JP2011177633A - 湿潤粉体移送脱水装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】湿潤粉体を移送する移送手段と、移送手段により移送されている湿潤粉体の水分を除去する脱水手段とを備えており、移送手段は、網状の無端ベルトを始端側回転体及び終端側回転体に掛け渡して形成されたコンベアからなり、脱水手段は、無端ベルトの上方ベルトと下方ベルトとの間に配設されて上方ベルトの網目を通過して落下した水を収容する水受け容器と、水受け容器内を減圧する吸引手段とを備えている湿潤粉体移送脱水装置である。
【選択図】図2
Description
このような多量の水分を含む砂はそのまま製品として出荷することができないため、通常は湿式分級後の砂を所定の場所で自然乾燥させることにより含水率を約15%以下に低下させた後に出荷している。
しかしながら、このような従来の方法では乾燥のために数日間要することから、短期間で出荷することができず、出荷のサイクルが長くなるという問題があった。
特許文献1の開示技術は、所定場所に搬送する砂のベルトコンベアの反転部下方に設置した凹形溝から成る集水体に濾過材及び砕石材を上下段に配置し、前記砕石材で包囲した透水性吸引管を連管を介してジェットポンプに連通し、このジェットポンプから泥水処理槽に配管するとともにこの中間部に逆洗弁を設け、前記泥水処理槽から浄水槽に配管し、この浄水槽から前記ジェットポンプに配管して連通するように成る水洗砂の強制脱水装置である。
また、ベルトコンベアにて砂を移送した後に、濾過材、集水体、透水性吸引管、ジェットポンプ等により脱水作業を行うことから、移送工程と脱水工程の二段階の処理工程を必要とし、処理効率が悪いという問題もある。
しかしながら、この特許文献2に開示された装置も、砂を移送するためのメッシュコンベアとは別に、シーブメント、振動篩、遠心脱水機を配置しなければならないため、装置全体が大型化して広い設置スペースを必要とするという問題がある。
また、メッシュコンベアによる砂の移送工程とは別に、シーブメント、振動篩、遠心脱水機による脱水工程を必要とすることから、処理効率が悪いという問題もある。
また、移送手段は、網状の無端ベルトを始端側回転体及び終端側回転体に掛け渡して形成されたコンベアからなり、脱水手段は、無端ベルトの上方ベルトと下方ベルトとの間に配設されて上方ベルトの網目を通過して落下した水を収容する水受け容器と、水受け容器内を減圧する吸引手段とを備えていることから、吸引手段により水受け容器内を減圧することで移送中の湿潤粉体の水分を上方ベルトの網目から水受け容器内へと吸い出すことができる。そのため、湿潤粉体の含水率を大幅に減少させることができ、脱水後の乾燥工程を省略することが可能となり、製品の出荷サイクルを早めることができる。
また、支持部材は、無端ベルトの幅方向に延びるとともに無端ベルトの長さ方向に所定間隔をあけて配置された複数本の軸体からなり、軸体は長さ方向に大径部と小径部とを交互に有しているため、隣り合う軸体の間に形成される隙間を通して水を落下させることができる。そのため、支持部材により脱水が妨げられることがなく、支持部材が吸引手段による水の吸い出し作用を妨げることもない。
更に、大径部の表面が上方ベルトの下面に対して回転可能に当接していることから、無端ベルトの回転による上方ベルトの移動に伴って大径部が当接しながら回転することになる。そのため、上方ベルトと支持部材との摩擦が殆ど生じなくなり、上方ベルトの摩耗を防ぐことができる。
また、始端側回転体及び終端側回転体の両端部にはスプロケットが取り付けられており、前記スプロケットにはチェーンが掛け渡されていることから、無端ベルトを蛇行させることなく確実に円滑に回転させることができ、無端ベルトの摩耗を防ぐことができる。
図1は本発明に係る湿潤粉体移送脱水装置の平面図、図2は本発明に係る湿潤粉体移送脱水装置の正面断面図、図3は本発明に係る湿潤粉体移送脱水装置の左側面断面図、図4(a)は図2のA部断面図、図4(b)は図2のB部断面図、図5は図4(b)の要部拡大図である。
移送手段(1)は、網状の無端ベルト(3)を、始端側回転体(4)及び終端側回転体(5)に掛け渡して形成されたベルトコンベアから形成されている。
脱水手段(2)は、無端ベルト(3)の上方ベルト(31)と下方ベルト(32)との間に配設されて上方ベルト(31)の網目を通過して落下した水を収容する水受け容器(6)と、水受け容器(6)内を減圧する吸引手段(図示略)とを備えている。
尚、図1では、無端ベルト(3)の網目は始端部付近と終端部付近のみに描いており、他の部分は上方ベルト(31)の下方に配置された部材(支持部材及び水受け容器)を破線で表すために省略している。
無端ベルト(3)は、湿潤粉体の種類(重量等)に応じて適当なものを選択すればよいが、金網からなるベルトが好ましく用いられる。無端ベルト(3)として金網からなるベルトを使用すると、引っ張り強度等の強度が高くなるため、湿潤粉体が重量物であっても移送することができ、また一度に多量の湿潤粉体を載せて移送することが可能となる。
無端ベルト(3)の好適な一例として、網目の目開きが0.4mmのSUS製金網(線径0.35mm)からなるベルトを使用することができる。
始端側回転体(4)の回転軸には、スプロケット(41)と同軸に第2スプロケット(42)が取り付けられている。
第2スプロケット(42)と、無端ベルト(3)の上方に設置されたモータ(8)の回転軸に取り付けられたスプロケット(81)の間にはチェーン(9)が掛け渡されている。これにより、モータ(8)を駆動して回転軸を回転させると、その回転がスプロケット(81)及びチェーン(9)を介して第2スプロケット(42)に伝達され、始端側回転体(4)が回転し、これに伴って無端ベルト(3)が回転する。
このように、動力伝達機構としてチェーンとスプロケットを用いて無端ベルト(3)を回転駆動させることにより、無端ベルト(3)を蛇行させることなく確実に円滑に回転させることができ、無端ベルト(3)の摩耗を防ぐことが可能となる。
始端側回転体(4)及び終端側回転体(5)の表面に弾性素材がライニングされていることにより、始端側回転体(4)及び終端側回転体(5)の回転時において、これら回転体の表面に当接する無端ベルト(3)の伸びを抑えることができる。即ち、始端側回転体(4)及び終端側回転体(5)の回転時には、無端ベルト(3)に引っ張り力が加わって伸びようとするが、弾性素材が当接することにより伸びを抑制することができる。
支持部材(10)は、長さ方向に大径部(10a)と小径部(10b)とを交互に有する軸体からなる。
大径部(10a)は、表面がポリウレタン等の弾性素材からなるベアリングローラから形成されている。ベアリングローラは、円筒状の軸体の長さ方向に所定間隔をあけて外嵌固定されており、ベアリングローラが外嵌された部分が大径部(10a)となり、ベアリングローラが外嵌されていない部分が小径部(10b)となっている。
支持部材(10)の長さ方向において、大径部(10a)の長さは小径部(10b)の長さより短く形成されている。
支持部材(10)は、大径部(10a)の表面が上方ベルト(31)の下面に対して当接している。ここで、大径部(10a)はベアリングローラからなるため、上方ベルト(31)の移動に伴って回転する。
これにより、大径部(10a)の表面と上方ベルト(31)の下面との間の摩擦を非常に小さくすることができ、上方ベルト(31)が摩耗したり傷付いたりすることが防がれる。
また、大径部(ベアリングローラ)(10a)の表面がポリウレタン等の弾性素材からなるため、大径部(10a)の表面が上方ベルト(31)の下面に対して滑ることが防止されるとともに、大径部(10a)を非常に円滑に回転させることができ、上方ベルト(31)に傷が付くことも防止できる。
また、支持部材(10)が無端ベルト(3)の長さ方向に所定間隔をあけて配置された複数本の軸体からなり、軸体は長さ方向に大径部(10a)と小径部(10b)とを交互に有しているため、上方ベルト(31)の網目を通過した水(湿潤粉体に含まれる水)を隣り合う軸体の隙間を通して落下させることができる。そのため、支持部材(10)により脱水が妨げられることがなく、後述する吸引手段による水の吸い出し作用も支持部材により妨げられない。
これにより、隣り合う軸体の隙間を小さくして無端ベルト(3)の支持力を高めることができ、脱水機能を維持しながら無端ベルト(3)の撓み防止効果を高めることができる。
水受け容器(6)は、夫々側面(後述する他方側の側面)に、吸引手段が接続される吸引口(61)を備えている。
このように、水受け容器(6)が複数個並べて配置されて、複数個の水受け容器(6)の夫々に吸引手段と接続される吸引口(61)が設けられていることから、個々の水受け容器(6)の容量を小さくすることができ、吸引手段により夫々の水受け容器(6)を充分に減圧状態とすることが可能となる。これにより、無端ベルト(3)の長さ方向の略全長に亘って脱水を確実に行わせることができ、高い脱水能力が得られる。
水受け容器(6)の数は、無端ベルト(3)の長さや吸引手段の能力に応じて適宜変更することができる。
吸引装置を駆動することにより、水受け容器(6)内を真空引きして減圧する。これにより、上方ベルト(31)上に載って移送されている湿潤粉体の水分は上方ベルトの網目から水受け容器(6)内へと吸い出される。その結果、湿潤粉体の含水率が大幅に減少し(10%以下に減少)、脱水後の乾燥工程を省略することが可能となる。また、水受け容器(6)内に溜まった水は空気と一緒に吸引口(61)から吸い出されて、後述する洗浄水等として再利用に供される。
第1ノズル(11)は、図4(b)に示すように、無端ベルト(3)の幅方向に沿って複数個(図示例では3個)設けられており、下方ベルト(32)に対して上方から洗浄水を噴射する。これにより、無端ベルト(3)の網目に詰まった異物を洗浄水により除去することができ、優れた脱水機能を長期間に亘って維持することが可能となる。
第1ノズル(11)は、下方延出部(32a)において下方ベルト(32)の上方から洗浄水(W1)を噴射する。(図2及び図4(b)参照)
これにより、第1ノズル(11)から下方ベルト(32)までの距離を確保することができ、少数の第1ノズル(11)で広範囲に亘って洗浄することが可能となる。
エアノズル(12)は、図4(b)に示すように、無端ベルト(3)の幅方向に沿って複数個(図示例では11個)設けられており、下方延出部(32a)の下方ベルト(32)に対して上方からエア(A)を噴射する。
これにより、第1ノズル(11)からの洗浄水(W1)の噴射とエアノズル(12)からのエア(A)の噴射を併用することができ、無端ベルト(3)の網目に詰まった異物をより確実に除去することが可能となる。
これにより、水受け容器(6)に溜まった水を傾斜に沿わせて吸引口(61)へと導くことができる。そのため、吸引口(61)から水を効率良く回収することができ、洗浄水のリサイクルが容易となる。
これにより、上方ベルト(31)を通過して水受け容器(6)の底部に溜まった泥等の異物を水と一緒に傾斜に沿って流下させて吸引口(61)から外部へと排出することができる。
これにより、他方側に設けられた吸引口(61)を大きくすることなく、水受け容器(6)に溜まった水を吸引口(61)へと効率良く導くことができる。
側壁プレート(14)は金属板からなり、上方ベルト(31)に沿って設けられている。側壁プレート(14)は装置本体に固定されており、無端ベルト(3)と一緒に回転することはない。
側壁プレート(14)は、下方部が上方ベルト(31)の上面との間に僅かに隙間をあけて且つ当該上面に対して略垂直に設けられ、上方部は上に向かうにつれて外側に拡がるように形成されている。
このような側壁プレート(14)を設けることにより、上方ベルト(31)上から湿潤粉体がオーバーフローすることが防がれる。また、上方ベルト(31)の上面との間に隙間があることで、上方ベルト(31)に傷が付くことも防がれる。
ゴムフランジ(15)はネオプレンゴム等の合成ゴム又は天然ゴムからなり、上方ベルト(31)及び下方ベルト(32)に沿って設けられている。ゴムフランジ(15)は、無端ベルト(3)の幅方向両端部に沿って一周するように設けられた帯状カバー(16)の上部に立設固定され、無端ベルト(3)と一緒に回転する。
ゴムフランジ(15)は、側壁プレート(14)と上方ベルト(31)上面の間に形成された高さ方向の隙間を幅方向外側からカバーしている。
これにより、湿潤粉体に含まれる水分が、側壁プレート(14)と上方ベルト(31)上面の間に形成された隙間を通過したとしても、無端ベルト(3)の側方に漏れ出すことを防ぐことができる。
これにより、ゴムフランジ(15)の剛性を向上させることができるとともに、側方から強い圧力が加わった場合には波形の変形により吸収することができる。
アタッチメント(17)は縦断面L字状の部材であって、垂直部分がチェーン(7)の側面(内側面)に固定され、水平部分がスペーサ(18)を介して帯状カバー(16)の下面に固定されている。
スペーサ(18)は、チェーン中心(7a)と無端ベルト(3)(図5では上方ベルト(31)のみ示されている)の高さ位置を合致させるために設けられている。
無端ベルト(3)としては、幅1085.2mm、長さ3000mm、網目の目開きが0.4mmのSUS製金網(線径0.35mm)を使用し、搬送速度は20m/minとした。
処理後の砂について含水率を測定した結果、含水率は10%であった。これは、更なる乾燥工程を経ることなく出荷することが可能なものであった。
2 脱水手段
3 無端ベルト
31 上方ベルト
32 下方ベルト
32a 下方延出部
4 始端側回転体
41 スプロケット
5 終端側回転体
51 スプロケット
6 水受け容器
61 吸引口
7 チェーン
10 支持部材
10a 大径部
10b 小径部
11 第1ノズル
12 エアノズル
13 第2ノズル
14 側壁プレート
15 ゴムフランジ
A エア
W1 洗浄水(第1ノズル)
W2 洗浄水(第2ノズル)
Claims (15)
- 湿潤粉体を移送する移送手段と、前記移送手段により移送されている湿潤粉体の水分を除去する脱水手段とを備えており、
前記移送手段は、網状の無端ベルトを始端側回転体及び終端側回転体に掛け渡して形成されたコンベアからなり、
前記脱水手段は、前記無端ベルトの上方ベルトと下方ベルトとの間に配設されて前記上方ベルトの網目を通過して落下した水を収容する水受け容器と、前記水受け容器内を減圧する吸引手段とを備えている
ことを特徴とする湿潤粉体移送脱水装置。 - 前記コンベアは、前記無端ベルトの上方ベルトの下面を支持する支持部材を備えており、
前記支持部材は、前記無端ベルトの幅方向に延びるとともに前記無端ベルトの長さ方向に所定間隔をあけて配置された複数本の軸体からなり、
前記軸体は長さ方向に大径部と小径部とを交互に有しており、前記大径部の表面が前記上方ベルトの下面に対して回転可能に当接している
ことを特徴とする請求項1記載の湿潤粉体移送脱水装置。 - 前記無端ベルトの長さ方向において、一の軸体の大径部が隣り合う他の軸体の小径部と並んで配置されていることを特徴とする請求項2記載の湿潤粉体移送脱水装置。
- 前記大径部がベアリングローラからなり、
前記ベアリングローラは、表面が弾性素材からなることを特徴とする請求項2又は3記載の湿潤粉体移送脱水装置。 - 前記無端ベルトが金網からなり、
前記始端側回転体及び前記終端側回転体の両端部にはスプロケットが取り付けられており、前記スプロケットにはチェーンが掛け渡されていることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の湿潤粉体移送脱水装置。 - 前記始端側回転体及び前記終端側回転体は、表面に弾性素材がライニングされていることを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の湿潤粉体移送脱水装置。
- 前記水受け容器は、前記無端ベルトの長さ方向に複数個並べて配置されており、
前記複数個の水受け容器の夫々に前記吸引手段と接続される吸引口が設けられていることを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の湿潤粉体移送脱水装置。 - 前記無端ベルトに対して洗浄水を噴射する第1ノズルを備えていることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載の湿潤粉体移送脱水装置。
- 前記無端ベルトの下方ベルトが、長さ方向の一部において下方に下がっている下方延出部を有しており、
前記第1ノズルが、前記下方延出部において、前記下方ベルトの上方から洗浄水を噴射することを特徴とする請求項8記載の湿潤粉体移送脱水装置。 - 前記水受け容器は、底面が前記無端ベルトの幅方向の一方側から他方側に向けて下がるように傾斜しており、前記吸引口が前記他方側に設けられていることを特徴とする請求項7乃至9いずれかに記載の湿潤粉体移送脱水装置。
- 前記水受け容器は、底面の幅が前記一方側から前記他方側に向けて狭くなるように形成されていることを特徴とする請求項10記載の湿潤粉体移送脱水装置。
- 前記水受け容器の前記一方側の側面に、前記水受け容器の前記一方側から前記他方側に向けて且つ前記底面の方向に傾斜して水を噴射する第2ノズルを備えていることを特徴とする請求項10又は11記載の湿潤粉体移送脱水装置。
- 前記無端ベルトに対してエアを噴射するエアノズルを備えていることを特徴とする請求項8又は9記載の湿潤粉体移送脱水装置。
- 前記無端ベルトの幅方向両側に立設され且つ長さ方向に沿って延び、前記無端ベルトと共に回転するゴムフランジを備えていることを特徴とする請求項1乃至13いずれかに記載の湿潤粉体移送脱水装置。
- 前記ゴムプレートは、横断面形状が波形に形成されていることを特徴とする請求項14記載の湿潤粉体移送脱水装置。
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