TW202339856A - 旋風器型異物分離裝置 - Google Patents

Abstract

[課題]本發明提供一種有效抑制因處理液的氣泡而引起的起泡之消泡效果高的旋風器型異物分離裝置。 [解決手段]旋風器型異物分離裝置(1)係具備：旋風器主體(2)，具備圓筒部(2A)和從該圓筒部(2A)的下端朝向下方逐漸縮徑並延伸的圓錐筒部(2B)；處理液導入管(3)，具備在圓筒部(2A)內朝向接線方向開口之導入口(3a)；上部殼體(4)，設置於旋風器主體(2)的上部；處理液排出管(5)，在上部殼體(4)開口；連通管(6)，配置成與旋風器主體(2)的軸中心(O)同軸並連通旋風器主體(2)的內部與上部殼體(4)的內部；及多孔性的消泡管(7)，與旋風器主體(2)的軸中心(O)同軸地垂直配置於上部殼體(4)內，並且其下端部插入連通管(6)內，在前述旋風器型異物分離裝置(1)中，在消泡管(7)設置用於保持在該消泡管(7)內所產生之渦流的渦流保持機構(狹縫(14))。

Description

旋風器型異物分離裝置

本發明有關一種用於利用離心力從冷卻劑等處理液分離金屬粉等異物的旋風器型異物分離裝置。

例如，在用工具機切削加工金屬材料之情況下，為了切削部的冷卻或潤滑、切削屑的效率性排出等，而向切削部供給水溶性的冷卻劑。因此，冷卻劑中會混入切削屑的金屬類或研磨劑等的異物。

由於反覆使用冷卻劑，因此在重新使用該冷卻劑之前必須將混入該冷卻劑中之異物去除。作為去除該異物之機構之一，已知有旋風器型異物分離裝置。該旋風器型異物分離裝置包括如下構成：旋風器主體，在下端開設有異物排出口；處理液導入管，在該旋風器主體的內部具備在接線方向開口之導入口；上部殼體，設置於旋風器主體的上部；處理液排出管，在該上部殼體開口；及連通管，連通旋風器主體的內部與上部殼體的內部。

在上述旋風器型異物分離裝置中，旋風器主體具備圓筒部和從該圓筒部的下端朝向下方逐漸縮徑並延伸的圓錐筒部，當包括異物之冷卻劑從處理液導入管的導入口向旋風器主體的圓筒部噴射時，該冷卻劑成為旋流而沿著旋風器主體的內面下降。藉此，在旋風器主體的內部產生渦流，相對於冷卻劑比重大的異物藉由離心力而噴射到旋風器主體的內面並從冷卻劑中分離，該分離之異物沿著旋風器主體的內面下降並從異物排出口排出而被回收。

並且，沿著旋風器主體的內面下降之渦流在異物排出口的附近轉為上升，在旋風器主體的軸中心上產生從異物排出口朝向上部殼體之渦流。該上升之渦流包括從異物排出口通過連通管而到達上部殼體內之柱狀的空氣層和沿著該空氣層的周面上升之被淨化的冷卻劑層，構成被淨化的冷卻劑層之冷卻劑與上升之渦流一同被引導至上部殼體內，並從該上部殼體內向處理液排出管排出而供再次使用。

然而，在以上的旋風器型異物分離裝置中，連通管的出口直接向上部殼體的內部開口，因此空氣層與冷卻劑層在該連通管的出口處相互混合。因此，存在空氣進入到冷卻劑中，從而冷卻劑在上部殼體的內部劇烈地起泡而產生大量的空氣氣泡的問題。

因此，在專利文獻1中，提出有如圖11所示之旋風器型異物分離裝置。

亦即，圖11係專利文獻1中所提出之旋風器型異物分離裝置的縱剖視圖，在圖示的旋風器型異物分離裝置101中，在清潔殼體(上部殼體)104內的清潔室S中，渦流所流入之氣液分離管(消泡管)107與旋風器主體102的軸中心O同軸配置。又，在上部殼體104內的底部，以圍繞氣液分離管107的方式設置有暫時儲存通過氣液分離管107之冷卻劑之第一儲存部121，並且設置有暫時儲存從該第一儲存部121流入之冷卻劑之第二儲存部122。

依據如上構成之旋風器型異物分離裝置101，在旋風器主體102內異物被分離而淨化的冷卻劑從連通管106流入氣液分離管107，但由於冷卻劑沿著柱狀的空氣層的周圍上升，因此僅該冷卻劑通過氣液分離管107的小孔107a流入到第一儲存部121。因此，能夠僅單獨抽取流入到氣液分離管107之冷卻劑，由於防止了空氣捲入冷卻劑，因此防止冷卻劑的起泡。 [先前技術文獻]

[專利文獻1]日本特開2005-007212號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，在專利文獻1中所提出之圖11所示之旋風器型異物分離裝置101中，渦流的強度在氣液分離管107內衰減或者渦流消失，因此存在該氣液分離管107中的冷卻劑與空氣的分離效果小且有效抑制因冷卻劑的氣泡而引起的起泡之消泡效果小的問題。

本發明係鑒於上述問題而開發完成者，其目的在於提供一種有效抑制因處理液的氣泡而引起的起泡之消泡效果高的旋風器型異物分離裝置。 [解決問題之技術手段]

為了達成上述目的，本發明的特徵為提供一種旋風器型異物分離裝置，具備：旋風器主體；上部殼體，設置於上述旋風器主體的上部；連通管，連通上述旋風器主體的內部和上述上部殼體的內部；及消泡管，插入於上述連通管內，在上述旋風器型異物分離裝置中，在上述消泡管設置用於保持在該消泡管內所產生之渦流之渦流保持機構。在此，渦流保持機構例如由用於將沿著消泡管的外圍迴旋之渦流導入該消泡管的內部的狹縫而構成。 [發明之效果]

依據本發明，消泡管內所產生之渦流的強度由渦流保持機構保持，因此在消泡管內迴旋之處理液從該消泡管的小孔向外部流出，空氣層(氣泡)留在消泡管內。因此，處理液與空氣不會混合且發揮基於消泡管之高消泡效果，從而有效防止處理液的起泡。在此，由狹縫構成渦流保持機構之情況下，沿著消泡管的外圍而迴旋之渦流從狹縫導入至消泡管內，藉由該導入之渦流維持消泡管內的渦流的強度，因此獲得基於消泡管之高消泡效果。

以下，參閱圖式，對本發明的實施形態進行說明。

＜實施形態1＞ 圖1係本發明的實施形態1之旋風器型異物分離裝置的縱剖視圖，圖2係本發明的實施形態1之旋風器型異物分離裝置主要部分的縱剖視圖，圖3係本發明的實施形態1之旋風器型異物分離裝置的俯視圖(圖2的箭頭A方向的圖)，圖4係沿圖2的B-B線切割之放大剖視圖，圖5係沿圖2的C-C線切割之放大剖視圖，圖6係消泡管的正面圖，圖7係沿圖6的D-D線切割之放大剖視圖，圖8係消泡管上部的立體圖。

本實施形態之旋風器型異物分離裝置1藉由離心力從供給至切削加工金屬材料之工具機的加工部之水溶性的冷卻劑中分離去除切削屑等金屬異物，並如下構成。

亦即，如圖1所示，旋風器型異物分離裝置1包括如下構成：旋風器主體2；處理液導入管3，與該旋風器主體2的外圍連接；上部殼體4，設置於旋風器主體2的上部；處理液排出管5，與該上部殼體4連接，圓筒狀的連通管6，配置成與旋風器主體2的軸中心O同軸並連通旋風器主體2的內部與上部殼體4的內部；及消泡管7，與旋風器主體2的軸中心O同軸地垂直配置於上部殼體4內。

上述旋風器主體2由圓筒部2A和從該圓筒部2A的下端朝向下方逐漸縮徑並延伸的圓錐筒部2B構成，並且該等圓筒部2A與圓錐筒部2B為同軸且垂直配置。並且，在圓錐筒部2B的下端開設有用於將從冷卻劑中分離之異物向外部排出的圓孔狀的異物排出口8。

又，如圖3所示，在旋風器主體2的圓筒部2A的上部，具備朝向圓筒部2A的外圍的點p上之接線T的方向(接線方向)開口之圓孔狀的導入口3a(參閱圖1及圖2)之上述處理液導入管3安裝於相對於旋風器主體2的軸中心O僅偏移圖3所示之ε之位置。

並且，如圖2所示，在旋風器主體2的上部，隔著分隔壁9設置有圓筒容器狀的上述上部殼體4。該上部殼體4藉由分別用圓板狀的蓋體4B和上述分隔壁9覆蓋圓筒狀的側壁4A的上面和下面而構成為圓筒容器狀，其內部構成為用於暫時儲存異物被分離去除之潔淨的冷卻劑的空間。並且，在上部殼體4的側壁4A，安裝有具備朝向上部殼體4的軸中心O開口之排出口5a之上述處理液排出管5。再者，如圖2所示，在上部殼體4中，蓋體4B藉由多根(在圖示例中，為8根(參閱圖3))螺栓11而安裝於固定在側壁4A的上端內周之環狀的凸緣10，藉此該上部殼體4的上面被蓋體4B覆蓋。

如圖1及圖2所示，上述連通管6垂直地配置於旋風器主體2內的上部，其上端從下方插入形成於分隔壁9的中心之圓孔9a(參閱圖2)並藉由焊接等固定於分隔壁9。再者，如圖2詳細所示，連通管6的下端部內周面構成朝向下方擴徑之圓錐狀的引導面6a。藉由連通管6具有引導面6a，能夠容易將渦流m引入連通管6內。

如圖6及圖8所示，上述消泡管7將形成有多個圓孔狀的小孔7a之沖孔金屬板彎曲形成為圓筒狀，如圖2所示，其上端部與上部殼體4的蓋體4B的下面的中心部抵接並藉由螺栓12固定於蓋體4B。具體而言，在消泡管7的上端部內嵌合有螺紋座13，藉由向該螺紋座13中旋入從上方插通於蓋體4B的中心部之上述螺栓12，消泡管7的上端部固定於蓋體4B。並且，如圖1及圖2所示，消泡管7的下端部從上方插入連通管6的內部，在該連通管6的下端部外圍與消泡管7的內周之間形成有圓筒狀的間隙δ。

其中，形成於消泡管7之多個圓孔7a僅允許異物被去除之冷卻劑通過，並且阻止冷卻劑中所包含之空氣的氣泡通過，其內徑設定為0.5mm～2.5mm，較佳設定為1.0mm。再者，消泡管7亦可以代替沖孔金屬板而使用金屬網等。

其中，如圖6～圖8所示，在消泡管7的外圍的一部分上沿著上下方向形成有構成用於保持在該消泡管7內所產生之後述的渦流m(參閱圖1及圖2)的渦流保持機構之狹縫14。如後所述，該狹縫14用於將包含沿著消泡管7的外圍而迴旋之空氣之冷卻劑的渦流導入該消泡管7的內部，並如圖7所示，在通過消泡管7的軸中心O之垂直面上開口。

更詳細而言，如圖7所示，消泡管7由相互偏心之大小異徑的2種半圓筒狀管7A、7B構成，在2種半圓筒狀管7A、7B的沿上下方向之各自由端邊之間，形成有沿上下方向之狹縫14。在此，構成消泡管7之大小異徑的2種圓筒狀管7A、7B在本實施形態中一體地形成，但亦可以將它們分體構成並接合兩者。又，狹縫14遍及消泡管7的上下方向總長而形成為較佳，在本實施形態中，為了維持消泡管7的形狀，如圖6及圖8所示，將2種圓筒狀管7A、7B的端邊彼此利用在上下方向上以適當的間隔配置之多個(在圖示例中，為4個)托架7b連結。

又，如圖6及圖8所示，在消泡管7的上端部形成有具有內徑比小孔7a大之上下2個圓孔狀的水垢排出孔7c，冷卻劑中所包含之相對大的水垢(無法通過小孔7a之大小的水垢)通過水垢排出孔7c而向消泡管7外排出。

接著，對如上構成之旋風器型異物分離裝置1的作用進行說明。

在本實施形態之旋風器型異物分離裝置1中，包含異物之冷卻劑從處理液導入管3的導入口3a向旋風器主體2的圓筒部2A內朝向接線方向以預定的速度噴射。然後，如圖1所示，該包含異物之冷卻劑一邊迴旋一邊藉由離心力沿著旋風器主體2的圓筒部2A與圓錐筒部2B的內面下降。其結果，在旋風器主體2的內部產生以軸中心O為中心之渦流M，冷卻劑中所包含的異物藉由基於該渦流M之離心力而分離。亦即，由於比作用於冷卻劑之離心力大的離心力作用於比重比冷卻劑大的異物，因此異物藉由該離心力之差而從冷卻劑中分離並被吹送到旋風器主體2的內面，該異物一邊迴旋一邊藉由自身重量而沿著旋風器主體2的內面下降，從在圓錐筒部2B的下端開口之異物排出口8向旋風器主體2的外部排出並被回收。

另一方面，一邊沿著旋風器主體2的內面迴旋一邊下降之冷卻劑的渦流M在異物排出口8的附近受到向上的力而轉為上升。因此，如圖1所示，在旋風器主體2的內部，在軸中心O上，產生從異物排出口8朝向上部殼體4內之渦流m。

在此，渦流m包括在中心具有真空的空洞部之圓筒狀的空氣層和圍繞該空氣層之圓筒狀的冷卻劑層，但該等空氣層與冷卻劑層從異物排出口8通過連通管6而到達消泡管7。在此，冷卻劑層構成渦流m的表層部分，沿著空氣層的周圍而從異物排出口8朝向消泡管7上升。再者，如上所述，連通管6的下端部內周面構成引導面6a，因此朝向上方之渦流m被順暢地引導至連通管6並從消泡管7的下端開口部引導至該消泡管7內。

並且，當上升之渦流m流入消泡管7內時，佔據其表層部分之潔淨的冷卻劑通過消泡管7的多個小孔7a流入上部殼體4的內部從而暫時儲存於該上部殼體4內的底部。如此，在消泡管7中渦流m中所包含之空氣與冷卻劑被分離，僅冷卻劑向消泡管7的外部排出，因此能夠在上部殼體4的內部空氣與冷卻劑混合之前，藉由消泡管7僅單獨抽取冷卻劑。因此，在上部殼體4的內部，冷卻劑不會因空氣的氣泡而起泡。亦即，藉由消泡管7發揮高消泡效果，藉此有效地防止冷卻劑的起泡。並且，不包含暫時儲存於上部殼體4的內部之氣泡之潔淨的冷卻劑從在上部殼體4的側壁4A開口之排出口5a流入處理液排出管5，從該處理液排出管5向上部殼體4的外部排出而供再次使用。

其中，並非所有渦流m被導入到消泡管7內反覆地迴旋，而是其一部分一邊沿著消泡管7的外圍迴旋一邊上升。因此，如圖4所示，在形成於連通管6與消泡管7之間之圓筒狀的間隙δ中，在該間隙δ中向圖示箭頭方向(圖4的逆時針方向)迴旋之渦流，如圖5中用箭頭a所示，通過形成於消泡管7的外圍的一部分之狹縫14而流入該消泡管7內，加強或維持消泡管7內的渦流m的迴旋。因此，消泡管7內的渦流m的迴旋強度不會衰減且提高了基於消泡管7的消泡效果，從而確實地防止暫時儲存於上部殼體4的內部之冷卻劑的起泡。

又，如圖5所示，在上部殼體4的內部，亦存在沿消泡管7的外圍向箭頭方向(圖5的逆時針方向)迴旋之渦流，該渦流如圖5中用箭頭b所示，通過形成於消泡管7的外圍的一部分之狹縫14而流入該消泡管7內，加強或維持消泡管7內的渦流m的迴旋。因此，消泡管7內的渦流m的迴旋強度被維持住而不會衰減，提高了基於該消泡管7的消泡效果。再者，雖然從消泡管7流出之冷卻劑中仍包含一些氣泡，但藉由將該冷卻劑從狹縫14再度引入消泡管7內並使該引入之冷卻劑再度從消泡管7流出，能夠獲得進一步的消泡效果。因此，藉由將狹縫14在消泡管7的上下方向上遍及總長而形成，能夠進一步提高消泡效果。

如上所述，依據本實施形態之旋風器型異物分離裝置1，消泡管7內所產生之渦流m的強度藉由從構成渦流保持機構之狹縫14流入消泡管7內之渦流而保持，因此在消泡管7內有效地分離空氣與冷卻劑，僅將冷卻劑從消泡管7中抽取。因此，在所抽取之冷卻劑中不會混入空氣而產生氣泡，提高了基於消泡管7的消泡效果。

＜實施形態2＞ 接著，參閱圖9及圖10，對本發明的實施形態2進行說明。

圖9係本發明的實施形態2之旋風器型異物分離裝置主要部分的縱剖視圖，圖10係沿圖9的E-E線切割之放大剖視圖，在該等圖中，對與圖1～圖8中所示之元件相同的元件標註相同的符號，以下，省略關於該等的再次說明。

本實施形態之旋風器型異物分離裝置1A的特徵為，將圓管15在消泡管7的軸中心部沿上下方向垂直地配置，其他結構與上述實施形態1之旋風器型異物分離裝置1的結構相同。

在本實施形態之旋風器型異物分離裝置1A中，在消泡管7內一邊迴旋一邊上升之渦流m的迴旋強度亦藉由從狹縫14流入消泡管7內之渦流而維持或加強，並且渦流m中所包含之冷卻劑與空氣分離而從消泡管7中被抽取，但在本實施形態中，如圖10所示，消泡管7內的容積僅減少與圓管15的容積相當的量，因此提高了消泡管7內的渦流m的迴旋強度，其結果，亦提高了基於消泡管7的消泡效果。

再者，在本實施形態中，將圓管15在消泡管7的軸中心部沿上下方向而垂直地配置，但亦可以代替該圓管15而將實心的圓棒(未圖示)在消泡管7的軸中心部沿上下方向而垂直地配置，這亦可以獲得與前述相同的效果。

又，以上，對將本發明適用於分離冷卻劑中所包含之金屬切削屑等異物之旋風器型異物分離裝置之形態進行了說明，但本發明亦能夠同樣地適用於分離去除除了冷卻劑以外的任意的處理液中所包含之除了切削屑以外的異物之旋風器型異物分離裝置。

又，本發明不限定適用於上述之實施形態，在申請專利範圍及說明書和圖式中所記載之技術思想的範圍內能夠進行各種變形是不言而喻的。

1,1A:旋風器型異物分離裝置 2:旋風器主體 2A:旋風器主體的圓筒部 2B:旋風器主體的圓錐筒部 3:處理液導入管 3a:處理液導入管的導入口 4:上部殼體 5:處理液排出管 6:連通管 7:消泡管 7A,7B:半圓筒狀管 7a:消泡管的小孔 8:異物排出口 14:狹縫(渦流保持機構) 15:圓管 M,m:渦流 O:旋風器主體的軸中心

[圖1]係本發明的實施形態1之旋風器型異物分離裝置的縱剖視圖。 [圖2]係本發明的實施形態1之旋風器型異物分離裝置主要部分的縱剖視圖。 [圖3]係本發明的實施形態1之旋風器型異物分離裝置的俯視圖(圖2的箭頭A方向的圖)。 [圖4]係沿圖2的B-B線切割之放大剖視圖。 [圖5]係沿圖2的C-C線切割之放大剖視圖。 [圖6]係消泡管的正面圖。 [圖7]係沿圖6的D-D線切割之放大剖視圖。 [圖8]係消泡管上部的立體圖。 [圖9]係本發明的實施形態2之旋風器型異物分離裝置主要部分的縱剖視圖。 [圖10]係沿圖9的E-E線切割之放大剖視圖。 [圖11]係專利文獻1中所提出之旋風器型異物分離裝置的縱剖視圖。

6:連通管

7:消泡管

14:狹縫(渦流保持機構)

a:箭頭

O:旋風器主體的軸中心

m:渦流

δ:間隙

Claims (5)

1. 一種旋風器型異物分離裝置，具備： 旋風器主體； 上部殼體，設置於前述旋風器主體的上部； 連通管，連通前述旋風器主體的內部和前述上部殼體的內部；及 消泡管，插入於前述連通管內，其特徵為： 在前述消泡管設置用於保持在該消泡管內所產生之渦流之渦流保持機構。
2. 如請求項1記載之旋風器型異物分離裝置，其中 前述渦流保持機構藉由用於將沿著前述消泡管的外圍而迴旋之渦流導入到該消泡管的內部的狹縫所構成。
3. 如請求項2記載之旋風器型異物分離裝置，其中 前述狹縫在前述消泡管的外圍的一部分遍及上下方向總長而形成。
4. 如請求項2或請求項3記載之旋風器型異物分離裝置，其中 前述消泡管藉由相互偏心之大小異徑的2種半圓筒狀管構成，在2種前述半圓筒狀管的沿上下方向之各自由端邊之間形成前述狹縫。
5. 如請求項1至請求項3之任一項記載之旋風器型異物分離裝置，其中 將圓管或圓棒在前述消泡管的軸中心部沿上下方向而配置。

Images