JP3988542B2 - Sludge scraper chain breakage detector - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水処理場または浄水場などで使用される汚泥掻寄機のチェーン破断検出装置に係り、特にプラスチック製のチェーンを用いた汚泥掻寄機に対して好適なチェーン破断検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に下水処理場や浄水場においては、汚泥が混入している流入水を一旦沈澱槽に導入し、流入水に含まれている泥土や土砂を沈澱させ分離している。沈殿した汚泥は、沈澱槽底部に設置した汚泥掻寄機によって沈澱槽底部の一側部に設けた汚泥ピット内に集泥した後、沈澱槽外へ排出するようにしている。
【0003】
汚泥掻寄機は、複数の掻寄板を一方向に移動させることにより汚泥を掻き寄せる。すなわち、沈殿槽の対面する両側面には、周回チェーンが配置されており、2条のチェーンに掻寄板の両端を取り付け、このチェーンを駆動させることにより、沈殿槽底部に沿って掻寄板を滑走させ、沈殿した汚泥を掻き寄せて汚泥ピットに送り込む。汚泥ピット内に掻き寄せられた汚泥は、ポンプによって定期的に排出される。また、汚泥を掻き寄せた掻寄板は、側面を周回するチェーンに案内されて上方に方向転換し、汚泥を掻き寄せる方向と逆進して沈殿槽水面を移動する。
【0004】
このような汚泥掻寄機の構成部材をプラスチック材料により形成し、軽量化と耐食性を向上させたものが知られている。これは掻寄板、チェーン、およびスプロケットをプラスチック製とし、軽量化によって駆動力の軽減を図るとともに、耐食性を向上させるようにしたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、プラスチックで形成されたチェーンや掻寄板は軽量であるため、水中では浮力が生じ、沈殿槽の水面付近を移動する際に浮き易くスプロケットから外れ易い。特に、チェーンの駆動スプロケット部分の負荷が小さいチェーン出側において、チェーンとスプロケットとの巻掛け範囲からチェーンが外れて歯飛びが生じ易い状態にある。このような歯飛びが発生すると、2条のチェーンによって案内される掻寄板が、進行方向に対して斜行する状態となる。掻寄板が斜行した状態のまま滑走すると、掻寄板の両側面に配置されたチェーンに加わる負荷が均等ではなくなり、ついにはチェーンの破断に至ってしまう。チェーンが破断すると、装置の破損につながるため、これを早期に発見して、修理を行う必要がある。
本発明は上記問題点に着目し、チェーンの歯飛びを防止し、かつチェーン破断を検出可能な汚泥掻寄機のチェーン破断検出装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る汚泥掻寄機のチェーン破断検出装置は、掻寄板の周回用に用いるチェーンを巻き掛けるスプロケットにおける前記周回チェーンの入側または出側にて、スプロケットの中心方向に前記周回チェーンを押圧して前記周回チェーンの歯飛びを防止するチェーンガイドを設け、このチェーンガイドを前記チェーンが破断した時にガイド位置からチェーン押圧方向に位置移動可能に取り付けておき、前記チェーンガイドの位置移動を検知することにより前記チェーンの破断を検出することを特徴としている。
【0007】
また、掻寄板の周回用に用いるチェーンを巻き掛けるスプロケットにおける前記周回チェーンの入側または出側にて、スプロケットの中心方向に周回チェーンを押圧するチェーンガイドと、前記チェーンの側面を弾圧付勢する付勢手段とを設け、前記チェーンが破断した時に前記付勢手段の位置が変位するようにし、前記付勢手段の位置変位を検知することにより前記チェーンの破断を検出する構成としてもよい。
なお、掻寄板をチェーンに取り付ける際に、連結材を介在させて連結させる構成とすると、歯飛び防止チェーンガイドを設置する場合に非常に有効である。
【0008】
【作用】
上記構成により、チェーンが破断した場合には、歯飛び防止用のチェーンガイドまたは付勢手段の位置が変位し、この位置変化を検出することによりチェーン破断を検出することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る汚泥掻寄機のチェーン破断検出装置の具体的実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1は、沈殿槽における汚泥掻寄機の配置を示す概略図、図2は本発明に係るスプロケットとチェーンの係合状態の説明図、図3は本実施形態に係るチェーン破断装置の説明図であり、(1)は斜視図、(2)は正面図である。
【0010】
下水処理場や浄水場などの水処理施設では、汚水を沈殿槽1に導入し、ここで汚泥と水とに分離させている。汚水に含まれる汚泥は、沈殿槽1の底部に沈殿し、沈殿槽1の内部に配置された汚泥掻寄機2によって汚泥ピット3に集積される。
【0011】
図1に示すように、汚泥掻寄機2は、沈殿槽1の対面する両側面に周回チェーン4が設けられ、2条の周回チェーン4には、複数の掻寄板5が橋渡しされている。前記周回チェーン4には、スプロケット6を介して駆動力が与えられている。周回チェーン4は、沈殿槽1底部を汚泥ピット3に向かう方向に移動した後、上方に方向転換して、沈殿槽1の水面付近を底部の進行方向と逆に移動し、沈殿槽1内部を周回する。従って、掻寄板5は、沈殿槽1底部を滑走移動することによって、底部の汚泥を掻き寄せて汚泥ピット3に集積し、その後周回チェーン4に案内されて上方に周回し、沈殿槽1の水面付近に発生するスカムを掻き寄せて再び底部へと戻るサイクル運動を行う。
【0012】
スプロケット6は、図2に示すように、2枚の円盤10が対面するように平行に配置され、これらの円盤10の中心同士を中心軸となるボス7で連結している。円盤10の外周には、複数の取付孔12が等ピッチで設けられており、それぞれの取付孔12には送りピン14が掛け渡されて取り付けられる。すなわち、スプロケット6の歯にあたる部分が、送りピン14によって形成される。このようなスプロケット6は、沈殿槽1の前後上下に4箇所設けられ、これを1セットとして左右の両側面に1セットずつ配置し、合計で8箇所に設けられる。1条の周回チェーン4が巻きかけられるスプロケットの内、一箇所のスプロケット6Aは駆動スプロケットとされ、その中心軸には駆動軸8が挿入され、モータ9により回転力が付与されている。
【0013】
前記スプロケット6の取付孔12は、円盤10の外周に予備の取付孔12A、12Bをセットにして穿孔しておくことにより、送りピン14にかかる負荷によって取付孔12が破断した際に、送りピン14の取付位置を変更することにより円盤10を再度利用することができる。また、本実施形態では、このようなスプロケット6をプラスチック材にて形成されしている。これにより、鋼材よりも軽量で耐食性に優れたスプロケット6を提供できる。
【0014】
周回チェーン4は、複数のセグメント18を無端状に連結した構成である。前記セグメント18は、前記スプロケット6の送りピン14と係合するような略L字型の係合段部16を有し、長手方向の両端にはセグメント同士をピン連結する連結部19が設けられている。前記係合段部16の高さは、送りピン14の外周半径と同程度とする。係合段部16はセグメント18の幅全体にわたって形成し、この時セグメント18の幅を送りピン14の長さと同程度かまたは多少短く形成する。セグメント18の長手方向の長さは、セグメント18同士を連結した時に、係合段部16の相互距離がスプロケット6の送りピン14のピッチ間隔と等しくなるような長さとする。このようなセグメント18は、プラスチック材によって形成されている。
【0015】
このような周回チェーン4には、沈殿槽1の汚泥を掻き寄せる複数の掻寄板5が等間隔に取り付けられている。掻寄板5は、プラスチック材からなり、沈殿槽1底部の横断面とほぼ等しい長さを有した断面略コの字型に形成される。図3(2)に示すように、掻寄板5は、連結材20を介して周回チェーン4に取り付けられる。連結材20としては、一辺の長さがチェーン幅の約1/3程度の角柱を使用している。このように、連結材20を周回チェーン4と掻寄板5との間に取り付けることにより、両者の間に間隙ができ、後述するチェーンガイドを設置する際に、この間隙を活用することが可能となる。なお、連結材20として、円柱を使用することもできる。
【0016】
ところで、前述の周回チェーン4、スプロケット6、掻寄板5は、プラスチック材で形成されているため、軽量で耐食性に優れているが、水中にこれらの部材を配置した場合に、浮力が生じて浮きやすくなる。特に、沈殿槽1の上方に配置され、垂直方向に立ち上がった周回チェーン4を水平方向へ方向転換させる駆動スプロケット6Aにおいて、周回チェーン4が巻掛けられる出側では、チェーン4に加わる負荷が急激に低減するため、スプロケット6Aの巻掛け範囲から周回チェーン4が浮き上がり、周回チェーン4とスプロケット6Aとの係合が外れて歯飛びが生じることが考えられる。そこで、本実施形態では、沈殿槽1上部に設けられたスプロケット6Aに対して、周回チェーン4の歯飛びを防止し、かつ周回チェーン4が破断した場合にこれを検出可能なチェーン破断検出装置22を設けている。チェーン破断検出装置22は、上記のように浮力によって周回チェーン4の係合が外れやすい沈殿槽1の上側のスプロケット6Aの出側(上部)に取り付けられる。
【0017】
チェーン破断検出装置22は、周回チェーン4がスプロケット6の巻掛け範囲に密着して係合するように、周回チェーン4をスプロケット6の中心方向(この場合は上から下)に押圧して歯飛びを防止するチェーンガイド24と、周回チェーン4の破断を検出するための検出手段とから構成される。
【0018】
前記チェーンガイド24は、周回チェーン4の両側面部分に転がり接触可能なローラ32を配置し、このローラ32をバネによって弾性付勢することによって周回チェーン4をスプロケット6側に押圧させるようにしている。
【0019】
具体的には、周回チェーン4の幅方向の左右両端に、それぞれ円筒形状のローラ32を線接触するように配置する。ローラ32は、少なくともチェーン4側の掻寄板5の移動障害とならないような小さな直径に形成し、周回チェーン4と掻寄板5との間隙に挿入できるものとする。また、ローラ32の長さは、連結材20に干渉することなく、周回チェーン4と線接触できる程度のものとする。ローラ32は、図示しない軸受けを介して、自由回転可能にポスト34に片持ち梁状態に取り付けられる。
【0020】
ポスト34は、柱状に形成され、少なくとも周回チェーン4の厚み以上の高さを持つものとする。左右のローラ32をそれぞれ取り付けたポスト34は、周回チェーン4の裏面と平行に配置された一枚の支持板36に取り付けられる。また、支持板36は、周回チェーン4の表面に対して垂直方向に運動をなすように、底面に断面T字型のガイド材38が設けられる。ガイド材38は、ローラ32が周回チェーン4と平行を維持して適正にチェーン4に接触するように動きを規制するためのものである。
【0021】
チェーンガイド24の外部には、ガイド支持フレーム40が設けられる。ガイド支持フレーム40は支持板36を内部に収容する構成とし、略L字型に形成された側板42のL字形凸部を上側にして、内面が対向するように2個の側板42を底板44に取り付け、側板42同士の内側に支持板36が配置される構成とする。すなわち、側板42の上部のL字形凸部面と支持板36とが、平行に配置される。底板44には、ガイド材38が垂直方向に往復運動できるような貫通孔45を穿孔しておき、この貫通孔45にガイド材38を挿入する。これにより、チェーンガイド24は、ガイド支持フレーム40の内部において垂直方向に移動可能となる。
【0022】
チェーンガイド24を上から下へ弾圧付勢するためにバネ28を設け、周回チェーン4がスプロケット6から離反しようとする力に対して逆方向の力を生じさせる。バネ28は、圧縮コイルバネが用いられ、側板42のL字形凸部の内面とチェーンガイド24の支持板36との間に配置される。これにより、チェーンガイド24全体を下方向に付勢する力が生じ、ローラ32によって周回チェーン4は、スプロケット6に押圧、密着して係合することが可能となる。
【0023】
なお、本実施形態では圧縮バネを用いて支持板36を下方向に弾圧付勢しているが、支持板36の下部とガイド支持フレーム40の底板44上面とを引っ張りバネにて連結し、下方向に付勢力をかけても良い。また、バネ以外のアクチュエータにより周回チェーン4を押圧する構成とすることも可能である。
【0024】
上記のチェーンガイド24は、周回チェーン4が破断した際に、これを検出する。図4(2)に示すように、チェーンガイド24のガイド支持フレーム40において側板42の下部に、検出手段として近接センサ50を設けている。また、この近接センサ50と対応するように、支持板36の側部に検出板52を設けている。近接センサ50は、センサの範囲内に物体がある時、図示しない制御部に信号を送信する。制御部には、たとえば警報を鳴らすか警告灯を点灯させるなど、近接センサ50の近傍に物体があることを知らせる機構を設けておく。
【0025】
スプロケット6の巻掛け範囲内において周回チェーン4が破断した場合を、図4(1)に示す。周回チェーン4には、通常状態では張力が発生しており、これに対してチェーンガイド24がスプロケット6に向けて周回チェーン4を弾圧付勢している。この時、周回チェーン4が破断すると、周回チェーン4の破断端部がローラ32の下方域から抜け出し、チェーンガイド24がフリーとなる。これにより、チェーンガイド24はガイド支持フレーム40の底部に落下する。この位置変化により、検出板52が近接センサ50に近接し、近接センサ50がこれを検知して制御部に信号が送られる。
【0026】
この時、制御部には汚泥掻寄機2のスプロケット6の駆動を制御するプログラムを設けておき、近接センサ50によって周回チェーン4の破断が検知されると自動的にスプロケット6の駆動を停止させる構成とすることが好ましい。これにより、周回チェーン4が破断した場合に、汚泥掻寄機2を即座に停止させることができ、破断の生じた周回チェーン4や、他方の周回チェーン4、あるいは個々のスプロケット6に負荷が掛かって更なる被害の拡大を防止することが可能となる。
【0027】
このように、本実施形態に係る汚泥掻寄機2のチェーン破断検出装置22は、チェーンガイド24により周回チェーン4を押圧し、歯飛びを防止することができる。また、周回チェーン4が破断したときのチェーンガイド24の位置変化を検知して、周回チェーン4の破断検出を行っている。従って、歯飛び防止と破断検出とをひとつの構成の中で実現することができる。
【0028】
図5は本発明の他の実施形態を示す要部断面図である。図5において箱枠状の支持体60から張り出したローラ62は、前記実施形態と同様に周回チェーン4の浮き上がりを規制して、スプロケット部での周回チェーンの歯飛びを防止する。また、周回チェーン4の側面に接触するローラ64を配置し、このローラ64をアーム66を介して水平方向に押圧するバネ68による付勢手段を設ける。断面T字型に形成されたアーム66のバネ68側には検出板70を設けておく。また、バネ68が伸張した際に、検出板70が移動した位置に近接センサ72を設けておき、この信号が制御部に送られるのもとする。これにより、周回チェーン4が破断して当該検出装置の抑制範囲から外れた場合に、バネ68によりアーム66が水平方向に押されて、検出板70が近接センサ72に近接する。この状態を制御部により警報などで作業者に知らせることにより、周回チェーン4が破断したことを判断することが可能である。
【0029】
なお、前記各実施形態では、チェーンガイド24や付勢手段の位置変化を検出する手段として近接センサを用いているが、これに限らずその他の手段を用いることが可能である。たとえば、バネの弾性力の変化を検出する圧力センサや、対象物の距離変位を測定する位置センサなど、適宜な手段を選択することができる。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、チェーンガイドによってチェーンがスプロケット部で歯飛びすることを防止することができる。また、チェーンが破断した時には、チェーンガイド自身の位置変化またはチェーンの側面を弾性付勢する付勢手段の位置変化を検知することで、チェーンの破断を速やかに検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 汚泥沈殿槽における汚泥掻寄機およびチェーン破断検出装置の配置を示す概略図である。
【図2】 本発明に係るスプロケットとチェーンの係合状態の説明図である。
【図3】 本実施形態に係るチェーン破断検出装置の説明図であり、(1)は斜視図、(2)は正面図である。
【図4】 チェーン破断検出の説明図である。
【図5】 本発明に係るチェーン破断検出装置の変形例における要部断面図である。
【符号の説明】
1………沈殿槽、2………汚泥掻寄機、3………汚泥ピット、4………周回チェーン、5………掻寄板、6………スプロケット、7………ボス、8………駆動軸、9………モータ、10………円盤、12………取付孔、14………送りピン、16………係合段部、18………セグメント、19………連結部、20………連結材、22………チェーン破断検出装置、24………チェーンガイド、28、68………バネ、32、62、64………ローラ、34………ポスト、36………支持板、38………ガイド材、40………ガイド支持フレーム、42………側板、44………底板、45………貫通孔、50、72………近接センサ、52、70………検出板、60………支持体、66………アーム。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chain breakage detection apparatus for a sludge scraper used in a sewage treatment plant or a water purification plant, and more particularly to a chain breakage detection apparatus suitable for a sludge scraper using a plastic chain.
[0002]
[Prior art]
Generally, in sewage treatment plants and water treatment plants, inflow water mixed with sludge is once introduced into a settling tank, and mud and earth contained in the inflow water are precipitated and separated. The precipitated sludge is collected in a sludge pit provided on one side of the bottom of the sedimentation tank by a sludge scraper installed at the bottom of the sedimentation tank, and then discharged out of the precipitation tank.
[0003]
The sludge scraper scrapes sludge by moving a plurality of scraping plates in one direction. In other words, on both side surfaces of the settling tank, circular chains are arranged, and both ends of the scraping plate are attached to two chains, and this chain is driven to drive the scraping plate along the bottom of the settling tank. Slid out and scraped the precipitated sludge and sent it to the sludge pit. The sludge scraped into the sludge pit is periodically discharged by a pump. Further, the scraping plate that has squeezed sludge is guided by a chain that circulates on the side surface and changes its direction upward, and moves backward on the sludge squeezing direction to move on the surface of the sedimentation tank.
[0004]
A component in which such a sludge scraping machine is formed of a plastic material to reduce weight and improve corrosion resistance is known. The scraper plate, chain, and sprocket are made of plastic to reduce the driving force by reducing the weight and to improve the corrosion resistance.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since chains and scraping plates made of plastic are lightweight, buoyancy is generated in water, and they tend to float when moving near the water surface of the settling tank, and easily come off the sprocket. In particular, on the chain exit side where the load on the drive sprocket portion of the chain is small, the chain is easily removed from the winding range of the chain and the sprocket, and tooth skipping is likely to occur. When such tooth skipping occurs, the scraping plate guided by the two-strand chain is inclined with respect to the traveling direction. If the scraper plate is slid in a skewed state, the load applied to the chains arranged on both sides of the scraper plate is not uniform, and eventually the chain is broken. If the chain breaks, it will lead to damage of the device, so it is necessary to detect this early and repair it.
The present invention pays attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a chain breakage detection device for a sludge scraper that can prevent chain skipping and can detect chain breakage.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a chain breakage detecting device for a sludge scraping machine according to the present invention includes a sprocket on the entrance side or the exit side of the circulating chain in a sprocket used to wrap the scraping plate. A chain guide that prevents the tooth of the circulating chain from being pushed by pressing the circulating chain in the center direction of the chain is provided, and the chain guide is attached so as to be movable in the chain pressing direction from the guide position when the chain is broken. The chain breakage is detected by detecting the position movement of the chain guide .
[0007]
In addition, a chain guide that presses the rotating chain toward the center of the sprocket at the entrance side or the exit side of the rotating chain in the sprocket used to wrap the scraper plate, and the side surface of the chain is elastically biased The urging means may be provided so that the position of the urging means is displaced when the chain is broken, and the breakage of the chain is detected by detecting the displacement of the urging means .
In addition, when attaching a scraping board to a chain, it is very effective when installing a tooth skip prevention chain guide if it is set as the structure connected via a connection material.
[0008]
[Action]
With the above configuration, when the chain is broken, the position of the chain guide or biasing means for preventing tooth skipping is displaced, and the chain breakage can be detected by detecting this position change.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a specific embodiment of a chain breakage detection apparatus for a sludge scraper according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing the arrangement of a sludge scraper in a sedimentation tank, FIG. 2 is an explanatory view of an engaged state of a sprocket and a chain according to the present invention, and FIG. 3 is an explanatory view of a chain breaking device according to the present embodiment. (1) is a perspective view and (2) is a front view.
[0010]
In water treatment facilities such as a sewage treatment plant and a water purification plant, sewage is introduced into the
[0011]
As shown in FIG. 1, the
[0012]
As shown in FIG. 2, the
[0013]
The
[0014]
The circulating
[0015]
A plurality of
[0016]
By the way, the above-described circling
[0017]
The chain
[0018]
The
[0019]
Specifically, the
[0020]
The
[0021]
A
[0022]
A
[0023]
In the present embodiment, the
[0024]
The
[0025]
FIG. 4A shows a case where the
[0026]
At this time, the control unit is provided with a program for controlling the driving of the
[0027]
Thus, the chain
[0028]
FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part showing another embodiment of the present invention. In FIG. 5, the
[0029]
In each of the above-described embodiments, the proximity sensor is used as a means for detecting the position change of the
[0030]
【The invention's effect】
According to the present invention, the chain guide can prevent the chain from jumping at the sprocket portion. Further, when the chain is broken, the breakage of the chain can be quickly detected by detecting the change in the position of the chain guide itself or the change in the position of the biasing means that elastically biases the side surface of the chain.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing the arrangement of a sludge scraper and a chain breakage detection device in a sludge settling tank.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an engaged state of a sprocket and a chain according to the present invention.
FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams of a chain breakage detecting device according to the present embodiment, wherein FIG. 3A is a perspective view and FIG. 3B is a front view.
FIG. 4 is an explanatory diagram of chain breakage detection.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part in a modification of the chain breakage detection device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ......... Sedimentation tank, 2 ......... Sludge scraping machine, 3 ......... Sludge pit, 4 ......... Surrounding chain, 5 ......... Scraping plate, 6 ...... Sprocket, 7 ...... Boss, 8 ......... Drive shaft, 9 ......... Motor, 10 ......... Disk, 12 ......... Mounting hole, 14 ......... Feed pin, 16 ......... engaging step, 18 ......... Segment, 19 ... ...... Connecting part, 20 ...... Connecting material, 22 ...... Chain break detection device, 24 ...... Chain guide, 28, 68 ...... Spring, 32, 62, 64 ...... Roller, 34 ...... Post, 36 ......... Support plate, 38 ......... Guide material, 40 ... …… Guide support frame, 42 ......... Side plate, 44 ......... Bottom plate, 45 ......... Through hole, 50, 72 ......... Proximity Sensor, 52, 70 ... Detection plate, 60 ... Support, 66 ... Arm.
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