JPH0118769B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固定隔壁とこれを貫通する回転部材と
の間に、場合によつては懸濁液を構成する固形物
質を含む液体を、この液体の限定量の漏えいを容
認することによつて減摩される継手を構成すべく
貯水する装置に係る。

部分的又は全体的に液体と接触している駆動軸
を備えた回転機械はいずれも該機械の回転部分と
固定部分との間に封水装置を挿入させて具備しな
ければならないことは元来公知の事項である。

たとえばポンプ軸の場合のように回転機械が小
径駆動軸を備えている場合、特別に構成された封
水装置が長年月にわたつて導入・開発されてき
た。このような事情から旧式な「パツキン箱」形
の装置がこれまで用いられて来、現在もなお用い
られている。しかしより最近の、より完成された
装置は、たとえば米国特許第3269738号及び第
3480285号に開示されたエラストマのような特殊
な材料で作り、あるいは特殊な材料で被覆された
リングもしくはじやばらによつて構成されるか、
あるいはイギリス特許第1051021号に例示されて
いるような接触式封水回転パツキンによつて構成
されている。

小径駆動軸をもつ回転機械について限定した振
幅の軸方向運動を、有効な防水性を保持しながら
受けるようにして柔軟な封水装置を構成しなけれ
ばならない場合、この種の装置は当業者の利益に
きわめて適つている。

従つて回転装置がたとえば少くとも500mmの直
径をもつ大径駆動軸を備えており、この駆動軸が
たとえば円板式回転ろ過機のろ過技術におけるよ
うに液中に全体又は部分的に浸漬されている場
合、回転機械の回転部と固定部との間に封水装置
が必要で、これを小径駆動軸用の封水装置になら
つて考えることができる。この種の回転ろ過機は
湿式治金法による鉱石採掘による懸濁液の固体と
液体の分離技術において高く評価されており、た
とえばEditionMC.GRAW HILL Book
Company 1950刊行の“Chemical Engineers
Handbooks”誌978頁〜981頁にJohn H.PERKY
の説明している回転ろ過機もしくは米国特許第
3948779号に開示されている機械が挙げられる。

この種の円板式回転ろ過機は吸込み用の中空部
を有する水平軸上に平行に固定した一連の円板を
含んでおり、個々の円板は前記の中空水平軸に結
合した金網及び／又は織布地のろ過袋を備えた数
個の独立セクタよりなる。

ろ過作業の際、セクタを備えた円板はろ過すべ
き懸濁液の供給バケツト内に浸漬し、固体は吸込
みによつてろ過布上にはりつき、一方分離された
液体は各セクタと駆動軸自体との間に介在する継
手を用いて収集用水平軸内を流れる。次にろ過布
上の固体は機械外に出る際に絞られ、次にスクレ
ーパを用いてろ過面をかき落すことによつて除去
される。

但し、これらの回転機械用の封水装置を大径で
作ることはその保守と同様に高い経費がかかる。

さらに、大形の封水装置は大きなエネルギを消
費するわりには低い回転速度を要求するから、得
られる効率が低い。

以上の如き欠点のために本出願人は液体の通過
を限定する漏えいシールを構成して液体の貯水装
置を構成することを研究した。この貯水装置は固
定壁内に駆動軸ないし回転軸を通し、該軸を固形
物質が懸濁状態で含まれる液内に全体又は部分的
に浸漬させる場合に生じる問題に適合する工業装
置である。

本発明によれば、場合によつては固形物質を含
み、懸濁液を構成する液体を固定隔壁とこれを貫
通する回回転部材間に貯水する装置は次の部材を
含むことを特徴とする、即ち、 ａ 支え面を形成する部材の回転軸に垂直な少く
とも１つの表面と、該支え面に固定された軸に
同心の面とを周縁上に有する回回転部材に一体
的に固定された仕切壁と、 ｂ 回転部材と一体的な仕切壁の同心面及び平面
（支え面）上に位置する制水リングと、 ｃ 前記の制水リングの外径に少くとも等しい内
径を有し、且つ前記の回転部材の通過する前記
の隔壁への縦方向の位置決め手段、並びに回転
部材の回転を妨げる制止及び横方向調節手段を
備える、隔壁に固定した円筒リング。

本発明に従う装置に適用される回転部材は何ら
かの径方向寸法、即ち従来形のポンプ軸の直径か
らたとえば回転ろ過機の軸に到るまでの直径をも
つことができる。但し本装置は少くとも500mmの
直径の回転部材について特に有利である。さらに
駆動軸を構成する回転部材の通例は円形断面を有
しているが、多角形又は楕円形であつてもよい。

回転部材と一体の円形の仕切壁は、好ましくは
該回転部材と垂直な面に位置する平面である。但
しこの仕切壁は円錐台形、円筒円錐形、凸形半球
形又は凹形半球形のようなより精密な面であるこ
とができる。該仕切壁はその外周上に、回転部材
の回転軸に対して垂直な面に位置する支え面とし
てはたらく少くとも１個の平面をも含んでいる。
前記の支え面には回転軸と同軸の同心面が一体的
に固定されうる。

１個又は複数個の支え面及び同心面により限定
される空間には１個又は複数個の支え面を押圧す
る制水リングが配置されている。制水リングは例
えば鋳鉄、普通鋼又は特殊鋼、アルミニウムをベ
ースとする軽合金、粉末治金による形成ないし切
削される金属材料により製造することができる。
しかし制水リングはさらにゴム、ポリアミド、ポ
リイミド、ポリエステル、ハロゲン化重合体のよ
うな天然又は合成重合材料の成型により製造する
ことができる。

制水リングの断面はさまざまの形状が可能であ
り、正方形、長方形、円形又はＨ，Ｌ，Ｔ，Ｕ字
形などであつてもよい。

円筒リングは円筒面であつて、制水リングの外
径より幾分大きいか又は少くともこれに等しい内
径を有している。この直径の差は主として液体内
に含まれる固体の粒の大きさに左右され、液体に
固形物が含まれていない場合は零である。従つ
て、液の漏えいは、限定されているか又は零であ
るが、制水リングと円筒リングの間に生じる。こ
の円筒リングによるカバーは液の水位の値に従つ
て部分的にも全体的にも行うことができる。円筒
リングと制水リングとの位置関係は公知のタイプ
の縦・横方向調節手段によつて決定されることが
できる。調節が完了すると、円筒リングは公知の
制止手段により位置決めされる。この円筒リング
の断面はＩ，Ｌ，Ｔ、逆Ｕ字形等でありうる。

本発明の変形例によれば、シールの漏れを軽度
の摩擦を許容することによつてさらに減らしたい
特定の場合には、円筒リングや仕切壁をたとえば
ゴムのような柔軟性材料で作ることができる。

本発明を添付の図面に従つてさらに詳しく説明
する。

第１図によれば、本発明に従う装置は、円板式
回転ろ過機のタンク部材である固定隔壁２と、軸
受５によつて支承され、前記の固定壁を貫通して
おり、懸濁液１中に水位４まで部分的に浸漬させ
た、本ろ過機の駆動軸を構成する回転部材３との
間に、液相と固相とを分離すべき懸濁液１を貯水
することを目的とする。

本装置は駆動軸である回転部材３に軸線に対し
垂直に一体的に固定され、且つ支え面を形成し、
軸線に対し垂直な平面７と、該支え面に固定され
た同心面８とをその周縁に有している平面形の仕
切壁６を含んでいる。断面がＬ字形の制水リング
９は支え面７及び仕切壁６の同心面８上に位置し
ている。制水リング９の外径より僅かに大きめの
内径をもち、断面がＵ字形のリング１０は固定壁
２への縦及び横方向の位置決めをおこなう公知の
手段１１を具備している。従つて極く少量の液が
ろ過機のタンク内部への再循環をおこなう回収手
段１３内に符号１２で示す径路によつて流れ込
む。場合によつては、軸受５は駆動軸３と一体的
なしやへい板１４を用いて突出の危険から保護さ
れることができる。

第２図に示した本発明に従う装置は液体と固体
の分離がおこなわれる懸濁液１を貯水するための
もので、ろ過機のタンクの固定壁２と、この壁を
貫通し、懸濁液１中に水位４まで部分的に浸漬さ
せ、軸受５によつて支承した駆動軸（回転部材）
３との間でこの貯水がおこなわれなければならな
い。

この装置は駆動軸３と同軸的且つ一体的な円錐
台面をもつ仕切壁６を含んでいる。仕切壁６は円
周上に支え面としてはたらく平面７とこの支え面
に固定された同心面８とを有している。四角な断
面の制水リング９は仕切壁６の支え面７及び同心
面８上に配置されている。Ｌ字形断面の円筒リン
グ１０は固定壁２への縦及び横方向の位置決めを
おこなう公知の手段１１を具備している。制水リ
ング９と円筒リング１０との間に含まれる間隙か
ら漏れる液の一部１２はろ過機のタンクの内部へ
の再循環をおこなう回収手段１３によつて集めら
れる。

第３図に示す装置は固定壁２と、この固定壁を
貫通し、液１中に水位４まで部分的に浸漬させた
回転部材３との間に液体を貯水するためのもので
ある。

この装置は、回転部材３に軸線に対し垂直かつ
一体的に固定された平面形の仕切壁６を含む。仕
切壁６は支え面としてはたらく平面７とこの支え
面７に固定された同心面８とをその周縁に有して
いる。長方形もしくはＩ字形の断面の制水リング
は仕切壁６の支え面７及び同心面上に位置してい
る。Ｕ字形断面の円筒リング１０は縦及び横方向
の位置決めをおこなう公知の手段１１を備えてい
る。制水リング９と円筒リング１０との間に構成
される間隙から漏れる液の一部１２は回収手段１
３によつて集められる。

第４図に示す装置は固定壁２と、この固定壁を
貫通し、液１中に水位４まで部分的に浸漬させた
回転部材３との間に液体を貯水するためのもので
ある。

この装置は、回転部材３に軸線に対して垂直且
つ一体的に固定された、平面形状の仕切壁６を含
んでいる。仕切壁６は支え面としてはたらく平面
７とこの支え面に固定された同心面８とをその周
縁に有している。Ｕ字形断面の制水リング９は仕
切壁６の同心面８と支え面７上に位置している。
Ｕ字形断面をもつ円筒リング１０は縦及び横方向
の位置決めをおこなう公知の手段１１を備えてい
る。制水リング９と円筒リング１０との間に含ま
れる間隙から漏れる液の一部１２は回収手段１３
によつて集められる。

第５図に示す装置は固定壁２と、この固定壁を
貫通し、液１中に水位４まで部分的に浸漬させた
回転部材３との間に液体を貯水するためのもので
ある。

この装置は、回転部材３にその軸線に対して垂
直に一体的に固定された、半球面の形状をなす仕
切壁６を含んでいる。仕切壁６は支え面としては
たらく平面７とこの支え面に固定された同心面８
とをその周縁に有している。Ｌ字形断面の制水リ
ング９は仕切壁６の同心面８と支え面７上に位置
している。Ｌ字形断面をもつ円筒リング１０は縦
及び横方向の位置決めをおこなう公知の手段１１
を備えている。制水リング９と円筒リング１０と
の間に形成される間隙から漏れる液の一部１２は
回収手段１３によつて集められる。

第６図に示す装置は固定壁２と、この固定壁を
貫通し、液１中に水位４まで部分的に浸漬させた
回転部材３との間に液体を貯水するためのもので
ある。

この装置は、回転部材３にその軸線に対して垂
直に一体的に固定された、円錐台面の形状をなす
仕切壁６を含んでいる。仕切壁６は支え面として
はたらく平面７と、この支え面に固定された同心
面８とをその周縁に有している。Ｕ字形断面の制
水リング９は仕切壁６の同心面８と支え面７上に
位置している。Ｌ字形断面をもつ円筒リング１０
は縦及び横方向の位置決めをおこなう公知の手段
１１を備えている。制水リング９と円筒リング１
０との間に形成される間隙から漏れる液の一部１
２は回収手段１３によつて集められる。

実施例１ （第１図に図示する） 30m³の容積のタンク２と、直径0.6メートルの
円筒形駆動軸とを含む円板式回転ろ過機に本装置
を適用した。この駆動軸上に７枚の円板を平行に
取付け、これらの円板によつて１m³当り0.25トン
の乾状物質濃度を有する水酸化アルミニウム
（Al（OH）₃）の懸濁液の液相と固相を分離する。

駆動軸３は直径の50％を懸濁液中に浸漬させ
る。

個々の円板の直径は3.9メートルとする。

本発明の装置は軸３と一体的に固定された直径
67cmの平面形の仕切壁６を含んでいる。この平面
仕切壁６はその周縁に、支え面を形成する平面７
と、この支え面に固定された同心面８を備えてい
る。仕切壁は鋼製とする。

Ｉ字形断面をもち、最大平面寸法が70cm及び58
cm、厚さが１cmの制水リング９を支え面７と同心
面８上に取付ける。制水リング９はネオプレン
（米国デユポン社製のポリクロロプレン及びクロ
ロプレン共重合体の商品名）で構成する。

Ｕ字形断面をもち、内径が70cmの円筒リング１
０を、図示しない公知型の調節部材１１を用い
て、液の漏えい１２が最も小さくなるように使用
位置で縦横方向に調節する。この具体例では、リ
ング１０は制水リング９と同一寸法であるが、こ
れは固体の寸法が細かいのでこれら２つの部品に
許容範囲をもつた寸法をきめることができないか
らである。

本ろ過機の分離能力はろ過面１平方センチメー
トル当り2.5m³／時であるのに対し、漏えい12は
30リツトル／時であつた。

実施例２ （第１図に図示する） タンク容積５m³、円筒形駆動軸３の直径1.2メ
ートルの円板式回転ろ過機に本装置を適用した。
駆動軸上に３枚の円板を平行に取付け、１立方メ
ートル当り0.25トンの乾状物質濃度をもつAl
（OH）₃の懸濁液中の液体と固体を分離する。

駆動軸３は直径の50％を懸濁液中に浸漬する。

個々の円板の直径は5.2メートルとする。

本発明の装置は軸３と一体的に固定された、直
径130cmの平らな仕切壁６を含む。この平面仕切
壁は周縁上に支え面を形成する平面７と、この支
え面に固定した同心面８を備える。仕切壁は鋼製
とする。

Ｉ字形の断面を有し、最大平面寸法が135cm及
び124cm、厚さ２cmの制水リング９を支え面７と
同心面８上に取付ける。制水リング９は前述のネ
オプレン製とする。

Ｕ字形断面をもち、内径が135cmの円筒リング
１０を、図示しない公知型の調節部材１１を用い
て、液の漏えい１２が最も小さくなるように使用
位置で縦横方向に調節した。この具体例では、円
筒リング１０は制水リング９と同一寸法である
が、これは固体の寸法が細かいのでこれら２つの
部品に許容範囲をもつた寸法をきめることができ
ないからである。

本ろ過機の分離能力はろ過面１平方センチメー
トル当り2.5m³／時であるのに対し、漏えい１２
は50リツトル／時であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う固定壁とこれを貫通する
回転部材間の貯水装置の垂直断面図、第２図は本
発明に従う固定壁とこれを貫通する回転部材間の
貯水装置のもうひとつの具体例の垂直断面図、及
び第３図ないし第６図は本発明に従う装置の変形
例の概略的な垂直断面図である。 １……液、２……固定壁、３……回転部材、６
……仕切壁、７……支え面、８……同心面、９…
…制水リング、１０……円筒リング、１３……回
収手段、１４……しやへい板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固形物質を含む又は含まない液体を固定隔壁
   とこれを貫通する回転部材間に貯水し、しかしな
   がら液体の限定した漏えいを許容することによつ
   て摩擦を除去するシールを構成するための貯水装
   置であつて、 ａ 支え面を形成する部材の回転軸に垂直な少く
   とも１つの表面と、該支え面に固定された軸に
   同心の面とを周縁上に有する回転部材に一体的
   に固定された仕切壁と、 ｂ 回転部材と一体的な仕切壁の同心面及び平面
   上に位置する制水リングと、 ｃ 前記の制水リングの外径に少くとも等しい内
   径を有し、且つ前記の回転部材の通過する前記
   の隔壁への縦方向の位置決め手段、並びに回転
   部材の回転を妨げる制止及び調節手段を備え
   る、隔壁に固定した円筒リングとを含む装置。 ２ 前記の回転部材と一体的な仕切壁が、平面、
   円錐台面、円筒円錐面、凸形半球面又は凹形半球
   面よりなるグループから選択される特許請求の範
   囲第１項に記載の液体の貯水装置。 ３ 前記の制水リングが、正方形、長方形、円
   形、Ｈ，Ｌ，Ｔ，Ｕ字形の断面を有している特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の液体の貯水
   装置。 ４ 前記の制水リングが、切削又は成型された金
   属及び合金、ポリアミド、ポリイミド、ポリエス
   テル、ハロゲン化重合体、ゴム、等々のような成
   型した重合材料よりなるグループから選択された
   材料により構成される特許請求の範囲第１項から
   第３項のいずれか一項に記載の液体の貯水装置。 ５ 前記の円筒リングが液体の水位に従つて制水
   リングを少くとも部分的に覆つている特許請求の
   範囲第１項から第４項のいずれか一項に記載の液
   体の貯水装置。 ６ 前記の円筒リングがＩ，Ｌ，Ｔ，Ｕ字形の断
   面を有している特許請求の範囲第１項から第５項
   のいずれか一項に記載の液体の貯水装置。