JP3325010B2 - 磁気固液分離装置 - Google Patents
磁気固液分離装置Info
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Description
や放電加工機等を循環する加工液から加工屑や研磨屑等
の懸濁物を磁力を利用して分離する磁気固液分離装置に
関するものである。
力を利用して分離するもので、濾材等を交換する必要が
ないため、保守管理が容易であり、濾過を中断すること
なく連続して行える。
例えば特開平9−248483号、特開平10−244
424号公報に開示されたものは、液体に浸かりながら
回転する対の回転板と、各回転板に互いに対向するよう
に取付けられる対の磁石とを備え、液体中の磁性懸濁物
を回転板に磁気吸着して分離するようになっている。
たものは、図7に示すように、互いに対向する磁石41
の背面を結ぶコの字状をした継鉄42を備える。対で設
けられる磁石41どうしが互いの磁気作用が及ぶ範囲に
ある場合、継鉄42内に磁気回路が構成され、磁石41
間に強い磁場をつくって、懸濁物の磁気吸着率を高めら
れる。
うな従来装置にあっては、図8に示すように、対で設け
られる磁石41どうしが離れて互いの磁気作用が及ばな
い場合に、コの字状をした継鉄42内に磁気回路が構成
されず、磁石41間につくられる磁場は単体の磁石と同
等に弱まり、懸濁物の磁気吸着率を高められない。
の磁石41毎に回転軸に沿って配設される構造のため、
製品のコストアップを招くとともに、可動部の重量増大
によってランニングコストアップを招く。
のであり、構造を合理化して磁気吸着率を高められる磁
気固液分離装置を提供することを目的とする。
かりながら回転する回転板と、回転板に取付けられる磁
石とを備え、液体中の磁性物を回転板に磁気吸着して分
離する磁気固液分離装置に適用する。
石を包囲する袋状継鉄を備え、袋状継鉄に磁極と共に回
転板に対峙する開口端面を形成し、袋状継鉄の開口端面
と磁石の一方の磁極面とが回転板に接するように袋状継
鉄と磁石を回転板に取り付けたことを特徴とするものと
した。
空間を画成する対の回転板と、対の回転板に磁気空間を
挟んで異なる磁極が対向するように配置される対の磁石
と備えたことを特徴とするものとした。
いて、開口端面に凹状に窪む溝を形成したことを特徴と
するものとした。
つの発明において、回転板に付着した磁性物を掻き取る
スクレーパーと、スクレーパーを回転板に同期して回転
する機構を備えたことを特徴とするものとした。
つの発明において、回転板の表面に撥水性を持たせたこ
とを特徴とするものとした。
つの発明において、磁気空間に液体が流れるように案内
する手段を備えるものとした。
袋状継鉄は磁石を包囲して磁気回路を構成するため、開
口から臨む磁極表面に磁界を集中させるとともに、開口
端面にも磁極表面と同一の磁界が生じる。これにより、
磁性物の吸着率を高められ、研削加工機等の場合、加工
液の濾過精度が高まり、ワークの仕上げ精度を高めら
れ、加工液や砥石等の長寿命化がはかれる。吸着面に生
じる磁界が強まることにより、吸着面に磁気吸着される
磁性懸濁物が連鎖状に延びて回転板と共に液体の中を移
動するため、カーボン等の非磁性懸濁物も磁性懸濁物と
共に液体中から引き上げて回収される。この作用と強磁
界の働きで体内に磁性体(マグネタイト)を持つ走磁性
細菌(嫌気性バクテリア)も懸濁物と共に回収されるた
め、クーラント液中にバクテリア等が発生することを防
止できる。これにより例えば工作機での刃物、砥石等に
よる切削、研削効率の低下を防止できるとともに、バク
テリア発生による腐敗臭をなくすことができ、環境管理
が容易になる。
るため、袋状継鉄のまわりに磁性物が吸着されることが
なく、各回転板に抵抗を与えることを回避できる。
回転板に取付けられる構造のため、前記従来装置のよう
にコの字状をした継鉄が2つの磁石に渡って配設される
構造に比べて、継鉄の使用量が大幅に削減され、製品の
軽量化およびコストダウンがはかれるとともに、可動部
の重量軽減によってランニングコストダウンがはかれ
る。
されることによってそれぞれの角部で磁気勾配が高めら
れ、大量の磁性物を吸着することができる。
板と同期回転することにより、磁性物を有効に分離でき
る。
体が速やかに固液分離層へと戻され、工作機械において
は加工液の消費を減らすことができる第6の発明による
と、液体の主流が磁気空間を通過し、液体中に含まれる
磁性物を効率よく吸着できる。
磁性微粉末を含む加工液を濾過したり、あるいは液体中
からニッケル、コバルト等の磁性物を回収する磁気固液
分離装置について、本発明を適用した実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
置1は上流漕2と固液分離漕3および下流漕4を備え
る。上流漕2には入口5から磁性懸濁物を含む液体が流
入し、この液体が上流漕2から固液分離漕3を通って下
流漕4に流れる過程で磁性懸濁物が分離された後、下流
層4の出口6から流出する。入口5と出口6が図示しな
い配管を介して工作機械等に接続されると、磁気固液分
離装置1に工作機械の加工液が循環する。
れる。上流漕2の底部2aから固液分離漕3の底部3a
にかけて連続して傾斜し、上流漕2で沈む磁性懸濁物等
が固液分離漕3へと導かれるようになっている。
る。円盤状をした各回転板7,8は軸方向に直交して回
転軸9に固定され、両者の間に磁気空間18が画成され
る。各回転板7,8は非磁性材で形成され、それぞれの
背面17に複数(本実施の形態では6個とする)の永久
磁石13が取付けられる。各回転板7,8は磁気空間1
8の略半分が固液分離層3に溜まった液体に浸かった状
態で回転し、各磁石13の磁力により各回転板7,8の
吸着面16に液体中の磁性懸濁物を吸着するようになっ
ている。
る手段として、上流漕2と固液分離層3を仕切る仕切壁
31には磁気空間18に対峙する開口部32が形成され
るとともに、固液分離層3と下流漕4を仕切る仕切壁3
3には磁気空間18に対峙する開口部34が形成され
る。開口部32,34は磁気空間18と略同一幅に設定
され、固液分離層3を流れる液体の主流が磁気空間18
を通過するようになっている。これにより、液体中の磁
性懸濁物が吸着面16に吸着される率を高められる。
面17には複数(本実施の形態では6個)の磁石13が
周方向に等間隔をもって取付けられる。各回転板7,8
を挟んで対で設けられる磁石13は互いに異なる磁極
(N極とS極)が対向するように配置される。本実施の
形態では回転板7の背面17には磁石13のN極が当接
し、回転板8の背面17には磁石13のS極が当接して
いるが、一つの背面17に対して各磁石13のN極とS
極が交互に当接するように配列してもよい。
口を有して磁石13を包囲する袋状継鉄14を備える。
この袋状継鉄14は筒状の側壁部14aと、この側壁部
14aの一端を塞ぎ磁石13の一方の磁極に当接する端
壁部14bと、磁石13の他方の磁極が臨む開口端面1
4cとを有する。磁石13は袋状継鉄14の内側に隙間
無く当接する。袋状継鉄14は強磁性材料によって形成
され、側壁部14a、端壁部14bの断面積が磁石13
の飽和磁束密度に対応した断面積を有して、磁気回路を
構成する。本実施の形態において、円柱状の磁石13が
用いられるが、磁石13、袋状継鉄14の断面形状は円
形に限らず、多角形や矩形としてもよい。
持つ例えばフェライト磁石または希土類磁石等の永久磁
石が用いられるが、電磁コイル等からなる電磁石を用い
てもよい。
13の磁極と共に各回転板7,8の背面17に当接して
取付けられる。後述するように、各回転板7,8の吸着
面16はその背後で開口端面14cと磁石13の磁極が
対峙する部位に強い磁界が生じ、磁性懸濁物を吸着す
る。
端面14cに凹状に窪む複数(本実施の形態では2条)
の溝19が環状に形成される。袋状継鉄14は開口端面
14cに各溝19が開口することにより、内外周の角部
に加えて溝19の数の2倍(本実施の形態では4つ)の
角部を有する。
ー21を備え、このスクレーパー21は各回転板7,8
の吸着面16に摺接して各吸着面16に付着した磁性懸
濁物等を掻き取るようになっている。スクレーパー21
はゴム材によって形成され、その基端部が回転軸22に
固定される。この回転軸22は伝達装置(図示せず)を
介して回転軸9に連動し、各回転板7,8に取付けられ
た磁石13と同期して回転する。図2において矢印で示
すように、各回転板7,8は時計回り方向に回転し、ス
クレーパー21は反時計回り方向に回転する。各回転板
7,8が1回転する間にスクレーパー21はこれに同期
して磁石13の取付け数(本実施の形態では6回)だけ
回転し、各磁石13の取付け位置毎に各吸着面16に付
着した磁性懸濁物等を下流漕4側に掻き取る。なお、共
通の回転軸22に対して2つのスクレーパー21を18
0度の間隔を持って取付けることにより、回転軸22の
回転数を半分にすることができる。
3が軸24を介して回動可能に吊り下げられる。掻き取
り板23は重力によってスクレーパー21に摺接し、ス
クレーパー21に付着した磁性懸濁物等を掻き落とす。
磁性懸濁物を集める受け部25と、受け部25に溜まっ
た磁性懸濁物を外部に排出する排出路26を備える。受
け部25はスクレーパー21の先端が通過する軌跡に沿
って円弧状に湾曲し、受け部25に溜まった磁性懸濁物
がスクレーパー21によって排出路26に運ばれる。こ
の磁性懸濁物は排出路26を滑り落ちて、外部に設けら
れる貯留槽27に回収される。
撥水性を持つ。本実施の形態では各回転板7,8は撥水
性を有する樹脂を材質として一体に成形されるが、各回
転板7,8を磁性を持たないステンレス板等により形成
し、吸着面16に撥水性を持たせる表面処理を施しても
よい。
態につき、次に作用を説明する。
循環する場合、磁性懸濁物を含む液体が固液分離漕3を
流れる過程で各回転板7,8の吸着面16に磁気吸着さ
れる。固液分離層3の上下流に設けられる開口部32,
34が磁気空間18と略同一幅に設定されているため、
固液分離層3の各回転板7,8の背後にも液体が回り込
むが、液体の主流が磁気空間18を通過し、磁性懸濁物
の大部分が吸着面16に吸着される。
をして各回転板7,8に取付けられる構造のため、前記
従来装置のようにコの字状をした継鉄が回転軸に沿って
配設される構造に比べて、継鉄の使用量が大幅に削減さ
れ、製品の軽量化およびコストダウンがはかれるととも
に、可動部の重量軽減によってランニングコストダウン
がはかれる。
を包囲して磁力線の通り道となる磁気回路を構成するた
め、開口端面14cから臨む磁極表面に磁界を集中させ
るとともに、開口端面14cにも磁極表面と同一の磁界
が生じる。
磁石13が離れて互いの磁気作用が及ばない範囲にある
場合、袋状継鉄14を介して各磁石13毎に磁気回路が
構成されるため、磁極表面と開口端面14cを結ぶ磁力
線が磁気空間18を通り、磁極面に生じる磁界の強さが
単体の磁石13に比べて2倍になる。
磁石13が互いの磁気作用が及ぶ範囲にある場合、袋状
継鉄14を介して各磁石13を結ぶ磁気回路が構成され
るため、各磁石13の対向する磁極を結ぶ磁力線が磁気
空間18を横断するとともに、各袋状継鉄14の対向す
る開口端面14cを結ぶ磁力線が磁気空間18を横断
し、磁極面に生じる磁界の強さは単体の磁石13に比べ
て4倍になる。
る磁界を強めるとともに、吸着面16に磁界が及ぶ吸着
面積を増やすため、各回転板7,8に固液分離層3を流
れる磁性懸濁物が効率よく吸着され、残留する磁性懸濁
物を大幅に減らすことができる。研削加工機等の場合、
加工液の濾過精度が高まることにより、ワークの仕上げ
精度を高められるとともに、加工液や砥石等の長寿命化
がはかれる。
り、吸着面16に磁気吸着される磁性懸濁物が連鎖状に
延びて各回転板7,8と共に液体の中を移動するため、
カーボン等の非磁性懸濁物も磁性懸濁物と共に液体中か
ら引き上げて回収される。この作用と強磁界の働きで体
内に磁性体(マグネタイト)を持つ走磁性細菌(嫌気性
バクテリア)も懸濁物と共に回収されるため、クーラン
ト液中にバクテリア等が発生することを防止できる。こ
れにより工作機での刃物、砥石等による切削、研削効率
の低下を防止できるとともに、バクテリア発生による腐
敗臭をなくすことができ、環境管理が容易になる。
面14cに2条の溝19が環状に形成され、開口端面1
4cに内外周の角部に加えて4つの角部を有するため、
吸着面16では合計6つの角部で磁気勾配が高められ、
大量の磁性懸濁物を吸着することができる。
気を遮蔽するため、袋状継鉄14のまわりに磁性懸濁物
が吸着されることがなく、各回転板7,8に抵抗を与え
ることを回避できる。
ーパー21によって各吸着面16に磁気吸着された懸濁
物が掻き取られ、受け部25に集められる。スクレーパ
ー21に付着した懸濁物は掻き取り板23の先端部によ
って掻き落とされ、受け部25に集められる。受け部2
5に溜まった磁性懸濁物がスクレーパー21によって排
出路26に運ばれる。この磁性懸濁物は排出路26を滑
り落ちて、外部に設けられる貯留槽27に回収される。
向に回転して各吸着面16に磁気吸着された懸濁物を掻
き取ることにより、掻き取られた懸濁物が別の磁石13
の磁界が及ぶところに再び吸着されることを防止し、速
やかに排出される。
撥水性を持つため、各回転板7,8の回転に伴って吸着
面16に付着して液面上に上がる液体は、吸着面16に
弾かれるようにして速やかに固液分離層3へと戻され、
外部に持ち出されることを抑えられる。この結果、工作
機械においては加工液を補充する回数を減らすことがで
きる。
転板7,8を並列に配設して、流量の増大に対応しても
よい。
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。
横断面図。
Claims (6)
- 【請求項1】液体に浸かりながら回転する回転板と、 前記回転板に取付けられる磁石とを備え、 前記液体中の磁性物を前記回転板に磁気吸着して分離す
る磁気固液分離装置において、 一方の磁極が臨む開口を有して前記磁石を包囲する袋状
継鉄を備え、 前記袋状継鉄に前記磁極と共に前記回転板に対峙する開
口端面を形成し、 前記袋状継鉄の開口端面と前記磁石の一方の磁極面とが
前記回転板に接するように前記袋状継鉄と前記磁石を前
記回転板に取り付けたことを特徴とする磁気固液分離装
置。 - 【請求項2】磁気空間を画成する対の回転板と、 前記対の回転板に前記磁気空間を挟んで異なる磁極が対
向するように配置される対の磁石と備えたことを特徴と
する請求項1に記載の磁気固液分離装置。 - 【請求項3】前記開口端面に凹状に窪む溝を形成したこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の磁気固液分離
装置。 - 【請求項4】前記回転板に付着した磁性物を掻き取るス
クレーパーと、 前記スクレーパーを前記回転板に同期して回転する機構
とを備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか
一つに記載の磁気固液分離装置。 - 【請求項5】前記回転板の表面に撥水性を持たせたこと
を特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の磁
気固液分離装置。 - 【請求項6】前記磁気空間に前記液体が流れるように案
内する手段を備えたことを特徴とする請求項2から5の
いずれか一つに記載の磁気固液分離装置。
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