JP4669840B2 - 掻き取りブレードを備えるソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

本発明は、請求項１の前文によるソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機に関する。

一つ以上の求心ポンプを液体の排出用として有する遠心分離機が、セパレータの分野やソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機の分野で公知である。

また、特に圧力下で、求心ポンプを用いてソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機から液相を排出するものが公知である。これらの場合においては、通常、バッフルプレートを、円錐形のエリアへの移行部、あるいは他の適当な個所にあるスクリュー上に配置する。特に液体レベルに関する遠心分離機の条件を調節するために、求心ポンプは適切に締められている。これによって、プロセス全体、よって、遠心分離機、及び周辺にあり得る構成要素、あるいは出力側の構成要素に無視できない効果がもたらされる。そのため、ソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機の調節には、比較的高い費用がかかり、動作中の調節は限られた範囲内でしか行うことができない。

本発明の目的は、液体排出口として求心ポンプを有するソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機の動作及び特に調節性を改善することである。

この課題は請求項1に記載された目的を用いることによって達成できる。

したがって、上述したタイプのソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機の場合、できればドラムが回転中の運転において、特に連続的に調節できることが望ましく、求心チャンバセクション内の求心ポンプの正面に連結される絞り装置が、オーバーフローディスクを追加的に備えてもよい排出口の後ろに配置又は結合されている。

したがって、上述したタイプのソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機の場合、ドラムの回転時に動作することが好ましく、特に連続的に調節可能であり、求心チャンバセクション内の求心ポンプの正面に連結されている絞り装置が、オーバーフローディスクを追加的に備えてもよい排出口の後ろに配置又は結合されている。この絞り装置によって、液体出口の断面を絞ることによって、従って、ドラムと、求心ポンプ、又はグリッパの正面に位置する絞り装置の間の流動抵抗を変化させることによって、バッフルプレートの動作に作用するとともに、遠心分離機のドラム内の液体レベルに作用することが可能となる。このため、遠心分離機内の条件を制御及び／又は調整する可能性を驚くほど最適化することができる。

それ自体が既に遠心分離機内の液体レベルをある程度制御できる求心ポンプを使用する場合は、これまでまだ考察されていないが本発明によって認められるような求心ポンプ正面の追加的な絞り装置によって、ドラム内の液体レベルを制御及び／又は調整する場合に、特別な利点を有する。

特に好ましく、費用効果の高い改良型によると、絞り装置は、動作中に静止している構成要素として構成されてもよい。しかしながら、あるいは、動作中に、特にドラムとともに回転する構成要素として構成されてもよい。

改良型によると、絞り装置は、少なくとも一つ以上の可動ディスク体、スライド体、及び／又は空気圧あるいは水圧によって操作可能なベローズ、あるいはできれば排出口に個別に配置され排出口を多少開閉することができる膜体を有する。

この場合、絞り装置が求心チャンバセクション内に配置され、かつ排出口の後ろ及び求心ポンプの正面に位置する可動絞りディスクとして構成されることが好ましい。また、バッフルプレートをスクリュー上に配置することが特に好ましい。

ドイツ国特許公開３９２１３２７Ａ１から、圧力ベローズ等の調節エレメントの堰の形成については公知である。また、絞り装置に、そのような圧力ベローズを実装することも可能である。しかしながら、この場合、特に、絞りディスクが同時回転しない将来の改良型のものにおいては、構成が簡単で容易に調節可能な絞りディスクが好ましい。

特に、求心ポンプを有するソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機を使用する場合、遠心分離機内の液体レベルに作用する追加の絞り装置を使用することが特に好ましい。欧州特許第０７０２５９９Ｂ１には、軸対称に移動可能な絞りディスクが、ドラムの外側にある遠心ドラムの外側のドラム蓋にあるオーバーフロー型流路に使用されているものが既に開示されているが、この場合の絞りディスクは、動作中に静止している部品として構成されており、軸対称に可動、特に、オーバーフロー堰に対して軸対称に摺動可能となるように構成されている。静止した絞りディスクの使用により流動抵抗が堰に生じるが、堰と絞りディスクの間の軸距離が小さい程その流動抵抗は増加する。流動抵抗が増加するにつれて、流路にはより高い液圧が必要となり、そのため、求心ドラム内の液体レベルが上昇する。堰と絞りディスクの軸距離が大きくなると、求心ドラム内の液体レベルは、基本的に堰又は排出口の流路によってのみ起こる値まで低下する。しかしながら、求心ポンプを有する遠心分離機において絞りディスクを使用することは、この明細書では考察されていない。なぜならば、求心ポンプ自身が既にドラム内の液体レベルをある程度調整可能なためである。この調整は、逆圧に対応する方法で液体レベルの調整に作用する排出管のバルブを調節する方法で行われる。

求心ポンプをドラム内の、可動であり、特に軸対称に調節可能である絞りディスクと組み合わせることは驚くほど効果的である。なぜならば、そうすることによって求心ポンプを用いる場合にも、動作中のプール深度を連続的に調整することが可能となり、その結果求心チャンバセクション及びデカンタ型ドラム内のプール深度間の最適比を、絞り排出管なしでも調節することが可能となるためである。

この場合、例え非回転式の更なる改良型においても、絞りディスクは、欧州特許第０７０２５９９Ｂ１の絞りディスクの場合とは非常に異なった方法において、ドラムにおける最先端な技術におけるものとは驚くほど異なって配置されている。

また、最先端な技術に関しては、ドイツ国特許公開第３７２８９０１Ｃ１に記載されている最先端技術によれば、上記のタイプのソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機の場合、次のような構成が示されている。即ち、渦流スペースが堰ディスクに形成され、それが流路開口部において渦流スペースの対称軸がドラムの回転軸に対して平行となり、同じ半径を持つ位置に来るように配置されている。さらに、その供給パイプは求心ドラムの回転軸からの半径が排出管の回転軸に比べより大きくなっている。
この方法では、２つの液体レベルにおける動作が可能であるが、その間における調節は行うことができない。

排出が難しいパルプの場合、スクリュー上のバッフルプレートの正面及び後ろにおいてΔｐで排出される間、水圧による支えが必要とされることがよくある。液体排出部における半径の調整が、厳格にこの値に調節されると、始動プロセスの間の固体側において液体の浸透が期待できる。なぜならば、バッフルプレートにおいて固体によるクロージャーが十分に形成されていないためである。反対に、調整する半径の調節が大きい場合、最大プール深度／清澄効果を得ることはできない。絞りディスク及び求心ポンプの組み合わせを用いることにより、プール深度を可能な最大値まで上昇させるために、十分な層形成、又は固形物によるクロージャーがバッフルプレートにおいて行われるまで「浅いプール」での動作が、始動条件において簡単な方法で実施可能である。そのため、本発明によって、排出することが難しいパルプを、求心ポンプを用いて申し分なく処理することが可能となる。

このため、調節のために非回転式求心ポンプが絞られることはなくなり、一回の適切な調節を行うことで、動作中にドラム内の条件を調整することも可能となる。

スクリュー上の求心ポンプ及びバッフルプレートの組み合わせによる非回転式が好ましい軸対称に移動可能な絞りディスクは、ソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機を起動する時に特に有利である。また、この利点は、最先端な技術においては特に認識されていない。

更に、流入口や品質における変動を補正することができ、その結果、時間内に最適動作点でデカンタを作動できるように（効率）、動作中にプール深度（すなわち、液体出レベルの深度）に作用できることが要求されることがよくある。これは、求心ポンプを有するデカンタの場合、以前は、排出管を絞って用いることによってのみ可能であった。

絞りディスクは、動作中静止している部品又は伴って回転する部品として構成することができる。欧州特許第０７０２５９９Ｂ１に記載された理由により、静止した部品としての構成が好ましい。

絞りディスクは、動作中に回転しない静止した供給パイプや供給パイプと連結する構成要素を貫通する連接棒を用いて動かすことができるならば、動作中に静止するように構成することは容易である。この場合、絞りディスクは、供給パイプ及び／又は求心ポンプ上に移動可能に誘導されることが特に望ましい。

本発明の更に効果的な改良点については、残りの従属項に述べる。

以下、本発明の詳細に関し実施形態を用いて説明する。

図１は、回動可能なドラム２及び回動可能なスクリュー３を有するソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機の断面図である。回動可能なドラム２及び回動可能なスクリュー３は、動作中、互いに異なる回転速度を有する。すなわち、互いに相対的に回転する。

スクリュー３は、内部スクリュー体４及び外部スクリューブレード５を有する。スクリュー３は、スクリュー３の円錐形のエリアへ移行するエリア内にある、端部の一方に向かって円錐形に先細りし、バッフルプレート６をスクリュー３の円錐形のエリアに配置する。

ドラム２は、端部に向かって円錐形に先細りするシェル７を有する。ドラム２のこの端部には、固形物排出部８が形成されている。

先細りした端部から離れた方に面する第２の端部では、ドラム蓋９が、ドラム２を軸対称に塞いでいる。詳細な説明は省略するが、その内周には、ディストリビュータ２３を用いて遠心材料を供給する供給パイプ１０が、ドラム蓋９をドラム２へと貫通する。ここで、供給パイプ１０は、ドラム２が回転している時の動作中のドラム２に対して静止している。

求心チャンバセクション１２が、ドラム蓋９の後ろに連結されている。ドラム蓋９は、オーバーフロー型排出口１１を有し、その内径は、その蓋に取り付けられたリングディスク１６によって境界付けられる。そして、求心チャンバセクション１２は、ドラム蓋９に回動できないように連結される。

求心チャンバセクション１２は、ドラムの後ろから外部へ連結された求心チャンバセクション１２を境界付ける段付きリングアタッチメントから成り、液相を排出する求心ポンプ１３が、出力側に連結される。供給パイプ１０、及び、必要であれば供給パイプ１０と結合する求心ポンプ１３のシャフトアタッチメント２１がリングアタッチメント２２を貫通する。また、求心ポンプ１３は、供給パイプ１０上に静止あるいは回動できないように配置され、求心ポンプ１３のシャフトアタッチメント２１の排出ダクト１４を介して液体を出口１５へと誘導する。

求心チャンバセクション内において、求心ポンプ１３及び排出口の間、あるいは、ここでは、リングディスク１６との間に、絞りディスク１７を配置する。絞りディスク１７は、外周が排出口の内周より大きい、又は等しいことが好ましい。

絞りディスク１７は、ドラム２に対して軸方向に移動可能、すなわち、軸方向に摺動可能又は旋回可能に配置され、排出口からの距離を完全又は部分的に変えることができる。ここで、絞りディスクは、供給パイプ１０上に摺動可能に配置され、その場合、例えば、絞りディスク１３のシャフトアタッチメント２１を貫通する少なくとも一つの連接棒１８を用いて動かすことができる。例えば、一つ以上の連接棒１８を動かし、絞りディスク１７を動かす電気駆動装置１９を、絞りディスク１７から遠い方に面する連接棒１８の端部に適用する。

絞りディスク１７は、図２のｂを参照すると、外部絞りディスクセクション２０、パイプ型センタセクション２４、及びここでは絞りディスクセクション２０に対して軸方向にオフセットするように配置される内部リングセクション２５から成る。パイプ型セクション２４は、供給パイプ１０のリングアタッチメント２６上及び絞りディスクのリングアタッチメント２７上に密閉されるように、かつ移動できるように誘導される。

図１の構成を用いることによって、ドラム内のプール深度（グレイ）を連続的に調整することが可能となり、求心チャンバセクション１２への流速とドラム２内のプール深度との最適比を調節することが可能となる。このように、特に冒頭に説明した好ましい効果を達成することができる。この場合、絞りディスク１７は、求心ポンプ１３及び排出口１１間で動かすことができる。

絞りディスク１７及び排出口１１の間が比較的狭いギャップの例（図２）又は比較的広いギャップの例（図３）において、図２及び３では、絞りディスク１７の効果を説明する。それぞれの場合において、実際の排出は求心ポンプ１３を用いて行うが、一方、排出の質及びドラム内のプール深度を調整は、絞りディスク１７を用いて行う。また、求心ポンプ１３、絞りディスク１７、及び絞りディスクと相互作用するスクリュー上のバッフルプレート６の組み合わせが特に好ましく、これにより、条件を特に好ましく調節することができる。このように、可能な限り最大値までプール深度を上げるために、例えば、絞りディスク１７を用いて、いわゆる浅いプール、すなわち、低プール深度である他の条件を、ドラム内に固体物の層が十分に形成されるまで、動作中に用いることができる。このように、絞り装置を用いることによって、オーバーフローレベルが調節されるだけでなく、排出部を絞ることによってプール深度にも作用する。

図４は、絞りディスク１７が求心チャンバセクション１２に配置されない最先端な技術によるソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機を示す。

本発明によるソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機のドラムの断面図である。 図２のａは第１の動作条件におけるソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機の断面図である。図２のｂは図２のａの切り抜き部を拡大した図である。 図３のａは第２の動作条件におけるソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機の断面図である。図３のｂは図３のａの切り抜き部を拡大した図である。 ソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機のドラムの断面図である。

符号の説明

１…ソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機
２…ドラム
３…スクリュー
４…スクリュー体
５…スクリューブレード
６…バッフルプレート
７…ドラムシェル
８…固形物排出部
９…ドラム蓋
１０…供給パイプ
１１…排出口
１２…求心チャンバセクション
１３…求心ポンプ
１４…排出ダクト
１５…出口
１６…リングディスク
１７…絞りディスク
１８…連接棒
１９…電気駆動装置
２０…絞りディスクセクション
２１…シャフトアタッチメント
２２…リングアタッチメント
２３…ディストリビュータ
２４…パイプ型セクション
２５…内部リングセクション
２６…リングアタッチメント
２７…リングアタッチメント

Claims (13)

1. 回転可能なドラム（２）であって、前記ドラムの一端に配置された固形物排出部（８）、および、前記一端とは反対側にある他端にドラム蓋（９）と共に配置された少なくとも一つ以上の堰型の排出口（１１）を有するドラム（２）と、
   前記ドラムに対して異なる回転速度で回転可能なスクリュー（３）と、
   前記ドラム蓋（９）の下流側に配置された求心チャンバセクション（１２）であって、
   前記ソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機（１）から液相物を排出するために設けられた求心ポンプ（１３）、および、
   前記求心チャンバセクションにおいて前記求心ポンプ（１３）の上流側で且つ前記排出口（１１）の下流側に配置された、前記液相物に対する流動抵抗を変更するように調節可能な絞り装置（１７）、
   を有する求心チャンバセクション（１２）と、
   を備えたソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
2. 前記絞り装置（１７）は、前記ドラムの回転時の動作中に調節することができることを特徴とする、請求項１に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
3. 前記絞り装置（１７）は、プール深度の連続的な調節を可能とすることを特徴とする、請求項１に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
4. 前記スクリューには、バッフルプレート（６）が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
5. 前記絞り装置（１７）は、動作中に静止しているエレメントとして構成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
6. 前記絞り装置（１７）は、動作中、前記ドラムとともに回転するエレメントとして構成されていることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
7. 前記絞り装置（１７）は、少なくとも一つ以上の可動ディスク体、スライド体、及び／又は空気圧あるいは水圧によって操作可能なベローズ、あるいは、前記排出口に個別に直接配置される膜体を有することを特徴とする、請求項３又は４に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
8. 前記絞り装置は、前記求心チャンバセクション（１２）に配置され、前記排出口の下流側に配置され、前記求心ポンプ（１３）の上流側に配置された絞りディスク（１７）として構成されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
9. 前記絞りディスクは、軸対称に移動可能な構成を有することを特徴とする、請求項８に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
10. 前記絞りディスク（１７）は、旋回可能な構成を有することを特徴とする、請求項８に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
11. 前記絞りディスクは、動作中に回転しない静止した供給パイプ（１０）が貫通する少なくとも一つの連接棒（１８）、又は前記供給パイプ（１０）に連結した構成要素を用いて動かすことができることを特徴とする、請求項８に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
12. 前記絞りディスクは、移動可能に前記供給パイプ（１０）及び／又は前記求心ポンプ（１３）へ誘導されることを特徴とする、請求項１１に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。
13. 前記絞りディスク（１７）は、前記求心ポンプ（１３）及び前記排出口（１１）の間で動くことが可能であることを特徴とする、請求項８〜１２のいずれか一項に記載のソリッドボウル・スクリュー型遠心分離機。

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