粉尘固化装置的制作方法

1.本发明涉及一种粉尘固化装置。


背景技术：

2.当对金属材料等进行激光加工、等离子加工和焊接等时，若作业人员吸入包含所产生的烟雾的粉尘，则有可能对健康带来严重的损害。因此，为了保持作业环境清洁，使集尘机工作，从而从作业环境中去除粉尘。集尘机所收集的粉尘处于堆积密度较小的状态，可以将粉尘压缩并固化，从而加工成容易处理的固体状态。
3.关于将上述粉尘固化，专利文献1中公开了对废弃物进行固化的装置。在该文献中记载有如下装置：将积存于料斗的废弃物供给至设置于料斗的下方的压缩室，并且从压缩室的上方和侧方进行压缩，从而使废弃物固化。之后，压缩室向侧方移动，并且通过挤压装置挤压固化的废弃物并将其排出。
4.专利文献2公开了一种处理装置，上述处理装置将捕获的微粉末通过螺旋搬运机供给至压缩室，并且在微粉末达到规定量时，使压缩滑块下降，从而压缩微粉末并使其固化。进一步供给微粉末并进行多次压缩，当固化的成形品达到规定的大小时，将设置于压缩室的下方的排出孔打开，并使压缩滑块下降，从而排出成形品。
5.专利文献3中公开了一种固化装置，上述固化装置将由集尘机所收集的粉粒体供给至设置于料斗的下方的成形室，并且通过成形构件和开闭构件使粉粒体固化。记载有：成形室的水平地配置并固化的粉粒体通过成形构件移动到成形室的外部，并且通过从上方下降的清扫构件使附着于成形构件的前端的固化的粉粒体下落。现有技术文献专利文献
6.专利文献1：日本专利特开平04-123898号公报。专利文献2：日本专利特开2010-069536号公报专利文献3：日本专利特开2011-156560号公报


技术实现要素：

7.所收集的粉尘实际上并不一定在整体上是均匀组成，容易固化的成分和不易固化的成分有时也会局部存在。例如，容易固化的成分是指包含大量烟雾的部分，不易固化的部分是指金属以大于烟雾的尺寸析出而形成粒子状的部分等。这样，若直接供给存在不均的粉尘，即使施加压力使其固化，在粉尘中包含大量金属粒子的部分有时也无法顺利地固化。
8.在上述专利文献1～3所记载的固化装置中，对于作为固化的对象的粉尘，将被捕获或集尘而收集的粉尘直接供给至装置的进行固化处理的机构。因此，如上所述，在容易固化的成分和不易固化的成分不均的情况下，在这些固化装置中，有可能无法实现期望的固化。本发明是鉴于上述情况而作出的，本发明所要解决的技术问题是提供一种能以简
便的结构使粉尘的成分均匀化且能够稳定地进行粉尘的固化的粉尘固化装置。
9.本发明为了解决所述技术问题而采用以下的手段。即，本发明的粉尘固化装置包括：积存槽，上述积存槽积存粉尘；成形构件，上述成形构件设置在积存槽内并具有成形孔；以及加压杆，上述加压杆能相对于成形孔内自由地进入、退出，使加压杆进入成形孔内，并将填充在其内部的粉尘固化而得到固化物，其中，成形孔具有加压杆的进入部和排出部并与积存槽内连通，在排出部的外部设置有搅拌路径，上述搅拌路径将由于加压杆进入进入部而从排出部挤出的粉尘向与排出方向不同的方向引导并搅拌。根据这样的发明，由于设置有将从排出部挤出的粉尘向与排出方向不同的方向引导并搅拌的搅拌路径，因此，利用加压杆的往复运动，能够将粉尘的成分搅拌均匀。
10.在本发明的一个方式中，搅拌路径由返回路径构成，该返回路径包括第一引导壁和第二引导壁，上述第一引导壁将从排出部排出的粉尘向与排出方向交叉的方向引导，上述第二引导壁将引导至交叉的方向的粉尘向与排出方向相反的方向引导。根据这样的结构，能够采用高效率的结构作为搅拌路径。
11.在本发明的一个方式中，在积存槽内，轴体以自由转动的方式支承于成形孔的进入部附近，在轴体固定有向轴体的径向外侧延伸的搅拌体，并且设置有在加压杆前进到进入部时与加压杆接触而使轴体和搅拌体转动的突起。根据这样的结构，在杆上设置有协同地动作的搅拌体，因此，能够采用简单的结构，并且更好地搅拌粉尘。
12.在本发明的一个方式中，在积存槽内设置有以自由转动的方式被支承的第二轴体、以及固定于第二轴体的搅拌叶片，并且包括使第二轴体和搅拌叶片转动的驱动源。根据这样的结构，能够利用具有驱动源的搅拌叶片来搅拌粉尘，因此，能够高效且可靠地搅拌粉尘。
13.在本发明的一个方式中，搅拌路径是使粉尘以一定区间、一定的截面积通过的管路。根据这样的结构，能够采用适当的结构作为搅拌路径。
14.本发明的另一观点的粉尘固化装置包括：积存槽，上述积存槽积存粉尘；成形构件，上述成形构件设置在积存槽内并具有成形孔；以及加压杆，上述加压杆能相对于成形孔内自由地进入、退出，使加压杆进入成形孔内，并将填充在其内部的粉尘固化而得到固化物，其中，成形孔具有加压杆的进入部和排出部并与积存槽内连通，在积存槽内，轴体以自由转动的方式支承于成形孔的进入部附近，在轴体固定有向轴体的径向外侧延伸的搅拌体，并且设置有在加压杆前进到进入部时与加压杆抵接而使轴体和搅拌体转动的突起。根据这样的发明，在杆上设置有协同地动作的搅拌体，因此，能够采用简单的构造，并且高效地搅拌粉尘。
15.本发明的其他观点的粉尘固化装置包括：积存槽，上述积存槽积存粉尘；成形构件，上述成形构件设置在积存槽内并具有成形孔；以及加压杆，上述加压杆能相对于成形孔内自由地进入、退出，使加压杆进入成形孔内，并将填充在其内部的粉尘固化而得到固化物，其中，在积存槽内设置有以自由转动的方式被支承的第二轴体、以及固定于第二轴体的搅拌叶片，并且包括使第二轴体和上述搅拌叶片转动的驱动源。
根据这样的结构，能够利用具有驱动源的搅拌叶片来搅拌粉尘，因此，能够高效且可靠地搅拌粉尘。
16.根据本发明，能够提供一种以简单的结构使粉尘的成分均匀化并稳定地进行粉尘的固化的粉尘固化装置。
附图说明
17.图1是作为本发明的实施方式所示的粉尘固化装置的侧剖视图。图2是图1所示的粉尘固化装置的积存槽内的主要部分的放大立体图。图3是图2的a-a线向视剖视图。图4是本发明的实施方式的粉尘固化装置的积存槽内的主要部分的放大立体图。图5是图4的b-b线向视剖视图。图6是图4的b-b线向视剖视图。图7是本发明的实施方式的粉尘固化装置的积存槽内的主要部分的放大立体图。图8是图7的c-c线向视剖视图。图9是本发明的实施方式的粉尘固化装置的积存槽的侧剖视图。图10是本发明的实施方式的粉尘固化装置的积存槽内的主要部分的侧剖视图。图11是本发明的实施方式的粉尘固化装置的积存槽内的主要部分的侧剖视图。图12是图5的主要部分的示意放大图。图13是第二实施方式的变形例的主要部分的示意放大图。(符号说明)1粉尘固化装置3积存槽4成形孔41排出部42进入部5成形构件6加压杆81第一引导壁82第二引导壁92轴体93搅拌体94突起96第二轴体96c搅拌叶片96d驱动源(旋转致动器)97管路d粉尘k固化物r搅拌路径
r1返回路径
具体实施方式
18.(第一实施方式)以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。图1是本实施方式的粉尘固化装置1的侧剖视图。如图1所示，粉尘固化装置1包括：装置主体2；积存槽3，上述积存槽3设置于上述装置主体2并积存粉尘d；成形构件5，上述成形构件5设置于上述积存槽3内并具有成形孔4；加压杆6，上述加压杆6相对于上述成形孔4内自由地进入、退出；封闭杆7，上述封闭杆7与上述加压杆6相对；加压杆驱动气缸61，上述加压杆驱动气缸61对加压杆6进行驱动；以及封闭杆驱动气缸71，上述封闭杆驱动气缸71对封闭杆7进行驱动。粉尘固化装置1构成为使上述加压杆6进入上述成形孔内4，并且使填充于上述成形孔4内部的粉尘d固化以得到固化物k。
19.上述成形孔4具有上述加压杆6的进入部42和排出部41并与上述积存槽3内连通，上述封闭杆7从上述成形孔4的排出部41自由地进入、退出，上述加压杆6从上述成形孔的进入部42自由地进入、退出。
20.装置主体2的第一壁部31和第二壁部32分别与上述成形孔4的排出部41和进入部42相对地配置。上述第一壁部31和第二壁部32分别位于上述成形孔4的轴线上。另外，在第一壁部31和第二壁部32上形成有供上述封闭杆7和上述加压杆6中的任一方或双方往复移动的第一孔21和第二孔22。在上述成形孔4内被固化的上述固化物k能够与上述封闭杆7和上述加压杆6一起穿过上述第一孔21并向上述积存槽3外搬运。另外，此处，第一壁部31和第二壁部32也构成积存槽3内部的侧壁。
21.在上述装置主体2中，在上述积存槽3的外部附近形成有排出孔23，上述排出孔23与上述第一孔21交叉且沿上下方向延伸。
22.另外，在上述装置主体2中，在上述积存槽3和上述排出孔23的附近形成有防尘孔24、25，上述防尘孔24、25与上述第一孔21和上述第二孔22交叉且沿上下方向延伸。
23.另外，上述排出孔23与上述第一孔21交叉且沿上下方向延伸。上述第一孔21的上部是平衡块施加构件配置部26。上述第一孔的下部是排出孔23。在上述平衡块施加构件配置部26中配置有平衡块施加构件28。该平衡块施加构件28是上述加压杆6、封闭杆7以及夹持在它们之间的固化物k在上述第一孔21内移动时，将固化物k向上述排出孔23侧排出的移动支援装置。在本实施方式中，平衡块施加构件28是具有一定值以上的重量的圆柱状的构件，并且在平衡块施加构件配置部26纵向层叠地配置有两个。
24.在上述排出部41的外部设置有搅拌路径r，上述搅拌路径r将由于上述加压杆6进入上述进入部而从上述排出部41挤出的上述粉尘d向与排出方向h不同的方向引导并搅拌。图2是积存槽3内的主要部分的立体图，图3是图2的a-a线截面向视图。另外，图2、图3示出了充满有粉尘d的积存槽3内，但是为了容易观察附图，省略了图1中描绘的表示粉尘d的砂纹图案的描绘。以下，在对积存槽3内进行图示的情况下，进行同样的省略。
25.如图2、3所示，本实施方式中的搅拌路径r由图3所示的返回路径r1构成，该返回路径包括第一引导壁81和第二引导壁82，上述第一引导壁81在与排出方向h交叉的方向上进行引导，上述第二引导壁82将引导至上述交叉的方向的上述粉尘向与上述排出方向h相反
的方向引导。第一引导壁81由积存槽3的侧壁31以及与该侧壁31大致共面地定位的封闭杆7的前端部72构成。如图2所示，第二引导壁82是利用位于成形构件5的上部的顶板82a和位于成形构件5的左右的侧板82b、82b以
コ
字形将成形构件5包围而构成的。第二引导壁82与第一引导壁81无间隙地定位并固定在积存槽3内。基于这样的结构而形成的返回路径r1在积存槽3内开口。
26.接着，对如上所述地构成的粉尘固化装置1的动作进行说明。由于就粉尘d的组成而言，包含大量容易固化的成分的部分和包含大量不易固化的成分的部分有时在积存槽3内局部存在，因此，本实施方式中的粉尘固化装置1在进行固化的工序之前进行搅拌粉尘d的工序。
27.在搅拌粉尘d的工序中，如上所述，封闭杆7的前端部72大致固定在与侧壁31共面的位置，并且，如双点划线所示，使加压杆6从成形孔4的外侧经过进入部42并在进入部42与排出部41之间往复运动。随着该加压杆6的往复运动，粉尘d被挤压到成形孔4内，在成形孔4内向排出方向h的方向移动，并且从排出部41挤压出。由于粉尘d是流动性的粉体，因此，从排出部41挤压出的粉尘d沿第一引导壁81在图3的纸面上向上侧移动。向上侧移动的粉尘d进一步沿第二引导壁82移动，其结果是，如符号r1所示那样构成返回路径r1，并被搬运到进入部42的外部附近而与填充于积存槽3内的加压杆6的上部的粉尘d混合并搅拌。
28.关于上述返回路径r1，对图2中的顶板82a进行了说明，但是对于侧板82b、82b也产生了同样的作用，如图2所示，对于侧板82b、82b也形成有返回路径r1、r1。
29.在充分地进行上述搅拌工序而实现粉尘d的均匀化之后，进行固化工序。在固化工序中，如图1所示，使封闭杆7静止固定在成形孔4内，并且与上述搅拌工序同样地使加压杆6往复运动。粉尘d通过多次往复运动被压入成形孔4内，并且被施加压力。被施加压力的粉尘d成形为固化物k。在固化物k成形为期望的大小之后，固化物k被夹持于加压杆6与封闭杆7之间，并与加压杆6和闭合杆7一起穿过第一孔21，搬运到积存槽3外部的排出孔23并下落至排出孔23而排出。适当地重复以上的搅拌工序和固化工序，使积存槽3内的粉尘d连续地进行固化处理。
30.如上所述，本实施方式中的粉尘固化装置1在固化工序之前采用搅拌工序，因此，即使粉尘d的组成不均匀且容易固化的部分和不易固化的部分局部存在，也能够使粉尘d的组成均匀化，从而进行固化处理。因此，能够稳定地实现固化处理。本实施方式的粉尘固化装置1仅通过在以往的结构中附加设置第二引导壁82这样的简单结构，就能够在不较大地改变以往的结构的情况下实现使粉尘d的组成均匀化的搅拌机构。此外，搅拌工序只是适当地对封闭杆7的静止位置和加压杆6的往复运动进行控制，因此，能够通过与加压工序大致相同的控制来实现搅拌工序。因此，能够通过简单的结构和控制使粉尘的组成均匀化，从而稳定地进行粉尘的固化。
31.(第二实施方式)图4是本实施方式的积存槽3内的主要部分的放大立体图。图5和图6是图4的b-b线向视剖视图。本实施方式与第一实施方式的不同点在于，除了第一实施方式的构成要素以外，如图5所示，在积存槽3内，轴体92以自由转动的方式支承于进入部42附近，在轴体92固定有向该轴体92的径向外侧延伸的搅拌体93，并且设置有在加压杆6前进到进入部42时与该加压杆6抵接而使轴体92和搅拌体93转动的突起94。
32.如图4所示，轴体92被用螺栓固定于积存槽3内的侧壁的轴支承板91、91以自由转动的方式支承。搅拌体93包括固定框架93a、侧框架93b、93b和支承杆93c。搅拌体93经由固定框架93a用螺栓固定于轴体92。在固定框架93a的两端固定有侧框架93b、93b，对侧框架93b、93b进行加强支承的支承杆93c固定在侧框架93b、93b之间。
33.在侧框架93b的下部设置有用于粉尘d搅拌的搅拌板93d。搅拌板93d被设置成从各个侧框架93b、93b下部具有一定的角度地沿加压杆6的方向延伸，以便能够抄起粉尘d。
34.接着，参照图5和图6对包括搅拌体93而构成的本实施方式的装置的搅拌工序进行说明。关于本实施方式的搅拌工序以外的动作，由于与第一实施方式相同，因此省略其说明。另外，本实施方式中的返回路径r1的构成作用也与第一实施方式相同，因此省略其详细说明。
35.如图6所示，当加压杆6不位于积存槽3内而不与突起94抵接时，搅拌体93由未图示的施力构件施力，使得搅拌板93d位于积存槽3的下方。在本实施方式中，作为施力构件，使用对轴体92施力的扭力弹簧(未图示)。
36.如图5所示，当加压杆6朝向成形构件5移动时，加压杆6与突起94抵接。搅拌体93与之连动并以轴体92为轴转动。因此，如图5和图6所示，通过加压杆6的往复运动，如图上箭头p所示，搅拌体93摆动。通过该搅拌体93的摆动，搅拌板93d将位于成形构件5的两侧方向且垂直于纸面的方向的粉尘d抄起，并且在位于图5的位置时，使粉尘d沿搅拌板93d的倾斜移动到进入部42的附近。伴随该移动，粉尘d与位于加压杆6的上部附近的粉尘d混合并搅拌。
37.因此，除了由第一实施方式得到的作用效果、即经由返回路径r1对粉尘d进行搅拌之外，还能够通过搅拌体93的摆动进一步搅拌粉尘d，从而能够提高搅拌效率。由于搅拌体93的动作与加压杆6的往复运动协同作用，因此，不必重新设置驱动源，不必对以往的结构进行较大的改变，能够采用简单的结构来提高搅拌效率。
38.在本实施方式中，为了构成返回路径r1，作为第二引导壁82仅采用顶板82a，但是也可以与第一实施方式同样地采用侧板82b。
39.在本实施方式中，作为施力构件采用了扭力弹簧，但是不限于此，只要将搅拌体93在图6所示的位置施力即可。例如，也可以代替扭力弹簧，在侧框架93b、93b的任一个的前端部与积存槽3内的底部之间设置拉伸弹簧。
40.在本实施方式中，搅拌板93d设置成在侧框架93b的下部抄起粉尘d，但是不限于此，也可以设置多个搅拌板93d，该多个搅拌板93d从侧框架93b的任意位置朝加压杆6侧延伸。考虑到搅拌的效率，能够适当地选择搅拌板93d的形状、设置的位置和数量。
41.(第二实施方式的变形例)接着，参照图12、图13对第二实施方式的变形例进行说明。图12是包括第二实施方式的加压杆6和突起94的主要部分的示意放大图。图13是相同部分的本变形例的示意图。如图12所示，在第二实施方式中，利用加压杆6的往复运动t，突起94的前端抵接于加压杆6并滑动，从而搅拌体93如箭头p所示那样摆动。利用该搅拌体93的摆动来搅拌粉尘d。在本变形例中，如图13所示，在突起94的前端设置有辊94a。这样，由于在突起94的前端设置辊94a，因此，能够降低与加压杆6和突起94的动作有关的阻力，除了第二实施方式的作用效果之外，还能够进一步实施平滑的搅拌动作。
42.(第三实施方式)
图7是本实施方式的积存槽3内的主要部分的放大立体图。图8是图7的c-c线向视剖视图。本实施方式与第一实施方式不同点在于，除了第一实施方式的构成要素以外，如图7所示，在积存槽3内设置有以自由转动的方式被支承的第二轴体96以及固定于该第二轴体96的搅拌叶片96c，并且设置有使第二轴体96和搅拌叶片96c转动的驱动源96d。
43.更详细地，如图7所示，轴体96利用固定于积存槽3的侧壁的支承框95以自由转动的方式支承。在构成轴体96的一部分的杆96a上，一对旋转圆盘96b、96b固定于距杆96a的中心左右分开一定尺寸的位置。各旋转圆盘96b、96b的相对的内表面分别固定有三个搅拌叶片96c。在支承框95固定有作为驱动轴体96旋转的驱动源96d的旋转致动器。
44.接着，参照图7和图8对包含搅拌叶片96c而构成的本实施方式的装置的搅拌工序进行说明。关于本实施方式的搅拌工序以外的动作，由于与第一实施方式相同，因此省略其说明。另外，本实施方式中的返回路径r1的构成作用也与第一实施方式相同，因此省略其详细说明。
45.在本实施方式中，在搅拌工序中，利用旋转致动器96d使旋转叶片96c沿图7所示的箭头q的方向旋转。利用该搅拌叶片96c的旋转来进行粉尘d的搅拌。即，除了具有与图8所示的第一实施方式相同作用的返回路径r1的效果之外，还利用搅拌叶片96c来搅拌粉尘d。
46.因此，在本实施方式中，除了与第一实施方式相同的作用效果之外，还追加了搅拌叶片96c的搅拌效果，因此，能够实现高效率的粉尘d的搅拌。由旋转致动器96d实现的搅拌叶片96c的旋转驱动与加压杆6及封闭杆7的动作是独立的。由此，在加压杆6和封闭杆7的固化处理的工序中也能够同时连续地执行搅拌动作，因此，能够高效率地使粉尘d的组成均匀化。
47.在本实施方式中，作为搅拌叶片96c的旋转方向，采用箭头q的方向，但是不限于此，也可以使搅拌叶片96c沿与箭头q相反的方向旋转。另外，也可以相互地施加箭头q的旋转和其反转。搅拌叶片96c的旋转控制能够在考虑搅拌情况的同时适当地选择。
48.(第四实施方式)图9是本实施方式的粉尘固化装置1的积存槽3的侧剖视图。本实施方式与第一实施方式的不同点在于，作为搅拌路径r2，采用使粉尘d以一定区间、一定截面积通过的管路97。管路97形成为从积存槽3的下部经由侧壁31的外部连通到积存槽的上部。
49.如图9所示，在本实施方式的搅拌工序中，封闭杆7以在管路97的下部与管路97的内部面大致共面的方式静止固定。在该状态下，通过使加压杆6如箭头那样往复运动，搅拌路径r2能够使粉尘如箭头那样循环，从而搅拌粉尘d。因此，具有与第一实施方式相同的作用，从而能够得到相同的效果。
50.(第五实施方式)图10是本实施方式的粉尘固化装置的积存槽内的主要部分的侧剖视图。本实施方式与第二实施方式的不同点在于没有形成返回路径r1。包含其他搅拌体93的构成要素的作用效果与第二实施方式相同。在本实施方式中，能够简化装置结构。
51.(第六实施方式)图11是本实施方式的粉尘固化装置的积存槽内的主要部分的侧剖视图。本实施方式与第三实施方式的不同点在于没有形成返回路径r1。其他的包含搅拌叶片96c的构成要素的作用效果与第三实施方式相同。在本实施方式中，能够简化装置结构。
52.在上述实施方式中，设为粉尘d充满积存槽3内，但是与粉尘d的量无关，即使积存槽3内的粉尘d不足以充满，本发明的作用效果也能够有效地发挥效果。