JP6349604B1 - Centrifugal dehydrator - Google Patents
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Abstract
【課題】脱水ケーキに加える背圧の調整を容易としながら、安定して背圧を加える。【解決手段】外胴ボウル8と、羽根部材が設けられた内胴スクリューとを有する回転体2と、排出通路27の幅を調整可能に設けられた弁体17と、排出通路27の幅を減少させる方向に弁体に弾性力を与える一群の皿バネ18と、軸方向で一群の皿バネ18の弁体とは反対の側を支持するように配置される、円筒形の支持体20と、を備え、弁体17は、円錐部45と円筒部46とを有し、一群の皿バネ18は、拡径部を周囲に備えた複数の円形の皿バネ37を有し、拡径部の内周側に円筒部46が挿通され、一群の軸方向の他端が円錐部45に接し、一群の軸方向の一端が支持体20に接するように配置され、一端の皿バネ37は、拡径部の軸方向一方側を向く面が支持体20に接し、支持体20の皿バネ37の一端に接する箇所は、軸方向に沿う断面形状が半円状である遠心脱水装置を提供する。【選択図】図2A back pressure is stably applied while easily adjusting the back pressure applied to a dehydrated cake. A rotating body 2 having an outer body bowl 8 and an inner body screw provided with a blade member, a valve body 17 provided with an adjustable width of a discharge passage 27, and a width of the discharge passage 27. A group of disc springs 18 that apply elastic force to the valve body in a decreasing direction, and a cylindrical support body 20 that is arranged to support the opposite side of the valve body of the group of disc springs 18 in the axial direction; The valve body 17 has a conical portion 45 and a cylindrical portion 46, and the group of disc springs 18 has a plurality of circular disc springs 37 provided with an enlarged diameter portion around the enlarged diameter portion. The cylindrical portion 46 is inserted into the inner peripheral side of the first cylindrical member 46, the other end of the group of axial directions is in contact with the conical portion 45, one end of the group of axial directions is in contact with the support 20, and the disc spring 37 at one end is The surface of the enlarged diameter portion facing the one side in the axial direction is in contact with the support 20 and is in contact with one end of the disc spring 37 of the support 20. Sectional shape along the direction to provide a centrifugal dehydrator is semicircular. [Selection] Figure 2
Description
本発明は、遠心脱水装置に関する。 The present invention relates to a centrifugal dehydration apparatus.
遠心力を利用して固体と液体とを分離させる遠心脱水装置としては、外胴ボウルの回転により遠心力を加え固液分離を行い、内胴スクリューにより固形分と液分を含む重成分、例えば脱水ケーキの機内搬送及び排出を行うものが知られている。
このような遠心脱水装置においては、固液分離と同時に遠心力による自重加圧と排出抵抗の圧搾力によって脱水ケーキなどの脱水を促進している。排出抵抗を利用した圧搾力による脱水においては、例えば排出口の流路面積を減少させることで排出抵抗を高めている。即ち、排出口を狭隘構造とすることによって、排出口から排出される脱水ケーキに圧密作用を与えている(例えば、特許文献1参照)。
As a centrifugal dehydrator that separates solid and liquid using centrifugal force, centrifugal force is applied by rotation of the outer barrel bowl to perform solid-liquid separation, and heavy components containing solid and liquid components by the inner barrel screw, for example, A device for carrying out and discharging a dehydrated cake in a machine is known.
In such a centrifugal dehydration apparatus, dehydration of a dehydrated cake or the like is promoted by the self-weight pressurization by centrifugal force and the squeezing force of the discharge resistance simultaneously with the solid-liquid separation. In the dehydration by the squeezing force using the discharge resistance, for example, the discharge resistance is increased by reducing the flow passage area of the discharge port. That is, by making the discharge port narrow, a compacting action is given to the dewatered cake discharged from the discharge port (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、排出口において、脱水ケーキに背圧を加える機構が開示されている。背圧は、先端部が先細りの円錐状に形成された背圧調整体と、この背圧調整体を付勢するバネなどの部材によって加えられている。
ところで、特許文献1には、背圧調整体を付勢するバネなどの部材については、具体的な開示がない。また、バネなどの部材の設置により、いくつかの不具合が発生する可能性が挙げられるが、それらの対処法を具体的構成(バネの種類や設置方法等)で明確にしなければ、背圧調整体の正常動作の妨げや、背圧設定の誤差の原因となり、装置の安定運転や含水率低減に悪影響を及ぼす恐れがある。
Incidentally,
この発明は、脱水ケーキに加える背圧の調整を容易としながら、脱水ケーキに安定して背圧を加えることができる遠心脱水装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a centrifugal dehydrating apparatus that can easily apply a back pressure to a dehydrated cake while easily adjusting the back pressure applied to the dehydrated cake.
本発明の第一の態様によれば、遠心脱水装置は、含水物が供給される筒状の外胴ボウルと、前記外胴ボウルに収容された回転胴の周面に羽根部材が突出して設けられ、前記含水物を軸方向一方側へ推進させる内胴スクリューとを有し、前記含水物を搬送しながら遠心力を利用して脱水する回転体と、前記回転体と同軸に配置され、前記外胴ボウルの軸方向の一端に形成されている前記含水物の排出通路の軸方向の幅を調整可能に設けられた弁体と、前記回転体と同軸に配置され、前記幅を減少させる方向に前記弁体に弾性力を与える一群の皿バネと、前記回転体と同軸に配置され、軸方向で前記一群の皿バネの前記弁体とは反対の側を支持するように配置される円筒形の支持体と、を備え、前記弁体は、前記軸方向他方側を向き前記軸方向一方側に向かうに従って拡径する斜面と、前記軸方向一方側を向く垂直面と、を有する円錐部と、外径が前記円錐部の最大径より小さく、前記円錐部の軸方向一方側に接続されている円筒部と、を有し、前記一群の皿バネは、前記軸方向に向かうに従って拡径する拡径部を周囲に備えた複数の円形の皿バネを有し、前記拡径部の内周側に前記円筒部が挿通され、前記一群の皿バネのうち軸方向の他端の皿バネが前記円錐部の前記垂直面に接し、前記一群の皿バネのうち軸方向の一端の皿バネが前記支持体に接するように配置され、前記一端の皿バネは、前記拡径部の前記軸方向一方側を向く面が前記支持体に接し、前記支持体の前記一端の皿バネに接する箇所であって、軸方向他方側で周方向に延在する縁部の周方向から見た断面形状が半円状であることを特徴とする。 According to the first aspect of the present invention, the centrifugal dewatering device includes a cylindrical outer shell bowl to which a hydrated product is supplied, and a blade member that protrudes from the peripheral surface of the rotating drum housed in the outer shell bowl. An inner body screw for propelling the hydrated material in one axial direction, a rotating body that dehydrates using a centrifugal force while conveying the hydrated material, and is disposed coaxially with the rotating body, A valve body provided at an end in the axial direction of the outer shell bowl so as to be able to adjust the axial width of the drainage passage of the water content, and a direction in which the width is reduced by being arranged coaxially with the rotating body A group of disc springs that apply elastic force to the valve body, and a cylinder that is arranged coaxially with the rotating body and that is arranged to support the opposite side of the group of disc springs to the valve body in the axial direction. comprising a support in the form, the said valve body, said axial other side orientation the axial direction one- A slope whose diameter increases toward the side, a conical portion having a vertical surface facing said axial one side, the outer diameter is smaller than the maximum diameter of the conical portion is connected to one axial side of said conical part And the group of disc springs includes a plurality of circular disc springs having a diameter-expanding portion that increases in diameter toward the axial direction, and includes an inner portion of the diameter-expanding portion. The cylindrical portion is inserted on the circumferential side, the disc spring at the other axial end of the group of disc springs is in contact with the vertical surface of the conical portion , and the disc spring at one axial end of the group of disc springs The disc spring at one end is in contact with the disc spring at the one end of the support, and the surface facing the one side in the axial direction of the enlarged diameter portion is in contact with the support. a is the cross-sectional shape is semicircular when viewed from the circumferential edge portion extending in the circumferential direction in the axial direction other side Characterized in that there.
このような構成によれば、弁体に一群の皿バネを用いて弾性力を与えることができる。また、皿バネの枚数の増減により、弁体に与えられる弾性力を容易に変化させることができる。
さらに、支持体の皿バネとの接する箇所が半円状に形成されているため、皿バネの伸縮によって、皿バネと支持体とが接する箇所の接触角度の変化が発生しても、摩擦係数や接触面積は常に一定となる。これにより、皿バネの圧縮力が安定して伝わり、なおかつ皿バネの変形動作を円滑にすることができる。
According to such a structure, an elastic force can be given to a valve body using a group of disc springs. Moreover, the elastic force given to a valve body can be easily changed by increase / decrease in the number of disk springs.
Furthermore, since the portion of the support that contacts the disc spring is formed in a semicircular shape, even if the contact angle changes at the location where the disc spring contacts the support due to expansion and contraction of the disc spring, the friction coefficient The contact area is always constant. Thereby, the compression force of a disc spring can be transmitted stably, and the deformation | transformation operation | movement of a disc spring can be made smooth.
一群の皿バネは、所定枚数の皿バネを1組とするユニットを、軸方向に直列に複数配置した複数のユニットを含んで構成されてよい。 The group of disc springs may include a plurality of units in which a plurality of units each including a predetermined number of disc springs are arranged in series in the axial direction.
複数のユニットで構成される一群の皿バネは、前記皿バネの表面同士または裏面同士を接触させたユニットを含んでよい。 The group of disc springs composed of a plurality of units may include a unit in which the front surfaces or the back surfaces of the disc springs are in contact with each other.
このような構成によれば、一群の皿バネに必要な皿バネの個数を低減することができる。 According to such a configuration, the number of disc springs necessary for the group of disc springs can be reduced.
上記遠心脱水装置は、外胴ボウルに接続され、回転胴が内周側に挿通された被摺動筒をさらに有し、支持体は、被摺動筒に固定され、被摺動筒は、スリーブを介して弁体の円筒部の内周側に挿通されてよい。 The centrifugal dewatering device further includes a sliding cylinder connected to the outer cylinder bowl, and the rotating cylinder inserted through the inner periphery, the support is fixed to the sliding cylinder, It may be inserted through the sleeve into the inner peripheral side of the cylindrical portion of the valve body.
このような構成によれば、被摺動筒の外周側にスリーブを介して配置された弁体が摺動することによって、弁体と被摺動筒との間での摺動を滑らかにすることができる。 According to such a configuration, the sliding between the valve body and the sliding cylinder is smoothed by the sliding of the valve body disposed via the sleeve on the outer peripheral side of the sliding cylinder. be able to.
上記遠心脱水装置において、外胴ボウル、被摺動筒、弁体、支持体、及び一群の皿バネは第一の速度で回転し、回転胴は第二の速度で回転し、第一の速度は第二の速度よりも早くてよい。 In the centrifugal dewatering device, the outer body bowl, the sliding cylinder, the valve body, the support body, and the group of disc springs rotate at a first speed, the rotating body rotates at a second speed, and the first speed May be faster than the second speed.
本発明によれば、弁体に一群の皿バネを用いて弾性力を与えるので、皿バネの枚数の増減により、容易に弁体に与えられる弾性力を変化させることができる。
また、支持体と皿バネとの接する箇所が半円状に形成されているため、皿バネの伸縮によって、皿バネと支持体との接触角度の変化が発生しても、摩擦係数や接触面積は常に一定となる。これにより、皿バネの圧縮力が安定して伝わり、なおかつ皿バネの変形動作を円滑にすることができる。
According to the present invention, an elastic force is applied to the valve body by using a group of disk springs. Therefore, the elastic force applied to the valve body can be easily changed by increasing or decreasing the number of disk springs.
In addition, since the contact point between the support and the disc spring is formed in a semicircular shape, even if the contact angle between the disc spring and the support changes due to expansion and contraction of the disc spring, the friction coefficient and the contact area Is always constant. Thereby, the compression force of a disc spring can be transmitted stably, and the deformation | transformation operation | movement of a disc spring can be made smooth.
以下、本発明の実施形態の遠心脱水装置1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、遠心脱水装置1は、所謂直胴型と呼ばれるもので、内部が空洞状に形成されて軸方向Dに延在する回転体2と、回転体2の軸方向他方側D2の端部から内部に挿入されたフィードパイプ3と、回転体2を収容するケーシング4と、回転体2の軸方向Dの両端部に設けられた一対の支持ユニット5と、回転体2を回転駆動する駆動ユニット6と、を備えている。
Hereinafter, a
As shown in FIG. 1, the
回転体2は、内部に供給された汚泥などの含水物を、搬送しながら遠心力を利用して脱水することにより、脱水ケーキと分離液とに分離する。回転体2は、中空の筒状の外胴ボウル8と、外胴ボウル8の内部に収容され、含水物を軸方向一方側D1に推進させる内胴スクリュー22と、を有している。
遠心脱水装置1は、軸方向他方側D2(供給側)よりフィードパイプ3を介して導入された含水物を固液分離し、脱水ケーキを外胴ボウル8の軸方向一方側D1であって、含水物の推進方向の前方側(排出側)より排出する。
The rotating
外胴ボウル8の内部には、含水物が供給される。外胴ボウル8は、円筒形状の中空の筐体であるボウル本体9と、ボウル本体9の軸方向Dの両端部から両側へ突出して設けられた中空の外胴回転軸10と、を有している。
ボウル本体9の軸方向他方側D2の端部には、含水物から分離された分離液を排出するための分離液排出孔11が設けられている。ボウル本体9の軸方向一方側D1の端部には、含水物から分離された脱水ケーキを排出するためのケーキ排出孔12が設けられている。
A water-containing material is supplied into the
A separation
ボウル本体9の内周面には、ケーキ排出孔12に隣接して、ボウル本体9の周方向に延在する突条13が形成されている。図2に示すように、突条13は、周方向から見た断面形状が軸方向一方側D1に向かうに従ってボウル本体9の内径を狭めるような円錐台形状をなす縮径面14と、縮径面14に接続して軸方向一方側D1に向かうに従ってボウル本体9の内径を広めるような円錐台形状をなす拡径面15(弁座面)とを有している。換言すれば、突条13の縮径面14と拡径面15は、周方向から見た形状が、一辺がボウル本体9の内周面に一致する三角形状をなしている。
On the inner peripheral surface of the
図1に示すように、外胴ボウル8は、外胴回転軸10が水平方向に延びるように配置された状態で、その両端部が支持ユニット5で下方から軸回りに回転可能に支持されることにより、ボウル本体9が設置面Fから所定の高さ位置に保持されている。
As shown in FIG. 1, the
内胴スクリュー22は、外胴ボウル8の内部で含水物を撹拌しながら排出側へ搬送する。内胴スクリュー22は、軸方向Dの中央部に若干大径のフィードゾーン24が形成された略円筒形状の回転胴23と、回転胴23の周面から径方向に突出して軸方向Dに螺旋状に延びる羽根部材25と、を有している。回転胴23のフィードゾーン24には、外胴ボウル8に連通する供給孔26が貫通形成されている。
内胴スクリュー22は、外胴ボウル8の内部に収容されている。内胴スクリュー22の軸方向Dの両端部から突出して形成されている内胴回転軸16は、外胴ボウル8の外胴回転軸10の内部にそれぞれ挿入されている。内胴回転軸16の軸方向他方側D2は中空構造である。羽根部材25の軸方向Dのピッチは任意に変更可能であり、例えば一定ピッチや漸減ピッチにすることが可能である。
The
The
図2に示すように、遠心脱水装置1は、回転体2と同軸に配置され、軸方向Dに移動可能に設けられた弁体17と、回転体2と同軸に配置され、弁体17に対して軸方向他方側D2に弾性力を与える一群の皿バネ18と、回転体2と同軸に配置され、軸方向Dで一群の皿バネ18の弁体17とは反対の側を支持する円筒形の支持体20と、弁体17、一群の皿バネ18、及び支持体20を径方向内側から支持する被摺動筒36を、を有している。一群の皿バネ18は、所定枚数(本実施形態では4枚)の皿バネ37を組み合わせて1組とするユニット35を、軸方向Dに直列に複数配置した複数のユニット35を含んで構成されている。このため一群の皿バネ18は、同一の組合せのユニットのみで構成される場合もあれば、互いに異なる組合せのユニットを複数含んだ構成となる場合もある。
As shown in FIG. 2, the
被摺動筒36は、内胴回転軸16の外周側に配置され、弁体17を軸方向Dに摺動可能に支持する部材である。被摺動筒36、弁体17、一群の皿バネ18、及び支持体20は、外胴ボウル8と同じ回転速度で回転する。
The sliding
図3に示すように、各々の皿バネ37は、軸方向Dに向かうに従って拡径する拡径部38を周囲に備えた複数の円形のドーナツ状の皿バネである。すなわち皿バネ37は、中心に穴の開いた円盤を円錐状にした形状であり、拡径部38は、この円錐状の部位に相当する。皿バネ37の内径dは、後述する弁体17の円筒部46の外径よりもやや大きい。
As shown in FIG. 3, each
被摺動筒36は、外胴ボウル8に接続され、外胴ボウル8とともに回転する。図2に示すように、被摺動筒36は、回転体2と同軸の円筒形状に形成された被摺動筒本体39と被摺動筒本体39の軸方向一方側D1に設けられ、径方向外側に突出するように形成され、外胴ボウル8の端部壁19に固定されたフランジ部40と、を有している。フランジ部40は、例えば、ボルト41によって端部壁19に固定することができる。
被摺動筒36は、内胴回転軸16の径方向外側にオイルシール42を介して配置されている。被摺動筒36と回転胴23とは、異なる回転数で回転させることができる。
The sliding
The sliding
支持体20は、被摺動筒36の外周面36aに固定されている。支持体20は、周方向に延在する台座部43と、台座部43の軸方向他方側D2に設けられた支持体本体44と、を有している。
台座部43は、環状をなし、径方向内周側を向く内周面が被摺動筒36の外周面36aに固定されている。
The
The
支持体本体44は、円筒形状をなし、回転体2と同軸に配置されている。支持体本体44の軸方向一方側D1の端部は、台座部43の軸方向他方側D2を向く面に、周方向にわたって固定されている。
支持体本体44の軸方向他方側D2の端部は、一群の皿バネ18の軸方向一方側D1の端部を支持する箇所である。支持体20は、支持体本体44の直径が皿バネ37の内径と外径の和の約1/2となるように、形成されている。即ち、支持体20は、支持体本体44の軸方向他方側D2の端部が、皿バネ37の拡径部38の径方向の中央近傍を支持するように形成されている。
支持体本体44が一群の皿バネ18に接する箇所は、軸線Oを含む断面形状が半円状である。即ち、円筒形状をなす支持体本体44の軸方向他方側D2の縁部の周方向から見た断面は、支持体本体44の外周面と、支持体本体44の内周面と、支持体本体44の外周面と支持体本体44の内周面とを滑らかに接続する円弧面とから構成されている。
The
The end portion on the other side D2 in the axial direction of the
A portion where the
弁体17は、軸方向一方側D1に向かうに従って拡径する円錐部45と、外径が円錐部45の最大径より小さく、円錐部45の軸方向一方側D1に接続されている円筒部46と、を有している。
円錐部45は、軸方向他方側D2を向く面である斜面21と、軸方向一方側D1を向き軸線Oと直交する垂直面と、を有している。円錐部45の斜面21は、軸方向一方側D1に向かうに従って拡径している。斜面21の角度は、ボウル本体9の突条13の拡径面15の角度と等しい。即ち、弁体17の円錐部45は、弁体17を軸方向他方側D2に移動させることで、斜面21と拡径面15とが面接触するように形成されている。これにより、拡径面15が弁体17の弁座面として機能する。
円錐部45の垂直面は、一群の皿バネ18の弾性力を背圧として伝達するための受け面として機能する。
The
The
The vertical surface of the
円筒部46の内周面には、スリーブ47が固定されている。スリーブ47は、弁体17の円筒部46と被摺動筒36との間の摺動を容易とする。スリーブ47は、例えば、銅などのすべり軸受に適し、良好な摩耗特性を有する材料によって形成されている。
円錐部45の内周面には、円錐部45の内周面と被摺動筒36の外周面との間をシールするシール部材48が設けられている。シール部材48としては、例えば、Oリングを採用することができる。
A
A
ボウル本体9の拡径面15と弁体17の円錐部45との間には、脱水ケーキをケーキ排出孔12へ向かって絞り出すケーキ排出通路27が形成されている。一群の皿バネ18により、弁体17に付勢力が作用していることによって、拡径面15と円錐部45の斜面21との間の間隔G1は弁体17へかかる圧力によって変化する一群の皿バネ18の厚さによって変動する。弁体17はケーキ排出通路27の幅を減少させる方向に弾性力が与えられている。
換言すれば、ケーキ排出通路27の幅(ケーキ排出通路27の軸方向Dに直交する断面積)は、弁体17にかかる脱水ケーキの圧力に応じて変動する。ケーキ排出通路27の軸方向Dの幅は、弁体17が被摺動筒36上を軸方向Dに摺動することによって調整される。
A
In other words, the width of the cake discharge passage 27 (cross-sectional area perpendicular to the axial direction D of the cake discharge passage 27) varies according to the pressure of the dewatered cake applied to the
図1に示すように、フィードパイプ3は、回転体2に対して含水物を供給するためのものである。フィードパイプ3は、両端が開口した中空のパイプ部材であって、回転体2の軸方向他方側D2の端部から内胴スクリュー22の内胴回転軸16に差し込まれ、その一端は、回転胴23のフィードゾーン24まで達している。一方、回転体2の軸方向他方側D2の端部から突出したフィードパイプ3の他端は、支持ユニット5によって支持されている。
As shown in FIG. 1, the feed pipe 3 is for supplying a hydrated material to the
ケーシング4は、外胴ボウル8を収容し、外胴ボウル8から排出される脱水ケーキ及び分離液を回収するものである。ケーシング4は、中空の筐体であって、ケーシング4の
軸方向他方側D2の端部には、外胴ボウル8から回収した分離液を外部へ排出するための分離液シュート28が設けられている。ケーシング4の軸方向一方側D1の端部には、外胴ボウル8から回収した脱水ケーキを排出するためのケーキシュート29が設けられている。
The casing 4 accommodates the
支持ユニット5は、回転体2を軸方向Dの両端部にて回転可能に支持するためのユニットである。支持ユニット5は、回転体2の軸方向他方側D2の端部を支持する供給側支持ユニット30と、回転体2の軸方向一方側D1の端部を支持する排出側支持ユニット31とから構成されている。
The
駆動ユニット6は、回転体2を構成する外胴ボウル8と内胴スクリュー22とを異なる速度で回転駆動するものである。駆動ユニット6は、駆動源としてのモータ32と、モータ32の回転駆動力を外胴ボウル8に伝達するベルト伝達機構33と、内胴スクリュー22を回転駆動する油圧式の差速装置34と、を有している。モータ32の動作は、図示しない制御装置によって制御されている。
The
外胴ボウル8と内胴スクリュー22の回転数の差速を制御することにより、外胴ボウル8の内部に含水物を堆積させれば、より長い時間に渡って遠心効果を含水物に与えることができるので、含水物の含水率をより低減させることができる。
本実施形態の遠心脱水装置1は、外胴ボウル8、被摺動筒36、弁体17、支持体20、及び一群の皿バネ18は第一の速度で回転し、回転胴23は第二の速度で回転する。
第一の速度は前記第二の速度よりも早い。
By controlling the speed difference between the rotational speeds of the
In the
The first speed is faster than the second speed.
なお、本実施形態では、内胴スクリュー22の回転トルクを一定に保つ制御を行ったが、これに代えて、外胴ボウル8と内胴スクリュー22の回転数の差速を一定に保つ制御を行ってもよい。
In this embodiment, the control for keeping the rotational torque of the
次に、一群の皿バネ18の組み合わせパターンについて説明する。一群の皿バネ18は、組み合わせによって、様々な荷重特性が得られる。
一群の皿バネ18は、所定枚数の皿バネ37を1組とするユニット35を、軸方向Dに複数ユニット配置したものである。所定枚数は、ここでは4枚として説明するが、設計に応じて適宜変更可能であり、2枚、3枚、または5枚以上であってもよい。
図4に示すように、ユニット35は、様々なパターンで組み合わせ可能である。また、同じ配置のユニット(同種のユニット)を複数配置してもよく、異なる配置のユニット(異種のユニット)を混ぜて複数配置してもよい。例えば、図4(b)の第二ユニット35Bのみを複数組み合わせて同種のユニットだけで一群の皿バネ18を構成してもよいし、図4(a)の第一のユニット35Aと図4(b)の第二のユニット35Bの異種のユニットを複数組み合わせて一群の皿バネ18を構成してもよい。
Next, a combination pattern of the group of disc springs 18 will be described. The group of disc springs 18 can obtain various load characteristics depending on the combination.
The group of disc springs 18 is configured by arranging a plurality of
As shown in FIG. 4, the
図4(a)に示すように、第一のユニット35Aは、皿バネ37の裏面37b同士を接触させた一対の皿バネ37を軸方向Dに直列に配置したユニットである。
As shown in FIG. 4A, the
図4(b)に示すように、第二のユニット35Bは、皿バネ37の表面37a同士を接触させた一対の皿バネ37を軸方向Dに直列に配置したユニットである。
As shown in FIG. 4B, the
図4(c)に示すように、第三のユニット35Cは、裏面37b同士を接触させた2枚の皿バネ37の両側に、更に表面37aと裏面37bとが接触するように、皿バネ37を重ねたユニットである。
As shown in FIG. 4C, the
図4(d)に示すように、第四のユニット35Dは、表面37a同士を接触させた2枚の皿バネ37の両側に、更に表面37aと裏面37bとが接触するように、皿バネ37を重ねたユニット35である。
As shown in FIG. 4D, the
図4(e)に示すように、第五のユニット35Eは、4枚の皿バネ37を同じ向きで重ねたユニット35である。
As shown in FIG. 4E, the
上記したユニット35A〜35Eは、要求される荷重特性や、支持体20と弁体17の円錐部45との間隔に応じて適時選択することができる。
例えば、第一のユニット35Aのように、皿バネ37の表面37a同士または裏面37b同士を接触させたユニットとすることによって、一群の皿バネ18に必要な皿バネ37の個数を低減することができる。
The above-described
For example, the number of disc springs 37 required for the group of disc springs 18 can be reduced by using a unit in which the
以上のように構成される直胴型の遠心脱水装置1では、駆動ユニット6によって外胴ボウル8と内胴スクリュー22とが異なる回転速度で回転駆動された状態において、汚泥等の含水物がフィードパイプ3を通して回転胴23のフィードゾーン24に供給される。すると、この含水物は遠心力を受けることにより、フィードゾーン24から供給孔26を通って外胴ボウル8へと移動する。
その後、この含水物は、外胴ボウル8と内胴スクリュー22との差速により、内胴スクリュー22の羽根部材25によって供給側から排出側へ向かって搬送されながら、遠心効果によって分離水と脱水ケーキとに分離される。そして、分離液は、分離液排出孔11を通って分離液シュート28から装置外部へ排出される。
In the straight body type
Thereafter, the hydrated product is separated from the separated water and dehydrated by the centrifugal effect while being transported from the supply side to the discharge side by the
脱水ケーキには、搬送・排出される過程において弁体17によって軸方向Dに排出抵抗に起因する圧搾力(背圧)が加えられる。換言すれば、内胴スクリュー22の羽根部材25によって軸方向一方側D1に向かって搬送される脱水ケーキには、弁体17に突き当たって弁体17を押圧することにより抵抗が付与される。
A pressing force (back pressure) resulting from the discharge resistance is applied to the dehydrated cake in the axial direction D by the
脱水ケーキの含水率が低下するに従い、内胴スクリュー22の推進力による脱水ケーキの押圧力が高くなる。脱水ケーキの押圧力が一群の皿バネ18による排出抵抗より大きくなると、弁体17を支持する一群の皿バネ18が圧縮されてケーキ排出通路27が形成される。即ち、図5に示すような弁体17が閉じて拡径面15と斜面21とが面接触した状態から、図2に示すようなケーキ排出通路27が形成される状態になる。これにより、脱水ケーキは、ケーキ排出通路27を経てケーキ排出孔12を通ってケーキシュート29から装置外部へ排出される。
As the water content of the dewatered cake decreases, the pressing force of the dewatered cake due to the driving force of the
ここで、皿バネ37のばね定数、及び個数について説明する。
皿バネ37のばね定数、及び個数は、遠心脱水装置1の仕様に基づいて決定される。例えば、遠心脱水装置1の時間当たりの処理量が50m3であった場合、この処理量の含水物の処理中、即ち定格運転時の脱水ケーキの押圧力に基づいて決定される。
具体的には、定格運転時において、拡径面15と斜面21との間隔G1がボウル本体9の内周面と回転胴23の外周面との間隔G2の1/3程度(以下、標準間隔と呼ぶ)となるばね定数、及び個数が選択される。
即ち、皿バネ37のばね定数及び個数は、一群の皿バネ18の全体の弾性力と、定格運転時における脱水ケーキの押圧力とが、ケーキ排出通路27が標準間隔になる状態で釣り合うように選択される。
Here, the spring constant and the number of the disc springs 37 will be described.
The spring constant and the number of the disc springs 37 are determined based on the specifications of the
Specifically, during rated operation, the distance G1 between the
That is, the spring constant and the number of the disc springs 37 are balanced so that the overall elastic force of the group of disc springs 18 and the pressing force of the dehydrated cake during the rated operation are balanced with the
ここで、脱水ケーキの含水率が更に低下すると、脱水ケーキの押圧力が更に大きくなり、間隔G1が標準間隔より大きくなってケーキ排出通路27の面積が増加する。ケーキ排出通路27の面積が増加することによって脱水ケーキがより多く排出され、脱水ケーキの滞留時間が短くなる。これにより、脱水ケーキの含水率が低い状態から高い状態、すなわち元の状態に戻る。
また、脱水ケーキの含水率が増加すると、脱水ケーキの押圧力が小さくなり、間隔G1が標準間隔より小さくなってケーキ排出通路27の面積が減少する。ケーキ排出通路27の面積が減少することによって脱水ケーキの排出量も減少し、脱水ケーキの滞留時間が長くなる。これにより、脱水ケーキの含水率が高い状態から低い状態、すなわち元の状態に戻る。
即ち、脱水ケーキの含水率に応じた滞留時間となって脱水ケーキの含水率の変動が最小限となる。
Here, when the moisture content of the dehydrated cake further decreases, the pressing force of the dehydrated cake further increases, the interval G1 becomes larger than the standard interval, and the area of the
Further, when the moisture content of the dehydrated cake increases, the pressing force of the dehydrated cake decreases, the interval G1 becomes smaller than the standard interval, and the area of the
That is, the residence time according to the moisture content of the dehydrated cake becomes a minimum, and the fluctuation of the moisture content of the dehydrated cake is minimized.
また、含水物に繊維分や結晶が含まれていると、繊維分や結晶の塊がケーキ排出通路27に堆積することがある。この場合、一時的にケーキ排出通路27の面積が小さくなり、排出抵抗が大きくなることで内圧が大きくなり、弁体17を押圧する力が増加する。この時、増加した力の大きさに応じて弁体17が軸方向一方側D1に後退し、ケーキ排出通路27の面積が大きくなる。即ち、拡径面15と斜面21との間隔G1が標準間隔より広くなることでケーキ排出通路27の幅が広がる。これにより、ケーキ排出通路27に堆積した繊維分や結晶が除去される。
付着物が除去されると、一群の皿バネ18の弾性力によって、ケーキ排出通路27の面積は標準間隔に復帰する。
In addition, if the hydrated material contains fibers or crystals, the fibers or crystals may be deposited in the
When the deposits are removed, the area of the
次に、本実施形態の支持体20の形状による効果について説明する。
上述したように、本実施形態の支持体20の支持体本体44は円筒形状をなしている。支持体本体44の軸方向他方側D2の端部、即ち、皿バネ37と接触する縁部の軸線Oを含む断面形状は、半円形をなしている。
図6に示すように、支持体20は、軸方向一方側D1より皿バネ37を支持している。皿バネ37が図6(a)に示す状態から、図6(b)に示すような圧縮された状態に変形することによって、皿バネ37と支持体20との接触角度が変化する。
即ち、接触点C1における軸線Oと拡径部38(皿バネ37)とのなす角と、接触点C2における軸線Oと拡径部38(皿バネ37)とのなす角とが変化する。図7に示すように、接触点C1,C2が移動するとともに、接触角度も変化する。ここで、接触点C1,C2においては、支持体20が僅かに弾性変形することにより、皿バネ37と支持体20とは、面接触する。この際、支持体20の軸線Oを含む断面形状が半円状である場合、皿バネ37と支持体20との接触面積は、変化しない。
Next, the effect by the shape of the
As described above, the
As shown in FIG. 6, the
That is, the angle formed by the axis O at the contact point C1 and the enlarged diameter portion 38 (disc spring 37) and the angle formed by the axis O at the contact point C2 and the enlarged diameter portion 38 (disc spring 37) change. As shown in FIG. 7, the contact points C1 and C2 move and the contact angle also changes. Here, at the contact points C1 and C2, the
次に、比較例として、図8に示すように、支持体本体44Cの軸線Oを含む断面形状が矩形状、即ち、支持体本体44Cの外周面F1と支持体本体44Cの軸方向他方側D2を向く面F2とが直交するような形状である場合について説明する。
この場合も同様に、皿バネ37が図8(a)に示す状態から、図8(b)に示す状態に変形することによって、皿バネ37と支持体20Cとの接触角度が変化する。ここで、接触点C21,C22においては、支持体20が僅かに弾性変形することにより、皿バネ37と支持体20とは面接触する。この際、支持体20Cの軸線Oを含む断面形状が矩形状である場合、皿バネ37と支持体20Cとの接触面積S21,S22は変化する。
Next, as a comparative example, as shown in FIG. 8, the cross-sectional shape including the axis O of the
In this case as well, the contact angle between the
このように、皿バネ37が変形し、支持体20Cとの接触角度が変化することによって、皿バネ37の圧縮力の伝わりが不安定となり、ひいては、背圧が不安定となる。また、皿バネ37の変形時は、支持体本体44Cの外周面F1と軸方向他方側D2を向く面F2との間の稜線が皿バネ37と接触しながらスライドするため、摩擦が大きい。これにより、支持体本体44C側に摩擦による減肉が発生し、皿バネ37の変形動作が円滑でなくなる。
Thus, the
上記実施形態によれば、支持体20の皿バネ37との接する箇所が半円状に形成されていることによって、皿バネ37の伸縮によって、皿バネ37と支持体20とが接する箇所の接触角度の変化が発生しても、摩擦係数や接触面積は常に一定となる。これにより、皿バネ37の変形時は、皿バネ37と支持体20との摩擦が小さくなり、支持体20側の摩擦による減肉が防止され、皿バネ37の変形動作を円滑にすることができる。これにより、皿バネ37の圧縮力を安定して弁体17に伝えることができ、皿バネ37による背圧を安定させることができる。また、皿バネ37の変形動作を円滑にすることができる。
According to the above embodiment, the portion of the
また、弁体17に弾性力を与える部材として、皿バネ37を採用することによって、より低コストで遠心脱水装置1を製造することができる。
また、皿バネ37は、内径面に弁体17の円筒部46をはめ合わせるように設置されるため、小型化を図ることができる。また、皿バネ37自身との回転速度差がある部品(例えば回転胴23)とは接触しないため、摩耗を防止できる。
In addition, the
Further, since the
また、弁体17は、円錐部45と円筒部46を備えるので軸方向Dに十分な長さがあり、軸方向D以外の方向へ動くことを防止できる。これにより、例えば排出圧力に偏りが発生したとしても、ケーキ排出通路27の幅は周方向のいずれの位置でも均一になり、含水物を均等に排出できる。
また、含水物を均等に排出できるため、外胴ボウル8内部の重量のアンバランスによる異常振動を防止できる。即ち、ケーキ排出通路27での含水物が周方向に不均一となることにより、遠心脱水装置1の運転性能の悪影響が与えられることを防止することができる。
Further, since the
Further, since the hydrated material can be discharged evenly, abnormal vibration due to unbalance of the weight inside the
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and omission of configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible. Further, the present invention is not limited by the embodiments, and is limited only by the scope of the claims.
1 遠心脱水装置
2 回転体
3 フィードパイプ
4 ケーシング
5 支持ユニット
6 駆動ユニット
8 外胴ボウル
9 ボウル本体
10 外胴回転軸
11 分離液排出孔
12 ケーキ排出孔
13 突条
14 縮径面
15 拡径面
16 内胴回転軸
17 弁体
18 一群の皿バネ
19 端部壁
20 支持体
21 斜面
22 内胴スクリュー
23 回転胴
24 フィードゾーン
25 羽根部材
26 供給孔
27 ケーキ排出通路
28 分離液シュート
29 ケーキシュート
30 供給側支持ユニット
31 排出側支持ユニット
32 モータ
33 ベルト伝達機構
34 差速装置
35 ユニット
36 被摺動筒
37 皿バネ
38 拡径部
39 被摺動筒本体
40 フランジ部
41 ボルト
42 オイルシール
43 台座部
44 支持体本体
45 円錐部
46 円筒部
47 スリーブ
48 シール部材
D 軸方向
D1 軸方向一方側
D2 軸方向他方側
O 軸線
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記回転体と同軸に配置され、前記外胴ボウルの軸方向の一端に形成されている前記含水物の排出通路の軸方向の幅を調整可能に設けられた弁体と、
前記回転体と同軸に配置され、前記幅を減少させる方向に前記弁体に弾性力を与える一群の皿バネと、
前記回転体と同軸に配置され、軸方向で前記一群の皿バネの前記弁体とは反対の側を支持するように配置される円筒形の支持体と、を備え、
前記弁体は、前記軸方向他方側を向き前記軸方向一方側に向かうに従って拡径する斜面と、前記軸方向一方側を向く垂直面と、を有する円錐部と、
外径が前記円錐部の最大径より小さく、前記円錐部の軸方向一方側に接続されている円筒部と、を有し、
前記一群の皿バネは、前記軸方向に向かうに従って拡径する拡径部を周囲に備えた複数の円形の皿バネを有し、前記拡径部の内周側に前記円筒部が挿通され、前記一群の皿バネのうち軸方向の他端の皿バネが前記円錐部の前記垂直面に接し、前記一群の皿バネのうち軸方向の一端の皿バネが前記支持体に接するように配置され、
前記一端の皿バネは、前記拡径部の前記軸方向一方側を向く面が前記支持体に接し、
前記支持体の前記一端の皿バネに接する箇所であって、軸方向他方側で周方向に延在する縁部の周方向から見た断面形状が半円状であることを特徴とする遠心脱水装置。 A cylindrical outer body bowl to which hydrated material is supplied, and an inner body screw provided with a blade member projecting from the peripheral surface of a rotating drum accommodated in the outer body bowl, and propelling the hydrated material to one side in the axial direction A rotating body that dehydrates using centrifugal force while conveying the hydrated material,
A valve body that is arranged coaxially with the rotating body and is provided at an axial end of the outer body bowl so as to be adjustable in the axial width of the drainage passage of the hydrated material;
A group of disc springs arranged coaxially with the rotating body and imparting elastic force to the valve body in a direction to reduce the width;
A cylindrical support disposed coaxially with the rotating body and disposed so as to support the side of the group of disc springs opposite the valve body in the axial direction;
The valve body has a conical portion having a slope that expands as it faces the other side in the axial direction and toward the one side in the axial direction, and a vertical surface that faces the one side in the axial direction ,
A cylindrical portion having an outer diameter smaller than the maximum diameter of the conical portion and connected to one axial side of the conical portion;
The group of disc springs has a plurality of circular disc springs provided with a diameter-expanding portion that expands in diameter toward the axial direction, and the cylindrical portion is inserted on the inner peripheral side of the diameter-expanding portion, The disc spring at the other end in the axial direction of the group of disc springs is in contact with the vertical surface of the conical portion , and the disc spring at one end in the axial direction of the group of disc springs is in contact with the support. ,
The disk spring at the one end is in contact with the support body at a surface facing the one axial side of the enlarged diameter portion,
Centrifugal dehydration characterized in that the cross-sectional shape seen from the circumferential direction of the edge portion extending in the circumferential direction on the other side in the axial direction is a semicircular shape in contact with the disc spring at the one end of the support body apparatus.
前記支持体は、前記被摺動筒に固定され、
前記被摺動筒は、スリーブを介して前記弁体の円筒部の内周側に挿通されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の遠心脱水装置。 A sliding cylinder connected to the outer body bowl, wherein the rotating body is inserted into the inner peripheral side;
The support is fixed to the sliding cylinder,
The centrifugal dewatering device according to any one of claims 1 to 3, wherein the sliding cylinder is inserted into an inner peripheral side of a cylindrical portion of the valve body through a sleeve.
前記第一の速度は前記第二の速度よりも早いことを特徴とする請求項4に記載の遠心脱水装置。 The outer body bowl, the sliding cylinder, the valve body, the support, and the group of disc springs rotate at a first speed, and the rotating body rotates at a second speed,
The centrifugal dehydration apparatus according to claim 4, wherein the first speed is faster than the second speed.
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