JP7422735B2 - フィルタプレスのための排出フィルタプレート組立体 - Google Patents

Description

［優先権出願の参照による組み込み］
本出願は、２０１８年４月１１日に出願された「DISCHARGE FILTER PLATE ASSEMBLY FOR FILTER PRESS」という名称の米国仮特許出願第６２／６５６，２２８号の優先権を主張する。

本出願は、上記に特定された仮出願をその全体において参照により本明細書に組み込んでいる。

本開示は、改良されたフィルタプレート組立体と、混合物から固体成分と液体成分とを分離するための関連する方法およびデバイスとに関する。

液体-固体の混合物またはスラリの固体成分と液体成分とを分離することは、多くの産業において必要な過程または望ましい過程である。固体物質の比較的高い濃度を有するスラリをろ過する１つの方法は、フィルタプレスとして知られている装置を用いる。既存のフィルタプレスでは、ろ過空洞に残っている固体粒子の「ケーキ」が、後に続くろ過サイクルのための準備において除去されなければならない。この洗浄過程は、１つまたは複数の欠点を有する。多くの場合、粒子ケーキの除去は、ケーキをろ過空洞から排出させるために、フィルタプレートが互いから個々にまたは一度にすべて分離されることを必要とする。１００枚以上もの個々のプレートが使用され得るため、洗浄過程には非常に時間が掛かる可能性がある。

他の場合では、個々のフィルタプレートが実質的に圧縮または凝集された位置で維持される間に、粒子ケーキをフィルタプレスのろ過室から排出させることが可能である。これを達成する１つの方法は、本出願人の米国特許第７，３９６，４７２号明細書（特許文献１）に開示されているように、開放区域を有するように構成された各ろ過室の外周を有することである。閉止体は、開放区域を閉じるように構成することができ、閉止体は、フィルタプレートが凝集位置にある間に粒子ケーキをろ過室から除去させるために、開放区域から取り外し可能である。この手法は、個々のフィルタプレートを圧縮または凝集された位置のままにさせるが、この手法の下でケーキを除去するための現存する方法およびデバイスは、粒子ケーキが排出された後、ろ過室の中に残る粒子物質を完全に取り除くことまたは除去することができない可能性がある。また、この手法の下では、ろ過室の開放区域は、フィルタプレスが使用中であるとき、完全に封止するのが困難であり得る。さらに、この手法の下では、フィルタプレス洗い流し装置の噴霧器組立体または噴霧ノズルが、ろ過室の中に含まれている。外部の洗い流し機構に対して、このような内部の洗い流し機構は、ろ過室の中の洗い流し流体の目詰まりまたは閉塞をもたらす可能性がある。

米国特許第７，３９６，４７２号明細書

１つまたは複数の実施形態は、フィルタプレート組立体および／またはフィルタプレート組立体を組み込んだフィルタプレスに関する。フィルタプレート組立体は、第１のフィルタプレートと、第２のフィルタプレートとを少なくとも備え、第１のフィルタプレートおよび第２のフィルタプレートは、動作軸に沿って互いに並べられるろ過位置にあるとき、ろ過室を少なくとも部分的に画定するように協働する。第１のフィルタプレートおよび第２のフィルタプレートのうちの少なくとも一方は、動作軸との並びから外れて、または、動作軸に対して垂直な方向において、移動可能なフィルタプレートによって画定されるろ過室の一部分からろ過ケーキが排出され得る排出位置へと移動可能である。いくつかの構成では、排出過程は、操作者を必要とすることなく自動的に実行され得る。いくつかの構成では、少なくとも１つの支持構造は、ろ過位置と排出位置との間での移動のために、移動可能なフィルタプレートを移動可能に支持する。いくつかの構成では、フィルタプレート組立体は、第１のフィルタプレートと、第２のフィルタプレートとを備え、フィルタプレートのうちの一方または両方が、凹んだ空洞を画定し、この空洞は、フィルタプレートがろ過位置にあるときに、ろ過室を画定する。他の構成では、フィルタプレート組立体は、本明細書においてさらに述べられているように、第１のフィルタプレートと、第２のフィルタプレートと、中心プレートまたはフレームとを備える。第１のフィルタプレートおよび第２のフィルタプレートのうちの一方または両方が、別のフィルタプレート組立体の一部分も形成してもよい。例えば、第２のフィルタプレートは、第２のフィルタプレートの第１の側において１つのろ過空洞の端部を形成でき、第２のフィルタプレートの第２の側において別のろ過空洞の端部を形成できる。

一つの実施形態では、フィルタプレート組立体は、第１の側面を有する第１のフィルタプレートと、第２の側面を有する第２のフィルタプレートと、外面および内部領域を有する中心プレートまたはフレームとを備える。中心プレートまたはフレームは、ろ過位置または整列した位置と、排出位置または分離した位置との間で、第１のフィルタプレートおよび第２のフィルタプレートに対して移動可能であるように構成される。ろ過位置において、中心プレートまたはフレームは、第１の側面と第２の側面との間の所定の位置で保持される。排出位置において、第１のフィルタプレートと第２のフィルタプレートとは、中心プレートからある距離で分離し、それによって、中心プレートを落下させ、または排出位置に向けてもしくは排出位置へと移動させ、それにより粒子ケーキが中心プレートの内部領域から排出される。

別の実施形態では、フィルタプレート組立体は、第１のフィルタプレートと、第２のフィルタプレートとを備える。第１のフィルタプレートおよび第２のフィルタプレートは、プレート同士が動作軸に沿って互いの中に並べられ、ろ過室を少なくとも部分的に画定するように協働するろ過位置を有する。第１のフィルタプレートは、第２のフィルタプレートとの並びから外れ、動作軸から離れ、第１のフィルタプレートおよび第２のフィルタプレートのうちの少なくとも一方によって少なくとも部分的に画定されるろ過室の一部分からろ過ケーキが排出できる排出位置へと移動可能である。

一実施形態は、フィルタプレート組立体および／またはフィルタプレート組立体を組み込んだフィルタプレスを伴う。フィルタプレート組立体は、第１のフィルタプレートと、第２のフィルタプレートとを少なくとも備え、第１のフィルタプレートと第２のフィルタプレートとは、ろ過室を少なくとも部分的に画定するように協働する。少なくとも１つの噴霧器組立体が、第１のフィルタプレートおよび第２のフィルタプレートのうちの一方または両方に対して移動可能に支持される。少なくとも１つの噴霧器組立体は、噴霧される媒体を第１のフィルタプレートおよび第２のフィルタプレートのうちの一方または両方に向けて方向付けるために、動作軸との並びから外れて、または、動作軸に対して垂直な方向において、移動可能である。

本フィルタプレート組立体のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、好ましい実施形態の図面を参照して記載されている。これらの実施形態は、本発明を例示するように意図されており、本発明を限定するようには意図されていない。

本発明の特定の特徴、態様、および利点を有するフィルタプレート組立体を組み込んだフィルタプレスの斜視図である。フィルタプレート組立体は、引き込み位置で示されている。洗い流し流体供給源を噴霧器組立体に連結する流体ホースは除去されている。 図１のフィルタプレスの上面図である。 図１のフィルタプレスの別の斜視図である。 図１のフィルタプレスの側面図である。 フィルタプレート組立体が開位置または排出位置にある状態での図１のフィルタプレスの斜視図である。フィルタプレート組立体の中心プレートは、整列した位置（または上位置）で示されている。洗い流し流体供給源を噴霧器組立体と連結する流体ホースが示されている。 流体ホースが除去された状態での図５のフィルタプレスの上面図である。 流体ホースが除去された状態での図５のフィルタプレスの斜視図である。 流体ホースが除去された状態での図５のフィルタプレスの側方斜視図である。 フィルタプレート組立体の中心プレートが分離した位置（下位置または排出位置）において示された状態での図５のフィルタプレスの斜視図である。 流体ホースが除去された状態での図９のフィルタプレスの別の斜視図である。 流体ホースが除去された状態での図９のフィルタプレスの側方斜視図である。 フィルタプレスから除去されて示されている第１のフィルタプレート、第２のフィルタプレート、および中心プレートを備えるフィルタプレート組立体の、関連する鉛直方向レールおよび噴霧器組立体もフィルタプレスから除去されている状態での横断面図である。 図１２のフィルタプレート組立体ならびに関連する鉛直方向レール、噴霧器組立体、および力発生器の側面図である。 図１２のフィルタプレート組立体ならびに関連する鉛直方向レール、噴霧器組立体、および力発生器の斜視図である。 フィルタプレートのうちの１つが除去された状態での、図１２のフィルタプレート組立体ならびに関連する鉛直方向レール、噴霧器組立体、および力発生器の斜視図である。 中心プレートが分離した位置（または下位置）において示されている、図１２のフィルタプレート組立体ならびに関連する鉛直方向レール、噴霧器組立体、および力発生器の斜視図である。 フィルタプレートのうちの１つが除去された状態での、図１６のフィルタプレート組立体ならびに関連する鉛直方向レール、噴霧器組立体、および力発生器の斜視図である。 図１２のフィルタプレート組立体の凹んだ空洞を有する１つのフィルタプレートの斜視図である。 図１２のフィルタプレート組立体の中心プレートの斜視図である。 凹んだ空洞を有するフィルタプレートの斜視図である。 フィルタプレスから除去されて示されている第１のフィルタプレートおよび第２のフィルタプレートを備えるフィルタプレート組立体の、関連する鉛直方向レールおよび噴霧器組立体もフィルタプレスから除去されている状態での斜視図である。図２１のフィルタプレート組立体では、フィルタプレートのうちの少なくとも１つは、図２０に示されているような凹んだ空洞を有するフィルタプレートである。 図２１のフィルタプレート組立体ならびに関連する鉛直方向レール、噴霧器組立体、および力発生器の斜視図である。図２０のフィルタプレートは、分離した位置（または下位置）で示されている。 移動可能なフィルタプレートのための支持レールまたは軌道を省略している、複数のフィルタプレート組立体を組み込んだフィルタプレスの斜視図である。リンク要素は、移動可能なフィルタプレートのうちの２枚以上と係合して、移動可能なフィルタプレートを選択的に移動させることができる。１つまたは複数の力発生器は、リンク要素を移動させるように構成され得る。いくつかの構成では、力発生器の数は、移動可能なフィルタプレートの数より少ない。フィルタプレート組立体は開位置で示されており、移動可能なフィルタプレートは下位置または排出位置で示されている。 流体ホースが除去された状態での図２３のフィルタプレスの側面図である。 流体ホースが除去されており、フィルタプレート組立体が整列した位置（または上位置）において示された状態での図２３のフィルタプレスの側面図である。

フィルタプレスは、スラリまたはスラッジなどの液体-固体の混合物から液体成分と固体成分とを分離するために使用される。例えば、本明細書に記載されているフィルタプレスは、符号１０によって概して参照され、処理液体、産業用廃棄物、一般廃棄物をろ過するために、または、他の状況において成分分離を実施するために、使用され得る。フィルタプレス１０は様々な他の産業においても使用され得る。フィルタプレス１０は、符号１００によって概して参照される、フィルタプレート組立体を備える。フィルタプレス１０および／またはフィルタプレート組立体１００は、少なくともいくつかの実施形態において、粒子ケーキの部分的なまたは完全な自動排出を可能にするように構成される。このような構成は、先行技術のフィルタプレスにおいて一般的であるような、人がフィルタプレスの手作業の洗浄を実施する必要性を排除することで、運用コストを下げることができる。

一実施形態では、フィルタプレート組立体１００は、第１のフィルタプレート１３０と、第２のフィルタプレート１３０と、中心プレートまたはフレーム１２０と、力発生器５１０とを備える。第１のフィルタプレート１３０および第２のフィルタプレート１３０は、プレート１３０の両側においてハンドル（または他の支持構造）１３２を各々有する。ハンドル１３２は、フィルタプレート１３０を水平方向の側方レール１２の対によって支持させることができる。好ましくは、ハンドル１３２は、個々のフィルタプレート１３０を互いから分離させるために（例えば、フィルタプレート組立体１００を引き込み位置から展開位置へと移動させるために）、フィルタプレート１３０がレール１２に沿って移動させられ得るように、側方レール１２の上面とスライド可能に係合する。中心プレート１２０は、側方レール１２に対して鉛直方向で移動可能となるように支持される。中心プレート１２０は、移動可能なプレートと称され得る。フィルタプレート組立体１００が中心プレート１２０（例えば、図２０～図２２に示されているものなど、凹んだ空洞のプレートの構成）を備えないものなど、他の実施形態では、移動可能なプレートは、限定されることはないが、第１のフィルタプレート１３０および第２のフィルタプレート１３０のうちの一方または両方を含む、第１のフィルタプレートのスタックのうちのいずれかのプレートであり得る。同様に、本開示における「中心プレート」という用語の例は、中心プレート以外のプレートが移動可能である実施形態を考慮して、特に明記しない限り、「移動可能なプレート」という用語で置き換えることができる。いくつかの構成では、側方のレール１２０によって支持されるかまたは側方のレール１２０に対して支持される鉛直方向のレールまたは軌道１８の対の中で進むかまたはスライドする中心プレート１２０が、整列した位置（図示されているような上方位置）と分離した位置（図示されているような下方位置）との間で、第１のフィルタプレート１３０および第２のフィルタプレート１３０に対して移動可能である。分離した位置へと移動するとき、中心プレート１２０は、重力の下で地面に向けて落下または降下する、または、力発生器５１０によって強制的に移動させられる。好ましくは、中心プレート１２０は、分離した位置へと移動すると、または、分離した位置に向けて移動すると、鉛直方向レール１８とスライド可能に係合されたままである。分離した位置への落下または強制的な移動の後に中心プレート１２０が突然停止することによって発生させられる力は、中心プレート１２０の内部からの粒子ケーキの除去をもたらす。中心プレート１２０は、分離した位置への落下または強制的な移動の後の突然の停止に耐えるように作られる。

好ましい実施形態では、力発生器５１０は、その動作流体として圧縮ガス（例えば空気）を利用する空気圧シリンダである。他の実施形態では、力発生器は、液圧シリンダ、ねじジャッキ、または任意の他の適切な構成であり得る。いくつかの構成では、フィルタプレート組立体１００または関連するフィルタプレス１０は、力発生器を備えない。例えば、移動可能なフィルタプレート１２０は、ろ過する位置または整列した位置と排出位置との間で手作業により移動させられ得る。整列した位置にある間、中心プレート１２０は、第１のフィルタプレート１３０の表面と第２のフィルタプレート１３０の表面との間に位置させられており、フィルタプレス１０のフィルタプレートが封止された様態で一緒に圧迫され、第１および第２のプレート１３０を圧迫する力によって中心プレート１２０が所定の位置で保持されるようになるときまで、空気圧シリンダによって発揮される力によって所定の位置で維持される。分離した位置へと移動するために、中心プレート１２０は空気圧シリンダの力によってもはや支持されなくなるか、または、空気圧シリンダは中心プレート１２０を分離した位置に向けてもしくは分離した位置へと下向きに引っ張るかのいずれかである。例えば、分離した位置は、空気圧シリンダの圧縮ガスが大気へと通気または放出され、中心プレート１２０を分離した位置へと降下させるときに達成される。空気圧シリンダは、洗浄過程が完了すると、中心プレート１２０を整列した位置へと戻すように持ち上げるために使用できる。代替で、空気圧シリンダは、中心プレート１２０を分離した位置に向けてかまたは分離した位置へと引っ張ることができ、中心プレート１２０を整列した位置まで戻すように上昇させるためにも使用できる。空気圧シリンダ（または他の力発生器）は、各々の中心プレート１２０に提供されてもよく、または、フィルタプレスの複数のフィルタプレート組立体の複数の中心プレートを動作させるように構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、中心プレート１２０の内部領域は、図１５に示されているようにろ過室１２４を少なくとも部分的に画定し、ろ過室１２４は、中心プレート１２０の各々の側において開口を有する。整列した位置にある間、中心プレート１２０の各々の側における開口は、第１のフィルタプレート１３０の表面と第２のフィルタプレート１３０の表面とによって境界付けられ、プレート同士が互いに押し付けられるとき、ろ過室１２４が閉止した位置にあるように、第１のフィルタプレート１３０の表面と第２のフィルタプレート１３０の表面とによって封止される。ろ過室１２４を向き、閉止した位置において開口するろ過室を境界付けるフィルタプレート１３０の表面は、ろ過室１２４の全体の厚さが中心プレート１２０の厚さによって決定されるように、平面状であるかまたは概して平面状である。他の実施形態では、ろ過室は、隣接するフィルタプレートにおける凹んだ空洞によって、一部または全体で画定される。

他の実施形態では、重力だけの下で地面へと落下または降下する中心プレート１２０の代わりに、中心プレートまたはフレーム１２０は追加的に人の力によって下へ引っ張られる。中心プレート１２０は、人の力によって下へ引っ張られる場合であっても、分離した位置に到達するときの突然の停止に耐えるように作られる。

いくつかの実施形態では、中心プレート１２０を支持する鉛直方向レール１８は、側方レール１２によって支持される、または、側方レール１２によって移動が少なくとも限定され、側方レール１２は第１のフィルタプレート１３０および第２のフィルタプレート１３０を支持する。このような構成は改造の用途に良く適している。鉛直方向レールと称されるが、レール１８は、本明細書において述べられているように、他の向きにおいて提供されてもよい。したがって、特に明記されていない限り、鉛直方向の向きにレールを限定することは意図されていない。他の実施形態では、中心プレート１２０は、側方レール１２の対の上方に位置させられる吊り下げレール１４の対によって支持される鉛直方向レール１８の対の中で進む。好ましくは、ブレースまたは支柱２００などの連結部が鉛直方向レール１８同士の間で延び、鉛直方向レール１８に連結できる。ブレース２００は、吊り下げレール１４によって支持され、鉛直方向レール１８を吊り下げレール１４の上面に対してスライド可能に移動させることができる。任意選択で、鉛直方向レール１８は、側方レール１２の対の下方に位置させられるフレーム保持レール１６の対によってさらに安定させられ得る。このような構成は、より大きな安定性を鉛直方向レール１８に提供することができる。しかしながら、移動可能なプレート１２０を支持するための他の適切な構成が採用されてもよい。例えば、移動可能なプレート１２０は、力発生器５１０によって、または、移動可能なプレート１２０を移動させるかもしくは移動可能なプレート１２０の移動を容易にする他の支持構造によって、直接的または間接的に支持され得る。いくつかの構成では、移動可能なプレート１２０は、ブラケット２０２、力発生器５１０、およびブレース２００のみによって直接的に支持され得る。別の言い方をすれば、鉛直方向レール１８および任意の対応する構造は省略され得る。さらに、他の構成では、移動可能なプレート１２０は全く直接的に支持されなくてもよい。フィルタプレス１０の側方レール１２は、移動可能なプレート１２０を概して捕獲でき、移動可能なプレート１２０をフィルタプレス１０と関連する位置で維持することができる。

他の実施形態では、中心プレートまたは移動可能なプレート１２０には、洗い流し装置３００または洗い流し装置３００の構成要素が設けられる。洗い流し装置３００は、洗い流し流体供給源４００に連結される。洗い流し装置３００は、１つまたは複数の噴霧器組立体または噴霧ノズル３１０、３２０を備える。噴霧器組立体または噴霧ノズル３１０、３２０は、中心プレート１２０の外面に取り付けられ、または、中心プレート１２０と共に移動可能であり、第１のフィルタプレート１３０、第２のフィルタプレート１３０、および中心プレート１２０の各々の外部に位置する。有利には、このような構成は、ろ過室１２４の容易な洗浄を可能にする。中心プレートまたは移動可能なプレート１２０が第１のフィルタプレート１３０および第２のフィルタプレート１３０の各々に対して上または下に移動させられるとき、噴霧器組立体３１０、３２０は、中心プレートまたは移動可能なプレート１２０と移動し、第１および第２の（または、隣接する）フィルタプレート１３０のろ過媒体を洗い流し、または洗浄する。図示されている構成では、噴霧器組立体３１０、３２０は、中心プレート１２０に連結されている反転したU字形のブラケットなどのブラケット２０２によって支持される。

他の実施形態では、吊り下げレール１４の対には他のデバイスまたは装置が設けられ得る。代替で、吊り下げレール１４の対は、専用の支持レールの対、つまり、中心プレートまたは移動可能なプレート１２０の中で鉛直方向レール１８を支持するように供するだけのレールの対として供し得る。他の実施形態では、専用の支持レールの対は、吊り下げレール１４の対以外のレールの対であり得る。

図示された構成では、中心プレートまたは移動可能なプレート１２０は、中心プレートまたは移動可能なプレート１２０を移動させるように作用する重力を利用するために、第１および第２のフィルタプレート（または隣接するプレート）１３０に対して鉛直方向下向きに移動するが、このような構成は必須ではない。中心プレートまたは移動可能なプレート１２０は、第１および第２のフィルタプレート（または隣接するプレート）１３０との位置合わせから外れて任意の方向に移動できる。別の言い方をすれば、ろ過位置では、フィルタプレート１３０は、動作軸と称され得る長手方向軸に沿って並べられ得る。移動可能なフィルタプレート１２０は、動作軸に対して垂直な任意の方向において移動されることが可能であり、または、動作軸に対して垂直に移動する構成要素を有する。例えば、プレート１２０は、水平方向または鉛直方向において移動可能とすることができ、または、動作軸からずらされ、動作軸と平行であり得る軸などの、軸の周りで回転させられ得る。このような構成は、特定のケーキのための容器へのより良好なアクセスを可能にし、または、フィルタプレス１０の下方の利用可能な空間の欠如によって必要とされ得る。

別の実施形態が、図１～図１９に示されている。他に記載されておらず、または図１～図１９に図示されていない、他の実施形態の構成要素、特徴、および利点は、この実施形態に含まれ得る。また、この実施形態の構成要素、特徴、および利点は、他の実施形態に含まれ得る。

図１～図１９の実施形態では、フィルタプレート組立体１００は、第１のフィルタプレート１３０と、第２のフィルタプレート１３０と、中心プレートまたはフレーム１２０とを備える。図示されている構成では、フィルタプレス１０は力発生器５００のセットも備えるが、先に述べられているように、力発生器５００がなく、移動可能なプレートが手作業または一部の他の機構を介して移動させられる構成を有することが可能である。中心プレート１２０の内部領域は、ろ過室１２４を（図１５に示されているように）確定し、ろ過室１２４は、中心プレート１２０の各々の側において開口を有する。整列した位置にある間、中心プレート１２０の各々の側における開口は、ろ過室１２４が閉止した位置にあるように、第１のフィルタプレート１３０の表面と第２のフィルタプレート１３０の表面とによって境界付けられて封止され得る。図１～図４は、フィルタプレート組立体１００の中心プレート１２０が第１および第２のフィルタプレート１３０に対して整列した位置にある状態で、引き込み位置にあるフィルタプレート組立体１００を示している。ろ過室１２４を向き、閉止した位置において開口するろ過室を境界付けるフィルタプレート１３０の表面は、ろ過室１２４の全体の厚さが中心プレート１２０の厚さによって決定されるように、平面状であるかまたは概して平面状である。しかしながら、先に述べられているように、フィルタプレート組立体１００は、ろ過室を画定するように隣接するフィルタプレートと協働する凹んだ空洞を有するフィルタプレートのセットを備え得る。このような構成では、特定のプレートが両側の隣接するプレートの空洞と協働して、各隣接するフィルタプレートと共にろ過室を画定するように、内部のプレートは、典型的には、両側に空洞を有する。端のプレートは、典型的には、内側のみにおいて空洞を有する。したがって、ろ過室の厚さは、各フィルタプレートの空洞によって部分的に定められる。以下の説明は、中心プレート１２０を有する組立体の文脈にある。しかしながら、同じ説明は、凹んだ空洞を有するプレート組立体にも当てはまり得る。したがって、中心プレート１２０への言及は、凹んだ空洞を有するプレート組立体の任意の移動可能なプレートに言及し得る。

例えば、図１、図３～図５、および図７～図１１に示されているように、力発生器５００のセットは、各々の中心プレート１２０に設けられている力発生器５１０を備える。各々の力発生器５１０は、それぞれの中心プレート１２０の上方の位置に位置付けられて保持されている。例えば、各々の力発生器５１０は、ブレース２００によって支持され、ブラケット２０２を介して中心プレート１２０に連結され得る。力発生器５１０は、ろ過室１２４からの粒子ケーキの排出の最中および後に、中心プレート１２０の下向きおよび／または上向きの移動（第１のフィルタプレート１３０および第２のフィルタプレート１３０に対する）を容易にする。力発生器５１０は、中心プレート１２０を、第１のフィルタプレート１３０および第２のフィルタプレート１３０に対して、分離した位置に向けて、または、分離した位置へと下向きに押すことができる。代替で、中心プレート１２０は、重力の下だけで地面または分離した位置（図示されているような任意の下方位置）へ落下または降下することができる。図９～図１１は、フィルタプレート組立体１００の中心プレート１２０が第１および第２のフィルタプレート１３０に対して分離した（または下）位置にある状態で、展開位置にあるフィルタプレート組立体１００を示している。力発生器５１０は、中心プレート１２０を整列した位置に戻すように上向きに持ち上げるために使用されてもよい。これらの場合の各々において、中心プレート１２０は、側方レール１２の対および吊り下げレール１４の対の一方または両方によって支持されている鉛直方向レール１８の対の中で好ましくは進むかまたはスライドする。図５～図８は、フィルタプレート組立体１００の中心プレート１２０が第１および第２のフィルタプレート１３０に対して並んだ（または上）位置にある状態で、展開位置にあるフィルタプレート組立体１００を示している。図５～図８に示された中心プレート１２０の位置は、中心プレート１２０が分離した位置へと（力発生器５１０の力の下で、または、重力だけの下で）移動させられる前、または、中心プレート１２０が整列した位置へと戻るように上向きに持ち上げられた後（および、フィルタプレート組立体１００が引き込み位置へと戻される前）のいずれかであり得る。

力発生器５１０は吊り下げレール１４の対によって直接的または間接的に支持される。力発生器５１０は、その動作流体として圧縮ガスを利用する空気圧シリンダであり得る。力発生器５１０は液圧シリンダであってもよい。他の種類の力発生器５１０が使用されてもよい。さらに、力発生器５１０は、移動可能なフィルタプレート１２０を移動させるために任意の適切な場所に位置付けられ得る。例えば、図１、図３～図５、および図７～図１１において示されているように、力発生器５１０は各々のそれぞれの中心プレート１２０の上方に位置決めされ得る。力発生器５１０は各々のそれぞれの中心プレート１２０の下方に位置決めされてもよい。いくつかの構成では、力発生器５１０は、中心プレート１２０の上方または下方のいずれかに位置付けられ、例えば各々でおおよそ１００ｌｂｓの圧力を発揮する空気圧シリンダである。他の構成では、各々の中心プレート１２０について専用の力発生器５１０を有する代わりに、中心プレート１２０の部分セットまたは全部など、複数の中心プレート１２０に結合される（または、結合され得る）単一の力発生器が設けられてもよい。例えば、２つの力発生器が液圧シリンダの形態で設けられてもよく、液圧シリンダの各々は、利用可能な中心プレート１２０の約半分に結合され、例えば各々でおおよそまたは最大で５０００ｌｂｓの圧力を発揮するように構成される。

各々の中心プレート１２０の上向きおよび／または下向きの移動を容易にするために力を提供することに加えて、力発生器５１０は、個々にかまたは組み合わせで、第１のフィルタプレート１３０、第２のフィルタプレート１３０、および中心プレート１２０を整列した位置において維持するために必要な力を提供するために使用できる。整列した位置において、中心プレート１２０は、第１のフィルタプレート１３０の表面と第２のフィルタプレート１３０の表面との間に位置させられ、力発生器５１０によって発揮される力によって所定の位置で維持される。しかしながら、概して、各々の中心プレート１２０と関連付けられた力発生器５１０とは別の専用の力発生器が、この目的のために提供され、従来のフィルタプレスと同様または同じ手法でフィルタプレート組立体の集まりを軸方向において圧縮する。

第１のフィルタプレート１３０および第２のフィルタプレート１３０を備える典型的なフィルタプレート組立体１００（中心プレート１２０はない）では、第１および第２のフィルタプレート１３０は、ろ過モードでは約１００ｐｓｉであり、膜ろ過ケーキ圧迫モードでは２００～２５０ｐｓｉであり得る処理圧力においてフィルタプレート１３０同士の間の封止を維持するために、最大で３，０００～４，０００ｌｂｓの圧力、または、いくつかの構成では最大で１０，０００ｌｂｓ以上もの圧力によって、一体に圧迫または保持される。図１～図１９の実施形態では、第１のフィルタプレート１３０、第２のフィルタプレート１３０、および中心プレート１２０は、中心プレート１２０が凹んだ空洞のプレートより変形を受けやすい可能性があるため、凹んだ空洞のプレート組立体と比較してより大きい力によって一体に圧迫または保持され得る。さらに、少なくともいくつかの構成では、中心プレート１２０は、中心プレート１２０を整列した位置へと移動させたり整列した位置から移動させたりするために使用される力発生器５１０からの支援なしで、この圧迫する力によって整列した位置で保持させることができる。

ろ過過程の間に整列した位置または封止位置において第１のフィルタプレート１３０、第２のフィルタプレート１３０、および中心プレート１２０によって画定される空洞の中に作り出される圧力は、中心プレート１２０が内部圧力の結果として径方向に拡張することをもたらす可能性がある。側方レール１２は、内部圧力によって発生させられる力に応じた径方向における拡張を抑制するように、支持を提供できる。追加または代替で、第１および第２のフィルタプレート１３０と中心プレート１２０とは、圧縮力に応じた、および／または、ろ過室の中の流体圧力に応じた径方向における中心プレート１２０の拡張を抑制するために、一体に鍵留めされ得る。好ましくは、中心プレート１２０の両側は、第１および第２のフィルタプレート１３０の対応する鍵と合致するように適合されている鍵凹部１２２（図１５～図１７および図１９において示されている）を有する。この方法では、第１および第２のフィルタプレート１３０の両方が中心プレート１２０に鍵留めされる。鍵凹部１２２は、フィルタプレート１３０において構造体を受け入れるように構成されている孔または他の構造であり得る。代替で、中心プレート１２０は、フィルタプレート１３０の鍵凹部の中に受け入れられるように構成される鍵または突起を各々の側に有してもよい。他の実施形態では、フィルタプレート１３０および中心プレート１２０は、それらの間の相対的な移動を防止するために、互いと係合するように構成される隆条部または溝を有し得る。鍵留め構造は、中心プレート１２０の周辺の周りの適切な場所に設けられ得る。拡張は、典型的には、凹んだ空洞のフィルタプレートにおける問題ではないが、鍵留めまたは相互係止の構造は、望まれる場合、このようなフィルタプレート組立体において使用され得る。

例えば図１２、図１４、図１５、および図１７に示されているように、いくつかの構成では、各々の中心プレートまたは移動可能なプレート１２０には、洗い流し装置３００または洗い流し装置３００の構成要素が設けられる。洗い流し装置３００は、水または他の洗い流し流体を供給する洗い流し流体供給源４００に連結される。洗い流し装置３００は、第１の噴霧器組立体または噴霧ノズル３１０と、第２の噴霧器組立体または噴霧ノズル３２０と、流体ホース３４０の対（図５および図９に示されている）と、各々の流体ホース３４０と各々の噴霧器組立体または噴霧ノズル３１０、３２０との間の連結パイプ３３０とを備える。代替で、連結パイプ３３０を提供する代わりに、各々の流体ホース３４０は、それぞれの噴霧器組立体３１０、３２０に直接的に連結され得る。各々の噴霧器組立体３１０、３２０は、第１のフィルタプレート１３０、第２のフィルタプレート１３０、および中心プレートまたは移動可能なプレート１２０の各々の外部に位置する。連結が噴霧器組立体３１０、３２０と中心プレートまたは移動可能なプレート１２０との間に提供されて、噴霧器組立体３１０、３２０を中心プレートまたは移動可能なプレート１２０に固定する。好ましくは、第１の噴霧器組立体３１０は、中心プレートまたは移動可能なプレート１２０の一方の側および／または第１および第２のフィルタプレート１３０の一方を洗い流すかまたは洗浄するように構成され、第２の噴霧器組立体３２０は、中心プレートまたは移動可能なプレート１２０の他方の側および／または他方のフィルタプレート１３０を洗い流すかまたは洗浄するように構成される。図１６および図１７に示されているように、噴霧器組立体３１０、３２０は中心プレートまたは移動可能なプレート１２０と共に下向きに移動し、そのため、噴霧器組立体３１０、３２０は、中心プレートまたは移動可能なプレート１２０が第１および第２のフィルタプレート１３０に対して下向き（または上向き）に移動させられるとき、第１および第２のフィルタプレート１３０を洗い流すかまたは洗浄する。しかしながら、他の実施形態では、噴霧器組立体３１０、３２０は、第１および第２のフィルタプレート１３０と中心プレートまたは移動可能なプレート１２０とを、第１および第２のフィルタプレート１３０に対して不動の位置から洗い流すかまたは洗浄するように構成され得る。洗い流し装置の噴霧ノズルおよび／または他の部分を、ろ過室の一部分を画定するフィルタプレートにおいて担持することは、必要とされる追加の構造がより少ないため、既存のシステムより低コストで完全または一部で自動的な洗い流しを可能にする。つまり、既存のシステムは、フィルタプレートと全体で別になっている支持構造に噴霧ノズルを設けており、これは図示された構成より高い全体のコストをもたらす。他の構成では、フィルタプレス１０は洗い流し装置を備えなくてもよく、フィルタプレートは、手作業で洗浄され得る、または、別の洗浄デバイス（例えば、噴霧圧力洗い流し器）を用いて洗浄され得る。

噴霧器組立体３１０、３２０は、高圧（および少量）で洗い流し流体を吐出するように構成され得る。フィルタプレート組立体１００が数多くの中心プレート１２０を備え、そのため数多くの噴霧器組立体３１０、３２０を備える場合、洗い流し流体を高圧で吐出するように噴霧器組立体３１０、３２０を構成することは、典型的には、並列に連結される噴霧器組立体３１０、３２０のすべてを通じて高圧を維持することができる高品質な流体ポンプを必要とする。このようなポンプの使用がコスト的に法外である場合、または、このようなポンプの使用が技術的に実現不可能もしくは困難である場合、噴霧器組立体３１０、３２０は、洗い流し流体を、例えばおおよそ１００ｐｓｉ（およびおおよそ５００GPM）といった、比較的低圧（および多量）で吐出するように構成されてもよい。このような構成に必要とされるポンプは高圧ポンプよりコストが低く、そのため組立体全体をより低コストにさせることができる。多量で低圧の（HVLP）洗い流し構成がフィルタプレートを効果的に洗浄することが、本出願者によって偶然に発見された。他の圧力および量も可能である。中心プレート１２０の部分セットのみについての噴霧器組立体３１０、３２０（例えば、噴霧器組立体３１０、３２０の３分の１）が任意の所与の時間に洗い流し流体を吐出するように噴霧器組立体３１０、３２０を構成することも可能である。噴霧器組立体３１０、３２０の部分セットだけが任意の所与の時間に洗い流し流体を吐出するような方法で噴霧器組立体３１０、３２０を構成することで、大きな水圧をより低い品質（または、より低い圧力）の流体ポンプで維持することが可能である。

複数の力発生器５１０が図示されているが（各々の中心プレート１２０について１つ）、他の構成では、中心プレート１２０の部分セットまたは全部など、複数の中心プレート１２０に結合される（または、結合され得る）単一の力発生器が設けられてもよい。さらに、中心プレート１２０は、鉛直方向において第１および第２のフィルタプレート１３０の下方で移動するとして示されているが、他の構成も可能である。例えば、中心プレート１２０は、上向きに、いずれかの横の側方へ、第１および第２のフィルタプレート１３０に対して斜め方向で、旋回または回転の動きで、または、動作軸から変位させられる任意の他の移動で、移動するように構成されてもよい。

他の実施形態が図２０～図２２に示されている。他に記載されておらず、または図２０～図２２に図示されていない、他の実施形態の構成要素、特徴、および利点は、この実施形態に含まれ得る。また、この実施形態の構成要素、特徴、および利点は、他の実施形態に含まれ得る。

図２０～図２２の実施形態では、フィルタプレス１０のためのフィルタプレート組立体１００は、凹んだ空洞１４４を有する第１のフィルタプレートまたは移動可能なプレート１４０と、対応するフィルタプレートまたは第２のフィルタプレート１５０とを備える。移動可能なプレート１４０を向くフィルタプレート１５０の表面は、凹んだ空洞１４４を備えるろ過室を形成するために移動可能なプレート１４０と協働する。いくつかの実施形態では、ろ過室を向き、閉止した位置において開口するろ過室を境界付けるフィルタプレート１５０の表面は、ろ過室の厚さ全体が移動可能なプレート１４０の凹んだ空洞１４４によって画定されるように、平面状であるかまたは概して平面状である。例えば、ろ過室の厚さは凹んだ空洞１４４の深さによって定められ得る。他の実施形態では、移動可能なプレート１４０を向くフィルタプレート１５０の表面は、ろ過室を形成するために、移動可能なプレート１４０の凹んだ空洞１４４と協働する凹んだ空洞１５４（図示せず）を含み得る。このような構成では、ろ過室の厚さは、凹んだ空洞１４４、１５４によって（少なくとも部分的に）定められる。例えば、ろ過室の厚さは、凹んだ空洞１４４、１５４の組み合わさった深さによって定められ得る。

移動可能なプレート１４０とフィルタプレート１５０とは一体的に鍵留めされ得る。例えば、フィルタプレート１５０を向く移動可能なプレート１４０の側は、フィルタプレート１５０の対応する鍵と嵌まり合うように適合されている鍵凹部１４２（図２０および図２２に示されている）を有し得る。鍵凹部１４２は、フィルタプレート１５０において構造体を受け入れるように構成されている孔または他の構造であり得る。代替で、移動可能なプレート１４０は、フィルタプレート１５０の鍵凹部の中に受け入れられるように構成される鍵または突起を有してもよい。他の実施形態では、フィルタプレート１５０および移動可能なプレート１４０は、それらの間の相対的な移動を防止するために、互いと係合するように構成される隆条部または溝を有し得る。鍵留め構造は、移動可能なプレート１４０の周辺の周りの適切な場所に設けられ得る。

図２１および図２２に示されているように、移動可能なプレート１４０は、好ましくは鉛直方向レール１８の対の中で進むかまたはスライドする。鉛直方向レール１８は、移動可能なプレート１４０をフィルタプレート１５０に対して整列した位置（図２１に示されている）と分離した位置（図２２に示されている）との間で移動させることができる。フィルタプレート組立体１００は、フィルタプレス１０での使用のために、任意の数の移動可能なプレート１４０と、対応するフィルタプレートまたは第２のフィルタプレート１５０とを備え得る。いくつかの構成では、図２１に示されているように、各々の移動可能なプレート１４０には、洗い流し装置３００または洗い流し装置３００の構成要素が設けられる。洗い流し装置３００は、図１～図１９の実施形態との関連で前述され、例えば図１２、図１４、図１５、および図１７において示された同じ構成要素および特徴を有することができる。

図２３～図２５は、複数のフィルタプレート組立体１００を組み込んでいるフィルタプレス１０を示しており、移動可能なフィルタプレート１２０の各々について力発生器５１０を省略する。いくつかの構成では、力発生器５１０の数は、移動可能なフィルタプレート１２０の数より少ない。いくつかの構成では、力発生器５１０は、フィルタプレート組立体１００のスタックの各々の端部に設けられ得る。

力発生器５１０は、梁（例えば、Ｉ形梁６００）などの力伝達要素または機構を通じて移動可能なフィルタプレート１２０に作用できる。いくつかの構成では、力伝達要素は、移動可能なフィルタプレート１２０のうちの２つ以上をリンクするリンク要素またはリンク機構であり得る。本明細書において使用される「リンク」という用語は、移動可能なフィルタプレート１２０に接触するだけを含み得る、リンク要素が２つ以上の移動可能なフィルタプレート１２０に作用すること、または、リンク要素が移動可能なフィルタプレート１２０のうちの２つ以上に連結され得ることを意味する。リンク要素６００は、２枚以上の移動可能なフィルタプレート１２０を選択的に移動させるために、移動可能なフィルタプレート１２０と係合することができる。１つまたは複数の力発生器５１０はリンク要素を移動させるように構成され得る。

移動可能なフィルタプレート１２０は、前述した実施形態と同様の手法でレール１８によって支持され得る。しかしながら、他の構成では、移動可能なフィルタプレート１２０は他で支持されてもよい。例えば、移動可能なフィルタプレート１２０はフィルタプレス１０の側方レール１２によって全部または一部で保持され得る。

いくつかの構成では、フィルタプレス１０の一部または全体が、フィルタプレート組立体の重量（単独で、または、フィルタプレスの他の構成要素との組み合わせで）が決定され得るように、秤またはロードセルの構成で位置付けられ得る。このような構成は風袋重量を定めることができ、これによって、排出ステップおよび洗浄ステップを含め、ろ過過程の異なる時点における重量の比較を可能にする。このような構成は、システムに、ろ過室がろ過ケーキで満たされることを監視させることができること、ならびに、ろ過ケーキの完全な排出を確保させることができ、および／または、追加の洗浄が必要とされるかどうかを決定させることができることで、完全に自動的なフィルタプレスを可能または容易にすることができる。例えば、フィルタプレスを自動化するための１つの障害は、ろ過サイクル同士の間のろ過ケーキの不完全な除去に対する懸念である。ろ過サイクルの開始におけるケーキ残留物は、ケーキ残留物を有するろ過室の部分と、ろ過室の隣接する部分との間に圧力差をもたらす可能性がある。この差はフィルタプレートに望ましくない応力をもたらす可能性があり、これは、ある時間の期間にわたって、フィルタプレートを弱め、可及的にフィルタプレートの失陥をもたらす可能性がある。結果として、多くの使用者が、ケーキ残留物が回避され得るように、サイクル同士の間に、フィルタプレートの手作業の洗浄または少なくとも手作業の検査を選択する。しかしながら、このような洗浄または手作業の検査は、時間が掛かり（したがって、高価である）、困難である。

本発明は、特定の実施形態の観点から説明されてきたが、当業者には明らかな他の実施形態も本発明の範囲内にある。したがって、様々な変更および変形が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、行われ得る。例えば、様々な構成要素は、必要に応じて再配置されてもよい。さらに、必ずしもすべての特徴、態様、および利点が本発明を実施するために必要とされるとは限らない。そのため、本発明の範囲は、以下にある特許請求の範囲のみによって定められるように意図されている。

１０ フィルタプレス
１２ 水平方向の側方レール
１４ 吊り下げレール
１６ フレーム保持レール
１８ 鉛直方向のレールまたは軌道
１００ フィルタプレート組立体
１２０ 中心プレート、フレーム、移動可能なフィルタプレート
１２２ 鍵凹部
１２４ ろ過室
１３０ 第１のフィルタプレート、第２のフィルタプレート
１３２ ハンドル
１４０ 第１のフィルタプレート、移動可能なプレート
１４２ 鍵凹部
１４４ 凹んだ空洞
１５０ 第２のフィルタプレート
１５４ 凹んだ空洞
２００ ブレース、支柱
２０２ ブラケット
３００ 洗い流し装置
３１０ 第１の噴霧器組立体、第１の噴霧ノズル
３２０ 第２の噴霧器組立体、第２の噴霧ノズル
３３０ 連結パイプ
３４０ 流体ホース
４００ 洗い流し流体供給源
５００ 力発生器
５１０ 力発生器
６００ Ｉ形梁

Claims (13)

1. 移動可能なプレートと、
   第１のフィルタプレートと、
   を備えた、フィルタプレート組立体において、
   前記移動可能なプレートおよび前記第１のフィルタプレートは、プレート同士が動作軸に沿って互いに整列し、協働して少なくともろ過室の一部分を画定する、ろ過位置を有し、
   前記移動可能なプレートは、前記第１のフィルタプレートとの整列から外れ、前記動作軸に直交し前記動作軸から離れる垂直方向に落下または強制的に動かされ、前記移動可能なプレートが前記第１のフィルタプレートの下である排出位置で突然停止するように構成され、前記排出位置で突然停止した前記移動可能なプレートは、前記移動可能なプレートによって画定される前記ろ過室の一部分からろ過ケーキを除去する結果を生じさせる力を発生することを特徴とする、フィルタプレート組立体。
2. 前記移動可能なプレートが、第１の空洞を含む第１の側面を有し、
   前記第１のフィルタプレートが、第２の空洞を含む第２の側面を有し、
   前記第１の空洞および前記第２の空洞が、協働して前記ろ過室の全体を画定していることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタプレート組立体。
3. 前記移動可能なプレートを前記ろ過位置で保持するために、または、前記移動可能なプレートを前記ろ過位置へと戻すために、力を発揮するように構成される力発生器をさらに備えていることを特徴とする、請求項１または２に記載のフィルタプレート組立体。
4. 前記力発生器は、その動作流体として圧縮ガスを利用する空気圧シリンダ、非圧縮流体を利用する液圧シリンダ、電気シリンダ、またはねじジャッキであることを特徴とする、請求項３に記載のフィルタプレート組立体。
5. 前記排出位置において、前記移動可能なプレートの一部または全部が、前記第１のフィルタプレートの側縁によって境界付けられる空間の外側に位置付けられていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のフィルタプレート組立体。
6. 前記ろ過室の外側の場所において前記移動可能なプレートに取り付けられる第１の噴霧器組立体をさらに備え、前記第１の噴霧器組立体が、洗い流し流体供給源に連結されていることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載のフィルタプレート組立体。
7. 前記第１の噴霧器組立体は、前記第１のフィルタプレートから、前記第１のフィルタプレートと、前記移動可能なプレートの反対側に隣接する第２のフィルタプレートとの少なくとも１つに向けて、洗い流し流体の噴霧を方向付けるように構成されていることを特徴とする、請求項６に記載のフィルタプレート組立体。
8. 前記移動可能なプレートに取り付けられる第２の噴霧器組立体をさらに備え、前記第２の噴霧器組立体は、前記洗い流し流体供給源に連結されていることを特徴とする、請求項６または７に記載のフィルタプレート組立体。
9. 前記第１の噴霧器組立体は、前記移動可能なプレートの一方の側および／または前記第１のフィルタプレートおよび前記第２のフィルタプレートの一方を洗い流すかまたは洗浄するように構成され、
   前記第２の噴霧器組立体は、前記移動可能なプレートの他方の側および／または前記第１のフィルタプレートおよび前記第２のフィルタプレートの他方を洗い流すかまたは洗浄するように構成される、
   請求項８に記載のフィルタプレート組立体。
10. 前記移動可能なプレートを移動可能に支持する少なくとも１つの支持構造をさらに備えていることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載のフィルタプレート組立体。
11. 少なくとも１つの前記支持構造が、前記移動可能なプレートの両側に位置付けられる第１の側の軌道および第２の側の軌道を備えていることを特徴とする、請求項１０に記載のフィルタプレート組立体。
12. 前記移動可能なプレートはフレームであり、前記第１のフィルタプレートと前記第２のフィルタプレートとの間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタプレート組立体、または、請求項１を引用する請求項３～６、９～１１のいずれか一項に記載のフィルタプレート組立体。
13. 前記ろ過室の全幅が、前記移動可能なプレートの厚さによって画定されていることを特徴とする、請求項１２に記載のフィルタプレート組立体。

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