JP2013521146A - 削り屑と冷却潤滑剤とを分離するための重力分離器 - Google Patents

Abstract

本発明は、特に、例えば（冷却）潤滑剤といった液体から例えば削り屑いった固体を分離するための乾燥分離器(1)であって、少なくとも１つの沈殿槽(2)と、固体を多く含む液体を、上方から沈殿槽(2)内に設けられたシュート(4)へ導入することができる供給装置(3)と、シュート(4)の下端に設けられ且つフィルタ(6)から下流に接続された吸引ポンプ(13)を有する沈殿空間(5)と、沈殿空間(5)の底部に設けられ且つ閉鎖要素(8)によって閉じることが可能な排水口(7)と、底部で排水口(7)に接続されたスクリューコンベヤ(9)と、を備える乾燥分離器(1)に関する。このため、非常に低コスト且つ急速な固体分離を達成できるようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に、例えば冷却液／潤滑剤などの液体から、例えば小片などの固体を分離するための乾燥分離器に関するものである。

従来から、乾燥分離器は、液体から固形（浮遊）物質を分離するのに用いられるとともに、これらを乾燥させ且つ乾燥した形態で分離するのに用いられている。かかる乾燥分離器は、例えば金属加工において用いられ、かかる金属加工においては、冷却液及び／又は潤滑剤が例えば金属小片や同様のものといった固体でしばしば汚される。ここで、冷却液及び／又は潤滑剤は、通常、濾過されるところ、例えば小片といった、濾過して取り除かれた固体が乾燥され且つ乾燥した形態で分離される一方で、濾過流体は金属加工プロセスに再び供給される。ここで、乾燥は、今もなお小片に付着して液体を吸収することによって小片を乾燥する、例えば紙状材料といった吸収材料によって通常行われる。しかしながら、かかる乾燥分離器に伴う吸収紙の消費量は比較的高く、分離工程それ自体が費用のかかるものとなると同時に複雑となる。

それ故に、本発明は、一方では高い分離排出量を有するとともに、他方では費用効率が高い作業を可能にする乾燥分離器の改善された実施形態を提示するという問題を取り扱う。

本発明によれば、この問題は、独立請求項１の主題を通じて解決することができる。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。

本発明は、沈殿工程及びその後に続く乾燥工程を通じて、例えば冷却液／潤滑剤といった液体からの、例えば金属小片といった固体の高度の分離を達成するという概念に基づいている。このため、本発明に係る乾燥分離器は、供給装置によって固体を多く含む液体で満たされることが可能な沈殿槽を備えている。供給装置は、沈殿槽内に設けられたシュートに上方から案内されており、これにより、沈殿槽を充填する際に、固体を多く含む液体が上方からシュート上へ流れる。ここで、沈殿空間は吸引ポンプを有している一方、フィルタは上記吸引ポンプの上流に接続されている。さらに、沈殿空間の底部には、閉鎖要素によって閉じることができる排水口が設けられており、スクリューコンベヤはその底部でこの排水口に接続されている。ここで、液体内で押し流される固体粒子の分離は、以下のように実行される。先ず、供給装置によって、固体を多く含む液体が沈殿槽内のシュート上に案内され、沈殿空間において、液体および液体に含まれる固体粒子の両方が、シュート上をゆっくりと下方へ滑る。次に、沈殿空間において、液体内で押し流された固体粒子が、沈殿して沈殿空間の底部に集まる。この場合、沈殿空間における底部の上方で、吸引ポンプが沈殿空間に連絡するように接続されており、これにより、吸引ポンプの運転中、吸引ポンプが、沈殿を通じて既に事前浄化された液体を沈殿空間から吸い込むことができる。しかしながら、この事前浄化された液体中に一部未だに存在している固体粒子による汚染を確実に排除することができるようにするために、フィルタが吸引ポンプの上流に接続されている。この場合、乾燥分離器の充填後直ぐに吸引ポンプを始動させることができ、自然沈殿（強制沈殿）のための滞留時間は必要ない。吸引ポンプの上流に接続されているフィルタは、吸引ポンプ運転中、液体を継続的にきれいにする。吸込側にフィルタを配置することにより、吸引ポンプに対して例えば最大３００ミリバールの差圧しか発達せず、これにより、フィルタの目詰まりを優先的に完全に排除することができる。沈殿空間に残っている残留流体は今や、例えばねずみ鋳鉄小片の場合には個々のねずみ鋳鉄粒子の凝集をもたらすような、非常に高い固体濃度を有している。これに引き続いて、底部に設けられた閉鎖要素が、一時的に、又は、沈殿槽の底部に堆積している固体粒子の所定限界値に至ると開かれ、そうして、固体粒子で極めていっぱいの液体が波打つように排水口内を流れる。乾燥分離器に堆積した大型粒子（小片）は、波打ちによって下方に位置するスクリューコンベヤで引きずられ、その結果として乾燥分離器における分離不良を効果的に排除することができる。この場合は、排水口を、トラフコンベヤのように設計することが、又は、そのようなものに接続することができる。これに引き続いて、例えばフラップ弁として設計された閉鎖要素が閉じられるとともに、排水口またはスクリューコンベヤトラフに接続されたスクリューコンベヤが起動する。最適な混合（凝集体の解体）及び最良の乾燥のために、スクリューコンベヤを振り子ステップ法（oscillating step method）に従って、すなわち追加的に並進的に動作させることができ、そこにおいて、スクリューコンベヤは比較的短い構造長さで高度の乾燥を達成するように設計されるのが好ましい。これに加えて、シュートおよびスクリューコンベヤの両方が、広範囲の材料および粒度で充填することができ、且つ、これにより広範囲の材料および固体粒子を分離することができるように、優先的に設計されている。この目的を達成するために、スクリューコンベヤは、優先的に片側に取り付けられるとともに、同時に、優先的に失敗を完全に排除するコアレス様式で具体化される。閉鎖要素の新たな開放に先立って、それ故、沈殿空間に集められた残留流体によるスクリューコンベヤの新たな充填の前に、スクリューコンベヤの下側領域に未だ残っている残留流体が例えば不図示のタンクへ吸い出される。同時に、少なくとも、分離され且つ乾燥された固体粒子が閉鎖要素の領域外に運ばれ、且つ、閉鎖要素の新たな開放の際に、まだ浄化されていない新たな残留流体と最早接触できなくなるまでは、スクリューコンベヤの回転が継続される。

本発明による解決策の有利なさらなる開発により、乾燥装置及び／又は加熱装置がスクリューコンベヤの領域に設けられている。スクリューコンベヤによるゆっくりとした固体粒子の運搬の間、乾燥装置及び／又は加熱装置を積極的に用いて、これらの乾燥に機能的に影響を与えることができる。乾燥装置／加熱装置は、例えば送風機又はヒータとして設計することができる。この場合は、単に例えば分離プロセスの進行を早めたいときに、乾燥装置／加熱装置を作動させることができることは明らかである。

本発明に係る乾燥分離器の一般的な利点は、分離された固体粒子の低残留水分にある。固体粒子は、分離された状態では、全自動運転、すなわち、労働力および保守努力のどちらも必要としない運転モードと同様に、優先的に易流動性の粒状として存在する。加えて、本発明に係る乾燥分離器は、液体を浄化し且つ固体を沈殿させるのに多大な滞留時間を必要とせず、その結果として、比較的高い分離速度を達成することができる。しかしながら、本発明に係る乾燥分離器が、従来高コストをもたらしていた、例えば紙といった消耗材料を必要としないことは特別な利点になるだろう。

本発明のさらなる重要な特徴および利点は、下位請求項、線画および線画によって表現される関連する図面から得られる。

先に述べた及び以下でまだ説明すべき特徴は、規定された個々の組合せにおいてのみならず、本発明の範囲から離れることなく、他の組合せにおいて又はそれ自身によっても用いることができるということが分かるであろう。

本発明の好ましい代表的な実施形態は、図面で示されるとともに、以下の説明においてさらに詳細に説明され、そこでは、同じ参照符号は、同じ又は同様又は機能的に同じ構成要素に関連している。

ここで、図面はいずれの場合にも概略的に示される。

本発明に係る乾燥分離器の断面図である。 本発明に係る乾燥分離器の部分断面図である。 図２を別の視点から見た図である。

図１〜３に示すように、例えば冷却液及び／又は潤滑剤といった液体から、例えばスチール小片、鋳物小片、アルミニウム小片または研削屑といった固体を分離するための、本発明に係る乾燥分離器１は、少なくとも１つの沈殿槽２と、それによって固体を多く含む液体を、上方から沈殿槽２内に設けられたシュート４へ注ぐことができる供給装置３と、を備えている。さらに、シュート４の下端には沈殿空間５が設けられており、そこから、吸引ポンプ１３によって、沈殿により既に事前浄化された液体を吸い出すことができる。ここで、まだ沈殿していない固体を濾過して取り除くために、フィルタ６（エッジギャップフィルタ（edge gap filter））を吸引ポンプ１３の上流に接続することができる。このため、吸引ポンプ１３の損傷または摩耗の増大を回避するために、吸引ポンプ１３に入る前に、固体を吸引することができる。この場合、沈殿空間５の底部に、例えば放出弁といった閉鎖要素８によって閉鎖することが可能な排水口７が設けられている。これに加えて、底部で排水口７に接続されるスクリューコンベヤ９が設けられている。このスクリューコンベヤ９を除けば、例えばスクレーパーまたは磁性分離器といった付加的な機械的部品は本発明に係る乾燥分離器１には必要ない。その代わりに、液体で押し流された固体は重力により排出され、シュート４上に沈殿した固体粒子を沈殿槽２から排水口７へ安全に流すために、流入する液体が同時に利用される。

カント（canting）を回避する一方、固液分離を促進するために、スクリューコンベヤ９を、例えばコアレス（coreless）に設計したり、片側に取り付けたりすることができる。さらに、固体粒子のさらなる高回転を達成するために、スクリューコンベヤ９の個々の羽根端部を適切に変更することができることは明らかである。

分離された固体粒子を凝集するための不図示のペレット製造装置を、排水口７の反対側に位置する、スクリューコンベヤ９の先端に付加的に設けることができる。同様に、スクリューコンベヤ９の上方領域に優先的に設けられる乾燥装置及び／又は加熱装置を、オプションとして設けることができる。さらに、供給装置３に向き合って、乾燥分離器１に供給される液体の流れをシュート４の上へ誘導するバッフル壁１１が優先的に設けられている。図１〜図３からはっきり分かるように、この場合は、供給装置３は優先的に排水口７の方向に向けられていて、スクリューコンベヤ９は約３０°の傾斜を有している。

ここで、本発明に係る乾燥分離器１は、以下のように機能する。最初に、固体でいっぱいの液体が、供給装置３によって乾燥分離器１の沈殿槽２に注がれる。流入する液体の流れは、運動エネルギーを減少させるために、図示されるバッフル壁１１によってシュート４の上に方向転換され、その結果として、大きい固体粒子が沈殿しなくなる（sedimenting-out）のを回避することができる。どんなに遅くとも、固体を多く含む液体が乾燥分離器１に新たに充填されるやいなや、先行する充填により堆積した汚れが再び洗い流される。

それ故に、固体はシュート４に沿ってゆっくりと沈殿空間５に滑り込み、その結果として、沈殿空間５内で且つ閉鎖要素８の真上で沈殿可能な固体粒子の濃縮が生じる。この場合は、乾燥分離器１の充填後直ぐに吸引ポンプ１３を始動させることができ、自然沈殿（強制沈殿）のための滞留時間を必要としない。除去ポンプ運転中、吸引ポンプ１３の上流に接続されているフィルタ６が、吸い込まれた液体の流れを継続的に浄化する。フィルタ６を吸込側に配置することによって、優先的に３００ミリバールに制限される、小さな差圧しか発達しない。それ故、例えばエッジギャップフィルタとして設計可能な又はエッジギャップ要素を含むことが可能なフィルタ６の目詰まりを、優先的に完全に排除することができる。沈殿槽２に残っている大量の残留流体は、今や、例えばすねずみ鋳鉄小片の場合には固体粒子の凝集をもたらすような、非常に高い固体濃度を有している。閉鎖要素８の下方に設けられたスクリューコンベヤ９が、閉鎖要素８を開く前に空にされ且つ清浄にされることは明らかである。閉鎖要素８を開くと、乾燥分離器１に残っている残留流体が、高流速で波打つようにスクリューコンベヤ９の方へ流れ、波打ちによって、乾燥分離器１内で、沈殿しなかった大きな粒子(小片)でさえ強制的に連れて行かれる。それ故に、乾燥分離器１における分離不良を排除することができる。

スクリューコンベヤ９の充填後、スクリューコンベヤ９は閉鎖要素８の閉鎖で始動する。スクリューコンベヤ９の運転モードは、最適な混合(凝集体の解体)及び最良の乾燥のために、振り子ステップ法で設計されている。スクリューコンベヤ９は、通常、最小限の構造長さで、できるだけ高い乾燥度を達成することができるように設計されている。スクリューコンベヤ９はまた、通常、広範囲の材料および粒度で充填できるように設計されており、そのため、スクリューコンベヤ９は、片側に取り付けられるとともに、優先的に失敗を排除するコアレスに設計されている。このことは、最新の技術に係る乾燥分離器１は、新たに各材料を準備する必要はなく、プリセット制御で運転できるということをもたらす。

スクリューコンベヤ９の非常にゆっくりな回転によって、直ぐに固体粒子が上方に持ち上げられるとともに、その間にも乾燥され、これにより、スクリューコンベヤ９の他端で、自由に流れるように、固体粒子を待機ワゴン１２又は待機コンテナに注ぐことができる。スクリューコンベヤ９の下側領域には、固体粒子がきれいに取られた残留流体が残る。閉鎖要素８の新たな開放の前に、及び、それ故に沈殿空間５に集められた残留流体によるスクリューコンベヤ９の新たな充填の前に、スクリューコンベヤ９の下側領域に未だ残っている残留流体が、例えば不図示のタンクへ引き続き汲み出される。同時に、少なくとも、分離され且つその結果乾燥された固体粒子が、閉鎖要素８の新たな開放の際に、まだ浄化すべき新たな残留流体と、もはや接触しなくなるまでは、スクリューコンベヤ９をさらに回転させる。スクリューコンベヤ９の下側領域が空になると直ぐに、スクリューコンベヤを再充填することができる。この場合は、スクリューコンベヤ９の駆動速度が分離された固体粒子の乾燥の度合いを制御する。乾燥の速度を上げるために、冒頭で述べた付加的な乾燥装置及び／又は加熱装置を、特にスクリューコンベヤ９の上方領域に設けることができる。スクリューコンベヤ９の先端に、固体粒子を加圧してペレットにし、それによって売却を容易にする、不図示のペレット製造装置を設けることも考えられる。

吸引ポンプ１３から吸い出され且つ浄化された液体を、タンク、又は、例えば再びシュート４（図１参照）の上方の沈殿槽２に供給することができる。このため、適切に液体の流れを誘導するバルブ装置１４を設けることができる。

概して、本発明に係る乾燥分離器１は以下の利点を有している。

易流動性の粒状にする、分離された固体粒子の低残留水分。

フィルタ精度を自己調整できる、簡素なフィルタの使用。

保守努力および労働力を必要としない自動運転。

例えば分離された固体粒子を乾燥するための紙といった消耗材料がないこと。

自動フィルタシステムの完成。

分離された固体粒子（強制沈殿）の多大な滞留時間を要しないこと。

Claims (10)

1. 特に、例えば冷却液／潤滑剤などの液体から、例えば小片などの固体を分離するための乾燥分離器(1)であって、
   少なくとも、
   １つの沈殿槽(2)と、
   それによって、固体を多く含む液体を、上方から沈殿槽(2)内に設けられたシュート(4)に導入することができる、１つの供給装置(3)と、
   上記シュート(4)の下端に設けられ、且つ、フィルタ(6)の下流に接続された吸引ポンプ(13)を有する沈殿空間(5)と、
   上記沈殿空間(5)の底部に設けられ、且つ、閉鎖要素(8)によって閉じることができる排水口(7)と、
   底部側で上記排水口(7)に接続されるスクリューコンベヤ(9)と、を備えていることを特徴とする乾燥分離器。
2. 請求項１記載の乾燥分離器において、
   上記吸引ポンプ(13)の上流に接続されている上記フィルタ(6)は、特に自己洗浄式のエッジギャップフィルタとして設計されていることを特徴とする乾燥分離器。
3. 請求項１又は２記載の乾燥分離器において、
   上記スクリューコンベヤ(9)は、コアレス型であることを特徴とする乾燥分離器。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の乾燥分離器において、
   上記スクリューコンベヤ(9)は、片側に取り付けられていることを特徴とする乾燥分離器。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の乾燥分離器において、
   上記排水口(7)の反対側に位置する、上記スクリューコンベヤ(9)の先端に、分離された固体粒子を凝集するためのペレット製造装置が設けられていることを特徴とする乾燥分離器。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の乾燥分離器において、
   上記スクリューコンベヤ(9)の領域に、乾燥装置及び／又は加熱装置が設けられていることを特徴とする乾燥分離器。
7. 請求項１又は６記載の乾燥分離器において、
   上記乾燥分離器(1)に供給される液体の流れを、上記シュート(4)の方へ向けて方向転換させるバッフル壁(11)が、上記供給装置(3)に向かい合って設けられていることを特徴とする乾燥分離器。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の乾燥分離器において、
   上記供給装置(3)は、上記排水口(7)の方向に向けられていることを特徴とする乾燥分離器。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の乾燥分離器において、
   上記スクリューコンベヤ(9)は、約３０°の傾斜を有することを特徴とする乾燥分離器。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の乾燥分離器において、
    上記スクリューコンベヤ(9)を回転させるための駆動装置が設けられており、当該駆動装置は、同時に上記スクリューコンベヤを振り子ステップ法で動作させることを特徴とする乾燥分離器。

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