JP2012239989A - Magnetic separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被処理液中の処理対象物を磁力を用いて集塵し、被処理液から分離除去する磁力分離装置に関する。 The present invention relates to a magnetic separation device that collects a processing object in a liquid to be processed using magnetic force and separates and removes the object from the liquid to be processed.
従来、鍛造油や作動油、潤滑油中の塵埃を油中から分離・除去する方法として、油の流路にフィルタを設置して塵埃を捕捉するフィルタ方式が広く用いられている。フィルタには様々な種類のものがあるが、近年は、油中に存在する塵埃の多くが鉄粉等の金属粉と引っ付いていることに着目して磁気フィルタが多く用いられている。磁気フィルタは磁気によって鉄粉等を捕捉することから、一般的なフィルタと比べて目を粗くすることができる。そのため磁気フィルタを用いれば圧力損出は低減し、鉄粉の捕捉能力は大幅に向上する。しかし、頻度は低下するとはいえ、定期的に洗浄、交換を行う必要があるという点では従来のフィルタと何ら変わりはない。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for separating and removing dust in forging oil, hydraulic oil, and lubricating oil from the oil, a filter system that captures dust by installing a filter in the oil flow path has been widely used. There are various types of filters, but in recent years, magnetic filters are often used focusing on the fact that most of the dust present in oil is stuck to metal powder such as iron powder. Since the magnetic filter captures iron powder and the like by magnetism, the eyes can be made rougher than a general filter. Therefore, if the magnetic filter is used, the pressure loss is reduced and the iron powder capturing ability is greatly improved. However, although the frequency is reduced, there is no difference from the conventional filter in that it is necessary to periodically perform cleaning and replacement.
フィルタの洗浄や交換を行う際には油の流動を一時的に停止しなければならないため、フィルタ方式による鉄粉除去には稼動停止に伴う作業効率の低下という問題がある。また、洗浄や交換の時期を徒過した場合には過大な圧力損失が発生し、油の流量バランスが大きく崩れることになるため、最悪の場合には装置の故障や破損を招くこともある。 When the filter is cleaned or replaced, the oil flow must be temporarily stopped. Therefore, the removal of iron powder by the filter method has a problem that the work efficiency is reduced due to the operation stop. In addition, if the time for cleaning or replacement is overdue, excessive pressure loss will occur and the oil flow balance will be greatly disrupted. In the worst case, the apparatus may fail or be damaged.
そこで、例えば特許文献1には、永久磁石を適宜の間隔で配した円盤を油中で回転させ、円盤に磁気吸着された鉄粉は、円盤に接するように設けられたスクレーパによって掻き落とすことで除去するという装置が示されている。この特許文献1に示された装置によれば、磁気吸着された鉄粉は自動的に除去されるため、基本的には洗浄や交換といった作業は不要となり、連続的な使用が可能になるというものである。 Therefore, for example, in Patent Document 1, a disk with permanent magnets arranged at appropriate intervals is rotated in oil, and the iron powder magnetically attracted to the disk is scraped off by a scraper provided in contact with the disk. A device to remove is shown. According to the apparatus disclosed in Patent Document 1, since the magnetically adsorbed iron powder is automatically removed, basically, work such as cleaning and replacement is unnecessary, and continuous use is possible. Is.
しかし、円盤には複数の永久磁石が円盤の回転方向に満遍なく設けられているため、特に磁力の大きい永久磁石の場合、隣の永久磁石との間にも磁気吸引力が作用することになり、スクレーパに掻き取られた鉄粉はいつまでも落下することなくその位置に留まると考えられる。そのため永久磁石の磁力はある程度の大きさのところで抑えざるを得ず、十分な除去能力が期待できないという問題がある。 However, since the disk is provided with a plurality of permanent magnets uniformly in the direction of rotation of the disk, especially in the case of a permanent magnet having a large magnetic force, a magnetic attractive force acts between adjacent permanent magnets, It is considered that the iron powder scraped off by the scraper stays in that position without falling forever. Therefore, the magnetic force of the permanent magnet has to be suppressed at a certain level, and there is a problem that a sufficient removal capability cannot be expected.
この点を改善した装置が特許文献2に示されている。この装置は、円盤に永久磁石を配するという点では特許文献1に示された装置と同じであるが、永久磁石を湾曲状に配する点に特徴があり、この特徴的な配列により、捕捉した鉄粉を円盤の外周に順送りして除去するというものである。 An apparatus that improves this point is disclosed in Patent Document 2. This device is the same as the device shown in Patent Document 1 in that permanent magnets are arranged on a disk, but is characterized in that the permanent magnets are arranged in a curved shape. The iron powder that has been removed is fed to the outer periphery of the disk and removed.
しかし、永久磁石の特徴的な配列による特許文献2の装置は、特定の条件下においては所期の目的を達成することができるであろうが、設計条件を大きく外れるような場合には必ずしも期待する除去効果を発揮し得ないのではないかと考えられる。また永久磁石を特定の配列に配置する作業には手間も時間もかかるため製作コストが高くなるという問題もある。 However, the device of Patent Document 2 having a characteristic arrangement of permanent magnets can achieve the intended purpose under specific conditions, but is not always expected in the case where the design conditions greatly deviate. It is considered that the removal effect cannot be exhibited. In addition, the work of arranging the permanent magnets in a specific arrangement takes time and effort, and there is a problem that the manufacturing cost increases.
本発明は、前記従来技術に存在した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、簡素な構造で捕捉した鉄粉を確実に除去することができる磁気分離装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems existing in the prior art, and an object of the present invention is to provide a magnetic separation device capable of reliably removing iron powder captured with a simple structure. is there.
前記目的を達成するため、本発明は、被処理液を収納する処理槽と、処理槽内に配された回転軸と、前記回転軸に取り付けられ、磁気吸着力を作用させる部分と作用させない部分を環状に連続して備えた磁気円盤と、前記磁気円盤の前記環状部分に接触するスクレーパ、を備えた磁気分離装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a processing tank for storing a liquid to be processed, a rotating shaft disposed in the processing tank, a portion attached to the rotating shaft, and a portion that does not act on a magnetic adsorption force. Is provided with a magnetic disk provided continuously in a ring shape and a scraper in contact with the annular portion of the magnetic disk.
磁気円盤には、磁気吸着力を作用させる部分と作用させない部分が環状に連続して設けられている。磁気吸着力を作用させる部分には、被処理液中の鉄粉、さらには鉄粉に付着した塵埃等が吸着する。この吸着した鉄粉等はスクレーパによって掻き落とされるのであるが、磁気吸着力が作用させない部分がスクレーパに近接したときに磁気吸着力から開放され、磁気円盤から離脱し、除去される。 The magnetic disk is provided with a portion that applies a magnetic attraction force and a portion that does not act on the magnetic disk continuously in an annular shape. The iron powder in the liquid to be treated, and further dust and the like adhering to the iron powder are adsorbed to the portion where the magnetic adsorption force is applied. The adsorbed iron powder or the like is scraped off by the scraper, but is released from the magnetic attraction force when the portion where the magnetic attraction force does not act is approached to the scraper, and is detached from the magnetic disk and removed.
磁気円盤は、前記回転軸に所定間隔をおいて平行に取り付けられた2枚の円板と、前記2枚の円盤の間に配され、前記円板の半径より小さな曲率半径を有する外周面を備えたスペーサ部材と、前記スペーサ部材の外周面と一定の距離を保つ内周面を備え、周方向に一部区間を除いて前記2枚の円板の間を水密に塞ぐシール部材と、前記スペーサ部材の外周面と前記シール部材の内周面の間に形成された空間に前記シール部材が設けられていない一部区間を除いて環状に配された複数の磁石と、前記複数の磁石が配された空間と前記シール部材が設けられていない一部区間との境界に配され、前記複数の磁石が配された空間を水密に塞ぐパッキン部材で構成することができる。 The magnetic disk has two disks attached in parallel to the rotating shaft at a predetermined interval, and an outer peripheral surface disposed between the two disks and having a radius of curvature smaller than the radius of the disk. A spacer member, an inner peripheral surface that maintains a certain distance from the outer peripheral surface of the spacer member, a seal member that watertightly seals between the two discs except for some sections in the circumferential direction, and the spacer member A plurality of magnets arranged in an annular shape except for a partial section where the seal member is not provided in a space formed between an outer peripheral surface of the seal member and an inner peripheral surface of the seal member, and the plurality of magnets. And a packing member that is arranged at a boundary between the space and a partial section where the seal member is not provided, and seals the space where the plurality of magnets are arranged in a watertight manner.
ここでは、複数の磁石が配された部分が磁気吸着力を作用させる部分となり、パッキン部材とパッキン部材の間の磁石が配されていない部分が磁気吸着力をさせない部分となる。磁石はパッキン部材を着脱することで容易に交換が可能であるため、鉄粉除去の用途や目的に応じた性能のものを適宜選択して使用することができる。なお電磁石の使用も可能ではあるが、経済性や保守管理性を考慮すれば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石などの永久磁石が好適である。 Here, a portion where a plurality of magnets are arranged is a portion where a magnetic attractive force is applied, and a portion where no magnet is disposed between the packing member and the packing member is a portion where no magnetic attractive force is applied. Since the magnet can be easily exchanged by attaching and detaching the packing member, a magnet having a performance suitable for the purpose and purpose of iron powder removal can be appropriately selected and used. Although electromagnets can be used, permanent magnets such as alnico magnets, ferrite magnets, neodymium magnets, and samarium cobalt magnets are suitable in consideration of economy and maintenance.
被処理液から分離した鉄粉等を除去するために、処理槽の内部には処理槽の外部と連通するスクレーパボックスを設けてもよい。スクレーパボックスは上下が開口した箱状体であり、上部にスクレーパが取り付けられ、その下方に内部空間を上下方向に断続的に遮蔽するバルブを備えている。スクレーパで磁気円盤から掻き落とされた鉄粉等はスクレーパボックス内に落下し、バルブの開閉により処理槽の外部に排出される。 In order to remove iron powder or the like separated from the liquid to be treated, a scraper box communicating with the outside of the treatment tank may be provided inside the treatment tank. The scraper box is a box-like body that is open at the top and bottom, and a scraper is attached to the top, and a valve that intermittently shields the internal space in the top-bottom direction is provided below the scraper box. Iron powder or the like scraped off from the magnetic disk by the scraper falls into the scraper box and is discharged to the outside of the processing tank by opening and closing the valve.
磁気分離装置は、磁気円盤に磁気吸着力を作用させる部分と作用させない部分を環状に連続して備えたことにより、被処理液中の鉄粉等をスクレーパに滞留させることなく除去することができる。また磁気円盤に形成された空間に永久磁石を挿入するだけで所定の位置に配列される。さらにスクレーパボックスを使用することにより、分離除去した鉄粉等を処理槽の外部に確実に排出することができる。 The magnetic separation device can continuously remove the iron powder or the like in the liquid to be processed without staying in the scraper by providing the magnetic disk with a portion that applies a magnetic attraction force and a portion that does not act on the magnetic disk. . Moreover, it is arranged at a predetermined position simply by inserting a permanent magnet into a space formed in the magnetic disk. Furthermore, by using a scraper box, the separated and removed iron powder and the like can be reliably discharged to the outside of the treatment tank.
本発明の実施の形態について添付された図面を参照しながら説明する。最初に図1を参照しながら磁気分離装置の構造について説明する。磁気分離装置10は、基台12に処理槽14、バルブボックス16、コントロールボックス18、スラッジタンク20を取り付けることで構成されている。処理槽14は被処理液を収納するための中空の密閉容器である。中央のフランジ22の部分で処理槽14を上下に2分割することができる。また最上部のフランジ24には蓋26が取り付けられている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the structure of the magnetic separation device will be described with reference to FIG. The
処理槽14には被処理液の流入口28と流出口30が設けられている。流入口28からは使用後の作動油や潤滑油等の被処理液が流入する。流入口28から流入した被処理液は、処理槽14の内部で鉄粉等の分離除去処理が施され、流出口30から処理槽14の外部に流出する。
The
処理槽14の内部には磁気円盤32とスクレーパボックス34が備えられている。磁気円盤32は、被処理液中に混在する鉄粉、鉄屑、およびこれらに付着しているゴミなどの塵埃を磁気吸着力によって捕捉する装置である。磁気円盤32は、処理槽14のフランジ22の部分に装着された回転軸36に中心を合わせて取り付けられており、図示しないモータから回転軸36に付与される回転駆動力によって処理槽14の内部で緩やかな回転運動を行う。コントロールボックス18には磁気円盤32の回転運動を制御するための制御装置38が収納されている。
A
スクレーパボックス34は、磁気円盤32によって捕捉された鉄粉等を磁気円盤32から分離除去し、処理槽14の外部に排出する装置である。スクレーパボックス34は上下の両端が開口された箱状体の装置であり、受入部34aと排出部34bで構成されている。受入部34aは上部が開口された受け皿状の部材であり、内側には磁気円盤32の側面に接するスクレーパ40が取り付けられている。スクレーパ40は磁気円盤32の両側に一つずつ設けられており、スクレーパ40によって磁気円盤32から掻き落とされた鉄粉等は受入部34aによって捕集される。排出部34bは、上端が受入部34aと連続し、下端が処理槽14の底壁を突き抜けて外部に露出し、受入部34aと処理槽34bの外部とを連通させる通路を形成している。
The
排出部34bには2つのバルブ42、44が備えられている。バルブ42、44は上下方向に間隔を空けて配置されており、スクレーパボックス34の内部空間を断続的に遮蔽する機能がある。バルブボックス16にはバルブ42、44の開け閉めを行う図示しないアクチュエータが備えられており、アクチュエータの動作はコントロールボックス18内の制御装置46によって制御される。
The discharge part 34b is provided with two
次に図2および図3を参照しながら磁気円盤32の構造について説明する。磁気円盤32は、ステンレス製の2枚の円板52と、アルミ製の円形スペーサ部材54と、15個の円形の永久磁石56を主要な部材とし、これにシール部材58と2個のパッキン部材60、さらに扇形スペーサ部材62と蓋64を加えた構成となっている。
Next, the structure of the
2枚の円板52は円の中心が回転軸36の軸心と一致するように回転軸36に取り付けられている。両円板52は間隔をおいて平行に配置されており、その間には永久磁石56の厚さに若干の余裕分を加えた一定幅の空間が形成されている。円形スペーサ部材54は、円板52より小径かつ肉厚な円板であり、円板52と同様に円の中心を回転軸36の軸心と一致させて2枚の円板52の間に取り付けられている。2枚の円板52の外周部はシール部材58と溶接されている。シール部材58は円板52の外周のうち5/6の区間(300度の中心角に対応する区間)にのみ設けられており、残りの1/6の区間(60度の中心角に対応する区間)には設けられていない。
The two
円形スペーサ部材54の外周面54aとシール部材58の内周面58aの間には、永久磁石56の直径の長さより僅かに大きい高さの空間66が形成されている。空間66は、シール部材58が設けられていない一部区間を欠いた環状をなしている。空間66には15個の永久磁石56が挿入され、同じく一部区間を欠いた環状に配列されている。空間66の両端の開口部はパッキン部材60で閉鎖されている。パッキン部材60は、永久磁石56が配された空間66とシール部材58が設けられていない一部区間との境界となる2箇所にそれぞれ配され、空間66の開口部aに挿入された状態で空間66を水密に塞いでいる。
A space 66 having a height slightly larger than the length of the diameter of the
扇形スペーサ部材62は、2個のパッキン部材60の間の空間を塞ぐための部材であり、磁気円盤32の強度維持とパッキン部材60の抜け落ち防止の機能を併せ持っている。扇形スペーサ部材62の外側は蓋64で覆われている。蓋64はシール部材58と同じ断面形状を有し、シール部材58が設けられていない一部空間を補い、シール部材58ともに磁気円盤32の環状の外周部を形成する。蓋64は2本のねじ68でシール部材58に固定されている。
The fan-shaped spacer member 62 is a member for closing the space between the two
永久磁石56が配列された空間66は、シール部材58と2個のパッキン部材60によって外部と水密に遮断されている。永久磁石56は鉄粉が直接付着すると磁気吸着力が低下してしまうが、外部と水密に遮断された空間66には被処理液は浸入できないので、永久磁石56に鉄粉等が付着することはなく、その磁気吸着力は長期間にわたって維持される。従って、磁気分離装置10は鉄粉等の除去能力を長期間にわたって維持することができる。
The space 66 in which the
磁気円盤32には永久磁石56が存在する区間と存在しない区間が環状に連続する領域を有し、それぞれが磁気吸着力を作用させる部分と作用させない部分となっている。この磁気吸着力を作用させない部分と作用させる部分の面積比率は1:5であり、磁気吸着力を作用させない部分は作用させる部分に対して十分な領域が確保されている。スクレーパ40によって磁気円盤32から掻き落とされた鉄粉等は、空間66がスクレーパ40に近接している間は磁気吸着力が作用してスクレーパ40に残留する傾向にあるが、永久磁石56が存在していない一部区間がスクレーパ40に近接している間は磁気吸着力が作用しなくなるため、自重によってスクレーパ40の上から落下し、スクレーパボックス34の受入部34aに捕集される。
The
受入部34aに捕集された鉄粉等は次のような手順を経て処分される。受入部34aに捕集された鉄粉等は上段のバルブ42を開放することで排出部34bに落下する。下段のバルブ44は被処理液が流出しないように閉鎖しているため、排出部34bに落下した鉄粉等はバルブ44によって塞き止められる。バルブ44を開放する前に、処理槽14内の被処理液が流出しないように上段のバルブ42を閉鎖する。その後バルブ44を開放することで排出部34b内の鉄粉等を処理槽14の外部に排出することができる。このとき、上段のバルブ42と下段のバルブ44の間の空間に閉じ込められていた少量の被処理液が鉄粉等とともに排出される。
The iron powder or the like collected in the receiving
処理槽14の外部に排出された鉄粉等と被処理液はそのまま自由落下し、基台12に組み込まれたスラッジタンク20に貯留される。スラッジタンク20には運搬用にキャスター70とハンドル72が備えられている。スラッジタンク20は満杯になる前に基台12から引き出して規定の処理場まで運搬し、鉄粉等と被処理液の混合物を処分する。
The iron powder and the like and the liquid to be treated discharged to the outside of the
10 磁気分離装置
14 処理槽
32 磁気円盤
34 スクレーパボックス
40 スクレーパ
42、44 バルブ
52 円板
54 円形スペーサ部材
54a 外周面
56 永久磁石
58 シール部材
58a 内周面
60 パッキン部材
66 空間
DESCRIPTION OF
Claims (3)
処理槽内に配された回転軸と、
前記回転軸に取り付けられ、磁気吸着力を作用させる部分と作用させない部分を環状に連続して備えた磁気円盤と、
前記磁気円盤の前記環状部分に接触するスクレーパ、
を備えた磁気分離装置。 A treatment tank for storing the liquid to be treated;
A rotating shaft arranged in the treatment tank;
A magnetic disk that is attached to the rotating shaft and includes a portion that applies a magnetic attraction force and a portion that does not act;
A scraper that contacts the annular portion of the magnetic disk;
A magnetic separation device comprising:
前記回転軸に所定間隔をおいて平行に取り付けられた2枚の円板と、
前記2枚の円板の間に配され、前記円板の半径より小さな曲率半径を有する外周面を備えたスペーサ部材と、
前記スペーサ部材の外周面と一定の距離を保つ内周面を備え、周方向に一部区間を除いて前記2枚の円板の間を水密に塞ぐシール部材と、
前記スペーサ部材の外周面と前記シール部材の内周面の間に形成された空間に前記シール部材が設けられていない一部区間を除いて環状に配された複数の磁石と、
前記複数の磁石が配された空間と前記シール部材が設けられていない一部区間との境界に配され、前記複数の磁石が配された空間を水密に塞ぐパッキン部材で構成された、請求項1に記載の磁気分離装置。 The magnetic disk is
Two disks attached in parallel to the rotating shaft at a predetermined interval;
A spacer member provided between the two discs and having an outer peripheral surface having a radius of curvature smaller than the radius of the disc;
A seal member that includes an inner peripheral surface that maintains a constant distance from the outer peripheral surface of the spacer member, and that seals between the two disks in a water-tight manner except for some sections in the circumferential direction;
A plurality of magnets arranged in an annular shape except for a section where the seal member is not provided in a space formed between the outer peripheral surface of the spacer member and the inner peripheral surface of the seal member;
The packing member that is arranged at a boundary between a space in which the plurality of magnets are arranged and a partial section in which the seal member is not provided, and that tightly seals the space in which the plurality of magnets are arranged. 2. The magnetic separation device according to 1.
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