JP5585891B2 - フィルタープレスにおけるろ布収縮検知装置 - Google Patents

Description

この発明は、上水汚泥、下水汚泥、または、産業排水汚泥等を処理するろ布走行型フィルタープレスに関し、特に、ろ布の収縮を検出するフィルタープレスにおけるろ布収縮検知装置に関する。

従来、大容量の汚泥を処理するフィルタープレスは、ろ過サイクル時間を短縮するために、ろ板間に吊設するろ布を走行させてケーキの排出時間を短縮している。このろ布は、乾いている時と濡れている時、また、新しい時と目詰まりした時では大きく伸縮する。特に、目詰まりした時は、その収縮量が３％以上にもなり、例えば、２ｍのろ布の場合には６０ｍｍ以上の収縮量を生じる。ろ布は上端部と下端部の芯板をチェーンで連結してろ板を周回させているので、ろ布が収縮するとチェーンを掛け回している上部のスプロケットと、ろ布を掛け回している下部のリターンロールに大きな張力がかかる。このように張力が大きくなると、ろ布支持用の芯金が曲がる、ろ布を走行させる駆動装置の負荷が増大する等の問題が発生する。
ろ布の伸縮を調整するろ布の昇降自在な吊設装置としては、例えば、ろ布の上縁部を止着した駆動帯に螺子杆を設けたクランプを接続し、ろ布の下端部をクランプの保持部に係合させて、螺子杆に螺合したナットでろ布の伸縮を調整するろ布の吊設装置を、特許文献１において本出願人が提案している。
そして、ろ布の収縮に対するろ布張り調整装置としては、例えば、ろ板の下部に垂下したブラケットの長穴にろ布の下端部を掛け回した案内ロールを挿通支持させて、案内ロールの位置をスプリングで上下させるろ布の吊設装置が、特許文献２に開示している。

実公平８―９６３号公報 実公昭６２−３６４８９号公報

上記従来のろ布の吊設装置は、ろ布に駆動チェーン等の走行帯をエンドレス状に連結し、上部のスプロケットと下部のリターンロールの間を昇降自在にろ布を吊設している。特許文献１のろ布の吊設装置は、定期的に交換が必要な消耗品のろ布の装着と取り外しが、短時間で容易に行えるものであるが、ろ布の収縮量はその都度計測する必要があり手間がかかる。

特許文献２に開示のろ布の吊設装置は、ろ布に巻き掛けた案内ロールをスプリングで押圧することで、ろ布の収縮に対する走行負荷を自動的に調整が可能となるが、ろ布の収縮量が増大するとスプリングの圧縮量が大きくなり、ろ布の張力が増加する。その為に走行負荷も高くなり、ろ布張力の調整が必要となる。
この発明は、ろ布の収縮を検知し、容易にろ布の張力を調整できるフィルタープレスにおけるろ布収縮検知装置を提供する。

この発明に係るフィルタープレスにおけるろ布収縮検知装置は、開閉自在に並列したろ板間に一対のろ布を配設し、駆動装置に連結したスプロケットに巻き掛けた駆動チェーンの一端にろ布の上端部を接続し、ろ布の下端部を駆動チェーンの他端に接続して、ろ布を昇降自在としたフィルタープレスにおいて、駆動装置の駆動負荷を検出する計測装置を設け、予めろ布の収縮量と駆動負荷の相関式を算出して基準負荷を定め、駆動負荷と基準負荷とを比較する判別部と、駆動負荷が基準負荷以上の時に警報を発令する発令部とで構成した制御装置を有するもので、フィルタープレスの性能や機能に影響が出る前に、駆動負荷によりろ布の収縮を検知して対処することができる。また、前記駆動装置の駆動負荷を計測し、駆動負荷が基準負荷以上の時に警報を発令するもので、維持管理を行う作業員が定期的にろ布収縮量を計測する必要がない。

計測装置を、駆動負荷を駆動装置の電流値で検出する電流検出器としても、駆動装置の出力トルクで検出するトルク検出器としても、あるいは駆動装置の電力値で検出する電力検出器としてもよくろ布昇降時の駆動負荷を高精度に検知できるものである。また、駆動チェーンの下端部に、駆動チェーンの張力を調整する調整装置を有するので、駆動チェーンの張り調整を容易に行うことができる。

この発明のフィルタープレスにおけるろ布収縮検知装置は上記のように構成してあり、フィルタープレスの運転に支障が出る前に、ろ布の収縮を自動的に検知できるので、定期的に作業員がろ布収縮量を計測する必要がない。具体的には、ろ布昇降時の駆動負荷を計測するものであり、既設のフィルタープレスにも適用できる。予めろ布の収縮量と移動時間との相関データを求めておけば、ろ布の駆動負荷からろ布収縮量（目詰まり度）を推測でき、限界収縮量となる時期も予測できる。

この発明に係るフィルタープレスの閉板時の概略側面図である。 同じく、ろ板の正面図である。 同じく、ろ板間に吊設したろ布の斜視図である。 同じく、フィルタープレスのろ布駆動装置の要部平面図である。 同じく、ろ過室の縦断面図である。 同じく、ろ布の駆動装置の概略図である。 同じく、調整装置の要部拡大図である。 同じく、ろ布収縮の警報を発令するフローチャートである。

この発明に係るフィルタープレスにおけるろ布収縮検知装置を図面に基づき詳述すると、図１はろ布収縮検知装置を有するフィルタープレスの概略側面図である。フィルタープレスは、フロントフレーム１とリアーフレーム２に橋架したサイドレール３上に、摺動自在に載置した状態で前後方向に移動し得るようにした複数のろ板４と、これらのろ板４のろ過床面４ａを覆うように吊設されたろ布５とでろ過室６を形成している。

複数のろ板４・・・列の上方に、このろ板４・・・列に沿ってスライドシャフト７を設けてあり、スライドシャフト７には、ろ布５を吊設するベベルギアスライド８を軸方向に摺動自在に嵌入している。
リアーフレーム２には締付シリンダー９を支架し、締付シリンダー９を伸長させてムーバブルヘッド１０をフロントフレーム１方向に押圧することによりろ板４を閉板し、閉板したろ板４，４間のろ過室６に原液を供給すれば、ろ液はろ布５を通過して外部に排出される。ろ布５で捕捉された固形物はケーキ層を形成しながら脱水される。

脱水終了後、締付シリンダー９を収縮してろ板４を開板する。連結リンク１１によって決められた所定の間隔で、各ろ板４を一斉に開板することができる。そして、ろ布５の駆動装置１２を作動させて、ろ布５を下降走行させながら脱水ケーキを排出するようにしている。なお、並列するろ板４は、ろ板とダイアフラム板を交互に並列してもよいものである。

図２はろ板間に吊設したろ布の吊設装置の正面図であって、ろ布５の吊設装置１３は、ろ板４の上部に配設された上部吊設装置１３ａと、下部に配設された下部吊設装置１３ｂとからなる。 上部吊設装置１３ａは、ろ板４の両肩部に立設された一対の上部ブラケット１４，１５と、これらに支架されたろ布駆動軸１６と、ろ布駆動軸１６の一端に連結され一方の上部ブラケット１４に支架されたスライドギアハウジング１７と、ろ布駆動軸１６の両端部に嵌着された一対のスプロケット１８とを備える。 上部ブラケット１４は、ろ板４の一方の肩部に止着されており、この上部ブラケット１４の上端に、スライドギアハウジング１７が支持されている。一方、下部吊設装置１３ｂは、ろ板４の両側下端部に垂下した一対の下部ブラケット１９，１９と、これらに支架された２本のリターンロール２０及びノズルを有する洗浄管２１とを備える。

図３はろ板間に吊設したろ布の斜視図であって、一対の長方形のろ布５，５は、互いの上端部を合着した上で折り返して縫合した筒状の上端縁２２ａと、各々の下端部を折り返して縫合した一対の筒状の下端縁２３ａとを有する。上端縁２２ａ及び下端縁２３ａには、ろ布５の幅より長い上部ろ布芯金２２及び下部ろ布芯金２３がそれぞれ挿通されて止め付けられている。上部ろ布芯金２２の両端部には、タイトナーボルトを端部に有する駆動チェーン２７がそれぞれ連結されている。一対のろ布５の上方中央部には原液の給液板２５が挟持されている。給液板２５には、前面から後面に貫通する原液通路２６と、この原液通路２６の下側内周面から給液板２５の下端に貫通する給液路２６ａとが設けられている。

図４はフィルタープレスのろ布駆動装置の要部平面図であって、リアーフレーム２に正逆転可能な駆動装置１２が載置してあり、左右に延設した駆動装置１２の駆動軸３９，３９がベアリングユニット４０，４０に支架されて、リアーフレーム２の両端部の架台４１，４１に配設した変換ギア３２，３２に連結している。並列したろ板４・・・の両肩部に沿って配設したスライドシャフト７，７がリアーフレーム２の変換ギア３２に連結されて、他端がフロントフレーム１の架台４２に配設したベアリングユニット４３に軸支している。
駆動装置１２を駆動して、スライドシャフト７を正逆転させる。
駆動装置１２には電流検出器４５を設け、電流検出器４５で駆動装置１２の駆動電流を検出している。なお、駆動装置１２の電力を検出する電力検出器４７を設けてもよい。また、駆動装置１２からスプロケット１８までの駆動軸３９あるいはスライドシャフト７に、駆動装置１２の出力トルクを検出するトルク検出器４６を設けてもよい。

図５はフィルタープレスのろ過室の縦断面図であって、ろ板４の上方部に駆動源に連設するスプロケット１８と、ろ板４の下方部に一対のリターンロール２０，２０を配設している。一対のろ布５，５の上端部に挿通した上部ろ布芯金２２がスプロケット１８に掛け回した駆動チェーン２７の一端に連結している。ろ布５，５の下端部は一対のリターンロール２０，２０にそれぞれ遠ざかる方向に掛け回して、ろ板４の前後のろ過床４ａに吊設したろ布５，５の下端部の下部ろ布芯金２３を係止具２８に係止している。係止具２８は調整装置２９を介して駆動チェーン２７の他端と連結している。駆動装置１２に連設するスプロケット１８を回動させて、開板したろ板４，４間に吊設するろ布５を昇降自在としている。

並列したろ板４・・・を閉板した時に、ろ布５に吊設した給液板２５を前後のろ板４，４に挟持させ、ろ板４のろ過床４ａに吊設した一対のろ布５，５間にろ過室６を形成させる。ろ板４の上方中央部に形成した原液供給路３０に給液板２５の原液通路２６を連通させて、ろ布５，５間のろ過室６に原液を圧入して固液分離を行なう。脱水後、並列したろ板４・・・を開板し、一対のろ布５，５を下方に走行させる。ろ板４，４下方の一対のリターンロール２０，２０でそれぞれ遠ざかる方向に屈曲走行する際に、ろ布５に付着したケーキは剥離される。なお、符号２１はろ布５に洗浄水を噴射するノズルである。

図６に示すように、スライドギアハウジング１７に軸支されたベベルギアスライド８は、ろ布駆動軸１６の端部に嵌着された入力ベベルギア３１と噛み合っている。この噛み合い状態は、ろ板４の開閉板動作中常に維持される。ベベルギアスライド８には、フィルタープレスの前後方向に延びる断面多角形状のスライドシャフト７がベベルギアスライド８に対して回動不能かつ軸方向に摺動自在に嵌合されている。
スライドギアハウジング１７及びこれを支持する上部ブラケット１４，１５は、閉板時に隣り合うろ板４の間で互いに干渉しないように、並列するろ板４の左右の肩部に交互に配設されている。このとき、各ろ板４のろ布駆動軸１６のスプロケット１８は、同一直線上に並ぶ。

ろ板４の上部ブラケット１４にスライドギアハウジング１７を介して摺動自在に支持された一対のスライドシャフト７は、図１に示すように、ろ板４の上方左右両側において、フィルタープレスの前後方向に互いに平行に延びている。各スライドシャフト７の前後端は、それぞれフロントフレーム１及びリアーフレーム２に回動自在に支持されている。一対のスライドシャフト７の前端は、それぞれ変換ギア３２を介して、リアーフレーム２上に設置した正逆転可能な駆動装置１２に連動連結されている。
この駆動装置１２を駆動させることにより、左右のスライドシャフト７を所定量回転させて、並列したろ板４間のろ布５を一斉に昇降させることができる。

図７は調整装置の要部拡大図であって、駆動チェーン２７の下端にターンバックル３３を連結し、ジョイントリンク３４を設けた一対のタイトナーボルト３５，３６の一方のタイトナーボルト３５を螺合している。タイトナーボルト３５に螺合したナット３７でタイトナーボルト３５をターンバックル３３に固定している。他方のタイトナーボルト３６は係止具２８に挿通し、ナット３８，３８で固定している。ターンバックル３３には目盛が刻まれており、ナット３７でタイトナーボルト３５の挿入長さを調整することにより、駆動チェーン２７の張りを調節可能としている。

ろ布５の両端は駆動チェーン２７に接続してろ板４上方のスプロケット１８とろ板４下方のリターンロール２０に掛け回しているため、ろ布５が収縮して全長が短くなると、スプロケット１８とリターンロール２０間で張力が発生する。張力が発生すると、ろ布５を昇降させるスプロケット１８を回転させるために大きな駆動力が必要となる。
このように、ろ布５が収縮した状態でろ布５を昇降させると、駆動装置１２の負荷が増大する。駆動装置１２の負荷が増大すると、駆動電流が上昇し、電流検出器４５によって検出される電流値が規定電流（たとえば駆動装置の定格電流の２０〜５０％の電流）より上昇することがある。このとき、電力値も上昇し、駆動装置１２からスプロケット１８に至る駆動系のトルクも上昇する。

図８はろ布収縮の警報を発令するフローチャートである。まず、初期設定として予めろ布５の収縮量と駆動負荷の相関式を算出して基準負荷Ｌ０を定める。ろ布５下降時と上昇時で駆動負荷が異なる場合には、それぞれに対する基準負荷を設定してもよい。
本実施例では、ろ布５の収縮により増大した張力を調整装置２９にて調整可能な限界値にて警報を発令するように基準負荷Ｌ０を設定している。

フィルタープレスの脱水終了後、ろ板５を開板する。その後、駆動装置１２を作動してスライドシャフト７を介してスプロケット１８を回転させることでろ布５を下降させる。ろ布５の下降中は常時計測装置４４により駆動装置１２の駆動負荷Ｌを測定しており、測定値は制御装置５１に送信している。
制御装置５１は、駆動負荷Ｌと予め設定した基準負荷Ｌ０とを比較する判別部５１ａと、駆動負荷Ｌが基準負荷Ｌ０以上の時に警報を発する発令部５１ｂとで構成されている。
本実施例では、電流検出器４５によって駆動装置１２の駆動電流を検出して駆動負荷Ｌを検出しているが、駆動軸３９やスライドシャフト７のトルクをトルク検出器４６によって検出しても、あるいは駆動装置１２の電力値で検出する電力検出器４７としてもよい。

計測装置４４で測定した駆動負荷Ｌと、初期設定時に予め設定した基準負荷Ｌ０とを判別部５１ａで比較する。ろ布５下降時の駆動負荷Ｌが基準負荷Ｌ０内であれば、次工程（ろ布上昇、ろ板閉板、原液供給、圧搾）に移行する。ろ布５下降時の駆動負荷Ｌが基準負荷Ｌ０以上であれば、発令部５１ｂは警報を発する。警報は周知の音、光、操作盤への表示等、維持管理を行う作業員が気付くものであればよい。

警報が発令されると、所定の作動後、次工程以降をキャンセルしてフィルタープレスの運転を停止する。本実施例では、一旦ろ布５を上昇限まで上昇させた後、フィルタープレスを停止させる。
駆動装置１２が停止すると、ろ布５の張り調整を行う。具体的には、ろ布５の収縮により下部ろ布芯金２３がリターンロール２０側に移動し、駆動チェーン２７の弛みに余裕がない状態となっている。そこで、調整装置２９を伸長して駆動チェーン２７に弛みを与える。
予めろ布５の収縮量と駆動負荷との関係式を算出しておけば、ろ布５走行時の駆動負荷Ｌからろ布５の収縮量（目詰まり度）を推測することができ、警報時に調整装置２９を伸長させる分量を決定できる。

ケーキ排出終了後のろ布５上昇時にもろ布５下降時と同様に、計測装置４４で測定した駆動負荷Ｌと、初期設定時に予め設定した基準負荷Ｌ０とを判別部５１ａで比較する。ろ布５上昇時と下降時で駆動負荷が異なる場合には、それぞれに対する基準負荷を設定して判別してもよい。

調整装置２９を調整後、次工程に移行する。フィルタープレスの運転を継続していると、ろ布５はさらに収縮する。ろ布５の収縮に伴って、駆動装置１２の駆動負荷Ｌが増大し、ろ布５昇降時に警報が発令されると調整装置２９でろ布５の張り調整を行う。調整装置２９の調整代がない場合、あるいはろ布５の目詰まりが激しく脱水性能に支障が出る場合には、ろ布５を交換する。

予め警報時に調整装置２９を伸長させる分量を決定している場合には、調整装置２９の調整代がとれない警報時（例えばＮ回目の警報時）に、ろ布５交換を必要とすることが判別できる警報を発令してもよい。

この発明のフィルタープレスにおけるろ布収縮検知装置は、フィルタープレスの性能や機能に影響が出る前に、駆動チェーンの緊張やろ布の交換を検知できるので、維持管理が容易となる。駆動負荷Ｌとろ布の収縮量との関係から、限界収縮量となる時期を推測できるので、ろ布の保管庫に長時間保管して場所を占有することがなく、適切な時期に在庫を入手できる。小型から大型まですべてのフィルタープレスで適用でき、特殊なろ布形状でも適切な時期に予め発注を行えるものである。

４ ろ板
５ ろ布
１２ 駆動装置
１８ スプロケット
２７ 駆動チェーン
２９ 調整装置
５１ 制御装置
４４ 計測装置
４５ 電流検出器
４６ トルク検出器
４７ 電力検出器
５１ａ 判別部
５１ｂ 発令部
Ｌ 駆動負荷
Ｌ０ 基準負荷

Claims (3)

1. 開閉自在に並列したろ板（４，４）間に一対のろ布（５，５）を配設し、駆動装置（１２）に連結したスプロケット（１８）に巻き掛けた駆動チェーン（２７）の一端にろ布（５，５）の上端部を接続し、ろ布（５，５）の下端部を駆動チェーン（２７）の他端に接続して、ろ布（５）を昇降自在としたフィルタープレスにおいて、
   駆動装置（１２）の駆動負荷（Ｌ）を検出する計測装置（４４）を設け、
   予めろ布（５）の収縮量と駆動負荷の相関式を算出して基準負荷（Ｌ０）を定め、
   駆動負荷（Ｌ）と基準負荷（Ｌ０）とを比較する判別部（５１ａ）と、
   駆動負荷（Ｌ）が基準負荷（Ｌ０）以上の時に警報を発令する発令部（５１ｂ）とで構成した制御装置（５１）を有する
   ことを特徴とするフィルタープレスにおけるろ布収縮検知装置。
2. 前記計測装置（４４）を、
   駆動負荷（Ｌ）を駆動装置（１２）の電流値で検出する電流検出器（４５）、駆動装置（１２）の出力トルクで検出するトルク検出器（４６）、あるいは駆動装置（１２）の電力値で検出する電力検出器（４７）としたことを特徴とする請求項１に記載のフィルタープレスにおけるろ布収縮検知装置。
3. 前記駆動チェーン（２７）の下端部に、駆動チェーン（２７）の張力を調整する調整装置（２９）を有する
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフィルタープレスにおけるろ布収縮検知装置。

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