JP6635453B1 - Sludge removal device - Google Patents
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Abstract
【課題】工作機械で使用した後のクーラント液に含まれるスラッジ等の固形分や不純油等の油分を効率的に除去して清澄なクーラント液を再生すると共に、固形分の除去に用いた濾紙を再生して複数回の使用を可能とするスラッジ除去装置を提供する。【解決手段】スラッジ除去装置100は、研削用工作機械で使用した後のクーラント液に含まれるスラッジ等の固形分を減圧濾過ユニット10及び二相分離ユニット20で除去すると共に、上記クーラント液に含まれる不純油を二相分離ユニット20で除去することにより、汚れたクーラント液を清澄なクーラント液に再生する。また、減圧濾過ユニット10でクーラント液の減圧濾過に使用した濾紙41に付着したスラッジ等の固形分をスラッジ廃棄ユニット30(30R、30L)及び逆洗浄ユニット50(50R、50L)で除去して清浄な濾紙41に再生するので、濾紙41を1回の使用で廃棄することなく、繰り返して使用することが可能となる。【選択図】図2A filter paper used for efficiently removing solids such as sludge and oil such as impure oil contained in a coolant after use in a machine tool to regenerate a clear coolant and to remove solids. To provide a sludge removing device that can be used a plurality of times by regenerating the sludge. A sludge removing device (100) removes a solid content such as sludge contained in a coolant liquid after being used in a grinding machine tool by a reduced pressure filtration unit (10) and a two-phase separation unit (20), and includes the solid content in the coolant liquid. The contaminated coolant liquid is regenerated into a clear coolant liquid by removing the impure oil to be removed by the two-phase separation unit 20. In addition, solids such as sludge adhering to the filter paper 41 used in the vacuum filtration of the coolant liquid in the vacuum filtration unit 10 are removed by the sludge disposal unit 30 (30R, 30L) and the back washing unit 50 (50R, 50L) for cleaning. Since the filter paper 41 is regenerated into a filter paper 41, the filter paper 41 can be used repeatedly without being discarded in one use. [Selection diagram] FIG.
Description
本発明は、水溶液中の不純物を除去するスラッジ除去装置に関し、例えば工作機械で使用したクーラント液に含まれるスラッジ等の固形分や不純油等の油分を除去して清澄なクーラント液を再生するスラッジ除去装置に関する。 The present invention relates to a sludge removal device for removing impurities in an aqueous solution, for example, a sludge for regenerating a clear coolant solution by removing solids such as sludge and oil such as impure oil contained in a coolant solution used in a machine tool. It relates to a removing device.
砥石を使って鋼材を削る研削盤等の研削用工作機械は、研削時に砥石と工作物との接触点の温度が非常に高くなるためにクーラント液の供給が不可欠となる。クーラント液には工作物を冷却して砥石の切れ味を良好に保ち、研削精度を高く維持する作用がある。 2. Description of the Related Art A grinding machine tool such as a grinding machine that uses a grindstone to grind a steel material requires a coolant liquid to be supplied because the temperature of the contact point between the grindstone and the workpiece becomes extremely high during grinding. The coolant has the effect of cooling the workpiece and keeping the sharpness of the grindstone good and maintaining high grinding accuracy.
しかし、研削用工作機械で使用した後のクーラント液中には、研削屑である切粉や砥石から剥離した砥粒(以下、これらをスラッジと総称する)等の固形分や、潤滑油、防錆油等の不純油が混入しているため、このような汚れたクーラント液を使い続けると、研削精度の低下、ひいては工作物の加工品質の低下を引き起こす。 However, the coolant liquid after being used in the grinding machine tool contains solids such as cutting chips as grinding dust and abrasive grains peeled off from the grindstone (hereinafter, these are collectively referred to as sludge), lubricating oil, and oil. Since impure oil such as rust oil is mixed, if such a dirty coolant liquid is continuously used, the grinding accuracy is reduced, and the processing quality of the workpiece is reduced.
そこで、研削用工作機械には、クーラント液に含まれるスラッジ等の固形分を分離・除去するためのスラッジ除去設備や、不純油を除去するための油水分離設備が併設される。 Therefore, a grinding machine tool is provided with a sludge removal facility for separating and removing solids such as sludge contained in a coolant liquid and an oil-water separation facility for removing impure oil.
例えば、特許文献1には、クーラント液や研削油等の研削液に混入したスラッジを磁気的な吸引力と自重とで沈降させる方式を採用したスラッジ分離装置が開示されている。 For example, Patent Literature 1 discloses a sludge separation apparatus that employs a method in which sludge mixed in a grinding liquid such as a coolant liquid or a grinding oil is settled by magnetic attraction and its own weight.
本発明者が研削用工作機械で使用した後のクーラント液に含まれるスラッジの粒度分布を測定したところ、クーラント液に混入しているスラッジの粒子径は、概ね1μm以上であることが判明した。 When the present inventor measured the particle size distribution of the sludge contained in the coolant after use in the grinding machine tool, it was found that the particle size of the sludge mixed in the coolant was approximately 1 μm or more.
ところが、1μm〜数μm程度の微細な粒子径のスラッジは、磁気的な吸引力や自重によって沈降させる従来方式では除去することが困難であるため、本発明者は、保留粒子径が1μm〜数μm程度の濾紙を使ってクーラント液を濾過する方式について検討した。 However, sludge having a fine particle diameter of about 1 μm to several μm is difficult to remove by the conventional method of sedimentation by magnetic attraction or own weight. The method of filtering the coolant using a filter paper of about μm was studied.
しかし、保留粒子径が1μm〜数μm程度の濾紙を使ってクーラント液中のスラッジを濾過しようとすると濾過に長い時間が掛かってしまい、スラッジ除去の作業性が低下するという課題が生じる。 However, when trying to filter sludge in the coolant liquid using a filter paper having a retained particle diameter of about 1 μm to several μm, a long time is required for the filtration, and there is a problem that the workability of sludge removal is reduced.
また、一般に濾過材として濾紙を用いるスラッジ除去方式では、濾紙の目詰まりによって一回のみの使用で濾紙を廃棄しなければならないので、濾紙を頻繁に交換する手間による加工時間の増大、濾紙コストの増大、環境負荷の増大等を招来するという課題も生じる。 In general, in a sludge removal method using filter paper as a filter material, the filter paper must be discarded only once after use due to clogging of the filter paper. There is also a problem that the increase and the environmental load are caused.
さらに、研削用工作機械で使用した後のクーラント液には、スラッジのような固形物以外にも不純油(潤滑油、防錆油等)が混入している。従って、汚れたクーラント液を清澄なクーラント液に戻して再使用するためには、スラッジ除去設備とは別に不純油を除去する設備も必要となるので、設備が大型化するという課題もある。 Further, the coolant liquid after being used in the grinding machine tool contains impurity oil (lubricating oil, rust-preventive oil, etc.) in addition to solid matter such as sludge. Therefore, in order to return the dirty coolant liquid to the clear coolant liquid and reuse it, equipment for removing the impure oil is required separately from the sludge removal equipment, so that there is also a problem that the equipment becomes large.
さらに、従来の濾過装置が採用している分離方式(遠心分離、液体サイクロン、マグネット分離等)では、1〜数μm程度の微細なスラッジの効率的な分離は難しく、捕集できなかったスラッジは、次第にタンク底部に沈殿するため、頻繁なタンク清掃作業、クーラント液の交換頻度及び交換作業による機械停止が必要になるという課題もある。 Furthermore, the separation method (centrifugation, liquid cyclone, magnet separation, etc.) employed by conventional filtration devices makes it difficult to efficiently separate fine sludge of about 1 to several μm, and sludge that could not be collected is There is also a problem that frequent tank cleaning work, coolant exchange frequency and machine stoppage due to the exchange work are required because the sediment gradually accumulates at the bottom of the tank.
本発明は、上述した諸課題を解決するためになされたものであって、その目的は、水溶液に含まれる不純物(スラッジ等の固形分や油分)を効率的に除去することのできるスラッジ除去装置を提供することにある。 The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a sludge removing apparatus capable of efficiently removing impurities (solids such as sludge and oil) contained in an aqueous solution. Is to provide.
本発明の他の目的は、水溶液に含まれる不純物(スラッジ等の固形分や油分)を除去して清澄な水溶液を再生することのできるスラッジ除去装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a sludge removing apparatus capable of removing impurities (solid content such as sludge and oil) contained in an aqueous solution to regenerate a clear aqueous solution.
本発明のさらに他の目的は、不純物の除去に用いた濾過材を再生して複数回の使用を可能とするスラッジ除去装置を提供することにある。 It is still another object of the present invention to provide a sludge removing apparatus which regenerates a filter medium used for removing impurities and which can be used plural times.
本発明のさらに他の目的は、水溶液に含まれる不純物を除去する設備省スペース化を図ることのできるスラッジ除去装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to provide a sludge removing apparatus capable of saving space in equipment for removing impurities contained in an aqueous solution.
本発明の第1の態様に係るスラッジ除去装置は、不純物を含む水溶液を濾過材を用いて減圧濾過することにより、前記水溶液から前記不純物を除去する減圧濾過ユニットと、前記濾過材を通過した前記水溶液を親水撥油フィルタを用いて濾過することにより、前記水溶液から油分を除去する二相分離ユニットと、前記減圧濾過ユニットで前記濾過材の表面に付着した固形分を除去する第1スラッジ廃棄ユニットと、前記減圧濾過ユニットで前記濾過材の表面に付着した前記固形分を除去する第2スラッジ廃棄ユニットと、前記第1スラッジ廃棄ユニットで前記固形分が除去された前記濾過材を逆洗浄する第1逆洗浄ユニットと、前記第2スラッジ廃棄ユニットで前記固形分が除去された前記濾過材を逆洗浄する第2逆洗浄ユニットと、第1リールに巻き取られた前記濾過材を前記第1逆洗浄ユニット、前記第1スラッジ廃棄ユニット、前記減圧濾過ユニット、前記第2スラッジ廃棄ユニット及び前記第2逆洗浄ユニットを経由して第2濾過材供給ユニットに供給する第1濾過材供給ユニットと、第2リールに巻き取られた前記濾過材を前記第2逆洗浄ユニット、前記第2スラッジ廃棄ユニット、前記減圧濾過ユニット、前記第1スラッジ廃棄ユニット及び前記第1逆洗浄ユニットを経由して前記第1濾過材供給ユニットに供給する前記第2濾過材供給ユニットと、前記濾過材を前記第1濾紙供給ユニット、前記第1逆洗浄ユニット、前記第1スラッジ廃棄ユニット、前記減圧濾過ユニット、前記第2スラッジ廃棄ユニット、前記第2逆洗浄ユニット及び前記第2濾紙供給ユニットの間で往復走行させる自動回転送り機構と、を備える The sludge removal device according to the first aspect of the present invention is a vacuum filtration unit that removes the impurities from the aqueous solution by filtering the aqueous solution containing impurities using a filter medium under reduced pressure, and the filter that has passed through the filter medium. A two-phase separation unit that removes oil from the aqueous solution by filtering the aqueous solution using a hydrophilic oil-repellent filter, and a first sludge disposal unit that removes solids attached to the surface of the filter medium with the reduced-pressure filtration unit A second sludge disposal unit that removes the solids attached to the surface of the filter medium by the reduced pressure filtration unit, and a second step that backwashes the filter medium from which the solids have been removed by the first sludge disposal unit. (1) a backwashing unit, a second backwashing unit for backwashing the filter medium from which the solids have been removed by the second sludge disposal unit, and a first rewashing unit. The filter material wound around the filter is passed through the first back washing unit, the first sludge discarding unit, the reduced pressure filtration unit, the second sludge discarding unit, and the second filter washing unit via the second back washing unit. A first filter medium supply unit for supplying a supply medium to the supply unit, and a second backwashing unit, a second sludge disposal unit, a reduced pressure filtration unit, and a first sludge disposal unit for removing the filter medium wound on a second reel. A second filter medium supply unit that supplies the first filter medium supply unit to the first filter medium supply unit via the first backwash unit; and the first filter paper supply unit, the first backwash unit, and the second filter medium supply unit. 1 sludge disposal unit, the reduced-pressure filtration unit, the second sludge disposal unit, the second backwashing unit and the second filter paper supply unit. Provided in an automatic rotary feed mechanism for reciprocating travel, the
本発明の第2の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記水溶液は、水性クーラント液であってもよい。 In the sludge removing device according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the aqueous solution may be an aqueous coolant liquid.
本発明の第3の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第2の態様において、前記水性クーラント液は工作機械から供給され、前記減圧濾過ユニット及び前記二相分離ユニットを通過して前記固形分及び前記油分が除去された前記水性クーラント液は、前記工作機械に戻されてもよい。 In the sludge removing device according to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the aqueous coolant liquid is supplied from a machine tool, passes through the reduced-pressure filtration unit and the two-phase separation unit, and the solid content and The aqueous coolant from which the oil has been removed may be returned to the machine tool.
本発明の第4の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記第1逆洗浄ユニット及び前記第2逆洗浄ユニットで前記濾過材を逆洗浄する洗浄液として、前記減圧濾過ユニット及び前記二相分離ユニットを通過して前記固形分及び前記油分が除去された前記水溶液を使用してもよい。 The sludge removing device according to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, wherein the reduced-pressure filtration unit and the reduced-pressure filtration unit are used as a washing liquid for back-washing the filter medium in the first back washing unit and the second back washing unit. The aqueous solution from which the solid content and the oil content have been removed through the two-phase separation unit may be used.
本発明の第5の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記濾過材は、保留粒子径が1μm〜数10μmの濾紙または濾布であってもよい。 In the sludge removing apparatus according to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the filter medium may be filter paper or filter cloth having a retained particle diameter of 1 μm to several tens μm.
本発明の第6の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第5の態様において、前記濾過材は、保留粒子径が1μm〜数μmの濾紙または濾布あってもよい。 In the sludge removing apparatus according to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the filter medium may be filter paper or filter cloth having a retained particle diameter of 1 μm to several μm.
本発明の第7の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記減圧濾過ユニットは、前記減圧濾過後の前記濾過材に含まれる水分を除去する乾燥部を備えてもよい。 In the sludge removing apparatus according to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect, the reduced-pressure filtration unit may include a drying unit that removes moisture contained in the filter medium after the reduced-pressure filtration.
本発明の第8の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記第1逆洗浄ユニット及び前記第2逆洗浄ユニットは、前記逆洗浄後の前記濾過材に含まれる水分を除去する乾燥部を備えてもよい。 In the sludge removing device according to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect, the first backwashing unit and the second backwashing unit remove moisture contained in the filter medium after the backwashing. A drying unit may be provided.
本発明の第9の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記第1逆洗浄ユニット及び前記第2逆洗浄ユニットでの前記逆洗浄を減圧下で行ってもよい。 In the sludge removing apparatus according to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect, the backwashing in the first backwashing unit and the second backwashing unit may be performed under reduced pressure.
本発明の第10の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記二相分離ユニットでの前記濾過を、減圧値が0〜−100kPa、好ましくは−1kPa〜−50kPaの減圧下で行ってもよい。 The sludge removing apparatus according to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect, performs the filtration in the two-phase separation unit under a reduced pressure of 0 to -100 kPa, preferably -1 kPa to -50 kPa. May be performed.
本発明の第11の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記第1スラッジ廃棄ユニット及び前記第2スラッジ廃棄ユニットでの前記固形分の除去は、回転するブラシを前記濾過材の表面に接触させることによって行ってもよい。 The sludge removing device according to an eleventh aspect of the present invention is the sludge removing device according to the first aspect, wherein the solid content removal in the first sludge disposal unit and the second sludge disposal unit is performed by rotating a rotating brush with the filter material. May be performed by contacting the surface.
本発明の第12の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記濾過材を前記第1濾紙供給ユニット、前記第1逆洗浄ユニット、前記第1スラッジ廃棄ユニット、前記減圧濾過ユニット、前記第2スラッジ廃棄ユニット、前記第2逆洗浄ユニット及び前記第2濾紙供給ユニットの間で複数回往復走行させてもよい。 The sludge removing apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the sludge removing apparatus according to the first aspect, wherein the filtering material is supplied to the first filter paper supply unit, the first back washing unit, the first sludge disposal unit, and the reduced pressure filtration unit. The reciprocating operation may be performed a plurality of times between the second sludge disposal unit, the second backwash unit, and the second filter paper supply unit.
本発明の第13の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記第1濾紙供給ユニットから供給され、前記第1逆洗浄ユニット、前記第1スラッジ廃棄ユニット、前記減圧濾過ユニット、前記第2スラッジ廃棄ユニット及び前記第2逆洗浄ユニットを経由して前記第2濾紙供給ユニットに向かって走行する前記濾過材は、前記第1逆洗浄ユニットにて水分が付与され、前記第2濾紙供給ユニットから供給され、前記第2逆洗浄ユニット、前記第2スラッジ廃棄ユニット、前記減圧濾過ユニット、前記第1スラッジ廃棄ユニット及び前記第1逆洗浄ユニットを経由して前記第1濾紙供給ユニットに向かって走行する前記濾過材は、前記第2逆洗浄ユニットにて水分が付与されてもよい。
本発明の第14の態様に係るスラッジ除去装置は、前記第1の態様において、前記減圧濾過ユニット及び前記第1、第2逆洗浄ユニットでの濾過を、減圧値が0〜−100kPa、好ましくは−1kPa〜−50kPaの減圧下で行ってもよい。
The sludge removing device according to a thirteenth aspect of the present invention, in the first aspect, is supplied from the first filter paper supply unit, the first backwash unit, the first sludge disposal unit, the reduced pressure filtration unit, The filter medium traveling toward the second filter paper supply unit via the second sludge disposal unit and the second backwash unit is provided with moisture in the first backwash unit, and the second filter paper is provided with water. It is supplied from a supply unit, and is directed to the first filter paper supply unit via the second backwash unit, the second sludge disposal unit, the reduced pressure filtration unit, the first sludge disposal unit, and the first backwash unit. Water may be applied to the filter medium that travels by the second back washing unit.
In the sludge removing apparatus according to a fourteenth aspect of the present invention, in the first aspect, the filtration in the reduced-pressure filtration unit and the first and second backwashing units may be performed at a reduced pressure of 0 to -100 kPa, preferably It may be performed under a reduced pressure of -1 kPa to -50 kPa.
本発明のスラッジ除去装置によれば、水溶液を減圧濾過することにより、水溶液に含まれるスラッジ等の固形分や油分を効率的に除去することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the sludge removal apparatus of this invention, solid content and oil content of sludge etc. contained in aqueous solution can be efficiently removed by filtering aqueous solution under reduced pressure.
本発明のスラッジ除去装置によれば、水溶液を減圧濾過すると共に、水/油の二相を分離することにより、汚れた水溶液を清澄な水溶液に再生することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the sludge removal apparatus of this invention, while filtering an aqueous solution under reduced pressure and separating a two-phase of water / oil, a dirty aqueous solution can be regenerated into a clear aqueous solution.
本発明のスラッジ除去装置によれば、濾過材の表面に付着したスラッジ等の固形分をスラッジ廃棄ユニットで除去した後、逆洗浄ユニットで濾過材を逆洗浄することにより、濾過材を再生することができるので、濾過材を複数回使用することができる。 According to the sludge removal apparatus of the present invention, after removing solids such as sludge attached to the surface of the filter medium in the sludge disposal unit, the filter medium is back-washed in the backwash unit to regenerate the filter medium. Therefore, the filtering material can be used a plurality of times.
本発明のスラッジ除去装置によれば、水溶液に含まれる固形分の除去と油分の除去を一台の装置で行うので、不純物を除去する設備の省スペース化を図ることができる。 According to the sludge removing device of the present invention, since the removal of the solid content and the removal of the oil content contained in the aqueous solution are performed by one device, the space for the equipment for removing impurities can be saved.
本発明のスラッジ除去装置によれば、微細な粒子径の固形分を殆ど捕集、除去することができるので、水溶液が工作機械用のクーラント液である場合には、高精度加工が必要な金属製品の品質維持及びクーラント液の寿命延長、並びに濾過材の長期使用を実現することができる。 According to the sludge removing apparatus of the present invention, since solid components having a fine particle diameter can be almost collected and removed, when the aqueous solution is a coolant for a machine tool, a metal which requires high precision processing is required. It is possible to maintain the quality of the product, extend the life of the coolant, and use the filter medium for a long time.
本発明のスラッジ除去装置によれば、他の分離方式と比較して不純物の分離効率が高く、分離できずにタンク底部に沈殿するスラッジ等の固形分を大幅に減少できることから、水溶液が工作機械用のクーラント液である場合には、スラッジ沈殿タンクの清掃、クーラント液の交換頻度及び交換作業による機械停止頻度が低減される。 According to the sludge removal device of the present invention, the separation efficiency of impurities is higher than other separation methods, and solid content such as sludge that cannot be separated and settles at the bottom of the tank can be significantly reduced. In this case, the frequency of cleaning the sludge sedimentation tank, replacing the coolant, and stopping the machine due to the replacement work are reduced.
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るスラッジ除去装置の全体構成を示す正面図、図2は、図1に示すスラッジ除去装置の一部(フレームの一部、操作パネル等)を取り除いた状態で示す斜視図、図3は、図1に示すスラッジ除去装置の濾紙供給ユニットに装着された濾紙の走行経路を示す模式図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a front view showing an entire configuration of a sludge removing device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a part of the sludge removing device shown in FIG. 1 (a part of a frame, an operation panel, etc.) is removed. FIG. 3 is a schematic view showing a traveling path of the filter paper attached to the filter paper supply unit of the sludge removing device shown in FIG.
本実施の形態のスラッジ除去装置は、例えば平面研削盤のような研削用工作機械に接続ホースを介して接続され、研削用工作機械で使用したクーラント液に混入したスラッジや不純油を除去して清澄なクーラント液を再生し、清澄化したクーラント液を研削用工作機械に戻す装置である。クーラント液は、研削用工作機械分野で一般に用いられている水性クーラント液(原液を水で希釈して使用するクーラント液)を想定している。 The sludge removal device of the present embodiment is connected to a grinding machine tool such as a surface grinder via a connection hose, and removes sludge and impurity oil mixed in a coolant used in the grinding machine tool. This is a device that regenerates a clarified coolant and returns the clarified coolant to a grinding machine tool. The coolant is assumed to be an aqueous coolant generally used in the field of grinding machine tools (a coolant used by diluting a stock solution with water).
図1及び図2に示すように、スラッジ除去装置100は、装置最上部に配置された減圧濾過ユニット10と、減圧濾過ユニット10の下部に配置された二相分離ユニット20と、二相分離ユニット20の左右両側に配置された一対のスラッジ廃棄ユニット30(30R、30L)と、スラッジ廃棄ユニット30の下部に配置された左右一対の濾紙供給ユニット40(40R、40L)と、濾紙供給ユニット40(40R、40L)の近傍に配置された逆洗浄ユニット50(50R、50L)と、装置底部に配置されたポンプ(送水ポンプ60a、60b、60c、真空ポンプ61)と、上記各ユニットや濾紙の走行を制御する操作パネル70(図1)と、上記各ユニット及びポンプ等を支持するフレーム71(図1)とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
濾紙供給ユニット40(40R、40L)には、ロール状に巻かれた濾紙41が装着されている。研削用工作機械で使用したクーラント液に含まれるスラッジの粒子径は概ね1μm〜数十μmであることから、本実施の形態のスラッジ除去装置100に用いられる濾紙41の保留粒子径は1μm〜数十μm、好ましくは1μm〜数μmであり、より好ましくは1μmである。また、濾紙41に代えて、保留粒子径が上記と同等の濾布(袋状のものを含む)や、複数枚の濾紙或いは濾紙と濾布を積層した混合素材からなる濾過材等を使用することもできる。
The filter paper supply unit 40 (40R, 40L) is provided with a
濾紙供給ユニット40(40R、40L)に装着されたロール状の濾紙41は、濾紙供給ユニット40(40R、40L)のそれぞれに設けられたスピードコントロールモータ等の自動回転送り機構(図1及び図2には示さない)によって濾紙供給ユニット40(40R、40L)の一方から引き出される。
The roll-shaped
図3に示すように、一対の濾紙供給ユニット40(40R、40L)のうち、濾紙供給ユニット40Rのリール42から引き出された濾紙41は、濾紙送り用のガイドローラ80R、81R、82R、83R、84R、85R、86R、87Rによってガイドされながら、逆洗浄ユニット50R及びスラッジ廃棄ユニット30Rを経由して装置最上部の減圧濾過ユニット10に送られる。その後、濾紙41は、濾紙送り用のガイドローラ87L、86L、85L、84L、83L、82L、81L、80Lによってガイドされながら、スラッジ廃棄ユニット30L及び逆洗浄ユニット50Lを経由して濾紙供給ユニット40Lのリール42に巻き取られる。
As shown in FIG. 3, of the pair of filter paper supply units 40 (40R, 40L), the
このようにして、濾紙供給ユニット40Rのリール42に巻かれた濾紙41の殆どが引き出されて残量が少なくなると、濾紙41の送り方向が反転される。すなわち、今度は濾紙供給ユニット40Lのリール42に巻かれた濾紙41が引き出され、逆洗浄ユニット50L及びスラッジ廃棄ユニット30Lを経由して減圧濾過ユニット10に送られた後、スラッジ廃棄ユニット30R及び逆洗浄ユニット50Rを経由して濾紙供給ユニット40Rのリール42に巻き取られる。
In this way, when most of the
次に、本実施の形態のスラッジ除去装置100を用いたスラッジ除去工程について詳細に説明する。
Next, a sludge removing step using the
以下では、濾紙供給ユニット40Rから引き出された濾紙41が図3に示した経路を経て濾紙供給ユニット40Lに送られる場合について説明する。また、濾紙供給ユニット40Rから引き出される濾紙41は、新品の(未使用の)濾紙41であるものとして説明する。
Hereinafter, a case where the
スラッジ除去装置100を操作・管理する作業者は、先ず濾紙供給ユニット40Rのリール42に濾紙41を装着した後、このリール42から手動で濾紙41を引き出し、引き出した濾紙41の一端を図3に示した各ユニット(二相分離ユニット20を除く)を通過させて濾紙供給ユニット40Lのリール42に巻き付けておく。
The operator who operates and manages the
また、作業者は、クーラント液の汚染度や不純物の種類等を考慮した上で、濾紙走行距離、濾過容量、減圧濾過時間、減圧・逆洗浄時間、逆洗浄容量等の最適な数値を予め操作パネル70(図1)に入力しておく。 In addition, the operator must take into account the degree of contamination of the coolant, the type of impurities, etc., and operate the optimum values such as filter paper travel distance, filtration capacity, reduced pressure filtration time, reduced pressure / backwash time, and backwash capacity in advance. The input is made on the panel 70 (FIG. 1).
図4は、スラッジ除去装置100の最上部に配置された減圧濾過ユニット10の拡大斜視図である。
FIG. 4 is an enlarged perspective view of the reduced-
減圧濾過ユニット10は、濾過チャンバー部11と、濾過チャンバー部11の左右両側に配置された一対の乾燥部12R、12Lとを備えている。濾過チャンバー部11及び乾燥部12R、12Lは真空ポンプ61(図1、図2)に接続され、内部が減圧されるように構成されている。
The reduced
研削用工作機械からスラッジ除去装置100に供給された使用済みのクーラント液は、装置底部のクーラント液循環ポンプ60a(図1、図2)により配管13を通じて減圧濾過ユニット10に送られ、真空ポンプ61(図1、図2)により減圧された濾過チャンバー部11内において濾紙41による減圧濾過処理(固液分離処理)に付される。濾過チャンバー部11内での減圧濾過処理は、濾紙41の走行を停止した状態で所定時間(予め操作パネル70に入力された時間)行われる。また、減圧濾過ユニット10での減圧濾過は、例えば、減圧値が0〜−100kPa、好ましくは−1kPa〜−50kPaの減圧下で行われる。
The used coolant supplied from the grinding machine tool to the
この減圧濾過処理により、クーラント液中のスラッジの殆どは、濾過チャンバー部11内の濾紙41に捕集されて濾紙41の表面に付着する。一方、濾紙41を通過して殆どのスラッジが除去されたクーラント液は、減圧濾過ユニット10の下部の二相分離ユニット20(図1、図2)に送られる。
By this vacuum filtration, most of the sludge in the coolant is collected by the
このように、保留粒子径が小さい濾紙41を用いてクーラント液を減圧濾過することにより、大気圧下での自然濾過方式では困難であった効率的な濾過が可能となり、クーラント液中のスラッジを短時間で除去することができる。
As described above, by filtering the coolant liquid under reduced pressure using the
また、研削用工作機械から送られてきた使用済みのクーラント液には異臭の原因となる細菌も混入しているが、細菌のサイズは概ね1μm程度であることから、クーラント液中の細菌も濾紙41によって捕集される。 Bacteria that cause unpleasant odors are mixed in the used coolant sent from the grinding machine tool. However, the bacteria in the coolant are not filtered because the bacteria are approximately 1 μm in size. Collected by 41.
濾過チャンバー部11で所定時間の減圧濾過処理が終了すると濾紙41の走行が自動で開始され、濾過チャンバー部11内の濾紙41が乾燥部12Lに送られると共に、濾紙41の清浄な部分が濾過チャンバー部11に送られる。そして、濾紙41の走行が停止された後、濾過チャンバー部11内において清浄な濾紙41によるクーラント液の減圧濾過処理が行われる。このようにして、表面にスラッジが付着した濾紙41の乾燥部12Lへの移動と、清浄な濾紙41の濾過チャンバー部11への移動とが繰り返されながらクーラント液の減圧濾過処理が継続される。
When the vacuum filtration for a predetermined time is completed in the
濾過チャンバー部11から乾燥部12Lに送られた濾紙41は、エジェクタ(図示せず)により減圧された乾燥部12L内で脱水、乾燥処理に付される。
The
濾過チャンバー部11内でクーラント液に接触した濾紙41は、水分(クーラント液)を多量に含んでいるが、多量の水分を含んだ濾紙41をそのまま走行させると、濾紙41に皺が発生し易い。走行中の濾紙41に皺が発生すると、濾紙41の伸び/縮みの不均等が発生し、走行が不安定となる。そこで、濾過チャンバー部11に隣接する乾燥部12L内で濾紙41に含まれた水分をある程度除去することにより、走行中における皺の発生を防ぐことができる。
The
これにより、減圧濾過ユニット10の下流(スラッジ廃棄ユニット30L及び逆洗浄ユニット50L)に送られる濾紙41の水分過多に起因する不安定な走行を防ぐことができる。また、後述するスラッジ廃棄ユニット30L内での回転ブラシによる濾紙41表面のスラッジ除去を安定して行うこともできる。なお、このとき、濾過チャンバー部11に隣接するもう一方の乾燥部12R内でも濾紙41の減圧乾燥処理が行われる。
Thereby, unstable running due to excessive moisture of the
乾燥部12L(及び乾燥部12R)内で濾紙41の減圧乾燥処理を行う際は、濾紙41を完全に乾燥させるのではなく、濾紙41中に水分をある程度残しておくことが好ましい。濾紙41が乾燥し過ぎると、濾紙41中に多量の水分が含まれている場合と同様、走行中に皺が発生して伸び/縮みの不均等が発生し、走行が不安定となる。
When performing the drying under reduced pressure of the
また、皺が発生した濾紙41を使用して濾過チャンバー部11内でクーラント液の減圧濾過処理を行うと、濾過チャンバー部11内のエアリーク量が増加して真空度が低下し、スラッジの濾過効率が低下する虞がある。
In addition, when the coolant is subjected to reduced pressure filtration in the
本実施の形態のスラッジ除去装置100は、一台の真空ポンプ61(図1、図2)を使用して減圧濾過ユニット10と、後述する二相分離ユニット20及び逆洗浄ユニット50(50R、50L)で減圧処理を行う。そのため、濾紙41の皺に起因して濾過チャンバー部11内の真空度が低下すると、二相分離ユニット20内や逆洗浄ユニット50内でも真空度が低下し、クーラント液の油水分離効率や濾紙41の洗浄効率が低下する虞がある。
The
図5は、減圧濾過ユニット10の下部に配置された二相分離ユニット20の拡大斜視図である。
FIG. 5 is an enlarged perspective view of the two-
二相分離ユニット20は、油水分離部21と、その下部に配置されたクーラント液貯蔵タンク22とを備えている。
The two-
図6に示すように、減圧油水分離部21には、濾過材として所定サイズに裁断された親水撥油フィルタ25が内蔵されている。親水撥油フィルタ25の保留粒子径は、例えば、1μm〜50μm程度であるが、これに限定されるものではなく、クーラント液に含まれる多様な油の性質に対応して、最適な保留粒子径のフィルタを選択することが可能である。
油水分離部21は、濾過効率を高めるために真空ポンプ61(図1、図2)に接続され、内部が減圧されるように構成されている。油水分離部21での濾過は、例えば、減圧値が0〜−100kPa、好ましくは−1kPa〜−50kPaの減圧下で行われる。
As shown in FIG. 6, the decompressed oil /
The oil-
減圧濾過ユニット10の濾過チャンバー部11から配管23を通じて油水分離部21に供給されたクーラント液は、油水分離部21内で減圧濾過処理に付され、クーラント液中の不純油が親水撥油フィルタ25に吸着される。一方、親水撥油フィルタ25を通過したクーラント液は、油水分離部21の下部のクーラント液貯蔵タンク22に送られる。
The coolant liquid supplied from the
減圧濾過ユニット10から二相分離ユニット20に送られたクーラント液中には、不純油だけでなく、減圧濾過ユニット10で除去しきれなかったスラッジも残留しているが、この残留スラッジも油水分離部21内の濾過材(親水撥油フィルタ25)によってクーラント液から分離、除去される。
In the coolant liquid sent from the
このように、本実施の形態のスラッジ除去装置100は、減圧濾過ユニット10の濾過チャンバー部11と二相分離ユニット20の油水分離部21の2箇所において2種類の濾過材(濾紙41及び親水撥油フィルタ25)を用いたクーラント液の減圧濾過処理を行う。これにより、研削用工作機械で使用したクーラント液に混入している固形分(スラッジ、細菌)及び油分(不純油)を効率よく除去して清澄なクーラント液に再生することができる。
As described above, the
油水分離部21内の親水撥油フィルタ25を通過してクーラント液貯蔵タンク22に送られた清澄なクーラント液は、一旦クーラント液貯蔵タンク22に貯蔵された後、クーラント液循環ポンプ60(図1、図2)により配管24を通じて研削用工作機械に戻されて再使用される。そして、研削用工作機械にて再使用されたクーラント液は、再びスラッジ除去装置100に送られて清澄化された後、研削用工作機械に戻される。
The clear coolant that has been sent to the
このようにして、研削用工作機械とスラッジ除去装置100との間でクーラント液を継続的に循環させることにより、研削用工作機械で使用するクーラント液を長期間に亘って清澄な状態に保つことができる。
In this way, by continuously circulating the coolant between the grinding machine tool and the
これにより、研削用工作機械で加工する工作物の研削精度の低下を抑制できるので、工作物の加工品質を向上させることができる。 Accordingly, a decrease in grinding accuracy of a workpiece to be processed by the grinding machine tool can be suppressed, so that the processing quality of the workpiece can be improved.
なお、二相分離ユニット20のクーラント液貯蔵タンク22に送られた清澄なクーラント液は、後述するように、その一部が逆洗浄ユニット50L(及び逆洗浄ユニット50R)に送られて逆洗浄用の洗浄液として使用される。
Note that, as described later, a part of the clear coolant sent to the
一方、減圧濾過ユニット10の濾過チャンバー部11内で表面にスラッジが付着した濾紙41は、乾燥部12L内で水分が適度に除去された後、スラッジ廃棄ユニット30Lに送られる。
On the other hand, the
図7は、減圧濾過ユニット10の下流に配置されたスラッジ廃棄ユニット30Lの一部(カバーの一部等)を取り除いた状態で示す拡大斜視図である。
FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a state in which a part (a part of a cover and the like) of the
スラッジ廃棄ユニット30Lは、箱形のカバー31を備えており、カバー31の内部には、ギア37、37b、37c及びベルト38を介して回転するロール状のブラシ32や、濾紙41をガイドするガイドローラ33、34、35や、ブラシ32の下方に配置されたスラッジ廃棄タンク36等が収容されている。図示は省略するが、もう一方のスラッジ廃棄ユニット30R(図1、図2)もスラッジ廃棄ユニット30Lと同一の構成になっている。
The
図7に示すように、走行中の濾紙41は、ブラシ32の近傍に配置されたガイドローラ34によってブラシ32の表面に押し付けられ、これにより、濾紙41の表面に付着したスラッジ等の固形分が回転するブラシ32によって擦り取られる。
As shown in FIG. 7, the running
ブラシ32の回転速度及び回転方向は、スラッジの除去状況に応じて変更できるように構成されている。これにより、クーラント液中のスラッジのサイズや含有量に拘わらず、濾紙41の表面のスラッジを効率よく除去することができる。
The rotation speed and the rotation direction of the
なお、このとき、もう一方のスラッジ廃棄ユニット30Rに送られる濾紙41の表面は清浄である(表面にスラッジが付着していない)が、スラッジ廃棄ユニット30R内では、ブラシ32と濾紙41の接触状態(図7に示す状態)が保たれる。
At this time, the surface of the
スラッジ廃棄ユニット30Lのカバー31内に設置されたブラシ32との接触によって濾紙41の表面から剥離したスラッジは、カバー31の底部のスラッジ廃棄タンク36内に落下する。そこで、図8に示すように、カバー31の底部のスラッジ廃棄タンク36を手動で引き出し、その中に溜まったスラッジを所定の廃棄場所に搬送する。
The sludge separated from the surface of the
このように、減圧濾過ユニット10の濾過チャンバー部11内で濾紙41の表面に付着したスラッジ等の固形分は、スラッジ廃棄ユニット30Lのカバー31内で濾紙41の表面から剥離される。しかし、濾紙41の内部(内層)には依然として微細なスラッジ等が残留しているため、この濾紙41をスラッジ除去装置100で再使用すると、減圧濾過ユニット10での減圧濾過処理時に濾紙41が目詰まりを引き起こし、クーラント液からスラッジを除去することが困難または非効率になる。
As described above, solids such as sludge adhered to the surface of the
そこで、スラッジ廃棄ユニット30Lで表面のスラッジを取り除いた濾紙41を下流の逆洗浄ユニット50Lに送り、濾紙41の内部に残留した微細なスラッジを取り除く処理を行う。
Therefore, the
図9は、スラッジ廃棄ユニット30Lの下流に配置された逆洗浄ユニット50Lの拡大斜視図である。
FIG. 9 is an enlarged perspective view of the
濾紙供給ユニット40L(図1、図2)の近傍に配置された逆洗浄ユニット50Lは、逆洗浄チャンバー部51と、逆洗浄チャンバー部51に隣接して配置された乾燥部52とを備えている。乾燥部52は、逆洗浄チャンバー部51と濾紙供給ユニット40Lとの間に配置される。
The
図示は省略するが、濾紙供給ユニット40R(図1、図2)の近傍に配置されたもう一方の逆洗浄ユニット50R(図1、図2)も逆洗浄チャンバー部51と、逆洗浄チャンバー部51に隣接して配置された乾燥部52とを備えており、この乾燥部52は、逆洗浄チャンバー部51と濾紙供給ユニット40Rとの間に配置される。
Although not shown, the other
逆洗浄ユニット50L(及び逆洗浄ユニット50R)の逆洗浄チャンバー部51及び乾燥部52は真空ポンプ61(図1、図2)に接続され、内部が減圧されるように構成されている。逆洗浄ユニット50L(及び逆洗浄ユニット50R)での濾過は、例えば、減圧値が0〜−100kPa、好ましくは−1kPa〜−50kPaの減圧下で行われる。
The reverse cleaning
逆洗浄ユニット50L(及び逆洗浄ユニット50R)には、逆洗浄チャンバー部51に洗浄液を供給する洗浄液貯蔵タンク53が接続されている。本実施の形態のスラッジ除去装置100は、逆洗浄チャンバー部51に供給する洗浄液として、二相分離ユニット20で油水分離した清澄なクーラント液を使用する。すなわち、洗浄液貯蔵タンク53は、二相分離ユニット20のクーラント液貯蔵タンク22に接続されており、クーラント液貯蔵タンク22に貯蔵された清澄なクーラント液の一部が洗浄液貯蔵タンク53に供給され、さらに洗浄液貯蔵タンク53から逆洗浄チャンバー部51に供給される。
A cleaning
洗浄液貯蔵タンク53の内部には、洗浄液の液量を監視する液面センサ(図示せず)が設置されており、自然蒸発等による洗浄液の減量分を二相分離ユニット20のクーラント液貯蔵タンク22から自動で供給することにより、洗浄液貯蔵タンク53内の洗浄液を一定量に自動制御するように構成されている。
Inside the cleaning
スラッジ廃棄ユニット30Lから逆洗浄ユニット50Lに送られた濾紙41は、減圧された逆洗浄チャンバー部51内で逆洗浄処理に付される。すなわち、逆洗浄チャンバー部51に送られた濾紙41の裏面側から表面(減圧濾過ユニット10の濾過チャンバー部11内でスラッジが付着した面)側に向かって洗浄液が供給され、濾紙41の内部に残留した微細なスラッジ等の固形分が取り除かれる。
The
逆洗浄が完了した濾紙41は、水分過多に起因する不安定な走行を防ぐために逆洗浄チャンバー部51から乾燥部52に送られ、減圧された乾燥部52内で脱水、乾燥処理に付された後、適度な水分を保った状態で濾紙供給ユニット40Lに送られる。
The
このように、本実施の形態のスラッジ除去装置100によれば、減圧濾過ユニット10の減圧濾過工程で濾紙41の表面に付着したスラッジ等の固形分をスラッジ廃棄ユニット30Lのブラシ32(図6、図7)で除去した後、濾紙41の内部に残留した微細なスラッジ等を逆洗浄ユニット50Lの逆洗浄工程で除去するので、スラッジ等の固形分の含有量が極めて少ない濾紙41に再生することができる。
As described above, according to the
図10は、濾紙供給ユニット40R、40Lの拡大正面図である。
FIG. 10 is an enlarged front view of the filter
逆洗浄ユニット50Lから濾紙供給ユニット40Lに送られた再生済みの濾紙41は、リール42に巻き取られる。濾紙供給ユニット40L(及び濾紙供給ユニット40R)には、濾紙41の終点検出用のレーザーセンサ43が設置されており、スラッジ除去装置100の稼働中は、リール42に巻かれた濾紙41の厚さ(ロール外径)がレーザーセンサ43によって常時測定される。
The
そして、濾紙供給ユニット40Rのレーザーセンサ43によって測定された濾紙41の厚さが予め設定された値まで薄くなると、濾紙供給ユニット40Rのリール42に巻かれた濾紙41の残量が僅かになったと判断され、濾紙供給ユニット40L及び濾紙供給ユニット40Rに設置された自動回転送り機構44によって濾紙41の送り方向が反転される。
When the thickness of the
すなわち、今度は濾紙供給ユニット40Lのリール42から再生済みの濾紙41が引き出される。そして、引き出された濾紙41は、逆洗浄ユニット50L及びスラッジ廃棄ユニット30Lを経由して減圧濾過ユニット10に送られ、ここでクーラント液の減圧濾過に使用された後、スラッジ廃棄ユニット30Rに送られて表面の固形分が除去され、さらに逆洗浄ユニット50Rに送られて逆洗浄処理に付された後、濾紙供給ユニット40Rのリール42に巻き取られる。
That is, the
なお、濾紙供給ユニット40Lのリール42から引き出された再生済みの濾紙41が逆洗浄ユニット50Lを通過する際にも逆洗浄処理が行われることにより、再生済みの濾紙41に含まれる微量の固形分の量がさらに低減される。また、逆洗浄ユニット50Lの逆洗浄チャンバー部51で逆洗浄処理が行われた後、減圧乾燥によって水分がある程度除去されることにより、逆洗浄ユニット50Lからスラッジ廃棄ユニット30Lを経由して減圧濾過ユニット10に送られる濾紙41の走行中における皺の発生を防ぐことができる。
In addition, even when the
このように、本実施の形態のスラッジ除去装置100によれば、減圧濾過ユニット10でクーラント液の減圧濾過に使用された濾紙41に付着したスラッジ等の固形分をスラッジ廃棄ユニット30(30R、30L)及び逆洗浄ユニット50(50R、50L)で除去することによって清浄な濾紙41に再生するので、スラッジ等の固形分の除去に使用した濾紙41を1回の使用で廃棄することなく、繰り返して使用することができる。
As described above, according to the
これにより、一回使用する毎に濾紙41を廃棄しなくても済むので、濾紙を頻繁に交換する手間による加工時間の増大、濾紙コストの増大、環境負荷の増大等を回避することができる。
This eliminates the need to discard the
また、本実施の形態のスラッジ除去装置100によれば、使用済みのクーラント液に含まれるスラッジ等の固形分と不純油とを一台の装置で除去できるので、スラッジ除去設備とは別に不純油を除去する設備する場合に比べて、設備の省スペース化を図ることが出来る。
Further, according to the
次に、本実施の形態に係るスラッジ除去装置100の効果を検証するために実施した試験とその結果について説明する。
Next, a test performed to verify the effect of the
<試験−1>
(目的)
スラッジ除去装置100の減圧濾過ユニット10による減圧濾過方式と自然濾過方式とを比較し、減圧濾過方式の効率を検証する。
(使用設備・材料)
濾過材:保持粒子径1μmの定型濾紙
試液:水溶性クーラント液(希釈濃度2%)
(実験条件)
減圧力:−8.8Kpa
試液:(a)清澄(未使用)クーラント液、(b)汚れ(使用済み)クーラント液
送水量:500cc
<Test-1>
(Purpose)
The efficiency of the reduced-pressure filtration method is verified by comparing the reduced-pressure filtration method with the reduced-
(Facilities and materials used)
Filter material: fixed filter paper with retained particle diameter of 1 μm Reagent: water-soluble coolant (2% dilution)
(Experimental conditions)
Decompression power: -8.8Kpa
Reagents: (a) Clarified (unused) coolant, (b) Dirt (used) coolant Amount of water supply: 500 cc
(実験結果)
(a)清澄(未使用)クーラント液の濾過時間を比較した結果、自然濾過方式では684sec、減圧濾過方式では18.7secであり、自然濾過方式を100%とした場合、減圧濾過方式の濾過効率は3703%であった。
(b)汚れ(使用済み)クーラント液の濾過時間を比較した結果、自然濾過方式では1253sec、減圧濾過方式では24secであり、自然濾過方式を100%とした場合、減圧濾過方式の濾過効率は5263%であった。
(Experimental result)
(A) As a result of comparing the filtration time of the clarified (unused) coolant liquid, the filtration time was 684 sec for the natural filtration method, 18.7 sec for the reduced pressure filtration method, and the filtration efficiency of the reduced pressure filtration method when the natural filtration method was 100%. Was 3703%.
(B) As a result of comparing the filtration time of the contaminated (used) coolant liquid, the filtration time was 1253 sec for the natural filtration method and 24 sec for the reduced pressure filtration method. When the natural filtration method was 100%, the filtration efficiency of the reduced pressure filtration method was 5263. %Met.
(考察)
スラッジ除去装置100の減圧濾過ユニット10を使用して2種類のクーラント液を減圧濾過した場合、自然濾過方式と比較し、清澄(未使用)クーラント液及び汚れ(使用済み)クーラント液のいずれの場合でも減圧濾過方式は、濾過効率が高いことが立証された。
また、汚れ(使用済み)クーラント液の方が、清澄(未使用)クーラント液よりも濾過効率が高く、クーラント液の濾過に減圧濾過方式が適していることが判明した。
(Discussion)
When two kinds of coolant liquids are filtered under reduced pressure using the reduced
Further, it was found that the dirt (used) coolant liquid had higher filtration efficiency than the clarified (unused) coolant liquid, and the vacuum filtration method was suitable for filtering the coolant liquid.
<試験−2>
(目的)
スラッジ除去装置100の逆洗浄ユニット50によるスラッジ除去の達成目標を検証する。
(実験内容)
濾紙を配置した濾過乾燥ユニット10の濾過チャンバー部11に一定量の汚れ(使用済み)クーラント液を送水し、濾紙の表面に堆積したスラッジの量を、
(a)減圧濾過後、逆洗浄ユニット50の逆洗浄チャンバー部51で逆洗浄を実施しない、
(b)減圧濾過後、逆洗浄ユニット50の逆洗浄チャンバー部51で逆洗浄を実施する、
の条件下で減圧濾過/逆洗浄回数:1回〜5回毎のサンプルを採取し、以下の項目を比較する。
(1)濾紙表面の変色の推移
(2)濾紙単位面積当たりの質量の差異
(3)クーラント液単位容量当たりの濾過時間の推移
(使用設備・材料)
精密秤:音叉振動式秤
濾過材:保持粒子径1μmの定型濾紙
試液:水溶性クーラント液(希釈濃度2%)
(実験条件)
減圧力(濾過チャンバー部):−8.8kpa
濾過用試液:汚れ(使用済み)クーラント液
送水量:500cc(1回毎))
減圧力(逆洗浄チャンバー部):−8.8kpa
逆洗浄用試液:清澄(未使用)クーラント液
送水量:500cc(1回毎)
<Test-2>
(Purpose)
The target of sludge removal achieved by the backwashing unit 50 of the
(Experiment contents)
A certain amount of dirt (used) coolant is supplied to the
(A) After the filtration under reduced pressure, the backwashing is not performed in the
(B) After the filtration under reduced pressure, the backwashing is performed in the
The number of times of filtration under reduced pressure / backwashing under the condition of (1): A sample is collected every 1 to 5 times, and the following items are compared.
(1) Transition of discoloration on the filter paper surface (2) Difference in mass per unit area of filter paper (3) Transition of filtration time per unit volume of coolant liquid (Facilities and materials used)
Precision balance: tuning fork vibratory balance Filter material: fixed filter paper with retained particle diameter of 1 μm Reagent: water-soluble coolant (2% dilution)
(Experimental conditions)
Reduced pressure (filtration chamber): -8.8 kpa
Reagent for filtration: dirt (used) coolant liquid Water supply amount: 500cc (each time))
Reduced pressure (backwashing chamber): -8.8 kpa
Backwashing reagent solution: Clear (unused) coolant solution Water supply amount: 500cc (each time)
(実験結果及び考察)
(a)濾紙表面の汚れによる変色の推移
[逆洗浄なしの場合]
濾過0回の濾紙表面と比較すると、濾過回数を重ねる毎に濾紙表面に堆積したスラッジにより濾紙表面の色が次第に濃くなっていく。
[逆洗浄ありの場合]
濾過/逆洗浄0回の濾紙と比較すると、逆洗浄を実施した濾紙の表面は逆洗浄を実施しない濾紙の表面よりも濾過/逆洗浄0回の濾紙表面の色に近く、変色が少ないことが判る。
(b)濾紙単位面積当たりの質量の推移
同一の濾過回数当たりを実施した濾紙の質量を比較すると、逆洗浄を実施した濾紙の質量は実施しない濾紙の質量と比較して質量が少なく、逆洗浄による濾紙表面のスラッジ除去によって、濾過性能が維持されていることが判る。
(c)単位時間当たりの濾紙濾過容量の推移
同一の濾過回数を実施した濾紙の単位容量当たりの濾過完了時間を比較すると、逆洗浄を実施した濾紙の濾過完了時間は、実施しない濾紙の濾過完了時間と比較して濾過完了時間が短く、逆洗浄によって濾紙に含まれるスラッジが除去され、目詰まりが低減したことが判る。
(Experimental results and discussion)
(A) Change in discoloration due to filter paper surface contamination [Without backwashing]
As compared with the surface of the filter paper after zero filtration, the color of the surface of the filter paper gradually becomes darker due to sludge deposited on the surface of the filter paper as the number of times of filtration increases.
[With backwashing]
Compared with the filter paper without filtration / backwashing 0 times, the surface of the filter paper subjected to backwashing is closer to the color of the filter paper surface without filtration / backwashing 0 times and less discolored than the surface of the filter paper without backwashing. I understand.
(B) Changes in mass per unit area of filter paper Comparing the mass of filter paper that has been subjected to the same number of times of filtration, the mass of filter paper that has been subjected to backwashing is smaller than the mass of filter paper that has not been subjected to backwashing, It can be seen that the filtration performance is maintained by removing the sludge on the surface of the filter paper.
(C) Transition of filter paper filtration capacity per unit time Comparing the filtration completion time per unit volume of filter paper that has been subjected to the same number of filtrations, the filter completion time of backwashed filter paper is the same as that of filter paper that has not been filtered. It can be seen that the filtration completion time was shorter than the time, and the sludge contained in the filter paper was removed by the back washing, and the clogging was reduced.
<試験−3>
(目的)
スラッジ除去装置による濾過使用済み濾紙の自動送り機構の動作を検証する。
(実験内容)
スラッジ除去装置100を工作機械に接続し、以下の定義の動作を確認する。
[定義]
濾過使用済み濾紙の自動回転送りとは、濾紙供給側リール42にセットしたロール状の未使用濾紙の端面を、減圧濾過ユニット10→スラッジ廃棄ユニット30→逆洗浄ユニット50の各工程間を手動にて通過させ、巻き取り側リール42に装着させる。
<Test-3>
(Purpose)
Verifies the operation of the automatic feed mechanism for the used filter paper after filtration by the sludge removal device.
(Experiment contents)
The
[Definition]
The automatic rotation feed of the used filter paper is performed by manually rotating the end face of the unused roll paper set on the filter
その後、濾紙供給ユニット40の自動回転送りにより各工程間を通過させ、濾過材として使用された濾紙を巻き取り側のリール42で濾過使用済みの濾紙を破断することなく一定回転数にて自動で巻き取りを行う。
Thereafter, the paper is passed between the respective steps by the automatic rotation feed of the filter
巻き取り動作中に濾紙供給側リール42のロール外径を継続測定し、ロール外径が設定値に到達した際にはロール終端と認識し、供給側及び巻き取り側の各リール42は反転動作を行う。この反転動作を繰り返すことにより、少なくとも1往復(濾紙使用回数2回以上)の自動送りを行う(1往復以上の自動回転送り動作中に吸引圧力が設定値に到達した場合は、濾紙の使用限界(濾紙の目詰まり)と判断して動作を停止する)。
During the winding operation, the roll outer diameter of the filter
(装置接続環境)
接続工作機械:平面研削盤
(実験条件)
濾過装置設定条件
(評価基準)
機能目標:濾過使用済み濾紙の自動送り
[定義]にて記述した自動運転動作を達成すれば、機能目標達成とする。
(Device connection environment)
Connected machine tool: Surface grinder (experimental conditions)
Filtration device setting conditions
(Evaluation criteria)
Functional goal: Automatic feeding of used filter paper If the automatic operation described in [Definition] is achieved, the functional goal is achieved.
(考察)
実験走行結果では、濾過使用済み濾紙の自動回転送りで往復路走行:合計5回/濾紙使用回数:合計10回を達成した。
(Discussion)
As a result of the experimental running, the reciprocating running: 5 times in total / the number of times of using the filter paper: 10 times in total was achieved by the automatic rotation of the used filter paper.
この結果から、工作機械で使用したクーラント液に含まれるスラッジ等の固形分や油分を除去した濾紙を逆洗浄により再生させ、濾過の使用限界まで、自動で複数回使用可能とする[定義]の動作をスラッジ除去装置が実現可能であることが判明した。 Based on this result, filter paper from which solids and oils such as sludge contained in the coolant used in the machine tool have been removed is regenerated by backwashing, and can be used multiple times automatically up to the limit of filtration. It has been found that the operation can be realized by a sludge removing device.
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the gist thereof. Needless to say.
前記実施の形態では、本発明のスラッジ除去装置を研削用工作機械で使用したクーラント液中の固形分や不純油の除去に適用した場合について説明したが、本発明のスラッジ除去装置は、産業排水に含まれる固形分や油分等の不純物の除去装置として広く活用することができる。この場合は、固形分や油分の種類に応じて濾過材を交換するだけでよいため、機構部品の取り換えは不要である。 In the above-described embodiment, the case where the sludge removing device of the present invention is applied to removal of solid content or impure oil in a coolant liquid used in a grinding machine tool has been described. It can be widely used as a device for removing impurities such as solids and oils contained in water. In this case, it is only necessary to replace the filtering material according to the type of solids or oil, and therefore, it is not necessary to replace the mechanical parts.
10:減圧濾過ユニット
11:濾過チャンバー部11
12R、12L:乾燥部
13:配管
20:二相分離ユニット
21:油水分離部21
22:クーラント液貯蔵タンク
23、24:配管
25:親水撥油フィルタ
30(30R、30L):スラッジ廃棄ユニット
31:カバー
32:ブラシ
33、34、35:ガイドローラ
36:スラッジ廃棄タンク
37a、37b、37c:ギア
38:ベルト
40(40R、40L):濾紙供給ユニット
41:濾紙
42:リール
43:レーザーセンサ
44:自動回転送り機構
50(50R、50L):逆洗浄ユニット
51:逆洗浄チャンバー部
52:乾燥部
53:洗浄液貯蔵タンク
60a、60b、60c:送水ポンプ
61:真空ポンプ
70:操作パネル
71:フレーム
80R、81R、82R、83R、84R、85R、86R、87R:ガイドローラ
80L、81L、82L、83L、84L、85L、86L、87L:ガイドローラ
100:スラッジ除去装置
10: Vacuum filtration unit 11:
12R, 12L: drying section 13: piping 20: two-phase separation unit 21: oil-
22: Coolant
Claims (14)
前記濾過材を通過した前記水溶液を親水撥油フィルタを用いて濾過することにより、前記水溶液から油分を除去する二相分離ユニットと、
前記減圧濾過ユニットで前記濾過材の表面に付着した固形分を除去する第1スラッジ廃棄ユニットと、
前記減圧濾過ユニットで前記濾過材の表面に付着した前記固形分を除去する第2スラッジ廃棄ユニットと、
前記第1スラッジ廃棄ユニットで前記固形分が除去された前記濾過材を逆洗浄する第1逆洗浄ユニットと、
前記第2スラッジ廃棄ユニットで前記固形分が除去された前記濾過材を逆洗浄する第2逆洗浄ユニットと、
第1リールに巻き取られた前記濾過材を前記第1逆洗浄ユニット、前記第1スラッジ廃棄ユニット、前記減圧濾過ユニット、前記第2スラッジ廃棄ユニット及び前記第2逆洗浄ユニットを経由して第2濾過材供給ユニットに供給する第1濾過材供給ユニットと、
第2リールに巻き取られた前記濾過材を前記第2逆洗浄ユニット、前記第2スラッジ廃棄ユニット、前記減圧濾過ユニット、前記第1スラッジ廃棄ユニット及び前記第1逆洗浄ユニットを経由して前記第1濾過材供給ユニットに供給する前記第2濾過材供給ユニットと、
前記濾過材を前記第1濾過材供給ユニット、前記第1逆洗浄ユニット、前記第1スラッジ廃棄ユニット、前記減圧濾過ユニット、前記第2スラッジ廃棄ユニット、前記第2逆洗浄ユニット及び前記第2濾過材供給ユニットの間で往復走行させる自動回転送り機構と、
を備えるスラッジ除去装置。 A vacuum filtration unit that removes the impurities from the aqueous solution by filtering the aqueous solution containing impurities using a filter material under reduced pressure;
A two-phase separation unit that removes oil from the aqueous solution by filtering the aqueous solution that has passed through the filtering material using a hydrophilic oil-repellent filter,
A first sludge disposal unit that removes solids attached to the surface of the filter medium with the reduced pressure filtration unit;
A second sludge disposal unit that removes the solids attached to the surface of the filter medium with the reduced pressure filtration unit,
A first backwashing unit for backwashing the filter medium from which the solids have been removed in the first sludge disposal unit;
A second backwash unit for backwashing the filter medium from which the solid content has been removed in the second sludge disposal unit;
The filter material wound on a first reel is passed through the first backwashing unit, the first sludge disposal unit, the reduced pressure filtration unit, the second sludge disposal unit, and the second backwashing unit, and then the second backwashing unit. A first filter material supply unit for supplying the filter material supply unit;
The filter material wound on a second reel is passed through the second backwashing unit, the second sludge disposal unit, the reduced pressure filtration unit, the first sludge disposal unit, and the first backwashing unit through the second backwashing unit. Said second filter material supply unit for supplying to one filter material supply unit;
The first Filtration Material supply unit the filtration media, the first reverse cleaning unit, wherein the first sludge disposal unit, the vacuum filtration unit, wherein the second sludge disposal unit, the second reverse cleaning unit and the second filtration An automatic rotary feed mechanism that reciprocates between excess material supply units,
Sludge removal device provided with.
前記減圧濾過ユニット及び前記二相分離ユニットを通過して前記固形分及び前記油分が除去された前記水性クーラント液は、前記工作機械に戻されることを特徴する請求項2記載のスラッジ除去装置。 The aqueous coolant liquid is supplied from a machine tool,
The sludge removing apparatus according to claim 2, wherein the aqueous coolant liquid from which the solid content and the oil content have been removed through the vacuum filtration unit and the two-phase separation unit is returned to the machine tool.
前記第2濾紙供給ユニットから供給され、前記第2逆洗浄ユニット、前記第2スラッジ廃棄ユニット、前記減圧濾過ユニット、前記第1スラッジ廃棄ユニット及び前記第1逆洗浄ユニットを経由して前記第1濾紙供給ユニットに向かって走行する前記濾過材は、前記第2逆洗浄ユニットにて水分が付与されることを特徴する請求項1記載のスラッジ除去装置。 The second filter paper supplied from the first filter paper supply unit, passes through the first backwash unit, the first sludge disposal unit, the reduced pressure filtration unit, the second sludge disposal unit, and the second backwash unit. The filter medium traveling toward the supply unit is provided with moisture in the first backwash unit,
The first filter paper supplied from the second filter paper supply unit, passes through the second backwash unit, the second sludge disposal unit, the reduced pressure filtration unit, the first sludge disposal unit, and the first backwash unit. 2. The sludge removing device according to claim 1, wherein the filter medium traveling toward the supply unit is provided with moisture in the second backwash unit. 3.
The sludge removal according to claim 1, wherein the filtration in the reduced pressure filtration unit and the first and second back washing units is performed under a reduced pressure of 0 to -100 kPa, preferably -1 to -50 kPa. apparatus.
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