JP3270071B2 - 強磁性材料の切削加工からの残滓を再生する方法および装置 - Google Patents

強磁性材料の切削加工からの残滓を再生する方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、強磁性材料の切削加工
からの残滓を再生する方法、ならびに、請求項1から6
までの方法を実施するための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許出願公開第373
9496号明細書から、不純物を含む液体、特に金属の
切削加工の際に使用される加工液を清浄化するのに用い
られるベルトフィルタ装置は公知である。このようなベ
ルトフィルタ装置は、液体を供給する汚液室を備えてい
る。この汚液室の下方には、フィルタ底部が配置されて
おり、その上にフィルタフリースが存在する。このフィ
ルタフリースは残滓の堆積量に依存して自動的に徐々に
移動する。この残滓はフィルタフリースと一緒に装置か
ら搬出され、捕捉容器に達する。この残滓は、大部分の
金属屑または金属塵の他に、研磨剤残分、たとえばコラ
ンダム材料を含んでいる。その他に、この残滓は油また
はエマルションが著しく付着している。
【0003】この混合物は、さらに再生することなし
に、許可された廃棄事業によりおよび特別な廃棄物集積
場にだけ廃棄することができる。さらに、この混合物を
焼却プラントに供給することも試みられた。金属、なら
びに、コランダムについて成分に基づき、この処理は不
経済でありかつ費用がかかる解決手段である。溶融炉で
金属を溶融させることは、同様に高い不純物の割合のた
めに有利でない。
【0004】ドイツ連邦共和国特許出願公開第3725
528号明細書から、懸濁液、スラッジ等の圧搾または
脱水装置は公知である。しかし、残滓に付着した油の除
去は高圧下でさえ不可能であることが示された。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、生じた残滓の再生、分離、ひいてはリサイクルを可
能にする方法および装置を提供することであった。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
り請求項1により解決される。前記課題を解決するため
の方法を実施する装置は、請求項7に記載されている。
【0007】提示した方法の著しい利点は、金属粒子、
または研磨剤粒子に付着した油、もしくは、エマルショ
ンの引き離しである。残滓を洗浄液中で運動させること
により、および、油溶性物質の相互作用および容器内容
物の連続的運動により、このような引き離しが達成され
る。
【0008】研磨残滓が主に鋼、または、鋼鋳造物、た
とえばクランク軸、カム軸、シリンダヘッドまたはシリ
ンダライナから生じるため、この金属研磨残滓は、磁気
的分離により固体の形で存在する他の残滓と分離するこ
とができる。
【0009】粒子に付着した油を引き離した後、有利に
は、容器壁に生じさせた磁場により、強磁性成分を容器
壁に堆積させる。従って、この洗浄液は、それになお含
まれる他の成分、たとえばコランダムと共にフィルタ装
置を介して循環し、この成分を洗浄液から濾別する。
【0010】第2の濾過段階において、強磁性成分は、
磁場を遮断することにより再度洗浄液と混ざり、この成
分を取り出すために第2のフィルタ装置に供給される。
この洗浄液から粒子を残らず除去した後、この洗浄液を
洗浄水再生容器に供給する。分離容器は、再度再生洗浄
液で満たされ、洗浄液、つまり分離容器への残滓の新規
の投入を行うことができる。
【0011】本発明の有利な実施態様において、容器内
での撹拌運動に対して付加的に、洗浄液およびそれに含
まれる成分の循環を行うことができる。この循環によ
り、容器内での固体成分の沈殿を回避することが保証さ
れる。
【0012】この洗浄液は、時間の経過と共に油が濃く
なり、所定の時間後に交換することができる。しかし、
この溶液を洗浄液中に含まれる油の分離を行う容器に供
給することも可能であり、かつ、本発明による1実施態
様により規定されている。
【0013】このフィルタ装置は、本発明の1実施態様
により乾燥装置を備えていてもよい。この乾燥装置はた
とえば濾滓の除湿を行う圧縮空気乾燥機であり、圧縮空
気−スラッジ再生フィルタとして公知である。濾滓の乾
燥およびこの圧縮空気−スラッジ再生フィルタからの搬
出を行った後、フィルタを洗浄液で逆洗する。
【0014】この方法のもう一つの有利な実施態様は、
分離容器内に相応して配置した反らせ板により、 a)汚染物質で負荷された洗浄液を磁場から誘導し、そ
れと共に、通過する強磁性成分だけを磁石に引き寄せ、 b)磁場により容器壁に堆積した強磁性成分の巻き込み
を回避し、 c)容器内壁の早期の摩耗を防ぐことができる。
【0015】請求項7に記載したように、この装置は分
離容器を備えており、この分離容器は良好な流動、ひい
ては、固体粒子に付着する油の良好な引き離しを保証す
るばかりか、液体が流動しないかまたはわずかに流動
し、磁場が影響を及ぼす領域をも有している。
【0016】この全ての装置は、洗浄液の循環、強磁性
成分の濾別、および、残留成分の濾別のために、本発明
の1実施態様により循環ポンプが必要である。容器、な
らびに、フィルタ装置につながるこの多様な導管分枝
は、弁、たとえば遠隔制御可能な電磁弁を介して切り替
えられる。このためには、たとえば時間制御含めた制御
装置が必要であり、その結果、一定の時間基準により、
洗浄液の循環、個々の成分の濾別、乾燥、供給およびフ
ィルタの逆洗が行われる。分離容器は、簡単な場合に
は、円筒状の中空体であり、その下端には漏斗状の搬出
部が備えられている。この円筒状の中空体の外壁には永
久磁石または電磁石が配置されており、この磁石により
分離容器内に磁場を生じさせることができる。電磁石
は、制御装置を介して直接、接続ならびに、遮断され、
一方、永久磁石は、同様に、制御装置を介して、容器壁
方向、または、容器壁とは反対方向への運動を、たとえ
ばアクチュエータを用いて遂行させることにより作用さ
せられる。これらの磁石は、有利な実施態様において微
極性または粗極性であり、この結果、容器壁の形状に応
じて、容器内壁への強磁性粒子の適切な堆積を生じさせ
る。
【0017】円筒状の分離容器の代りに、もう一つの実
施態様において、容器は多数の平面から構成されていて
もよい。
【0018】洗浄液として、たとえば水中での油の乳化
を引き起こす界面活性剤含有溶液が適している。
【0019】この方法について使用するために適当な洗
浄液は、たとえば部分安定エマルションであってもよ
く、これは運動の際に乳化し、ひいてはこの期間に油を
粒子から引き離し、静止期間において成分中で洗浄活性
物質と油とが分離しその結、果油を再利用するために、
たとえば遠心分離機を用いて再生することができる。
【0020】
【実施例】本発明を、次に、実施例につき詳説する。
【0021】図1に示した切削加工のからの強磁性材料
の残滓を再生する装置は、その上側に投入口があり、か
つ、振動篩別装置11を備えている充填箇所10を有し
ている。この振動篩別装置は、誤って残滓に達している
部品を除去するために利用される。充填箇所10の下方
には、スクリュー供給装置12の形の供給装置がある。
このスクリュー供給装置は、駆動モータにより駆動され
る。この駆動モータの制御は、装置の総合的な制御と同
様に適当な制御装置を介して行う。このスクリュー供給
装置12は、残滓を直接、容器14に搬入する。この容
器は、円筒形の上部と、漏斗状の搬出部とから構成され
ている。容器中には、撹拌装置15が設置されており、
この撹拌装置は、プロペラ16で容器内容物の混合を行
う。この容器の円筒形の外壁の外周面に永久磁石17が
あり、この永久磁石は半径方向に動くことができるよう
に配置されており、従って、容器壁から離間することが
できる。さらに2個の圧縮空気−スラッジ再生フィルタ
18、19が備えられている。このようなフィルタは、
たとえば、Mann+Hummel GmbH 社の VKD 5028 またはベ
ルギー国 Hydromation 社の 7-87 2.5M の印刷物から公
知である。この圧縮空気−スラッジ再生フィルタ18、
19は、供給された液体中に含まれているスラッジを堆
積させるフィルタ面を備えている。このスラッジを、続
いてたとえば圧縮空気を強力に送り込み、このフィルタ
中で乾燥させ、この後残留湿度はわずかな値に減少して
おり、搬出装置20、21を経てそれぞれ運搬容器2
2、23に供給される。図から明らかなように、全ての
構成要素は導管を介して相互に接続している。この導管
中には弁V1〜弁V13が配置されている。これらの弁
は、異なる導管を接続し、または、異なる作業工程とっ
て相応する導管を開放および閉鎖する役目をする。
【0022】全ての系中に含まれる液体を循環させるた
めに、唯一の循環ポンプ24が設置されている。
【0023】さらに、容器25が、系中に含まれる液体
を分離するために設置されている。この分離相およびそ
れに必要な装置は以下に記載する。同時にこの容器25
は、液体の貯蔵容器としても機能し、この液体は洗浄液
であり、かつ、研磨残滓に付着している油を引き離し、
接続するのに適している。
【0024】分離容器14は、導管26を介してポンプ
24と接続している。ポンプ24から、導管27は容器
25まで達する。双方の導管中には、弁V3および弁V
5が備えられている。ポンプ24から出発し、導管28
は圧縮空気−スラッジ再生フィルタ18、19まで達す
る。この導管中には、弁V4、V7、V10、V13が
あり、さらにこの導管は交差点29で導管30、31と
接続されている。導管31は、弁V2を介して分離容器
14の上方の供給部に達する。導管30は、弁V6を介
して容器25の上方の供給部に達する。フィルタ18の
搬出部から、導管32は、弁V11を介して導管30に
達する。同様に、フィルタ19の搬出部から、導管33
は、弁V8を介して導管31に達する。さらに、双方の
フィルタ18、19の搬出部は、なお、導管34および
弁V9、V12を介して導管31と接続しており、この
導管31は、分離容器14の上方の供給部に達する。導
管28は、導管35および弁V1を介して、分離容器1
4のもう一つの供給部に接続されている。容器25は搬
出部36を有しており、この搬出部にはポンプ37があ
る。このポンプの後方には、たとえば遠心分離機38の
ような油の分離に適した装置が接続されている。分離さ
れた油は、油捕集容器39に達する。
【0025】図2は、分離容器14の上から見た図を示
す。ここでは、プロペラ16を確認することができ、こ
のプロペラは分離容器中にある成分を混合するようにな
っている。この容器中では、この円筒形の外壁の内周面
に、反らせ板40、41、42、43、44が設けられ
ている。これらの反らせ板は、それぞれ分離容器14の
外壁に配置された永久磁石17a〜17eの前方にあ
る。永久磁石17eで示したように、各々は多数の個々
の磁石から構成され、磁化方向は主に半径方向に延びて
いる。容器壁の材料は非磁性であるため、磁石から生じ
た磁場は、容器の内部空間内に影響を及ぼす。この磁場
ライン45は主に図により示されている。それぞれの磁
石17a〜17eは、容器壁から離間することができ
る。この工程の表現について、磁石17bは容器壁から
離間されている。容器と磁石との間隔は、磁場が容器の
内部にもはや作用しない程度に計られる。
【0026】磁石および反らせ板の機能は、次の方法の
進行の記載で詳説する。
【0027】図3から図9は、それぞれ全体の装置を示
している。個々の方法工程がこれらの図に示されてい
る。特に、これらの図から、どの導管ラインが液体の循
環に対して開放されているかが認識できる。開放されて
いる導管ラインは、矢印で、貫流方向を認識できるよう
にしてある。
【0028】まず、図3に示したように、充填箇所10
中に、切削加工からの強磁性材料、たとえば水および油
を付着している研磨剤残滓が存在することが前提であ
る。この残滓は、振動篩別装置を介してスクリュー供給
装置12に達し、容器14に供給される。たとえば、4
0kgの量が、約400lの容量を有する容器中に装填さ
れる。この容器は、まず、洗浄液で満たされる。この洗
浄液は容器25中に存在し、そこから導管27を介して
ポンプ24へ、さらに導管32、33を介してフィルタ
18、19に供給され、このフィルタから導管35を介
して離れ、弁V1を介して分離容器14に流入する。こ
の液体の誘導は、逆洗を引き起こし、ひいては、圧縮空
気−スラッジ再生フィルタ中に配置されたフィルタ面を
清浄化する。さらに、弁V2が開放され、弁V8および
V11が封鎖されている場合、導管31を介して、再生
フィルタ18、19を迂回することができる。こうして
分離容器は洗浄溶液で満たされる。分離容器中の洗浄液
が十分な量になった後にようやく、スクリュー供給装置
12は用意した量の残滓を分離容器14に送り込む。同
時に、撹拌装置15が稼働し、洗浄液と残滓との混合を
行うことができる。この混合段階は図4に示してある。
【0029】撹拌装置15を用いた混合と共に、容器内
容物の循環は、ポンプ24が稼働し、相応する弁V3、
V4、V7およびV1が開放されている際に、導管2
6、28および35を介して循環を生じさせることによ
り行われる。容器内容物のこのような混合および循環
は、残滓に付着する油がこの残滓から離れるまで続けら
れる。
【0030】図5中では次の方法工程が示される。
【0031】この方法工程の間に、撹拌装置15を用い
た洗浄液の運動、ならびに、導管26、ポンプ24、導
管28および35を介する循環が維持される。この段階
の間に、今まで容器壁から離れていた永久磁石17a〜
17eを容器壁に当接させ、磁場が容器中に影響するよ
うにする。
【0032】図2において、容器中に存在する液体が、
プロペラ16の運動に基づき、主に回転流を生じること
を矢印46、47、48で表す。永久磁石を容器の外壁
に当接するように動かした後、液体中に含まれる強磁性
対粒子は回転運動からそれて、磁石17aに示したよう
に、磁場の領域に堆積する。反らせ板40〜44は、そ
の際、磁場ライン領域中の流れを静め、もしくは、反ら
せ板の相応する配置により流動しない空間を作り出す役
目をし、 a)汚染物質を負荷している洗浄液を磁場から誘導し、
それと共に、通過する強磁性成分だけを磁石に引き寄
せ、 b)磁場により容器壁に堆積した強磁性成分の巻き込み
を回避し、 c)容器内壁の早期の摩耗を防いでいる。
【0033】強磁性成分を、永久磁石の磁性作用領域で
容器内壁に堆積させた後、洗浄水中にはたんに残滓の非
強磁性成分、つまりたとえば研磨工程において研磨剤か
ら離れたコランダムが存在するに過ぎない。
【0034】この予備分離の期間が終了すると、図6に
示したような次の工程において、直江期待中に含まれる
成分、つまり残留した研磨スラッジの濾別を行う。この
ため、さらに撹拌器15を用いて撹拌しながら、液体を
導管26およびポンプ24、導管28を介して供給す
る。この導管28および開放している弁V13を介し
て、液体は圧縮空気−スラッジ再生フィルタ18に達
し、そこから導管34を介して分離容器14に戻され
る。この循環路は分離容器14中にある全ての液体が、
数回フィルタ18を通過し、液体中に含まれる残滓が残
留せずに完全に濾過されることが保証されるまで維持さ
れる。この工程の間に、もちろん永久磁石は作用したま
まであり、つまり強磁性成分は分離容器14の壁に堆積
している。
【0035】図7による次の方法工程において、永久磁
石17a〜17eを、容器壁から外側に移動させ、つま
り磁場が分離容器内に影響しなくなり、これにより強磁
性成分は容器壁から離れる。撹拌装置15はさらに稼働
しており、その結果この成分は再度液体に混ぜられる。
この液体は、今度は、導管26を介し、ポンプ24を経
て、さらに導管28を介して圧縮空気−スラッジ再生フ
ィルタ19に供給される。この濾過した液体は、弁V9
および導管34を介して分離容器14に再度戻される。
この期間の間、強磁性成分はフィルタ19中に堆積す
る。同時にフィルタ18中にある残滓は、圧縮空気を供
給して乾燥させる。
【0036】図8による次の方法工程において、分離容
器14は空になる、つまりこの液体は、導管26、弁
3、ポンプ24および弁4、導管30、弁6を介して容
器25中に達する。
【0037】この液体が完全に分離容器14から除去さ
れた後、図9による最後の方法工程、フィルタ19中に
含まれる残滓、つまり強磁性成分の乾燥が後続し、その
他に、容器25中で、油と洗浄水との分離が行われる。
この分離した油は、搬出部36およびポンプ37を介し
て、分離装置、もしくは、遠心分離機38に供給され
る。この遠心分離機は、油中に含まれる水残分およびス
ラッジ残滓を分離し、この油は油捕集容器中に達し、遠
心分離機から分離した水、もしくはスラッジは導管49
を介して容器25に戻される。
【0038】フィルタ18および19中での乾燥工程が
終了した後、それぞれ搬出装置20、21のフラップを
開放する。乾燥し、かつ、もはや分けられて存在する残
滓は、運搬容器22、23に達する。この残滓は、ほと
んど乾燥したコンシステンシーで存在し、さらに、この
残滓は油を有していないか、または極めて少ない割合の
油を含有するため、問題なく再分離または廃棄すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】分離方法を実施するための装置の構造
【図2】図1に示した分離容器の上から見た図
【図3】異なる工程での図1に示した装置
【図4】同上
【図5】同上
【図6】同上
【図7】同上
【図8】同上
【図9】同上
【符号の説明】
10 充填箇所、 11 振動篩別装置、 12 スク
リュー供給装置、 13駆動モータ、 14 分離容
器、 15 撹拌装置、 16 プロぺラ、17a,1
7b,17c,17d,17e 永久磁石、 18,1
9 圧縮空気−スラッジ再生フィルタ、 20,21
搬出装置、 22,23 運搬容器、24 循環ポン
プ、 25 容器、 26,27,28 導管、 29
交差点、 30,31,32,33,34,35 導
管、 36 搬出部、 37ポンプ、 38 遠心分離
機、 39 油捕集容器、 40,41,42,43,
44 反らせ板、 45 磁場ライン、 46,47,
48 矢印、 49導管、 50 研磨残滓、 51
洗浄液、 V1〜V13 弁
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−193742(JP,A) 特開 昭63−225547(JP,A) 特開 昭62−171677(JP,A) 特開 平1−273583(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B03C 1/00 - 1/32 B23Q 11/00 C02F 11/12 B01D 36/00

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 強磁性材料の切削加工からの残滓(5
    0)を再生する方法において、残滓を供給装置(12)
    を介して洗浄液(51)で満たされている分離容器(1
    4)に供給し、該分離容器(14)内において、残滓
    (50)と洗浄液(51)との混合を行い、少なくとも
    鉛直の容器壁に磁場(45)を生じさせ、強磁性成分を
    この壁に堆積させ、その際、非強磁性成分を濾別するた
    めに分離容器の洗浄液(51)および非強磁性成分を、
    フィルタ装置(18)に供給し、引き続き、磁場を解除
    し、容器壁から離れた強磁性成分を洗浄液(51)と一
    緒に、この成分を濾別するために、前記フィルタ装置
    (18)が空になった後、ここに供給するか、または、
    もう一つのフィルタ装置(19)に供給することを特徴
    とする強磁性材料の切削加工からの残滓を再生する方
    法。
  2. 【請求項2】 分離容器の内容物を撹拌することによ
    って、残滓(50)と洗浄液(51)との混合を行う請
    求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 洗浄液(51)に含まれる油再生およ
    び分離する場合に、油を含む洗浄液(51)を容器(2
    5)に供給する請求項1または2記載の方法。
  4. 【請求項4】 フィルタ装置(18,19)で濾別した
    成分を、空気流で乾燥させ、搬出装置(20,21)を
    介して、運搬容器(22,23)に搬出する請求項1、
    2または3記載の方法。
  5. 【請求項5】 フィルタ装置(18,19)を、フィル
    タ装置(18,19)で濾別した成分の乾燥搬出後に洗
    浄液(51)を用いて逆洗する請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 分離容器(14)内の磁場が作用する領
    域中に静止領域を設け、流動する内容物中の強磁性成分
    を磁場が作用する領域に誘導し、そして、この領域内の
    静止領域に位置する分離容器壁に強磁性成分を堆積させ
    請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
  7. 【請求項7】 強磁性材料の切削加工からの残を再生
    する装置において、残滓(50)を充填するための充填
    箇所(10)が備えられており、この充填箇所(10)
    に接する供給装置(12)は、所定の量の残滓(50)
    を取り出し、これが供給される分離容器(14)は洗
    浄液(51)で満たされており、該分離容器の壁は、1
    個以上の面を有し、残滓(50)と洗浄液(51)との
    混合物である内容物中の強磁性成分を前記壁に堆積させ
    るように、少なくとも前記面に磁場を一時的に生じさせ
    装置(17)が備えられており、さらに、分離容器
    (14)内の内容物を2個のフィルタ装置(18,1
    9)のいずれにも選択的に導入することができるよう
    に、両者を、導管(26〜35)およびポンプ(24)
    ならびに弁(V1〜V13)を介して相互に接続してい
    ることを特徴とする強磁性材料の切削加工からの残滓
    再生する装置。
  8. 【請求項8】 分離容器(14)は撹拌装置(15,1
    6)を有し、分離容器(14)の壁の下端は漏斗状の搬
    出部で終わっている請求項7記載の装置。
  9. 【請求項9】 分離容器の内容物を、超音波発生器ま
    たは衝撃波発生器を用いて撹拌する請求項7記載の装
    置。
  10. 【請求項10】 分離容器(14)は主に円筒状の外壁
    を有し、この分離容器(14)内に1個以上の鉛直に配
    置された反らせ板(40〜44)が撹拌機(15,1
    6)の稼働の間に流動する内容物中の強磁性成分を磁場
    が作用する領域に誘導するように備えられており、分離
    容器壁の外周面には前記領域の磁場を生じさせる磁石
    (17)が配置されている請求項7から9までのいずれ
    か1項記載の装置。
  11. 【請求項11】 分離容器壁が規則正しい多角形の形
    で、多数の平面から構成されており、1個以上の反らせ
    板(40〜44)は撹拌機の稼働の間に流動する内容物
    中の強磁性成分を磁場が作用する領域に誘導するように
    備えられており、分離容器壁の外周面には前記領域の
    場を生じさせる磁石が配置されている請求項7から9ま
    でのいずれか1項記載の装置。
  12. 【請求項12】 分離容器(14)内の磁場を生じさせ
    たり解除したりする磁石が、分離容器壁の外周面に配置
    された、分離容器壁の外周面に近づけたり離したりする
    ことができる可動の永久磁石であるか、または、通電と
    遮断の切り替えを行うことができる電磁石である請求項
    7から11までのいずれか1項記載の装置。
  13. 【請求項13】 磁石(17)が微極性または粗極性で
    構成されている請求項1記載の装置。
  14. 【請求項14】 分離容器(14)はポンプ(24)を
    介して容器(25)と接続されており、容器(25)内
    で、洗浄液(51)中に含まれる油の分離を行う請求項
    7から1までのいずれか1項記載の装置。
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