００１４】
次にこの装置の作用を説明する。まず、供給口１１から沈殿槽１に含砂泥漿を送ると砂９が沈殿する。ついでモータ２１の駆動で回転筒２がゆっくりと回転し、図６及び図７のように、沈殿槽内に入り、図１のように、夫々の掬いバケット４が底部に沈降した砂９を掬い、図８のように、分離された水は水切体４１を落下して排水タンク３の排水孔３１から排水されるのである。この際、錘５３の下向きで蓋体５２が排水孔３１を塞ごうとするが、重い排水圧によって蓋体５２が開けられて排水されるのである。
【００１５】
ブロア６１の吸引作動により吸引管６２に導通させた吸引板６４の導通溝６４０が常時真空状態となっているため、掬いバケット２がほぼ水平から上向きまでの図１で示す矢印範囲８の回転変位範囲内においては、吸引ホース３３によって制御板２５の通孔２５０が導通溝６４０と連通する。即ち、吸引板６４に接面しながら制御板２５が回転筒２と一体に回転して通孔２５０が導通溝６４０と連通するのである。
【００１６】
これにより排水タンク３内が吸引され、排水タンク３内が負圧状態となるため掬いバケット４で保持した砂９の間を外からの空気が通過し、砂９間に残留した水が払拭されて排水タンク３に導かれて砂９が強制脱水されるのである。
【００１７】
この際、吸引作用範囲である図１の矢印範囲８の回転変位範囲は、図９のように、排水が少なくなり弱まった排水圧に抗して錘５３の重力によって蓋体５２が上方向に移動させられるため、且つ吸引力によって強く蓋体５２が排水タンク３の排水孔３１を閉塞することから外気が入ることがなく、良好な吸引脱水が図れるのである。なお、真空吸引によって脱水された分離水は排水タンク３内に溜まるのである。
【００１８】
真空吸引による強制脱水が終了して反転を始めると、図２のように、砂９が排送シュート７に落下するのであり、この際、排水タンク３内に残った水は、排水孔３１が蓋体５２で閉塞されているため沈殿槽１に落下することはないが、仮に水圧で蓋体５２が開いて落下してもよく、排送シュート７に落下することがない。
【００１９】
このように本例によると、水切りと空気吸引による脱水が施されてベトつきのない砂９が得られるのである。また、掬いバケット４から水切りされた水は排水タンク３から直ちに沈殿槽１に排水されることから排水タンクを軽くできて回転動力を小さくできるのである。
【００２０】
そして本例において特徴ある方法として、図１０のように、掬いバケット４が沈殿槽液面からでて水切りした直後の一定の高さ位置で、両側に光電管Ｓを配置することで回転する掬いバケット４が光電管Ｓの間を通過できるようにし、光電管Ｓで砂９を堆積した掬いバケット４の通過時間を測定することで砂９の堆積高さ判断するものである。
【００２１】
即ち、砂９の堆積頂部から掬いバケット４の底部の通過までが光電管Ｓの照射光を遮るのであり、この堆積頂部から掬いバケット４の底部の長さＣの通過時間を計測することで堆積量が推定できるのである。図１１のように堆積頂部が計測開始点であり、図１２が計測終了点である。そしてその計測時間が設定した許容時間範囲内であれば堆積層の高さ、即ち、堆積量が適切であるとして同じ回転で掬いバケット４が継続回転するのである。
【００２２】
一方、その計測通過時間が許容時間範囲から外れて短い時間であれば、制御回路により該モータ２１の回転を少し低速にして掬いバケット４の回転をゆっくりさせるのである。即ち、その時間が短い場合は、図１３のように、砂９の堆積量が少ないことであって水切体４１が砂９で完全に閉塞されていない事態が発生する事が考えられるのであり、正常な真空吸引ができないのである。そこで、掬いバケット４の回転をゆっくりとすることにより、掬いバケット４での砂９の掬い上げ量が多くなって水切体４１が閉塞されるため真空吸引が正常に行われることになる。図１５では、許容範囲から外れて短い時間を計測した場合Ｓ２スイッチがＯＮとなってモータ２１が低速回転するのである。
【００２３】
また、その計測通過時間が許容時間範囲から外れて長い時間を計測した場合、制御回路により該モータ２１の回転を少し高速にして掬いバケット４の回転を少し速くさせるのである。即ち、その通過時間が長い場合は、図１４のように、砂９の堆積量が過多であることであり、水切体４１が砂９で完全に閉塞されているものの厚い堆積層のため大気からの空気の吸引ができず、良好な吸引脱水ができないのである。そこで、制御回路で掬いバケット４の回転を速くすることにより、掬いバケット４での砂９の掬い上げ量が少なくなって適正な高さの堆積層となるため真空吸引が正常に行われることになる。図１５では、許容範囲から外れて長い時間を計測した場合Ｓ３スイッチがＯＮとなってモータ２１が高速回転するのである。
【００２４】
即ち、良好な真空吸引による強制脱水は、掬いバケット４での砂９の掬い上げ量に関係することが実験により判明したものであり、適度の堆積で水切体４１を閉塞し、且つ吸引するのが適切である。なお、光電管Ｓの計測始点となる堆積部頂点の位置は沈殿物の種類によって異なるが同一沈殿物であれば通常同一位置であり、実験的に判明できるためその位置に光電管Ｓをセットすればよい。
【００２５】
本発明方法は前記例に限定されない。例えば、通過時間の計測センサーの種類は問わず、光電管の他、超音波センサー等でもよい。また、掬いバケットの通過時間を計測する高さ位置は、掬いバケットが沈殿槽液面より出た直後から真空吸引する前が最適である。
【００２６】
なお、通過時間計測でモータの回転数を制御し、掬いバケットの回転を可変する制御手段も任意である。また、モータの種類も限定されず、油圧モータでもよい。なお、回転取付体、掬いバケット、水切体等の構成も適宜であり、水切体で水切りされた水及び吸引脱水された水を沈殿槽外に排水するものでもよい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明方法によると、掬いバケットで掬い上げた沈殿物の堆積量を掬いバケットの通過時間計測から判断し、モータの回転制御により掬いバケットでの沈殿物の掬い量を適切に加減でき、真空吸引による強制脱水を常時良好にできると共に、均一且つ含水率の少ない沈殿物を得る効果が大きく、簡単な構成で設備できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる脱水排出装置の一部切欠した正面図である。
【図２】その一部縦断した側面図である。
【図３】その掬いバケット及び排水タンク部の拡大斜視図である。
【図４】その吸引手段部の一部切欠斜視図である。
【図５】その蓋開閉手段部の一部切欠正面図である。
【図６】掬いバケットが沈殿槽に入る直前の一部切欠正面図である。
【図７】掬いバケットが沈殿物を掬う状態の一部切欠正面図である。
【図８】掬いバケットが沈殿槽の水面から出た状態の一部切欠正面図である。
【図９】真空吸引によって強制脱水している状態の一部切欠正面図である。
【図１０】光電管センサーで堆積した掬いバケット部の通過時間を計測している状態の概略平面図である。
【図１１】適正な堆積量とした掬いバケットの計測開始点を示す一部切欠正面図である。
【図１２】適正な堆積量とした掬いバケットの計測終了点を示す一部切欠正面図である。
【図１３】短い通過時間を計測した堆積量の少ない掬いバケットの一部切欠正面図である。
【図１４】長い通過時間を計測した堆積量過多の掬いバケットの一部切欠正面図である。
【図１５】本発明の一形態例の制御回路のシーケンス回路である。
【符号の説明】
１ 沈殿槽
２ 回転筒
２１ モータ
３ 排水タンク
４ 掬いバケット
４１ 水切り体
６ 真空脱水装置
６１ ブロア
７ 排送シュート
９ 砂
Ｓ 光電管

Claims (1)

1. 上面を開口して内部に水切体（４１）を備えた掬いバケット（４）を先端部に取り付けて回転させ、掬いバケット（４）で沈殿物を掬って上昇反転部で排送シュート（７）に落下させる回転掬い装置と、掬いバケット（４）が沈殿槽液面からでてほぼ水平状態から垂直状態までの上向きに回転変位する位置範囲で水切体下の掬いバケットの下部を負圧吸引する吸引機を備えた真空脱水装置とから成る沈殿物の脱水排出装置において、掬いバケット（４）が沈殿槽液面からでた所定の位置で、沈殿物を堆積した掬いバケットを、光電管等の通過時間計測センサーによって該沈殿物の堆積部から掬いバケットの通過時間を計測することで堆積部の高さを判断し、その通過時間が許容時間範囲内を外れて短い時間を計測した場合、回転掬い装置のモータ（２１）の回転を少し低速にして掬いバケット（４）の回転をゆっくりさせると共に、許容時間範囲内を外れて長い時間を検知した場合、モータ（２１）の回転を少し高速にして掬いバケット（４）の回転を早くすることで、掬い量を均一化して水切体（４１）を沈殿物で良好に被覆堆積させることを特徴とする沈殿物の脱水排出装置における沈殿物の掬い量制御方法。

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