專利名稱：沉降式離心分離機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種從原液分離出液體和固體濾餅的沉降式離心分離機，特別是涉及一種可有效地清洗濾餅的沉降式離心分離機。
背景技術：
過去，具有脫液功能和清洗功能的沉降式離心分離機為大家所知，一般稱為網狀轉筒(スクリ一ンボウル)式。
在這里，根據(jù)圖7說明典型的現(xiàn)有網狀轉筒式沉降式離心分離機。
該沉降式離心分離機具有外側回轉筒100和在該外側回轉筒100內相對回轉的螺旋輸送器200。
外側回轉筒100一體形成大直徑部101、縮徑部102及小直徑部103。在大直徑部101的端面部形成澄清液排出孔即堰104，在小直徑部103的端部附近形成濾餅排出孔105。小直徑部103在其外周壁108形成濾液排出孔107。該外周壁108的內周面由多孔質體106覆蓋。
與外側回轉管100存在一定差速地進行回轉的螺旋輸送器200具有回轉軸即輪轂201和固定于該輪轂201的螺旋片202。在輪轂201內部設有清洗液室203，在那里設有清洗液噴嘴204。
作為處理對象物的原液由設于輪轂201內并且不回轉的原液供給管300供給到大直徑部101內。清洗液通過設于原液供給管300外周的洗滌液供給管301從清洗液供給口302供給到上述的清洗液室203內。
從原液供給管300供給到大直徑部101內的原液由離心力推到大直徑部101的內周面。原液中的液體從形成于大直徑部101的端部的堰104排出，原液中的濾餅由螺旋片202輸送，經縮徑部102、小直徑部103從濾餅排出口105排出。小直徑部103內的濾餅在由清洗液清洗的同時被脫液。
然而，在以上述那樣的現(xiàn)有技術中，濾餅大體形成將螺旋片202的濾餅排出口105側的面為一邊的三角形斷面，并由螺旋片202強制地輸送，所以，即使對該大體為三角形斷面的部分噴射清洗液，清洗也基本上僅是在濾餅的傾斜表面流過，不能流入到濾餅的內部，存在濾餅的清洗效果低的問題。為了提高清洗效果，如供給大量的清洗液，則不僅廢液量增加，而且由于損害了脫液效果，必須加長過濾部分，不能獲得良好的脫液效果，結果，裝置全長增大，裝置成本增加。
另外，在其它現(xiàn)有技術中，為了提高濾餅的清洗效果，嘗試著在螺旋片間與外側回轉筒隔開適當距離地設置刮板或刮刀，破壞山形的濾餅，噴射清洗液，但這些部分成為濾餅輸送的阻力，需要更大的動力，并且機械自身的清洗困難，存在濾餅聚積導致堵塞的危險，所以，不能大量而且穩(wěn)定地對處理物進行處理。另外，在該現(xiàn)有技術中，部分個數(shù)增加導致裝置成本增加。
發(fā)明的公開本發(fā)明的目的在于提供一種沉降式離心分離機，該沉降式離心分離機著眼于這樣的現(xiàn)有問題，在不增加清洗液供給量也不增加部件數(shù)目的前提下，提高濾餅的清洗效率。
為了達到上述目的的沉降式離心分離機具有回轉筒和可在該回轉筒內進行相對回轉的螺旋輸送器，上述回轉筒具有向內部供給原液的圓筒狀的大直徑部、從該大直徑部逐漸減小內徑的縮徑部、及連接到該縮徑部的小內徑側的小直徑部，上述小直徑部在其外周壁的一部分或全部形成微細濾液排出孔，并在與上述大直徑部相反側的端部形成濾餅排出口，在上述小直徑部內設置清洗液供給裝置，該清洗液供給裝置向從上述大直徑部經上述縮徑部送來的濾餅供給清洗液；其特征在于上述螺旋輸送器在上述小直徑部內具有多個用于將上述濾餅輸送到上述濾餅排出口的螺旋片，多個上述螺旋片具有分別在該螺旋片的前端與上述小直徑部的內周面之間形成小間隙的小間隙形成部和形成大間隙的大間隙形成部，多個上述螺旋片的上述大間隙形成部的整個區(qū)域在上述螺旋輸送器的回轉軸方向的同一位置與其它螺旋片的上述小間隙形成部重復。
大間隙指小間隙部2倍以上的大間隙。
在上述沉降式離心分離機中，上述清洗液供給裝置最好設在上述大間隙形成部的上述大直徑部側。上述清洗液供給裝置最好朝著上述大間隙形成部的上述大直徑部側的螺旋表面噴射上述清洗液。
另外，在以上沉降式離心分離機中，上述螺旋片的上述大間隙形成部和位于上述回轉軸方向的同一位置的其它螺旋片的上述小間隙部最好在該大間隙形成部回轉1/2轉以上時通過同一點地進行設置。
在以上的沉降式離心分離機中，最好位于上述大間隙形成部的上述濾餅排出口側的濾餅通過上述小直徑部的內周面與該大間隙形成部之間的上述大間隙，在該大間隙形成部的上述大直徑部側形成與該大間隙實質上具有相同尺寸的厚度的濾餅殘層，設定上述大間隙的尺寸和上述大間隙形成部的長度，使得在該大間隙形成部結束即將轉移到上述小間隙形成部之前，不在該大間隙形成部的上述濾餅排出口側的螺旋片表面施加上述濾餅的接觸壓。
按照本發(fā)明，不增加部件數(shù)目和清洗液，在螺旋片形成大間隙形成部，向通過那里的薄的濾餅殘層供給清洗液，所以，可提高清洗效果。特別是在向大間隙形成部的大直徑部側的螺旋片面供給清洗液的場合，由于向薄的濾餅殘層的全體均勻地供給清洗液，所以可進一步提高清洗效果。
附圖的簡單說明

圖1為本發(fā)明第1實施形式的沉降式離心分離機的斷面圖。
圖2為示出本發(fā)明第1實施形式的小直徑部內的螺旋片的形狀的說明圖。
圖3為示出本發(fā)明第1實施形式的小直徑部內的特定領域中的濾餅輸送狀況和濾餅清洗狀況的說明圖。
圖4為圖3中各位置的斷面圖。
圖5為示出本發(fā)明第1實施形式的小直徑部內的各位置的濾餅輸送狀況的說明圖。
圖6為示出本發(fā)明第2實施形式的小直徑部內的螺旋片的形狀的說明圖。
圖7為現(xiàn)有網狀轉筒式沉降式離心分離機的斷面圖。
實施發(fā)明的最佳形式下面利用圖1-圖6說明本發(fā)明的沉降式離心分離機的各種實施形式。
首先利用圖1-圖5說明本發(fā)明的沉降式離心分離機的第1實施形式。
本實施形式的沉降式離心分離機基本上與圖7中說明的現(xiàn)有沉降式離心分離機相同，具有外側回轉筒100和螺旋輸送器200A(示出圖1中)，但外側回轉筒100的小直徑部103內的螺旋片構成和清洗液噴嘴的安裝位置和安裝方向與現(xiàn)有離心分離機不同。在這里，對于與現(xiàn)有離心分離機相同的部位，采用相同的符號，省略其說明，關于不同的部位，將在下面詳細進行說明。
如圖1所示，在小直徑部103內，于螺旋輸送器200A的輪轂201設置第1螺旋片211和第2螺旋片212。各螺旋片211、212具有在螺旋片前端與小直徑部103的內周面之間形成小間隙d1的小間隙形成部211a、212a和形成大間隙d2的大間隙形成部211b、212b。在圖1中，螺旋片中的空白部示出小間隙形成部211a、212a，格子模樣部示出大間隙形成部211b、212b。清洗液噴嘴214配置在大間隙形成部211b、212b的大直徑部側(后方)，而且，朝可對該大間隙形成部211b、212b的大直徑部側的螺旋片表面噴射清洗液的方向設置。
在這里，利用圖2詳細說明各螺旋片211、212的小間隙形成部211a、212a及大間隙形成部211b、212b。在圖2中，①示出第1螺旋片211，②示出第2螺旋片212，虛線示出小直徑部的內周面。另外，在圖2(a)中，橫軸示出小直徑部內的回轉軸C方向的位置，縱軸示出回轉軸C周圍的角度，在該坐標系內，示出各螺旋片211、212的形狀。另外，在圖2(b)中，示出回轉軸方向的各螺旋片211、212的形狀。
該實施形式的小直徑部的回轉軸方向的尺寸為1000mm，在該小直徑部內整個區(qū)域中以100mm的間隔設置第1螺旋片211。另外，第2螺旋片212在小直徑部內的大體整個區(qū)域設置在第1螺旋片211之間。
各螺旋片211、212的大間隙形成部211b、212b按每495°的間隔以270°的角度寬度形成。另外，各螺旋片211、212的小間隙形成部211a、212a按每270°的間隔以495°的角度寬度形成。各螺旋片211、212的大間隙形成部211b、212b的整個區(qū)域當該大間隙形成部211b、212b進行1/2轉(180°)時，位于回轉軸方向的同一位置的另一螺旋片212、211的小間隙部212a、211a通過同一點。下面具體地進行說明。第1螺旋片211的大間隙形成部211b的始點s和終點e分別與位于回轉軸方向同一位置的第2螺旋片212的小間隙形成部212a上的點s’、e’重復。為此，通過小直徑部103的內周面與各螺旋片211、212的大間隙形成部211b、212b之間的大間隙d2而殘留下來的濾餅殘層由另一螺旋片212、211的小間隙形成部212a、211a輸送到濾餅排出口105一方。
為了便于以下說明，形成于各螺旋片211、212的所有大間隙形成部211b、212b的后方的濾餅殘層的區(qū)域，從大直徑部側依次設為第1濾餅殘層區(qū)域Ⅰ、第2濾餅殘層區(qū)域Ⅱ、…、第7濾餅殘層區(qū)域Ⅶ。
清洗液噴嘴214不是設在各螺旋片211、212的所有大間隙形成部211b、212b的大直徑部側，換言之，不是設在所有濾餅殘層區(qū)域，在該實施形式中，僅設置在第2濾餅殘層區(qū)域Ⅱ和第4濾餅殘層區(qū)域Ⅳ的位置。
下面利用圖3和圖4說明特定區(qū)域(第2濾餅殘層區(qū)域Ⅱ和其周圍區(qū)域)的濾餅輸送狀況和濾餅清洗狀況。圖3為了使得小直徑部內的狀況易于理解，將回轉筒展開，以直線表現(xiàn)螺旋片，圖的上部為螺旋輸送器的輪轂方向，圖的下部為小直徑部的外周側方向。另外，圖4(a)(b)(c)(d)(e)分別示出圖3中的a-a斷面、b-b斷面、c-c斷面、d-d斷面、e-e斷面。另外，在圖3和圖4中，省略了濾餅通過螺旋片的小間隙形成部211a、212a與小直徑部內周面之間形成的非常薄的濾餅殘層。
如圖3和圖4(a)所示那樣，第2螺旋片212的小間隙形成部212a在移動到濾餅排出口側的過程中，濾餅C1如現(xiàn)有技術中所述那樣被推到該小間隙形成部212a的濾餅排出口側的螺旋片表面，斷面成為以該面為一邊的三角形地被朝濾餅排出口側輸送。
如圖3和圖4(b)(c)所示，當濾餅到達第2螺旋片212的大間隙形成部212b時，濾餅僅是通過該大間隙形成部212b與小直徑部103的內周面之間的大間隙d2，不輸送濾餅，在大間隙形成部212b的后方即第2濾餅殘層區(qū)域Ⅱ，形成濾餅殘層C2。為此，位于大間隙形成部212b的濾餅排出口側(前方)的濾餅從大間隙形成部212b的始端s到終端逐漸減少，在終端e，應輸送的濾餅消失。形成于大間隙形成部212b后方的濾餅殘層C2為與大間隙d2的尺寸相對應的厚度。
在大間隙形成部212b的后方的螺旋面和開始形成濾餅殘層C2的部分，從清洗液噴嘴214供給清洗液。即，濾餅從大間隙形成部212b通過到后方，在開始形成濾餅殘層C2的過程中，清洗液依次供給到濾餅殘層C2。為此，相對該濾餅殘層C的全表面，均勻地供給清洗液。供給到開始形成濾餅殘層C2的部分的清洗液在回轉筒100的回轉產生的離心力的作用下，在極短時間內滲透到濾餅層。一邊溶解濾餅層內的溶解成分(雜質)，一邊朝多孔質體106一方移動，其大部分通過多孔質體106，從濾液排出孔107排出到機外。
這樣，在本實施形式中，由于將清洗液供給到大體與回轉筒100的回轉產生的離心力垂直的濾餅殘層C2的表面，所以，清洗液不在濾餅表面流動，基本上全部滲透到濾餅內部。另外，由于濾餅殘層C2的厚度比斷面大體為三角形的濾餅C1的高度低，所以，供給到濾餅殘層C2的清洗液基本上在通過濾餅殘層C2后，都確實地通過多孔質體106和濾液排出孔107排出到機外。另外，在本實施形式中，如上述那樣，對濾餅殘層C的整個表面均勻地供給清洗液。因此，在本實施形式中，由一次清洗，可獲得針對所有濾餅殘層C2的均勻的高清洗效果。
另外，由于時常在濾餅作用離心力，所以，時常在第2濾餅殘層區(qū)域Ⅱ的濾餅作用脫液作用。為此，在本實施形式中，由于可在第2濾餅殘層區(qū)域Ⅱ對均勻擴展的濾餅施加脫液作用，所以可獲得高的脫液效果。
如圖3和圖4(c)(d)所示那樣，通過第2螺旋片212的大間隙形成部212b的濾餅殘層C2依次被刮取聚集到位于第2螺旋片212的大間隙形成部212b后方的第1螺旋片211的小間隙形成部211a，在該小間隙形成部211a的前面依次聚集濾餅，如圖3和圖4(e)所示那樣，再次形成斷面大體為三角形的濾餅層C1。該濾餅層C1由第1螺旋片211的小間隙形成部211a朝濾餅排出口側輸送，當?shù)竭_第1螺旋片211的大間隙形成部211b時，通過這里，在其后方，即第3濾餅殘層區(qū)域Ⅲ，再次成為濾餅殘層C2。這樣，在本實施形式中，通過將濾餅反復形成為大體三角形斷面和層狀，從而使濾餅被破壞和攪拌，所以，可進一步提高清洗效果和脫液效果。
之后，濾餅直到第4濾餅殘層區(qū)域Ⅳ、…、第7濾餅殘層區(qū)域Ⅶ被同樣地處理，最后，被輸送到濾餅排出口105，從那里被排出到外部。在該實施形式中，如上述那樣，清洗液噴嘴214由于僅設置在第2濾餅殘層區(qū)域Ⅱ和第4濾餅殘層區(qū)域Ⅳ的位置，所以，在第3濾餅殘層區(qū)域Ⅲ、第5濾餅殘層區(qū)域Ⅴ、第6濾餅殘層區(qū)域Ⅵ、第7濾餅殘層區(qū)域Ⅶ中，不向濾餅殘層C2供給清洗液。
在該實施形式中，僅在第2濾餅殘層區(qū)域Ⅱ和第4濾餅殘層區(qū)域Ⅳ向濾餅殘層供給清洗液，是考慮到作為濾餅自身的性質，其透液性較差。這是因為，當濾餅的透液性差時，即使在第2濾餅殘層區(qū)域供給清洗液，在第2濾餅殘層區(qū)域內也不終止排出清洗液，當繼續(xù)供給第3濾餅殘層區(qū)域內的清洗液時，在濾餅層上聚集清洗液，相反，清洗和脫液的效果下降。相反，在處理透液性良好的濾餅的場合，可連續(xù)地向第1濾餅殘層區(qū)域Ⅰ、第2濾餅殘層區(qū)域Ⅱ、第3濾餅殘層區(qū)域Ⅲ供給清洗液。
在該實施形式中，由于在第4濾餅殘層形成區(qū)域Ⅳ的前方完全未供給清洗液，所以，專門形成第5、6、7濾餅殘層形成區(qū)域初一看沒有用，但是，對擴展成層狀的濾餅反復作用離心力，可進一步提高脫液效果。
下面利用圖5說明回轉軸方向的各位置的濾餅輸送狀況。
在第1螺旋片211的小間隙形成部211a，當將濾餅輸送到第1濾餅殘層形成區(qū)域Ⅰ時，第1螺旋片211從小間隙形成部211a變到大間隙形成部211b，所以，在該第1濾餅殘層形成區(qū)域Ⅰ中，濾餅殘層C2留在第1螺旋片211的大間隙形成部211b的后方。該濾餅殘層C2相對第1螺旋片211的大間隙形成部211b滯后半轉(180°)，在通過第1濾餅殘層形成區(qū)域Ⅰ的第2螺旋片212的小間隙形成部212a被刮取，輸送到第2濾餅殘層形成區(qū)域Ⅱ。第2螺旋片212到達第2濾餅殘層形成區(qū)域Ⅱ時，從小間隙形成部212a變化到大間隙形成部212b。為此，在第2濾餅殘層形成區(qū)域Ⅱ中，濾餅殘層C2殘留在第2螺旋片212的大間隙形成部212b的后方，對該濾餅殘層C2供給清洗液。
該濾餅殘層C2相對第2螺旋片212的大間隙形成部212b滯后半轉(180°)，在通過第2濾餅殘層形成區(qū)域Ⅱ的第1螺旋片211的小間隙形成部211a被刮取，輸送到第3濾餅殘層形成區(qū)域Ⅲ。
之后，一邊進行同樣的處理，一邊將濾餅輸送到濾餅排出口105。
如上述那樣，在本實施形式中，通過改變小直徑部103內的螺旋片形狀，改變清洗液噴嘴214的位置和方向，從而在小直徑部103內的濾餅輸送過程中，使濾餅擴展成層狀，在那里均勻地供給清洗液，所以，基本上不增加裝置成本即可提高濾餅的清洗效果和脫液效果。
發(fā)明者制作本實施形式的沉降式離心分離機的試驗機，在該試驗機中，用醋酸作為雜質對粉末石膏、粉末對酞酸、微粉狀態(tài)的聚對苯二甲乙二醇酯等水分散漿料進行了試驗。結果，對于進行了試驗的所有處理對象物，獲得了良好的清洗效果和脫液效果。
可是，要提高濾餅清洗效率，如圖4(d)所示那樣，在大間隙形成部212b將要結束之前，不在大間隙形成部212b的前方殘留濾餅，換言之，在大間隙形成部212b的后方形成與圖4(a)的濾餅C1相同斷面積的量的濾餅殘層C2，是很重要的。
這是因為，假如在大間隙形成部212b將要結束之前如圖(d’)所示那樣，在大間隙形成部212b的前方殘留濾餅，則在該濾餅C3不供給清洗液，在小間隙形成部被輸送。因此，最好設定大間隙d2的尺寸和大間隙形成部211b、212b的長度，以使得在大間隙形成部211b、212b將要結束之前，其下游側基本上不殘留濾餅，換言之，在大間隙形成部211b、212b的前方螺旋片面不施加濾餅壓力。
在這里，具體地說明小間隙d1和大間隙d2的尺寸。
例如，本實施形式的沉降式分離機的設計條件設為以下那樣的值。
小直徑部內徑260mm小直徑部長度1000mm輸送器節(jié)距100mm輸送器差速40rpm濾餅排出量18.3升/分在以上條件下，圖4(a)時的濾餅C1的三角形斷面積為約5.6cm2。該濾餅C1都如圖4(d)所示那樣成為濾餅殘層C2，假如作為單純的例子，使大間隙形成部211b、212b的長度為360°相當?shù)牧浚箝g隙d2的長度最低也需要為小間隙d1的長度加上5.6mm?？墒?，在本實施形式中，由于大間隙形成部211b、212b的長度為270°相當?shù)牧?，所以，該實施形式的大間隙d2的長度最低也為小間隙d1的長度加上7.5mm(=5.6mm×360°/270°)。因而，實際上，需要考慮大間隙部處的濾餅的通過阻力和清洗液供給產生的滑動和流動帶來的損失和泡脹等，所以，大間隙d2的長度最好比計算值設定得大10-20％。
另一方面，小間隙d1越小越好，但通?？紤]到機械制造誤差和螺旋輸送器的撓曲等，為0.5mm-1.5mm。
在本實施形式中，鑒于以上情況，設小間隙的長度d1為1.0mm，大間隙的長度d2為9.6mm(=1.0mm+7.5mm×1.15)。
下面，利用圖6說明本發(fā)明的沉降式離心分離機的第2實施形式。圖6與圖2(a)一樣，橫軸示出小直徑部內的回轉軸方向的位置，縱軸示出回轉軸周圍的角度，在該坐標系內示出各螺旋片的形狀。另外，帶圓圈的符號分別示出螺旋片的編號。
如圖6所示，該實施形式在小直徑部內設置了4個以上的螺旋片。在各螺旋片221、222、223、224形成小間隙形成部221a、222a、223a、224a及大間隙形成部221b、222b、223b、224b。對于各螺旋片221、222、223、224的大間隙形成部221b、222b、223b、224b的整個區(qū)域，當該大間隙形成部設為2/3轉(240°)時，位于回轉軸方向的同一位置的另一螺旋片的小間隙部通過同一點。
這樣，即使在小直徑部內設置3個以上的螺旋片，也可獲得與第1實施形式基本上相同的效果。另外，在該實施形式中，對于各螺旋片的大間隙形成部的整個區(qū)域，當該大間隙形成部設為2/3轉(240)時，位于回轉軸方向的同一位置的另一螺旋片的小間隙部通過同一點，濾餅殘層由下一個螺旋片的小間隙形成部刮取之前的時間較長，更多的清洗液到達小直徑部的外周，所以，與第1實施形式相比，可進一步提高清洗效果和脫液效果。
權利要求
1．一種沉降式離心分離機，具有回轉筒和可在該回轉筒內相對回轉的螺旋輸送器，上述回轉筒具有向內部供給原液的圓筒狀大直徑部、從該大直徑部逐漸減小內徑的縮徑部、及連接到該縮徑部的小內徑側的小直徑部，上述小直徑部在其外周壁的一部分或全部形成微細濾液排出孔，并在與上述大直徑部相反側的端部形成濾餅排出口，在上述小直徑部內設置清洗液供給裝置，該清洗液供給裝置向從上述大直徑部經上述縮徑部送來的濾餅供給清洗液；其特征在于上述螺旋輸送器在上述小直徑部內具有多個用于將上述濾餅輸送到上述濾餅排出口的螺旋片，多個上述螺旋片具有分別在該螺旋片的前端與上述小直徑部的內周面之間形成小間隙的小間隙形成部和形成大間隙的大間隙形成部，多個上述螺旋片的上述大間隙形成部的整個區(qū)域在上述螺旋輸送器的回轉軸方向的同一位置與其它螺旋片的上述小間隙形成部重復。
2．如權利要求1所述的沉降式離心分離機，其特征在于上述清洗液供給裝置設在上述大間隙形成部的上述大直徑部側。
3．如權利要求2所述的沉降式離心分離機，其特征在于上述清洗液供給裝置朝著上述大間隙形成部的上述大直徑部側的螺旋表面噴射上述清洗液。
4．如權利要求1-3中任何一項所述的沉降式離心分離機，其特征在于上述螺旋片的上述大間隙形成部和位于上述回轉軸方向的同一位置的其它螺旋片的上述小間隙部在該大間隙形成部回轉1/2轉以上時通過同一點地進行設置。
5．如權利要求1-4中任何一項所述的沉降式離心分離機，其特征在于位于上述大間隙形成部的上述濾餅排出口側的濾餅通過上述小直徑部的內周面與該大間隙形成部之間的上述大間隙，在該大間隙形成部的上述大直徑部側形成與該大間隙實質上具有相同尺寸的厚度的濾餅殘層，設定上述大間隙的尺寸和上述大間隙形成部的長度，使得在該大間隙形成部結束并即將轉移到上述小間隙形成部之前，不在該大間隙形成部的上述濾餅排出口側的螺旋片表面施加上述濾餅的接觸壓。
全文摘要
螺旋輸送器200A在小直徑部103內具有用于將濾餅輸送到濾餅排出口105的第1螺旋片211和第2螺旋片212。各螺旋片211、212具有分別在螺旋片的前端與小直徑部103的內周面之間形成小間隙d1的小間隙形成部211a、212a和形成大間隙d2的大間隙形成部211b、212b。各螺旋片211、212的大間隙形成部211b、212b的整個區(qū)域在回轉軸C方向的同一位置與其它螺旋片212、211的間隙形成部212a、211a重復。
文檔編號B04B1/20GK1306460SQ00800931
公開日2001年8月1日 申請日期2000年5月22日 優(yōu)先權日1999年5月21日
發(fā)明者大塚孝治 申請人:巴工業(yè)株式會社