JPS59173152A - 遠心分離機制御装置 - Google Patents
遠心分離機制御装置Info
- Publication number
- JPS59173152A JPS59173152A JP4700983A JP4700983A JPS59173152A JP S59173152 A JPS59173152 A JP S59173152A JP 4700983 A JP4700983 A JP 4700983A JP 4700983 A JP4700983 A JP 4700983A JP S59173152 A JPS59173152 A JP S59173152A
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- JP
- Japan
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- cake
- signal
- filtrate
- concentration
- slurry
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
の不安定性を解消した制御装置に関し,横形、、立形及
びカウンタカレント式、コンカレント式いずれの遠心分
離機にも適用できるものである。
びカウンタカレント式、コンカレント式いずれの遠心分
離機にも適用できるものである。
スクリュ型遠心分離機は、種々の固体と液体の混合した
状態、いわゆるスラリを固体と液体に分離し、更に固体
に同伴する液体をなるべく少なくする濃縮・脱水操作に
使用されることは周知の通シである。スクリュ型遠心分
離機には、遠心力下で沈降分離した固形物と濾液の流れ
方向が、第1図の如く互いに反対方向であるカウンタカ
レント形と、第2図の如く互いに同方向であるコンカレ
ント形とに大別できる。これら第1図及び第2図におい
て、1はボウル、2はスクリュ、3はスラリ供給管、4
はセキ板、5は主軸受、6はギヤユニット、7はケース
、8はメインシーブ、9はバックドライブシーブ、10
はベース、11は過負荷保護装置、12はケーキ排出口
、13はスクリュのブレード、14は濾液返送管(第2
図、コンカレント式)、16はスラリ供給口である。
状態、いわゆるスラリを固体と液体に分離し、更に固体
に同伴する液体をなるべく少なくする濃縮・脱水操作に
使用されることは周知の通シである。スクリュ型遠心分
離機には、遠心力下で沈降分離した固形物と濾液の流れ
方向が、第1図の如く互いに反対方向であるカウンタカ
レント形と、第2図の如く互いに同方向であるコンカレ
ント形とに大別できる。これら第1図及び第2図におい
て、1はボウル、2はスクリュ、3はスラリ供給管、4
はセキ板、5は主軸受、6はギヤユニット、7はケース
、8はメインシーブ、9はバックドライブシーブ、10
はベース、11は過負荷保護装置、12はケーキ排出口
、13はスクリュのブレード、14は濾液返送管(第2
図、コンカレント式)、16はスラリ供給口である。
ところで、圧密性の悪い固形物が懸濁しているス2りを
遠心濃縮する場合、濃縮された固形物(以下ケーキとい
う。)は流動性を持っているため、通常、ケーキの機外
排出はスクリュによる掻き出し作用を主体とせず、ボウ
ル小端側(図では右側)からケーキを液圧によシ溢流さ
せる方法をとるととKなる。このため、従来は濃縮ケー
キ(固形物)#度が不安定であった。
遠心濃縮する場合、濃縮された固形物(以下ケーキとい
う。)は流動性を持っているため、通常、ケーキの機外
排出はスクリュによる掻き出し作用を主体とせず、ボウ
ル小端側(図では右側)からケーキを液圧によシ溢流さ
せる方法をとるととKなる。このため、従来は濃縮ケー
キ(固形物)#度が不安定であった。
以下、この問題点をケーキ排出の原理と共に、第1図の
カウンタカレント式遠心分離機の例を模型的に示した第
3図によシ説明する。なお、第3図において、15はデ
ィップウェア、17はスラリ、18はプール、19は濾
液、2oはケーキ、He は濾液排出のための一水頭、
Hb はディップウェア部をケーキが通るための水頭、
He はケーキ排出のための水頭、Rはボウル小端側
(半径)である。
カウンタカレント式遠心分離機の例を模型的に示した第
3図によシ説明する。なお、第3図において、15はデ
ィップウェア、17はスラリ、18はプール、19は濾
液、2oはケーキ、He は濾液排出のための一水頭、
Hb はディップウェア部をケーキが通るための水頭、
He はケーキ排出のための水頭、Rはボウル小端側
(半径)である。
第3図において、スラリ供給管3およびスクリュ2に設
けたスラリ供給口16を介して、ボウル1の内面に投入
されたスラリ17は、遠心力で円筒状に形成されたプー
ル18内を流れる間に固形物が沈澱除去され、清溌とな
った戸液19はボウル大端側のセキ板4から溢流排出さ
れる。一方、ボウル1の外周側に沈澱したケーキ20は
液圧とスクリュの掻き出し作用とにょシ移送され、ケー
キ排出口12を通って機外に排出される。そして、濾液
19およびケーキ2゜の排出量はそれぞれ操業条件にょ
シ一定の値に規定される。
けたスラリ供給口16を介して、ボウル1の内面に投入
されたスラリ17は、遠心力で円筒状に形成されたプー
ル18内を流れる間に固形物が沈澱除去され、清溌とな
った戸液19はボウル大端側のセキ板4から溢流排出さ
れる。一方、ボウル1の外周側に沈澱したケーキ20は
液圧とスクリュの掻き出し作用とにょシ移送され、ケー
キ排出口12を通って機外に排出される。そして、濾液
19およびケーキ2゜の排出量はそれぞれ操業条件にょ
シ一定の値に規定される。
従って規定値通シに濾液19及び流動性を有するケーキ
20を移送・排出するためには、流動抵抗に見合う水頭
He 、 Hc が必要である。即ち、ケーキ2oを
溢流排出させるにはその規定排出量に見合う水頭Hc
が必要であるが、との水頭He はセキ板4の高さ
で決定される。一方、このセキ板4の高さは濾液19の
規定排出量に見合う水頭He をも決定するのである
。したがって、セキ板4に依る限セ、濾液19及びケー
キ20の両規定排出量を同時に満足するその高さ位置は
一点しかない。
20を移送・排出するためには、流動抵抗に見合う水頭
He 、 Hc が必要である。即ち、ケーキ2oを
溢流排出させるにはその規定排出量に見合う水頭Hc
が必要であるが、との水頭He はセキ板4の高さ
で決定される。一方、このセキ板4の高さは濾液19の
規定排出量に見合う水頭He をも決定するのである
。したがって、セキ板4に依る限セ、濾液19及びケー
キ20の両規定排出量を同時に満足するその高さ位置は
一点しかない。
ここで通常の濃縮用途で使用する遠心分離機の操業条件
である500〜2000XGの遠心力下を考えてみると
、各水頭は例えばHcが1鉱前後、He が数賂と極
めて小さい。そのため、濾液19及びケーキ20の規定
排出量に応じてセキ板4の高さを調節しようとするなら
ば極めて精密な調節を必要とすることになるが、従来の
遠心分離機ではそのような制御をしていない。
である500〜2000XGの遠心力下を考えてみると
、各水頭は例えばHcが1鉱前後、He が数賂と極
めて小さい。そのため、濾液19及びケーキ20の規定
排出量に応じてセキ板4の高さを調節しようとするなら
ば極めて精密な調節を必要とすることになるが、従来の
遠心分離機ではそのような制御をしていない。
また、スラリ17の供給量に変動があると、これが水頭
He及びHeの変化をもたらすため、分離・濃縮性能に
敏感に影響し、結果として濃縮ケーキ濃度が不安定とな
る欠点がある。
He及びHeの変化をもたらすため、分離・濃縮性能に
敏感に影響し、結果として濃縮ケーキ濃度が不安定とな
る欠点がある。
一方、単純にケーキ濃度の設定値とその実際の計測値と
の偏差に応じてスクリュ回転数をフィードドック制御す
る場合は、斯かるケーキ濃度を制−することにより返っ
て固形物回収率の変動が拡大する納采となυ実用的でな
かった。
の偏差に応じてスクリュ回転数をフィードドック制御す
る場合は、斯かるケーキ濃度を制−することにより返っ
て固形物回収率の変動が拡大する納采となυ実用的でな
かった。
本発明は、下水汚泥用の遠心製縮機開発のための一連の
試験で、テストデータの不安定性の原因を追求した結果
、前述の通り濾液およびケーキの排出水頭が微小で6p
、しかも双方の値が操業条件に応じた一定のバランスに
精密に維持されていないことが不安定性の主原因である
ことに着目したものである。
試験で、テストデータの不安定性の原因を追求した結果
、前述の通り濾液およびケーキの排出水頭が微小で6p
、しかも双方の値が操業条件に応じた一定のバランスに
精密に維持されていないことが不安定性の主原因である
ことに着目したものである。
つまシ本発明は、濃縮用途で使用する遠心分離機では、
濃縮ケーキ濃度を安定化するには濾液排出水頭とケーキ
排出水頭の最適バランス値に制御することが重要である
ことを見い出し、自動割部方式として具体化した遠心分
離機制御装置を提供するものである。
濃縮ケーキ濃度を安定化するには濾液排出水頭とケーキ
排出水頭の最適バランス値に制御することが重要である
ことを見い出し、自動割部方式として具体化した遠心分
離機制御装置を提供するものである。
以下、第4図及び第5図にょシ本発明を説明する3゜
第4図、は本発明の一実施例を示す概略構成図であり、
21は濾液排出水頭を運転中に任意に設定するだめのス
キマーノズル、22はボウル回転数の変速装置、23は
スクリュ回転数の変速装置、24はスキマーノズルの位
置駆動装置、25はボウル駆動用モータ、26はスクリ
ュ駆動゛用モータ、27はスラリの流量検出器、28゜
29.30はそれぞれスラリ、濾液、ケーキの各濃度検
出器、31はスキマーノズルの位置検出器、32はボウ
ル回転数検出器である。
21は濾液排出水頭を運転中に任意に設定するだめのス
キマーノズル、22はボウル回転数の変速装置、23は
スクリュ回転数の変速装置、24はスキマーノズルの位
置駆動装置、25はボウル駆動用モータ、26はスクリ
ュ駆動゛用モータ、27はスラリの流量検出器、28゜
29.30はそれぞれスラリ、濾液、ケーキの各濃度検
出器、31はスキマーノズルの位置検出器、32はボウ
ル回転数検出器である。
第5図は本発明を適用した濃縮ケーキ濃度コントロール
の一実施例を示すブロック図であシ。
の一実施例を示すブロック図であシ。
33け演算器、34は調節器、35は警報指示盤、36
は濃縮ケーキ濃度の設定器である。37はボウル回転数
の設定器であるが、これに関する指示・調節部は省略し
ている。
は濃縮ケーキ濃度の設定器である。37はボウル回転数
の設定器であるが、これに関する指示・調節部は省略し
ている。
次に第4図、第5図の実施例の作用を説明する。まず演
算器330基本機能について述べる。
算器330基本機能について述べる。
スラリの流量検出器27とスラリの濃度検出器28の信
号を乗算してスラリ中の供給固形物相当の出力信号Sf
を得る1、スラリ々濾液の各濃度検出器28.29の
濃度信号Cf、 Ce と設定器360ケ一キ濃度設
定信号CQ0.”!、たけ濃度検出器30のケーキ濃度
信号Cc とを後記(1)式で演算して固形物回収率
相当の出力信号Re を得る。出力信号SfとReを
乗算し、ケ−キ濃度計測信号Ce0(tたはケーキ濃度
計測信号Cc)で除算してケーキ排出量相当の出力信号
Qcを得る。
号を乗算してスラリ中の供給固形物相当の出力信号Sf
を得る1、スラリ々濾液の各濃度検出器28.29の
濃度信号Cf、 Ce と設定器360ケ一キ濃度設
定信号CQ0.”!、たけ濃度検出器30のケーキ濃度
信号Cc とを後記(1)式で演算して固形物回収率
相当の出力信号Re を得る。出力信号SfとReを
乗算し、ケ−キ濃度計測信号Ce0(tたはケーキ濃度
計測信号Cc)で除算してケーキ排出量相当の出力信号
Qcを得る。
スラリ流量検出器27の流量信号Qf からケーキ排
出の出力信号Qc を減算して濾液排出量相当の出力
信号Qeを得る。
出の出力信号Qc を減算して濾液排出量相当の出力
信号Qeを得る。
次いで演算器33は濾液排出水頭の最適設定値He
を演算する。即ち、前述の如く、濾液排出水頭He 、
ケーキ排出水頭Hc、ディップウェア通過水頭Hb 、
濾液排出量Qe lおよびケーキ排出tQcは夫々後記
00 、 (+++) 、 (lv)式の関係にあるの
で、出力信号Qe 、 Qc とボウル回転数信号N
bおよび遠心分離機の寸法諸元と比例定数のメモリ保持
信号を用いて(11) 、 (Ill) I (1功式
を同時に満足する濾液排出水頭に相当する設定信号He
を演算し出力する。また演算器33は警報指示盤3
5の機能に応じて各入力信号および演算過程での各出力
信号を警報指示盤35に出力する。
を演算する。即ち、前述の如く、濾液排出水頭He 、
ケーキ排出水頭Hc、ディップウェア通過水頭Hb 、
濾液排出量Qe lおよびケーキ排出tQcは夫々後記
00 、 (+++) 、 (lv)式の関係にあるの
で、出力信号Qe 、 Qc とボウル回転数信号N
bおよび遠心分離機の寸法諸元と比例定数のメモリ保持
信号を用いて(11) 、 (Ill) I (1功式
を同時に満足する濾液排出水頭に相当する設定信号He
を演算し出力する。また演算器33は警報指示盤3
5の機能に応じて各入力信号および演算過程での各出力
信号を警報指示盤35に出力する。
一方、調節器34の基本機能は、演算器33が算出した
濾液排出水頭の設定信号He とスキマーノズルの位
置検出器31からの位置信号Psを入力しで、濾液排出
水頭の設定値と実際値を比較して偏差に応じたスキマー
ノズルの制御信号Ps k出力する・。スキマーノズル
の駆動装置24は制御信号ps を入力して、結果的
に濾液排出水頭の設定信号He に等しくな・るよう
スキマーノズル21の位置を変更する。これにより濾液
排出水頭He が最適値とな9.固形物回収率を一定
レベルに維持した状態で濃縮ケーキ濃度が設定値辿りに
なる。但し、それでも濃縮ケ〜 一キ濃度の設定値CCと濃度検出器30の濃度信号(C
に偏差が残る場合は、濾液排出水頭(−プール深さ)以
外の操作因子、例えばスクリュ回転数、ボウル回転数、
スラリ供給量を単独または組合せて手動または自動で制
御することによシ万全となる1、なお、第4図及び第5
図の実MfA例においてボウル1及びスクリュ20回転
数をプーリ交換などにより段階的に変更する場合は、ボ
ウル及びスクリュ回転数の各変速装置kic22,23
、ボウルの回転数検出器32並ひにボウル回転数の設定
器37を設けないことになるので、演算器33の該当す
る回転数信号のメモリ例何らかの方法でこれらの信号を
予め入力しておけば良い。
濾液排出水頭の設定信号He とスキマーノズルの位
置検出器31からの位置信号Psを入力しで、濾液排出
水頭の設定値と実際値を比較して偏差に応じたスキマー
ノズルの制御信号Ps k出力する・。スキマーノズル
の駆動装置24は制御信号ps を入力して、結果的
に濾液排出水頭の設定信号He に等しくな・るよう
スキマーノズル21の位置を変更する。これにより濾液
排出水頭He が最適値とな9.固形物回収率を一定
レベルに維持した状態で濃縮ケーキ濃度が設定値辿りに
なる。但し、それでも濃縮ケ〜 一キ濃度の設定値CCと濃度検出器30の濃度信号(C
に偏差が残る場合は、濾液排出水頭(−プール深さ)以
外の操作因子、例えばスクリュ回転数、ボウル回転数、
スラリ供給量を単独または組合せて手動または自動で制
御することによシ万全となる1、なお、第4図及び第5
図の実MfA例においてボウル1及びスクリュ20回転
数をプーリ交換などにより段階的に変更する場合は、ボ
ウル及びスクリュ回転数の各変速装置kic22,23
、ボウルの回転数検出器32並ひにボウル回転数の設定
器37を設けないことになるので、演算器33の該当す
る回転数信号のメモリ例何らかの方法でこれらの信号を
予め入力しておけば良い。
警報指示盤35は各検出器、演算器、調節器。
および設定器からの出力信号を受けて表示ならびに警報
を行なう。
を行なう。
Qe fl kt ” Ng ・HeT−・−−−(I
ll)He −km ・Nj ・He
−−−(lv)匹y虹−〕 ただし、Re:固形物回収率〔−ef (Qc+Qe)
Qc:ケーキ排出量(時間当たシの流量)Qe:濾液排
出量 (l ) Cfニスラリ濃度 Ce:濾液濃度 CCIIケーキ濃度または濃度設定値(Ce 0)Nb
:ボウル回転数 He:濾液排出水頭 Hc:ケーキ排出水頭 R:ボウル小端径(半径、第3図参照)kl + km
Hkg :比例定数 上述した制御による効果を説明する。ケーキ排出水頭H
eの変動はそのままケーキ20の排出量の変動となシ、
遠心分離機では下記(I)2式の関係が成シ立つ。
ll)He −km ・Nj ・He
−−−(lv)匹y虹−〕 ただし、Re:固形物回収率〔−ef (Qc+Qe)
Qc:ケーキ排出量(時間当たシの流量)Qe:濾液排
出量 (l ) Cfニスラリ濃度 Ce:濾液濃度 CCIIケーキ濃度または濃度設定値(Ce 0)Nb
:ボウル回転数 He:濾液排出水頭 Hc:ケーキ排出水頭 R:ボウル小端径(半径、第3図参照)kl + km
Hkg :比例定数 上述した制御による効果を説明する。ケーキ排出水頭H
eの変動はそのままケーキ20の排出量の変動となシ、
遠心分離機では下記(I)2式の関係が成シ立つ。
3
Qc xx−L He (2R−Hc ) J ’
−・・・・= (II)’Qc:ケーキの溢流排
出量(時間当シの流量)Hc:ケーキの排出水頭 R:ボウル小端径 一方、ケーキ排出量Qc は一定の固形物回収率のも
とでは濃縮ケーキ濃度Ccと線形関係にあるから濃縮ケ
ーキ濃度とケーキ排出水頭の間には(II)’式から(
v)式の関係が成シ立っ。
−・・・・= (II)’Qc:ケーキの溢流排
出量(時間当シの流量)Hc:ケーキの排出水頭 R:ボウル小端径 一方、ケーキ排出量Qc は一定の固形物回収率のも
とでは濃縮ケーキ濃度Ccと線形関係にあるから濃縮ケ
ーキ濃度とケーキ排出水頭の間には(II)’式から(
v)式の関係が成シ立っ。
Cc” (He(2R−He)J2−−−(V)ce
:a縮ケーキ濃度 Hc:ケーキの排出水頭 R:ボウル小端径 従って上述した制御を行わない場合は1例えは、下記条
件(1)の状態からケーキ排出水頭が0.13M増加し
たとすると濃縮ケーキ濃度は4チに低下し、ケーキ排出
水頭の影響は極めて大きい。
:a縮ケーキ濃度 Hc:ケーキの排出水頭 R:ボウル小端径 従って上述した制御を行わない場合は1例えは、下記条
件(1)の状態からケーキ排出水頭が0.13M増加し
たとすると濃縮ケーキ濃度は4チに低下し、ケーキ排出
水頭の影響は極めて大きい。
条件(1)
■余剰活性汚泥ssi 、o%■遠心力 1000xj
Q■濃縮ケーキ濃度TS 5チ■固形物回収率 95チ
■スラリ供給i 10m’/h ■スクリュ差速1
0 rpmこれに対し本発明では、濃縮ケーキ濃度に対
するケーキ排出水頭の影響が支配的であシ、かつ濾液排
出水頭とのバランスで最適値を求め得ることに着目して
、濃縮ケーキ濃度の制御装置に応用してスキマーノズル
の精密制御を行なうので、固形物回収率を一部レベルに
維持した状態で濃縮ケーキ濃度を設定値に制御すること
ができる。
Q■濃縮ケーキ濃度TS 5チ■固形物回収率 95チ
■スラリ供給i 10m’/h ■スクリュ差速1
0 rpmこれに対し本発明では、濃縮ケーキ濃度に対
するケーキ排出水頭の影響が支配的であシ、かつ濾液排
出水頭とのバランスで最適値を求め得ることに着目して
、濃縮ケーキ濃度の制御装置に応用してスキマーノズル
の精密制御を行なうので、固形物回収率を一部レベルに
維持した状態で濃縮ケーキ濃度を設定値に制御すること
ができる。
第1図は横形カウンタカレント式遠心分離機を示す一部
破断した正面図、第2図は横形コンカレント式遠心分離
機を示す一部破断した正面図、第゛3図は従来技術の問
題点を説明するための第1図相当のものの断面図、第4
図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第5図はその
制御例を説明するためのブロック図である。 図面中 1はボウル、 2はスクリュ、 12はケーキ排出口、 17はスラリ、 19は濾液。 20は濃縮ケーキ(固形物)、 21はスキマーノズル、 24はスキマーノズルの駆動装置、 27はスラリ流量検出器、 28は72901度検出器、 29は濾液濃度検出器、 30はケーキ濃度検出器、 31はスキマーノズルの位置検出器、 33は演算器、 34は調節器、 36は濃縮ケーキ製置の設定器である。 特許出願人 三菱重工業株式会社 復代理人 弁理士元石士部(他1名)
破断した正面図、第2図は横形コンカレント式遠心分離
機を示す一部破断した正面図、第゛3図は従来技術の問
題点を説明するための第1図相当のものの断面図、第4
図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第5図はその
制御例を説明するためのブロック図である。 図面中 1はボウル、 2はスクリュ、 12はケーキ排出口、 17はスラリ、 19は濾液。 20は濃縮ケーキ(固形物)、 21はスキマーノズル、 24はスキマーノズルの駆動装置、 27はスラリ流量検出器、 28は72901度検出器、 29は濾液濃度検出器、 30はケーキ濃度検出器、 31はスキマーノズルの位置検出器、 33は演算器、 34は調節器、 36は濃縮ケーキ製置の設定器である。 特許出願人 三菱重工業株式会社 復代理人 弁理士元石士部(他1名)
Claims (1)
- 遠心分離によって濃縮した固形物をスクリュの掻き出し
作用と液圧とにより溢流排出させる遠心分離機において
、濾液を排出するスキマーノズルと、このスキマーノズ
ルの位置を変える駆動手段と、濃縮固形物の濃度の設定
値に応じて最適検液排出水頭を演算する演算手段と、演
算された濾液排出水頭となるように上記駆動手段を介し
てスキマーノズルの位置を制御する調節手段とを備えた
ことを特徴とする遠心分離機制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4700983A JPS59173152A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 遠心分離機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4700983A JPS59173152A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 遠心分離機制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59173152A true JPS59173152A (ja) | 1984-10-01 |
Family
ID=12763165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4700983A Pending JPS59173152A (ja) | 1983-03-23 | 1983-03-23 | 遠心分離機制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59173152A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62163756A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 遠心濃縮機の濃度調整方法 |
-
1983
- 1983-03-23 JP JP4700983A patent/JPS59173152A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62163756A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 遠心濃縮機の濃度調整方法 |
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