CN111744667A - 滚筒型分离装置 - Google Patents

Abstract

在滚筒型分离装置中，能够维持液体中的磁性体的输送能力并且能够降低装置的成本。该滚筒型分离装置具备：液体通道(10)，供混合有磁性体的液体通过；转筒(20)，其配置在液体通道中且其一部分暴露于液位上方，并进行旋转从而输送吸附于外周面的磁性体(k)；及磁铁(30)，配置于转筒的内侧。而且，该滚筒型分离装置构成为，从转筒与液位(L0)交叉的交叉位置(P0)起高于液位的位置上的磁力小于从交叉位置起低于液位的位置上的磁力。

Description

滚筒型分离装置

本申请主张基于2019年3月29日申请的日本专利申请第2019-065536号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种滚筒型分离装置。

背景技术

在使用磨床等机床进行的金属加工中，从被加工材料产生金属片等磁性体。以往，有一种滚筒型分离装置(例如参考专利文献1)，其导入包含这种磁性体的冷却液，并从冷却液回收磁性体。滚筒型分离装置具备以一部分浸入于冷却液中的方式配置的转筒、配置在转筒的内侧且将磁性体吸引到转筒的磁铁、以及将通过转筒输送过来的磁性体从转筒的外周面剥去的刮刀等。

专利文献1：日本特开2015-073956号公报

在上述结构的滚筒型分离装置中，基于转筒的磁性体的输送能力会根据磁铁的配置及强度而发生变化。在滚筒型分离装置中，期待维持磁性体的输送能力并且降低装置的成本，在这一点上存在改进的余地。

发明内容

本发明的目的在于在滚筒型分离装置中维持液体中的磁性体的输送能力并且降低装置的成本。

本发明所涉及的滚筒型分离装置构成为，具备：

液体通道，供混合有磁性体的液体通过；

转筒，其配置在所述液体通道中且其一部分暴露于液位上方，并且进行旋转从而输送吸附于外周面的磁性体；及

磁铁，配置于所述转筒的内侧，

从所述转筒与液位交叉的交叉位置起高于液位的位置上的磁力小于从所述交叉位置起低于液位的位置上的磁力。

根据本发明，能够维持液体中的磁性体的输送能力并且能够降低装置的成本。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的滚筒型分离装置的图。

图2是表示永久磁铁的配置的一例的图。

图3是用于说明永久磁铁的详细配置的图。

图4是用于说明转筒、压浆辊及磁铁之间的配置关系的图。

图5是表示滚筒内的永久磁铁的变形例的图。

图中：1-滚筒型分离装置，10-液体通道，11-导入口，12-导出口，20-转筒，30-磁铁，31～33、35、36-永久磁铁，32a-永久磁铁(第1磁铁)，32b-永久磁铁(第2磁铁)，40-支承体，50-压浆辊，60-回收部，61-刮刀，62-滑槽，70-壳体，k-磁性体，L0-液位，P0-转筒与液位之间的上游侧的交叉位置，W2-角度范围(第1角度范围)，W3-角度范围(第2角度范围)。

具体实施方式

以下，参考附图，对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是表示本发明的实施方式所涉及的滚筒型分离装置的图。图2是表示永久磁铁的配置的一例的图。在本说明书中，周向、轴向及径向分别是指：转筒20的周向、轴向及径向。

本实施方式的滚筒型分离装置1具有：液体通道10，供从机床输送过来的冷却液流动；转筒20，将金属片等磁性体k吸附到外周面来进行输送；磁铁30，在转筒20内沿着转筒20的外周面配置；支承体40，支承磁铁30；压浆辊50，其与转筒20夹住磁性体k来分离冷却液；回收部60，从转筒20剥离并回收被转筒20输送过来的磁性体k；壳体70，容纳上述各部件；马达(省略图示)，驱动转筒20旋转；及调整机构(省略图示)，能够调整压浆辊50与转筒20之间的间隙量或接触压力。

液体通道10沿水平方向延伸设置，在其一侧具有导入冷却液的导入口11，在其另一侧具有导出冷却液的导出口12。在此，将靠近导入口11的一侧称为上游，将靠近导出口12的一侧称为下游。液体通道10具有顺应转筒20的外周面的截面呈圆弧状(截面是指沿冷却液的流动方向的纵截面)的流路框15。流路框15配置于转筒20的下方。液体通道10设置有液位L0，以免冷却液浸渍到通道上端。

转筒20配置在液体通道10内且配置成一部分暴露于液位L0的上方。转筒20的旋转中心轴朝向水平方向。转筒20被马达旋转驱动。旋转方向为上游侧的外周面向上方转动而下游侧的外周面则向下方转动的方向。

压浆辊50配置在高于液位L0的位置且配置成与转筒20接触或靠近并且旋转自如。压浆辊50的旋转中心轴与转筒20的旋转中心轴平行。

回收部60具备：刮刀61，在高于液位L0的位置从转筒20刮落磁性体k；及滑槽62，将被刮落的磁性体k输送至回收箱63。刮刀61配置成其前端部在比转筒20的旋转中心轴更靠上方且更靠下游侧与转筒20的外周面接触或靠近转筒20的外周面。

支承体40具有顺应转筒20的外周面的圆筒状或圆柱状的形状，并固定于转筒20的内侧。

磁铁30包括磁力彼此不同的三组永久磁铁31、32、33。如图1及图2所示，多个磁铁30例如沿周向及轴向隔着间隔排列，且配置成其磁极朝向径向。关于磁极，N极与S极沿周向依次交替排列。三组永久磁铁31、32、33为相同材料的磁铁，且从径向观察时其面积大致相同。三组永久磁铁31、32、33的厚度不同，因此其磁力彼此不同。即，在磁铁30中，磁力最小的永久磁铁31的厚度最薄。磁力第二小的永久磁铁32的厚度第二薄。磁力最大的永久磁铁33的厚度最厚。

图3是用于说明永久磁铁的详细配置的图。

在此，使用从轴向观察时的转筒20的旋转方向上的角度范围来对三组永久磁铁31、32、33的配置进行说明。磁力最小的永久磁铁31配置于从压浆辊50与转筒20彼此对置的位置P1至刮刀61的前端位置P2为止的角度范围W1内。磁力第二大的永久磁铁32配置于从转筒20与液位L0之间的上游侧的交叉位置P0至转筒20与压浆辊50彼此对置的位置P1为止的角度范围W2。在压浆辊50侧，只要永久磁铁32的一部分与角度范围W2重叠即可。磁力最大的永久磁铁33配置于从转筒20与液位L0之间的上游侧的交叉位置P0遍及低于液位L0的输送区间的角度范围W3。由于永久磁铁31、32、33的厚度不同，因而永久磁铁31、32、33到转筒20的外周面为止的距离也随之不同，永久磁铁31的距离最远，永久磁铁33的距离最近。角度范围W2相当于本发明所涉及的第1角度范围的一例，角度范围W3相当于本发明所涉及的第2角度范围的一例。

＜动作＞

接着，对滚筒型分离装置1的动作进行说明。在滚筒型分离装置1中，在转筒20被旋转驱动的状态下，冷却液在液体通道10中流动。若冷却液通过转筒20与流路框15之间，则包含于冷却液中的磁性体k被磁铁30(永久磁铁33)吸引而吸附于转筒20的外周面。配置于角度范围W3的永久磁铁33产生强磁力，因此能够使磁性体k抵抗冷却液的流动而吸附于转筒20。

被吸附的磁性体k通过转筒20的旋转而被输送，移动至液位L0之上。基于角度范围W3(液位L0之下)的永久磁铁33与角度范围W2(液位L0之上)的永久磁铁32之差，以液位L0为边界的上方区间的磁力比下方区间的磁力弱。在液位L0之下，需要抵抗冷却液的阻力而吸引磁性体k，因而设定为使其变得可能的大磁力。在液位L0之上，无需能够抵抗冷却液的阻力的磁力，只要是能够将所吸附的磁性体k输送至压浆辊50的位置为止的磁力即可。因此，通过将液位L0之上的磁力设为低于液位L0之下的磁力，能够维持磁性体k的输送能力，并且能够减弱磁力，因而相应地能够降低成本。

吸附于转筒20并已超过液位L0的磁性体k进入转筒20与压浆辊50之间，由此，附着于磁性体k的大部分冷却液被分离。进而，磁性体k以吸附于转筒20的状态而从压浆辊50的位置输送至刮刀61的位置。然后，磁性体k被刮刀61从转筒20刮落而被回收。

在从压浆辊50移动至刮刀61的位置为止的期间，磁性体k从配置有中等程度的磁力的永久磁铁32的角度范围W2移动到配置有小磁力的永久磁铁31的角度范围W1。而且，磁性体k从配置有永久磁铁31的角度范围W1朝向未配置有永久磁铁的刮刀61侧移动。如此，在从磁力强的位置移动到磁力弱的位置时，若磁力之差较大，则磁性体k有可能不会向磁力弱的一侧移动，磁性体k会被强磁力吸附导致磁性体k堆积在磁力强的一侧。

然而，在本实施方式中，配置于比液位L0更靠上方的角度范围W2的永久磁铁32的磁力设定为小于在冷却液中需要强力吸引磁性体k的角度范围W3的永久磁铁33的磁力。因此，能够减小超过了压浆辊50的位置的永久磁铁32与靠近刮刀61的位置的永久磁铁31之间的磁力差。因此，在超过压浆辊50后被刮刀61刮落为止的角度范围中，磁力差不会急剧变化，并且磁性体k也不会因此而堆积，能够抑制磁性体k的停滞。其结果，能够有效地回收磁性体k。

(变形例)

图5是表示滚筒内的永久磁铁的变形例的图。

在上述实施方式中，为了使从磁铁30施加于转筒20的外周面的磁力的大小在每个角度范围W1～W3中不同，将配置于角度范围W1～W3的永久磁铁31、32、33的厚度设为了不同。但是，使磁力的大小不同的方法并不只限于此。例如，也可以通过使永久磁铁的材质(例如，铁素体和钕等)不同来使磁力的大小不同。并且，也可以使每个永久磁铁的磁力相同并且使永久磁铁与转筒20的外周面之间的距离不同来使磁力的大小不同。

而且，永久磁铁具有表面积变大则中央部分的磁通密度下降的性质。因此，如图5的永久磁铁35、36所示，通过使从径向观察时的面积及每单位面积的配置个数及厚度不同，也可以使施加于转筒20的外周面的磁力的大小在每个角度范围中不同。此时，可以将从径向观察时的面积小、每单位面积的配置个数多、厚度厚的永久磁铁36配置于角度范围W3(图3)，将从径向观察时的面积大、每单位面积的配置个数少、厚度薄的永久磁铁35配置于角度范围W2。从径向观察时的面积小、每单位面积的配置个数多、厚度厚的永久磁铁36能够对转筒20的外周面施加大的磁力。此外，也可以混合使用上述使磁力的大小不同的方法中的两个以上的方法。

如上所述，根据本实施方式的滚筒型分离装置1，关于从磁铁30施加于转筒20的外周面的磁力，与液位的交叉的位置P0的上方的磁力小于交叉位置P0的下方的磁力。即，在需要抵抗冷却液的阻力而吸引磁性体k的液位L0之下，维持大的磁力，而在无需抵抗冷却液的阻力的磁力的液位L0之上，磁力设定得小。因此，能够维持磁性体k的输送能力的同时能够在液位L0之上减弱磁力，相应地能够降低滚筒型分离装置1的成本(部件成本等装置本身的成本)。

而且，根据本实施方式的滚筒型分离装置1，施加的磁力比液位L0下方更小的角度范围为从转筒20与液位L0之间的交叉位置P0至转筒20与压浆辊50的对置位置P1为止的角度范围W2。通过使这种角度范围W2的磁力小于液位L0下方的角度范围W3的磁力，能够抑制在从超过液位L0的前后至冷却液被压浆辊50分离为止的期间磁性体k从转筒20的外周面脱落。

而且，根据本实施方式的滚筒型分离装置1，配置于角度范围W2的永久磁铁32的厚度小于配置于角度范围W3的永久磁铁33的厚度。由此，能够产生上述磁力之差，进而，可以利用厚度之差，能够容易地将施加于转筒20的外周面的磁力调整为设计值。

并且，如本实施方式的变形例所示，通过使配置于角度范围W2的永久磁铁与配置于角度范围W3的永久磁铁的材质不同，也能够产生上述磁力之差。并且，如本实施方式的变形例所示，通过使永久磁铁35、36的从径向观察时的面积、每单位面积的配置个数及厚度不同，也能够产生上述磁力之差。

图4是用于说明转筒、压浆辊及磁铁之间的配置关系的图。在图4中，用单点划线表示永久磁铁32a、32b的磁感线。

在与轴向垂直的纵截面中，配置于压浆辊50附近的彼此相邻的一对磁铁32a、32b相对于将转筒20的旋转中心轴和压浆辊50的旋转中心轴连结的线段A1错开配置。一侧的磁铁32a配置成比线段A1更向转筒20的旋转方向侧偏移，另一侧的磁铁32b配置成比线段A1更向与转筒20的旋转方向相反的方向侧偏移。而且，线段A1比将磁铁32a的中心点和磁铁32b的中心点连结的线段的中点更向旋转方向侧偏移。换言之，磁铁32a的中心与线段A1之间的距离L1小于磁铁32b的中心与线段A1之间的距离L2。

通过采用这种配置，在压浆辊50的比压浆辊50与转筒20之间的最接近点P10更靠与旋转方向相反的方向侧的范围H1中，磁通的方向横躺。即，磁通的方向成为压浆辊50的周向分量的磁通比压浆辊50的径向分量的磁通大的方向。而且，在压浆辊50的比最接近点P10更靠旋转方向侧的范围H2中，磁通的方向竖起。即，磁通的方向成为压浆辊50的径向分量的磁通比压浆辊50的周向分量的磁通大的方向。由于磁性体k为短针状，因此磁性体k有可能会刺入压浆辊50的外周面导致磁性体k附着于压浆辊50。但是，通过设为上述的磁通方向，在磁性体k进入压浆辊50与转筒20之间时，磁性体k会变为横躺的方向，磁性体k难以刺入压浆辊50。而且，在磁性体k通过压浆辊50与转筒20之间而送出时，磁性体k会被强力地拉向纵向，因此容易使刺入压浆辊50的磁性体k从压浆辊50脱落。因此，通过这些作用，能够抑制磁性体k刺入并附着于压浆辊50。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明并不只限定于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，作为磁铁示出了永久磁铁。但是，作为磁铁也可以使用电磁铁，此时，通过改变电流、卷线的圈数、磁轭的大小或配置等，能够改变施加于转筒的外周面的磁力的大小。并且，在上述实施方式中，举例说明了多个永久磁铁隔着间隔排列的结构，但是，也可以使用由连续的一个永久磁铁构成的磁铁。并且，也可以采用将多个永久磁铁无间隔地排列的结构。并且，在上述实施方式中，举例说明了预先设定有液位L0的结构，但是，也可以采用液位L0变动的结构。此时，也可以附加设置与液位L0的变动联动地改变磁铁的配置的机构。并且，本装置为分离固体与液体的装置，因此，除了可以使用冷却液以外，还可以使用淡水等液体。此外，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够适当地改变实施方式中示出的细节。

Claims (4)

1.一种滚筒型分离装置，其特征在于，具备：

液体通道，供混合有磁性体的液体通过；

转筒，其配置在所述液体通道中且其一部分暴露于液位上方，并且进行旋转从而输送吸附于外周面的磁性体；及

磁铁，配置于所述转筒的内侧，

从所述转筒与液位交叉的交叉位置起高于液位的位置上的磁力小于从所述交叉位置起低于液位的位置上的磁力。

2.根据权利要求1所述的滚筒型分离装置，其特征在于，

所述磁铁包括厚度互不相同的多个永久磁铁，

配置于比所述交叉位置更高的位置上的所述永久磁铁的厚度小于配置于比所述交叉位置更低的位置上的所述永久磁铁的厚度。

3.根据权利要求1所述的滚筒型分离装置，其特征在于，

所述磁铁包括材质互不相同的多种永久磁铁，

与配置于比所述交叉位置更低的位置上的所述永久磁铁的材质相比，配置于比所述交叉位置更高的位置上的所述永久磁铁的材质具有更小的磁力。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的滚筒型分离装置，其特征在于，

还具备压浆辊，在其与所述转筒的外周面之间夹住磁性体从而分离液体，

所述磁铁包括：在纵截面上相对于将所述转筒的旋转中心和所述压浆辊的旋转中心连结的线段分别朝向所述转筒的旋转方向侧和与旋转方向相反的方向侧偏移配置且彼此相邻的第1磁铁和第2磁铁，

所述线段比将所述第1磁铁的中心和所述第2磁铁的中心连接的线段的中点更向所述旋转方向侧偏移。

Images