JP4939590B2 - Vertical decanter centrifuge - Google Patents
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Description
本発明は、立型デカンタ式遠心分離機に関する。 The present invention relates to a vertical decanter centrifuge.
従来、例えば、顔料微粉液から顔料粉を回収する場合や、塩化ポリマー液から塩化ポリマーを回収する場合、また、酸化チタン液から酸化チタンを回収する場合等では、固液分離が容易な、遠心力を利用した立型デカンタ式遠心分離機が使用されている。
図3は従来の立型デカンタ式遠心分離機20を示す縦断面図、図4はその右側面図である。図3に示すように、立型デカンタ式遠心分離機20は、テーパ部11aと、このテーパ部11aの大径端側に連なる円筒部11bとからなる回転ボウル11と、この回転ボウル11内に同軸に設けられ、回転ボウル11とは若干の差速をもって回転するスクリューコンベア12と、前記回転ボウル11の円筒部11bの上部端板11cの中心部に突出する挿管孔11dから挿入され、原液スラリーを回転ボウル11内の所定位置に供給する原液スラリー供給管15と、この原液スラリー供給管15の下部に連接して設けられ、回転ボウル11内に供給された原液スラリーを回転ボウル11の内壁に均一に分配する分流部材16の分流リブ板16bと、前記回転ボウル11を高速回転させる主電動機17と、前記主電動機17の回転数と若干の差速を持たせてスクリューコンベア12を回転ボウル11と同方向に回転させるための差速電動機19および差速装置18と、から主要部が構成されている(例えば、特許文献1参照)。
差速装置18は比重差により分離された固形分をスクリューコンベア12の回転(差速による位相差)により下側に搬送して外部に排出する。
図4に示すように、架台1は、前記主要構成機器や配管類を配設または固定するための基盤である。この架台1は、立型デカンタ式遠心分離機20の本体の振動が工場の床面(基礎)に伝わりにくい構造になっている。
Conventionally, for example, when collecting pigment powder from a pigment fine powder liquid, when collecting a chlorinated polymer from a chlorinated polymer liquid, or when recovering a titanium oxide from a titanium oxide liquid, a solid-liquid separation is easy. Vertical decanter centrifuges using force are used.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a conventional vertical decanter centrifuge 20, and FIG. 4 is a right side view thereof. As shown in FIG. 3, the vertical decanter centrifuge 20 includes a
The
As shown in FIG. 4, the
しかしながら、従来の立型デカンタ式遠心分離機20は、硬い金属粒などを含む原液スラリーを分離する場合、硬い金属粒がスクリュー羽根12bに衝突するため、スクリュー羽根12bの外縁部が早期に摩耗する。このスクリュー羽根部12bの摩耗は、性能の低下や異常振動の原因になる。このため、その摩耗対策として一般的には硬度の高い金属、例えば、タングステンカーバイトやセラミックスなどを溶着や溶射して摩耗対策を施している。しかしながら、極めて硬度が高い金属の微粉を含む原液スラリー、例えば、アルミナ、シリコンカーバイトなどを処理する従来の立型デカンタ式遠心分離機20では、スクリュー羽根12bの硬度アップだけでは対処できないという問題があった。
However, in the conventional vertical decanter centrifuge 20, when separating the stock solution slurry containing hard metal particles and the like, the hard metal particles collide with the
図5は従来の立型デカンタ式遠心分離機20の分流部材16と、スクリューコンベア12の拡大断面図であり、(a)は停止状態を示し、(b)は稼動状態の原液スラリーの流れを示す断面図、(c)はスクリュー羽根12bの外縁部を示す拡大図である。
図5(a)に示すように、従来の立型デカンタ式遠心分離機20は、原液スラリー供給管15の真下には、分流部材16との間に空間部のホール16hを設け、そのホール16hの回りには、原液スラリーを等分配して分流するための分流リブ板16bが6枚、放射線状に配置されている。分流リブ板16bの厚みは例えば20〜30mmである。
ホール16hの下面の中央には小高い凸部16aが形成されている。また、スクリュー軸12aの回りに螺旋状に形成されたスクリュー羽根12bの上面は、なめらかなフラット状になっている。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the
As shown in FIG. 5 (a), the conventional vertical decanter centrifuge 20 is provided with a
A small and
図5(b)に示すように、原液スラリー供給管15から硬い金属粒などを含む原液スラリーが真下の分流部材16に流下すると、原液スラリーは分流部材16の中央に形成された小高い凸部16aの傾斜面に沿って外周方向へすべり落ち、流れが垂直方向から水平方向へ直角に変換される。そして、放射状に配置された6枚の分流リブ板16によって分流され、分流部材16の回りに配置されたスクリュー羽根12bに流れ込み、質量のある固形物は遠心力の働きによって下方へ、固形物以外の分離液は上方へ流れて回収される。このとき、スクリュー羽根12bの上面に流れ込んだ原液スラリーの硬い金属粒は、スクリュー羽根12bに衝突するように流れ込むことになる。
As shown in FIG. 5 (b), when the stock solution slurry containing hard metal particles flows from the stock solution slurry
図5の(c)に示すように、原液スラリーがスクリュー羽根12bに連続して流れ込む従来の立型デカンタ式遠心分離機20では、スクリュー羽根12bの外縁部を早期に摩耗させる。この摩耗した隙間にまた硬い金属粒が入り込み、局部的にではあるがさらに摩耗に拡大させて溝部12cを形成するという問題があった。
As shown in FIG. 5C, in the conventional vertical decanter centrifuge 20 in which the stock slurry continuously flows into the
そこで、本願発明は、硬い金属粒などを含む原液スラリーであっても、スクリュー羽根の摩耗を軽減した立型デカンタ式遠心分離機を提供することを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vertical decanter centrifuge that reduces the wear of screw blades even in a stock solution slurry containing hard metal particles.
請求項1に記載された立型デカンタ式遠心分離機の発明は、立設した円筒状の回転ボウルと、前記回転ボウル内に同軸に設けられたスクリューコンベアと、前記回転ボウル内に原液スラリーを供給する原液スラリー供給管と、前記原液スラリー供給管の下端部に設けられ、前記原液スラリーを回転ボウルの内壁に分配するために放射状に設けられた複数枚の分流リブ板を設け、原液スラリーの流れを軸方向から半径方向に変え、回転ボウルの内壁側に原液スラリーを供給する分流部材と、を備えた立型デカンタ式遠心分離機において
、前記原液スラリーの流れを一旦中央に集め、放射状に上方へ持ち上げて分流させる前記分流部材に形成された凹状の窪みと、前記スクリューコンベアに形成したスクリュー羽根の上面に、螺旋状でスクリュー軸の軸心側が低い傾斜面を有する案内部と、前記案内部の外縁部に形成した段差部と、を備え、前記スクリュー羽根の幅と前記案内部の幅との比率は10:7〜10:9とし、前記段差部と前記スクリュー羽根の外縁部までの間に、前記段差部により前記スクリュー羽根の上面にスペースが形成されたことを特徴とする。
なお、本発明において、前記案内部とは従来のスクリュー羽根の上面に、断面視で三角形状の凸部を分離可能に、又は、一体的に設け、その三角形状の斜辺部が傾斜面となるように形成されたものをいう。
Has been the invention of Vertical decanter centrifuge is defined in
In the present invention, the guide portion is provided on the upper surface of a conventional screw blade so that a triangular convex portion can be separated or integrated in a sectional view, and the triangular hypotenuse portion becomes an inclined surface. The one formed as follows.
請求項1に係る発明によれば、スクリューコンベアのスクリュー羽根は、上面に、軸心側に傾斜した傾斜面を有する案内部が設けられたことにより、原液スラリーの流れの軌道を変え、流れを分散させたことにより、局部的に発生していた溝状の摩耗を軽減させる立型デカンタ式遠心分離機を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, the screw blade of the screw conveyor is provided with a guide portion having an inclined surface inclined toward the axial center on the upper surface, thereby changing the flow path of the raw slurry and changing the flow. By dispersing, it is possible to provide a vertical decanter centrifuge that reduces the groove-like wear that has occurred locally.
また、請求項1に係る発明によれば、原液スラリーを分配する分流部材の下面に、凹状の窪みが形成されたことにより、凹状の窪みによって原液スラリー流の軌道を変え、流れを分散するのに都合がよく、原液スラリーの流れがその後、軸心側に傾斜した螺旋状の傾斜面を有する案内部の上方に持ち上げられて飛散され、原液スラリーの流れの軌道を変えたことで、原液スラリーの流れを摩耗部のスクリュー羽根の外縁部から離間したことにより、局部的に発生していた溝状の摩耗を軽減させることができる。
Further, the invention according to
本発明に係る立型デカンタ式遠心分離機の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1に示すように、本実施形態に係る立型デカンタ式遠心分離機10は、前記したように、下部に形成されたテーパ部11aと、このテーパ部11aの大径端側に連なる円筒部11bとから構成されている回転ボウル11と、この回転ボウル11と同軸に設けられ、前記回転ボウル11に対して若干の差速をもって回転するスクリューコンベア2と、前記回転ボウル11の円筒部11bの上部端板11cの中心部に設けられ、原液スラリーを回転ボウル11内の所定位置に供給する原液スラリー供給管15と、この原液スラリー供給管15の下部に連接して設けられ、回転ボウル11内に供給された原液スラリーを回転ボウル11の内壁に均一に分配する分流部材6の分流リブ板6bと、前記回転ボウル11を高速回転させる主電動機17と、前記主電動機17の回転数と若干の差速を持たせてスクリューコンベア2を回転ボウル11と同方向に回転させるための差速電動機19および差速装置18とから主要部が構成されている。
An embodiment of a vertical decanter centrifuge according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, as described above, the vertical decanter centrifuge 10 according to this embodiment includes a
前記回転ボウル11は、下部に形成されたテーパ部11aと、このテーパ部11aの上部と連接する円筒部11bとを一体化して形成されている。テーパ部11aの下端開口部には、固形物排出口13が設けられている。流動体の固形物は遠心効果の働きによって、円筒部11bの内壁側に沈降し、スクリューコンベア2のスクリュー羽根2bにより下方に移動し、固形物排出口13から外部に排出される。
The rotating
前記原液スラリー供給管15は、上部にフランジが形成された円筒管である。また、原液スラリーの供給方法は、前記原液スラリー供給管15を通して図示しないポンプで回転ボウル11内に供給するのが望ましいが、原液スラリーをヘッドタンクから重力を利用して前記原液スラリー供給管15を通して回転ボウル11内に供給しても良い。
The stock solution
なお、前記した図3に示す従来の立型デカンタ式遠心分離機20の説明と重複する説明は省略し、その相違点を中心に詳細に説明する。
図3と図1との対比では、図3の従来のスクリューコンベア12のスクリュー羽根12bと、図1の本実施形態のスクリューコンベア2のスクリュー羽根2bとは、断面形状が大きく相違している。また、従来と本実施形態とは、分流部材16の下面と分流部材6の下面の断面形状が相違している。
In addition, the description which overlaps with description of the conventional vertical decanter-type centrifuge 20 shown in FIG. 3 mentioned above is abbreviate | omitted, and demonstrates in detail focusing on the difference.
In comparison between FIG. 3 and FIG. 1, the cross-sectional shape of the
ホール6hは、原液スラリー供給管15の下端部に位置する分流部材6の中央に形成された空間である。
分流リブ板6b,6b…は、このホール6hの回りに放射状に設けた、例えば6枚の板からなり、原液スラリーを均等に分流するリブ状の板である。
分流部材6は、中空円筒状のスクリューコンベア2内に配置される原液スラリー供給管15からの流れを誘導するものとして原液スラリー供給管15の下端部に連接して設けられている。
また、図1に示す上部端板11cには分離液溢流口11eの穴が、例えば6個〜8個設けられている。この穴の分離液溢流口11eを堰板7が三日月状に塞ぎボルトにより固定されている。その結果、遠心力とこの堰板7により原液が堰き止められて、回転ボウル11の内壁面に沿って図1に示すように液面8が形成される。
このように分流リブ板6b,6b…を設けることにより、原液スラリーの流れを軸方向から半径方向に変え、回転ボウル11の内壁側に確実に原液スラリーを供給することができるので、回転ボウル11中で堰板7による液面8が形成され、原液スラリー中の固形物を分離するのに必要な滞留時間を確保することができるようになっている。
The
The
The
Further, the
By providing the flow dividing
また、図2の(a)に示すように、前記分流部材6の下面の形状は、略ボール状に中央に窪み6aを設けている。この窪み6aにより、原液スラリーの流れを一旦中央に集め、凹状の窪み6aから放射状に上方へ持ち上げて分流させ、分流した流れは、後記するスクリューコンベア2のスクリュー羽根2bの上面に、螺旋状の傾斜面を設けた案内部2cによって流れの軌道を変え、スクリュー羽根2bの外縁部から上方に離間して回転ボウル11の内壁面に衝突させて流れを分散させる。つまり、図1に示すように、液面8が遠心力と堰板7により原液が堰き止められて滞留している原液へ、この流れを衝突させ、流れを分散させる。
Moreover, as shown to (a) of FIG. 2, the shape of the lower surface of the said
スクリューコンベア2は、円筒状のスクリュー軸2aと、スクリュー軸2aに螺旋状に巻きついて、例えば溶接により一体になったスクリュー羽根2bと、このスクリュー羽根2bの上面に一体に設けられ、軸心側に傾斜した傾斜面を有する案内部2cとから形成されている。
なお、前記傾斜面が形成された案内部2cは、原液スラリーの放射状に分流される吐出口を覆い、前記局部的な摩耗を軽減できる所定領域の範囲に設ければよい。
The
In addition, the
図2の(b)に示すように、スクリュー羽根2bの案内部2cの前記傾斜面の傾斜角θは、例えば、10度が好適であるが、5〜15度の範囲であればよい。さらに、スクリュー羽根2bの幅bと案内部2cの幅cの比率は、10:7が好適であるが、10:8、10:9、これ以外の比率であっても構わない。この比率で三角形の突起形状を形成し、外縁部の近傍に段差部2dを形成している。スクリュー羽根2bの外縁部の厚みtは、従来のスクリュー羽根12bの厚みと同じであるが、段差部2dを設けたところの厚みは約2倍の厚みになるように傾斜角θの傾斜面を設けている。
As shown in FIG. 2B, the inclination angle θ of the inclined surface of the
<硬い金属粉を含む原液スラリーの流れ>
図1に示すように、主電動機17が駆動すると、ベルト11hとプーリ11fを介して高速軸3が回転する。高速軸3が回転すると、回転ボウル11が高速回転する。また、差速電動機19が駆動すると、ベルト12hとプーリ12fを介して低速軸4が回転し、スクリューコンベア軸2を同一方向へ低速回転させる。
そこで、原液スラリー供給管15から原液スラリーが供給されると、図2の(c)に示すように、分流部材6の中央の窪み6aにより原液スラリーの流れは一旦中央の凹状の窪み6aの底に落ち込み、その凹状の窪み6aから上方へ原液スラリーの流れが持ち上がり、均等に放射状に分流される。分流された流れは、放射状の吐出口から吐出され、さらにスクリューコンベア2の上面に軸心側に傾斜した傾斜面の案内部2cへとガイドされて上方に分流された結果、スクリュー羽根2bの外縁部から離間し、原液スラリーは回転ボウル11の内壁面に滞留している液面8の原液に向かって上方へ離して衝突させられ、流れを分散させる。
<Flow of stock slurry containing hard metal powder>
As shown in FIG. 1, when the
Therefore, when the stock solution slurry is supplied from the stock solution
図2の(d)はスクリュー羽根2bの外縁部を示す拡大図である。本発明は、従来のスクリュー羽根12bの外縁部に集中する原液スラリーの流れの軌道を変え、スクリュー羽根2bの外縁部から上方へ離して分散させることに成功した。
長時間運転によるテストの結果、これまで局部的に発生していた溝状の摩耗の発生は、ない。つまり、摩耗の進行を遅くらせ、軽減することに効果があることが判った。この結果、本発明は、従来の摩耗対策のように硬度の高い金属をスクリュー羽根に溶着や溶射させるだけでは解決しなかったスクリュー羽根の外縁部の局部的な溝状摩耗を軽減する立型デカンタ式遠心分離機を提供することができる。
FIG. 2D is an enlarged view showing an outer edge portion of the
As a result of the test by long-time operation, there is no occurrence of groove-like wear that has been locally generated until now. That is, it has been found that it is effective in slowing and reducing the progress of wear. As a result, the present invention is a vertical decanter that reduces local groove-like wear at the outer edge of the screw blade, which cannot be solved by simply welding or spraying a hard metal to the screw blade as in the conventional anti-wear measures. A centrifugal separator can be provided.
次に、前記構成からなる立型デカンタ式遠心分離機10の動作について説明する。
電動機17の起動ボタンが押されると、回転ボウル11が高速(例えば2000〜4000min−1)で回転する。そして、差速電動機19の起動ボタンが押されると、主電動機17の回転数に対して差速電動機19の回転速度が決定され、主電動機17の回転数よりも低速の回転数でスクリューコンベア2が回転する。
前記回転ボウル11の内部の所定の位置に、原液スラリー供給管15と分流部材6を介し、原液スラリーが供給される。分流部材6から回転ボウル11の円筒部11bに供給された原液スラリー中の固形物は、遠心力を受けて円筒部11bの内壁側に沈降する。沈降した固形物は、スクリューコンベア12のスクリュー羽根12bによりテーパ部11a側に掻き揚げられ固形物排出口13に搬送されるまでの間に重力の作用により脱液される。そして、その脱液された固形物は、固形物排出口13から固形物として外部に排出される。
一方、前記回転ボウル11内で分離された分離液は、円筒部11bの上部端板11cに設けた分離液溢流口11eを通り、堰板7を溢流して分離液排出口14から分離液として外部に排出される。
Next, the operation of the vertical decanter centrifuge 10 having the above configuration will be described.
When the start button of the
The stock solution slurry is supplied to a predetermined position inside the rotating
On the other hand, the separated liquid separated in the
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態に限定されることなく、適宜変更して実施することができる。ここでは、スクリュー羽根2bに案内部2cを取り付け、取り外しが可能なセグメント方式として説明したが、スクリュー羽根2bと案内部2cとは一体成形としても構わない。
また、凹状の窪み6aが形成された別部品を製作し、分流部材6の下面に取り付けても構わない。
さらに、従来の摩耗対策と合わせて実施してもよい。従来の摩耗対策と合わせて実施することにより、飛躍的な寿命の延長が期待できる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it can change suitably and can implement without being limited to this embodiment. Here, the
Further, another part in which the
Furthermore, it may be carried out together with the conventional wear countermeasures. When implemented in conjunction with conventional wear countermeasures, a dramatic increase in service life can be expected.
1 架台
2 スクリューコンベア
2a スクリュー軸
2b スクリュー羽根
2c 案内部
2d 段差部
3 高速軸
4 低速軸
6 分流部材
6a 窪み
6b 分流リブ板
6h ホール
7 堰板
8 液面
10 立型デカンタ式遠心分離機
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記回転ボウル内に同軸に設けられたスクリューコンベアと、
前記回転ボウル内に原液スラリーを供給する原液スラリー供給管と、
前記原液スラリー供給管の下端部に設けられ、前記原液スラリーを回転ボウルの内壁に分配するために放射状に設けられた複数枚の分流リブ板を設け、原液スラリーの流れを軸方向から半径方向に変え、回転ボウルの内壁側に原液スラリーを供給する分流部材と、
を備えた立型デカンタ式遠心分離機において、
前記原液スラリーの流れを一旦中央に集め、放射状に上方へ持ち上げて分流させる前記分流部材に形成された凹状の窪みと、
前記スクリューコンベアに形成したスクリュー羽根の上面に、螺旋状でスクリュー軸の軸心側が低い傾斜面を有する案内部と、
前記案内部の外縁部に形成した段差部と、
を備え、
前記スクリュー羽根の幅と前記案内部の幅との比率は10:7〜10:9とし、前記段差部と前記スクリュー羽根の外縁部までの間に、前記段差部により前記スクリュー羽根の上面にスペースが形成されたことを特徴とする立型デカンタ式遠心分離機。 A cylindrical rotating bowl erected,
And screw conveyors provided coaxially within the rotary bowl,
A stock slurry supply pipe for feeding stock solution slurry into the rotating bowl;
A plurality of diverting rib plates are provided at the lower end of the stock solution slurry supply pipe and radially provided to distribute the stock solution slurry to the inner wall of the rotating bowl, and the flow of the stock solution slurry is changed from the axial direction to the radial direction. Changing, a flow dividing member for supplying the raw solution slurry to the inner wall side of the rotating bowl ,
Oite the Vertical decanter type centrifugal separator having a
The stock solution flow of the slurry once collected in the center, radially concave formed in the dividing member diverting lifted upward Mito Kubo,
The upper surface of the screw blade roots formed in the screw conveyors, a guide portion having an axis center side is lower inclined surface of the screw shaft in a spiral shape,
A stepped portion formed at the outer edge of the guide portion ;
With
The ratio between the width of the screw blade and the width of the guide portion is 10: 7 to 10: 9, and a space is formed on the upper surface of the screw blade by the step portion between the step portion and the outer edge portion of the screw blade. Vertical decanter type centrifugal separator, characterized in that but formed.
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