JP4775913B2 - Cyclone filter - Google Patents
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Description
本発明は、サイクロン式濾過装置に係り、液体中に混入した異物を効果的に遠心分離する技術に関する。 The present invention relates to a cyclonic filtration device, and more particularly to a technique for effectively centrifuging foreign matter mixed in a liquid.
従来、工作機械で研削加工するにあたって、使用済みの研削液から再生装置によって研削くずや砥粒等の異物を取り除くことにより、研削液を循環利用する技術が存在する。この種の再生装置として研削液中の異物を遠心分離するサイクロン式濾過装置がある。サイクロン式濾過装置では、例えば、円筒部と円錐部を有し、下端に異物排出口が設けられたサイクロン本体(分離槽)と、異物を含む液をサイクロン本体内で旋回流を生じさせるように導入する導入管と、サイクロン本体内で生じる旋回流の軸中央部に配置され、異物が取り除かれた液をサイクロン本体の外に導くための溢流上昇管(導出管)とを備えたものが知られている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, when grinding with a machine tool, there is a technique for circulatingly using a grinding fluid by removing foreign matters such as grinding scraps and abrasive grains from a used grinding fluid by a regenerator. As this type of regenerator, there is a cyclone type filtration device that centrifuges foreign matter in a grinding fluid. In the cyclonic filtration device, for example, a cyclone main body (separation tank) having a cylindrical portion and a conical portion and having a foreign matter discharge port at the lower end, and a liquid containing the foreign matter are caused to generate a swirling flow in the cyclone main body. A pipe equipped with an introduction pipe to be introduced and an overflow riser pipe (outlet pipe) for guiding the liquid from which the foreign matter has been removed to the outside of the cyclone body, which is arranged at the center of the axis of the swirling flow generated in the cyclone body. It is known (see Patent Document 1).
ところで、上記特許文献1に記載されたような従来技術は、サイクロン本体内で生じる旋回流の遠心力により固液分離を行って異物を除去するものであり、その分離能力は遠心力の大きさに左右されることになる。しかしながら、遠心力の大きさを決定する供給ポンプの吐出圧(即ち、異物を含む液の流速)やサイクロン本体の内径等には実用上の制約があるため、これにより、従来のサイクロン式濾過装置の分離能力には一定の限界がった。 By the way, the prior art as described in the above-mentioned Patent Document 1 is to remove the foreign matter by performing solid-liquid separation by the centrifugal force of the swirling flow generated in the cyclone body, and the separation ability is the magnitude of the centrifugal force. Will depend on. However, since there are practical restrictions on the discharge pressure of the supply pump that determines the magnitude of the centrifugal force (that is, the flow rate of the liquid containing foreign matter), the inner diameter of the cyclone body, and the like, this makes it possible to use the conventional cyclone type filtration device. There was a certain limit to the separation ability.
本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、簡易な構成によって遠心力を増大させ、これにより、分離能力の向上を実現としたサイクロン式濾過装置を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of the problems of the prior art as described above, and provides a cyclone filtration device that increases centrifugal force with a simple configuration, thereby realizing improvement in separation ability. For the purpose.
上記課題を解決するためになされた第1の発明は、円筒部(11)と、この円筒部の下端に設けられて下方に向かって縮経する円錐部(12)とを有する分離槽(13)と、前記分離槽内で旋回流を生じさせるべく、前記円筒部の内周面の接線方向に液体を導入する導入管(15)と、前記円筒部と同軸上に前記分離槽内に収容され、下部の開口から流入する液体をその上部から前記分離槽の外に導く導出管(16)とを備えたサイクロン式濾過装置であって、前記導出管が前記分離槽に対して回転自在に支持され、前記導出管を前記旋回流の旋回方向に回転駆動する駆動手段(42)を更に備えた構成とする。 1st invention made | formed in order to solve the said subject is a separation tank (13) which has a cylindrical part (11) and the conical part (12) which is provided in the lower end of this cylindrical part and shrinks toward the downward direction. ), And an introduction pipe (15) for introducing a liquid in a tangential direction of the inner peripheral surface of the cylindrical portion in order to generate a swirling flow in the separation vessel, and accommodated in the separation vessel on the same axis as the cylindrical portion And a discharge pipe (16) for guiding the liquid flowing in from the lower opening from the upper part to the outside of the separation tank, wherein the discharge pipe is rotatable with respect to the separation tank. The driving unit (42) is further provided, which is supported and rotationally drives the outlet pipe in the swirling direction of the swirling flow.
上記課題を解決するためになされた第2の発明は、前記導出管は、前記旋回流に旋回エネルギを付与する羽根(51)をその外周に有する構成とすることができる。 According to a second aspect of the present invention made to solve the above-described problem, the lead-out pipe may have a blade (51) that imparts swirling energy to the swirling flow on an outer periphery thereof.
上記課題を解決するためになされた第3の発明は、前記導出管は円筒状を呈し、前記羽根は、前記導出管の外周面に固着されるとともに前記導出管の軸方向に延在する複数の平板部材である構成とすることができる。
According to a third aspect of the present invention for solving the above-described problems, the outlet pipe has a cylindrical shape, and the blade is fixed to the outer peripheral surface of the outlet pipe and extends in the axial direction of the outlet pipe. It can be set as the structure which is a flat plate member.
上記課題を解決するためになされた第4の発明は、前記導出管の外周面から一定の幅で突出する垂直部(51a)と、当該垂直部の下端から前記導出管の外周面側に向かって幅が狭まるように傾斜した傾斜部(51b)とを有する構成とすることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a vertical portion (51a) protruding from the outer peripheral surface of the outlet pipe with a certain width, and a lower end of the vertical portion toward the outer peripheral surface side of the outlet pipe. And an inclined portion (51b) that is inclined so as to narrow the width.
上記課題を解決するためになされた第5の発明は、その下部に前記羽根が設けられていない部位を有する構成とすることができる。 5th invention made | formed in order to solve the said subject can be set as the structure which has the site | part in which the said blade | wing is not provided in the lower part.
上記第1の発明によれば、導出管を旋回流の旋回方向に回転させるという簡易な構成によって旋回を促進することで、遠心力を増大させ、これにより、分離能力の向上を実現するという優れた効果を奏する。遠心力を増大させることで、比較的比重が軽い微粒子も補足可能となる。上記第2の発明によれば、旋回流の旋回を促進する効果を高め、より安定的に遠心力の増大ひいては分離能力の向上を実現可能となる。上記第3の発明によれば、簡易な構成の導出管によって旋回流に旋回エネルギを付与する効果を高めることができる。上記第4及び第5の発明によれば、導出管の下部に位置する開口付近での乱流の発生を抑制し、導出管に導かれる液体(即ち、異物が取り除かれた後の液体)に異物が混入することを防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the centrifugal force is increased by promoting the swirling by the simple configuration of rotating the outlet tube in the swirling direction of the swirling flow, thereby realizing an improvement in separation capability. Has an effect. By increasing the centrifugal force, it is possible to capture fine particles having a relatively low specific gravity. According to the second aspect of the invention, the effect of promoting the swirling of the swirling flow can be enhanced, and the centrifugal force can be increased and the separation performance can be improved more stably. According to the third aspect of the invention, the effect of imparting swirling energy to the swirling flow can be enhanced by the outlet tube having a simple configuration. According to the fourth and fifth aspects of the invention, the generation of turbulence near the opening located below the outlet pipe is suppressed, and the liquid guided to the outlet pipe (that is, the liquid after the foreign matter has been removed) It is possible to prevent foreign matters from entering.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係るサイクロン式濾過装置を採用した濾過システムの構成図であり、図2はサイクロン式濾過装置の詳細構成を示す断面図であり、図3は図2におけるA−A断面図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a filtration system employing a cyclone type filtration device according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a detailed configuration of the cyclone type filtration device, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. It is.
この濾過システム1は工作機械2で使用する研削液を循環利用するためのものであり、工作機械2で使用された研削液は、供給ポンプ3によって往き管4を介してサイクロン式濾過装置(以下、単に「濾過装置」という。)5に送られ、そこで研削液中の異物(研削くずや砥粒等)が取り除かれた後、再び濾過装置5から戻り管6を介して工作機械2に戻されて再利用される。
This filtration system 1 is for circulating and using a grinding fluid used in a
濾過装置5は、図2に示すように、円筒部11と、この円筒部11の下端に締結されて下方に向かって縮経した形状をなす円錐部12とからなる分離槽13を備える。分離槽13はアングル材で構成された支持体14によって支持されている。円筒部11の上部には往き管4からの異物を含む研削液を導入する導入管15が接続され、研削液が円筒部11の内周面の接線方向に導入されて分離槽13内で旋回流を生じさせる。また、分離槽13内には、下端の開口16aから流入する異物除去後の研削液を分離槽13の外に導く導出管16が設けられている。ここでは、開口16aは導出管16の下端に設けられているが、開口が導出管16の下部の外周面に設けられた構成も可能である。
As shown in FIG. 2, the
円錐部12の下端にはバルブ17が取り付けられており、通常は閉止状態にあるバルブ17を円錐部12における異物の堆積状況に応じて適宜開放することにより、堆積した異物を回収容器18に排出させることが可能である。
A
導出管16は、円筒状を呈し、分離槽13の円筒部11と同軸上に配置される。導出管16の上端にはエルボ22が取り付けられ、そのエルボ22には、戻り管6と連結される外管23が接続されている。外管23はフレーム24を介して支持体14に支持される。
The
また、導出管16は、分離槽13の上端に連なる支持胴部31に設けられた軸受32,33と、エルボ22の下部に設けられた軸受34とにより、分離槽13に対して回転自在に支持される。分離槽13の上壁13aには導出管16とそれを通す開口との間をシールするシール部35が設けられている。導出管16の上部にはプーリ41が取り付けられており、モータ(駆動手段)42側のプーリ43との間に巻き掛けられたベルト44でモータの動力が伝達されることにより、導出管16が回転駆動される。モータ42はモータ支持板45及びフレーム46を介して支持体14に支持される。モータ42の動作は図示しない制御装置によって制御される。
Further, the
図3に示すように、導出管16の外周面にはその回転動作によって研削液の旋回流に旋回エネルギを付与する羽根51が設けられている。羽根51は、高い耐磨耗性を有する金属材料や樹脂材料等で形成され、一側縁が導出管16の外周面に接続されて導出管16の軸方向に延在する複数(ここでは、8枚)の平板部材であり、導出管16の外周面から概ね半径方向に突出するようにして周方向に所定の角度間隔を置いて配置される。羽根51の導出管16への取り付けは、例えば、溶接やねじによる締結等により実施することができる。
As shown in FIG. 3, the outer peripheral surface of the
羽根51は、導出管16の外周面から一定の幅で突出する垂直部51aと、垂直部51aの下端から導出管16の外周面側に向かって幅を狭めるように傾斜した傾斜部51bとを有する。これにより、分離槽13の下方に向けて旋回流に与える旋回エネルギを徐々に低減して導出管16の下部に位置する開口16a付近での乱流の発生を抑制し、導出管16に流入するクリーンな研削液に異物が混入することを防止することができる。さらに、羽根51を導出管16の先端部まで設けずに、導出管16の下部に羽根51を設けない一定の領域を確保することで、導出管16の開口16a付近での乱流の発生をより確実に抑制することができる。
The
なお、上記導出管16に設けた羽根51を構成する平板部材の形状、数量、及び配置等は本発明が適用される装置が要求される濾過性能に応じて種々の変更が可能である。例えば、図4に示すように、平板部材の枚数を減らすとともに、平板部材を、図3のような導出管16の概ね半径方向に突出させた状態から、旋回流の進行方向側に位置をずらして設けることができる。また、羽根51を省略した構成も可能であり、その場合、導出管16の外形を円形以外の多角形とすることができる。
The shape, quantity, arrangement, and the like of the flat plate member constituting the
上記構成の濾過装置5においては、図5の矢印で示すように、異物を含む研削液は、供給ポンプの吐出圧力によって導入管15から分離槽13の内周面の接線方向に流入し、円筒部11の内周面に沿った旋回流となって流下する。このとき、導出管16はモータによって旋回流と同一方向に回転駆動されるため、旋回流は、羽根51よりエネルギを与えられて流速が上昇する。
In the
研削液中の異物61は、研削液と異物との比重差によって旋回流による遠心力を受け、円筒部11の内周面側に移動する。その後、旋回流は円筒部11の下部に達して旋回速度が緩まる一方、異物61は研削液の流れから離れて沈降して円錐部12に堆積する。そして、異物61が除去されたクリーンな研削液は、導入管15から連続的に導入される研削液によって押し出されるようにして導出管16の開口16aから分離槽13の外に導かれる。このクリーンな研削液は戻り管を介して工作機械に送られて再利用される。
The
以上述べたように、本実施形態の濾過装置5では、遠心力の増大ひいては分離能力の向上が実現され、粒径が比較的小さい異物や研削液と比重差の比較的小さい異物(例えば、砥石の粉)についても除去可能となる。また、この濾過装置5では、濾過処理にフィルタを用いておらず、フィルタの定期的な交換に起因するコストは生じないという利点がある。さらに、連続使用によるフィルタの目詰まりや分離能力の低下等により、稼働率が低下したり連続運転が阻害されたりすることもない。
As described above, in the
本発明を特定の実施形態に基づいて詳細に説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、本発明のサイクロン式濾過装置は、上述のような工作機械の研削液に限らず異物を含む種々の液の処理に用いることができる。また、異物は必ずしも固体である必要はなく、処理対象液(研削液等)と比重差のある液体でもよい。また、研削液から異物を取り除く機能を有する他の装置(湿式磁選機等)と組み合わせて利用することも可能である。 Although the present invention has been described in detail based on specific embodiments, these embodiments are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. For example, the cyclonic filtration device of the present invention can be used for processing various liquids including foreign substances as well as the above-mentioned grinding liquid for machine tools. Further, the foreign matter does not necessarily need to be a solid, and may be a liquid having a specific gravity difference from the liquid to be processed (grinding liquid or the like). Further, it can be used in combination with another apparatus (wet magnetic separator or the like) having a function of removing foreign substances from the grinding fluid.
1 濾過システム
3 供給ポンプ
4 往き管
5 サイクロン式濾過装置
6 戻り管
11 円筒部
12 円錐部
13 分離槽
15 導入管
16 導出管
18 回収容器
31 支持胴部
32,33,34 軸受
42 モータ
51 羽根
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記分離槽内で旋回流を生じさせるべく、前記円筒部の内周面の接線方向に液体を導入する導入管と、
前記円筒部と同軸上に前記分離槽内に収容され、下部の開口から流入する液体をその上部から前記分離槽の外に導く導出管と
を備えたサイクロン式濾過装置であって、
前記導出管が前記分離槽に対して回転自在に支持され、前記導出管を前記旋回流の旋回方向に回転駆動する駆動手段を更に備え、
前記導出管は、円筒状を呈し、前記旋回流に旋回エネルギを付与する羽根をその外周に有し、
前記羽根は、前記導出管の外周面に固着されるとともに前記導出管の軸方向に延在する複数の平板部材であり、
前記平板部材は、前記導出管の外周面から一定の幅で突出する垂直部と、当該垂直部の下端から前記導出管の外周面側に向かって幅が狭まるように傾斜した傾斜部とを有することを特徴とするサイクロン式濾過装置。 A separation tank having a cylindrical portion and a conical portion provided at the lower end of the cylindrical portion and contracted downward;
An introduction pipe for introducing a liquid in a tangential direction of the inner peripheral surface of the cylindrical portion in order to generate a swirling flow in the separation tank;
A cyclone type filtration device comprising a lead-out pipe that is accommodated in the separation tank coaxially with the cylindrical portion and guides the liquid flowing in from the lower opening from the upper part to the outside of the separation tank,
The outlet pipe is rotatably supported with respect to the separation tank, and further includes a driving unit that rotationally drives the outlet pipe in the swirling direction of the swirling flow .
The outlet pipe has a cylindrical shape, and has vanes on its outer periphery for imparting swirl energy to the swirl flow,
The blades are a plurality of flat plate members fixed to the outer peripheral surface of the outlet pipe and extending in the axial direction of the outlet pipe,
The flat plate member has a vertical part protruding from the outer peripheral surface of the outlet pipe with a certain width, and an inclined part inclined so that the width is narrowed from the lower end of the vertical part toward the outer peripheral surface side of the outlet pipe. The cyclone type filtration apparatus characterized by the above-mentioned.
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