CN101128282B - 脏液处理装置 - Google Patents

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Abstract

脏液处理装置(10)包含脏槽(11)、传送带(20)、和具有磁滚筒(42)的油泥除去机构(40)。磁滚筒(42)配置在液体流通部(32)中。脏液处理装置(10)具有溢流槽(31)。溢流槽(31)具有将脏槽(11)的液面(Q)保持在比液体流通部(32)和磁滚筒(42)高的位置上的功能。磁滚筒(42)水平地配置在传送带(20)的下侧部分(20a)和上侧部分(20b)之间。传送带(20)将沉在脏槽(11)的底部(11a)上的切削屑向排出部掏出。与磁滚筒(42)接触的掏取部件(45)使吸附在磁滚筒(42)上的油泥向传送带(20)的下侧部分(20a)落下。

Description

脏液处理装置
技术领域
本发明涉及对例如混入有切削屑或微细油泥等的脏液进行净化的脏液处理装置。
背景技术
在进行切削或研削等机械加工的工作机械等中，使用对机件进行冷却的冷却剂等液体。在该液体中混入有由机械加工产生的切削屑(切削粉)或微细油泥等异物。为了再次使用这种含有切削屑或油泥等的脏液，而使用脏液处理装置，用以从脏液中除去切削屑或油泥等。
本发明的发明人们长年进行脏液处理装置的研究开发，其结果是如日本特开2005-66820号公报所示，成功开发出将具有磁滚筒(magnetdrum)的油泥除去机构与传送带(convey)结合的高性能的脏液处理装置。
上述油泥除去机构具有配置在脏槽液面附近的流通部(溢流部)上的磁滚筒。在该磁滚筒的外周面上吸附有脏液中的微细磁性油泥。上述传送带具有刮具。利用该刮具，将沉在脏槽底部的较大切削屑等向脏槽外部的排出部掏出。
脏液中有包含极其微细的碳粒等超微粒子的情况。当脏液处理装置运作时，这些超微粒子附着在混在脏液中的微细气泡等上，朝向脏槽的液面，并且有长时间浮游在液面上的倾向。在上述油泥除去机构配置在脏槽的液面附近的流通部(溢流部)中的情况下，在液面附近存在的超微粒子不可避免地通过该流通部，流入清洁槽一侧。
即使这种超微粒子混入清洁槽中，在实用上也没有特别成问题，上述脏液处理装置发挥着高的性能。但今后，随着对脏液处理装置的要求规格提高，有可能希望能捕捉更小超微粒子的脏液处理装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种脏液处理装置，不用说较大的切削屑，即使是液中极微细的粒子也能够除去。
本发明的脏液处理装置具有：收容需要处理的液体的脏槽；设置在比上述脏槽的液面高的位置上的排出部；具有将沉在上述脏槽的底部的除去对象物向上述排出部掏出的刮具，并且具有沿上述脏槽的底部向上述排出部移动的下侧部分和通过上述下侧部分上方向着上述下侧部分的始端的上侧部分的传送带；使上述脏槽的内部和外部连通的液体流通部；在上述脏槽内的上述液体流通部附近，具有配置在上述传送带的上述下侧部分和在上述上侧部分之间，并且被驱动旋转的磁滚筒的油泥除去机构；将上述脏槽的上述液面保持在比上述液体流通部和磁滚筒高的位置上的液面保持单元；和设置在上述脏槽的内部，通过与上述磁滚筒的外周面接触而掏取油泥，并且使该油泥向上述传送带的上述下侧部分落下的掏取部件。
根据本发明，在混入液体中的除去对象物中，沉在脏槽底部的切削屑等，利用传送带被除去。在脏液中浮游的微细磁性油泥，在通过液体流通部时，被除去机构的磁滚筒捕捉。由于该磁滚筒浸渍在液体中，所以能够有效地利用磁滚筒的外周面作为油泥的吸附面。
当被传送带掏出的切削屑或油泥从液面出来时，一部分浮游在脏槽的液面上的碳等微粒子，附着在这些切削屑或油泥上，被搬运至排出部。
一部分浮游在脏槽的液面上的微粒子，当停止脏液处理装置的运转时在脏游中沉降，附着在堆积在脏槽底部的切削屑或油泥等上。附着在切削屑或油泥上的微粒子，当该装置再次开始运转时，与切削屑或油泥等一起，被通过上述传送带向排出部掏出。基于这些理由，用传送带难以除去的超微粒子也能够被有效地除去。
在本发明的优选方式中，上述液面保持单元为通过上述液体流通部与上述脏槽连通的溢流槽，通过上述油泥除去机构被净化过的液体，经过该溢流槽，被供给清洁槽。
上述磁滚筒按照使其轴线沿上述传送带的刮具的移动方向的方式，以水平姿势被配置在上述传送带的上述下侧部分和上侧部分之间。
在本发明的一个方式中，上述传送带能够在第一方向和与该第一方向相反的第二方向上移动。利用具有能正反旋转的电机的旋转驱动机构，使得上述传送带在上述第一方向和第二方向上移动。该旋转驱动机构能够利用定时器等切换单元，在上述第一方向和第二方向上切换。
在上述传送带能在第一方向和第二方向切换的结构的情况下，当传送带在第二方向上移动时，能够使浮游在脏槽的液面上的浮上切削粉等，附着在传送带的刮具等上，向上述排出部移动。
上述液面保持单元的一个例子为通过上述液体流通部与上述脏液槽连通的溢流槽。通过从该溢流槽溢出液体，脏槽的液面位于上述传送带的上侧部分。
在本发明的一个方式中，从上述脏槽朝向上述排出部，形成沿上述传送带的上述下侧部分向斜上方延伸的第一导向板和沿上述传送带的上述上侧部分向斜上方延伸的第二导向板，构成使得这些导向板的上面与上述传送带的刮具接触。
为了进一步提高过滤精度，可在被导入通过上述油泥除去机构过滤过的液体的过滤槽中收容过滤滚筒(filter drum)。该过滤滚筒具有过滤器。该过滤器由形成有大量流通孔的多孔板构成。该多孔板被成形为筒形。上述流通孔的流入口开口在成形为筒形的上述多孔板的外周面上。上述流通孔的流出口开口在该多孔板的内周面上。上述流通孔由例如蚀刻而形成。
对渗碳淬火件进行研削加工时产生的油泥，不仅包含磁性体，还包含非磁性体或弱磁性体。对于这种油泥，仅使用上述磁滚筒不能很好地除尽。但是根据具有上述过滤滚筒的本发明的一个方式，通过将包含非磁性体或弱磁性体的油泥，利用上述过滤滚筒进行过滤，能够得到更为清洁的液体。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的脏液处理装置的截面图；
图2是沿图1中的F2-F2线的脏液处理装置的截面图；
图3是本发明第二实施方式的脏液处理装置的截面图；
图4是沿图3中的F4-F4线的脏液处理装置的截面图；
图5是表示过滤滚筒的多孔板的局部的平面图。
具体实施方式
以下，参照图1和图2说明本发明的第一实施方式。
图1是概略地表示从例如加工中心(machining center)这种工作机械1所使用的冷却剂中除去异物从而能够再次使用的处理系统的图。从工作机械1排出的被污染过的冷却剂为要处理的脏液D的一个例子。在该脏液D中混入有由切削等产生的切削屑、铁粉这种微细油泥等的异物、或碳等的微粒子或超微粒子。
该脏液D从工作机械1通过排出流路2，被供给脏液处理装置10。脏液处理装置10是用于净化脏液D的装置。在该脏液处理装置10中净化过的清洁液C，由泵3吸上来以后，通过供给流路4，再次被供给工作机械1。
其次，说明该处理系统使用的脏液处理装置10的详细情况。如图1和图2所示，脏液处理装置10具有收容脏液D的脏槽11和与脏槽11并设的清洁槽12。脏液D从排出流路2的下游端被供给脏槽11。
在脏槽11的端部形成有掏取部15。该掏取部15从脏槽11的端部向斜上方延伸。在掏取部15的上部设置有以电机作为驱动源的旋转驱动机构16。
通过从脏槽11的底部11a直至掏取部15，设置有传送带20。传送带20具有作为卷挂传动体的一个例子的链条23和安装在链条23上的多个刮具24。链条23可在上侧的链轮21和下侧的链轮22之间无端运行。利用旋转驱动机构16，链条23朝图1箭头F所示方向移动。链条23的移动方向利用导向部件25进行导向。导向部件25配置在脏槽11的底部11a上。
刮具24在链条23的长度方向上存在规定的间隔而排列着。作为较大的除去对象物的切削屑K(图2中示意性地表示)沉降在脏槽11的底部11a上。利用刮具24，该切削屑K与油泥等一起，经过掏取部15被搬出至排出部26。排出部26配置在脏槽11的外部。排出部26设置在比脏槽11的液面Q高的位置上。到达排出部26的切削屑、油泥等，从排出部26向回收盒27落下。
传送带20具有下侧部分(去路部分)20a和上侧部分(返路部分)20b。传送带20的下侧部分20a沿着脏槽11的底部11a向排出部26移动。传送带20的上侧部分20b从上述排出部26，通过上述下侧部分20a的上方，向着下侧部分20a的始端20c移动。始端20c上配置有下侧链轮22。
如图1所示，在脏槽11的旁边形成有清洁槽12。清洁槽12通过分隔板30与脏槽11分隔开。如图2所示。在脏槽11的侧部设置有作为液面保持单元起作用的溢流槽31。通过后述的油泥除去机构40净化过的清洁液C，通过该溢流槽31流入清洁槽12。
溢流槽31通过液体流通部32与脏槽11连通。当脏槽11的液面Q超过规定高度时，清洁液C从溢流槽31的上端31a溢出。溢出的清洁液C流入清洁槽12中，由此使得脏槽11的液面Q保持在一定高度。通过溢流槽31，脏槽11的液面Q被保持在比液体流通部32和磁滚筒42高的位置。
在脏槽11中设置有油泥除去机构40。该实施方式的油泥除去机构40具有磁滚筒42、电机43(示于图1)、动力传递机构44和掏取部件45等。磁滚筒42被收容在脏槽11的内部。电机43可使磁滚筒42朝图2所示箭头A的方向旋转。动力传递机构44将电机43的旋转传递给磁滚筒42。掏取部件45被设置在脏槽11的内部。
磁滚筒42为由不锈钢等非磁性材料制成的圆筒体。在磁滚筒42的内侧配置有强力磁铁46。在磁铁46的外面和磁滚筒42的内周面之间有间隙。磁铁46被固定在设置于脏槽11中的框架47中。磁滚筒42相对磁铁46，朝上述箭头A的方向相对旋转。
磁滚筒42被配置在脏槽11内部的液体流通部32附近，传送带20的下侧部分20a和上侧部分20b之间。更为详细而言，如图1所示，磁滚筒42的轴线X沿传送带20的移动方向(箭头F所示方向)。该磁滚筒42由框架47(示于图2)等支承在大致水平的姿势。磁滚筒42的全周边浸渍在脏液D中。
如图2所示，在脏槽11的内部配置有上侧导向板51和下侧导向板52。这些导向板51、52沿着磁滚筒42的外周面呈圆弧状弯曲。上侧导向板51和磁滚筒42之间形成上侧液体流路53。下侧导向板52和磁滚筒42之间形成下侧液体流路54。图2中的箭头B表示液体流动的方向。
液体流路53、54通过开口55与上述溢流槽31连通。开口55形成于脏槽11的侧壁11b上。这些液体流路53、54和开口55构成上述液体流通部32，用于使脏槽11的内部和外部连通。在该液体流通部32的附近配置有上述磁滚筒42。
如图2所示，掏取部件45的一端45a在磁滚筒42的轴线方向的大致全长上，与磁滚筒42的外周面接触。掏取部件45的另一端45b，向着传送带20的下侧部分20a向斜下方延伸。利用掏取部件45掏取附着在磁滚筒42外周面上的油泥等。被掏取的油泥等向传送带20的下侧部分20a落下。
其次，说明上述结构的脏液处理装置10的作用。
从工作机械1排出的脏液D通过排出流路2被供给脏槽11。如图2所示，包含在脏液D中的切削屑K在短时间内沉降在脏槽11的底部11a上。通过传送带20的刮具24，该切削屑K被从脏槽11的底部11a，沿着掏取部15，搬送至排出部26。被搬送至排出部26的切削屑K落下至回收盒27中。
另一方面，脏槽11内的脏液D，通过磁滚筒42的外周面和导向板51、52之间的液体流路53、54，流向开口55。这时，浮游在脏液D中的微细磁性体油泥，由于磁铁46的磁力被吸附在磁滚筒42的外周面上。由于磁滚筒42整体浸渍在液体中，所以能够有效地将磁滚筒42的上表面和下表面两者作为油泥的吸附面而加以利用。
通过油泥除去机构40被净化过的清洁液C，通过开口55，流入溢流槽31中。另外，该清洁液C再从溢流槽31的上端31a溢出，流入清洁槽12中。
随着磁滚筒42的旋转，吸附在磁滚筒42的外周面上的油泥S被通过掏取部件45而掏取。被掏取的油泥S落在传送带20的下侧部分20a上。落在传送带20的下侧部分20a上的油泥S，由刮具24向着排出部26掏出。
上述掏取部件45，使从磁滚筒42上掏取的油泥S向着传送带20的下侧部分20a落下。因此，能够避免在下落途中，油泥S与传送带20的上侧部分20b撞上，从而能够避免该油泥S在脏液D中再次扩散的问题。
掏出切削屑K或油泥S的刮具24，从脏液D的液体中，通过液面Q，移向排出部26。当刮具24在液面Q移动时，液面Q中浮游的微粒子P，附着在与刮具24一起移动的切削屑K或油泥S上。由于这样，微粒子P与切削屑K或油泥S一起被送至排出部26。
如以上所述，脏槽11内的脏液D被净化，成为清洁液C。该清洁液C通过溢流槽31流入清洁槽12中。被导入清洁槽12的清洁液C，由泵3吸上来，通过供给流路4，再次供给工作机械1。由于在脏槽11的上部设置有分隔液面Q和溢流槽31的隔壁11c，所以液面Q中浮游的微粒子P被留在脏槽11内，不会流入清洁槽12中。
在夜间或休息日等，工作机械1的运转停止，若脏液处理装置10停止，目前为止浮游在脏槽11的液面Q上的微粒子P，随着时间的流逝，开始慢慢在脏液D中沉降。沉降的微粒子P附着在堆积在脏槽11的底部11a上的切削屑或油泥上。
通过工作机械1的运转再次开动，并且脏液处理装置10开始运作，传送带20开始运动，当传送带20的刮具24移动时，堆积在脏槽11的底部11a上的微粒子P和超微粒子，与切削屑K或油泥S一起，由刮具24向着排出部26掏出。这样，脏液D中的超微粒子也被充分地除去，从而能够得到清洁度极高的清洁液C。
在传送带20的下侧部分20a和上侧部分20b之间配置有磁滚筒42。磁滚筒42设置成为其轴线X沿着传送带20的移动方向(箭头F方向)的姿势。这样能够有效地利用脏槽11的内部空间。即：能够减少容纳磁滚筒42的脏槽11的高度，并且能够沿着传送带20配置轴线X方向的尺寸大的磁滚筒42。
以下，参照图3～图5，说明本发明的第二实施方式的脏液处理装置10’。由于该脏液处理装置10’的基本结构和功能与第一实施方式的脏液处理装置10相同，因此，与第一实施方式共同的部分用共同的符号标注，省略说明。以下仅说明不同的结构。
第二实施方式的传送带20能够朝着图3的箭头F所示的第一方向和图3的箭头R所示的第二方向移动。利用旋转驱动机构16，传送带20能够在第一方向F和第二方向R上移动。旋转驱动机构16具有能够正反旋转的电机100。该电机100作为驱动源起作用。利用包含定时器101的控制部102，电机100在每个预先设定的时间，切换旋转方向。作为切换单元起作用的定时器101设定切换方向的时间(间隔)，使第一方向F的时间比第二方向R的时间长。
溢流槽31(示于图4)作为液面保持单元起作用。即：设定溢流槽31的上端31a的高度，使得脏槽11的运转中液面Q位于传送带20的上侧部分20b的刮具24。
如图3所示，在脏槽11和排出部26之间设置有掏取部15。在该掏取部15中配置有第一导向板103和第二导向板104。这些导向板103、104相互在上下方向上分离。第一导向板103沿传送带20的下侧部分20a，从脏槽11的底部11a向着排出部26向斜上方延伸。第二导向板104沿传送带20的上侧部分20b，从脏槽11的上部向着排出部26向斜上方延伸。第二导向板104的上端部104a位于排出部26的上方。传送带20的刮具24分别与这些导向板103，104的上表面接触。
如图4所示，在脏槽11和溢流槽31之间设置有过滤槽120。由磁滚筒42过滤过的液体C从开口55流入过滤槽120中。过滤滚筒130收容在过滤槽120的内部。该过滤滚筒130通过将起过滤器作用的多孔板140(在图5中表示一部分)成形为圆筒形而构成。过滤滚筒130利用设置在过滤槽120中的轴承(未图示)来支承，可在水平方向的轴线周围自由转动。通过动力传递机构44，过滤滚筒130与磁滚筒42一起，被驱动旋转。
如图5所示，作为过滤器起作用的多孔板140具有大量按照规定间距形成的流通孔150。流通孔150可利用例如光刻技术来形成。流通孔150的一个例子为圆形，但是也可以采用圆形以外的流通孔。流通孔150的孔径也是根据用途而选定。在成形为圆筒形的多孔板140的外周面上，开口有流通口150的流入口。在成形为圆筒形的多孔板140的内周面上，开口有流通孔150的流出口。
以下，说明第二实施方式的脏液处理装置10’的作用。
当传送带20朝第一方向F移动时，含有沉降在脏槽11的底部11a上的切削屑等的油泥(沉淀切削粉)，由刮具24沿着掏取部15的第一导向板103，向排出部26移动。移动至排出部26的油泥等，从排出部26向回收盒27(示于图1)落下。这一点与第一实施方式的脏液处理装置10相同。
当传送带20朝第二方向R移动时，在脏槽11的液面Q附近浮游的微小油泥(浮上切削粉)附着在刮具24上。附着在刮具24上的油泥等，沿着第二导向板104向排出部26移动。移动至排出部26的油泥等，从第二导向板104的上端部104a，向排出部26落下。
在本实施方式中，第二导向板104设置在掏取部15中。因此，当传送带20朝第二方向R移动时，能够抑制附着在传送带20上的油泥(浮上切削粉等)从刮具24滴落在脏槽11内。由此，能够高效率地将附着在刮具24上的浮上切削粉移动至第二导向板104的上端部104a。
通过油泥除去机构40的磁滚筒42过滤过的液体C从开口55流入过滤槽120中。流入过滤槽120中的液体C，从过滤滚筒130的外侧向过滤滚筒130的内部，以比较慢的速度通过流通孔150。在液体C流入过滤滚筒130内部的途中，液体C中包含的较大过滤对象物在流通孔150的流入口附近被捕捉。液体C中的微粒子等，附着在被流通孔150捕捉的较大过滤对象物上，从而也被捕捉。
这样，几乎被完全过滤的超清洁液C’缓慢地流入过滤滚筒130的内部。流入过滤滚筒130内部的超清洁液C’通过流通部160，流入溢流槽31中。溢流槽31内的超清洁液C’从溢流槽31的上端31a溢出，流入清洁槽12中。
当过滤滚筒130在液体C中旋转时，附着在筒形的过滤滚筒130外周面上的过滤对象物，利用在过滤滚筒130的周围相对流动的液体C或基于过滤滚筒130旋转的离心力等，容易从多孔板140剥离。
产业上利用的可能性
当然，在实施本发明时，只要在不偏离本发明主旨的范围内，对于从脏槽开始，传送带或液体流通部、油泥除去机构、液面保持单元、过滤滚筒等，这些脏液处理装置的结构要素，可以进行各种变更并进行实施。

Claims (5)

1.一种脏液处理装置，其特征在于，具有：
收容需要处理的液体的脏槽(11)；
设置在比所述脏槽(11)的液面(Q)高的位置上的排出部(26)；
传送带(20)，所述传送带(20)具有将沉在所述脏槽(11)的底部(11a)上的除去对象物向所述排出部(26)掏出的刮具(24)，并且具有沿所述脏槽(11)的底部(11a)向所述排出部(26)移动的下侧部分(20a)和通过所述下侧部分(20a)上方向着所述下侧部分(20a)的始端的上侧部分(20b)；
液体流通部(32)，具有使所述脏槽(11)的内部和外部连通的开口(55)；
油泥除去机构(40)，所述油泥除去机构(40)在所述脏槽(11)内的所述液体流通部(32)附近，具有配置在所述传送带(20)的所述下侧部分(20a)和所述上侧部分(20b)之间，并且被驱动旋转的磁滚筒(42)；
液面保持单元，将所述脏槽(11)的所述液面(Q)保持在比所述液体流通部(32)和磁滚筒(42)高的位置上；
掏取部件(45)，所述掏取部件(45)设置在所述脏槽(11)的内部，通过与所述磁滚筒(42)的外周面接触而掏取油泥，并且使得该油泥向所述传送带(20)的所述下侧部分(20a)落下；其中，
所述磁滚筒(42)，按照使其旋转中心即轴线(X)沿所述传送带(20)的刮具(24)的移动方向的方式，以水平姿势被配置在所述传送带(20)的所述下侧部分(20a)和上侧部分(20b)之间，并且所述磁滚筒(42)的全周边浸渍在所述脏槽(11)的液体(D)中，
在所述脏槽(11)的内部配置有上侧导向板(51)和下侧导向板(52)，该上侧导向板(51)和下侧导向板(52)沿着所述磁滚筒(42)的外周面呈圆弧状弯曲，
在所述上侧导向板(51)和磁滚筒(42)之间形成与所述开口(55)连通的上侧液体流路(53)，并且在所述下侧导向板(52)和磁滚筒(42)之间形成与所述开口(55)连通的下侧液体流路(54)，
所述脏槽(11)内的液体(D)，通过所述上侧液体流路(53)和所述下侧液体流路(54)，流向所述开口(55)。
2.根据权利要求1所述的脏液处理装置，其特征在于：
所述液面保持单元为通过所述液体流通部(32)与所述脏槽(11)连通的溢流槽(31)，通过所述油泥除去机构(40)被净化过的液体，经过该溢流槽(31)，被供给清洁槽(12)。
3.根据权利要求1或2所述的脏液处理装置，其特征在于：
所述传送带(20)能够在第一方向和与该第一方向相反的第二方向上移动；具有使该传送带(20)在所述第一方向和第二方向移动用的旋转驱动机构(16)、和用于在所述第一方向和第二方向上切换该旋转驱动机构(16)的切换单元；并且具有用于使所述脏槽(11)的液面(Q)位于所述传送带(20)的所述上侧部分(20b)的所述液面保持单元。
4.根据权利要求3所述的脏液处理装置，其特征在于：
所述旋转驱动机构(16)具有作为驱动源的能正反旋转的电机(100)，所述切换单元具有用于切换该电机(100)的旋转方向的定时器(101)。
5.根据权利要求1所述的脏液处理装置，其特征在于：
其还具有被导入通过所述油泥除去机构(40)过滤过的液体的过滤槽(120)，和收容在所述过滤槽(120)中的过滤滚筒(130)；其中，
所述过滤滚筒(130)具有将形成有大量流通孔(150)的多孔板(140)成形为筒形而做成的过滤器，所述流通孔(150)的流入口开口在所述多孔板(140)的外周面上，流出口开口在所述多孔板(140)的内周面上。
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