CN117425528A - 旋风分离器式异物分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够有效地抑制因处理液的气泡而引起的起泡的消泡效果高的旋风分离器式异物分离装置。旋风分离器式异物分离装置(1)具备：旋风分离器主体(2)，具备圆筒部(2A)和从该圆筒部(2A)的下端朝向下方延伸且逐渐缩径的圆锥筒部(2B)；处理液导入管(3)，具备沿切线方向开口于圆筒部(2A)内的导入口(3a)；上部壳体(4)，设置于旋风分离器主体(2)的上部；处理液排出管(5)，开口于上部壳体(4)；连通管(6)，与旋风分离器主体(2)的轴中心(O)同轴配置并且连通旋风分离器主体(2)的内部与上部壳体(4)的内部；及多孔性的消泡管(7)，以与旋风分离器主体(2)的轴中心(O)同轴的方式垂直配置于上部壳体(4)内，并且其下端部插入于连通管(6)内，其中，在消泡管(7)设置有用于保持在该消泡管(7)内所产生的涡流的涡流保持机构(狭缝(14))。

Description

旋风分离器式异物分离装置

技术领域

本发明涉及一种用于利用离心力从冷却剂等处理液分离金属粉等异物的旋风分离器式异物分离装置。

背景技术

例如，在使用机床切削加工金属材料时，为了切削部的冷却或润滑、切削屑的有效排出等，向切削部供给水溶性的冷却剂。因此，冷却剂中会混入切削屑的金属类或研磨剂等异物。

由于反复使用冷却剂，因此需要在重新使用该冷却剂之前必须将混入该冷却剂中的异物去除。作为去除该异物的机构之一，已知有旋风分离器式异物分离装置。该旋风分离器式异物分离装置构成为包括：旋风分离器主体，在下端开有异物排出口；处理液导入管，具备沿切线方向开口于该旋风分离器主体的内部的导入口；上部壳体，设置于旋风分离器主体的上部；处理液排出管，开口于该上部壳体；及连通管，连通旋风分离器主体的内部与上部壳体的内部。

在上述旋风分离器式异物分离装置中，旋风分离器主体具备圆筒部和从该圆筒部的下端朝向下方延伸并且逐渐缩径的圆锥筒部，若包括异物的冷却剂从处理液导入管的导入口朝向旋风分离器主体的圆筒部喷射，则该冷却剂成为旋流而沿着旋风分离器主体的内表面下降。由此，在旋风分离器主体的内部产生涡流，相对于冷却剂比重更大的异物通过离心力而喷到旋风分离器主体的内表面而从冷却剂中分离，该分离的异物沿着旋风分离器主体的内表面下降并从异物排出口排出并被回收。

并且，沿着旋风分离器主体的内表面下降的涡流在异物排出口的附近转为上升，在旋风分离器主体的轴中心上产生从异物排出口朝向上部壳体的涡流。该上升的涡流包括从异物排出口通过连通管而到达上部壳体内的柱状的空气层和沿着该空气层的周面上升的被净化的冷却剂层，构成被净化的冷却剂层的冷却剂与上升的涡流一同被引导至上部壳体内，并从该上部壳体内向处理液排出管排出并供再次使用。

然而，在以上的旋风分离器式异物分离装置中，连通管的出口直接开口于上部壳体的内部，因此空气层与冷却剂层会在该连通管的出口处相互混合。因此，存在如下问题：空气会进入到冷却剂中，冷却剂会在上部壳体的内部剧烈地起泡从而会产生大量的气泡。

因此，专利文献1提出了如图11所示的旋风分离器式异物分离装置。

即，图11是专利文献1提出的旋风分离器式异物分离装置的纵剖视图，在图示的旋风分离器式异物分离装置101中，在清洁壳体(上部壳体)104内的清洁室S中，涡流所流入的气液分离管(消泡管)107与旋风分离器主体102的轴中心O同轴配置。并且，在上部壳体104内的底部，以包围气液分离管107的方式设置有暂时储存通过了气液分离管107的冷却剂的第一储存部121，并且设置有暂时储存从该第一储存部121流入的冷却剂的第二储存部122。

根据如上构成的旋风分离器式异物分离装置101，在旋风分离器主体102内异物被分离而净化的冷却剂从连通管106流入气液分离管107，但由于冷却剂沿着柱状的空气层的周围上升，因此只有该冷却剂通过气液分离管107的小孔107a而流入到第一储存部121。因此，能够单独抽取流入到气液分离管107的冷却剂，防止了空气卷入冷却剂，因此能够防止冷却剂的起泡。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-007212号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，在专利文献1所提出的图11所示的旋风分离器式异物分离装置101中，涡流的强度在气液分离管107内衰减或者涡流消失，因此存在如下问题：该气液分离管107中的冷却剂与空气的分离效果变低，能够有效地抑制因冷却剂的气泡而引起的起泡的消泡效果变低。

本发明是鉴于上述问题而开发完成的，其目的在于提供一种有效地抑制因处理液的气泡而引起的起泡的消泡效果高的旋风分离器式异物分离装置。

用于解决技术课题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种旋风分离器式异物分离装置，其具备：旋风分离器主体；上部壳体，设置于所述旋风分离器主体的上部；连通管，连通所述旋风分离器主体的内部和所述上部壳体的内部；及消泡管，插入于所述连通管内，所述旋风分离器式异物分离装置的特征在于，在所述消泡管设置有用于保持在该消泡管内所产生的涡流的涡流保持机构。在此，涡流保持机构例如由用于将沿着消泡管的外周回旋的涡流导入到该消泡管的内部的狭缝构成。

发明效果

根据本发明，消泡管内所产生的涡流的强度被涡流保持机构保持，因此在消泡管内回旋的处理液从该消泡管的小孔向外部流出，空气层(气泡)留在消泡管内。因此，处理液与空气不会混合，发挥基于消泡管的高消泡效果，从而有效防止处理液的起泡。在此，由狭缝构成涡流保持机构的情况下，沿着消泡管的外周回旋的涡流从狭缝导入至消泡管内，通过该导入的涡流维持消泡管内的涡流的强度，因此获得基于消泡管的高消泡效果。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置的纵剖视图。

图2是本发明的第一实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置的主要部分的纵剖视图。

图3是本发明的第一实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置的俯视图(从图2的箭头A方向观察的图)。

图4是沿图2的B-B线剖切的放大剖视图。

图5是沿图2的C-C线剖切的放大剖视图。

图6是消泡管的主视图。

图7是沿图6的D-D线剖切的放大剖视图。

图8是消泡管上部的立体图。

图9是本发明的第二实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置的主要部分的纵剖视图。

图10是沿图9的E-E线剖切的放大剖视图。

图11是专利文献1中提出的旋风分离器式异物分离装置的纵剖视图。

具体实施方式

以下，参考图式，对本发明的实施方式进行说明。

＜第一实施方式＞

图1是本发明的第一实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置的纵剖视图，图2是本发明的第一实施方式的旋风分离器式异物分离装置的主要部分的纵剖视图，图3是本发明的第一实施方式的旋风分离器式异物分离装置的俯视图(从图2的箭头A方向观察的图)，图4是沿图2的B-B线剖切的放大剖视图，图5是沿图2的C-C线剖切的放大剖视图，图6是消泡管的主视图，图7是沿图6的D-D线剖切的放大剖视图，图8是消泡管上部的立体图。

本实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置1通过离心力从供给至对金属材料进行切削加工的机床的加工部的水溶性的冷却剂中分离去除切削屑等金属异物，其构成为如下。

即，如图1所示，旋风分离器式异物分离装置1构成为包括：旋风分离器主体2；处理液导入管3，连接于该旋风分离器主体2的外周；上部壳体4，设置于旋风分离器主体2的上部；处理液排出管5，连接于该上部壳体4；圆筒状的连通管6，与旋风分离器主体2的轴中心O同轴配置并且连通旋风分离器主体2的内部与上部壳体4的内部；及消泡管7，以与旋风分离器主体2的轴中心O同轴的方式垂直配置于上部壳体4内。

上述旋风分离器主体2由圆筒部2A和从该圆筒部2A的下端朝向下方延伸并且逐渐缩径的圆锥筒部2B构成，并且这些圆筒部2A与圆锥筒部2B以同轴方式垂直配置。并且，在圆锥筒部2B的下端开有用于将从冷却剂中分离出的异物向外部排出的圆孔状的异物排出口8。

并且，如图3所示，在旋风分离器主体2的圆筒部2A的上部，具备朝向圆筒部2A的外周的点p上的切线T的方向(切线方向)开口的圆孔状的导入口3a(参考图1及图2)的所述处理液导入管3安装在相对于旋风分离器主体2的轴中心O偏移了图3所示的ε的位置上。

并且，如图2所示，在旋风分离器主体2的上部，隔着分隔壁9设置有圆筒容器状的所述上部壳体4。该上部壳体4通过分别用圆板状的盖体4B和所述分隔壁9覆盖圆筒状的侧壁4A的上面和下面而构成为圆筒容器状，其内部构成用于暂时储存分离去除了异物后的清洁的冷却剂的空间。并且，在上部壳体4的侧壁4A安装有具备朝向上部壳体4的轴中心O开口的排出口5a的所述处理液排出管5。另外，如图2所示，在上部壳体4中，盖体4B通过多根(在图示例子中为八根(参考图3))螺栓11而安装于固定在侧壁4A的上端内周的环状的凸缘10，由此该上部壳体4的上面被盖体4B覆盖。

如图1及图2所示，所述连通管6垂直配置于旋风分离器主体2内的上部，其上端从下方插入到形成于分隔壁9的中心的圆孔9a(参考图2)中并通过焊接等固定于分隔壁9。另外，如图2所示，连通管6的下端部内周面构成随着朝向下方扩径的圆锥状的引导面6a。由于连通管6具有引导面6a，因而能够容易将涡流m引入连通管6内。

如图6及图8所示，所述消泡管7通过将形成有多个圆孔状的小孔7a的冲孔金属板弯曲成圆筒状而成，如图2所示，其上端部与上部壳体4的盖体4B的下表面的中心部抵接并且通过螺栓12固定于盖体4B。具体而言，在消泡管7的上端部内嵌合有螺纹座13，通过向该螺纹座13中拧入从上方插通于盖体4B的中心部的所述螺栓12，消泡管7的上端部固定于盖体4B。并且，如图1及图2所示，消泡管7的下端部从上方插入到连通管6的内部，在该连通管6的下端部内周与消泡管7的外周之间形成有圆筒状的间隙δ。

形成于消泡管7的多个圆孔7a仅允许去除了异物后的冷却剂通过，并且阻止冷却剂中所包含的空气的气泡通过，其内径设定为0.5mm～2.5mm，优选设定为1.0mm。另外，消泡管7也可以代替冲孔金属板而使用金属网等。

如图6～图8所示，在消泡管7的外周的一部分上沿着上下方向形成有构成用于保持在该消泡管7内所产生的后述涡流m(参考图1及图2)的涡流保持机构的狭缝14。如后述，该狭缝14用于将沿着消泡管7的外周进行回旋的包含空气的冷却剂的涡流导入到该消泡管7的内部，并如图7所示，在通过消泡管7的轴中心O的垂直面上开口。

更详细而言，如图7所示，消泡管7由彼此偏心且直径彼此不同两种半圆筒状管7A、7B构成，在两种半圆筒状管7A、7B的沿上下方向的各自由端缘之间，形成有沿上下方向的狭缝14。在此，构成消泡管7的直径彼此不同的两种圆筒状管7A、7B在本实施方式中形成为一体，但也可以将它们分体构成并将两者接合在一起。并且，狭缝14优选遍及消泡管7的上下方向上的全长而形成，但在本实施方式中，为了维持消泡管7的形状，如图6及图8所示，利用在上下方向上隔着适当间隔配置的多个(在图示例中，为四个)托架7b将两种圆筒状管7A、7B的端缘彼此连结。

并且，如图6及图8所示，在消泡管7的上端部形成有内径比小孔7a的内径更大的上下两个圆孔状的水垢排出孔7c，冷却剂中所包含的相对较大的水垢(无法通过小孔7a的大小的水垢)通过水垢排出孔7c而向消泡管7外排出。

接着，对如上构成的旋风分离器式异物分离装置1的作用进行说明。

在本实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置1中，包含异物的冷却剂从处理液导入管3的导入口3a朝向旋风分离器主体2的圆筒部2A内沿着切线方向以规定的速度喷射。如此一来，如图1所示，该包含异物的冷却剂一边回旋一边通过离心力沿着旋风分离器主体2的圆筒部2A与圆锥筒部2B的内表面下降。其结果，在旋风分离器主体2的内部产生以轴中心O为中心的涡流M，冷却剂中所包含的异物通过基于该涡流M的离心力而分离。即，由于比作用于冷却剂的离心力更大的离心力作用于比重比冷却剂更大的异物，因此异物通过该离心力之差而从冷却剂中分离并被喷到旋风分离器主体2的内表面，该异物一边回旋一边通过自身重量而沿着旋风分离器主体2的内表面下降，并从在圆锥筒部2B的下端开口的异物排出口8向旋风分离器主体2的外部排出并被回收。

另一方面，一边沿着旋风分离器主体2的内表面回旋一边下降的冷却剂的涡流M在异物排出口8的附近受到向上的力而转为上升。因此，如图1所示，在旋风分离器主体2的内部，在轴中心O上产生从异物排出口8朝向上部壳体4内的涡流m。

在此，涡流m包括在中心具有真空的空洞部的圆筒状的空气层和围绕该空气层的圆筒状的冷却剂层，但这些空气层及冷却剂层从异物排出口8通过连通管6后到达消泡管7。在此，冷却剂层构成涡流m的表层部分，并沿着空气层的周围从异物排出口8朝向消泡管7上升。另外，如上所述，连通管6的下端部内周面构成引导面6a，因此朝向上方的涡流m会顺畅地引导至连通管6并从消泡管7的下端开口部引导至该消泡管7内。

并且，若上升的涡流m流入到消泡管7内，则占据其表层部分的清洁的冷却剂通过消泡管7的多个小孔7a而流入上部壳体4的内部并暂时储存于该上部壳体4内的底部。如此，在消泡管7中，涡流m中所包含的空气与冷却剂被分离，只有冷却剂向消泡管7的外部排出，因此能够在上部壳体4的内部在空气与冷却剂混合之前通过消泡管7单独抽取冷却剂。因此，在上部壳体4的内部，冷却剂不会因空气的气泡而起泡。即，通过消泡管7发挥高消泡效果，由此有效地防止冷却剂的起泡。并且，暂时储存于上部壳体4的内部的不包含气泡的清洁的冷却剂从开口于上部壳体4的侧壁4A的排出口5a流入处理液排出管5，并从该处理液排出管5排出到上部壳体4的外部并供再次使用。

并非所有涡流m被导入到消泡管7内而反复进行回旋，其一部分会一边沿着消泡管7的外周回旋一边上升。因此，如图4所示，在形成于连通管6与消泡管7之间的圆筒状的间隙δ中，在该间隙δ中向图示箭头方向(图4的逆时针方向)回旋的涡流如图4中箭头a所示通过形成于消泡管7的外周的一部分上的狭缝14而流入该消泡管7内，其加强或维持消泡管7内的涡流m的回旋。因此，消泡管7内的涡流m的回旋强度不会衰减，能够提高基于消泡管7的消泡效果，从而能够可靠地防止暂时储存于上部壳体4的内部的冷却剂的起泡。

并且，如图5所示，在上部壳体4的内部，也存在沿消泡管7的外周朝向箭头方向(图5的逆时针方向)回旋的涡流，但如图5中箭头b所示，该涡流通过形成于消泡管7的外周的一部分上的狭缝14而流入该消泡管7内，其加强或维持消泡管7内的涡流m的回旋。因此，消泡管7内的涡流m的回旋强度得到维持而不会衰减，能够提高基于该消泡管7的消泡效果。另外，虽然从消泡管7流出的冷却剂中仍含有一些气泡，但通过使该冷却剂从狭缝14再次进入消泡管7内并使该进入的冷却剂再次从消泡管7流出，能够获得更好的消泡效果。因此，通过在消泡管7的上下方向上遍及全长而形成狭缝14，能够进一步提高消泡效果。

如上所述，根据本实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置1，消泡管7内所产生的涡流m的强度通过从构成涡流保持机构的狭缝14流入消泡管7内的涡流而被保持，因此在消泡管7内有效地分离空气与冷却剂，并仅将冷却剂从消泡管7中抽取。因此，在抽取出的冷却剂中不会混入空气而产生气泡，提高了基于消泡管7的消泡效果。

＜第二实施方式＞

接着，参考图9及图10，对本发明的第二实施方式进行说明。

图9是本发明的第二实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置的主要部分的纵剖视图，图10是沿图9的E-E线剖切的放大剖视图，在这些图中，对与图1～图8中所示的要件相同的要件标注相同的符号，以下省略对它们的重复说明。

本实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置1A的特征在于，将圆管15沿上下方向垂直配置在消泡管7的轴中心部，其他结构则与所述第一实施方式的旋风分离器式异物分离装置1的结构相同。

在本实施方式所涉及的旋风分离器式异物分离装置1A中，在消泡管7内一边回旋一边上升的涡流m的回旋强度也通过从狭缝14流入消泡管7内的涡流而被维持或加强，并且涡流m中所包含的冷却剂也会与空气分离后从消泡管7中被抽取，但在本实施方式中，如图10所示，消泡管7内的容积减少与圆管15的容积相当的量，因此提高了消泡管7内的涡流m的回旋强度，其结果，也能够提高基于消泡管7的消泡效果。

另外，在本实施方式中，将圆管15沿上下方向垂直配置在了消泡管7的轴中心部，但也可以代替该圆管15而将实心的圆棒(未图示)沿上下方向垂直配置在消泡管7的轴中心部，这也可以获得与上述相同的效果。

并且，以上，对将本发明适用于分离冷却剂中所包含的金属切削屑等异物的旋风分离器式异物分离装置的方式进行了说明，但本发明也能够同样地适用于分离去除除了冷却剂以外的任意的处理液中所包含的除了切削屑以外的异物的旋风分离器式异物分离装置。

并且，本发明并不只限于上述实施方式的应用，在权利要求书范围及说明书和附图中记载的技术思想的范围内，能够进行各种变形，这是不言而喻的。

符号说明

1、1A-旋风分离器式异物分离装置，2-旋风分离器主体，2A-旋风分离器主体的圆筒部，2B-旋风分离器主体的圆锥筒部，3-处理液导入管，3a-处理液导入管的导入口，4-上部壳体，5-处理液排出管，6-连通管，7-消泡管，7A、7B-半圆筒状管，7a-消泡管的小孔，8-异物排出口，14-狭缝(涡流保持机构)，15-圆管，M、m-涡流，O-旋风分离器主体的轴中心。

Claims (5)

1.一种旋风分离器式异物分离装置，其具备：

旋风分离器主体；

上部壳体，设置于所述旋风分离器主体的上部；

连通管，连通所述旋风分离器主体的内部和所述上部壳体的内部；及

消泡管，插入于所述连通管内，所述旋风分离器式异物分离装置的特征在于，

在所述消泡管设置有用于保持在该消泡管内所产生的涡流的涡流保持机构。

2.根据权利要求1所述的旋风分离器式异物分离装置，其特征在于，

所述涡流保持机构由用于将沿着所述消泡管的外周回旋的涡流导入到该消泡管的内部的狭缝构成。

3.根据权利要求2所述的旋风分离器式异物分离装置，其特征在于，

所述狭缝形成在所述消泡管的外周的一部分上且遍及上下方向上的全长而形成。

4.根据权利要求2或3所述的旋风分离器式异物分离装置，其特征在于，

所述消泡管由彼此偏心且直径彼此不同的两种半圆筒状管构成，在两种所述半圆筒状管的沿上下方向的各自由端缘之间形成有所述狭缝。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的旋风分离器式异物分离装置，其特征在于，

在所述消泡管的轴中心部，沿上下方向配置有圆管或圆棒。