TWI576235B - Solid - liquid separation device - Google Patents

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TWI576235B
TWI576235B TW101101252A TW101101252A TWI576235B TW I576235 B TWI576235 B TW I576235B TW 101101252 A TW101101252 A TW 101101252A TW 101101252 A TW101101252 A TW 101101252A TW I576235 B TWI576235 B TW I576235B
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Kazuo Kaneko
Yusuke Tezuka
Yoshitaka Nakamura
Yuki Kadowaki
Hirokazu Kobayashi
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Amukon Kk
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Description

固液分離裝置
本發明,是關於固液分離裝置,其具有:複數固定構件、及配置在相鄰之固定構件之間的複數可動構件、及與上述可動構件和上述固定構件在沒有接觸的狀態下通過上述可動構件和上述固定構件而延伸之至少1根的螺桿。上述螺桿是繞著其中心軸線被旋轉驅動,利用上述螺桿的旋轉,使進入到藉由上述固定構件和上述可動構件所劃分出之固液分離部的處理對象物,一面朝向上述固液分離部的出口移動,一面使從該處理對象物所分離出的濾液通過上述固定構件與可動構件之間的濾液排出間隙而往上述固液分離部外排出,然後將含液率降低後的處理對象物從上述出口排出至上述固液分離部外。
作為從含有液體的處理對象物,例如,來自:廢豆腐、食品加工排水、下水道處理物、或養豬場所排出之廢水等有機系污泥,並藉由微生物將該有機系污泥分解處理後的污泥、或是電鍍廢液、油墨廢液、顏料廢液、塗料廢液等無機系污泥、或者是來自蔬菜屑或果皮、食品殘渣、豆渣等之處理對象物,來將液體分離之固液分離裝置的一樣式,以往習知有:螺桿不接觸於可動構件或固定構件之上述形式的固液分離裝置(非接觸式固液分離裝置)。
於日本專利JP S59-218298A中所揭示之螺桿擠壓脫 水機,是使配置於固定板各個之間的複數滑動板一體地連結,並使螺桿貫通於固定板和滑動板之各孔中。
於國際專利WO 00/32292A1的第5頁中,記載有使螺桿貫通於:固定板和移動板所交互重疊排列之過濾筒的內周輪廓中,使固定板的開口緣形成於內周輪廓,而移動板,是擺動在:使該開口緣不會進入到位於固定板之內周輪廓的內側範圍中。
於日本專利JP 2000-135595A所揭示的螺桿壓機裝置,其螺桿貫通於:被劃分在過濾筒之內周面的筒狀空間內,其中過濾筒,具有:依序隔以間隔所排列之多數個環狀固定板、以及在該等間隔中所各別配置之多數個環狀可動板。
揭示非接觸式固液分離裝置之專利文獻者,還另有日本專利JP 2005-250852A、JP 4036383B2、JP 4374396B1等。
對於非接觸式固液分離裝置,其可動構件,由於是相對固定構件進行圓運動、往復直線運動、或是往復傾動等運動,所以可以防止固體物阻塞於固定構件與可動構件之間的濾液排出間隙的不良情形,而且由於可動構件沒有與螺桿接觸,所以可以防止可動構件於早期產生摩耗的不良情形。但是,於以往之非接觸式固液分離裝置,卻具有對處理對象物的脫液效率低而無法效率良好地對處理對象物進行脫液處理此點的問題。而且,其原因長期不明。而本發明者,欲究明其原因,在反覆進行各種實驗的結果下才 得以明白以下事實。
非接觸式固液分離裝置,其相對於固定構件進行運動的可動構件,若是與螺桿的葉片產生干涉時,由於會使該可動構件於早期造成摩耗、或是因受其干涉而有使可動構件破損之虞,故以使可動構件不會接觸於螺桿地,使可動構件一直維持在比螺桿葉片的外周緣更外側處運動之方式而構成。例如於日本專利JP S59-218298A中,記載著滑動板是使兩方的孔以在一點接觸之方式進行圓運動。如上所述,於國際專利WO 00/32292A1的第5頁中,記載著移動板,是在:使其開口緣不會進入到位於固定板之內周輪廓的內側範圍中進行擺動。日本專利JP 2000-135595A亦是將可動板之開口緣,以不縮窄因本身的擺動而受到固定板之開口列所劃定出之筒狀空間的內周面之方式來設定尺寸。如此地只要可動構件擺動在比螺桿葉片之外周緣更外側的話,由於可動構件與螺桿就不會接觸,也因此可動構件不會有早期磨耗之情事,在以往是以此種技術思惟作為技術常識。但是,經由多數實驗,本發明者掌握到受到如此之技術常識所拘囿來構成非接觸式固液分離裝置之結果,可動構件對於藉由旋轉之螺桿所搬運的處理對象物,由於所應施加的擠壓作用有所不足,因此造成對處理對象物的脫液效率降低而無法效率良好地對處理對象物進行脫液處理的原因。
本發明,是依據上述重新對技術之認識所研創,其目的在於提供一種,可以阻止可動構件早期摩耗,並且可以使得對於處理對象物的脫液效率能夠顯著提升之非接觸式固液分離裝置。
本發明,為了達成上述目的,對於說明書一開始所記載之非接觸式固液分離裝置,提案出使至少一部分的可動構件,以不接觸於上述螺桿地,一面進入到比該螺桿葉片的外周緣更靠近該螺桿的中心軸線側,一面進行運動之方式所形為特徵的固液分離裝置。
根據本發明,由於可動構件不與螺桿接觸,所以可以阻止可動構件早期摩耗之不良情形,而且由於使至少一部分的可動構件,一面進入到比螺桿葉片之外周緣更靠近該螺桿的中心軸線側,一面進行運動,所以一面進入到該螺桿之中心軸線側而一面運動的可動構件,對於由旋轉螺桿所搬運的處理對象物,一面以切入狀態地侵入並一面施加大的剪斷力。因此,可以提高對處理對象物的脫液效率,效率良好地對處理對象物進行脫液處理。
以下,隨著圖面詳細說明本發明的實施形態。
第1圖是固液分離裝置的部分剖面正面圖,第2圖是固液分離裝置的平面圖,並省略掉後述之固定構件與可動構件等圖示的圖面。又,第3圖是顯示固液分離裝置之一部分的立體圖。依此等圖面所示之固液分離裝置雖可將含有液體之各種處理對象物予以固液分離,不過在此,是對於含有多量水分的污泥進行脫水處理之情形進行說明。
第1圖至第3圖所示之非接觸式固液分離裝置,係具有:於上部形成有污泥的流入口5且其內部形成為中空的入口構件1、及於下部形成有用以使脫水處理後之蛋糕狀污泥排出之排出口11的出口構件2、及被配置在該出口構件2與入口構件1之間的複數個固定構件3、以及被配置在相鄰之固定構件3之間的可動構件4。各可動構件4,係進行如後述的圓運動。
第4圖是顯示相鄰的2個固定構件3、及配置在該2個固定構件之間的1個可動構件4的分解立體圖;第5圖是顯示多數個固定構件3與可動構件4之一部分的放大縱向剖面圖。從第1圖、第4圖及第5圖可以得知,固定構件3與可動構件4,是以相互平行的姿勢排列於軸線方向,藉由配置在相鄰之固定構件3之間的小環狀墊圈14,複數個固定構件3,是於軸線方向相互地隔以間隔配置成同心狀,並於該相鄰之固定構件3之間配置有1個可動構件4。在圖示的例子中,於相鄰的固定構件3之間配置有4個墊圈14。
本例之固定構件3與可動構件4,同為由形成有圓形貫通孔15、16的環狀板材所構成,如第1圖所示,於面向固定構件3與可動構件4側之入口構件1的側板7,形成有開口8,於面向固定構件3與可動構件4側之出口構件2的側板9亦形成有開口10。如第5圖所示,於固定構件3與可動構件4的內部,形成藉由該貫通孔15、16所劃分出之中空的固液分離部21,如第1圖所示,於入口構件1與出口構件2所形成的開口8、10,是位在對應於固定構件3與可動構件4之貫通孔15、16的位置。如此設置,可藉由固定構件3與可動構件4,於其內部劃分出固液分離部21,如第1圖所示,使固液分離部21之入口構件1側的端部,成為固液分離部21的入口22,使出口構件2側的端部,成為該固液分離部21的出口23。又,如第1圖所示,入口構件1之側板7的下部,是被固定在支撐框的支柱12,而出口構件2之側板9的下部亦是被固定在支撐框的支柱13。
如第4圖及第5圖所示,於各固定構件3形成有4個安裝孔17,於該各個安裝孔17與配置在相鄰之固定構件3之間的墊圈14的中心孔,分別貫通地延伸有拉條螺栓18。該各拉條螺栓18,如第1圖於示,是貫通入口構件1的側板7與出口構件2的側板9,在各拉條螺栓18的各長邊方向端部所形成的公螺紋,分別螺鎖緊固有螺帽19、20(請參照第3圖)。藉此,使複數個固定構件3,相互成一體地被固定連結,並且使該固定構件3相對於入口 構件1與出口構件2亦被固定住。又,於第2圖中,是將拉條螺栓18以及螺鎖於該拉條螺栓18的螺帽19、20的圖示予以省略。第8圖(a)、(b)及第9圖(a)、(b),是明白揭示出可動構件4以後述之方式進行圓運動時之樣態的橫向剖面圖,由此等圖面中,可以非常明白地理解到於軸線方向觀察固液分離部21時之固定構件3、可動構件4、拉條螺栓18以及墊圈14的狀態。
於上述的固液分離部21,配置有:貫通並延伸於用以劃分出該固液分離部21之固定構件3與可動構件4的貫通孔15、16的1根螺桿24。該螺桿24,具備有:成螺旋狀延伸的1條葉片26、與該葉片26一體形成的軸25。軸25,係構成螺桿24的中心部,該軸25的中心軸線X(第2圖、第5圖、第8圖及第9圖),為螺桿24本身的中心軸線。特別是,由第8圖及第9圖可以明瞭,當從該中心軸線X的方向來觀察螺桿24時,該螺桿24之葉片26的外周緣32是呈圓形。
如上述般地,於本例之固液分離裝置的複數固定構件3與可動構件4,分別形成有貫通孔15、16,且螺桿24,是通過該固定構件3與可動構件4的貫通孔15、16而延伸。
藉由墊圈14也可以使相互隔以間隔所配置的各固定構件3,以使該等可稍微遊動之方式來進行組裝。又,也可以將墊圈一體地形成在相鄰之2個固定構件中之一方的固定構件上,藉由該墊圈而在相鄰的2個固定構件之間形 成間隙,於該處配置可動構件4。再者,於第1圖至第5圖所示的固液分離裝置,雖是在相鄰之2個固定構件3之間配置1個可動構件4,不過也可以在相鄰之固定構件3之間配置複數個可動構件4。亦即在軸線方向上相鄰之固定構件3之間配置至少1個可動構件4。
如第5圖所示,於各固定構件3之間所分別配置之各可動構件4的厚度T,是被設定成比各固定構件間的間隙寬幅G還更小,在各固定構件3的端面與和其相對向之可動構件4的端面之間,例如形成有0.1mm至1mm左右的微小濾液排出間隙g。如此之微小濾液排出間隙g,是用以作為如後述之使從污泥分離出之水分亦即濾液通過的間隙。可動構件4的厚度T,例如,是被設定成1.0mm至3mm左右,間隙寬幅G,例如是被設定成1.2mm至5mm左右。又,固定構件3的厚度t,例如是被設定成1.5mm至3mm左右。濾液排出間隙g、厚度T、t、以及間隙寬幅G的大小,是考量處理對象物之種類等而可適當設定。
如第1圖及第2圖所示,螺桿24之軸25之出口構件2側的端部,是驅動連結於由帶有減速機之電動馬達28所構成的驅動裝置,且該帶有減速機的電動馬達是被固定支撐於出口構件2的另一方側板27,軸25之入口構件1側的部分,是中介軸承55,而可旋轉自如地被支撐在入口構件1的另一方側板29。由電動馬達28所構成的驅動裝置,是以使螺桿24繞其中心軸線X進行旋轉驅動之 用。
如第5圖、第8圖及第9圖所示,螺桿24之葉片26的外徑,是被設定成比形成在固定構件3之圓形貫通孔15的直徑還要小。而且各可動構件4在進行如後述之圓運動時,螺桿24是不會有接觸到形成於可動構件4之貫通孔16以及形成於側板7、9之開口8、10的內周面的情形。如此地,本例的固液分離裝置,係具備有:以不接觸於可動構件4與固定構件3之狀態,貫通該可動構件4與固定構件3而延伸的螺桿24、以及使該螺桿24繞其中心軸線X進行旋轉驅動的驅動裝置。
如於第1圖中以箭頭A所示,含有大量水分的污泥,是從流入口5被送入入口構件1內。此時,處理前之污泥的含水率,例如為重量百分比99%左右,於該污泥中預先被混入預凝結劑,使污泥成塊狀化。當該污泥流入入口構件1時,由於藉由電動馬達28的作動,使螺桿24,繞其中心軸線X被旋轉驅動,故該污泥,如於第1圖中以箭頭B所示,通過於入口構件1之側板7所形成的開口8,而流入由固定構件3與可勤構件4所構成的固液分離部21。如此地,污泥,是從該軸線方向一端側之入口22流入於固液分離部21。又,各圖中是將污泥的圖示予以省略。
如上述方式流入固液分離部21的污泥,藉由由電動馬達28所旋轉驅動的螺桿24,如於第1圖及第5圖中以箭頭C所示地,被朝向固液分離部21之軸線方向另一端 側的出口23搬運。此時,從污泥所分離出的水分,亦即濾液,是通過各固定構件3與可動構件4之間的濾液排出間隙g(見第5圖)而被排出至固液分離部外。所排出的濾液,如第1圖所示地,是先被固定在支柱12、13的濾液承接構件30(於第2圖沒有圖示出)所承接擋止,然後接著通過濾液排出管31而流下。
如上述方式進行,使固液分離部21內之污泥的含水率下降,含水量減少後之蛋糕狀的污泥,如於第1圖以箭頭D所示地,從固液分離部21之軸線方向另一端側的出口23排出。從固液分離部21所排出的污泥,係通過出口構件2之下部的排出口11而朝下方落下。脫水處理後之蛋糕狀污泥的含水率,例如重量百分比為75%至80%左右。
如上述般地將污泥予以脫水處理時,為了防止固體成分阻塞在固定構件3及可動構件4之間的濾液排出間隙9(第5圖),故在本例的固液分離裝置係具備有以下的構成。
如第1圖至第3圖、第6圖及第7圖所示,藉由嵌合於鍵槽的鍵56(第7圖),使外周面58形成為圓形的偏心凸輪57,可與螺桿24之軸25以成一體地旋轉之方式,能夠裝卸地固定於螺桿24之軸25之一方的端部。特別是如第6圖及第7圖所示,該偏心凸輪57的圓形外周面58,嵌合於由滑動軸承所構成的軸承59的圓形凸輪孔60。此時,偏心凸輪57的外型圓周面58,是可及於其全 周地直接或是經由潤滑劑而能夠滑動地抵接於軸承59的圓形凸輪孔60的內周面。
又,上述的軸承59,係嵌合於連結板61的安裝孔62,並且該軸承59,如第3圖及第6圖所示地,藉由沒有圖示出的螺栓以及螺鎖緊固於該螺栓之同樣沒有被圖示出的螺帽能夠裝卸地固定在連結板61。如此,本例之軸承59,雖是固定於連結板61,但也可以將軸承59,能夠旋轉地嵌合在;於連結板61所形成的安裝孔62。無論何種情形皆是以使連結板61能夠進行後述之圓運動的方式,來使該連結板61連結於軸承59。
如第1圖及第2圖所示地,上述的偏心凸輪57,與嵌合於該偏心凸輪57的軸承59,是設置在入口構件1側之螺桿24的軸25上。而且在本例之固液分離裝置中,於出口構件2側之軸25的部分,亦設有與上述之偏心凸輪57、軸承59以及連結板61完全相同所構成的偏心凸輪157、軸承159及連結板161。兩偏心凸輪57、157之中心軸線Y是成一致,並且相對於螺桿24之中心軸線X的兩偏心凸輪57、157的偏心量δ亦為相同。
偏心凸輪57、157、及嵌合於該偏心凸輪57、157之軸承59、159、以及連結板61、161,係在比螺桿24之葉片26更靠近長邊方向外側之軸25的部分,分別各設置1個。
如第2圖所示,在分別固定由軸承59、159的一對連結板61、161,分別形成有各2個安裝孔64、164又第4 圖所示,於複數個可動構件4亦分別形成有各2個安裝孔65。於此等安裝孔64、164、65,如第2圖至第4圖所示,分別貫通有;相對於螺桿24之中心軸線X呈對稱所配置的一對連結棒66(亦請參照第8圖及第9圖),且分別形成於各連結棒66之長邊方向端部的公螺紋部螺鎖緊固於螺帽67、167,2根連結棒66,亦分別貫通入口構件1之側板7、及出口構件2的側板9而延伸。又,於第1圖中,對於連結棒66,僅顯示該長邊方向各端部。
本例之連結棒66,雖是固定於各連結板61、161,不過亦可以將各連結棒66,以帶有餘隙地連結於各連結板61、161。
如上述般,一對連結板61、161藉由2根連結棒66所連結,且於該2根連結棒66組裝有多數個可動構件4。亦可以使連結棒66,沒有間隙地強固嵌合於各可動構件4的安裝孔65,使連結棒66固定連結於各可動構件4;也可以使連結棒66帶有一點間隙地遊嵌於安裝孔65。又,也可以將連結棒設置3根以上。
一對的連結板61、161,及複數根連結棒66,構成連結複數個可動構件4的連結手段,於該連結手段的各連結板61、161分別連結有各軸承59、159。
第8圖及第9圖,是將偏心凸輪57、157以假想線來追加,使螺桿24及可動構件4及固定構件3的關係可以明白顯示的橫向剖面圖。如此等圖面所示,本例之可動構件4之貫通孔16的中心軸線,是與偏心凸輪57、157的 中心軸線Y一致,因此於圖面中在貫通孔16的中心軸線亦標示有符號Y。由此可以得知,本例之可動構件4,其貫通孔16的中心軸線Y,相對於螺桿24之軸25的中心軸線X,偏心一個偏心量δ。又,由於在本例的可動構件4所形成的貫通孔16為圓形,所以其中心軸線Y,成為形成該當貫通孔16之圓的中心。又,偏心凸輪57、157的中心軸線Y,也是形成其外周面58、158之圓形的中心;後述之偏心凸輪的中心軸線,也相同是其圓形外周面的中心。
由上述之說明可以理解到,本例的固液分離裝置,是以使複數個可動構件4可以進行如後述之圓運動而構成。因此於本例的固液分離裝置,係具備:用以連結該複數個可動構件4的連結手段、及相對於螺桿24之軸25的中心軸線X呈偏心,且與該軸25成一體進行旋轉的偏心凸輪57、157、以及軸承59、159,該軸承59、159係連結於上述連結手段,且具有使偏心凸輪57、157之圓形外周面58、158嵌合的圓形凸輪孔60、160。偏心凸輪57、157之圓形外周面58、158,是可及於其全周地直接或經由潤滑劑而能夠滑動地抵接於軸承59、159的圓形凸輪孔60、160的內周面。
而且,於本例的固液分離裝置,偏心凸輪57、157及嵌合於該偏心凸輪57、157的軸承59、159,係在比螺桿24之葉片26更靠近其長邊方向外側之軸25的部分,分別各設置1個。再者,連結手段,係具有:分別連結於各 軸承59、159的一對連結板61、161、及連結於複數個可動構件4的複數根連結棒66,並使各連結棒66分別連結於各連結板61、161。
如上述般地,於本例之固液分離裝置中,可動構件4之貫通孔16的中心軸線與偏心凸輪57、157的中心軸線為相互一致,而且全部可動構件4的中心軸線Y為一致。但是,也可以使各可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y不一致、或是使可動構件4之貫通孔16的中心軸線與偏心凸輪57、157的中心軸線不一致地,以使此等相互偏位之方式來構成。又,如後述地,也可以將貫通孔16形成為圓形以外的形態,也能夠使貫通孔16的中心軸線以不明顯之形態來形成貫通孔16。
當第1圖及第2圖所示之電動馬達28開始動作,使螺桿24繞著該中心軸線X旋轉(自轉)時,隨著該螺桿24的旋轉,偏心凸輪57、157,如第7圖中以箭頭E所示地,使該偏心凸輪57、157的中心軸線Y,繞著螺桿24之軸25的中心軸線X,一面描劃以偏心凸輪57、157的偏心量δ作為半徑的圓,一面進行旋轉。此時,各偏心凸輪57、157係連結於各連結板61、161,複數個可動構件4,係經由複數根連結棒66而連結於兩連結板61、161,而且偏心凸輪57、157之中心軸線與藉由連結手段所連結之複數個可動構件4之貫通孔16的中心軸線,由於是皆同樣以符號Y來顯示成為一致,故偏心凸輪57、157如上述般地進行旋轉之同時,使得藉由連結板61、161與連 結棒66所構成的連結手段、以及藉由該連結手段所連結的複數個可動構件4,以偏心凸輪57、157之偏心量δ作為半徑進行圓運動。由第8圖(a)、(b)及第9圖(a)、(b)可以得知,偏心凸輪57、157之中心軸線Y是藉由以偏心量δ作為半徑朝向箭頭E方向繞螺桿24的中心軸線X進行旋轉,且藉由連結手段所連結的可動構件4,亦是使其貫通孔16的中心軸線Y,如第8圖(a)、(b)、第9圖(a)、(b)所示的順序,以偏心凸輪的偏心量δ作為半徑,繞著螺桿24之軸25的中心軸線X一面劃圓一面進行圓運動。偏心凸輪57、157的中心軸線Y與藉由連結手段所連結之複數個可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y為一致,隨著螺桿24的旋轉,偏心凸輪57、157,其中心軸線Y,是以該偏心凸輪57、157的偏心量δ作為半徑,繞著螺桿24之軸25的中心軸線X,一面劃圓一面進行旋轉,藉此,藉由連結手段所連結的複數個可動構件4,使其貫通孔16的中心軸線Y,繞著螺桿24之軸25的中心軸線X,一面描劃以偏心凸輪57、157的偏心量δ作為半徑的圓,一面進行圓運動。
在如前述般之本例中,可動構件4之貫通孔16的中心軸線與偏心凸輪57、157之中心軸線一致,而且全部的可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y為一致。然而,與此不同地,當可動構件4之貫通孔16的中心軸線不與偏心凸輪57、157的中心軸線一致、或是各可動構件4之貫通孔16的中心軸線相互不一致之情形時,又可動構件之 貫通孔16的中心軸線不明確之情形時,可動構件4,亦會以偏心凸輪57、157的偏心量δ作為半徑進行圓運動。如此地,無論哪一種情形,皆是以使可動構件4以偏心凸輪57、157的偏心量δ作為半徑進行圓運動之方式,來使可動構件4連結於偏心凸輪57、157。
如前述般地,使污泥一面在固液分離部21內移動一面進行脫水處理時,各可動構件4係如上述般地進行圓運動,相對於此,由於固定構件3不動而固定,所以進入到相互相鄰之可動構件4與固定構件3之間的濾液排出間隙g(如第5圖所示)的固體成分,可效率良好地從該間隙g排出,而可以阻止固體成分阻塞於該處。而且,由於進行旋轉之螺桿24的葉片26,原本就沒有與固定構件3接觸,也沒有接觸於可動構件4之情形,所以可阻止可動構件4早期摩耗。
不過,偏心凸輪57、157,由於其圓形外周面58、158是一面滑動接觸於軸承59、159之圓形凸輪孔60、160的內周面而一面旋轉,雖然無法避免偏心凸輪57、157、或是軸承59、159、或是此兩者一起隨時間經過而摩耗,但其摩耗量可如下所示地抑制在較小程度。
如前所述般地,偏心凸輪57、157的圓形外周面58、158,是可及於其全周地直接或是中介潤滑劑而能夠滑動地抵接於軸承59、159之圓形凸輪孔60、160的內周面。藉此,使作用於偏心凸輪57、157之圓形外周58、158及軸承59、159之圓形凸輪孔60、160的內周面的外 力分散,兩周面之每單位面積的抵接壓力變小。因此,可以減少偏心凸輪57、157或是軸承59、159、或是此兩者的摩耗量,能夠延長其壽命,而可以減少該等部件的更換次數。而且,由於並不是以左右一對的偏心凸輪來驅動各連結板61、161,而是藉由固定在螺桿24之軸25的偏心凸輪57、157來進行驅動,所以即使偏心凸輪57、157的圓形外周面58、158與軸承59、159之圓形凸輪孔60、160的內周面是及於全周地抵接著,就算偏心凸輪57、157與軸承59、159的形狀精度乃至於組裝精度並不是很高,也可以使各連結板61、161正確地進行圓運動。
又,當可動構件4與連結手段如前述方式進行圓運動時,受到來自偏心凸輪57、157施加於連結手段之連結板61、161的外力,而使連結板61、161及連結棒66以及可動構件4,以第8圖(a)中之箭頭F所示的方向,繞著螺桿24的中心軸線X進行旋轉(自轉),造成該可動構件4,抵接於固定構件3乃至於該固定構件間的墊圈14,而有傷及該等之虞。在此,於本例的固液分離裝置中,如第2圖及第3圖所示,於各連結棒66所貫通的側板7、9的孔中,藉由沒有圖示出的螺栓及螺帽,可裝卸地固定於環狀的導引件69(於第1圖並未圖示出)。連結棒66進行前述的圓運動時,該連結棒66一面滑接於環狀之各導引件69的內周面一面被導引,而阻止該連結棒66朝向於第8圖(a)所示之箭頭F方向旋轉。如此地,導引件69,是成為用來防止:連結手段與藉由該連結手段所連結的複數個 可動構件4一同朝向箭頭F方向,繞著螺桿24之軸25的中心軸線X旋轉而使可動構件4抵接於其他的構件。
於上述之固液分離裝置中,偏心凸輪57、157雖是與螺桿24以作為不同構件而構成,不過也可以將偏心凸輪57、157與螺桿24成一體地形成。不過如本例,當使偏心凸輪57、157可裝卸地固定於螺桿24之軸25時,在該偏心凸輪57、157有摩耗時,可以將該等從軸25卸下,而容易地將新的偏心凸輪安裝於軸25。
於以上所說明的固液分離裝置中,雖是使用具有1條葉片26的1根螺桿24,不過也可以使用具有2條以上葉片之螺桿、或是如JP 4374396B1中亦有記載之使用貫通固定構件與可動構件而延伸之2根以上的螺桿。再者,如同一專利公報所記載,也可以使用由在上部形成有凹部之板材所形成的固定構件與可動構件。此情形時,螺桿,可使用不會接觸於固定構件與可動構件,而可貫通於該等固定構件與可勤構件而延伸之至少1根螺桿。又,圖所示之固液分離裝置之情形時,配置於相鄰的固定構件之間的可動構件4,是相對於固定構件3一面保持與之平行的姿勢,並使其貫通孔16的中心軸線Y,一面繞著螺桿24之中心軸線X進行劃圓的圓運動之方式而構成,不過該可動構件,也可以是對其本身眾為所周知之方式,以相對於固定構件一面保持與之大致平行的姿勢,一面以進行往復直線運動或往復傾斜運動等之運動之方式來構成(請參照JP S59-218298A、WO 00/32292A1、JP 2000-135595A、JP 2005-230852A、JP 4036383B2、JP 4374396B1)。又,用以驅動可動構件之構成,例如,亦可適當地採用此等專利文獻所記載的構成、或是也可以是對其本身為眾所周知的其他構成。對於此等之具體性構成,於後詳細說明之。
如以上所述般地,作為本發明之對象的固液分離裝置,係具有:複數個固定構件、及配置在相鄰的固定構件之間進行運動的可動構件、及以不會接觸於該可動構件與上述固定構件之狀態貫通該可動構件與固定構件而延伸之至少1根螺桿,且該螺桿是繞著該中心軸線旋轉驅動,藉由該螺桿的旋轉,使進入到由固定構件與可動構件所劃分出之固液分離部的處理對象物一面朝向該固液分離部的出口移動,一面使從該處理對象物所分離出的濾液,通過固定構件與可動構件之間的濾液排出間隙而往固液分離部外排出,並使含液率已降低的處理對象物從上述出口排出於固液分離部外之方式而構成。該基本構成,是與後述之各種形態的固液分離裝置為共通者。
然而,如先前亦說明過,於以往之此形式的固液分離裝置,為了要阻止相對於固定構件進行運動的可動構件干涉到螺桿,是以使可動構件一直維持在比螺桿之外周緣更外側處進行運動之方式而構成,藉此而無法免除對處理對象物之脫液效率降低的缺點。
在此,本發明之固液分離裝置,是使至少一部分的可動構件,以一面不會接觸於螺桿地進入到比該螺桿之葉片的外周緣更靠近該螺桿之中心軸線側,並一面運動之方式 所形成。根據此一構成,一面進入到螺桿之中心軸線側並一面運動的可動構件,由於一面以切入於藉由旋轉的螺桿所搬運之處理對象物的狀態下進行侵入,一面可以對該處理對象物施加大的剪斷力,所以可以顯著地提高對處理對象物的脫液效率。
其次,參照第1圖至第9圖,將作為上述本發明之特徵的構成適用於前述所說明之固液分離裝置的具體例子,加以清楚說明。
如前述般地,第8圖(a)、(b)及第9圖(a)、(b),是用以說明可動構件4之圓運動的剖面圖。於此等圖中,標示符號26A的部分,是表示呈螺旋狀延伸之葉片26的剖面。又,第10圖,是相當於沿著第8圖(a)之III-III線所切斷之剖面圖的圖面,並省略固定構件的圖示,是可以清楚地顯示出螺桿24與可動構件4的位置關係的說明圖。相反地,第8圖(a),是相當於沿著第10圖之IV-IV線剖面的圖面。又,第10圖,是用以說明可動構件4與螺桿24之關係的圖面,該可動構件4與螺桿24的相對位置以及螺桿之形狀等,並不是與第5圖所示的情形完全地一致(於第15圖、第16圖、第31圖及第33圖中也是同樣情形)。
於第8圖及第9圖中所標示的傾斜格子線,是顯示可動構件4,進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32,更靠近該螺桿24之中心軸線X側的部分。於第8圖至第10圖中,對於如此之進入到比葉片26之外周緣32更靠近螺 桿24之中心軸線X側之可動構件4的部分,標示以符號51。從第10圖可以得知,比葉片26的外周緣32更進入螺桿24之中心軸線X側之可動構件4的部分51,是以不會干涉到螺桿24的葉片26之方式,位在相鄰的2個葉片部分33、33之間的位置。又,如第8圖(a)及第10圖所示,相對於螺桿24的中心軸線X,先來說明位在與可動構件4的部分51相反側之可動構件4的部分52時,可看出葉片26的其他部分34是位在接近於該可動構件部分52的位置。但是,該可動構件部分52,由於是與螺桿24的葉片部分34,離開於其半徑方向,所以該可動構件4是不會與螺桿24的葉片26有干涉的情形。
在此,如上述般地,可動構件4,不會與螺桿24的葉片26產生干涉,清楚地設定出可以進入到比該螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24之中心軸線X側的條件。
首先,第11圖,是為了易於了解圖面而將第8圖(a)中之螺桿24與可動構件4取出予以放大的說明剖面圖。如該第11圖所示,以從可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y到用以劃分出該貫通孔16之可動構件4的周緣35為止的最短距離作為K,以螺桿24的半徑作為S,貫通孔16之中心軸線Y相對於螺桿24之中心軸線X呈偏心的距離,亦即如前述地,以該偏心量作為δ。於本例的固液分離裝置中,由於貫通孔16是呈圓形,所以最短距離K,便是該圓形貫通孔16的半徑。
於第11圖中標示傾斜格子線之可動構件4的部分51,為了能夠進入螺桿24之中心軸線X側,從第11圖可以明瞭,必須是K<S+δ。相反地,可動構件4的部分52,為了達成不干涉到葉片部分34,必須滿足S-δ<K。此條件,係如第8圖(b)及第9圖(a)、(b)所示,可動構件4相對於螺桿24佔據在其他位置時亦完全相同。如此地,一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24之中心軸線X側,且一面進行圓運動之可動構件4的貫通孔16,是以滿足S-δ<K<S+δ之方式所形成。以此條件,作為用以使可動構件侵入(吃入)的第1條件。
從第10圖可得知,在螺桿24之相鄰的兩葉片部分33、33之間,進入到比葉片26的外周緣32更靠近螺桿24之中心軸線X側的可動構件部分51,是位在:於螺桿24之中心軸線方向的區域Z的範圍內。本例之可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y,由於其全部為相對於螺桿24之中心軸線X朝向相同偏心一段相同的距離δ,而且螺桿24的葉片26是呈螺旋狀延伸,所以位在上述區域Z以外之區域W位置的可動構件4,其貫通孔16,即使是以滿足前述之用以侵入的第1條件之方式來形成,該可動構件4,也會干涉於螺桿24的葉片26。因此,位在區域W之位置的可動構件4,是不能比該葉片26的外周緣32更向該螺桿24的中心軸線X側進入。假設,如第16圖所示地,將位於區域W位置之可動構件4的貫通孔16,以 滿足前述之用以侵入的第1條件之方式來形成時,會造成該可動構件4的部分53,干涉到螺桿24的葉片26。因此,在實際上,是不能將位在區域W位置之可動構件4的貫通孔16以滿足第1條件之方式來形成。
在以下的說明中,將第10圖所示之區域Z稱之為可侵入區域(亦稱可吃入區域,以下亦同),同樣地將區域W稱之為不可侵入區域(亦稱不可吃入區域,以下亦同)。
第12圖(a)、(b)及第13圖(a)、(b),是顯示位在第10圖所示之不可侵入區域W之位置的可動構件4,與螺桿24之相對位置關係的圖面,並與第11圖與相同,省略掉固定構件的圖示,將螺桿24之葉片26的剖面以符號26A表示。又,第13圖(a),是相當於第10圖之V-V線剖面的圖面。此等圖面,是顯示使可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y,依第12圖(a)、(b)及第13圖(a)、(b)所示的順序,一面以偏心量δ作為半徑繞著螺桿24之中心軸線X進行劃圓,一面使該可動構件4進行圓運動的樣態。
在此亦是,以從可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y到用以劃分出該貫通孔16之可動構件4的周緣35為止的最短距離(此例亦為貫通孔16的半徑)作為K,以螺桿24的半徑作為S時,K、S與偏心量δ的關係,為滿足K>S+δ。並將此條件,稱之為可動構件的干涉迴避條件。藉由滿足此干涉迴避條件,由第12圖(a)、(b)及第13圖(a)、(b)可以得知,存在於不可侵入區域W的可動構 件4,相對於螺桿24無論是處在任何位置時,該可動構件4都不會進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側,因此,該可動構件4不會有干涉到葉片26的情形。如此地,不會進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側,來進行圓運動之可動構件4的貫通孔16,是以滿足K>S+δ之方式所形成的。
在此,可以一面比螺桿24之葉片26的外周緣32更進入該中心軸線X側,一面進行圓運動的可動構件4,必須是位在第10圖所示之可侵入區域Z的範圍內,不過該可侵入區域Z是以如下方式所規定。
如前述般地,使可動構件4的中心軸線Y,以該中心軸線Y之偏心量δ作為半徑,繞著螺桿24的中心軸線X劃圓之方式,來使該可動構件4進行圓運動之情形時,如第10圖及第11圖所示,從可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y,朝向螺桿24之中心軸線X,並朝該螺桿24的半徑方向劃一直線H使之越過螺桿24的中心軸線X,以與包含該螺桿24之外周緣32的假想筒I交會的點作為外周緣交點J。又,以通過該外周緣交點J並相對於螺桿24之中心軸線X呈平行延伸之直線作為中心平行線L,且以在螺桿24之中心軸線X的方向上相鄰之該螺桿24的兩葉片部分33、33與上述中心平行線L之交點分別作為葉片交點M、M時,包含該兩葉片交點M、M之中點N,且比上述兩葉片部分33、33之間的距離還要窄之位於螺桿 24之中心軸線X方向上的特定寬幅,為上述之可侵入區域Z。如上述般地,可侵入區域Z,是成為比相鄰之兩葉片部分33、33之間的距離(也就是比間距P)還要窄的區域。一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24之中心軸線X側,一面進行前述之圓運動的可動構件4,是位在該寬幅內,也就是位在可侵入區域Z內。以此條件作為可動構件之用以侵入的第2條件。藉由滿足前述之第1條件及第2條件,可以使可動構件4,一面進入到比葉片26的外周緣32更靠近螺桿24之中心軸線X側,且一面進行圓運動。
上述之可侵入區域Z,其數值是依據第10圖所示之螺桿24之葉片26的間距P、葉片26的板厚d、從可動構件之貫通孔16的中心軸線Y之前述最短距離K、前述的偏心量δ以及螺桿24的半徑S所決定。第14圖,是顯示使用實際的固液分離裝置,來解析當P=100mm、δ=8mm時,可侵入區域Z對應最短距離(在此例中為貫通孔16的半徑)K之大小,如何變化之結果的曲線圖,L1是表示d=2mm時的結果,L2是表示d=4mm時的結果,L3是表示d=6mm時的結果。從該曲線圖可以得知,可動構件4之貫通孔16的半徑愈大,可侵入區域Z的寬幅就愈大,第15圖,是顯示可侵入區域Z之寬幅比第10圖之情形還要窄之情形時的例子。
於第8圖至第13圖所示的例子中,可動構件4之貫通孔16的中心軸線與偏心凸輪57、157的中心軸線為一 致,可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y一面繞著螺桿24的中心軸線X劃圓,可動構件4一面進行圓運動。如此情形時,最短距離K,如前所述,是從可動構件4的貫通孔16的中心軸線,到用以劃分該貫通孔16之可動構件4的周緣35為止的最短距離。相對於此,當包含貫通孔16的中心軸線與偏心凸輪57、157的中心軸線沒有一致之情形,來考量上述之最短距離K時,該最短距離K,是被定義為:是從偏心凸輪57、157的中心軸線到用以劃分可動構件4的貫通孔16之可動構件4的周緣35為止的最短距離。
第17圖(a)、(b)及第18圖(a)、(b),是用以清楚說明上述該點的說明圖,也就是顯示可動構件之貫通孔16的中心軸線,與外周面形成為圓形之偏心凸輪57、157的中心軸線Y不一致情形時之可侵入區域的狀態的圖面。在此,為了將圖形單純化,以二點虛線來表示可動構件的貫通孔16、以一點虛線來表示偏心凸輪57、157、以實線來表示螺桿24,並以符號26A來表示螺桿24之葉片26的剖面。此情形亦是藉由使螺桿24繞著該中心軸線X旋轉(自轉),固定於螺桿24之軸25的偏心凸輪57、157,其中心軸線Y,是繞著螺桿24之中心軸線X,一面描劃以該偏心凸輪57、157的偏心量δ為半徑的圓,一面如以箭頭E所示地依第17圖(a)、(b)及第18圖(a)、(b)所示的順序進行旋轉。使第17圖及第18圖中標示以傾斜格子線之可動構件的部分,進入到比螺桿24之葉片26的外周緣 32更靠近該螺桿24的中心軸線X側。不過,在此所示的例子中,貫通孔16的中心軸線,並沒有與偏心凸輪57、157的中心軸線Y一致,此點是與第8圖、第9圖、及第11圖所示的例子不同。
在此,如第17圖(a)及第18圖(a)所示,當以從偏心凸輪57、157之中心軸線Y到用以劃分可動構件的貫通孔16之可動構件的周緣35為止的最短距離為K、以螺桿24的半徑為S、以偏心凸輪57、157之中心軸線Y至螺桿24之中心軸線X的偏心量為δ時,由第17圖(a)可以得知,要使可動構件的部分51能夠進入於螺桿24之中心軸線X側,必須是K<S+δ。相反地,由第18圖(a)可以得知,為了使可動構件的部分52不干涉到葉片部分34,必須滿足S-δ<K。如此地,此情形下亦是,一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側,且一面進行圓運動之可動構件的貫通孔16,是以能夠滿足:作為用以使可動構件侵入之第1條件的S-δ<K<S+δ之方式所形成的。在第8圖、第9圖、及第11圖所示的例子中,由於貫通孔16的中心軸線是與偏心凸輪57、157的中心軸線一致,所以從偏心凸輪57、157的中心軸線Y,到用以劃分貫通孔16之可動構件的周緣35為止的最短距離K,成為從貫通孔16的中心軸線到貫通孔16的周緣35為止的最短距離K。第8圖、第9圖、及第11圖,是顯示第17圖及第18圖所示之例子的特殊情形。
另一方面,第19圖(a)、(b)及第20圖(a)、(b),是顯示可動構件之貫通孔16的中心軸線,與偏心凸輪57、157的中心軸線Y沒有一致之情形時之不可侵入區域的狀態,是與第17圖及第18圖為相同形態的說明圖。螺桿24,是依第19圖(a)、(b)、及第20圖(a)、(b)所示之順序旋轉,偏心凸輪57、157,其中心軸線Y,如以箭頭E所示地,是繞著螺桿24之中心軸線X,一面描劃以該中心軸線Y的偏心量δ為半徑的圓,一面進行旋轉。藉此,具有貫通孔16的可動構件進行圓運動。
在此,亦是與第17圖及第18圖同樣形態,如第19圖(a)所示地,當以從偏心凸輪57、157的中心軸線Y到用以劃分可動構件的貫通孔16之可動構件的周緣35為止的最短距離為K、以螺桿24的半徑為S、偏心凸輪57、157相對於螺桿24之中心軸線X的偏心量為δ時,由第19圖(a)可以得知,不會比螺桿24之葉片26的外周緣32,更進入該螺桿24的中心軸線X側而進行圓運動之可動構件,係滿足可動構件之干涉迴避條件之K>S+δ。藉由滿足該條件,從第19圖(a)、(b)及第20圖(a)、(b)可以得知,存在於不可侵入區域W的可動構件,相對於螺桿24無論處於任一位置時,該可動構件不會進入到比藉由螺桿24之葉片26的外周緣32更進入該螺桿24的中心軸線X側,因此可動構件並不會干涉到葉片26。
第12圖及第13圖,是顯示第19圖及第20圖所示之例子的特殊情形,亦即貫通孔16之中心軸線與偏心凸輪 57、157的中心軸線為一致的情形。
包含貫通孔16的中心軸線與偏心凸輪57、157的中心軸線沒有一致之情形,可侵入區域Z,亦可以與關連於第10圖之先前所說明的方式同樣地予以規定。也就是,無論貫通孔16的中心軸線與偏心凸輪57、157的中心軸線是否一致,如第10圖所示地,從偏心凸輪57、157的中心軸線Y,朝向螺桿24之中心軸線X,並朝該螺桿24的半徑方向劃一直線H使之越過螺桿24的中心軸線X,以與包含該螺桿24之外周緣32的假想筒I交會的點作為外周緣交點J,以通過該外周緣交點J並相對於螺桿24之中心軸線X呈平行延伸之直線作為中心平行線L,且以在螺桿24之中心軸線X的方向上相鄰之該螺桿24的兩葉片33、33部分與中心平行線L之交點分別作為葉片交點M、M時,一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側並一面進行圓運動的可動構件4,是位在可侵入區域Z。該可侵入區域Z,是包含該兩葉片交點M、M之中點N,且比兩葉片33、33部分之間的距離還要窄之位於螺桿的中心軸線X方向上的特定寬幅。貫通孔16的中心軸線與偏心凸輪57、157的中心軸線為一致之情形時,作為上述方式之特殊情形,直線H是被從貫通孔16的中心軸線,朝向螺桿24的中心軸線X拉引。
於以上所說明的固液分離裝置中,雖是使該可動構件4的貫通孔16形成為圓形,不過該貫通孔16的形態,如 前述般地,也可以是圓形以外的適當形態,例如形成為長圓形或多角形。在此所謂長圓形,是除了橢圓形以外,也包含將圓形擠壓成細長狀之狀態的形狀。
可動構件之貫通孔的形狀除了圓形以外時,要使可動構件能夠不接觸於螺桿地一面進入到比螺桿之葉片的外周緣更靠近螺桿之中心軸線側並一面進行圓運動,也是只要滿足前述之用以使可動構件侵入的第1及第2條件即可。為了能夠更加了解,在此對於貫通孔的中心軸線與偏心凸輪57、157的中心軸線為一致,該貫通孔為長圓形時之條件進行說明。不過,用以使可動構件侵入之第2條件,由於與前述方式完全同樣地實施便可求得,故在此省略其重複說明,僅詳細說明用以使可動構件侵入的第1條件。
第21圖(a)至(d),與第8圖及第9圖同樣情況地,是顯示位於可侵入區域之可動構件的貫通孔16與螺桿24之相對位置關係的說明圖。在此,為了使圖面容易了解,係以二點虛線來表示貫通孔16、以實線來表示螺桿24。在此等圖中的符號26A,亦是表示螺桿24之葉片26的剖面。在此所示之可動構件的貫通孔16,由於是呈長圓形,所以其中心軸線Y,是該長圓形的長軸LA與短軸SA的交點。可動構件,其貫通孔16的中心軸線Y,是繞著螺桿24之中心軸線X,一面描劃以貫通孔16之中心軸線Y相對於螺桿24之中心軸線X的偏心量δ為半徑的圓形,一面如以箭頭E所示地依第21圖(a)至(d)的順序進行圓運動此方式是與先前的例子一樣。此情形亦顯示於第 21圖中標示以傾斜格子線之可動構件的部分,進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側。
在此,亦是當以從可動構件之貫通孔16的中心軸線Y到用以劃分該貫通孔16之可動構件的周緣35為止的最短距離為K、以螺桿24的半徑為S、以貫通孔16之中心軸線Y相對於螺桿24之中心軸線X的偏心量為δ。由於在此所示之貫通孔16為長圓形,所以從該中心軸線Y到周緣35為止的最短距離K,為貫通孔16之短軸SA的1/2長度。
由第21圖(a)可以得知,為了使標示傾斜格子線之可動構件的部分51,能夠進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側,必須是K<S+δ,又為了使可動構件的部分52不接觸於螺桿24的葉片26,必須滿足K>S-δ。其結果,用以使可動構件能夠進入螺桿24之中心軸線X側的條件,為S-δ<K<S+δ,此條件是與前述之第1條件一致。只要滿足第1條件,如第21圖(a)至(d)所示,無論可動構件的貫通孔16相對於螺桿24是處在任何位置時,可動構件可以不干涉到螺桿24地進入到比該葉片26的外周緣32更靠近中心軸線X側。
為了使位在不可侵入區域之可動構件不干涉到螺桿24,由第21圖(a)可以得知,最短距離K,必須比螺桿的半徑S與偏心量δ的和還大,亦即必須為K>S+δ。此是 與前述之干涉迴避條件一致。只要滿足該條件,存在於不可侵入區域之可動構件,無論其相對於螺桿24是處在任何位置時,該可動構件,可以干涉到螺桿24地進行圓運動。於第21圖所示之固液分離裝置的其他構成及作用,請參照第1圖至第15圖,是與先前所說明的固液分離裝置一樣。
可動構件之貫通孔的形狀,為圓形及長圓形以外時,亦是與上述方式完全同樣地實施,而可以訂出:可侵入區域Z、不可侵入區域W、用以侵入之第1及第2條件、以及干涉迴避條件,是能夠沒有困難地使用具有此等形狀之貫通孔的可動構件。又,如第22圖(a)所示,可動構件的貫通孔16為四角形,其一邊的長度為a,另一邊的長度為b時,其各邊之1/2之線的交點為其中心軸線Y,如第22圖(b)所示,可動構件之貫通孔16為三角形時,其中心軸線Y,是位在該三角形的重心位置。
又,為了提高在固液分離部內之處理對象物的搬運性、以及其脫液效率,可動構件之貫通孔以圓形或是長圓形相較於多角形為較佳。又,亦可以將多數鋸齒狀之凹凸形成於:用以劃分可動構件4之圓形、長圓形、或是多角形之貫通孔16的周緣35。
第23圖(a)、(b)及第24圖(a)、(b)亦與第8圖及第9圖(a)、(b)同樣地,是清楚地說明位於可侵入區域之可動構件4的圓運動之另一例的剖面圖,於第23圖及第24圖中亦是,與第11圖同樣地省略固定構件的圖示。在此所 示之可動構件4的貫通孔16,作為其基本形狀,是呈以中心軸線Y為中心的圓形,並於用以劃分該貫通孔16之可動構件4的周緣35形成有突出部36,使其突出部36以進入於比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側之方式而構成。更具體地加以說明,一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側,且一面進行圓運動的可動構件4,係使用以劃分出該可動構件4的貫通孔16之該可動構件4的周緣35的一部分,比其他的周緣部分更朝向該貫通孔16的中心軸線Y側突出,使該突出部36,以進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側之方式所構成。於第23圖及第24圖中,符號26A,亦是用來顯示與螺桿24之軸25成一體之葉片26的剖面。
於第23圖及第24圖(a)、(b)所示之固液分離裝置的情形時,亦是貫通孔16的中心軸線Y相對於螺桿24的中心軸線X偏心一δ距離,可動構件4,其貫通孔16的中心軸線Y,是繞著螺桿24的中心軸線X,如由箭頭E所示地,一面描劃以該偏心量δ為半徑的圓,一面依第24圖(a)、(b)所示的順序進行圓運動。此時,要使可動構件4不與螺桿24接觸地,使該可動構件4之突出部36以一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該中心軸線X側,並一面能夠進行圓運動之方式動作的話,此情形,亦是只要滿足於先前所揭示之用以使可動構件侵 入之第1及第2條件即可。由於第2條件以與先前所說明之方式完全同樣地實施便可求得,故在此僅詳細說明用以使可動構件侵入的第1條件。
於第23圖及第24圖中,對於可動構件4的突出部36,其進入到:比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側的部分,標示以傾斜格子線。在此,如第23圖(a)及第24圖(a)所示,以從貫通孔16的中心軸線Y到用以劃分該貫通孔16之可動構件4的周緣35為止的最短距離作為K時,該最短距離K,成為從貫通孔16的中心軸線Y到突出部36為止的距離。又,以螺桿24的半徑作為S,以貫通孔16之中心軸線Y相對於螺桿24之中心軸線X的偏心量如前所述地作為δ時,為了使突出部36可以進入於比螺桿24的外周緣32更靠近該中心軸線X側,由第24圖(a)可以得知,必須是K<S+δ。又,由第23圖(a)可以得知,為了使突出部36不干涉到葉片26,必須是K>S-δ。其結果,在此例之情形,亦是藉由滿足作為S-δ<K<S+δ的第1條件,可動構件4,就可以不干涉到螺桿24地,一面進入到比該葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24之中心軸線X側,並一面進行圓運動。
又,於第23圖及第24圖所示之實施形態的情形時,為了位在不可侵入區域的可動構件不會干涉到螺桿24,由第24圖(a)可以得知,必須是K>S+δ。只要滿足此條件,存在於不可侵入區域之可動構件,可以不接觸於螺桿 24地進行圓運動。第23圖及第24圖所示之固液分離裝置的其他構成,可以是與第1圖至第20圖所示之前述的固液分離裝置相同的構成。
參照第21圖、第23圖及第24圖而於上述所說明的固液分離裝置,其可動構件之貫通孔16的中心軸線,與偏心凸輪57、157(請參照第8圖及第9圖)的中心軸線呈一致,可動構件,使其中心軸線Y以偏心凸輪57、157的偏心量δ作為半徑繞著螺桿24的中心軸線X以劃圓之方式進行圓運動來構成,不過當各可動構件的中心軸線沒有成一致之情形、或是貫通孔16的中心軸線與偏心凸輪57、157的中心軸線沒有一致之情形時、或是貫通孔16的中心軸線未能確定之情形時,由先前之說明可以理解,藉由以從偏心凸輪57、157的中心軸線到用來劃分出可動構件的貫通孔16之可動構件的周緣35為止的最短距離為K時,以滿足S-δ<K<S+δ、且滿足K>S+δ之方式來構成,可以使可動構件不會干涉到螺桿24地進入到比該螺桿24的外周緣32更靠近中心軸線X側。
以上,是對於所有可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y為一致,該可動構件4,是使其中心軸線Y繞著螺桿24的中心軸線X,一面描劃以該可動構件4之貫通孔16之中心軸線Y的偏心量δ作為半徑的圓,一面進行圓運動的固液分離裝置進行了說明,如前述般地,各可動構件4的中心軸線亦可以以不一致的方式來構成。再者,亦可如第25圖(a)中以虛線及二點虛線之模式性所示,使一部 分可動構件之貫通孔16的中心軸線Y全部一致,而其他可動構件之貫通孔16A的中心軸線YA亦全部一致,並且一部分可動構件之貫通孔16的中心軸線Y與其他可動構件之貫通孔16A的中心軸線YA相互為不一致,而且該一部分可動構件及其他可動構件,是使其各貫通孔16、16A的中心軸線Y、YA,繞著於第25圖(a)中以實線所示之螺桿24的中心軸線X,一面描劃以其各可動構件之貫通孔16、16A的中心軸線Y、YA相對於螺桿中心軸線X的偏心量為半徑的圓,一面以圓運動之方式來構成。
第25圖(a),雖顯示出2種類的可動構件,係分別為具備具有中心軸線Y之貫通孔16的可動構件、以及具備具有與該中心軸線Y沒有一致之中心軸線YA之貫通孔16A的可動構件,但也可以設置中心軸線互為不一致之3種類以上的可動構件。第25圖(b),是顯示出具備具有中心軸線Y之貫通孔16的第1複數個可動構件、及同樣地具備具有中心軸線YA之貫通孔16A的第2複數個可動構件、以及具備具有中心軸線YB之貫通孔16B的第3複數個可動構件的固液分離裝置。該各中心軸線Y、YA、YB相對於螺桿24的中心軸線X分別呈偏心,且該中心軸線Y、YA、YB相互沒有一致。3種可動構件,是使其各中心軸線Y、YA、YB,繞著螺桿24的中心軸線X,一面描劃以其各可動構件之貫通孔16、16A、16B之中心軸線Y、YA、YB的偏心量作為半徑的圓,一面進行圓運動。
又,從第25圖(a)、(b)可以得知,以具有使中心軸線 Y、YA、YB相互不一致的複數個偏心凸輪之方式來構成亦可,該複數個偏心凸輪之中心軸線Y、YA、YB是相對於螺桿24的中心軸線X分別呈偏心,且該複數個偏心凸輪,使其中心軸線Y、YA、YB,繞著螺桿24的中心軸線X,一面描劃以各偏心凸輪之偏心量為半徑的圓,並一面旋轉。此構成,係無關於可動構件的中心軸線與偏心凸輪的中心軸線是否一致皆可採用者。
第26圖,是將第25圖(a)所示之構成予以具體化之固液分離裝置的立體圖,其中將第1圖所示的出口構件2予以簡略化來顯示,並且是省略了第1圖所示之電動馬達28等一部分要素的圖面。第31圖是顯示該固液分離裝置之可動構件與螺桿24的相對位置關係,是與第10圖為相同視圖關係之說明用剖面圖,且是省略了固定構件之圖示的圖面。又,第27圖,是相當於第31圖之VI-VI線剖面的圖、第28圖,是相當於第31圖之VII-VII線剖面的圖,此等圖面,是與第8圖及第9圖為相同視圖關係之說明用剖面圖。再者,第29圖是第26圖之VIII-VIII線的放大剖面圖;第30圖是第26圖之IX-IX線的放大剖面圖。
於第26圖至第31圖所示之固液分離裝置的基本構成,是與先前所說明之固液分離裝置相同。亦即,本例之固液分離裝置,如第26圖至第28圖所示,具備有複數個固定構件3,相鄰的固定構件3,是藉由於其之間所配置的墊圈14而相互地隔以間隔而配置。且複數個固定構件 3,藉由貫通該固定構件3及墊圈14而延伸的4根拉條螺栓18而相互地固定,並於相鄰的固定構件3之間配置有可動構件4、4A。於固定構件3形成有圓形的貫通孔15,於可動構件4、4A亦形成有圓形的貫通孔16、16A,藉由該貫通孔15、16、16A來劃分出固液分離部21。具備有1條葉片26的1根螺桿24,係沒有接觸於該固定構件3與可動構件4、4A地貫通並延伸於固定構件3與可動構件4、4A的貫通孔15、16、16A。
污泥,是從第26圖所示之入口構件1的流入口5送入,而流入於第27圖及第28圖所示的固液分離部21。此時,藉由於第26圖中沒有圖示出的電動馬達,使螺桿24,繞著該中心軸線X旋轉驅動,藉此,污泥,被朝向固液分離部21之出口23搬運,使濾液通過固定構件3與可動構件4、4A之間的濾液排出間隙而被排出至固液分離部21之外部,並使含水率降低後的污泥從出口23朝向固液分離部外部排出。本例之固液分離裝置的螺桿24,係與先前所說明的螺桿同樣地,具有:葉片26、以及與該葉片26一體形成之用以構成螺桿之中心部的軸25。如此之本例之固液分離裝置的基本構成與作用,是與先前所說明的固液分離裝置沒有改變。
如上述般,本例的固液分離裝置,係具有第26圖至第31圖所示之複數個可動構件4、以及複數個可動構件4A,不過因應需要,將前者之可動構件4A稱之為「一部分的複數個可動構件」,將後者之可動構件4A稱之為 「其他的複數個可動構件」。由第27圖、第28圖、及第31圖可以得知,此等可動構件4、4A之圓形貫通孔16、16A的中心軸線Y、YA,相對於螺桿24之軸25的中心軸線X都是偏心一δ距離,但一部分的複數個可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y全部一致,且其他的複數個可動構件4A之貫通孔16A之中心軸線YA全部一致。在此,一部分的複數個可動構件4之中心軸線Y,與其他的複數個可動構件4A之中心軸線YA並沒有一致。
本例的固液分離裝置,如第26圖、第29圖、及第30圖所示,亦是與第1圖至第15圖所示之固液分離裝置相同樣地,外周面58、158形成為圓形的偏心凸輪57、157分別能夠裝卸地固定於螺桿24之軸25的各長邊方向端部,該各偏心凸輪57、157之圓形的外周面58、158,係嵌合於由滑動軸承所構成之軸承59、159的圓形凸輪孔60、160。偏心凸輪57、157的中心軸線Y,是相對於螺桿24之軸25的中心軸線X偏心一δ距離,偏心凸輪57、157的圓形外周面58、158,是可及於其全周地直接或經由潤滑劑而能夠滑動地抵接於軸承59、159的圓形凸輪孔60、160的內周面。兩偏心凸輪57、157的中心軸線Y為一致。又,軸承59、159係嵌合於連結板61、161的安裝孔62、162,並且可裝卸地固定於該各連結板61、161。
如第26圖所示,藉由螺帽67、167,使2根連結棒66可裝卸地被固定於各連結板61、161,而使兩連結板 61、161受2根連結棒66所固定連結。該兩連結棒66,係貫通在形成於一部分的複數個可動構件4的安裝孔65(請參照第27圖及第28圖)而延伸。如此地,本例的固液分離裝置之情形,亦是一對的連結板61,161與連結棒66,構成連結一部分的複數個可動構件4的連結手段。又,一部分的複數個可動構件4之圓形貫通孔16的中心軸線Y,是與偏心凸輪57、157的中心軸線Y一致。如此地,於本例之固液分離裝置所設置的偏心凸輪57、157以及與此等相關之上述各要素,是與第1圖至第15圖所示之固液分離裝置的偏心凸輪57、157以及與其相關之各要素,在實質上並沒有不同之處。
於本例之固液分離裝置,如以下所說明,由於除了上述的偏心凸輪57、157之外,還設有第2偏心凸輪和與之相關連的要素,所以將上述之偏心凸輪57、157、及軸承59、159、及連結手段、及構成該連結手段的連結板61、161、以及連結棒66,分別稱之為第1偏心凸輪57、157、第1軸承59、159、第1連結手段、第1連結板61、161、以及第1連結棒66。
如上述般,於本例的固液分離裝置,如第26圖、第29圖、及第30圖所示,於螺桿24之軸25的長邊方向各端部,分別能夠裝卸地固定有第2偏心凸輪57A、157A,此等第2偏心凸輪57A、157A,其外周面58A、158A形成為圓形。而且,第2偏心凸輪57A、157A之中心軸線YA相互為一致,且該中心軸線YA,相對於螺桿24的中 心軸線X偏心一δ距離。又,其他的複數個可動構件4A之圓形貫通孔16A的中心軸線YA,係與第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線YA一致。但是,如第27圖至第30圖所示,第1偏心凸輪57、157的中心軸線Y,與第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線YA是相互沒有一致。
如第29圖及第30圖所示,第2偏心凸輪57A、157A的圓形外周面58A、158A,亦嵌合於由滑動軸承所構成之第2軸承59A、159A的圓形凸輪孔60A、160A,第2偏心凸輪57A、157A的圓形外周面58A、158A,是可及於其全周地直接或經由潤滑劑而能夠滑動地抵接於第2軸承59A、159A的圓形凸輪孔60A、160A的內周面。又,第2軸承59A、159A係嵌合於第2連結板61A、161A的安裝孔62A、1621A,並且能夠裝卸地固定連結於該各第2連結板61A、161A。於各第2連結板61A、161A,藉由第26圖所示的螺帽67A、167A,固定有2根連結棒66A,第2連結板61A、161A是藉由2根第2連結棒66A所固定連結。亦如第27圖及第28圖所示,該兩第2連結棒66A,係貫通於形成在其他的複數個可動構件4A的安裝孔65A而延伸。如此地,一對的第2連結板61A、161A與第2連結棒66A,係構成為連結其他的複數個可動構件4A的第2連結手段。又,於第27圖及第28圖,是將上述的第1偏心凸輪57、157、以及第2偏心凸輪57A、15A以二點虛線予以標示。
如前述般地,第1偏心凸輪57、157的中心軸線Y, 與第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線YA並沒有一致,而且由於一部分的複數個可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y與第1偏心凸輪57、157的中心軸線Y為一致,且其他的複數個可動構件4A之貫通孔16A的中心軸線YA與第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線YA為一致,所以一部分的複數個可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y,與其他複數個可動構件4A之貫通孔16A的中心軸線YA是沒有一致。
於第26圖至第30圖所示的固液分離裝置中,螺桿24是藉由沒有圖示出的電動馬達所旋轉驅動,當該螺桿24繞著其中心軸線X自轉時,如第27圖所示,第1偏心凸輪57、157,如以箭頭E所示,是使其中心軸線Y繞著螺桿24之軸25的中心軸線X一面描劃以偏心量δ為半徑的圓,並一面進行旋轉,隨此,一部分的複數個可動構件4,係使其中心軸線Y,繞著螺桿24之中心軸線X一面劃圓,一面進行圓運動。同時,如第28圖所示,第2偏心凸輪57A、157A,亦如以箭頭EA所示,係使其中心軸線YA繞著螺桿24的中心軸線X一面描劃以偏心量δ為半徑的圓,並一面進行旋轉,隨此,其他的複數個可動構件4A,係使其中心軸線YA,繞著螺桿24的中心軸線X一面劃圓,一面進行圓運動。此時,由於中心軸線Y與YA並沒有一致,所以一部分的複數個可動構件4與其他的複數個可動構件4A,是以不同的相位進行圓運動,在圖示之例中是以180°的相位差進行圓運動。藉由可動構件 4、4A進行如此的圓運動,阻止固體成份阻塞在可動構件與固定構件3之間。
如上述般地,於第26圖至第30圖所示的固液分離裝置,係具備:第1連結手段、及第1偏心凸輪57、157、及第1軸承59、159、及第2連結手段、及第2偏心凸輪57A、157A、以及第2軸承59A、159A,其中該第1連結手段,係用以使一部分的複數個可動構件4皆可一同進行圓運動地,將該一部分的複數個可動構件4予以連結;該第1偏心凸輪57、157,是相對於螺桿24之軸25的中心軸線X呈偏心,並可與該軸25一體地旋轉;該第1軸承59、159,係連結於第1連結手段,並具備有可使第1偏心凸輪57、157之圓形外周面58、158嵌合的圓形凸輪孔60、160;該第2連結手段,係用以使其他的複數個可動構件4A皆可一同進行圓運動地,將該其他的複數個可動構件4A予以連結;該第2偏心凸輪57A、157A,係相對於螺桿24之軸25的中心軸線X呈偏心,並可與該軸25一體地旋轉;該第2軸承59A、159A,係連結於第2連結手段,並具備可使第2偏心凸輪57A、157A之圓形外周面58A、158A嵌合的圓形凸輪孔60A、160A,且第1偏心凸輪57、157的中心軸線Y與第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線YA相互沒有一致;第1偏心凸輪57、157的圓形外周面58、158,係及於其全周地,能夠滑動地抵接於第1軸承59、159之圓形凸輪孔60、160的內周面;第2偏心凸輪57A、157A的圓形外周面58A、 158A,係及於其全周地,能夠滑動地抵接於第2軸承59A、159A之圓形凸輪孔60A、160A的內周面;第1偏心凸輪57、157的中心軸線Y是與由第1連結手段所連結之一部分的複數個可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y為一致;第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線YA亦與由第2連結手段所連結之其他的複數個可動構件4A之貫通孔16A的中心軸線YA為一致,並隨著螺桿24的旋轉,第1偏心凸輪57、157,是使其中心軸線Y,繞著螺桿24之軸25的中心軸線X,一面描劃以該第1偏心凸輪57、157的偏心量δ為半徑的圓,一面進行旋轉,藉此,由第1連結手段所連結之一部分的複數個可動構件4,是使其貫通孔16的中心軸線Y,繞著該螺桿24的中心軸線X,一面描劃以第1偏心凸輪57、157的偏心量δ為半徑的圓,一面進行圓運動,第2偏心凸輪57A、157A,是使其中心軸線YA,繞著螺桿24之軸25的中心軸線X,一面描劃以該第2偏心凸輪57A、157A的偏心量δ為半徑的圓,一面進行旋轉,藉此,由第2連結手段所連結之其他的複數個可動構件4A,是使其貫通孔16A的中心軸線YA,繞著螺桿24的中心軸線X,一面描劃以第2偏心凸輪57A、157A的偏心量δ為半徑的圓,一面進行圓運動之方式而構成。
而且,於第26圖至第30圖所示的固液分離裝置中,嵌合於第1偏心凸輪57、157及該第1偏心凸輪57、157的第1軸承59、159,是在比螺桿24的葉片26更靠近長 邊方向外側的軸25的部分,分別各設置1個,第1連結手段,係具有分別連結於各第1軸承59、159的一對第1連結板61、161、以及連結於一部分的複數個可動構件4的複數根第1連結棒66,且各第1連結棒66是分別連結於各第1連結板61、161;嵌合於第2偏心凸輪57A、157A及該第2偏心凸輪57A、157A的第2軸承59A、159A,是在比螺桿24的葉片26更靠近長邊方向外側的軸25的部分,分別各設置1個,第2連結手段,係具有分別連結於各第2軸承59A、159A的一對第2連結板61A、161A、以及連結於其他的複數個可動構件4A的複數根第2連結棒66A,且各第2連結棒66A是分別連結於各第2連結板61A、161A。
再者,於第26圖所示的固液分離裝置中,是與第1圖至第15圖所示之固液分離裝置相同樣地,在各第1及第2連結棒66、66A所貫通之入口構件1及出口構件2之側板7、9的孔,藉由沒有圖示出的螺栓與螺帽而能夠裝卸地固定有環狀的導引件69、69A。第1及第2連結棒66、66A在進行圓運動時,該第1及第2連結棒66、66A,是一面滑接於環狀之各第1及第2導引件69、69A的內周面,一面被導引,而阻止該第1及第2連結棒66、66A繞螺桿24的中心軸線X旋轉(請參照第8圖(a)的箭頭F)。如此地,本例的固液分離裝置,係具有:使第1連結手段與藉由該第1連結手段所連結之一部分的複數個可動構件4一同繞螺桿24之軸25的中心軸線X進 行旋轉,防止該可動構件4抵接於其他的構件的第1導引件69、以及使第2連結手段藉由該第2連結手段所連結之其他的複數個可動構件4A一同繞螺桿24之軸25的中心軸線X進行旋轉,防止該可動構件4A抵接於其他的構件的第2導引件69A。
以上,參照第25圖至第30圖,雖例示說明了將具有第1偏心凸輪57、157及第2偏心凸輪57A、157A之構成,可適用在:該第1偏心凸輪57、157的中心軸線與於一部分的複數個可動構件4所形成之貫通孔16的中心軸線為一致,且第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線與於其他的複數個可動構件4A所形成之貫通孔16A的中心軸線為一致的固液分離裝置,但亦可適用在:具有複數個偏心凸輪的構成為第1偏心凸輪57、157的中心軸線與於一部分的複數個可動構件4所形成之貫通孔16的中心軸線沒有一致,而且第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線與於其他的複數個可動構件4A所形成之貫通孔16A的中心軸線沒有一致的固液分離裝置。又是亦可以適用在:一部分的複數個可動構件4的中心軸線分別沒有一致、或是其他的複數個可動構件4A的中心軸線分別沒有一致的固液分離裝置。此情形時,其基本構成亦與第25圖至第30圖所示之構成沒有改變。亦即,於螺桿24的軸25,分別固定有:相對於該螺桿24之軸25的中心軸線X呈偏心,且其外周面形成為圓形的第1偏心凸輪57、157、以及同樣地相對於螺桿24之軸25的中心軸線X呈偏心,且其 外周面形成為圓形的第2偏心凸輪57A、157A,該第1偏心凸輪57、157的中心軸線與第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線並沒有一致,並以使一部分的複數個可動構件4以第1偏心凸輪57、157的偏心量δ作為半徑進行圓運動之方式,使該一部分的複數個可動構件4連結於第1偏心凸輪57、157,以使其他的複數個可動構件4A以第2偏心凸輪57A、157A的偏心量δ作為半徑進行圓運動之方式,使該其他的複數個可動構件4A連結於第2偏心凸輪57A、157A。而且,在該固液分離裝置是由如下所構成。具備有第1連結手段以及第1軸承59、159,該第1連結手段是使一部分的複數個可動構件4可一同進行圓運動之方式,將該一部分的複數個可動構件4予以連結;該第1軸承59、159,係連結於該第1連結手段,並具備有可使第1偏心凸輪57、157之圓形外周面58、158嵌合的圓形凸輪孔60、160。又,具備有第2連結手段以及第2軸承59A、159A,該第2連結手段是使其他的複數個可動構件4A可一同進行圓運動之方式,將該其他的複數個可動構件4A予以連結;該第2軸承59A、159A,係連結於該第2連結手段,並具備有可使第2偏心凸輪57A、157A之圓形外周面58A、158A嵌合的圓形凸輪孔60A、160A。第1偏心凸輪57、157的圓形外周面58、158,係及於其全周地,能夠滑動地抵接於第1軸承59、159之圓形凸輪孔60、160的內周面,第2偏心凸輪57A、157A的圓形外周面58A、158A,係及於其全周地,能夠滑動地 抵接於第2軸承59A、159A之圓形凸輪孔60A、160A的內周面。而且,隨著螺桿24的旋轉,第1偏心凸輪57、157,其中心軸線,繞著螺桿24之軸25的中心軸線X,一面描劃以該第1偏心凸輪57、157的偏心量δ作為半徑的圓,一面旋轉,藉此,由第1連結手段所連結之一部分的複數個可動構件4,以第1偏心凸輪57、157的偏心量δ作為半徑進行圓運動。第2偏心凸輪57A、157A,其中心軸線,繞著螺桿24之軸25的中心軸線X,一面描劃以該第2偏心凸輪57A、157A的偏心量δ作為半徑的圓,一面旋轉,藉此,由第2連結手段所連結之其他的複數個可動構件4A,進行以第2偏心凸輪57A、157A的偏心量δ作為半徑的圓運動。
上述各例之一部分的複數個可動構件4與其他的複數個可動構件4A,亦是使其至少一部分的可動構件,以不接觸於螺桿24地,一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近螺桿24的中心軸線X側,並一面進行圓運動之方式來構成。此情形下,亦是若要使可動構件4、4A,進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側,就必須滿足前述之用以使可動構件侵入的第1條件及第2條件。在此要加以說明,對於第1偏心凸輪57、157的中心軸線與形成在一部分的複數個可動構件4之貫通孔16的中心軸線為一致、或是該等的中心軸線不一致之情形時、以及第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線與其他的複數個可動構件4A的中心軸線為一 致、或是該等的中心軸線不一致之情形時的所有例子,都明確出須滿足第1及第2條件。
第31圖,是顯示上述各例之固液分離裝置的可動構件4、4A與螺桿24之關係的一例,與第10圖同為剖面說明圖,並省略了固定構件之圖示的圖面,其中可動構件4、4A與螺桿24的配置狀態,並沒有與第26圖一致。於第31圖,是將5片一部分的可動構件4與一樣5片其他的可動構件4A交互地配置在螺桿24之中心軸線X的方向上。
於第31圖中,是以來自第1偏心凸輪57、157(請參照第29圖及第30圖)的中心軸線Y、或是從一部分的複數個可動構件4之貫通孔16之中心軸線Y,朝向螺桿24的中心軸線X,於該螺桿24的半徑方向所拉的直線H,越過螺桿24的中心軸線X,與包含該螺桿24之外周緣32的假想筒I交會的點,作為外周緣交點J。又,以通過該外周緣交點J,相對於螺桿24的中心軸線X呈平行延伸之直線作為中心平行線L,於螺桿24之中心軸線X方向上相鄰之該螺桿24的兩葉片部分33、33,與上述中心平行線L的交點為葉片交點M、M時,包含該兩葉片交點M、M之中點N,且比上述兩葉片部分33、33之間的距離還要窄之位於螺桿24之中心軸線X方向上的特定寬幅,為可動構件4之可侵入區域Z。一面進入到比螺桿24之外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側,且一面進行圓運動的可動構件4,是位在該可侵入區域Z內,在 第31圖所示的例子中,3片可動構件4的部分51,是比螺桿24之葉片26的外周緣32,更進入於該中心軸線X側。此為可動構件4之可侵入的第2條件,此與先前所說明的並無改變。
再者,為了使存在於可侵入區域Z之可動構件4不會接觸於螺桿24地,比該葉片26的外周緣32更進入於中心軸線X側,必須滿足:以從第1偏心凸輪57、157之中心軸線Y、或是一部分的可動構件4之貫通孔16的中心軸線Y到用以劃分出該貫通孔16之可動構件4的周緣35為止的最短距離(在此為圓形貫通孔16的半徑)為K、以螺桿24的半徑為S、以貫通孔16的偏心量為δ時,S-δ<K<S+δ的關係。此亦是於先前所說明之用以使可動構件4可侵入的第1條件。
相對於上述之可侵入區域Z以外之位於不可侵入區域W的可動構件4,於第31圖,特別標示有符號54,該可動構件54的貫通孔16,是以滿足K>S+δ(干涉迴避條件)之方式所形成。藉此,可動構件54,可以不接觸到螺桿24,且不會進入到比外周緣32更靠近中心軸線X側地進行圓運動。
第32圖(a)至(d),是顯示位於可侵入區域Z之可動構件4的貫通孔16、及螺桿24的相對位置關係、及該可動構件4進行圓運動之模樣的說明圖,在此符號26A是顯示螺桿24之葉片26的剖面。又,標示有傾斜格子線之可動構件4的部分,是表示進入到比螺桿24之葉片26的外 周緣32更靠近該中心軸線X側者。從此等圖面中,可以清楚理解到可動構件4是一面進入到比葉片26的外周緣32更靠近螺桿的中心軸線X側,且一面進行圓運動。
另一方,與上述之情形同樣地,於第31圖中,以從第2偏心凸輪57A、157A(請參照第29圖及第30圖)的中心軸線YA、或是從其他的複數個可動構件4A之貫通孔16A的中心軸線YA朝向螺桿24的中心軸線X,於該螺桿24的半徑方向所拉的直線HA越過螺桿24的中心軸線X,與包含該螺桿24之外周緣32的假想筒I交會的點,作為外周緣交點JA。以通過該外周緣交點JA,相對於螺桿24的中心軸線X呈平行延伸之直線作為中心平行線LA。更進一步地,於螺桿24之中心軸線X方向上相鄰之該螺桿24的兩葉片部分33、33,與上述中心平行線LA的交點為葉片交點MA、MA時,包含該兩葉片交點MA、MA之中點NA,且比上述兩葉片部分33A、33A之間的距離還要窄之位於螺桿24之中心軸線X方向上的特定寬幅,為可動構件4A之可侵入區域ZA。一面進入到比螺桿24之外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側,且一面進行圓運動之其他的複數個可動構件4A,是位在該可侵入區域ZA內,在第31圖所示的例子中,3片可動構件4A的部分51A,是比外周緣32更進入於中心軸線側。此為可動構件4A之可侵入的第2條件,
再者,為了使存在於可侵入區域ZA之可動構件4A不接觸於螺桿24地,進入到比該葉片26的外周緣32更 靠近中心軸線X側,必須滿足:以從第2偏心凸輪57A、157A的中心軸線Y、或是其他的複數個可動構件4A之貫通孔16A的中心軸線YA到用以劃分出該貫通孔16A之可動構件4A的周緣35為止的最短距離(在此為圓形貫通孔16A的半徑)為K、以螺桿24的半徑為S、以貫通孔16A的偏心量為δ時,S-δ<K<S+δ的關係。此為用以使可動構件4A可侵入的第1條件。
相對於上述之可侵入區域ZA以外之位於不可侵入區域WA的可動構件4A,於第31圖中,特別標示有符號54A,該可動構件54A的貫通孔16A,是以滿足K>S+δ(干涉迴避條件)之方式所形成。藉此,可動構件54A,可以不接觸到螺桿24,且不會進入到比外周緣32更靠近中心軸線X側地進行圓運動。
第32圖(e)至(h),是顯示位於可侵入區域ZA之可動構件4A的貫通孔16A、及螺桿24的相對位置關係、以及該可動構件4A進行圓運動之模樣的說明圖,在此符號26A亦是顯示螺桿24之葉片26的剖面。又,標示有傾斜格子線之可動構件4A的部分,是表示進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該中心軸線X側者。從此等圖面中,可以清楚理解到可動構件4A是一面進入到比葉片26的外周緣32更靠近螺桿的中心軸線X側,且一面進行圓運動。此時,在第32圖(a)至(h)所示的例子中,可動構件4與可動構件4A,具有180°相位差之相對向的部分,是進入到比螺桿24的外周緣32更靠近該中心軸線 X側。
以上,參照第26圖至第32圖,說明了具有中心軸線Y、YA沒有一致之兩種可動構件4、4A,乃至於具有中心軸線Y、YA沒有一致之第1及第2偏心凸輪的固液分離裝置,也就是說明了第25圖(a)所示之構成的具體例;另如第25圖(b)所示,具有中心軸線Y、YA、YB沒有一致之3種以上的可動構件,乃至於3種以上之偏心凸輪的固液分離裝置,亦可以與上述之情形採以同樣的構成。亦即,於第25圖(b)所示之構成的情形下,可採用中心軸線沒有一致的3種偏心凸輪。同樣地,亦可以採用中心軸線沒有一致之4種以上的偏心凸輪來構成固液分離裝置。
從上述所說明之情形可以得知,當使用貫通孔的中心軸線,相對於螺桿24的中心軸線X呈偏心之相互方向不同之2種以上的可動構件4、4A時,可以增加進入到比螺桿24的外周緣32更靠近該中心軸線X側之可動構件的數量,可以更加提高對污泥之水分的擠壓效果。
第33圖,是顯示將第26圖至第30圖所示之固液分離裝置,其一部分的複數個可動構件4與其他的複數個可動構件4A之各別的可侵入區域Z、ZA予以擴大的固液分離裝置。於該固液分離裝置中,是以使其他的複數個可動構件4A可一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側且一面進行圓運動的可侵入區域ZA,可以位在:其一部分的複數個可動構件4可一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該 螺桿24的中心軸線X側且一面進行圓運動的可侵入區域Z的相鄰處,之方式所構成。使存在於該各可侵入區域Z、ZA之可動構件4、4A全部,皆可一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該中心軸線X側,且一面進行圓運動。於此例之情形下,由於全部的可動構件4、4A,都一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿的中心軸線X側且一面進行圓運動,所以能夠最大限度地提高對污泥之水分的擠壓效果。
第26圖至第33圖所示之固液分離裝置的其他構成及作用,是與第1圖至第15圖所示之固液分離裝置的構成及作用沒有改變,又,於第26圖至第33圖所示之固液分離裝置中,除了也可以將可動構件4、4A的貫通孔16、16A形成為長圓形或是多角形之外,也可以使用具有與第23圖及第24圖所示之突出部36相同突出部的可動構件4、4A。又,也可以在劃分出貫通孔16、16A的周緣35,形成鋸齒狀的多數個凹凸。此等構成,亦可以適用在後述之實施形態的固液分離裝置。
以上所說明的,雖是存在於固液分離裝置之可侵入區域Z、ZA內的可動構件4、4A,但亦可以因應需要、或是在範圍外,以不進入於比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該中心軸線X側之方式來構成。亦即,可以是只有位於所期望之某範圍中的可動構件,才進入到比葉片26的外周緣2更靠近中心軸線X側的方式來構成。此時,一面進入到螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該 螺桿24之中心軸線X側,且一面進行運動的可動構件,是以位在比固液體分離部21之處理對象物移動方向長度R(第1圖)的1/2位置,還更靠近於處理對象物移動方向下游側的區域R2之位置為佳。在通過比1/2位置處更上游側之區域R1的固液分離部之污泥當中,通常,尤其含有多量的水分,對於此種污泥,即使可動構件4、4A以切入之方式一面侵入一面施予剪斷力,是無法那麼有效地提高水分的擠壓效果。而存在於下游側之區域R2的污泥,由於含水率已十分降低,所以對於此種污泥,使可動構件4、4A以切入之方式侵入,對該污泥施加大的剪斷力時,則可以特別地提高水分的擠壓效果。此構成,亦可以適用在後述之各實施形態的固液分離裝置。
以上,已顯示出將本發明適用在:將固定在螺桿24之軸25的端部的偏心凸輪連結於可動構件,藉由旋轉驅動螺桿24使可動構件進行圓運動的固液分離裝置的例子,如前述般地,本發明,藉由其他的適當手段,亦可以廣泛地適用在:使配置在相鄰之固定構件之間的可動構件進行運動的固液分離裝置。
例如,由JP S59-218298A所被周知地具備有:複數個固定構件、及配置在相鄰之固定構件之間的可動構件、及以不接觸於形成在該可動構件與固定構件的貫通孔而延伸在該貫通孔的螺桿,藉由連結棒固定複數個可動構件,並且在位於軸線方向各端部的可動構件中,將偏心凸輪鬆插在:夾隔螺桿而於左右所形成的一對圓形凸輪孔中,藉 由旋轉驅動此一對偏心凸輪,來使可動構件進行圓運動的固液分離裝置。將本發明適用於此一固液分離裝置,可以使其可動構件不會接觸到螺桿地,一面進入到比螺桿之葉片的外周緣更靠近該螺桿的中心軸線側,且一面進行圓運動之方式來構成。
又,於第34圖及第35圖所示之固液分離裝置亦可適用本發明。在此所示的固液分離裝置,亦具有:中介墊圈14地以相互隔以小間隔所配置的複數個固定構件3、及配置在相鄰之固定構件3之間的可動構件4、及通過形成於固定構件3與可動構件4之貫通孔15、16而延伸的螺桿24,其中貫通孔15、16,是以不會接觸到螺桿24之方式所形成。又,多數個固定構件3,是藉由複數根拉條螺栓18及螺帽而被固定於入口構件1與出口構件2;螺桿24之入口構件1側的端部,是中介軸承而能夠旋轉地被支撐於入口構件1,螺桿24之出口構件2側的端部,是被驅動連結於電動馬達28(第34圖)。該電動馬達28,是由固定在出口構件2的齒輪箱74所固定支撐。又,於第35圖中,為了使圖面可以容易了解,所以將顯示固定構件37之剖面的剖面線予以省略,並且將可動構件4的剖面予以塗黑來表示。
第36圖及第37圖(a)、(b),是隨著第34圖及第35圖所示之螺桿24的旋轉,可動構件4進行圓運動之模樣的說明剖面圖,且為省略固定構件等之圖示的圖面。如此等圖面所示,可動構件4係於其外周形成為圓形,於該圓 形外周面,抵接有被固定在支軸70的3個偏心凸輪71。如第34圖及第35圖所示,各支軸70之長邊方向各端部,係中介軸承分別可旋轉地被支撐於入口構件1與齒輪箱74。如第36圖及第37圖所示,各偏心凸輪71之位在周方向的角度位置係相互不同,使各偏心凸輪71的相位相互不同。
又,如第35圖所示,於螺桿24的軸25固定有驅動齒輪72,該驅動齒輪72,是分別齒合於:被固定在各偏心凸輪71之支軸70的從動齒輪73。
藉由電動馬達28的動作,使螺桿24繞著該中心軸線X旋轉驅動,該旋轉,是經由驅動齒輪72及從動齒輪73而傳動至各偏心凸輪71的支軸70,各偏心凸輪71是以第36圖及第37圖箭頭所示的方向進行旋轉。此時,如上所述般,由於各偏心凸輪71的相位相互不同,所以藉由各偏心凸輪71朝向箭頭方向旋轉,可動構件4進行圓運動,並且繞著本身的中心軸線旋轉(自轉)。
沒有圖示出的污泥,如第35圖以箭頭A所示,是從入口構件1的流入口5被供給,然後送入由可動構件3及固定構件4之貫通孔15、16所劃分出的固液分離部21,藉由旋轉的螺桿24被朝向箭頭C方向搬運。此時濾液通過固定構件3與可動構件4之間的濾液排出間隙而流下,將含水率降低後的污泥從固液分離部21朝向出口構件2排出,然後從該出口構件2的排出口11往下方落下。
如上述之污泥被固液分離時,由於藉由偏心凸輪71 的旋轉,使各可動構件4進行圓運動,所以可阻止污泥的固體成份阻塞在可動構件4與固定構件3之間的不良情形。
在此,由第35圖、第36圖、及第37圖(a)、(b)可以明確了解,存在於在先前的實施形態所說明之可侵入區域Z(第35圖)的可動構件4,可一面進入到比螺桿24的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側,且一面進行圓運動。於第36圖及第37圖,將如此地進入到螺桿24的葉片26之間之可動構件的部分51,標示以傾斜格子線。存在於第35圖以符號W所表示之不可侵入區域的可動構件4,是不會有進入到比螺桿24的外周緣32,更靠近該中心軸線X側的情形。如此實施,可以有效率地將污泥固液分離。
第34圖至第37圖所示之固液分離裝置的基本構成,是如WO 00/32292A1所記載之自以往所被周知者。
第38圖,是再另一之固液分離裝置的立體圖,第39圖是將第38圖所示之固液分離裝置,從其軸線方向相反側所觀察的立體圖。又,第40圖,為第38圖的縱向剖面圖,為了避免圖面過於煩雜,因此是省略了表示剖面之剖面線的圖。於此等圖面所示的固液分離裝置,亦具有:中介墊圈14地以相互隔以小間隔所配置的複數個固定構件3、及配置在相鄰之固定構件3之間的可動構件4、及通過形成於固定構件3與可動構件4之貫通孔15、16而延伸的螺桿24,其中貫通孔15、16,是使固定構件3及可 動構件4以不會接觸到螺桿24之方式所形成。又,多數個固定構件3,是藉由複數根拉條螺栓18及螺帽而被固定於入口構件1與出口構件2;螺桿24之軸25的入口構件1側的端部,是中介軸承而能夠旋轉地被支撐於入口構件1,螺桿24之軸25的出口構件2側的端部,是被驅動連結於電動馬達28。該電動馬達28,是由固定在出口構件2的齒輪箱74所固定支撐。
第41圖是第40圖所示之固液分離裝置的放大橫向剖面圖;第42圖是顯示螺桿由第41圖所示的狀態更進一步旋轉時的模樣,是與第41圖為相同情形的剖面圖。在此等圖面中,將螺桿24之葉片26的外周緣32以二點虛線顯示(於第43圖至第48圖也相同)。在第41圖及第42圖中之符號26A,是表示螺桿24之葉片26的剖面。
於第38圖至第40圖中,對於多數個可動構件4中之一部分的可動構件,例如在圖例中是對3片可動構件,特別標示為符號4B,於此等可動構件4B,藉由沒有圖示出的螺栓與螺帽,來固定臂部75。於各臂部75形成有孔76,於此等孔76貫通有軸77,夠裝卸地被固定在軸77的偏心凸輪78是位於各孔76中。如第40圖所示,軸77之長邊方向各端部,是中介軸承,可旋轉自如地被支撐於入口構件1及齒輪箱74。又,如同一第40圖所示,於螺桿24的軸25固定有驅動齒輪80,該驅動齒輪80,是齒合於被固定在軸77的從動齒輪81。
又,於各臂部75,夾隔著軸77,分別旋轉自如地支 撐有由輥筒所構成的凸輪從動件79。再者,如第38圖及第39圖所示,於入口構件1及出口構件2,固定有一對支撐棒82的各端部,且於該各支撐棒82,分別旋轉自如地支撐有導引輥筒83,此等導引輥筒83,係分別抵接於臂部75之相對向的面。於第41圖及第42圖中,是省略了支撐棒82與導引輥筒83之圖示。又,如第40圖至第42圖所示,於全部的可動構件4、4B貫通並延伸有連結棒84,藉由該連結棒84,連結全部的可動構件4、4B。
沒有圖示出的污泥,如第40圖以箭頭A所示,是從入口構件1的流入口5被供給,然後送入由可動構件3及固定構件4之貫通孔15、16所劃分出的固液分離部21,藉由旋轉的螺桿24被朝向箭頭C方向搬運。此時,濾液通過固定構件3與可動構件4之間的濾液排出間隙而流下,將含水率降低後的污泥從固液分離部21朝向出口構件2排出,然後從該出口構件2的排出口11往下方落下。
如上所述地,污泥被固液分離時,螺桿24之軸25的旋轉,是經由驅動齒輪80、及與其齒合的從動齒輪81而傳動至軸77,藉此,如於第41圖及第42圖標示箭頭所示,偏心凸輪78是繞著軸77的中心軸線進行旋轉。因此,凸輪從動件79,受到偏心凸輪78所加壓而一面旋轉,一面使臂部75及被固定於該臂部的可動構件4B一起,以第41圖及第42圖中之箭頭E1、F1所示的方向進行往復運動。隨著此等動作,由連結棒84所連結之全部 的可動構件4朝向箭頭E1、F1方向進行往復運動。如此地,污泥被固液分離時,由於各可動構件4,相對於被固定配置的固定構件3進行往復運動,所以污泥的固體成分不會有阻塞在可動構件4與固定構件3之間的情形。
在此,由第40圖至第42圖可以明確了解,存在於在先前的實施形態所說明之可侵入區域Z(第40圖)的可動構件4,可一面進入到比螺桿24之葉片26的外周緣32更靠近該螺桿24的中心軸線X側,且一面進行往復運動。於第41圖及第42圖,將如此地進入到螺桿24的葉片26之間之可動構件的部分51,標示以傾斜格子線。在此情形下,存在於不可侵入區域的可動構件4,亦不會有進入到比螺桿24的葉片26更靠近該中心軸線X側的情形。如此地實施,可以有效率地將污泥予以固液分離。
於第38圖至第42圖所示的固液分離裝置,雖是具備1根螺桿24,但也可以設置2根以上的螺桿設置。第43圖,是顯示其兩根螺桿24、124,通過形成於固定構件3的貫通孔15、以及形成於可動構件4、4B的貫通孔16而延伸,並藉由該螺桿24、124的旋轉來搬運污泥的固液分離裝置的剖面圖。此等螺桿24、124,亦是沒有接觸於固定構件3與可動構件4。第44圖,是顯示螺桿24、124由第43圖所示的狀態更進一步旋轉後之狀態的剖面圖。又,於第43圖及第44圖中,省略了表示各構件之剖面的剖面線(第45圖至第48圖也相同)。
第45圖,是顯示具有3根螺桿24、124、224的固液 分離裝置。在此所顯示的螺桿24、124、224,亦不會接觸於固定構件3與可動構件4、4B地通過形成於此等構件3、4、4B的貫通孔而延伸,並分別以箭頭所示的方向旋轉驅動。第46圖,是顯示其螺桿24、124、224,由第45圖所示的狀態更進一步旋轉後之模樣的剖面圖。
於第43圖至第46圖所示之固液分離裝置的其他之構成,與第38圖至第42圖所示之固液分離裝置及機構,在實質上並無不同,隨著螺桿24、124、224的旋轉而使偏心凸輪78旋轉,藉此,可動構件4、4B是與第38圖至第42圖所示之固液分離裝置的情形同樣地,於箭頭E1、F1方向進行往復運動。
此時,若將第43圖及第44圖所示之螺桿24、124,從其中心軸線方向觀看時,該等螺桿24、124的葉片26、126的一部分是位在呈重疊的狀態。如此地,在配置有兩螺桿24、124的情形下,要使此等螺桿24、124的葉片26、126以不會干涉之方式實施時,必須使相互相鄰的螺桿24、124,以第43圖及第44圖中箭頭所示之方式,相互朝向相反方向旋轉。
於第45圖及第46圖所示之固液分離裝置的情形時,由於也是相互相鄰之螺桿24、124、224之葉片26、126、226的一部分為重疊,故以箭頭所示之方式使相鄰之螺桿24、124、224相互地朝向反方向旋轉。
如於第43圖至第46圖中標示斜線所示,存在於可侵入區域之可動構件4、4B,是一面進入到比螺桿24、224 的外周緣更靠近該中心軸線側,且一面進行往復運動。此時,在圖示的例子中,可動構件4、4B,是沒有進入到位在與螺桿24及224相鄰之螺桿124的葉片間。
從第43圖及第44圖可以得知,一方之螺桿24之葉片26的剖面部分26A與另一方之螺桿124之葉片126的剖面部分126A是相互朝向相反方向。因此,當可動構件4、4B,如第43圖所示地下降,使葉片26的剖面部分26A朝向下,而可動構件4、4B的上部進入於一方之螺桿24的葉片之間時,由於另一方之螺桿124之葉片126的剖面部分126A朝向上,所以可動構件4、4B之上部,不能進入到另一方之螺桿124的葉片間。如此地,使可動構件4、4B以進入到相鄰之螺桿24、124當中之一方螺桿的葉片間的方式而構成的情形時,必須使該可動構件4、4B以不會進入到另一方螺桿之葉片間的方式來構成。
此點,於第45圖及第46圖所示之固液分離裝置之情形時亦為相同,若使可動構件4、4B,以可進入到兩側之螺桿24、224的葉片間之方式來構成之情形時,就不能使可動構件4、4B以可進入到中央之螺桿124的葉片間之方式來構成。與此相反地,若使可動構件4、4B以可進入到中央之螺桿124的葉片間之方式來構成時,就必須不能使可動構件4、4B以可進入到兩側之螺桿24、224之葉片間之方式來構成。
於第47圖及第48圖所示的固液分離裝置,是使在上部形成有凹部85的多數個固定構件103藉由墊圈114隔 以間隔地配置在軸線方向上,並於相鄰之固定構件103之間配置可動構件104,該可動構件104的上部亦形成有凹部86。複數個固定構件103,是藉由拉條螺栓118所固定連結,2根螺桿24、124,以不接觸於固定構件103與可動構件104之狀態貫通並延伸於:固定構件103與可動構件104之凹部85、86。此等螺桿24、124,將此等螺桿由其軸線方向觀看時,其一部分是位在呈重疊狀態的位置。因此,此情形時亦是為了阻止螺桿彼此之干涉,因而此等螺桿24、124,是以箭頭所示之方式相互朝向相反方向旋轉驅動。螺桿24、124的上部是由罩蓋87所覆蓋著。
藉由螺桿24、124的旋轉,污泥被搬運經過藉由固定構件103與可動構件104之凹部85、86、及罩蓋87所劃分出的固液分離部21,此時,通過固定構件103與可動構件104之間的濾液排出間隙使濾液流下,將含水率降低後之蛋糕狀的污泥從固液分離部21朝向出口構件2排出。此固液分離裝置之基本構成,詳細記載於日本專利公告JP 363859B及JP 4036383B2。
於第47圖所示的複數個可動構件104,是藉由連結棒84所連結,於該複數個可動構件104當中之一部分的可動構件104B中,一體地附帶設置有臂部175,且凸輪從動件179為可旋轉地被支撐於該臂部175。又,於被旋轉驅動的軸177固定有偏心凸輪178,藉由該偏心凸輪178被旋轉驅動,使凸輪從動件179與可動構件104B,於第47圖及第48圖中以箭頭E1、F1所示之方向進行往復 運動,因而使全部的可動構件104進行往復運動。藉此,可阻止污泥的固體成份阻塞在固定構件103與可動構件104之間的不良情形。
如第47圖及第48圖標示以斜線所示地,於該固液分離裝置中,亦是使存在於可侵入區域之可動構件104、104B一面進入到比螺桿24、124的外周緣更靠近該中心軸線側,且一面進行往復運動。因此,此情形時亦可以效率良好地將污泥予以脫水處理。
第38圖至第48圖所示之固液分離裝置的基本構成,如日本專利公告JP 4374396B1所記載,其本身為習知者。
以上,說明了將本發明適用在各種形態的固液分離裝置的具體例子,不過更進一步地,對於其他形式的固液分離裝置,亦可以將本發明適用在例如日本公開專利JP 2000-135595A、JP 2005-230852A等所記載之固液分離裝置。又,本發明,並不限定於前述之實施形態中所記載的構成,是可以進行各種改變來構成者。
3、103‧‧‧固定構件
4、4A、4B、54、54A、104、104B‧‧‧可動構件
15、16、16A、16B‧‧‧貫通孔
17‧‧‧安裝孔
18‧‧‧拉條螺栓
21‧‧‧固液分離部
23‧‧‧出口
24、124、224‧‧‧螺桿
25‧‧‧軸
26、126、226‧‧‧葉片
32‧‧‧外周緣
33、33A‧‧‧葉片部分
35‧‧‧周緣
36‧‧‧突出部
57、157、57A、157A‧‧‧偏心凸輪
58、158、58A、158A‧‧‧外周面
59、159、59A、159A‧‧‧軸承
60、160、60A、160A‧‧‧凸輪孔
61、161、61A、161A‧‧‧連結板
66、66A‧‧‧連結棒
69、69A‧‧‧導引件
g‧‧‧濾液排出間隙
t‧‧‧固定構件的厚度
C‧‧‧污泥被搬運方向
G‧‧‧固定構件間的間隙寬幅
H、HA‧‧‧直線
I‧‧‧假想筒
J、JA‧‧‧外周緣交點
K‧‧‧最短距離
L、LA‧‧‧中心平行線
M、MA‧‧‧葉片交點
N、NA‧‧‧中點
R‧‧‧長度
S‧‧‧半徑
T‧‧‧可動構件的厚度
X、Y、YA、YB‧‧‧中心軸線
Z、ZA‧‧‧可侵入區域
δ‧‧‧偏心量
第1圖是固液分離裝置之部分剖面的正面圖,為使圖面易於了解,因而省略一部分構件的圖面,且對於連結棒,為僅圖示出該長邊方向之各端部的圖面。
第2圖是固液分離裝置的平面圖,其中省略掉固定構件、及可動構件、及承接濾液的濾液承接構件、以及拉條 螺栓與螺鎖於該拉條螺栓之螺帽的圖示之圖面。
第3圖是顯示固液分離裝置之一部分的立體圖。
第4圖是顯示相鄰的2個固定構件、及配置在該2個固定構件之間的可動構件、以及與此等構件關連之一部分的構件的立體圖。
第5圖是顯示固定構件及可動構件、以及將此等貫通而延伸之螺桿一部分的放大縱向剖面圖。
第6圖是第3圖之I-I線的放大剖面圖。
第7圖是第6圖之II-II線的剖面圖。
第8圖是明白揭示可動構件之圓運動的剖面圖。
第9圖是明白揭示可動構件之圓運動的剖面圖。
第10圖是用來說明螺桿及可動構件之位置關係的剖面圖,是相當於以沿著第8圖(a)之III-III線切斷之圖面的圖。
第11圖是取出第8圖(a)所示之螺桿與可動構件的放大剖面圖。
第12圖是明白揭示出位於不可侵入區域之可動構件的動作,與第8圖相同情形的剖面圖。
第13圖是明白揭示出位於不可侵入區域之可動構件的動作,與第9圖相同情形的剖面圖。
第14圖是例示出可動構件之貫通孔的半徑與可侵入區域之關係的曲線圖。
第15圖是顯示相較於第10圖之情形時,可侵入區域較窄時的例子,與第10圖相同情形的剖面圖。
第16圖是用以說明位在不可侵入區域之可動構件,不能進入到比螺桿葉片之外周緣更靠近螺桿之中心軸線側的情形,與第10圖相同情形的剖面圖。
第17圖是於可動構件所形成之貫通孔的中心軸線與偏心凸輪之中心軸線不一致之情形時,可動構件進入到比螺桿葉片的外周緣更靠近螺桿之中心軸線側的說明圖。
第18圖是於可動構件所形成之貫通孔的中心軸線與偏心凸輪之中心軸線不一致之情形時,可動構件進入到比螺桿葉片的外周緣更靠近螺桿之中心軸線側的說明圖。
第19圖是於可動構件所形成之貫通孔的中心軸線與偏心凸輪之中心軸線不一致之情形時,可動構件不會進入到比螺桿葉片的外周緣更靠近螺桿之中心軸線側的說明圖。
第20圖是於可動構件所形成之貫通孔的中心軸線與偏心凸輪之中心軸線不一致之情形時,可動構件不會進入到比螺桿葉片的外周緣更靠近螺桿之中心軸線側的說明圖。
第21圖是顯示可動構件之貫通孔為長圓形時之該可動構件的圓運動的說明圖。
第22圖是顯示四角形及三角形之可動構件之貫通孔的說明圖。
第23圖是顯示於劃分貫通孔之可動構件的周緣的一部分形成有突出部之可動構件進行圓運動之樣態的剖面圖。
第24圖是顯示於劃分貫通孔之可動構件的周緣的一部分形成有突出部之可動構件進行圓運動之樣態的剖面圖。
第25圖是用以說明一部分之可動構件之貫通孔的中心軸線,與其他可動構件之貫通孔的中心軸線不一致之固液分離裝置的圖面。
第26圖是將第21圖(a)所示之構成予以具體化之固液分離裝置的立體圖。
第27圖是相當於第31圖之VI-VI線剖面情形的剖面圖。
第28圖是相當於第31圖之VII-VII線剖面情形的剖面圖。
第29圖是相當於第26圖之VIII-VIII線的放大剖面圖。
第30圖是第26圖之IX-IX線的放大剖面圖。
第31圖是顯示可動構件與螺桿的位置關係,與第10圖相同情形的剖面圖。
第32圖是說明可動構件之圓運動之樣態的剖面圖。
第33圖是顯示可動構件與螺桿的位置關係,與第10圖相同情形的剖面圖。
第34圖是顯示另一固液分離裝置的立體圖。
第35圖是第34圖所示之固液分離裝置的縱向剖面圖。
第36圖是用以說明第34圖及第35圖所示之固液分 離裝置之螺桿與可動構件之動作的剖面圖。
第37圖是用以說明第34圖及第35圖所示之固液分離裝置之螺桿與可動構件之動作的剖面圖。
第38圖是顯示再另一固液分離裝置的立體圖。
第39圖是將第38圖所示之固液分離裝置,從其軸線方向相反側所觀察的立體圖。
第40圖是第38圖所示之固液分離裝置的縱向剖面圖。
第41圖是第40圖所示之固液分離裝置的橫向剖面圖,並說明螺桿之旋轉與可動構件之動作的圖面。
第42圖是顯示螺桿由第41圖所示的位置更進一步旋轉之狀態,與第41圖相同情形的剖面圖。
第43圖是顯示具有2根螺桿的固液分離裝置,與第41圖相同情形的剖面圖。
第44圖是顯示螺桿由第43圖所示的位置更進一步旋轉之狀態,與第43圖相同情形的剖面圖。
第45圖是顯示具有3根螺桿的固液分離裝置,與第41圖相同情形的剖面圖。
第46圖是顯示螺桿由第45圖所示的位置更進一步旋轉之狀態,與第45圖相同情形的剖面圖。
第47圖是可動構件於水平方向往復運動之固液分離裝置的剖面圖。
第48圖是顯示可動構件由第47圖所示之位置更進一步移動後之狀態的剖面圖。
3‧‧‧固定構件
4‧‧‧可動構件
14‧‧‧墊圈
15、16‧‧‧貫通孔
17‧‧‧安裝孔
18‧‧‧拉條螺栓
21‧‧‧固液分離部
24‧‧‧螺桿
25‧‧‧軸
26‧‧‧葉片
32‧‧‧外周緣
g‧‧‧濾液排出間隙
t‧‧‧固定構件的厚度
C‧‧‧污泥被搬運方向
T‧‧‧可動構件的厚度
G‧‧‧固定構件間的間隙寬幅
X‧‧‧中心軸線

Claims (11)

  1. 一種固液分離裝置,是具有:複數個固定構件、及配置在相鄰的固定構件之間進行運動的可動構件、及以不接觸於上述可動構件與上述固定構件之狀態貫通上述可動構件與上述固定構件而延伸之至少1個螺桿,上述螺桿係繞著其中心軸線旋轉驅動,藉由上述螺桿的旋轉,使進入到由上述固定構件與上述可動構件所劃分出之固液分離部的處理對象物,一面朝向上述固液分離部的出口移動,且一面使從該處理對象物所分離的濾液通過上述固定構件與上述可動構件之間的濾液排出間隙而往固液分離部外排出,並使含液率降低後之處理對象物從上述出口排出至上述固液分離部外的固液分離裝置,其特徵為:至少一部分的可動構件,以不會接觸到上述螺桿地,一面進入到比上述螺桿之葉片的外周緣,更靠近上述螺桿的中心軸線側,且一面進行運動之方式而構成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之固液分離裝置,其中,上述螺桿為設置1個,且上述螺桿具有延伸為螺旋狀的1條葉片,於上述複數個固定構件與可動構件,分別形成有貫通孔,上述螺桿,係貫通上述固定構件與上述可動構件的貫通孔而延伸,上述可動構件的貫通孔,其中心軸線是相對於上述螺桿的中心軸線呈偏心,上述可動構件,是使上述可動構件之貫通孔的中心軸線,繞著上述螺桿的中心軸線,一面以上述偏心的偏心量作為半徑劃圓,且一面進行圓運動,從上述可動構件之貫通孔的中心軸線,朝 向上述螺桿的中心軸線,並朝上述螺桿的半徑方向劃一直線使之越過上述螺桿的中心軸線,以與包含上述螺桿之外周緣的假想筒交會的點作為外周緣交點,以通過上述外周緣交點並相對於上述螺桿之中心軸線呈平行延伸之直線作為中心平行線,且以在上述螺桿之中心軸線的方向上相鄰之上述螺桿的兩葉片部分與上述中心平行線之交點分別作為葉片交點時,一面進入到比上述螺桿之葉片的外周緣更靠近上述螺桿的中心軸線側,且一面進行上述圓運動之上述可動構件,是位在可侵入區域內,該可侵入區域是包含上述兩葉片交點之中點,且比上述兩葉片部分之間的距離還要窄之位於螺桿之中心軸線方向上的特定寬幅,以從上述可動構件之貫通孔的中心軸線到用以劃分出上述貫通孔之可動構件的周緣為止的最短距離作為K,以上述螺桿的半徑作為S,以上述偏心量作為δ時,一面進入到比上述螺桿之葉片的外周緣更靠近上述螺桿的中心軸線側,且一面進行圓運動之可動構件的貫通孔,是以滿足S-δ<K<S+δ之方式所形成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之固液分離裝置,其中,上述螺桿為設置1個,且上述螺桿具有延伸為螺旋狀的1條葉片,於上述複數個固定構件與可動構件,分別形成有貫通孔,上述螺桿,係貫通上述固定構件與上述可動構件的貫通孔而延伸,上述螺桿係具有與上述葉片形成為一體的軸,上述軸係構成螺桿的中心部,於上述螺桿的軸,固定有偏心凸輪,該偏心凸輪是相對於上述螺桿之軸 的中心軸線呈偏心且其外周面形成為圓形,上述可動構件為連結於上述偏心凸輪,以使上述可動構件以上述偏心凸輪的偏心量作為半徑進行圓運動,從上述偏心凸輪的中心軸線,朝向上述螺桿的中心軸線,並朝上述螺桿的半徑方向劃一直線使之越過上述螺桿的中心軸線,以與包含上述螺桿之外周緣的假想筒交會的點作為外周緣交點,以通過上述外周緣交點並相對於上述螺桿之中心軸線呈平行延伸之直線作為中心平行線,且以在上述螺桿之中心軸線的方向上相鄰之上述螺桿的兩葉片部分與上述中心平行線之交點分別作為葉片交點時,一面進入到比上述螺桿之葉片的外周緣更靠近上述螺桿的中心軸線側,且一面進行上述圓運動之上述可動構件,是位在可侵入區域內,該可侵入區域是包含上述兩葉片交點之中點,且比上述兩葉片部分之間的距離還要窄之位於螺桿之中心軸線方向上的特定寬幅,以從上述偏心凸輪的中心軸線到用以劃分出上述可動構件的貫通孔之上述可動構件的周緣為止的最短距離作為K,以上述螺桿的半徑作為S,以上述偏心量作為δ時,一面進入到比上述螺桿之葉片的外周緣更靠近上述螺桿的中心軸線側,且一面進行圓運動之可動構件的貫通孔,是以滿足S-δ<K<S+δ之方式所形成。
  4. 如申請專利範圍第2或3項所述之固液分離裝置,其中,一部分的可動構件之貫通孔的中心軸線為全部一致,其他的可動構件之貫通孔的中心軸線亦為全部一致,且上述一部分的可動構件之貫通孔的中心軸線,與上述其 他的可動構件之貫通孔的中心軸線是相互沒有一致,上述一部分的可動構件與上述其他的可動構件,是使其各貫通孔的中心軸線,繞著螺桿的中心軸線,一面以該各可動構件之貫通孔之中心軸線的偏心量作為半徑劃圓,且一面進行圓運動。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之固液分離裝置,其中,具有中心軸線相互沒有一致的複數個偏心凸輪,上述複數個偏心凸輪,是使其中心軸線,繞著上述螺桿的中心軸線,一面以各偏心凸輪的偏心量作為半徑劃圓,且一面進行旋轉。
  6. 如申請專利範圍第2項所述之固液分離裝置,其中,上述螺桿係具有與上述葉片形成為一體的軸,上述軸係構成上述螺桿的中心部,上述可動構件之貫通孔的中心軸線,是相對於上述螺桿之軸的中心軸線呈偏心,並用以使上述複數個可動構件可一同進行圓運動而具備有:用以連結上述複數個可動構件的連結手段、及相對於上述螺桿之軸的中心軸線呈偏心,並可與上述軸一體地進行旋轉的偏心凸輪、以及連結於上述連結手段的軸承,該軸承具備有可嵌合於上述偏心凸輪之圓形外周面的圓形凸輪孔,上述偏心凸輪的圓形外周面,係及於其全周地,能夠滑動地抵接於上述軸承之圓形凸輪孔的內周面,藉由上述偏心凸輪的中心軸線與上述連結手段所連結之複數個可動構件之貫通孔的中心軸線為一致,隨著上述螺桿的旋轉,上述偏心凸輪,是使其中心軸線,繞著上述螺桿之軸的中心軸 線,一面以上述偏心凸輪的偏心量作為半徑劃圓,且一面進行旋轉,藉此,由上述連結手段所連結的複數個可動構件,係使其貫通孔的中心軸線,繞著上述螺桿之軸的中心軸線,一面以上述偏心凸輪的偏心量作為半徑劃圓,且一面進行圓運動。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之固液分離裝置,其中,上述螺桿係具有與上述葉片形成為一體的軸,上述軸係構成上述螺桿的中心部,上述可動構件之貫通孔的中心軸線,是相對於上述螺桿之軸的中心軸線呈偏心,一部分的複數個可動構件之貫通孔的中心軸線為全部一致,且其他的複數個可動構件之貫通孔的中心軸線為全部一致,具備有:第1連結手段、及第1偏心凸輪、及第1軸承、及第2連結手段、及第2偏心凸輪、以及第2軸承,該第1連結手段,係用以使上述一部分的複數個可動構件皆可一同進行圓運動地,將上述一部分的複數個可動構件予以連結;該第1偏心凸輪,是相對於上述螺桿之軸的中心軸線呈偏心,並可與上述軸一體地旋轉;該第1軸承,係連結於上述第1連結手段,並具備有可使上述第1偏心凸輪之圓形外周面嵌合的圓形凸輪孔;該第2連結手段,係用以使上述其他的複數個可動構件皆可一同進行圓運動地,將上述其他的複數個可動構件予以連結;該第2偏心凸輪,係相對於上述螺桿之軸的中心軸線呈偏心,並可與上述軸一體地旋轉;該第2軸承,係連結於上述第2連結手段,並具備可使上述第2偏心凸輪之圓形外周面嵌合的圓形凸 輪孔,且上述第1偏心凸輪的中心軸線與上述第2偏心凸輪的中心軸線相互沒有一致;上述第1偏心凸輪的圓形外周面,係及於其全周地,能夠滑動地抵接於上述第1軸承之圓形凸輪孔的內周面;上述第2偏心凸輪的圓形外周面,係及於其全周地,能夠滑動地抵接於上述第2軸承之圓形凸輪孔的內周面;上述第1偏心凸輪的中心軸線是與由上述第1連結手段所連結之一部分的複數個可動構件之貫通孔的中心軸線為一致;上述第2偏心凸輪的中心軸線亦與由上述第2連結手段所連結之其他的複數個可動構件之貫通孔的中心軸線為一致,並隨著上述螺桿的旋轉,上述第1偏心凸輪,是使其中心軸線,繞著上述螺桿之軸的中心軸線,一面描劃以上述第1偏心凸輪的偏心量為半徑的圓,且一面旋轉,藉此,由上述第1連結手段所連結之一部分的複數個可動構件,是使其貫通孔的中心軸線,繞著上述螺桿之軸的中心軸線,一面描劃以上述第1偏心凸輪的偏心量為半徑的圓,且一面進行圓運動,上述第2偏心凸輪,是使其中心軸線,繞著上述螺桿之軸的中心軸線,一面描劃以上述第2偏心凸輪的偏心量為半徑的圓,且一面旋轉,藉此,由上述第2連結手段所連結之其他的複數個可動構件,是使其貫通孔的中心軸線,繞著上述螺桿之軸的中心軸線,一面描劃以上述第2偏心凸輪的偏心量作為半徑的圓,且一面進行圓運動。
  8. 如申請專利範圍第3項所述之固液分離裝置,其中,具備有連結手段以及軸承,該連結手段,是用以連結 上述複數個可動構件來使上述複數個可動構件可以一同進行圓運動;該軸承,是連結於上述連結手段,並具備使上述偏心凸輪之圓形外周面嵌合的圓形凸輪孔;上述偏心凸輪的圓形外周面,係及於其全周地,能夠滑動地抵接於上述軸承之圓形凸輪孔的內周面,並隨著上述螺桿的旋轉,上述偏心凸輪,是使其中心軸線,繞著上述螺桿之軸的中心軸線,一面描劃以上述偏心凸輪的偏心量作為半徑的圓,且一面進行旋轉,藉此,由上述連結手段所連結的複數個可動構件,進行以上述偏心凸輪的偏心量作為半徑的圓運動。
  9. 如申請專利範圍第3或5項所述之固液分離裝置,其中,於上述螺桿的軸,分別固定有:相對於上述螺桿之軸的中心軸線呈偏心,且其外周面形成為圓形的第1偏心凸輪、以及同樣地相對於螺桿之軸的中心軸線呈偏心,且其外周面形成為圓形的第2偏心凸輪,上述第1偏心凸輪的中心軸線與第2偏心凸輪的中心軸線並沒有一致,並以使一部分的複數個可動構件以上述第1偏心凸輪的偏心量作為半徑進行圓運動之方式,使上述一部分的複數個可動構件連結於上述第1偏心凸輪,以使上述其他的複數個可動構件以上述第2偏心凸輪的偏心量作為半徑進行圓運動之方式,使上述其他的複數個可動構件連結於上述第2偏心凸輪。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之固液分離裝置,其中,具備有:第1連結手段、第1軸承、第2連結手段、 以及第2軸承;該第1連結手段,是使上述一部分的複數個可動構件可一同進行圓運動之方式,將上述一部分的複數個可動構件予以連結;該第1軸承,是連結於上述第1連結手段,並具備有可使上述第1偏心凸輪之圓形外周面嵌合的圓形凸輪孔;該第2連結手段,是使上述其他的複數個可動構件可一同進行圓運動之方式,將上述其他的複數個可動構件予以連結;該第2軸承,是連結於上述第2連結手段,並具備有可使上述第2偏心凸輪之圓形外周面嵌合的圓形凸輪孔;上述第1偏心凸輪的圓形外周面,係及於其全周地,能夠滑動地抵接於上述第1軸承之圓形凸輪孔的內周面,上述第2偏心凸輪的圓形外周面,係及於其全周地,能夠滑動地抵接於上述第2軸承之圓形凸輪孔的內周面;並隨著上述螺桿的旋轉,上述第1偏心凸輪,是使其中心軸線,繞著上述螺桿之軸的中心軸線,一面描劃以上述第1偏心凸輪的偏心量作為半徑的圓,一面進行旋轉,藉此,由上述第1連結手段所連結之一部分的複數個可動構件,以上述第1偏心凸輪的偏心量作為半徑進行圓運動;上述第2偏心凸輪,是使其中心軸線,繞著上述螺桿之軸的中心軸線,一面描劃以上述第2偏心凸輪的偏心量作為半徑的圓,一面進行旋轉,藉此,由上述第2連結手段所連結之其他的複數個可動構件,進行以上述第2偏心凸輪的偏心量作為半徑的圓運動。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之固液分離裝置,其中,具備:使上述第1連結手段與藉由上述第1連結手段 所連結之一部分的複數個可動構件一同繞著上述螺桿之軸的中心軸線進行旋轉,防止上述可動構件抵接於其他的構件的第1導引件、以及使上述第2連結手段與藉由上述第2連結手段所連結之其他的複數個可動構件一同繞著上述螺桿之軸的中心軸線進行旋轉,防止上述可動構件抵接於其他的構件的第2導引件。
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