スラリー状体の固液分離装置
【課題】 固体成分が細かなものや、絡み難い形状のものであっても、加工部の隙間から流出することなく、確実な固液分離が行え、また固液分離用のフィルタの装填工程を含めて、簡単な構成で効率良く固液分離が行えるスラリー状体の固液分離装置を提供する。
【解決手段】 内径面が円筒面状に形成された金型１と、この金型１の一端開口を開閉可能に閉じるゲート２と、金型１内に摺動自在に嵌合し、金型１内のスラリー状体Ｓをゲート２側に押し付けて圧搾する加圧ロッド３とを備える。金型１を所定の経路で移動させて複数の割出位置Ｐ１〜Ｐ３で位置決め可能な金型位置決め装置１１を設ける。各割出位置に、フィルタ装填装置１２と、スラリー状体供給装置１３と、前記加圧ロッド３を金型１に挿入して圧搾を行う加圧装置１４とを分配して設ける。
【解決手段】 内径面が円筒面状に形成された金型１と、この金型１の一端開口を開閉可能に閉じるゲート２と、金型１内に摺動自在に嵌合し、金型１内のスラリー状体Ｓをゲート２側に押し付けて圧搾する加圧ロッド３とを備える。金型１を所定の経路で移動させて複数の割出位置Ｐ１〜Ｐ３で位置決め可能な金型位置決め装置１１を設ける。各割出位置に、フィルタ装填装置１２と、スラリー状体供給装置１３と、前記加圧ロッド３を金型１に挿入して圧搾を行う加圧装置１４とを分配して設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ホーニング加工、スーパー加工、ラッピング加工、研削加工等により生じる加工液と粉状の加工屑等の混ざり合ったスラリー状体から、あるいは木材加工等により生じたスラリー状体から、固体成分と液体成分とを分離し、固体成分については可能な場合は固形化するスラリー状体の固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削加工や研磨加工では、研削屑等の粉状の加工屑が発生する。この粉状の加工屑は、クーラント等の加工液と混ざり合ったスラリー状体、つまりスラッジの状態で機外に排出する。排出されたスラッジは、ろ過や低圧フィルタプレス等によって固液分離し、加工液は回収して再利用する。
ろ過や、低圧フィルタプスレス等による固液分離法では、分離後の状態でも含液率が高く、十分な加工液の回収ができないばかりか、固液分離で濃縮された濃縮スラッジの再資源化ができず、従来は産業廃棄物として埋め立て処理していた。
【０００３】
このような課題を解消するものとして、研削スラッジについては、図８に概略を示すように、濃縮スラッジＳ′をシリンダ状の金型５１内に投入し、加圧ロッド５３で圧搾してブリケット状に固形化するものが種々提案され（例えば特許文献１）、既に実用化されている。金型５１の他端はゲート５２で閉じ、固形化物はゲート５２を開いて加圧ロッド５３により押し出す。
【特許文献１】特開２００１−３００５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリンダ状の金型５１と加圧ロッド５３とを用いる研削スラッジの固形化装置は、加工屑が糸屑状で比較的に粗く絡み易い研削スラッジには使用可能であるが、次のようなスラッジには使用できない。例えばホーニング加工のスラッジ、スーパー加工のスラッジ、ラッピング加工のスラッジ、軸受転動体（ころ，鋼球）の仕上げ研削加工スラッジ等には使用できない。
【０００５】
これは、加工屑が細かいことや、丸くて絡み難いことにより、金型５１と加圧ロッド５３やゲート５２間等の加工部の機械的隙間δ１，δ２から加工屑が液体成分と共に流出してしまうためである。すなわち、一般的な研削屑は、比較的大きくて、また糸屑状となっているため、絡み易くて固形化が容易であり、また加工部の機械的隙間δ１，δ２から流出することが生じ難い。しかし、ホーニング加工のスラッジでは、加工屑が丸くて絡み合わず、またスーパー加工やラッピング加工のスラッジは加工屑が非常に細かい。軸受転動体の仕上げ研削加工スラッジも加工屑が細かい。そのため、上記の研削スラッジ用の固形化装置を使用することができない。
【０００６】
加工部の機械的隙間δ１，δ２から加工屑が流出することは、固形化を困難にするばかりでなく、回収された液体成分に加工屑が混じることから、加工液の再利用の妨げとなり、回収した加工液を再度ろ過する処理が必要となる。
【０００７】
なお、研削スラッジの固形化装置をホーニングスラッジの固形化等に利用する場合に、金属製のフィルタ等を固定して用い、加工部の機械的隙間から加工屑が流出することを防止することも試みられている。しかし、目詰まりにより安定したろ過ができなくなるため、フィルタを定期的に交換する必要が生じ、保守作業に手間がかかる。
【０００８】
この他のホーニング加工等のスラッジの処理方法としては、ベルト状のフィルタを用いて密閉室内のエアー圧によりフィルタを通過させる低圧フィルタプレスや、沈殿装置等を用いる方法がある。しかし、いずれもスラッジの含液率を十分に低下させることができず、沈殿装置では５０〜８０％程度にまでしか含液率を低下させることができない。そのため、加工液の回収効率が悪いうえ、残った濃縮状態のスラッジの再資源化が困難にある。
【０００９】
この発明の目的は、固体成分が細かなものや、絡み難い形状のものであっても、加工部の隙間から流出することなく、確実な固液分離が行え、また固液分離のためのフィルタの装填工程を含めて、簡単な構成で効率良く固液分離が行えるスラリー状体の固液分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のスラリー状体の固液分離装置は、内径面が円筒面状に形成されてスラリー状体が投入される立向きの金型と、この金型の下端開口を開閉可能に閉じるゲートと、前記金型内に上端開口から挿脱自在に嵌合し、前記金型内のスラリー状体を前記ゲート側に押し付けて圧搾する加圧ロッドとを備え、スラリー状体を前記圧搾により固体成分と液体成分とに分離する装置であって、
前記金型を所定の経路で移動させて複数の割出位置で位置決め可能な金型位置決め装置と、この金型位置決め装置による一つの割出位置で金型内の下側に固液分離用の繊維状のフィルタを装填するフィルタ装填装置と、下側のフィルタの装填された金型内に他の割出位置で前記スラリー状体を供給するスラリー状体供給装置と、前記フィルタ装填装置と兼用してまたは別に設けられて、前記スラリー状体の供給された金型内に固液分離用の上側のフィルタを装填する装置と、さらに他の割出位置に設けられ前記加圧ロッドを前記金型に挿入して前記圧搾を行う加圧装置とを備えることを特徴とする。
なお、この明細書で言うスラリー状体は、微細な固体と液体とが混ざったものを言い、スラッジを含む意味である。
【００１１】
この構成によると、加圧ロッド側およびゲート側にフィルタを配置した状態で、金型内のスラリー状体を圧搾するため、スラリー状体における固体成分が細かなものであったり、絡み難い形状のものであっても、金型と加圧ロッドやゲート間の隙間から固体成分が流出することが前記フィルタで阻止される。また、シリンダ状の金型と加圧ロッドとを用いるため、金型内に充填したスラリー状体を、強い圧力で圧搾できる。そのため、スラリー状体から液体成分を高度に絞り出すことができる。例えば、固液分離後の圧搾体は、液体成分が１０ｗｔ％以下のものとできる。このように、高度に固液分離が行えるため、分離後の圧搾体の再利用のための取扱いが容易であり、また液体成分の回収率を高めることができて、資源を経済的に利用でき、自然環境への負荷も軽減できる。
【００１２】
フィルタの装填工程が増えるが、金型を移動させて各割出位置で、フィルタの装填、スラリー状体の供給、およびスラリー状体の圧搾の各工程を行うようにしたため、位置固定の金型に対してこれら各工程を行う場合と異なり、各工程の装置の干渉の問題が生じず、これらフィルタの装填、スラリー状体の投入、スラリー状体の圧搾の各処理を行う装置が、簡単な構成のもので済む。また金型を移動させるようにしたため、他の割出位置で圧搾を行っている間などにフィルタの装填のための準備が行え、フィルタ装填から、スラリー状体の投入、圧搾，排出までを効率良く行うことができ、生産性に優れたものとなる。
【００１３】
また、上記フィルタは、圧搾により金型内に残った圧搾体と共に前記加圧ロッド等で押し出すことなり、毎回新品のフィルタを使用するため、安定したろ過が可能となり、フィルタを機械側に固定した場合のようなフィルタの目詰まりに対する定期的な交換が不要となる。そのため保守の手間が省け、作業環境の改善となる。
フィルタは、圧搾体に付着した状態となるが、フィルタの材質を適宜選定することで、固体成分の再利用における異成分混入等の問題とならず、フィルタが付いたままで圧搾体を例えば製鋼原料等として再利用することができる。また、圧搾毎に新たなフィルタが必要であるが、従来では利用できなかったスラリー状体の固体成分の再利用が可能になることや、液体成分の回収率が向上することや、回収された加工液のろ過が不要なことを考慮すると、フィルタの消費は環境面からもコスト面からも問題とはならない。前記フィルタはペーパー状のフィルタであってもよい。ペーパー状であると取扱性が向上する。
【００１４】
この発明において、前記金型と前記ゲートとが共通のトラバース台に設置され、前記金型位置決め装置が、前記トラバース台を直線経路で進退させる案内レールおよび進退装置からなり、前記フィルタ装填装置は、上下のフィルタの装填を両方とも行いかつ同じ割出位置で行うものとし、このフィルタの装填を行う割出位置のトラバース台進退方向の両側に振り分けて、スラリー状体供給装装置による供給用の割出位置、および加圧装置による圧搾用の割出位置を配置しても良い。
この構成の場合、金型およびゲートを搭載したトラバース台を移動させるようにしたため、ゲートをフィルタ装填用の割出位置およびスラリー状体の投入用割出位置においても金型と共に使用でき、装置全体をより一層簡易なものとできる。トラバース台の移動経路が直線経路であるため、金型位置決め装置も簡易な構成のもので済む。
【００１５】
上記のようにトラバース台に金型およびゲートを搭載する構成の場合に、前記トラバース台に、このトラバース台の進退方向に進退自在なインデックスベースを搭載し、前記金型の下端開口から固形化物を排出するシュートと前記ゲートとを、前記インデックスベースの移動によって互いに入れ替わって前記金型と整合する位置に配置可能なように前記インデックスベースに設置し、前記トラバース台の移動経路の両端に、トラバース台の移動で前記インデックスベースに当たってインデックスベースの移動を止め、トラバース台の移動を許容することで、金型に対する前記シュートと前記ゲートの配置の入れ替えを行うストッパを設けても良い。
この構成の場合、トラバース台を移動させてストッパにインデックスベースを押し当てることで、金型に対するゲートの開閉、およびゲートとシュートの入れ替えが行える。そのため、ゲートの開閉や、ゲートとシュートの入れ替えのために駆動源を別に設けることが不要で、装置全体がより一層簡素なものとできる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のスラリー状体の固液分離装置は、内径面が円筒面状に形成されてスラリー状体が投入される立向きの金型と、この金型の下端開口を開閉可能に閉じるゲートと、前記金型内に上端開口から挿脱自在に嵌合し、前記金型内のスラリー状体を前記ゲート側に押し付けて圧搾する加圧ロッドとを備え、スラリー状体を前記圧搾により固体成分と液体成分とに分離する装置であって、前記金型を所定の経路で移動させて複数の割出位置で位置決め可能な金型位置決め装置と、この金型位置決め装置による一つの割出位置で金型内の下側に固液分離用の繊維状のフィルタを装填するフィルタ装填装置と、下側のフィルタの装填された金型内に他の割出位置で前記スラリー状体を供給するスラリー状体供給装置と、前記フィルタ装填装置と兼用してまたは別に設けられて、前記スラリー状体の供給された金型内に固液分離用の上側のフィルタを装填する装置と、さらに他の割出位置に設けられ前記加圧ロッドを前記金型に挿入して前記圧搾を行う加圧装置とを備えるため、スラリー状体の固体成分が細かなものや、絡み難い形状のものであっても、加工部の隙間から流出することなく、確実な固液分離が行え、また固液分離のためのフィルタの装填工程を含めて、簡単な構成で効率良く固液分離を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。まず、図１，図２と共に、スラリー状体の圧搾の工程、およびその固形化物につき説明する。このスラリー状体の固液分離装置は、内径面が円筒面状の金型１と、この金型１の一端開口を開閉可能に閉じるゲート２と、金型１内に摺動自在に嵌合し、金型１内に投入されたスラリー状体Ｓをゲート２側に押し付けて圧搾する加圧ロッド３とを備える。
【００１８】
この固液分離装置は、加圧ロッド３の先端面３ａおよびゲート２の内面２ａに、これら加圧ロッド３の先端外周と金型１の内径面間の隙間ｄ１、およびゲート２と金型１との接触面間の隙間ｄ２を閉じる固液分離用の繊維状のフィルタ４，５を配置した状態で、金型１内のスラリー状体Ｓを加圧ロッド３により圧搾し、この圧搾により金型１内に残った固体成分を前記フィルタ４，５と共に、加圧ロッド３で押し出すようにしたものである。なお、金型１、ゲート２、および加圧ロッド３は、フィルタ４，５を上記のように使用可能なものであれば良く、フィルタ４，５の使用のために寸法，形状等の工夫を特に施したものでなくても良い。上記隙間ｄ１は、図では強調して示しているが、例えば０．１mm以下である。
【００１９】
金型１は立姿勢と横姿勢のいずれのものであっても良いが、この実施形態では立姿勢のものとされている。ゲート２は、金型１の下端の端面に沿って金型直径方向に摺動することで、金型１の下端開口を開閉するものとされている。ゲート２は、金型１の一端に挿脱自在にするプランジャ型のもの（例えば図８のゲート５２）であっても良い。
【００２０】
加圧ロッド３は、後述の加圧装置によって進退駆動され、金型１の上端から金型１内に挿脱可能で、かつゲート２が開いた状態で内部のスラリー状体Ｓの圧搾体を押し出し可能なストロークを有するものとされる。上記加圧装置は、サーボモータを駆動源とするものであっても、また油圧シリンダ等の油圧式のものであっても良い。
【００２１】
処理対象となるスラリー状体Ｓとしては、鋼材におけるホーニング加工のスラッジ、スーパー加工のスラッジ、ラッピング加工のスラッジ、軸受のころ，鋼球等の転動体の仕上げ研削加工スラッジ、その他一般の研削加工のスラッジ等が使用できる。ホーニング加工のスラッジでは、その加工屑の粒径が１〜５０μｍ程度であり、スーパー加工ではサブミクロン単位である。上記各加工を行う鋼材は、例えば焼入等の熱処理が施されたものであっても良い。処理対象となるスラリー状体Ｓは、上記の他に、おからや小豆かす等の食品かすや、パルプかす、脱水汚泥等であっても良い。また、スラリー状体Ｓは、固体成分が超鋼やガラス粉からなるものであっても良い。
【００２２】
上下のフィルタ４，５は、紙フィルタまたは布製フィルタ等のペーパー状のものが使用される。フィルタ４，５は、この他に綿状やスポンジ状のものであってもよい。フィルタ４，５の材質は、化学繊維製のものであってもよいが植物繊維製のものが好ましい。フィルタ４，５の形状は、例えば円形のものとされ、金型１内に装填した状態で金型１の内径面に沿って立ち上がり部分４ａ，５ａが生じる程度に、金型１の内径よりも大径ものが使用される。フィルタ４，５の粗さは、処理対象となるスラリー状体Ｓに応じて選定される。スラリー状体Ｓが鋼材のホーニング加工によるものである場合、通気量Ｖ（cm3/cm2 ｓ）が、１０〜３００程度のものが選定される。
【００２３】
上記構成の固液分離装置を用いた固液分離方法を説明する。金型１の下端開口がゲート２で閉じられ、加圧ロッド３が金型１から上方に抜け出した状態で、金型１内の底部に下側のフィルタ５を装填する。この後、スラリー状体Ｓを金型１内に上端開口から投入し、投入されたスラリー状体Ｓの上に被さるように、上側のフィルタ４を装填する。
このようにスラリー状体Ｓの投入、および上下のフィルタ４，５の装填が行われた状態で、加圧ロッド３を金型１内に進入させ、加圧ロッド３で金型１内のスラリー状体Ｓを圧搾する。圧搾が完了すると、ゲート２を開き、加圧ロッド３をさらに押し込んでスラリー状体Ｓの圧搾体を下端開口から排出する。
【００２４】
この圧搾によりスラリー状体Ｓから絞り出された油，水，その他の加工液等の液体成分は、金型１と加圧ロッド３間の隙間ｄ１、および金型１とゲート２の接触面間の隙間ｄ２から排出される。このとき、各隙間ｄ１，ｄ２はフィルタ４，５で閉じられているため、スラリー状体Ｓから絞り出された液体成分は、各隙間ｄ１，ｄ２から直接に排出されることはなく、フィルタ４，５を透過して排出されることになる。
このため、スラリー状体Ｓの固体成分がホーニング加工による加工屑やスーパー加工，ラッピング加工の加工屑等のように微細のものであっても、固体成分が金型１と加圧ロッド３やゲート２との隙間ｄ１，ｄ２から流出することがなく、フィルタ４，５で補足される。したがって、従来の研削スラッジ固形化装置では固液分離が困難であったスラリー状体であっても、固液分離が可能になる。これにより、スラリー状体Ｓの圧搾による固形化が容易になると共に、ホーニング液等の液体成分が清浄化された状態で排出され、後にろ過することなく、再利用可能な状態の液体成分が回収できる。
【００２５】
金型１内のスラリー状体Ｓは、圧搾により円柱形状のブリケット状の固形化物ＳＢ（図２）に固形化される。この固形化物ＳＢは、固形化物本体ＳＢａに両側のフィルタ４，５が付着したものとなる。また、円筒状の金型１と加圧ロッド３とを用いるため、圧力を高くして高度に固液分離することができる。スラリー状体Ｓがホーニング加工のスラッジである場合、スラッジ発生状態では含油率が例えば５０ｗｔ％程度であり、この状態で金型１に投入されるが、上記圧搾により１０％以下の含油率となる。
このように固形化物ＳＢに固形化されることにより、運搬や保管等の取扱いが容易となるばかりでなく再資源化が可能となる。固体成分が鋼材のスラリー状体Ｓの場合、得られた固形化物ＳＢは、製鋼原料として用いられ、炉内に投入される。また、含油率が例えば１０％以下となる程度に、高度に固液分離が行えるため、液体成分である加工液の回収が高い効率で行える。これにより、資源を経済的に利用でき、自然環境への負荷も軽減できる。
【００２６】
なお、固形化が困難なスラリー状体Ｓの場合、必ずしも固形化しなくても良い。固形化されていなくても、圧搾により含液率が低くなっていることにより、製鋼原料等としての利用が可能である。また、固形化されなくても、高度に固液分離が行えて、加工油等の回収効率が高められ、かつ清浄化された加工油が回収できるため、この加工油の回収面のみに着目しても経済的なものとなる。
【００２７】
上記フィルタ４，５は、圧搾により金型１内に残った固形化物ＳＢまたは未固形化の圧搾体と共に加圧ロッド３で押し出し、１回の圧搾毎に新たなフィルタ４，５を使用する。そのため、フィルタ交換の保守の手間が省ける。上記フィルタ４，５は、圧搾処理毎に圧搾体と共に排出するため、単に金型１内に入れるだけで良く、取付作業のような複雑な作業が不要であり、金型１内への装填が容易に行える。
【００２８】
フィルタ４，５は、固形化物ＳＢに付着した状態となるが、フィルタ４，５の材質を適宜選定することで、異成分混入等の問題とならず、フィルタ４，５が付いたままで、固形化物ＳＢを例えば製鋼原料等として再利用することができる。フィルタ４，５が植物繊維製のものである場合、炉に入れると燃焼してしまうため、鋼材の材質に影響せず、また燃えたときに発生するガスや燃えかすが公害の原因となることもない。フィルタ４，５が固形化物ＳＢに付着することで、使用済みフィルタ４，５の廃棄を別個に行う必要がなくて、これによっても作業性が向上する。
フィルタ４，５は、圧搾毎に新たなものが必要であるが、従来では利用できなかったスラリー状体の固体成分の再利用が可能になることや、液体成分の回収率が向上することと考慮すると、フィルタの消費は環境面からもコスト面からも問題とはならない。
【００２９】
図３ないし図８は、この固液分離装置の具体的構成例を示す。この固液分離装置は、前記金型１を所定の経路で移動させて複数の割出位置Ｐ１〜Ｐ３で位置決め可能な金型位置決め装置１１と、この金型位置決め装置１１による一つの割出位置Ｐ２に設けられたフィルタ装填装置１２と、他の割出位置Ｐ１に設けられたスラリー状体供給装置１３と、さらに他の割出位置Ｐ３に設けられた加圧装置１４とを備える。
【００３０】
金型位置決め装置１１は、金型１およびゲート２が搭載されたトラバースユニット３０を直線経路で案内する案内レール１６と、進退装置１７とでなる。トラバースユニット３０は、トラバース台１５に、上記金型１、ゲート２、およびシュート３１を搭載したものである。案内レール１６は上下に２本平行に固定基台４１に設けられたバー状の部材であり、トラバース台１５に設けられた被案内部１８（図７）が摺動自在に嵌合する。進退装置１７は、案内レール１６と平行に設けられたボールねじ等の送りねじ機構１９と、この送りねじ機構１９のねじ軸１９ａを回転させるＡＣサーボモータ等のモータ２０とでなる。送りねじ機構１９のねじ軸１９ａは固定基台４１に回転自在に設置され、ボールナット１９ｂ（図７）はトラバース台１５に固定されている。
【００３１】
図３おいて上記割出位置Ｐ１〜Ｐ３のうち、割出位置Ｐ２はフィルタ装填位置であり、そのトラバース台進退方向の両側に振り分けて、スラリー状体の供給用の割出位置Ｐ１、および加圧装置１４による圧搾用の割出位置Ｐ３を配置されている。
【００３２】
フィルタ装填装置１２は、下端に真空チャックからなる吸着パッド２１を設けた昇降ロッド２２を、エアシリンダ等の昇降装置２３で昇降させるものであり、下側のフィルタ５の金型１内への装填、および上側のフィルタ４の金型１内への装填を行うものとされる。下側のフィルタ５の装填は、平らな状態で金型１の上面置くようにし、後に加圧ロッド３で金型１内にフィルタ１を押し込むようにしても良い。なお、昇降装置２３は、割出位置Ｐ２とその近傍のフィルタ供給台（図示せず）の上との間を往復移動可能に設けられ、フィルタ供給台上に準備されたフィルタを吸着して金型１内への装填を行う。
【００３３】
スラリー状体供給装置１３は、スラリー状体Ｓを貯留して定量ずつ金型１に供給するホッパからなる。スラリー状体供給装置１３は、パイプ等からなるものであっても良い。
【００３４】
加圧装置１４は、加圧ロッド３を昇降させる機構であり、加圧ロッド３が下方に延びるように設けられた昇降体２５を支持台２６に昇降自在に設置し、加圧ロッド３を昇降体２５と共にサーボモータ２８および回転・直進変換機構２７により昇降させるものである。サーボモータ２８は、ＡＣサーボモータからなり、減速機２９を介して回転・直進変換機構２７に伝達される。回転・直進変換機構２７はボールねじ等の送りねじ機構からなり、昇降体２５に固定されたナット２７ｂと、昇降体２５に回転自在に設置されたねじ軸２７ａとを備える。サーボモータ２８は、加圧制御装置３３により制御される。
【００３５】
トラバースユニット３０につき説明する。金型１の下端開口から固形化物ＳＢを排出するシュート３１とゲート２とが共通のインデックスベース３６に設置され、インデックスベース３６は、トラバース台１５に対して案内部材３７（図７参照）を介してトラバース台移動方向に移動自在に支持されている。案内部材３７は、図７の他の図では図示を省略している。案内部材３７は、ゲート２が金型１内のスラリー状体Ｓの加圧時に、その加圧力を受けることが可能なように、インデックスベース３６を支持可能なものとされる。インデックスベース３６は、トラバース台１５に対する移動で、ゲート２とシュート３１とが互いに入れ替わって金型１と整合可能とされ、ゲート２またはシュート３１が金型１と整合する位置ではその位置が保持され、強制力により位置保持の解除が可能なように、ボールプランジャ等の節度機構（図示せず）が案内部材３７に設けられている。
【００３６】
トラバース台１５の移動経路における両端には、トラバース台１５上のインデックスベース３６を当接させるストッパ３８，３９が固定基台４１に設けてある。このストッパ３８，３９は、次の動作を行わせるものである。すなわち、金型位置決め装置１１によるトラバース台１５の移動により、図の左のストッパ３８にインデックスベース３６が当たると、インデックスベース３６が停止するが、トラバース台１５は移動を続けることができる。この移動により、トラバース台１５上の金型１に対するゲート２とシュート３１の位置が入れ替わる。これにより、図６（Ｂ）のようにゲート２が開き、金型１とシュート３１とが整合する。
この状態から、トラバース台１５を図３の右側へ移動させ、右端のストッパ３９にインデックスベース３６を押し当てると、上記とは逆方向にインデックスベース３６がトラバース台１５に対して移動し、ゲート２とシュート３１とが元の状態に入れ替わって再度ゲート２が金型１を閉じる。
【００３７】
この構成の固液分離装置の動作を説明する。最初に、図４に示すように、トラバースユニット３０を割出位置Ｐ２に位置させ、フィルタ装填装置１２により金型１内へ下方のフィルタ５を装填する。なお、ゲート２は金型１の下端開口を閉じる位置にある。
この後、トラバースユニット３０を割出位置Ｐ１に移動させ（図５）、スラリー状体供給装置１３から金型１内に所定量のスラリー状体Ｓを投入する。
トラバースユニット３０を割出位置Ｐ２に再度位置させ、上記フィルタ装填装置１２により上側のフィルタ４を、金型１に装填する。
【００３８】
このフィルタ４，５の装填、スラリー状体Ｓの投入が行われたトラバースユニット３０を、割出位置Ｐ３に移動させ（図３）、加圧装置１４により、加圧ロッド３を金型１内に進入させて内部のスラリー状体Ｓを圧搾する。この圧搾により、スラリー状体Ｓは、図１と共に前述したように固形化物ＳＢに固形化される。
【００３９】
この後、トラバースユニット３０を左側へ移動させる。トラバースユニット３０のインデックスベース３６がストッパ３８に当たった後もトラバースユニット３０の移動を続けることで、図６（Ｂ）と共に前述したように、ゲート２が開いてシュート３１が金型１と整合する位置となる。
この状態で、トラバースユニット３０を圧搾用の割出位置Ｐ３に戻し、ここで加圧装置１４の加圧ロッド３で金型１内の固形化物ＳＢを下方へ押し出すことにより、固形化物ＳＢは金型１から抜け落ちてシュート３１上を滑り落ち、排出される。
この排出後、トラバースユニット３０を図の右端へ移動させ、インデックスベース３６をストッパ３９に押し当てて、ゲート２が金型１を閉じるようにゲート２とシュート３１の位置を入れ替えてから、次の固液分離のためにトラバースユニット３０をフィルタ装填用の割出位置Ｐ２へ移動させる。
【００４０】
このように、金型１を搭載したトラバースユニット３０を設け、金型１を移動させて各割出位置Ｐ１〜Ｐ３に移動させるようにしたため、上下のフィルタ４，５を装填する工程がありながら、上下のフィルタ４，５の装填、スラリー状体Ｓの投入、スラリー状体Ｓの圧搾、および固形化物ＳＢの排出の各処理を行う装置が簡単な構成のもので済む。また、金型１を移動させるようにしたため、フィルタ装填装置１２は、圧搾やスラリー状体Ｓの投入等を行っている間に、フィルタ４，５の供給台（図示せず）から新たなフィルタ４，５を吸着して準備しておくことができ、フィルタ装填から圧搾，排出までを効率良く行うことができ、生産性に優れたものとなる。
【００４１】
なお、上記実施形態では、一つのフィルタ装填装置１２で下側のフィルタ５および上側のフィルタ４の装填を行うようにしたが、下側のフィルタ５を装填するフィルタ装填装置と上側のフィルタ４を装填するフィルタ装填装置とを別々に設けて良い。その場合に、金型位置決め装置１１による割出位置を増やし、両フィルタ装填装置を別の割出位置に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施形態に係るスラリー状体の固液分離装置の要部を示す断面図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれスラリー状体の固形化物の断面図および斜視図である。
【図３】同スラリー状体の固液分離装置の全体を示す破断正面図である。
【図４】同固液分離装置の動作状態の説明図である。
【図５】同固液分離装置の他の動作状態の説明図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同固液分離装置におけるトラバースユニットの圧搾時および排出時の動作状態を示す破断正面図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同固液分離装置におけるトラバースユニットの圧搾時および排出時の動作状態を示す破断側面図である。
【図８】従来例の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…金型
２…ゲート
３…加圧ロッド
４，５…フィルタ
１１…金型位置決め装置
１２…フィルタ装填装置
１３…スラリー状体供給装置
１４…加圧装置
１５…トラバース台
１６…案内レール
１７…進退装置
２７…回転・直進変換機構
２８…サーボモータ
３０…トラバースユニット
３１…シュート
３３…加圧制御装置
３６…インデックスベース
Ｐ１〜Ｐ４…割出位置
Ｓ…スラリー状体
ＳＢ…固形化物
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ホーニング加工、スーパー加工、ラッピング加工、研削加工等により生じる加工液と粉状の加工屑等の混ざり合ったスラリー状体から、あるいは木材加工等により生じたスラリー状体から、固体成分と液体成分とを分離し、固体成分については可能な場合は固形化するスラリー状体の固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
研削加工や研磨加工では、研削屑等の粉状の加工屑が発生する。この粉状の加工屑は、クーラント等の加工液と混ざり合ったスラリー状体、つまりスラッジの状態で機外に排出する。排出されたスラッジは、ろ過や低圧フィルタプレス等によって固液分離し、加工液は回収して再利用する。
ろ過や、低圧フィルタプスレス等による固液分離法では、分離後の状態でも含液率が高く、十分な加工液の回収ができないばかりか、固液分離で濃縮された濃縮スラッジの再資源化ができず、従来は産業廃棄物として埋め立て処理していた。
【０００３】
このような課題を解消するものとして、研削スラッジについては、図８に概略を示すように、濃縮スラッジＳ′をシリンダ状の金型５１内に投入し、加圧ロッド５３で圧搾してブリケット状に固形化するものが種々提案され（例えば特許文献１）、既に実用化されている。金型５１の他端はゲート５２で閉じ、固形化物はゲート５２を開いて加圧ロッド５３により押し出す。
【特許文献１】特開２００１−３００５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリンダ状の金型５１と加圧ロッド５３とを用いる研削スラッジの固形化装置は、加工屑が糸屑状で比較的に粗く絡み易い研削スラッジには使用可能であるが、次のようなスラッジには使用できない。例えばホーニング加工のスラッジ、スーパー加工のスラッジ、ラッピング加工のスラッジ、軸受転動体（ころ，鋼球）の仕上げ研削加工スラッジ等には使用できない。
【０００５】
これは、加工屑が細かいことや、丸くて絡み難いことにより、金型５１と加圧ロッド５３やゲート５２間等の加工部の機械的隙間δ１，δ２から加工屑が液体成分と共に流出してしまうためである。すなわち、一般的な研削屑は、比較的大きくて、また糸屑状となっているため、絡み易くて固形化が容易であり、また加工部の機械的隙間δ１，δ２から流出することが生じ難い。しかし、ホーニング加工のスラッジでは、加工屑が丸くて絡み合わず、またスーパー加工やラッピング加工のスラッジは加工屑が非常に細かい。軸受転動体の仕上げ研削加工スラッジも加工屑が細かい。そのため、上記の研削スラッジ用の固形化装置を使用することができない。
【０００６】
加工部の機械的隙間δ１，δ２から加工屑が流出することは、固形化を困難にするばかりでなく、回収された液体成分に加工屑が混じることから、加工液の再利用の妨げとなり、回収した加工液を再度ろ過する処理が必要となる。
【０００７】
なお、研削スラッジの固形化装置をホーニングスラッジの固形化等に利用する場合に、金属製のフィルタ等を固定して用い、加工部の機械的隙間から加工屑が流出することを防止することも試みられている。しかし、目詰まりにより安定したろ過ができなくなるため、フィルタを定期的に交換する必要が生じ、保守作業に手間がかかる。
【０００８】
この他のホーニング加工等のスラッジの処理方法としては、ベルト状のフィルタを用いて密閉室内のエアー圧によりフィルタを通過させる低圧フィルタプレスや、沈殿装置等を用いる方法がある。しかし、いずれもスラッジの含液率を十分に低下させることができず、沈殿装置では５０〜８０％程度にまでしか含液率を低下させることができない。そのため、加工液の回収効率が悪いうえ、残った濃縮状態のスラッジの再資源化が困難にある。
【０００９】
この発明の目的は、固体成分が細かなものや、絡み難い形状のものであっても、加工部の隙間から流出することなく、確実な固液分離が行え、また固液分離のためのフィルタの装填工程を含めて、簡単な構成で効率良く固液分離が行えるスラリー状体の固液分離装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のスラリー状体の固液分離装置は、内径面が円筒面状に形成されてスラリー状体が投入される立向きの金型と、この金型の下端開口を開閉可能に閉じるゲートと、前記金型内に上端開口から挿脱自在に嵌合し、前記金型内のスラリー状体を前記ゲート側に押し付けて圧搾する加圧ロッドとを備え、スラリー状体を前記圧搾により固体成分と液体成分とに分離する装置であって、
前記金型を所定の経路で移動させて複数の割出位置で位置決め可能な金型位置決め装置と、この金型位置決め装置による一つの割出位置で金型内の下側に固液分離用の繊維状のフィルタを装填するフィルタ装填装置と、下側のフィルタの装填された金型内に他の割出位置で前記スラリー状体を供給するスラリー状体供給装置と、前記フィルタ装填装置と兼用してまたは別に設けられて、前記スラリー状体の供給された金型内に固液分離用の上側のフィルタを装填する装置と、さらに他の割出位置に設けられ前記加圧ロッドを前記金型に挿入して前記圧搾を行う加圧装置とを備えることを特徴とする。
なお、この明細書で言うスラリー状体は、微細な固体と液体とが混ざったものを言い、スラッジを含む意味である。
【００１１】
この構成によると、加圧ロッド側およびゲート側にフィルタを配置した状態で、金型内のスラリー状体を圧搾するため、スラリー状体における固体成分が細かなものであったり、絡み難い形状のものであっても、金型と加圧ロッドやゲート間の隙間から固体成分が流出することが前記フィルタで阻止される。また、シリンダ状の金型と加圧ロッドとを用いるため、金型内に充填したスラリー状体を、強い圧力で圧搾できる。そのため、スラリー状体から液体成分を高度に絞り出すことができる。例えば、固液分離後の圧搾体は、液体成分が１０ｗｔ％以下のものとできる。このように、高度に固液分離が行えるため、分離後の圧搾体の再利用のための取扱いが容易であり、また液体成分の回収率を高めることができて、資源を経済的に利用でき、自然環境への負荷も軽減できる。
【００１２】
フィルタの装填工程が増えるが、金型を移動させて各割出位置で、フィルタの装填、スラリー状体の供給、およびスラリー状体の圧搾の各工程を行うようにしたため、位置固定の金型に対してこれら各工程を行う場合と異なり、各工程の装置の干渉の問題が生じず、これらフィルタの装填、スラリー状体の投入、スラリー状体の圧搾の各処理を行う装置が、簡単な構成のもので済む。また金型を移動させるようにしたため、他の割出位置で圧搾を行っている間などにフィルタの装填のための準備が行え、フィルタ装填から、スラリー状体の投入、圧搾，排出までを効率良く行うことができ、生産性に優れたものとなる。
【００１３】
また、上記フィルタは、圧搾により金型内に残った圧搾体と共に前記加圧ロッド等で押し出すことなり、毎回新品のフィルタを使用するため、安定したろ過が可能となり、フィルタを機械側に固定した場合のようなフィルタの目詰まりに対する定期的な交換が不要となる。そのため保守の手間が省け、作業環境の改善となる。
フィルタは、圧搾体に付着した状態となるが、フィルタの材質を適宜選定することで、固体成分の再利用における異成分混入等の問題とならず、フィルタが付いたままで圧搾体を例えば製鋼原料等として再利用することができる。また、圧搾毎に新たなフィルタが必要であるが、従来では利用できなかったスラリー状体の固体成分の再利用が可能になることや、液体成分の回収率が向上することや、回収された加工液のろ過が不要なことを考慮すると、フィルタの消費は環境面からもコスト面からも問題とはならない。前記フィルタはペーパー状のフィルタであってもよい。ペーパー状であると取扱性が向上する。
【００１４】
この発明において、前記金型と前記ゲートとが共通のトラバース台に設置され、前記金型位置決め装置が、前記トラバース台を直線経路で進退させる案内レールおよび進退装置からなり、前記フィルタ装填装置は、上下のフィルタの装填を両方とも行いかつ同じ割出位置で行うものとし、このフィルタの装填を行う割出位置のトラバース台進退方向の両側に振り分けて、スラリー状体供給装装置による供給用の割出位置、および加圧装置による圧搾用の割出位置を配置しても良い。
この構成の場合、金型およびゲートを搭載したトラバース台を移動させるようにしたため、ゲートをフィルタ装填用の割出位置およびスラリー状体の投入用割出位置においても金型と共に使用でき、装置全体をより一層簡易なものとできる。トラバース台の移動経路が直線経路であるため、金型位置決め装置も簡易な構成のもので済む。
【００１５】
上記のようにトラバース台に金型およびゲートを搭載する構成の場合に、前記トラバース台に、このトラバース台の進退方向に進退自在なインデックスベースを搭載し、前記金型の下端開口から固形化物を排出するシュートと前記ゲートとを、前記インデックスベースの移動によって互いに入れ替わって前記金型と整合する位置に配置可能なように前記インデックスベースに設置し、前記トラバース台の移動経路の両端に、トラバース台の移動で前記インデックスベースに当たってインデックスベースの移動を止め、トラバース台の移動を許容することで、金型に対する前記シュートと前記ゲートの配置の入れ替えを行うストッパを設けても良い。
この構成の場合、トラバース台を移動させてストッパにインデックスベースを押し当てることで、金型に対するゲートの開閉、およびゲートとシュートの入れ替えが行える。そのため、ゲートの開閉や、ゲートとシュートの入れ替えのために駆動源を別に設けることが不要で、装置全体がより一層簡素なものとできる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のスラリー状体の固液分離装置は、内径面が円筒面状に形成されてスラリー状体が投入される立向きの金型と、この金型の下端開口を開閉可能に閉じるゲートと、前記金型内に上端開口から挿脱自在に嵌合し、前記金型内のスラリー状体を前記ゲート側に押し付けて圧搾する加圧ロッドとを備え、スラリー状体を前記圧搾により固体成分と液体成分とに分離する装置であって、前記金型を所定の経路で移動させて複数の割出位置で位置決め可能な金型位置決め装置と、この金型位置決め装置による一つの割出位置で金型内の下側に固液分離用の繊維状のフィルタを装填するフィルタ装填装置と、下側のフィルタの装填された金型内に他の割出位置で前記スラリー状体を供給するスラリー状体供給装置と、前記フィルタ装填装置と兼用してまたは別に設けられて、前記スラリー状体の供給された金型内に固液分離用の上側のフィルタを装填する装置と、さらに他の割出位置に設けられ前記加圧ロッドを前記金型に挿入して前記圧搾を行う加圧装置とを備えるため、スラリー状体の固体成分が細かなものや、絡み難い形状のものであっても、加工部の隙間から流出することなく、確実な固液分離が行え、また固液分離のためのフィルタの装填工程を含めて、簡単な構成で効率良く固液分離を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の一実施形態を図１ないし図７と共に説明する。まず、図１，図２と共に、スラリー状体の圧搾の工程、およびその固形化物につき説明する。このスラリー状体の固液分離装置は、内径面が円筒面状の金型１と、この金型１の一端開口を開閉可能に閉じるゲート２と、金型１内に摺動自在に嵌合し、金型１内に投入されたスラリー状体Ｓをゲート２側に押し付けて圧搾する加圧ロッド３とを備える。
【００１８】
この固液分離装置は、加圧ロッド３の先端面３ａおよびゲート２の内面２ａに、これら加圧ロッド３の先端外周と金型１の内径面間の隙間ｄ１、およびゲート２と金型１との接触面間の隙間ｄ２を閉じる固液分離用の繊維状のフィルタ４，５を配置した状態で、金型１内のスラリー状体Ｓを加圧ロッド３により圧搾し、この圧搾により金型１内に残った固体成分を前記フィルタ４，５と共に、加圧ロッド３で押し出すようにしたものである。なお、金型１、ゲート２、および加圧ロッド３は、フィルタ４，５を上記のように使用可能なものであれば良く、フィルタ４，５の使用のために寸法，形状等の工夫を特に施したものでなくても良い。上記隙間ｄ１は、図では強調して示しているが、例えば０．１mm以下である。
【００１９】
金型１は立姿勢と横姿勢のいずれのものであっても良いが、この実施形態では立姿勢のものとされている。ゲート２は、金型１の下端の端面に沿って金型直径方向に摺動することで、金型１の下端開口を開閉するものとされている。ゲート２は、金型１の一端に挿脱自在にするプランジャ型のもの（例えば図８のゲート５２）であっても良い。
【００２０】
加圧ロッド３は、後述の加圧装置によって進退駆動され、金型１の上端から金型１内に挿脱可能で、かつゲート２が開いた状態で内部のスラリー状体Ｓの圧搾体を押し出し可能なストロークを有するものとされる。上記加圧装置は、サーボモータを駆動源とするものであっても、また油圧シリンダ等の油圧式のものであっても良い。
【００２１】
処理対象となるスラリー状体Ｓとしては、鋼材におけるホーニング加工のスラッジ、スーパー加工のスラッジ、ラッピング加工のスラッジ、軸受のころ，鋼球等の転動体の仕上げ研削加工スラッジ、その他一般の研削加工のスラッジ等が使用できる。ホーニング加工のスラッジでは、その加工屑の粒径が１〜５０μｍ程度であり、スーパー加工ではサブミクロン単位である。上記各加工を行う鋼材は、例えば焼入等の熱処理が施されたものであっても良い。処理対象となるスラリー状体Ｓは、上記の他に、おからや小豆かす等の食品かすや、パルプかす、脱水汚泥等であっても良い。また、スラリー状体Ｓは、固体成分が超鋼やガラス粉からなるものであっても良い。
【００２２】
上下のフィルタ４，５は、紙フィルタまたは布製フィルタ等のペーパー状のものが使用される。フィルタ４，５は、この他に綿状やスポンジ状のものであってもよい。フィルタ４，５の材質は、化学繊維製のものであってもよいが植物繊維製のものが好ましい。フィルタ４，５の形状は、例えば円形のものとされ、金型１内に装填した状態で金型１の内径面に沿って立ち上がり部分４ａ，５ａが生じる程度に、金型１の内径よりも大径ものが使用される。フィルタ４，５の粗さは、処理対象となるスラリー状体Ｓに応じて選定される。スラリー状体Ｓが鋼材のホーニング加工によるものである場合、通気量Ｖ（cm3/cm2 ｓ）が、１０〜３００程度のものが選定される。
【００２３】
上記構成の固液分離装置を用いた固液分離方法を説明する。金型１の下端開口がゲート２で閉じられ、加圧ロッド３が金型１から上方に抜け出した状態で、金型１内の底部に下側のフィルタ５を装填する。この後、スラリー状体Ｓを金型１内に上端開口から投入し、投入されたスラリー状体Ｓの上に被さるように、上側のフィルタ４を装填する。
このようにスラリー状体Ｓの投入、および上下のフィルタ４，５の装填が行われた状態で、加圧ロッド３を金型１内に進入させ、加圧ロッド３で金型１内のスラリー状体Ｓを圧搾する。圧搾が完了すると、ゲート２を開き、加圧ロッド３をさらに押し込んでスラリー状体Ｓの圧搾体を下端開口から排出する。
【００２４】
この圧搾によりスラリー状体Ｓから絞り出された油，水，その他の加工液等の液体成分は、金型１と加圧ロッド３間の隙間ｄ１、および金型１とゲート２の接触面間の隙間ｄ２から排出される。このとき、各隙間ｄ１，ｄ２はフィルタ４，５で閉じられているため、スラリー状体Ｓから絞り出された液体成分は、各隙間ｄ１，ｄ２から直接に排出されることはなく、フィルタ４，５を透過して排出されることになる。
このため、スラリー状体Ｓの固体成分がホーニング加工による加工屑やスーパー加工，ラッピング加工の加工屑等のように微細のものであっても、固体成分が金型１と加圧ロッド３やゲート２との隙間ｄ１，ｄ２から流出することがなく、フィルタ４，５で補足される。したがって、従来の研削スラッジ固形化装置では固液分離が困難であったスラリー状体であっても、固液分離が可能になる。これにより、スラリー状体Ｓの圧搾による固形化が容易になると共に、ホーニング液等の液体成分が清浄化された状態で排出され、後にろ過することなく、再利用可能な状態の液体成分が回収できる。
【００２５】
金型１内のスラリー状体Ｓは、圧搾により円柱形状のブリケット状の固形化物ＳＢ（図２）に固形化される。この固形化物ＳＢは、固形化物本体ＳＢａに両側のフィルタ４，５が付着したものとなる。また、円筒状の金型１と加圧ロッド３とを用いるため、圧力を高くして高度に固液分離することができる。スラリー状体Ｓがホーニング加工のスラッジである場合、スラッジ発生状態では含油率が例えば５０ｗｔ％程度であり、この状態で金型１に投入されるが、上記圧搾により１０％以下の含油率となる。
このように固形化物ＳＢに固形化されることにより、運搬や保管等の取扱いが容易となるばかりでなく再資源化が可能となる。固体成分が鋼材のスラリー状体Ｓの場合、得られた固形化物ＳＢは、製鋼原料として用いられ、炉内に投入される。また、含油率が例えば１０％以下となる程度に、高度に固液分離が行えるため、液体成分である加工液の回収が高い効率で行える。これにより、資源を経済的に利用でき、自然環境への負荷も軽減できる。
【００２６】
なお、固形化が困難なスラリー状体Ｓの場合、必ずしも固形化しなくても良い。固形化されていなくても、圧搾により含液率が低くなっていることにより、製鋼原料等としての利用が可能である。また、固形化されなくても、高度に固液分離が行えて、加工油等の回収効率が高められ、かつ清浄化された加工油が回収できるため、この加工油の回収面のみに着目しても経済的なものとなる。
【００２７】
上記フィルタ４，５は、圧搾により金型１内に残った固形化物ＳＢまたは未固形化の圧搾体と共に加圧ロッド３で押し出し、１回の圧搾毎に新たなフィルタ４，５を使用する。そのため、フィルタ交換の保守の手間が省ける。上記フィルタ４，５は、圧搾処理毎に圧搾体と共に排出するため、単に金型１内に入れるだけで良く、取付作業のような複雑な作業が不要であり、金型１内への装填が容易に行える。
【００２８】
フィルタ４，５は、固形化物ＳＢに付着した状態となるが、フィルタ４，５の材質を適宜選定することで、異成分混入等の問題とならず、フィルタ４，５が付いたままで、固形化物ＳＢを例えば製鋼原料等として再利用することができる。フィルタ４，５が植物繊維製のものである場合、炉に入れると燃焼してしまうため、鋼材の材質に影響せず、また燃えたときに発生するガスや燃えかすが公害の原因となることもない。フィルタ４，５が固形化物ＳＢに付着することで、使用済みフィルタ４，５の廃棄を別個に行う必要がなくて、これによっても作業性が向上する。
フィルタ４，５は、圧搾毎に新たなものが必要であるが、従来では利用できなかったスラリー状体の固体成分の再利用が可能になることや、液体成分の回収率が向上することと考慮すると、フィルタの消費は環境面からもコスト面からも問題とはならない。
【００２９】
図３ないし図８は、この固液分離装置の具体的構成例を示す。この固液分離装置は、前記金型１を所定の経路で移動させて複数の割出位置Ｐ１〜Ｐ３で位置決め可能な金型位置決め装置１１と、この金型位置決め装置１１による一つの割出位置Ｐ２に設けられたフィルタ装填装置１２と、他の割出位置Ｐ１に設けられたスラリー状体供給装置１３と、さらに他の割出位置Ｐ３に設けられた加圧装置１４とを備える。
【００３０】
金型位置決め装置１１は、金型１およびゲート２が搭載されたトラバースユニット３０を直線経路で案内する案内レール１６と、進退装置１７とでなる。トラバースユニット３０は、トラバース台１５に、上記金型１、ゲート２、およびシュート３１を搭載したものである。案内レール１６は上下に２本平行に固定基台４１に設けられたバー状の部材であり、トラバース台１５に設けられた被案内部１８（図７）が摺動自在に嵌合する。進退装置１７は、案内レール１６と平行に設けられたボールねじ等の送りねじ機構１９と、この送りねじ機構１９のねじ軸１９ａを回転させるＡＣサーボモータ等のモータ２０とでなる。送りねじ機構１９のねじ軸１９ａは固定基台４１に回転自在に設置され、ボールナット１９ｂ（図７）はトラバース台１５に固定されている。
【００３１】
図３おいて上記割出位置Ｐ１〜Ｐ３のうち、割出位置Ｐ２はフィルタ装填位置であり、そのトラバース台進退方向の両側に振り分けて、スラリー状体の供給用の割出位置Ｐ１、および加圧装置１４による圧搾用の割出位置Ｐ３を配置されている。
【００３２】
フィルタ装填装置１２は、下端に真空チャックからなる吸着パッド２１を設けた昇降ロッド２２を、エアシリンダ等の昇降装置２３で昇降させるものであり、下側のフィルタ５の金型１内への装填、および上側のフィルタ４の金型１内への装填を行うものとされる。下側のフィルタ５の装填は、平らな状態で金型１の上面置くようにし、後に加圧ロッド３で金型１内にフィルタ１を押し込むようにしても良い。なお、昇降装置２３は、割出位置Ｐ２とその近傍のフィルタ供給台（図示せず）の上との間を往復移動可能に設けられ、フィルタ供給台上に準備されたフィルタを吸着して金型１内への装填を行う。
【００３３】
スラリー状体供給装置１３は、スラリー状体Ｓを貯留して定量ずつ金型１に供給するホッパからなる。スラリー状体供給装置１３は、パイプ等からなるものであっても良い。
【００３４】
加圧装置１４は、加圧ロッド３を昇降させる機構であり、加圧ロッド３が下方に延びるように設けられた昇降体２５を支持台２６に昇降自在に設置し、加圧ロッド３を昇降体２５と共にサーボモータ２８および回転・直進変換機構２７により昇降させるものである。サーボモータ２８は、ＡＣサーボモータからなり、減速機２９を介して回転・直進変換機構２７に伝達される。回転・直進変換機構２７はボールねじ等の送りねじ機構からなり、昇降体２５に固定されたナット２７ｂと、昇降体２５に回転自在に設置されたねじ軸２７ａとを備える。サーボモータ２８は、加圧制御装置３３により制御される。
【００３５】
トラバースユニット３０につき説明する。金型１の下端開口から固形化物ＳＢを排出するシュート３１とゲート２とが共通のインデックスベース３６に設置され、インデックスベース３６は、トラバース台１５に対して案内部材３７（図７参照）を介してトラバース台移動方向に移動自在に支持されている。案内部材３７は、図７の他の図では図示を省略している。案内部材３７は、ゲート２が金型１内のスラリー状体Ｓの加圧時に、その加圧力を受けることが可能なように、インデックスベース３６を支持可能なものとされる。インデックスベース３６は、トラバース台１５に対する移動で、ゲート２とシュート３１とが互いに入れ替わって金型１と整合可能とされ、ゲート２またはシュート３１が金型１と整合する位置ではその位置が保持され、強制力により位置保持の解除が可能なように、ボールプランジャ等の節度機構（図示せず）が案内部材３７に設けられている。
【００３６】
トラバース台１５の移動経路における両端には、トラバース台１５上のインデックスベース３６を当接させるストッパ３８，３９が固定基台４１に設けてある。このストッパ３８，３９は、次の動作を行わせるものである。すなわち、金型位置決め装置１１によるトラバース台１５の移動により、図の左のストッパ３８にインデックスベース３６が当たると、インデックスベース３６が停止するが、トラバース台１５は移動を続けることができる。この移動により、トラバース台１５上の金型１に対するゲート２とシュート３１の位置が入れ替わる。これにより、図６（Ｂ）のようにゲート２が開き、金型１とシュート３１とが整合する。
この状態から、トラバース台１５を図３の右側へ移動させ、右端のストッパ３９にインデックスベース３６を押し当てると、上記とは逆方向にインデックスベース３６がトラバース台１５に対して移動し、ゲート２とシュート３１とが元の状態に入れ替わって再度ゲート２が金型１を閉じる。
【００３７】
この構成の固液分離装置の動作を説明する。最初に、図４に示すように、トラバースユニット３０を割出位置Ｐ２に位置させ、フィルタ装填装置１２により金型１内へ下方のフィルタ５を装填する。なお、ゲート２は金型１の下端開口を閉じる位置にある。
この後、トラバースユニット３０を割出位置Ｐ１に移動させ（図５）、スラリー状体供給装置１３から金型１内に所定量のスラリー状体Ｓを投入する。
トラバースユニット３０を割出位置Ｐ２に再度位置させ、上記フィルタ装填装置１２により上側のフィルタ４を、金型１に装填する。
【００３８】
このフィルタ４，５の装填、スラリー状体Ｓの投入が行われたトラバースユニット３０を、割出位置Ｐ３に移動させ（図３）、加圧装置１４により、加圧ロッド３を金型１内に進入させて内部のスラリー状体Ｓを圧搾する。この圧搾により、スラリー状体Ｓは、図１と共に前述したように固形化物ＳＢに固形化される。
【００３９】
この後、トラバースユニット３０を左側へ移動させる。トラバースユニット３０のインデックスベース３６がストッパ３８に当たった後もトラバースユニット３０の移動を続けることで、図６（Ｂ）と共に前述したように、ゲート２が開いてシュート３１が金型１と整合する位置となる。
この状態で、トラバースユニット３０を圧搾用の割出位置Ｐ３に戻し、ここで加圧装置１４の加圧ロッド３で金型１内の固形化物ＳＢを下方へ押し出すことにより、固形化物ＳＢは金型１から抜け落ちてシュート３１上を滑り落ち、排出される。
この排出後、トラバースユニット３０を図の右端へ移動させ、インデックスベース３６をストッパ３９に押し当てて、ゲート２が金型１を閉じるようにゲート２とシュート３１の位置を入れ替えてから、次の固液分離のためにトラバースユニット３０をフィルタ装填用の割出位置Ｐ２へ移動させる。
【００４０】
このように、金型１を搭載したトラバースユニット３０を設け、金型１を移動させて各割出位置Ｐ１〜Ｐ３に移動させるようにしたため、上下のフィルタ４，５を装填する工程がありながら、上下のフィルタ４，５の装填、スラリー状体Ｓの投入、スラリー状体Ｓの圧搾、および固形化物ＳＢの排出の各処理を行う装置が簡単な構成のもので済む。また、金型１を移動させるようにしたため、フィルタ装填装置１２は、圧搾やスラリー状体Ｓの投入等を行っている間に、フィルタ４，５の供給台（図示せず）から新たなフィルタ４，５を吸着して準備しておくことができ、フィルタ装填から圧搾，排出までを効率良く行うことができ、生産性に優れたものとなる。
【００４１】
なお、上記実施形態では、一つのフィルタ装填装置１２で下側のフィルタ５および上側のフィルタ４の装填を行うようにしたが、下側のフィルタ５を装填するフィルタ装填装置と上側のフィルタ４を装填するフィルタ装填装置とを別々に設けて良い。その場合に、金型位置決め装置１１による割出位置を増やし、両フィルタ装填装置を別の割出位置に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施形態に係るスラリー状体の固液分離装置の要部を示す断面図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれスラリー状体の固形化物の断面図および斜視図である。
【図３】同スラリー状体の固液分離装置の全体を示す破断正面図である。
【図４】同固液分離装置の動作状態の説明図である。
【図５】同固液分離装置の他の動作状態の説明図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同固液分離装置におけるトラバースユニットの圧搾時および排出時の動作状態を示す破断正面図である。
【図７】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ同固液分離装置におけるトラバースユニットの圧搾時および排出時の動作状態を示す破断側面図である。
【図８】従来例の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…金型
２…ゲート
３…加圧ロッド
４，５…フィルタ
１１…金型位置決め装置
１２…フィルタ装填装置
１３…スラリー状体供給装置
１４…加圧装置
１５…トラバース台
１６…案内レール
１７…進退装置
２７…回転・直進変換機構
２８…サーボモータ
３０…トラバースユニット
３１…シュート
３３…加圧制御装置
３６…インデックスベース
Ｐ１〜Ｐ４…割出位置
Ｓ…スラリー状体
ＳＢ…固形化物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径面が円筒面状に形成されてスラリー状体が投入される立向きの金型と、この金型の下端開口を開閉可能に閉じるゲートと、前記金型内に上端開口から挿脱自在に嵌合し、前記金型内のスラリー状体を前記ゲート側に押し付けて圧搾する加圧ロッドとを備え、スラリー状体を前記圧搾により固体成分と液体成分とに分離する装置であって、
前記金型を所定の経路で移動させて複数の割出位置で位置決め可能な金型位置決め装置と、この金型位置決め装置による一つの割出位置で金型内の下側に固液分離用の繊維状のフィルタを装填するフィルタ装填装置と、下側のフィルタの装填された金型内に他の割出位置で前記スラリー状体を供給するスラリー状体供給装置と、前記フィルタ装填装置と兼用してまたは別に設けられて、前記スラリー状体の供給された金型内に固液分離用の上側のフィルタを装填する装置と、さらに他の割出位置に設けられ前記加圧ロッドを前記金型に挿入して前記圧搾を行う加圧装置とを備えることを特徴とする、
スラリー状体の固液分離装置。
【請求項２】
請求項１において、前記フィルタがペーパー状のフィルタであるスラリー状体の固液分離装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記金型と前記ゲートとが共通のトラバース台に設置され、前記金型位置決め装置が、前記トラバース台を直線経路で進退させる案内レールおよび進退装置からなり、前記フィルタ装填装置は、上下のフィルタの装填を両方とも行いかつ同じ割出位置で行うものとし、このフィルタの装填を行う割出位置のトラバース台進退方向の両側に振り分けて、スラリー状体供給装装置による供給用の割出位置、および加圧装置による圧搾用の割出位置を配置したスラリー状体の固液分離装置。
【請求項４】
請求項３において、前記トラバース台に、このトラバース台の進退方向に進退自在なインデックスベースを搭載し、前記金型の下端開口から固形化物を排出するシュートと前記ゲートとを、前記インデックスベースの移動によって互いに入れ替わって前記金型と整合する位置に配置可能なように前記インデックスベースに設置し、前記トラバース台の移動経路の両端に、トラバース台の移動で前記インデックスベースに当たってインデックスベースの移動を止め、トラバース台の移動を許容することで、金型に対する前記シュートと前記ゲートの配置の入れ替えを行うストッパを設けたスラリー状体の固液分離装置。
【請求項１】
内径面が円筒面状に形成されてスラリー状体が投入される立向きの金型と、この金型の下端開口を開閉可能に閉じるゲートと、前記金型内に上端開口から挿脱自在に嵌合し、前記金型内のスラリー状体を前記ゲート側に押し付けて圧搾する加圧ロッドとを備え、スラリー状体を前記圧搾により固体成分と液体成分とに分離する装置であって、
前記金型を所定の経路で移動させて複数の割出位置で位置決め可能な金型位置決め装置と、この金型位置決め装置による一つの割出位置で金型内の下側に固液分離用の繊維状のフィルタを装填するフィルタ装填装置と、下側のフィルタの装填された金型内に他の割出位置で前記スラリー状体を供給するスラリー状体供給装置と、前記フィルタ装填装置と兼用してまたは別に設けられて、前記スラリー状体の供給された金型内に固液分離用の上側のフィルタを装填する装置と、さらに他の割出位置に設けられ前記加圧ロッドを前記金型に挿入して前記圧搾を行う加圧装置とを備えることを特徴とする、
スラリー状体の固液分離装置。
【請求項２】
請求項１において、前記フィルタがペーパー状のフィルタであるスラリー状体の固液分離装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記金型と前記ゲートとが共通のトラバース台に設置され、前記金型位置決め装置が、前記トラバース台を直線経路で進退させる案内レールおよび進退装置からなり、前記フィルタ装填装置は、上下のフィルタの装填を両方とも行いかつ同じ割出位置で行うものとし、このフィルタの装填を行う割出位置のトラバース台進退方向の両側に振り分けて、スラリー状体供給装装置による供給用の割出位置、および加圧装置による圧搾用の割出位置を配置したスラリー状体の固液分離装置。
【請求項４】
請求項３において、前記トラバース台に、このトラバース台の進退方向に進退自在なインデックスベースを搭載し、前記金型の下端開口から固形化物を排出するシュートと前記ゲートとを、前記インデックスベースの移動によって互いに入れ替わって前記金型と整合する位置に配置可能なように前記インデックスベースに設置し、前記トラバース台の移動経路の両端に、トラバース台の移動で前記インデックスベースに当たってインデックスベースの移動を止め、トラバース台の移動を許容することで、金型に対する前記シュートと前記ゲートの配置の入れ替えを行うストッパを設けたスラリー状体の固液分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２９８５６（Ｐ２００７−２９８５６Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１６８０２（Ｐ２００５−２１６８０２）
【出願日】平成１７年７月２７日（２００５．７．２７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２７日（２００５．７．２７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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