霧和粉塵的捕集裝置製造方法

2023-05-23 15:03:31

霧和粉塵的捕集裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供適於捕集霧、粉塵且能容易進行粉塵的回收處理且降低製造成本的霧和粉塵的捕集裝置。霧和粉塵的捕集裝置具有使霧和粉塵分離的罐主體（5）、配置在罐主體的下部的回收罐（40）、與回收罐連結的渦輪風扇（51）、在罐主體的內部設置噴嘴（31）而且噴射水的注水單元（30），在設置於罐主體的內部的主軸（15）上安裝葉輪（17）、旋轉刷（20）以及甩出用部件（25），含有霧和粉塵的空氣被吸入藉助渦輪風扇的動作保持負壓的罐主體內，利用流入的空氣與從噴嘴噴射的水的衝擊作用使葉輪進行旋轉動作，藉助與葉輪同時旋轉的旋轉刷和甩出用部件的離心力作用甩出分離空氣中的霧和粉塵，而且捕集殘留在回收罐中的霧和粉塵。
【專利說明】霧和粉塵的捕集裝置

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及對利用工具機加工機械零件等時產生的霧、切屑、研磨屑等微小粉塵進 行捕集以使它們不飛散到周圍的捕集裝置。

【背景技術】
[0002] 作為以往的霧、粉塵的捕集裝置，公知具有過濾器式、除霧器式、旋流式、碰撞板 式，電子集塵式等各種結構的捕集裝置。例如，本申請 申請人:的專利文獻1的霧和粉塵的捕 集裝置具有如下所述的結構：在配置在用於去除空氣中的霧和粉塵的分離罐的上方的馬達 的輸出軸上安裝圓盤型旋轉刷和甩出用部件，在分離罐內的下方設置有朝向底部擴大的喇 叭形部件，該喇叭形部件的排氣側與渦輪風扇連結，霧和粉塵藉助旋轉刷和甩出用部件的 離心力作用、喇叭形部件的降低空氣流速的作用相分離，該分離了的霧和粉塵從罐的下部 經由排出管排出到規定場所。
[0003] 另外，在專利文獻2中，在配置在用於去除空氣中的霧和粉塵的分離罐的上方的 馬達的輸出軸上安裝圓盤型旋轉刷和甩出用部件，在分離罐內的下方設置朝向底部擴大的 喇叭形部件，該喇叭形部件的排氣側與渦輪風扇連結，藉助旋轉刷和甩出用部件的離心力、 通過喇叭形部件實現的空氣流速的減小和通過除霧裝置進行的過濾的疊加作用能夠高效 地捕集霧和粉塵。此外，存在利用磁分離構件去除被分離了的粉塵中的鐵類微小粉塵的結 構。
[0004] 在上述文獻所記載的裝置中，因為需要用於驅動旋轉刷的馬達和所述馬達所附帶 的控制裝置等，所以製造成本將會提高。
[0005] 專利文獻1 :日本特許第4118851號公報；
[0006] 專利文獻2 :日本特開2011-67740號公報。


【發明內容】

[0007] 本發明的目的在於提供一種霧和粉塵的捕集裝置，所述捕集裝置適用於霧、粉塵 的捕集，而且能夠容易地進行被捕集的粉塵的回收處理，而且能夠實現製造成本的降低。
[0008] 為了達到所述目的，技術方案1所記載的發明涉及一種霧和粉塵的捕集裝置，其 特徵在於，具有：罐主體，使從吸入口吸入的空氣中的霧和粉塵分離，回收罐，與該罐主體的 下部連通，在內部安裝有除霧部件，吸入單元，與該回收罐的排氣側連結，注水單元，在所述 吸入口的附近以進入到所述罐主體的內部的方式設置有噴嘴，用於噴出水或者工具機的冷卻 液；在所述罐主體的內部的中心位置設置有縱向的主軸，且該主軸通過軸承單元能夠自由 旋轉，在該主軸上安裝固定有葉輪、甩出用部件以及至少一個圓盤型旋轉刷，所述葉輪能夠 通過所述空氣的流動進行旋轉，在所述圓盤型旋轉刷上呈放射狀地突出設置有多個刷片， 含有霧和粉塵的空氣被吸入通過所述吸入單元的動作保持負壓的所述罐主體內，藉助流入 的空氣和從所述噴嘴以規定壓力噴出的水或者工具機的冷卻液的衝擊作用使所述葉輪進行 旋轉動作，藉助與所述葉輪同時旋轉的旋轉刷和甩出用部件的離心力作用甩出分離所述空 氣中的霧和粉塵，而且利用所述除霧部件捕集流入到所述回收罐中的空氣中殘留的霧和粉 塵。
[0009] 為了達到相同目的，技術方案2所記載的發明涉及一種霧和粉塵的捕集裝置，其 特徵在於，具有：罐主體，使從吸入口吸入的空氣中的霧和粉塵分離，回收罐，與該罐主體 的下部連通，在內部安裝有除霧部件，吸入單元，與該回收罐的排氣側連結，注水單元，在所 述吸入口的附近以進入到所述罐主體的內部的方式設置有噴嘴，用於噴出水，磁分離構件， 位於所述回收罐的下方，利用磁體吸附去除通過所述罐主體被分離排出的粉塵中的鐵類微 小粉塵；在所述罐主體的內部的中心位置設置有縱向的主軸，且該主軸通過軸承單元能夠 自由旋轉，在該主軸上安裝固定有葉輪、甩出用部件以及至少一個圓盤型旋轉刷，所述葉輪 能夠通過所述空氣的流動進行旋轉，在所述圓盤型旋轉刷上呈放射狀地突出設置有多個刷 片，含有霧和粉塵的空氣被吸入通過所述吸入單元的動作保持負壓的所述罐主體內，藉助 流入的空氣與從所述噴嘴以規定壓力噴出的水的衝擊作用使所述葉輪進行旋轉動作，藉助 與所述葉輪同時旋轉的旋轉刷和甩出用部件的離心力作用甩出分離所述空氣中的霧和粉 塵，而且利用所述除霧部件捕集在流入到所述回收罐的空氣中殘留的霧和粉塵，並且利用 所述磁分離構件去除所述鐵類微小粉塵。
[0010] 為了達到相同目的，技術方案3所記載的發明，如技術方案1或2所述的霧和粉塵 的捕集裝置，其特徵在於，使用渦輪風扇作為所述吸入單元。
[0011] 為了達到相同目的，技術方案4所記載的發明，如技術方案1至3中任一項所述的 霧和粉塵的捕集裝置，其特徵在於，使用形成有多個流入口的百葉式除霧裝置作為所述除 霧部件。
[0012] 技術方案1的發明
[0013] 該霧和粉塵的捕集裝置主要適用於捕集在利用工具機加工機械零件等時產生的霧， 利用通過圓盤型旋轉刷的離心力產生的敲落作用、通過甩出用部件的離心力產生的甩出作 用以及通過除霧部件產生的過濾這三者的疊加作用，能夠有效地對霧進行捕集。此外，採用 以下結構：即，利用由於吸入單元的動作產生的強勁的空氣流與從注水單元的噴嘴以規定 壓力噴射的水或在工具機中使用的冷卻液的衝擊的疊加作用使葉輪、旋轉刷以及甩出用部件 旋轉，因此，不需要用於驅動它們的馬達裝置和所述馬達裝置所附帶的控制裝置等，由此能 夠實現製造成本的降低。
[0014] 此外，具有從注水單元的噴嘴以規定壓力向葉輪噴射水或在工具機中使用的冷卻液 的結構，通過該水或冷卻液衝洗去除旋轉刷上所附著的微小粉塵，由此，捕集效率提高。
[0015] 技術方案2的發明
[0016] 該霧和粉塵的捕集裝置主要適用於捕集在利用工具機加工機械零件等時產生的切 屑等切屑，利用通過圓盤型旋轉刷的離心力產生的敲落作用、通過甩出用部件的離心力產 生的甩出作用以及通過除霧部件產生的過濾這三者的疊加作用，能夠有效地對粉塵進行捕 集。此外，採用以下結構：即，利用由於吸入單元的動作產生的強勁的空氣流與從注水單元 的噴嘴以規定壓力噴射的水的衝擊的疊加作用使葉輪、旋轉刷以及甩出用部件旋轉，因此， 不需要用於驅動它們的馬達裝置和所述馬達裝置所附帶的控制裝置等，由此能夠實現製造 成本的降低。
[0017] 此外，具有從注水單元的噴嘴向葉輪噴射規定壓力的水的結構，通過該水衝洗去 除旋轉刷上所附著的微小粉塵，由此捕集效率提高。另外，在罐主體中被分離了的粉塵中的 鐵類微小粉塵通過磁分離構件被去除而且被順利地回收處理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發明的第一實施例的霧和粉塵的捕集裝置的主視圖。
[0019] 圖2是本發明的第一實施例的霧和粉塵的捕集裝置的側視圖。
[0020] 圖3是罐主體的縱剖視圖。
[0021] 圖4是圖3的X- X線剖視圖。
[0022] 圖5是回收罐的縱剖視圖。
[0023] 圖6是百葉式除霧裝置的主視圖。
[0024] 圖7是本發明的第二實施例的霧和粉塵的捕集裝置的主視圖。
[0025] 附圖標記的說明
[0026] A :本發明的第一實施例的霧和粉塵的捕集裝置；
[0027] 5 :罐主體；
[0028] 7:吸入口；
[0029] 15 :主軸；
[0030] 17:葉輪；
[0031] 20:圓盤型旋轉刷；
[0032] 25 :甩出用部件；
[0033] 30 :注水單元；
[0034] 31 :噴嘴；
[0035] 40:回收罐；
[0036] 45 :百葉式除霧裝置(除霧部件）；
[0037] 51 :渦輪風扇（吸入單元）；
[0038] B :本發明的第二實施例的霧和粉塵的捕集裝置；
[0039] 70 :磁分離構件。

【具體實施方式】
[0040] 以下，基於【專利附圖】

【附圖說明】本發明的最佳方式例。
[0041] 實施例1
[0042] 圖1所示的本發明的第一實施例的霧和粉塵的捕集裝置A主要應用於在利用工具機 對機械零件等進行研磨加工時作為冷卻劑使用的冷卻液氣化產生的霧的捕集。該捕集裝置 A主要由使霧分離的罐主體5、以進入到罐主體5的內部的方式設置有噴嘴31而且噴射水 或者工具機的冷卻液的注水單元30、在內部安裝有除霧部件的回收罐40以及與回收罐40的 排氣側連結的作為吸入單元的渦輪風扇51等。
[0043] 在圖1中，罐主體5呈圓筒形狀，而且呈立式地設置在具有腳輪2的框體1的上部 la。罐主體5的內部劃分為上方的導入室6和下方的分離室10。導入室6與分離室10通 過螺栓(未圖示）連結而呈一體狀地設置，而且二者可以通過卸下螺栓分離。7是設置於導 入室6的體部6a的吸入口（口徑：大約105_)。如圖4所示，從俯視角度觀察，在靠近吸入 口 7的體部6a以與內部相連通的方式設置有用於插入後述注水單元30的噴嘴31的導入 管8。吸入口 7上連接有用於抽吸在工具機產生的霧的吸入管57。
[0044] 如圖3所示，在安裝在導入室6的上口 5a的蓋11的下表面設置有軸承單元12,軸 承13、14內置在軸承單元12內。15是被這些軸承13、14支撐且能夠自由旋轉的縱向的主 軸。主軸15配置在罐主體5的中心。
[0045] 在主軸15上，隔著墊片24從上方依次插入有葉輪17、襯套23、以及呈放射狀地突 出設置有多個刷片的五個圓盤型旋轉刷20,葉輪17能夠利用從吸入口 7流入的空氣的流動 旋轉，以使深碟狀的甩出用部件25朝下的方式將該甩出用部件25嵌入在從最下方的圓盤 型旋轉刷20突出的螺紋部15a上之後，在該螺紋部15a上緊固螺母16,來實施固定。
[0046] 如圖4所述，葉輪17以插入有主軸15的孔18a為中心一體地設置有8個葉片 19。關於該實施例中的葉片19的大小，外徑為275mm，寬度為79. 5mm，高度為190mm，板厚為 2. 3mm，重量為大約2kg。
[0047] 上述圓盤型旋轉刷20與本申請的 申請人:的特許第4118851號公報中所記載的圓 盤型旋轉刷具有相同的結構。即，該旋轉刷20在形成有用於安裝在主軸15上的軸孔的固 定部21的外周呈放射狀地突出設置有多個刷片22,旋轉刷20的外徑為大約250mm，厚度為 大約30mm。使用線徑為大約0· 3mm、長度為大約60mm的硬質鋼或不鏽鋼作為刷片22。
[0048] 注水單元30利用從噴嘴31向葉輪17噴射具有規定壓力的水或者工具機的冷卻液 產生的衝擊作用，使所述葉輪17進行旋轉動作。而且，該捕集裝置A構成為，利用注水單元 30的噴射動作和通過後述渦輪風扇51產生的負壓作用來產生的空氣流的疊加作用可靠地 使葉輪17旋轉。
[0049] 所使用的水是自來水和從水井汲取的水。另外，針對使用冷卻液的情況進行說明。 在圖1中，81是附設於研磨機等工具機的冷卻液罐，82為了將貯存在冷卻液罐81中的冷卻液 供給至規定位置而設置的冷卻液泵。83是用於連接冷卻液泵82與工具機80的合適位置的供 給管。在該供給管83上，連接有經由閉路閥35延伸至噴嘴31的分岔管36。
[0050] 在工具機中使用冷卻液時，存在由於腐敗細菌(厭氧型微生物）的繁殖而產生惡臭， 從而引發環境問題的情況。因此，當在本發明的捕集裝置A中使用冷卻液時，確認在運行時 空氣混入到冷卻液中從而液體中的溶解氧濃度提高，從而具有抑制腐敗細菌增殖的效果， 從而有助於防止惡臭的產生。
[0051] 回收罐40配置為與罐主體5的下口 5b連通。如圖5所示，在回收罐40中，在劃 分內部來形成空氣流路的前方的隔板41與後方的隔板42之間安裝有作為除霧部件的百葉 式除霧裝置45。43是用於排出積存在回收罐40中的排水的排出管，49是與安裝在排出管 43上的閉路閥48連接的排水管。該排水管49 一直導通至冷卻液罐81。
[0052] 百葉式除霧裝置45是在回收罐40內重疊設置15個特定構件而成的（圖5)，如圖 6所示，該特定構件是通過衝壓加工在長和寬為445mm、厚度為0. 6mm的四邊形狀的平板46 上形成多個具有流入口 47a的隆起部47而形成的。
[0053] 具有驅動馬達52的渦輪風扇51與回收罐40的排氣部44連結。55是安裝於渦輪 風扇51的排氣管51a的消音器。
[0054] 渦輪風扇的規格
[0055] BXLA11416 型，福爾達電機有限公司（Fulda Electric Machinery Co.，Ltd)製造
[0056] 馬達輸出功率：1. 5kw ;
[0057] 排放內徑：Φ 114mm。
[0058] 利用上述的結構，構成本發明的第一實施例的霧和粉塵的捕集裝置A，所述捕集裝 置A向通過渦輪風扇51的動作保持負壓的罐主體5內吸入含有霧的空氣，利用該流入的空 氣和從噴嘴31以規定壓力噴射的水或者工具機的冷卻液的衝擊作用使葉輪17進行旋轉動 作，藉助與葉輪17同時旋轉的旋轉刷20和甩出用部件25的離心力作用甩出去除空氣中的 霧，而且利用百葉式除霧裝置45捕集流入到回收罐40中的空氣中殘留的霧。
[0059] 接下來，針對將第一實施例的霧和粉塵的捕集裝置A應用於圖1所示的研磨機時 的作用進行說明。
[0060] (1)在研磨機80中，當對鐵類或非鐵類工件(未圖示）進行研磨加工時，從未圖示 的噴嘴向工件和磨具(未圖示）噴射冷卻液。由此，冷卻液的一部分成為霧而擴散至所述研 磨機80的封閉空間內。
[0061] (2)因此，當捕集裝置A運轉時，因為罐主體5的內部由於渦輪風扇51的動作而保 持負壓，所以在（1)中產生的霧與周圍的空氣一起通過吸入管57而被吸入到罐主體5的導 入室6。
[0062] (3)在罐主體5中，葉輪17通過從吸入口 7流入的空氣與從噴嘴31以規定壓力噴 射的冷卻液的衝擊作用進行旋轉動作，同時圓盤型旋轉刷20以每分鐘大約500轉的速度旋 轉。而且，吸入到導入室6的空氣一邊使葉輪17旋轉一邊向圓盤型旋轉刷20移動，通過旋 轉刷20和甩出用部件25的離心力作用甩出去除霧。
[0063] (4)接著，流入到回收罐40中的空氣，利用百葉式除霧裝置45捕集殘留的霧然後 從排氣部44流入到渦輪風扇51。
[0064] (5)在回收罐40中去除的霧發生液化而通過排水管49回流到冷卻液罐81。
[0065] (6)另一方面，通過了回收罐40的空氣從渦輪風扇51通過消音器55而向裝置外 排出。
[0066] 霧濃度測量的一個例子
[0067] 在如下所述的條件下對使用本發明的第一實施例的霧和粉塵的捕集裝置A處理 在工具機產生的霧的能力進行測量。
[0068] 工具機：加工中心HS6A (三井精機製造）
[0069] 加工中心的加工室內的霧濃度：2. 2mg/m3
[0070] 捕集裝置A的吸氣量：9. 8m3/min
[0071] 來自注水單元的供水量：每分鐘15升
[0072] 圓盤型旋轉刷20的轉速：600rpm
[0073] 霧濃度的測量儀：壓電天平式粉塵計型號3521 (日本加野麥克斯有限公司， Kanomaxjapan Inc.)
[0074] 作為實驗的結果，捕集裝置A的排氣口處的霧濃度為0. 64mg/m3,是加工中心的加 工室內的濃度值的大約29%，由此，可確認霧的捕集效果高。
[0075] 第二實施例
[0076] 圖7所示的本發明的第二實施例的霧和粉塵的捕集裝置B適用於對在利用加工中 心90對機械零件91等進行加工時產生的切屑等粉塵，尤其是鐵類微小粉塵進行捕集。
[0077] 該捕集裝置B的結構與上述的第一實施例的霧和粉塵的捕集裝置A的結構基本相 同，但是在具有磁分離構件這一點上有所不同。因此，針對與捕集裝置A具有相同結構的部 分，沿用在針對所述捕集裝置A的說明中使用的符號在附圖中進行標註而省略其說明。
[0078] 該捕集裝置B中的注水單元60設置為，利用循環泵62經由配管63向所述噴嘴31 供給貯存在回收罐40的下方所設置的水用罐61中的自來水或井水。65是與自來水等的配 管連接的接頭，67是一端與接頭65連接且能夠自由轉動的浮球旋塞（ball tap)66的支撐 杆。
[0079] 磁分離構件70具有以下公知結構：S卩，利用磁體(未圖示）吸附去除在上述罐主體 5分離排出的粉塵中的鐵類微小粉塵。而且，通過罐主體5被分離後從排出管43排出的微 小粉塵被收入到流入部71從而被磁體(未圖示)吸附而去除。75是貯存通過磁分離構件70 去除並排出的鐵類微小粉塵的回收箱。
[0080] 利用上述的結構，構成本發明的第二實施例的霧和粉塵的捕集裝置B，所述捕集裝 置B向利用渦輪風扇51保持負壓的罐主體5內吸入含有霧和粉塵的空氣，利用該流入的空 氣與從噴嘴31以規定壓力噴射的水的衝擊作用使葉輪17進行旋轉動作，並藉助與葉輪17 同時進行旋轉的旋轉刷20和甩出用部件25的離心力作用甩出該空氣中的粉塵使其分離， 而且利用百葉式除霧裝置45捕集在流入到回收罐40的空氣中殘留的粉塵，此外，利用磁分 離構件70去除鐵粉塵。
[0081] 上述捕集裝置B的作用與上述第一實施例的捕集裝置A的作用相同，因此省略其 說明。
【權利要求】
1. 一種霧和粉塵的捕集裝置，其特徵在於， 具有： 罐主體，使從吸入口吸入的空氣中的霧和粉塵分離， 回收罐，與該罐主體的下部連通，在內部安裝有除霧部件， 吸入單元，與該回收罐的排氣側連結， 注水單元，在所述吸入口的附近以進入到所述罐主體的內部的方式設置有噴嘴，用於 噴出水或者工具機的冷卻液； 在所述罐主體的內部的中心位置設置有縱向的主軸，且該主軸通過軸承單元能夠自由 旋轉，在該主軸上安裝固定有葉輪、甩出用部件以及至少一個圓盤型旋轉刷，所述葉輪能夠 通過所述空氣的流動進行旋轉，在所述圓盤型旋轉刷上呈放射狀地突出設置有多個刷片， 含有霧和粉塵的空氣被吸入通過所述吸入單元的動作保持負壓的所述罐主體內，藉助 流入的空氣和從所述噴嘴以規定壓力噴出的水或者工具機的冷卻液的衝擊作用使所述葉輪 進行旋轉動作，藉助與所述葉輪同時旋轉的旋轉刷和甩出用部件的離心力作用甩出分離所 述空氣中的霧和粉塵，而且利用所述除霧部件捕集流入到所述回收罐中的空氣中殘留的霧 和粉塵。
2. -種霧和粉塵的捕集裝置，其特徵在於， 具有： 罐主體，使從吸入口吸入的空氣中的霧和粉塵分離， 回收罐，與該罐主體的下部連通，在內部安裝有除霧部件， 吸入單元，與該回收罐的排氣側連結， 注水單元，在所述吸入口的附近以進入到所述罐主體的內部的方式設置有噴嘴，用於 噴出水， 磁分離構件，位於所述回收罐的下方，利用磁體吸附去除通過所述罐主體被分離排出 的粉塵中的鐵類微小粉塵； 在所述罐主體的內部的中心位置設置有縱向的主軸，且該主軸通過軸承單元能夠自由 旋轉，在該主軸上安裝固定有葉輪、甩出用部件以及至少一個圓盤型旋轉刷，所述葉輪能夠 通過所述空氣的流動進行旋轉，在所述圓盤型旋轉刷上呈放射狀地突出設置有多個刷片， 含有霧和粉塵的空氣被吸入通過所述吸入單元的動作保持負壓的所述罐主體內，藉助 流入的空氣與從所述噴嘴以規定壓力噴出的水的衝擊作用使所述葉輪進行旋轉動作，藉助 與所述葉輪同時旋轉的旋轉刷和甩出用部件的離心力作用甩出分離所述空氣中的霧和粉 塵，而且利用所述除霧部件捕集在流入到所述回收罐的空氣中殘留的霧和粉塵，並且利用 所述磁分離構件去除所述鐵類微小粉塵。
3. 如權利要求1或2所述的霧和粉塵的捕集裝置，其特徵在於，使用渦輪風扇作為所述 吸入單元。
4. 如權利要求1至3中任一項所述的霧和粉塵的捕集裝置，其特徵在於， 使用形成有多個流入口的百葉式除霧裝置作為所述除霧部件。
【文檔編號】B01D50/00GK104096437SQ201410147839
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2013年4月12日
【發明者】橫井康名, 伊藤義展, 加藤利明, 久米光一, 岡野英幸 申請人:株式會社安利特