CN104096437A - 雾和粉尘的捕集装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供适于捕集雾、粉尘且能容易进行粉尘的回收处理且降低制造成本的雾和粉尘的捕集装置。雾和粉尘的捕集装置具有使雾和粉尘分离的罐主体（5）、配置在罐主体的下部的回收罐（40）、与回收罐连结的涡轮风扇（51）、在罐主体的内部设置喷嘴（31）而且喷射水的注水单元（30），在设置于罐主体的内部的主轴（15）上安装叶轮（17）、旋转刷（20）以及甩出用部件（25），含有雾和粉尘的空气被吸入借助涡轮风扇的动作保持负压的罐主体内，利用流入的空气与从喷嘴喷射的水的冲击作用使叶轮进行旋转动作，借助与叶轮同时旋转的旋转刷和甩出用部件的离心力作用甩出分离空气中的雾和粉尘，而且捕集残留在回收罐中的雾和粉尘。

Description

雾和粉尘的捕集装置
技术领域
本发明涉及对利用机床加工机械零件等时产生的雾、切屑、研磨屑等微小粉尘进行捕集以使它们不飞散到周围的捕集装置。
背景技术
作为以往的雾、粉尘的捕集装置，公知具有过滤器式、除雾器式、旋流式、碰撞板式，电子集尘式等各种结构的捕集装置。例如，本申请申请人的专利文献1的雾和粉尘的捕集装置具有如下所述的结构：在配置在用于去除空气中的雾和粉尘的分离罐的上方的马达的输出轴上安装圆盘型旋转刷和甩出用部件，在分离罐内的下方设置有朝向底部扩大的喇叭形部件，该喇叭形部件的排气侧与涡轮风扇连结，雾和粉尘借助旋转刷和甩出用部件的离心力作用、喇叭形部件的降低空气流速的作用相分离，该分离了的雾和粉尘从罐的下部经由排出管排出到规定场所。
另外，在专利文献2中，在配置在用于去除空气中的雾和粉尘的分离罐的上方的马达的输出轴上安装圆盘型旋转刷和甩出用部件，在分离罐内的下方设置朝向底部扩大的喇叭形部件，该喇叭形部件的排气侧与涡轮风扇连结，借助旋转刷和甩出用部件的离心力、通过喇叭形部件实现的空气流速的减小和通过除雾装置进行的过滤的叠加作用能够高效地捕集雾和粉尘。此外，存在利用磁分离构件去除被分离了的粉尘中的铁类微小粉尘的结构。
在上述文献所记载的装置中，因为需要用于驱动旋转刷的马达和所述马达所附带的控制装置等，所以制造成本将会提高。
专利文献1：日本特许第4118851号公报；
专利文献2：日本特开2011—67740号公报。
发明内容
本发明的目的在于提供一种雾和粉尘的捕集装置，所述捕集装置适用于雾、粉尘的捕集，而且能够容易地进行被捕集的粉尘的回收处理，而且能够实现制造成本的降低。
为了达到所述目的，技术方案1所记载的发明涉及一种雾和粉尘的捕集装置，其特征在于，具有：罐主体，使从吸入口吸入的空气中的雾和粉尘分离，回收罐，与该罐主体的下部连通，在内部安装有除雾部件，吸入单元，与该回收罐的排气侧连结，注水单元，在所述吸入口的附近以进入到所述罐主体的内部的方式设置有喷嘴，用于喷出水或者机床的冷却液；在所述罐主体的内部的中心位置设置有纵向的主轴，且该主轴通过轴承单元能够自由旋转，在该主轴上安装固定有叶轮、甩出用部件以及至少一个圆盘型旋转刷，所述叶轮能够通过所述空气的流动进行旋转，在所述圆盘型旋转刷上呈放射状地突出设置有多个刷片，含有雾和粉尘的空气被吸入通过所述吸入单元的动作保持负压的所述罐主体内，借助流入的空气和从所述喷嘴以规定压力喷出的水或者机床的冷却液的冲击作用使所述叶轮进行旋转动作，借助与所述叶轮同时旋转的旋转刷和甩出用部件的离心力作用甩出分离所述空气中的雾和粉尘，而且利用所述除雾部件捕集流入到所述回收罐中的空气中残留的雾和粉尘。
为了达到相同目的，技术方案2所记载的发明涉及一种雾和粉尘的捕集装置，其特征在于，具有：罐主体，使从吸入口吸入的空气中的雾和粉尘分离，回收罐，与该罐主体的下部连通，在内部安装有除雾部件，吸入单元，与该回收罐的排气侧连结，注水单元，在所述吸入口的附近以进入到所述罐主体的内部的方式设置有喷嘴，用于喷出水，磁分离构件，位于所述回收罐的下方，利用磁体吸附去除通过所述罐主体被分离排出的粉尘中的铁类微小粉尘；在所述罐主体的内部的中心位置设置有纵向的主轴，且该主轴通过轴承单元能够自由旋转，在该主轴上安装固定有叶轮、甩出用部件以及至少一个圆盘型旋转刷，所述叶轮能够通过所述空气的流动进行旋转，在所述圆盘型旋转刷上呈放射状地突出设置有多个刷片，含有雾和粉尘的空气被吸入通过所述吸入单元的动作保持负压的所述罐主体内，借助流入的空气与从所述喷嘴以规定压力喷出的水的冲击作用使所述叶轮进行旋转动作，借助与所述叶轮同时旋转的旋转刷和甩出用部件的离心力作用甩出分离所述空气中的雾和粉尘，而且利用所述除雾部件捕集在流入到所述回收罐的空气中残留的雾和粉尘，并且利用所述磁分离构件去除所述铁类微小粉尘。
为了达到相同目的，技术方案3所记载的发明，如技术方案1或2所述的雾和粉尘的捕集装置，其特征在于，使用涡轮风扇作为所述吸入单元。
为了达到相同目的，技术方案4所记载的发明，如技术方案1至3中任一项所述的雾和粉尘的捕集装置，其特征在于，使用形成有多个流入口的百叶式除雾装置作为所述除雾部件。
技术方案1的发明
该雾和粉尘的捕集装置主要适用于捕集在利用机床加工机械零件等时产生的雾，利用通过圆盘型旋转刷的离心力产生的敲落作用、通过甩出用部件的离心力产生的甩出作用以及通过除雾部件产生的过滤这三者的叠加作用，能够有效地对雾进行捕集。此外，采用以下结构：即，利用由于吸入单元的动作产生的强劲的空气流与从注水单元的喷嘴以规定压力喷射的水或在机床中使用的冷却液的冲击的叠加作用使叶轮、旋转刷以及甩出用部件旋转，因此，不需要用于驱动它们的马达装置和所述马达装置所附带的控制装置等，由此能够实现制造成本的降低。
此外，具有从注水单元的喷嘴以规定压力向叶轮喷射水或在机床中使用的冷却液的结构，通过该水或冷却液冲洗去除旋转刷上所附着的微小粉尘，由此，捕集效率提高。
技术方案2的发明
该雾和粉尘的捕集装置主要适用于捕集在利用机床加工机械零件等时产生的切屑等切屑，利用通过圆盘型旋转刷的离心力产生的敲落作用、通过甩出用部件的离心力产生的甩出作用以及通过除雾部件产生的过滤这三者的叠加作用，能够有效地对粉尘进行捕集。此外，采用以下结构：即，利用由于吸入单元的动作产生的强劲的空气流与从注水单元的喷嘴以规定压力喷射的水的冲击的叠加作用使叶轮、旋转刷以及甩出用部件旋转，因此，不需要用于驱动它们的马达装置和所述马达装置所附带的控制装置等，由此能够实现制造成本的降低。
此外，具有从注水单元的喷嘴向叶轮喷射规定压力的水的结构，通过该水冲洗去除旋转刷上所附着的微小粉尘，由此捕集效率提高。另外，在罐主体中被分离了的粉尘中的铁类微小粉尘通过磁分离构件被去除而且被顺利地回收处理。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的雾和粉尘的捕集装置的主视图。
图2是本发明的第一实施例的雾和粉尘的捕集装置的侧视图。
图3是罐主体的纵剖视图。
图4是图3的X—X线剖视图。
图5是回收罐的纵剖视图。
图6是百叶式除雾装置的主视图。
图7是本发明的第二实施例的雾和粉尘的捕集装置的主视图。
附图标记的说明
A：本发明的第一实施例的雾和粉尘的捕集装置；
5：罐主体；
7：吸入口；
15：主轴；
17：叶轮；
20：圆盘型旋转刷；
25：甩出用部件；
30：注水单元；
31：喷嘴；
40：回收罐；
45：百叶式除雾装置（除雾部件）；
51：涡轮风扇（吸入单元）；
B：本发明的第二实施例的雾和粉尘的捕集装置；
70：磁分离构件。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的最佳方式例。
实施例1
图1所示的本发明的第一实施例的雾和粉尘的捕集装置A主要应用于在利用机床对机械零件等进行研磨加工时作为冷却剂使用的冷却液气化产生的雾的捕集。该捕集装置A主要由使雾分离的罐主体5、以进入到罐主体5的内部的方式设置有喷嘴31而且喷射水或者机床的冷却液的注水单元30、在内部安装有除雾部件的回收罐40以及与回收罐40的排气侧连结的作为吸入单元的涡轮风扇51等。
在图l中，罐主体5呈圆筒形状，而且呈立式地设置在具有脚轮2的框体1的上部1a。罐主体5的内部划分为上方的导入室6和下方的分离室10。导入室6与分离室10通过螺栓（未图示）连结而呈一体状地设置，而且二者可以通过卸下螺栓分离。7是设置于导入室6的体部6a的吸入口（口径：大约105mm）。如图4所示，从俯视角度观察，在靠近吸入口7的体部6a以与内部相连通的方式设置有用于插入后述注水单元30的喷嘴31的导入管8。吸入口7上连接有用于抽吸在机床产生的雾的吸入管57。
如图3所示，在安装在导入室6的上口5a的盖11的下表面设置有轴承单元12，轴承13、14内置在轴承单元12内。15是被这些轴承13、14支撑且能够自由旋转的纵向的主轴。主轴15配置在罐主体5的中心。
在主轴15上，隔着垫片24从上方依次插入有叶轮17、衬套23、以及呈放射状地突出设置有多个刷片的五个圆盘型旋转刷20，叶轮17能够利用从吸入口7流入的空气的流动旋转，以使深碟状的甩出用部件25朝下的方式将该甩出用部件25嵌入在从最下方的圆盘型旋转刷20突出的螺纹部15a上之后，在该螺纹部15a上紧固螺母16，来实施固定。
如图4所述，叶轮17以插入有主轴15的孔18a为中心一体地设置有8个叶片19。关于该实施例中的叶片19的大小，外径为275mm，宽度为79.5mm，高度为190mm，板厚为2.3mm，重量为大约2kg。
上述圆盘型旋转刷20与本申请的申请人的特许第4118851号公报中所记载的圆盘型旋转刷具有相同的结构。即，该旋转刷20在形成有用于安装在主轴15上的轴孔的固定部21的外周呈放射状地突出设置有多个刷片22，旋转刷20的外径为大约250mm，厚度为大约30mm。使用线径为大约0.3mm、长度为大约60mm的硬质钢或不锈钢作为刷片22。
注水单元30利用从喷嘴31向叶轮17喷射具有规定压力的水或者机床的冷却液产生的冲击作用，使所述叶轮17进行旋转动作。而且，该捕集装置A构成为，利用注水单元30的喷射动作和通过后述涡轮风扇51产生的负压作用来产生的空气流的叠加作用可靠地使叶轮17旋转。
所使用的水是自来水和从水井汲取的水。另外，针对使用冷却液的情况进行说明。在图l中，81是附设于研磨机等机床的冷却液罐，82为了将贮存在冷却液罐81中的冷却液供给至规定位置而设置的冷却液泵。83是用于连接冷却液泵82与机床80的合适位置的供给管。在该供给管83上，连接有经由闭路阀35延伸至喷嘴31的分岔管36。
在机床中使用冷却液时，存在由于腐败细菌（厌氧型微生物）的繁殖而产生恶臭，从而引发环境问题的情况。因此，当在本发明的捕集装置A中使用冷却液时，确认在运行时空气混入到冷却液中从而液体中的溶解氧浓度提高，从而具有抑制腐败细菌增殖的效果，从而有助于防止恶臭的产生。
回收罐40配置为与罐主体5的下口5b连通。如图5所示，在回收罐40中，在划分内部来形成空气流路的前方的隔板41与后方的隔板42之间安装有作为除雾部件的百叶式除雾装置45。43是用于排出积存在回收罐40中的排水的排出管，49是与安装在排出管43上的闭路阀48连接的排水管。该排水管49一直导通至冷却液罐81。
百叶式除雾装置45是在回收罐40内重叠设置15个特定构件而成的（图5），如图6所示，该特定构件是通过冲压加工在长和宽为445mm、厚度为0.6mm的四边形状的平板46上形成多个具有流入口47a的隆起部47而形成的。
具有驱动马达52的涡轮风扇51与回收罐40的排气部44连结。55是安装于涡轮风扇51的排气管51a的消音器。
涡轮风扇的规格
BXLA11416型，福尔达电机有限公司（Fulda Electric Machinery Co.,Ltd）制造
马达输出功率：1.5kw；
排放内径：φ114mm。
利用上述的结构，构成本发明的第一实施例的雾和粉尘的捕集装置A，所述捕集装置A向通过涡轮风扇51的动作保持负压的罐主体5内吸入含有雾的空气，利用该流入的空气和从喷嘴31以规定压力喷射的水或者机床的冷却液的冲击作用使叶轮17进行旋转动作，借助与叶轮17同时旋转的旋转刷20和甩出用部件25的离心力作用甩出去除空气中的雾，而且利用百叶式除雾装置45捕集流入到回收罐40中的空气中残留的雾。
接下来，针对将第一实施例的雾和粉尘的捕集装置A应用于图1所示的研磨机时的作用进行说明。
（1）在研磨机80中，当对铁类或非铁类工件（未图示）进行研磨加工时，从未图示的喷嘴向工件和磨具（未图示）喷射冷却液。由此，冷却液的一部分成为雾而扩散至所述研磨机80的封闭空间内。
（2）因此，当捕集装置A运转时，因为罐主体5的内部由于涡轮风扇51的动作而保持负压，所以在（1）中产生的雾与周围的空气一起通过吸入管57而被吸入到罐主体5的导入室6。
（3）在罐主体5中，叶轮17通过从吸入口7流入的空气与从喷嘴31以规定压力喷射的冷却液的冲击作用进行旋转动作，同时圆盘型旋转刷20以每分钟大约500转的速度旋转。而且，吸入到导入室6的空气一边使叶轮17旋转一边向圆盘型旋转刷20移动，通过旋转刷20和甩出用部件25的离心力作用甩出去除雾。
（4）接着，流入到回收罐40中的空气，利用百叶式除雾装置45捕集残留的雾然后从排气部44流入到涡轮风扇51。
（5）在回收罐40中去除的雾发生液化而通过排水管49回流到冷却液罐81。
（6）另一方面，通过了回收罐40的空气从涡轮风扇51通过消音器55而向装置外排出。
雾浓度测量的一个例子
在如下所述的条件下对使用本发明的第一实施例的雾和粉尘的捕集装置A处理在机床产生的雾的能力进行测量。
机床：加工中心HS6A（三井精机制造）
加工中心的加工室内的雾浓度：2.2mg/m3
捕集装置A的吸气量：9.8m3/min
来自注水单元的供水量：每分钟15升
圆盘型旋转刷20的转速：600rpm
雾浓度的测量仪：压电天平式粉尘计型号3521（日本加野麦克斯有限公司，KanomaxJapan Inc.）
作为实验的结果，捕集装置A的排气口处的雾浓度为0.64mg/m3，是加工中心的加工室内的浓度值的大约29%，由此，可确认雾的捕集效果高。
第二实施例
图7所示的本发明的第二实施例的雾和粉尘的捕集装置B适用于对在利用加工中心90对机械零件91等进行加工时产生的切屑等粉尘，尤其是铁类微小粉尘进行捕集。
该捕集装置B的结构与上述的第一实施例的雾和粉尘的捕集装置A的结构基本相同，但是在具有磁分离构件这一点上有所不同。因此，针对与捕集装置A具有相同结构的部分，沿用在针对所述捕集装置A的说明中使用的符号在附图中进行标注而省略其说明。
该捕集装置B中的注水单元60设置为，利用循环泵62经由配管63向所述喷嘴31供给贮存在回收罐40的下方所设置的水用罐61中的自来水或井水。65是与自来水等的配管连接的接头，67是一端与接头65连接且能够自由转动的浮球旋塞（ball tap）66的支撑杆。
磁分离构件70具有以下公知结构：即，利用磁体（未图示）吸附去除在上述罐主体5分离排出的粉尘中的铁类微小粉尘。而且，通过罐主体5被分离后从排出管43排出的微小粉尘被收入到流入部71从而被磁体（未图示）吸附而去除。75是贮存通过磁分离构件70去除并排出的铁类微小粉尘的回收箱。
利用上述的结构，构成本发明的第二实施例的雾和粉尘的捕集装置B，所述捕集装置B向利用涡轮风扇51保持负压的罐主体5内吸入含有雾和粉尘的空气，利用该流入的空气与从喷嘴31以规定压力喷射的水的冲击作用使叶轮17进行旋转动作，并借助与叶轮17同时进行旋转的旋转刷20和甩出用部件25的离心力作用甩出该空气中的粉尘使其分离，而且利用百叶式除雾装置45捕集在流入到回收罐40的空气中残留的粉尘，此外，利用磁分离构件70去除铁粉尘。
上述捕集装置B的作用与上述第一实施例的捕集装置A的作用相同，因此省略其说明。

Claims (4)

1.一种雾和粉尘的捕集装置，其特征在于，
具有：
罐主体，使从吸入口吸入的空气中的雾和粉尘分离，
回收罐，与该罐主体的下部连通，在内部安装有除雾部件，
吸入单元，与该回收罐的排气侧连结，
注水单元，在所述吸入口的附近以进入到所述罐主体的内部的方式设置有喷嘴，用于喷出水或者机床的冷却液；
在所述罐主体的内部的中心位置设置有纵向的主轴，且该主轴通过轴承单元能够自由旋转，在该主轴上安装固定有叶轮、甩出用部件以及至少一个圆盘型旋转刷，所述叶轮能够通过所述空气的流动进行旋转，在所述圆盘型旋转刷上呈放射状地突出设置有多个刷片，
含有雾和粉尘的空气被吸入通过所述吸入单元的动作保持负压的所述罐主体内，借助流入的空气和从所述喷嘴以规定压力喷出的水或者机床的冷却液的冲击作用使所述叶轮进行旋转动作，借助与所述叶轮同时旋转的旋转刷和甩出用部件的离心力作用甩出分离所述空气中的雾和粉尘，而且利用所述除雾部件捕集流入到所述回收罐中的空气中残留的雾和粉尘。
2.一种雾和粉尘的捕集装置，其特征在于，
具有：
罐主体，使从吸入口吸入的空气中的雾和粉尘分离，
回收罐，与该罐主体的下部连通，在内部安装有除雾部件，
吸入单元，与该回收罐的排气侧连结，
注水单元，在所述吸入口的附近以进入到所述罐主体的内部的方式设置有喷嘴，用于喷出水，
磁分离构件，位于所述回收罐的下方，利用磁体吸附去除通过所述罐主体被分离排出的粉尘中的铁类微小粉尘；
在所述罐主体的内部的中心位置设置有纵向的主轴，且该主轴通过轴承单元能够自由旋转，在该主轴上安装固定有叶轮、甩出用部件以及至少一个圆盘型旋转刷，所述叶轮能够通过所述空气的流动进行旋转，在所述圆盘型旋转刷上呈放射状地突出设置有多个刷片，
含有雾和粉尘的空气被吸入通过所述吸入单元的动作保持负压的所述罐主体内，借助流入的空气与从所述喷嘴以规定压力喷出的水的冲击作用使所述叶轮进行旋转动作，借助与所述叶轮同时旋转的旋转刷和甩出用部件的离心力作用甩出分离所述空气中的雾和粉尘，而且利用所述除雾部件捕集在流入到所述回收罐的空气中残留的雾和粉尘，并且利用所述磁分离构件去除所述铁类微小粉尘。
3.如权利要求1或2所述的雾和粉尘的捕集装置，其特征在于，使用涡轮风扇作为所述吸入单元。
4.如权利要求1至3中任一项所述的雾和粉尘的捕集装置，其特征在于，
使用形成有多个流入口的百叶式除雾装置作为所述除雾部件。
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