Устройство для концентрирования обрабатываемого объекта - RU2634778C2
Код документа: RU2634778C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение касается устройства для концентрирования обрабатываемого объекта, содержащего большое количество жидкости до его разделения на твердое тело - жидкость, с помощью твердожидкостного сепаратора.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Обычно известен твердожидкостный сепаратор для отделения жидкости из обрабатываемого объекта, содержащего жидкость, включая органический ил, такой как вещества удаления сточных вод, сточные воды свинофермы или подобного, пищевые отходы, измельченные мельницей, растительные отходы, измельченные в кашу, отходы коровьего молока, отходы тофу с добавленной водой и другая переработанная пища, ил, получаемый биоразложением такого органического ила, и неорганический ил, такой как отходы металлизации, чернильные отходы, отходы пигментов и отходы красителей (смотри, например, японскую выложенную патентную заявку № Н5-228695 и японскую выложенную патентную заявку № 2004-357615). Чем меньше концентрация твердого вещества в обрабатываемом объекте, подаваемом в такой твердожидкостный сепаратор, тем меньше количество твердого вещества, которое может быть отделено от обрабатываемого объекта с помощью твердожидкостного сепаратора, что приводит к невозможности эффективного разделения обрабатываемого объекта на твердое вещество и жидкость.
[0003] В связи с этой проблемой было предложено устройство для концентрирования обрабатываемого объекта перед разделением данного обрабатываемого объекта на твердое вещество и жидкость с помощью твердожидкостного сепаратора (смотри, например, японский патент № 4318735). Этот тип обычного устройства для концентрирования обрабатываемого объекта имеет смесительный бак, который принимает обрабатываемый объект, содержащий жидкость, и фильтрующее тело, расположенное внутри смесительного бака. Фильтрующее тело имеет неподвижные пластины, расположенные с интервалами, и подвижные пластины, расположенные между соседними неподвижными пластинами. Неподвижные пластины и подвижные пластины имеют каждая сквозное отверстие. Фильтрат, который отделяет от обрабатываемого объекта, течет в фильтрующее тело через зазоры притока фильтрата между неподвижными и подвижными пластинами.
[0004] Это устройство также имеет чистящий элемент, который сжимает и толкает множество подвижных пластин, когда они находятся в скользящем контакте с внешними периферийными поверхностями множества неподвижных пластин. Из-за присутствия чистящего элемента подвижные пластины активно действуют между соседними неподвижными пластинами, предотвращая засорение зазоров притока фильтрата между неподвижными и подвижными пластинами твердым содержимым обрабатываемого объекта. Кроме того, скользящий контакт между чистящим элементом и внешними периферийными поверхностями неподвижных пластин может предотвращать твердое содержание от прилипания к периферии фильтрующего тела. В результате большое количество фильтрата, отделенного от обрабатываемого объекта, может иметь возможность эффективно течь в фильтрующее тело.
[0005] Однако, так как обычное устройство для концентрирования обрабатываемого объекта организовано так, что чистящий элемент прикладывает давление к подвижным пластинам и, следовательно, толкает подвижные пластины, чистящий элемент и подвижные пластины вступают в тесный контакт друг с другом посредством высокого давления, возможно приводящего к относительно раннему износу подвижных пластин или чистящего элемента.
[0006] Патентная литература 1: выложенная японская патентная заявка № Н5-228695 (JР Н05-228695 А)
Патентная литература 2: выложенная японская патентная заявка № 2004-357615 (JР 2004-357615)
Патентная литература 3: японский патент № 4318735 (JР 4318735 В)
ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ
[0007] Целью настоящего изобретения является обеспечить устройство для концентрирования обрабатываемого объекта, которое способно эффективно отделять фильтрат от обрабатываемого объекта, эффективно концентрируя обрабатываемый объект и не требуя приведение чистящего элемента и подвижных пластин в давящий контакт друг с другом с высоким давлением в отличие от обычного устройства концентрирования обрабатываемого объекта.
[0008] Чтобы достичь указанной цели, настоящее изобретение предлагает устройство для концентрирования обрабатываемого объекта, имеющее: фильтрующее тело, которое имеет множество неподвижных пластин, каждая из которых имеет сквозное отверстие и круглую внешнюю периферийную поверхность, и которые расположены с интервалами, и подвижные пластины, каждая из которых имеет сквозное отверстие и расположена между соседними неподвижными пластинами; смесительный бак, который вмещает данное фильтрующее тело и в который подают обрабатываемый объект; перемешивающее средство, расположенное снаружи фильтрующего тела и перемешивающее обрабатываемый объект, подаваемый в смесительный бак; вал, который проходит в фильтрующее тело; приводной узел, который вращательно приводит в действие данный вал; эксцентриковый кулачок, который прикреплен к валу или сформирован с валом как одно целое, и эксцентрически расположен относительно центральной осевой линии вала; соединительное средство для соединения множества подвижных пластин и эксцентрикового кулачка друг с другом, так что множество подвижных пластин движется по кругу, где эксцентричность эксцентрикового кулачка является радиусом данного круга; и чистящий элемент, который прикреплен и удерживается на данном валу так, чтобы вращаться вместе с валом, находясь в скользящем контакте с участками внешних периферийных поверхностей множества неподвижных пластин, где подвижные пластины не выступают наружу от внешних периферийных поверхностей неподвижных пластин в радиальном направлении неподвижных пластин, в котором фильтрат, который отделяется от обрабатываемого объекта, подаваемого в смесительный бак, принуждается течь в фильтрующее тело через зазоры притока фильтрата между неподвижными пластинами и подвижными пластинами, и полученный обрабатываемый объект с пониженным содержанием жидкости принуждается течь из смесительного бака через выход (пункт 1).
[0009] В данном устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта, описанном в пункте 1 выше, преимущественно то, что соединительное средство имеет кольцевой подшипник скольжения, который взаимодействует с круглой внешней периферийной поверхностью эксцентрикового кулачка, соединительную пластину, которая имеет круглое отверстие, взаимодействующее с круглой внешней периферийной поверхностью подшипника скольжения, и соединительный стержень, который соединяет множество подвижных пластин и присоединен к соединительной пластине, и что вся периферия круглой внешней периферийной поверхности эксцентрикового кулачка взаимодействует с круглой внутренней периферийной поверхностью подшипника скольжения скользящим образом (пункт 2).
[0010] Кроме того, в устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта, описанном в пункте 1 выше, преимущественно то, что соединительное средство имеет кольцевой подшипник скольжения, который взаимодействует круглой внешней периферийной поверхности эксцентрикового кулачка, соединительную пластину, которая имеет круглое отверстие, взаимодействующее с круглой внешней периферийной поверхностью подшипника скольжения, и соединительный стержень, который соединяет множество подвижных пластин и присоединен к соединительной пластине, и что вся периферия круглой внешней периферийной поверхности подшипника скольжения взаимодействует с круглой внутренней периферийной поверхностью круглого отверстия, образованного в соединительной пластине, скользящим образом (пункт 3).
[0011] В устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта, описанном в пункте 1 выше, преимущественно то, что соединительное средство имеет соединительную пластину, которая имеет круглое отверстие, взаимодействующее с круглой внешней периферийной поверхностью эксцентрикового кулачка, и соединительный стержень, который соединяет множество подвижных пластин и присоединен к соединительной пластине, и что вся периферия круглой внешней периферийной поверхности эксцентрикового кулачка взаимодействует с внутренней периферийной поверхностью круглого отверстия, образованного в соединительной пластине, скользящим образом (пункт 4).
[0012] Кроме того, в устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта, описанном в любом из пунктов 2-4 выше, преимущественно то, что эксцентриковый кулачок и соединительная пластина обеспечены во множестве секций, которые отделены друг от друга в продольном направлении вала, и что соединительный стержень присоединен к множеству соединительных пластин (пункт 5).
[0013] В устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта, описанном в любом из пунктов 1-5 выше, преимущественно то, что неподвижные и подвижные пластины сформированы таким образом, что подвижные пластины движутся по кругу, когда движутся во всем пространстве между кольцевыми участками соседних неподвижных пластин во время одного оборота вала (пункт 6).
[0014] В устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта по пункту 6 выше преимущественно то, что неподвижные пластины и подвижные пластины сформированы в кольцевой форме, что центральная осевая линия круглых сквозных отверстий подвижных пластин соответствует центральной осевой линии эксцентрикового кулачка, что центральная осевая линия круглых сквозных отверстий неподвижных пластин соответствует центральной осевой линии вала, и что неподвижные пластины и подвижные пластины сформированы таким образом, что выполняются а + δ ≤ В и А + δ ≥ b, где а обозначает радиус сквозных отверстий подвижных пластин, А обозначает радиус внешних периферийных поверхностей подвижных пластин, b обозначает радиус сквозных отверстий неподвижных пластин, В обозначает радиус внешних периферийных поверхностей неподвижных пластин и δ обозначает эксцентричность центральной осевой линии эксцентрикового кулачка относительно центральной осевой линии вала (пункт 7).
[0015] Преимущественно, что устройство для концентрирования обрабатываемого объекта по любому из пунктов 1-7 выше имеет направляющее устройство для направления подвижных пластин, которые движутся по кругу, так что подвижные пластины предохраняются от вступления в контакт с другими элементами путем вращения вокруг центральной осевой линии вала (пункт 8).
[0016] Согласно настоящему изобретению подвижные пластины не толкаются чистящим элементом, а движутся по кругу посредством эксцентрикового кулачка, который прикреплен к валу, который побуждается к вращению. Эта конфигурация может предохранять чистящий элемент и подвижные пластины от вступления в давящий контакт друг с другом с высоким давлением, предотвращая ранний износ чистящего элемента, в отличие от обычного устройства для концентрирования обрабатываемого объекта.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0017] Фиг.1 представляет собой изображение с частным разрезом, показывающее все устройство для концентрирования обрабатываемого объекта;
Фиг.2 представляет собой изображение с разрезом, показывающее фильтрующее тело и связанные с ним компоненты, причем изображение сделано вдоль линии II-II на фиг.6;
Фиг.3 представляет собой изображение с разрезом, показывающее фильтрующее тело и связанные с ним компоненты, причем изображение сделано вдоль линии III-III на фиг.6;
Фиг.4 представляет собой покомпонентный вид в перспективе, показывающий две соседних неподвижных пластины, одну подвижную пластину, расположенную между этими неподвижными пластинами, направляющую пластину и некоторые компоненты, связанные с этими пластинами;
Фиг.5 представляет собой вид в перспективе, показывающий фильтрующее тело без неподвижных и подвижных пластин, расположенных в нижней части фильтрующего тела, а также некоторые компоненты, такие как направляющая пластина;
Фиг.6 представляет собой схематичный вид сверху для объяснения движений подвижных пластин и чистящего элемента, не показывающий направляющую пластину и подобное для ясности;
Фиг.7 представляет собой схематичный вид сверху, подобный виду на фиг.6, объясняющий движения подвижных пластин и чистящего элемента;
Фиг.8 представляет собой схематичный вид сверху, подобный виду на фиг.6, объясняющий движения подвижных пластин и чистящего элемента;
Фиг.9 представляет собой схематичный вид сверху, подобный виду на фиг.6, объясняющий движения подвижных пластин и чистящего элемента;
Фиг.10 представляет собой вид в перспективе для объяснения, как собирают направляющую пластину, соединительные стержни, вал, распорные болты и подробное; и
Фиг.11 представляет собой увеличенное изображение в разрезе, сделанное вдоль линии ХI-ХI на фиг.2.
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0018] Один вариант осуществления настоящего изобретения описывается далее подробно со ссылкой на чертежи.
[0019] Фиг.1 представляет собой изображение с частным разрезом, показывающее все устройство для концентрирования обрабатываемого объекта. Устройство для концентрирования обрабатываемого объекта, описанное здесь, способно концентрировать обрабатываемый объект, описанный выше, а также другие типы обрабатываемого объекта; однако последующее описывает способ концентрирования ила, имеющего высокое содержание воды.
[0020] Устройство для концентрирования обрабатываемого объекта, показанное на фиг.1, имеет смесительный бак 3. В боковой стенке 4 смесительного бака 3 сформирован вход 5 ила, через который ил с высоким содержанием воды втекает в смесительный бак 3. В нижней стенке 6 смесительного бака 3 сформирован вход 7 флокулянта, в который втекает флокулянт. Мотор 9 с редукционной передачей, пример приводного узла, установлен и удерживается на верхней стенке 8 смесительного бака 3. Верхний конец вала 15, проходящий вертикально в смесительный бак 3, прикреплен и присоединен к выходному валу мотора 9 (не показан), где базовый конец верхней части перемешивающей лопасти 10 в смесительном баке 3 прикреплен к валу 15. Вал 15 вращается вокруг центральной осевой линии Х посредством привода мотора 9, тем самым вращая перемешивающую лопасть 10 вокруг ее центральной осевой линии Х.
[0021] Фильтрующее тело (корпус) 19, подробно описанное ниже, обеспечено внутри смесительного бака 3. Вал 15 проходит внутрь фильтрующего тела 19, и перемешивающая лопасть 10 обеспечена снаружи фильтрующего тела 19.
[0022] Как показано стрелкой М на фиг.1, ил с высоким содержанием воды подается в смесительный бак 3 через вход 5 ила. Содержание воды в иле составляет, например, приблизительно 99%. Флокулянт, содержащий, например, высокомолекулярный флокулянт, подается в смесительный бак 3 через вход 7 флокулянта, как показано стрелкой N. Ил и флокулянт, которые подаются в смесительный бак 3 таким образом, смешиваются и перемешиваются перемешивающей лопастью 10, которая вращается мотором 9. В результате, ил выпадает хлопьями. На фиг.1 такой ил показан буквой "S". Перемешивающая лопасть 10, следовательно, функционирует, перемешивая ил и флокулянт, которые подаются в смесительный бак 3, образуя пример перемешивающего средства. Заметим, что другие чертежи, чем фиг.1, не показывают ил.
[0023] В добавление к смесительному баку 3 на фиг.1, другой смесительный бак, не показанный, также может быть организован, чтобы перемешивать и смешивать ил с флокулянтом в хлопьевидный ил. Этот хлопьевидный ил может подаваться в смесительный бак 3 через вход 4 ила на фиг.1 и перемешиваться путем вращения перемешивающей лопасти 10. Даже при концентрировании обрабатываемого объекта, который не требует флокуляции путем подмешивания в него флокулянта, такой обрабатываемый объект подается в смесительный бак 3 через вход 5 ила и перемешивается перемешивающей лопастью 10.
[0024] Как описано выше, устройство для концентрирования обрабатываемого объекта в настоящем варианте осуществления оборудовано смесительным баком 3, который вмещает фильтрующее тело 19 и принимает ил, пример обрабатываемого объекта, содержащего жидкость, перемешивающим средством, которое расположено снаружи фильтрующего тела 19 и перемешивает обрабатываемый объект, подаваемый в смесительный бак 3, валом 15, проходящим внутрь фильтрующего тела 15, и мотором 9, пример приводного узла, который вращательно двигает вал 15.
[0025] Ил S, флокулированный описанным выше способом, вытекает из смесительного бака 3 через выход 11, как показано стрелкой С на фиг.1, и переносится в твердожидкостный сепаратор, не показан, через трубопровод 12, где выполняется разделение ила S на твердое вещество и жидкость. Конкретные конфигурации и действия для разделения ила на твердое вещество и жидкость хорошо известны; таким образом, их объяснение здесь опущено. Твердожидкостный сепаратор, описанный, например, в выложенной японской патентной заявке № Н5-228695 или выложенной японской патентной заявке № 2004-357615, может быть широко использован в качестве твердожидкостного сепаратора настоящего изобретения.
[0026] Фиг.2 и 3 представляют собой увеличенные чертежи в разрезе, показывающие фильтрующее тело 19 и связанные с ним конфигурации. Как показано на этих чертежах, фильтрующее тело 19 имеет множество неподвижных пластин 17, которые расположены вертикально с интервалами с множеством небольших кольцевых распорок 29 между ними, и подвижные пластины 18 расположены между соседними неподвижными пластинами 17. Как показано на изображенном примере, одна подвижная пластина 18 располагается между соседними неподвижными пластинами 17. Однако множество подвижных пластин 18 может быть расположено между двумя соседними неподвижными пластинами 17. Альтернативно, распорки 29 могут быть интегрированы с одной неподвижной пластиной 17 в единый кусок. В устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта настоящего варианта осуществления направляющая пластина 20 расположена вверху фильтрующего тела 19, и опора 25 обеспечена под фильтрующим телом 19. Направляющая пластина 20 и опора 25 подробно описываются ниже.
[0027] Фиг.4 представляет собой покомпонентный вид в перспективе, показывающий две, вертикально соседние неподвижные пластины 17, одну подвижную пластину 18, расположенную между этими неподвижными пластинами 17, направляющую пластину 20, описанную выше, и некоторые компоненты, связанные с этими пластинами. Фиг.5 представляет собой вид в перспективе для разъяснения внутренней структуры фильтрующего тела 19 и связанных с ним конфигураций, не показывающий неподвижные и подвижные пластины, расположенные в нижней части фильтрующего тела 19, а также направляющую пластину и подобное. Фиг.6-9 каждая представляет собой схематичный вид сверху, который разъясняет позиционное соотношение между подвижной пластиной 18 и неподвижной пластиной 17 путем показа подвижной пластины 18 штрих-пунктирной линией и разъясняет движения подвижной пластины 18 и чистящего элемента 54, описанного ниже, не показывая направляющую пластину и подобное для ясности.
[0028] Как показано на фиг.4-6, каждая неподвижная пластина 17 имеет сквозное отверстие 21, и внешняя периферийная поверхность 22 каждой неподвижной пластины 17 образована в виде окружности. Каждая подвижная пластина 18 имеет сквозное отверстие 23. Сквозные отверстия 21, 23 неподвижных пластин 17 и подвижных пластин 18 могут быть любой формы, такой как круги, многоугольники, эллипсы и подобное, и внешняя периферийная поверхность 24 каждой подвижной пластины 18 также может быть любой формы, такой как многоугольники и эллипсы в добавление к кругам, но неподвижные пластины 17 и подвижные пластины 18 настоящего варианта осуществления образованы в виде колец, как показано на фиг.4 и 6, где сквозное отверстие 21 каждой неподвижной пластины 17 образовано по кругу, концентрическом с круглыми внешними периферийными поверхностями 22, а сквозное отверстие 23 и внешняя периферийная поверхность 24 каждой подвижной пластины 18 тоже образованы в концентрические круги. Однако, как будет описано ниже, выступ 27 образован на каждой неподвижной пластине 17, и два выступа 60 образованы на каждой подвижной пластине 18. В устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта настоящего варианта осуществления все из множества неподвижных пластин 17 расположены вертикально концентрическим образом, и множество подвижных пластин 18 также расположено вертикально концентрическим образом.
Как показано на фиг.2 и 3, сквозные отверстия 21, 23 множества неподвижных пластин 17 и подвижных пластин 18, образованные вышеописанным образом, задают пространство внутри фильтрующего тела 19, в котором вал 15 проходит перпендикулярно в вертикальном направлении, не взаимодействуя с фильтрующим телом 19. Как показано на фиг.10, вал 15 также проходит через центральное отверстие 61, образованное в направляющей пластине 20. Как ясно из фиг.6, в показанном примере центральная осевая линия Х вала 15 соответствует центральной осевой линии круглых сквозных отверстий 21 неподвижных пластин 17, хотя положение вала 15 относительно неподвижных пластин 17 и подвижных пластин 18 может быть установлено соответственно. Центральная осевая линия внешних периферийных поверхностей 22 неподвижных пластин 17 также соответствует центральной осевой линии Х вала 15.
[0030] Как показано на фиг.4 и 6, каждая из неподвижных пластин 17 образована из кольцевой части 26 и множества (четыре в примере, изображенном на каждом чертеже) выступов 27, которые выступают радиально внутрь от кольцевой части 26, образуя в целом кольцо. Каждый из выступов 27 имеет крепежное отверстие 28. Распорные болты 30 вставляют в эти крепежные отверстия 28 и центральные отверстия небольших кольцевых распорок 29, расположенных между соседними неподвижными пластинами 17, как показано на фиг.2-6. Кроме того, как показано на фиг.2, 3 и 10, множество распорных болтов 30 также проходит через крепежные отверстия 55, образованные в направляющей пластине 20 (фиг.4), и гайки 31 навинчивают, охватывая резьбу, образованную в верхних частях распорных болтов 30 и затягивают. Хотя кольцевые части 26 неподвижных пластин 17, показанные на чертежах, образованы каждая в виде круглого кольца, форма кольцевых частей 26 может быть иной, чем форма круглого кольца, путем образования каждого сквозного отверстия 21 в иной форме, чем круг.
[0031] Фиг.11 представляет собой чертеж в разрезе опоры 25, описанной выше. Как видно из этого чертежа, а также фиг.1-3 и 5, опора 25 образована из базовой пластины 32 и трубчатого тела 33, составляющего одно целое с базовой пластиной 32, где базовая пластина 32 крепится к нижней стенке 6 смесительного бака 3. Подшипник 34 закреплен в центре базовой пластины 32. Нижняя часть вала 15 взаимодействует с подшипником 34 с возможностью вращения. Кроме того, множество отверстий 35 образовано в пластине 32 и проходит сквозь нее, позволяя вытекать фильтрату, упоминаемому ниже. Эти отверстия 35 соответствуют отверстию 36 для прохода фильтрата, образованному в нижней стенке 6 смесительного бака 3.
[0032] Распорные болты 30 проходят через отверстия 62, образованные в трубчатом теле 33 опоры 25, и выходят вниз, а гайки 37 навинчивают, охватывая резьбу, образованную в нижних частях распорных болтов 30, и затягивают. Множество неподвижных пластин 17, которые расположены вертикально с интервалами с распорками 29 между ними, направляющая пластина 20 и опора 25 скреплены в одно целое и связаны вместе, и затем закреплены в смесительном баке 3. Однако неподвижные пластины 17 могут собираться так, чтобы иметь возможность свободно двигаться относительно друг друга.
[0033] Как показано на фиг.1-3, сливная труба 49 расположена вровень с отверстием 36 для прохода фильтрата в нижней стенке 6 смесительного бака 3 и крепится к нижней стенке 6.
[0034] Как показано на фиг.2-6, подвижные пластины 18 между соседними неподвижными пластинами 17 размещены так, что они способны действовать горизонтально между кольцевыми частями 26 соседних неподвижных пластин 17. Кроме того, каждая из подвижных пластин 18 расположена снаружи распорок 29 в радиальном направлении неподвижных пластин, как показано на фиг.6.
[0036] Как показано на фиг.2, 3, 5 и 6, эксцентриковый кулачок 38 с круглой внешней периферийной поверхностью 39 закреплен над фильтрующим телом 19 в верхней части вала 15 так, что он способен вращаться вместе с валом 15. Например, шпоночный паз, не показан, образован в вале 15, и эксцентриковый кулачок 38 прикреплен съемным образом к валу 15 посредством шпонки, также не показанной, которая взаимодействует шпоночного паза. Как показано на фиг.2 и фиг.6-9, центральная осевая линия Y эксцентрикового кулачка 38 не совпадает с центральной осевой линией Х вала 15 на расстояние, обозначенное δ.
[0036] Вместо организации эксцентрикового кулачка 38 и вала 15 как разных элементов и скрепления этих элементов вышеописанным образом, эксцентриковый кулачок 38 и вал 15 могут быть сформированы вместе в единый предмет.
[0037] Круглая внутренняя периферийная поверхность 40 кольцевого подшипника скольжения 42, которая концентрична с круглой внешней периферийной поверхностью 41, взаимодействует с круглой внешней периферийной поверхностью 39 эксцентрикового кулачка 38, а круглая внешняя периферийная поверхность 41 кольцевого подшипника скольжения 42 взаимодействует с круглым отверстием 44 соединительной пластины 43. В изображенном здесь примере вся периферия круглой внешней периферийной поверхности 39 эксцентрикового кулачка 38 взаимодействует с круглой внутренней периферийной поверхностью 40 подшипника скольжения 42 так, что способна скользить по круглой внутренней периферийной поверхности 40 непосредственно или со смазкой между ними. Подшипник скольжения 42 и соединительная пластина 43 могут быть прикреплены друг к другу, например, болтом или гайкой, не показано, или соединительная пластина 43 и подшипник скольжения 42 могут взаимодействовать друг с другом с возможностью относительного вращения. Подшипник скольжения 42 делают из материала с низким коэффициентом трения, такого как, например, резина.
[0038] В изображенном примере эксцентриковый кулачок 138, подшипник скольжения 142 и соединительная пластина 143, которые организованы таким же образом, как эксцентриковый кулачок 38, подшипник скольжения 42 и соединительная пластина 43, которые объясняются в предыдущем параграфе, обеспечиваются под фильтрующим телом 19 на нижней части вала 15, как показано на фиг.2 и 3. Эксцентриковые кулачки 38, 138 разделяют одну центральную осевую линию Y и имеют одинаковую эксцентричность δ относительно центральной осевой линии Х вала 15.
[0039] Как показано на фиг.2, 5 и 6, два крепежных отверстия 45 и два крепежных отверстия 145 образованы в соединительных пластинах 43, 143 соответственно. Так же, как показано на фиг.4 и 6, каждая из подвижных пластин 18 образована с кольцевой частью 63 и вышеупомянутыми выступами 60, выступающими радиально внутрь от кольцевой части 63, образуя, в целом, кольцо. Кроме того, крепежное отверстие 50 образовано в каждом из выступов 60. Как показано на фиг.10, направляющие отверстия 48, описанные ниже, образованы в направляющей пластине 20.
[0040] Кольцевые части 63 подвижных пластин 18 настоящего варианта осуществления сформированы в круглое кольцо каждая; однако форма кольцевых частей 63 может быть иной, чем форма круглого кольца. Вместо формирования выступов 60 в подвижных пластинах 18, подвижные пластины 18 могут быть образованы только с кольцевыми частями 63.
[0041] Соединительные стержни 46, которые проходят параллельно центральной осевой линии Х вала 15, проходят сквозь вышеупомянутые крепежные отверстия 45, 145, 50 и направляющие отверстия 48, и гайки 47, 147 навинчивают, охватывая резьбу, образованную на продольных концах соединительных стержней 46, и затягивают. Таким образом, множество подвижных пластин 18 соединяются вместе друг с другом соединительными стержнями 46, и эти соединительные стержни 46 соединяются вместе с соединительными пластинами 43, 143. Как показано на фиг.2 и 3, небольшой зазор притока фильтрата g размером приблизительно, например, от 0,1 мм до 1 мм образован между каждой неподвижной пластиной 17 и каждой подвижной пластиной 18. Как показано на фиг.10, диаметр направляющих отверстий 48, образованных в направляющей пластине 20, больше, чем диаметр соединительных стержней 46. Отношение между соединительными стержнями 46 и направляющими отверстиями 48 подробно описывается ниже.
[0042] В изображенном примере множество подвижных пластин 18 скрепляется и соединяется соединительными стержнями 46, и соединительные стержни 46 крепятся и присоединяются к соединительным пластинам 43, 143, как описано выше. Однако соединительные стержни 46 и каждая подвижная пластина 18 могут соединяться с небольшим люфтом между ними, или соединительные пластины 43, 143 могут присоединяться к соединительным стержням 46 с небольшим люфтом между ними. Кроме того, могут быть обеспечены три или больше соединительных стержней.
[0043] Положения подвижных пластин 18 относительно эксцентрикового кулачка 38 могут быть установлены соответствующим образом, и по этой причине положение центральной осевой линии сквозных отверстий 23 соответствующих подвижных пластин 18 относительно центральной осевой линии Y эксцентриковых кулачков 38, 138 может быть установлено соответственно. В устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта настоящего варианта осуществления, однако, положения подвижных пластин 18 и положения эксцентриковых кулачков 38, 138 устанавливают таким образом, что центральная осевая линия круглых сквозных отверстий 23 соответствующих подвижных пластин 18 совпадает с центральной осевой линией Y эксцентриковых кулачков 38, 138. Таким образом, центральная осевая линия сквозных отверстий 23 каждой подвижной пластины 18 указывается буквой "Y", как показано на фиг.6-9.
[0044] Как описано выше, ил и флокулянт подают в смесительный бак 3, и этот момент перемешивающая лопасть 10 вращается мотором 9, перемешивая ил и флокулянт. В этот момент, так как фильтрующее тело 19 расположено внутри смесительного бака 3 и небольшие зазоры притока фильтрата g, показанные на фиг.2 и 3, образованы между неподвижными пластинами 17 и подвижными пластинами 18 фильтрующего тела 19, составляющая вода флокулированного ила в смесительном баке 3 течет в фильтрующее тело 19 через зазоры притока фильтрата g. Ширину зазоров притока фильтрата g устанавливают так, чтобы предотвращать проход хлопьев.
[0045] Как описано выше, составляющая вода, которая течет в фильтрующее тело 19 через зазоры притока фильтрата g между неподвижными пластинами 17 и подвижными пластинами 18, т.е. фильтрат, течет вниз в фильтрующем теле 19 под действием силы тяжести и затем течет в сливную трубу 49 через отверстия 35, образованные в опоре 25, и отверстие 36 прохода фильтрата, образованное в нижней стенке 6 смесительного бака 3, как показано стрелками F на фиг.1. Затем этот фильтрат вытекает из сливной трубы 49, как показано стрелками G на фиг.1, принимается элементом 51 приема фильтрата, и затем течет вниз, как показано стрелкой Н. Позволяя фильтрату, который отделяется от обрабатываемого объекта, подаваемого в смесительный бак 3, течь в фильтрующее тело 19 сквозь зазоры притока фильтрата g между неподвижными пластинами 17 и подвижными пластинами 18, полученный обрабатываемый объект с пониженным содержанием жидкости может вытекать из выхода 11 смесительного бака 3 и эффективно разделяться на твердое вещество и жидкость с помощью твердожидкостного сепаратора. Заметим, что фильтрат не показан на любом из чертежей.
[0046] Как описано выше, когда мотор 9, показанный на фиг.1, активирован и, следовательно, вал 15 вращается вокруг своей центральной осевой линии Х в направлении, показанном стрелкой Р на фиг.5-9, эксцентриковые кулачки 38, 138 вращаются, причем их центральная осевая линия Y описывает круг с радиусом, эквивалентным эксцентричности δ, вокруг центральной осевой линии Х вала 15, как показано стрелкой Е на фиг.6-9. В этот момент, так как круглые внешние периферийные поверхности 39, 139 эксцентриковых кулачков 38, 138 взаимодействуют с круглыми внутренними периферийными поверхностями 40, 140 подшипников скольжения 42, 142 скользящим образом, и множество подвижных пластин 18 соединено вместе одна с другой соединительными стержнями 46 и соединительными пластинами 43, 143, упомянутое вращательное движение эксцентриковых кулачков 38, 138 заставляет множество подвижных пластин 18 двигаться по кругу с радиусом, эквивалентным эксцентричности δ эксцентриковых кулачков 39, 138.
[0047] В изображенном примере центральная осевая линия Y эксцентриковых кулачков 38, 138 совпадает с центральной осевой линией Y сквозных отверстий 23 подвижных пластин 18. По этой причине, когда центральная осевая линия Y эксцентриковых кулачков 38, 138 вращается вокруг центральной осевой линии Х вала 15 в направлении стрелки Е, описывая круг с радиусом, эквивалентным эксцентричности δ, множество подвижных пластин 18, которые соединены друг с другом, также движется по кругу, причем центральная осевая линия Y соответствующих сквозных отверстий 23 описывает круг с радиусом, эквивалентным эксцентричности δ, вокруг центральной осевой линии Х вала 15 в порядке, показанном на фиг.6-9.
[0048] Как описано выше, подвижные пластины 18 двигаются по кругу, тогда как неподвижные пластины 17 остаются неподвижными. Следовательно, твердое содержимое ила, входящего в зазоры притока фильтрата g между соседними подвижными и неподвижными пластинами 18 и 17, может отбрасываться, предотвращая засорение зазоров притока фильтрата g твердым содержимым.
[0049] Кольцевые подшипники скольжения 42, 142, взаимодействующие с круглыми внешними периферийными поверхностями 39, 139 эксцентриковых кулачков 38, 138, соединительные пластины 43, 143, которые имеют круглые отверстия 44, 144, взаимодействующие с круглыми внешними периферийными поверхностями 41, 141 подшипников скольжения 42, 142, и соединительные стержни 46, которые соединяют множество подвижных пластин 18 друг с другом и присоединены к соединительным пластинам 43, 143, образуют пример соединительного средства для присоединения множества подвижных пластин 18 к эксцентриковым кулачкам 38, 138 таким образом, что множество подвижных пластин 18 движется по кругу с радиусом, эквивалентным эксцентричности δ эксцентриковых кулачков 38, 138.
[0050] Согласно этой конфигурации, в устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта настоящего варианта осуществления вся периферия круглых внешних периферийных поверхностей 39, 139 эксцентриковых кулачков 38, 138 взаимодействует с круглыми внутренними периферийными поверхностями 40, 140 подшипников скольжения 42, 142 так, чтобы иметь возможность скользить по круглым внутренним периферийным поверхностям 40, 140 непосредственно или со смазкой между ними, как описано выше. Вследствие такой конфигурации, внешние силы, которые действуют на круглые внешние периферийные поверхности 39, 139 эксцентриковых кулачков 38, 138 и круглые внутренние периферийные поверхности 40, 140 подшипников скольжения 42, 142, распределяются, снижая давление на единицу площади, которое действует на эти периферийные поверхности, и, следовательно, снижая потери на трение эксцентриковых кулачков 38, 138 и подшипников скольжения 42, 142.
[0051] Даже при конфигурации, в которой вся периферия круглых внешних периферийных поверхностей 41, 141 подшипников скольжения 42, 142 взаимодействует с внутренними периферийными поверхностями круглых отверстий 44, 144 соединительных пластин 43, 143 так, чтобы иметь возможность скользить по внутренним периферийным поверхностям круглых отверстий 44, 144 непосредственно или со смазкой между ними, подвижные пластины 18 могут двигаться по кругу точно таким же образом, как описано выше, и потери на истирание круглых внешних периферийных поверхностей 41, 141 подшипников скольжения 42, 142 и внутренних периферийных поверхностей круглых отверстий 44, 144 соединительных пластин 43, 143 могут быть снижены. В этом случае круглые внешние периферийные поверхности 39, 139 эксцентриковых кулачков 38, 138 и круглые внутренние периферийные поверхности 40, 140 подшипников скольжения 42, 142 могут взаимодействовать друг с другом или цепляться друг за друга скользящим образом.
[0052] Альтернативно, все подшипники скольжения 42, 142 могут быть опущены. В таком случае соединительное средство для присоединения подвижных пластин 18 к эксцентриковым кулачкам 38, 138 описанным выше образом организуется с помощью соединительных пластин 43, 143, имеющих круглые отверстия 44, 144, взаимодействующие с круглыми внешними периферийными поверхностями 39, 139 эксцентриковых кулачков 38, 138, и соединительных стержней 46, которые соединяют множество подвижных пластин 18 друг с другом и присоединены к соединительным пластинам 43, 143, где эксцентриковые кулачки сами сделаны из материала с низким коэффициентом трения, такого как, например, резина. Кроме того, в этом случае, так как вся периферия круглых внешних периферийных поверхностей 39, 139 эксцентриковых кулачков 38, 138 взаимодействует с внутренними периферийными поверхностями круглых отверстий 44, 144 соединительных пластин 43, 143 так, чтобы иметь возможность скользить по внутренним периферийным поверхностям круглых отверстий 44, 144 непосредственно или со смазкой между ними, потери на истирание круглых внешних периферийных поверхностей 39, 139 эксцентриковых кулачков 38, 138 и внутренних периферийных поверхностей круглых отверстий 44, 144 соединительных пластин 43, 143 могут поддерживаться низкими.
[0053] Устройство для концентрирования обрабатываемого объекта настоящего варианта осуществления обеспечено двумя эксцентриковыми кулачками, двумя подшипниками скольжения и двумя соединительными пластинами, но оно может обеспечиваться тремя или большим числом этим элементов. Эксцентриковые кулачки 38, 138 и соединительные пластины 43, 143 могут быть обеспечены для множества секций, отделенных друг от друга в продольном направлении вала 15, и соединительные стержни 46 могут присоединяться к множеству соединительных пластин 43, 143. Множество подвижных пластин 18 может прочно соединяться друг с другом и двигаться по кругу путем обеспечения множества эксцентриковых кулачков и соединительных пластин, описанных выше; однако прочное соединение и прочное круговое движение подвижных пластин 18 также может быть реализовано с одним эксцентриковым кулачком, одним подшипником скольжения и одной соединительной пластиной.
[0054] Чтобы более надежно предотвращать засорение зазоров притока фильтрата g между подвижными пластинами 18 и неподвижными пластинами 17 твердым содержимым за счет преимущества кругового движения подвижных пластин 18, предпочтительно, когда неподвижные пластины 17 и подвижные пластины 18 образованы таким образом, что каждая из подвижных пластин 18 движется по кругу, двигаясь во всем пространстве между кольцевыми частями 26 соседних неподвижных пластин 17 во время одного поворота вала 15, как видно из фиг.6-9. Согласно этой конфигурации, так как каждая подвижная пластина 18 всегда проходит через пространство между кольцевыми частями 26 соседних неподвижных пластин 17, пока вал 15 совершает один оборот, твердое вещество, которое входит в зазоры притока фильтрата g, всегда может отбрасываться, эффективно предотвращая засорение зазоров притока фильтрата g твердым содержимым ила.
[0054] Как показано на фиг.6-9, в устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта настоящего варианта осуществления неподвижные пластины 17 и подвижные пластины 18 сформированы в кольца, причем центральная осевая линия Y круглых сквозных отверстий 23 соответствующих подвижных пластин 18 совпадает с центральной осевой линией Y эксцентриковых кулачков 38, 138, а центральная осевая линия круглых сквозных отверстий 21 соответствующих неподвижных пластин 17 совпадает с центральной осевой линией Х вала 15. Согласно этой конфигурации, как показано на фиг.6, неподвижные пластины 17 и подвижные пластины 18 сформированы таким образом, что удовлетворяются неравенства а + δ ≤ В и А + δ ≥ b, как ясно из фиг.6-9, где а обозначает радиус сквозного отверстия 23 каждой подвижной пластины 18, А обозначает радиус внешней периферийной поверхности 24 каждой подвижной пластины 18, b обозначает радиус сквозного отверстия 21 каждой неподвижной пластины 17, В обозначает радиус внешней периферийной поверхности 22 каждой неподвижной пластины 17 и δ обозначает эксцентричность центральной осевой линии Y эксцентриковых кулачков 38, 138 относительно центральной осевой линии Х вала 15. Соответственно, каждая из подвижных пластин 18 может двигаться по кругу, пока движется во всем пространстве между кольцевыми частями 26 соседних неподвижных пластин 17 во время одного оборота вала 15. Заметим, что радиусы b, а сквозных отверстий 21, 23 неподвижных пластин 17 и подвижных пластин 18 означают радиусы сквозных отверстий 21, 23 кольцевых частей 26, 63 неподвижных пластин 17 и подвижных пластин 18 за исключением выступов 27, 60.
[0056] Хотя круговое движение подвижных пластин 18 может предотвращать засорение зазоров притока фильтрата g твердым содержимым ила, как описано выше, становится невозможным эффективно позволять водному содержимому ила течь в фильтрующее тело 19, если твердое содержимое прилипает к периферии фильтрующего тела 19.
[0057] Поэтому в устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта настоящего варианта осуществления базовый конец плеча 52, распространяющегося в радиальном направлении от вала 15, прикреплен к валу 15, верхний конец несущей пластины 53, распространяющейся вертикально, прикреплен к краю плеча 52, а чистящий элемент 54, распространяющийся вертикально, прикреплен к несущей пластине 53, как показано на фиг.1, 2 и 5. Чистящий элемент 54, который упрощен на данных чертежах, находится в форме ножа из, например, резины. Как показано на фиг.6-9, край 70 чистящего элемента 54, обращенный к неподвижным пластинам 17, находится в легком контакте с внешними периферийными поверхностями 22 неподвижных колец 17. Как показано на фиг.6, расстояние R между центральной осевой линией Х вала 15 и краем 70 чистящего элемента 52 эквивалентно радиусу В внешней периферийной поверхности 22 каждого неподвижного кольца.
[0058] Чистящий элемент 54 прикреплен и удерживается на валу 15 несущими пластинами 53 и плечом 52, как описано выше. Поэтому, когда вал 15 приводится в движение мотором 9, вращаясь в направлении стрелки Р, чистящий элемент 54 синхронно вращается вокруг центральной осевой линии Х вала 15 вместе с валом 15, как показано на фиг.6-9. При этом чистящий элемент 54 вращается вместе с валом 15, находясь в скользящем контакте с частями внешних периферийных поверхностей 22 множества неподвижных пластин 17, где подвижные пластины 18 не выступают наружу из внешних периферийных поверхностей 22 неподвижных пластин 17 в радиальном направлении неподвижных пластин 17, как ясно из фиг.3, 5 и фиг.6-9. Чистящий элемент 54 прикреплен и удерживается на валу 15 так, чтобы иметь возможность двигаться таким образом. Благодаря такой конфигурации, чистящий элемент 54 может вступать в скользящий контакт с внешними периферийными поверхностями 22 множества неподвижных пластин 17, надежно соскребая водянистое твердое содержимое, прилипающее к внешним периферийным поверхностям 22, без прерывания круговым движением подвижных пластин 18. Поэтому адгезия большого количества твердого содержимого к периферии фильтрующего тела 19 может предотвращаться. Следовательно, фильтрат, отделенный от ила, может эффективно течь в фильтрующее тело 19.
[0059] Как описано в японском патенте № 4318735, чистящий элемент может быть образован с трубой, цилиндрическим стержнем, квадратным стержнем, кистью или подобным.
[0060] В устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта настоящего варианта осуществления, описанном выше, так как подвижные пластины 18 организованы так, чтобы двигаться по кругу, когда вращается вал 15, подвижные пластины не толкаются вращающимся чистящим элементом в отличие от обычного устройства для концентрирования обрабатываемого объекта. По этой причине чистящий элемент 54 не подвергается высокому давлению от подвижных пластин 18, а просто находится в легком контакте с внешними периферийными поверхностями 22 неподвижных пластин 17. Поэтому, в отличие от обычного устройства для концентрирования обрабатываемого объекта, чистящий элемент 54 или каждая подвижная пластина 18 не истирается быстро и срок службы этих элементов может быть увеличен.
[0061] Когда подвижные пластины 18 двигаются по кругу вместе с соединительными стержнями 46 и соединительными пластинами 43, 143, соединительные пластины 43, 143, соединительные стержни 46 и подвижные пластины 18 вынуждены вращаться вокруг центральной осевой линии Х вала 15 (авторотация) в направлении, показанном стрелкой I на фиг.6, под действием внешних сил, приложенных к соединительным пластинам 43, 143 эксцентриковыми кулачками 38, 138, приводя подвижные пластины 18 в контакт с распорками 29 и, возможно, повреждая подвижные пластины 18 и распорки 29.
[0062] Устройство для концентрирования обрабатываемого объекта настоящего варианта осуществления оборудовано направляющей пластиной 20, показанной на фиг.2-4 и фиг.10, как кратко описано выше. Направляющая пластина 20 крепится к неподвижным пластинам 17 распорными болтами 30 и гайками 31, 37, и имеет направляющие отверстия 48, через которые проходят соединительные стержни 46, причем направляющие отверстия 48 имеют диаметр больше, чем диаметр соединительных стержней 46. Когда соединительные стержни 46 движутся по кругу вместе с подвижными пластинами 18, как описано выше, соединительные стержни 46 направляются, когда находятся в скользящем контакте с внутренними периферийными поверхностями направляющих отверстий 48 и, следовательно, предотвращаются от вращения в направлении, показанном стрелкой I на фиг.6. Следовательно, направляющая пластина 20 представляет пример направляющего устройства, которое направляет подвижные пластины 18, которые двигаются по кругу, с целью предотвращать подвижные пластины 18 от контакта с другими элементами, такими как распорки 29 в этом примере, путем вращения вокруг центральной осевой линии Х вала 15 в направлении стрелки I.
[0063] Число направляющих пластин 20 может быть одна, как в изображенном примере, но множество направляющих пластин может быть обеспечено в разных положениях вдоль направления осевой линии вала 15.
[0064] В вышеописанном устройстве для концентрирования обрабатываемого объекта неподвижные пластины 17 фильтрующего тела 19 расположены в вертикальном направлении, и центральная осевая линия Х вала 15 проходит вертикально, но фильтрующее тело 19 может быть расположено таким образом, что центральная осевая линия Х наклонена. Устройство для концентрирования обрабатываемого объекта может быть организовано таким образом, что фильтрат, который течет в фильтрующее тело 19, может течь наружу через нижнюю часть фильтрующего тела 19 под своим собственным весом.
[0065] Выше описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, но настоящее изобретение не ограничивается данной конфигурацией варианта осуществления и может быть реализовано в различных модификациях.
ОБЪЯСНЕНИЕЧИСЛЕННЫХОБОЗНАЧЕНИЙ
3 смесительный бак
11 выход
15 вал
17 неподвижная пластина
18 подвижная пластина
19 фильтрующее тело (корпус)
21, 23 сквозное отверстие
22, 24 внешняя периферийная поверхность
26 кольцевая часть
38, 138 эксцентриковый кулачок
39, 139 круглая внешняя периферийная поверхность
40, 140 круглая внутренняя периферийная поверхность
41, 141 круглая внешняя периферийная поверхность
42, 142 подшипник скольжения
43, 143 соединительная пластина
44, 144 круглое отверстие
46 соединительный стержень
54 чистящий элемент
g зазор притока фильтрата
Х, Y центральная осевая линия
δ эксцентричность
Реферат
Изобретение относится к концентрированию обрабатываемых объектов, содержащих жидкость, с разделением их на жидкую и твердую фазы. Устройство для концентрирования обрабатываемого объекта содержит фильтрующее тело (19), имеющее множество неподвижных пластин (17) и подвижные пластины (18), смесительный бак (3), перемешивающее средство (10), вал (15), приводной узел (9), эксцентриковый кулачок, соединительное средство (46), чистящий элемент (54). Неподвижные пластины (17) расположены с интервалом. Каждая из неподвижных пластин (17) имеет сквозное отверстие и круглую внешнюю периферийную поверхность. Каждая из подвижных пластин (18) имеет сквозное отверстие и расположена между соседними неподвижными пластинами (17). Перемешивающее средство (10) расположено снаружи фильтрующего тела (19). Эксцентриковый кулачок прикреплен к валу (15) или сформирован с валом (15) как одно целое и расположен эксцентрично относительно центральной осевой линии вала (15). Соединительное средство выполнено с возможностью соединения подвижных пластин (18) и эксцентрикового кулачка так, что подвижные пластины (18) движутся по кругу, а эксцентричность эксцентрикового кулачка является радиусом данного круга. Чистящий элемент (54) прикреплен на валу (15) так, чтобы вращаться вместе с валом (15), находясь в скользящем контакте с участками внешних периферийных поверхностей неподвижных пластин (17). Устройство выполнено с возможностью течения фильтрата в фильтрующем теле (19) через зазоры притока фильтрата между неподвижными (17) и подвижными (18) пластинами, а также течения обработанного объекта с пониженным содержанием жидкости из смесительного бака (3) через выход. Изобретение позволяет эффективно отделять фильтрат от обрабатываемого объекта, а также эффективно концентрировать обрабатываемый объект без контакта чистящего элемента и подвижных пластин с высоким давлением. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.
