(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部の一方側を固定ヘッドピース（１２，６２）で、他方側を脚部（１３，６３）で支持される少なくとも１つの長手レールもしくはガイド（１１，６１）によって構成される支持フレームと、前記少なくとも１つの長手レールもしくはガイド（１１，６１）によって支持される可動ヘッドピース（１５，６５）と、前記固定ヘッドピース（１２，６２）および前記可動ヘッドピース（１５，６５）の間に並べて配置される複数枚の濾過板（１４，６４）と、圧縮板（２１，７１）と、加圧流体の注入により膨張し、前記圧縮板に圧力を加えて前記濾過板間の緩みを取り除く加圧用の空気圧要素もしくはクッション（２０，７０）とを備えるフィルタープレス（１０，６０）であって、
前記可動ヘッドピース（１５，６５）は円筒状のねじ穴を備え、該ねじ穴は、ウォームねじ（１９，６９）に取り付けられ、該ウォームねじの両端部は、対応する前記長手レールもしくはガイド（１１，６１）と一体化した支持体に回転可能に取り付けられ、
前記クッション（２０，７０）および前記圧縮板（２１，７１）は、前記固定ヘッドピース（１２，７２）上に配置され、前記クッション（２０，７０）および前記圧縮板（２１，７１）を、前記固定ヘッドピース（１２，７２）上に取り付け可能とすることを特徴とするフィルタープレス。
【請求項２】
前記支持フレームは、両端部の一方側を固定ヘッドピース（１２）で、他方側を脚部（１３）で支持される２つの横長手レールもしくはガイド（１１）と、該横長手レールもしくはガイド（１１）によって支持される可動ヘッドピース（１５）と、前記固定ヘッドピース（１２）および前記可動ヘッドピース（１５）の間に並べて配置される複数枚の濾過板（１４）と、圧縮板（２１）と、加圧流体の注入により膨張し、前記圧縮板に圧力を加えて前記濾過板間の緩みを取り除く加圧用の空気圧要素もしくはクッション（２０）とで構成され、前記可動ヘッドピース（１５）は、各側部に１つずつ設けた２つのアーム（１８）を備え、該アームのそれぞれには、円筒状のねじ穴が設けられ、該ねじ穴は対応するウォームねじ（１９）に支持され、該ウォームねじの両端部は、前記支持フレームと一体化した支持体に回転可能に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタープレス（１０，６０）。
【請求項３】
前記支持フレームは、両端部の一方側を固定ヘッドピース（６２）で、他方側を脚部（６３）で支持される１つの上部長手レールもしくはガイド（６１）と、該上部長手レールもしくはガイド（６１）によって支持される可動ヘッドピース（６５）と、前記固定ヘッドピース（６２）および前記可動ヘッドピース（６５）の間に並べて配置される複数枚の濾過板（６４）と、圧縮板（７１）と、加圧流体の注入により膨張し、前記圧縮板に圧力を加えて前記濾過板間の緩みを取り除く加圧用の空気圧要素もしくはクッション（７０）とで構成され、前記可動ヘッドピース（６５）は、各隅部に円筒状のねじ穴が設けられ、該ねじ穴は対応するウォームねじ（６９）に支持され、該ウォームねじの両端部は前記支持フレームと一体化した支持体に回転可能に取り付けられることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタープレス（１０，６０）。
【請求項４】
前記ウォームねじ（１９，６９）は、モーター（２２，７２）によって作動されることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のフィルタープレス（１０，６０）。
【請求項５】
前記クッション（２０，７０）および前記圧縮板（２１，７１）は、前記固定ヘッドピース（１２，７２）の前方に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタープレス（１０，６０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複合作用フィルタープレスに関する。 
より詳細には、本発明は、スラリーを脱水するためのフィルタープレス、すなわち、複数のチャンバの、加圧によってもたらされる容積の減少に伴い、スラリー（浮遊固形物を含む液体）を、それらのチャンバの濾過壁で濾過して、スラリーを脱水するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フィルタープレスは、互いに接着されてチャンバを形成する複数の、交互に配置した板と布とによって構成されることが知られており、このフィルタープレスの内部では、スラリーはチャンバ内に高圧で送り込まれる。加圧後、スラリーの固相は、板とフレームの間の空間に残留して脱水スラリーパネル（濾物）を形成し、そして、フィルタープレスから浮遊固形物の含有量の少ない液相（濾液）が出てくる。その後の固相の回収は、空間が透過液でいっぱいになった際にフィルタープレスを開くことによって行う。
【０００３】
この種のプラントに関する従来技術の解決策によれば、フィルタープレスを構成する複数枚の濾過板を、２つの背板の間に配置することとし、その内の一方は不動で、他方は可動である。全ての板は支持フレーム上に配置され、この支持フレームは、２つのヘッドピースによって端部で連結された２つの横長手レール（最新の装置では、単一の上部レールに取って代わられている）からなる。濾過中は、濾過板を、可動背板の作用によって相互に密閉させる。濾過後は、可動背板を後退させることにより、透過液を、濾過板上に設置した濾過表面から除去し、これによって濾過板の間隔が開き、濾過表面に容易にアクセスすることができる。
【０００４】
上記の従来技術によればさらに、濾過板の接近と締付けはピストンによって行うこととするが、（板を接近させ、また離隔させるために必要な）極めて長時間の運転と、極めて高い押圧力が同時に必要になるという欠点がある。
【０００５】
この問題を解決するため、特許文献１には、濾過板の接近を可動板によって行うことが提案されており、この可動板は、電動機とエンドレスチェーンを備えるチェーンドライブによって移動される。作業終了後、エンドレスチェーンはボルトによって所定の位置にロックされ、一方で実際の加圧ステップは、可動板上に設置されて、加圧流体が充填されるクッションと称される膨張式要素に対して行われる。
【０００６】
さらに、重要となる摩擦力の低減のため、板にはレール上を移動するためのスライドブロックが設けられている。
【０００７】
従って、従来技術によれば、可動板は、濾過ステップに先立って、濾過板の接近を作動させるだけであり、一方で実際の加圧ステップは、板の実際の押しつぶしを行う加圧流体の充填された膨張式要素に対して行われる。具体的には、濾過板の接近は、可動板を、それの動作位置に達するまで接近させるとともに、ボルトによって、その位置にロックすることによって行われ、ここで、前記ボルトには、フィルタープレスの固定フレーム上に設けられたロック穴に入れるピンが設けられている。
【０００８】
可動板をボルトによってロックすることとする、特許文献１による解決策では、ロック位置が固定されることから、結果として、濾過板の、予め設定された個数でしか装置を使用することができないという問題がある。それ故に、取り扱うスラリーの量に生じ得る変化によっては、装置を１枚以上の板とともに使用することができないだけでなく、板の破損が生じた場合は、破損した板を修理または交換するまで装置を使用することができないということを意味する。さらに、上述の先行技術文献による解決策は、たった１枚の板のメンテナンスを行う必要がある場合にも、装置を使用することができないことを意味する。
【０００９】
さらに、必然的にスロット形状となるピンボルト用のハウジング穴は、濾過パックがメーカーによって異なる大きさであるため、または同じメーカーのものであっても板の使用公差に起因して、製造バッチによって異なる大きさであるため、濾過板が薄くなると、スロットによる緩みを低減させるためにクッションを大きく膨張させなければならず、その結果、最大許容圧力が減少する。というのもそれは最大開口に反比例するからである。
【００１０】
さらに、新しい板と使用された板とでは厚さが異なることもある。というのも、新しい布の厚みは、初回使用後に減少して、決して元に戻らないからである。このような厚さの減少は、多数枚の濾過板を有するフィルタープレスにおいて、使用を初めてから何日かで、様々なサイズとなる。この場合もまた、この間隙はクッションの膨張によって埋めることができる。
【００１１】
そしてボルトによるロックで予め接近と締付けとを行うシステムは、横レールを単一の上部レールに置き換えた最新式のフィルタープレスには使用することができない。
【００１２】
「接近と締付け」に関する問題の解決策に対するさらなる改善は、フィルタープレスに関する特許文献２に示されており、ここでは、可動背板を、油圧アクチュエータによって濾過板に接近させ、そして、到達した位置でアンカーシステムによってロックすることにより、一定数のロック位置が可能となる。この時点から実際の加圧ステップが始まり、板は可動板上に配置されたリング状の膨張式要素によって加圧される。この膨張式要素には、接近を行うアクチュエータに使用されるものと同じ流体を使用することが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開第２００６／１０６４６３Ａ１号パンフレット
【特許文献２】独国特許公報第１９９０４６３７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
例え特許文献２が１つのみのロック位置を提供する解決策に関する改善を示すものであっても、このシステムでは、板の最適な接近を得ることもできない。実際、板の接近が一旦完了すると、可動背板が最初のロック位置に達するまでそれを後退させることが常に必要となり、それ故に、続く加圧ステップでの効率性が損なわれる。
【００１５】
また、濾過されるスラリーの流動性があまりにも高すぎて、フィルタープレスでの効率的な処理ができないことが頻繁にあり、この場合は、フィルタープレスを停止して、より濃いスラリーを待つ必要となる。この場合、装置は濾過中に自動的に停止し、装置の再始動は、数時間後か、あるいは数日後になることもある。可動ヘッドピースが個別に配置される場合は、このような停止は、空気配管内で常に生じる可能性のある空気漏れを補うために、新たな始動までクッションを膨張させ続け、クッション内の圧力を制御してコンプレッサを作動させ続ける必要があることを意味する。
【００１６】
その上、可動板上にクッションを配置することにより、クッションの最大横寸法は、クッションが自由にスライドできなければならない横レール間の距離によって定められる寸法に制限される。クッション寸法の制限は、結果として、加圧ステップで適用可能な圧力が制限されることを意味する。
【００１７】
上述に鑑み、濾過板の個数や板の布の厚さが変更され得ることを考慮していないプリセット位置に起因して、可動背板の最終位置を適合させる必要があることによる制限なしに、板の接近ステップを行うことができ、また、加圧の問題に厳密に関係しない考慮によって寸法が制限されない膨張式要素を使用することのできるフィルタープレスが必要であることは明らかである。
【００１８】
この点で、常に、板の相互間のたるみを取り除くことが可能で、また板の接近ステップ中にある程度の予備圧縮を得ることも可能なフィルタープレスを提供すること、および、経費や消耗を減らして油圧／空気圧コンポーネントの簡素化することを目的として、本発明による解決策を示す。
【００１９】
これらの結果およびその他の結果は、本発明に従い、板の接近およびフィルターパックの予圧縮のステップが、モーターによって回転駆動されて可動背板の移動をもたらすウォームねじで構成されたシステムに委ねられ、さらに、板に実際の締め圧力を作用させる機能を有する油圧または空気圧クッションが、可動ヘッドピース上ではなく固定ヘッドピース上に配置されるフィルタープレスを提供することによって得られる。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
よって本発明の目的は、従来技術による解決策の制限を克服し、先述した技術結果を得ることのできるフィルタープレスを実現することである。
【００２１】
本発明のさらなる目的は、そのフィルタープレスを、製造費および管理費の両方に関して十分に限られた費用で実現させることである。
【００２２】
本発明の、さらに他の目的としては、十分に簡素で、安全かつ信頼性のあるフィルタープレスを実現することにある。
【００２３】
よって、本発明の特定の目的は、両端部の一方側を固定ヘッドピースで、他方側を脚部で支持される少なくとも１つの横長手レールもしくはガイドによって構成される支持フレームと、前記少なくとも１つの横長手レールもしくはガイドによって支持される可動ヘッドピースと、前記固定ヘッドピースおよび前記可動ヘッドピースの間に並べて配置される複数枚の濾過板と、圧縮板と、加圧流体の注入により膨張し、前記圧縮板に圧力を加えて前記濾過板間の緩みを取り除く加圧用の空気圧要素もしくはクッションとを備えるフィルタープレスであって、前記可動ヘッドピースは円筒状のねじ穴を有し、これらのねじ穴は対応するウォームねじに支持され、ウォームねじの端部は、対応する横長手レールもしくはガイドと一体をなす支持体に回転可能に取り付けられるフィルタープレスを提供することにある。
【００２４】
本発明によれば、前記支持フレームは、両端部の一方側を固定ヘッドピースで、他方側を脚部で支持される２つの横長手レールもしくはガイドと、前記１つの横長手レールもしくはガイドによって支持される可動ヘッドピースと、前記固定ヘッドピースおよび前記可動ヘッドピースの間に並べて配置される複数枚の濾過板と、圧縮板と、加圧流体の注入により膨張し、前記圧縮板に圧力を加えて前記濾過板間の緩みを取り除く加圧用の空気圧要素もしくはクッションとで構成され、前記可動ヘッドピースは、その各側部に１つずつ設けた２つのアームを有し、該アームのそれぞれには、円筒状のねじ穴が設けられ、それらのねじ穴は対応するウォームねじに支持され、その端部は、前記支持フレームと一体をなす支持体に回転可能に取り付けられる。
【００２５】
代替的に、本発明によれば常に、前記支持フレームは、両端部の一方側を固定ヘッドピースで、他一方を脚部で支持される１つの上部長手レールもしくはガイドと、前記上部長手レールもしくはガイドで支持される可動ヘッドピースと、前記固定ヘッドピースおよび前記可動ヘッドピースの間に並べて配置される複数枚の濾過板と、圧縮板と、加圧流体の注入により膨張し、前記圧縮板に圧力を加えて前記濾過板間の緩みを取り除く加圧用の空気圧要素もしくはクッションと、で構成され、前記可動ヘッドピースは、各隅部に円筒状のねじ穴を備え、それらのねじ穴は対応するウォームねじに支持され、該ウォームねじの端部は前記支持フレームと一体をなす支持体に回転可能に取り付けられる。
【００２６】
具体的には、本発明によれば、前記ウォームねじはモーターによって作動される。
【００２７】
好適には、本発明によれば、前記クッションと前記圧縮板は、前記固定ヘッドピース上に配置し、該固定ヘッドピースの前方もしくは後方に配置することができる。
【００２８】
本発明のフィルタープレスの有効性と長所が、原則として下記の通りであることは明らかである：
・ウォームねじは、現在の位置数による固定ロックに対する板の適切な締付けを可能にし、これは膨張ステップ中にクッションの小さな開口を必要とするので、クッションの、破裂に対する抵抗が増大し、使用圧力が大きくなり、さらに濾過の時間が短くなり、これによって生産性が増大する；
・固定ロックと比較して、ねじであれば、濾過板の個数を変更しても装置を作動させることが可能である；
・液化しすぎたスラリーの存在に起因する停止の場合は、装置を停止させることができ、板の相互間での液漏れなしに、クッションをしぼませることができ、プラントを完全に停止させて、より濃いスラリーが利用できるようになると再稼働させることができ、重要なエネルギー節約および、プラントの損傷や停止の場合の安全性の増大をもたらすことができる； 
・横寸法がレールの制限を受けないクッションは、より大きなサイズで実現させることができ、その結果として、加圧ステップでの圧力を増大させることができる；
・固定ヘッドピース上の、注入流体の入口の装置に近接するクッションの位置は、膨張と収縮の速度がより速いことを意味する。
【００２９】
本発明を、下記の添付図面の図を特に参照して、好適な実施形態に従い、制限的な目的でなく例示を目的として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態による、加圧ステップにおけるフィルタープレスの斜視図である。
【図２】加圧ステップにおける図１のフィルタープレスの側面図である。
【図３】開放ステップにおける図１のフィルタープレスの斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による、加圧ステップにおけるフィルタープレスの斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施形態による、加圧ステップにおけるフィルタープレスの斜視図である。
【図６】本発明の第４の実施形態による、加圧ステップにおけるフィルタープレスの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１〜図３を参照するに、本発明による、全体を符号１０で示す複合作用フィルタープレスには、両端部で固定ヘッドピース１２および脚部１３に接続される２つの横長手レールもしくはガイド１１からなる支持フレームが設けられており、脚部ガイド１１上には、前記固定ヘッドピース１２と可動ヘッドピース１５との間に並べて配置した複数枚の濾過板１４を設けて、背板を構成している。
【００３２】
それらの両側で、濾過板１４には円筒支持ロッド１６が設けられており、これらはガイド１１上に単に載置されて摩擦を低減する。
【００３３】
可動ヘッドピース１５は円筒支持ロッド１７によってガイド１１上に置かれ、各側部には、円筒状のねじ穴を有するアーム１８も設けられ、該ねじ穴は、それぞれのガイド１１と一体化したウォームねじ１９に係合する。
【００３４】
固定ヘッドピース１２側において、フィルタープレスにはクッション２０と加圧板２１が設けられている。図１〜図３に例示する実施形態では、クッション２０を、固定ヘッドピース１２の後方に配置しているが、クッション２０は、図４に例示するように、その前方に配置することもできる。
【００３５】
本発明によるフィルタープレス１０は、対応するモーター減速機２２によって回転されるねじ１９と、クッション２０（任意の流体で膨張する）との複合作用を活用して、加圧板２１上で作動する、可動ヘッドピース１５と固定ヘッドピース１２との間の濾過板１４を圧縮させる。
【００３６】
フィルタープレスは下記の様に機能する：前回の濾過サイクルを終了させる洗浄後の濾過板１４が開いた状態の図３に示す位置から、モーター減速機２２によってねじ１９を駆動して、可動ヘッドピース１５を固定ヘッドピース１２に向けて移動させるとともに、濾過板１４とクッション２０を相互に接近させる。位置決めと第１圧縮の緩みを取り除きつつ、濾過板１４とクッション２０の最接近または押しつぶしが得られると、モーター減速機２２は停止し、濾過される液体が、図２に示すように、パイプユニオン２３に送り込まれるとともに、クッション２０内に圧縮空気（または別の流体）が中圧で注入される。これは、ねじ１９によって第２押しつぶし力が前回のものよりも大きく、それにより、濾過板間の緩みが取り除かれることを意味する。次いで、クッション２０が収縮し、それと同時にねじ１９が動いて可動板１５をさらに移動させ、第２押しつぶしによるへたり（settling）から生じた緩みを取り除く。
【００３７】
可動板１５によって押圧される濾過板１４とクッション２０が、加圧板２１によって押しつぶされる固定板１２上に再び達すると、モーター減速機２２は停止し、圧縮空気（または別の流体）を、クッション２０の最大圧力まで徐々に入れる。同時に、濾過される流体は図２に示すパイプユニオン２３内に送り込まれ、濾過ステップから始まる。
【００３８】
これら２つの押しつぶしの目的は、濾過板１４、加圧板２１、固定板１２および可動板１５のそれぞれの間の緩みを取り除いて、濾過板１４に可能な限り大きな第１圧縮を与えることと、それらのブローの後に、クッション２０が、いくつかの材料の弾性に起因する残りの圧縮のみによる最小限の膨張だけですむようにすることにある。
【００３９】
加圧ステップの完了後のステップは、クッション２０を収縮させるにあり、ここでは、クッション自体を、空気圧または油圧装置の近くで固定ヘッドピース１２上に配置するか、あるいは何れにしてもその近くに配置し、収縮が極めて高速で行われる。同時に、加圧板２１はロックが解除され、また、ねじ１９は、板１４をそれらが図３に示す位置に達するまで間隔おいて離隔し始め、現在開いている濾過板に蓄積された透過液の除去を可能にする。
【００４０】
図４を参照すると、図１〜図３に示すものと同じ種類のフィルタープレスが示されているが、この場合は、クッション２０と加圧板２１が固定ヘッドピース１２の前方に配置されている。
【００４１】
図５を参照すると、フィルタープレスが示されており、ここでは、接近は油圧動的ピストン(oleodynamic piston)によって得られるが、先行技術の解決策に関する圧縮ステップの最適な解決策を示している。これは、可動ヘッドピース１５側ではなく固定ヘッドピース１２側に位置するクッションが、濾過板の支持フレームによる寸法の制限がないことによるものである。
【００４２】
最後に図６を参照すると、フィルタープレス６０は上部レール６１と共に示されている。この場合、支持フレームは上部レール６１によって構成され、上部レールは、固定ヘッドピース６２と可動ヘッドピース６５との間に並べて配置した複数枚の濾過板６４を支持し、これは背板に相当する。
【００４３】
可動ヘッドピース６５は、この場合、上部レール６１にぶら下がっており、各隅部６８には、ウォームねじ６９に係合する円筒状のねじ穴を設ける。４つのウォームねじ６９は、対応するモーター減速機７２によって回転される。
【００４４】
本発明による複合作用フィルタープレスは、従来技術と比較した場合、一連の利点をもたらし、これらを図１〜図３の実施形態を参照して説明するが、それに続く図の実施形態もまた、同様の利点をもたらすものである。
【００４５】
先ず、クッション２０とねじ１９との作用を組み合わせることにより、濾過板１４をヘッドピース２１に押しつぶして、濾過板１４の極めて強力な締付けが可能となる。次の利点は、膨張ステップ中のクッション２０の開口が最小であり、その結果として、破裂に対する抵抗が増大するのでより大きな圧力で使用できるとともに、膨張時間が短縮され、それ故に生産性が高まる。
【００４６】
可動ヘッドピースの固定ロック位置を提供する解決策と比較した場合、ねじ１９を使用することによって装置の拡張または寸法の再調整（ri-dimensionable）が可能となり、装置のフレームを変える必要なしに、また装置を停止させる必要もなしに、発生し得る作業の必要性に応じて、濾過板１４の追加や除去を極めて迅速に行うことが可能となる。
【００４７】
さらにクッション２０とねじ１９とによってもたらされる圧縮の作用の組合せは、濾過板１４または、それらのうちの布のみに種々の厚さが存在する中で、摩耗や破損、または製造プロセスの変更によってそれらを取り換える場合に、寸法が大きく変わっても適用される完璧で自動的な可能性を獲得するものである。
【００４８】
クッション２０の位置に関しては、それらを可動ヘッドピース１５上ではなく固定ヘッドピース１２上に置くことにより、より大きな緩衝作用を実現することが可能であり、その結果として、加圧ステップで圧力が増大することになる。
【００４９】
さらに、そのような、固定ヘッドピース１２上のクッションの位置は、それが、外部（図１〜３）もしくは内部（図４）のいずれであっても、膨張流体を注入するための装置に近くにあることで、運転時間を短縮して、膨張と収縮の動作がより高速で行われることを意味する。
【００５０】
固定ヘッドピース１２上の、クッション２０の位置並びに、油圧、電気および空気圧装置の位置により、操作者はより望ましい制御やメンテナンスを行うことができる。というのも操作者は、特にクッションが固定ヘッドピース１２の外部に位置する場合は、可動コンポーネントから離れていて、十分安全に操作することができるからである。
【００５１】
可動板１５から固定板１２へのクッション２０の移動および、加圧のためのねじ１９の使用による他の利点は、電気モーター２２および、全ての電気、油圧または空気圧装置を濾過板から離隔させて、大変汚く複合装置に適さないこの種の装置を、スラリー排出の領域の外に配置することが可能になることにある。
【００５２】
上述の利点に加えて重要なその他の利点は、複数の横レールを単一の上部レールに置き換えた最新のフィルタープレスにおいても、ねじによって得られる予備的な接近および締付けシステムの使用を可能にすることにある。
【００５３】
本発明をその好適な実施形態に従い、説明のために非制限的な目的で説明してきたが、当業者によって、添付する請求項に定められるような保護の範囲から逸脱することなく、変更および／または修正が行われる可能性があることを理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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