专利名称：沉降式离心分离机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种从原液分离出液体和固体滤饼的沉降式离心分离机，特别是涉及一种可有效地清洗滤饼的沉降式离心分离机。
背景技术：
过去，具有脱液功能和清洗功能的沉降式离心分离机为大家所知，一般称为网状转筒(スクリ一ンボウル)式。
在这里，根据图7说明典型的现有网状转筒式沉降式离心分离机。
该沉降式离心分离机具有外侧回转筒100和在该外侧回转筒100内相对回转的螺旋输送器200。
外侧回转筒100一体形成大直径部101、缩径部102及小直径部103。在大直径部101的端面部形成澄清液排出孔即堰104，在小直径部103的端部附近形成滤饼排出孔105。小直径部103在其外周壁108形成滤液排出孔107。该外周壁108的内周面由多孔质体106覆盖。
与外侧回转管100存在一定差速地进行回转的螺旋输送器200具有回转轴即轮毂201和固定于该轮毂201的螺旋片202。在轮毂201内部设有清洗液室203，在那里设有清洗液喷嘴204。
作为处理对象物的原液由设于轮毂201内并且不回转的原液供给管300供给到大直径部101内。清洗液通过设于原液供给管300外周的洗涤液供给管301从清洗液供给口302供给到上述的清洗液室203内。
从原液供给管300供给到大直径部101内的原液由离心力推到大直径部101的内周面。原液中的液体从形成于大直径部101的端部的堰104排出，原液中的滤饼由螺旋片202输送，经缩径部102、小直径部103从滤饼排出口105排出。小直径部103内的滤饼在由清洗液清洗的同时被脱液。
然而，在以上述那样的现有技术中，滤饼大体形成将螺旋片202的滤饼排出口105侧的面为一边的三角形断面，并由螺旋片202强制地输送，所以，即使对该大体为三角形断面的部分喷射清洗液，清洗也基本上仅是在滤饼的倾斜表面流过，不能流入到滤饼的内部，存在滤饼的清洗效果低的问题。为了提高清洗效果，如供给大量的清洗液，则不仅废液量增加，而且由于损害了脱液效果，必须加长过滤部分，不能获得良好的脱液效果，结果，装置全长增大，装置成本增加。
另外，在其它现有技术中，为了提高滤饼的清洗效果，尝试着在螺旋片间与外侧回转筒隔开适当距离地设置刮板或刮刀，破坏山形的滤饼，喷射清洗液，但这些部分成为滤饼输送的阻力，需要更大的动力，并且机械自身的清洗困难，存在滤饼聚积导致堵塞的危险，所以，不能大量而且稳定地对处理物进行处理。另外，在该现有技术中，部分个数增加导致装置成本增加。
发明的公开本发明的目的在于提供一种沉降式离心分离机，该沉降式离心分离机着眼于这样的现有问题，在不增加清洗液供给量也不增加部件数目的前提下，提高滤饼的清洗效率。
为了达到上述目的的沉降式离心分离机具有回转筒和可在该回转筒内进行相对回转的螺旋输送器，上述回转筒具有向内部供给原液的圆筒状的大直径部、从该大直径部逐渐减小内径的缩径部、及连接到该缩径部的小内径侧的小直径部，上述小直径部在其外周壁的一部分或全部形成微细滤液排出孔，并在与上述大直径部相反侧的端部形成滤饼排出口，在上述小直径部内设置清洗液供给装置，该清洗液供给装置向从上述大直径部经上述缩径部送来的滤饼供给清洗液；其特征在于上述螺旋输送器在上述小直径部内具有多个用于将上述滤饼输送到上述滤饼排出口的螺旋片，多个上述螺旋片具有分别在该螺旋片的前端与上述小直径部的内周面之间形成小间隙的小间隙形成部和形成大间隙的大间隙形成部，多个上述螺旋片的上述大间隙形成部的整个区域在上述螺旋输送器的回转轴方向的同一位置与其它螺旋片的上述小间隙形成部重复。
大间隙指小间隙部2倍以上的大间隙。
在上述沉降式离心分离机中，上述清洗液供给装置最好设在上述大间隙形成部的上述大直径部侧。上述清洗液供给装置最好朝着上述大间隙形成部的上述大直径部侧的螺旋表面喷射上述清洗液。
另外，在以上沉降式离心分离机中，上述螺旋片的上述大间隙形成部和位于上述回转轴方向的同一位置的其它螺旋片的上述小间隙部最好在该大间隙形成部回转1/2转以上时通过同一点地进行设置。
在以上的沉降式离心分离机中，最好位于上述大间隙形成部的上述滤饼排出口侧的滤饼通过上述小直径部的内周面与该大间隙形成部之间的上述大间隙，在该大间隙形成部的上述大直径部侧形成与该大间隙实质上具有相同尺寸的厚度的滤饼残层，设定上述大间隙的尺寸和上述大间隙形成部的长度，使得在该大间隙形成部结束即将转移到上述小间隙形成部之前，不在该大间隙形成部的上述滤饼排出口侧的螺旋片表面施加上述滤饼的接触压。
按照本发明，不增加部件数目和清洗液，在螺旋片形成大间隙形成部，向通过那里的薄的滤饼残层供给清洗液，所以，可提高清洗效果。特别是在向大间隙形成部的大直径部侧的螺旋片面供给清洗液的场合，由于向薄的滤饼残层的全体均匀地供给清洗液，所以可进一步提高清洗效果。
附图的简单说明
图1为本发明第1实施形式的沉降式离心分离机的断面图。
图2为示出本发明第1实施形式的小直径部内的螺旋片的形状的说明图。
图3为示出本发明第1实施形式的小直径部内的特定领域中的滤饼输送状况和滤饼清洗状况的说明图。
图4为图3中各位置的断面图。
图5为示出本发明第1实施形式的小直径部内的各位置的滤饼输送状况的说明图。
图6为示出本发明第2实施形式的小直径部内的螺旋片的形状的说明图。
图7为现有网状转筒式沉降式离心分离机的断面图。
实施发明的最佳形式下面利用图1-图6说明本发明的沉降式离心分离机的各种实施形式。
首先利用图1-图5说明本发明的沉降式离心分离机的第1实施形式。
本实施形式的沉降式离心分离机基本上与图7中说明的现有沉降式离心分离机相同，具有外侧回转筒100和螺旋输送器200A(示出图1中)，但外侧回转筒100的小直径部103内的螺旋片构成和清洗液喷嘴的安装位置和安装方向与现有离心分离机不同。在这里，对于与现有离心分离机相同的部位，采用相同的符号，省略其说明，关于不同的部位，将在下面详细进行说明。
如图1所示，在小直径部103内，于螺旋输送器200A的轮毂201设置第1螺旋片211和第2螺旋片212。各螺旋片211、212具有在螺旋片前端与小直径部103的内周面之间形成小间隙d1的小间隙形成部211a、212a和形成大间隙d2的大间隙形成部211b、212b。在图1中，螺旋片中的空白部示出小间隙形成部211a、212a，格子模样部示出大间隙形成部211b、212b。清洗液喷嘴214配置在大间隙形成部211b、212b的大直径部侧(后方)，而且，朝可对该大间隙形成部211b、212b的大直径部侧的螺旋片表面喷射清洗液的方向设置。
在这里，利用图2详细说明各螺旋片211、212的小间隙形成部211a、212a及大间隙形成部211b、212b。在图2中，①示出第1螺旋片211，②示出第2螺旋片212，虚线示出小直径部的内周面。另外，在图2(a)中，横轴示出小直径部内的回转轴C方向的位置，纵轴示出回转轴C周围的角度，在该坐标系内，示出各螺旋片211、212的形状。另外，在图2(b)中，示出回转轴方向的各螺旋片211、212的形状。
该实施形式的小直径部的回转轴方向的尺寸为1000mm，在该小直径部内整个区域中以100mm的间隔设置第1螺旋片211。另外，第2螺旋片212在小直径部内的大体整个区域设置在第1螺旋片211之间。
各螺旋片211、212的大间隙形成部211b、212b按每495°的间隔以270°的角度宽度形成。另外，各螺旋片211、212的小间隙形成部211a、212a按每270°的间隔以495°的角度宽度形成。各螺旋片211、212的大间隙形成部211b、212b的整个区域当该大间隙形成部211b、212b进行1/2转(180°)时，位于回转轴方向的同一位置的另一螺旋片212、211的小间隙部212a、211a通过同一点。下面具体地进行说明。第1螺旋片211的大间隙形成部211b的始点s和终点e分别与位于回转轴方向同一位置的第2螺旋片212的小间隙形成部212a上的点s’、e’重复。为此，通过小直径部103的内周面与各螺旋片211、212的大间隙形成部211b、212b之间的大间隙d2而残留下来的滤饼残层由另一螺旋片212、211的小间隙形成部212a、211a输送到滤饼排出口105一方。
为了便于以下说明，形成于各螺旋片211、212的所有大间隙形成部211b、212b的后方的滤饼残层的区域，从大直径部侧依次设为第1滤饼残层区域Ⅰ、第2滤饼残层区域Ⅱ、…、第7滤饼残层区域Ⅶ。
清洗液喷嘴214不是设在各螺旋片211、212的所有大间隙形成部211b、212b的大直径部侧，换言之，不是设在所有滤饼残层区域，在该实施形式中，仅设置在第2滤饼残层区域Ⅱ和第4滤饼残层区域Ⅳ的位置。
下面利用图3和图4说明特定区域(第2滤饼残层区域Ⅱ和其周围区域)的滤饼输送状况和滤饼清洗状况。图3为了使得小直径部内的状况易于理解，将回转筒展开，以直线表现螺旋片，图的上部为螺旋输送器的轮毂方向，图的下部为小直径部的外周侧方向。另外，图4(a)(b)(c)(d)(e)分别示出图3中的a-a断面、b-b断面、c-c断面、d-d断面、e-e断面。另外，在图3和图4中，省略了滤饼通过螺旋片的小间隙形成部211a、212a与小直径部内周面之间形成的非常薄的滤饼残层。
如图3和图4(a)所示那样，第2螺旋片212的小间隙形成部212a在移动到滤饼排出口侧的过程中，滤饼C1如现有技术中所述那样被推到该小间隙形成部212a的滤饼排出口侧的螺旋片表面，断面成为以该面为一边的三角形地被朝滤饼排出口侧输送。
如图3和图4(b)(c)所示，当滤饼到达第2螺旋片212的大间隙形成部212b时，滤饼仅是通过该大间隙形成部212b与小直径部103的内周面之间的大间隙d2，不输送滤饼，在大间隙形成部212b的后方即第2滤饼残层区域Ⅱ，形成滤饼残层C2。为此，位于大间隙形成部212b的滤饼排出口侧(前方)的滤饼从大间隙形成部212b的始端s到终端逐渐减少，在终端e，应输送的滤饼消失。形成于大间隙形成部212b后方的滤饼残层C2为与大间隙d2的尺寸相对应的厚度。
在大间隙形成部212b的后方的螺旋面和开始形成滤饼残层C2的部分，从清洗液喷嘴214供给清洗液。即，滤饼从大间隙形成部212b通过到后方，在开始形成滤饼残层C2的过程中，清洗液依次供给到滤饼残层C2。为此，相对该滤饼残层C的全表面，均匀地供给清洗液。供给到开始形成滤饼残层C2的部分的清洗液在回转筒100的回转产生的离心力的作用下，在极短时间内渗透到滤饼层。一边溶解滤饼层内的溶解成分(杂质)，一边朝多孔质体106一方移动，其大部分通过多孔质体106，从滤液排出孔107排出到机外。
这样，在本实施形式中，由于将清洗液供给到大体与回转筒100的回转产生的离心力垂直的滤饼残层C2的表面，所以，清洗液不在滤饼表面流动，基本上全部渗透到滤饼内部。另外，由于滤饼残层C2的厚度比断面大体为三角形的滤饼C1的高度低，所以，供给到滤饼残层C2的清洗液基本上在通过滤饼残层C2后，都确实地通过多孔质体106和滤液排出孔107排出到机外。另外，在本实施形式中，如上述那样，对滤饼残层C的整个表面均匀地供给清洗液。因此，在本实施形式中，由一次清洗，可获得针对所有滤饼残层C2的均匀的高清洗效果。
另外，由于时常在滤饼作用离心力，所以，时常在第2滤饼残层区域Ⅱ的滤饼作用脱液作用。为此，在本实施形式中，由于可在第2滤饼残层区域Ⅱ对均匀扩展的滤饼施加脱液作用，所以可获得高的脱液效果。
如图3和图4(c)(d)所示那样，通过第2螺旋片212的大间隙形成部212b的滤饼残层C2依次被刮取聚集到位于第2螺旋片212的大间隙形成部212b后方的第1螺旋片211的小间隙形成部211a，在该小间隙形成部211a的前面依次聚集滤饼，如图3和图4(e)所示那样，再次形成断面大体为三角形的滤饼层C1。该滤饼层C1由第1螺旋片211的小间隙形成部211a朝滤饼排出口侧输送，当到达第1螺旋片211的大间隙形成部211b时，通过这里，在其后方，即第3滤饼残层区域Ⅲ，再次成为滤饼残层C2。这样，在本实施形式中，通过将滤饼反复形成为大体三角形断面和层状，从而使滤饼被破坏和搅拌，所以，可进一步提高清洗效果和脱液效果。
之后，滤饼直到第4滤饼残层区域Ⅳ、…、第7滤饼残层区域Ⅶ被同样地处理，最后，被输送到滤饼排出口105，从那里被排出到外部。在该实施形式中，如上述那样，清洗液喷嘴214由于仅设置在第2滤饼残层区域Ⅱ和第4滤饼残层区域Ⅳ的位置，所以，在第3滤饼残层区域Ⅲ、第5滤饼残层区域Ⅴ、第6滤饼残层区域Ⅵ、第7滤饼残层区域Ⅶ中，不向滤饼残层C2供给清洗液。
在该实施形式中，仅在第2滤饼残层区域Ⅱ和第4滤饼残层区域Ⅳ向滤饼残层供给清洗液，是考虑到作为滤饼自身的性质，其透液性较差。这是因为，当滤饼的透液性差时，即使在第2滤饼残层区域供给清洗液，在第2滤饼残层区域内也不终止排出清洗液，当继续供给第3滤饼残层区域内的清洗液时，在滤饼层上聚集清洗液，相反，清洗和脱液的效果下降。相反，在处理透液性良好的滤饼的场合，可连续地向第1滤饼残层区域Ⅰ、第2滤饼残层区域Ⅱ、第3滤饼残层区域Ⅲ供给清洗液。
在该实施形式中，由于在第4滤饼残层形成区域Ⅳ的前方完全未供给清洗液，所以，专门形成第5、6、7滤饼残层形成区域初一看没有用，但是，对扩展成层状的滤饼反复作用离心力，可进一步提高脱液效果。
下面利用图5说明回转轴方向的各位置的滤饼输送状况。
在第1螺旋片211的小间隙形成部211a，当将滤饼输送到第1滤饼残层形成区域Ⅰ时，第1螺旋片211从小间隙形成部211a变到大间隙形成部211b，所以，在该第1滤饼残层形成区域Ⅰ中，滤饼残层C2留在第1螺旋片211的大间隙形成部211b的后方。该滤饼残层C2相对第1螺旋片211的大间隙形成部211b滞后半转(180°)，在通过第1滤饼残层形成区域Ⅰ的第2螺旋片212的小间隙形成部212a被刮取，输送到第2滤饼残层形成区域Ⅱ。第2螺旋片212到达第2滤饼残层形成区域Ⅱ时，从小间隙形成部212a变化到大间隙形成部212b。为此，在第2滤饼残层形成区域Ⅱ中，滤饼残层C2残留在第2螺旋片212的大间隙形成部212b的后方，对该滤饼残层C2供给清洗液。
该滤饼残层C2相对第2螺旋片212的大间隙形成部212b滞后半转(180°)，在通过第2滤饼残层形成区域Ⅱ的第1螺旋片211的小间隙形成部211a被刮取，输送到第3滤饼残层形成区域Ⅲ。
之后，一边进行同样的处理，一边将滤饼输送到滤饼排出口105。
如上述那样，在本实施形式中，通过改变小直径部103内的螺旋片形状，改变清洗液喷嘴214的位置和方向，从而在小直径部103内的滤饼输送过程中，使滤饼扩展成层状，在那里均匀地供给清洗液，所以，基本上不增加装置成本即可提高滤饼的清洗效果和脱液效果。
发明者制作本实施形式的沉降式离心分离机的试验机，在该试验机中，用醋酸作为杂质对粉末石膏、粉末对酞酸、微粉状态的聚对苯二甲乙二醇酯等水分散浆料进行了试验。结果，对于进行了试验的所有处理对象物，获得了良好的清洗效果和脱液效果。
可是，要提高滤饼清洗效率，如图4(d)所示那样，在大间隙形成部212b将要结束之前，不在大间隙形成部212b的前方残留滤饼，换言之，在大间隙形成部212b的后方形成与图4(a)的滤饼C1相同断面积的量的滤饼残层C2，是很重要的。
这是因为，假如在大间隙形成部212b将要结束之前如图(d’)所示那样，在大间隙形成部212b的前方残留滤饼，则在该滤饼C3不供给清洗液，在小间隙形成部被输送。因此，最好设定大间隙d2的尺寸和大间隙形成部211b、212b的长度，以使得在大间隙形成部211b、212b将要结束之前，其下游侧基本上不残留滤饼，换言之，在大间隙形成部211b、212b的前方螺旋片面不施加滤饼压力。
在这里，具体地说明小间隙d1和大间隙d2的尺寸。
例如，本实施形式的沉降式分离机的设计条件设为以下那样的值。
小直径部内径260mm小直径部长度1000mm输送器节距100mm输送器差速40rpm滤饼排出量18.3升/分在以上条件下，图4(a)时的滤饼C1的三角形断面积为约5.6cm2。该滤饼C1都如图4(d)所示那样成为滤饼残层C2，假如作为单纯的例子，使大间隙形成部211b、212b的长度为360°相当的量，大间隙d2的长度最低也需要为小间隙d1的长度加上5.6mm。可是，在本实施形式中，由于大间隙形成部211b、212b的长度为270°相当的量，所以，该实施形式的大间隙d2的长度最低也为小间隙d1的长度加上7.5mm(=5.6mm×360°/270°)。因而，实际上，需要考虑大间隙部处的滤饼的通过阻力和清洗液供给产生的滑动和流动带来的损失和泡胀等，所以，大间隙d2的长度最好比计算值设定得大10-20％。
另一方面，小间隙d1越小越好，但通常考虑到机械制造误差和螺旋输送器的挠曲等，为0.5mm-1.5mm。
在本实施形式中，鉴于以上情况，设小间隙的长度d1为1.0mm，大间隙的长度d2为9.6mm(=1.0mm+7.5mm×1.15)。
下面，利用图6说明本发明的沉降式离心分离机的第2实施形式。图6与图2(a)一样，横轴示出小直径部内的回转轴方向的位置，纵轴示出回转轴周围的角度，在该坐标系内示出各螺旋片的形状。另外，带圆圈的符号分别示出螺旋片的编号。
如图6所示，该实施形式在小直径部内设置了4个以上的螺旋片。在各螺旋片221、222、223、224形成小间隙形成部221a、222a、223a、224a及大间隙形成部221b、222b、223b、224b。对于各螺旋片221、222、223、224的大间隙形成部221b、222b、223b、224b的整个区域，当该大间隙形成部设为2/3转(240°)时，位于回转轴方向的同一位置的另一螺旋片的小间隙部通过同一点。
这样，即使在小直径部内设置3个以上的螺旋片，也可获得与第1实施形式基本上相同的效果。另外，在该实施形式中，对于各螺旋片的大间隙形成部的整个区域，当该大间隙形成部设为2/3转(240)时，位于回转轴方向的同一位置的另一螺旋片的小间隙部通过同一点，滤饼残层由下一个螺旋片的小间隙形成部刮取之前的时间较长，更多的清洗液到达小直径部的外周，所以，与第1实施形式相比，可进一步提高清洗效果和脱液效果。
权利要求
1．一种沉降式离心分离机，具有回转筒和可在该回转筒内相对回转的螺旋输送器，上述回转筒具有向内部供给原液的圆筒状大直径部、从该大直径部逐渐减小内径的缩径部、及连接到该缩径部的小内径侧的小直径部，上述小直径部在其外周壁的一部分或全部形成微细滤液排出孔，并在与上述大直径部相反侧的端部形成滤饼排出口，在上述小直径部内设置清洗液供给装置，该清洗液供给装置向从上述大直径部经上述缩径部送来的滤饼供给清洗液；其特征在于上述螺旋输送器在上述小直径部内具有多个用于将上述滤饼输送到上述滤饼排出口的螺旋片，多个上述螺旋片具有分别在该螺旋片的前端与上述小直径部的内周面之间形成小间隙的小间隙形成部和形成大间隙的大间隙形成部，多个上述螺旋片的上述大间隙形成部的整个区域在上述螺旋输送器的回转轴方向的同一位置与其它螺旋片的上述小间隙形成部重复。
2．如权利要求1所述的沉降式离心分离机，其特征在于上述清洗液供给装置设在上述大间隙形成部的上述大直径部侧。
3．如权利要求2所述的沉降式离心分离机，其特征在于上述清洗液供给装置朝着上述大间隙形成部的上述大直径部侧的螺旋表面喷射上述清洗液。
4．如权利要求1-3中任何一项所述的沉降式离心分离机，其特征在于上述螺旋片的上述大间隙形成部和位于上述回转轴方向的同一位置的其它螺旋片的上述小间隙部在该大间隙形成部回转1/2转以上时通过同一点地进行设置。
5．如权利要求1-4中任何一项所述的沉降式离心分离机，其特征在于位于上述大间隙形成部的上述滤饼排出口侧的滤饼通过上述小直径部的内周面与该大间隙形成部之间的上述大间隙，在该大间隙形成部的上述大直径部侧形成与该大间隙实质上具有相同尺寸的厚度的滤饼残层，设定上述大间隙的尺寸和上述大间隙形成部的长度，使得在该大间隙形成部结束并即将转移到上述小间隙形成部之前，不在该大间隙形成部的上述滤饼排出口侧的螺旋片表面施加上述滤饼的接触压。
全文摘要
螺旋输送器200A在小直径部103内具有用于将滤饼输送到滤饼排出口105的第1螺旋片211和第2螺旋片212。各螺旋片211、212具有分别在螺旋片的前端与小直径部103的内周面之间形成小间隙d1的小间隙形成部211a、212a和形成大间隙d2的大间隙形成部211b、212b。各螺旋片211、212的大间隙形成部211b、212b的整个区域在回转轴C方向的同一位置与其它螺旋片212、211的间隙形成部212a、211a重复。
文档编号B04B1/20GK1306460SQ00800931
公开日2001年8月1日 申请日期2000年5月22日 优先权日1999年5月21日
发明者大塚孝治 申请人:巴工业株式会社