JP5627465B2 - フィルタプレス - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に従って、プレスフレームを具備し、このプレスフレームの長手軸に対して横向きに整向された、互いに結合されているフィルタプレートをこのプレスフレームの長手軸に沿って移動可能に軸支するためのフィルタプレスに関し、その際、加圧機構または牽引機構によってプレスフレームの長手軸に沿って移動可能な加圧プレートが備えられており、この加圧プレートは、濾過工程中にフィルタプレートを相互に押圧する。

この種のフィルタプレスは、濾過すべき懸濁液において固形物を液相から分離するために用いられる。この濾過プロセスはフィルタプレートで実施され、その際、複数のフィルタプレートが、互いに接合されてフィルタプレートパケットとなっている。閉鎖シリンダ、通例、液圧式閉鎖シリンダを用いてフィルタプレートパケットに圧力が印加され、これにより、各フィルタプレート間に必要な密閉性を確実に実現することができる。各フィルタプレートは、濾布によって被覆されたフィルタ面を有し、その際、濾過すべき懸濁液が、２つのフィルタプレートの間に形成されたフィルタ室内へ圧入され、濾布に対して押圧される。さらに続いて、濾布とフィルタ面との間に存在する濾液は排出され、濾過ケーキがフィルタ室内に残留する。フィルタプレートを互いに分離することによって、濾過ケーキは剥がれ落ちる。

この場合、多くの用途、例えば鉱業では、サイクルタイムが非常に短い。すなわち、フィルタプレートパケットの閉鎖、濾過すべき懸濁液の充填、濾過自体、フィルタプレートパケットの開放、濾過ケーキの投下および濾布の洗浄を比較的迅速に行わなければならず、わずか数分内で行わなければならないことも多い。その際、遅延の要因は、フィルタプレートパケットの開放と閉鎖である。この工程を迅速化するために、フィルタプレートは、例えばチェーンを介して互いに結合され、これにより、最も外側のフィルタプレートが移動することによって、フィルタプレート全体が互いに引き離されて、濾過ケーキ全体を剥がし落すことができる。しかし、この工程手順は、次々とフィルタプレートが摺動することに比べて、フィルタプレートの移動行程を増大する必要がある。従来技術では、例えば閉鎖シリンダが、フィルタプレートパケットを互いに引き離すためにも用いられるが、これは、複数の短所を伴っている。例えば、閉鎖シリンダを用いることによってプレス容積が制限される。なぜなら、限られたシリンダストロークしか実現できないからである。さらに、シリンダストロークが長い場合、その前提として、オイル量が大きくなり、閉鎖シリンダのピストンロッドが、幅の広い部材にわたって、濾過ケーキの剥落による汚損にさらされる。さらに、ピストンロッドおよびピストンならびにそれらに対応するシールに横方向の力および他の好ましくない荷重がかかる場合にも、短所が明らかとなる。最後に、閉鎖シリンダを用いてフィルタプレートパケットを開放および閉鎖する場合、かなりの時間が必要とされる。これは、閉鎖シリンダが高い閉鎖圧力用に設計されており、迅速にピストンを移動させるようには設計されていないからである。

従ってまた、フィルタプレートパケットを開放および閉鎖するために、長く迅速なシリンダストローク用に設計された補助的な液圧式駆動部を備えることも試みられた。しかしまた、それに応じてピストンロッドを細くすることによって、機械的耐荷重性が小さくなることによる諸問題が生じる。さらに、このような液圧式補助駆動部を複数用いる必要があることが多いが、同期的な動きを確実に実現するために、これらの駆動部を精確に制御しなければならない。最後にまた、これらのシステムでは、ピストンロッドが長く、剥落する濾過ケーキによってピストンロッドが汚損されるという問題が解決されない。

従って、本発明の目的は、これらの短所を回避して、一方ではフィルタプレートパケットのために必要な閉鎖圧力を提供し、しかも、もう一方ではフィルタプレートパケットの迅速な開放および閉鎖を可能にするフィルタプレスを実現することである。さらに、本発明に係るフィルタプレスは、閉鎖シリンダのような機械的構成要素に対する汚損、あるいはフィルタプレートパケットを開放および閉鎖するための機構に対する汚損に対して、改良された保護を提供する。

これらの目的は、請求項１に記載の特徴によって実現される。請求項１は、横桁を有するフィルタプレスを具備したプレスフレームであって、このプレスフレームの長手軸に対して横向きに整向された、互いに結合されているフィルタプレートを横桁の長手軸に沿って移動可能に軸支するためのプレスフレームに関する。その際、加圧機構または牽引機構によって横桁の長手軸に沿って移動可能な加圧プレートが備えられており、この加圧プレートは、濾過工程中にフィルタプレートを相互に押圧する。本発明では、加圧機構または牽引機構がキャリッジ上に配置されていることが提案され、このキャリッジは、このキャリッジ上に配置された駆動ユニットによって横桁の長手軸に沿って移動できる。フィルタプレートが挿入された際、加圧プレートに隣接したフィルタプレートを加圧プレートに結合することができ、キャリッジの移動によってフィルタプレートが互いに離れるように、あるいは互いに向かって近づくように移動させることができる。従って、この別個のキャリッジの特徴によって、加圧機構または牽引機構によりフィルタプレートを互いに押圧するという運動学的工程が、フィルタプレートパケットを開放および閉鎖するという運動学的工程から切り離される。キャリッジ上に配置された駆動ユニットによって、加圧機構または牽引機構のような機械的構成要素の汚損、あるいは駆動ユニット自体の汚損が回避される。

駆動ユニットは、様々な方式で構成することができる。例えば、請求項２で提案されていることは、駆動ユニットが少なくとも１つの歯車を有し、この歯車が横桁上に配置されたラックと係合するということである。これは、駆動ユニットのための簡単な機械技術的な解決手段であり、また、キャリッジを高速化することを可能にする。請求項３に記載のように、ラックの歯が下向きに整向されている場合、ラックのこの整向によって、剥落する濾過ケーキによるラックギアの汚損を低減することができる。

請求項４で提案されていることは、加圧機構または牽引機構が、液圧シリンダを備えた液圧式駆動部を有するということであり、この液圧式駆動部も液圧シリンダもキャリッジ上に配置されている。これによって、加圧機構または牽引機構のための供給機構、例えば液圧管路を短く保つことができる。

請求項５で提案されていることは、キャリッジが少なくとも１つのロックシリンダ有することであり、このロックシリンダは、閉鎖されたフィルタプレートパケットの近傍領域においてプレスフレームの凹部と協働する。従って、フィルタプレートを互いに押圧するために加圧機構または牽引機構が加圧プレートを移動させるときに、この少なくとも１つのロックシリンダは、プレスフレームの横桁でキャリッジを支承する。その際、請求項６に従って、閉鎖されたフィルタプレートパケットの近傍領域にストッパを備えておくことも可能であり、このストッパは、キャリッジの精確な位置決めを確実に実現し、これにより、横桁の凹部に合わせてロックシリンダを調整することができる。

請求項７で提案されていることは、横桁に凹部が設けられていることであり、その際、キャリッジは、側方の押圧ローラを備えており、これらの押圧ローラは、横桁の、キャリッジから遠い側面に沿って転がる。その際、これらの側方の押圧ローラは、ロックシリンダが引き出される際の横桁の***を防止する。また補完的に、補助的な押圧ローラを備えておくこともでき、これらの押圧ローラは、横桁の、キャリッジの方を向いた側面に沿って転がり、これにより、ロックシリンダが引き入れられる際の横桁の凹みを防止することができる。

請求項８で提案されることは、キャリッジの初期位置において閉鎖されたフィルタプレートパケットの近傍領域に、および、フィルタプレートパケットが開放されている際にキャリッジの終端位置に、近接スイッチが配置されているということである。これらの近接スイッチは、キャリッジの位置を検出し、キャリッジの加速あるいは減速を制御する。これにより、キャリッジの移動を最適化することができる。

本発明を、以下に実施例を用いて添付の図を参照しながら詳しく説明する。

フィルタプレートが挿入されていない、本発明に係るフィルタプレスの実施形態の斜視図を示す。 加圧プレートから遠い側から見たキャリッジの斜視図を示す。 キャリッジの側面図を示す。 濾過工程中の、図１の本発明に係るフィルタプレスの実施形態の側面図を示す。 急速排出中の、図１の本発明に係るフィルタプレスの実施形態の側面図を示す。 上方から見た、図１の本発明に係るフィルタプレスの実施形態を示す（フィルタプレートなし）。

図１には、プレスフレームを備えた本発明に係るフィルタプレスの実施形態の斜視図が示してあり、このプレスフレームは、終端スタンド１、横桁２を有し、さらに、横桁２の終端領域に頭部５を有する。その際、頭部５は、特に、フィルタプレートパケット１８を操作する際に生じる加圧力および牽引力を吸収するために用いられる。さらに、横桁２上には、加圧プレート４が、支持ローラ１６を用いて横桁２の長手軸に沿って移動可能に軸支されている。フィルタプレートパケット１８は、加圧プレート４と頭部５との間に存在するが、図１から図３および図６には描かれていない。濾過すべき懸濁液のための、濾過に必要な供給管路、および、排出すべき濾液は、頭部５を通じて案内される。

さらに、本発明では、横桁２上を、キャリッジ３が案内ローラ１０によって案内されている。キャリッジ３は、キャリッジ３上に配置された駆動ユニットを用いて横桁２の長手軸に沿って移動可能である。駆動ユニットは、この実施例では少なくとも１つの歯車９を有し、この歯車は、横桁２上に配置された少なくとも１つのラック７と係合する（図３、図４および図５も参照）。歯車９の制御は、例えば液圧モータ１４を介して実施され、この液圧モータもキャリッジ３上に配置されている。この簡単な配置によって、キャリッジ３の高速化が可能である。

また、キャリッジ３上には、加圧機構または牽引機構が存在し、この機構は、本例では、液圧式閉鎖シリンダ１１および液圧式駆動部１３によって形成される。対応するこの液圧式駆動部１３もキャリッジ３上に配置されており、従って、管路を非常に短く保つことができる。これによって、漏れのリスクは減少し、外部の液圧駆動部から長い管路を引くことが回避される。さらに、図１では、多くのオイル量のための、従って小さな圧力のための第１のモータ１５Ａ、および、少ないオイル量かつ大きな圧力のための第２のモータ１５Ｂを見て取ることができる。第１のモータ１５Ａは、さらに詳細に説明するようにロックのために用いられ、また、閉鎖シリンダの比較的わずかな閉鎖圧力のために用いられ、さらに、第２のモータ１５Ｂは、濾過中に不可欠な、閉鎖シリンダの高い閉鎖圧力を生じるために用いられる。

横桁２には、凹部６が、閉鎖されたフィルタプレートパケットの近傍領域に設けられており、これらの凹部は、キャリッジ３上に両側に配置されたロックシリンダ１２のピストンと協働する（図２も参照）。ロックシリンダ１２は、ロック用液圧システムを介して制御されて、フィルタプレート１７を互いに押圧するために加圧機構または牽引機構が加圧プレート４を移動させるときにキャリッジ３をプレスフレームの横桁２で支承する。その際、凹部６は、例えば青銅ブッシュの形態で構成しておくことができ、横桁２に嵌め込まれている。

さらに、閉鎖されたフィルタプレートパケット１８の近傍領域に、ストッパを備えておくことも可能であり（図１〜図６には示されていない）、このストッパは、キャリッジ３の精確な位置決めを確実に実現し、これにより、横桁２の凹部６に合わせてロックシリンダ１２を整向することができる。従って、閉鎖シリンダのピストンロッドは、精確に適合して凹部６に係入することができる。また、キャリッジ３は、側方の押圧ローラ８を備えておくことが可能であり、これらの押圧ローラは、横桁２の、キャリッジ３から遠い側面に沿って転がり、ロックシリンダ１２が引き出される際の横桁２の***を引き起こす。

さらに、キャリッジ３の移動を、近接スイッチを用いて最適化することが可能である。その際、これらの近接スイッチは、キャリッジ３の初期位置において閉鎖されたフィルタプレートパケット１８の近傍領域に配置されており、また、フィルタプレートパケット１８が開放されている際にキャリッジ３の終端位置に配置されていて、キャリッジ３の検出時、キャリッジ３の減速あるいは加速を引き起こす。

次に、本発明に係るフィルタプレスの機能形態については、以下の通りである。

キャリッジ３は、まず、頭部５から最も離れた外部位置である初期位置にあり、液圧モータ１４を介してキャリッジ３を加速するための制御信号を設定する。次に、キャリッジ３は、頭部５の方へ移動し、その際、フィルタプレートパケット１８を閉鎖する。最後に、近接スイッチが、頭部５に近い最も内側の位置である終端位置におけるキャリッジ３の位置を検出し、液圧モータ１４を介してキャリッジ３を減速するための制御信号を設定する。

ストッパを介して、キャリッジ３は、その終端位置に厳密に位置決めされる。それに続いて、ロック用液圧システムへの制御信号によって、ロックシリンダ１２のピストンロッドが引き出され、これにより、このピストンロッドは凹部６に係入する。液圧式駆動部１３への別の制御信号によって、液圧シリンダ１１のピストンが起動されて引き出され、これにより、加圧プレート４を介して閉鎖圧力を閉鎖されたフィルタプレートパケット１８に印加することができる（図４）。こうして、フィルタプレートパケット１８は、濾過のための準備が整う。濾過中、濾液は、頭部５を通じて導かれている管路を介して放出され、フィルタプレート１７の間に濾過ケーキが生じ、この濾過ケーキは、それに続いて除去されることになる。

次に、濾過の終了後に濾過ケーキを除去できるように、フィルタプレートパケット１８は互いに引き離される。このために、液圧式駆動部１３への制御信号によって、まず液圧シリンダ１１のピストンが引き入れられ、これにより、フィルタプレートパケット１８に対する閉鎖圧力を低減することができる。その際、ストローク行程は５００ｍｍ程度であって短く、従って、この工程にはわずかな時間しか必要とされない。それに続いて、ロック用液圧システムへの別の制御信号によって、閉鎖シリンダ１２のピストンロッドが引き入れられ、これにより、凹部６は解放される。液圧モータ１４への適当な制御信号によって、キャリッジ３の駆動ユニットが起動され、これにより、歯車９とラック７とを介して、キャリッジ３が頭部５から遠ざけられる。フィルタプレートパケット１８の、加圧プレート４の方を向いた最も外側のフィルタプレート１７は、加圧プレート４に結合されており、他の全てのフィルタプレート１７は、例えばチェーンを介してこの最も外側のフィルタプレート１７に結合されている。従って、キャリッジ３の移動によって、閉鎖されたフィルタプレートパケット１８のフィルタプレート１７が互いに引き離されて、濾過ケーキは、重力によって床に落下する（図５、図６）
最終的に、別の近接スイッチが、頭部５から最も離れた最も外側の位置である元の初期位置におけるキャリッジ３の位置を検出し、液圧モータ１４を介してキャリッジ３を減速するための制御信号を設定する。キャリッジ３が停止して濾過ケーキが剥落した後、本発明に係るフィルタプレスは、新たなサイクルのための準備ができた状態にある。

従って、本発明に係るフィルタプレスは、フィルタプレートパケット１８のために不可欠な閉鎖圧力を準備するが、もう一方では、フィルタプレートパケット１８の迅速な開放および閉鎖も可能にする。さらに、液圧式駆動部１３および液圧シリンダ１１、ロックシリンダ１２のためのロック用液圧システム１５、ならびに液圧モータ１４をこのように配置することによって、汚損からの保護が実現される。さらにまた、これらの液圧ユニットのための主要な管路を短く保つことができる。

Claims (5)

1. 横桁（２）を備え、横桁（２）の長手軸に対して横向きに整向され、かつ互いに結合されているフィルタプレート（１７）をこれらの横桁（２）の長手軸に沿って移動可能に軸支するためのプレスフレームを有するフィルタプレスであって、加圧機構または牽引機構によって横桁（２）の長手軸に沿って移動可能な加圧プレート（４）が備えられており、この加圧プレートが、濾過工程中にフィルタプレート（１７）を相互に押圧するフィルタプレスにおいて、
   前記加圧機構または牽引機構がキャリッジ（３）上に配置されており、このキャリッジが、キャリッジ（３）上に配置された駆動ユニットを用いて前記横桁（２）上を横桁（２）の長手軸に沿って移動可能であり、
   前記加圧機構または牽引機構が、液圧シリンダ（１１）を備えた液圧式駆動部（１３）を有し、液圧式駆動部（１３）も液圧シリンダ（１１）も前記キャリッジ（３）上に配置されており、前記駆動ユニットが、前記キャリッジ（３）に配置されている液圧モータ（１４）により駆動されること、および
   前記キャリッジ（３）が、少なくとも１つのロックシリンダ（１２）を有し、このロックシリンダが、閉鎖されたフィルタプレートパケット（１８）の近傍領域において前記横桁（２）の凹部（６）と協働し、前記キャリッジ（３）が、キャリッジの両側において各々、複数の側方の押圧ローラ（８）を備えており、これらの押圧ローラが異なる高さに設けられており、キャリッジの両側でキャリッジの移動方向で見て、各々他方の側のローラと同じ高さに配置されており、かつキャリッジとは反対側の横桁（２）の面に沿って転がることを特徴とするフィルタプレス。
2. 前記駆動ユニットが、少なくとも１つの歯車（９）を有し、この歯車が、前記横桁（２）上に配置された少なくとも１つのラック（７）と係合することを特徴とする請求項１に記載のフィルタプレス。
3. 前記ラック（７）の歯が、下向きに整向されていることを特徴とする請求項２に記載のフィルタプレス。
4. 前記閉鎖されたフィルタプレートパケット（１８）の近傍領域に、ストッパが備えられていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタプレス。
5. 閉鎖されたフィルタプレートパケット（１８）の近傍領域において前記キャリッジ（３）の初期位置に、ならびにフィルタプレートパケットが開放されている際に前記キャリッジ（３）の終端位置に、近接スイッチが配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のフィルタプレス。

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