JP2007529315A - 作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

本発明はハウジング（１）内において、少なくとも１つのフィルター（２）を用いて作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法であって、該ハウジングには濾過ケーキの排出装置（４）が連結されており、濾別された粒子は排出装置（４）内で段階的に圧縮され、所定の厚さに達したら排出されるように構成したことを特徴とする。

Description

本発明は、濾過ケーキの排出装置が連結されたハウジング内において少なくとも１つのフィルターを用いて作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法並びにその装置及び濾過ケーキの排出装置に関する。

精製すべき作業用流体とは、粒子状の汚染物質を除去すべき工業用及び／又は個人用の考えられるあらゆる流体と解釈される。即ち、特に冷却用潤滑剤、オイル、研磨用水、自動車用洗浄水並びに洗浄浴、医薬又は化学工業又は食品製造の水などである。これらは単に例に過ぎない。

上記の件に関する装置は、独国特許出願公開第１０１４０７０９号明細書に記載されている。そこでは作業用流体は少なくとも１つの管を介して、少なくとも１つの濾過面で形成されたフィルターに供給され、作業用流体が貫流する。その後、濾過液は出口に達し、一方では濾過された粒子が堆積室へと運ばれる。ここで、濾過された粒子は下方へ沈下し、互いに焼き固めた後、弁、仕切り弁又は空気式、機械式又は油圧式フラップを通って取り出される。粒子は排出ピストンにより排出されてもよい。

本発明は上記のように構成された方法及び装置における課題に基づいて、濾過ケーキの排出を根本的に改善することにある。

濾過された粒子は排出室において段階的に濾過ケーキへと圧縮され、その濾過ケーキが所定の厚さに達したら排出されるように構成することにより課題が解決される。

濾過ケーキを本質的に改善された圧縮を施し、直ちに乾燥される。濾過ケーキが良好に処理される共に、濾過ケーキから濾過液を搾り出し、工程に戻すことができる。

加圧ピストンのストローク及び圧力に基づいて、その動作の制御を行う。最初は比較的低い圧力を選択し、濾別した粒子は簡単に圧着できる。濾過ケーキが所定の厚さに達したら、圧力を上げ続けてもよい。しかし、大抵の場合、圧力の上昇は作業サイクルの終了時のみで十分である。これにより、濾過ケーキは僅かの液体しか含まないようになる。

加圧ピストンのストロークも同時に管理され、それにより濾過ケーキの厚さが決められる。任意の構造の距離測定センサにより、ストロークの管理が行われる。濾過ケーキが指示された厚さに達するや否や、加圧ピストンの圧力が上げられ且つ／又は濾過ケーキが押し出される。

濾過ケーキからの濾過液が漏斗へ戻る背圧により、漏斗が絶えず揺動されるので、排出すべき粒子がそこに凝集して、漏斗を詰まらせる可能性はない。

上記の本発明による特徴に関連して、特別な保護カバー必要とするが、この方法と関連した適用を行うべきである。この方法により、ハウジングと排出装置の間を移動する直前及び／又は移動中に、流体を揺動、特に、旋回させるべきである。これにより、粒子による漏斗を詰まらせるブリッジの形成は起こらない。

更に、独立した保護カバーが必要な、本発明による別の方法では、濾過ケーキを排出するためハウジングを加圧且つ／又は濾過ケーキが排出装置から吸引してもよい。ここでは、濾過ケーキを加圧する必要はない。重要なことは、排出を迅速に行うこと、即ちハウジングを迅速に空にすることである。このことは、過圧力又は吸引により確実に行われる。

フィルターは、所定の時間をおいて逆洗することが好ましい。多様な展開が考えられる。流体をフィルターの内部に衝突させ、フィルターの外側に付着しているスラッジを取り除くことも一法である。これは、例えば、圧縮空気によるか、又はフィルターポンプを用いて、流体、特に濾過液を内部から外部へとフィルターに衝突させてもよい。例えば、精製すべき作業流体でもよいが、追加の流体を同時にフィルター面に衝突させる。ここで、フィルター、フィルター室、漏斗及び排出装置を洗浄する洗浄ノズルを備えることも考えられる。

逆洗浄工程には、粒子排出法にも用いられる特別の保護カバーが必要である。ここでは、逆洗浄の前に、フィルターの内部ハウジングを常圧とするように、作業用流体を流すフィルターのポンプを遮断する。効果的な逆洗浄を行うことができ且つ粒子がより良好に搬出されるように、ハウジングは迅速に空にする必要がある。そのため、逆洗浄インパルスを導入且つ／又は設備のハウジングの弁を開いて、フィルターポンプか又は弁を介してフィルター内の流体の排出を加速させる。

本発明による装置では、排出装置は前室と圧縮室に分離すべきである。加圧ピストンは先ず前室を貫通し、堆積した粒子を圧縮室へと押し込む。ここで粒子は圧縮され、濾過ケーキが形成される。

圧縮室は仕切り弁により閉じられている。例えば、濾過ケーキが所定の厚さに達すると、この仕切り弁は必要に応じて開かれる。仕切り弁の駆動装置及び仕切り弁そのものは、上市されているので、これ以上の説明は省略する。

加圧ピストンは、圧縮空気又は油圧駆動のピストン−シリンダーユニットの一部であることが好ましい。加圧ピストンは前室及び圧縮室を貫通するように形成る。ピストンの断面は、シリンダーの形状に形成するか、別の断面形状も考えられるが、本発明に含まれる。

ピストン又は少なくともその外皮面は合成樹脂製で、例えば樹脂外皮中に切れ端が食い込んでも、室と溶着することはない。

その他の点では、絞り出した濾過液が漏斗に再度戻るように、加圧ピストン及びそのパッキングが形成されている。

上述の排出装置へと向かう漏斗内の濾過液の旋回流は、単純に通路を通って漏斗内へ流れ込む。そのために、漏斗壁に通路を形成してもよいが、単純なため漏斗壁又は漏斗に組み入れた整流板を漏斗の側壁から隔て、それにより形成されるスリットを通って濾過液が漏斗内に流れ込み、旋回流が生じるようにしてもよい。

同様に、ハウジングの内室又外室内のフィルター、濾過室、漏斗並びに排出装置にノズルを備え、濾過ケーキの排出装置への搬出と同時に、上記部位を好適に洗浄することも可能である。

上記の搬出装置は、他の濾過用器具などを用いた独立の構成部品を形成してもよい。そのため、この構成部品は別の保護カバーが必要となる。

同様に、上記の排出装置を省いた、弁、仕切り弁又は圧縮空気式、機械式又は油圧式のフラップのみを備えた低コストの設備も可能である。

仕切り弁は、圧縮されたスラッジ即ち、ブリケットをピストンから分離し、ピストンが圧縮室に戻る際に引き戻されない役割も果たしている。この場合、仕切り弁はブリケットをピストンから切り離し、落下するように作用する。

以下、図面を用いて、実施例に基づき本発明の利点、特徴及び詳細を説明する。

本発明による作業用流体を処理、濾過並びに精製する装置Ｐは、閉鎖されたハウジング１を備えている。このようなハウジングは、例えば特に、独国特許発明第１０１４０７０９号明細書に記載されている。従って、以下、重要な部分のみ詳細に記載する。

ハウジング１は、図では背面壁２のみが示されているが、２つの側壁及びその２つの側壁間に設置されたハウジングカバー３により構成されている。ハウジングカバー３は、下方の排出装置４に向かって漏斗５を形成し、濾過された粒子はその漏斗を通って排出装置４の排出室６へと達する。

ハウジングカバー３内には、精製すべき作業用流体から粒子を濾別するように濾過面７が構成されている。本実施例において、精製すべき作業用流体は漏斗５内の整流板８の下方の後部から導入される。図には導入口９のみを示す。

排出装置４は、漏斗５に直結した開口部１０（図２〜図４参照）と連結している。ここでは、開口部１０は、管１１を切り込んで形成されている。管１１内には、排出室６及び、加圧ピストン１３を受容するシリンダー室１２が備えられている。加圧ピストン１３は樹脂製が好ましく、ネジ付きボルト１４を介してピストン棒１５に連結されている。ピストン−シリンダーユニット２３の加圧室１７中の押圧ピストン１６の圧力により、ピストン棒１５が移動する。

シリンダー室１２内の加圧ピストン１３はその前端部を環状ガスケット１８．１及び後端部を２つの環状ガスケット１８．２、１８．３により気密が保たれている。環状ガスケット１８．１は流体を通すように配置されている。しかし、環状ガスケット１８．１は、毎度必要なわけではない。

排出室６は、漏斗５に直結した前室１９及びほぼ水平に前室１９と連結した圧縮室２０に分割されている。圧縮室２０は、駆動装置２２により移動する仕切り弁２１により閉鎖されている。

以下、本発明の作用を説明する。

精製すべき流体は導入口９を通ってハウジング１へと流れ込み、整流板８により濾過面７へと導かれる。流体の一部は漏斗５へと流れ、それによって、図には詳細には示していないが、整流板８は背面壁２から隔てて保持され、整流板８と背面壁２の間にスリットが形成される。

漏斗５へと流れた流体は、そこで乱流を生成するので、漏斗５内に沈下又は堆積している粒子は結合せず且つ漏斗５を閉塞させるブリッジも生成しない。

濾過面７によって流体から分離された粒子は漏斗５の下方に沈み、排出室６の前室１９へと落下する。ピストン−シリンダーユニット２３により、時々、加圧ピストン１３を駆動して、前室１９を通過させ、前室１９から圧縮室２０へと粒子を送る。粒子は圧縮室において、例えば１５バールないし１００バールの圧力でもって押圧される。絞り出された濾過液は、加圧ピストン１３と圧縮室２０の内壁の間の空隙に沿って、環状リング１８．１を介して前室１９へと逆流し、そこで上方の漏斗５へと押し上げられる。ここでも、堆積した粒子の漏斗５から前室１９へ移動中に、堆積した粒子がブリッジの形成を妨げる流れが生ずる。

加圧ピストン１３が前室１９から圧縮室２０へと侵入する際、周辺域に、加圧ピストンの外皮から切れ端が持ち去られることもあり得る。そのため、切れ端が樹脂の中に押し込まれるように、加圧ピストンの外皮を樹脂製とし、圧縮室２０内の加圧ピストンへの付着は無くなる。同時に、切れ端によって加圧ピストンの樹脂製の外皮に細かな溝が生成され、圧縮室２０からの濾過液の逆流が軽減される。金属製ピストンのような食い込みは生じない。

加圧ピストン１３が作動することにより、圧縮室２０内に極めて濃縮された濾過ケーキブリケットが生成する。これによる、加圧ピストンのストロークは時間経過とともに短くなる。このストローク及び加圧ピストンによる圧力は不図示の制御装置により監視される。例えば、加圧ピストンが、所定の位置の距離測定センサに到達しなくなることは、濾過ケーキが所定の厚さに達したことを意味する。従って、加圧ピストンの次の工程により、濾過ケーキは再度、強く圧縮され、例えば、加圧ピストンの作動圧は５０バールまで上昇する。この工程の後、駆動装置２２により仕切り弁２１が開放され濾過ケーキは加圧ピストン１３により、圧縮室２０から突き出される。

加圧ピストン１３の交換は、極めて簡単な方法で行われる。仕切り弁２１を開放した状態で、加圧ピストン１３は可能な限り取り出される。これによって、ネジ付きボルト１４は開放され、工具により把持し、取り外される。ネジ付きボルト１４の代わりに、引き出し工具を、加圧ピストン１３の前端にねじ込み、加圧ピストン１３を排出室６から抜き出してもよい。

本発明によれば、精製すべき作業流体用の排出装置４及び導入口９は、ハウジング２の下方の位置に設置される。濾過工程が終了後、ハウジングは空にされ、ハウジング内が負圧になり、濾過面７が洗浄される。スラッジは漏斗５内を下方へと沈降し、そこから排出室６へと沈降する。これにより、濾過面７の清掃が改善される。

濾過工程の開始する際には、精製されるべき作業用流体が直接に濾過面７に当るように、導入口９を調整する。これにより、作業用流体が濾過面７を洗浄するように噴射され、スラッジは漏斗５により排出室６へと流れる。

本発明による濾過液の処理及び精製するための装置の断面図 本発明による排出装置の平面図 図２の排出装置を縮小して示した斜視図 図２の排出装置のＩＶ−ＩＶ断面図

符号の説明

１ ハウジング
２ 背面壁
３ ハウジングカバー
４ 排出装置
５ 漏斗
６ 排出室
７ 濾過面
８ 整流板
９ 導入口
１０ 開口部
１１ 管
１２ シリンダー室
１３ 加圧ピストン
１４ ネジ付きボルト
１５ ピストン棒
１６ 押圧ピストン
１７ 加圧室
１８ 環状ガスケット
１９ 前室
２０ 圧縮室
２１ 仕切り弁
２２ 駆動装置
２３ ピストン−シリンダーユニット
Ｐ 装置

Claims (20)

1. 濾過ケーキの排出装置（４）が連結されたハウジング（１）内において少なくとも１つのフィルター（２）を用いて作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法であって、
   濾別された粒子は排出装置（４）内において段階的に濾過ケーキへと圧縮され、所定の厚さに達したら排出されることを特徴とする作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
2. 濾過ケーキの排出装置（４）が連結されたハウジング（１）内において少なくとも１つのフィルター（２）を用いて作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法であって、
   作業流体はハウジング（１）と排出装置（４）との間を移動する直前か又は移動中に揺動、特に旋回されることを特徴とする作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
3. 濾過ケーキの排出装置（４）が連結されたハウジング（１）内において少なくとも１つのフィルター（２）を用いて作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法であって、
   濾過ケーキを排出するために、ハウジングは加圧且つ／又は濾過ケーキは排出装置（４）から吸引されることを特徴とする作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
4. フィルターは一定の時間間隔で逆洗浄され、場合によっては濾過ケーキの排出にも逆洗浄インパルスが用いられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
5. 空気又は別の加圧流体、特に濾過液がフィルター内部に導入されることを特徴とする請求項４に記載の作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
6. フィルターを逆洗浄する間、作業用流体又は別の逆洗浄流体がフィルターに衝突させるようにしたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
7. 前記流体の衝突は、フィルターに向けた洗浄ノズルを介して行われることを特徴とする請求項６に記載の作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
8. 加圧ピストン（１３）が所定のブリケット厚に達した際、濾過ケーキの厚さは測定によってか又は自動的に確認されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
9. 加圧ピストン（１３）の圧力が確認されるようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
10. 最終の圧縮段階において加圧ピストン（１３）の圧力が上昇されることを特徴とする請求項９に記載の作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
11. 濾過ケーキからの濾過液は漏斗（５）へと戻されるようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の作業用流体を処理、濾過並びに精製する方法。
12. 漏斗（５）は、ハウジング（１）から、圧縮室（２０）が連結された排出装置（４）の前室（１９）へと通じており、前室（１９）及び圧縮室（２０）に加圧ピストン（１３）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１に記載の方法を実施する装置。
13. 圧縮室（２０）は仕切り弁（２１）により閉鎖されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 加圧ピストン（１３）に、加圧ピストン（１３）の位置を測定するセンサが備えられていることを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載の装置。
15. 前面から加圧ピストン（１３）に挿入されたネジ付きボルト（１４）を介して、加圧ピストン（１３）がピストン棒（１５）に連結されていることを特徴とする請求項１２ないし請求項１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 加圧ピストン（１３）の外皮面は少なくとも一部が合成樹脂により生成されていることを特徴とする請求項７ないし請求項１５のいずれか１項に記載の装置。
17. 漏斗（５）はハウジング（１）から、圧縮室（２０）が連結された排出装置（４）の前室（１９）へと通じており、漏斗の整流板（８）又は漏斗（５）は、漏斗へ流体を導入する少なくとも１つのスリットが備えられるか又は形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１６のいずれか１項に記載の方法を実行する装置。
18. 整流板（８）は、少なくとも部分的にはハウジング（１）の背面壁（２）から隔たっていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
19. 精製すべき作業用流体は、導入口が形成された整流板（８）からハウジング（１）へ流入可能であることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の装置。
20. 濾過ケーキを排出する排出装置（４）であって、
    濾別された粒子を収容する前室（１９）は下流に圧縮室（２０）を備え、双方の室（１９、２０）には、工程をセンサで監視される加圧ピストン（１３）が配置され、圧縮室（２０）は仕切り弁（２１）により閉鎖されていることを特徴とする濾過ケーキの排出装置。

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