專利名稱：煙霧處理方法及處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙霧處理方法及處理裝置，其對(duì)金屬材料的熱切割加工及 焊接作業(yè)等加工時(shí)產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行處理。
背景技術(shù)：
利用等離子弧或激光等進(jìn)行金屬板材(以下稱"被加工件")的熱切 割加工時(shí)，就產(chǎn)生自被加工件的切割槽被刮跑的熔融金屬及金屬蒸氣凝固 而成的從數(shù)百微米到亞微米單位的粉塵(成分在鋼板切割時(shí)為氧化鐵。以
下稱"煙霧")。該煙霧比重在0.5g/cmS以下時(shí)，就輕輕地浮游在高溫氣體 中，因此，若對(duì)其置之不理，工廠內(nèi)的作業(yè)環(huán)境就會(huì)惡化。因此，目前， 在這種熱切割加工機(jī)中，附設(shè)有對(duì)經(jīng)由集塵管從切割工作臺(tái)的內(nèi)部空間吸 取的煙霧進(jìn)行集塵的集塵裝置，通過在熱切割加工中開動(dòng)該集塵裝置，對(duì) 熱切割加工時(shí)產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行搜集、集塵。
在此，作為所述集塵裝置，多采用由袋式集塵器從煙霧中過濾微粉末 的裝置及將微粉末吸附于電極板上的裝置之類的干式集塵裝置。在該干式 集塵裝置中，從煙霧中分離、搜集的微粉末一旦被貯留于料斗之后，或者 通過回轉(zhuǎn)式導(dǎo)閥及螺旋輸送機(jī)等自動(dòng)地向裝置外排出，或者通過使用鏟子 等的手工作業(yè)扒出，裝入塑料薄膜袋、鼓狀罐、提罐等，作為產(chǎn)業(yè)廢棄物 被處理。
另外，作為與本申請(qǐng)發(fā)明相關(guān)連的先行技術(shù)，有通過擠壓裝置將由濾 塵器等所集塵的綿塵等微粉體進(jìn)行壓縮固化而排出的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn) 1)。
專利文獻(xiàn)l:(日本)特開平5—230727號(hào)公報(bào)
但是，在對(duì)由熱切割加工機(jī)附設(shè)的集塵裝置搜集且貯存于料斗的微粉 末進(jìn)行處理時(shí)，在通過手工作業(yè)進(jìn)行處理的情況下，不僅粉塵飛揚(yáng)而污染 作業(yè)環(huán)境，而且對(duì)作業(yè)工人來說成為痛苦感強(qiáng)的作業(yè)。另外，在通過回轉(zhuǎn)式導(dǎo)閥及螺旋輸送機(jī)等自動(dòng)地向裝置外排出并從其排出口搜集于鼓狀罐 等的情況下，鼓狀罐的更換作業(yè)也不得不依靠人手，另外，在其更換時(shí)不 能避免粉塵的飛散。
另外，在熱切割加工多用的軟鋼板的切割中，由于切割量大而產(chǎn)生大 量的煙霧。尤其是在等離子切割中，與激光切割相比，由于切割槽寬度寬 且切割速度也快，因此，產(chǎn)生大量(在多的時(shí)候，1日100升)的煙霧。 因此，作為產(chǎn)業(yè)廢棄物的處理成本將會(huì)高，這些必將牽涉到使熱切割加工、 尤其是等離子切割加工的優(yōu)點(diǎn)減少的情況。
另一方面，如上所述，由軟鋼板的切割產(chǎn)生的煙霧的主要成分是氧化 鐵，但是，該氧化鐵和碎鐵(廢鐵、碎材、殘余棒料)同樣，只要在電爐 中再熔融就可作為再循環(huán)的工業(yè)原料。然而，由所述集塵裝置搜集的微粉 末比重輕、輸送成本高、易飛揚(yáng)，具有難以作為原料進(jìn)行再利用之類的缺 點(diǎn)。另外，若為了防止其飛揚(yáng)，或加水或摻入固化劑后，則不能作為氧化 鐵進(jìn)行再利用。由以上可知，正在期待用于對(duì)由集塵裝置搜集的微粉末進(jìn) 行處理、再利用的方案。
另外，作為先行技術(shù)而舉出的所述專利文獻(xiàn)l記載的技術(shù)，是涉及在 紡織工廠中對(duì)集塵后的綿塵等微粉末進(jìn)行壓縮、固化的技術(shù)，因此，不能 將這樣的技術(shù)直接應(yīng)用于作為本申請(qǐng)發(fā)明對(duì)象的熱切割加工時(shí)等所產(chǎn)生 的煙霧的處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這樣的問題點(diǎn)而開發(fā)的，其目的在于提供一種煙霧處理 方法以及處理裝置，通過從金屬材料的熱切割加工及焊接作業(yè)等加工時(shí)產(chǎn) 生的煙霧中搜集微粉末并將其固化，能夠改善作業(yè)環(huán)境、減輕微粉末的處 理成本、進(jìn)而再循環(huán)就容易實(shí)現(xiàn)。
但是，由熱切割等產(chǎn)生的煙霧的主要成分不是熔融金屬的液滴單純地 凝固的物質(zhì)，而是因繼續(xù)進(jìn)行氧化反應(yīng)而在內(nèi)部產(chǎn)生氣體，且利用其壓力 更快地飛散，從而成為由數(shù)百微米到亞微米的微粉末的氧化鐵。該微粉末 的構(gòu)造不是稠密的構(gòu)造而變?yōu)橹锌眨硗?，還含有薄片狀的形狀的物質(zhì)。 因而，在不添加固化劑而以規(guī)定的條件對(duì)這樣的微粉末進(jìn)行加壓時(shí)，在減容的過程中就會(huì)以相互變形而組合在一起，由此而連結(jié)、固化。本發(fā)明者 們基于這樣的真知灼見進(jìn)行研究直到完成了本發(fā)明。
總而言之，為了實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的煙霧處理方法為對(duì)金屬材料 加工時(shí)產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行處理的煙霧處理方法，其特征在于，具備-
吸取產(chǎn)生的煙霧的工序；
從吸取的煙霧中分離、搜集微粉末的工序； 將分離、搜集的微粉末輸送到成形室的工序；
對(duì)輸送到所述成形室的微粉末進(jìn)行加壓并使其減容的工序(發(fā)明的第 一方面)。
另外，所述煙霧處理方法的實(shí)施所使用的本發(fā)明的煙霧處理裝置為 第一、對(duì)金屬材料加工時(shí)產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行處理的煙霧處理裝置，其特 征在于，具備
吸取機(jī)構(gòu)，其吸取產(chǎn)生的煙霧；
搜集機(jī)構(gòu)，其從由所述吸取機(jī)構(gòu)吸取的煙霧中分離、搜集微粉末； 貯存機(jī)構(gòu)，其貯存由所述搜集機(jī)構(gòu)分離、搜集的微粉末； 輸送機(jī)構(gòu)，其將貯存于所述貯存機(jī)構(gòu)的微粉末輸送到成形室； 加壓機(jī)構(gòu)，其對(duì)送入所述成形室的微粉末進(jìn)行加壓并使其減容； 排出機(jī)構(gòu)，其從所述成形室排出由所述加壓機(jī)構(gòu)加壓后的成形品(發(fā) 明的第二方面)。
另外，本發(fā)明的煙霧處理裝置為
第二、對(duì)等離子切割加工金屬材料時(shí)產(chǎn)生的煙霧進(jìn)行處理的煙霧處理 裝置，其特征在于，具備
吸取機(jī)構(gòu)，其吸取產(chǎn)生的煙霧；
煙霧導(dǎo)入室，其通過吸取管與切割機(jī)主體連接，并導(dǎo)入由所述吸取機(jī) 構(gòu)吸取的煙霧；
搜集機(jī)構(gòu)，其從導(dǎo)入所述煙霧導(dǎo)入室內(nèi)的煙霧中分離、搜集微粉末； 貯存機(jī)構(gòu)，其貯存由所述搜集機(jī)構(gòu)分離、搜集的微粉末； 輸送機(jī)構(gòu)，其將貯存于所述貯存機(jī)構(gòu)的微粉末輸送到成形室； 加壓機(jī)構(gòu)，其對(duì)送入所述成形室的微粉末進(jìn)行加壓并使其減容； 排出機(jī)構(gòu)，其從所述成形室排出由所述加壓機(jī)構(gòu)加壓后的成形品(發(fā)明的第三方面)。
如所述發(fā)明的第二方面或第三方面所述的煙霧處理裝置，其中，所述 加壓機(jī)構(gòu)優(yōu)選具備加壓力變更裝置，其變更施加于所述成形室內(nèi)的微粉末 的加壓力(發(fā)明的第四方面)。
另外，如所述發(fā)明的第二方面 第四方面的任一方面所述的煙霧處理 裝置，其中，所述加壓機(jī)構(gòu)具備液壓缸套和可滑動(dòng)地嵌合于該液壓缸套的 壓縮滑塊，在所述液壓缸套的內(nèi)周面和所述壓縮滑塊的外周面之間，優(yōu)選 形成有能夠通過被加壓的微粉末的程度的間隙(發(fā)明的第五方面)。
如所述發(fā)明的第二方面或第三方面所述的煙霧處理裝置，其中，優(yōu)選 所述輸送機(jī)構(gòu)為密閉構(gòu)造(發(fā)明的第六方面)。
如所述發(fā)明的第三方面所述的煙霧處理裝置，其中，優(yōu)選在所述吸取 管上插裝粗濾器，其對(duì)吸取的煙霧的粒徑進(jìn)行整理(發(fā)明的第七方面)。
根據(jù)本發(fā)明第一方面及第二方面，由于從金屬材料加工時(shí)所產(chǎn)生的煙 霧中分離、搜集的微粉末在成形室被加壓、固化，之后被以顆粒狀排出， 因此，無粉塵的飛揚(yáng)，容易進(jìn)行處理作業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)環(huán)境的改善。另
外，由于所述微粉末被減容1/5-1/20程度、優(yōu)選1/5 1/15、進(jìn)一步優(yōu)選 1/7 1/11，因此，能夠大幅度削減處理成本。進(jìn)而，由于以減容固化的氧
化鐵為主要成分的顆粒不是產(chǎn)業(yè)廢棄物，而是和廢金屬同樣，可以再熔融 而作為鋼材的原料進(jìn)行再利用，因此，不僅不需要產(chǎn)業(yè)廢棄物的處理成本， 而且產(chǎn)生作為工業(yè)用原料的利用價(jià)值，由此，也可以實(shí)現(xiàn)成本削減。
另外，根據(jù)本發(fā)明第三方面，通過將發(fā)明的第一方面所述的處理方法 應(yīng)用于例如等離子切割機(jī)，能夠最有效地發(fā)揮上述的效果。
另外，根據(jù)發(fā)明的第四方面，在被輸送的微粉末的量多的情況下，可 以增大加壓力，另外，在成形室內(nèi)反復(fù)對(duì)微粉末進(jìn)行減容的情況下，可以 降低加壓力，這樣一來，則可以按照微粉末的狀態(tài)更適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行微粉末的
加壓、減容。
進(jìn)而，釆用發(fā)明第五方面的構(gòu)成，則能夠使微粉末積級(jí)地侵入液壓缸 套的內(nèi)周面和壓縮滑塊的外周面的滑動(dòng)部，其侵入的微粉末作為其滑動(dòng)部 的潤(rùn)滑劑而發(fā)揮功能，從而能夠防止缸套以及壓縮滑塊的磨損。
另外，貯存機(jī)構(gòu)的內(nèi)部空間其在微粉末的分離、搜集時(shí)成為負(fù)壓狀態(tài)，在搜集機(jī)構(gòu)的再清洗時(shí)成為正壓狀態(tài)，因而會(huì)產(chǎn)生壓力變動(dòng)，但是，如所 述發(fā)明的第六方面，由于將輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成密閉構(gòu)造，所以盡管有這樣的 壓力變動(dòng)，也能夠可靠地防止由輸送機(jī)構(gòu)輸送的微粉末向外部噴出而飛 揚(yáng)。
另外，采用發(fā)明的第七方面的構(gòu)成，則可以在從煙霧中分離、搜集微 粉末之前，通過粗濾器事先除去混在煙霧中的異物，并且能夠?qū)λㄟ^煙 霧的粒徑進(jìn)行整理，除此之外，由于能夠阻擋火星，因此，能夠?qū)⒃谳斔?機(jī)構(gòu)以及成形室內(nèi)牽連的事故的發(fā)生防患于未然。


圖l:本發(fā)明之一實(shí)施方式的等離子切割機(jī)的整體立體圖。 圖2:本實(shí)施方式的集塵裝置的局部主視圖。 圖3:本實(shí)施方式的集塵裝置的局部側(cè)視圖。
圖4:圖2的A部剖面圖(a)和B部剖面圖(b)。
圖5:圖3的局部放大剖面圖(1)。
圖6:圖3的局部放大剖面圖(2)。
圖7:壓縮滑塊以及液壓缸套的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。 圖8:壓縮成形及成形體排出動(dòng)作說明圖。 圖9:壓縮液壓缸以及切換液壓缸的液壓回路圖。 符號(hào)說明
1切割機(jī)主體
2吸取管
3集塵裝置
4被加工件
5工作臺(tái)
11切割器
13排氣室
14排氣口
15吸取室
16粗濾器21集塵裝置主體
22料斗
23排氣室
24袋式集塵器
25煙霧導(dǎo)入室
26螺旋輸送機(jī)
34滑槽
35螺旋輸送機(jī)
38壓縮裝置
41滑動(dòng)筒體
43壓縮滑塊
44壓縮液壓缸
46滑動(dòng)體
47切換液壓缸
48成形室
49成形品
51液壓缸套
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的煙霧處理方法及處理裝置的具體的實(shí)施方 式進(jìn)行說明。
圖1表示本發(fā)明之一實(shí)施方式的等離子切割機(jī)的整體立體圖。
在本實(shí)施方式中，等離子切割機(jī)由切割機(jī)主體1、通過吸取管2與切 割機(jī)主體1連接的集塵裝置3構(gòu)成。
所述切割機(jī)主體1具備支承被加工件4的工作臺(tái)5、沿該工作臺(tái)5 在設(shè)置于地面上的X軸軌道6上可行走的移動(dòng)臺(tái)車7、沿固定于該移動(dòng)臺(tái) 車7的Y軸軌道8移動(dòng)自如的滑架9、搭載于該滑架9上且在Z軸方向移 動(dòng)自如的移動(dòng)臺(tái)10、安裝于該移動(dòng)臺(tái)lO上且噴射等離子弧的切割器ll。 另外，設(shè)有分別驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)臺(tái)車7、滑架9、移動(dòng)臺(tái)10的未圖示的詞服 電動(dòng)機(jī)，設(shè)有按照規(guī)定的NC程序?qū)C控制指令分別輸出到各飼服電動(dòng)機(jī)的控制裝置12，利用該控制裝置12控制切割器11在各軸上的位置及速 度，由此，被加工件4被切割為預(yù)定的切割形狀。
所述工作臺(tái)5的內(nèi)空間被和工作臺(tái)5的一邊(在本實(shí)施方式中為工作 臺(tái)5的短邊)平行地設(shè)置的多個(gè)隔板(未圖示)分隔為多個(gè)小的排氣室13， 在各排氣室13的一側(cè)設(shè)有用于自其排氣室13吸取在加工時(shí)產(chǎn)生的煙霧的 排氣口 14，在和各排氣口 14相對(duì)的位置(圖1中右方)設(shè)有向其排氣 口 14吹送加壓空氣的鼓風(fēng)口 (未圖示)。
在所述工作臺(tái)5內(nèi)空間中，夾著排氣口 14在和排氣室13相反側(cè)配置 有將自各排氣口 14吸取的煙霧進(jìn)行合流的吸取室15，該吸取室15的端部 與吸取管2的一端部連通。而且，該吸取管2的另一端部與后述的集塵裝 置3的煙霧導(dǎo)入室25 (參照?qǐng)D2)連通。另外，在所述吸取管2和煙霧導(dǎo) 入室25的連接部，換言之，在煙霧導(dǎo)入室25的煙霧導(dǎo)入口，設(shè)有用于在 將煙霧向集塵裝置3內(nèi)吸取之前將其整理成所需要的粒徑的粗濾器16。通 過該粗濾器16事先除去混在煙霧中的異物。該粗濾器16呈相對(duì)于空氣流 具有規(guī)定角度而配置多塊鐵板的百葉窗狀。煙霧沖撞粗濾器16的鐵板而 將運(yùn)動(dòng)能量消耗掉且分離、落下。因而，大粒徑的煙霧被除去，所穿過煙 霧的粒徑得以整理。另外，該粗濾器16也具有隔斷混在所通過煙霧內(nèi)的 火星的功能。這樣，每次搜集微粉末都使煙霧穿過粗濾器16，由此，能夠 除去成為在后述的螺旋輸送機(jī)26、 35及成形室48內(nèi)發(fā)生牽連的事故原因 的大的異物(火星、飛濺物)。
接著，對(duì)集塵裝置3的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。分別在圖2表示本實(shí)施方 式的集塵裝置的局部主視圖、在圖3表示同集塵裝置的局部側(cè)視圖。另外， 在圖4表示圖2的A部剖面圖(a)和B部剖面圖(b);分別在圖5表示 圖3的局部放大剖面圖(1)、在圖6表示圖3的局部放大剖面圖(2)。
本實(shí)施方式的集塵裝置3的構(gòu)成為，具備由角鐵等組裝的架臺(tái)20、 配置于該架臺(tái)20的上方的集塵裝置主體2K配置于該集塵裝置主體21 的下方的料斗(貯存機(jī)構(gòu))22。集塵裝置主體21具備在上部具有吸氣 風(fēng)扇(未圖示)并排出清凈后的空氣的排氣室23、與該排氣室23隔開配 置有袋式集塵器24的煙霧導(dǎo)入室25，其構(gòu)成方式為吸取管2通過粗濾 器16與煙霧導(dǎo)入室25連接而導(dǎo)入煙霧。這樣，通過驅(qū)動(dòng)排氣室23內(nèi)的
10吸氣風(fēng)扇(吸取機(jī)構(gòu))，切割機(jī)主體1的吸取室15內(nèi)的煙霧和空氣一起經(jīng)
由吸取管2被吸入煙霧導(dǎo)入室25內(nèi)，利用袋式集塵器24自煙霧中分離、 搜集微粉末，被凈化后的空氣穿過排氣室23放出到大氣中。
在所述煙霧導(dǎo)入室25的下方配置有所述料斗22，由袋式集塵器24 分離、搜集的微粉末被貯存在其料斗22內(nèi)。另外。在料斗22的下部壁面 設(shè)有未圖示的多個(gè)空氣噴出口，通過自這些空氣噴出口向貯存在料斗22 內(nèi)的微粉末吹拂空氣，可實(shí)現(xiàn)其流動(dòng)。
在所述料斗22的下方沿水平方向配設(shè)有用于排出貯存在該料斗22內(nèi) 的微粉末的螺旋輸送機(jī)26。如圖4所示，該螺旋輸送機(jī)26的構(gòu)成方式為 螺旋軸27制作成空心狀，并且該螺旋軸27與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)28的輸出軸結(jié) 合，且兩端部通過軸承29、 30支承，利用驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)28的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)。 另外，在螺旋軸27上沿軸方向以規(guī)定的間隔形成有空氣噴出口 31，空氣 自這些空氣噴出口 31噴出，由此，促進(jìn)微粉末的流動(dòng)化而防止架橋現(xiàn)象。 另外，在螺旋軸27的表面形成有多個(gè)切口 32，用于防止在輸送中微粉末 固化，由此，自螺旋輸送機(jī)26排出的微粉末量保持穩(wěn)定。在此，如本實(shí) 施方式那樣，作為料斗22下方的輸送機(jī)構(gòu)，使用螺旋輸送機(jī)26時(shí)，與例 如使用滑槽的情況相比，能夠?qū)⒘隙?2的高度抑制到較低，具有能夠?qū)?現(xiàn)省空間化的裝置的小型化的效果。
垂直方向的滑槽34連接于所述螺旋輸送機(jī)26的排出口 33，在該 滑槽34的排出口下方，配置有和所述螺旋輸送機(jī)26正交的水平方向的微 粉末壓送用的螺旋輸送機(jī)35。如圖5所示，該螺旋輸送機(jī)35其螺旋軸36 與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)37的輸出軸結(jié)合，通過該驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)37的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，在 該轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，向前方壓送自滑槽34供給的微粉末。另外，如本實(shí)施方式那 樣，采用螺旋輸送機(jī)35作為將微粉末導(dǎo)入后述的壓縮裝置38的輸送機(jī)構(gòu)， 因此，具有能夠?qū)⑵骄欢康奈⒎勰┛煽康厮腿雺嚎s裝置38的效果。
由所述螺旋輸送機(jī)26、滑槽34以及螺旋輸送機(jī)35構(gòu)成的輸送機(jī)構(gòu)， 換言之，從料斗22輸送到后述的成形室48的輸送機(jī)構(gòu)要制作成密閉構(gòu)造。 其理由在于以下兩點(diǎn)1)由袋式集塵器24分離、搜集的微粉末易飛揚(yáng)； 2)料斗22在微粉末的分離、搜集時(shí)成為負(fù)壓狀態(tài)而在袋式集塵器24再 清洗時(shí)成為正壓狀態(tài)，從而，如果輸送機(jī)構(gòu)的局部對(duì)大氣開口，則有時(shí)微粉末因壓力變動(dòng)而從其開口噴出。另外，在本實(shí)施方式中，螺旋輸送機(jī)26、 35為水平配置，但是，他們也可以設(shè)計(jì)為向比水平更靠下方傾斜的配置。 這樣一來，所輸送的微粉末不會(huì)依靠自重被壓縮，從而，能夠防止輸送途 中的填塞的發(fā)生。
如圖6所示，在所述螺旋輸送機(jī)35的出口連接有壓縮裝置38。該壓 縮裝置38具備載置在配置于架臺(tái)20的下部的小架臺(tái)39上且立設(shè)于基 臺(tái)40上的滑動(dòng)筒體41、具有嵌合在該滑動(dòng)筒體41的收容孔內(nèi)的圓筒狀的 成形孔51a的液壓缸套51、支承于沖床床身42上沿液壓缸套51的內(nèi)周面 上下移動(dòng)自如地配置的壓縮滑塊43、通過液壓驅(qū)動(dòng)使該壓縮滑塊43上下 移動(dòng)的壓縮液壓缸44。而且，在滑動(dòng)筒體41的側(cè)部穿設(shè)有微粉末的供給 路45，并且，在液壓缸套51上穿設(shè)有與該供給路45連通的連通孔51b， 以使所述供給路45和螺旋輸送機(jī)35的排出口連通。
另外，在所述滑動(dòng)筒體41的下部插裝有在與壓縮滑塊43的移動(dòng)方向 正交的方向滑動(dòng)自如的滑動(dòng)體46，該滑動(dòng)體46通過切換液壓缸47的動(dòng)作 在圖6中沿左右方向往復(fù)移動(dòng)。在滑動(dòng)體46上形成有比液壓缸套51的成 形孔51a稍大的排出孔46a，在該排出孔46a和成形孔51a連通后(圖6 的狀態(tài))，成形品49 (參照?qǐng)D8)穿過其排出孔46a及形成于基臺(tái)40的排 出孔40a向下方落下。另外，在滑動(dòng)體46移動(dòng)到堵塞液壓缸套51的成形 孔51a的位置時(shí)，由滑動(dòng)筒體41的側(cè)面和滑動(dòng)體46的上面和壓縮滑塊43 的下面形成成形室48。另外，本實(shí)施方式的滑動(dòng)筒體41、液壓缸套5K 壓縮滑塊43以及滑動(dòng)體46等相當(dāng)于本發(fā)明的加壓機(jī)構(gòu)。
下面，參照?qǐng)D7對(duì)壓縮滑塊43及液壓缸套51的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。 另外，圖7 (a) (b)分別為壓縮滑塊43的上面圖以及主視圖；圖7 (c) (d)分別為液壓缸套51的上面圖以及主視圖。
壓縮滑塊43具備粗直徑的基部43a、設(shè)于該基部43a的頂端部的細(xì) 直徑的活塞部43b，其構(gòu)成方式為形成于基部43a的兩平面部43c、 43c 沿配置于沖床床身42側(cè)的滑動(dòng)部件42a、 42b (參照?qǐng)D6)可滑動(dòng)。另外， 對(duì)活塞部43b實(shí)施高頻淬火。另一方面，液壓缸套51制作成在上端部具 有凸緣部51c，并且具有圓筒狀的成形孔51a，在側(cè)部具有與其成形孔51a 連通的連通孔51b的形狀。這樣，由于壓縮滑塊43的活塞部43b嵌合在缸套51的成形孔51a內(nèi)，且活塞部43b沿成形孔51a滑動(dòng)，因此，成形 室48內(nèi)的微粉末被加壓、減容。
在此，以成形孔51a的內(nèi)徑D,比活塞部43b的外徑D2大約大 0.1 0.15mm的方式，換言之，在液壓缸套51的內(nèi)周面和活塞部43b的外 周面之間形成有大約0.卜0.15mm程度的被加壓的微粉末能通過的縫隙(間 隙)。另外，對(duì)液壓缸套51的成形孔51a的頂端部P (參照?qǐng)D7 (d))實(shí) 施錐度加工稍稍進(jìn)行擴(kuò)徑，由此，能夠防止在微粉末排出時(shí)發(fā)生填塞的情 況。
如此地，在液壓缸套51的內(nèi)周面和活塞部43b的外周面之間設(shè)置間 隙(間隙)的設(shè)計(jì)是根據(jù)下面的理由。即，根據(jù)發(fā)明者們的試驗(yàn)可知，由 于使微粉末積極地侵入液壓缸套51和活塞部43b的滑動(dòng)部，因此，該微 粉末不是滑動(dòng)時(shí)的妨礙者，而是作為固體潤(rùn)滑劑而起作用。這可理解為 微粉末的形狀為球形，如軸承的鋼珠似地發(fā)揮作用。通過試驗(yàn)可知，由于 將液壓缸套51和活塞部43b之間的間隙設(shè)定為直徑大約0.15mm程度，因 此，也不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)面的燒結(jié)，液壓缸套51及活塞部43b幾乎不磨損。 但是，設(shè)計(jì)這樣的間隙時(shí)，由于微粉末會(huì)從其間隙漏下來，因此，為了不 污染周圍，在本實(shí)施方式中，用未圖示的罩覆蓋滑動(dòng)筒體41的外周部， 并且使自該滑動(dòng)筒體41漏出的微粉末返回到料斗22。另外，在本實(shí)施方 式中，由于在向集塵裝置3內(nèi)吸取煙霧之前通過粗濾器16整理為所需要 的粒徑，因此，能更可靠地發(fā)揮作為液壓缸套51和活塞部43b的滑動(dòng)部 中的微粉末的固體潤(rùn)滑劑的功能，從而能夠?qū)崿F(xiàn)加壓部的可靠性和耐久性 的提高。
接著，對(duì)如上所述構(gòu)成的等離子切割機(jī)中的煙霧的處理工序進(jìn)行說明。
在切割機(jī)主體1的工作臺(tái)5上放上被加工件4并開始該被加工件4的 切割加工時(shí)，驅(qū)動(dòng)集塵裝置3的吸氣風(fēng)扇，同時(shí)從設(shè)于工作臺(tái)5的下部的 鼓風(fēng)口吹出加壓空氣。由此，被加工件4加工時(shí)產(chǎn)生的煙霧通過自排氣口 14側(cè)吸取排氣室13內(nèi)的空氣而和空氣一起通過吸取管2導(dǎo)入集塵裝置3。 此時(shí)，由吸取管2輸送的煙霧在通過插裝在其途中的粗濾器16之際，被 整理成所需要的粒徑，并且混在煙霧中的異物被除去。這樣一來，吸入集塵裝置3的煙霧導(dǎo)入室25內(nèi)的煙霧，由袋式集塵
器24分離、搜集其微粉末，凈化后的空氣通過排氣室23放出到大氣中。 另一方面，被捕捉到袋式集塵器24的微粉末貯存在煙霧導(dǎo)入室25下方的 料斗22內(nèi)，利用自設(shè)于該料斗22的空氣噴出口噴出的空氣，適當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn) 其流動(dòng)化。
所需要量的微粉末被貝亡存在料斗22內(nèi)后，由驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)28驅(qū)動(dòng)料斗 22下方的螺旋輸送機(jī)26。于是，料斗22內(nèi)的微粉末依次落在螺旋輸送機(jī) 26上，然后通過其螺旋輸送機(jī)26輸送到其排出口33。在該輸送時(shí)，空氣 自形成于螺旋軸27的空氣噴出口 31噴出，因此，促進(jìn)微粉末的流動(dòng)化， 另外，利用形成于螺旋軸27表面的切口 32可以防止微粉末在輸送中發(fā)生 固化。
此后，自排出口 33通過滑槽34而落下的微粉末落在該滑槽34下方 的螺旋輸送機(jī)35上，并通過驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)37驅(qū)動(dòng)的螺旋輸送機(jī)35的間歇 驅(qū)動(dòng)向前方壓送，自形成于壓縮裝置38的滑動(dòng)筒體41的供給路45供給 到成形室48內(nèi)。另外，當(dāng)微粉末供給到該成形室48之際，如圖8 (a)所 示，滑動(dòng)體46處于堵塞成形孔51a的位置。
這樣一來，當(dāng)供給到成形室48內(nèi)的微粉末達(dá)到規(guī)定量時(shí)，就使壓縮 液壓缸44工作，壓縮滑塊43向下移動(dòng)，成形室48內(nèi)的微粉末被其活塞 部43b壓縮而減容固化。在此，其控制方式為在向成形室48內(nèi)供給微 粉末時(shí)，壓縮滑塊43停止在上升位置；在微粉末的供給停止時(shí)，壓縮滑 塊43向下移動(dòng)并對(duì)成形室48內(nèi)的微粉末進(jìn)行加壓，并且螺旋輸送機(jī)35 的間歇驅(qū)動(dòng)和壓縮滑塊43的上下移動(dòng)相互連動(dòng)。另外，兩個(gè)螺旋輸送機(jī) 26、 35也相互連動(dòng)而被驅(qū)動(dòng)。
這樣一來，數(shù)次反復(fù)螺旋輸送機(jī)35進(jìn)行的微粉末的供給和壓縮滑塊 43的上下移動(dòng)時(shí)，則供給于成形室48內(nèi)的微粉末就被加壓、固化而形成 成形品49。利用未圖示的限位開關(guān)壓縮油缸44的位置進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè) 出該成形品49達(dá)到了規(guī)定的大小(高度)時(shí)，則螺旋輸送機(jī)35以及壓縮 滑塊43就同時(shí)停止，而切換液壓缸47工作，如圖8 (b)所示，滑動(dòng)體 46前進(jìn)，該滑動(dòng)體46的排出孔46a和液壓缸套51的成形孔51a連通，在 該位置，壓縮滑塊43向下移動(dòng)，由此，成形品49被推向下方。另外，在小架臺(tái)39內(nèi)放置有回收箱50 (參照?qǐng)D2、圖3)，落下的成形品49被收容 在其回收箱50內(nèi)。另外，在本實(shí)施方式中，壓縮滑塊43以及滑動(dòng)體46 的排出孔46a相當(dāng)于本發(fā)明的排出機(jī)構(gòu)。
在此，所述壓縮液壓缸44和切換液壓缸47通過如圖9所示的液壓回 路52工作。在該液壓回路52中，來自由電動(dòng)機(jī)53驅(qū)動(dòng)的可變?nèi)萘啃鸵?壓泵54的壓力油通過比例電磁溢流閥59減壓，從第一油路55經(jīng)由第一 方向切換閥56向壓縮液壓缸44的頂側(cè)室44a或活塞桿側(cè)室44b的任一室 供給，自該壓縮液壓缸44的活塞桿側(cè)室44b或頂側(cè)室44a的回油經(jīng)由所 述第一方向切換閥56，從第二油路57返回到油罐58。另外，來自所述可 變?nèi)萘啃鸵簤罕?4的壓力油通過比例電磁溢流閥59進(jìn)行減壓，之后，從 第一油路55經(jīng)由第二方向切換閥60向切換液壓缸47的頂側(cè)室47a或活 塞桿側(cè)室47b的任一室供給，自該切換液壓缸47的活塞桿側(cè)室47b或頂 側(cè)室47a的回油經(jīng)由所述第二方向切換閥60，從第二油路57返回到油罐 58。這樣，第一方向切換閥56在A位置時(shí)，壓縮滑塊43向收縮方向(上 方)移動(dòng)；第一方向切換閥56在B位置時(shí)，壓縮滑塊43向伸長(zhǎng)方向(下 方)移動(dòng)。另外，第二方向切換閥60在A位置時(shí)，切換液壓缸47向收縮 方向(圖6中，左方)移動(dòng)；第二方向切換閥60在B位置時(shí)，切換液壓 缸47向伸長(zhǎng)方向(圖6中，右方)移動(dòng)。
所述比例電磁溢流閥59其設(shè)定壓可變更，由該比例電磁溢流閥59調(diào) 整后的設(shè)定壓力的壓力油被供給到壓縮液壓缸44 (及切換液壓缸47)。此 時(shí)，切換液壓缸47在收縮位置時(shí)，換言之，如圖8 (a)所示，滑動(dòng)體46 在堵塞成形孔51a的位置時(shí)，由于比例電磁溢流閥59的設(shè)定壓加在第一 油路55，因此，通過變更該比例電磁溢流閥59的設(shè)定壓，則可變更由壓 縮油缸44加在成形室48內(nèi)的微粉末的加壓力。另外，本實(shí)施方式的比例 電磁溢流閥59對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的加壓力變更裝置。
比例電磁溢流閥59的設(shè)定壓在被輸送的微粉末的量多的情況下設(shè)定 為較高，另外，在成形室48內(nèi)反復(fù)對(duì)微粉末進(jìn)行減容的情況下，以先成 形的微粉末不會(huì)破碎的方式設(shè)定為較低。另外，在將在成形室48內(nèi)被減 容、固化后的成形品49向下方推下之際，所述設(shè)定壓設(shè)定較高。這樣， 可以按照成形室48內(nèi)的微粉末的量及狀態(tài)，變更比例電磁溢流閥59的設(shè)定壓，換言之，變更加在成形室48內(nèi)的微粉末的加壓力，因而，能夠更 適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行微粉末的加壓、減容。
在本實(shí)施方式中，成形室48的壓縮滑塊43的加壓力優(yōu)選為100kg/cm2 以上。該加壓力不足100kg/cm^寸，難以使微粉末固化。
根據(jù)本實(shí)施方式，能夠使對(duì)微粉末進(jìn)行加壓、固化的工序的減容比(外 觀密度)達(dá)到1/5~1/20。而且，不使用固化劑則可進(jìn)行減容、固化。因而， 不僅能夠大幅度地削減處理費(fèi)用，而且，以減容固化后的氧化鐵為主要成 分的顆粒能夠和廢金屬同樣進(jìn)行再熔融并作為鋼材的原料進(jìn)行再利用，因 此，具有產(chǎn)生作為工業(yè)用原料的利用價(jià)值(在有償?shù)臈l件下領(lǐng)取)之類的 效果。當(dāng)然，也不會(huì)產(chǎn)生如目前那樣由于粉塵的飛揚(yáng)而造成的工作環(huán)境的 不良影響。另外，對(duì)作業(yè)工人來說，也不會(huì)成為痛苦感強(qiáng)的作業(yè)。
根據(jù)本實(shí)施方式，將由靠近料斗22下部的螺旋輸送機(jī)26運(yùn)出的微粉 末通過作為輸送機(jī)構(gòu)的螺旋輸送機(jī)35送入成形室48，因此，微粉末的運(yùn) 出量均勻，能夠可靠地將規(guī)定量的微粉末送入成形室48。另外，在本實(shí)施 方式中，將用螺旋輸送機(jī)35作為輸送機(jī)構(gòu)的方式進(jìn)行了說明，但是，作 為該輸送機(jī)構(gòu)，另外也可以采用缸套活塞、自然落下方式等。
在本實(shí)施方式中，是通過螺旋輸送機(jī)對(duì)煙霧邊加壓力邊輸送即所謂壓 送，但是，也可以如皮帶輸送機(jī)那樣采用簡(jiǎn)單地輸送的方式。另外，也可 以加入人工進(jìn)行的搬運(yùn)而代替螺旋輸送機(jī)26、 35等的自動(dòng)的輸送機(jī)構(gòu)。
在本實(shí)施方式中，作為對(duì)成形室48內(nèi)的微粉末進(jìn)行加壓并減容的加 壓機(jī)構(gòu)，對(duì)釆用了液壓驅(qū)動(dòng)的壓縮液壓缸44的方式進(jìn)行了說明，但是， 作為該加壓機(jī)構(gòu)，也可以采用如空壓裝置及螺紋驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)那樣的另外 的裝置。另外，在釆用聯(lián)桿機(jī)構(gòu)及偏心輪機(jī)構(gòu)等的情況下，存在進(jìn)行加壓 力的變更困難這種缺點(diǎn)。
在本實(shí)施方式中，對(duì)通過袋式集塵器分離、搜集微粉末的方式進(jìn)行了 說明，但是，作為該分離、搜集機(jī)構(gòu)，也可以用電集塵器。
在本實(shí)施方式中，以等離子切割機(jī)為例對(duì)其煙霧的處理方法進(jìn)行了說 明，但是，不言而喻，本發(fā)明除激光加工機(jī)等其他熱切割加工機(jī)之外，對(duì) 于焊接作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的煙霧的處理也能夠適用。
權(quán)利要求
1、一種煙霧處理方法，其處理在金屬材料的加工時(shí)產(chǎn)生的煙霧，其特征在于，包括吸取產(chǎn)生的煙霧的工序；從所吸取的煙霧中分離、搜集微粉末的工序；將分離、搜集的微粉末輸送到成形室的工序；將輸送到所述成形室的微粉末加壓并減容的工序。
2、 一種煙霧處理裝置，其處理在金屬材料加工時(shí)產(chǎn)生的煙霧，其特 征在于，具備吸取機(jī)構(gòu)，其吸取產(chǎn)生的煙霧；搜集機(jī)構(gòu)，其從由所述吸取機(jī)構(gòu)吸取的煙霧中分離、搜集微粉末； 貯存機(jī)構(gòu)，其貯存由所述搜集機(jī)構(gòu)分離、搜集的微粉末； 輸送機(jī)構(gòu)，其將貯存于所述貯存機(jī)構(gòu)的微粉末輸送到成形室； 加壓機(jī)構(gòu)，其對(duì)送入所述成形室的微粉末進(jìn)行加壓并減容； 排出機(jī)構(gòu)，其從所述成形室排出由所述加壓機(jī)構(gòu)加壓后的成形品。
3、 一種煙霧處理裝置，其處理在等離子切割加工金屬材料時(shí)產(chǎn)生的 煙霧，其特征在于，具備吸取機(jī)構(gòu)，其吸取產(chǎn)生的煙霧；煙霧導(dǎo)入室，其通過吸取管與切割機(jī)主體連接，并導(dǎo)入由所述吸取機(jī) 構(gòu)吸取的煙霧；搜集機(jī)構(gòu)，其從導(dǎo)入所述煙霧導(dǎo)入室內(nèi)的煙霧中分離、搜集微粉末； 貯存機(jī)構(gòu)，其貯存由所述搜集機(jī)構(gòu)分離、搜集的微粉末； 輸送機(jī)構(gòu)，其將貯存于所述貯存機(jī)構(gòu)的微粉末輸送到成形室； 加壓機(jī)構(gòu)，其對(duì)送入所述成形室的微粉末進(jìn)行加壓并減容； 排出機(jī)構(gòu)，其從所述成形室排出由所述加壓機(jī)構(gòu)加壓后的成形品。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的煙霧處理裝置，其中， 所述加壓機(jī)構(gòu)具備加壓力變更裝置，其變更施加于所述成形室內(nèi)的微粉末的加壓力。
5、 如權(quán)利要求2 4中任一項(xiàng)所述的煙霧處理裝置，其中，所述加壓機(jī)構(gòu)具備液壓缸套和可滑動(dòng)地嵌合于該液壓缸套的壓縮滑 塊，在所述液壓缸套的內(nèi)周面和所述壓縮滑塊的外周面之間形成有能夠通 過所加壓的微粉末的程度的間隙。
6、 如權(quán)利要求2或3所述的煙霧處理裝置，其中， 所述輸送機(jī)構(gòu)為密閉構(gòu)造。
7、 如權(quán)利要求3所述的煙霧處理裝置，其中，在所述吸取管上插裝有對(duì)所吸取的煙霧的粒徑進(jìn)行整理的粗濾器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種煙霧處理方法及處理裝置，為了從金屬材料的熱切割加工及焊接作業(yè)等加工時(shí)產(chǎn)生的煙霧中搜集微粉末并將其固化，其構(gòu)成為，具備煙霧導(dǎo)入室(25)，其通過吸取管(2)和切割機(jī)主體連接并導(dǎo)入所吸取的煙霧；袋式集塵器(24)，其從被導(dǎo)入煙霧導(dǎo)入室(25)的煙霧中分離、搜集微粉末；料斗(22)，其貯存分離、搜集的微粉末；螺旋輸送機(jī)，其將貯存于料斗(22)的微粉末輸送到成形室；壓縮裝置(38)，其對(duì)送入成形室的微粉末進(jìn)行加壓并使其減容。
文檔編號(hào)B23K9/32GK101300102SQ20068004046
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2006年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者大西知志, 山口義博, 畑尚宏, 石栗幸博 申請(qǐng)人:小松產(chǎn)機(jī)株式會(huì)社;新幸技研株式會(huì)社