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

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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