JP5901220B2 - フィルタプレス脱水装置 - Google Patents

Description

本発明は、圧接状態と離隔状態との間で移動可能に支持される複数のろ板と、前記圧接状態で各ろ板に挟持され、ろ過室を形成する無端状のろ布と、前記離隔状態で前記ろ布を各ろ板と離隔して走行可能に支持する支持機構と、前記支持機構により支持されながら走行する前記ろ布の蛇行を修正する蛇行修正機構と、を備えているフィルタプレス脱水装置に関する。

従来、浄水場や下水処理場で発生する汚泥を脱水してろ液とケーキに分離する汚泥処理工程、或は、カーボン製品やチタン製品等の製造工程で必要となる固液分離工程等、様々な分野で固液分離のためにフィルタプレス脱水装置が用いられている。

図５には、特許文献１に開示された従来のろ布走行式のフィルタプレス脱水装置が示されている。尚、該フィルタプレス脱水装置の各部を説明する符号は、本発明によるフィルタプレス脱水装置の各部を説明する符号とは関係ない。

該ろ布走行式のフィルタプレス脱水装置は、基礎１に一組のスタンドフレーム２が一定距離隔てて設けられ、このスタンドフレーム２間に複数枚のろ板３が移動自在に並列に設けられ、各ろ板３間にろ布４が二重に介在され、油圧シリンダ５により各ろ板３を開閉板して二重のろ布４間内に圧入された汚泥等の原液を圧搾し、ケーキとろ液に分離するように構成されている。

各ろ板３間に介在された各ろ布４は、それらを連結した無端状の複数本のろ布６で構成され、各ろ布６の走行経路に、ろ布６を走行させるろ布駆動装置Ａ、ろ布６の適度に緊張させるろ布緊張装置Ｂ、ろ布４に洗浄水を噴射して洗浄するろ布洗浄装置Ｃ、ろ布６の蛇行を修正する２本のロール１３から成るろ布蛇行修正装置Ｄが設けられ、圧搾工程１サイクル毎に各ろ布６を走行させて洗浄するようになっている。

実開昭６１−５９３７号公報

上述のような蛇行修正装置Ｄは、ろ布６の進行方向一端部を検出するアクチュエータを備え、検出したろ布６の前記一端部の蛇行量に応じてロール１３を移動させて、ろ布６の蛇行を修正するように構成されていた。

ろ布６は、圧搾工程のたびに繰り返しろ板３に非常に大きい圧力で挟持されるため経時的に伸びが発生する。例えば、新品のろ布に比べて、使用中のろ布は、その全長方向に５〜１０％程度、幅方向に３〜７％程度の伸びが発生し、また、その伸びは均一ではない。

ここで、全長方向の伸びは、ろ布緊張機構により吸収できるためろ布の走行に特に悪影響はないが、部分的に幅方向の伸びが発生しているような場合が問題となる。

従来の蛇行修正装置Ｄのアクチュエータは、ろ布６の進行方向一端部を検出する構成のため、ろ布６が蛇行していないにもかかわらず、部分的に発生した幅方向の伸びをろ布の蛇行と誤検知し、それを修正するためにロール１３を移動させるので、かえってろ布が蛇行してしまうような問題があった。

本発明は、ろ布の蛇行を正しく検知して修正することができるフィルタプレス脱水装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明によるフィルタプレス脱水装置の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、圧接状態と離隔状態との間で移動可能に支持される複数のろ板と、前記圧接状態で各ろ板に挟持され、ろ過室を形成する無端状のろ布と、前記離隔状態で前記ろ布を各ろ板と離隔して走行可能に支持する支持機構と、前記支持機構により支持されながら走行する前記ろ布の蛇行を修正する蛇行修正機構と、を備えているフィルタプレス脱水装置であって、前記蛇行修正機構は、一方が前記ろ布の表面に接し、他方が前記ろ布の裏面に接する一対のガイドローラと、前記ろ布が走行方向に沿うように前記ガイドローラを偏向可能に支持するガイド機構と、前記ろ布の左右端部近傍にそれぞれ配置され、走行に伴って前記ろ布の幅方向への偏位量を検知する一対のセンサと、前記一対のセンサに検知されたそれぞれの偏位量の差分に基づいて流体供給量及び供給方向が制御される流体回路及び前記流体回路により駆動されるシリンダ機構を含み、前記シリンダ機構により前記ガイド機構を駆動して前記ガイドローラを偏向する駆動機構とを、備えている点にある。

上述の構成によれば、シリンダ機構によりガイド機構が駆動され、ガイドローラが偏向されることによりろ布の蛇行が修正される。シリンダ機構によるガイド機構の駆動量が、一対のセンサに検知された偏位量の差分に基づいて流体供給量及び供給方向が制御される流体回路によって制御されるので、従来の蛇行修正装置のように、ろ布の進行方向一端部を検出する構成のために、ろ布が蛇行していないにもかかわらず、部分的に発生した幅方向の伸びをろ布の蛇行と誤検知するようなことなく、ろ布の伸びの存在に関わらず蛇行を検知して正しく修正できるようになった。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記センサは、前記ろ布の端部に接当するように付勢された接当部と、前記接当部の前記ろ布への接当状態に基づいて前記流体回路への加圧流体供給ポートを制御するアクチュエータとで構成されている点にある。

上述の構成によれば、センサは、前記ろ布の端部に接当するように付勢された接当部と、前記接当部の前記ろ布への接当状態に基づいて流体回路への加圧流体供給ポートを制御するアクチュエータとで構成することで、駆動機構にモータや制御装置のような高価な部品を使うことなく、シリンダ機構へ供給する流体供給量及び供給方向を制御する流体回路を安価に構成することができる。

以上説明した通り、本発明によれば、ろ布の蛇行を正しく検知して修正することができるフィルタプレス脱水装置を提供することができるようになった。

本発明によるフィルタプレス脱水装置の概略図 （ａ）は蛇行修正機構の概略図、（ｂ）は蛇行修正機構の回路図 ろ布の蛇行修正の説明図であって、（ａ）はろ布が進行方向左方向に蛇行した場合の説明図、（ｂ）はろ布が進行方向右方向に蛇行した場合の説明図 部分的な伸びが発生したろ布の場合の説明図 従来のフィルタプレス脱水装置の説明図

以下に、本発明によるフィルタプレス脱水装置を説明する。

図１に示すように、フィルタプレス脱水装置１は、前フレーム２と、後フレーム３と、前フレーム２と後フレーム３との間に架設された一対のサイドフレーム４と、前フレーム２に設けられた上部フレーム１４と、進退機構５と、駆動ローラ６と、無端状のろ布７と、洗浄機構８と、緊張機構９と、支持機構１０と、口金１３と、複数のろ板２０と、ダイヤフラム２１と、蛇行修正機構３０とを備えている。

各ろ板２０は、前フレーム２に設置された進退機構５により圧接状態と、離隔状態との二状態の何れかにサイドフレーム４に沿って移動可能に支持されている。

進退機構５はロッド５ａの先端に押圧部材５ｂを備えた油圧シリンダ５ｃで構成されている。油圧シリンダ５ｃによりロッド５ａを進出作動させると、押圧部材５ｂを介して各ろ板２０は後フレーム３に向けて押圧された圧接状態に移行し、ロッド５ａを引退作動させると、各ろ板２０は前フレームに向けて移動し、例えば連結金具に形成されたリンク機構１２で規定される距離だけ離隔された離隔状態に移行する。

各ろ板２０の間には、無端状のろ布７が配置されている。前フレーム２の上部にはろ布７を走行させるための駆動ローラ６が配置されている。駆動ローラ６は減速機構を介して駆動モータに駆動連結され、駆動ローラ６と減速機構と駆動モータによって駆動機構が構成されている。

各ろ板２０は、各ろ板２０の離隔状態でろ布７を各ろ板２０と離隔して走行可能に支持する支持機構１０を備えている。

支持機構１０は、各ろ板２０に固定されたブラケットに支持された下部ローラ１０ａ及び上部ローラ１０ｂを備え、ろ布７は両ローラ１０ａ，１０ｂにより隣接するろ板２０間で上下方向に張設される。

上部ローラ１０ｂの近傍には、ろ板２０が離隔状態でろ布７がろ板２０及び後述するダイヤフラム２１に接触しないように案内するガイドローラ１０ｃが備えられている。

各ろ板２０には、配列方向に沿って一方の面にダイヤフラム２１が取付けられている。進退機構５によってろ板２０が圧接状態に移行したときに、当該ダイヤフラム２１と隣接するろ板２０の背面とで仕切られる空間にろ室が形成される。このとき、ろ布７は隣接するろ板２０に挟持され前記ろ室内にろ過室を形成する。

各ろ板２０の間には口金１３が設けられ、圧接状態で口金１３によって各ろ板２０の厚み方向に貫通形成された貫通孔が連通するように構成されている。そして、圧接状態で後フレーム３に備えた供給口から当該貫通孔に処理対象物が供給され、口金１３に形成された分岐路を介して各ろ過室に処理対象物が充填される。

各ろ板２０の圧接状態で、各ろ板２０下方に備えられた加圧水流路から加圧水を供給して、ろ板２０に取付けられたダイヤフラム２１をろ室側に膨らませて処理対象物を圧搾する圧搾工程が実行される。

圧搾工程が終了すると、進退機構５が引退作動し、各ろ板２０は離隔状態となる。この状態で、駆動ローラ６を駆動して、ろ布７を走行させる走行工程を実行する。

ろ布７の洗浄が終了すると駆動ローラ６は停止する。その後、進退機構５が進出作動して、各ろ板２０間には再度ろ過室が形成され、上述の圧搾工程が繰り返される。

最左端のろ過板２０から繰り出されたろ布７は、後フレーム３に備えた洗浄機構８によって洗浄され、上部フレーム１４に設置された蛇行修正機構３０によって幅方向の走行位置が修正され、適正な搬送姿勢に矯正された後に駆動ローラ６に掛け渡される。

洗浄機構８は、走行工程で走行中のろ布７の表裏面に洗浄液を散布して、ろ布７に付着した脱水ケーキの残渣を洗い流すように構成されている。

蛇行修正機構３０は、ろ布７が正常な走行位置で駆動ローラ６に導かれるように支持機構１０により支持されながら走行するろ布７の蛇行を修正する。

駆動ローラ６で繰り出されたろ布７は、同じく前フレーム２に設置された緊張機構９によって所定の張力に調整された後に、各ろ板２０に備えられた支持機構１０によってろ面が対向するように掛け渡され、前記離隔状態でろ布７を各ろ板２０と離隔して走行可能に支持され、各ろ板２０から繰り出された後に再び洗浄機構８に導かれるように配置されている。

緊張機構９は、前フレーム２に固定された複数の固定ローラと、固定ローラに対して接近、離間する複数の移動ローラとを備え、移動ローラが固定ローラに対して接近、離間することによって、ろ布７に所定の張力が付与される。所定の張力とは、駆動ローラ６とろ布７がスリップせず安定走行可能な張力をいう。

駆動ローラ６は、ろ布７の走行経路に沿って洗浄機構８の下流側に設置されている。従って、ろ布７は洗浄機構８で洗浄されてから駆動ローラ６に到達するので、駆動ローラ６に脱水ケーキの残渣が付着することがない。よって、当該残渣の駆動ローラ６への付着堆積に起因するろ布７の大きな蛇行や、皺の発生という不都合な事態の発生が未然に回避できるようになる。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、蛇行修正機構３０は、軸心が互いに平行姿勢に配置され、一方がろ布７の表面に接し、他方がろ布７の裏面に接する一対のガイドローラ３１，３２と、前記平行姿勢を保った状態で、ろ布７が走行方向に沿うようにガイドローラ３１，３２を偏向可能に支持するガイド機構３３，３４と、ろ布７の左右端部近傍にそれぞれ配置され、走行に伴ってろ布７の幅方向への偏位量を検知する一対のセンサ３５，３６と、センサ３５，３６に検知されたそれぞれの偏位量の差分に基づいて、ガイド機構３３，３４を駆動してガイドローラ３１，３２を偏向する駆動機構とを備えている。

ガイド機構３３，３４は、ろ布の走行方向と鉛直な方向から、ろ布の走行方向の上流側から下流側にかけて、傾斜して配置されたガイドレール３３ａ，３４ａと、ガイドレール３３ａ，３４ａに沿って摺動するキャリア３３ｂ，３４ｂとで構成されている。

ガイドローラ３１，３２の両端部は夫々ガイド機構３３，３４のキャリア３３ｂ，３４ｂに支持されている。

ガイドレール３３ａ，３４ａは、外側がろ布７の進行方向上流側に位置し、内側がろ布７の進行方向下流側に位置するように傾斜して配置されている。ガイドローラ３１，３２は、ろ布７の幅方向の走行位置が正常な状態であれば、ろ布の走行方向に対して各軸心が直交し且つ互いに平行な水平姿勢に配置される。

キャリア３３ｂ，３４ｂがガイドレール３３ａ，３４ａに沿って摺動すると、ガイドローラ３１，３２は平行姿勢を保った状態でろ布７の走行方向に対して各軸心が直交し且つ互いに平行な水平姿勢から一端が走行方向上流側に、他端が走行方向下流側に傾斜する。

前記駆動機構は、ガイド機構３３に備えられたシリンダ機構３７と、シリンダ機構３７へ供給する流体供給量及び供給方向を制御する流体回路３８で構成されている。尚、本実施形態では、流体が空気である場合について説明する。

シリンダ機構３７は、両端が封止された筒状のシリンダチューブ３７ａと、シリンダチューブ３７ａ内に軸方向に摺動可能に保持されるピストン３７ｂと、一端がピストン３７ｂに連結されるとともに、他端がシリンダチューブ３７ａの一端部から外側へ延出したピストンロッド３７ｃとを備えて構成されている。

シリンダチューブ３７ａ内は、ピストン３７ｂによって空気室３７ｄ，３７ｅに区画されている。空気室３７ｄ，３７ｅには、流体回路３８から加圧空気が供給されるように構成されている。

シリンダ機構３７は、シリンダチューブ３７ａ内におけるピストン３７ｂ前後の空気室３７ｄ，３７ｅの圧力差によってピストン３７ｂが軸方向に押動させられ、ピストンロッド３７ｃ先端部がシリンダチューブ３７ａから進退させられる。

シリンダチューブ３７ａは、ガイド機構３３のキャリア３３ｂに固定され、ピストンロッド３７ｃの先端部はガイドレール３３ａに固定されているので、シリンダチューブ３７ａからのピストン３７ｂの進退に伴って、キャリア３３ｂがガイドレール３３ａに沿って移動させられる。

センサ３５，３６は、ろ布７の端部に接当するように付勢された接当部３５ａ，３６ａと、接当部３５ａ，３６ａのろ布７への接当状態に基づいて流体回路への加圧流体供給ポート３５ｂ，３６ｂを制御するアクチュエータ３５ｃ，３６ｃとで構成されている。

接当部３５ａ，３６ａは、弾性体、例えばバネによってろ布７の幅方向中央へ向けて付勢されており、ろ布７が蛇行しても常に接当するように構成されている。また、アクチュエータ３５ｃ，３６ｃの加圧流体供給ポート３５ｂ，３６ｂの制御には、接当部３５ａ，３６ａの僅かな動きによるチャタリングが発生しないように適度な遊びが設定されている。

加圧流体供給ポート３５ｂ，３６ｂは、夫々３位置４方向弁で構成され、加圧流体供給ポート３５ｂ，３６ｂからシリンダ機構３７のシリンダチューブ３７ａの空気室３７ｄ，３７ｅとはエアチューブで接続されている。

ろ布７が、予め定められた所定位置を走行しているときは、加圧流体供給ポート３５ａ，３６ａは、ニュートラルの位置で停止するように設定されている。ニュートラルの位置では、加圧空気は空気室３７ｄ，３７ｅへ供給されない。

アクチュエータ３５ｃ，３６ｃによってポートが切替えられると、加圧流体供給ポート３５ｂ，３６ｂは、図示しない空気供給源から供給された加圧空気を、空気室３７ｄ，３７ｅへ供給するように構成されている。

空気室３７ｄ，３７ｅの何れかに加圧空気が供給され、圧力差によってピストン３７ｂが押動させられる。シリンダ機構３７はガイド機構３３のキャリアを摺動させるので、一対のガイドローラ３１，３２は平行姿勢を保った状態で移動する。

このように構成された蛇行修正機構３０による、ろ布７の蛇行の修正の様子について説明する。

図３（ａ）に示すように、ろ布７が進行方向の左方向へと蛇行した場合は、ろ布７は接当部３５ａを押圧するので、アクチュエータ３５ｃが作動させられ加圧流体供給ポート３５ｂが切り替えられるとともに、接当部３６ａが付勢力によりろ布７に接当するまで移動するので、アクチュエータ３６ｃが作動させられ加圧流体供給ポート３６ｂが切り替えられる。

加圧流体供給ポート３５ｂ，３６ｂでは、空気供給源から供給される加圧空気を、空気室３７ｅへと供給する経路が構成される。シリンダチューブ３７ａの空気室３７ｅ内の圧力が空気室３７ｄ内の圧力より大きくなり、ピストン３７ｄは空気室３７ｅを大きくする方向へと相対的に押動させられ、ピストンロッド３７ｃがシリンダチューブ３７ａから進出させられる。

このとき、シリンダ機構３７はガイド機構３３のキャリア３３ｂをガイドレール３３ａに沿って摺動させて、一対のガイドローラ３１，３２は平行姿勢を保った状態で傾きながら、ろ布７の進行方向の右方向へ移動させられる。なお、ガイド機構３４のキャリア３４ｂもガイドレール３４ａに沿って移動する。

このように、進行方向の左方向へ蛇行したろ布７は、進行方向の右方向へと移動した一対のガイドローラ３１，３２にガイドされ蛇行が修正がされる。

図３（ｂ）に示すように、ろ布７が進行方向の右方向へと蛇行した場合は、ろ布７は接当部３６ａを押圧するので、アクチュエータ３６ｃが作動させられ加圧流体供給ポート３６ｂが切り替えられるとともに、接当部３５ａが付勢力によりろ布７に接当するまで移動するので、アクチュエータ３５ｃが作動させられ加圧流体供給ポート３５ｂが切り替えられる。

加圧流体供給ポート３５ｂ，３６ｂでは、空気供給源から供給される加圧空気を、空気室３７ｄへと供給する経路が構成される。シリンダチューブ３７ａの空気室３７ｄ内の圧力が空気室３７ｅ内の圧力より大きくなり、ピストン３７ｄは空気室３７ｄを大きくする方向へと相対的に押動させられ、ピストンロッド３７ｃがピストンチューブ３７ａに引退させられる。

このとき、シリンダ機構３７はガイド機構３３のキャリア３３ｂをガイドレール３３ａに沿って摺動させて、一対のガイドローラ３１，３２は平行姿勢を保った状態で傾きながら、ろ布７の進行方向の左方向へ移動させられる。なお、ガイド機構３４のキャリア３４ｂもガイドレール３４ａに沿って移動する。

このように、進行方向の右方向へ蛇行したろ布７は、進行方向の左方向へと移動した一対のガイドローラ３１，３２にガイドされ蛇行が修正がされる。

ろ布７は、圧搾工程のたびに繰り返しろ板２０に非常に大きい圧力で挟持されるため経時的に伸びが発生する。例えば、新品のろ布に比べて、使用中のろ布は、その全長方向に５〜１０％程度、幅方向に３〜７％程度の伸びが発生し、また、その伸びは均一ではない。

ここで、全長方向の伸びは、ろ布緊張機構により吸収できるためろ布の走行に特に悪影響はないが、部分的に幅方向の伸びが発生しているような場合がある。

図４には、部分的に幅方向の伸びが発生したろ布７を検知した様子が示されている。

接当部３５ａは、ろ布７が進行方向の左方向へ蛇行した場合のように押圧され、アクチュエータ３５ｃが作動させられ加圧流体供給ポート３５ｂが切り替えられ、加圧流体供給ポート３５ｂでは、空気供給源から供給される加圧空気を、空気室３７ｅへと供給する経路が構成される。

接当部３６ａは、ろ布７が進行方向の右方向へ蛇行した場合のように押圧され、アクチュエータ３６ｃが作動させられ加圧流体供給ポート３６ｂが切り替えられ、加圧流体供給ポート３６ｂでは、空気供給源から供給される加圧空気を、空気室３７ｄへと供給する経路が構成される。

このとき、ろ布７の幅方向の伸びが、左右どちらも同じであれば、シリンダチューブ３７ａの空気室３７ｅ内の圧力と空気室３７ｄ内の圧力とが釣り合い、ピストン３７ｄは移動しないため、ガイドローラ３１，３２は、ニュートラルの位置で停止したままの状態である。

そして、部分的に幅方向に伸びが発生したろ布７が進行方向の左右の何れかの方向に蛇行した場合は、図３（ａ），図３（ｂ）に基づいて説明した通り、ろ布７の蛇行は修正される。

以上のように、センサ３５，３６は、それぞれの偏位量の差分に基づいて、ガイド機構３３を駆動して一対のガイドローラ３１，３２を偏向するので、従来の蛇行修正装置のように、ろ布の進行方向一端部を検出する構成のために、ろ布が蛇行していないにもかかわらず、部分的に発生した幅方向の伸びをろ布の蛇行と誤検知するようなことなく、ろ布の伸びの存在に関わらず蛇行を検知して正しく修正できるようになった。

上述した実施形態は、何れも本発明の一例であり、当該記載により本発明が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明の作用効果が奏される範囲で適宜変更設計可能であることはいうまでもない。

１：フィルタプレス脱水装置
２：前フレーム
３：後フレーム
４：サイドフレーム
５：進退機構
５ａ：ロッド
５ｂ：押圧部材
５ｃ：油圧シリンダ
６：駆動ローラ
７：ろ布
８：洗浄機構
９：緊張機構
１０：支持機構
１３：口金
１４：上部フレーム
２０：ろ板
２１：ダイヤフラム
３０：蛇行修正機構
３１，３２：ガイドローラ
３３，３４：ガイド機構
３３ａ，３４ａ：ガイドレール
３３ｂ，３４ｂ：キャリア
３５，３６：センサ
３５ａ，３６ａ：接当部
３５ｂ，３６ｂ：加圧流体供給ポート
３５ｃ，３６ｃ：アクチュエータ
３７：シリンダ機構
３７ａ：シリンダチューブ
３７ｂ：ピストン
３７ｃ：ピストンロッド
３７ｄ，３７ｅ：空気室
３８：流体回路

Claims (2)

1. 圧接状態と離隔状態との間で移動可能に支持される複数のろ板と、
   前記圧接状態で各ろ板に挟持され、ろ過室を形成する無端状のろ布と、
   前記離隔状態で前記ろ布を各ろ板と離隔して走行可能に支持する支持機構と、
   前記支持機構により支持されながら走行する前記ろ布の蛇行を修正する蛇行修正機構と、
   を備えているフィルタプレス脱水装置であって、
   前記蛇行修正機構は、
   一方が前記ろ布の表面に接し、他方が前記ろ布の裏面に接する一対のガイドローラと、
   前記ろ布が走行方向に沿うように前記ガイドローラを偏向可能に支持するガイド機構と、
   前記ろ布の左右端部近傍にそれぞれ配置され、走行に伴って前記ろ布の幅方向への偏位量を検知する一対のセンサと、
   前記一対のセンサに検知されたそれぞれの偏位量の差分に基づいて流体供給量及び供給方向が制御される流体回路及び前記流体回路により駆動されるシリンダ機構を含み、前記シリンダ機構により前記ガイド機構を駆動して前記ガイドローラを偏向する駆動機構とを、
   備えているフィルタプレス脱水装置。
2. 前記センサは、前記ろ布の端部に接当するように付勢された接当部と、前記接当部の前記ろ布への接当状態に基づいて前記流体回路への加圧流体供給ポートを制御するアクチュエータとで構成されている請求項１記載のフィルタプレス脱水装置。