DE112013004354T5

DE112013004354T5 - Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit

Info

Publication number: DE112013004354T5
Application number: DE112013004354.8T
Authority: DE
Inventors: Yuki Itahashi; Yoshitaka Kimura
Original assignee: Rix Corp
Current assignee: Rix Corp
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-09-02
Publication date: 2015-05-21
Anticipated expiration: 2033-09-03
Also published as: US9511309B2; DE112013004354B4; JP2014050775A; TW201420165A; US20150217210A1; WO2014038518A1; JP5422838B1; TWI604876B

Abstract

Diese Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit trennt und extrahiert eine Öl- und Fettkomponente, die ein niedrigeres spezifisches Gewicht und eine höhere Viskosität als ein Kühlmittel hat, aus einer vermischten Flüssigkeit, wobei die Öl- und Fettkomponente eine Oberflächenschicht bildet, indem sie auf der Oberfläche des Kühlmittels schwimmt. Die Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit hat einen Flüssigkeitstrennungs- und -transferteil, der aus einem schraubenförmigen Körper, einer Welle und einem Rotationsantriebsteil besteht. Der Flüssigkeitstrennungs- und -transferteil ist in einer vertikalen Ausrichtung angeordnet, so dass das Untere des Flüssigkeitstrennungs- und -transferteils in einen Speichertank eingesetzt ist, der die vermischte Flüssigkeit speichert, und trennt die Öl- und Fettkomponente von dem Kühlmittel und transferiert die Öl- und Fettkomponente aufwärts. Der schraubenförmige Körper hat eine innere Endfläche, die so angeordnet ist, dass ein Bandelement, das in Gleitkontakt mit der Außenumfangsfläche der Welle steht, in einer schraubenförmigen Weise in mehreren Stufen entlang der Außenumfangsfläche der zylindrischen stabartigen Welle kreist. Die Öl- und Fettkomponente, die an dem Bandelement anhaftet, wird aufgrund der Relativdrehung des schraubenförmigen Körpers und der Welle aufwärts entlang der Außenumfangsfläche der Welle geschoben.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit, die vorgegebene Substanzen von einer vermischten Flüssigkeit mit verschiedenen Typen von Komponenten nach dem Waschen, Schmieren usw. in Werkzeugmaschinen und anderen Werksanlagen trennt.
Allgemeiner Stand der Technik
Bei der maschinellen Bearbeitung und in anderen Fertigungsfeldern ist bisher ein Kühlmittel, das zum überwiegenden Teil aus industriellem Brauchwasser besteht, für verschiedene Zwecke verwendet worden, wie zum Beispiel zum Schmieren und Kühlen zum Zeitpunkt der maschinellen Bearbeitung und zum Waschen und Entfetten nach der maschinellen Bearbeitung. Diesen Kühlmitteln werden ein Schneidfluid, eine Reinigungslösung und andere verschiedene Komponenten entsprechend dem Verwendungszweck zugesetzt. Nach dem Gebrauch werden sie im Zustand einer Abfalllauge zurückgewonnen, in der Späne und das Öl zur Schmiernutzung vermischt sind. Die zurückgewonnene Abfalllauge wird, nachdem die Fremdmaterie entfernt wurde, zur Verwendung rezirkuliert. Als Vorrichtung für eine solche Abfallflüssigkeitsbehandlung sind in der Vergangenheit verschiedene Typen von Vorrichtungen verwendet worden (siehe zum Beispiel PLT 1).
Der in dieser PLT 1 gezeigte Stand der Technik arbeitet mit dem folgendem Schneckenrohrtyp eines Flüssigkeitstrennmechanismus. Im Inneren eines zylindrischen äußeren Elements ist ein stabförmiges inneres Element, das sich relativ zu dem äußeren Element dreht, koaxial angeordnet. Eine spiralförmige Führungstrennwand, die am Außenumfang des inneren Elements vorgesehen ist, wird veranlasst, die Innenumfangsfläche des äußeren Elements gleitend zu kontaktieren. Zur Zeit des Betriebes ist der untere Teil des Schneckenrohres in die zu trennende vermischte Flüssigkeit eingetaucht. In diesem Zustand werden das äußere Element und das innere Element veranlasst, sich relativ zueinander zu drehen. Aufgrund dessen kontaktiert die Führungstrennwand gleitend die Innenumfangsfläche des äußeren Elements während des Drehens. Das Öl, das auf der Oberfläche der vermischten Flüssigkeit schwimmt, und andere abzutrennende Substanzen werden entlang der spiralförmigen Oberfläche der Führungstrennwand aufwärts transportiert, um getrennt und zurückgewonnen zu werden.
Zitierungsliste
Patentliteratur

PLT 1: WO2005/038408A2

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Allerdings war der oben erwähnte Stand der Technik mit folgenden Problemen behaftet, wenn er für eine Schneidmaschine oder eine andere mechanische Vorrichtung verwendet wurde, die Späne, Schlamm oder andere feste Fremdmaterie erzeugen. In einer solchen mechanischen Vorrichtung enthält die zu behandelnde vermischte Flüssigkeit nicht nur das schwimmende Öl, das inhärent abzutrennen ist, sondern auch Späne, Schlamm und andere feste Fremdmaterie. Aus diesem Grund lagert sich, wenn der oben angesprochene Flüssigkeitstrennmechanismus in Betrieb genommen wird, solche feste Fremdmaterie zusammen mit dem Öl an der spiralförmigen Führungstrennwand ab. Wenn das Schneckenrohr in einem Zustand betrieben wird, in dem sich solche feste Fremdmaterie abgelagert hat, bleibt in dem Prozess, in dem die feste Fremdmaterie veranlasst wird, sich aufwärts entlang der Führungstrennwand zu bewegen, die feste Fremdmaterie zwischen den gleitenden Kontaktteilen der Führungstrennwand und des äußeren Elements hängen, was zum Problem des Verstopfens führt. Ein solches Verstopfen behindert nicht nur die Rückgewinnung von Öl und senkt die Effizienz der Vorrichtung, sondern verursacht auch ein schlechtes Funktionieren des Schneckenrohrs und einen abnormalen Verschleiß aufgrund der hängen gebliebenen Fremdmaterie und führt zu einer kürzeren Lebensdauer der Bauteile und zu höheren Kosten der Vorrichtung. Wie oben erläutert, bestand im Stand der Technik das Problem, dass es schwierig war, eine kostengünstige, hohe Effizienz der Flüssigkeitstrennung für eine vermischte Flüssigkeit zu realisieren, die Späne, Schlamm und andere feste Fremdmaterie enthielt.
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung dieser Probleme gemacht und hat als ihre Aufgabe die Bereitstellung einer Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit, die eine vermischte Flüssigkeit, die Späne, Schlamm und andere feste Fremdmaterie enthält, behandelt und eine kostengünstige, hohe Effizienz der Flüssigkeitstrennung realisiert. Lösung des Problems
Die Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit der vorliegenden Erfindung ist eine Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit zum Trennen und Herausnehmen einer zweiten Substanz aus einer vermischten Flüssigkeit, die mindestens zwei Typen von flüssigen Substanzen mit verschiedenen Viskositäten und spezifischen Gewichten enthält, wobei die zweite Substanz auf einer Oberfläche einer ersten Substanz der flüssigen Substanzen schwimmt und eine Oberflächenschicht der zweiten Substanz mit einem kleineren spezifischen Gewicht als die erste Substanz und einer höheren Viskosität als die erste Substanz bildet, und die einen Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil umfasst, der in einer vertikalen Stellung angeordnet ist, wobei ein unterer Teil in einen Speichertank eingesetzt ist, der die vermischte Flüssigkeit speichert, die zweite Substanz von der ersten Substanz trennt und die zweite Substanz aufwärts transportiert, sowie einen Flüssigkeitsrückgewinnungsteil umfasst, der die transportierte zweite Substanz in einem Aufnahmebehälter zurückgewinnt, wobei der Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil einen säulenartigen stabförmigen Wellenteil umfasst, ein spiralförmiges Element, das mit einem Bandelement mit einer innenseitigen Endfläche versehen ist, wobei die innenseitige Endfläche gleitend eine Außenumfangsfläche des Wellenteils kontaktiert und das spiralförmige Element in mehreren Windungen spiralförmig um die Außenumfangsfläche herum verläuft, und einen Rotationsantriebsteil, der das spiralförmige Element und den Wellenteil relativ zueinander dreht, und wobei die zweite Substanz, die auf dem Bandelement abgelagert ist, durch die Relativdrehung entlang der Außenumfangsfläche des Wellenteils nach oben geschoben wird.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit, wobei die zweite Substanz aus der vermischten Flüssigkeit in einem Zustand getrennt und herausgenommen wird, in dem die zweite Substanz auf einer Oberfläche der ersten Substanz schwimmt und die zweite Substanz eine Oberflächenschicht der zweiten Substanz mit einem kleineren spezifischen Gewicht als die erste Substanz und einer höheren Viskosität als die erste Substanz bildet, Folgendes auf. Das heißt, der Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil ist in einer vertikalen Stellung angeordnet, wobei ein unterer Teil in einen Speichertank eingesetzt ist, der die vermischte Flüssigkeit speichert und die zweite Substanz von der ersten Substanz trennt und sie aufwärts transportiert. Dieser Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil umfasst einen säulenartigen stabförmigen Wellenteil, ein spiralförmiges Element, das mit einem Bandelement mit einer innenseitigen Endfläche versehen ist, die gleitend die Außenumfangsfläche des Wellenteils kontaktiert und in mehreren Windungen spiralförmig um die Außenumfangsfläche herum verläuft, und einen Rotationsantriebsteil, der diese relativ zueinander dreht. Aufgrund dessen ist es möglich, die zweite Substanz, die auf dem Bandelement abgelagert ist, durch Relativdrehung entlang der Außenumfangsfläche des Wellenteils aufwärts zu schieben, und es ist möglich, eine kostengünstige, hohe Effizienz der Flüssigkeitstrennung für eine vermischte Flüssigkeit zu realisieren, die Späne, Schlamm und andere feste Fremdmaterie enthält.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine erläuternde Ansicht zum Erläutern eines Flüssigkeitsbehandlungssystems einer Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Ansicht der Gesamtausgestaltung einer Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (erste Ausführungsform).
4(a) und (b) sind erläuternde Ansichten zum Erläutern der Funktionen eines Flüssigkeitstrennungs- und -transportteils in der Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine erläuternde Ansicht zum Erläutern der Funktionen eines Flüssigkeitsrückgewinnungsteils in der Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6(a) bis (c) sind erläuternde Ansichten zum Erläutern der Ausgestaltung und der Funktionen eines Fremdmaterie-Auswurfteils in einer Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei (b) eine teilweise Ansicht ist, die von der Pfeilmarke der Linie A-A von (a) aus betrachtet wird.
7 ist eine teilweise Querschnittsansicht einer Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (zweite Ausführungsform).
Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Es ist zu beachten, dass die Bezugsbezeichnungen Beispiele sind, welche die Entsprechung zu speziellen Mitteln zeigen, die in den Ausführungsformen beschrieben sind. Zuerst wird unter Bezug auf 1 die Ausgestaltung eines Flüssigkeitsbehandlungssystems, in dem eine Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, als ein Beispiel erläutert. Wie in 1 gezeigt, ist eine Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung 1 mit einem Speichertank 3 versehen, der ein zu behandelndes Kühlmittel 2 speichert. Das Kühlmittel 2 wird mittels einer Flüssigkeitstransportpumpe 5 durch ein Saugrohr 4 eingesaugt und wird durch Flüssigkeitstransportrohre 7 zu einer Werkzeugmaschine 8 geleitet, die mit dem Kühlmittel zu versorgen ist (Pfeilmarke „a“). Die Werkzeugmaschine 8 ist mit einer Verarbeitungsmaschine 9 versehen, die ein Werkstück 10 schneidet. Das Kühlmittel 2, das der Werkzeugmaschine 8 zugeführt wird, wird durch die Verarbeitungsmaschine 9 geführt, um die geschnittene Stelle des Werkstücks 10 zu kühlen oder zu schmieren, und tropft als zurückzugewinnende Flüssigkeitstropfen 2a (Pfeilmarke „b“) in eine Kühlmittelaufnahme 11.
Das zurückgewonnene Kühlmittel 2 ist mit dem Schmiermittel und anderem Öl 12, das für die mechanischen Teile der Verarbeitungsmaschine 9 verwendet wird, und den Spänen, die während des Schneidens entstehen, und andere feste Fremdmaterie 13 verunreinigt. Die vermischte Flüssigkeit, welche die Verunreinigungen enthält, wird durch Rücklaufrohre 14 im Speichertank 3 zurückgewonnen (Pfeilmarken „c“ und „d“). Im Speichertank 3 schwimmt das Öl 12, das ein geringeres spezifisches Gewicht und eine höhere Viskosität als das Kühlmittel 2 hat, auf und bildet eine Oberflächenschicht. Das Öl 12 ist organische Materie und altert im Lauf der Zeit, wodurch die Qualität des Kühlmittels 2 leidet. Aus diesem Grund ist die Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung 1 mit einer Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit 6 versehen, welche die Funktion hat, das Öl 12 von der vermischten Flüssigkeit, die die Verunreinigungen enthält, zu trennen, und verhindert, dass das Öl 12 im Speichertank 3 stagniert.
Die vermischte Flüssigkeit enthält mindestens zwei Typen von flüssigen Substanzen, die sich hinsichtlich ihrer Viskositäten und spezifischen Gewichte unterscheiden. Unter diesen Substanzen hat die erste Substanz, die durch das Kühlmittel 2 gebildet wird, auf ihrer Oberfläche eine Oberflächenschicht einer zweiten Substanz, die durch das Öl 12 gebildet wird und ein kleineres spezifisches Gewicht als die erste Substanz und eine höhere Viskosität als diese aufweist, wobei die zweite Substanz auf der ersten Substanz schwimmt. Die Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit 6 hat die Funktion des Trennens und Herausnehmens des Öls 12 aus der vermischten Flüssigkeit in einem solchen Zustand.
Als Nächstes, verweisend auf 2 und 3, wird die Ausgestaltung der Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit 6 erläutert. Wie in 2 gezeigt, ist die Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit 6 mit einem in vertikaler Richtung langen Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil 20 ausgebildet, der in dem Speichertank 3 in einer vertikalen Stellung angeordnet ist. Der Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil 20 ist mit einem unteren Teil 20a, einem Zwischenteil 20b und einem Rotationsantriebsteil 20c versehen. Der untere Teil 20a ist durch eine Öffnung hindurchgeführt, die in der oberen Abdeckung 3a der Oberseite des Speichertanks 3 vorgesehen ist und in das Kühlmittel 2, das in dem Speichertank 3 gespeichert ist, eingetaucht ist. Ein Halteelement 27, das im oberen Teil des unteren Teils 20a angeordnet ist, ist an der Oberseite der oberen Abdeckung 3a befestigt, wodurch die Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit 6 als Ganzes an dem Speichertank 3 angebracht ist. Das Kühlmittel 2 in dem Speichertank 3 enthält Verunreinigungen von Öl 12 und fester Fremdmaterie 13. Das Öl 12 befindet sich in einem Zustand, in dem es an der Oberfläche des Kühlmittels 2 schwimmt.
Am unteren Teil 20a und dem Zwischenteil 20b umfasst der Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil 20 vor allem aus einen säulenartigen stabförmigen Wellenteil 23 und ein spiralförmiges Element 24. Das spiralförmige Element 24 ist mit einem Bandelement 24a mit einer innenseitigen Endfläche versehen, die gleitend die Außenumfangsfläche 23a des Wellenteils 23 kontaktiert und in mehreren Windungen spiralförmig um die Außenumfangsfläche herum verläuft. „Spiralförmig in mehreren Windungen“ meint hier, dass das Bandelement 24a in mehreren Windungen in der Richtung der axialen Mitte des Wellenteils 23 angeordnet ist. Unter diesen Ausdruck fallen nicht nur Spiralen mit einem einzelnen Anfang, sondern auch Spiralen mit mehreren Anfängen. Am unteren Teil 20a werden mehrere Stützstäbe 26, die sich von dem Halteelement 27 abwärts erstrecken, verwendet, um den Unterendteil des Wellenteils 23 durch eine Kopplungsplatte 25 zu befestigen und zu stützen. Das spiralförmige Element 24 wird relativ durch den Rotationsantriebsteil 20c um den festen Wellenteil 23 gedreht. Am unteren Teil 20a ist das spiralförmige Element 24 mit einer frei liegenden Region ausgebildet, wo die Räume zwischen den Windungen des Bandelements zur außenumfangsseitigen Richtung hin offen sind. An dem Zwischenteil 20 ist das spiralförmige Element 24 in der außenumfangsseitigen Richtung durch ein röhrenförmiges Abdeckelement 28 in einer geschlossenen Weise umgeben.
Der Rotationsantriebsteil 20c ordnet einen Motor 30 in einer vertikalen Stellung auf der Oberseite der oberen Platte 29 an und überträgt eine Drehantriebskraft zu dem spiralförmigen Element 24. Der untere Teil 20a ist in das Kühlmittel 2 eingetaucht. In diesem Zustand wird der Rotationsantriebsteil 20c angetrieben, damit sich das spiralförmige Element 24 relativ zu dem Wellenteil 23 dreht. Aufgrund dessen wird das Öl 12, das schwimmt und eine Oberflächenschicht in dem Kühlmittel 2 bildet, von dem Kühlmittel 2 im vermischten flüssigen Zustand getrennt und aufwärts transportiert.
Am Oberendteil des Zwischenteils 20b ist ein scheibenförmiger Aufnahmebehälter 21 angebracht. An der Oberseite des scheibenförmigen Aufnahmebehälters 21 befindet sich ein ausgesparter Teil, der das abgetrennte und transportierte Öl 12 empfängt. An der Oberseite des Aufnahmebehälters 21 ist der Flüssigkeitsrückgewinnungsteil 22 in einer solchen Form ausgebildet und angeordnet, dass der Wellenteil 23 und das spiralförmige Element 24 in der vertikalen Richtung dort hindurch verlaufen können. Das Öl 12, das durch den Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil 20 von dem Kühlmittel 2 getrennt und aufwärts transportiert wird, wird durch den Flüssigkeitsrückgewinnungsteil 22 in dem Aufnahmebehälter 21 zurückgewonnen.
Hier werden, verweisend auf 3 (erste Ausführungsform), die detaillierten Strukturen des Rotationsantriebsteils 20c und des Flüssigkeitsrückgewinnungsteils 22 erläutert. Die Abtriebswelle 30a des Motors 30 erstreckt sich von der oberen Platte 29 abwärts und ist mit einer vertikalen Kraftübertragungswelle 36 gekoppelt, die durch ein Lagerelement 34 über einen Koppelungsteil 35 gestützt wird. Das Lagerelement 34 wird an einer horizontalen Zwischenplatte 33 gehalten, die unter der oberen Platte 29 angeordnet ist. Die Zwischenplatte 33 und die obere Platte 29 werden durch mehrere Verbindungsbolzen 32 gestützt, die am Umfangsrandteil des Aufnahmebehälters 21 fixiert und befestigt sind (siehe 6(a)). Des Weiteren ist zwischen der oberen Platte 29 und dem Aufnahmebehälter 21 ein Abdeckelement 31, welches das Innere in einer geschlossenen Weise bedeckt, angebracht.
Unter der Zwischenplatte 33 ist eine Kopplungsplatte 37 vorgesehen, die sich in der horizontalen Richtung von einer Kraftübertragungswelle 36 erstreckt und zusammen mit der Kraftübertragungswelle 36 dreht. Der Oberendteil des spiralförmigen Elements 24 ist an der Kopplungsplatte 37 durch Bolzen 38 befestigt. Der Motor 30 wird angesteuert, um die Kraftübertragungswelle 36 zu drehen und dadurch das spiralförmige Element 24 anzutreiben, das sich durch die Kraftübertragungswelle 36 dreht. Da der Wellenteil 23 an dem Unterendteil durch die Kopplungsplatte 25 fixiert und gestützt wird, dreht sich das spiralförmige Element 24 dabei relativ zu dem Wellenteil 23. Des Weiteren wird aufgrund dieser Relativdrehung das Öl 12, das sich auf dem Bandelement 24a ablagert, entlang der Außenumfangsfläche 23a des Wellenteils 23 aufwärts geschoben und in der Aufwärtsrichtung transportiert.
Der Flüssigkeitsrückgewinnungsteil 22, der an dem Oberendteil des Wellenteils 23 angeordnet ist, ist mit einem geschlossenen umgebenden Element 40 ausgestaltet versehen, das mehrere Windungen (hier drei Windungen) des Bandelements 24a in einer geschlossenen Weise von der Außenseite am oberen Teil des spiralförmigen Elements 24 her umgibt. Das geschlossene umgebende Element 40 ist mit der Kopplungsplatte 3 durch einen Kopplungsstab 39 verbunden und dreht sich zusammen mit der Kraftübertragungswelle 36. Das geschlossene umgebende Element 40 ist ein ungefähr zylindrisches Element, das eine Innenumfangsfläche hat, die gleitend die äußere Endfläche des Bandelements 24a kontaktiert. In dem umgebenden Bereich des geschlossenen umgebenden Elements 40 sind die Räume 41 zwischen den Windungen des Bandelements 24a in einer geschlossenen Weise von außen her umgeben. Des Weiteren ist der untere Teil der Innenumfangsfläche des geschlossenen umgebenden Elements 40 kegelförmig geschnitten, wobei der Endteil der Außenumfangsfläche ein Unterendteil 40a mit einem spitzwinkligen Querschnitt wird. Zwischen dem Unterendteil 40a und dem Bodenteil 21a des Aufnahmebehälters 21 (siehe 3) wird ein Freiraum sichergestellt, durch den das Öl 12 ausfließen kann. Das Öl 12, das sich durch den Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil 20 aufwärts bewegt und den Flüssigkeitsrückgewinnungsteil 22 erreicht, tritt in das geschlossene umgebende Element 40 ein. Aufgrund der hochschiebenden Wirkung des Bandelements 24a wird das Öl 12 von der Oberseite des geschlossenen umgebenden Elements 40 her und aus dem Freiraum zwischen dem Unterendteil 40a und der Bodenfläche 21a abgeführt, und das Öl 12 wird in dem Aufnahmebehälter 21 zurückgewonnen.
Verweisend auf 4 wird wo der Prozess des Bewegens des Öls 12 durch die Kombination des Wellenteils 23 und des spiralförmigen Elements 24 an dem „Flüssigkeitsabtrennungs- und -transportteil 20“ erläutert. 4(a) zeigt den Zustand, wo der Bodenteil des unteren Teils 20a in das Kühlmittel 2 eingetaucht ist. An der Oberflächenschicht des Kühlmittels 2 befindet sich das Öl 12 in einem schwimmenden Zustand. Des Weiteren schwimmt die feste Fremdmaterie 13 in dem Kühlmittel 2. Des Weiteren hat das Öl 12 eine hohe Viskosität und setzt sich leicht ab, und setzt sich deshalb an der Oberseite 24b des Bandelements 24a oder der Außenumfangsfläche 23a des Wellenteils 23 ab, das sich nahe der Oberfläche des Kühlmittels 2 befindet, zusammen mit der umgebenden festen Fremdmaterie 13.
In diesem Zustand wird der Rotationsantriebsteil 20c dafür verwendet, das spiralförmige Element 24 in einer vorgegebenen Drehrichtung (Pfeilmarke „e“) zu drehen, wodurch auf das Öl 12, das sich an der Oberseite 24b und der Außenumfangsfläche 23a absetzt, Kräfte infolge einer Aufwärtsschiebewirkung wirken, die es aufwärts entlang der Außenumfangsfläche 23a bewegt. Das heißt, wie in 4(b) gezeigt, das Bandelement 24a windet sich in der horizontalen Umfangsrichtung um die Außenumfangsfläche 23a (Pfeilmarke „f“), wodurch eine Kraft auf das Öl 12 wirkt, durch die es sich mittels der Oberseite 24b aufwärts bewegt. Aufgrund dessen wird das Öl 12 aufwärts entlang der Außenumfangsfläche 23a geschoben.
Zu diesem Zeitpunkt bildet das spiralförmige Element 24 am unteren Teil 20a einen frei liegenden Bereich, wo die Räume 41 zwischen den Windungen des Bandelements 24a zur außenumfangsseitigen Richtung hin geöffnet sind (siehe 3). Aufgrund der oben erwähnten Aufwärtsschiebewirkung trennt sich die feste Fremdmaterie 13, die sich an der Oberseite 24b ablagert und in den Räumen 41 vorhanden ist, von den Räumen 41, die an der Außenumfangsseite geöffnet sind, und fällt (Pfeilmarke „g“) im Prozess der Aufwärtsbewegung herab. Oder anders ausgedrückt: in diesem frei liegenden Bereich wird das Auswerfen der festen Fremdmaterie 13 nicht behindert, und sie wird aufwärts zusammen mit dem Öl 12 von den Räumen 41 zur Außenseite transportiert. Aufgrund dessen ist es möglich, das Problem zu vermeiden, das die feste Fremdmaterie 13 im Stand der Technik verursachte, nämlich das Problem, dass feste Fremdmaterie 13 an den an der Führungstrennwand entlang gleitenden Teilen hängen bleibt und sie verstopft.
Des Weiteren arbeitet die vorliegende Ausführungsform mit einer Ausgestaltung, welche die Rotation des spiralförmigen Elements 24 auf der Außenumfangsseite des fixierten Wellenteils 23 in einer solchen Weise antreibt, dass eine ringförmige Fluidbewegung durch einen Mitzieheffekt an dem in der Nähe befindlichen Kühlmittel 2 während der Rotation des spiralförmigen Elements 24 entsteht. Des Weiteren besteht aufgrund dieser ringförmigen Fluidbewegung eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass sich das Öl 12, das auf der Oberflächenschicht des Kühlmittels 2 schwimmt, dem Bandelement 24a oder der Außenumfangsfläche 23a nähert und sich daran ablagert oder durch sie gefangen wird. Es wird möglich, die Abtrennungseffizienz des Öls 12 zu erhöhen.
Als Nächstes, verweisend auf 5, werden Details der Funktion des Flüssigkeitsrückgewinnungsteils 22 erläutert. Das Öl 12, das am unteren Teil 20a durch das Bandelement 24a gefangen wird und sich durch den Zwischenteil 20b aufwärts bewegt, bewegt sich durch das Innere des geschlossenen umgebenden Elements 40 aufwärts, wenn es den Flüssigkeitsrückgewinnungsteil 22 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt sind die Räume 41 zwischen den Windungen des Bandelements 24a in einer geschlossenen Weise durch das geschlossene umgebende Element 40 umgeben, so dass eine ungehinderte Fluidbewegung nach außen nicht möglich ist.
Aus diesem Grund wird das sich aufwärts bewegende Öl 12 in dem Aufnahmebehälter 21 durch die Freiräume zwischen dem Unterendteil 40a des geschlossenen umgebenden Elements 40 und der Bodenfläche 21a des Aufnahmebehälters 21, durch die zwei Pfade (Abführteile) des abwärtigen Abführpfades (Pfeilmarke „h“), wo es zur Bodenfläche 21a abgeführt wird, oder des Überlaufpfades (Pfeilmarke „i“), wo es durch das Bandelement 24a zur Oberseite des geschlossenen umgebenden Elements 40 angehoben wird und überläuft, zurückgewonnen. Nahe dem Außenumfang des Aufnahmebehälters 21 sind ein Führungsrohr 21c, das sich abwärts erstreckt, und ein in Strömungsverbindung stehender Auswurfport 21b vorgesehen. Das Öl 12, das in dem Aufnahmebehälter 21 zurückgewonnen wird, wird durch den Auswurfport 21b zu dem Führungsrohr 21c geleitet, wo es nach unten in den darunter befindlichen Rückgewinnungskasten 43 fällt und zurückgewonnen wird.
Als Nächstes, verweisend auf 6, werden die Ausgestaltung und Funktion, dass der Fremdmaterie-Auswurfteil die feste Fremdmaterie 13 auswirft, die in dem Öl 12 enthalten ist, das in dem Aufnahmebehälter 21 zurückgewonnen wird, erläutert. Der Auswurfport 21b, der an der Bodenfläche 21a des Aufnahmebehälters 21 angeordnet ist, dient auch als ein Auswurfport, um die feste Fremdmaterie 13, die zusammen mit dem Öl 12 aus dem Flüssigkeitsrückgewinnungsteil 22 abgeführt wird, nach unten auszuwerfen. Das heißt, wie in den 6(a) und (b) gezeigt, ein plattenförmiges Kratzelement 42 mit einem an dem Endteil angeordneten Gleitkontaktteil 42a wird durch Bolzen 44 an einer Haltefläche 40b befestigt, die gebildet wird, indem man die Seitenfläche des geschlossenen umgebenden Elements 40 teilweise einschneidet. Das Kratzelement 42 ist im Inneren des Aufnahmebehälters 21 angeordnet, wobei der Gleitkontaktteil 42a in Gleitkontakt mit der flachen Bodenfläche 21a steht. Das geschlossene umgebende Element 40 ist durch einen Verbindungsstab 39 mit der Kopplungsplatte 37 (siehe 3) gekoppelt. Aufgrund der Relativdrehung des Rotationsantriebsteils 20c dreht sich das geschlossene umgebende Element 40. Aufgrund dessen kontaktiert das Kratzelement 42 gleitend die Bodenfläche 21a durch den Gleitkontaktteil 42a dergestalt, dass es in der Drehrichtung gleitet.
Wie in 6(c) gezeigt, wird, wenn sich das geschlossene umgebende Element 40 dreht (Pfeilmarke „k“), das Kratzelement 42, das gleitend die Bodenfläche 21a kontaktiert, dafür verwendet, die feste Fremdmaterie 13 und das Öl 12 auf der Bodenfläche 21a zusammenzukratzen und sie abwärts durch den Auswurfport 21b auszuwerfen. Ein Fremdmaterie-Auswurfteil hat das geschlossene umgebende Element 40, das durch den Rotationsantriebsteil 20c gedreht wird, und das Kratzelement 42, das an dem geschlossenen umgebenden Element 40 angebracht ist, und der Fremdmaterie-Auswurfteil transportiert die feste Fremdmaterie 13 zum Auswurfport 21b in dem Aufnahmebehälter 21 und wirft sie aus. Das heißt, dieser Fremdmaterie-Auswurfteil hat das Kratzelement 42, das gleitend die flache Bodenfläche 21a des Aufnahmebehälters 21 kontaktiert und durch Relativdrehung des Rotationsantriebsteils 20c über die Bodenfläche 21a gleitet. Aufgrund dieses Kratzelements 42 wird die feste Fremdmaterie 13 auf der Bodenfläche 21a am Auswurfport 21b zusammengekratzt.
In der ersten Ausführungsform in den obigen Ausführungsformen wird als der Rotationsantriebsteil 20c, der das spiralförmige Element 24 und den Wellenteil 23 relativ zueinander dreht, eine Ausgestaltung verwendet, wobei sich das spiralförmige Element 24 mit Bezug auf ein fixiertes Wellenteil 23 dreht, aber es ist auch möglich, den Wellenteil 23 mit Bezug auf ein fixiertes spiralförmiges Element 24 zu drehen. Zum Beispiel ist, wie in 7 gezeigt, der Wellenteil 23 direkt mit der Abtriebswelle 30a des Motors 30 durch den Koppelungsteil 35 gekoppelt, während das spiralförmige Element 24 durch Bolzen 138 und die fixierte Platte 137 mit der Zwischenplatte 33 befestigt und verbunden ist. Auch aufgrund dieser Ausgestaltung können das spiralförmige Element 24 und der Wellenteil 123 relativ zueinander gedreht werden. In der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform kann das spiralförmige Element 24 verwendet werden, das Öl 12 entlang der Außenumfangsfläche des Wellenteils 123 aufwärts zu schieben.
Wie oben erläutert, ist die Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit 6 in der vorliegenden Ausführungsform eine Vorrichtung zum Trennen und Herausnehmen von Öl 12 aus einer vermischten Flüssigkeit, wobei das Öl 12, d. h. die zweite Substanz, auf einer Oberfläche des Kühlmittels 2, d. h. der ersten Substanz, schwimmt und eine Oberflächenschicht des Öls 12 mit einem kleineren spezifischen Gewicht als die erste Substanz und einer höheren Viskosität als diese bildet. Der Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil 20 ist in einer vertikalen Stellung angeordnet, wobei sein unterer Teil 20a in den Speichertank 3 eingesetzt ist, der die vermischte Flüssigkeit speichert, das Öl 12 von dem Kühlmittel 2 trennt und es aufwärts transportiert. Der Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil 20 umfasst einen säulenartigen stabförmigen Wellenteil; ein spiralförmiges Element, das mit einem Bandelement mit einer innenseitigen Endfläche versehen ist, die gleitend die Außenumfangsfläche des Wellenteils kontaktiert und in mehreren Windungen spiralförmig um die Außenumfangsfläche herum verläuft; und einen Rotationsantriebsteil, der das spiralförmige Element und den Wellenteil relativ zueinander dreht. Aufgrund dessen wird es möglich, die zweite Substanz, die an dem Bandelement abgelagert ist, durch Relativdrehung entlang der Außenumfangsfläche des Wellenteils aufwärts zu schieben.
Aufgrund dessen es ist möglich, das Problem zu vermeiden, dass feste Fremdmaterie 13 in dem Mechanismus hängen bleibt und ihn verstopft. Des Weiteren wird es möglich, aufgrund der Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit 6 die Systemeffizienz zu steigern und möglich, einen schlechten Betrieb oder abnormalen Verschleiß aufgrund der hängen gebliebenen Fremdmaterie zu vermeiden. Das heißt, es ist möglich, eine kostengünstige, hoch-effiziente Flüssigkeitstrennung für eine vermischte Flüssigkeit zu realisieren, die Späne, Schlamm, oder andere feste Fremdmaterie 13 enthält.
Es ist zu beachten, dass in den obigen Ausführungsformen das Beispiel gezeigt ist, wo die erste Substanz das Kühlmittel 2 ist und die zweite Substanz das Öl 12 ist, das auf der Oberfläche des Kühlmittels 2 schwimmt; aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Wenn die vorliegende Erfindung dafür ausgebildet ist, eine zweite Substanz aus einer vermischten Flüssigkeit in einem Zustand zu trennen und herauszunehmen, in dem die erste Substanz an ihrer Oberfläche mit einer Oberflächenschicht einer zweiten Substanz gebildet ist mit einem kleineren spezifischen Gewicht als die erste Substanz und einer höheren Viskosität als diese, wobei die zweite Substanz auf ihr schwimmt, so kann die vorliegende Erfindung auch auf Kombinationen von anderen Typen von Substanzen angewendet werden. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Kombination einer ersten Substanz einer Waschlösung und einer zweiten Substanz einer gewaschenen Substanz, die auf der Oberfläche der Waschlösung schwimmt, angewendet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit der vorliegenden Erfindung bedeckt eine vermischte Flüssigkeit, die Späne, Schlamm oder andere feste Fremdmaterie enthält, und hat den Effekt, dass eine kostengünstige, hoch-effiziente Flüssigkeitstrennung realisiert werden kann. Sie ist nützlich auf dem Gebiet der Flüssigkeitsbehandlung zur Rückgewinnung und Wiederverwendung eines Kühlmittels, das in einer Werkzeugmaschine verwendet wird, oder einer Waschflüssigkeit, die in einer Waschvorrichtung verwendet wird. Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf konkrete Ausführungsformen erläutert, die zum Zweck der Veranschaulichung ausgewählt wurden, aber dem Fachmann ist klar, dass zahlreiche Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne vom Grundkonzept der vorliegenden Erfindung und dem Rahmen der Offenbarung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1: Flüssigkeitsbehandlungsvorrichtung
2: Kühlmittel
3: Speichertank
6: Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit
12: Öl
13: feste Fremdmaterie
20: Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil
20a: unterer Teil
20c: Rotationsantriebsteil
21: Aufnahmebehälter
21a: Bodenfläche
21b: Auswurfport
22: Flüssigkeitsrückgewinnungsteil
23: Wellenteil
23a: Außenumfangsfläche
24: spiralförmiges Element
24a: Bandelement
40: geschlossenes umgebendes Element
41: Raum
42: Kratzelement

Claims

Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit zum Trennen und Herausnehmen einer zweiten Substanz aus einer vermischten Flüssigkeit, die mindestens zwei Typen von flüssigen Substanzen mit verschiedenen Viskositäten und spezifischen Gewichten enthält, wobei die zweite Substanz auf einer Oberfläche einer ersten Substanz der flüssigen Substanzen schwimmt und eine Oberflächenschicht der zweiten Substanz bildet mit einem kleineren spezifischen Gewicht als die erste Substanz und einer höheren Viskosität als die erste Substanz, wobei die Trennvorrichtung Folgendes umfasst: einen Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil (20), der in einer vertikalen Stellung angeordnet ist, wobei ein unterer Teil in einen Speichertank (3) eingesetzt ist, der die vermischte Flüssigkeit speichert, die zweite Substanz von der ersten Substanz trennt und die zweite Substanz aufwärts transportiert, und einen Flüssigkeitsrückgewinnungsteil (22), der die transportierte zweite Substanz in einem Aufnahmebehälter zurückgewinnt, wobei der Flüssigkeitstrennungs- und -transportteil (20) Folgendes umfasst: einen säulenartigen stabförmigen Wellenteil (23), ein spiralförmiges Element (24), das mit einem Bandelement (24a) mit einer innenseitigen Endfläche versehen ist, wobei die innenseitige Endfläche gleitend eine Außenumfangsfläche des Wellenteils (23) kontaktiert und das spiralförmige Element (24) in mehreren Windungen spiralförmig um die Außenumfangsfläche herum verläuft, und einen Rotationsantriebsteil (20c), der das spiralförmige Element (24) und den Wellenteil (23) relativ zueinander dreht, und wobei die zweite Substanz, die auf dem Bandelement (24a) abgelagert ist, durch die Relativdrehung entlang der Außenumfangsfläche des Wellenteils (23) nach oben geschoben wird.
Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit nach Anspruch 1, wobei der Flüssigkeitsrückgewinnungsteil (22) Folgendes umfasst: ein geschlossenes umgebendes Element (40), das gleitend Außenendflächen einer vorgegebenen Anzahl von Windungen des Bandelements (24a) am oberen Teil des spiralförmigen Elements (24) kontaktiert und die Räume zwischen den Windungen des Bandelements von außen her umgibt, um sie zu schließen, und Abführteile (h, i), welche die zweite Substanz aus den Räumen zu einem Aufnahmebehälter (21) abführen.
Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit nach Anspruch 2, wobei an dem spiralförmigen Element (24) unter dem Flüssigkeitsrückgewinnungsteil (22) eine frei liegende Region vorgesehen ist, wo die Räume zwischen Windungen der Bandelemente in Richtung der Außenumfangsseite geöffnet sind, und wobei an dieser frei liegenden Region das Auswerfen von fester Fremdmaterie (13), die zusammen mit der zweiten Substanz aufwärts transportiert wird, aus den Räumen nach draußen nicht behindert wird.
Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Rotationsantriebsteil (20c) das spiralförmige Element (24) mit Bezug auf das feste Wellenteil (23) dreht.
Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Rotationsantriebsteil (20c) das Wellenteil (23) mit Bezug auf das feste spiralförmige Element (24) dreht.
Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Aufnahmebehälter (21) mit einer Auswurföffnung (21b) zum Auswerfen von fester Fremdmaterie (13) versehen ist, die zusammen mit der zweiten Substanz abwärts abgeführt wird.
Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit nach Anspruch 6, wobei der Aufnahmebehälter (21) mit einem Fremdmaterieauswurfteil versehen ist, der die feste Fremdmaterie (13) zu der Auswurföffnung (21b) transportiert, wo sie ausgeworfen wird.
Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit nach Anspruch 7, wobei der Fremdmaterieauswurfteil ein Kratzelement (42) hat, das gleitend eine flache Bodenfläche (21a) des Aufnahmebehälters (21) berührt und durch eine Relativdrehung des Rotationsantriebsteils über die Bodenfläche gleitet, und wobei dieses Kratzelement (42) dafür verwendet wird, feste Fremdmaterie(13) an der Bodenfläche zu der Auswurföffnung (21b) zusammenzukratzen.
Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste Substanz ein Kühlmittel ist und die zweite Substanz ein Öl ist, das auf einer Oberfläche des Kühlmittels schwimmt.
Trennvorrichtung für vermischte Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste Substanz eine Waschflüssigkeit ist und die zweite Substanz eine gewaschene Substanz ist, die auf einer Oberfläche der Waschflüssigkeit schwimmt.