JP2004001161A - 液体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理液に含まれる固形物が磁性体であるか、非磁性体であるかを問わず、あらゆる固形物を効率的に分離、捕集する。
【解決手段】液体処理装置は、上端のみが開口されている有底筒状処理筒１２と、処理筒１２内に処理液を供給する供給手段と、処理筒１２内の処理液に遠心力を作用させて遠心分離処理しかつ処理済液を処理筒１２上端から排出させるように処理筒１２をその軸線の回りに回転させる回転手段とを備えている。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、研削液や切削液等のクーラント、塗料を剥がした際に出る酸化鉄を含む廃液、鉄粉を含む潤滑液等からのスラッジを分離、捕集し、液の再利用や、循環を長時間行えるようにするために用いられる液体処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置としては、処理液を一方向に流す通路を有するケーシングと、通路を流れる処理液に下部を浸漬させられた磁石付水平回転ロールと、回転ロールの上部に当てられているスクレーパとを備えているものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記研削液処理装置は、磁力によって処理液中からスラッジを吸着し、分離、捕集するものであるから、分離、捕集できるスラッジは磁性体に限られる。そのため、鉄粉等は処理できても、砥石の粉等の処理はすることができない。
【０００４】
また、処理液と磁石ロールとの接触時間が短いため、分離、捕集する効率が極めて悪い。
【０００５】
この発明の目的は、処理液に含まれるスラッジが磁性体であるか、非磁性体であるかを問わず、あらゆるスラッジを効率的に分離、捕集することができる液体処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明による液体処理装置は、上端のみが開口されている有底筒状処理筒と、処理筒内に処理液を供給する供給手段と、処理筒内の処理液に遠心力を作用させて遠心分離処理しかつ処理済液を処理筒上端から排出させるように処理筒をその軸線の回りに回転させる回転手段とを備えているものである。
【０００７】
この発明による液体処理装置では、処理筒内に供給された処理液のうち、比重の大きい固形物は処理筒内面に付着堆積させられ、比重の小さい液体は処理筒の上端から排出される。したがって、固形物が磁性体であるか、否かを問わず、あらゆる固形物を効率的に分離、捕集することができる。
【０００８】
さらに、処理液に含まれた固形物の通過を許し、通過した固形物に対し摩擦抵抗作用をなす抵抗体が、処理筒とともに回転させられるように処理筒内面に層をなして被覆されていると、処理筒内に供給された処理液に含まれた固形物のうち、抵抗体を通過できない比較的大きい固形物は、抵抗体の表面に付着堆積し、抵抗体を通過した比較的小さい固形物は、処理筒周壁と抵抗体の間に挟まれた状態で堆積させられる。とくに、抵抗体を通過できる比較的小さい固形物が堆積させられる際は、同固形物を含む処理液は遠心力によって処理筒周壁と抵抗体の間を上昇しようとして、液体だけは上昇するが、固形物は抵抗体の摩擦抵抗によってその場に留められる。したがって、比較的小さい固形物を、これを通過させる抵抗体を用いて、抵抗体の目詰り等を引き起こすことなく、効率的に捕集することができる。
【０００９】
また、処理筒外周面の少なくとも一部に近接して磁石が配置されていると、磁性体を、遠心力とともに磁力によって処理筒内面に吸引する。したがって、磁性体に対しては、より一層効率的に分離作用をなす。
【００１０】
また、抵抗体が、処理筒に対して着脱自在であると、処理筒から抵抗体を取外すことにより、抵抗体の表面に堆積した比較的大きい固形物の捕集後の処理を簡単かつ容易に行うことができる。
【００１１】
また、抵抗体が、可撓性を有していると、処理筒周壁と抵抗体の間に堆積した固形物の量が変化するにしたがって、抵抗体が自由に形を変えられるから、抵抗体の目詰まりを防止できる。
【００１２】
また、処理筒が、装置ボディに収容されており、装置ボディが、処理筒周壁を所定間隔をおいて取囲んでいる筒状胴体と、胴体の上端開口に被覆されている蓋とを備えており、供給手段が、蓋を貫通しかつ蓋に着脱自在に取付られている供給パイプを有していると、蓋を開閉する際に、蓋から供給パイプを取外しておけば、蓋の開閉を容易に行うことができる。
【００１３】
また、装置ボディが、底壁を有しており、回転手段が、処理筒底壁に連結されかつ処理筒軸線上に位置させられた出力軸を有するモータと、処理筒周壁上端に先端部をそれぞれ当接させた複数のアームを有しかつ処理筒軸線上に位置させられた回転軸とを備えており、モータが、装置ボディ底壁に支持されており、回転軸が、蓋に支持されていると、処理筒を上下から支持しているため、処理筒を、振れ回り等を発生させることなく、安定して回転させることができる。
【００１４】
また、回転軸が、開閉時の蓋とともに移動させられかつ筒状に形成され、蓋の閉鎖時に、上回転軸に供給パイプが抜き差ししうるようになされていると、蓋に対する供給パイプの着脱が容易に行える。
【００１５】
また、胴体の内面に、筒状立上壁を有する横断面Ｌ字状樋が設けられ、処理筒周壁上端に、フランジが立上壁をまたぐように設けられ、樋の内部と連通させられるようにドレンパイプが設けられていると、処理筒の上端から排出される処理済液を樋に集め、ドレンパイプから効率良く排出することができる。
【００１６】
、ドレンパイプに逆Ｕ字状トラップが設けられ、ドレンパイプ内の最高液面レベルに相当するレベルに位置しかつ樋の内部と連通させられるように開閉弁が備えられていると、処理済液に油等が含まれている場合、開閉弁を通じて油等を排出するようにすれば、処理済液から油等を分離して排出することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明を、研削液循環システムに適用した場合の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００１８】
図１に、研削液循環システムが示されている。研削盤１１１と、研削盤１１１で使用される研削液を溜めたタンク１１２とは、メイン送りパイプ１１３およびメイン戻しパイプ１１４によって接続されている。メイン送りパイプ１１３にはメインポンプ１１５が備えられている。タンク１１２と処理装置１１６は、サブ送りパイプ１１７およびサブ戻しパイプ１１８によって接続されている。サブ送りパイプ１１７にはサブポンプ１１９が備えられている。
【００１９】
メイン送りポンプ１１５によって、１０〜１００Ｌ／ｍｉｎの研削液が循環させられる。サブ送りパイプ１１９によって、４〜６Ｌ／ｍｉｎの研削液が循環させられる。この程度の量の研削液を処理装置１６で処理することにより、タンク１１２内の研削液は、常時、実質的に清浄に保たれる。
【００２０】
図２を参照すると、処理装置は、中空状装置ボディ１１と、装置ボディ１１内に収容されている垂直回転軸線を有する有底筒状処理筒１２と、処理筒１２の内面に剥離材１３を介して層状に被覆されている抵抗体１４と、処理筒１２の外周の一部に近接して配置されている磁石１５とを備えている。
【００２１】
装置ボディ１１は、垂直円筒状胴体２１と、胴体２１の上端開口に被覆されている円板状蓋２２とを備えている。
【００２２】
胴体２１の高さの中程下寄のところには底壁３１が設けられている。胴体２１の内面には樋３２が設けられている。樋３２は、底壁３１の周縁部とともに横断面Ｌ字をなすもので、垂直円筒状立上壁３３を有している。立上壁３３の上端は、処理筒１２の上端近くまで達している。樋３２の下端に連通させられるように胴体２１の底壁３１近くにドレンパイプ３４が設けられている。ドレンパイプ３４には逆Ｕ字状トラップ３５が設けられている。胴体２１を挟んでドレンパイプ３４の反対側には開閉弁３６が備えられている。ドレンパイプ３４内において、液体がトラップ３５を通過するときの液面が最高位となるが、このときの液面レベルと、開閉弁３６からの排出レベルが一致させられている。
【００２３】
胴体２１の上端部および蓋２２の外周縁部の一部に、これらにまたがってヒンジ４１が取付られている。ヒンジ４１の反対側にはパッチン錠４２が取付られている。
【００２４】
蓋２２の中央部には円形状パイプ孔５１が胴体２１の軸線と同心状にあけられている。パイプ孔５１の周縁部から立上るように垂直ガイド筒５２が設けられている。ガイド筒５２には締付ねじ５３が貫通状にねじ込まれている。
【００２５】
ガイド筒５２には供給パイプ５４が摺動自在にはめ入れられている。供給パイプ５４の下端は、処理筒１２の底壁近くに達している。供給パイプ５４の上端部には大径ストッパ筒５５が固定状にはめ被せられている。ストッパ筒５５の下端は、ガイド筒５２の上端に当接させられている。
【００２６】
蓋２２下面のパイプ孔５１周縁部には、供給パイプ５４に間隔をおいてはめられた軸受５６が設けられている。蓋２２下面に外周縁部には、胴体２１の上端にはめ入れられた円形状嵌合突条５７が設けられている。
【００２７】
処理筒１２は、ステンレス製のもので、径を上から下まで一様とするストレート状周壁６１および平坦状底壁６２よりなる。
【００２８】
処理筒周壁６１上端には断面横倒しＬ字状フランジ６３が設けられている。フランジ６３は、樋３２の立上壁３３をまたいでいる。
【００２９】
供給パイプ５４に隙間をあけてはめられかつ軸受５６に圧入されるように垂直筒状回転軸７１が設けられている。回転軸７１は、互いに反対方向にのびた２つのアーム７２を有している。各アーム７２の先端部には、処理筒１２上端にはめ入れられた係合部７３およびこれの下方に続くテーパ状ガイド部７４が設けられている。
【００３０】
胴体底壁３１中央部にはモータ８１がその回転軸７１を胴体２１軸線と一致させるように上向きに装備されている。モータ８１の出力軸は、処理筒底壁６２下面中央部にはカップリング８２を介して連結されている。
【００３１】
剥離材１３は、水や小さい固形物を通さない薄い紙のようなものである。例えば、新聞紙でも油紙のようなものでも良い。
【００３２】
抵抗体１４は、不織布または多孔質発泡ゴム等よりなりかつ可撓性を有している。例えば、処理する固形物の大きさが０．５〜１００ミクロン程度であるとすると、２０ミクロン以下の大きさの固形物は通過させるが、それを超える大きさの固形物は通過させない透過性を有していることが好ましい。さらに、抵抗体１４に求められる条件は、抵抗体１４の表面がざらざらしていて、摩擦係数が大きいことである。例えば、無数の紙、布、金属またはプラスチック等の繊維を絡めたり、編んだりして、一方向に圧縮してマットないしシート状に成形したようなもので良い。
【００３３】
磁石１５は、処理筒１２の高さよりも若干短い棒状のもので、樋３２の外側面に垂直に固定されている。処理筒周壁６１外面と磁石１５表面の間には、２〜３ｍｍ程度の間隙が形成されている。同周壁６１の厚みが２ｍｍ程度であるとすると、磁石表面磁束密度が２０００〜３０００ガウス以上の磁力をもつ磁石１５を採用することが好ましい。
【００３４】
モータ８１の作動により、処理筒１２を回転させる。このときに、処理筒１２上端が回転軸７１によって支えられているため、処理筒１２の首振り等を防止できる。
【００３５】
処理筒１２の回転速度は、１５００ｒｐｍ程度でよい。勿論、変更可能である。処理筒１２の径を、４００ｍｍ程度とすると、周壁６１上の処理液には５００Ｇ程度の遠心力が作用させられる。
【００３６】
処理液は、大別すると、比重の大きい固形物および比重の小さい液体Ｌに区分される。固形物は、鉄粉等の磁性体および砥石の粉等の非磁性体を含んでいる。さらに、固形物は、大きさが２０ミクロンを超える比較的大きい大固形物Ｂ１と、大きさが２０ミクロン以下の比較的小さい小固形物Ｂ２との区分される。
【００３７】
処理筒１２の回転速度が一定に達すると、タンク１１２から送られてきた処理液を供給パイプ５４を通じて処理筒１２内に供給する。供給される処理液は、遠心力によって底壁６２を伝って外に向かって流れる。
【００３８】
処理液が抵抗体１４のところまで達すると、大固形物Ｂ１は抵抗体１４を通過することができないため、大固形物Ｂ１を含む処理液は抵抗体１４内面を伝って上向きに流れ、この間に、処理液は遠心力によって固形物と液体に分離され、分離された大固形物Ｂ１は抵抗体１４内面上に付着堆積される。堆積された大固形物Ｂ１の上を伝って分離された液体は上向きに流れる。上向きに流れる液体は、固形物層内に浸透し、固形物層によって濾過される。これにより、大固形物Ｂ１と液体の分離が一層促進される。
【００３９】
一方、小固形物Ｂ２は、抵抗体１４を通過する。この様子が図４に模式的に示されている。抵抗体１４を液体とともに通過した小固形物Ｂ２は剥離材１３と抵抗体１４の間に挟まれて上昇しようとするが、抵抗体１４が遠心力によって剥離材１３に押付けられてその上昇を妨げようとし、抵抗体１４との摩擦抵抗によって小固形物Ｂ２はその場に留められて堆積させられ、液体は、摩擦抵抗が小さいため、小固形物Ｂ２の隙間等を通って上昇していく。
【００４０】
小固形物Ｂ２の堆積は、処理筒の底部から上に進行していくため、剥離材１３と抵抗体１４の間は、上細りのくさび状となり、液体の上昇により、そのくさびを広げようとする。小固形物Ｂ２が堆積させられていくにしたがって、そのくさびの位置や角度が変化するため、抵抗体１４が目詰りをすることがない。
【００４１】
上記において、抵抗体１４は、大固形物Ｂ１に対し濾過材としての作用をなしている。処理液が大固形物Ｂ１を含まないで、小固形物Ｂ２のみを含んでいる場合、固形物の全ては抵抗体１４を通過させられる。この場合、抵抗体１４は、上記した摩擦抵抗作用に加えて、小固形物Ｂ２および液体を圧搾するような作用をなし、極限にまで狭められた剥離材１３と抵抗体１４の間の隙間から、液体のみが抽出されるとという見方もできる。
【００４２】
抵抗体１４の濾過材としての機能を考慮すると、処理液に含まれる固形物の大小に加えて、処理液の性状、例えば、処理液の粘度等を考慮する必要がある。例えば、油等を含む処理液は、抵抗体１４を通過し難いので、いうならば、目の粗い抵抗体１４を選択することが好ましい。
【００４３】
上記の遠心力の作用に加えて、磁石１５の磁力は、磁性体に有効に作用し、磁性体を抵抗体１４および／または剥離材１３上に吸引付着させる。例えば、大きさが１ミクロン程度の鉄粉は、これに油分等が付着していると、水に浮いてしまう。このような固形物は、遠心力によって分離させることは不可能であるが、磁力によれば、それが可能となる。
【００４４】
処理筒１２上端から排出された液体は、樋３２に集められ、ドレンパイプ３４を通じて装置ボディ１１から排出される。液体が油Ｏを含んでいると、その油Ｏは樋３２内の液体Ｌの液面に浮かぶため、定期的に、開閉弁３６を開いて油Ｏを分離排出するようにすれば良い。
【００４５】
処理筒１２に堆積させられた固形物を処理するには、締付ねじ５３を緩めて、供給パイプ５４をガイド筒５２から抜き去る。蓋２２を回転軸７１とともに持上げ、抵抗体１４および剥離材１３を処理筒１２から順次引き出す。つぎの処理に入る場合は、別の新しい抵抗体１４および剥離材１３を、処理筒１２にセットし、蓋２２をして供給パイプ５４をガイド筒５２に差し込み、締付ねじ５３で供給パイプ５４を固定する。処理筒１２内面を直接清掃する場合、剥離材１３を用いなくても良い。
【００４６】
処理筒１２の材質は、ステンレス以外の非磁性体であっても良いが、強度を必要とするので、ステンレスが好ましい。
【００４７】
【発明の効果】
この発明によれば、処理液に含まれる固形物が磁性体であるか、非磁性体であるかを問わず、あらゆる固形物を効率的に分離、捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による液体処理装置を含む研削液循環システムの構成図である。
【図２】同液体処理装置の垂直縦断面図である。
【図３】図２の一部拡大断面図である。
【図４】分離動作説明図である。
【符号の説明】
１１　装置ボディ
１２　処理筒
１３　剥離材
１４　抵抗体
１５　磁石
２１　胴体
２２　蓋
５４　供給パイプ
７１　回転軸

Claims (10)

1. 上端のみが開口されている有底筒状処理筒１２と、処理筒１２内に処理液を供給する供給手段と、処理筒１２内の処理液に遠心力を作用させて遠心分離処理しかつ処理済液を処理筒１２上端から排出させるように処理筒１２をその軸線の回りに回転させる回転手段とを備えている液体処理装置。
2. 処理液に含まれた固形物Ｂ２の通過を許し、通過した固形物Ｂ２に対し摩擦抵抗作用をなす抵抗体１４が、処理筒１２とともに回転させられるように処理筒１２内面に層をなして被覆されている請求項１に記載の液体処理装置。
3. 処理筒１２外周面の少なくとも一部に近接して磁石１５が配置されている請求項１または２に記載の液体処理装置。
4. 抵抗体１４が、処理筒１２に対して着脱自在である請求項２または３に記載の液体処理装置。
5. 抵抗体１４が、可撓性を有している請求項２〜４のいずれか１つに記載の液体処理装置。
6. 処理筒１２が、装置ボディ１１に収容されており、装置ボディ１１が、処理筒周壁６１を所定間隔をおいて取囲んでいる筒状胴体２１と、胴体２１の上端開口に被覆されている蓋２２とを備えており、供給手段が、蓋２２を貫通しかつ蓋２２に着脱自在に取付られている供給パイプ５４を有している請求項１〜５いずれか１つに記載の液体処理装置。
7. 装置ボディ１１が、底壁３１を有しており、回転手段が、処理筒底壁６２に連結されかつ処理筒１２軸線上に位置させられ出力軸を有するモータ８１と、処理筒周壁６１上端に先端部をそれぞれ当接させた複数のアーム７２を有しかつ処理筒１２軸線上に位置させられた回転軸７１とを備えており、モータ８１が、装置ボディ底壁３１に支持されており、回転軸７１が、蓋２２に支持されている請求項６に記載の液体処理装置。
8. 回転軸７１が、開閉時の蓋２２とともに移動させられかつ筒状に形成され、蓋２２の閉鎖時に、回転軸７１に供給パイプ５４が抜き差ししうるようになされている請求項７に記載の液体処理装置。
9. 胴体２１の内面に、筒状立上壁３３を有する横断面Ｌ字状樋３２が設けられ、処理筒周壁６１上端に、フランジ６３が立上壁３３をまたぐように設けられ、樋３２の内部と連通させられるようにドレンパイプ３４が設けられている請求項６〜８のいずれか１つに記載の液体処理装置。
10. ドレンパイプ３４に逆Ｕ字状トラップ３５が設けられ、ドレンパイプ３４内の最高液面レベルに相当するレベルに位置しかつ樋３２の内部と連通させられるように開閉弁３６が備えられている請求項９に記載の液体処理装置。

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