JPS60501344A - 改良コンベヤ羽根形状 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 改良コンベヤ羽根形状 係属出願への引照 １９７８年２月１３日出願されたＬａ　Ｓ’ｈａｐＩｒｏの出願中の特許出願番 号第８７７．０５６号［表面硬化デカンタコンベヤ」及び１９８０年３月３１日 に特許出願番号第１３４１２３号としてＣ’ＩＰ出願され、１９８２年５月１１ 日に米国特許第４，３２８，１２３号として特許された「遠心分離コンベヤの為 の硬化表面」への引用がここでは為される。共に本譲受人に譲渡されている。

発明の記載 本発明は遠心分能装彼の為のスクリューコンベヤに関し、更に詳しくは自身の螺 旋状の単−若しくは複数の羽根の前面においてその外縁に隣夛あって定義された 曲率の弓形表面を有する改良されたスクリューコンベヤに関する。本発明は、実 質上平坦な搬送表面を使用するコンベヤを同一条件下で運転して得られる値に較 べてコンベア駆動におけるトルクの低減化及び放出された固体の含有水分の低減 化を提供する。

発明の背景及び要約 うず巻即ちスクリューコンベヤ遠心デカンタは周知である。代表的にその様な装 置は長手＠腺を中心として回転しうるよう設置された長尺のボウル（ｂｏｗｌ） 　を備え、螺旋状°のスクリューコンベヤがボウル内部に同心に取付けられ、ボ ウルの回転とは僅かに異なる速度で回転しうる様にされている。ボウルは自身の 固体放出端に於て先細りとされ即ち截頭円錐形とされている。スクリューコンベ ヤは１つ或いはそれ以上の、螺旋状に配列された羽根から形成され、それらはハ ブ或いはスパイダに装着されそして装置のボウル内表面を払掃しつつ遠心的に分 離された固体を固体放出孔に向は推進するよう配置されている。羽根がハブ上に 螺旋状に装着されたその様な装置の例は米国特許第へ７６４．０６２号に開示さ れておシ、ここに引用することによシ本明細書の一部とする。

スクリュー、コンベヤ遠心機の運転に際し、固体−液体被処理物がボウル内に導 入され、そこでボウルの回転によってもたらされた遠心力によって被処理物は、 より重い固体が液体の外部にそしてボウルの内側表面付近迄移動してその構成成 分に分離する。ボウル及びスクリューコンベヤは制御された相異なる速度で回転 されているので、ボウルの内側表面に当接した状態で沈降した面体はボウルの截 頭円ｗ端の１つ或いはそれ以上の孔から放出されるまでボウルの環状表面に沿っ てコンベヤの羽根によって連ばれる。

本発明によれは固体−液体混合物を連続して分離する為のスクリューコンベヤ式 遠心装置に於て、コンベヤ羽根のその外縁に隣りあう前表面に定義された曲率及 び傾斜の弓形表面が形成される。その様な弓形表面は、少くともボウルの截頭円 錐部分のろ部で分離した固体に接触する様に適合された羽根部分でおる。弓形表 面は固体放出孔の方向に向って彎曲し且つ羽根の回転軸を通る平面に於て特定の 輪郭を鳴しておち、それによって０）平面内に配置され且つボール表面に対して 直交する直線と羽根外縁に瞬Ｉ）あう輪郭の傾斜に接する直線とが、凹所内部で 挾まれる１０°及び７０°の間の角度ａを定義し、ω）外縁から最も離れた側（ 凹所の反対側）の輪郭の傾斜に接する直線が、該平面円に配置され且つ軸線に対 して直交する直線と凹所内部で挾まれるおよそ７°及び９０°の間の角度βを定 義する。弓形表面は、使用に於て、分離した固体を固体放出孔の方へと推進し、 同時にそれらを部分的には表面の湾曲化によってまた部分的には、速度差のある ボウルと羽根の回転によってそれら全転勤せしめる。

図面の簡単な説明 第１図は本鈍明を具体化した、遠心機の回転軸で切団した遠心機の一部の長平方 向断面図。

第２図はボウルの一部及び本発明を具体化した羽根を例示している遠心機の回転 軸を辿してのけｒ面１゜第３区及び第４図は本発明に従う羽根の他の具体例の遠 心機の回転軸を通しての断面図であり、矢印によって搬送の異なる間隔での固体 物質の＃縦路を例示している。

第５図は遠心スクリューコンベヤの回転軸を辿しての断面図であシ、本発明の他 の具体例を例示している。

４ 第６図はスクリューコンベヤの回転軸で切断し、本発明を具体化した羽根形状の 他の変形例を例示している断面図。

第７図及び第８図及び第９図は付設型耐摩耗部材を使用して形成された表面を有 する、本発明を具体化した遠心機を回転軸で切断した、明示の為部分釣に断面で 示した羽根形状の追加図である。

発明の詳細な説明 定義された作動表面 第１図を参照するに、遠心装置１０鉱固体−液体混合物を受取る環状断面の軸方 向に細長いボウル１２を備えている。ボウル１２は長手方向軸に関して回転出来 る様にされている。全体に円筒状の主要部１３に加え、ボウル１２は全体に截頭 円錐状のテーバのついた即ち収斂形端部１４を有している。ボウル１２の端部１ ４の内側表面３４は固体放出孔１６に向って直径が漸時減少し、かくしてボウル の内側表面６４鉱、固体が孔１６に向いそして装置１０が使用される時の遠心的 作用によって創シ出される液体プールもしくは池（図示せず）から離れて移動す る固体の為の乾燥用“ビーチ“１７を提供する。

ボウル１２の内部にはハブ２４とそこに取付けられた羽根２６から成る螺旋状ス クリューコンベヤ１８が同心にて取付けられている。第２図の実施例に於て、羽 根は螺旋状に賦形され且つ複数の旋回段部例えは第２図の具体例における旋回段 部２（ＳＡ、２６Ａ’及び２６Ａ′　を有している。コンベヤ１８はボウル１２ と共通の軸に回転自在に取付けられて、ボウル１２とは僅かに異なる速度で駆動 される様にされ、その結果固体は羽根２６の前表面と接触する事によって軸方向 に運ばれる。

固体−液体混合物は被処理物として固定の供給管２０を介して遠心機１０の内側 へ配給される。

管２０は軸方向に突出しそしてへプ２４の内面及びターゲット２５によって画成 される被処理物室２２と同心で終端している。被処理物室２２に導入された被処 理物は、そこから被処理物通路２８を通ってへプ２４の外側表面とボウル１２の 内側表面との間に配置された分離室３０内へ半径方向に放出される。排液は液体 放出口（図示せず）から放出される。

外側に突出している螺旋形状の羽根２６は、放出孔１６の方向を向いた前表面２ ３を有している。羽根２６の外縁はコンベヤ１８の（ロ）転時に羽根２６の外縁 が内側表面３４と密接しそしてそこに対して払掃関係を為す様にボウル１２の内 側表面３４と合致する様賦形されている。運転に際し、羽根２６の、最外端に近 い前表面２３の部分は、遠心力及び関連するコンベヤ１８及びボウル１２の相対 回転運動の組合せによって被処理物から分離されつつある固体と接触する作動表 面２７を提供する。−輪郭の形状 作動表面２７の輪郭が弓形即ち曲線形である事は本発明の数本重要な点である。

曲面の形状及び配置どジは第。

２図に於モ容易に理解される通シ、輪郭曲線の凹所或いは喉Ｔが放出孔１６に面 している。軸を通して切断した作動表面２７のうち作動表面２７の外方端に隣シ 合う部分が、ボウル１２の内側表面と比較的浅い“進入角“を有する表面２７を 与えるべく固体放出孔１６の方向に突出していること及び作動表面２７の断面輪 郭のうち外縁とは反対側の端部がコンベヤ１８が回転する閾、作動表面２７に係 合する固体に転勤を与えるに十分な角度で突出している事が本発明の目的の為に 必須である。かくして、作動表面２７のうち外方の部分は固体を推進する表面と 見なし得、内方部分は固体の転勤表面と見なし得る。

第２図に示した角αは軸平面に配置されしかも内側表面５４に直交する線３８と 、外側の突出部の終端に於て搬送表面２７の曲線に対する接線６９との間で凹所 の内部で挾まれる角度である。ここで用いる“軸平面°とはボウル１２とコンベ ヤ１８との長手方向順ち回転軸を横切る平面を言及している。同様に第２図に示 された角βは、軸平面に配置され且つコンベヤ１８の同転軸と直交する疎３８′ と、内方部分の終端に於て作動表面２７の曲線に対する接線３９′とによって定 義される、凹所内で挾まれる角度である。角αを４５°として用いるのが好まし いが、およそ１０°から７ｏＯ迄の範囲の角αでも有用である。角βはおよそ７ °からほぼ９０°迄の範囲とし得る。外方部分の終端における角αはボウル内表 面６４からの固体物質３２の剥ぎ取シの機能を果し、従つてケーキ（ｃａｋｅ　 ）　即ち固体要素の弓形作動表面２７への滑シ上シを可能とする。もし角αが１ ０’よシ小さいと、作動表面２７によってもたらされる剥ぎ取シ作用は詔めうる ほどのものではなくなる。角αが約７０°を越えると、外方部の終端が構造的に 弱くなる恐れがある。

作動表面２７によって提供される輪郭断面の形状＃′ｉ幅広く変化し得る。単純 な曲線形で充分であるが、馬蹄、方針、葱花腺、三心或いはその他（これらの言 葉はアーチを記述するのに使用される）の様な他の形も同様に使用出来る。作動 表面２７の喉Ｆｉ滑らかであるのが好ましいが、成る種の被処理物に対しては喉 内部に一つ或いはそれ以上の脱失な角度を有する輪郭が平らな作動表面を上回る 性能をもたらし、そしてそれらは本発明の精神の内に包含されるものである。当 業者には作動表面２７の輪郭形状だけでなく全体の寸法も又、羽根２乙の寸法及 び分離すべき固体の柚類に合わせて調節し得る事が明らかであろう。

輪郭成分の相対寸法は幅広く変化し得る。更に、作１表面２７を羽根２６の全長 （コンベヤハブ１９の長手方向沿いに計って）或いはその長さの一部、例えはビ ーチ１７に沿ってだけ設けることが出来る。更に、作動表面の輪郭の形状を羽根 ２６の長さ方向に沿って変化し得る。−断面輪郭が少くともビーチ１７部分にお いて弓形形状を与えるような作動表面を使用することが、比較的高密度の粒状物 質を含む被処理物の為に特に有効である事が分つた。然し乍ら、多くの適用例に 於て、弓形の輪郭形状をボウルの円筒状部分においてもまた好都合に使用し得る 。

作動表面の動作 特に第２図を参照するに、羽根２６の作動表面２７は、段部２６Ａ、２６Ａ’及 び２６Ａ′に於て分離した固体３２が各々の段部での付加的な堆積分を加えつつ 収集されることを可能としている。一つの段において達ばれつつある固体３２の 量が第３恥及び４図に示した如く孔１６に向う移動の間、自身の上に崩れ戻る力 もしくは自身を越えて戻って転動するかのどちらかを決定する。従って第３図を 参照して、固体の層厚が半径方向内側に向ってポイン）Ｐに到達するに十分では ない時、固体３２は移動時に大部分が自身の上に崩れ戻る（小矢印方向において ）。他方、固体の層厚が第４図に例示した如くポイントＰを越すに十分である時 、同じく小矢印方向に転勤が作動表面２７に沿って生じる。何れの場合にも、同 一の被処理物成分を角ａが０°である通常の羽根で分離するコンベヤと較べ、固 体３２を移動する為に必要なトルクは相当に少くて済む。本発明の作動表面２７ は従来の羽根の使用時に生じがちな移動を特徴づける、固体を単に押進するだけ の動作とは対称的に固体をボウルの内側表面５４から連続的に掬シ取シ、固体３ ２が作動表面２７の曲面に沿って滑動出来る様にしている。一般的に、運転に際 し、本発明の改良後の羽根を用いた場合、所定の被処理物に対して必要とされる トルクは通常の羽根を用いた場合に必要とされる量と較べおよそ３０％低減出来 る事が分った。

固体３２に転勤が生じると、固体のケーキは自ら移動する羽根２６の前方に再分 布され、それによって保有した水分を放出し、固体材料からのよシ完全な水分の 分離をもたらす。よ）乾燥した固体ケーキが生成される。ここに述べる種々の改 良作動表面を使用して行われた試験に於て、含有水分の２８％の低減が達成され た。即ち、標準の或いは通常の羽根を用いてのおよそ１４％の含有水分からおよ そ１０％まて低減した。含有水分改善の原因は、連続的な転勤塵中に実質上不透 性の“微粒子°層が絶えず破壊されている事であろう。かくて、従来装置に於て は、物質の粗粒子はボウルの回転によって発生した遠心力によってボウル壁に向 って外側に移動し、粗粒子よシ多くの間隙水分を保有するよシ細かい粒子は粗粒 子の内側に残留する。然し乍ら本発明の装置の運転に於ては固体ケーキは連続的 に転動しそして微粒子は保有水分を放出する為に絶えずケーキ全体に於て再分布 される。

第５図は運転中のスクリューコンベヤ遠心機の一部を例示している。この形に於 て、第５図で液体内側表面は４４で示され、そして固体層内側表面は仮想線４６ によって示される。連続した段部に大量の固体か堆積し、固体がビーチ部分１４ に達すると転勤が生じる状態が作シ出される事を銘記されたい。図は連続する段 部における０ 羽根２６に作動表面２７を与える為の機＃１は広い範囲での変形が可能である。

第１図から第９１図の各々は好適な変形例を例示している。第２図に於て“彎曲 した“羽根２６が用いられている以外、各々の具体例は羽ｊｌＩ２６に“付設′ された作動表面２７を備えている。アタッチメントは溶！ｉ？Ｗによって都合良 く作成されるが、他のアタッチメントの手段をも使用し得る。羽根２６に対する 作動表面２７のアタッチメントの付は方は第５図に示す様に段部毎に変化し得、 しかも例示された如く部材４８を有し得る。他方、羽根２乙の曲率は、第６図に 示す様に好適な形の作動表面を形成する為に付設型構造体と協働させることが出 来、この場合はへブ２４と一体の羽根２６には好適な輪郭の作動表面を形成する 為に郵相４９が代表的に溶接Ｗによって固着される。

第７図では、代表的にステンレス鋼の背板５ｏが共に本出願の譲渡受入に譲渡さ れた米国特許第’５，７６４，０６２号及び第４．３２８．９２５号に説明され る様な＃接手段Ｗによって羽根２６に固着されている。耐摩耗部材５４が背板５ ０に対して密着状態で作動表面２７の外側部分に沿って配置され、背板５ｏは重 量軽減の為に中空部５６を備えている。同じく前述の米国特許に説明されている 様に硬化された表面５８が作動表面２７の内側部分に取付けられている。

第８図では背板５ｏは２つの耐摩耗部材５４を密着状態で支持し且つ外方部材の 表面２７の摩耗が増加しても部材の作動表面２７に沿って流動する固体がその間 で堰止められない様な後退した段６６が提供されている。背板５０は重量軽減の 為の中空部５６を備えている。

第９図に於て、背板５ｏは複数の耐摩耗部材５４を支、持し、好ましくはそれら は米国特許第４７６４．０６２号に従ってろう付されているが、部材は他の適当 な手段によっても板５０に固着し得る。背板５ｏはやはル中空部５６を備えてい る。

構成材料 搬送表面２７を構成する相料の決定は本発明にとって重要なととてＬ無いが、被 処理物にお轄る固体が研摩性のものである場合は装置の長期間の保守及び運転に 対して明らかに重要となろう。第２図に例示した如く、通常的に硬化されたステ ンレス鋼で構成された羽根２６Ａ１２６Ａ′及び２６Ａ′はどの様な表面形成材 料をも使用する事無く、本発明の為に必要とされる彎曲した輪郭を形成する様賦 形し得る。にもかかわらず、前述の如く、羽根２乙には明確な形の表面構成部分 を設りるのが一般的に好ましい。

白化され、作動表面２７の硬化表面を形成するス）　ＩＪツブが羽根２６に溶接 Ｗによって固着された構造が例示され、第７図、第８図そして第９図には耐摩耗 作動表面２７を形成する為の羽根２６に取付けた硬化された取外し自在の、半径 方向に配列したタイルの使用が例示される。

長所 搬送さるべき所定量の固体要素に対して必要とされるトルクの低減は、幾つかの 利点を生み出す。遠心機の駆動に要する動力の減少に加え、ボウルからコンベヤ を駆動する為に通常使用される変速装置における力と摩耗が減少する。変速装置 のトルク容量はビーチに沿って搬送し得る固体要素の量を制限するものであるが 、本発明の作動表面は゛遠心機が比較的低い容量の変速装置を使用して大量の固 体を搬送することを可能としている。更に、固体材料中の含有水分が減少すると 固体ｄ料を搬送し且つ乾燥する費用も又低減する。加うるに、放出された固体材 料を廃棄する為に焼却し及び或いは例えは石炭と共に燃焼してその熱を利用する 時、固体からの水分を気化する為の熱が少くて済み、その結果燃焼熱は全体的に 上昇する。

以上の説明によって本発明が使用上のトルクを著しく低減する改良され九作動表 面形状を有し、一方面体材料からの水分の除去の効率を実質上改善する遠心装置 を提供するものである事が明らかである。作動表面形状に対する構造の正確な詳 細は限定されるものではなく、容易に変更される事は当業者には明らかであろう 。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　固体−液体混合物を遠心作用によって別々の成分に連続して分離する為の装 置にして、内側ボウル表面を有しそして前記固体−液体混合物を収容する様適合 された円筒部分と、前記混合物から分離された固体の放出に適合された放出孔を 有する截頭円錐部分とを含み長手方向軸に関して回転する様に取付けられた長尺 のボウル、前記孔の方向に面する前表面と外縁を有する最少１枚の羽根を含む搬 送手段にして、前記羽根が前記羽根の外縁が前記ボウル表面と、−！＆近した払 掃関係にある様に螺旋状且つ同心に、前記ボウル表面の全長に渡って前記ボウル 内部に取付けられている搬送手段と、前記ボウル及び前記羽根を速度に麦を付け て回転する為の手段とを包含する装置において、前記羽根の前記前表面に沿って 且つ前記外縁に隣合う少くとも前記截頭円錐部分内部の一部に於て、定義された 曲率で且つ分離後の前記固体と接触する様適合された形状の弓形表面部分を備え 、該弓形表面部分が前記前表面の弯曲化によってｌＩ！１１成され、前記弓形表 面の前記曲率が前記軸を通る平面内で定義される輪郭を有しそれによって０）真 直の、前記輪郭の前記外縁と隣合う傾斜面に接する第１の線と前記表面内に配置 され且つ前記ボール表面に直交する第２の腺とが前記口所内部でおよそ１０°及 び７００のｊｌｌＪの角αで挾まれ、０υ前記外縁記凹所内部でおよそ７°及び ９０°の間の角μで択り昭前記弓形表面部が使用に際して前記ボウルと前記羽根 ・の速度差のある回転中に分離された固体を前記固体放出孔に向って推進し且つ 転動させることを特徴とする装置。 ２　弓形表面部分はボウルの截頭円錐部分から少くとも部分的にボウルの同筒部 分に伸延している請求の範囲第１項記載の装置。 五　弓形表面部分は羽根に付設型の耐摩耗部材を固着するととによって設けられ る請求の範囲第１項記載の装置。 ４、　弓形表面部分は羽根に取付けられた半径方向に配列された付設型耐摩耗部 材を包含する請求の範囲第１項記載の装置。 ５　羽根線ハブの全長に沿って取付けられ、ボウル内部に同心に設けられたコン ベヤを提供する請求の範囲第１項記載の装置。 ＆　弓形表面の前表面の輪郭によって定義される羽根の前表面の曲率は羽根に沿 って変化する請求の範囲第１項記載の装置。− １弓形表面部分は実質上ボウル表面の全長に沿って伸延する請求の範囲第１項記 載の装置。 ａ　角ａはおよそ４０°であルそして角βはおよそ５０゜である請求の範題第７ 項記載の装置。 ９、　角αは表面の長さに沿って１０°乃至５０°迄変化し、そして角β・は７ °乃至７５°迄変化する請求の範囲第７項記載の装置。 １α　弓形表面部分は実質上内側ボウル表面の截頭円錐部分に限られる請求の範 囲第１項記載の装置。 １ｔ　角αはおよそ４０°であ）、角βはおよそ５０°である請求の範囲第１０ 項記載の装置。 １２、角αはその長さに沿って１０°乃至５０°迄度化し、角βは７°から７５ °迄変化する請求の範囲第１０項記載の装置。 １４　羽根は平型金属から作成され、そして弓形表面部分は、その内部に於て前 記平型金属を前記羽根の外縁に隣合う定義された曲率に曲げる事によって形成さ れる請求の範囲第１項記載の装置。 １４　弓形表面部分は部分的には羽根に対する適切な曲率によって、また部分的 には前記弓形表面を提供するに適当な形状の付設型部材によって与えられる請求 の範囲第１項記載の装置。