JP3760463B2

JP3760463B2 - スクリュープレスにおけるケーキ排出口の圧力調整方法並びに圧力調整装置

Info

Publication number: JP3760463B2
Application number: JP20732899A
Authority: JP
Inventors: 幸利三谷; 茂三好; 伸夫本田
Original assignee: Ishigaki Co Ltd
Current assignee: Ishigaki Co Ltd
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2019-07-22
Also published as: JP2001030096A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、汚泥等の脱水に用いるスクリュープレスの改良に関し、特に、スクリュープレスの均一なケーキ水分を得るためにケーキ排出部の圧力を制御する方法並びにその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術において、外筒内にスクリュー軸を設け、これらの間に原液を供給し、スクリュー軸を回転させて原液を脱水及び圧縮して固液分離を行い、これにより生じたスラッジ即ちケーキを排出するスクリュープレスは一般に知られている。そして、ケーキの排出口の開口率が設定した下限開口率よりも小さくならないように制御する装置も例えば、特開平６−２３５９０号公報に記載してあるように公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の装置にあっては、開口率が極端に小さくなることがなく圧搾物の共回り現象は発生せず安定した運転がおこなえるものであるが、均一な水分のケーキを得るためには信頼性に欠けるため、スクリュー軸に加わるスラスト荷重を検出し、スクリューの送りを調節してケーキ排出口の開口率を制御する必要があった。この発明は、スクリュープレスの排出ケーキの水分を均一にするために、シリンダーのピストンの摺動位置により、シリンダーへの圧入圧を段階的に調整する方法とその装置を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の要旨は、スクリュープレスのケーキ排出口の昇圧制御方法が、スクリーンを張設した外筒にスクリュー軸を内設し、外筒に供給した汚泥をスクリュー軸を回転させながらスクリュー軸の延伸方向に汚泥の搬送加圧を行い、排出口に対設した押圧板をシリンダーで移動させ、ケーキ排出部の圧力を調節するスクリュープレスにおいて、スクリュープレスの運転を開始させるに当たり、先ず、第二段階のシリンダーへの供給圧で押圧板を排出口に移動させ、次に、第一段階の弱い圧力で排出口を設定時間押圧し、この押圧板の押圧を設定時間ごとに順次昇圧し、排出口の適正開口率に対する供給圧より大きい上限圧力まで昇圧させ、最後に、予め排出口の適正クリアランスを予測した適正供給圧まで降圧させるものである。そして、ケーキ排出口のクリアランス保持方法が、上記シリンダーのピストンの摺動位置を検知して、このピストンの摺動位置に対応して排出口のクリアランスを導き出し、その予測した排出口のクリアランスに応じてシリンダーのシリンダー室への供給圧を予め設定し、その開口率が予測適正クリアランスより小さい時には、供給圧を一段階低下させて押圧板を保持させ、その開口率が適正クリアランスより大きくなった時には、排出口の適性クリアランスに対する供給圧より大きい圧力をシリンダーに供給し、その開口率が適正クリアランスになった時、その高圧空気の供給を密閉状に遮断するものである。
【０００５】
また、スクリュープレスのケーキ排出口の制御方法を実施する装置が、スクリーンを張設した外筒にスクリュー軸を内設し、外筒に供給した汚泥をスクリュー軸を回転させながらスクリュー軸の延伸方向に汚泥の搬送加圧を行い、排出口に対設した押圧板をシリンダーで移動させ、ケーキ排出部の圧力を調節するスクリュープレスにおいて、上記押圧板に連結した移動用のシリンダーにそのピストンの摺動位置を検知させる複数個の位置検出器を設け、このピストンの摺動位置に対応して排出口のクリアランスを予測し、その予測した排出口のクリアランスに応じてシリンダーのシリンダー室への圧入圧を予め設定した四種類の供給圧を有する圧力調整弁を設け、この圧力調整弁を多段圧力制御装置に接続させると共に、ピストンの摺動位置を検知してこの検知信号による開口率を算出させる算出器と、この算出した開口率と設定した供給圧を比較する比較器と、決定した供給圧の指令信号を伝達する供給圧制御器とを設け、検知スイッチの検知信号により複数の圧力調整弁を切替えて、圧縮空気をシリンダー室に供給して押圧板を移動させ、排出口のクリアランスを調節する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
この発明は上記のように構成してあり、スクリュープレスの排出口の押圧板に連結したシリンダーのピストンの摺動位置を検知して、この検知信号による開口率を算出させ、この算出した開口率と設定した供給圧を比較して、決定した供給圧の指令信号により複数の圧力調整弁を切替えて、圧縮空気をシリンダー室に供給して押圧板を移動させるものであって、スクリュープレスのケーキ排出口の昇圧制御とケーキ排出口のクリアランス保持をおこなって、ケーキ排出口のクリアランスを調節して均一なケーキ水分を得るようにしたものである。
【０００７】
【実施例】
この発明の実施例を図面に基づき詳述すると、先ず、図１において、符号１はスクリュープレスであって、架台２の前後のフレーム３、４に設置されている。このスクリュープレス１は、スクリーン５を周部に張設した外筒６と、外筒６の内部に配設されたスクリュー軸７とからなっている。外筒６の内部に配設したスクリュー軸７は始端側から終端側に向かってテーパー状にその径を増大させ、外筒６とスクリュー軸７を延伸方向に向かって相対的な間隔を減少させるようにしてある。そして、スクリュー軸７の前端部には汚泥の供給管８が連結してあり、供給管８は外筒６の始端側に開孔したスクリュー軸７の供給孔９に連通させてある。スクリュー軸７の後端部には駆動軸１０が連結してあり、駆動軸１０には駆動用のスプロケット１１が嵌着してある。このスプロケット１１を駆動機（図示せず）で駆動させ、スクリュー軸７を回転させて、供給された汚泥が、外筒のスクリーンからろ液を分離させながら始端側から終端側に向かって移送されながら濃縮するようになっている。
【０００８】
外筒６とスクリュー軸７の後端のケーキ排出口１２には図１及び図２に示すように、押圧板１３が対設してあり、フレーム４に水平状に支持されたガイド軸１４に、押圧板１３に連結した支持杆１５が摺動自在に支架されている。そして、フレーム４に取り付けたシリンダー１６のピストン１７が押圧板１３に連結した支持杆１４に枢着されており、ピストン１７を伸縮して押圧板１３を移動させ、外筒６と押圧板１３の間にある排出口１２のクリアランスαを調整して、スクリュープレス１の排出部のケーキに背圧を加えるようにしてある。シリンダー１６の周部には、ピストン１７の摺動位置の検出器１８が設けてあり、図２に示すように、この検出器１８はシリンダー１６の軸線方向に取り付けた複数個の近接スイッチＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４から構成されており、ピストン１７を摺動させた時には、ピストン１７に取り付けた磁性体を近接スイッチＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４が感知して、その摺動位置が分かるようにしてある。
【０００９】
そして、ピストン１７の摺動位置を検知する近接スイッチＬＳ１は、図２に示す、排出口１２のクリアランスαが０〜５ｍｍとなる位置に配設してあり、この位置に押圧板１３が移動している時は、汚泥濃度が薄くなり、あるいは、凝集固さが弱く、ケーキの固化強度が低下して設定圧力に耐えられずに押圧板１３が前進し、排出口１２がほとんど閉塞された異常位置と判断される。また、近接スイッチＬＳ２は、排出口１２のクリアランスαが１０ｍｍとなるピストン１７の摺動位置に配設してあり、ケーキの排出する強度が若干強く、押圧板１３が押し戻された状態である。近接スイッチＬＳ３は、排出口１２のクリアランスαが２０ｍｍとなる位置に配設してあり、ケーキの固さと排出量がバランスした適正状態である。そして、近接スイッチＬＳ４は、排出口１２のクリアランスαが３０ｍｍとなる位置に配設してあり、脱水ケーキの含水率が非常に低下して排出性が良くなった状態にあると考えられる。
【００１０】
符号１９は排出口１２のクリアランスαに対して予め設定した圧力調整弁であって、図３に示すように、０．５ｋｇ／ｃｍ２に設定した減圧弁Ｌ１を設けた電磁弁Ｐ１と、１．５ｋｇ／ｃｍ２に設定した減圧弁Ｌ２を設けた電磁弁Ｐ２と、２．５ｋｇ／ｍ２に設定した減圧弁Ｌ３を設けた電磁弁Ｐ３と、３．５ｋｇ／ｃｍ２に設定した減圧弁Ｌ４を設けた電磁弁Ｐ４の四種類の供給圧を有する圧力調整弁１９が配管を分岐させて連結されており、流量を調整した多段圧力制御装置であるレギュレーターバルブＬＶから供給された高圧空気をそれぞれの電磁弁Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の開閉を切替えることにより設定した圧力の空気が供給できるようにしてある。レギュレーターバルブＬＶはソレノイドバルブＳＶ１、ＳＶ２を介してシリンダー１６のシリンダー室２０とピストン室２１に高圧空気を供給できるようにしてある。そして、すべての電磁弁Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を閉塞した時には、レギュレーターバルブＬＶはシリンダー１６のシリンダー室２０に供給していた高圧空気の排気を遮断して、供給してある圧力の低下を阻止するようにしてある。スクリュープレス１には制御装置２２が配設してあり、この制御装置２２はピストン１７の摺動位置を検知した位置検知信号から排出口１２と押圧板１３のクリアランスαを算出する開口率の算出器２２と、この算出した開口率と設定した供給圧を比較する比較器２３と、決定した供給圧の指令信号を伝達する供給圧の制御器２３とからなっている。
【００１１】
この発明は上記のように構成してあり、スクリュープレスの運転を開始させるに当たり、図４に示すように、近接スイッチＬＳ１、ＬＳ２の検知信号の回路が最初の２時間は遮断されており、
（１）先ず、電磁弁Ｐ２を開き、高圧空気を第二段階の１．５ｋｇ／ｃｍ２の供給圧でシリンダー１６のシリンダー室２０に１５秒間供給して、押圧板１３を排出口１２に移動させ、スクリュープレス１に汚泥の供給を開始する。
（２）次に、電磁弁Ｐ２を閉じ、電磁弁Ｐ１を開き、第一段階の０．５ｋｇ／ｃｍ２の弱い圧力で排出口１２を２０分間押圧する。スクリュープレス１に供給された汚泥は、外筒６のスクリーン５からろ液が分離され、排出口１２に向って濃縮されながら移送される。
（３）電磁弁Ｐ１を閉じ、電磁弁Ｐ２を開き、第二段階の１．５ｋｇ／ｃｍ２の供給圧でシリンダー１６のシリンダー室２０に２０分間供給する。やがて、濃縮汚泥は排出口１２に到達し、外筒６内に充満される。
（４）電磁弁Ｐ２を閉じ、電磁弁Ｐ３を開き、第三段階の２．５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で排出口１２を２０分間押圧する。外筒６内に充満された濃縮汚泥は、排出口１２の押圧板１３で背圧が加えられ、更に脱水されて、ケーキが押圧板１３を後退させ排出される。
（５）電磁弁Ｐ３を閉じ、電磁弁Ｐ４を開き、第三段階の３．５ｋｇ／ｃｍ２の圧力で排出口１２を１５秒間押圧力を強めた後、電磁弁Ｐ４を閉塞する。そして、レギュレーターバルブＬＶは、シリンダー室２０に供給された３．５ｋｇ／ｃｍ２の高圧空気の排気を遮断して、シリンダー室２０の内圧の急激な低下を阻止させる。この段階を経て、押圧板１３の段階昇圧制御は完了する。
【００１２】
押圧板１３の段階昇圧制御は完了すると、図４及び図５示すクリアランスαは保持制御に入る。
（６）ケーキの固化強度が弱くなり、押圧板１３が排出口１２に移動して近接スイッチＬＳ１或いはＬＳ２がＯＮしていれば、この検知信号により、排出口１２のクリアランスαを算出し、このクリアランスαと適正値を比較して、電磁弁Ｐ２を開放させる指令信号を発信させ、供給圧を一段階低下させて押圧板１３を保持させる。例えば、現在の供給圧が２．５ｋｇ／ｍ２に設定してあれば、１．５ｋｇ／ｍ２に減圧し、その減圧した高圧空気をシリンダー室２０に供給し、スクリュープレス１の排出部に背圧を加える。
（７）ケーキの固さと排出量がバランスして、ピストン１７が摺動して近接スイッチがＬＳ２からＬＳ３となった時、その検知信号により指令信号を発信させ、電磁弁Ｐ３を閉塞して電磁弁Ｐ４を開放する。そして、３．５ｋｇ／ｃｍ２に設定した加圧空気をシリンダー室２０に供給して、排出口１２のケーキに圧力を高めた背圧を加え、その圧力を保持させる。
（８）ケーキの排出量が多くなり、近接スイッチがＬＳ４、または、全ての近接スイッチＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４がＯＦＦならば、やはり、電磁弁Ｐ４を開放して、３．５ｋｇ／ｃｍ２に設定した加圧空気をシリンダー室２０に供給し、排出口１２のケーキに圧力を高めた背圧を加え、その圧力を保持させる。
（９）３．５ｋｇ／ｃｍ２の背圧を保持させて、近接スイッチがＬＳ４からＬＳ３となった時、電磁弁Ｐ４を閉塞して電磁弁Ｐ３を開放して、２．５ｋｇ／ｃｍ２に設定した加圧空気をシリンダー室２０に供給して、ケーキの固さと排出量がバランスした適正状態であると判断し、その状態を継続する。
【００１３】
【発明の効果】
この発明は上記のように構成してあり、シリンダーにそのピストンの摺動位置を検知させる複数個の検知スイッチを設けたので、スクリュープレスの排出口のクリアランスに合せて押圧板の移動が調節でき、均一な水分のケーキを得ることができる。即ち、従来装置にあっては、開口率が設定した下限より小さくならないように、スクリュー軸の回転を調節してケーキ排出口の開口率を制御する必要があったものであるが、この発明にあっては、上記押圧板を移動させるピストンの摺動位置に対応して排出口のクリアランスを予測し、その予測した排出口のクリアランスに応じて複数の圧力調整弁を切替えて、圧縮空気をシリンダー室に供給して押圧板を移動させ、排出口のクリアランスを調節するもので、ケーキの強度と排出量がバランスした状態に制御できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るスクリュープレスの縦断側面図である。
【図２】この発明に係るスクリュープレスの押圧板の移動装置の拡大図である。
【図３】この発明に係るケーキ排出口調整装置のフローチャートである。
【図４】同じく、背圧板の圧力段階制御のタイムチャートである。
【図５】同じく、クリアランス保持制御のブロック図である。
【符号の説明】
５スクリーン
６外筒
７スクリュー軸
１２排出口
１３押圧板
１６シリンダー
１７ピストン
１８検出器
１９圧力調整弁
２０シリンダー室
２３算出器
２４比較器
２５制御器
ＬＶ多段圧力制御装置

Claims

スクリーン（５）を張設した外筒６にスクリュー軸（７）を内設し、外筒（６）に供給した汚泥をスクリュー軸（７）を回転させながらスクリュー軸（７）の延伸方向に汚泥の搬送加圧を行い、排出口（１２）に対設した押圧板（１３）をシリンダー（１６）で移動させ、ケーキ排出部の圧力を調節するスクリュープレスにおいて、スクリュープレス（１）の運転を開始させるに当たり、先ず、排出口（１２）に対設した押圧板（１３）の押圧を、四種類の供給圧を有する圧力調整弁（１９）を接続した多段圧力制御装置（ＬＶ）で設定時間ごとに順次昇圧し、予め排出口（１２）の適正クリアランスを予測した適正供給圧まで降圧させると共に、上記シリンダー（１６）のピストン（１７）の摺動位置から排出口（１２）のクリアランスを導き出し、その予測した排出口（１２）のクリアランスに応じてシリンダー（１６）のシリンダー室（２０）への供給圧を予め設定し、その開口率が予測適正クリアランスより小さい時には、供給圧を一段階低下させて押圧板（１３）を保持させ、その開口率が適正クリアランスより大きい時には、排出口（１２）の適性クリアランスに対する供給圧より大きい圧力をシリンダー（１６）に供給させ、ケーキの強度と排出量がバランスした状態に制御することを特徴とするスクリュープレスにおけるケーキ排出口の圧力調整方法。
請求項１記載の排出口（１２）の昇圧制御方法が、スクリュープレス（１）の運転を開始させるに当たり、先ず、第二段階のシリンダーへの供給圧で押圧板（１３）を排出口（１２）に移動させ、次に、第一段階の弱い圧力で排出口（１２）を設定時間押圧し、この押圧板（１３）の押圧を設定時間ごとに順次昇圧し、排出口（１２）の適正開口率に対する供給圧より大きい上限圧力まで昇圧させ、最後に、予め排出口（１２）の適正クリアランスを予測した適正供給圧まで降圧させることを特徴とする請求項１記載のスクリュープレスにおけるケーキ排出口の圧力調整方法。
請求項１記載の排出口（１２）のクリアランス保持方法が、上記シリンダー（１６）のピストン（１７）の摺動位置を検知して、このピストン（１７）の摺動位置に対応して排出口（１２）のクリアランスを導き出し、その予測した排出口（１２）のクリアランスに応じてシリンダー（１６）のシリンダー室（２０）への供給圧を予め設定し、その開口率が予測適正クリアランスより小さい時には、供給圧を一段階低下させて押圧板（１３）を保持させ、その開口率が適正クリアランスより大きくなった時には、排出口（１２）の適性クリアランスに対する供給圧より大きい圧力をシリンダー（１６）に供給し、その開口率が適正クリアランスになった時、高圧空気の供給を停止し、シリンダー室（２０）に供給している高圧空気の排気を阻止することを特徴とする請求項１記載のスクリュープレスにおけるケーキ排出口の圧力調整方法。
スクリーン（５）を張設した外筒（６）にスクリュー軸（７）を内設し、外筒（６）に供給した汚泥をスクリュー軸（７）を回転させながらスクリュー軸（７）の延伸方向に汚泥の搬送加圧を行い、排出口（１２）に対設した押圧板（１３）をシリンダー（１６）で移動させ、ケーキ排出部の圧力を調節するスクリュープレスにおいて、上記押圧板（１３）に連結した移動用のシリンダー（１６）にそのピストン（１７）の摺動位置を検知させる複数個の摺動位置の検出器（１８）を設け、このピストン（１７）の摺動位置に対応して排出口（１２）のクリアランスを予測し、その予測した排出口（１２）のクリアランスに応じてシリンダー（１６）のシリンダー室（２０）への圧入圧を予め設定した四種類の供給圧を有する圧力調整弁（１９）を設け、この圧力調整弁（１９）を多段圧力制御装置（ＬＶ）に接続させると共に、ピストン（１７）の摺動位置を検知してこの検知信号による開口率を算出させる算出器（２３）と、この算出した開口率と設定した供給圧を比較する比較器（２４）と、決定した供給圧の指令信号を伝達する供給圧の制御器（２５）とを設け、検出器（１８）の検知信号によりこの圧力調整弁（１９）を切替えて、圧縮空気をシリンダー室（２０）に供給して押圧板（１３）を移動させ、排出口（１２）のクリアランスを調節し、ケーキの強度と排出量がバランスした状態に制御することを特徴とするスクリュープレスにおけるケーキ排出口の圧力調整装置。