JP2006231291A - マグネットフィルター - Google Patents
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Abstract
【課題】濾過補助材を使わずに、廃液の中の微細な磁性材料を効率的に取り出す。
【解決手段】
磁石33を装着したマグネットコンベアー3の外周部にステンレスのベルトコンベアー2を同期させる。上りスロープ24で、研削廃液をノズル11から水滴、霧もしくは薄水状で滴下させる。水の厚さは薄いので、水全体が強磁場に晒される。このことにより、微細磁性材料でも吸着し、斜面を登る。その先でベルトは下りスロープ25となり、途中でベルト裏面の磁石33がベルト面から遠のき、磁場が低下して吸着物がベルトコンベアー2から離脱落下する。上りスロープで分離した液体他は落下して、クーラント槽4に溜まり、上澄みだけがクリーン液として再利用できる。沈殿物はペール缶55と透明パイプで結び、パイプを通し、目視で適切な清掃タイミングを知る。またベルト上面を光触媒材料で覆うとその親水特性により、液厚が薄くなり吸着効果が上る。
【選択図】 図1
【解決手段】
磁石33を装着したマグネットコンベアー3の外周部にステンレスのベルトコンベアー2を同期させる。上りスロープ24で、研削廃液をノズル11から水滴、霧もしくは薄水状で滴下させる。水の厚さは薄いので、水全体が強磁場に晒される。このことにより、微細磁性材料でも吸着し、斜面を登る。その先でベルトは下りスロープ25となり、途中でベルト裏面の磁石33がベルト面から遠のき、磁場が低下して吸着物がベルトコンベアー2から離脱落下する。上りスロープで分離した液体他は落下して、クーラント槽4に溜まり、上澄みだけがクリーン液として再利用できる。沈殿物はペール缶55と透明パイプで結び、パイプを通し、目視で適切な清掃タイミングを知る。またベルト上面を光触媒材料で覆うとその親水特性により、液厚が薄くなり吸着効果が上る。
【選択図】 図1
Description
本発明は、液体に残存する磁性材料を液体から分離するフィルターに関するもので、現場的には機械加工工場での使用済みの切削液などから鉄材などを取り出すフィルターである。機械加工分野だけでなく、食品、薬品工業での製造技術、品質管理技術に関係する分野でもある。また廃棄物の有効活用にも利用でき環境保全技術の分野でもある。
近年リサイクルの観点から廃液の中に含まれる残存物の再利用の関心が高まってきている。地球環境保全からも重要な課題であり、残存物の単なる分離だけでなく、分離したものが幅広く再利用できることが強く望まれている。
例えば超硬をダイヤモンド研削する場合、研削廃液には高価な超硬材が多く含まれている。液を濾過する場合、微細な粒度の残存物があると、フィルターつまりが激しく、頻繁にフィルター交換をしなければならない。
このような微細粒度の残存物ある場合、珪藻土などの濾過補助材を使い、微細粒子を凝集させ、フィルターで濾過している。液としては再生できるが、残存物が凝集材と一度混ざり合ってしまうと分離しがたく、これらの再利用は非常に限定されたものとなっている。再利用はせいぜい建築破材と同様の路盤材に使われるくらいである。濾過補助材を使わなければ、本来持っている素材の性能を活用して幅広く再利用することができるところである。
一方この様なフィルターを使わない方法として、旧来から磁石を利用した濾過方法がある。廃液中の残存物が磁性材料であれば、純粋に残存物だけを取り出せるので、再利用の途が広がり、付加価値も増し、非常に有効な方法と考えられる。この濾過方法は単純で、いままでも多くのものが製品化されてきた。しかし濾過性能からすると限界があり、特に微細粒度の残存物は取りきれないのが実情である。その中で、種々工夫された磁石での分離法は下記のものがある。
(株)ノリタケカンパニーリミテッド 環境機器カタログ、2003−7−18 p10図9は廃液の流路の途中に浅い堰を設けこの流路の下部にマグネットプレートを用意して流路の底で残存磁性材料を捕獲するもので、水深の浅い状態の中で、すなわち磁場の高い中での捕獲であり、非常に有効な方法である。しかしより多くの磁性材料を吸着しようとするには、より強力な磁石を使うこととなり、吸着したものの分離はスクレーパーで掻き取るので、これは逆に取り残しが生じる。実際問題として、微細粒度の残存物の分離は不可能である。
残存磁性材料を含んだ液体たとえば超硬材料のダイヤモンド研削の研削廃液において微細粒子の超硬までを効率的に残存物と再利用液とに濾過、分離する。
磁性材料とくに微細粒子を含んだ廃液を磁石によって効率よく濾過するポイントは大別すると2項ある。
(1)液体の中から磁性材料をいかに効率よく吸着させるか。
裏側にコンベアーで移動する多数の磁石を仕込んだ非磁性体を用意する。非磁性体は上りスロープと下りスロープを有する。上りスロープ部分の非磁性体表面に液体を滴下または水滴に相当する厚さで落下させる。この場合液膜が薄いので強い磁場となり、液中の磁性材料の吸着が効率的に行われる。これは滴下した液体の体積が小さいので、液全体が強い磁場に晒され、磁性材料が微細粒子であっても吸着されやすくなる。液体全体が溜まった中に磁石を入れ磁性材料を取る場合では磁性材料は磁石近傍だけ集められだけなので、水滴状で吸着するのに比べて膨大な時間がかかる。上りスロープの傾斜の度合いによって単位時間当たりの排出液量の調節も容易である。要は磁石面の近傍で液をなるべく液厚の薄い状態で通過させることである。
裏側にコンベアーで移動する多数の磁石を仕込んだ非磁性体を用意する。非磁性体は上りスロープと下りスロープを有する。上りスロープ部分の非磁性体表面に液体を滴下または水滴に相当する厚さで落下させる。この場合液膜が薄いので強い磁場となり、液中の磁性材料の吸着が効率的に行われる。これは滴下した液体の体積が小さいので、液全体が強い磁場に晒され、磁性材料が微細粒子であっても吸着されやすくなる。液体全体が溜まった中に磁石を入れ磁性材料を取る場合では磁性材料は磁石近傍だけ集められだけなので、水滴状で吸着するのに比べて膨大な時間がかかる。上りスロープの傾斜の度合いによって単位時間当たりの排出液量の調節も容易である。要は磁石面の近傍で液をなるべく液厚の薄い状態で通過させることである。
(2)一度磁石に吸着したものをいかに効率よく磁石から離すか。
上記(1)で吸着した磁性材料を回収するのには、磁石を非磁性体からいち早く遠ざけることである。前述の磁石を固着したコンベアーの回帰直後の非磁性体の下りスロープで、磁石を非磁性体から遠ざける。その結果非磁性材料上の廃棄磁性材料は磁力を失い重力で落下する。この分離を効果的にするためにスクレーパーを用いる。
上記(1)で吸着した磁性材料を回収するのには、磁石を非磁性体からいち早く遠ざけることである。前述の磁石を固着したコンベアーの回帰直後の非磁性体の下りスロープで、磁石を非磁性体から遠ざける。その結果非磁性材料上の廃棄磁性材料は磁力を失い重力で落下する。この分離を効果的にするためにスクレーパーを用いる。
請求項1記載の発明によれば、マグネットコンベアーとベルトコンベアーが同期した上で、磁性材料の吸着、分離が行われるので、微細な磁性材料でも確実にかつ高速で液から分離回収できる。
請求項2記載の発明によれば、吸着力が十分ある場合、移動体でベルトコンベアートは不要となり、固定の上下スロープのみで機能するので、装置の構成が非常に簡便になり、安価で保守のしやすい装置となる。
請求項3記載の発明によれば、上りスロープで滴下する面に光触媒材料を塗布してあるので、その親水性特性により、液が面全体に薄く広がり、磁力による捕捉が効果的になる。
請求項4記載の発明によれば、液中の沈殿物の沈殿状況を作業者が目で確認しながら、必要な時に、沈殿物を沈殿槽外に容易に運び出すことができる。
以下、本発明の実施の形態として実施例を図1から図5を使い、説明する。
図1、図2は、請求項1にもとづいた一実施例を示す。この場合超硬材のダイヤモンド研削加工で発生する研削廃液の固形物濾過の実例である。駆動部分は非磁性体のステンレスで出来たベルト29を持ったベルトコンベアー2とその内側に複数の磁石33を固着したマグネットコンベアー3で構成されている。ベルトコンベアー2は駆動輪22を中心に従動輪21案内輪23と組合せ、矢印の方向に移動し、途中上りスロープ24と下りスロープ25がある。このときマグネットコンベアー3の駆動輪32とベルトコンベアー2の駆動輪22の軸は同一で同期されている。すなわちベルト29とマグネット33との相対速度はゼロであり、静止状態を保つようになっている。
研削廃液すなわちダーティー液は研削盤の廃液ポンプから出る配管を通じダーティー液菅1を通りノズル先端11から出る。液は先端で雨滴状または薄い膜状で出てくるようにノズル先端11の形状および吐出圧力が調節されている。液はベルトコンベアー2の上りスロープ24の斜面に滴下され、廃棄磁性材料はベルト29直下のマグネット33の磁力によってベルト29上に吸着される。滴下される液の厚さは数mm以下であるので、液中の磁場は比較的高磁場のみとなり、効果的な吸着が行われる。
廃棄磁性材料はそのまま上りスロープ24を上り、頂点通過後の下りスロープ25を下る。このとき図2に示すように、裏面の磁石33が遠のく機構になっているので、保持力が大きく低下する。ちょうどその位置でスクレーパー26も待ち受け、磁性材料をベルト29から剥離落下させ、廃棄磁性材料はスラッジ槽6に溜まる。
ベルトコンベアー2では途中、絞りローラー27で水分を一定圧で絞る。清拭ローラー28は残存した磁性材料があった場合ベルト29表面を拭いクリーン液を汚さないようにする。滴下する付近では、ベルト29の進行方向に対し両側に堤防状のスロープカバー241(図6)を設け、液の飛散防止を図る。受液面の上りスロープ24は水平面に対して角度調節が出来るようにしてあり、スロープを駆け下りる液の速度を調節できる。
上りスロープ24で磁性材料と分離した液体を含む材料はそのまま上りスロープ24を下り、クーラント槽4へ落ちる。液は一次槽42に一旦溜まり、上述マグネット33で取れなかった残存物でダイヤモンド砥粒など比重の大きいものが一次沈殿箱43に蓄積する。液のうち上澄みのみが隔壁41を越え、二次槽44に流入する。ここでも沈殿物のための二次沈殿箱45が準備されている。かくして研削廃液の残存物が分離され液体は再利用できる状態になる。これらのクリーン液は二次槽44に連結したクリーン液菅7を伝い研削盤のクーラントタンクに戻る。化学処理もしないのでPHも維持でき、しかもフィルターの目つまり交換の心配もなく、研削液の再利用が実現できる。
図6は液が滴下する面に酸化チタンなどの光触媒層291を塗布した断面図で、その親水性から、滴下した液体は接触角が小さくなるため、全面が濡れ、液厚が一層薄くなり液内は強磁場となる。その結果、水滴状態よりさらに廃棄磁性材料が吸着しやすくなる。
超硬のような材料であっても、マグネット材料と配置を工夫すると十分吸着するので、超硬材料のダイヤモンド研削でも、研削の微粉末までスラッジ槽6に溜まる。もともと高価なこの材料を再焼結させるなり、他の材料と焼結して複合材として幅広く再利用が出来る。
図3、図4は実施事例1の変形例であり、磁石33の磁力で余裕をもって材料を吸着できる場合で、ベルトコンベアー2を使わないようにしてある。コンベアーはマグネットコンベアー3のみであり、ベルトコンベアー2の代わりに固定スロープ8とし、上りスロープ24と下りスロープ25がある。滴下された廃液内の磁性材料は実施事例1と同様にまずは上りスロープ24の受滴面に吸着される。スロープ直下のマグネットは実施例1と同様に矢印の方に移動するので、それに連れて磁性材料はスロープ面を滑りながら移動する。頂点を通過後、下りスロープ25での分離は実施例1と同様に行われる。また上りスロープ24で、磁性体と分離した非磁性体の回収、廃液の再利用も実施例1と全く同じである。
この場合、吸着力が弱くなるが、ベルトコンベアー2が不要なので、設備費用が安価になるだけでなく、機械の保守点検が格段にやりやすくなる。さらに、ここでも図6のように、上りスロープ面24に光触媒槽291を敷設すれば、全面液厚が薄く濡れ実施例1と同様の効果が得られる。
図5は請求項4で述べている残渣の堆積状態を見る方法を示している。ここでは沈殿槽51の下部に設けた出口とペール缶の蓋54とは透明パイプ52でつないである。蓋54はフックバンド56でペール缶55と密着した状態で固着されている。この状態で廃液の非磁性体の残渣はまず槽下部に沈殿する。その後、残渣はこのパイプを通じて槽より下方にあるペール缶55に溜まる。
残渣はペール缶55に溜まった後、透明なパイプに溜まる。すなわちある一定量以上、溜まったことがこの透明パイプ52を通して目視できる。残渣を取り出すには、このパイプをピンチコック53で締めあげた後、ペール缶55のフックバンド56をはずし、ペール缶蓋とペール缶とを分離し、ペール缶本体を代わりの空のペール缶と付け替える。次に、透明パイプをつけたままのペール缶蓋をそのまま取り替えたペール缶にフックバンドで固着する。ピンチコックを緩め初期の状態にもどし次の交換に備える。かくして残渣の量を確認後、簡便な方法で残渣の分離排出が出来る。
尚、非磁性体ベルト24の吸着物が十分取れにくいとき、清拭ローラー6はバフ状のローラーで表面を清拭しても良い。またマグネットをセグメントとしてハの字やV字状に配列しても良い。
1 ダーティー液菅
11 ノズル先端
2 ベルトコンベアー
21 従動輪
22 駆動輪
23 案内輪
24 上りスロープ
241 スロープカバー
25 下りスロープ
26 スクレーパー
27 絞りローラー
28 清拭ローラー
29 ベルト
291 光触媒層
3 マグネットコンベア−
31 従動輪
32 駆動輪
33 マグネット
34 コンベア−
4 クーラント槽
41 隔壁
42 一次槽
43 一次沈殿箱
44 二次槽
45 二次沈殿箱
5 沈殿物回収槽
51 沈殿槽
52 透明パイプ
53 ピンチコック
54 ペール缶蓋
55 ペール缶
56 フックバンド
6 スラッジ槽
7 クリーン液菅
71 入り口
8 固定スロープ
11 ノズル先端
2 ベルトコンベアー
21 従動輪
22 駆動輪
23 案内輪
24 上りスロープ
241 スロープカバー
25 下りスロープ
26 スクレーパー
27 絞りローラー
28 清拭ローラー
29 ベルト
291 光触媒層
3 マグネットコンベア−
31 従動輪
32 駆動輪
33 マグネット
34 コンベア−
4 クーラント槽
41 隔壁
42 一次槽
43 一次沈殿箱
44 二次槽
45 二次沈殿箱
5 沈殿物回収槽
51 沈殿槽
52 透明パイプ
53 ピンチコック
54 ペール缶蓋
55 ペール缶
56 フックバンド
6 スラッジ槽
7 クリーン液菅
71 入り口
8 固定スロープ
Claims (4)
- 内部に磁石を装着した回転体を持ち、回転体と同期し鉛直面を移動点とし、上りスロープと下りスロープを有した、非磁性材料で出来たベルトコンベアーと、コンベアーの上りスロープ部分に、磁性材料を含んだ液体を滴下または薄状に注入するするノズルと、下りスロープ部分において、回転体の磁石がベルトコンベアーから遠のく位置とした、液体から磁性材料を分離させる機能をもったマグネットフィルター。
- 移動する非磁性材料のベルトを使わず、非磁性材料で出来た固定式の上下スロープ部分だけとした請求項1のマグネットフィルター。
- 磁性体を含む液体を滴下する面に光触媒材料を塗布または敷設した、請求項1または請求項2のマグネットフィルター。
- 液中の沈殿物の堆積状況が容易に分かるように、沈殿槽下部と沈殿物容器上蓋とを透明チューブで接続し、蓋と沈殿物容器とをバンドで密封し、透明チューブへの沈殿物の充填状態から清掃タイミングを知り、沈殿槽と沈殿物容器上蓋間に敷設した開閉バルブを使い、容器に入った沈殿物を取り出す方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005053566A JP2006231291A (ja) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | マグネットフィルター |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=37039516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005053566A Pending JP2006231291A (ja) | 2005-02-28 | 2005-02-28 | マグネットフィルター |
Country Status (1)
Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105080710A (zh) * | 2014-05-22 | 2015-11-25 | 陈永忠 | 一种淘金及重金属富集设备及工作方法 |
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CN107344180A (zh) * | 2017-08-07 | 2017-11-14 | 无锡市湖昌机械制造有限公司 | 具备渣料分层收集功能的清洗设备 |
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CN114405671A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-04-29 | 山东华特磁电科技股份有限公司 | 一种强磁板式磁选机 |
JP7483198B2 (ja) | 2020-11-04 | 2024-05-15 | 株式会社石垣 | ろ過助材を用いた固液分離装置 |
-
2005
- 2005-02-28 JP JP2005053566A patent/JP2006231291A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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