(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異物が混ざっている液体から該異物を沈殿させて分離する沈殿分離装置であって、
前記液体を収容する沈殿槽と、
該沈殿槽の底部に連続して下方へ設けられた断面形状が略一定の所定の長さ寸法を有する筒状部材と、
該筒状部材に連続して設けられるとともに上方へ回曲させられて、前記沈殿槽内に収容されている前記液体の液面よりも上方に達しており、前記異物が内部を通過させられる異物排出管と、
前記沈殿槽内において前記筒状部材内に所定の隙間を有する状態で挿入可能に上下方向の移動可能に配設され、該筒状部材から上方へ抜け出した抜出し位置から該筒状部材内へ挿入されることにより、該筒状部材との間の隙間から液体成分が該沈殿槽側へ逆流することを許容しつつ該沈殿槽の底部に沈殿している異物を該筒状部材内へ押し込む押込みヘッドと、
該押込みヘッドを上下移動させるヘッド駆動手段と
を有することを特徴とする沈殿分離装置。
【請求項２】
異物が混ざっている液体から該異物を沈殿させて分離する沈殿分離装置であって、
前記液体を収容するとともに、下方へ向かうに従って収容断面積が小さくなる先細部を備えている沈殿槽と、
前記先細部の下端に連続して下方へ設けられた断面形状が略一定で所定の長さ寸法を有する筒状部材と、
該筒状部材に連続して設けられるとともに上方へ回曲させられて、前記沈殿槽内に収容されている前記液体の液面よりも上方に達しており、前記異物が内部を通過させられる異物排出管と、
前記沈殿槽内において前記筒状部材内に所定の隙間を有する状態で挿入可能に上下方向の移動可能に配設され、該筒状部材から上方へ抜け出した抜出し位置から該筒状部材内へ挿入されることにより、該筒状部材との間の隙間から液体成分が該沈殿槽側へ逆流することを許容しつつ該沈殿槽内で沈殿して前記先細部に集まる異物を該筒状部材内へ押し込む押込みヘッドと、
該押込みヘッドを上下移動させるヘッド駆動手段と、
を有することを特徴とする沈殿分離装置。
【請求項３】
前記押込みヘッドは、
下端に開口しているエア室が設けられたヘッド本体と、
該ヘッド本体の下端に配設され、常には弾性力で該下端に密着させられることにより前記開口を塞ぐとともに、前記エア室内にエアが供給されることにより該弾性力に抗して該下端から下方へ離間させられ、該下端の開口からエアが吹き出すことを許容するバルブプレートと
を有するもので、
該押込みヘッドの上昇時に前記ヘッド本体のエア室にエアを供給するエア回路を備えている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の沈殿分離装置。
【請求項４】
前記ヘッド駆動手段は、エアが供給されることにより前記押込みヘッドを下方へ移動させる第１エア室と、エアが供給されることにより該押込みヘッドを上方へ移動させる第２エア室とを有するエアシリンダで、
前記エア回路は、エア供給源と前記第１エア室とを連通するとともに前記第２エア室を大気に開放して前記押込みヘッドを下降させる第１接続状態と、該エア供給源と該第２エア室とを連通するとともに該第１エア室と前記ヘッド本体のエア室とを連通して該押込みヘッドを上昇させつつ該ヘッド本体のエア室にエアを供給する第２接続状態とに切り換えられる切換弁を備えている
ことを特徴とする請求項３に記載の沈殿分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切屑などの小さな異物が混ざっている液体から、その異物を沈殿させて分離する沈殿分離装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
切削加工や研削加工などで使用するクーラント液（冷却潤滑用油剤）を回収して再使用する場合、クーラント液中に混ざっている切屑などの異物を分離する必要があるが、このように液体中に混ざっている異物を分離する装置として、液体よりも比重が大きい異物を沈殿させて分離するようにしたものがある。例えば、特公昭５２−１７５８５号公報に記載の装置は、沈殿槽の底部に沈殿した異物を、ベルトコンベアに取り付けられた掻上羽根で掻き上げるとともに、沈殿槽の壁面に押圧することにより圧縮して外部へ排除するようになっている。また、特公昭５８−４５３０８号公報には、有底円筒形状の沈殿槽の底部に堆積した異物をスクレーパによって中央部分に掻き集め、底部中央に設けられた引抜管から異物を引き抜いて除去するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ベルトコンベアを用いた前者の装置においては、掻上羽根を備えたベルトコンベアを沈殿槽内に配置する必要があるため、装置が大型になって大きな設置スペースが必要である。また、沈殿槽の底部中央から引抜管を用いて異物を引き抜いて除去する後者の装置においては、引き抜いた異物に液体が多量に含まれるため、充分な分離効果が得られないとともに、液体を再使用する場合にはその歩留りが悪い。
なお、クーラント液から切屑を除去する装置としては、実公昭６３−２３９６２号公報に記載されているように磁石を利用したものが提案されているが、研削工具から出る砥材などの非磁性の異物を除去できない。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、磁性、非磁性に拘らず異物を液体から充分に分離できるコンパクトな分離装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、異物が混ざっている液体からその異物を沈殿させて分離する沈殿分離装置であって、(a) 前記液体を収容する沈殿槽と、(b) その沈殿槽の底部に連続して下方へ設けられた断面形状が略一定の所定の長さ寸法を有する筒状部材と、(c) その筒状部材に連続して設けられるとともに上方へ回曲させられて、前記沈殿槽内に収容されている前記液体の液面よりも上方に達しており、前記異物が内部を通過させられる異物排出管と、(d) 前記沈殿槽内において前記筒状部材内に所定の隙間を有する状態で挿入可能に上下方向の移動可能に配設され、その筒状部材から上方へ抜け出した抜出し位置からその筒状部材内へ挿入されることにより、その筒状部材との間の隙間から液体成分がその沈殿槽側へ逆流することを許容しつつその沈殿槽の底部に沈殿している異物をその筒状部材内へ押し込む押込みヘッドと、(e) その押込みヘッドを往復移動させるヘッド駆動手段とを有することを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、異物が混ざっている液体からその異物を沈殿させて分離する沈殿分離装置であって、(a) 前記液体を収容するとともに、下方へ向かうに従って収容断面積が小さくなる先細部を備えている沈殿槽と、(b) 前記先細部の下端に連続して下方へ設けられた断面形状が略一定で所定の長さ寸法を有する筒状部材と、(c) その筒状部材に連続して設けられるとともに上方へ回曲させられて、前記沈殿槽内に収容されている前記液体の液面よりも上方に達しており、前記異物が内部を通過させられる異物排出管と、(d) 前記沈殿槽内において前記筒状部材内に所定の隙間を有する状態で挿入可能に上下方向の移動可能に配設され、その筒状部材から上方へ抜け出した抜出し位置からその筒状部材内へ挿入されることにより、その筒状部材との間の隙間から液体成分がその沈殿槽側へ逆流することを許容しつつその沈殿槽内で沈殿して前記先細部に集まる異物をその筒状部材内へ押し込む押込みヘッドと、(e) その押込みヘッドを上下移動させるヘッド駆動手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
第３発明は、第１発明または第２発明の沈殿分離装置において、(a) 前記押込みヘッドは、(a-1) 下端に開口しているエア室が設けられたヘッド本体と、(a-2) そのヘッド本体の下端に配設され、常には弾性力でその下端に密着させられることにより前記開口を塞ぐとともに、前記エア室内にエアが供給されることによりその弾性力に抗してその下端から下方へ離間させられ、その下端の開口からエアが吹き出すことを許容するバルブプレートとを有するもので、(b) その押込みヘッドの上昇時に前記ヘッド本体のエア室にエアを供給するエア回路を備えていることを特徴とする。
【０００８】
第４発明は、第３発明の沈殿分離装置において、(a) 前記ヘッド駆動手段は、エアが供給されることにより前記押込みヘッドを下方へ移動させる第１エア室と、エアが供給されることによりその押込みヘッドを上方へ移動させる第２エア室とを有するエアシリンダで、(b) 前記エア回路は、エア供給源と前記第１エア室とを連通するとともに前記第２エア室を大気に開放して前記押込みヘッドを下降させる第１接続状態と、そのエア供給源とその第２エア室とを連通するとともにその第１エア室と前記ヘッド本体のエア室とを連通してその押込みヘッドを上昇させつつそのヘッド本体のエア室にエアを供給する第２接続状態とに切り換えられる切換弁を備えていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
第１発明の沈殿分離装置においては、沈殿槽の底部に沈殿した異物が液体と共に押込みヘッドによって筒状部材内へ押し込まれると、その異物は、異物排出管内を通って液体の液面よりも上方まで押し上げられる際の重力や異物排出管の折れ曲がり部分などによる移動抵抗に基づいて圧縮され、液体成分は押込みヘッドと筒状部材との間の隙間から沈殿槽側へ逆流する。これにより、異物の密度が高くなり、押込みヘッドによって筒状部材内へ繰り返し異物が押し込まれることにより、高密度の異物が徐々に異物排出管内を通過して外部に排出されることになる。異物排出管は、沈殿槽内の液体の液面よりも上方に達しているため、液体成分がそのまま異物排出管から排出されることはなく、高密度の異物に付着したり含まれたりしている少量の液体が異物と共に異物排出管から排出されるだけである。
【００１０】
このように、第１発明の沈殿分離装置によれば、磁性、非磁性に関係なく液体中の異物を良好に分離できる。また、本発明では、押込みヘッドで異物を筒状部材内へ押し込んで圧縮し、異物排出管内を通過させて排出するようになっているため、液体成分が充分に低減されるとともに、ベルトコンベアを沈殿槽内に配置する場合に比較して装置をコンパクトに構成できる。更に、異物は圧縮されるため、例えば切屑のような塑性変形可能なものは互いに絡み合って固形化し、その後の取り扱いが容易になる。
【００１１】
第２発明は、実質的に第１発明の一実施態様に相当し、第１発明と同様の作用効果が得られる。加えて、沈殿槽には先細部が設けられているとともに、その先細部の下端に連続して筒状部材が設けられるため、沈殿槽内で沈殿した異物は先細部に案内されつつ筒状部材内へ落ち込み、筒状部材の開口部分に異物を集めるスクレーパなどの集合手段が不要である。
【００１２】
第３発明は、押込みヘッドの上昇時にヘッド本体にエアが供給され、弾性力に抗してバルブプレートが開かれることにより、ヘッド本体の下端開口からエアが吹き出されるため、押込みヘッドと筒状部材との間の隙間に入り込んだ異物が気泡と共に沈殿槽内へ戻され、押込みヘッドの外周面や筒状部材の内壁面に異物が付着して隙間が狭くなることが防止される。これにより、押込みヘッドと筒状部材との間に所定の隙間が確保され、押込みヘッドを筒状部材内へ挿入する際に、異物の噛込みなどで挿入不能となったり、液体成分の逆流が阻害されて液体と異物との分離性能が損なわれたりするなどの不都合が回避される。
【００１３】
第４発明では、単一の切換弁を切り換えるだけで押込みヘッドが往復移動させられるとともに、その押込みヘッドの上昇時にヘッド本体のエア室にエアが供給されるため、エア回路が簡略化されて装置が安価になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の沈殿分離装置は、研削加工で用いられるクーラント液（冷却潤滑用油剤）を回収して再使用する場合に、そのクーラント液中に混ざっている塑性変形可能な切屑などの異物を分離する場合に好適に適用されるが、研削加工で用いられるクーラント液から研磨粉などを分離したり、土砂などを含む排水から土砂を分離したり、絞り粕を含んだ果汁から絞り粕を分離したりする場合など、液体よりも比重が大きい異物を含む種々の液体の処理に利用できる。
【００１５】
筒状部材は、押込みヘッドによって異物が押し込まれるもので、或る程度の強度を必要とするため、それ自体単独で構成して沈殿槽に一体的に取り付けることが望ましいが、沈殿槽と一体に構成したり、異物排出管と一体に構成したりすることもできる。この筒状部材は、断面が円環形状の円筒であることが望ましいが、楕円や正方形などの異形断面であっても良い。
【００１６】
筒状部材と押込みヘッドとの間の隙間の大きさは、押込みヘッドを筒状部材内へ挿入する際に、筒状部材内の液体成分が沈殿槽側へ逆流できるように押込みヘッドの移動速度や液体の粘性などを考慮して定められるが、この他、異物の噛込みなどで挿入不能になることがないなど、種々の条件を考慮して総合的に設定することが望ましい。
【００１７】
筒状部材内へ押し込まれる異物は、異物排出管内を通って液体の液面よりも上方まで押し上げられる際の重力や、異物排出管の折れ曲がり部分などによる移動抵抗に基づいて圧縮され、液体成分は筒状部材と押込みヘッドとの間の隙間から沈殿槽側へ逆流させられるが、折れ曲がり部分の曲率半径は、所定の移動抵抗すなわち異物の圧縮状態が得られるように設定される。重力だけで充分な移動抵抗が付与される場合は、異物排出管は必ずしも折れ曲がり部分を有する必要はなく、上方へ向かって大きな曲率半径で湾曲させるだけでも良い。異物の圧縮とは、液体成分が低減されて異物の密度が高くなることを意味し、異物自体が弾性的に圧縮されたり、異物に含まれている液体成分が押し出される場合だけでなく、異物の塑性変形などで異物の密度が高くなる場合も含む。なお、筒状部材よりも流通断面積が小さい絞り部などの移動抵抗付与部を必要に応じて設けることも可能で、絞り部は、異物排出管の一部に部分的に設けるだけでも良いし、異物排出管全体を筒状部材よりも断面積が小さいものとしても良い。
【００１８】
異物が所定の圧縮状態とされることにより、その異物は異物排出管の内壁面に密着させられるため、その摩擦に基づいて、押込みヘッドが筒状部材から沈殿槽内へ抜け出す抜出し位置へ移動させられた時に異物排出管内の異物が筒状部材側へ戻り移動することが抑制されるが、異物排出管の流通断面積が途中で大きくなるように段部を設け、その段部と異物との係合で異物の筒状部材側への戻り移動を防止するようにしても良い。
【００１９】
異物排出管は、例えばその先端開口部が沈殿槽内の液体の液面より上方となるように設けられるが、少なくとも一部が沈殿槽内の液体の液面よりも上方に達しておれば良く、先端開口部そのものは液体の液面より下方であっても良い。
【００２０】
第２発明では、沈殿槽に先細部が設けられ、沈殿した異物がその先細部に沿って集められるようになっているが、第１発明の実施に際しては、例えば平坦な底部に渦巻き状のスクレーパなどの集合手段を設けて筒状部材の開口付近に異物を集めるようにしても良い。
【００２１】
第１発明、第２発明では、筒状部材が下方へ向かって設けられるが、必ずしも鉛直方向の真下である必要はなく、斜め下向きなど下方成分を含んでおれば良い。真下に向かって設けられる場合、異物排出管は略１８０°回曲させられて上方へ延び出すように設けられるが、その回曲部の形状、例えばＵ字形状の曲率半径やコの字形状の角部の曲率半径などを適当に定めることにより、異物に所定の移動抵抗が付与されて所望する圧縮状態が得られるようになる。
【００２２】
第３発明のバルブプレートは、例えばばね板やゴム板などの弾性部材によって構成され、自身の弾性力によってヘッド本体の下端に密着させられるようになっていても良いが、バルブプレートとして剛性の高い金属プレートを採用するとともにヘッド本体の下端に上下移動可能に配設し、そのバルブプレートとヘッド本体とに跨がって配設されたスプリングによって常にはヘッド本体の下端に密着させられるようにしても良い。
【００２３】
第４発明では、単一の切換弁を切り換えるだけで押込みヘッドが往復移動させられるとともに、その押込みヘッドの上昇時にヘッド本体のエア室にエアが供給されるようになっているが、エアシリンダの作動状態を切り換える切換弁とヘッド本体へのエアの供給状態を切り換える切換弁とを別々に設けたり、エアシリンダの代わりに送りねじやラックとピニオンなどの他のヘッド駆動手段を採用したりすることもできる。
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例である沈殿分離装置１０の断面図で、ハウジング１２には容器形状の沈殿槽１４が一体的に固定されており、研削加工で使用された切屑を含むクーラント液１６が配管１８から沈殿槽１４内へ連続供給されるようになっている。沈殿槽１４は、上端部が略円筒形状で、その下に下方へ向かうに従って小径となるテーパ形状の先細部１４ａを備えており、クーラント液１６に混入している切屑等の比重の大きい異物２０は、自重で下方へ沈降するとともに先細部１４ａに沿って中心部分へ集まる。沈殿槽１４の上端近傍には排出口１４ｂが設けられ、その排出口１４ｂまで達したクーラント液１６を配管２２内へオーバーフローさせて排出するようになっているとともに、その排出口１４ｂが設けられた部分の内側には、排出口１４ｂよりも所定寸法だけ下方に液体取込口２４を形成する仕切り板２６が固定され、クーラント液１６より比重が小さい浮遊異物が配管２２内へ混入しないようになっている。また、沈殿槽１４の上端開口は蓋部材２８によって覆蓋されており、配管１８は蓋部材２８を貫通して設けられている。
【００２５】
沈殿槽１４の下部すなわち先細部１４ａの下端には、鉛直方向の真下へ向かって円筒形状の筒状部材３０が溶接等によって一体的に固設されており、その内側に所定の隙間ｄ（図２参照）を有する状態で押込みヘッド３２が上下方向の移動可能に配設されている。筒状部材３０の内径寸法は、先細部１４ａの下端開口の内径寸法と等しく、本実施例では４１．５ｍｍ程度とされており、先細部１４ａ上の異物２０はそのまま筒状部材３０内へ滑り落ちる。また、筒状部材３０の下端には、略コの字形状に１８０°回曲して上方へ向かい、先端がクーラント液１６の液面（オーバーフロー高さ）よりも上方まで達する異物排出管３４が取り付けられている。異物排出管３４は、略９０°折れ曲がったエルボ３６と、そのエルボ３６に連続して設けられたＬ字形状のＬ字パイプ３８と、そのＬ字パイプ３８の上端に連結された直パイプ４０とから成り、ねじ結合などにより互いに一体的に連結されているとともに、先端の直パイプ４０は取付具４２によってハウジング１２に固定されている。エルボ３６および直パイプ４０は金属製で充分な強度を有する一方、Ｌ字パイプ３８は合成樹脂（塩化ビニル）製で、長手方向および径方向においてある程度の柔軟性を備えている。筒状部材３０に連結されるエルボ３６の内径寸法は、筒状部材３０の内径寸法と同じか僅かに大きめで、エルボ３６に連結されるＬ字パイプ３８の内径寸法は、エルボ３６の内径寸法より僅かに大きめで、Ｌ字パイプ３８に連結される直パイプ４０の内径寸法は、Ｌ字パイプ３８の内径寸法よりも僅かに大きめである。
【００２６】
押込みヘッド３２は、図２に拡大して示されているように、下端に開口しているエア室４４が設けられた有底円筒形状のヘッド本体４６を主体として構成されており、そのヘッド本体４６は、上端部すなわち有底円筒形状の底部においてピストンロッド４８に螺合されているとともに、ロックナット５０により緩み止めされている。ヘッド本体４６の外径寸法は、前記隙間ｄの寸法が０．７５ｍｍ程度となるように４０ｍｍ程度に設定されている。ヘッド本体４６の下端開口部から少し上の位置には仕切り板５２が一体に設けられているとともに、その仕切り板５２の中心には貫通穴５４が設けられ、サポートピン５６が軸心方向（上下方向）の移動可能に配設されている。仕切り板５２には、図３から明らかなように貫通穴５４のまわりに４つの連通穴５８が設けられ、エア室４４が下端開口まで連通させられている。図３は、仕切り板５２の近くで切断したヘッド本体４６の横断面図である。なお、ヘッド本体４６は、仕切り板５２を別体に構成するなど、必要に応じて複数の部材にて構成される。
【００２７】
サポートピン５６は、貫通穴５４内を挿通させられる小径部５６ａと、小径部５６ａの上方に設けられた大径部５６ｂと、上端の鍔部５６ｃとを有し、小径部５６ａの下端には、ヘッド本体４６の下端円筒部の内径寸法より大きく且つ外径寸法より小さい径寸法のバルブプレート６０がねじ６２により一体的に固定されている。サポートピン５６の上端に設けられた大径の鍔部５６ｃと仕切り板５２との間には圧縮コイルスプリング６４が配設されており、その圧縮コイルスプリング６４の付勢力（弾性力）に従ってバルブプレート６０は常にはヘッド本体４６の下端に密着させられるが、前記エア室４４内にエアが供給されると、そのエア圧によりバルブプレート６０は圧縮コイルスプリング６４の付勢力に抗してヘッド本体４６の下端から下方へ離間させられ、ヘッド本体４６の下端からエアが噴出させられる。バルブプレート６０の移動端（離間位置）は、サポートピン５６の小径部５６ａと大径部５６ｂとの境界の段部が仕切り板５２と係合させられることによって規定される。
【００２８】
ピストンロッド４８は、図１に示されているように前記蓋部材２８に下向き（鉛直方向の真下）に配設されたエアシリンダ６６のピストン６８に一体的に設けられたもので、押込みヘッド３２は、そのエアシリンダ６６により予め定められた一定の移動ストロークで上下方向へ往復移動させられる。押込みヘッド３２の上昇端は、図５に示すように筒状部材３０から完全に上方へ抜け出す抜出し位置で、下降端は、図１および図７に示すようにバルブプレート６０が筒状部材３０の下端と略同じ高さとなる押込み位置である。そして、この押込みヘッド３２が抜出し位置と押込み位置との間を繰り返し往復移動させられると、抜出し位置から押込み位置へ移動させられる際に、沈殿槽１４の底部に沈殿している異物２０が図６や図７に示すように筒状部材３０内へ順次押し込まれて圧縮されるとともに、その圧縮された高密度の異物２０から成る固形化物７０が異物排出管３４内を通過させられて排出口３４ａから排出される。排出口３４ａの近傍にはガイド板７１が設けられ、排出口３４ａから押し出された固形化物７０が図示しない廃棄用箱内へ入るように案内しているが、排出口３４ａはクーラント液１６の液面よりも上方に突き出しているため、廃棄用箱内へ入れられる固形化物７０にはクーラント液１６の液体成分が殆ど含まれない。エアシリンダ６６はヘッド駆動手段に相当する。
【００２９】
ここで、異物２０は螺旋状にカールした比重が大きい研削切屑を主体とするもので、筒状部材３０内へ押し込まれて異物排出管３４内に詰まってくると、クーラント液１６の液面よりも上方まで押し上げられる際の重力や異物排出管３４の折れ曲がり部分３４ｂ、３４ｃで移動抵抗が生じる。したがって、押込みヘッド３２で異物２０をクーラント液１６の液体成分と共に筒状部材３０内へ押し込む際には、その移動抵抗に基づいて、クーラント液１６の液体成分が押込みヘッド３２と筒状部材３０との間の隙間ｄから沈殿槽１４側へ逆流させられ、主として異物２０が筒状部材３０内へ押し込まれて圧縮される。異物２０はカールした研削切屑であるため、圧縮されて塑性変形させられると互いに絡み合って固形化し、折れ曲がり部分３４ｂ、３４ｃでの移動抵抗が増大するが、その状態で所定の移動抵抗となるように、言い換えれば所定の圧縮状態の固形化物７０が得られるとともに、その固形化物７０が異物排出管３４を通って排出されるように、それ等の折れ曲がり部分３４ｂ、３４ｃの曲率半径などは設定されている。また、押込みヘッド３２と筒状部材３０との間の隙間ｄの寸法は、押込みヘッド３２を筒状部材３０内へ挿入する際に、固形化物７０の移動抵抗に基づいて筒状部材３０内のクーラント液１６の液体成分が沈殿槽１４側へ逆流するように、押込みヘッド３２の移動速度やクーラント液１６の粘性などを考慮して定められる。なお、異物２０の噛込みなどで押込みヘッド３２が挿入不能になることがないなど、他の条件も考慮して総合的に設定することが望ましい。
【００３０】
前記図６は、押込みヘッド３２の下降時の途中の状態で、固形化物７０ａは新たに筒状部材３０内に押し込まれた異物２０が圧縮されつつあるもので、その固形化物７０ａに含まれている液体成分は隙間ｄから沈殿槽１４内へ逆流している状態である。また、図７は押込みヘッド３２が押込み位置まで下降させられた状態で、固形化物７０ｂは略固形化されて異物排出管３４内に新たに押し込まれたものであり、その分だけ固形化物７０が異物排出管３４内を排出口３４ａ側へ移動させられる。固形化物７０は、異物排出管３４内を移動させられる過程でも、その移動抵抗に基づいて更に圧縮される。
【００３１】
前記エアシリンダ６６は、エアが供給されることにより押込みヘッド３２を下降させる第１エア室７２と、エアが供給されることにより押込みヘッド３２を上昇させる第２エア室７４とを備えており、これ等のエア室７２、７４は図１に示すエア回路７６に接続されている。エア回路７６は、エアポンプなどのエア供給源７８と電磁切換弁８０とを有し、エア室７２、７４はそれぞれ配管８２、８４を介して電磁切換弁８０に接続されている。電磁切換弁８０にはまた、配管８６を介して押込みヘッド３２の前記エア室４４が接続されており、ソレノイドがＯＮ（励磁）の第１接続状態において、エア供給源７８と第１エア室７２とを連通するとともに第２エア室７４を大気に開放して押込みヘッド３２を下降させる。また、ソレノイドがＯＦＦ（非励磁）の第２接続状態において、エア供給源７８と第２エア室７４とを連通するとともに第１エア室７２と押込みヘッド３２のエア室４４とを連通し、押込みヘッド３２を上昇させつつエア室４４にエアを供給する。
【００３２】
このように押込みヘッド３２の上昇時にエア室４４内にエアが供給されると、図４に示すように下端部のバルブプレート６０が圧縮コイルスプリング６４の付勢力や水圧に抗して下方へ離間させられてエアが噴出させられ、バルブプレート６０が固形化物７０に押し付けられる一方、押込みヘッド３２と筒状部材３０との間の隙間ｄに入り込んだ異物２０が気泡８８と共に沈殿槽１４内へ戻され、押込みヘッド３２の外周面や筒状部材３０の内壁面に異物２０が付着して隙間ｄが狭くなることが防止される。これにより、押込みヘッド３２と筒状部材３０との間に所定の隙間ｄが確保され、押込みヘッド３２を筒状部材３０内へ挿入する際に、異物２０の噛込みなどで挿入不能となったり、クーラント液１６の液体成分の逆流が阻害されて液体と異物２０との分離性能が損なわれたりするなどの不都合が回避される。また、バルブプレート６０が移動端に達して押込みヘッド３２と共に上昇させられるようになると、噴射されたエアがバルブプレート６０の下側へ入り込み、固形化物７０がバルブプレート６０の下面に付着することを防止する。
【００３３】
図５は、押込みヘッド３２が抜出し位置まで上昇させられた状態で、その時にはエア室４４へのエアの供給が停止するため、バルブプレート６０は圧縮コイルスプリング６４の付勢力に従って押込みヘッド３２の下端に密着させられる。また、このように押込みヘッド３２が上昇させられても、固形化物７０は前記移動抵抗により筒状部材３０側へ戻り移動することはなく、沈殿槽１４の底部に沈殿している異物２０が液体成分と共に筒状部材３０内に流入する。本実施例では、異物排出管３４のエルボ３６とＬ字パイプ３８との境界部分、およびＬ字パイプ３８と直パイプ４０との境界部分に、それぞれ大径となる段部が設けられているため、固形化物７０がその段部と係合することによって筒状部材３０側への戻り移動が確実に阻止される。
【００３４】
このような本実施例の沈殿分離装置１０においては、電磁切換弁８０のソレノイドが所定の間隔で繰り返しＯＮ、ＯＦＦされてエアシリンダ６６のピストンロッド４８が上下移動させられ、それに伴って押込みヘッド３２が抜出し位置と押込み位置との間を往復移動させられると、異物２０が順次筒状部材３０内へ押し込まれるとともに圧縮され、高密度の固形化物７０となり、異物排出管３４内を通過して上端の排出口３４ａから排出される。その場合に、異物排出管３４は沈殿槽１４内のクーラント液１６の液面よりも上方に達しているため、クーラント液１６の液体成分がそのまま異物排出管３４から排出されることはなく、固形化物７０に付着している少量の液体が排出されるだけである。
【００３５】
ここで、本実施例の沈殿分離装置１０は、磁性、非磁性に関係なくクーラント液１６中の異物２０を良好に分離できる。また、押込みヘッド３２で異物２０を筒状部材３０内へ押し込んで圧縮し、高密度となった固形化物７０を異物排出管３４内を通過させて排出するようになっているため、液体成分が充分に低減されるとともに、ベルトコンベアを沈殿槽内に配置する場合に比較して装置をコンパクトに構成できる。更に、異物２０は圧縮され、互いに絡み合った固形化物７０とされるため、その後の取り扱いが容易である。
【００３６】
また、クーラント液１６が供給される沈殿槽１４には先細部１４ａが設けられているとともに、その先細部１４ａの下端に連続して筒状部材３０が設けられているため、沈殿槽１４内で沈殿した異物は先細部１４ａに案内されつつ筒状部材３０内へ落ち込み、筒状部材３０の開口部分に異物２０を集めるスクレーパなどの集合手段が不要である。
【００３７】
また、押込みヘッド３２の上昇時にヘッド本体４６の下端開口からエアが吹き出され、押込みヘッド３２と筒状部材３０との間の隙間ｄに入り込んだ異物２０が気泡８８と共に沈殿槽１４内へ戻されるため、押込みヘッド３２の外周面や筒状部材３０の内壁面に異物２０が付着して隙間ｄが狭くなることが防止される。これにより所定の隙間ｄが確保され、押込みヘッド３２を筒状部材３０内へ挿入する際に、異物２０の噛込みなどで挿入不能となったり、クーラント液１６の液体成分の逆流が阻害されて液体と異物２０との分離性能が損なわれたりするなどの不都合が回避される。また、バルブプレート６０が移動端に達して押込みヘッド３２と共に上昇させられるようになると、噴射されたエアがバルブプレート６０の下側へ入り込み、固形化物７０がバルブプレート６０の下面に付着することが防止される。
【００３８】
更に、本実施例では単一の電磁切換弁８０のソレノイドのＯＮ、ＯＦＦを切り換えるだけで押込みヘッド３２が往復移動させられるとともに、その押込みヘッド３２の上昇時にヘッド本体４６のエア室４４にエアが供給されるため、エア回路７６が簡略化されて装置が安価に構成される。
【００３９】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である沈殿分離装置の構成を説明する図である。
【図２】図１の装置の押込みヘッドを拡大して示す断面図である。
【図３】図２の押込みヘッドの仕切り板部分を示す断面図である。
【図４】図１の装置において押込みヘッド上昇時の作動を説明する断面図である。
【図５】図１の装置において押込みヘッドが抜出し位置（上昇端）に達した状態を示す断面図である。
【図６】図１の装置において押込みヘッド下降時の作動を説明する断面図である。
【図７】図１の装置において押込みヘッドが押込み位置（下降端）に達した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０：沈殿分離装置
１４：沈殿槽
１４ａ：先細部
１６：クーラント液（液体）
２０：異物
３０：筒状部材
３２：押込みヘッド
３４：異物排出管
４４：エア室
４６：ヘッド本体
６０：バルブプレート
６６：エアシリンダ（ヘッド駆動手段）
７６：エア回路
７８：エア供給源
８０：電磁切換弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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