JP3636457B2

JP3636457B2 - 圧搾式フィルタプレス及びフィルタプレスの濾過圧搾方法

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Publication number: JP3636457B2
Application number: JP2003296636A
Authority: JP
Inventors: 篤高嶋
Original assignee: 株式会社栗田機械製作所
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2023-08-20
Also published as: JP2005066413A

Description

本発明は濾板締付機により可動板を前後動させて、前側及び後側固定板間に配置された濾板を締め付け、濾過、圧搾を行う圧搾式フィルタプレス及び圧搾式フィルタプレスの濾過圧搾方法に関する。

従来の圧搾式フィルタプレスは特公昭３８−２０７９４号公報（特許文献１）のような濾板締付機が使用され、１個のシリンダ内の１個のピストンの往復運動で作動する油圧シリンダにより濾板を締め付け、濾過、圧搾を行っている。従来の圧搾式フィルタプレスは、圧搾工程において、圧搾膜と濾板との間の空間に圧搾用流体を送り込み、圧搾膜の膨張を利用して濾滓の圧搾を行っている。圧搾工程では、圧搾用流体の流体圧力に基づく圧搾圧力が新たに加わって、濾板間に圧搾圧力の反力が働くことにより、濾板締付機は、その初期締付力に加えて、圧搾圧力に対抗する増し締めを行うことが求められる。そして、従来は、この増し締めの程度があまりに大きくならないように、濾過圧力と大きな差異を持たない圧搾圧力０．７ＭＰａ〜１．５ＭＰａで圧搾することがほとんどであった。

すなわち、従来の圧搾圧力（０．７ＭＰａ〜１．５ＭＰａ）を使用するフィルタープレスにおける油圧圧力は、濾過圧力（０．４〜０．７Ｍｐａ）と比べ大きな差異がないため、濾過工程と圧搾工程とで差異を設けた運転を行わないか、濾過工程に比べ０．３Ｍｐａ程度上昇させていた。圧搾圧力を高圧にすると、圧搾圧力の推力により発生する油圧シリンダの圧力が追従できず、濾板間から未処理原液が吹き出るという問題が生じる。

高圧の圧搾圧力の推力に耐える濾板締付機は、一般には、シリンダ径を大きくすることにより、これを構成することができる。しかし、シリンダ径を大きくすると濾板締め付けのために、油量を多くしないと、締め付けに要する時間が大幅に長くなり、圧搾式フィルタプレスの作業時間（サイクル）が、長くなるという問題がある。また、油圧シリンダ径を大きくすると油圧ポンプを大容量のものとしなければならないという問題がある。したがって、従来の圧搾式フィルタプレスは、装置の大型化と作業時間の問題と圧搾圧力の設定とのバランスを考慮する必要があり、前記０．７ＭＰａ〜１．５ＭＰａの圧搾圧力が設定されているものであった。

しかし、原液の種類及び使用目的によっては、圧搾圧力を例えば、３ＭＰａ〜５ＭＰａ程度の高圧で圧搾することが好ましい場合がある。この場合、高圧の圧搾圧力に耐えることができ、締付圧の調節が可能な濾板締付機が求められる。

フィルタプレスの濾過工程又は圧搾工程における濾板などの締付圧の調節装置としては、一例として、特許第２５１８５７１号公報（特許文献２）に開示されるようなものが知られている。このフィルタプレスは、原液供給路と締付装置の加圧側との間に第２流体圧作動装置を設けて、原液供給圧力を膜状圧力伝達部材により原液以外の流体圧力に変更したのち、第１流体圧作動装置に作用して前記締付装置の締付装置用油圧シリンダの締付装置用ピストンロッドに作用させて濾板の増し締めを行い、濾板締付圧を制御するものである。

このフィルタプレスは、第１流体圧作動装置や第２流体圧作動装置という複雑な装置を設ける必要がある。
特公昭３８−２０７９４号公報特許第２５１８５７１号公報

しかし、前記構成のフィルタプレスにおいては、圧搾工程において用いられる第２流体圧作動装置の流体圧力をブースターなどにより濾板締付側の締付制御に用いることとしているため、両者のバランスを取ることが困難であり、締め付け圧調整の制御がうまく行われない場合があった。また、前記フィルタプレスは、圧搾工程における増し締めの問題を解決することができるが、作業時間を短くするために、締め付けに要する時間を短縮するためにピストンのストロークを短時間で行うための構成は一切開示されていない。

したがって、本発明は上記従来の問題を解決するもので、濾板締付機による締め付け時間の短縮をはかると共に、高圧の圧搾圧力に十分耐えることができる締付時の締付圧を大きくすることができる圧搾式フィルタプレスを提供することである。

本発明の第１態様によれば、機枠に配設された隣接する濾板の間に濾布を配置し、前記濾板を締付装置で可動板を介して締め付けるとき、隣接する濾板間の濾布により濾室を形成する圧搾式フィルタプレスにおいて、
前記締付装置は、締付装置用油圧シリンダにより構成され、
前記油圧シリンダは、前記機枠に固定された第１シリンダと、前記第１シリンダを第１室と第２室に区画する第１ピストンとを備え、濾過工程及び圧搾工程時に作動する第１油圧装置と、
前記第１油圧装置に挿入されて配置され一端に前記第１ピストンを固定するとともに他端に前記可動板を固定した第２シリンダと、前記第２シリンダを第３室及び第４室に区画し、前記第１シリンダから前記第１ピストンを貫通して延在するロッドの先端に固定された第２ピストンとを備え、閉枠工程及び前記濾過工程において作動する第２油圧装置と、を備え、
前記第１油圧装置は高圧ポンプに連結される一方、第２油圧装置は低圧ポンプに連結され、前記閉枠工程において前記低圧ポンプにより第２シリンダを移動させ、前記濾過工程において前記高圧ポンプによる第１油圧装置の締め付け圧が前記低圧ポンプによる前記第２油圧装置の締め付け圧と略等しくなるまで、前記高圧ポンプと前記低圧ポンプとを双方駆動させた後前記高圧ポンプのみを駆動させて濾過を行ったのちに、前記圧搾工程において前記高圧ポンプにより前記第２シリンダの増し締めを行う手段を備えたことを特徴とする圧搾式フィルタプレスを提供する。

上記構成において、油圧シリンダは、第１及び第２油圧装置を備える多段シリンダである。本明細書において、多段シリンダの語は油圧装置を複数有する油圧シリンダをいう。第１油圧装置を構成する第１ピストンは第２シリンダと連結されており、第２シリンダは、第１シリンダに挿入されて構成されている。また、第２油圧装置を構成する第２ピストンは、第１シリンダに固定され、第１ピストンを貫通して延在するロッドの先端に設けられている。すなわち、第２油圧装置は第１油圧装置よりも小径に構成され、可動部材としての第２シリンダの移動に必要な油量が少なくてすむ。また、第２油圧装置は、一般的に大容量のポンプである低圧ポンプに接続されており、供給される油量を多くすることができる。したがって、第２シリンダの移動に低圧ポンプを用いることによりストロークを迅速にすることができ、濾板締付機による締め付け時間の短縮をはかることができる。

一方、第１油圧装置は、第２油圧装置に対して大径に構成されており、高い締付圧力を確保することができる。また、第１油圧装置は、高圧ポンプに接続されているため、第１シリンダの締付圧を高く維持することができる。また、第１及び第２油圧装置は、入れ子式に挿入されているため、第１油圧装置による高圧締め付けを行っても、第２油圧装置に過度の圧力がかかることがない。

したがって、上記構成によれば、濾板締付機による締め付け時間の短縮をはかると共に、高圧の圧搾圧力に十分耐えることができる締付時の締付圧を大きくすることができる。

本発明の第２態様によれば、前記第２油圧装置は、前記ロッド内に軸方向に延在するポートにより前記低圧ポンプに接続する。

本発明の第３態様によれば、前記低圧ポンプによる第２シリンダの移動に伴い、第１油圧装置の第１室にタンクから油が流入するように構成された逆止弁を備えた配管によりタンクと第１室が直接接続される。

本発明の第４態様によれば、圧搾圧力を３ＭＰａ〜５ＭＰａとすることを特徴とする圧搾式フィルタプレスを提供する。

本発明の第５態様によれば、機枠に配設された隣接する濾板の間に濾布を配置し、前記濾板を締付装置用油圧シリンダにより構成された締付装置で可動板を介して締め付けるとき、隣接する濾板間の濾布により濾室を形成するフィルタプレスを用いて原液を濾過する濾過圧搾方法であって、
前記機枠に固定された第１シリンダと、前記第１シリンダを第１室とｓ第２室に区画する第１ピストンとを備えかつ濾過工程及び圧搾工程時に作動する第１油圧装置と、前記第１油圧装置に挿入されて配置され一端に前記第１ピストンを固定するとともに他端に前記可動板を固定した第２シリンダと、前記第２シリンダを第３室及び第４室に区画し、前記第１シリンダから前記第１ピストンを貫通して延在するロッドの先端に固定された第２ピストンとを備えかつ閉枠工程及び前記濾過工程において作動する第２油圧装置とを備える前記油圧シリンダに、
前記第１油圧装置は高圧ポンプに連結する一方、第２油圧装置は低圧ポンプに連結し、前記閉枠工程において前記低圧ポンプにより第２シリンダを移動させ、前記濾過工程において前記高圧ポンプによる第１油圧装置の締め付け圧が前記低圧ポンプによる前記第２油圧装置の締め付け圧と略等しくなるまで、前記高圧ポンプと前記低圧ポンプとを双方駆動させた後前記高圧ポンプのみを駆動させて濾過を行ったのちに、前記圧搾工程において前記高圧ポンプにより前記第２シリンダの増し締めを行うことを特徴とする、濾過圧搾方法を提供する。

本発明の第１態様のフィルタプレスによれば、入れ子式に構成された第１及び第２油圧装置を備え、第１油圧装置には高圧ポンプが接続され、第２油圧装置には、低圧ポンプが接続されているため、低圧ポンプによる可動部である第２ピストンの高速ストローク及び高圧ポンプによる高い締付圧との双方を実現することができる。したがって、従来のフィルタプレスにおける圧搾圧力（一般に０．７〜１．５Ｍｐａ）に対して３〜７倍程度の圧搾圧力による圧搾工程を実現することができ、例えば、植物油の濾過・圧搾などに好適な圧搾圧力を３〜５ＭＰａ程度の高圧にすることができる。また、高速なストロークにより第２シリンダを移動させることができるため、処理工程時間を短縮することができるフィルタプレスを実現することができる。

本発明の第２態様のフィルタプレスによれば、第１シリンダに固定されたロッドを通して第２油圧装置に油を供給することができるため、第２油圧装置への油の供給が容易となる。

本発明の第３態様のフィルタプレスによれば、第２油圧装置による第２シリンダの前進に伴い拡張する第１室に自然に油が供給される一方、逆方向の油の流出が防止されるため、第２油圧装置による第２シリンダの移動をスムーズに行うことができる。

本発明の第４態様のフィルタプレスによれば、濾過固形物の圧搾を高精度に行うことができ、固形物の含水率を著しく小さくすることができる。

以下、本発明の一実施形態に係るフィルタプレスについて、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施例にかかる圧搾式フィルタプレスの全体構成を示す平面概略図である。圧搾式フィルタプレスは、機枠間を一対のサイドバー５で連結し、前記サイドバー５上に多数の濾板３、４を移動可能に載せて支持している。普通濾板３、圧搾濾板４は、交互に並入して設けられ、隣接する濾板間に公知の濾布４８（図２参照）を介在させつつ、前側固定板２ａ、後側固定板２ｂ間に配置し、濾板締付機としての油圧シリンダ１０の駆動により、油圧シリンダに固定された可動板６を前後動させることにより、前記普通濾板３及び圧搾濾板４をサイドバー５沿いに締付又は締付解除可能とする。可動板６は、機枠上に備いる油圧シリンダ１０を進退駆動して、濾板３、４を前側固定板２ａ側へ締め付け、また、後側固定板２ｂ側に後退することによって、締め付けた濾板３、４の開枠を行う。

図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図２に示すように、４８は圧搾濾板４に掛けた濾布を示している。前記濾板の表裏に掛ける濾布４８同士は中央の原液供給口４５内で連結している。圧搾濾板４は、周囲の両面を額縁状に突出した枠部４１と前記枠部４１の内側に設けられた凹部４２を備えた板材４０及び、板材４０の両面に取付けたゴムや合成樹脂などから構成される圧搾膜４３により形成される。前記板材４０と圧搾膜４３との間に形成された加圧用圧搾流体（空気、液体など）室を構成する。板材４０のコーナー部には加圧用圧搾流体室に加圧用圧搾流体を送り込む圧搾流体供給口４６が設けられている。また、板材４０の別のコーナー部には濾液排出口４７が設けられている。

なお、図示しない普通濾板３は、周囲の両面を額縁状に突出した枠部と前記枠部の内側に設けられた凹部を備え、圧搾濾板４と同形状を有する板材で構成されており、圧搾濾板４に設けられた圧搾流体供給口４６と濾液排出口４７とはトンネルで連通する圧搾流体供給口と濾液排出口を備えている。

普通濾板３及び圧搾濾板４の両端には、サイドバー５に普通濾板３及び圧搾濾板４を摺動可能に取りつけるための把手４４が設けられている。把手４４は、サイドバー５のレール５ａに沿って移動可能なキャリッジ５ｂから伸びる送り爪によってサイドバー５に沿って移動し、以下のように締め付け、開枠などが行われる（図３参照）。なお、隣り合う普通濾板３及び圧搾濾板４は、複数枚がチェーン（図示なし）などで連結されており、１つの濾板が移動することにより、連結されている複数枚の濾板全てが移動する。

フィルタプレス１は、油圧シリンダ１０を締め付けた状態で、原液を原液供給路４５ａから普通濾板３及び圧搾濾板４の原液供給口４５に通し、濾板３、４の間の１対の濾布の間に形成された濾室内に供給し、濾過を行うようにしている。この原液供給路への原液供給は原液供給ポンプ（図示なし）により供給される。濾室内で濾過された濾液は、普通濾板３及び圧搾濾板４の濾液排出口４７を通ってフィルタプレス１の外部へ排出される。

濾過工程が終了すると、圧搾濾過を行うため、圧搾ポンプ（図５参照）を駆動させて圧搾流体を普通濾板３及び圧搾濾板４の圧搾流体供給口４６から加圧用圧搾流体室へ給送し、圧搾濾板の圧搾膜を膨張させて濾滓を圧搾する。

圧搾工程が終了すると、上述のように、キャリッジ５ｂによって、係合する普通濾板３及び圧搾濾板４が開枠され、濾室内に蓄積した濾滓の除去を行う。

次に図４を参照して油圧シリンダ１０について説明する。前記油圧シリンダ１０は２段シリンダであり外シリンダ１１、内シリンダ１２により形成されている。内シリンダ１２は、外シリンダ１１のピストン１２３と連結されており、外シリンダ１１に挿入されて配置される。ピストン１２３は、外シリンダ１１を前側の第１室１２１及び後側の第２室１２２に区画し、外シリンダ１１及びピストン１２３で１つの油圧装置を形成する。

内シリンダ１２は、その前壁１２４に、可動板６を固定する一方、後壁にピストン１２３を固定する。また、内シリンダ１２は、外シリンダ１１の後側固定板１１２に固定され、ピストン１２３を貫通して延在するロッド１３４の先端に設けられたピストン１３３によって前側の第３室１３１及び後側の第４室１３２に区画され、１つの油圧装置を形成する。なお、ピストン１２３とロッド１３４との間は完全に密閉されており、第４室１３２と第１室１２１との間で油が漏出しないように構成されている。

ロッド１３４及びピストン１３３から構成されるピストン組立体１３は、外シリンダに固定されており、また、内シリンダは、可動板６に固定されているため、油圧シリンダ１０の可動部材は、内シリンダ１２となり、内シリンダ１２に固定されている可動板６を介して濾板３，４が締め付けられる。

油圧シリンダ１０の第１室１２１には、外シリンダ１１の側面に設けられた第１室ポート１１１が設けられており、外シリンダ１１の第１室１２１に流体が供給されることにより、内シリンダ１２が前進する。また、内シリンダの第３室１３１及び第４室１３２は、外シリンダ１１の固定板１１２からロッド１３の内部を通って延在して設けられた第３室ポート１３５及び第４室ポート１３６が設けられている。内シリンダ１２の第３室１３１又は第４室１３２に流体が供給されることにより、内シリンダ１２が可動板６とともに前後動する。

図５は、図１のフィルタプレスの油圧回路を示す図である。本実施形態にかかるフィルタプレスは、油圧シリンダ１０の駆動用のポンプとして、低圧油圧ポンプ１４（４３Ｌ／ｍｉｎ、７ＭＰａ）と高圧油圧ポンプ１５（９．２Ｌ／ｍｉｎ、７０ＭＰａ）の２つの油圧ポンプを備えている。低圧油圧ポンプ１４は、低圧域の油圧圧力に使用されるものであり、低圧大容量のポンプで、０〜７ＭＰａまでの油圧圧力に使用する。高圧油圧ポンプ１５は、高圧域の油圧圧力に使用されるものであり、高圧小容量のポンプで、０〜７０ＭＰａまでの油圧圧力に使用する。低圧油圧ポンプ１４と高圧油圧ポンプ１５は、油圧ポンプ用モータ１６により低圧大容量と高圧小容量のポンプを同時に駆動される。

また、フィルタプレス１には、油圧シリンダの加圧用圧搾流体室に圧搾流体を送り込む圧搾ポンプ１８が設けられており、フィルタプレス１への圧搾流体（圧縮空気、液体など）の移送と圧入を行う。なお、圧搾流体の送路５９には、圧搾圧力電送器１９が設けられており、圧搾圧力を検知しシーケンサーにその信号を伝える。

低圧油圧ポンプ１４は、配管５１により内シリンダ１２の油圧切り替えを行う油圧切替弁２１に接続する。配管５１にの途中には低圧ポンプ動作中の低圧ポンプの油圧圧力を検出する圧力計２４が設けられている。油圧切替弁２１は、内シリンダ１２の第３室１３１及び第４室１３２への油圧シリンダの油圧方向を切り替えシリンダの開閉を行う。油圧切替弁２１から第３室１３１へつながる配管５２には、その途中に圧力スイッチ（ＯＰＳ）３３が設けられており、内シリンダの圧力検知を行う。

また、油圧切替弁２１から第４室１３２へつながる配管５３には、途中に可変絞り付き逆止め弁２６が設けられており、シリンダの開枠時に開枠方向に入る油量を制限し、シリンダから出て行く油量が多くなりすぎるのを防ぐ。

また、配管５１と５６との間は、１０ＭＰａのリリーフ弁２８により連結されており、設定圧力以上になると、低圧ポンプ１４の吐出作動油をリリーフする。また、配管５６には、シリンダから吐出された高温の油を冷却する冷却装置２７が設けられている。冷却装置２７は油温が４５℃以上となるとサーモスタット（図示なし）が作動して冷却水が流れ配管５６に流れてくる昇温した油を冷却する。

また、高圧油圧ポンプ１５は、配管５４の途中に外シリンダ１１の油圧切替弁２２を備えており、外シリンダ１１の油圧を切り替え、濾過中、圧搾中に必要に応じて油圧を送り込む。また、配管５４の途中には、７０ＭＰａのリリーフ弁３０が設けられており、高圧油圧ポンプ１５の油圧が７０ＭＰａを越えたときはタンクに油をかえすように構成されている。油圧切替弁２２から伸びる配管５５の途中に内シリンダ１２が後退する場合に吐出される油の流動を阻止する逆止弁及び外シリンダの油圧圧力を設定する油圧圧力比例制御弁２３を備える。油圧圧力比例制御弁２３は、入力電流値に応じて第１室１２１の油圧圧力を設定することができるようになっている。また、配管５５には、油圧圧力を検知する油圧圧力電送器２０が設けられており、後述するように、濾過工程中の油圧シリンダ圧力を検知しシーケンサーにその信号を伝え、濾過中の油圧圧力保証を行う。油圧切替弁２２は、内シリンダ１２が後退する開枠工程中は、パイロットチェック弁を開く役割をする。パイロットチェック弁を開いているときは、１０ＭＰａのリリーフ弁２９により、高圧油圧ポンプ１５の油圧が１０ＭＰａを越えるときは、タンクに油を返却する。なお、高圧ポンプ動作中の圧力は、圧力計２５により検査される。

次に、本発明の圧搾式フィルタプレスの動作を説明する。図７は、図１のフィルタプレスのシーケンスチャートである。内シリンダ１２のストローク及び低圧油圧ポンプの油圧及び高圧油圧ポンプの油圧の推移を示す。

本圧搾式フィルタプレスの一連の動作は、図７に示すように、閉枠、昇圧、濾過、圧搾、減圧、開枠の各工程にわかれている。

閉枠工程
閉枠工程は、濾板の締付を行う工程であり、内シリンダ１２を前進させて、濾板３、４を閉枠する工程である。この工程においては、油圧切替弁２１はＳＯＬ１−ａ側に通電し、配管５１と配管５２とが連結することにより、低圧油圧ポンプ１４により昇圧された油（流体）が内シリンダ１２の第３室１３１に供給され、内シリンダ１２に固定された可動板６が前方へ移動する。一方、油圧切替弁２２はＳＯＬ２−ｂ側に通電し、配管５５と配管５７が連結され、高圧ポンプから吐出された油がタンクへ返還される。内シリンダ１２の前進に伴い、タンク１７より、配管５８を通って外シリンダ１１の第１室１２１に油が自然に供給されるようになっている。内シリンダ１２の内径は小さく、また、濾板締付工程においては、高い圧力を必要とすることがないため、低圧油圧ポンプ１４を用いることで大量の油を供給することができ、濾板締付に要する時間を大幅に短縮することができる。各濾板３、４が密着すると、内シリンダ１２が昇圧を開始する。

シリンダ１２の上昇圧力を検知し、所定の油圧圧力（７ＭＰａ）となると、圧力スイッチ３３が検知し、以降の締め付け推力を外シリンダ１１に切り替える。すなわち、圧力計２４により、内シリンダ１２の油圧が７Ｍｐａになったことが検出されると、圧力スイッチ３３により油圧切替弁２２がＳＯＬ２−ａ側へ通電され、高圧油圧ポンプ１５から第１室１２１へ油の供給を開始する。油圧圧力電送器２０により、第１室１２１の油圧が７Ｍｐａとなったことが検出されると、油圧切替弁２１のＳＯＬ１−ａを非通電とし、内シリンダの第３室の圧力を抜く（０Ｍｐａとする）。第３室１３１から吐出した油は、タンクに返却される。

油圧圧力電送器２０が所定圧力（例えば、７．８ＭＰａ）を検出すると、高圧油圧ポンプ１５を停止し、濾過工程に移行する。なお、油圧圧力比例制御弁２３には、圧搾工程に移行するまでの間、所定圧力（例えば、８．５ＭＰａ）の値が入力されている。

濾過工程
濾過工程では、図示しない原液供給ポンプを駆動させて、原液を供給する。濾過中の濾過圧力０．４Ｍｐａ（最大）において、内シリンダ１２の油圧圧力が所定圧力となると、油圧保証（昇圧）動作を行う。具体的には、油圧切替弁２２はＳＯＬ２−ｂ側に通電し、高圧油圧ポンプ１５を稼動する。濾過工程の開始により油圧圧力電送器２０が作動し、外シリンダ１１の油圧圧力の検知を開始する。油圧圧力電送器２０が所定圧力（例えば、７．８ＭＰａ）となると、高圧油圧ポンプ１５を停止する。

圧搾工程
前記濾過工程では、圧搾板材４２と圧搾膜４３間室へ加圧用圧搾流体（圧縮空気、液体など）を供給し、濾過された濾滓を圧搾圧力３ＭＰａ〜５ＭＰａの高圧にて圧搾濾過する。その結果、濾滓の含水率は著しく小さくなる。この圧搾圧力を大きく設定した場合であっても、油圧シリンダ１０は外シリンダ１１と内シリンダ１２によって、圧搾時の濾板締付圧力に加えて増し締めすることができる。すなわち、図６に示すように、濾板締め付け力Ｔｐに加え、圧搾圧力の反力Ｔｃが加わるため、油圧初期締付力Ｔｏに圧搾圧力に対する増し締め分の推力Ｔｏ’を加える必要がある。この制御を行うために、圧搾工程の開始に伴って圧搾圧力電送器１９が圧搾ポンプの圧搾圧力の検出を開始する。圧搾圧力電送器１９の信号はシーケンサー（図示なし）に取りこまれ、シーケンサーで演算された値を油圧圧力比例制御弁２３に入力し、油圧圧力比例制御弁２３の設定を変更するとともに、高圧油圧ポンプ１５から第１室１２１へ油を供給することにより、シリンダの油圧圧力を制御する。

圧搾工程における油圧圧力比例制御弁２３で設定する圧力は、例えば、以下の式（１）により演算される。

式（１）において、ＯＰ（ｓ）は圧搾工程における油圧圧力比例制御弁２３で設定する圧力、Ｐ（ｓ）は圧搾圧力電送器１９で検出される圧搾圧力、Ａ（ｐ）は濾過面積、ＯＰ（ｆ）は濾過工程中の油圧シリンダの油圧圧力、Ａ（ｃ）は油圧シリンダの第１室の面積、αは比例定数を示す。例えば、αは１．０〜１．１程度に設定することができる。

減圧・開枠工程
所定時間、濾過・圧搾が行われると、第１室１２１の油圧を減圧する。減圧・開枠工程では、油圧切替弁２２のＳＯＬ２−ａを非通電とし、油圧シリンダの油圧を減圧させる。このとき第１室から吐出した油は、油圧圧力比例制御弁２３の値を調整することにより、徐々にタンクに返還されるようになっている。十分に減圧されると、油圧切替弁２１はＳＯＬ１−ｂ側に通電し、第４室１３２に油を供給して内シリンダ１２を後退させる。配管５３に可変絞り付き逆止め弁２６が設けられており、第４室に供給される油の量は制限され、内シリンダ１２の後退の速度が制限される。また、内シリンダ１２の後退にともない、第３室１３１から吐出した油はタンクに返還される。なお、このとき、油圧切替弁２２はＳＯＬ２−ｂ側に通電し、高圧油圧ポンプ１５から送られた油がタンクに返還される。すなわち、高圧油圧ポンプ１５からの油圧は、パイロット圧用油圧流れ配管を通って、逆止弁３４を押し上げ、油圧油がタンク１７に流れる状態となっており、配管５８を通ってタンク１７に返還される。

内シリンダのロッド１３の第３室１３１の流体が排出されるとともに第４室１３２に油が供給されることにより、可動板６は後退する。また、内シリンダ１２の内径は小さいので濾板開枠に要する時間を短縮することができるが、大径の第１室から吐出される油の量が多くなるため、可変絞り付き逆止め弁２６により、その速度は制限される。可動板６が完全に後退したことが、シリンダの開度限界を検知する退限センサー３１により検出されると、前述のように、キャリッジ５ｂにより濾板３、４が開枠される。

以上説明したように、本実施形態にかかるフィルタプレスは、油圧シリンダが内シリンダと外シリンダとの多段シリンダで構成され、かつ、径が小さい内シリンダの油室に対容量で低圧の低圧油圧ポンプを接続し、径が大きい外シリンダの油室に小容量で高圧の高圧油圧ポンプを接続しているため、シリンダの高速移動と高圧締付との双方を実現することができる。圧搾圧力を３〜５ＭＰａと従来よりも高圧に設定した場合でも、原液もれなどを起こすことがなく、工程に要する時間を短縮することができる。

なお、本発明は前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可能である。

例えば、前記シーケンス例では、高圧油圧ポンプ１５の油圧が７Ｍｐａとなると、油圧切替弁２１を非通電とし、低圧油圧ポンプ１４の油圧を抜き０Ｍｐａとなるように制御しているが、油圧切替弁２１を通電のままにしておいてもよい。

本実施例にかかる圧搾式フィルタプレスの全体構成を示す平面概略図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図１のフィルタプレスの部分拡大側面図である図１のフィルタプレスに使用される油圧シリンダの構成を示す断面図である。図１のフィルタプレスの油圧回路を示す図である。圧搾圧力がかかった場合に必要となる締付圧力の増し締めの原理を説明するための図である。図１のフィルタプレスのシーケンスチャートである。

符号の説明

１フィルタプレス
２ａ前側固定板
２ｂ後側固定板
３普通濾板
４圧搾濾板
５サイドバー
６可動板
１０油圧シリンダ
１１外シリンダ
１２内シリンダ
１３ピストン組立体
１４低圧油圧ポンプ
１５高圧油圧ポンプ
１７タンク
１８圧搾流体ポンプ
１９圧搾圧力電送器
２０油圧圧力電送器
２１，２２油圧切替弁
４０板材
４１枠部
４２凹部
４３圧搾膜
４５原液供給口
４８濾布
１１１第１室ポート
１２１第１室
１２２第２室
１２３ピストン部
１３１第３室
１３２第４室
１３３ピストン
１３４ロッド
１３５第３室ポート
１３６第４室ポート

Claims

機枠に配設された隣接する濾板（３，４）の間に濾布を配置し、前記濾板を締付装置で可動板（６）を介して締め付けるとき、隣接する濾板間の濾布により濾室を形成する圧搾式フィルタプレスにおいて、
前記締付装置は、締付装置用油圧シリンダ（１０）により構成され、
前記油圧シリンダは、前記機枠に固定された第１シリンダ（１１）と、前記第１シリンダを第１室（１２１）と第２室（１２２）に区画する第１ピストン（１２３）とを備え、濾過工程及び圧搾工程時に作動する第１油圧装置と、
前記第１油圧装置（１１）に挿入されて配置され一端に前記第１ピストン（１２３）を固定するとともに他端に前記可動板（６）を固定した第２シリンダ（１２）と、前記第２シリンダを第３室（１３１）及び第４室（１３２）に区画し、前記第１シリンダ（１１）から前記第１ピストン（１２３）を貫通して延在するロッド（１３４）の先端に固定された第２ピストン（１３３）とを備え、閉枠工程及び前記濾過工程において作動する第２油圧装置と、を備え、
前記第１油圧装置は高圧ポンプに連結される一方、第２油圧装置は、低圧ポンプに連結され、前記閉枠工程において前記低圧ポンプにより第２シリンダを移動させ、前記濾過工程において前記高圧ポンプによる第１油圧装置の締め付け圧が前記低圧ポンプによる前記第２油圧装置の締め付け圧と略等しくなるまで、前記高圧ポンプと前記低圧ポンプとを双方駆動させた後前記高圧ポンプのみを駆動させて濾過を行ったのちに、前記圧搾工程において前記高圧ポンプにより前記第２シリンダの増し締めを行う手段を備えたことを特徴とする圧搾式フィルタプレス。
前記第２油圧装置は、前記ロッド内に軸方向に延在するポート（１３５，１３６）により前記低圧ポンプに接続することを特徴とする、請求項１記載の圧搾式フィルタプレス。
前記低圧ポンプによる第２シリンダの移動に伴い、第１油圧装置の第１室（１２１）にタンクから油が流入するように構成された逆止弁を備えた配管によりタンク（１７）と第１室（１２１）が直接接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の圧搾式フィルタプレス。
圧搾圧力を３ＭＰａ〜５ＭＰａとすることを特徴とする、請求項１又は２に記載の圧搾式フィルタプレス。
機枠に配設された隣接する濾板（３，４）の間に濾布を配置し、前記濾板を締付装置用油圧シリンダ（１０）により構成された締付装置で可動板（６）を介して締め付けるとき、隣接する濾板間の濾布により濾室を形成する圧搾式フィルタプレスを用いて原液を濾過する濾過方法であって、
前記機枠に固定された第１シリンダ（１１）と、前記第１シリンダを第１室（１２１）と第２室（１２２）に区画する第１ピストン（１２３）とを備えかつ濾過工程及び圧搾工程時に作動する第１油圧装置と、前記第１油圧装置（１１）に挿入されて配置され一端に前記第１ピストン（１２３）を固定するとともに他端に前記可動板（６）を固定した第２シリンダ（１２）と、前記第２シリンダを第３室（１３１）及び第４室（１３２）に区画し、前記第１シリンダ（１１）から前記第１ピストン（１２３）を貫通して延在するロッド（１３４）の先端に固定された第２ピストン（１３３）とを備えかつ閉枠工程及び前記濾過工程において作動する第２油圧装置とを備える前記油圧シリンダに、
前記第１油圧装置は高圧ポンプに連結する一方、第２油圧装置は低圧ポンプに連結し、前記閉枠工程において前記低圧ポンプにより第２シリンダを移動させ、前記濾過工程において前記高圧ポンプによる第１油圧装置の締め付け圧が前記低圧ポンプによる前記第２油圧装置の締め付け圧と略等しくなるまで、前記高圧ポンプと前記低圧ポンプとを双方駆動させた後前記高圧ポンプのみを駆動させて濾過を行ったのちに、前記圧搾工程において前記高圧ポンプにより前記第２シリンダの増し締めを行うことを特徴とする、濾過圧搾方法。