CN112823906B - 磁选机、磁选机控制装置及磁性污泥去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即便被处理液中的磁性污泥的含量增大也不易导致磁性污泥的回收性能下降或装置出现不良情况的磁选机。磁筒的外周面的一部分浸渍于含有磁性污泥的被处理液的水流中。去除机构从磁筒的外周面去除磁筒的外周面上的磁性污泥。磁性污泥含有信息获取装置获取与被处理液中所含有的磁性污泥的含量相关的磁性污泥含有信息。控制装置根据由磁性污泥含有信息获取装置获取的磁性污泥含有信息来改变基于磁筒的磁性污泥的去除能力。
Description
本申请主张基于2019年11月20日申请的日本专利申请第2019-209670号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考而援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种磁选机、磁选机控制装置及磁性污泥去除方法。
背景技术
作为从含有磁性污泥的被处理液中去除磁性污泥的装置，已知有磁选机(专利文献1、专利文献2)。在磁选机中，将旋转的磁筒的一部分浸渍于被处理液中，并通过磁力使被处理液中的磁性污泥吸附于磁筒的外周面。吸附于外周面的磁性污泥伴随磁筒的旋转而从被处理液中分离。吸附于磁筒外周面的磁性污泥从被处理液中分离之后，被刮板等从磁筒的外周面刮取，并排出至外部。
专利文献1：日本特开平9-1176号公报
专利文献2：日本特开2018-89560号公报
若被处理液中所含有的磁性污泥的含量增大，则有时会导致磁性污泥的回收性能下降或大量的磁性污泥吸附于磁筒导致装置出现不良情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种即便被处理液中的磁性污泥的含量增减也不易导致磁性污泥的回收性能下降或装置出现不良情况的磁选机。本发明的另一目的在于提供一种控制该磁选机的磁选机控制装置。本发明的又一目的在于提供一种即便被处理液中的磁性污泥的含量增减也不易导致磁性污泥的回收性能下降或装置出现不良情况的磁性污泥去除方法。
根据本发明的一种实施方式，提供一种磁选机，其具有：
磁筒，其外周面的一部分浸渍于含有磁性污泥的被处理液的水流中，并且在使其外周面产生磁力的状态下进行旋转；
去除机构，从所述磁筒的外周面去除所述磁筒的外周面上的磁性污泥；
磁性污泥含有信息获取装置，获取与所述被处理液中所含有的磁性污泥的含量相关的磁性污泥含有信息；及
控制装置，根据由所述磁性污泥含有信息获取装置获取的磁性污泥含有信息来改变基于所述磁筒的磁性污泥的去除能力。
根据本发明的另一实施方式，提供一种磁选机控制装置，其进行如下控制：
获取与流入磁选机的被处理液中所含有的磁性污泥的含量相关的磁性污泥含有信息，
根据所获取的磁性污泥含有信息，改变基于所述磁选机的磁性污泥的去除能力。
根据本发明的又一实施方式，提供一种磁性污泥去除方法，其包括如下步骤：
获取与流入磁选机的被处理液中所含有的磁性污泥的含量相关的磁性污泥含有信息，
根据所获取的磁性污泥含有信息，改变基于所述磁选机的磁性污泥的去除能力。
发明效果
根据磁性污泥含有信息来改变基于磁筒的磁性污泥的去除能力，由此，能够抑制磁性污泥的回收性能下降。若伴随磁性污泥含量的增大而提高去除能力，则不易产生大量的磁性污泥吸附于磁筒导致装置出现不良情况。
附图说明
图1是基于实施例的磁选机的概略图。
图2是表示磁性污泥的含量的测量值与磁筒的转速的目标值之间的关系的一例的曲线图。
图3是表示磁性污泥的含量的测量值低于基准下限值的期间的磁筒的转速的目标值的经时变化的曲线图。
图4是基于另一实施例的磨削系统的概略图。
图5是基于又一实施例的磨削系统的概略图。
图6是基于又一实施例的磁选机及磨削装置的概略图。
图7是表示冷却液中的磁性污泥含量的测量值与冷却液的流量的目标值之间的关系的曲线图。
图8是基于又一实施例的磁选机及磨削装置的概略图。
图9是表示磨削条件与磁筒的转速的目标值之间的关系的一例的曲线图。
图中：10-框体，11-流入口，12-排出口，15-磁选机，20-磁筒，21-外筒，22-内筒，23-磁铁，25-马达，26-刮板，27-辊，28-排出通道，29-回收容器，30-被处理液，31-磁性污泥，32-被处理液的流路，40-泵，41-主流路，42-分支流路，43-检测器，44-流量调整阀，45-输出部，50-控制装置，51-序列发生器，52-变频器，60-磨削装置，61-冷却液罐，62-缓冲罐。
具体实施方式
参考图1～图3对基于实施例的磁选机进行说明。
图1是基于实施例的磁选机的概略图。在框体10内划定有供包含磁性污泥31的被处理液30流过的流路32。框体10具备供被处理液30流入的流入口11及供被处理液30排出的排出口12。在框体10内配置有磁筒20。若被处理液30到达流路32的下游端，则从排出口12排出至外部。
磁筒20以其中心轴与被处理液30的液面平行且与被处理液30的流动方向正交的姿势支承于框体10内。磁筒20具有外筒21及内筒22。外筒21的外周面的周向上的一部分(例如，下侧的大致半周部分)浸渍于被处理液30。外筒21通过马达25的驱动以中心轴为旋转中心进行旋转。从马达25向外筒21的驱动力的传递例如通过链轮及链条进行。外筒21的外周面的移动方向(圆周速度方向)与被处理液30的流动方向相反。
内筒22固定于框体10上因而其不进行旋转，在内筒22的外周面，沿周向排列配置有多个磁铁23。各磁铁23配置成，在内周侧的面及外周侧的面呈现出彼此不同的极性的磁极，并且在周向上S极与N极交替呈现。并且，在周向上，磁铁23配置于浸渍于被处理液30的区域及从被浸渍的区域沿着外筒21的外周面的圆周速度方向到内筒22的顶部的区域。多个磁铁23在外筒21的外周面上产生磁通。通过该磁通，磁性污泥31吸附于外筒21的外周面。
被处理液30的流路32的底面的一部分形成为与外筒21的外周面的形状相匹配的形状，以便从外筒21的外周面至流路32的底面为止的径向尺寸落入规定范围内。当被处理液30流过外筒21的外周面的附近时，通过磁铁23的磁力，磁性污泥31会吸附于外筒21的外周面。被吸附的磁性污泥31与外筒21的旋转一同移动，并且移动至比被处理液30的液面更靠上方的位置从而从被处理液30中分离。
在从磁筒20的顶部沿着圆周速度方向前进1/8周程度的位置上，刮板26与磁筒20的外周面接触。在磁筒20的外周面中的与刮板26接触的部位并未配置磁铁23。刮板26作为从外周面刮取磁筒20外周面上的磁性污泥31的去除机构而发挥功能。被刮板26刮取的磁性污泥31通过排出通道28后回收到回收容器29。
在从磁筒20的外周面与被处理液30的液面之间的接触部位沿圆周速度方向到外周面的顶部为止的位置处，辊27按压于磁筒20的外周面。动力从外筒21的旋转轴经由链轮及链条传递到辊27，由此，辊27朝向与外筒21的旋转方向相反的方向进行旋转。在辊27的外周面配置有弹性体。当吸附于磁筒20外周面的磁性污泥31通过外筒21与辊27之间时，吸附于外筒21外周面的液体成分被去除。由此，能够分离回收液体成分较少的磁性污泥31。
泵40将含有磁性污泥31的被处理液30输送至框体10的流入口11。分支流路42从泵40至流入口11之间的主流路41分支之后，重新与主流路41合流。在该分支流路42上设置有检测器43。检测器43测量流过分支流路42的被处理液30中所含有的磁性污泥31的含量。作为检测器43，例如可以使用利用了激光的悬浮物浓度计。检测器43能够测量磁性污泥的重量浓度、体积浓度或每单位体积的粒子数量等作为“磁性污泥含量”。流过主流路41的被处理液30中的磁性污泥31的含量与流过分支流路42的被处理液30中的磁性污泥31的含量大致相同。检测器43作为测量被处理液30中的磁性污泥含量的“磁性污泥含有信息获取装置”而发挥功能。
磁性污泥31的含量的测量值输入到控制装置50。控制装置50包含序列发生器51及变频器52。序列发生器51控制变频器52以使磁筒20以与磁性污泥31的含量的测量值相对应的优选转速进行旋转。变频器52向马达25供给驱动电力。即，控制装置50根据被处理液30中所包含的磁性污泥31的含量来控制磁筒20的转速。
图2是表示磁性污泥31的含量的测量值与磁筒20的转速的目标值之间的关系的一例的曲线图。横轴表示磁性污泥31的含量的测量值，纵轴表示磁筒20的转速的目标值。在磁性污泥31的含量的测量值在基准下限值C1至基准上限值C3之间的范围内时，控制装置50使磁筒20的转速的目标值随着磁性污泥31的含量的测量值上升而加快。例如，以使吸附于磁筒20外周面的磁性污泥31的厚度在与辊27(图1)接触的位置上落入目标范围内的方式确定磁筒20的转速的目标值。磁性污泥31的厚度的目标范围例如为0.5mm以上且1mm以下。
若磁性污泥31的含量的测量值小于基准下限值C1，则将磁筒20的转速的目标值设为零。即，若磁性污泥31的含量的测量值小于基准下限值C1，则使磁筒20停止旋转。若磁性污泥31的含量的测量值为旋转开始阈值C2以上，则再次使磁筒20旋转。若磁性污泥31的含量的测量值超过了基准上限值C3，则将磁筒20的转速的目标值维持在相与马达25的容许最高转速相对应的转速。
图3是表示磁性污泥31的含量的测量值低于基准下限值C1(图2)的期间的磁筒20的转速的目标值的经时变化的曲线图。若在时刻t1磁性污泥31的含量的测量值小于基准下限值C1(图2)，则使磁筒20停止旋转。然后，在磁性污泥31的含量的测量值成为旋转开始阈值C2以上为止的期间，控制装置50使磁筒20间歇地旋转。例如，每经过一定的周期T就使磁筒20至少旋转一周。
接着，对图1～图3所示的实施例的优异效果进行说明。
在不管磁性污泥31的含量如何均以恒定速度旋转磁筒20时，若磁性污泥31的含量增大，则吸附于磁筒20外周面的磁性污泥31的量会变多。若吸附于磁筒20外周面的磁性污泥31的层变厚，则用于吸附磁性污泥31的磁力会减弱。其结果，未能吸附于磁筒20而从排出口12排出的磁性污泥31会变多。即，磁性污泥31的去除能力会下降。
并且，若吸附于磁筒20外周面的磁性污泥31的层变厚，则辊27(图1)对附着在磁筒20的外周面的液体成分的量的液体成分去除能力变得不足。其结果，会有较多的液体成分通过辊27而到达刮板26(图1)处，会有较多的液体成分与磁性污泥31一同被排出。
若吸附于磁筒20外周面的磁性污泥31的层进一步变厚，则磁筒20及辊27会受到过大的负荷。过大的负荷会成为马达25等驱动系统出现故障的原因。
在本实施例中，若磁性污泥31的含量变多，则加快磁筒20的转速，由此，提前去除吸附于磁筒20外周面的磁性污泥31。其结果，抑制过多的磁性污泥31吸附于磁筒20的外周面导致吸附力下降。因此，能够防止磁性污泥31的去除能力下降。而且，能够获得如下优异效果：抑制与磁性污泥31一同被排出的液体成分的增加及降低驱动系统出现故障的风险等。
而且，若磁性污泥31的含量小于基准下限值C1(图2)，则使磁筒20停止旋转，因此能够抑制能量消耗量。另外，即使在磁性污泥31的含量小于基准下限值C1的情况下，当含有极微量的磁性污泥31时，磁性污泥31会逐渐吸附于磁筒20的外周面，磁性污泥31的层会变厚。在本实施例中，即使在磁性污泥31的含量小于基准下限值C1的期间，也使磁筒20间歇地旋转，因此，能够抑制吸附于磁筒20的外周面的磁性污泥31的层变得过厚。
接着，对图1～图3所示的实施例的变形例进行说明。
在图1～图3所示的实施例中，在磁性污泥含量超过了基准上限值C3(图2)的范围内，磁筒20的转速的目标值恒定。因此，可能会产生吸附于磁筒20外周面的磁性污泥的层变得过厚的状态。在本变形例中，若磁性污泥含量超过了基准上限值C3(图2)，则减小辊27(图1)对磁筒20的按压力。由此，能够抑制施加于马达25的负荷变得过大。由此，能够进一步降低马达25等驱动系统出现故障的风险。
并且，在上述实施例中，使用链轮及链条来向辊27(图1)传递动力，从而使辊27强制旋转。另外，也可以采用通过外筒21与辊27之间的摩擦力来使辊27旋转的结构，从而代替向辊27传递动力。
接着，参考图4对基于另一实施例的磨削系统进行说明。基于本实施例的磨削系统具备磨削装置及基于图1～图3所示实施例的磁选机。
图4是基于本实施例的磨削系统的概略图。磨削装置60对含有磁性材料的工件一边供给冷却液一边用砂轮进行磨削。从磨削装置60排出的含有磁性污泥的冷却液回收到冷却液罐61。泵40从冷却液罐61抽吸含有磁性污泥的冷却液并将其供给至磁选机15。该冷却液相当于供给至图1～图3所示的磁选机的被处理液。通过磁选机15去除了磁性污泥的冷却液从排出口12排出从而返回到冷却液罐61。从冷却液罐61向磨削装置60供给冷却液从而进行再利用。
接着，对本实施例的优异效果进行说明。
通过使磁选机15运转，能够从冷却液罐61内的冷却液中去除磁性污泥。能够将去除了磁性污泥的冷却液供给至磨削装置60。根据利用泵40抽吸的冷却液中的磁性污泥含量来控制磁筒20(图1)的转速，因此，若冷却液罐61内的冷却液中的磁性污泥含量增加，则磁筒20的转速变快，磁性污泥去除能力变高。其结果，能够迅速减少冷却液罐61内的冷却液中的磁性污泥含量。
接着，参考图5对基于又一实施例的磨削系统进行说明。基于本实施例的磨削系统具备磨削装置及基于图1～图3所示的实施例的磁选机。
图5是基于本实施例的磨削系统的概略图。从磨削装置60排出的含有磁性污泥的冷却液经由泵40流入磁选机15的流入口11。从排出口12排出的冷却液回收到缓冲罐62。回收到缓冲罐62的冷却液供给至磨削装置60从而进行再利用。
接着，对本实施例的优异效果进行说明。
根据从磨削装置60排出的冷却液中的磁性污泥含量，能够增减磁选机15的磁性污泥去除能力。由此，能够发挥充分的磁性污泥去除能力，从而能够将充分去除了磁性污泥的冷却液再次供给至磨削装置60。
接着，参考图6及图7对基于又一实施例的磁选机进行说明。以下，省略对与图1～图3所示的实施例相同结构的说明。
图6是基于本实施例的磁选机及磨削装置的概略图。在本实施例中，与图4所示的实施例相同地，从磨削装置60排出的冷却液回收到冷却液罐61，冷却液罐61内的冷却液再次供给至磨削装置60。在本实施例中，在从泵40的吐出口至磁选机15的流入口11为止的流路上设置有流量调整阀44。
在图1～图3所示的实施例中，根据冷却液中的磁性污泥含量来调整马达25的转速，但在本实施例中，控制装置50根据冷却液中的磁性污泥含量来控制流量调整阀44，从而调整流入磁选机15的流入口11的冷却液的流量。
图7是表示冷却液中的磁性污泥含量的测量值与冷却液的流量的目标值之间的关系的曲线图。横轴表示磁性污泥含量的测量值，纵轴表示冷却液的流量的目标值。控制装置50使冷却液的流量的目标值随着磁性污泥含量的测量值增加而下降。例如，若磁性污泥含量的测量值从C4增加到C5，则控制装置50使冷却液的流量的目标值从F2降低至F1。相反，若磁性污泥含量的测量值从C5减少至C4，则控制装置50使冷却液的流量的目标值从F1增加到F2。若磁性污泥含量的测量值超过了容许上限值C6，则控制装置50将冷却液的流量的目标值设定为零。即，使泵40停止运转。
接着，对本实施例的优异效果进行说明。
若冷却液中的磁性污泥含量过多，则像图1～图3所示的实施例中进行说明的那样，会有较多的液体成分与磁性污泥一同被回收或马达25等驱动系统出现故障的风险变高。在本实施例中，若磁性污泥含量变得过多，则减少冷却液的流量。减少冷却液的流量相当于降低磁选机15的磁性污泥去除能力。因此，抑制吸附于磁筒20外周面的磁性污泥的层变得过厚。由此，能够抑制较多的液体成分与磁性污泥一同被排出，并且能够降低马达25等驱动系统出现故障的风险。
接着，参考图8及图9对基于又一实施例的磁选机进行说明。以下，省略对与图1～图3所示的实施例相同结构的说明。
图8是基于本实施例的磁选机及磨削装置的概略图。在本实施例中，与图5所示的实施例相同地，从磨削装置60排出的冷却液通过泵40而流入磁选机15的流入口11。在图1～图3所示的实施例中，由检测器43检测到的被处理液中的磁性污泥含量的测量值输入于控制装置50。相对于此，在本实施例中，磨削装置60的磨削条件从磨削装置60的输出部45输入于控制装置50。磨削条件例如包括砂轮对工件的切深、工件的移动速度等。磁性污泥的产生量依赖于这些磨削条件，因此这些磨削条件可以说是与冷却液中的磁性污泥含量相关的磁性污泥含有信息。并且，输出部45具有磁性污泥含有信息获取部的功能。
控制装置50根据磨削装置60的磨削条件来确定磁筒20的转速的目标值。
图9是表示磨削条件与磁筒20的转速的目标值之间的关系的一例的曲线图。横轴表示砂轮的切深与工件的移动速度的乘积，纵轴表示磁筒20的转速的目标值。砂轮的切深变得越大，磁性污泥的产生量变得越大，随着工件的移动速度变快，每单位时间的磁性污泥的产生量会增加。即，砂轮的切深与工件的移动速度的乘积变大表示冷却液中的磁性污泥含量变多。
砂轮的切深与工件的移动速度的乘积在基准上限值G1以下的范围内，控制装置50将磁筒20的转速的目标值设定为R1。若砂轮的切深与工件的移动速度的乘积超过了基准上限值G1，则将磁筒20的转速的目标值从R1提升至R2。若砂轮的切深与工件的移动速度的乘积为零(即，不进行磨削时)，则将磁筒20的转速的目标值设定为零，使磁筒20停止旋转。
接着，对本实施例的优异效果进行说明。
在本实施例中，也与图1～图3所示的实施例相同地，能够获得如下有益效果：防止磁性污泥的回收性能下降、抑制与磁性污泥一同被排出的液体成分增加、降低驱动系统出现故障的风险等。
在上述实施例中，例示了具有磁筒的滚筒式的磁选机，但根据磁性污泥的含量而改变磁性污泥的去除能力这一技术思想也可以适用于其他结构的磁选机，例如输送带式的磁选机。
上述各实施例仅为示例，不同实施例中示出的结构的一部分能够进行置换或组合是不言而喻的。关于多个实施例中的基于相同结构的相同的作用效果，并不在每个实施例中一一提及。而且，本发明并不只限于上述实施例。例如，能够进行各种变更、改良、组合等，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。
Claims (11)
1.一种磁选机，其具有：
磁筒，其外周面的一部分浸渍于含有磁性污泥的被处理液的水流中，并且在使其外周面产生磁力的状态下进行旋转；
辊，按压于所述磁筒的外周面；
去除机构，从所述磁筒的外周面去除所述磁筒的外周面上的磁性污泥；
磁性污泥含有信息获取装置，获取与所述被处理液中所含有的磁性污泥的含量相关的磁性污泥含有信息；及
控制装置，根据由所述磁性污泥含有信息获取装置获取的磁性污泥含有信息来改变基于所述磁筒的磁性污泥的去除能力，
所述控制装置以使吸附于磁筒的外周面的磁性污泥的厚度落入目标范围内的方式进行控制。
2.根据权利要求1所述的磁选机，其中，
所述磁性污泥含有信息获取装置测量所述被处理液中所含有的磁性污泥的含量，
所述控制装置根据由所述磁性污泥含有信息获取装置测量的磁性污泥的含量来改变基于所述磁筒的磁性污泥的去除能力。
3.根据权利要求2所述的磁选机，其中，
若所述磁性污泥含有信息获取装置所测量的磁性污泥的含量增加，则所述控制装置使所述磁筒的转速加快，从而提高磁性污泥的去除能力。
4.根据权利要求3所述的磁选机，其中，
若所述磁性污泥含有信息获取装置所测量的磁性污泥的含量低于基准下限值，则所述控制装置使所述磁筒停止旋转。
5.根据权利要求4所述的磁选机，其中，
所述控制装置在所述磁性污泥含有信息获取装置所测量的磁性污泥的含量低于所述基准下限值而使所述磁筒停止旋转的期间，使所述磁筒间歇地旋转。
6.根据权利要求1所述的磁选机，其中，
所述被处理液为磨削装置中使用的冷却液，
所述磨削装置对包含磁性材料的工件的表面一边供给冷却液一边用砂轮进行磨削，并且将包含磨削中产生的磁性污泥的冷却液作为所述被处理液而排出，
所述磁性污泥含有信息包括所述磨削装置的磨削条件。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的磁选机，其还具有：
辊，按压于所述磁筒的外周面并且向与所述磁筒的旋转方向相反的方向旋转，
所述辊按压于所述磁筒的外周面中的从浸渍于所述被处理液中的部位至所述去除机构去除磁性污泥的部位之间的外周面。
8.一种磁选机控制装置，其进行如下控制：
获取与流入磁选机的被处理液中所含有的磁性污泥的含量相关的磁性污泥含有信息，
根据所获取的磁性污泥含有信息，以使吸附于磁筒的外周面的磁性污泥的厚度落入目标范围内的方式改变基于所述磁选机的磁性污泥的去除能力。
9.根据权利要求8所述的磁选机控制装置，其中，
所述磁选机具备磁筒，所述磁筒的外周面的一部分浸渍于所述被处理液的水流中，并且在其外周面产生磁力的状态下进行旋转，
所述控制装置进行如下控制：改变所述磁筒的转速从而改变磁性污泥的去除能力。
10.一种磁性污泥去除方法，其包括如下步骤：
获取与流入磁选机的被处理液中所含有的磁性污泥的含量相关的磁性污泥含有信息，
根据所获取的磁性污泥含有信息，以使吸附于磁筒的外周面的磁性污泥的厚度落入目标范围内的方式改变基于所述磁选机的磁性污泥的去除能力。
11.根据权利要求10所述的磁性污泥去除方法，其中，
所述磁选机具备磁筒，所述磁筒的外周面的一部分浸渍于所述被处理液的水流中，并且在其外周面产生磁力的状态下进行旋转，
在所述方法中，通过改变所述磁筒的转速从而改变磁性污泥的去除能力。
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