TW201420165A

TW201420165A - 混合液分離裝置

Info

Publication number: TW201420165A
Application number: TW102131824A
Authority: TW
Inventors: Tomoki Itahashi; Yoshitaka Kimura
Original assignee: Rix Corp
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2013-09-04
Publication date: 2014-06-01
Also published as: US9511309B2; DE112013004354B4; JP2014050775A; US20150217210A1; WO2014038518A1; DE112013004354T5; JP5422838B1; TWI604876B

Abstract

在從如下狀態之混合液分離油脂成分且提取之混合液分離裝置中，液分離傳送部是由螺旋體、軸部及旋轉驅動部所構成，且前述冷卻液是呈相較於冷卻液比重較小且黏度較高之油脂成分浮遊於冷卻液的表面而形成表層之狀態，而前述液分離傳送部是以下部插入至用以貯留混合液之貯留槽之縱姿勢配置而由冷卻液分離油脂成分後朝上方傳送，前述螺旋體是內側端面滑接於軸部之外周面之帶構件沿著圓柱棒狀之軸部之外周面以螺旋狀旋繞成複數階而設置，且混合液分離裝置是將附著於帶構件之油脂成分藉由螺旋體與軸部之相對旋轉而沿著軸部之外周面上推。

Description

混合液分離裝置

發明領域

本發明是有關於一種在工作機械等之工廠設備中，從使用於洗淨或潤滑等後不同種類成分成為混合狀態之混合液，將預定物質分離之混合液分離裝置。

發明背景

機械加工等之製造業中，由加工時之潤滑或冷卻、加工後之洗淨或脫脂等各種目的，使用以工業用水為主成分之冷卻液。該等之冷卻液中，因應於使用目的而添加切削劑或洗淨劑等各種成分，並在使用後，以混合了供給至潤滑用之油分等之異物之排液的狀態被回收。回收之排液在除去異物後循環使用。用以此種排液處理之設備，以往是使用各種裝置(例如參照專利文獻1)。

顯示於該專利文獻1之先行技術採用了如下之螺旋管方式之液分離機構。對外側構件相對旋轉之棒狀內側構件同軸配置在圓筒形之外側構件的內部。使設置於內側構件之外周之螺旋狀導引壁滑接於外側構件之內周面。作動時，在使螺旋管之下部浸入欲分離之混合液內的狀態下，使外側構件與內側構件相對旋轉。藉此，導引壁滑接於外側構件之內周面並旋轉，浮遊於混合液之液面之油分等的分離對象物質沿著導引壁之螺旋面而傳送到上方，進行分離回收。

先行技術文獻專利文獻

【專利文獻1】日本再公表WO2005/038408號公報

發明概要

然而，上述之先行技術在使用於產生切削機械等之切屑或泥狀沈積物等固形異物之機械裝置時，發生了以下的問題。此種機械裝置中，在為處理對象之混合液中，除了本來應分離之浮遊油分之外，還包含有切屑或泥狀沈積物等之固形異物。因此，使前述液分離機構作動時，油分與此種固形異物也會附著於螺旋狀之導引壁。當在附著有此種固形異物之狀態下，使螺旋管作動時，在使導引壁朝上方移動之過程中，固形異物會卡進導引壁與外側構件之滑接部，產生阻塞之問題。此種問題不僅會妨礙油分回收，使裝置效率降低，且因為卡住之異物而導致螺旋管之動作不良或異常摩耗，不由得使零件壽命之短命化或裝置之成本提高。如以上所說明，在習知技術中，對包含切屑或泥狀沈積物等之固形異物之混合液，則有難以以低成本實現高的液分離效率的問題。

本發明是有鑑於如此問題而作成者，目的在於提供一種以包含切屑或泥狀沈積物等之固形異物之混合液為對象，可以低成本實現高的液分離效率之混合液分離裝置。

本發明之混合液分離裝置，是從為下述狀態之混合液分離第2物質且提取之混合液分離裝置，前述混合液是包含黏度及比重不同之至少2種液狀物質，且相較於第1物質，比重較小且黏度較高之前述第2物質浮遊於前述物質中之前述第1物質的表面而形成表層之狀態，前述混合液分離裝置之特徵在於包含有：液分離傳送部，係以下部插入至用以貯留前述混合液之貯留槽之縱姿勢配置，用以將前述第2物質由第1物質分離而傳送到上方；及液回收部，是將前述傳送之第2物質回收到盛接容器，且前述液分離傳送部具有：圓柱棒狀之軸部；螺旋體，是內側端面滑接於前述軸部之外周面之帶構件沿著前述外周面而呈螺旋狀旋繞設置成複數階；及旋轉驅動部，使該螺旋體與前述軸部相對旋轉，又，附著於前述帶構件之第2物質藉由前述相對旋轉而沿著前述軸部之外周面上推。

根據本發明，從為下述狀態之混和液將第2物質分離提取之混合液分離裝置中具有如下之構成，且前述混合液是相較於第1物質比重較小且黏度較高之第2物質浮遊於前述第1物質之表面而形成表層之狀態。即，液分離傳送部是以下部插入至用以貯留混合液之貯留槽的縱姿勢配置，且將第2物質從第1物質分離後朝上方傳送。該液分離傳送部由下述構成：圓柱棒狀之軸部；使內側端面滑接於軸部之外周面之帶構件沿著軸部之外周面以螺旋狀旋繞成複數階而設置之螺旋體；及使該相對旋轉之旋轉驅動部。藉此，可將附著於帶構件之第2物質藉由相對旋轉而沿著軸部之外周面上推，以包含切屑或泥狀沈積物等之固形異物之混合液為對象，可以低成本實現高的液分離效率。

1‧‧‧液處理裝置

2‧‧‧冷卻液

2a‧‧‧液滴

3‧‧‧貯留槽

3a‧‧‧上部蓋

4‧‧‧吸引管

5‧‧‧送液泵

6‧‧‧混合液分離裝置

7‧‧‧送液配管

8‧‧‧.工作機械

9‧‧‧加工機構

10‧‧‧工作件

11‧‧‧冷卻液收容部

12‧‧‧油脂成分

13‧‧‧固形異物

14‧‧‧返送配管

20‧‧‧液分離傳送部

20a‧‧‧下部

20b‧‧‧中間部

20c‧‧‧旋轉驅動部

21‧‧‧盛接容器

21a‧‧‧底面

21b‧‧‧排出口

21c‧‧‧導管

22‧‧‧液回收部

23‧‧‧軸部

23a‧‧‧外周面

24‧‧‧螺旋體

24a‧‧‧帶構件

24b‧‧‧上表面

25‧‧‧連結板

26‧‧‧支撐桿

27‧‧‧安裝構件

28‧‧‧蓋構件

29‧‧‧頂部板

30‧‧‧馬達

30a‧‧‧輸出軸

31‧‧‧蓋構件

32‧‧‧連結螺栓

33‧‧‧中間板

34‧‧‧軸承構件

35‧‧‧耦合部

36‧‧‧傳動軸

37‧‧‧連結板

38‧‧‧螺栓

39‧‧‧連結桿

40‧‧‧包圍構件

40a‧‧‧下端部

40b‧‧‧安裝面

41‧‧‧空間

42‧‧‧掃攏構件

42a‧‧‧滑接部

43‧‧‧回收箱

123‧‧‧軸部

137‧‧‧固定板

138‧‧‧螺栓

a,b,c,d,e,f,g,i‧‧‧箭頭記號

圖1是說明本發明之一實施形態之混合液分離裝置之液處理系統的說明圖。

圖2是本發明之一實施形態之混合液分離裝置的全體構成圖。

圖3是本發明之一實施形態之混合液分離裝置的部分截面圖(第1實施形態)。

圖4之(a)、(b)是說明本發明之一實施形態之混合液分離裝置中之液分離傳送部之功能的說明圖。

圖5是說明本發明之一實施形態之混合液分離裝置中之液回收部之功能的說明圖。

圖6之(a)~(c)是說明本發明之一實施形態之混合液分離裝置中之異物排出部之構成及功能的說明圖。(b)是由(a)之A-A線之箭頭記號視看的部分圖。

圖7是本發明之一實施形態之混合液分離裝置的部分截面圖(第2實施形態)。

較佳實施例之詳細說明

參照圖式說明本發明之實施形態。再者，標號是顯示與各實施態樣記載之具體手段的對應之一例。首先參照圖1，以本發明之混合液分離裝置使用之液處理系統之構成為一例加以說明。如圖1所示，液處理裝置1具有用以貯留處理對象之冷卻液2之貯留槽3。藉由送液泵5經由吸引管4吸引之冷卻液2經由送液配管7而送給到液供給對象之工作機械8(箭頭記號a)。工作機械8具有在工作件10進行切削加工之加工機構9。送給到工作機械8之冷卻液2透過加工機構9，以冷卻或潤滑為目的供給至工作件10之切削加工部位，落下作為液滴2a(箭頭記號b)、回收到冷卻液收容部11內。

回收之冷卻液2中，混入了使用於加工機構9之機構部之潤滑油等之油脂成分12、或在切削加工產生之切削屑等之固形異物13。包含此種之混入成分的混合液經由返送配管14而回收到貯留槽3(箭頭記號c、d)。貯留槽3內中，相較於冷卻液2比重較小且黏度較高之油脂成分12會浮遊而成為形成表層之狀態。油脂成分12為有機物，隨著時間的經過而腐敗，使冷卻液2劣化。因此，液處理裝置1配設有具有由包含混入成分之混合液分離油脂成分12之功能的混合液分離裝置6，防止油脂成分12滯留於貯留槽3內。

混合液包含黏度及比重不同之至少2種液狀物質，成為相較於第1物質比重小且黏度較高之第2物質之油脂成分12浮遊於為該等物質中之第1物質之冷卻液2的表面，而形成表層之狀態，混合液分離裝置6具有由此種狀態之混合液分離油脂成分12且提取之功能。

其次，參照圖2、圖3，說明混合液分離裝置6之構成。圖2所示之混合液分離裝置6為將縱長形狀之液分離傳送部20以縱姿勢配置於貯留槽3的構成。液分離傳送部20具有：下部20a、中間部20b及旋轉驅動部20c。下部20a插通設置於貯留槽3之上面之上部蓋3a之開口部，浸入貯存於貯留槽3之冷卻液2。將設置於下部20a之上部之安裝構件27固定於上部蓋3a之上面，藉此混合液分離裝置6全體裝設於貯留槽3。貯留槽3內之冷卻液2含有油脂成分12、固形異物13之混入成分，油脂成分12成為浮遊於冷卻液2之液面的狀態。

下部20a、中間部20b中，液分離傳送部20主要由圓柱棒狀之軸部23與螺旋體24構成。螺旋體24是使帶構件24a之其內側端面滑接於軸部23之外周面23a(參照圖4)，沿著軸部23之外周面23a成螺旋狀旋繞成複數階而設置者。在此，成螺旋狀之複數階是指帶構件24a複數配列於軸部23之軸心方向，不僅是螺旋為1條的情況，螺旋亦可為多條。下部20a中，藉由安裝構件27朝下方延伸出之複數支撐桿26，透過連結板25而固定支撐軸部23之下端部。螺旋體24藉由旋轉驅動部20c而對固定之軸部23作相對旋轉。下部20a中，螺旋體24成為帶構件相互間之空間朝外周側方向開放之露出範圍，在中間部20b中，螺旋體24藉由管狀之蓋構件28，封閉地包圍外周側方向。

旋轉驅動部20c為將馬達30以縱姿勢配置於頂部板29之上面，將旋轉驅動傳達至螺旋體24的構成。在使下部20a浸入冷卻液2內之狀態下驅動旋轉驅動部20c，使螺旋體24對軸部23相對旋轉。藉此，形成且浮遊於冷卻液2之表層之油脂成分12由混合液狀態之冷卻液2分離而傳送到上方。

在中間部20b之上端部裝設圓板形狀之盛接容器21，於圓板形狀之盛接容器21之上面具有盛接業經分離油脂成分12的凹部。液回收部22是形成為軸部23及螺旋體24朝上下方向插通之形狀而配設在盛接容器21之上面。藉由液分離傳送部20，由冷卻液2分離而傳送到上方之油脂成分12藉由液回收部22而回收到盛接容器21。

在此，參照圖3(第1實施形態)說明旋轉驅動部20c及液回收部22之詳細構造。馬達30之輸出軸30a由頂部板29朝下方延伸，透過耦合部35而連結由軸承構件34所軸支撐之垂直的傳動軸36。軸承構件34保持在配設於頂部板29之下方之水平的中間板33。中間板33及頂部板29由固定拴扣於盛接容器21之周緣部之複數連結螺栓32(參照圖6(a))所支撐。進而頂部板29與盛接容器21之間，裝設有封閉地包圍內部之蓋構件31。

在中間板33之下方設有由傳動軸36朝水平方向延伸而與傳動軸36一起旋轉之連結板37。螺旋體24之上端部藉由螺栓38固定於連結板37。藉由驅動馬達30使傳動軸36旋轉，螺旋體24透過傳動軸36而被驅動旋轉。此時，軸部23藉由連結板25固定支撐下端部，因此螺旋體24對軸部23進行相對旋轉。而且，藉由該相對旋轉，將附著於帶構件24a之油脂成分12沿著軸部23之外周面23a上推而傳送到上方向。

配設於軸部23之上端部之液回收部22在螺旋體24之上部中，設置由外側封閉地包圍預定階數(在此為3階)之帶構件24a之包圍構件40而構成，封閉的包圍構件40藉由連結板37與連結桿39而結合且與傳動軸36一起旋轉。封閉的包圍構件40為內周面滑接於帶構件24a之外側端面之略圓筒狀構件，封閉的包圍構件40之包圍範圍中，帶構件24a相互之空間41由外側被封閉的包圍。又，封閉的包圍構件40之內周面之下部被切成錐形而外周面之端部成銳角截面的下端部40a。下端部40a與盛接容器21之下部21a(參照圖3)之間確保有用以供油脂成分12流出之間隙。藉由液分離傳送部20而移動到上方並且到達液回收部22之油脂成分12進入封閉的包圍構件40內，並且藉由帶構件24a之上推作用而由封閉的包圍構件40之上面側、及下端部40a與底面21a之間的間隙吐出，然後回收到盛接容器21。

參照圖4，說明藉由液分離傳送部20中之軸部23與螺旋體24之組合進行之油脂成分12的傳送動作。圖4(a)顯示了下部20a之下部浸入冷卻液2內之狀態。油脂成分12以浮遊狀態存在於冷卻液2之表層，進而固形異物13在冷卻液2內浮遊。而且該等油脂成分12之黏度高且容易附著，因此伴隨著周圍之固形異物13而附著於位於冷卻液2之表面附近之帶構件24a之上表面24b或軸部23之外周面23a。

在此狀態下，藉由旋轉驅動部20c使螺旋體24朝預定旋轉方向(箭頭記號e)旋轉，附著於上表面24b及外周面23a之油脂成分12會產生沿著外周面23a朝上方移動之上推作用。即如圖4(b)所示，帶構件24a在外周面23a之周圍在水平圓周方向(箭頭記號f)上旋繞移動，藉此藉由上表面24b往上方移動之力作用於油脂成分12，油脂成分12沿著外周面23a往上方被上推。

此時，下部20a中，螺旋體24成為帶構件24a相互間之空間41(參照圖3)朝外周側方向開放之露出範圍，因此藉由上述之上推動作，附著於上表面24b而存在於空間41內之固形異物13在朝上方移動之過程中，由外周側開放之空間41脫離而落下(箭頭記號g)。換言之，該露出範圍中，不會妨礙與油脂成分12一起傳送到上方之固形異物13由空間41往外側之排出。藉此，可抑制固形異物13在習知技術中產生的問題，即固形異物13會卡進與導引壁之滑接部而阻塞的問題。

又，本實施形態中，由於採用了驅動經固定之軸部23之外周側之螺旋體24旋轉之構成，因此隨著螺旋體24之旋轉，附近之冷卻液2會引起帶動旋轉造成的環狀流動。而且藉由該環狀流動，浮遊於冷卻液2之表層之油脂成分12接近帶構件24a或外周面23a而附著被捕捉的機率增加，可提高油脂成分12之分離效率。

其次，參照圖5，詳細說明液回收部22之功能。下部20a中，藉由帶構件24a而捕捉進而藉由中間部20b朝上方移動之油脂成分12到達液回收部22時，將封閉的包圍構件40之內部朝上方移動。此時，帶構件24a間之空間41會被封閉的包圍構件40封閉的包圍，因此會妨礙往外部的自由流動。

因此，往上方移動之油脂成分12藉由2個路徑(吐出部)而回收到盛接容器21，該2個路徑是透過封閉的包圍構件40之下端部40a與盛接容器21之底面21a之間的間隙，而吐出至底面21a之下方吐出路徑(箭頭記號h)、或者是被帶構件24a往上抬到封閉的包圍構件40之上面後而溢出之溢流路徑(箭頭記號i)之。盛接容器21之外周附近設有朝下方延伸之導管21c與連通之排出口21b。回收到盛接容器21之油脂成分12透過排出口21b而被導引至導管21c，落下到配置於下方之回收箱43內而被回收。

其次，參照圖6，說明用以排出回收到盛接容器21之油脂成分12所包含之固形異物13之異物排出部之構成及功能。設置於盛接容器21之底面21a之排出口21b兼具用以將與油脂成分12一起由液回收部22吐出之固形異物13朝下方排出之排出口。即，如圖6(a)(b)所示，端部設有滑接部42a之板狀掃攏構件42藉由螺栓44而固定於將封閉的包圍構件40之側面部分地切割而形成之安裝面40b。掃攏構件42在盛接容器21內，將滑接部42a滑接且配設於平面的底面21a上。封閉的包圍構件40透過連結桿39而連結於連結板37(參照圖3)，藉由旋轉驅動部20c之相對旋轉驅動，封閉的包圍構件40旋轉。藉此，掃攏構件42使滑接部42a滑接於底面21a而朝旋轉方向滑動。

如圖6(c)所示，封閉的包圍構件40旋轉(箭頭記號k)時，藉由在底面21a上滑動之掃攏構件42，吐出到底面21a上之油脂成分12所包含之固形異物13會與油脂成分12一起被掃攏到排出口21b，經由排出口21b而朝下方排出。被旋轉驅動部20c驅動旋轉之封閉的包圍構件40、及裝設於封閉的包圍構件40之掃攏構件42具有在盛接容器21中使固形異物13傳送到排出口21b而排出之異物排出部。該異物排出部具有滑接於盛接容器21之平坦的底面21a並且藉由旋轉驅動部20c之相對旋轉而在底面21a上滑動之掃攏構件42，並且藉由該掃攏構件42，使底面21a上之固形異物13往排出口21b掃攏。

上述之實施形態之第1實施形態中，使螺旋體24與軸部23相對旋轉之旋轉驅動部20c採用了使螺旋體24對固定之軸部23旋轉之構成，但亦可使軸部23對固定之螺旋體24旋轉。例如，如圖7所示，透過耦合部35而將軸部123直接連結於馬達30之輸出軸30a，並且將螺旋體24透過螺栓138及固定板137而固定結合於中間板33。藉由該構成亦可使螺旋體24與軸部123相對旋轉，並且與第1實施形態同樣地可藉由螺旋體24而沿著軸部123之外周面將油脂成分12往上推。

如上述所說明，本實施形態所示之混合液分離裝置6是由混合液分離而提取油脂成分12之裝置，該混合液是相較於第1物質比重較小且黏度較高之第2物質之油脂成分12浮遊於第1物質之冷卻液2之表面而形成表層之狀態之混合液。液分離傳送部20以下部20a插入之縱姿勢配置於用以貯留混合液之貯留槽3，並且將油脂成分12自冷卻液2分離而傳送到上方。液分離傳送部20由下述構成：圓柱棒狀之軸部、內側端面滑接於軸部之外周面之帶構件沿著軸部之外周面呈螺旋狀旋繞複數階而設置之螺旋體、及使其等相對旋轉之旋轉驅動部。藉此，可將附著於帶構件之第2物質藉由相對旋轉而沿著軸部之外周面上推。

藉此，可抑制固形異物13卡住機構部而阻塞的問題。進而，可提高混合液分離裝置6之裝置效率，並且可防止異物卡住造成動作不良或異常摩耗。即，以包含切屑或泥狀沈積物等之固形異物13之混合液為對象，可以低成本實現高的液分離效率實現。

再者，上述實施形態中，是顯示第1物質為冷卻液2，第2物質為浮遊於冷卻液2之液面之油脂成分12之例，本發明不受限於此。若為由相較於第1物質比重較小且黏度較高之第2物質浮遊於第1物質之表面而形成表層之狀態之混合液分離第2物質且提取之構成，關於此等以外之物質種類的組合也可適用本發明。例如，第1物質為洗淨液，第2物質為浮遊於洗淨液之液面之被洗淨物之組合也可適用本發明。

產業上之可利用性

本發明之混合液分離裝置是具有以包含切屑或泥狀沈積物等之固形異物的混合液為對象，可以低成本實現高的液分離效率之效果，在將使用於工作機械用之冷卻液或使用於洗淨裝置之洗淨液回收再使用之液處理領域中是有用的。

本發明以例示為目的而參照經選擇之特定實施態樣來記述，但對於熟習此技藝者而言，自可明白在不脫離本發明之基礎概念與其揭示範圍而為多數的變更。