CN1457291A - 压缩机 - Google Patents

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Abstract

将通过螺旋式输送机(22)向压缩室(33)搬送的切屑,通过液压缸(28)进行压缩作为固体物(W)后,将设置在压缩室(33)的一端的门部件(51)打开,是将前述固体物(W)从压缩室(33)的一端向外部排出的压缩机。前述压缩室(33)由第1筒体(31)和第2筒体(40)构成。在第2筒体(40)磨损的情况下,为使这些可以容易地更换,将第2筒体(40)在第1筒体(31)的一端部可更换地进行设置。

Description

压缩机
技术领域
本发明涉及将各种切削加工和磨削加工等产生的金属切屑等压缩形成固体的压缩机。
背景技术
使用车床、钻床等的切削装置或使用平面磨床、筒状磨床等的磨削装置进行金属加工时,会产生螺旋状或粉末状的切屑。此切屑因为是产业废弃物,所以被要求尽可能的将此作成紧凑的容易运输的形状。因此,开发、销售能将切屑压缩可形成高密度的固体物的压缩机。
此压缩机将从漏斗投入的切屑通过螺旋式输送机,搬送到截面形状由圆筒或是矩形的筒体构成的压缩室,在此压缩室中,通过液压缸将切屑压缩固体化后,通过打开设置在压缩室的一端的可动的门部件,将由压缩的切屑组成的固体物向压缩室的外部排出而构成。通过前述液压缸产生的切屑的加压力有超过40吨的情况,为此对构成压缩室的筒体的作用力也超过1000kgf/cm2。因此,存在由于所形成的固体物的加压力或固体物与压缩室的内壁间的摩擦力而使门部件的开起变得困难的问题。因此,本发明人为解决前述问题点,开发了筒体是由外侧筒体和在其内部向轴方向可移动地配置的内侧筒体构成的压缩机,对此取得了专利(特许第2949664号)。
但是,在前述压缩机中,压缩因金属磨削加工产生的磨具及金属的杂质(钻泥)的情况较多。在此钻泥中,含有磨具的杂质磨粒。在金属磨削加工中,与磨削的金属相对应的各种磨削材料被分别使用,在前述磨削材料中,主要含有氧化铝系的磨粒、金刚砂系的磨粒、CNB(立方晶氮化硼)磨粒、以及钻石磨粒等。在量上已知的是以氧化铝系的磨粒较多。
在前述磨粒中,即使是努普硬度(HK)小的氧化铝系的磨粒,其硬度也是1950~2050左右,比超硬合金的努普硬度(1700~1940)要大。因此,可以判明压缩含有磨粒的钻泥时,由于固体物形成时的加压力或固体物和压缩室内壁间的摩擦力,在固体物形成的端部附近的前述内壁的磨损十分剧烈。
由于此压缩室的内壁的磨损,使固体物的轴方向中央附近的外径膨胀,所以在门部件开起后,即使通过液压缸推压固体物,也会产生不能排出固体物这一情况的问题。在以往的压缩机中产生这样的问题的情况下,现状是通过更换磨损的筒体来对应的。
但是,在以单一的筒体构成的压缩室中,首先更换筒体本身就是困难的。另外,即使筒体是由外侧筒体和配置在其内部的内侧筒体构成的情况下,因为内侧筒体具有从液压缸的汽缸杆的后退位置到门部件的长度,所以用于其更换的费用及时间需要很多。例如,现状是为将压缩机的门部件及液压缸拆下,更换内侧筒体需要多名工作人员花费几个小时。另外,因为内侧筒体一直延伸至汽缸杆的后退位置,所以存在需要熟练地调整与汽缸杆间的位置等的问题。
本发明的目的是在构成压缩室的筒体磨损的情况下,提供一种通过低成本且比较简单的作业就可进行对应的压缩机。
发明内容
本发明的压缩机包含:在一端部的内周上具有比其另一端部侧的内周尺寸大的扩大部,在内部收容被压缩物的第1筒体;可更换地被配置在前述第1筒体的扩大部、与前述第1筒体共同构成压缩室的同时,内周面与前述第1筒体的内周同面的第2筒体;将收容在前述第1筒体中的被压缩物向前述压缩室的一端部侧加压的加压机构;开闭前述压缩室的一端部的门机构(权利要求1)。
根据本发明,由于在第1筒体的一端部上可更换地配置第2筒体,由于根据固体物的加压力以及固体物的外周与第2筒体的内周的摩擦力,第2筒体的内周在磨损到超过规定量时,通过更换该第2筒体,可以使压缩室没有障碍地继续使用。此第2筒体因为仅在压缩室的一端部附近构成就足够,所以其材料费就可以明显的减少。另外,因为前述第2筒体仅被配置在一端部附近,所以可以明显减少其更换所需的劳动力和时间。
在一个良好的形态中,前述第2筒体的轴方向的长度,是压缩被压缩物而得到的压缩物的轴方向的长度的约3/5倍以上(权利要求2)。这是基于本发明者们的见识,即因压缩物产生的第2筒体内周的磨损,从第2筒体的前端开始到被形成的固体物的轴方向长度的3/10左右处形成峰值,在约为其3/5倍的位置上,在第2筒体的内周面上很难产生磨损。
在其他良好的形态中,前述第2筒体的至少其内周侧的硬度,要硬于前述第1筒体的内周侧的硬度(权利要求3)。据此,因为可以减缓第2筒体的内周的磨损速度,所以可以延长第2筒体的寿命。另外,因为第2筒体仅被配置在第1筒体的一端部附近,其材料的使用量很少,所以即使使用高硬度高价的材料,也不用担心成本会极大地增加。
前述第2筒体的至少内周侧希望是由超硬合金构成的(权利要求4)。据此,因为可以更有效的减缓第2筒体的内周的磨损速度,所以可以更加延长第2筒体的寿命。
在其他良好的形态中,前述第2筒体是由被淬火硬化的外筒和嵌合在其内周上的由超硬合金构成的内筒构成(权利要求5)。在这种情况下,也可以进一步延长第2筒体的寿命。另外,比第2筒体全部由超硬合金形成的情况,因其超硬合金的使用量也可以减少,所以不必担心第2筒体的成本急剧增加。在此形态下,希望前述内筒和外筒的嵌合面是其径向尺寸向第2筒体的一端部侧逐渐减小的锥面(权利要求6)。据此,可以使内筒例如通过烧嵌配合不使外筒破损而容易且确实的形成一体化。
在其他的良好形态中,在前述第2筒体的截面以及外周面上,形成将从被压缩物排出的液体向压缩室的外部导出的排液通路(权利要求7)。据此,可以得到残留液较少的固体物。
在其他的良好形态中,前述第2筒体由以端面彼此之间对合的状态被配置的多个筒状部件构成(权利要求8)。在这种情况下,因为可以仅对磨损量大的筒状部件进行更换,所以可以降低运转成本。
在其他的良好形态中,前述门机构在压缩室的一端部开启的状态下,形成相对于第1筒体可将前述第2筒体拆装的大小的门的空间(权利要求9)。在这种情况下,通过门机构使压缩室的一端部在开启的状态下,可以将前述第2筒体通过前述门机构的门空间从第1筒体上取下,或将新的第2筒体通过前述门空间安装到第1筒体上。因此,可以不必取下门机构而进行第2筒体的更换,其更换作业也可以更容易且迅速地进行。
附图说明
图1是有关本发明的一个实施例的压缩机的概略正视图。
图2是前述压缩机的下侧部分的详细图。
图3是成形装置的下游侧的扩大剖面图。
图4是第1筒体的下游侧端部附近的扩大剖面图。
图5是门机构的侧视图。
图6是表示将切屑投入到压缩室的状态的要部剖面图。
图7是表示压缩投入到压缩室的切屑的状态的要部剖面图。
图8是表示通过本实施例被制成的固体物的立体图。
图9是说明压缩机的动作的要部剖面图。
图10是说明以往的筒体的磨损的图。
图11是表示其他的实施例的要部扩大剖面图。
图12是构成第2筒体的一对筒状部件的正视图。
图13是下游侧的筒状部件的右侧视图。
图14是上游侧的筒状部件的右侧视图。
具体实施方式
下面,参照附图就本发明的实施例进行说明。图1是有关本发明的一个实施例的压缩机的概略正视图。有关本发明的实施例的压缩机10装备有被固定在工厂等设置场所的基座12、和被配置在基座12上收容各种工作部的下侧部分14、及收容各种控制部件的上侧部分16。
在上侧部分16的框体的内部,收容有用于使后述液压缸28工作的油压控制单元(没有图示)、及用于搬送投入到后述的漏斗18中的切屑等的电机24等。
在以下的说明中,在图1中右侧的上侧部分16的被配置侧称为[上游侧],左侧称为[下游侧]。在前述压缩机10中,在基座12的下游侧,设置下侧部分14的上部漏斗18。漏斗18的上部设置开口以便可以投入作为被压缩物的切屑,其水平方向的尺寸随着向下方行进,逐渐减小。在漏斗18的下部形成向斜方向以规定的角度延长的延长部19,在此延长部19的内部形成切屑的供给口20。在漏斗18内及其供给口20内,以向与延长部19的倾斜方向大致相同的方向倾斜的状态配置螺旋输送机22。螺旋输送机22的上侧端部被安装在电机24上。投入到前述漏斗18的切屑落入到下部,这些落入到下部的切屑通过设置在螺旋输送机22上的螺旋状的叶片23被送入到供给口20。如上所述,因为供给口20向斜方向以规定的角度倾斜,所以通过供给口20由螺旋输送机22的叶片23搬送的切屑的量大致保持一定。
图2是更详细地表示压缩机10的下侧部分14的图。如同图所示,在基座12上固定着成型装置26。成型装置26具有被配置在上游侧作为加压机构的液压缸28、和从此液压缸28的下游侧端部向下游方向延伸的圆筒状套筒30、及设置在此套筒30的下游端侧的压缩室33。前述液压缸28的汽缸杆29被导入到压缩室33的内部,在其前端上,安装与压缩室33的内径一致的圆板状薄片39。此薄片39由被淬火硬化的例如SUJ-2等的轴承钢形成。另外,前述套筒30相当于以往的外侧筒体。
前述压缩室33由圆筒状的第1筒体31、和配置在其下游端(一端部)侧的内周上的圆筒状的第2筒体40构成。前述第1筒体31从套筒30的中途部向下游方向延伸,其外周被可滑动地嵌合在套筒30的内周上。前述第1筒体31例如将SUJ-2等的轴承钢或者SKD-11等的模具钢经过热处理,使其硬化到HRC58-60左右的硬度。第1筒体31的内径与薄片39的外径相等,薄片39通过液压缸28在轴方向移动时,其外周与第1筒体31的内周接触。前述套筒30以及第1筒体31的下游侧的各端面34大致为一个平面。在这些端面34上,粘贴在上下方向可以移动的门部件51,据此,压缩室33的下游侧的开口端被闭塞。前述第1筒体31相当于以往的内侧筒体。
在套筒30以及第1筒体31的上部形成开口36。此开口36对应于漏斗18的延长部19形成。因此,被投入到漏斗18中的切屑,通过螺旋输送机22的叶片23,向供给口20搬送,最终经过开口36落入到第1筒体31内。
液压缸28的汽缸杆29,若通过油压控制单元的动作沿轴方向从上游侧向下游侧移动,则由汽缸杆29的前端的薄片39的端面、门部件51的背面51a以及第1筒体31的内周所定的压缩室33的容积,即其轴方向的长度随着汽缸杆29的移动逐渐减小。据此,如后面所详述那样,经过开口36被投入的切屑在该压缩室33内被压缩。
图3是成型装置26的下游侧的扩大剖面图。如同图所示,在第1筒体31的下游侧端部,形成比其上游侧的内径尺寸大的扩大部32,在该扩大部32上,可更换地嵌合前述第2筒体40。此第2筒体40是由SKD-11等的模具钢经过热处理,使其硬化到HRC62-63左右的硬度,或是使用超硬合金等的硬度比第1筒体31硬的物质形成。另外,在前述第2筒体40上形成螺孔,穿过该螺孔,将螺栓45拧入到第1筒体31的阴螺纹上。通过此螺栓45,第2筒体40被确实地固定到第1筒体31上。前述第2筒体40的内径与第1筒体31的内径相等,因此,压缩室33的内周是平滑的。
在套筒30的上部,形成与供给口20连续的斜面62、63。另外,在套筒30的下游侧端部,形成法兰64的同时,在该法兰64附近的内侧,套筒30的内径扩大。
在第1筒体31的下游侧端部上也形成法兰66,该法兰66与套筒30的内径的扩大部大致吻合。如图4所示,在第1筒体31的法兰66上形成贯通孔67,在套筒30上形成与前述贯通孔67一致的有底的孔70。此有底的孔70具有在与第1筒体31的法兰66相对侧上形成的大径部分71、和形成有与此大径部分71连续的阴螺纹的小径部分72。在前述贯通孔67及有底的孔70上,在前端部形成阳螺纹的销76被插入,此销76的阳螺纹被拧入前述小径部分72中。在前述大径部分71和销76之间,形成圆环状的空间73,在此空间73中,压缩螺旋弹簧74呈弹性收缩状态被配置。因此,第1筒体31通过螺旋弹簧74的弹力,向下游方向被赋能。另外,在此状态下,在第1筒体31的法兰66的上游侧端面、和与此端面相对的套筒30的内径扩大部的端面之间,形成若干的空隙75。
图5是门机构50的侧视图。如同图所示,门机构50具有前述门部件51、和设置在用于引导该门部件51的上下动的门部件51的两侧的导向部件52、及设置在此导向部件52的两侧的一对液压缸53、还有连接此液压缸53的汽缸杆54的上端的连接部件55。门部件51的上端被固定在连接部件55的下部,门部件51的下部形成圆弧状的缺口51b。此缺口51b的上部比第2筒体40的外周位于大致上方。另外,导向部件52通过螺栓56被固定在套筒30的法兰64上。前述门机构50通过使液压缸53动作,随着汽缸杆54,连接部件55上升,被固定在这里的门部件51也被导向部件52不断引导而被提升。据此,形成在第1筒体31内的压缩室33的开口端被开放。
在前述一对导向部件52的相互之间所规定的门宽X比第2筒体40的外径尺寸大。另外,前述门部件51,其下端部被引至与第2筒体40的一端面不重合的位置。因此,前述门机构50在提升门部件51的状态下,通过一对导向部件52及门部件51作为所规定的门空间,可以形成将前述第2筒体40相对于第1筒体31可拆装大小的空间。
对这样构成的压缩机10的动作进行如下说明。首先,驱动成型装置26的液压缸28,使其汽缸杆29移动到所规定的后退位置。此时,将门部件51配置在下方位置,阻塞压缩室33。
图6是汽缸杆29在后退位置时的要部剖面图。驱动电机24,使螺旋输送机22向所规定的方向旋转,向漏斗18的开口投入切屑。被投入的切屑通过螺旋输送机22的叶片23被送入到下方,从开口36投下到压缩室33内(参见图6的符号S)。若在压缩室33内投下所规定量的切屑,则液压缸28被驱动,汽缸杆29沿轴方向从上游侧向下游侧移动。因此,切屑逐渐向下游侧汇集,如图7所示,最终在由前端薄片39的端面、第1筒体31的内周及门部件51的背面51a所包围的压缩室33内,被制成由被压缩成圆筒状的切屑组成的固体物W(参见图8)。在图7所示的状态下,固体物W的外周和前端薄片39的端面之间,在第1筒体31的内周和门部件51的背面51a之间,作用有由切屑产生的压着力。因此,在此状态下,即使使液压缸53动作,使门部件51向上方移动,由于门部件51的背面51a和固体物W之间的摩擦力,提升门部件51是很困难的。
因此,在本实施例中,使汽缸杆29向反方向(上游方向)稍稍后退。在这里,在第1筒体31的法兰66的上游侧端面和与此相对的筒套30的内径扩大部的端面之间,形成空隙75的同时,在第1筒体31的内周及前端薄片39的端面和固体物W之间,作用着大的压着力。因此如图9所示,伴随着汽缸杆29的后退,固体物W及第1筒体31稍稍后退。即,第1筒体31相对于筒套30向上游方向相对移动。象这样,通过使固体物W随着第1筒体31后退,门部件51的背面51a与固体物W之间的摩擦力显著减少。因此通过使液压缸53动作,可以将门部件51容易地提升。
提升门部件51后,再次通过使汽缸杆29向下游方向移动,固体物W从第1筒体31的下游侧的开口端向外侧排出。例如,若在前述开口端附近,配置固体物W的接受器具,则可以收纳落下的固体物W。之后,汽缸杆29回到后退位置,且通过使门部件51下降,从切屑作成固体物W,排出此物的一连串工程完成。
图10是表示以往的压缩机在使用1个月左右后,在构成压缩室的筒体100的下游侧的轴方向截面的图。如同图所示,相对于固体物的轴方向的长度(厚度)T(例如T≈50mm),从筒体100的下游侧的开口端(排出口)到约为T×3/5的位置,筒体100的内周磨损。特别是从排出口到T×3/10的位置,筒体100的磨损达到峰值,其深度D达到2~3mm。因此,在本实施例中,在第1筒体的下游侧,设置有前述第2筒体40。此第2筒体40由于是通过螺栓45被固定,由于长期使用而使第2筒体40的内周发生磨损时,拆下螺栓45,取下第2筒体40,就可以安装新的第2筒体40。
前述第2筒体40的轴方向长度,只要在形成的固体物W的厚度T的约4/5倍(即T×4/5)以上即可。这些是如上所述地根据本申请人的见识,从排出口到约为T×3/10的位置,磨损达到峰值,且从排出口到T×3/5的位置,磨损未被发现。例如,在本实施例中,因为形成了50mm左右厚度(轴方向的长度)的固体物W,对于内径为65mm的第1筒体,使用外径为125mm、轴方向长度为50mm的模具钢进行热处理的第2筒体40。
在本实施例中,是将比对向机械构造用炭素钢等的一般的炭素钢进行热处理后的硬度更硬的模具钢作为第2筒体40的材料使用的,如上述那样,此第2筒体40与第1筒体31等的其他部件相比,由于尺寸极其小,所以即使其材料费较高,使用量小,其成本与其他的部件相比较还是显著地便宜。因此,与以往的将筒体100的全体与因磨损而进行更换的情况相比,只不过是需要极为便宜的部件成本。
根据本实施例,由于在固体物W与第1筒体31的内周因摩擦或固体物W产生得加压力明显大、其磨损剧烈的部分,设置了第2筒体40,通过在各个所定的期间只更换第2筒体40,就可以经常以良好的状态使压缩机10进行作动。另外,由于仅通过一对导向部件52及门部件51所规定的门空间,就可以更换第2筒体40,所以没有必要拆下门机构50,这样一来,就可以容易且迅速的进行更换作业。开放门部件51,用于只更换第2筒体40所用的时间是一个工作人员5-10分钟的程度,与更换以往的筒体100的时间相比较,是在显著短的时间内完成的。
另外,前述实施例中,作为第2筒体40,使用的是对模具钢进行热处理后的或是由超硬合金组成的材质,但并不限定于此。例如,若以在较短的时间内完成更换为前提,则也可以使用SUJ-2等的轴承钢或象HDC-60那样的钢材。据此,可以更加降低材料成本。另外,在前述实施例中,第2筒体40的轴方向长度约与固体物W的厚度相等,此轴方向的长度并不限定于此。还有,第2筒体40只要至少其内周侧的硬度,比第1筒体31的内周侧的硬度要硬就可以。
图11是表示其他的实施例的要部剖面图。在此实施例中,第2筒体40由2个筒状部件41、42构成。各筒状部件41、42在端面彼此之间对合的状态下沿轴方向被配置。这些筒状部件41、42外径及内径相等,轴方向的长度不同。下游侧的筒状部件41的轴方向的长度与前述实施例同样地,与固体物W的轴方向长度T大约相等,上游侧的筒体42的轴方向长度是下游侧的筒状部件41的轴方向长度的例如是3/5左右。
各筒状部件41、42由外筒41a、42a,和在其内部被嵌合的内筒41b、42b构成。前述外筒41a、42a是例如将模具钢热处理至硬度为HRC58-60的物品,内筒41b、42b是由比外筒41a、42a的硬度硬的超硬合金组成。象这样,因为仅内筒41b、42b是由超硬合金构成,比筒状部件41、42全部用超硬合金形成的情况,可以降低成本。
前述内筒41b、42b相对于外筒41a、42a的内周被烧嵌配合。另外,内筒41b、42b和外筒41a、42a的嵌合面E是由随着径向尺寸向下游侧延伸逐渐减小的锥面构成。因此,相对于外筒41a、42a,使内筒41b、42b不至由烧嵌配合而产生破损,可以容易且确实地使之一体化。
在前述各筒状部件41、42上,形成用于将切屑中含有的水分或油分等液体排出到压缩室33的外部的排液通路47。此排液通路47由在各筒状部件41、42的外周底面上形成的平坦面47a、和在各筒状部件41、42的上游侧端面呈放射状形成的多个浅沟47b、及形成在各筒状部件41、42的上游侧端面和外周面的交叉部分的大倒角47c构成(参照图12及图13)。前述排液通路47的下游侧与形成在门部件51的下部的缺口51b(参照图5)连通。通过前述排液通路47,由于可以将在切屑压缩时从该切屑排出的液体向门部件51的缺口51b的部分集中、从压缩室33排出,所以可以得到残留液很少的固体物W。
在图1所示的实施例中,通过第2筒体40的寿命延长,由磨损而引起的第1筒体31的寿命相对变短。此第1筒体31的磨损,在其内周面中的特别是靠近第2筒体40的部分很剧烈。在如图11所示的实施例中,在此磨损量多的部分因为配置了耐磨性优良的筒体42,所以可以防止由第1筒体31的磨损而引起的使其寿命的相对变短。结果是可以使压缩室33以更长时间的良好状态来使用。另外,由于下游侧的筒状部件41的磨损比上游侧的筒状部件41更剧烈,所以其寿命也比上游侧的筒体42短,由于第2筒体40是由2个筒状部件41、42构成的,所以可以将寿命短的下游侧的筒状部件41单独更换。因此,比将第2筒体40以单一的长筒体构成的情况,还可以降低运行成本。
本发明并不只限定于以上的实施例,在权利要求的范围中所记载的发明的范围内,可有种种的变更,那些当然也包含在本发明的范围内。例如,在前述实施例中,在装有套筒30和可相对于该套筒30移动的第1筒体31的压缩机中,在第1筒体31的下游侧前端部附近,设置了具有规定的轴方向长度的第2筒体40,也可将本发明适用于其他形式的压缩机。具体来说,关于套筒30与第1筒体被固定的构造、或是套筒30和第1筒体被一体形成的构造也可适用本发明。
另外,在图11所示的实施例中,第2筒体40是由2个筒状部件41、42构成的,以3个以上的筒状部件构成也是可以的。

Claims (9)

1.一种压缩机,其特征在于,它包含:
第一筒体,该第一筒体在一端部的内周上具有比其另一端部侧的内周尺寸大的扩大部,在内部收容被压缩物;
第二筒体,该第二筒体可更换地被配置在前述第一筒体的扩大部,与前述第一筒体共同构成压缩室的同时,内周面与前述第一筒体的内周同面;
将收容在前述第一筒体中的被压缩物向前述压缩室的一端部侧加压的加压机构;
开闭前述压缩室的一端部的门机构。
2.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,前述第二筒体的轴方向的长度,是压缩被压缩物而得到的压缩物的轴方向的长度的大约3/5倍以上。
3.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,前述第二筒体的至少内周侧的硬度,硬于前述第一筒体的内周侧的硬度。
4.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,前述第二筒体的至少内周侧由超硬合金构成。
5.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,前述第二筒体由被淬火硬化的外筒和嵌合在其内周上的由超硬合金构成的内筒构成。
6.如权利要求5所述的压缩机,其特征在于,前述内筒和外筒的嵌合面是其径向尺寸向第二筒体的一端部侧逐渐减小的锥面。
7.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,在前述第二筒体上形成将从被压缩物排出的液体向压缩室的外部引导的排液通路。
8.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,前述第二筒体由以端面彼此之间对合的状态配置的多个筒状部件构成。
9.如权利要求1所述的压缩机,其特征在于,前述门机构在压缩室的一端部开启的状态下,形成相对于第一筒体可将前述第二筒体拆装的大小的门的空间。
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