JP3682671B2 - 遠心分離機の固体成分掻取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は食品工業、製薬工業等における固液分離処理に使用される回分式遠心分離機に係わり、特に遠心分離機の回転円筒内に滞留した固形成分を排出する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、食品工業、製薬工業等において、スラリーから固形成分を分離するために回分式遠心分離機が使用されている。その一例を本発明例を示す図１を借用して説明する。この従来装置の説明は、図１に示された遠心分離機のうち、従来装置も共通に具備している部分に関して行う。
【０００３】
この遠心分離機は砂糖の精製で用いられ、遠心分離機にスラリーを供給する以前に、遠心分離機の供給管１１に連結した図示しないミキサーに結晶と蜜の混合物であるスラリーが形成・保持される。バスケット２が２００ｒｐｍ程度の低速で回転する時に、遠心分離機の供給弁１２を開いて、そこからバスケット２の頂端開放部分２２を通じてバスケット２内にスラリーを所定量だけ供給する。
【０００４】
バスケット２は頂端が開放されるとともにその周壁が多くの脱液孔２ａを有する瀘壁として形成され、しかもその内壁には微少な孔を持つスクリーン３が装着されている。バスケット２内のスラリーの液体成分はスクリーン３および脱液孔２ａを通ってバスケット２の外部に分離・排出される。分離・排出された液体成分（瀘液）はバスケット２の外側にあるケーシング１０の内壁に沿って下降してケーシング１０下部の排出口から遠心分離機の外部に排出される。一方、固体成分はスクリーン３に遮られてバスケット２内に滞留する。
【０００５】
従来装置は、垂直シリンダ４と、該垂直シリンダに垂直な関係で遠心分離機に装架された図示しない水平シリンダと、スクレーパ１とを有している。水平シリンダは垂直シリンダ４を旋回させ、それに伴って掻取用の翼であるスクレーパ１が突設された垂直シリンダ軸１９が回動してバスケット２内に滞留したケーキ（固体成分）層にスクレーパ１が投入されて（進入して）これを掻き取る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の掻取装置では、スクレーパをケーキ層に投入させる際、ケーキ層の抵抗に打ち勝つだけの力が必要であるが、従来装置の場合、この力をそのままスクレーパに加え続けると、スクリーン近傍でのスクレーパの掻取力は過度のものとなり、スラリーに含まれた異物のスクリーンへの噛み込み等によりスクリーンが破損するという問題があった。
【０００７】
また、従来の掻取装置においては、スクレーパに連結した前記水平シリンダに加える空気圧（または油圧）が一定のため、スクリーンの破損を防止するために、スクレーパとスクリーンの間に隙間を設定していたが、この隙間にケーキが残留し、そのままの状態で遠心分離装置を作動させると、スクリーンに残留したケーキの不均衡から振動が発生する。これを防止するために、掻取作業が完了した後でスクリーンを洗浄して残留ケーキを溶解する必要があり、このために生産効率が下がってしまうという問題があった。
【０００８】
さらに、スクリーンに残留したケーキを少なくするために、スクレーパの先端に柔らかい樹脂材料を使用してスクリーンの破損防止を図ったが、樹脂材料の摩耗が早く、このために樹脂材料を頻繁に交換する必要があるという問題があった。
【０００９】
上記問題点を解決するために、本発明は、スクレーパをケーキ層に投入する時の掻取力と投入完了時の掻取力を変更可能にすることにより、スクリーンを破損することなくスクレーパとスクリーンの隙間を減らして残留ケーキを最少限にする遠心分離機の掻取装置を提供することを目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的は、頂端が開放されるとともにその周壁が脱液孔を有する濾壁として形成され、駆動回転せしめられる回転筒と、該回転筒の内壁面に装着された網状体と、頂端開放部分を通じて回転筒にスラリーを供給するための供給筒と、頂端開放部分を通じて回転筒内に伸長し、供給筒から供給されたスラリーから分離されて網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る固体成分掻取装置とを有し、
固体成分掻取装置が、
▲１▼遠心分離機の基体側部材に回転自在に装架されて遠心分離機の軸線に沿う方向に指向して回転筒内に伸長するシリンダ装置であって、そのシリンダ軸がシリンダ装置本体に対して相対回転できないようになっている第１シリンダ装置と、
▲２▼第１シリンダ装置のシリンダ軸に突設された掻取手段と、
▲３▼第１シリンダ装置をその軸線の回りに回転させるために基体側部材に固定され、駆動流体源に連通する前進作動室と後退作動室を有し、第１シリンダ装置をその軸線の回りに回転させて掻取手段を後退待機位置と前進掻取位置の間で移動させる第２シリンダ装置とを有する遠心分離機において、
（Ａ）第２シリンダ装置の後退作動室と駆動流体源の間に介装され、該駆動流体源から後退作動室に流入する流体の圧力を調節する調節装置と、
（Ｂ）第２シリンダ装置に装架されて該装架位置にて第２シリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出する検出器とをさらに有し、
検出器が第２シリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出した際に、駆動流体源から前進作動室に流入する流体によって生じる前進力とは逆向きに作用する後退力を後退作動室に生じせしめてこれら前進力と後退力の差分を網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る掻取力となし且つ後退力を調節装置によって調節し、もって掻取力が調節可能になされている遠心分離機の固体成分掻取装置を提供することによって達成される。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、第２シリンダ装置が油圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
本発明の別の実施形態によれば、第２シリンダ装置が空気圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
本発明の別の実施形態によれば、頂端が開放されるとともにその周壁が脱液孔を有する濾壁として形成され、駆動回転せしめられる回転筒と、該回転筒の内壁面に装着された網状体と、頂端開放部分を通じて回転筒にスラリーを供給するための供給筒と、頂端開放部分を通じて回転筒内に伸長し、供給筒から供給されたスラリーから分離されて網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る固体成分掻取装置とを有し
固体成分掻取装置が、
▲１▼遠心分離機の基体側部材に回転自在に装架されて該遠心分離機の軸線に沿う方向に指向して回転筒内に伸長する軸に突設された掻取手段と、
▲２▼軸をその軸線の回りに回転させるために基体側部材に固定され、駆動流体源に連通する前進作動室と後退作動室を有し、軸をその軸線の回りに回転させて掻取手段を後退待機位置と前進掻取位置の間で移動させるシリンダ装置とを有する遠心分離機において、
（Ａ）シリンダ装置の後退作動室と駆動流体源の間に介装され、該駆動流体源から後退作動室に流入する流体の圧力を調節する調節装置と、
（Ｂ）シリンダ装置に装架されて該装架位置にてシリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出する検出器とをさらに有し、
検出器がシリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出した際に、駆動流体源から前進作動室に流入する流体によって生じる前進力とは逆向きに作用する後退力を後退作動室に生じせしめてこれら前進力と後退力の差分を網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る掻取力となし且つ後退力を調節装置によって調節し、もって掻取力の大きさが調節可能になされている遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
【００１２】
本発明の別の実施形態によれば、第２シリンダ装置が油圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
本発明の別の実施形態によれば、第２シリンダ装置が空気圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
本発明の別の実施形態によれば、頂端が開放されるとともにその周壁が脱液孔を有する濾壁として形成され、駆動回転せしめられる回転筒と、該回転筒の内壁面に装着された網状体と、頂端開放部分を通じて回転筒にスラリーを供給するための供給筒と、頂端開放部分を通じて回転筒内に伸長し、供給筒から供給されたスラリーから分離されて網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る固体成分掻取装置とを有し
固体成分掻取装置が、
▲１▼遠心分離機の基体側部材に回転自在に装架されて該遠心分離機の軸線に沿う方向に指向して回転筒内に伸長する軸に突設された掻取手段と、
▲２▼軸をその軸線の回りに回転させるために基体側部材に固定され、駆動流体源に連通する前進作動室と後退作動室を有し、軸をその軸線の回りに回転させて掻取手段を後退待機位置と前進掻取位置の間で移動させるシリンダ装置とを有する遠心分離機において、
（Ａ）シリンダ装置の後退作動室と駆動流体源の間に介装され、該駆動流体源から後退作動室に流入する流体の圧力を調節する調節装置と、
（Ｂ）シリンダ装置に装架されて該装架位置にてシリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出する検出器とをさらに有し、
検出器がシリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出した際に、駆動流体源から前進作動室に流入する流体によって生じる前進力とは逆向きに作用する後退力を後退作動室に生じせしめてこれら前進力と後退力の差分を網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る掻取力となし且つ後退力を調節装置によって調節し、もって掻取力の大きさが調節可能になされている遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、シリンダ装置が油圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。および、
本発明の別の実施形態によれば、シリンダ装置が空気圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
以下、図１から図３までに示した、本発明の一実施形態について説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、砂糖精製工程で使用される、本発明による回分式（バッチ式）遠心分離機２０の縦断面図である。遠心分離機２０は、全体として截頭円錐形状になされたフレーム９（基体側部材）、このフレーム９の底壁に一体的に接合されて全体として筒形状になされたケーシング１０と、フレーム９の最頂端に配置されたモータ１３と、ケーシング１０内に配置され、その底壁部にてモータ１３の駆動回転軸８に支持されたバスケット２（回転筒）とを主部材として構成されている。バスケット２は、頂端開放部分２２および下端開放部分２４を有するとともに、その周壁が多くの脱液孔２ａを有する瀘壁として形成され、しかもその内面には微少な孔を有するスクリーン３（網状体）が装着されている。バスケット２の下端開放部分２４は、モータ１３の駆動回転軸８を包囲し、上下方向に駆動される円錐筒形状の排出蓋６の下端周辺との対接関係で開閉可能に閉成されている。また、下端開放部分２４の下方にはケーシング１０の底壁は存在せず、したがって、排出蓋６が上昇して下端開放部分２４が開成された状態ではバスケット２の内部空間は遠心分離機２０の外部に開放される。
【００１５】
掻取装置（固体成分掻取装置）は水平シリンダ１７（第２シリンダ装置）と、垂直シリンダ４（第１シリンダ装置）と、スクレーパ１（掻取手段）とを有している。水平シリンダ１７は垂直シリンダ４の長手方向軸線に対して垂直方向にフレーム９に固定されてそのシリンダ軸の先端部が垂直シリンダ４の下端部４ａに一体に突設されたアーム４ｂに駆動連結され且つ図示しない駆動流体源と連通された前進作動室と後退作動室を有し、垂直シリンダ４をその長手方向軸線の周囲で回転させてスクレーパ１をスクレーパ待機位置（後退待機位置）とスクレーパ投入完了位置（前進掻取位置）の間で移動させる（図２および図３に実線と点線で示す）。基台５はフレーム９の底壁にボルト等の固定手段により固定されている。垂直シリンダ４はその下端部４ａで基台５に回転自在に装架されて遠心分離機２０の長手方向軸線に沿う方向に指向し、その垂直シリンダ軸１９の先端部がフレーム９の底壁を貫通してケーシング１０内に伸長しており、さらにバスケット２内に進入している。垂直シリンダ４の垂直シリンダ軸１９（シリンダ軸、軸）は垂直シリンダ４の本体に対して相対回転できないようになっている。垂直シリンダ４の垂直シリンダ軸１９にはスクレーパ１が突設されており、このスクレーパ１はバスケット２の内壁に付着した固体成分を掻き取る。
【００１６】
水平シリンダ１７は垂直シリンダ４とスクレーパ１をスクレーパ待機位置から、バスケット２内壁に装着されたスクリーン３の近傍であるスクレーパ投入完了位置まで旋回させ、バスケット２内に滞留したケーキ層にスクレーパ１を投入させる。この時、スクレーパ１の旋回は、水平シリンダ１７のピストンロッドに連結されたアーム４ｂが基台５に設けたストッパ５ａに当接することにより停止される（図２に点線で示す）。排出蓋６はフレーム９に設けられた図示しない別シリンダに連結された引上ローラ７により引き上げられて（図１に点線で示す）、バスケット２の底面に形成された下端開放部分２４が開成される。
【００１７】
図２に示すように、第１電磁弁１４の非励磁状態且つ第２電磁弁１５の非励磁状態において、水平シリンダ１７の前進作動室取入口１７ａは配管Ａを通じて第１電磁弁１４を介して大気と連通し、後退作動室１７ｂは配管Ｂを通じて、第２電磁弁１５および第１電磁弁１４を経て図示しない駆動流体源に連通し、駆動流体源は配管Ｃ上の減圧弁１６を通じて第２電磁弁１５によって遮断されている。第１電磁弁１４の励磁状態且つ第２電磁弁１５の非励磁状態においては、前進作動室取入口１７ａは配管Ａを通じて第１電磁弁１４を介して駆動流体源と連通し、後退作動室１７ｂは配管Ｂを通じて、第２電磁弁１５および第１電磁弁１４を経て大気と連通し、駆動流体源は配管Ｃ上の減圧弁１６を通じて第２電磁弁１５によって遮断されている。第１電磁弁１４の励磁状態且つ第２電磁弁１５の励磁状態においては、前進作動室取入口１７ａは配管Ａを通じて第１電磁弁１４を介して駆動流体源と連通し、配管Ｂ内の第２電磁弁１５によって遮断された流体は第１電磁弁１４を経て大気と連通し、後退作動室１７ｂは配管Ｃを通じて、第２電磁弁１５および減圧弁１６を経て駆動流体源と連通している。水平シリンダ１７に装架されたリミットスイッチ１８がシリンダ軸の所定移動量（水平シリンダ１７上のリミットスイッチ１８の位置を調節することによって予め調節し得る値）を検出すると、第２電磁弁１５が付勢（励磁）されて後退作動室取入口１７ｂが配管Ｃを通じて、第２電磁弁１５および減圧弁１６を経て駆動用流体源と連通され、前進作動室取入口１７ａが配管Ａを通じて第１電磁弁１４を介して駆動用流体源に連通されたことにより生じる前進力とは逆向きに作用する後退力が水平シリンダ１７に生じる。第２電磁弁１５と駆動用流体源の間には配管によって減圧弁１６（調節装置）が介装されており、この減圧弁１６は後退作動室取入口１７ｂに流入する駆動流体源からの流体の圧力を調整して、水平シリンダ１７に生じる前記後退力の大きさを調整するようになっている。
【００１８】
【遠心分離機の作動について】
遠心分離機２０にスラリーを供給する以前に、遠心分離機２０の供給管１１に連結した図示しないミキサーに結晶と蜜の混合物であるスラリーが形成・保持される。モータ１３が作動しバスケット２が２００ｒｐｍ程度の低速で回転する時に、図示しないソレノイドの付勢（励磁）によって供給弁１２を開成させ、供給管１１からバスケット２の頂端開放部分２２を経てスラリー（砂糖結晶を含むスラリー）をバスケット２内に所定量だけ連続的に供給する（供給工程）。次いで、バスケット２の回転を加速させてスラリーから液体成分を脱液しながら１０００〜１５００ｒｐｍの回転数に到達させる（加速工程）。なお、遠心分離機の加速中には洗浄水を散布する。次いで、バスケット２を１０００〜１５００ｒｐｍで所定の脱水時間だけ回転させる（脱水工程）。この時、バスケット２内に供給されたスラリーは、遠心力によってバスケット２の周壁（濾壁）に押しつけられ、固体成分がスクリーン３の内壁に付着し、液体成分のみが周壁を通過し濾液としてケーシング１０の環状底壁部に敵下し、逐次ケーシング１０下部の排液口を通じて外部に放出される。次いで、モータ１３を減速させることによりバスケット２の回転数を５０ｒｐｍ程度まで減速させる（減速工程）。バスケット２の回転はこの回転数でなお続行される。次いで、減速されたバスケット２内に滞留したケーキ（固体成分）を掻き取る（掻取工程）。
【００１９】
前記掻取工程において、モータ１３の駆動回転軸８を包囲する円錐筒形状の排出蓋６が、フレーム９の底壁より上方に設置された図示しない駆動装置により持ち上げられ、水平シリンダ１７は垂直シリンダ４とスクレーパ１をスクレーパ待機位置から、スクレーパ投入完了位置まで旋回させ、バスケット２内に滞留したケーキ層に向かってスクレーパ１を前進させてその中に投入する。この時、駆動用流体源から供給された流体は配管によって第１電磁弁１４を通って水平シリンダ１７の前進作動室取入口１７ａに流入して水平シリンダ１７に前進力を生じさせ、これにより垂直シリンダ４を介してスクレーパ１に高推力すなわち大きな前進力Ｆｈが与えられる。この高推力Ｆｈにより、スクレーパ１はスクリーン３の内壁に付着したケーキ層に投入される。水平シリンダ１７のシリンダ軸の特定移動量をリミットスイッチ１８が検出した時点で、第２電磁弁１５を作動させる信号が図示しない制御回路により発せられる。これにより駆動流体源から供給された流体は配管によって減圧弁１６および第２電磁弁１５を通って水平シリンダ１７の後退作動室取入口１７ｂに流入して水平シリンダ１７に後退力を生じさせ、これにより垂直シリンダ４を介してスクレーパ１に、 高推力Ｆｈとは逆向きに作用する推力すなわち後退力Ｆｒが与えられる。したがって、スクレーパ１に与えられる実際の推力（Ｆｔ）は、高推力Ｆｈと推力Ｆｒの向きが逆であることから、低推力Ｆｈ−Ｆｒに変化する。このようにして、スクレーパ１のケーキ層への進入に伴って、図３に示されるように、スクレーパ１に与えられる推力が高推力域から低推力域へと変化する。両推力域の境界点は、リミットスイッチ１８が水平シリンダ１７のシリンダ軸の所定移動量を検出して、第２電磁弁１５が作動した時点に一致する。
【００２０】
投入完了後のスクレーパ１の位置はスクリーン３の近傍にあり、ケーキを掻き取るケーキ層の状態、異物の噛み込みおよびスクリーン３の凹凸によりスクレーパ１に抵抗する力が発生する。スクレーパ１に与えられる推力は（Ｆｔ）はこれらの抵抗力に比べて小さいため、バスケット２の半径方向内向きに押し戻され、前記抵抗力が無くなると再び投入完了位置まで戻る（再びケーキ層に進入する）のでスクレーパ１とスクリーン３の隙間を極力小さくしてスクリーン３上のケーキの残留を少なくするとともに、スクリーン３の破損を効果的に防止することができる。
【００２１】
駆動流体源から配管によって第２電磁弁１５に流入する流体は減圧弁１６で絞り制御でき、絞りを全開にして第１電磁弁１４を通って前進作動室取入口１７ａに流入する流体と同量の流体が後退作動室取入口１７ｂに流入するようにすれば、スクレーパ１に与えられる実際の推力（Ｆｔ）をほぼ０にすることができる。また、減圧弁１６を絞って全閉にすれば、スクレーパ１に与えられる推力（Ｆｔ）を従来の固体成分掻取装置により与えられる推力と変わらないものにすることができる。したがって、減圧弁１６の絞りを調節することにより、スクレーパ１に与えられる推力を自由に変更することができ、実状に合わせた設定が可能となる。また、水平シリンダ１７上のリミットスイッチ１８の位置を変更してシリンダ軸が所定移動量検出位置を調整することによって、高推力・低推力の切換位置の設定を変更することも可能である。なお、スクレーパ１はバスケット２の回転方向とは逆向きにケーキ層に投入される。
【００２２】
その後、スクレーパ１の旋回は基台５に設けたストッパ５ａに当接して停止される。次いで、スクレーパ１は垂直シリンダ４によりバスケット２内の下限位置まで下降してバスケット２内のケーキを排出する。バスケット２の低速回転にともなって該スクレーパ１により掻き取られた砂糖結晶がバスケット２の下端開放部分２４を通じて遠心分離機の外部に取り出される。掻取作業の完了後、垂直シリンダ４の作動によってスクレーパ１はバスケット２内の下限位置から上限位置（初期位置）まで上昇し、次いでフレーム９に設けられた別のシリンダが作動して排出蓋６は下降してバスケット２内の下限位置（初期位置）へ戻って下方開放部分２４を閉成した後、水平シリンダ１７の作動によってスクレーパ１はスクレーパ投入完了位置からスクレーパ待機位置まで戻って一連の掻取工程が完了する。次いで、さらなる遠心分離機の運転が行われる。
【００２３】
掻取装置の形式により作動工程の順序に違いはあるが、以上のような工程が掻取工程の一例である。上記例の掻取工程ではスクレーパ１は水平入り（スクレーパ待機位置から、スクレーパ投入完了位置までの旋回）・下降・上昇・戻り（水平入りと逆の旋回）の動作をする。前記スクレーパ１の動作の間、排出蓋６は上昇・下降動作をする。機構によっては上昇・下降動作が省略されるもの（例えば、小型の遠心分離機の場合、第１シリンダ装置は不要）や、排出蓋６がないものもある。また、作動には圧縮空気や油圧が用いられる。
【００２４】
【実施例】
本発明による固体成分掻取装置を実際の遠心分離機に設置しスクリーン近傍の投入力を調整した結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
この結果によると、砂糖ケーキ層を掻き取る場合には、スクリーン近傍の低推力域で水平シリンダ１７の後退作動室取入口１７ｂに流入させる流体（圧縮空気）の圧力の差（Ｆｈ−Ｆｒ）は、２（ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）（ゲージ圧）以下が望ましく、１．５（ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）以下では砂糖層の抵抗が大きくなって、掻き残し量が逆に増える傾向となる。従って、圧縮空気の差圧（Ｆｈ−Ｆｒ）は１．５〜３（ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）が実用範囲となる。
【００２７】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。例えば、垂直シリンダ４を省略したり、各シリンダ装置に代えて電動式アクチュエータを用いることもできる。このように、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の固体成分掻取装置は以下の効果を有する。
▲１▼スクレーパがケーキ層に投入される時に水平シリンダに生じる前進力を調整すべく、該前進力とは逆向きの後退力を水平シリンダに生じせしめ且つ該後退力を調整可能としたので、スクリーン近傍でのケーキ層の掻取力を適切なものとすることができる。従ってケーキ層に投入後のスクレーパに与えられる推力を、ケーキを掻き取るケーキ層の状態、異物の噛み込みおよびスクリーンの凹凸によるスクレーパへの抵抗力に比べて小さくすることができ、スクレーパはバスケットの半径方向内向きに押し戻され、前記抵抗力が無くなると再び投入完了位置まで戻るので、スクレーパとスクリーンの隙間を極力小さくしスクリーン上のケーキの残留を少なくするとともに、スクリーンの破損を効果的に防止することができる。
▲２▼スクリーン近傍でのケーキ層の掻取力を適切なものとすることができるので、ケーキ層の掻き残しを極めて少なくすることができ、スクリーンに残留したケーキの不均衡から生じる振動を防止することができる。従って、残留したケーキの溶解量が少なくなり且つ洗浄時間が短縮できるため、生産効率を向上させることができる。
▲３▼スクリーン近傍でのケーキ層の掻取力を適切にすることができるので、スクレーパの摩耗を極力、軽減することができるので、運転経費を節減することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば遠心分離機のバスケットに付着する固体成分をほぼ完全に掻き取ることができ、もってスクリーンの破損防止、生産効率の向上、および運転経費の節減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による固体成分掻取装置を含む遠心分離機の縦断面図を示す。
【図２】本発明による固体成分掻取装置の平面図および該掻取装置の配管系統を示す回路線図を示す。
【図３】本発明による固体成分掻取装置のスクレーパの平面動作図を示す。
【符号の説明】
１ スクレーパ（掻取手段）
２ バスケット（回転筒）
２ａ 脱液孔
３ スクリーン（網状体）
４ 垂直シリンダ（第１シリンダ装置）
４ａ 垂直シリンダの下端部
４ｂ アーム
５ 基台
５ａ ストッパ
６ 排出蓋
７ 引上ローラ
８ 駆動回転軸
９ フレーム（基体側部材）
１０ ケーシング
１１ 供給管
１２ 供給弁
１３ モータ
１４ 第１電磁弁
１５ 第２電磁弁
１６ 減圧弁（調節装置）
１７ 水平シリンダ（第２シリンダ装置、シリンダ装置）
１７ａ 水平シリンダの前進作動室取入口
１７ｂ 水平シリンダの後退作動室取入口
１８ リミットスイッチ（検出器）
１９ 垂直シリンダ軸（シリンダ軸、軸）
２０ 遠心分離機
２２ 頂端開放部
２４ 下端開放部
【発明の属する技術分野】
本発明は食品工業、製薬工業等における固液分離処理に使用される回分式遠心分離機に係わり、特に遠心分離機の回転円筒内に滞留した固形成分を排出する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、食品工業、製薬工業等において、スラリーから固形成分を分離するために回分式遠心分離機が使用されている。その一例を本発明例を示す図１を借用して説明する。この従来装置の説明は、図１に示された遠心分離機のうち、従来装置も共通に具備している部分に関して行う。
【０００３】
この遠心分離機は砂糖の精製で用いられ、遠心分離機にスラリーを供給する以前に、遠心分離機の供給管１１に連結した図示しないミキサーに結晶と蜜の混合物であるスラリーが形成・保持される。バスケット２が２００ｒｐｍ程度の低速で回転する時に、遠心分離機の供給弁１２を開いて、そこからバスケット２の頂端開放部分２２を通じてバスケット２内にスラリーを所定量だけ供給する。
【０００４】
バスケット２は頂端が開放されるとともにその周壁が多くの脱液孔２ａを有する瀘壁として形成され、しかもその内壁には微少な孔を持つスクリーン３が装着されている。バスケット２内のスラリーの液体成分はスクリーン３および脱液孔２ａを通ってバスケット２の外部に分離・排出される。分離・排出された液体成分（瀘液）はバスケット２の外側にあるケーシング１０の内壁に沿って下降してケーシング１０下部の排出口から遠心分離機の外部に排出される。一方、固体成分はスクリーン３に遮られてバスケット２内に滞留する。
【０００５】
従来装置は、垂直シリンダ４と、該垂直シリンダに垂直な関係で遠心分離機に装架された図示しない水平シリンダと、スクレーパ１とを有している。水平シリンダは垂直シリンダ４を旋回させ、それに伴って掻取用の翼であるスクレーパ１が突設された垂直シリンダ軸１９が回動してバスケット２内に滞留したケーキ（固体成分）層にスクレーパ１が投入されて（進入して）これを掻き取る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来の掻取装置では、スクレーパをケーキ層に投入させる際、ケーキ層の抵抗に打ち勝つだけの力が必要であるが、従来装置の場合、この力をそのままスクレーパに加え続けると、スクリーン近傍でのスクレーパの掻取力は過度のものとなり、スラリーに含まれた異物のスクリーンへの噛み込み等によりスクリーンが破損するという問題があった。
【０００７】
また、従来の掻取装置においては、スクレーパに連結した前記水平シリンダに加える空気圧（または油圧）が一定のため、スクリーンの破損を防止するために、スクレーパとスクリーンの間に隙間を設定していたが、この隙間にケーキが残留し、そのままの状態で遠心分離装置を作動させると、スクリーンに残留したケーキの不均衡から振動が発生する。これを防止するために、掻取作業が完了した後でスクリーンを洗浄して残留ケーキを溶解する必要があり、このために生産効率が下がってしまうという問題があった。
【０００８】
さらに、スクリーンに残留したケーキを少なくするために、スクレーパの先端に柔らかい樹脂材料を使用してスクリーンの破損防止を図ったが、樹脂材料の摩耗が早く、このために樹脂材料を頻繁に交換する必要があるという問題があった。
【０００９】
上記問題点を解決するために、本発明は、スクレーパをケーキ層に投入する時の掻取力と投入完了時の掻取力を変更可能にすることにより、スクリーンを破損することなくスクレーパとスクリーンの隙間を減らして残留ケーキを最少限にする遠心分離機の掻取装置を提供することを目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的は、頂端が開放されるとともにその周壁が脱液孔を有する濾壁として形成され、駆動回転せしめられる回転筒と、該回転筒の内壁面に装着された網状体と、頂端開放部分を通じて回転筒にスラリーを供給するための供給筒と、頂端開放部分を通じて回転筒内に伸長し、供給筒から供給されたスラリーから分離されて網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る固体成分掻取装置とを有し、
固体成分掻取装置が、
▲１▼遠心分離機の基体側部材に回転自在に装架されて遠心分離機の軸線に沿う方向に指向して回転筒内に伸長するシリンダ装置であって、そのシリンダ軸がシリンダ装置本体に対して相対回転できないようになっている第１シリンダ装置と、
▲２▼第１シリンダ装置のシリンダ軸に突設された掻取手段と、
▲３▼第１シリンダ装置をその軸線の回りに回転させるために基体側部材に固定され、駆動流体源に連通する前進作動室と後退作動室を有し、第１シリンダ装置をその軸線の回りに回転させて掻取手段を後退待機位置と前進掻取位置の間で移動させる第２シリンダ装置とを有する遠心分離機において、
（Ａ）第２シリンダ装置の後退作動室と駆動流体源の間に介装され、該駆動流体源から後退作動室に流入する流体の圧力を調節する調節装置と、
（Ｂ）第２シリンダ装置に装架されて該装架位置にて第２シリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出する検出器とをさらに有し、
検出器が第２シリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出した際に、駆動流体源から前進作動室に流入する流体によって生じる前進力とは逆向きに作用する後退力を後退作動室に生じせしめてこれら前進力と後退力の差分を網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る掻取力となし且つ後退力を調節装置によって調節し、もって掻取力が調節可能になされている遠心分離機の固体成分掻取装置を提供することによって達成される。
【００１１】
本発明の別の実施形態によれば、第２シリンダ装置が油圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
本発明の別の実施形態によれば、第２シリンダ装置が空気圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
本発明の別の実施形態によれば、頂端が開放されるとともにその周壁が脱液孔を有する濾壁として形成され、駆動回転せしめられる回転筒と、該回転筒の内壁面に装着された網状体と、頂端開放部分を通じて回転筒にスラリーを供給するための供給筒と、頂端開放部分を通じて回転筒内に伸長し、供給筒から供給されたスラリーから分離されて網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る固体成分掻取装置とを有し
固体成分掻取装置が、
▲１▼遠心分離機の基体側部材に回転自在に装架されて該遠心分離機の軸線に沿う方向に指向して回転筒内に伸長する軸に突設された掻取手段と、
▲２▼軸をその軸線の回りに回転させるために基体側部材に固定され、駆動流体源に連通する前進作動室と後退作動室を有し、軸をその軸線の回りに回転させて掻取手段を後退待機位置と前進掻取位置の間で移動させるシリンダ装置とを有する遠心分離機において、
（Ａ）シリンダ装置の後退作動室と駆動流体源の間に介装され、該駆動流体源から後退作動室に流入する流体の圧力を調節する調節装置と、
（Ｂ）シリンダ装置に装架されて該装架位置にてシリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出する検出器とをさらに有し、
検出器がシリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出した際に、駆動流体源から前進作動室に流入する流体によって生じる前進力とは逆向きに作用する後退力を後退作動室に生じせしめてこれら前進力と後退力の差分を網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る掻取力となし且つ後退力を調節装置によって調節し、もって掻取力の大きさが調節可能になされている遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
【００１２】
本発明の別の実施形態によれば、第２シリンダ装置が油圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
本発明の別の実施形態によれば、第２シリンダ装置が空気圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
本発明の別の実施形態によれば、頂端が開放されるとともにその周壁が脱液孔を有する濾壁として形成され、駆動回転せしめられる回転筒と、該回転筒の内壁面に装着された網状体と、頂端開放部分を通じて回転筒にスラリーを供給するための供給筒と、頂端開放部分を通じて回転筒内に伸長し、供給筒から供給されたスラリーから分離されて網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る固体成分掻取装置とを有し
固体成分掻取装置が、
▲１▼遠心分離機の基体側部材に回転自在に装架されて該遠心分離機の軸線に沿う方向に指向して回転筒内に伸長する軸に突設された掻取手段と、
▲２▼軸をその軸線の回りに回転させるために基体側部材に固定され、駆動流体源に連通する前進作動室と後退作動室を有し、軸をその軸線の回りに回転させて掻取手段を後退待機位置と前進掻取位置の間で移動させるシリンダ装置とを有する遠心分離機において、
（Ａ）シリンダ装置の後退作動室と駆動流体源の間に介装され、該駆動流体源から後退作動室に流入する流体の圧力を調節する調節装置と、
（Ｂ）シリンダ装置に装架されて該装架位置にてシリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出する検出器とをさらに有し、
検出器がシリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出した際に、駆動流体源から前進作動室に流入する流体によって生じる前進力とは逆向きに作用する後退力を後退作動室に生じせしめてこれら前進力と後退力の差分を網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る掻取力となし且つ後退力を調節装置によって調節し、もって掻取力の大きさが調節可能になされている遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
【００１３】
本発明の別の実施形態によれば、シリンダ装置が油圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。および、
本発明の別の実施形態によれば、シリンダ装置が空気圧シリンダ装置である遠心分離機の固体成分掻取装置が提供される。
以下、図１から図３までに示した、本発明の一実施形態について説明する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、砂糖精製工程で使用される、本発明による回分式（バッチ式）遠心分離機２０の縦断面図である。遠心分離機２０は、全体として截頭円錐形状になされたフレーム９（基体側部材）、このフレーム９の底壁に一体的に接合されて全体として筒形状になされたケーシング１０と、フレーム９の最頂端に配置されたモータ１３と、ケーシング１０内に配置され、その底壁部にてモータ１３の駆動回転軸８に支持されたバスケット２（回転筒）とを主部材として構成されている。バスケット２は、頂端開放部分２２および下端開放部分２４を有するとともに、その周壁が多くの脱液孔２ａを有する瀘壁として形成され、しかもその内面には微少な孔を有するスクリーン３（網状体）が装着されている。バスケット２の下端開放部分２４は、モータ１３の駆動回転軸８を包囲し、上下方向に駆動される円錐筒形状の排出蓋６の下端周辺との対接関係で開閉可能に閉成されている。また、下端開放部分２４の下方にはケーシング１０の底壁は存在せず、したがって、排出蓋６が上昇して下端開放部分２４が開成された状態ではバスケット２の内部空間は遠心分離機２０の外部に開放される。
【００１５】
掻取装置（固体成分掻取装置）は水平シリンダ１７（第２シリンダ装置）と、垂直シリンダ４（第１シリンダ装置）と、スクレーパ１（掻取手段）とを有している。水平シリンダ１７は垂直シリンダ４の長手方向軸線に対して垂直方向にフレーム９に固定されてそのシリンダ軸の先端部が垂直シリンダ４の下端部４ａに一体に突設されたアーム４ｂに駆動連結され且つ図示しない駆動流体源と連通された前進作動室と後退作動室を有し、垂直シリンダ４をその長手方向軸線の周囲で回転させてスクレーパ１をスクレーパ待機位置（後退待機位置）とスクレーパ投入完了位置（前進掻取位置）の間で移動させる（図２および図３に実線と点線で示す）。基台５はフレーム９の底壁にボルト等の固定手段により固定されている。垂直シリンダ４はその下端部４ａで基台５に回転自在に装架されて遠心分離機２０の長手方向軸線に沿う方向に指向し、その垂直シリンダ軸１９の先端部がフレーム９の底壁を貫通してケーシング１０内に伸長しており、さらにバスケット２内に進入している。垂直シリンダ４の垂直シリンダ軸１９（シリンダ軸、軸）は垂直シリンダ４の本体に対して相対回転できないようになっている。垂直シリンダ４の垂直シリンダ軸１９にはスクレーパ１が突設されており、このスクレーパ１はバスケット２の内壁に付着した固体成分を掻き取る。
【００１６】
水平シリンダ１７は垂直シリンダ４とスクレーパ１をスクレーパ待機位置から、バスケット２内壁に装着されたスクリーン３の近傍であるスクレーパ投入完了位置まで旋回させ、バスケット２内に滞留したケーキ層にスクレーパ１を投入させる。この時、スクレーパ１の旋回は、水平シリンダ１７のピストンロッドに連結されたアーム４ｂが基台５に設けたストッパ５ａに当接することにより停止される（図２に点線で示す）。排出蓋６はフレーム９に設けられた図示しない別シリンダに連結された引上ローラ７により引き上げられて（図１に点線で示す）、バスケット２の底面に形成された下端開放部分２４が開成される。
【００１７】
図２に示すように、第１電磁弁１４の非励磁状態且つ第２電磁弁１５の非励磁状態において、水平シリンダ１７の前進作動室取入口１７ａは配管Ａを通じて第１電磁弁１４を介して大気と連通し、後退作動室１７ｂは配管Ｂを通じて、第２電磁弁１５および第１電磁弁１４を経て図示しない駆動流体源に連通し、駆動流体源は配管Ｃ上の減圧弁１６を通じて第２電磁弁１５によって遮断されている。第１電磁弁１４の励磁状態且つ第２電磁弁１５の非励磁状態においては、前進作動室取入口１７ａは配管Ａを通じて第１電磁弁１４を介して駆動流体源と連通し、後退作動室１７ｂは配管Ｂを通じて、第２電磁弁１５および第１電磁弁１４を経て大気と連通し、駆動流体源は配管Ｃ上の減圧弁１６を通じて第２電磁弁１５によって遮断されている。第１電磁弁１４の励磁状態且つ第２電磁弁１５の励磁状態においては、前進作動室取入口１７ａは配管Ａを通じて第１電磁弁１４を介して駆動流体源と連通し、配管Ｂ内の第２電磁弁１５によって遮断された流体は第１電磁弁１４を経て大気と連通し、後退作動室１７ｂは配管Ｃを通じて、第２電磁弁１５および減圧弁１６を経て駆動流体源と連通している。水平シリンダ１７に装架されたリミットスイッチ１８がシリンダ軸の所定移動量（水平シリンダ１７上のリミットスイッチ１８の位置を調節することによって予め調節し得る値）を検出すると、第２電磁弁１５が付勢（励磁）されて後退作動室取入口１７ｂが配管Ｃを通じて、第２電磁弁１５および減圧弁１６を経て駆動用流体源と連通され、前進作動室取入口１７ａが配管Ａを通じて第１電磁弁１４を介して駆動用流体源に連通されたことにより生じる前進力とは逆向きに作用する後退力が水平シリンダ１７に生じる。第２電磁弁１５と駆動用流体源の間には配管によって減圧弁１６（調節装置）が介装されており、この減圧弁１６は後退作動室取入口１７ｂに流入する駆動流体源からの流体の圧力を調整して、水平シリンダ１７に生じる前記後退力の大きさを調整するようになっている。
【００１８】
【遠心分離機の作動について】
遠心分離機２０にスラリーを供給する以前に、遠心分離機２０の供給管１１に連結した図示しないミキサーに結晶と蜜の混合物であるスラリーが形成・保持される。モータ１３が作動しバスケット２が２００ｒｐｍ程度の低速で回転する時に、図示しないソレノイドの付勢（励磁）によって供給弁１２を開成させ、供給管１１からバスケット２の頂端開放部分２２を経てスラリー（砂糖結晶を含むスラリー）をバスケット２内に所定量だけ連続的に供給する（供給工程）。次いで、バスケット２の回転を加速させてスラリーから液体成分を脱液しながら１０００〜１５００ｒｐｍの回転数に到達させる（加速工程）。なお、遠心分離機の加速中には洗浄水を散布する。次いで、バスケット２を１０００〜１５００ｒｐｍで所定の脱水時間だけ回転させる（脱水工程）。この時、バスケット２内に供給されたスラリーは、遠心力によってバスケット２の周壁（濾壁）に押しつけられ、固体成分がスクリーン３の内壁に付着し、液体成分のみが周壁を通過し濾液としてケーシング１０の環状底壁部に敵下し、逐次ケーシング１０下部の排液口を通じて外部に放出される。次いで、モータ１３を減速させることによりバスケット２の回転数を５０ｒｐｍ程度まで減速させる（減速工程）。バスケット２の回転はこの回転数でなお続行される。次いで、減速されたバスケット２内に滞留したケーキ（固体成分）を掻き取る（掻取工程）。
【００１９】
前記掻取工程において、モータ１３の駆動回転軸８を包囲する円錐筒形状の排出蓋６が、フレーム９の底壁より上方に設置された図示しない駆動装置により持ち上げられ、水平シリンダ１７は垂直シリンダ４とスクレーパ１をスクレーパ待機位置から、スクレーパ投入完了位置まで旋回させ、バスケット２内に滞留したケーキ層に向かってスクレーパ１を前進させてその中に投入する。この時、駆動用流体源から供給された流体は配管によって第１電磁弁１４を通って水平シリンダ１７の前進作動室取入口１７ａに流入して水平シリンダ１７に前進力を生じさせ、これにより垂直シリンダ４を介してスクレーパ１に高推力すなわち大きな前進力Ｆｈが与えられる。この高推力Ｆｈにより、スクレーパ１はスクリーン３の内壁に付着したケーキ層に投入される。水平シリンダ１７のシリンダ軸の特定移動量をリミットスイッチ１８が検出した時点で、第２電磁弁１５を作動させる信号が図示しない制御回路により発せられる。これにより駆動流体源から供給された流体は配管によって減圧弁１６および第２電磁弁１５を通って水平シリンダ１７の後退作動室取入口１７ｂに流入して水平シリンダ１７に後退力を生じさせ、これにより垂直シリンダ４を介してスクレーパ１に、 高推力Ｆｈとは逆向きに作用する推力すなわち後退力Ｆｒが与えられる。したがって、スクレーパ１に与えられる実際の推力（Ｆｔ）は、高推力Ｆｈと推力Ｆｒの向きが逆であることから、低推力Ｆｈ−Ｆｒに変化する。このようにして、スクレーパ１のケーキ層への進入に伴って、図３に示されるように、スクレーパ１に与えられる推力が高推力域から低推力域へと変化する。両推力域の境界点は、リミットスイッチ１８が水平シリンダ１７のシリンダ軸の所定移動量を検出して、第２電磁弁１５が作動した時点に一致する。
【００２０】
投入完了後のスクレーパ１の位置はスクリーン３の近傍にあり、ケーキを掻き取るケーキ層の状態、異物の噛み込みおよびスクリーン３の凹凸によりスクレーパ１に抵抗する力が発生する。スクレーパ１に与えられる推力は（Ｆｔ）はこれらの抵抗力に比べて小さいため、バスケット２の半径方向内向きに押し戻され、前記抵抗力が無くなると再び投入完了位置まで戻る（再びケーキ層に進入する）のでスクレーパ１とスクリーン３の隙間を極力小さくしてスクリーン３上のケーキの残留を少なくするとともに、スクリーン３の破損を効果的に防止することができる。
【００２１】
駆動流体源から配管によって第２電磁弁１５に流入する流体は減圧弁１６で絞り制御でき、絞りを全開にして第１電磁弁１４を通って前進作動室取入口１７ａに流入する流体と同量の流体が後退作動室取入口１７ｂに流入するようにすれば、スクレーパ１に与えられる実際の推力（Ｆｔ）をほぼ０にすることができる。また、減圧弁１６を絞って全閉にすれば、スクレーパ１に与えられる推力（Ｆｔ）を従来の固体成分掻取装置により与えられる推力と変わらないものにすることができる。したがって、減圧弁１６の絞りを調節することにより、スクレーパ１に与えられる推力を自由に変更することができ、実状に合わせた設定が可能となる。また、水平シリンダ１７上のリミットスイッチ１８の位置を変更してシリンダ軸が所定移動量検出位置を調整することによって、高推力・低推力の切換位置の設定を変更することも可能である。なお、スクレーパ１はバスケット２の回転方向とは逆向きにケーキ層に投入される。
【００２２】
その後、スクレーパ１の旋回は基台５に設けたストッパ５ａに当接して停止される。次いで、スクレーパ１は垂直シリンダ４によりバスケット２内の下限位置まで下降してバスケット２内のケーキを排出する。バスケット２の低速回転にともなって該スクレーパ１により掻き取られた砂糖結晶がバスケット２の下端開放部分２４を通じて遠心分離機の外部に取り出される。掻取作業の完了後、垂直シリンダ４の作動によってスクレーパ１はバスケット２内の下限位置から上限位置（初期位置）まで上昇し、次いでフレーム９に設けられた別のシリンダが作動して排出蓋６は下降してバスケット２内の下限位置（初期位置）へ戻って下方開放部分２４を閉成した後、水平シリンダ１７の作動によってスクレーパ１はスクレーパ投入完了位置からスクレーパ待機位置まで戻って一連の掻取工程が完了する。次いで、さらなる遠心分離機の運転が行われる。
【００２３】
掻取装置の形式により作動工程の順序に違いはあるが、以上のような工程が掻取工程の一例である。上記例の掻取工程ではスクレーパ１は水平入り（スクレーパ待機位置から、スクレーパ投入完了位置までの旋回）・下降・上昇・戻り（水平入りと逆の旋回）の動作をする。前記スクレーパ１の動作の間、排出蓋６は上昇・下降動作をする。機構によっては上昇・下降動作が省略されるもの（例えば、小型の遠心分離機の場合、第１シリンダ装置は不要）や、排出蓋６がないものもある。また、作動には圧縮空気や油圧が用いられる。
【００２４】
【実施例】
本発明による固体成分掻取装置を実際の遠心分離機に設置しスクリーン近傍の投入力を調整した結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】
この結果によると、砂糖ケーキ層を掻き取る場合には、スクリーン近傍の低推力域で水平シリンダ１７の後退作動室取入口１７ｂに流入させる流体（圧縮空気）の圧力の差（Ｆｈ−Ｆｒ）は、２（ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）（ゲージ圧）以下が望ましく、１．５（ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）以下では砂糖層の抵抗が大きくなって、掻き残し量が逆に増える傾向となる。従って、圧縮空気の差圧（Ｆｈ−Ｆｒ）は１．５〜３（ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）が実用範囲となる。
【００２７】
本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。例えば、垂直シリンダ４を省略したり、各シリンダ装置に代えて電動式アクチュエータを用いることもできる。このように、前述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の固体成分掻取装置は以下の効果を有する。
▲１▼スクレーパがケーキ層に投入される時に水平シリンダに生じる前進力を調整すべく、該前進力とは逆向きの後退力を水平シリンダに生じせしめ且つ該後退力を調整可能としたので、スクリーン近傍でのケーキ層の掻取力を適切なものとすることができる。従ってケーキ層に投入後のスクレーパに与えられる推力を、ケーキを掻き取るケーキ層の状態、異物の噛み込みおよびスクリーンの凹凸によるスクレーパへの抵抗力に比べて小さくすることができ、スクレーパはバスケットの半径方向内向きに押し戻され、前記抵抗力が無くなると再び投入完了位置まで戻るので、スクレーパとスクリーンの隙間を極力小さくしスクリーン上のケーキの残留を少なくするとともに、スクリーンの破損を効果的に防止することができる。
▲２▼スクリーン近傍でのケーキ層の掻取力を適切なものとすることができるので、ケーキ層の掻き残しを極めて少なくすることができ、スクリーンに残留したケーキの不均衡から生じる振動を防止することができる。従って、残留したケーキの溶解量が少なくなり且つ洗浄時間が短縮できるため、生産効率を向上させることができる。
▲３▼スクリーン近傍でのケーキ層の掻取力を適切にすることができるので、スクレーパの摩耗を極力、軽減することができるので、運転経費を節減することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば遠心分離機のバスケットに付着する固体成分をほぼ完全に掻き取ることができ、もってスクリーンの破損防止、生産効率の向上、および運転経費の節減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による固体成分掻取装置を含む遠心分離機の縦断面図を示す。
【図２】本発明による固体成分掻取装置の平面図および該掻取装置の配管系統を示す回路線図を示す。
【図３】本発明による固体成分掻取装置のスクレーパの平面動作図を示す。
【符号の説明】
１ スクレーパ（掻取手段）
２ バスケット（回転筒）
２ａ 脱液孔
３ スクリーン（網状体）
４ 垂直シリンダ（第１シリンダ装置）
４ａ 垂直シリンダの下端部
４ｂ アーム
５ 基台
５ａ ストッパ
６ 排出蓋
７ 引上ローラ
８ 駆動回転軸
９ フレーム（基体側部材）
１０ ケーシング
１１ 供給管
１２ 供給弁
１３ モータ
１４ 第１電磁弁
１５ 第２電磁弁
１６ 減圧弁（調節装置）
１７ 水平シリンダ（第２シリンダ装置、シリンダ装置）
１７ａ 水平シリンダの前進作動室取入口
１７ｂ 水平シリンダの後退作動室取入口
１８ リミットスイッチ（検出器）
１９ 垂直シリンダ軸（シリンダ軸、軸）
２０ 遠心分離機
２２ 頂端開放部
２４ 下端開放部
Claims (7)
- 頂端が開放されるとともにその周壁が脱液孔を有する濾壁として形成され、駆動回転せしめられる回転筒と、該回転筒の内壁面に装着された網状体と、前記頂端開放部分を通じて前記回転筒にスラリーを供給するための供給筒と、前記頂端開放部分を通じて前記回転筒内に伸長し、前記供給筒から供給されたスラリーから分離されて前記網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る固体成分掻取装置とを有し、
前記固体成分掻取装置が、
前記遠心分離機の基体側部材に回転自在に装架されて該遠心分離機の軸線に沿う方向に指向して前記回転筒内に伸長するシリンダ装置であって、そのシリンダ軸が前記シリンダ装置本体に対して相対回転できないようになっている第１シリンダ装置と、
前記第１シリンダ装置のシリンダ軸に突設された掻取手段と、
前記第１シリンダ装置をその軸線の回りに回転させるために前記基体側部材に固定され、駆動流体源に連通する前進作動室と後退作動室を有し、前記第１シリンダ装置をその軸線の回りに回転させて前記掻取手段を後退待機位置と前進掻取位置の間で移動させる第２シリンダ装置とを有する遠心分離機において、
前記第２シリンダ装置の後退作動室と前記駆動流体源の間に介装され、該駆動流体源から前記後退作動室に流入する流体の圧力を調節する調節装置と、
前記第２シリンダ装置に装架されて該装架位置にて前記第２シリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出する検出器とをさらに有し、
前記検出器が前記第２シリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出した際に、前記駆動流体源から前記前進作動室に流入する流体によって生じる前進力とは逆向きに作用する後退力を前記後退作動室に生じせしめてこれら前進力と後退力の差分を前記網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る掻取力となし且つ前記後退力を前記調節装置によって調節し、もって前記掻取力が調節可能になされていることを特徴とする遠心分離機の固体成分掻取装置。 - 前記第２シリンダ装置が油圧シリンダ装置であることを特徴とする請求項１に記載された遠心分離機の固体成分掻取装置。
- 前記第２シリンダ装置が空気圧シリンダ装置であることを特徴とする請求項１に記載された遠心分離機の固体成分掻取装置。
- 頂端が開放されるとともにその周壁が脱液孔を有する濾壁として形成され、駆動回転せしめられる回転筒と、該回転筒の内壁面に装着された網状体と、前記頂端開放部分を通じて前記回転筒にスラリーを供給するための供給筒と、前記頂端開放部分を通じて前記回転筒内に伸長し、前記供給筒から供給されたスラリーから分離されて前記網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る固体成分掻取装置とを有し、
前記固体成分掻取装置が、
前記遠心分離機の基体側部材に回転自在に装架されて該遠心分離機の軸線に沿う方向に指向して前記回転筒内に伸長する軸に突設された掻取手段と、
前記軸をその軸線の回りに回転させるために前記基体側部材に固定され、駆動流体源に連通する前進作動室と後退作動室を有し、前記軸をその軸線の回りに回転させて前記掻取手段を後退待機位置と前進掻取位置の間で移動させるシリンダ装置とを有する遠心分離機において、
前記シリンダ装置の後退作動室と前記駆動流体源の間に介装され、該駆動流体源から前記後退作動室に流入する流体の圧力を調節する調節装置と、
前記シリンダ装置に装架されて該装架位置にて前記シリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出する検出器とをさらに有し、
前記検出器が前記シリンダ装置のシリンダ軸の所定移動量を検出した際に、前記駆動流体源から前記前進作動室に流入する流体によって生じる前進力とは逆向きに作用する後退力を前記後退作動室に生じせしめてこれら前進力と後退力の差分を前記網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る掻取力となし且つ前記後退力を前記調節装置によって調節し、もって前記掻取力が調節可能になされていることを特徴とする遠心分離機の固体成分掻取装置。 - 前記シリンダ装置が油圧シリンダ装置であることを特徴とする請求項４に記載された遠心分離機の固体成分掻取装置。
- 前記シリンダ装置が空気圧シリンダ装置であることを特徴とする請求項４に記載された遠心分離機の固体成分掻取装置。
- 頂端が開放されるとともにその周壁が脱液孔を有する濾壁として形成され、駆動回転せしめられる回転筒と、該回転筒の内壁面に装着された網状体と、前記頂端開放部分を通じて前記回転筒にスラリーを供給するための供給筒と、前記頂端開放部分を通じて前記回転筒内に伸長し、前記供給筒から供給されたスラリーから分離されて前記網状体の内壁に付着した固体成分を掻き取る固体成分掻取装置とを有し、
前記固体成分掻取装置が、
前記遠心分離機の基体側部材に回転自在に装架されて該遠心分離機の軸線に沿う方向に指向して前記回転筒内に伸長する軸に突設された掻取手段と、
前記軸をその軸線の回りに回転させるために前記基体側部材に固定され、前記軸をその軸線の回りに回転させて前記掻取手段を後退待機位置と前進掻取位置の間で移動させるシリンダ装置とを有する遠心分離機において、
前記シリンダ装置により前記掻取手段を前記網状体に向かって前進させる際の前記掻取手段に加えられる推力に関し、前記掻取手段が前記網状体から離れた境界点と前記網状体との間にある時の推力は、前記掻取手段が前記境界点より更に前記網状体から離れている時の推力より小さいことを特徴とする、遠心分離機。
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|---|---|---|---|---|
| JP2008207104A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Tsukishima Kikai Co Ltd | 縦型固液遠心分離機 |
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1998
- 1998-01-26 JP JP01274598A patent/JP3682671B2/ja not_active Expired - Lifetime
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