JP4422585B2 - Separator centrifuge - Google Patents
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Description
本発明は、被処理液を遠心力で固液分離または液液分離する遠心分離機に関し、更に詳しくは、回転体内に分離板群が装着された分離板型遠心分離機の重液排出機構に関するものである。 The present invention relates to a centrifuge for solid-liquid separation or liquid-liquid separation of a liquid to be treated by centrifugal force, and more particularly, to a heavy liquid discharge mechanism of a separation plate centrifuge in which a separation plate group is mounted in a rotating body. Is.
この種の遠心分離機は、高速で回転する回転体の高い遠心作用により、固形分を含有する被処理液を固形分と液分に分離する固液分離操作や、比重差を有する二種類以上の液分が混合した被処理液を二種類以上の液分に分離する液液分離操作等に使用されている。また、遠心分離機の中でも複数の分離板を回転体内に積層した分離板群を有する分離板型遠心分離機は、分離板群の大きい沈降面積を利用して液中の微粒子や比重差の小さい混合液体を効率良く分離することができるため、船舶の燃料油あるいは潤滑油の清浄化、食品、医薬、バイオテクノロジー等の多くの分野で使用されている。また、分離板型遠心分離機は、固形分濃度が比較的低い被処理液の清浄化、清澄化に使用されている一方、固形分の排出機構や重液の排出機構を利用して固形分濃度が比較的高い被処理液を濃縮、清浄化する場合にも使用されている。 This kind of centrifuge is a solid-liquid separation operation that separates the liquid to be treated containing solids into solids and liquids by the high centrifugal action of a rotating body that rotates at high speed, and two or more types having a specific gravity difference. It is used for liquid-liquid separation operations, etc., in which a liquid to be treated in which the liquid components are mixed is separated into two or more liquid components. In addition, among the centrifuges, a separation plate type centrifuge having a separation plate group in which a plurality of separation plates are stacked in a rotating body uses a large sedimentation area of the separation plate group to reduce the fine particles in the liquid and the difference in specific gravity. Since the mixed liquid can be separated efficiently, it is used in many fields such as the purification of marine fuel oil or lubricating oil, food, medicine and biotechnology. In addition, the separator type centrifuge is used for cleaning and clarifying the liquid to be treated having a relatively low solid content concentration. On the other hand, the solid content discharge mechanism and the heavy liquid discharge mechanism are used. It is also used when concentrating and cleaning a liquid to be treated having a relatively high concentration.
分離板型遠心分離機は、回転胴及び回転胴の上部を覆う蓋部からなり且つ外周部にスラッジ排出孔を有する回転体と、回転体内に配置された截頭円錐形状の薄板からなる分離板が回転体の軸方向に多数積層して形成された分離板群と、スラッジ排出孔を開閉する弁シリンダまたはスラッジ排出量を調節する排出ノズルと、上端部が回転体の下端軸心部に取り付けられた回転軸とを備えている。また、回転体蓋上端には分離した軽液分と重液分を機外に排出する重液室と軽液室とが設けられ、これらの軽液室及び重液室にはそれぞれの排出管路が回転体蓋の上端部まで延設されている。軽液排出管路は回転体の軸心上に配置され、重液排出管路は軽液排出管路との間に隙間を介して囲む状態で配置され且つこの隙間が管路として形成されている。軽液排出管路及び重液排出管路にはそれぞれ軽液及び重液の吸込み口が形成され、これらの吸込み口は分離板の軸心から所定距離隔てた位置に固定されている。 Separation plate type centrifuge is composed of a rotating body having a rotating body and a lid that covers the upper part of the rotating body and having a sludge discharge hole on the outer periphery, and a separating plate made of a truncated cone-shaped thin plate disposed in the rotating body Is formed by laminating a large number in the axial direction of the rotating body, a valve cylinder that opens and closes a sludge discharge hole or a discharge nozzle that adjusts the sludge discharge amount, and an upper end portion attached to the lower end axis of the rotating body Rotating shaft. In addition, the upper end of the rotating body lid is provided with a separated light liquid and a heavy liquid chamber for discharging the heavy liquid to the outside of the machine, and a light liquid chamber. A path extends to the upper end of the rotating body lid. The light liquid discharge pipe is arranged on the axis of the rotating body, the heavy liquid discharge pipe is arranged in a state of being surrounded by a gap between the light liquid discharge pipe and the gap is formed as a pipe. Yes. Light liquid and heavy liquid suction openings are formed in the light liquid discharge pipe and the heavy liquid discharge pipe, respectively, and these suction openings are fixed at a predetermined distance from the axis of the separation plate.
上記分離板型遠心分離機においては、軽液と重液の分離液の目標比重が変化した場合には分離された軽液と重液の界面を常に分離板の軸心から半径方向の最適位置に設定する必要があるため、重液排出管路の下端に直径の異なる調整板を取り付け、被処理液の種類が変わるごとに調整板を取り替えていた。 In the above separation plate type centrifuge, when the target specific gravity of the light liquid and heavy liquid separated liquid changes, the interface between the separated light liquid and heavy liquid is always the optimum position in the radial direction from the axis of the separation plate. Therefore, an adjustment plate with a different diameter was attached to the lower end of the heavy liquid discharge pipe, and the adjustment plate was replaced each time the type of liquid to be treated was changed.
そこで、特許文献1において、調整板を取り替えることなく軽液と重液の界面を適宜設定できる分離板型遠心分離機が提案されている。この分離板型遠心分離機は、例えば図5〜図7に示すように、回転体1内に積層された截頭円錐形状の分離板2により原液を処理し、分離された重液分(例えば、水分)は重液室6を介して機外に排出し、軽液分(例えば、油分)は軽液室5を介して軽液インペラー7により機外に導出するようにしている。更に、この分離板型遠心分離機は、重液室6の開口部に水平に取り付けられ且つ上面には重液管路13を接続した固定ディスク11と、軽液インペラー7を囲繞して固定ディスク11に回動可能に嵌装され、下部にはガイド溝16が刻設された円板9Aを具備した調整ディスク9と、固定ディスク11と調整ディスク9の間に挿着され、上面には固定ディスク11の下側に回動可能に嵌着するボス部14を有し、下面にはガイド溝16に摺動自在に緩挿するガイド15を突設した重液スキマー12とを具備している。
Therefore, Patent Document 1 proposes a separation plate type centrifuge capable of appropriately setting the interface between light and heavy liquids without replacing the adjustment plate. As shown in FIGS. 5 to 7, for example, the separation plate type centrifuge processes the stock solution by a truncated cone-shaped separation plate 2 stacked in the rotating body 1, and separates the separated heavy liquid (for example, , Moisture) is discharged out of the apparatus through the
上記分離板型遠心分離機では、調整ディスク9の上部に付設された操作ハンドル10を適宜の角度を回動させれば、調整ディスク9の下部の円板9Aに刻設された円弧状のガイド溝16が変位し、ガイド溝16に緩挿している重液スキマー12の下面に突設したガイド15を半径方向の内向きに移動する。重液スキマー12は、図7に示すように、ボス部14を中心として振り子状に水平に可動であるため、ガイド15の移動により重液スキマー12の先端の吸込み口も重液室6の外径側と内径側の範囲(B1−B2の範囲)で移動する。重液スキマー12の先端吸込み口の位置は油分の比重に相当する重液調節板の直径の位置に調整すれば良い。調整ディスク9の回動角度により重液スキマー12の先端の吸込み口の半径方向の位置を連続的に変位できるため処理する軽液の比重に応じて常に最適の位置に設定することができる。
In the separation plate type centrifuge, when the
しかしながら、上述した従来の分離板型遠心分離機における軽液と重液の界面を設定する構造の場合には、操作ハンドル10を用いて重液スキマー12を操作する直動式の可変方法を採用しているため、操作ハンドル10の操作上の安定性に欠け、被処理液毎に重液の自由界面の設定の精度に欠けるという課題があった。
However, in the case of the structure in which the interface between the light liquid and the heavy liquid is set in the above-described conventional separation plate type centrifuge, a direct-acting variable method in which the heavy
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、被処理液が変化しても、軽液と重液の界面を設定する調整板を取り替える必要がなく、分離された重液と軽液の自由界面を最適位置に任意に精度良く確実に設定することができ、しかも短時間で安定的に自由界面を設定することができる分離板型遠心分離機を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above problems, and even if the liquid to be treated changes, there is no need to replace the adjustment plate for setting the interface between the light liquid and the heavy liquid, and the separated heavy liquid and light liquid are not replaced. An object of the present invention is to provide a separation plate type centrifuge capable of arbitrarily and accurately setting a free interface of a liquid at an optimal position and capable of stably setting a free interface in a short time.
本発明の請求項1に記載の分離板型遠心分離機は、上端が開口した回転胴と、この回転胴の上端開口に嵌着された回転体蓋とで内部に分離室を形成する回転体と、この回転体の分離室内の上下方向に所定間隔をもって積層された複数の分離板と、上記分離室で分離した軽液及び重液をそれぞれが流入する重液室及び軽液室と、上記重液室内の軽液を機外に排出する軽液排出管路と、上記軽液排出管路を囲繞し且つ上記重液室内の重液を機外に排出する重液排出管路と、を備えた分離板型遠心分離機において、上記重液排出管路は、上記軽液室側に固定された下部固定円板と、この下部固定円板の上面に形成された嵌合部に回転自在に偏心して嵌合し且つ上記重液室内に重液吸込み口として開口する流路を面内に有する中間調整円板と、この中間調整円板の上面に突設されたピンが嵌入するガイド溝が下面に形成された上部回動円板と、を備え、且つ、上記上部回動円板を回動させる駆動手段を設け、上記駆動手段により上記上部回動円板を回動させることにより、上記中間調整円板のピンが上記上部回動円板のガイド溝に沿って摺動する間に、上記中間調整円板が上記下部固定円板上で偏心回転して上記重液吸込み口の位置を上記重液排出管路の径方向に対して任意に調節できることを特徴とするものである。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a separation plate type centrifugal separator comprising: a rotary body having an upper end opened; and a rotary body having a separation chamber formed therein by a rotary body lid fitted to the upper end opening of the rotary cylinder. A plurality of separation plates stacked at predetermined intervals in the vertical direction in the separation chamber of the rotating body, a heavy liquid chamber and a light liquid chamber into which the light liquid and the heavy liquid separated in the separation chamber respectively flow, and the above A light liquid discharge pipe for discharging light liquid in the heavy liquid chamber to the outside of the machine, and a heavy liquid discharge pipe for surrounding the light liquid discharge pipe and discharging the heavy liquid in the heavy liquid chamber to the outside of the machine. In the separation plate type centrifuge, the heavy liquid discharge pipe is freely rotatable by a lower fixed disk fixed to the light liquid chamber side and a fitting portion formed on the upper surface of the lower fixed disk. An intermediate adjusting disk having an in-plane flow path that is eccentrically fitted into the heavy liquid chamber and opens as a heavy liquid suction port in the heavy liquid chamber, An upper rotating disk in which a guide groove into which a pin protruding from the upper surface of the adjusting disk is fitted is formed on the lower surface, and provided with driving means for rotating the upper rotating disk, By rotating the upper rotating disc by the driving means, the intermediate adjusting disc is moved to the lower portion while the pin of the intermediate adjusting disc slides along the guide groove of the upper rotating disc. The position of the heavy liquid suction port can be arbitrarily adjusted with respect to the radial direction of the heavy liquid discharge pipe by rotating eccentrically on the fixed disk.
また、本発明の請求項2に記載の分離板型遠心分離機は、請求項1に記載の発明において、上記駆動手段は、上記重液排出管路の周面に形成されたギアと、このギアと噛合するギア部を有する手動または自動のギア回動手段とを、有することを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the separation plate type centrifugal separator according to the first aspect, wherein the driving means includes a gear formed on a peripheral surface of the heavy liquid discharge pipe, It has a manual or automatic gear rotation means which has a gear part which meshes | engages with a gear, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明の請求項1及び請求項2に記載の発明によれば被処理液が変化しても、軽液と重液の界面を設定する調整板を取り替える必要がなく、分離された重液と軽液の自由界面を最適位置に任意に精度良く確実に設定することができ、しかも短時間で安定的に自由界面を設定することができる分離板型遠心分離機を提供することができる。 Further, according to the first and second aspects of the present invention, even if the liquid to be treated changes, it is not necessary to replace the adjusting plate for setting the interface between the light liquid and the heavy liquid. It is possible to provide a separation plate centrifuge that can arbitrarily and accurately set the free interface between the liquid and light liquid at an optimal position and can set the free interface stably in a short time. .
以下、図1〜図4に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。尚、図1は本発明の分離板型遠心分離機の一実施形態の全体を示す断面図、図2は図1に示す分離板型遠心分離機の要部を示す断面図、図3は図1に示す分離板型遠心分離機の重液排出管路の下部固定円板を示す図で、(a)はその平面図、(b)はその断面図、図4は図1に示す分離板型遠心分離機の重液排出管路の中間調整円板を示す図で、(a)はその平面図、(b)はその断面図である。 Hereinafter, the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS. 1 is a cross-sectional view showing an entire embodiment of the separation plate type centrifuge of the present invention, FIG. 2 is a cross sectional view showing the main part of the separation plate type centrifuge shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a view showing a lower fixed disk of a heavy liquid discharge pipe of the separation plate type centrifuge shown in FIG. 1, (a) is a plan view thereof, (b) is a sectional view thereof, and FIG. 4 is a separation plate shown in FIG. It is a figure which shows the intermediate | middle adjustment disk of the heavy-liquid discharge pipeline of a type | mold centrifuge, (a) is the top view, (b) is the sectional drawing.
本実施形態の分離板型遠心分離機20は、図1、図2に示すように、鉛直方向の供給管21を中心に駆動機構(図示せず)によって高速回転する、上端が開口した回転胴22と、回転胴22の上端開口に嵌着された回転体蓋23とで内部に分離室24を形成する回転体(図示せず)と、分離室24内の上下方向に所定間隔をもって積層された複数の分離板25と、分離室24で分離した軽液L及び重液Hをそれぞれが流入する軽液室26及び重液室27と、軽液室26内の軽液Lを機外に排出する軽液排出管路28と、軽液排出管路28を囲繞し且つ重液室27内の重液Hを機外に排出する重液排出管路29と、を備え、重液排出管路29以外は従来の分離板型遠心分離機に準じて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the separation
上記軽液排出管路28は供給管21を囲繞すると共に供給管21に固定されている。軽液排出管路28の下端には軽液室26に軽液吸込み口が臨む軽液インペラー28Aが形成され、軽液室26内の軽液を軽液インペラー28Aから吸い込み、軽液排出管路28を介して機外へ排出するようにしている。
The light
上記重液排出管路29は、例えば図2〜図4に示すように、軽液排出管路28の下部に固定された下部固定円板30と、この下部固定円板30の上面に形成された嵌合***部30Aに回転自在に偏心して嵌合し且つ重液室27内に重液吸込み口31Aとして開口する流路を面内に有する中間調整円板31と、この中間調整円板31の上面に突設されたピン31Bが嵌入するガイド溝32A(図1参照)が下面に形成された上部回動円板32と、を備え、上記各円板30、31、32はそれぞれ同一外径を有し、互いに重なった状態で重液室27内に収納されている。また、上部回動円板32は、図1に示すように、重液排出管路29の管路本体29Aの下端において一体化している。尚、これらの部材は、図1に示すように、いずれもケーシング33内に収納されている。
The heavy
即ち、上記下部固定円板30は、図2に示すように軽液排出管路28の下部に固定されている。図3の(a)、(b)に示すように下部固定円板30には軽液排出管路28が貫通する中央孔30Bが軽液排出管路28の大径と略等しい大きさに形成され、軽液排出管路28は中央孔30Bに密着している。下部固定円板30の上面には嵌合***部30Aが円形状に***して形成され、嵌合***部30Aの上面は平坦になっている。また、この嵌合***部30Aの軸心は、図3の(a)、(b)に示すように、下部固定円板30の中央孔30Bの軸心、更に云えば供給管21の軸心及び軽液排出管路28の軸心から偏倚した位置にある。
That is, the lower fixed
図4の(a)、(b)に示すように上記中間調整円板31には円形状の貫通孔31Cが形成され、貫通孔31Cの軸心は中間調整円板31の軸心から偏倚した位置にある。中間調整円板31の下面には貫通孔31Cから拡径する拡径部31Dが形成され、貫通孔31Cと拡径部31Dとの間には段部が形成されている。そして、図1に示すように拡径部31Dには下部固定円板30上面の嵌合***部30Aが嵌合し、図3の(a)に示すように嵌合***部30Aを軸として正逆方向に回転するようになっている。また、中間調整円板31内には外周面から貫通孔31Cの内周面まで貫通する流路31Eが形成され、この流路31Eの外周面における開口が重液吸込み口31Aとして形成されている。つまり、この中間調整円板31の流路31Eが重液インペラーとして形成されている。更に、中間調整円板31の上面にはピン31Bが植設され、このピン31Bが上部回動円板32の下面に径方向に形成されたガイド溝32Aに嵌入している。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the
また、本実施形態の分離板型遠心分離機20は、図1、図2に示すように、上記重液インペラーの上部回動円板32を回動操作する操作ハンドル34を備えている。この操作ハンドル34は、図2に示すように、ハンドル部34Aと、ハンドル部34Aの軸部34Bを回動自在に軸支する軸受け34Cと、軸部34Bの先端に取り付けられた第1傘歯車34Dとを備え、軸受け34Cがケーシング33の上部に固定され、第1傘歯車34Dがケーシング33内に臨んでいる。また、ケーシング33内の重液排出管路29の管路本体29Aにはハブを介して第2傘歯車35が取り付けられている。そして、操作ハンドル34の第1傘歯車34Dと管路本体29Aの第2傘歯車35とは噛合し、上部回動円板32の駆動手段として機能する。従って、操作ハンドル34を手動で操作することよって第1、第2傘歯車34D、35を介して管路本体29Aと一体化した上部回動円板32をきめ細かく正確に回動操作することができる。
In addition, as shown in FIGS. 1 and 2, the separation plate type
尚、操作ハンドル34のハンドル部34Aに電動モータ等を取り付けることによって駆動手段を自動で操作することができる。自動操作する場合には、制御装置(図示せず)に操作用のプログラムを格納し、被処理液の種類に応じて重液Hの自由界面を予め設定しておくことにより、重液H(図5参照)の自由界面を自動的に設定することができる。
The drive means can be automatically operated by attaching an electric motor or the like to the
次に、動作について説明する。被処理液を分離板型遠心分離機20の供給管21から回転体内の分離室24内へ供給すると、回転体が高速で回転しているため、被処理液は、複数の分離板25によってその成分の比重差により遠心力で軽液L(図5参照)、重液H及びスラッジの層に分離する。
Next, the operation will be described. When the liquid to be treated is supplied from the
被処理液を連続的に供給すると、軽液Lは分離板25に沿って半径方向内方へ徐々に移動し、分離室24から軽液室26内に流入する。やがて、軽液Lは軽液室26から軽液インペラー28Aの軽液吸込み口を介して軽液排出管路28へ送り込まれ、機外へ連続的に排出される。
When the liquid to be treated is continuously supplied, the light liquid L gradually moves inward in the radial direction along the
また、重液Hは、回転体蓋23と細隙を隔てた仕切り板の下端から回転体蓋23との隙間へ流入する。重液Hは隙間を流路として回転体蓋23の上方へ流れ、重液室27内へ流入する。やがて、重液Hは重液室27から中間調整円板31の重液吸込み口31Aから流路31Eを経て、下部固定円板30の嵌合***部30Aと上部回動円板32で挟まれた貫通孔31Cに達し、軽液排出管路28の外周面との隙間を経由して重液排出管路29から機外へ排出される。
Further, the heavy liquid H flows into the gap between the
被処理液が変わって重液の自由界面を設定し直す場合には、操作ハンドル34を回動操作して重液インペラーとなる重液吸込み口31Aの位置を変える。即ち、操作ハンドル34を操作すると、軸部34B及び第1、第2傘歯車34D、35を介して上部回動円板32が減速されて回動する。上部回動円板32の回動により、上部回動円板32下面のガイド溝32A及び中間調整円板31のピン31Bを介して中間調整円板31が下部固定円板30の嵌合***部30Aを軸として回動する。この際、下部固定円板30の嵌合***部30Aと中間調整円板31の貫通孔31Cは一致しているが、上部回動円板32の軸心、即ち分離板25の軸心とは一致していないため、中間調整円板31の回動に伴って重液吸込み口31Aが分離板25の軸心から半径方向において図1に示す実線位置から破線位置まで偏倚し、軽液Lと重液Hとの自由界面を最適位置に適合させることができる。つまり、重液吸込み口31Aは、実線位置で分離板25の軸心に最も近く、重液Hの最も多い被処理液の場合の調節位置であり、破線位置で分離板25の軸心から最も遠く、重液Hの最も少ない被処理液の場合の調節位置である。
When the liquid to be treated is changed and the free interface of the heavy liquid is reset, the operation handle 34 is rotated to change the position of the heavy
以上説明したように本実施形態によれば、重液排出管路29は、軽液室26側に固定された下部固定円板30と、下部固定円板30の上面に形成された嵌合***部30Aに回転自在に偏心して嵌合し且つ重液室27内に重液吸込み口31Aとして開口する流路31Eを面内に有する中間調整円板31と、中間調整円板31の上面に突設されたピン31Bが嵌入するガイド溝32Aが下面に形成された上部回動円板32と、を備え、且つ、上部回動円板32を回動させる操作ハンドル34を設け、操作ハンドル34により上部回動円板32を回動させることにより、中間調整円板31のピン31Bが上部回動円板32のガイド溝32Aに沿って摺動する間に、中間調整円板31が下部固定円板30上で嵌合***部30Aを軸として偏心回転して重液吸込み口31Aの位置を重液排出管路29の径方向に対して任意に調節できるため、被処理液が変化しても、軽液と重液の界面を設定する調整板を取り替える必要がなく、分離された重液と軽液の自由界面を最適位置に任意に精度良く確実に設定することができ、しかも短時間で安定的に自由界面を設定することができる。
As described above, according to the present embodiment, the heavy
尚、本発明は上記実施形態に何等制限されるものではなく、本発明の趣旨に反しない限り本発明に包含される。 In addition, this invention is not restrict | limited at all to the said embodiment, Unless it is contrary to the meaning of this invention, it is included by this invention.
本発明は、石油、化学工業、食品工業、医薬品工業、バイオテクノロジーの分野、船舶における潤滑油や燃料油の清浄化などで使用される分離板型遠心分離機に好適に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used for separator plate centrifuges used in the fields of petroleum, chemical industry, food industry, pharmaceutical industry, biotechnology, cleaning of lubricating oil and fuel oil in ships, and the like.
20 分離板型遠心分離機
23 回転体蓋
24 分離室
25 分離板
26 軽液室
27 重液室
28 軽液排出管路
29 重液排出管路
29A 管路本体
30 下部固定円板
30A 嵌合***部(嵌合部)
31 中間調整円板
31A 重液吸込み口
31B ピン
31C 貫通孔
32 上部回動円板
32A ガイド溝
34 操作ハンドル
34D 第1傘歯車(ギヤ部)
35 第2傘歯車(ギヤ部)
20
31
35 Second bevel gear (gear part)
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