JP4237060B2 - 篩過用篩い - Google Patents

Description

発明の分野
この発明は、固体を流体から分離するために使用される、しばしばシェールシェーカーとして知られる振動篩い機に適したものなどの篩いに関する。このような機械が特に適用される分野は油田掘削業であり、掘削中に掘った穴から採収した後のベース流体から掘削泥を分離する。

発明の背景
米国特許明細書第５，９４４，１９７号には、織られたワイヤの篩い網であって、複数の平行の縦フィラメントに対して複数の平行の横フィラメントが交差し、所与の面積当たりで横フィラメントの数よりも縦フィラメントの数が大きく、これにより織ったところに長方形の開口部を形成するように構成された網が開示されている。これに従うと、各々の開口部は或る長さ方向および幅方向の寸法を有し、このような長方形の開口部を有する網は、或る種の泥の濾過に関していくつかの望ましい特性を備えていることがわかっている。

米国特許第５，９４４，１９７号によると、各々の長方形の開口部の長さと幅の比は２．７〜２．８の範囲内が最適であり、各々の開口部の長さと横フィラメントの直径との比は５．５〜５．７の範囲内が最適であることがわかっている。上記米国特許ではさらに、メッシュ内の長方形の開口部をうまく活用するためには、間隙構造を固定して縦横のワイヤが作業中に滑り動くのを防ぐ必要があることが教示されている。そこで、１組のローラ間で漉き網をカレンダ加工することにより、フィラメントを縦線材と横線材との交差部で圧縮し、これにより縦横のフィラメント同士の動きを阻止するのを助ける。最適なワイヤ直径比とカレンダ加工とを組合わせることで、網内で採用される長さと幅の比を増大させることが可能となっている。

理想的には、篩いにおける導通率は最適化され、一般にこれが成立するのは縦横のフィラメントのワイヤ直径を実際上可能な限り小さくした場合である。しかし導通率を増大さ
せようと望むことは篩いの品質およびその有効性に対して悪影響を及ぼすおそれがある。より直径の小さな縦横フィラメントを用いた結果、縦線材と横線材とが垂直でなくなる可能性がある。さらに、ワイヤ直径を減少させると篩いの耐用寿命が減少するおそれがある。直径の小さなワイヤは磨耗したり裂けたり破れたりしやすいからである。米国特許第５，９４４，１９７号の教示により得られるメッシュは、先行技術のメッシュと比べると、同様の篩いを作製した際に導通率が増大しかつ寿命が向上することがわかっているが、それは、僅かに直径を大きくしたワイヤを採用し、一方で横ワイヤのうちいくらかを省いてメッシュ内に長方形の開口部を生じさせることで兼ね合いがなされるからであり、ここにおける導通率の減少は、先行技術のメッシュ構成と比較した篩い寿命の増大によって相殺されている。

網を適正にカレンダ処理することで、縦横のフィラメントの直交性を保ち、かつ織ったところにおける長方形の開口部の各々における長さと幅の比を高いままに維持することを助ける。しかしカレンダ処理圧力が不十分な場合には縦横のワイヤを固定することができず、直交性が損なわれて所望の開口部の比が変わる。一方、カレンダ処理の圧力が高すぎると、ワイヤが過度に変形してその結果耐用寿命が短くなる。したがって、米国特許第５，９４４，１９７号に記載の網の製造は、厳しい許容差および厳重な管理の下で行なう必要がある。たとえ漉き網を適正にカレンダ処理したとしても縦横のフィラメントは変形するので、その結果として、その他に篩い寿命を短くするような条件がある場合、通常よりも早く故障が生じるおそれがある。

この発明は、織られた漉き網篩いであって、縦横のフィラメント間の開口部が長方形であり、長さと幅の比を維持することで、このような網の導通特性を良好に維持する一方で、網をカレンダ処理する必要がない篩いを提供することを図る。

この発明は、米国特許第５，９４４，１９７号に記載の技術に従って織られた漉き網（ただしカレンダ処理はなされていない）を使用することに関するので、このような網を、そこに記載の種類の網と同様に参照する。しかしながら、このような網への参照は、網を織った後にカレンダ処理する工程を行なわずに製造された漉き網に対するものであり、縦線材および横線材の材料、サイズ、網内の開口部の長さと幅の比、および開口部長さと横フィラメント直径との比の選択に対する参照であると理解されたい。

発明の概要
この発明に従うと、粒状の材料を液体の材料から分離する振動機で使用される篩いが提供される。この篩いは剛性の長方形の支持フレームを備え、この支持フレームには、記載の種類の篩い網が接合される４端縁すべてに沿ってフランジが設けられ、上記篩いはさらに、フレーム内において、張り渡され張力をかけられてフレームに接合される網の下に、複数の同様のサイズの長方形の開口部を規定する直交した剛性の間隙構造の配列を備え、この網はまた、網が上に張り渡される間隙構造の端縁に接合されることで、ワイヤにおける張力を維持し、かつ、漉き網の縦横のワイヤにより規定されるメッシュ内の開口部の長さと幅の比を維持する。

記載の種類のこのような網２つ（またはそれ以上）がフレームの上に張り渡されて、境界フランジおよびフレーム内の間隙構造に接合され、こうして２層（またはそれ以上）の網の篩いを形成することがあり得る。

これら網のうち１つについてのメッシュサイズは、場合によってはその他の網のメッシ
ュサイズとは異なり、典型的にはまずメッシュのより粗い網がフレームの上に置かれてから、このメッシュの粗い網の上にメッシュサイズのより小さな網が置かれ、それからこれら２つの網をフレームのフランジおよび間隙構造に接合する。

製造においては、まず１つの網を上に置いて固定した後に追加の網を上に置いて接合する。

しかしこれに代えて、かつより好ましくは、フレームに接合されるべき２つ以上の網を同時にフレームの上に置き、ここでメッシュのより粗い網をメッシュのより細かい網の下に置き、それから網を把持して張力下で引くことにより、少なくとも網を形成するワイヤの直径が異なることに由来する差異のある張力が網内に存在し、張力が網に維持されている間に熱および圧力を加えることで、網をフレームの端縁フランジおよびフレーム内の間隙構造に接合し、張力を生成する引く力を接合工程の終了後に初めて除去し、こうして張力が網の縦線材および横線材にとどまり、網のメッシュ内の開口部の長さと幅の比は、網をフレームの間隙構造およびフランジに接合することで保たれる。

これに従いこの発明はまた、粒状の材料を液体の材料から分離する振動機で使用される篩いを作製する方法を提供する。この方法は、記載の種類の篩い網を剛性の長方形の支持フレームの上に置く工程を備え、この支持フレームには、４端縁すべてにわたってフランジが設けられ、さらに、これら４つのフランジにより規定される区域内において複数の同様のサイズの長方形の開口部を規定する直交した剛性の間隙構造の配列が設けられ、この方法はさらに、網内の長方形の開口部についてのより長い寸法が長方形のフレームについてのより長い長さと平行になるように網を配置する工程と、縦横両方の方向で網に張力をかける工程と、張力をかけた網をフランジに接合して網をフレームに固定することにより、網に張力を生じさせる力が除去された後も４つのフランジを境界とする網の区域に張力を維持する工程と、網を間隙構造に接合して間隙構造同士で網内の縦横のワイヤの相対的な位置を維持することにより、織り合わされた縦横のワイヤにより規定される網内の開口部の長さと幅の比を維持する工程とを備える。

フレームと接触する網に与えられる張力は、その上にある網における張力と異なることが好ましい。同様に、下の網のメッシュサイズは上にある網のメッシュサイズよりも粗くされ得る。

熱可塑性材料を用いて接合を行なう場合、これに伴いプラスチック材料を、少なくとも網が接合されるべきフレーム部分の端縁または表面の領域において加熱し、その後にプラスチック材料を冷却して網を定位置に保持することになる。

記載の種類の網は端縁フランジおよび直交した間隙構造を規定する金属フレームワークに固定され、この金属は好適なプラスチック材料でふんだんに被覆され、これは加熱されると網を受入れて冷却時に網をフレームワークに接合することができるが、この発明の特に適用される分野はいわゆる複合フレームにおいてであり、ここでは少なくとも、４つの外側の部材および間隙構造が金属ワイヤおよび／または金属棒の配列から形成され、これはプラスチック材料、好ましくはガラスで強化された樹脂材料、たとえば英国特許第２３２２５９０号および第２３３７０１９号に記載の樹脂材料の中に封じ込められる。

これに従いこの発明は、粒状の材料を液体の材料から分離する振動機で使用される篩いを提供する。この篩いは剛性の長方形の支持フレームを備え、この支持フレームには、記載の種類の篩い網が接合される４端縁すべてに沿ってフランジが設けられ、網の縦横のワイヤにより規定される長方形の開口部についてのより長い寸法がフレームについてのより長い寸法と平行にされ、このフレームは、４つのフランジ内に、複数の同様のサイズの長
方形の開口部すなわち窓を規定する直交した剛性の間隙構造の配列を含み、さらに、縦横のワイヤにより規定される網内の開口部の長さと幅の比を維持することを目的として網を間隙構造に接合し、網の縦横のワイヤは張力をかけられてからフランジおよび間隙構造に接合される。

好ましくは、メッシュの粗い第１の網をフレームに接合する前に、この網の上に２つのさらなる織られた漉き網を置き、すべての漉き網は個々に張力をかけられてから単一の工程にて圧力下でフランジおよび間隙構造に接合され、上記２つのさらなる網のメッシュサイズは第１の網のメッシュサイズよりも小さく、上記２つのさらなる網の一方と他方とで僅かに異なる。

記載の種類の網に対してフレームにわたり張力をかけて、周辺部で接合すると同時に、フレームにある多数の長方形の開口部を規定する行列状の突っ張りによる間隙構造の各線に沿って接合することにより、カレンダ加工の工程を省いても縦横のワイヤの直交の完全性は損なわれないことがわかった。これに伴う利点として、カレンダ加工がないので網の間隙構造が変形して弱くなる可能性が少なくなり、篩い網の寿命が大幅に長くなり、網の製造は単純化される。

カレンダ加工の工程をなくすことにより、篩いの製造において相当な管理を必要とする工程段階が省かれるだけでなく、これに伴う費用および遅延もまたなくなる。したがってその結果得られる篩いには、製造の経済性という利点があるだけでなく、これにわたって張り渡される網メッシュの寿命が長くなるという利点もあるが、それは、カレンダ加工という適正に実行された場合でも作用が強いため縦横のフィラメントを弱くするおそれがある工程に、網のナックルが晒されないからである。

この発明は米国特許第５，９４４，１９７号に請求される発明から驚くべき進展を見せるものであるが、それは、出願人が発見したことには、ここに記載の態様により、記載の種類のフレームに網を接合した場合には、カレンダ加工の工程を省いても網内の縦横のワイヤの直交の完全性は失われないからである。

具体的には、他では米国特許第５，９４４，１９７号に従って織られているがカレンダ加工はされていない網を使用して、上記した各英国特許明細書に記載および請求される内部鋼鉄強化材を含むＪＲＰフレームに網を接合することにより、網がカレンダ加工されている場合と同様に網の間隙構造が固定されることを出願人は発見した。その結果得られる篩いは、上記した各英国特許明細書に記載されたフレーム構成に関連する篩いの軽量性かつ高強度および高剛性の特性を有すると同時に、米国特許第５，９４４，１９７号に従って織られた網に関連する向上した導通率を有し、さらに、カレンダ加工した網を採用した篩いと比較して篩い寿命が長くなっている。

以下に添付の図面を参照してこの発明を例により説明する。

図１および図２は米国特許第５，９４４，１９７号の図２および図６に対応するものであり、図１は１片の漉き網の一部を拡大した図を例示し、これが形成することになる篩いは複数の平行の縦ワイヤたとえば１２′，１４′，１６′，１８′を含み、これらに対して複数の平行の横ワイヤたとえば２２′，２４′，２６′，２８′がその交差部で横切り織り合わされる。図１が示す長方形の開口部をなす縦横のワイヤは、米国特許第５，９４４，１９７号に記載の篩いをなす張力をかけていない網において、織った後、かつ米国特許第５，９４４，１９７号において他のところで記載されるように支持体に固定される前に、漉き網をカレンダ加工することにより維持されている。

ここに示すように、単位面積または所与の面積当たりでは、縦ワイヤ１２′，１４′，１６′，１８′の数が横ワイヤ２２′，２４′，２６′，２８′の数よりも大きい。織られた縦横のワイヤは複数の交差部を形成し、そしてこれら交差部により長方形の開口部たとえば開口部３２′，３４′，３６′が形成される。これら長方形の開口部は長さ寸法Ｌおよび幅寸法Ｗを有する。

長方形の開口部３２′，３４′，３６′を採用することで、正方形の開口部よりも大きな開口部面積が得られる。同時に、篩いの縦ワイヤ１２′，１４′，１６′，１８′は、その間にある空間よりも大きな直径の固体粒子を効果的に阻止または篩い分ける。

長方形の開口部の幅Ｗに対する長方形の開口部の長さＬは比として表わされ得る。各々の開口部につき最適な長さと幅の比はおよそ２．７〜２．８であることがわかっている。

米国特許第５，９４４，１９７号に従うと、篩いを作製する方法は、１組のローラ間で最上または一番上にある篩い網をカレンダ加工することを含む。篩い網のカレンダ加工では縦横の交差部において網を圧縮する。このことは縦横のワイヤ間の動きを抑制して、縦横のワイヤの交差部を定位置で固定する助けとなるように働く。

図２は、カレンダ加工終了後の篩い網７４′の上面図を示す。交差部すなわちナックル、たとえば７６′，７８′がローラによって平坦にされている。これに加えて、視認できないが、縦横のワイヤが交差して互いに触れるところでワイヤは互いを凹ませる、または互いに対し僅かに従って変形されている。

また、横ワイヤの直径に対する各々の開口部の長さもまた比として表わされ得ることが明らかにされている。ワイヤの直径に対する各々の開口部の長さの最適な比はおよそ５．５〜５．７の比である。

具体的に、図２に示すように、カレンダ加工の工程によりワイヤは平坦にされ、交差部の位置で互いが横切るところにおいて、横切る表面に対する凹みによってワイヤが弱くなっている。この発明はこれを回避するものである。

図１は、開口部の長さＬと横ワイヤの直径ｄとの関係を例示する。この関係は以下のように表わすことができる。

Ｌ／ｄ＝５．５〜５．７
ここで「Ｌ」は開口部の長さであり、「ｄ」は横ワイヤの直径である。開口部の長さ「Ｌ」は実際の開口部であり、１本の横ワイヤの中心と、隣接する横ワイヤの中心との距離ではない。

図面のうち以下の各図において、この発明に従う濾過篩いの製造方法およびこのような篩いを製造するための装置を例示する。この濾過篩いはシェーカーなどの振動濾過装置における濾過器として使用可能である。シェーカーとは、油田掘削業において、掘削作業から採収された、石油および水が主体の泥の液体相から固形物を分離するのに用いられるものである。このような篩いは特許明細書番号ＷＯ９５／２３６５５に記載されている。この篩いは、異なる特性の上下のメッシュ漉き網を有し、これはプラスチック材料からなる金属棒強化フレームの上に張り渡され、網はこれに対して張力をかけられた後に接着剤で接合される。より最近の特許明細書番号ＷＯ９８／３７９８８には張力をかけた網が接合され得るフレームが開示されており、この接合を行なうためには、フレームの表面を熱軟化させてから、軟化したプラスチック材料に対して網における当該の部分を押圧し、最後
にプラスチック材料を冷却して硬化させる。

ここに記載の方法および装置により濾過篩いを製造する方法が可能となり、これに従うと、プラスチックで被覆された金属または強化プラスチック材料からなるフレームを治具内に位置付け、少なくとも１つの漉き網をフレームの上に置き、その端縁を、治具によって支えられる空気動作式クランプにより把持し、クランプをフレームから外側へ空気式に駆動して直交方向で網に張力をかけ、張力をかけた網を加熱圧盤によってフレームに対して押圧することによりフレームに網を接合し、接合工程の終了後にクランプを解放し、フレームを治具から除去し、必要であれば網に対してフレームの端縁までトリミングする。

この装置は、プラスチックで被覆された金属または強化プラスチック材料からなる上記のようなフレーム少なくとも１つを位置付けるための治具と、治具によって支えられ、上記少なくとも１つのフレームの上に置かれる金属製漉き網の端縁を把持するための空気動作式クランプと、治具上に設けられ、クランプをフレームから外側へ駆動して網に直交方向で張力をかけるための空気駆動式張力生成手段と、圧盤と、圧盤を加熱するための手段と、加熱圧盤および／または治具を駆動するための手段とを備え、これにより網をフレームに対して押圧してプラスチック材料を局所的に溶融させることで網をこの中に埋込んでから、圧盤および／または治具を引っ込めて上記少なくとも１つのフレームおよび網を冷却することにより網をフレームに接合してから、クランプを解放してフレームを治具から取外す。

２層または３層のメッシュ漉き網がフレームに接合され得る。

典型的に、メッシュのより粗い下方の網は、少なくとも１つのよりメッシュの細かい網の下に位置し、好ましくは、僅かにメッシュサイズの異なる２つのよりメッシュの細かい網はメッシュのより粗い網の上に置かれ、３つすべてがフレームに接合される。

典型的には、フレームのプラスチック材料はポリプロピレンである。

フレーム自体は、長方形の周辺部と、直交して交差するバーからなる格子とを有する。加熱工程中には、フレームの上面を形成するプラスチック材料を軟化させ、張力をかけた網を軟化したプラスチック材料に対して押圧してこの中に埋込む。フレームを冷却させてプラスチック材料を硬化させることにより接合工程を終了させる。フレームの上面にリッジを設けて接合工程を助けることもあり、この場合、網をフレームに対して押圧するのに用いる加熱圧盤はリッジを軟化させるだけでよく、次にこのリッジがワイヤメッシュを受入れて接合を形成する。

網を加熱圧盤との直接の接触から保護することが極めて望ましく、これを行なうためには、耐熱性でこびりつかない繊維、たとえばＰＴＦＥガラス繊維を接合工程前に網の上に置くことが好ましい。接合工程の終了後にこの繊維を取除く。

２つ以上の漉き網を篩いに組込む場合、別個の組をなす空気動作式クランプを各々の網について設ける。同様に、各々の網における隣接する少なくとも２辺、好ましくは４辺すべてに沿って、網に張力をかける機構をクランプのために設ける。こうして、篩いの意図された用途に適当であるように網に対して個々にかつ差異があるように張力をかけてから、網をひとまとめでフレームに接合することができる。

各々のクランプは、漉き網の端縁を把持するのに用いられる、固定の１対の顎と、その間に設けられた膨らませて使う気嚢とを含む。薄いアルミニウム板が設けられて気嚢を網から隔てる。膨らませたときには気嚢はアルミニウム板を顎のうち１つの方へ押圧する。
アルミニウム板は、典型的に３ｃｍ幅のゴム（または類似の材料の）ストリップで内張りされることが好ましく、これによってアルミニウム板と顎との間に挟まれた網の端縁の把持を向上させる。

さらに、空気式クランプおよび空気式張力生成手段を治具の作業員が活動化できるようにするための制御パネルが設けられる。好ましくは４つの制御パネルが設けられ、こうして作業員は１つの制御パネルを用いてフレームの１辺に沿って網をクランプ内に送り込み、これらクランプを活動化して網のこの端縁を締付けてから、次のフレーム辺へ移ってこのフレーム辺について上記手順を繰返し、などできる。クランプおよび張力生成機構に２つ以上のレベルがあり、レベルが網の各層につき１つずつある場合、第１の網を、４辺すべてにおいて、個々に締付けて張力をかけ、それから次の網についても同様に作業し、こうしてすべての網を適当であるように締付けて張力をかける。

網を締付けて張力をかける工程が行なわれる第１の作業場所は、接合工程が行なわれる第２の作業場所から隔てられる。したがって、治具がこれら作業場所の間で動けるようにするために、クランプおよび張力生成機構のための空気力は、可撓性供給ケーブルを通じて治具に供給される。

したがって最初は、上記少なくとも１つのフレームを、架台によって支えられた治具に装填し、網が締付けられ張力がかけられた後、架台を、加熱圧盤を含む第２の作業場所へと運搬する。

好ましくは、架台はレール上を走行する車輪を有し、このレールに沿って架台は第１および第２の作業場所の間で線形駆動装置により駆動され、これとしてはフェスト（登録商標）（festo）線形空気式駆動装置が便利である。

好ましくは圧盤を予熱し、定位置にあるときに治具架台を水撃ポンプによって圧盤へと持上げて接合工程を開始する。したがって、水撃ポンプが架台の下部側面に対して作用し、架台が第１および第２の作業場所の間で駆動されるレールからこれを持上げることがあり得る。

こびりつかない繊維を網の上に置いてから加熱圧盤と係合させる場合、この繊維を網に置く作業は第１もしくは第２の作業場所において行なわれることも、または移行中に行なわれることもある。

典型的には、圧盤は２００〜３００℃の範囲内、好ましくは約２５０℃の温度で予熱される。

水撃ポンプに対する水力学的圧力は、使用される篩い材料、特に網またはその組合わせに適するように５００〜２０００ｐｓｉの範囲内で調整可能である。

圧搾、加熱および接合の工程を遂行するための水力学的圧力をかける期間は、典型的には３０秒から２分の範囲内である。

加熱および接合の工程の終りに、治具架台と圧盤とを隔てて材料を冷却硬化させ、最後に治具架台を第２の作業場所から締付け・張力生成作業場所へと再び運搬し、こうして作業員はクランプを解放し、保護繊維を除去し、治具架台からフレームを取り出し、そしてフレームの端縁を超えて延びる網をトリミングすることができる。

製造速度を上げるために、２つのフレームが相並んで配置されて一度に覆われるように
し、大きな面積の漉き網を、各々の層につき一片ずつ、両方のフレームの上に張り渡す。接合工程の後、この大面積の網を、２つの相並ぶフレーム間の或る線に沿って切断する。したがって治具架台は比較的大きくなるが、各々の大きなシートを嵌合させ締付けて張力をかけるのにかかる時間は、より小さな面積の網を単一のフレームの上で同様に取扱うのに必要な時間とほとんど変わらず、加熱接合工程ごとに結果として１つだけでなく２つの篩いが得られることが理解されるであろう。

好ましくは、任意の１層についての各クランプは、個々にかつ互いに独立してフレームから外側へ動くことができ、すなわち各々のクランプには別個の連結された張力生成機構があり、こうして網におけるどのような局所的な弛みもなくすことができる。

各々のフレーム辺につき、クランプについての各々のラインのすぐ前に粗打ちバーを位置付けることもあり、網は張力をかけられる際にその上を動き、こうして網の皺を除去する。

図３〜１３を参照すると、ここに例示する装置は支持フレームワーク１０を備え、このフレームワークは、その一端において、組立作業場所１４における篩いフレームの組立を可能にするための治具を形成する架台１２を支持し、他端では、接合作業場所１８を構成する加熱圧盤支持ユニット１６と一体化される。架台１２は、平行に隔てられたレール２２，２２Ａ上を走る車輪を有し、こうして架台は駆動装置２３（図１０を参照）により２つの作業場所の間を動くことができる。少なくとも１本のレールおよびこれに対応する車輪は、架台が確実に直線経路で動くように設計される。

駆動装置はプレート２９内の溝２７と係合するピン２５を含み、このうち後者は架台に固定されてこれから延びる（図１０を参照）。駆動装置２３はフェスト（登録商標）線形空気式駆動装置である。

可撓性の供給臍帯コード２４が電気エネルギーおよび空気エネルギーを架台に伝える。

篩い組立作業場所において、治具架台１２内に２つのフレーム２６（図３に１つのみ示す）が相並んで配される。図４は架台１２内に位置するフレーム２６のうち１つを示し、第２のフレーム２６のための空間がその側にある。装置の平面図（図１２）もまた、治具内に位置付けられた１つのフレームを示すものである。各々のフレーム２６には、特許明細書ＷＯ９５／２３６５５およびＷＯ９８／３７９８８に記載され、直線の格子をなし、
直交して交差し、ワイヤで強化されたガラス繊維強化ポリプロピレンのバーが含まれる。公知のように、フレームの周辺端縁および交差バーの上面は直立するリッジを伴って成形される。

２つのフレームを治具内に並んで位置付けた後、織られた濾過用漉き網を順にフレームの上に置き、各々の網の端縁を、治具により支えられる空気式クランプユニット２８内に挿入してこれにより把持し、それから次の網を載せる。空気式クランプユニットを図７でより詳細に示す。網の縦線材および横線材により長方形の開口部が規定され、網をフレームの上に置く際には、網内の長方形の開口部についてのより長い寸法を、各々のフレームについてのより長い端縁と平行にする。

各々のクランプは固定の上顎２８Ａおよび下顎２８Ｂを含み、このうち下顎は、その上方を向く表面上に、膨らませて使う気嚢２８Ｃを支え、その上に保護アルミニウム板２８Ｄが設けられる。アルミニウム板２８Ｄと、上顎の下側表面上にあるゴムストリップ２８Ｅとの間に網の端縁を挿入し、こうして気嚢２８Ｃを膨らませて網をアルミニウム板２８Ｄと上顎との間に締付け、ここでゴムストリップ２８Ｅは、網に張力をかけるときに生
じる滑りの危険性を減らす。使用の際には、漉き網の端縁を粗打ちバー３２上へ引いて、ゴムストリップとアルミニウム板との間で顎２８Ａ，２８Ｂ間に挿入する。次に気嚢を膨らませてゴムストリップとアルミニウム板との間で網を把持するが、これはこの後に網に加えられる張力に抵抗するのに十分な圧力で行なわれる。

図１４および図１４Ａで最もよく示されるように、各々のアルミニウム板２８Ｄの後部端縁は上方へ向けられ、後部端縁近くで上顎２８Ａの下部側面にある溝と係合する突出部（lip）１００を形成する。

網に張力をかけることを可能にするために、顎２８Ａ，２８Ｂはその後部で互いに結合されて単一の組立体を形成し、これは二重作用空気式シリンダ２８Ｇのピストン２８Ｆによって支えられる。二重作用空気式シリンダ２８Ｇおよびピストン２８Ｆは張力生成手段を構成し、各々のクランプユニットにつきこのような手段が１つずつ設けられる。シリンダ２８の前端に空気を供給すると、ピストンおよびこれに従い顎組立体は、治具から離れて後方へ動かされて、把持された網を治具の周辺において粗打ちバー３２（図６参照）の上にわたり張り渡す。空気をシリンダの後端に供給すると、顎組立体は前方へ、図１３Ａに示す治具近くの休止位置まで動く。これが遂行されるのは網がフレームに接合されて顎が解放された後であるが、これについては後で説明する。粗打ちバー３２は、張力をかけている間に漉き網に局所的な皺が寄ることを防ぐためのものである。

実施においては、後の説明から明らかとなるであろうように、漉き網の４端縁すべてを把持してからこれに張力をかけることが理解されるであろう。

クランプユニットのための空気力学系供給については後に図１４および図１４Ａを参照して説明する。

最大３つの網を重ねてフレームに固定できるように３層のクランプユニット２８を設ける。

３層のクランプユニット２８（たとえば図６，１３Ａ，１３Ｂに示すものなど）は架台の４辺すべてに設けられ、主制御パネル３０（図６および図１２を参照）が一隅に設けられ、３つの従属制御パネル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃがその他の隅に位置付けられ、こうして作業員が、架台の連続する辺に沿ってクランプおよび張力生成手段を個々に制御するには、そのまわりの１辺から次の辺へ動くだけでよい。

クランプユニットの顎でメッシュ漉き網の４端縁すべてを把持した後、上述のシリンダ・ピストン手段を用いてクランプユニットの顎を治具から外側へ空気式に駆動し、２つのフレーム上の網に張力をかける。各々の張力生成手段は、上述の二重作用空気式シリンダおよびピストンによって構成され、独立に動作して、治具架台の４端縁に沿って延びる粗打ちバー３２の上に網を張り渡し、こうして網に襞や皺が生じずに均一に張力がかかることを確実にする。

このプロセスを各々の網について繰返す。メッシュの粗い第１の網をクランプ２８の最下ラインの顎同士の間に位置付け、メッシュのより細かい網をクランプの次のラインに位置付け、別の細かいメッシュの網をクランプの第３のラインに位置付ける。これら２つの細かいメッシュの網のメッシュサイズは類似であるが同一ではない。

次に、図９および図１２に最もよく示されるように、架台全体を接合作業場所へ、ユニット１６上の加熱圧盤の下に動かすことができる。しかし接合前に、上方の篩い網と加熱圧盤との間の直接の接触を防ぐためにまず治具架台内の張力をかけた網の上に、耐熱性で
こびりつかない繊維たとえばＰＴＦＥガラス繊維を置く。所望であれば端縁をクランプユニットのラインで把持することができる。図５の示す治具１２は、この中に位置付けられた２つのフレーム２６と、部分的に切除して示す、フレーム上に張り渡された上方メッシュ漉き網２６Ａおよび下方メッシュ漉き網２６Ｂと、やはり部分的に切除して示す、これら網の上に置かれた解離繊維２６Ｃとを伴なっている。

接合作業場所において、水撃ポンプ３４が動作させるプラットホーム３１によって治具が上下させられる。プラットホーム３１は治具１２の下部側面と係合してこれを持上げ、こうして車輪３３，３５をレール２２，２２Ａから持上げる。篩いの上にある網は持上げられると圧盤３６と接触するが、これは或る電気加熱要素（図示せず）によって予熱されている。

加熱圧盤は、プラスチックフレームの側部フランジおよび間隙構造の上側端縁上のリッジを軟化し、張力をかけた網の縦横のワイヤを軟化した材料に対して押圧する。側部フランジおよび間隙構造にリッジを設けることにより、上述の公開された国際特許明細書ＷＯ９８／３７９８８に記載された接合プロセスを助ける。

接合後に篩い組立体を下方へ動かして組立作業場所へと戻す。

組立作業場所に戻って、ＰＴＦＥ解離繊維を剥がし、網に対する張力を解放し、篩い網を２フレーム間で切断し、各々のフレームを治具から除去し、漉き網の突き出た端縁を角研摩機（angle grinder）などを用いてフレームの端縁までトリミングする。こうして篩
いの製造が終了し、治具は次の２つの篩いを作製するための次の２つのフレームおよび網層をいつでも受けることができるようになっている。網を各々のフレームの端縁および間隙構造に接合することにより、網内の開口部を規定する縦線材および横線材の形状および長さと幅の比を維持するのを助ける。

さらに、図１４および図１４Ａはクランプユニットへの空気供給ラインを示す。顎２８Ａ，２８Ｂ内の気嚢２８Ｃを膨らますための空気は空気ライン４０から供給される。新たなメッシュ漉き網の端縁の挿入前に顎同士の間の空間を完全に開けるためには気嚢の完全な排気が必須である。これはライン４０に真空をかけることで遂行される。

二重作用シリンダ２８Ｇを動作させるための空気は空気ライン４２，４４から供給される。空気をライン４２から供給するとピストン２８Ｆおよびこれに従いクランプが治具から外側へ駆動され、顎同士の間に締付けられたメッシュ漉き網に張力がかかる。一連の動作の終りに、空気をライン４４から供給すると、クランプは駆動されて治具の方へ戻り、こうしてクランプは再び図１３Ａに示す位置、すなわち次の１対のフレームと接合するための次の篩い網をいつでも受けることができる位置に来る。

クランプおよび張力生成手段の空気力学系制御系統は図１５に示される。

圧力がかかった空気はオン／オフ弁４６を介して圧力調整弁４８およびこれに連結された圧力メータ４８Ａに供給され、さらにここからフィルタ・弁ユニット４９を通って圧力ライン５０に供給され、ここから空気は、空気力学系切換回路５２を介し、クランプおよび張力生成手段を動作させるように供給され得る。切換回路は治具の隅にある制御パネル上のボタンによって制御され、これらボタンは図面ではそれぞれＬ３，Ｌ２，Ｌ１，Ｐ１と標示される。クランプおよび張力生成手段のための各々のライン圧力は圧力調整器およびこれに連結されたメータ５４を用いて調整可能である。クランプを動作させるための典型的なライン圧力Ｐ１は５．５バールであり、典型的な張力生成用圧力は、張力生成手段の最上層で４．８バール（Ｌ３）、中間層で３．０バール（Ｌ２）および最下層で２．０バール（Ｌ１）であり得る。当然のことながら、特定の篩いの製造で載せるメッシュ漉き網は１つまたは２つのみのこともあり、この場合には、張力生成手段での使用されていない層についてのボタンのうちいくつかを動作させない。張力生成手段について挙げたライン圧力の例は、張力生成手段の３層すべてを用いた場合を仮定して与えたものである。空気力学系制御系統で採用される弁はすべてソレノイド弁である。

図１６および図１７はクランプユニットのための空気力学系の構成を示す。まず理解すべきことは、メッシュ漉き網を接合するフレームは２つの短辺Ａ，Ｂおよび２つの長辺Ｃ，Ｄを有する長方形であることである。２つのフレームはその短辺Ａ，Ｂが一直線上になるように治具内で位置付けられ、このため、両方のフレーム上に置かれる網について、整列している端縁の各々に沿って６個のクランプユニット（合計１２個）が必要である。フレームにおける各々の長辺に沿って治具の対向する端部において、クランプユニットが４個ずつ（合計８個）設けられる。

図１６は、治具の一方の辺に沿った６個のクランプユニットの構成を示す。この構成は他方の辺についても繰返される。

図１７は、治具の長い方の端部に沿った４個のクランプユニットについての構成を示す。図１７の構成は他端でも繰返される。これら両方の図に示す構成は、３層すべてのクランプユニットについてのものである。

図１６および図１７の両方において、切換弁５６は、ライン５８，６０を介してクランプ内の気嚢を膨らませては潰す動作を制御するためのものである。ライン６０を介して気嚢から大気中に換気をすると網が解放され、その端縁を取外すことができる。ライン６２を用いてライン６０に真空をかけると気嚢が潰れ、クランプ顎に新たな網を挿入することが容易となる。弁ユニット６４はライン６５，６６を通じての空気式シリンダ張力生成手段への空気の供給を制御し、張力をかける場合にはライン６５、張力をなくす場合にはライン６６を用いる。

図１８において、参照番号６８はヒューズ電力入力端子を示し、参照番号６９は油ポンプを駆動するためのモータへの電源を示す。上記オイルポンプは、接合作業場所において架台を上下に動かす水撃ポンプに、圧力をかけた水力学油を供給するためのものである。参照番号７０は光電式安全回路への電源を示す。上記回路は、架台が加熱圧盤の方へ持上げられている間に、接合作業場所への入口にわたる架台経路における光ビームが何らかの理由で中断された場合、水力学式駆動装置を停止または逆進させるために設けられる。参照番号７１は、装置の一連の動作手順のコンピュータ制御を可能にする電源を示す。参照番号７２は、空気力学系統で採用されるすべてのＡＣソレノイド弁の電源を示す。参照番号７４はすべてのＤＣソレノイド弁の電源を示し、参照番号７６は接合作業場所において圧盤を加熱するのに用いるヒータへの電源を示す。

最後に、図１９および図１９Ａはそれぞれ、治具の一隅にある主制御パネル３０、および、治具の他の隅のうち１つにある、二次的（または従属）制御パネル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃのうちの１つを示す。ボタンはその機能によって示してある。

主パネル３０および、二次的パネル３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃの各々は、それぞれ治具の第１、第２、第３および第４の辺に沿って、適当であれば網の３層すべてについて、締付けること、締付けをやめること、およびクランプ気嚢を排気することを可能にする。

さらに主制御パネル３０は、治具の４辺すべてに沿って張力をかけるおよび張力をなくすことを可能にし、これら４辺には、作業員が治具の装填を開始する第１の辺が含まれる
。したがって、作業員はまず治具の第１の辺に沿ってクランプ内に網の端縁を位置付けた後、主制御パネル３０を用いてこれらクランプを操作してこの端縁を締付け、それから治具のまわりを進んで第２、第３および第４の辺の順に網の端縁を締付ける。こうして作業員は再び主制御パネルへ戻ってきて、ここで適当な張力生成ボタンを押してすべての空気式シリンダ張力生成手段を同時に動作させ、１層についてのすべてのクランプを同時に外方へ動かし、こうしてこの層に関係する網に張力をかけることができる。

装填が終了し、架台が組立作業場所に戻ってくると、作業員はまず主制御パネル３０を用いて、すべての網層の張力生成空気式シリンダすべてを逆進させるように圧力をかけることができる。

あらゆる締付けの解放は、膨らませた気嚢すべてを大気中に排気することで可能であり、真空をすべての気嚢にかけることにより、気嚢を平らにして次の漉き網の端縁の挿入を助けることができる。

なお、張力をかける間、空気式張力生成手段のピストンには同じ空気圧を加え、空気式張力生成手段はすべてが厳密に等しく動かずに、各々が当該の網のすべての部分に予め決定および設定された程度まで張力をかけるのに必要な程度だけ動くこともある。

米国特許第５，９４４，１９７号に従って織られた、カレンダ加工の工程前の網の拡大部分図である。 米国特許第５，９４４，１９７号で提案された、カレンダ加工の工程後の網を例示する図である。この工程は、この発明により提案される篩いで用いられる網の作製時には省かれる。 この発明の篩いを作製するために、織られた漉き網が張り渡され接合されるワイヤ強化成形ＧＲＰフレームの斜視図である。 図３に示すものなどのフレームの上にわたり３層までの漉き網に張力をかけるための治具の一隅の斜視図である。 図４に類似の図であって、フレームの上にわたりメッシュの粗い網が置かれて張力がかけられ、その後同様に、メッシュの細かい網が第１の張力がかかった網の上に置かれている図である。各々の網は図１に示す種類のものである。 図４の治具の締付け・張力生成機構を拡大して示す端面図である。 図４の治具の正面図である。 治具を装着する架台を含む装置全体を示す側面図である。ここで治具を張力生成作業場所と接合作業場所との間で動かし、篩いの完成後にこれを取外すことができる。 治具を装着する架台を含む装置全体を示す側面図である。 治具を装着する架台を含む装置全体を示す側面図である。 治具を装着する架台を含む装置全体を示す側面図である。 治具を装着する架台を含む装置全体を示す側面図である。 締付け・張力生成手段であって、前進して網の端縁をいつでも受けることができるものを示す図である。 締付け・張力生成手段であって、その顎で把持された網に張力をかけるのを助けるように完全に引込められたものを示す図である。 網を把持し張力をかけるための手段の概略図である。 網を把持し張力をかけるための手段の概略図である。 網を把持し張力をかけるための制御系の概略図である。 網を把持し張力をかけるための制御系および手段の概略図である。 網を把持し張力をかけるための制御系および手段の概略図である。 網を把持し張力をかけるための制御系の概略図である。 主制御パネルの拡大図である。 その他の制御パネルの拡大図である。

Claims (19)

1. 粒状の材料を液体の材料から分離する振動機で使用される篩いの作製方法であって、
   （１） ４端縁すべてに沿ってフランジを有する剛性の長方形のフレームの上にわたって漉き網を置く工程を備え、
   前記漉き網は、所与の面積当り横ワイヤよりも大きい数の縦ワイヤを有し、こうしておよそ２．７〜２．８という幅に対する長さの比を各々が有する複数の長方形の開口を規定し、前記ワイヤの直径に対する長さの比はおよそ５．５〜５．７であり、前記方法は、
   （２） 前記４つのフランジにより規定された区域内に複数の同様のサイズの長方形の開口を規定する直交した剛性の間隙構造の配列を前記フランジの内側に設けることにより前記フレームを形成する工程と、
   （３） 前記漉き網内の長方形の開口についてのより長い寸法が前記長方形のフレームについてのより長い長さと平行になるように前記漉き網を配置する工程と、
   （４） 縦横両方の方向で前記漉き網に張力をかける工程と、
   （５） 張力をかけた前記漉き網をフランジに接合して前記漉き網を前記フレームに固定し、こうして前記４つのフランジを境界とする前記漉き網の区域内に前記張力を維持する工程と、
   （６） 前記漉き網を前記間隙構造に接合して前記間隙構造同士で漉き網内の縦横のワイヤの相対的な位置を維持する工程と、
   （７） 前記漉き網内に張力を生じさせる力を除去する工程とを備え、
   こうして、前記漉き網をカレンダ加工する工程なしに、織り合わされた縦横のワイヤにより規定される前記漉き網内の開口の前記長さと幅の比を維持し、前記接合することは、加熱により前記フランジおよび前記間隙構造の双方の主表面部を構成する熱可塑性材料を軟化させ、その後、軟化した前記熱可塑性材料への縦横のワイヤの埋込みによって実現されるか、または、前記フランジおよび前記間隙構造の双方に接着剤を塗布し、その後、前記接着剤によって前記フランジおよび前記間隙構造の双方に前記縦横のワイヤを固定することによって実現されることを特徴とする、方法。
2. 第１の漉き網の上に第２の漉き網が置かれ、前記第１の漉き網は前記フレームと接触し、前記第１の漉き網に与えられる張力は第２の漉き網における張力と異なる、請求項１に
   記載の方法。
3. 前記フレームに接触している前記第１の漉き網は、前記第２の漉き網よりも粗いメッシュを有する、請求項２に記載の方法。
4. まず１つの漉き網が上に置かれて接合され、それから追加の漉き網が上に置かれてフレームに接合される、請求項２または請求項３に記載の篩い作製方法。
5. フレームに接合されるべき前記漉き網および他の漉き網が順に前記フレームの上に置かれ把持されて張力がかけられ、張り渡された漉き網に張力が維持されている間に熱および圧力がかけられて、前記漉き網を、前記フレームの前記フランジおよび前記フレーム内の間隙構造に同時に接合し、前記張力を生じさせる力は前記接合が終了してから初めて除去され、こうして前記力が除去されたときに前記張力が前記漉き網の縦横のワイヤにとどまる、請求項１に記載の篩い作製方法。
6. 前記埋込みによって前記結合するために熱可塑性材料が採用され、この埋込みは、前記フランジおよび前記間隙構造の双方の主表面部を構成する前記熱可塑性材料を、少なくとも前記漉き網が埋込まれるべき前記主表面部において加熱し、その後前記熱可塑性材料を冷却させて前記漉き網を前記フレームに固定することによって達成される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の篩い作製方法。
7. 前記フレームとして金属フレームが採用され、前記金属フレームの上に前記漉き網を置く前に前記金属フレームが熱可塑性材料で被覆され、前記熱可塑性材料は加熱時に軟化してその中に前記漉き網を埋込み、冷却時に前記漉き網を前記熱可塑性樹脂に固定する、請求項１から請求項５のいずれかに記載の篩い作製方法。
8. 前記フレームは、熱可塑性材料から成形されて、予め組立てられたワイヤおよび／または棒の配列によって全体において強化され、前記篩いは、上に張り渡される前記漉き網と接触する前記熱可塑性材料の表面を加熱して前記漉き網が埋込まれる前記フレームの表面領域を軟化し、前記フレームが冷却したときに前記漉き網を前記フレームに固定することにより形成される、請求項１から請求項５のいずれかに記載の篩い作製方法。
9. 前記漉き網のすべてが類似の金属組成のワイヤから織られ、同じ張力が異なる前記漉き網に加えられる、請求項４に記載の方法に従って作製された篩い。
10. 前記漉き網は、異なる張力を生じさせる力を受けて、異なる漉き網において異なる張力を確立する、請求項４に記載の方法に従って作製された篩い。
11. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の方法に従って作製された、振動機で使用される篩いであって、剛性の長方形のフレームを備え、前記フレームには、前記漉き網が接合される４端縁すべてに沿ってフランジが設けられ、前記漉き網の縦横のワイヤにより規定される長方形の開口部についてのより長い寸法は、前記フレームについてのより長い寸法と平行にされ、前記フレームは、前記４つのフランジ内において、複数の同様のサイズの長方形の開口部を規定する直交した剛性の間隙構造の配列を含み、前記漉き網は、縦横のワイヤにより規定される前記漉き網内の開口部の長さと幅の比を維持することを目的として前記間隙構造に接合され、前記漉き網の縦横のワイヤは、前記フランジおよび前記間隙構造に接合される前に張力がかけられる、篩い。
12. 第１の漉き網が前記フレームに接合される前に、少なくとも１つのさらなる織られた漉き網が前記第１の漉き網の上に置かれ、前記第１の漉き網と前記少なくとも１つのさらな
    る織られた漉き網とは、両方とも張力をかけられてから、前記フランジおよび前記間隙構造の双方の主表面部を構成する熱可塑性材料に同時に埋め込まれるか、または、前記フランジおよび前記隙間構造の双方の主表面部に接着剤によって同時に結合される、請求項１１に記載の篩い。
13. 前記第１の漉き網には、その上に重なる漉き網と異なる張力が存在する、請求項１２に記載の篩い。
14. ２つの漉き網があり、前記フレームと接触する第１の漉き網のメッシュはその上に重なる漉き網のメッシュよりも粗い、請求項１２または請求項１３に記載の篩い。
15. ３つの漉き網があり、前記フレームと接触する第１の漉き網のメッシュはその上に重なるその他２つの漉き網のメッシュよりも粗く、２つの重なる漉き網のメッシュは、メッシュの粗い第１の漉き網のメッシュよりも細かい、請求項１２または請求項１３に記載の篩い。
16. 粒状の材料を液体の材料から分離する振動機で使用される篩いであって、
    ａ） 剛性の長方形のフレームの一部として４つの端縁すべてに沿って設けられたフランジと、
    ｂ） 剛性の長方形のフレームの一部として、前記フランジの内側に装着され、複数の同様のサイズの長方形の開口部を規定する、直交した剛性の間隙構造の配列と、
    ｃ） 漉き網とを備え、前記漉き網は、所与の面積当り横ワイヤよりも大きい数の縦ワイヤを有することで複数の長方形の開口を規定し、各々の開口はおよそ２．７〜２．８という幅に対する長さの比を有し、前記ワイヤの直径に対する長さの比はおよそ５．５〜５．７であり、
    ｄ） 前記漉き網は前記フレームにわたって張り渡されて縦横両方の方向で張力がかけられ、前記漉き網が上に張り渡される前記フランジおよび前記間隙構造の双方の主表面部に接合され、
    ｅ） こうして、前記ワイヤにおける張力、および、前記漉き網の縦横のワイヤにより規定される前記開口の長さと幅の比が、前記漉き網をカレンダ加工することなく維持され、
    ｆ） 前記接合は、加熱により前記フランジおよび前記間隙構造の双方の主表面部を構成する熱可塑性材料を軟化させ、その後、軟化した前記熱可塑性材料に縦横のワイヤを埋込むことによって実現されるか、または、前記フランジおよび前記間隙構造の双方に接着剤を塗布し、その後、前記接着剤によって前記フランジおよび前記間隙構造の双方に前記縦横のワイヤを固定することによって実現される、篩い。
17. 各々が上記のようにされた少なくとも２つの漉き網が、前記フレームの上に張り渡されて前記フレーム内の前記フランジおよび前記間隙構造に接合されて多層漉き網層篩いを形成する、請求項１６に記載の篩い。
18. 前記漉き網のうち一方についてのメッシュサイズが他方についてのメッシュサイズと異なる、請求項１７に記載の篩い。
19. メッシュサイズのより小さい漉き網がメッシュのより粗い漉き網の上に重なり、両方の漉き網は張力をかけられて前記フレームおよび間隙構造に接合される、請求項１８に記載の篩い。

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