WO2003070425A1 - Filtre a liquide de refroidissement - Google Patents

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WO2003070425A1
WO2003070425A1 PCT/JP2003/001973 JP0301973W WO03070425A1 WO 2003070425 A1 WO2003070425 A1 WO 2003070425A1 JP 0301973 W JP0301973 W JP 0301973W WO 03070425 A1 WO03070425 A1 WO 03070425A1
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liquid tank
coolant
tank
liquid
chips
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PCT/JP2003/001973
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English (en)
French (fr)
Inventor
Minoru Tashiro
Makoto Tashiro
Original Assignee
Makoto Co., Ltd.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0042—Devices for removing chips
    • B23Q11/0057—Devices for removing chips outside the working area
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the present invention is to separate and separate a swarf that is cut out at the time of grinding and cutting by a machine tool and a grinding and cutting fluid (hereinafter, referred to as a coolant) used at the time of the grinding and cutting.
  • the present invention relates to a filtering device to be collected.
  • the liquid containing chips used in machine tools hereafter referred to as dirty liquid
  • dirty liquid flows into the liquid tank
  • the center of the vortex generated by centrifugal force is the chips that settle or float in the liquid tank.
  • It relates to a coolant filtration device that collects and separates parts in a part. Background art
  • the coolant used when using a machine tool contains metal chips, abrasive grains, etc., which are the processing debris of the workpiece, and when the coolant is collected and reused, the mixed chips are used. It is necessary to separate and remove powder and the like.
  • Various filtering devices are used to remove such foreign substances such as chips.
  • a filtration device consists of a filtration unit in which a cross-flow mechanism, a centrifugal separation mechanism, a cyclone mechanism, a cartridge filter mechanism, etc. are arranged in a closed housing, a dirty liquid introduction pipe connected to the filtration unit, and a clean liquid. It has a discharge pipe.
  • dirty liquid containing foreign matter is introduced from the dirty liquid introduction pipe into the filtration device, the foreign matter in the dirty liquid is removed by the filtration unit, and the clean liquid from which the foreign matter has been removed is discharged from the clean liquid discharge pipe. It has become.
  • a conventional device that separates and discharges chips, abrasives, etc. from the coolant, sedimentation occurs in a liquid tank (tank) into which the dirty liquid is introduced.
  • a method was used in which goods were picked up on a conveyor and discharged.
  • the open-type conveyor system not only complicates the equipment but also requires a large installation space.
  • the running parts of the conveyor are worn by the chips and abrasive grains, the running cost is increased due to the occurrence of breakdowns and parts replacement, and moreover, the liquid tank must be cleaned frequently. There was a problem.
  • a device that generates eddy currents is provided in the liquid tank, or the liquid tank itself is formed in a cylindrical shape, and when dirty liquid flows into the liquid tank, it flows along the inner wall surface of the liquid tank and swirls.
  • a method has been proposed in which solids such as chips are accumulated in the center of the liquid tank by the generated eddy current, and the accumulated sediment is suctioned and separated and discharged by a pump.
  • the present invention achieves the following objects in view of the above-described problems of the related art.
  • An object of the present invention is to provide a coolant filtration device which has a reduced volumetric efficiency because the volumetric efficiency is improved and the number of cleaning operations can be reduced. It is in.
  • the coolant filtering apparatus of the present invention includes a liquid tank into which a coolant containing chips flowing out of a machine tool flows, and a pump that sucks and discharges chips precipitated in the liquid tank.
  • the liquid tank is rectangular, and a partial cylindrical curved plate is formed inside a corner of the liquid tank in order to generate a vortex of the coolant in the liquid tank and accumulate sediment in the center of the liquid tank. Are arranged along the corners.
  • This curved plate has a gap formed between the side plate and the bottom plate of the liquid tank.
  • the advantage of this curved plate is that, due to the formation of these gaps, the dirty liquid flows in a laminar flow, so that foreign matter does not stay or accumulate inside the corners.
  • FIG. 1 is a plan view of a coolant filtering device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a coolant filtration device according to the present invention.
  • FIG. 3 (a) and 3 (b) are partially enlarged views of the curved plate 6
  • FIG. 3 (a) is a plan view of the filter tank 1A with the lid removed
  • FIG. 3 (b) is FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line X-X in FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is a plan view of a coolant filtration device according to the present invention
  • FIG. It is a schematic diagram of a coolant filtration device.
  • the filtration device of the present invention is provided below a coolant outlet 7 of a machine tool (not shown, hereinafter, referred to as M / C). It has a rectangular liquid tank 1 (primary filtration device) for receiving the coolant that has flowed out, and a secondary filtration device 3.
  • M / C machine tool
  • the rectangular liquid tank 1 is divided into two tanks, a filtration tank (primary filtration device) 1A, into which dirty liquid flows, and a storage tank 1B, which stores clean liquid after filtration.
  • a separator 9 is provided to remove chips from the dirty liquid flowing into the filtration tank 1A.
  • the separator 9 is a magnet type separator for separating magnetic chips, but the separator 9 is not necessary for non-magnetic chips.
  • a pump 4 for discharging coolant and sediment is provided in the center of the filtration tank 1 A, and a pump 5 for supplying the filtered coolant to the machine tool again in the storage tank 1 B. Is provided.
  • a curved plate 6 is attached to the inside of the four corners of the filtration tank (primary filtration device) 1A to form a curved surface.
  • the dirty liquid containing the cuttings flowing out of the machine tool first flows into the filtration tank (primary filtration device) 1A, and is then pumped to the secondary filtration device 3 by the pump 4. Will be up.
  • the curved plate 6 is arranged inside the four corners of the filtration tank 1A, but gaps are arranged in the lower part and the back part.
  • the lower part of the curved plate 6 has a gap of height h (about 50 mm in this example) between the bottom plate 11 and the bottom surface of the curved plate 6, and the rear surface of the curved plate 6 has a gap S between the side plate 10 and the lower surface. (In this example, about 30 mm) at the four corners of the filtration tank 1A. It is arranged and fixed to the filtration tank member 12.
  • a gap having a height h is formed in the lower portion of the curved plate 6 and the same flow as in the upper layer occurs, so that foreign matter such as chips does not stay in the lower corner 13.
  • Dirty liquid mixed with foreign particles such as metal chips used in the machine tool flows into the filtration tank 1A from the inflow port 8 provided at or near the corner of the filtration tank 1A.
  • the dardy liquid since the dardy liquid is supplied at a predetermined flow rate, it flows along the curved surface of the curved plate 6 provided inside the corner of the filtration tank 1A, and generates a vortex.
  • Foreign particles such as metal chips contained in the dirty liquid accumulate in the center of the liquid tank while turning.
  • the accumulated sediment is sucked by the pump 4 and introduced into the secondary filtration device 3 to be totally filtered.
  • a vortex is generated only by the inflow of the dirty liquid without providing a device for generating a vortex in the liquid tank or forming the liquid tank itself in a cylindrical shape.
  • the solids such as chips are accumulated in the center of the liquid tank on the vortex, and the accumulated sediment is pumped.
  • the coolant filtering apparatus of the present invention can be used not only for filtering coolant for machine tools such as cutting and grinding, but also for filtering coolant for plastic working machines such as rolling machines and for filtering washing liquids for washing machines and the like.

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  • Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)

Description

明 細 書 クーラント濾過装置 技術分野
本発明は、 工作機械による研削、 切削等のときに削り出される切粉と、 その研削、 切削時に使用される研削、 切削液 （以下、 クーラントとレヽう。 ) とを濾過分離してそれぞれに回収するようにした濾過装置に関する。 特に、 工作機械で使用された切粉を含んだ液 （以下、 ダーティ液という ) を液槽に流入させ、 液槽内に沈殿、 又は浮遊している切粉を向心力に より発生する渦の中心部に集積させて分離するクーラント濾過装置に関 するものである。 背景技術
産業界ではあらゆる分野で濾過装置が用いられている。 例えば、 工作 機械を使用する際に用いるクーラントには被加工材の加工屑である金属 切粉、 砥粒等が混入し、 このクーラントを回収して再使用する場合には、 混入している切粉等を分離して除去する必要がある。 このような切粉等 の異物を除去するために種々の濾過装置が使用されている。
一般に、 濾過装置は、 密閉ハウジング内にクロスフロー機構、 遠心分 離機構、 サイクロン機構、 カートリッジフィル夕機構等が配置された濾 過部と、 この濾過部に接続されたダーティ液導入管及びクリーン液排出 管を備えている。 この濾過装置にダーティ液導入管より異物が混入した ダーティ液が導入されると、 このダーティ液中の異物を濾過部で除去し、 異物が除去されたクリーン液をクリーン液排出管より排出するようにな つている。 クーラントから切粉や砥粒等を分離排出する従来の装置として、 ダー ティ液を導入した液槽 （タンク） 内で沈殿させ、 液槽内の底部に沈殿し た切粉ゃ砥粒等の固形物をコンベア一で搔き出して排出する方法が採ら れていた。 しかしながら、 搔き出し式のコンベア一方式では、 装置が複 雑になるばかりでなく広い設置スペースを要する。 また、 切粉ゃ砥粒に よりコンベア一の走行部が摩耗し、 故障や部品交換等の発生によってラ ンニングコストが嵩み、 さらに、 液槽の清掃を頻繁に行なわなければな らないといった多くの問題点があった。
そこで、 液槽内に渦流を発生させる装置を設けたり、 液槽自体を円筒 形状に形成し、 液槽内にダーティ液が流入されると液槽内壁面に倣って 流動し旋回することにより渦流を発生させ、 この発生した渦流によって、 切粉等の固体を液槽の中心部に集積させ、 この集積した沈殿物をポンプ により吸引して分離排出するようにした方法が提案されている。
しかしながら、 上記いずれの方法も省スペース化並びに経済性を図る ものにはなっておらず、 とくに液槽を円筒形状に加工することはコスト 高になる。 また、 円筒の液槽を工作機械の間に設置した場合、 工作機械 は矩形が多いので円筒の液槽のために他の機械との間に無駄な隙間が発 生し易く、 装置を小型化し且つ作業スペースを広くして作業環境の改善 を図ることはできない。 更に、 従来の箱形の液槽は、 角部はクーラント の流れが悪く淀むために、 この近傍に固形異物が滞留して固化する問題 があった。 このために定期的にこの固形異物を除去するために清掃する 必要性があった。
本発明は、 上記のような従来技術の問題点に鑑み、 以下の目的を達成 するものである。
本発明の目的は、 容積効率を良くしたので濾過装置全体の小型化が可 能になり、 清掃作業回数が少なくて済むクーラント濾過装置を提供する ことにある。
' 本発明の利点は、 結果として清掃作業が少ない、 省スペース化が図れ る等により、 経済的効果が高く、 しかもスペースが少ないので作業環境 の改善を図ることができる。 発明の開示
本発明のクーラント濾過装置は、 工作機械から流出する切粉を含むク 一ラントが流入する液槽と、 この液槽内に沈殿した切粉を吸引して排出 するポンプを備えてなるクーラント濾過装置において、 前記液槽が矩形 であり、 クーラントを前記液槽内で渦流を生じさせて沈殿物を液槽の中 心部に集積せしめるために前記液槽の角部内側に部分円筒状の湾曲板を 前記角部に沿って配置したことを特徴とする。
この湾曲板は、 前記液槽の側板及び底板との間に隙間が形成されてい る。 この湾曲板の利点は、 これらの隙間の形成により、 ダーティ液が層 流状に流れるので角隅部の内側に異物が滞留、 堆積しない。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明に係るクーラント濾過装置の平面図である。
図 2は、 本発明に係るクーラント濾過装置の模式図である。
図 3 ( a ) ， （b ) 'は湾曲板 6の部分拡大図であり、 図 3 ( a ) は濾 過槽 1 Aの蓋を外した状態の平面図であり、 図 3 ( b ) は図 3 ( a ) の X— X線で切断したときの断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。 図 1は本発明に係るクーラント濾過装置の平面図、 図 2は本発明に係る クーラント濾過装置の模式図である。
図 1及び図 2に示すように、 本発明の濾過装置は、 工作機械 （図示せ ず、 以下、 M/ Cという。 ) のクーラント流出口 7の下方に設けられて おり、 クーラント流出口 7から流出したクーラントを受ける矩形の液槽 1 (一次濾過装置） と 2次濾過装置 3とを備えている。
矩形の液槽 1は隔壁 2によりダーティ液が流入される濾過槽 （一次濾 過装置） 1 Aと濾過後のクリーン液が貯留される貯留槽 1 Bの二槽に区 画されている。 濾過槽 1 Aに流入するダーティ液から切粉を除去するた めにセパレーター 9が配置されている。 セパレーター 9は、 磁性体の切 粉を分離するマグネット式のセパレーターであるが、 非磁性体の切粉で はセパレーター 9は必要はない。
濾過槽 1 A内には、 その中心部にクーラント、 及び沈殿物排出用のポ ンプ 4が設けられており、 貯留槽 1 Bには、 濾過済みのクーラントを再 度工作機械に供給するポンプ 5が設けられている。
ここで、 濾過槽 （一次濾過装置） 1 Aの四隅角部の内側には、 湾曲板 6が取付けられて曲面が形成されている。 このような構造の濾過装置に おいて、 工作機械から流出した切粉を含むダーティ液は、 先ず、 濾過槽 (一次濾過装置） 1 Aに流入し、 ポンプ 4によって 2次濾過装置 3へと ポンプアップされる。
[湾曲板 6 ]
図 3 ( a ) , ( b ) に示すように、 湾曲板 6は、 濾過槽 1 Aの四隅角 部の内側に配置されているが、 下部、 及び背面部には隙間が配置されて いる。
湾曲板 6の下部は、 底板 1 1との間で高さ hの隙間 （本例では約 5 0 mm) が形成されており、 湾曲板 6の背面は、 側板 1 0との間で隙間 S (本例では約 3 0 mm) を形成するように、 濾過槽 1 Aの 4つの隅部に 配置され濾過槽部材 1 2に固定されている。
湾曲板 6の上記の構成及び配置により、 ダーティ液が濾過槽 1 Aに流 入するとダーティ液が湾曲'板 6の表面 1 4に沿つて円滑に流れるので渦 流が発生する。 このとき、 ダーティ液は、 隙間 Sの間にも層流として流 れ込む。 流れ込んだ水流は、 4隅角部の内側に衝突して方向変換され、 他方の隙間 Sから流出する。
湾曲板 6の下部には、 高さ hの隙間が形成されており上層と同様の流 れが発生するので、 切屑等の異物が下部の角隅部 1 3に滞留することは ない。
[濾過装置の作用]
次に、 本発明濾過装置による切粉の分離作用について説明する。 工作 機械で使用された金属切粉などの異物粒子が混入されたダーティ液は、 濾過槽 1 Aの角部又はその近傍に設けられた流入口 8から濾過槽 1 A内 に流入する。 その際、 ダーディ液は所定の流速をもって供給されるため、 濾過槽 1 Aの角部内側に設けられた湾曲板 6の曲面に倣って流動し、 渦 流を生じさせる。 そしてダーティ液に含まれる金属切粉などの異物粒子 は、 旋回しながら液槽の中心部に集積する。
集積された沈殿物は、 ポンプ 4により吸引され 2次濾過装置 3へ導入 されて全量濾過される。 このように、 本発明装置によれば、 液槽内に渦 流を発生させる装置を設けたり、 液槽自体を円筒形状に形成することな く、 ダーティ液の流入のみで渦流を発生させ、 発生した渦流に乗って、 切粉等の固体を液槽の中心部に集積させ、 この集積した沈殿物をポンプ
4により吸引して分離排出することができる。
また、 工場等に設置した場合も、 矩形の箱形であるから他の機械との 間に無駄な隙間が発生することがなく、 装置を小型化し且つ作業スぺー スを広くして作業環境の改善を図ることができる。 産業上の利用可能性
本発明のクーラント濾過装置は、 切削、 研削等.の工作機械用クーラン トの濾過に限らず、 転造盤等の塑性加工機械のクーラントの濾過、 洗浄 機等の洗浄液の濾過にも使える。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 工作機械から流出する切粉を含むクーラントが流入する液槽と、 この液槽内に沈殿した切粉を吸引して排出するポンプを備えてなるク 一ラント濾過装置において、
前記液槽が矩形であり、 前記液槽の角部内側に湾曲板を前記角部に沿 つて配置すると共に、 クーラントを前記液槽の角部又はこの近傍から流 入させて前記液槽内に渦流を生じさせ、 沈殿物を前記液槽の中心部に集 積せしめる
ことを特徴とするクーラント濾過装置。
2 . 請求項 1に記載のクーラント濾過装置において、
前記湾曲板は、 前記液槽の側板との間に隙間が形成されている ことを特徴とするクーラント濾過装置。
3 . 請求項 1又は 2に記載のクーラント濾過装置において、
前記湾曲板は、 前記液槽の底板との間に隙間が形成されている ことを特徴とするクーラント濾過装置。
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