JP2013123782A - クーラント液スラッジ除去装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】クーラント液収容タンクの底面にスラッジが長期間残留堆積することを防止して堆積したスラッジによる加工品への悪影響を防止し、また、タンクの清掃回数をゼロ化し及び駆動エネルギーを削減して省労力化及び省エネルギー化を図ることができるクーラント液スラッジ除去装置を提供する。
【解決手段】クーラント液収容タンク2内上方にダーティ液一時貯留タンク1を区画して設け、その中にローリングフィルタ5を回転可能に設ける。ローリングフィルタ5で濾過したクリーン液4をクーラント液収容タンク2へ戻す排出パイプ5eを設け、ダーティ液一時貯留タンク1の底面に開閉自在のシャッタ式底板1aを設ける。
【選択図】 図2

Description

本発明は、例えば冷間鍛造機械等で使用される高粘度のクーラント液を濾過してクーラント液に含まれる金属屑やスラッジ等の混合異物を除去し、クーラント液を再使用可能に再生するクーラント液スラッジ除去装置に関するものである。
従来、冷間鍛造、温間鍛造機械において、加工部の工具やワークとの潤滑、洗浄、冷却の目的で使用されるクーラント液を濾過して再使用する工夫がなされている。クーラント液にはワーク加工時に発生する金属屑、スラッジ等が多量に含有されてダーティ液となる。このダーティ液から金属屑やスラッジを除去して清浄化するために、通常、工作機械のクーラント装置には、スクレーパコンベアやエレメント交換式のフィルタが用いられている。例えば、回転する筒状メッシュフィルタ(以下、ローリングフィルタという)を備えたダーティ液の濾過装置(以下、濾過装置という)があるが(特許文献1及び2参照)、冷間鍛造機械にはこのような濾過装置は備わっていない。
濾過装置について説明する。濾過装置は、異物を含んだダーティ液を収容する濾過槽と、ダーティ液中に浸漬されるローリングフィルタと、このローリングフィルタを回転させる駆動機構とを備えている。濾過槽にダーティ液が流入すると、ダーティ液中に分散浮遊するスラッジは、多数の流通孔を有するローリングフィルタの外周面から内周面へと流通する際に捕捉され、フィルタが回転することで濾過槽底面にひとまず沈降し、掻き上げコンベアにすくわれて排出される。こうしてスラッジが除去されたダーティ液は、清浄なクリーン液となりクーラントとして再使用が可能になる。掻き上げコンベアは作業終了まではクーラント液収容タンクに留め置かれる。
再表WO2007/105438公報 実公平04−33929号公報
ところで、冷間鍛造機械等に使用されるクーラント液は極めて高粘度のどろりとした油が使用される。また、冷間鍛造に使用する鋼材の伸線作業工程で使用される石灰粉は、鋼材に固着したまま鍛造される。このため、高粘度のクーラント液に流されてクーラント液に一体的に包含されてしまう。また、鍛造の成形度を高めるため、ボンデライトやカーボン、硫黄などの金属石鹸もクーラント液に添加されている。そして、これらの微細なスラッジを浄化分離して取り出すにために従来は、遠心分離機や前記したような各種濾過装置による方法が採られてきた。
また、従来のクーラント液の収容タンクは一つのタンクを複数の部屋に仕切り、沈殿物を前の部屋に留め、後の部屋はオーバーフロー式で堆積量を減らしていく方法が一般的であった。しかしながら、この方法では、微細スラッジの場合、一時的な貯留量の過少の違いは有っても全ての部屋にスラッジが溜まり、長時間経過すると全ての部屋にスラッジが堆積してしまい、全ての部屋を頻繁に掃除してスラッジを除去する必要があった。
また、従来の遠心分離機や濾過装置では微細なスラッジを高粘度のクーラント液から完全に除去することはできない。そのため、クーラント液収容タンクにはスラッジが徐々に堆積し、遂にはポンプの吸い口に達する高さまで溜まってしまうこともあった。これにより、クーラント液は次第に劣化し、スラッジが混入したクーラント液が加工物を傷付け、曳いては工具や機械の寿命低下をもたらすことになるという問題があった。
また、スラッジを含んだままのクーラント液の廃棄に際しては、産業廃棄物として高額な処理コストが掛かり、生産コストにも影響を及ぼすものであり、近年強く意識されている環境問題の観点からも好ましいものではない。本発明は以上のような従来技術の課題に鑑み、クーラント液収容タンクの底面にスラッジが長期間残留堆積することを防止し、堆積したスラッジによる加工品への悪影響を防止し、また、タンクの清掃回数ゼロ化及び駆動エネルギーを削減して省労力化及び省エネルギー化を図ることができるクーラント液スラッジ除去装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明のクーラント液スラッジ除去装置は、クーラント液収容タンク内上方に区画して設けたダーティ液一時貯留タンクと、該ダーティ液一時貯留タンク内に回転可能に設けられたローリングフィルタと、該フィルタで濾過したクリーン液を前記クーラント液収容タンクへ戻す排出パイプと、前記ダーティ液一時貯留タンクの底面に設けた開閉自在のシャッタ式底板を備えたことを第1の特徴とする。
また、クーラント液収容タンクの底面巾一杯の長さを有するブレード付き掻き上げコンベアを備えたことを第2の特徴とする。
さらに、加工機械の運転中は、コンベアと遠心脱油機は停止し、ローリングフィルタとクーラント液供給ポンプのみが運転し、ダーティ液一時貯留タンクのシャッタ式底板を開けて溜まったスラッジをクーラント液収容タンクに落とし、加工機械が停止してから所定のスラッジ沈降時間を経た後、コンベアが回転してスラッジを排出すると共に、遠心脱油機を運転するようにしたことを第3の特徴とする。
さらにまた、ローリングフィルタの近傍にマグネットローラを非接触状態で平行に配置し、ローリングフィルタと同期して回転させ、前記マグネットローラの外周面に沿ってスクレーパを付設し、ローリングフィルタに刺さった金属屑を前記マグネットローラで磁着して離脱させると共に、前記マグネットローラの表面に吸着した金属屑を前記スクレーパで掻き落とすことを第4の特徴とする。
本発明装置によれば、以下の優れた効果がある。
(1)クーラント液収容タンク内上部を区画してダーティ液一時貯留タンクとローリングフィルタを設け、ダーティ液一時貯留タンクにスラッジを一旦貯留するようにしたので、一定以上の大きさを持つ金属屑はローリングフィルタで濾過されて底板上に溜まり、高粘度の油に溶け込んだスラッジは容易に沈降しない。さらに、作業終了後一定の沈降時間を設けることで、微細なスラッジを高粘度のクーラント液から確実に除去することができるばかりでなく、クーラント液収容タンクの底面にスラッジが長期間残留堆積することを防止でき、堆積したスラッジによる加工品への悪影響を防止することができる。また、タンクの清掃回数をゼロ化することができ、省労力化を図ることができる。
(2)クーラント液収容タンクの底面巾一杯の長さを有するブレード付き掻き上げコンベアにより、クーラント液収容タンク底面に沈降したスラッジを一掃して掻き出すことができる。
(3)加工機械の運転中は、コンベアと遠心脱油機は停止し、ローリングフィルタとクーラント液供給ポンプのみが運転し、加工機械が停止してから所定のスラッジ沈降時間を経た後、コンベアが運転してスラッジを排出すると共に、遠心脱油機を運転するようにしたので、省エネルギーである。
本発明に係るクーラント液スラッジ除去装置の一実施例を示す平面図である。 図1のA−A線断面図である。 ダーティ液一時貯留タンクのシャッタ式底板が閉じた状態を示す要部断面図である。 ダーティ液一時貯留タンクのシャッタ式底板が開いた状態を示す要部断面図である。 図1のB−B線断面図である。 ダーティ液一時貯留タンクにローリングフィルタの目詰まり防止用マグネットローラを装着した状態を示す要部断面図である。
以下、図面にしたがって本発明装置の一実施例を説明する。
図中、1は、スラッジが混入したダーティ液3を収容するダーティ液一時貯留タンクである。5はローリングフィルタで、ダーティ液一時貯留タンク1と一体に形成されたホルダ5gで回動自在に支持される。ダーティ液一時貯留タンク1の外囲枠2はクーラント液収容タンクを示し、ダーティ液一時貯留タンク1で濾過され排出されたスラッジがひとまず除去されたクリーン液4を収容する。
ダーティ液一時貯留タンク1内のダーティ液3にローリングフィルタ5を浸漬させて配置する。ローリングフィルタ5の5aはフィルタエレメントであり、多数の流通孔を有した板を筒状にして成形されている。ダーティ液一時貯留タンク1にダーティ液3が流入すると、ダーティ液3はローリングフィルタ5の外周側から内周側へ通過流出する。その際、ダーティ液3に混入しているフィルタの孔径より大きなスラッジ5hをフィルタエレメント5aで捕獲し、フィルタエレメント5aを通過したダーティ液3はひとまず清浄化されてクリーン液4となる。しかし、このクリーン液4にも微細なスラッジは内包されている。
ここで、フィルタエレメント5aの内側には回転側板5bが配されているので、フィルタエレメント5aの内周側にはダーティ液3は浸入できない。5eはクリーン液4の排出パイプである。このクリーン液排出パイプ5eには開口5fが設けられており、フィルタエレメント5aの内周側空間はクリーン液排出パイプ5e内の空間に連通されている。
また、クリーン液排出パイプ5eの両端面に隣接するダーティ液一時貯留タンク1の側壁板には連通孔1gが設けられ、クリーン液排出パイプ5e内の空間は開口5fを介してクーラント液収容タンク2内の空間と連通している。すなわち、フィルタエレメント5aを通過してひとまず清浄化されたクリーン液4は、クリーン液排出パイプ5eを通過してクーラント液収容タンク2に流出するようにされている。
ローリングフィルタ5の回転側板5bの片面にスプロケット5cが一体的に形成され、クリーン液排出パイプ5eは回転支軸を兼ねており、ローリングフィルタ5をX−X’軸線回りに回転自在に軸支する。1eはローリングフィルタ5の駆動機構(マグネットローラ9の駆動機構を兼ねる)で、スプロケット5cと噛合する駆動チェーン1fが張設され、この駆動チェーン1fを介してローリングフィルタ5と連結されている。そして、ローリングフィルタ5が回動することでローリングフィルタ5の表面に付着した微細なスラッジ5hは落下し、ダーティ液一時貯留タンク1の底面に沈降して堆積する。また、クリーン液中に内包された微細スラッジも一部はクーラント液収容タンク2に沈降する。
さらに、ダーティ液一時貯留タンク1の底面開口にはシャッタ式底板1aが設けられ、その開閉動作は底板駆動用ブラケット1cを介して底板駆動用エアーシリンダ1dにより行う。つまり、ダーティ液一時貯留タンク1の底面のシャッタ式底板1aは閉じた状態にされており、スラッジ5hがクーラント液収容タンク2内のクリーン液に混入できないようにされており、この状態は、加工機での加工作業終了時まで継続する。
そして、加工作業が終了した時点で、ダーティ液一時貯留タンク1のシャッタ式底板1aを開放し、底面に堆積したスラッジ5hをクーラント液収容タンク2の直下に落下させる。尚、このシャッタ式底板1aを開くとき、粘着性の高いスラッジ5hが、このシャッタ式底板1aの上面に残留したままになるのを防止するため、内側面に掻き板1bを付設し、スラッジ5hを掻き落とすことができるようにされている。
6はチェーン式掻き上げコンベアで、このコンベア6の任意箇所に設けられた複数のブレード6bで、クーラント液収容タンク2の底面に沈殿したスラッジ5hをすくって搬送して斜め上方に掻き上げて排出シュート6cから外部に排出する。図中、6aは駆動源となるモータである。ここで、ブレード6bは、クーラント液収容タンク2の底面一杯の巾にされており、底面に堆積したスラッジ5hを確実にすくい取り順次搬送することができるようにされている。
そして、前記排出シュート6cより排出されたスラッジ5hは、遠心脱油機7のバケット内に落下し、スラッジ5hからクリーン液4が遠心分離され、分離されたクリーン液4は、クリーン液再排出口7aよりクーラント液収容タンク2へ戻される。一方、遠心分離によりバケット内に付着したスラッジ固形分は遠心脱油機7より外部へ取り出し分別処理する。この遠心分離されたスラッジ固形分は圧縮脱液状態になるので分別処理が容易になる。
さらに、加工機械の運転中は、コンベア6と遠心脱油機7は停止し、ローリングフィルタ5とクーラント液供給ポンプ8のみが運転し、加工機械での加工作業が終了し、加工機が停止してから所定のスラッジ沈降時間を経た後、コンベア6が運転してスラッジ5hを排出すると共に、遠心脱油機7を運転する。尚、これら一連の操作は、タイマー制御により自動運転することもできる。また、ローリングフィルタ5については常時回転させる必要はなく、目詰まりを防止するために時々回転させるものとしても良い。
また、ローリングフィルタ5表面の細孔に突き刺さる金属屑14が目詰まりの原因となることがある。この不具合を解消するために、回転ローラ10に固定マグネット11を内装して組み合わせたマグネットローラ9を、ローリングフィルタ5の近傍に非接触状態で平行に配置し、ローリングフィルタ5と同期して回転させる。これにより、ローリングフィルタ5の表面に刺さった金属屑14をマグネットローラ9の磁力によってローリングフィルタ5表面から離脱させると共に、マグネットローラ9の表面に吸着させる。尚、固定マグネット11は回転ローラ10の全周にわたって配置されるものではなく、その一部に空隙を設けて非磁着部分が生じるように配置される。
そして、マグネットローラ9の上方且つ斜め前方に、その外周面に沿ってスクレーパ12を付設する。前述したように、マグネットローラ9には非磁着部分があるので、回転ローラ10の外表面に吸着された金属屑14は、スクレーパ12まで搬送されたところで磁力が消失し、回転ローラ10の表面から離反すると同時にスクレーパ12で金属屑受け箱13に掻き落として除去される。
すなわち、マグネットローラ9の内側のマグネット11は固定され、外側の回転ローラ10のみが回転するようにされているので、ローリングフィルタ5に突き刺さった金属屑14は、マグネット5の下側に回転移動してきたところで吸引され、ローリングフィルタ5の目詰まりが解消され、吸引された金属屑14は回転ローラ10によってスクレーパ12の設置位置まで搬送されて除去される。これにより、ローリングフィルタ5の外表面に外圧を掛けながらスクレーパ12で直接掻くことなく付着した金属屑14を除去することができる。したがって、ローリングフィルタ5を傷付けることがなく寿命が延びる。
以上の操作により、クーラント液収容タンク2の底面に残留堆積するスラッジ5hは、タンク底面巾一杯に取付けたブレード付き掻き上げコンベア6で確実に排出処理することができ、クーラント液収容タンク2の底面にスラッジ5hが長期間残留堆積することを防止でき、堆積したスラッジ5hによる加工品への悪影響を防止することができる。また、クーラント液収容タンク2の清掃回数をゼロ化することができ、省労力化を図ることができる。
1 ダーティ液一時貯留タンク
1a シャッタ式底板
1b 掻き板
1c 底板駆動用ブラケット
1d 底板駆動用エアーシリンダ
1e ローリングフィルタ及びマグネットローラ回転駆動装置
1f 駆動チェーン
1g 連通孔
2 クーラント液収容タンク
3 ダーティ液
4 クリーン液
5 ローリングフィルタ
5a フィルタエレメント
5b 回転側板
5c スプロケット
5d 軸受
5e クリーン液排出パイプ
5f クリーン液排出パイプの開口
5g ホルダ
5h スラッジ
6 掻き上げコンベア
6a 掻き上げコンベア用駆動モータ
6b ブレード
6c 排出シュート
7 遠心脱油機
7a クリーン液再排出口
8 クーラント液供給ポンプ
9 マグネットローラ
10 回転ローラ
11 固定マグネット
12 スクレーパ
13 金属屑受け箱
14 金属屑

Claims (4)

  1. クーラント液収容タンク内上方に区画して設けたダーティ液一時貯留タンクと、該ダーティ液一時貯留タンク内に回転可能に設けられたローリングフィルタと、該フィルタで濾過したクリーン液を前記クーラント液収容タンクへ戻す排出パイプと、前記ダーティ液一時貯留タンクの底面に設けた開閉自在のシャッタ式底板を備えたことを特徴とするクーラント液スラッジ除去装置。
  2. クーラント液収容タンクの底面巾一杯の長さ有するブレード付き掻き上げコンベアを備えたことを特徴とする請求項1記載のクーラント液スラッジ除去装置。
  3. 加工機械の運転中は、コンベアと遠心脱油機は停止し、ローリングフィルタとクーラント液供給ポンプのみが運転し、ダーティ液一時貯留タンクのシャッタ式底板を開けて溜まったスラッジをクーラント液収容タンクに落とし、加工機械が停止してから所定のスラッジ沈降時間を経た後、コンベアが運転してスラッジを排出すると共に、遠心脱油機を運転するようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のクーラント液スラッジ除去装置。
  4. ローリングフィルタの近傍にマグネットローラを非接触状態で平行に配置し、ローリングフィルタと同期して回転させ、前記マグネットローラの外周面に沿ってスクレーパを付設し、ローリングフィルタに突き刺さった金属屑を前記マグネットローラで磁着して離脱させると共に、前記マグネットローラの表面に吸着した金属屑を前記スクレーパで掻き落とすことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のクーラント液スラッジ除去装置。
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