JP4164139B2

JP4164139B2 - 液処理装置

Info

Publication number: JP4164139B2
Application number: JP30866097A
Authority: JP
Inventors: 裕司水野; 清蔵五十嵐
Original assignee: Nikuni KK
Current assignee: Nikuni KK
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2017-11-11
Also published as: US6162355A; JPH11138051A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械のクーラント液などを浄化処理する液処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、工作機械の使用済みクーラント液を浄化処理する従来の液処理装置を示す。この液処理装置は、槽１に溜められた処理前のクーラント液Ｌ1 中に、第１のポンプ２の吸込口が連通され、この第１のポンプ２の吐出口は、ペーパフィルタ３を経て中間槽４に連通され、ペーパフィルタ３で濾過された清浄なクーラント液Ｌ2 が中間槽４内にいったん溜められる。
【０００３】
この中間槽４に溜められた清浄なクーラント液Ｌ2 中に第２のポンプ５の吸込口が連通され、この第２のポンプ５の吐出口は、清浄なクーラント液の供給を受ける工作機械６に連通されている。この工作機械６で使用済みのクーラント液は、管路７を経て前記槽１に排出される。
【０００４】
そして、第１のポンプ２により、槽１に溜められた処理前のクーラント液Ｌ1 をペーパフィルタ３に供給し、このペーパフィルタ３で濾過された清浄なクーラント液Ｌ2 を、第２のポンプ５により高圧で工作機械６に圧送し、工作機械６で切削などの加工がなされる部分に噴射するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の液処理装置は、中間槽４を必要とするため大型となり、また、ペーパフィルタは、目詰りするため定期的に交換する必要があり、メンテナンスが容易でない。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、液処理装置の小型化と、メンテナンス性の向上とを図ることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、処理前の液を溜める槽と、この槽内の液を汲上げる第１のポンプと、この第１のポンプより供給された液を旋回させながら清浄な液と汚れた液とに分離するサイクロンフィルタと、このサイクロンフィルタより供給された清浄な液を必要とする対象部に高圧で供給する、下部にポンプ作動液を内蔵するとともにこのポンプ作動液を用いたポンプ駆動機構を作動する回転軸を下端部より下方へ垂直に突出させた第２のポンプと、この第２のポンプの下側に配置された第２のポンプ駆動用の電動モータと、第２のポンプと電動モータとを連結するハウジングと、このハウジングの内部で第２のポンプの回転軸と電動モータの回転軸とを結合するカップリングと、このカップリングの下側で電動モータの回転軸に液密に嵌合され第２のポンプから漏れたポンプ作動液を受ける漏液受け板と、ハウジングの内周面から漏液受け板の下側面に突出されてオーバーラップされた漏液受けフランジ部と、この漏液受けフランジ部の上面と連通されハウジングの外部に開口された漏液回収口とを具備した液処理装置である。
【０００８】
そして、第１のポンプによりサイクロンフィルタに液を供給して、清浄な液と汚れた液とに分離するとともに、清浄な液を第２のポンプに供給し、第２のポンプは清浄な液を高圧に増圧して、その液を必要とする対象部に加圧供給する。さらに、第２のポンプの下端部から内部のポンプ作動液がシール破損などにより回転軸に沿って漏出した場合は、この回転軸の遠心力により周囲に飛散されたポンプ作動液をケーシングの内壁面で受けて漏液受けフランジ部の上面まで落下させ、また回転停止中はカップリングなどに沿って、電動モータの回転軸に液密に嵌合された漏液受け板まで落下したポンプ作動液を、漏液受けフランジ部の上面を経て油回収口より回収することにより、電動モータ内にポンプ作動液が侵入するおそれを防止する。
【０００９】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の液処理装置におけるサイクロンフィルタが、その汚れた液の出口に接続され槽内の液中に挿入された汚れ液戻し管と、この汚れ液戻し管での汚れ液の流れを確保するために清浄な液の出口側に設けられたオリフィスとを具備した液処理装置である。
【００１０】
そして、サイクロンフィルタの清浄な液の出口側のオリフィスにより、サイクロンフィルタの内圧を高めて、汚れ液戻し管への汚れた液の流れを確保し、また、槽内の液中に汚れ液戻し管を挿入することにより、汚れ液戻し管からサイクロンフィルタを経て第１のポンプに空気圧が侵入することを防止して、運転休止中の第１のポンプおよびサイクロンフィルタから液が抜けるおそれを防止し、液で満たされたままの第１のポンプおよびサイクロンフィルタを再起動する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１乃至図７を参照しながら説明する。
【００１２】
図１に示されるように、工作機械11で使用済みの浄化処理前のクーラント液Ｌを溜める槽12に吸上用の管路13が挿入され、この管路13に槽12内の液Ｌを汲上げる第１のポンプ14の吸込口15が接続され、この第１のポンプ14の吐出口16は管路17によりサイクロンフィルタ18の液入口19に接続されている。
【００１３】
このサイクロンフィルタ18は、第１のポンプ14より供給された液を旋回させながら清浄な液と汚れた液とに分離するフィルタであり、このサイクロンフィルタ18の下部には汚れた液の出口21が設けられ、この汚れた液の出口21には、汚れた液を槽12内に戻すための汚れ液戻し管22が接続され、この汚れ液戻し管22の先端23は、槽12内の液Ｌ中に挿入されている。
【００１４】
また、サイクロンフィルタ18の上部には清浄な液の出口24が設けられているが、その清浄な液の出口側には、前記汚れ液戻し管22への汚れ液の流れを確保するためにオリフィス25が設けられている。
【００１５】
サイクロンフィルタ18の清浄な液の出口24にはＴ字形管継手26が接続され、このＴ字形管継手26により、槽12内に戻される管路27と、高圧吐出用に設けられた第２のポンプ28の吸込口29に接続された管路31とが分岐されている。
【００１６】
第２のポンプ28の吐出口32は、管路33により工作機械11でクーラント液の供給を受ける切削加工部などの対象部に連通されており、第２のポンプ28は、サイクロンフィルタ18より供給された清浄な液を高圧に増圧して吐出し、工作機械11の対象部に高圧で噴射する。この対象部で使用済みのクーラント液は、管路34により槽12内に回収される。
【００１７】
図２乃至図４は、図１に示された流体回路をユニット化した液処理装置であり、一対のコ字形部材35に下部取付板36が一体に設けられ、この下部取付板36に下部フレーム37が取付けられ、この下部フレーム37の周囲に下部カバー38が取付けられ、下部フレーム37の上側に上部取付板39を介して上部カバー40が取付けられ、これらの各部材により装置本体が形成されている。
【００１８】
前記第１のポンプ14は、図３に示されるように下部取付板36に固定された電動モータ41のモータ本体にステー42を介して取付けられ、電動モータ41の回転軸43により回転駆動される渦流ポンプであり、この第１のポンプ14の吐出側の管路17中には、第１のポンプ14の吐出圧を検出するための圧力スイッチ44がＴ字形管継手45により設けられている。管路17は、Ｔ字形管継手45、ホース46およびエルボ管継手などにより形成されている。
【００１９】
Ｔ字形管継手26から槽12内に戻される管路27は、主として、垂直の直管47と、ホース48と、水平の直管49とを、エルボ管継手およびＴ字形管継手などにより接続したものである。
【００２０】
前記サイクロンフィルタ18は、上部取付板39に直に取付けられ、また、第２のポンプ28は、上部取付板39に防振ゴム51および取付板52を介して弾力的に取付けられている。
【００２１】
この取付板52の下側には、ハウジング53およびモータ取付フランジ部54を介して、第２のポンプ28を回転駆動するための電動モータ55のモータ本体が一体的に取付けられている。
【００２２】
第２のポンプ28の吐出口32に接続された管路33は、高圧ホース56、直管57およびエルボ管継手などにより形成され、この管路33中には、第２のポンプ28から吐出される吐出圧の脈動を平滑化するためのアキュムレータ58と、第２のポンプ28の吐出圧の上限を設定するためのリリーフバルブ59とが設けられている。60は電気配線用ターミナルボックスである。
【００２３】
さらに、図３に示されるように、この管路33から引出された細管61が、下部フレーム37に取付けられた圧力計62に接続され、この圧力計62により第２のポンプ28の吐出圧を検出する。
【００２４】
図５に示されるように、サイクロンフィルタ18は、配管接続部71にＯリング72を介して本体部73が螺着され、この本体部73にＯリング74を介して排液部75が螺着されている。
【００２５】
このサイクロンフィルタ18の配管接続部71は、中央部に液体旋回室76が設けられ、この液体旋回室76の接線方向に液入口19と連通する液体流入孔77が設けられ、また液体旋回室76の中心に液体流出管部78が突設され、この液体流出管部78内に清浄な液の出口24と連通する液体流出孔79が設けられたものである。
【００２６】
この清浄な液の出口側の液体流出孔79には、前記汚れ液戻し管22での汚れ液の流れを確保するためのオリフィス25が設けられている。
【００２７】
サイクロンフィルタ18の本体部73は、上部に液体旋回室76と同径の不純物分離室81が設けられ、この不純物分離室81から下方へ向かって漸次小径の不純物沈降室82が設けられたものである。
【００２８】
サイクロンフィルタ18の排液部75は、不純物沈降室82と連続的に設けられた不純物沈降室83の下端に小径孔84が設けられ、この小径孔84の下側に前記汚れた液の出口21が設けられたものである。
【００２９】
そして、このサイクロンフィルタ18の液入口19から液体旋回室76に接線方向から流入したクーラント液は、液体旋回室76で旋回しながら不純物分離室81まで下降し、液中の切粉などの重い粒子は不純物分離室81の外周側で旋回しながらそのまま不純物沈降室82，83に下降し、小径孔84を経て汚れた液として出口21より排出され、一方、切粉などを分離除去されたクーラント液は、不純物分離室81の中心部で上方へ反転して液体流出孔79に送られ、オリフィス25を経て出口24より清浄な液として押出される。
【００３０】
このとき、オリフィス25は、不純物沈降室82，83などの内圧を高め、小径孔84を経て下部の出口21より汚れた液を押出し、上部の出口24からの清浄な液の一方的な流出を抑制する働きがある。
【００３１】
図６に示されるように、第２のポンプ28は、ポンプ作動液（すなわち油）を内蔵する下部ボディ85の上部に、３個のシリンダ86を一体成形したキャスティング部材87が嵌着され、このキャスティング部材87に３枚のダイアフラム88を介してバルブプレート89が一体化され、さらにこのバルブプレート89にマニホールド90が一体化されている。
【００３２】
各ダイアフラム88の下側には、これらのダイアフラム88を液圧（すなわち油圧）により上下動するためのポンプ駆動機構91が設けられ、また、各ダイアフラム88の上側には、これらのダイアフラム88の上下動による容積変化により作動するポンプ機構92が設けられている。
【００３３】
ポンプ駆動機構91は、上部および下部のベアリング93，94により下部ボディ85に対し回転軸95が回転自在に設けられ、この回転軸95にはカム96が嵌着され、このカム96の外周面にはカムベアリング97を介してワブルプレート98が上下動自在に嵌着され、このワブルプレート98から突出された３個のフット99に、前記３個のシリンダ86にそれぞれ摺動自在に嵌合された３個のピストン100 の凹部が係合され、各ピストン100 は内蔵された圧縮コイルスプリング101 により各フット99に押付けられ、また各ピストン100 内にはバルブシリンダ102 がそれぞれ摺動自在に嵌合され、この各バルブシリンダ102 内にそれぞれバルブプランジャ103 が摺動自在に嵌合され、これらの各バルブプランジャ103 が各ダイアフラム88の中央部に連結されている。各ピストン100 にはバルブシリンダ102 内の作動液を入れ替えるためのボールバルブ104 が設けられている。
【００３４】
前記回転軸95は、常にポンプ作動液（すなわち油）がいっぱいに満たされた下部ボディ85内からのポンプ作動液の漏出を防止するために下部ボディ85の下端穴に嵌着されたオイルシール105 を通して、下部ボディ85の下端部より下方へ垂直に突出され、前記電動モータ55の回転軸と結合され、電動モータ55により回転されて、下部ボディ85内のポンプ作動液を用いたポンプ駆動機構91を駆動する。
【００３５】
前記ポンプ機構92は、各ダイアフラム88により区画形成された各ポンプ室106 に対し、吸込側逆止バルブ107 および吐出側逆止バルブ108 がそれぞれ設けられたものである。各吸込側逆止バルブ107 は、スプリングリテーナ109 で係止された圧縮コイルスプリング110 により吸込側バルブシート111 に押圧され、各吸込側バルブシート111 は、凹部112 により共通の吸込口29に連通されている。また、各吐出側逆止バルブ108 は、スプリングリテーナ113 で係止された圧縮コイルスプリング114 により吐出側バルブシート115 に押圧され、各吐出側バルブシート115 は、通路116 により共通の吐出口32に連通されている。
【００３６】
そして、この第２のポンプ28は、ポンプ駆動機構91の回転軸95が回転駆動されると、偏心したワブルプレート98のフット99が順次上昇して３個のピストン100 を押上げ、バルブシリンダ102 内の液圧を高め、ダイアフラム88を押上げる。また、同時に他のバルブシリンダ102 では圧縮コイルスプリング101 の復元圧によりピストン100 は押下げられ、ダイアフラム88は下降される。その際、バルブシリンダ102 の内外の作動液はその一部がボールバルブ104 から入れ替り、加熱を防止する。
【００３７】
一方、ポンプ機構92では、各ダイアフラム88の下降動作によりポンプ室106 の容積が拡大すると、各吐出側逆止バルブ108 が閉じるとともに各吸込側逆止バルブ107 が開くので、マニホールド90の吸込口29からポンプ室106 にクーラント液を吸込み、また、各ダイアフラム88の上昇動作によりポンプ室106 の容積が縮小すると、各吸込側逆止バルブ107 が閉じるとともに各吐出側逆止バルブ108 が開くので、クーラント液はマニホールド90の通路116 によりまとめられ、吐出口32より吐出される。
【００３８】
この第２のポンプ28は、回転軸95が水平となるように横置形でも用いる場合もあるため、下部ボディ85の一側面に支持台部117 が一体に形成され、ドレン用の油抜穴118 が穿設され、この油抜穴118 は螺合されたプラグ119 により閉塞されている。
【００３９】
図７に示されるように、第２のポンプ28は、ポンプ作動液を内蔵した下部ボディ85がボルト121 により取付板52に直接固定され、この取付板52にボルト122 によりハウジング53が固定され、このハウジング53にボルト123 により、第２のポンプ駆動用の電動モータ55を取付けるためのモータ取付フランジ部54が固定されている。
【００４０】
この第２のポンプ28と電動モータ55とを連結するハウジング53の内部で、第２のポンプ28のオイルシール105 を通して下方へ突出されたポンプ側の回転軸95と、電動モータ55の回転軸124 とをカップリング125 により結合する。
【００４１】
このカップリング125 は、電動モータ55の回転軸124 にフランジ部材126 がキー127 およびネジ128 により一体的に嵌着され、このフランジ部材126 の上面に一方の係合部材129 がボルト130 により固定され、また、第２のポンプ28の回転軸95にボス部材131 がキー132 およびネジ133 により一体的に嵌着され、このボス部材131 に他方の係合部材134 がボルト135 により固定されている。
【００４２】
そして、このカップリング125 は、電動モータ55の駆動により、その回転軸124 、フランジ部材126 および一方の係合部材129 が回転すると、一方の係合部材129 は、他方の係合部材134 と回転方向に係合して、ポンプ側の回転軸95に回転を伝達する。
【００４３】
このカップリング125 のフランジ部材126 の下側で、電動モータ55の回転軸124 に、前記オイルシール105 の破損などにより第２のポンプ28から漏れたポンプ作動液（すなわち油）を受ける漏液受け板141 が、Ｏリング142 を介して液密に嵌合されている。漏液受け板141 の下面には全周にわたって液切溝143 が形成されている。
【００４４】
さらに、ハウジング53の内周面から漏液受け板141 の下側面に顎状断面の漏液受けフランジ部144 が突出されてオーバーラップされ、この漏液受けフランジ部144 の上面凹部145 と、ハウジング53の外部に開口された漏液回収口146 とがハウジング53に穿設された漏液抜出孔147 により連通されている。
【００４５】
以上で、図示された実施形態の個々の機構部の構造と作用を説明したので、次に、全体的な作用を説明する。
【００４６】
図１にて、第１のポンプ14によりサイクロンフィルタ18に槽12内のクーラント液Ｌを供給して、サイクロンフィルタ18により、切粉などを除去された清浄な液と、切粉などを含む汚れた液とに分離し、汚れた液は汚れ液戻し管22にて槽12内に戻すとともに、清浄な液は管路31により第２のポンプ28に供給する。
【００４７】
このとき、第１のポンプ14からサイクロンフィルタ18のオリフィス25を経てＴ字形管継手26に吐出される液の流量は、第２のポンプ28が吸込む液の流量より多くなるようにし、第１のポンプ14にて第２のポンプ28の吸込口29へ液を押込むようにして、第２のポンプ28の吸込機能を上げるとともに、第２のポンプ28が汚れた液を吸込まないようにする。第２のポンプ28で吸込みきれない余分な液は管路27にて槽12に戻る。
【００４８】
第２のポンプ28は、ダイアフラム88の上下動による吸込および吐出作用により清浄なクーラント液を高圧に増圧するとともに、アキュムレータ58によりダイアフラム88による吐出圧の脈動を平滑化し、工作機械11の必要とする対象部に加圧供給して噴射させる。
【００４９】
サイクロンフィルタ18は、清浄な液の出口側に設けられたオリフィス25により内圧を高めて、オリフィス25がないときは液の流出がほとんどなくなる汚れ液戻し管22への汚れた液の流れを確保する。
【００５０】
また、槽12内の液Ｌ中に汚れ液戻し管22の先端23を挿入することにより、この汚れ液戻し管22の先端23からサイクロンフィルタ18を経て第１のポンプ14に空気圧が侵入することを防止する。
【００５１】
これにより、運転休止中の第１のポンプ14の吸込側およびサイクロンフィルタ18から液が抜けるおそれを防止する。液で満たされたままの第１のポンプ14およびサイクロンフィルタ18は迅速に再起動できる。
【００５２】
さらに、図７にて、第２のポンプ28の下端部から内部のポンプ作動液（すなわち油）がオイルシール105 の破損などにより回転軸95に沿って漏出した場合は、第２のポンプ28の下側に設置されている電動モータ55に向かってポンプ作動液が流れ、そのまま電動モータ55内に侵入すると電動モータ55が故障するおそれもあるが、ポンプ運転中は、漏れたポンプ作動液が、回転軸95およびカップリング125 の遠心力により周囲に飛散し、ハウジング53の内壁面を伝って、漏液受けフランジ部144 の上面凹部145 まで落下し、漏液抜出孔147 を経て漏液回収口146 より回収される。
【００５３】
また、ポンプ停止中は、第２のポンプ28の下端部からオイルシール105 の破損などにより回転軸95に沿って漏出したポンプ作動液は、カップリング125 などを伝って漏液受け板141 まで落下するが、この漏液受け板141 と電動モータ55の回転軸124 とはＯリング142 により液密に嵌合されているから、ポンプ作動液は電動モータ55の本体内には流入せず、漏液受けフランジ部144 の上面凹部145 から漏液抜出孔147 を経て漏液回収口146 より回収される。これにより、電動モータ55内にポンプ作動液が侵入するおそれを防止できる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、第１のポンプによりサイクロンフィルタに液を供給して、清浄な液と汚れた液とに分離するとともに、清浄な液を第２のポンプに供給し、第２のポンプは清浄な液を高圧に増圧して、その液を必要とする対象部に加圧供給するから、従来の中間槽が不要となり、液処理装置の小型化を図れる。さらに、第２のポンプの下端部から内部のポンプ作動液がシール破損などにより回転軸に沿って漏出した場合でも、この回転軸の遠心力により周囲に飛散されたポンプ作動液をケーシングの内壁面で受けて漏液受けフランジ部の上面まで落下させることができ、また回転停止中はカップリングなどに沿って、電動モータの回転軸に液密に嵌合された漏液受け板まで落下したポンプ作動液を、漏液受けフランジ部の上面を経て漏液回収口より回収でき、電動モータ内にポンプ作動液が侵入するおそれを防止でき、電動モータ破損のおそれを確実に防止できる。
【００５５】
請求項２記載の発明によれば、サイクロンフィルタの清浄な液の出口側に設けられたオリフィスにより、サイクロンフィルタの内圧を高めて、汚れ液戻し管への汚れた液の流れを確保できる。さらに、槽内の液中に汚れ液戻し管を挿入することにより、汚れ液戻し管からサイクロンフィルタを経て第１のポンプに空気圧が侵入することを防止でき、これにより、運転休止中の第１のポンプおよびサイクロンフィルタから液が抜けるおそれを防止でき、液で満たされている第１のポンプおよびサイクロンフィルタを迅速に再起動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液処理装置の実施の一形態を示す回路図である。
【図２】同上液処理装置の正面図である。
【図３】同上液処理装置の側面図である。
【図４】同上液処理装置の平面図である。
【図５】（Ａ）は同上液処理装置で用いられたサイクロンフィルタの平面図、（Ｂ）はその断面図である。
【図６】同上液処理装置で用いられた第２のポンプの断面図である。
【図７】同上第２のポンプと電動モータとの連結部を示す断面図である。
【図８】従来の液処理装置を示す回路図である。
【符号の説明】
12 槽
14 第１のポンプ
18 サイクロンフィルタ
22 汚れ液戻し管
25 オリフィス
28 第２のポンプ
53 ハウジング
55 電動モータ
91 ポンプ駆動機構
95 回転軸
124 回転軸
125 カップリング
141 漏液受け板
144 漏液受けフランジ部
146 漏液回収口

Claims

処理前の液を溜める槽と、
この槽内の液を汲上げる第１のポンプと、
この第１のポンプより供給された液を旋回させながら清浄な液と汚れた液とに分離するサイクロンフィルタと、
このサイクロンフィルタより供給された清浄な液を必要とする対象部に高圧で供給する、下部にポンプ作動液を内蔵するとともにこのポンプ作動液を用いたポンプ駆動機構を作動する回転軸を下端部より下方へ垂直に突出させた第２のポンプと、
この第２のポンプの下側に配置された第２のポンプ駆動用の電動モータと、
第２のポンプと電動モータとを連結するハウジングと、
このハウジングの内部で第２のポンプの回転軸と電動モータの回転軸とを結合するカップリングと、
このカップリングの下側で電動モータの回転軸に液密に嵌合され第２のポンプから漏れたポンプ作動液を受ける漏液受け板と、
ハウジングの内周面から漏液受け板の下側面に突出されてオーバーラップされた漏液受けフランジ部と、
この漏液受けフランジ部の上面と連通されハウジングの外部に開口された漏液回収口と
を具備したことを特徴とする液処理装置。
サイクロンフィルタは、
その汚れた液の出口に接続され槽内の液中に挿入された汚れ液戻し管と、
この汚れ液戻し管での汚れ液の流れを確保するために清浄な液の出口側に設けられたオリフィスと
を具備したことを特徴とする請求項１記載の液処理装置。