专利名称：过滤装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于过滤含有微粒的污浊液(contaminated fluid:被污
染的液体)的过滤装置。
背景技术：
例如在进行精密加工的工作机械中，为了润滑或者冷却加工部，使用冷却液等液体。随着工件的加工，这种液体中不仅会混入切削粉末等，而且也会混入粉尘、碳粉末等微粒，从而逐渐变脏而不可避免地成为污浊液。
在日本特开平11-77479号公报中公开了用于过滤污浊液的过滤装置。该过滤装置利用由工作机械产生的切屑作为过滤介质，通过利用电磁线圈萄玄化该过滤介质，从而捕捉污浊液中的》兹性杂质。
上述现有技术的过滤装置，因为使用切屑作为过滤介质，所以，过滤精度的波动较大。而且，因为用作过滤介质的切屑的表面状况非常粗糙，所以，当过滤能力已降低时，为了恢复过滤能力，对过滤介质进行清洗是困难的。为此，存在需要频繁地更换作为过滤介质的切屑的问题。
本发明人开发出了如下的过滤装置，即，将由容易清洗的不锈钢球等构成的球形》兹性金属球用作过滤介质，通过磁铁吸附并固定f兹性金属球。该过滤装置已公开在日本特开2007-105706号公报上。该过滤装置过滤精度高，而且，过滤介质容易清洗。
使用磁性金属球的过滤装置的过滤介质单元具有过滤介质收纳盒和收纳在过滤介质收纳盒内部的多个磁性金属球。过滤介质收纳盒由铁制的冲压金属板(磁体)构成的上下一对的网状部件、以及包围网状部件的不锈钢制的框部件构成。但是，本发明人经专心研究后，发现了在现有技术的过滤介质单元中应该改进的余地。
即，在使用磁性金属球的现有技术的过滤介质单元中，在使用磁力弱的磁铁的情况下，即使在磁铁附近可以充分吸附磁性金属球，但是，在离开磁铁的位置，磁性金属球的吸附就容易变得不充分。其结果是，在离开磁铁的位置，捕捉除去对象物的能力低。例如，在现有技术的过滤装置中，距离磁铁最远位置的磁力为磁铁附近的磁力的四分之一左右，担心不能发挥所期望的过滤精度。因此，需要釆用更大型且磁力强的磁铁。但是，大型且磁力强的磁铁在过滤介质单元进出时需要大的驱动能量，从而存在驱动机构大型化、消费能量也大的问题。
发明内容
本发明提供一种使用磁性粒状过滤介质和磁铁并能够发挥更高精度的过滤性能的过滤装置。
本发明的过滤装置，具有导入含有需要除去的微粒的污浊液的过滤槽、收纳在所述过滤槽内部的过滤介质单元、以及向所述过滤介质单元提供》兹场的磁铁。所述过滤介质单元具有过滤介质收纳盒、以及由收纳在该过滤介质收纳盒内部的磁性材料构成的多个磁性粒状过滤介质。所述磁铁相对于所述过滤介质单元在第一位置和第二位置能够相对移动，在所述第一位置，通过向所述磁性粒状过滤介质提供磁场，使所述》兹性粒状过滤介质彼此以^t性方式吸附并相互固定，在所述第二位置，所述-兹性粒状过滤介质彼此以磁性方式的吸附被解除。
所述过滤介质收纳盒具有非磁性网状部件和磁力增强板，该非磁性网状部件支撑所述^t性粒状过滤介质，并且由具有可以通过所述污浊液的多个流通孔的非磁性材料构成，该磁力增强板由磁性材料构成，并设置在所述非磁性网状部件的端部。所述磁铁位于所述第一位置时，由于所述磁力增强板相对于所述^f兹铁在水平方向相对，因此，所述非^F兹性网状部件和所述,兹性粒状过滤介质位于所述》兹铁和所述》兹力增强板之间。
根据本发明，收纳磁性粒状过滤介质的过滤介质收纳盒包括由非磁性材料构成的非磁性网状部件和由磁性材料构成的所述磁力增强板。由此，位于远离》兹铁的位置的》兹性粒状过滤介质由于》兹铁的》兹力也可以充分吸附。为此，可以防止过滤介质单元端部附近的过滤精度降低，可提高过滤精度。而且，因为在整个过滤介质单元可以有效利用磁铁的磁力，所以，不使用更大型且^兹力强的^H夹。因此，例如，可以有助于用于移动^磁铁的驱动机构等的节能化。
所述非》兹性网状部件例如由平面状不锈钢制的板构成。在该板上形成有开口宽度比所述^f兹性粒状过滤介质的直径小的多个流通孔。
在本发明优选的实施例中，第 一磁铁和第二磁铁在水平方向留出间隔而配置在所述过滤槽内部。还有，第一过滤介质单元和第二过滤介质单元在水平方向相互邻接而配置在所述第一》兹铁和所述第二;兹铁之间。所述第
一过滤介质单元的磁力增强板和所述第二过滤介质单元的磁力增强板以磁性方式相互连接。
此外，在本发明优选的实施例中，第三过滤介质单元配置在所述第一》兹铁和所述过滤槽的一侧壁之间。该第三过滤介质单元的磁力增强板以石兹
性方式连接所述一侧壁，并且，第四过滤介质单元配置在所述第二^i铁和所述过滤槽的另 一侧壁之间。该第四过滤介质单元的^兹力增强板以》兹性方式连接所述另一侧壁。
图l为本发明一实施例的过滤装置的纵剖面图。
图2为图1中沿F2-F2线的过滤装置的纵剖面图。图3为放大表示图1所示的过滤装置的过滤介质单元的剖面图。图4为表示图1所示的过滤装置的磁性粒状过滤介质过滤时的作用的侧视图。
图5为图1所示的过滤装置在磁铁上升后状态的纵剖面图。图6为示意地表示具备图1所示的过滤装置的过滤设备过滤时的状态的剖面图。
图7为示意地表示具备图1所示的过滤装置的过滤设备清洗时的状态的剖面图。
具体实施例方式
以下，参照图1至图7对本发明的一实施例进行-说明。图1所示的过滤装置10包括过滤槽11、过滤介质单元12以及磁铁单元13。过滤槽11的材料为铁类等的磁性材料。过滤槽11的上部设有盖框体14。过滤槽11的内部形成污浊液室15和清洁液室16。
污浊液室15位于过滤介质单元12的下侧。清洁液室16位于过滤介质单元12的上侧。清洁液室16的上部通过隔壁17气态密封性地被封闭。在隔壁17的下方形成有磁铁收纳室18。磁铁收纳室18向上下方向延伸。磁铁19收納在磁铁收纳室18中。
在过滤槽11的下部形成有在污浊液室15开口的污浊液入口 20。含有需要过滤的微粒的污浊液从该污浊液入口 20导入污浊液室15。在过滤槽11的上部形成有在清洁液室16开口的清洁液出口 21。
如图2所示，清洁液管22连接清洁液出口 21。具备作为大气压开放装置的气阀23的空气供给管24连接该清洁液管22。通过打开气阀23，可以将清洁液室16向大气敞开。再有，压缩空气的供给源也可以连接空气供给管24。此时，可以向清洁液室16内供给压缩空气。在过滤槽11的底部，即污浊液室15的底部设有具备排液阀25的排液端口 26。
过滤介质单元12如下所述构成。
图3为放大表示过滤介质单元12的剖面图。该过滤介质单元12具有如下所述的过滤介质收纳盒30和收纳在过滤介质收纳盒30内部的多个》兹性粒状过滤介质31。
作为磁性粒状过滤介质31的一例，为由铁等磁性材料构成的球形金属球，在已提供磁场时，如图4所示相互吸附在一起。在未提供磁场的自由状态下，由磁力带来的吸附被解除，各磁性粒状过滤介质31彼此可以在一定程度移动。磁性粒状过滤介质31的表面光滑，且成为易清洗的形态。
收纳在过滤介质收纳盒30中的所有/F兹性粒状过滤介质31的直径可以是彼此相同的，但也可以将直径不同的多种磁性粒状过滤介质31混合。此外，也可以使用球以外的形状的》兹性粒状过滤介质。总之，-兹性粒状过滤介质31在通过磁铁单元13已提供磁场时，磁性粒状过滤介质31彼此以不移动的方式吸附在一起，在^f兹场已取消时，^磁性粒状过滤介质31彼此的吸附被解除。磁性粒状过滤介质31由磁性材料构成即可，与其形状无关。
过滤介质收纳盒30由上下一对非^磁性网状部件35、 36、框部件37以及^f兹力增强板40等构成。非磁性网状部件35、 36由不锈钢(SUS304)等非磁性材料构成，并向水平方向延伸。框部件37设置在非磁性网状部件35 、36周围。磁力增强板40设置在非磁性网状部件35、 36的端部。框部件37与非磁性网状部件35、 36同样地，由不锈钢(SUS304)等非磁性材料构成。磁性粒状过滤介质31收纳在非/磁性网状部件35、 36之间。》兹性粒状过滤介质31沿上下方向排列成多列(例如三列)。在非》兹性网状部件35、 36上分别形成有多个流通孔35a、 36a。流通孔35a、 36a的开口宽度比磁性粒状过滤介质31的直径小。例如磁性粒状过滤介质31的直径为4mm，流通孔35a、 36a的开口宽度为2-3mm。由此，可以避免;兹性粒状过滤介质31穿过流通孔35a、 36a。》兹性粒状过滤介质31置于下侧的非磁性网状部件36上，磁性粒状过滤介质31被支撑。再有，》兹性粒状过滤介质31的直径也可以比4mm大。
作为非磁性网状部件35、 36的一例，由不锈钢制的冲压金属板构成。该冲压金属板为穿孔有多个流通孔35a、 36a的不锈钢制的平板。再有，平面网状部件、帘子、格子状部件以及其他材料也可以用作非磁性网状部件
35、 36的材料。总之，非磁性网状部件35、 36为可以支撑被收纳的磁性粒状过滤介质31，而且，液体可以沿上下方向流过的部件即可。
在本实施例中，因为使用在水平方向为平面状的非磁性网状部件35、
36, 所以，各》兹性粒状过滤介质31彼此的定位容易。因此，可以在非磁性网状部件36上整齐地排列多列磁性粒状过滤介质31。
在过滤介质单元12的端部，即远离磁铁19侧的端部设有磁力增强板40。磁力增强板40例如由厚度为3mm左右的铁等磁性材料构成，并设置在过滤介质单元12的宽度方向的整个长度W (如图2所示)。在磁铁19位于图l所示的第一位置时，》兹力增强板40相对于磁铁19在水平方向相对。非磁性网状部件35、 36和;兹性粒状过滤介质31位于;兹铁19和》兹力增强板40之间。即，磁铁19和磁力增强板40之间设有磁性粒状过滤介质31和非磁性网状部件35、 36。
磁铁19收纳在磁铁收纳室18,并可以沿上下方向移动。作为磁铁19的一例，为磁力强的永久磁铁。该磁铁19相对于过滤介质单元12，在图1所示的第一位置和图5所示的第二位置移动。磁铁19位于第一位置时，向磁性粒状过滤介质31提供磁场。通过该磁场，磁性粒状过滤介质31彼此以磁性方式吸附并固定。若磁铁19上升到第二位置，则因磁性粒状过滤介质31彼此的以磁性方式的吸附被解除，所以，磁性粒状过滤介质31可以在一定程度移动。
该过滤装置10具备用于使磁铁19移动到所述第一位置(图1 )和第二位置(图5)的保持机构。保持机构由连接各磁铁19的升降杆50、向水平方向延伸的连接部件51以及向上方延伸的操作部件52等构成。连接部件
851将各升降杆50的上端部彼此相连。
操作部件52固定在连接部件51上。升降杆50插入磁铁收纳室18,可以与磁铁19 一起沿上下方向移动。操作部件52通过手动或者未图示的驱动器沿上下方向驱动，可以使磁铁19移动到所述第一位置和第二位置。
在本实施例的情况下，如图1所示，第一磁铁19a和第二磁铁19b在水平方向留出间隔地排列配置在过滤槽11的内部。在这一对磁铁19a、 19b之间配置有第一过滤介质单元12a和第二过滤介质单元12b。这些过滤介质单元12a、 12b的构造与图3所示的过滤介质单元12 —样。各过滤介质单元12a、 12b分别具有磁性粒状过滤介质31、上下一对非磁性网状部件35、 36以及磁力增强板40。
第一过滤介质单元12a的磁力增强板40和第二过滤介质单元12b的磁力增强板40相互接触。在各磁力增强板40以磁性方式连接的状态下，这些过滤介质单元12a、 12b在水平方向邻接地配置。
在第一it铁19a和过滤槽11的一侧壁lla之间配置有第三过滤介质单元12c。第三过滤介质单元12c的构造与如图3所示的过滤介质单元12 —样。第三过滤介质单元12c的磁力增强板40与一侧壁lla接触。在磁力增强板40以^磁性方式连接过滤槽11的侧壁lla的状态下，第三过滤介质单元12c配置在第 一磁铁19a和一侧壁1 la之间。
在第二磁铁19b和过滤槽11的另一侧壁llb之间配置有第四过滤介质单元12d。第四过滤介质单元12d的构造与如图3所示的过滤介质单元12一样。第四过滤介质单元12d的磁力增强板40与另一侧壁llb接触。在磁力增强板40以》兹性方式连接过滤槽11的侧壁lib的状态下，第四过滤介质单元12d配置在第二i兹铁19b和另一侧壁lib之间。这样，四个过滤介质单元12a-12d在水平方向排列。
图6和图7表示具有所述过滤装置10的过滤设备60的概要。该过滤设备60包括污浊液槽61、清洁液槽62、所述过滤装置10以及软泥(7 ，y 处理装置63等。如图6所示，含有需要过滤的微粒的液体Ql经泵65、配管66以及阀67供给到过滤装置10的污浊液入口 20。过滤装置10的清洁液室16内的清洁液Q2经阀70和配管71回收到清洁液槽62中。
在用于过滤液体Q1的过滤工序中，如图6所示，打开阀67、 70,关闭排液阀25。还有，通过泵65将污浊液槽61内的液体Ql供给到过滤装置10的污浊液室15。此外，通过使磁铁单元13的磁铁19移动到第一位置(图1)，从而向》兹性粒状过滤介质31提供磁场。
如图4所示，通过该》兹场，i兹性粒状过滤介质31彼此在相互邻接的状态下固定。因此，朝向磁性粒状过滤介质31的接触点C,形成深处窄的呈"楔形"的狭窄的间隙G。当液体Ql在磁性粒状过滤介质31的接触点C附近流动时，微粒S进入该间隙G的深处等，微粒S被捕捉。在微粒S为磁体的情况下，微粒S通过石兹化后的磁性粒状过滤介质31吸附在磁性粒状过滤介质31上。这样，已供给到污浊液室15的液体Ql从下向上通过过滤介质单元12 ( 12a-12d)而被过滤，液体Q1流入清洁液室16。
如果已被磁性粒状过滤介质31捕捉的微粒S的量增加，则过滤性能降低。为了恢复过滤性能，实施清洗工序。在清洗工序中，如图7所示，通过关闭阀67、 70，打开气阀23 (如图2所示)，将清洁液室16的内部向大气敞开。停止泵65，并打开排液阀25。通过使磁铁19移动到第二位置(图5)，从而解除向磁性粒状过滤介质31提供的磁场，并解除磁性粒状过滤介质31的吸附。
由此，清洁液室16内的清洁液Q2利用自重通过过滤介质单元12(12a-12d),与此同时向污浊液室15下落。此时，也可以通过从空气供给管24 (如图2所示)将压缩空气供给到清洁液室16，从而根据空气的压力将清洁液室16内的清洁液Q2迅速向污浊液室15^齐压。
通过使清洁液Q2从清洁液室16向污浊液室15流动，磁性粒状过滤介质31的表面被清洁液Q2沖洗。从排液端口 26已排出到软泥处理装置63的、含有大量微粒等的软泥，通过软泥处理装置63从液体中分离并被回收。
如上所述，本实施例的过滤装置IO在过滤能力降低时，根据需要可以实施清洗工序。在清洗工序中，如前所述，因为利用过滤槽11内的清洁液Q2,可以容易且迅速地进行磁性粒状过滤介质31的清洗，所以，可以在短时间内恢复过滤能力。而且，因为可以直接利用过滤装置10自身进行清洗，所以，运转成本低。再有，也可以通过计时器自动切换所述过滤工序和所述清洗工序来运转过滤装置10。
本实施方式的过滤装置10中，收纳磁性粒状过滤介质31的过滤介质收纳盒30包括由非磁性材料构成的非磁性网状部件35、 36、以及由磁性材料构成的磁力增强板40。由此，通过磁铁19的磁力，位于远离磁铁19位置的》兹性粒状过滤介质31彼此也可以充分吸附。为此，可以减小过滤介质 单元12的各部分的过滤精度的波动，提高过滤精度。而且，在整个过滤介
质单元12可以有效地利用^f兹铁19的^f兹力。因此，不用更大型且^兹力强的 磁铁，可以有助于用于移动磁铁19的驱动机构等的节能化。
在所述实施例的过滤介质单元12中，测定了作用于^f兹性粒状过滤介质 31的磁力。其结果是，在图2中，磁铁19附近的测定点Pl的磁力为5200 高斯，中间的测定点P2为2750高斯，距离磁铁19最远的测定点P3为2200 高斯。在这种情况下，即使在距离磁铁19最远的位置，也可以得到磁铁19 附近的磁力的35-40%左右，可以得到适合高精度过滤的吸附力。
与此相对，在不具备磁力增强板40的比较例中，磁铁19附近的测定 点Pl的磁力为5000高斯，中间的测定点P2为2100高斯，距离磁铁19最 远的测定点P3为1100高斯。在该比较例的情况下，在距离磁铁19最远的 位置，只能得到磁铁19附近的磁力的20%左右，磁力的波动大。
在网状部件35、 36不是由非磁性材料而是由铁等磁性材料构成的情况 下，距离磁铁19远的位置的磁力进一步降低，过滤精度变差。为了得到所 期望的过滤性能，需要在过滤介质单元12的端部设置所述^f兹力增强板40， 并且至少下侧的网状部件36使用非磁性材料。
工业实用性
本发明的过滤装置可以净化各种液体。实施本发明时，在不脱离本发 明要旨的范围内，不言而喻可以对以过滤槽、磁性粒状过滤介质、磁铁、 非磁性网状部件、磁力增强板等为主的过滤装置的构成要素，进行适当地 改变并实施。
权利要求
1.一种过滤装置(10)，具有导入含有需要除去的微粒的污浊液的过滤槽(11)、收纳在所述过滤槽(11)内部的过滤介质单元(12)、以及向所述过滤介质单元(12)提供磁场的磁铁(19)，所述过滤介质单元(12)具有过滤介质收纳盒(30)、由收纳在该过滤介质收纳盒(30)内部的磁性材料构成的多个磁性粒状过滤介质(31)，所述磁铁(19)相对于所述过滤介质单元(12)在第一位置和第二位置能够相对移动，在所述第一位置，通过向所述磁性粒状过滤介质(31)提供磁场，使所述磁性粒状过滤介质(31)彼此以磁性方式吸附并相互固定，在所述第二位置，所述磁性粒状过滤介质(31)彼此以磁性方式的吸附被解除，所述过滤介质收纳盒(30)具有非磁性网状部件(35、36)和磁力增强板(40)，所述非磁性网状部件(35、36)支撑所述磁性粒状过滤介质(31)，并且由具有能够使所述污浊液通过的多个流通孔(35a、36a)的非磁性材料构成，所述磁力增强板(40)由磁性材料构成的，并设置在所述非磁性网状部件的端部，在所述磁铁(19)位于所述第一位置时，由于所述磁力增强板(40)相对于所述磁铁(19)在水平方向相对，因此所述非磁性网状部件(35、36)和所述磁性粒状过滤介质(31)位于所述磁铁(19)和所述磁力增强板(40)之间。
2. 根据权利要求1所述的过滤装置(10)，其中，所述非磁性网状部件(35、 36)由平面状不锈钢制的板构成，在该板上形成有开口宽度比所述it性粒状过滤介质(31)的直径小的多个流通孔(35a、 36a)。
3. 根据权利要求1或2所述的过滤装置(10)，其中，第一磁铁(19a)和第二磁铁(19b)在水平方向留出间隔而配置在所述过滤槽(11)内部，第一过滤介质单元(12a)和第二过滤介质单元(12b)在水平方向相互邻接而配置在所述第一磁铁(19a)和第二磁铁(19b)之间，第一过滤介质单元(lh)的磁力增强板(40)和第二过滤介质单元(12b)的磁力增强板(40)以；兹性方式相互连接。
4.根据权利要求3所述的过滤装置，其中，第三过滤介质单元(12c)配置在所述第一磁铁(19a)和所述过滤槽(11 )的一侧壁(lla)之间，该第三过滤介质单元U2c)的磁力增强板(40)以磁性方式连接所述一侧壁(lla)，并且，第四过滤介质单元(12d)配置在所述第二^F兹铁(19b)和所述过滤槽(11 )的另一侧壁(lib)之间，该第四过滤介质单元(12d)的磁力增强板(40)以^磁性方式连接所述另一侧壁(llb)。
全文摘要
本发明涉及一种过滤装置(10)，其包括过滤槽(11)、过滤介质单元(12)、磁铁(19)。过滤介质单元(12)包括过滤介质收纳盒(30)、多个磁性粒状过滤介质(31)。磁铁(19)在第一位置和第二位置移动。在第一位置，通过磁场对磁性粒状过滤介质(31)的作用，磁性粒状过滤介质(31)彼此以磁性方式吸附。在第二位置，磁性粒状过滤介质(31)彼此以磁性方式的吸附被解除。过滤介质收纳盒(30)包括由非磁性材料构成的非磁性网状部件(35、36)和由磁性材料构成的磁力增强板(40)。磁铁(19)位于所述第一位置时，磁性粒状过滤介质(31)和非磁性网状部件(35、36)位于磁力增强板(40)和磁铁(19)之间。
文档编号B23Q11/10GK101568366SQ20088000130
公开日2009年10月28日 申请日期2008年8月28日 优先权日2007年8月29日
发明者田代实 申请人:株式会社分离