本發明涉及將存在于以鋁、鋁合金為代表的各種金屬的熔液中的夾雜物等去除的金屬熔液過濾裝置。
背景技術:
對于包含鋁或鋁合金等金屬的熔液(以下也簡稱為“熔液”)來說,當夾雜物等包含在它們之中時,在進行了鑄造等的情況下會成為鑄造物產生缺陷等的原因,或者在對鑄造物進行了軋制的情況下會成為裂紋的起點,因此將該熔液過濾來進行夾雜物等的清除。作為進行這樣的金屬熔液的過濾的過濾裝置,廣為周知例如有將一根以上的多孔質陶瓷制過濾管橫向配置在熔液的儲存部內的裝置。就上述過濾裝置來說,通過使熔液從該過濾管的外側流到內側,將熔液中的夾雜物等去除,能夠提高品質,因此能夠減少例如鋁制品在軋制時的裂紋、傷痕。作為這樣的過濾裝置,例如周知有專利文獻1和2所述的那些。
圖24示意性地示出現有的過濾裝置210的結構。就過濾管241來說,其兩個端部被稱為端面板的以兩片成一對的支承板242支承,由此形成過濾單元240。過濾單元240被楔形板290按壓在過濾裝置210的罐體部220內,由此確保了對熔液的密封。一對支承板242分別被支承臺230支承。
另外,申請人之前提出了將過濾管不是橫向配置而是與水平面交叉配置在熔液的儲存部內的過濾裝置(專利文獻3)。就該文獻的圖1~圖3所示的形態來說,當過濾單元安裝在罐體部內時,被構成為過濾管的長度方向與罐體部的水平方向交叉并且該過濾管的開口部朝向上方。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開平5-195101號公報
專利文獻2:日本特開平9-137235號公報
專利文獻3:日本特開2013-136812號公報
技術實現要素:
發明所要解決的問題
對于如圖24所示的過濾裝置210這樣過濾管241橫向配置的過濾裝置來說,伴隨長時間的使用,由于熔液向支承臺230的附著和固化等而導致支承臺230在過濾管處的高度有時會變得略微不同。此時,被楔形板290按壓在罐體部220內時的支承板242與支承臺230抵接的強弱在兩塊支承板242之間會產生偏差。這樣,過濾單元240的密封性會降低,從而有可能會導致金屬熔液的泄漏。一旦發生金屬熔液的泄漏,則由于未從過濾器通過的熔液以泄漏的形式存在,因此需要將發生了泄漏時的金屬熔液全部進行再處理,該再處理花費時間和功夫,會產生巨大的損失。
另外,對于專利文獻3所述的縱向配置了過濾管的過濾裝置來說,金屬熔液在其過濾時,由過濾管的外側進入內側,在管內向上方流動,從管的上方的開口部通過并且向裝置外輸出。在固定過濾管的支承板伴隨輸出時金屬熔液向上方的流動而會浮起的情況下,金屬熔液有可能會泄漏。因此,專利文獻3提出了用于防止支承板的浮起的錘等。
然而,從有效地防止支承板的浮起的觀點考慮,專利文獻3所述的過濾裝置有改善的余地。
因此,本發明所要解決的問題在于:提供能夠消除上述的現有技術所存在的各種缺點的金屬熔液過濾裝置。
用于解決問題的手段
本發明提供一種金屬熔液過濾裝置,其具有:罐體部,該罐體部在上部具有開口部;以及過濾單元,該過濾單元以能夠拆卸的方式安裝在上述罐體部內的儲存部,
其中,上述過濾單元具有支承板和一根或多根有底筒狀多孔質陶瓷制過濾管,該多孔質陶瓷制過濾管沿著上述支承板的厚度方向與上述支承板固定,
上述過濾單元被構成為當上述過濾單元被安裝在上述罐體部內時上述過濾管的長度方向與上述罐體部的水平方向交叉并且上述過濾管的開口部朝向上方,
用于將上述支承板安裝在上述罐體部內的卡定部被以從上述罐體部的壁面部向水平方向內方突出的方式設置在上述罐體部的壁面部,
設置用于將卡定在上述卡定部的狀態的上述支承板的比上述過濾管的固定位置更靠邊緣部側的部分從上述支承板的上表面側向下方按壓的按壓部件,
能夠通過上述卡定部和上述按壓部件將上述支承板加壓夾持固定。
發明效果
根據本發明的金屬熔液過濾裝置,過濾單元的密封容易,并且能夠有效地防止支承板的浮起以及由此造成的金屬熔液的泄漏。
附圖說明
圖1是表示將罐體部20局部剖開來表示本發明的一個實施方式的金屬熔液過濾裝置10的分解立體圖。
圖2是將安裝了過濾單元40之后并且安裝蓋體52(加熱單元50)和蓋體92之前的裝置10沿著圖1的I-I線切斷向視而得到的端視圖。
圖3是將圖2的狀態的過濾裝置10沿著圖1的II-II線切斷向視而得到的端視圖。
圖4是將圖2和圖3的狀態的過濾裝置10沿著圖2和圖3的III-III線切斷向視而得到的剖視圖。
圖5是從支承板42的背面側來表示圖1所示的過濾單元40的立體圖。(a)表示未與安裝機構接合的狀態,(b)表示與安裝機構接合后的狀態。
圖6是將罐體部局部剖開來表示將過濾單元40安裝在罐體部20內的中途的狀態的過濾裝置10的立體圖。
圖7是以(a)、(b)和(c)的順序來表示從安裝過濾單元40到楔體70嵌入凹部39為止的動作的圖,其是將相當于圖3的端視圖局部放大而得到的圖。
圖8是圖1所示的加熱單元50的分解立體圖。
圖9是安裝了蓋體52之后的過濾裝置10的相當于圖2的圖。
圖10是代替第一蓋體52而安裝了第二蓋體92時的過濾裝置10的相當于圖1的圖。
圖11是代替第一蓋體52而安裝了第二蓋體92時的過濾裝置10的相當于圖9的圖。
圖12是本發明的另一個實施方式的金屬熔液過濾裝置110的分解立體圖。
圖13是將安裝蓋體(加熱單元)之前的過濾裝置110沿著圖12的I’-I’線切斷向視而得到的剖視圖。
圖14是將圖13的狀態的過濾裝置110沿著圖12的II’-II’線切斷向視而得到的端視圖。
圖15是在圖14之中將罐開口部9附近局部放大而得到的放大剖視圖。
圖16是將圖13的狀態的過濾裝置沿著該圖的III’-III’線切斷向視而得到的剖視圖。
圖17是安裝了第二蓋體之后的過濾裝置的相當于圖13的圖。
圖18是本發明的又一個實施方式的過濾裝置110A的分解立體圖。
圖19是將安裝了加熱單元之后的過濾裝置110A沿著圖18的A-A線切斷向視而得到的剖視圖。
圖20是將安裝加熱單元之前的過濾裝置110A沿著圖19的B-B線切斷向視而得到的剖視圖。
圖21是將代替加熱單元而安裝了第二蓋體的過濾裝置110A沿著圖20的C-C線切斷向視而得到的端視圖。
圖22是設置了用于將蓋材90在罐體部20上的位置固定的固定件的過濾裝置110A’的相當于圖20的圖。
圖23是將代替加熱單元而安裝了第二蓋體的過濾裝置110A’沿著圖22的D-D線切斷向視而得到的端視圖。(a)是表示過濾裝置110A’的上側的圖,(b)是(a)的局部放大圖。
圖24是表示現有的金屬熔液過濾裝置210的結構的剖視圖。
具體實施方式
以下,參照附圖對本發明基于其優選的實施方式進行說明。圖1是表示本發明的金屬熔液過濾裝置(以下也簡稱為“過濾裝置”)的一個實施方式的分解立體圖。如圖1所示,金屬熔液過濾裝置10在上部具有開口部9(以下也稱為“罐開口部9”),其具有將熔液儲存在內部的罐體部20以及配置在罐體部20內的過濾單元40。過濾單元40具有支承板42以及一根或多根有底筒狀多孔質陶瓷制過濾管41,該多孔質陶瓷制過濾管41沿著該支承板42的厚度方向與該支承板42固定。如圖2和圖3所示,過濾單元40是從罐開口部9通過并且在罐體部20內能夠拆卸的。罐開口部9是可由后述的蓋體52、92關閉的。罐體部20例如由包含鐵等金屬的殼體和耐火材料的襯里構成。
首先,根據圖1~圖7,對安裝蓋體52、92之前(因此,安裝加熱單元50之前)的狀態的過濾裝置10進行說明。圖2~圖7均示出該狀態的過濾裝置10。圖1等以符號X表示罐體部20的深度方向。以下稱為水平面時是指與該深度方向X垂直的面,稱為水平方向時是指與深度方向X垂直的方向。
圖1所示的罐體部20呈現上部開口了的箱狀外觀,具有俯視呈矩形的底面部21以及由該底面部的四邊立起的壁面部22。如圖1和圖4等所示,底面部21在俯視時呈大致長方形。壁面部22的上端為與底面部21平行的平坦面,該面構成了罐體部20的上表面部23。在該上表面部23設置有罐開口部9。
如圖1~圖3所示,罐體部20具備被底面部21和壁面部22圍起來的內部空間4。內部空間4在其底面部21側具有儲存熔液的儲存部3,并在上方開口而構成罐開口部9。儲存部3在俯視時呈大致矩形;具體來說,呈在與底面部21相同方向上長的大致長方形,能夠在內部配置過濾單元40。在實施熔液的過濾時,儲存部3的內部被該熔液充滿。
如圖1、圖2和圖4所示,在四方環繞儲存部3的壁面部22的一方設置有將要過濾的金屬熔液向儲存部3輸入的入液口5。在入液口5設置有入液槽24。要過濾的熔液被導向該入液槽24,從入液口5通過并流入儲存部3。入液口5和出液口6夾著罐開口部9和儲存部3相對置。對于底面部21來說,向該對置方向延伸的邊為短邊,與其正交的邊為長邊。
此外,在壁面部22設置有在底面部21附近貫通該壁面部22的貫通孔8(參照圖3)。該貫通孔用于在金屬熔液的過濾操作結束之后將殘留在儲存部3內的熔液取出到外部。
如圖1、圖2和圖4等所示,在罐體部20的壁面部22設置有將過濾后的熔液輸出的出液口6。如圖2所示,出液口6被設置為當在罐體部20安裝了過濾單元40時與過濾管41的開口部43相通。對于出液口6來說,其下端6b在與被安裝在罐體部20的過濾單元40的支承板42的上表面42b大致相同的高度位置與罐開口部9相通。在出液口6設置有出液槽26。如圖4所示,出液口6被設置在俯視時隔著儲存部3和罐開口部9與入液口5相對置的位置。但是,入液口5和出液口6的配置位置不限于此。由后述的過濾單元40過濾了的熔液經過出液口6由出液槽26被送到過濾裝置10的外部,并引導至下一個工序。
如圖1至圖3等所示,對于當將過濾單元40安裝在罐體部20內時對過濾單元40的支承板42進行卡定的卡定部30來說,其以從罐體部20的壁面部22向水平方向內方突出的方式設置在罐體部20。該卡定部30位于儲存部3的上方以及罐開口部9的下端部。這里,罐體部20和卡定部30優選為一體成型而得到的陶瓷。
在圖1等所示的例子中,罐體部20具有從構成罐開口部9的壁面部22的內表面向水平方向內方突出的突出部32,該突出部32構成了上述卡定部30。突出部32沿著罐開口部9的周向連續設置,其具有大致平坦的上表面32a。在圖1等所示的例子中,突出部32遍及罐開口部9的整個內周地形成為環狀。此外,通過設置該卡定部30,內部空間4在從與深度方向X垂直的方向觀察時從底面部21向著罐開口部9的形狀的一部分的寬度變窄。
如圖2和圖3所示,突出部32的上表面32a為與深度方向X大致垂直的平坦面,在該上表面32a放置密封件31。突出部32的上表面32a隔著密封件31將后述的過濾單元40的支承板42的下表面42a卡定。密封件31兼具耐熱性和密封性,例如由纖維狀氧化鋁、纖維狀硅酸鋁(alumina-silica)等隔熱纖維構成。
這里,通過適當對突出部32(卡定部30)的上表面32a進行將附著了的金屬去除的作業,能夠防止上表面32a的深度方向X的位置變動。因此,該上表面32a優選以使就算熔液附著并固化也能夠容易地剝離的方式進行涂布處理。例如,在將過濾裝置10用于鋁或鋁合金的過濾時,作為用于上表面32a的涂布處理的材料,可以列舉出:氧化鋁、氮化硼、氮化硅或氧化鋯等與鋁熔液的潤濕性不良好的陶瓷。當這樣預先實施涂布處理時,就算長時間使用過濾裝置10,也容易維持過濾單元40被密封的狀態;另外,在該上表面32a隔著密封件31將過濾單元40的支承板42卡定的情況下,能夠將該支承板42以隔著密封件31的上表面32a和嵌入后述的凹部39的楔體70在深度方向X的固定位置加壓夾持固定。這樣的涂布處理優選也對后述的側面對置部33和凹部39實施。
如圖2和圖3所示,在突出部32的前端形成有作為與水平面大致垂直的面的前端面32b。當過濾單元40安裝在罐體部20時,該前端面32b環繞過濾管41的側方。突出部32的前端面32b被形成為在俯視時大致圓形,但不限于此,也可以被形成為大致多邊形例如與過濾單元40的支承板42相同的大致八邊形。
如圖1~圖3等所示,壁面部22在其內面上的突出部32的上側具有側面對置部33,該側面對置部33具有與過濾單元40的支承板42的側面42c互補的形狀。
這里,對過濾單元40的支承板42的形狀進行說明。如圖1~圖3等所示,過濾單元40的支承板42具有當過濾單元40安裝在罐體部20內時朝向罐體部的深度方向的第一板面(以下也稱為“下表面”)42a和位于與下面42a相反側的第二板面(以下也稱為“上表面”)42b。下表面42a與上表面42b大致平行。過濾單元40的支承板42具有在側視時能夠從過濾管41的開口部43側向著底部41b側(從支承板42的上表面42b側向下表面42a側)嵌入的形狀。支承板42具有在側視時能夠從開口部43側向著底部41b側嵌入的形狀是指在對支承板由沿著其板面的某一個方向進行側視時下表面42a側的水平方向寬度(沿著支承板42的板面的方向的寬度)比支承板42的上表面42b側更小的形狀,優選是指上述的水平方向寬度從上表面42b側向著下表面42a側(從開口部43側向著底部41b側)逐漸變細的形狀。作為這樣的形狀,例如除了錐體等上述的水平方向寬度連續地逐漸變細的形狀以外,還包括階梯形等上述水平方向寬度非連續地逐漸變細的形狀。
支承板42在呈上述能夠嵌入的形狀的情況下,在由與具有上述能夠嵌入的形狀的一個方向不同的一個方向側視時,也可以具有上述的水平方向寬度從開口部43側向著底部41b側不變小的形狀。那樣的形狀可以列舉出:對支承板42進行側視時的兩側端緣部從開口部43側向著底部41b側(與支承板42的板面相對置)呈鉛直狀等在俯視時不會從支承板42的上表面42b向外側隆起的形狀。
此外,錐體、階梯之類的“能夠嵌入的形狀”的部分也可以僅形成在支承板42的側面的一部分。例如,對于支承板42在俯視時為大致多邊形的情況來說,不需要在整個側面形成錐體、階梯,也可以具有沒有錐體、階梯的側面。另外,在觀察一個側面時,不需要在該側面的整體形成錐體、階梯,也可以僅形成在下側的一部分或上側的一部分等該側面的一部分。
在圖1~圖7等所示的例子中,支承板42具有在由沿著水平面的任意方向側視時都能夠從支承板42的上表面42b側向下表面42a側嵌入的形狀。在圖2和圖3中,過濾單元40的支承板42的側面42c由于具有從上表面42b側向著下表面42a側傾斜到罐體部20的內側的錐面,因此支承板42的側面42c的大致整體形成了錐面。在本實施方式中,支承板42在俯視時呈大致多邊形,具體來說呈大致八邊形(參照圖4),但不限于此。
壁面部22的側面對置部33與上述的支承板42的側面形狀相對應,并具有在側視時內部寬度從底面部21側向著上表面部23側變寬的形狀。即,在圖2所示的例子中,壁面部22中的側面對置部33作為與該側面42c的錐面互補的形狀,具有從底面部21側向著上表面部23側傾斜到罐體部20的外側的錐面。如上所述,在本實施方式中,支承板42的側面的大致整體形成了錐面,側面對置部33也是與支承板42的各側面相對置的部分的大致整體被形成為從底面部21側向著上表面部23側傾斜到罐體部20的外側的錐面并且能夠與支承板42互相嵌入的。
如圖1、圖3和圖7等所示,對于壁面部22,在大致同一水平面上凹著地設置有從壁面部22的內表面向著水平方向外方延伸的凹部39。凹部39沿著罐開口部9的內周設置有多個。如圖3和圖7所示,凹部39設置在過濾單元40的支承板42被卡定部30卡定的狀態下的支承板42的上表面42b和罐體部20的深度方向上大致相同位置。
如圖3和圖7所示,當凹部39具有作為沿著罐體部20的水平面的面的下表面39a時,該下表面39a優選設置在過濾單元40的支承板42被卡定部30卡定的狀態下的比支承板42的上表面42b低的位置。作為其理由,金屬熔液有時會附著在凹部39的下表面39a,此時在下表面39a位于與支承板42的上表面42b同面的位置的情況下,在比上表面42b高的位置會殘留鋁的凝固物,存在上述的卡定機構不能發揮作用的可能性。
在圖3、圖7(a)和(b)等所示的例子中,凹部39具有與水平面大致平行的下表面39a以及具有向著水平方向外方傾斜到下側的錐面的上表面39b,并且具有后述的楔體70能夠嵌入的形狀。從后述的防止支承板42的浮起的觀點考慮,凹部39優選在壁面部22設置兩個以上,最優選設置三個以上。如圖4所示,在本實施方式中,凹部39為三個。另外,從相同的觀點考慮,優選至少一個凹部39在俯視罐體部20時向著與入液口5和出液口6相對置的方向大致正交的方向凹著地設置。在將支承板42形成為俯視大致多邊形的情況下,凹部39也可以設置在與支承板42的多邊形的角部相對置的位置,但優選設置在與角部和角部之間相對置的位置,更優選設置在角部和角部之間的邊的大致中央部分相對置的位置。
如圖1等所示,過濾裝置10具有嵌入凹部39的一個以上的楔體70。楔體70是在嵌入凹部39的方向上長的棒狀,并且具有嵌入凹部39的狀態下的深度方向X的寬度向著嵌入凹部39的前端側逐漸變細的形狀。在圖1等所示的例子中,對于楔體70來說,在嵌入了凹部39的狀態下,其具有作為朝向罐體部20的下方的大致水平的平坦面的下表面70a以及由朝向嵌入凹部39的方向傾斜到該下表面70a側的錐面形成的上表面70b。另外,楔體70具有位于與嵌入凹部39一側相反側的端部向與下表面70a相反側突出而得到的突出部70c。如圖1所示,楔體70的突出部70c的端面和上表面70b形成有角部70d。另外,如圖3等所示,構成罐開口部9的壁面部22與凹部39的上表面39b形成了角部39c。如圖3等所示,當對嵌入到凹部39的狀態的楔體70由與其嵌入的方向正交且沿著水平面的一個方向進行側視時,楔體70的上述的角部70d具有與上述的角部39c互補的形狀。對于楔體70來說,在角部70d與凹部39的角部39c相抵接的狀態下,其下表面70a被構成為與卡定在卡定部30的狀態的支承板42的上表面42b大致同面。如圖4所示,凹部39和嵌入到凹部39的楔體70在俯視時均呈大致矩形,但不限于此。作為楔體70的構成材料,例如可以列舉出具有碳化硅、氮化硅、氮化硅、氧化鋯中的至少一種以上的陶瓷,特別優選的材質為氮化硅結合碳化硅磚質陶瓷。楔體70的優選數量與凹部39的數量相同。
如圖1所示,罐體部20在突出部32和側面對置部33的上方具有在俯視時為大致圓形的貫通孔狀的蓋關閉部29。蓋關閉部29在上表面部23的大致中央開口,與被突出部32和側面對置部33圍起來的孔部一起構成罐開口部9。罐開口部9(具體來說是蓋關閉部29)具有與后述的蓋體52、92互補的形狀。
如圖1、圖3、圖6和圖7所示,用于使安裝機構容易被導向卡定部30的安裝用槽部37設置在罐體部20中的側面對置部33,該安裝機構用于將過濾單元40安裝在罐體部20。安裝用槽部37是在罐體部20的內側開口的槽部,其是將罐開口部9中的側面對置部33處的周向的一部分從側面對置部33的內表面朝向罐體部20的外方凹著地設置而形成的。如圖6所示,安裝用槽部37是將側面對置部33(具體來說是側面對置部33的周向的一部分)從其上端33b沿著深度方向X切掉而形成的,在深度方向X遍及側面對置部33的大致整體設置。如圖3和圖7(c)等所示,安裝用槽部37的下端部37a設置在與側面對置部33的下端部33a相同深度的位置,或者安裝用槽部37的下端部37a位于比側面對置部33的下端部33a更靠上側,這樣容易防止支承板42與罐體部20之間的密封性的降低,因此優選。另外,如圖1、圖3、圖6和圖7所示,安裝用槽部37未設置在比側面對置部33更靠上方的蓋關閉部29,由于容易以蓋52、92將罐開口部9沒有間隙地關閉,因此優選。安裝用槽部37具有朝向罐體部20內側的側端面部(槽的底面部)37b。根據圖3、圖6和圖7,安裝用槽部37的側端面部37b被形成為與蓋關閉部29的周面大致同面,但不限于此,也可以在罐體部20的徑向(俯視時的罐開口部9的徑向)上以側端面部37b位于比蓋關閉部29更靠外側的方式形成安裝用槽部37。另外,安裝用槽部37的側端面部37b的形狀可以形成為與蓋關閉部29的周面同樣是從上方向下方向內傾斜的錐面,也可以形成為在側視時與水平面垂直的鉛直面。安裝用槽部37的寬度或深度(側方的深度)等可以根據安裝機構的形狀適當變更。
如圖4所示,安裝用槽部37沿著罐開口部9的周向設置有多個。從使得通過安裝機構穩定地保持和搬運過濾單元40變得容易的觀點考慮,安裝用槽部37例如優選在壁面部22設置兩個以上,最優選設置三個以上。在圖4所示的例子中,安裝用槽部37設置有三個。為了將與支承板42接合的安裝機構的鉤部導向作為支承板42的安裝部位的卡定部30,設置有安裝用槽部37。因此,安裝用槽部37通常以與支承板42的鉤部接合部46相同數量設置在與鉤部接合部46相對應的位置。如圖4所示,當將安裝用槽部37設置在罐開口部9的周向上凹部39彼此之間時,能夠容易配置適當數量的安裝用槽部37和凹部39。
接著,對安裝在罐體部20的過濾單元40進行更詳細說明。如圖1和2等所示,過濾單元40的支承板42是不易與熔液反應的陶瓷制。另一方面,過濾管41為多孔質陶瓷制,具有熔液能夠流通和過濾的微孔。如圖2和圖3所示,過濾管41呈在其一端41a具有開口部43并且另一端41b封閉的有底筒狀形狀,并且被構成為熔液從其外周面側向內部滲透、到達了內部的熔液從開口部43流出。在圖1等所示的例子中,對于過濾管41來說,其橫截面的形狀一般被形成為圓環狀,但本發明的實施方式不限于此。
過濾管41由所使用的熔液和反應性低的耐火材料形成。在熔液例如包含鋁或鋁合金時,過濾管41可以由碳化硅系陶瓷、氮化硅系陶瓷、氧化鋁系陶瓷、氧化鋯系陶瓷等構成。從成分向鋁熔液流出和降低制造濾管時的成本的觀點、制造容易程度考慮,優選過濾管41為氧化鋁系陶瓷制。
如圖1~圖4等所示,在支承板42設置有貫通其厚度方向的多個開口部44。另外,在過濾單元40中,各過濾管41沿著支承板42的厚度方向與該支承板固定。具體來說,對于各過濾管41來說,其以該過濾管41的長度方向與支承板42的板面大致正交的方式在該過濾管41的一個端部41a即具有開口部43的一側的端部41a被安裝在該支承板42。因此,各過濾管41以僅向支承板42的兩個板面之中的下表面42a側突出的方式設置。在俯視過濾單元40時,各過濾管41安裝在支承板42的位置與設置在該支承板42的開口部44的位置一致。因此,在從支承板42的上表面42b側觀察過濾單元40時,設置在支承板42的開口部44與過濾管41的中空部位連通。作為用于將過濾管41安裝在支承板42的機構,只要使用例如氧化鋁系水泥等陶瓷水泥就行。
在將本發明中所使用的過濾單元40安裝在罐體部20內時,通常是使用過濾裝置10的外部的安裝機構來將過濾單元40在罐開口部9內搬運到下方。作為這樣的安裝機構,可以使用各種移送用裝置,但例如升降機(hoist)等升降用裝置由于是簡易裝置,因此優選。與安裝機構的鉤部80接合的鉤部接合部46形成在支承板42。
如圖3和圖5所示,本實施方式中,支承板42中的鉤部接合部46是通過將支承板42的邊緣部S中的下表面42a側的一部分切掉來形成的。這里所說的將邊緣部中的下表面42a側的一部分切掉可以僅對支承板42的側面42c和下表面42a中的任意一者實施,也可以對兩者實施。從支承板42與罐體部20的密封性考慮,優選切掉支承板42的側面42c而不切掉下表面42a或者使下表面42a的切掉部分為最小限度。因此,鉤部接合部46優選位于支承板42的側面42c的下表面42a側并且為向著支承板42的內側凹著地設置而得到的凹部。鉤部接合部46例如可以通過锪孔加工來形成。鉤部接合部46在俯視時位于比開口部44更靠徑向外側。
在圖5(a)所示的例子中,鉤部接合部46具有朝向過濾管41的底部41b側的上表面46a和向著支承板42的側方的前端面46b,其以鉤部80能夠與上表面46a接合的方式形成。然而,鉤部接合部46的形狀不限于該圖所示的例子。例如,當不與開口部44連通時,也可以為以從側面42c向著支承板42的內側細長地延伸的方式凹著地設置而得到的細長形狀的凹部。另外,鉤部接合部46的上表面46a可以與支承板42大致平行也可以大致不平行,例如可以為隨著從側面42c向著前端面46b而朝向支承板的上表面42b側傾斜的錐面,在上表面46a也可以設置向著支承板的上表面42b上側凹著地設置而得到的凹部。前端面46b可以為與支承板42的徑向大致垂直的鉛直面,例如可以具有隨著從支承板42的上表面42b側向著下表面42a側而朝向支承板42的外側傾斜的錐面,也可以具有階梯,還可以為彎曲面。
鉤部接合部46沿著支承板42的邊緣部S設置,通常與罐體部20的安裝用槽部37同樣地優選設置兩個以上,最優選設置三個以上。在圖3~圖5等所示的例子中,鉤部接合部46設置有三個。在將支承板42形成為俯視大致多邊形時,鉤部接合部46可以設置在該大致多邊形的角部,但優選設置在角部與角部之間,更優選設置在邊的大致中央部分。另外,在圖3~圖5等所示的例子中,鉤部接合部46設置在支承板42的具有錐體的側面42c,但在僅在支承板42的側面的一部分設置錐體或階梯的情況下,設置有鉤部接合部46的側面可以具有錐體或階梯,也可以不具有。
以下,根據圖5~圖7對通過安裝機構將過濾單元40安裝在罐體部20內的過程進行說明。
如圖5(b)所示,以過濾管41向著深度方向X的下方的狀態下,將起重機(hoist crane)等安裝機構的鉤部80與鉤部接合部46接合。通過鉤部接合部46與鉤部80的接合,能夠一邊穩定地保持支承板42一邊搬運過濾單元40。
如圖6所示,將被安裝機構的鉤部80支承的過濾單元40設定為鉤部80位于安裝用槽部37的上方的狀態,以該狀態從罐開口部9內通過并使過濾單元40移動到下方。如上所述,由于安裝用槽部37設置在與鉤部接合部46相對應的位置,因此與鉤部接合部46接合的安裝機構的鉤部80能夠不被罐體部20的側面對置部33阻礙(例如不與側面對置部33抵接),一邊在安裝用槽部37內向下方移動,一邊將支承板42穩定且順利地搬運到下方。
另外,支承板42的側面42c具有上述的能夠嵌入的形狀,罐體部20的壁面部22通過在卡定部30的上側具有呈與側面42c互補的形狀的側面對置部33,能夠容易地進行移動到下方的支承板42的對準。因此,如圖7(a)那樣,當在卡定部30上到達支承板42時,能夠將支承板42嵌合到與其互補的壁面部22的側面對置部33,由此能夠將支承板42容易且穩定地放置在卡定部30。這樣,本實施方式的金屬熔液過濾裝置10就算不進行使用了計算機程序等的精確對準,也能夠將過濾單元40容易地安裝在罐體部20內的適當位置。
如圖7(a)所示,支承板42的下表面42a中的比過濾管41的固定位置更靠邊緣部S側的部分隔著密封件31與卡定部30(突出部32的上表面32a)抵接,通過放置在卡定部30,被支承板42的卡定部30卡定,該程度以上的下落受到限制。由此,過濾單元40被安裝在罐體部20內,并且過濾單元40在罐體部20內垂下的狀態得以維持。就支承板42的側面42c與側面對置部33的壁面來說,從罐體部20與支承板42的密封性的觀點考慮,優選面彼此在除了安裝用槽部37以外的部分抵接。
對于過濾單元40安裝在罐體部20的狀態來說,過濾管41的長度方向朝向與罐體部20的水平面交叉的同一方向,并且各過濾管41的開口部43朝向上方。在本實施方式中,各過濾管41以從支承板42向著深度方向X的下方垂下的方式在金屬熔液的儲存部3內垂下(參照圖2和圖3)。對于該垂下狀態來說,過濾單元40以支承板42的兩個板面42a、42b與水平面大致一致的方式配置在罐體部40內。
過濾單元40和罐體部20通過配置在突出部32的上表面的密封件31以液密的方式來密封。該密封通過使過濾單元40為垂下狀態,由過濾單元40的自重來實現。
上述的現有的過濾裝置210是使用兩塊支承板對過濾單元240進行密封,而過濾裝置10是能夠僅由一塊支承板42來實現過濾單元40的密封。因此,就算長時間使用過濾裝置10,支承板42與卡定部30的抵接狀態也容易變得均勻。由此,就算在長時間使用了過濾裝置10的情況下,也不易引起過濾單元40與罐體部20的密封性的降低。特別是,卡定部30由于遍及罐開口部9的整周,因此能夠用一個部件來卡定支承板42,能夠更有效地避免部件之間的抵接狀態的錯位。另外,由于罐體部20和卡定部30是一體成型而得到的陶瓷,因此就算長時間使用,也不會發生卡定部30在罐體部20內的位置錯位,從而就算長時間使用,也能夠容易地維持卡定部30與支承板42適當接合的狀態。
如圖7(b)所示,對于過濾裝置10來說,其被形成為在側視時安裝用槽部37中的側端面部37b與安裝在罐體部20的狀態的支承板42的水平方向的距離L比鉤部80的前端部的寬度w更寬。因此,如圖7(b)和(c)所示,通過使鉤部80沿著安裝用槽部37的側端面部37b向上方移動,能夠從罐開口部9容易地取出。
如圖7(c)所示,使支承板42卡定在卡定部30,然后將楔體70嵌入設置在罐體部20的壁面部22的內表面的凹部39。如上所述,凹部39與被卡定部30卡定的支承板42的上表面42b設置在深度方向上大致相同位置。因此,通過嵌入凹部39的楔體70和卡定部30(隔著密封件31的突出部32),過濾單元40的支承板42被加壓夾持固定。具體來說,支承板42中的放置在卡定部30的比過濾管41的固定位置更靠邊緣部S側的部分被卡定部30和作為嵌入凹部39的楔體70的按壓部件加壓夾持固定。這樣通過楔體70對支承板42從其上表面42b進行按壓,有效地防止在開始過濾金屬熔液時由于浮力而引起的過濾單元40的浮起。另外,通過不對支承板42的中央部而對邊緣部S側的部分進行加壓夾持固定,能夠防止支承板42裂紋。如上所述,由于楔體70具有逐漸變細的形狀,因此通過對楔體70嵌入凹部31的程度進行調整,能夠容易地對深度方向X上的支承體42的位置進行微調整;另外,通過使用多個該楔體70,對支承體42的邊緣部S側均等地按壓,從而能夠提高支承板42的密封性。
如上所述,凹部39的下表面39a位于卡定在卡定部30的支承板42的下方。因此,如圖3和圖7(c)所示,對于楔體70來說,在嵌入凹部39的狀態下,其下表面70a不與凹部39的下表面39a抵接。由此,就算金屬熔液附著在下表面39a,也能夠有效維持基于楔體70的支承板42的卡定機構。
對于作為本實施方式中使用的過濾單元40的浮起防止機構的凹部39和楔體70來說,就算在熔液容易附著的環境下也容易繼續使用,有容易維持管理裝置的優點。例如,就算在向嵌入了楔體70的凹部39滲透金屬熔液的情況下,也只要通過對凹部39實施與實施在突出部32的上表面32a的相同的涂布處理使得即使熔液附著并固化也能夠容易剝離就行。另外,楔體70就算在附著了熔液的情況下也能夠容易更換。此外,根據本實施方式,由于不需要使用將用于防止支承板42浮起的蓋體52和92貫通的按壓機構,因此蓋體的結構設計較自由。
對此,例如就專利文獻3所述的過濾裝置來說,使用設置在支承板42上的錘45作為過濾管的開口朝向上方的實施方式的浮起防止機構。但是,有時由錘45得到的防止浮起的作用并不充分。
如上所述,本實施方式的金屬熔液過濾裝置10具備在上部具有開口部9的罐體部20以及配置在罐體部20內的過濾單元40,過濾單元40具有一根以上的有底筒狀陶瓷制過濾管41,過濾單元中的過濾管具有被構成為其長度方向與罐體部的水平方向交叉并且過濾管的開口部43朝向上方這樣的構成,還具有以下的構成。
即,過濾裝置10具備以能夠拆卸的方式安裝在過濾單元40中的加熱單元50,加熱單元50具有支承體52以及與該支承體52固定的一根以上的加熱體51,加熱體51以能夠插入過濾管41內的方式與支承體52固定。由此,通過插入過濾管的加熱體能夠從內側加熱過濾管,因此加熱效率好,能夠縮短用于預熱過濾管的時間。
加熱單元50能夠安裝在被安裝到罐體部20內的狀態的過濾單元40的過濾管41。如圖1、圖8和圖9所示,加熱單元50具有與支承體52固定的多根加熱體51。該加熱體51的根數優選與過濾管41數量相同,但在加熱溫度低也行等情況下,只要根數為一根以上則也可以比過濾管41少。
支承體52具有第一蓋體52,該第一蓋體52具有與罐開口部9接合并能夠將該開口部9關閉的形狀。第一蓋體52與一根以上的加熱體51固定。在本實施方式中,該第一蓋體52和加熱體51構成以能夠拆卸的方式安裝在過濾單元40的加熱單元50。通過支承體52與罐開口部9接合,對于過濾單元40固定加熱單元50。在本實施方式中,當通過作為支承體52的第一蓋體52將罐開口部9關閉時,通過使加熱體51插入過濾管41,加熱單元50被安裝在過濾單元40。
如圖8所示,加熱體51為具有能夠沿過濾管41的長度方向進行加熱的長度和截面的形狀,根據本實施方式制成棒形,具體來說制成大致圓柱狀。作為構成加熱體51的材料,可以列舉出硅碳棒(siliconit)發熱體、金屬系發熱體等,但不限于這些。加熱體51具有能夠插入支承板42的開口部44和過濾管41的開口部43的截面形狀。例如,在對將加熱體51和過濾管41分別以與長度方向垂直的平面切斷而得到的截面的尺寸進行了比較的情況下,對于加熱體51來說,優選該截面在至少插入過濾管41的部分中的最大長度小于兩個開口部43、44各自的內切圓的直徑。上述的截面的最大長度是指橫跨截面的距離最長的部分的長度,在加熱體51呈大致圓柱狀的情況下為其截面的直徑。另外,內切圓的直接在開口部43、44為圓形時是這些圓形的開口部的內徑。對于加熱體51來說,以與其長度方向垂直的平面切斷而得到的截面的形狀可以是沿該長度方向固定,也可以不同。例如,加熱體51也可以被構成為隨著向插入過濾管41的前端側而其截面積變小。
如圖1、圖8和圖9所示,支承體52具有在加熱單元50被安裝在過濾管41的狀態下朝向深度方向X的下側的下表面52a、朝向深度方向X的上側的上表面52b以及位于下表面52a與上表面52b之間的側面52c。下表面52a和上表面52b互相大致平行。另外,支承體52的側面52c優選具有從上表面52b向著下表面52a向內傾斜的錐面。即,如圖9所示,從至少一個水平方向觀察時,被安裝在過濾管41的加熱單元50的支承體52優選具有隨著向深度方向X的下方而寬度逐漸變細的形狀。在本實施方式中,側面52c整體形成為上述的錐面,支承體52由水平的任何一個方向觀察都隨著向深度方向X的下方而寬度逐漸變細。支承體52的側面52c中的上述錐面只要能夠與罐開口部9(蓋關閉部29)的內表面嵌合就行,該錐面與支承體的上表面52b所成的角度由水平的多個方向觀察罐體部時可以形成為相同,也可以形成為不同。
加熱體51與支承體52以由其下表面52a突出的狀態固定。如圖8所示,支承體52具有一個或多個與加熱體51相同數量的貫通孔52d。貫通孔52d分別具有能夠插入和固定加熱體51的截面形狀。貫通孔52d將支承體52在與其上表面52b和下表面52a大致正交的方向上貫通。另外,貫通孔52d與加熱體51相同數量設置。俯視時的支承體52中的貫通孔52d的位置與支承板42中的過濾管41的位置相對應。加熱體51以在該貫通孔52d貫通的狀態與支承體52固定。作為用于將加熱體51安裝在支承體52的機構,例如只要使用氧化鋁系水泥等陶瓷水泥就行。對于與支承體52固定的加熱體51來說,其長度方向與支承體52的上表面52b和下表面52a大致正交。從耐熱性、成本方面考慮,蓋體52考慮優選包含由氧化鋁系澆注料形成的部件。例如,加熱體51通過在支承體52以夾具(未圖示)進行位置固定,能夠可靠地實現防止加熱體51的下落。
當對被安裝在罐體部20內的過濾單元40的過濾管41安裝加熱單元50時,支承體52的上表面52b和下表面52a與罐體部20的深度方向X大致正交,并且俯視時是以加熱體51的位置與支承板42的開口部44和過濾管41的開口部43的位置大致一致的狀態使加熱單元50位于罐開口部9的上方。然后,使該狀態的加熱單元50移動到深度方向X的下方。由此,從支承板42的開口部44和過濾管41的開口部43通過,并且加熱體51被插入過濾管41。在本實施方式中,能夠以加熱體51的插入方向、加熱體51的長度方向以及過濾管41的長度方向均大致一致的狀態將加熱體51插入過濾管41。在本實施方式中,加熱單元50安裝在過濾單元40或其過濾管41的狀態是指加熱體51插入過濾管41的狀態。如圖9所示,加熱單元40優選具有與過濾管41相同數量或比相同數量少的數量的加熱體51,過濾管41的全部插入加熱體41。
對于移動到深度方向X下方的支承體(蓋體)52來說,如圖9所示,其與罐體部20的罐開口部9的蓋關閉部29接合。由此,加熱單元50以相對于過濾單元40保持固定位置的方式被固定。如上所述,支承體52的側面52c具有錐面,構成蓋關閉部29的壁面部22的內表面29a具有與其互補的形狀。因此,當加熱單元50下落到深度方向X下方時,如圖9所示,支承體52的側面52c與罐開口部9中的蓋關閉部29的內表面29a成為抵接的狀態。由此,其以上的支承體52的X方向的向下的移動受到限制。同時,支承體52關閉罐開口部9,由此發揮第一蓋體的作用。這樣,通過使加熱單元50相對于過濾單元40固定,加熱體51能夠被插入過濾管41內,并且加熱體51的X方向下側的前端能夠保持在相對于過濾管41的下側前端41b保持了固定距離的位置。
在加熱單元50相對于過濾單元40和過濾管41固定的狀態下,通過插入加熱體51對過濾管41進行加熱。在該狀態下,過濾管41中的加熱體51所插入的部分的長度a與過濾管41的長度方向長度A之比(a/A,參照圖9)在各過濾管41中可以相同,也可以分別不同。對于該比a/A的值來說,為了充分地加熱過濾管41,優選為0.2以上;另外,為了能夠順利地插入過濾管41內,優選為0.99以下。該比a/A的值更優選為0.7以上且0.99以下。
接著,對不安裝加熱單元50時的過濾裝置10進行說明。在圖10和圖11中,第二蓋體92代替固定有加熱體51的支承體52與罐開口部9接合。
如圖10和圖11所示,第二蓋體92雖然具有與第一蓋體52大致相同的形狀,但不具有用于固定加熱體51的貫通孔52d,并且不具有能夠保持加熱體51的形狀。因此,過濾裝置10在由第二蓋體92關閉罐開口部9時被構成為加熱體51不插入過濾管41內。
蓋體92的材質優選由與所使用的熔液的反應性低的定形或不定形耐火材料形成。在熔液包含例如鋁或鋁合金時,優選以蓋體92的材質為包含氮化硅結合碳化硅耐火材料、氮化硅耐火材料、氧化鋁系耐火材料、氧化鋯系耐火材料等的材料來構成。此時,也可以用金屬制殼體來包覆蓋體92的外表面。另外,如圖11所示,第二蓋體92具有覆蓋其側面和下表面的密封件92d。密封件92d例如包含氧化鋁纖維,其用于將罐體部20與蓋體92以液密的方式來密封。該密封通過蓋體92的自重來實現。此外,對于第一蓋體52來說,與密封件92d同樣地也可以采用包含氧化鋁纖維的密封件。
如圖9和圖11所示,對于第一蓋體52和第二蓋體92來說,其底面在關閉了罐開口部9的狀態下都略微從過濾單元40中的支承板42的第一板面42b(上表面)分開而位于該上表面42b上。蓋體52、92的底面與出液口6的上表面幾乎一致。在過濾熔液的狀態下,蓋體的底面與儲存在罐體部20內的熔液的液面處于大致相同的位置。因此,熔液的液面與大氣中的氧接觸的面積少,能夠抑制熔液的氧化。另外,通過設定為這樣的結構,由蓋體52、92也能夠防止熱在熔液的液面上部由于大氣對流而被奪走。
通過以上構成,本實施方式的過濾裝置10在罐體部20中,將加熱單元50安裝在過濾管41,并將加熱體51插入過濾管41內,由該加熱體51能夠將過濾管41從其內側加熱。因此,能夠高效地對過濾管41和其附近進行加熱。例如,當使加熱單元50在開始過濾熔液之前安裝在過濾管41時,能夠將該過濾管41高效地預熱,能夠實現預熱時間的縮短,進而實現由降低管堵塞帶來的熔液的鑄造時間的縮短。另外,由于加熱單元50中的支承體52作為第一蓋體起作用,因此關閉罐開口部9,由此能夠防止處于過濾管41、罐體部20和儲存部3的熔液被大氣奪走熱,加熱效率變得更好,而且由于部件件數少,因此金屬熔液過濾裝置的制造變得更容易。此外,由于在過濾單元40中固定有加熱單元50,因此就算在加熱過濾管41時也能夠提高配置加熱機構的作業的效率。
如本發明那樣以能夠插入金屬熔液過濾裝置的過濾管41內的方式配置加熱體對于現有常規的橫置過濾管41的過濾裝置來說是困難的。即,對于這樣的管41為橫置的現有的過濾裝置來說,在假設要采用使加熱體以能夠拆卸的方式插入過濾管41的結構的情況下,由于不得不在過濾裝置的側面設置罐開口部9,因此當罐開口部9與蓋體52的嵌合部分的密封沒有可靠地進行時,熔液會泄漏出來。另外,當過濾管41為橫置時,以將熔液加熱了的狀態在不泄露熔液的情況下拆卸兼作開口部的蓋的加熱體單元是不可能的,但當如本發明這樣縱置時,也能夠實現這樣的使用方法。這樣,本發明是由于采用了將過濾管配置為其長度方向為與水平面交叉的方向的過濾裝置才實現的技術。
本實施方式的過濾裝置10可以使用第一蓋體52和第二蓋體92中的任意一者,也可以使用兩者。
在使用第一蓋體52和第二蓋體92這兩者的情況下,例如在開始過濾熔液之前以第一蓋體52來關閉罐開口部9并以加熱單元50對罐體部20進行了加熱,然后將第一蓋體52從罐體部20卸下。之后,以第二蓋體92關閉罐開口部9,由此就算是在加熱體51沒有插入過濾管41內的狀態下,也能夠既防止過濾管41由于大氣冷卻又能夠進行熔液的過濾。這樣,從罐體部20卸下加熱單元50,并以加熱體51沒有插入過濾管41內的狀態進行熔液的過濾,這由于能夠避免熔液附著在加熱體51、支承體52上,因此能夠容易地進行加熱單元50的維持管理,從該方面考慮是優選的。
以下示出使用本實施方式的過濾裝置10來過濾熔液的方法的一個優選例子。首先,將過濾單元40安裝在罐體部20內,然后以第一蓋體52將罐開口部9關閉,將加熱單元50相對于過濾管41固定,成為圖9的狀態。以該狀態使插入過濾管41的加熱體51發熱,由此將罐體部20和過濾管41預熱到規定溫度。接著,通過將第一蓋體52從罐開口部9取下,將加熱體51從過濾管41取出,成為圖2和圖3的狀態。接著,通過第二蓋體92關閉罐開口部9,成為圖11的狀態。
如圖11所示,在該狀態下,將要過濾的熔液導向入液槽24,并從入液口5通過而流入儲存部3。流入儲存部3的熔液從過濾管41的外周面側向內部滲透。到達過濾管41的內部的熔液在該過濾管41的內部上升,從該過濾管41的開口部43和支承板42的開口部44通過并流出到過濾單元40的外部,由此進行過濾。流出到過濾單元40的外部的熔液在支承板42的上表面42b與蓋體92的下表面92a之間的空隙流動,從出液口6通過并輸出,被導向出液槽26,并引導至下一個工序。過濾中是由未圖示的罐體加熱體的發熱來保持熔液的熔融狀態。
對于本實施方式的過濾裝置10來說,在僅使用第一蓋體52的情況下,上述的過濾熔液的方法除了以第一蓋體52將罐開口部9關閉并以加熱體51插入過濾管41內的狀態進行熔液的過濾以外,能夠以與該方法相同的方法進行熔液的過濾。
另外,對于本實施方式的過濾裝置1來說,在僅使用第二蓋體92的情況下,上述的過濾熔液的方法除了以由第二蓋體92關閉了罐開口部9的狀態進行過濾管41和罐體部20的預熱以及金屬熔液的過濾以外,能夠以與該方法相同的方法進行熔液的過濾。此時,這些預熱、過濾中的裝置的加熱只要使用設置在罐體部20內的加熱體(未圖示)就行。
作為由以上的過濾裝置10過濾的金屬,可以列舉出以鋁、鋁合金為代表的金屬,但對于除此以外的金屬熔液的過濾來說,也能夠使用本發明的過濾裝置。
接著,對本發明的第二實施方式和第三實施方式進行說明。以下的第二實施方式和第二實施方式的說明省略除了與第一實施方式不同的點以外的說明。對于與第一實施方式相對應的構成、相同的構成,標注與第一實施方式相同的符號,并省略除了與第一實施方式不同的點以外的說明。
首先,基于圖12~17,對作為本發明的第二實施方式的過濾裝置110進行說明。
本實施方式的支承板142與第一實施方式不同,支承板142的各側面42c均形成為與上表面42b大致鉛直的平面狀。另外,如圖13等所示,在本實施方式如第一實施方式那樣不具有遍及罐開口部9的整個周向地具有與支承板42的側面形狀互補的形狀的側面對置部33。此外,在本實施方式中,卡定部30的上表面32a與出液口6的下表面為大致同面。
如圖12、圖14~圖16所示,在卡定部30的上方設置由壁面部22向水平方向內方突出并且隔著罐開口部9相對置的一對突出部132。如圖16所示,在俯視罐體部20時,一對突出部132相對置的方向與入液口5和出液口6相對置的方向大致正交。該一對突出部132分別具有平坦的前端面132a。這些相對應的前端面132a均被形成為與深度方向X大致平行,并且被設置為互相平行來限制安裝在罐體部20內的過濾單元40的旋轉。
如圖12和圖14所示,一對突出部132設置在罐開口部9的下端。突出部132分別具有作為與水平面平行的平坦面的上表面132b。當以加熱單元50的第一蓋體52關閉罐開口部9時,這些上表面132b與蓋體52的下表面52a抵接。
如圖12和圖16所示,在本實施方式中,對于楔體70所嵌入的凹部39來說,在俯視罐體部20時,向著與入液口5和出液口6相對置的方向大致正交的方向,在一對突出部132的前端面132a分別各凹著地設置一個或多個(優選各相同數目)。如圖15所示,凹部39在過濾單元40的支承板142被卡定部30卡定的狀態下被設置于與支承板142的上表面(第二面)42b在深度方向上的相同位置。對于本實施方式來說,在上述的狀態下,凹部39的下表面39a被設置在與支承板的上表面42b大致同面的位置。對于之前的實施方式來說,楔體70的上表面與凹部39的上表面抵接,而楔體70的下表面不與凹部39的下表面抵接。對此,本實施方式在將楔體70嵌入凹部39時,楔體70的上下表面分別各自與凹部39的上下表面抵接。就以上的本實施方式的過濾裝置來說,當使過濾單元40下落到罐體部20內而成為支承板142的第一板面42a與上述的卡定部30的上表面30a抵接的狀態時,如圖14和圖15所示,承板142以使相對置并大致平行的兩個邊42c與罐體部20的兩個突出部132的前端面132a分別相對置的方式,將第一板面42a卡定在卡定部30的上表面32a。而且,使楔體70嵌入位于突出部132的凹部39,通過嵌入到凹部39的楔體70和卡定部30,將支承板142夾壓固定。
通過以上的第二實施方式的過濾裝置110,也能夠與第一實施方式的過濾裝置同樣地發揮“過濾單元的密封容易,并且既能夠有效地防止支承板的浮起以及由此造成的金屬熔液的泄漏,裝置的維持管理也容易”這樣的效果。
當與加熱單元50分開在罐體部20配設有加熱體時,例如具有圖12、圖14~圖16所示的罐體加熱體80那樣的構成。該罐體加熱體80為棒狀,以使其長度方向沿著罐體部20的深度方向X的方式來配置。如圖16所示,在俯視過濾裝置110時,多個罐體加熱體80被設置在夾著罐開口部9地相對置的位置,罐體加熱體80夾著罐開口部9地相對置的該方向與入液口5和出液口6相對置的方向大致正交。如圖14所示,罐體加熱體80以上方貫通了壁面部22的狀態與壁面部22固定,下方在儲存部3內露出。通過具有這樣的罐體加熱體80,就算在如圖17所示將加熱單元50從過濾管41取下并進行熔液的過濾的情況下,也能夠將過濾中的過濾管41和罐體部20維持在規定溫度。另外,罐體加熱體80與加熱單元50同樣地也能夠用于預熱使熔液流通之前的裝置。此外,圖13和圖17省略了罐體加熱體80的圖示。
此外,如圖12~圖17所示,第二實施方式與第一實施方式的不同點在于:在卡定部30與支承板142之間沒有密封件這一點;在罐體部20沒有安裝用槽這一點;以及在支承板142沒有鉤部接合部這一點等。
接著,基于圖18~21,對本發明的第三實施方式進行說明。
在本實施方式中,代替使用楔體70和凹部39作為按壓部件,使用棒狀件77和加力部件75作為按壓部件。
如圖18和圖19所示,本實施方式使用了覆蓋罐體部20的上表面23的板狀蓋材90作為將罐體部20的開口部9以能夠拆卸的方式關閉的蓋材。蓋材90以能夠分離的方式被形成在當俯視過濾裝置110A時存在于與過濾管41重合的位置的中央部52以及包圍該中央部52的周圍的周邊部94。在圖18和圖19所示的例子中,使用加熱單元50的支承體52作為中央部52。在圖19所示的例子中,中央部52的厚度大致均勻,周邊部94的厚度大致均勻。中央部52的厚度和周邊部94的厚度可以大致相同也可以不同。周邊部94的內周面94a和中央部52的外周面52c互相具有互補的形狀。為了防止中央部52相對于周邊部94的下落,中央部52的外周面52c和周邊部94的內周面94a也可以具有向著深度方向X下方向內傾斜的錐面。
在俯視時,蓋材90具有比覆蓋罐體部20的罐開口部9整體的罐開口部9面積大的形狀,通過在罐體部20的上表面23放置蓋材90,將罐開口部9關閉。在俯視時,對于中央部52來說,其整體與罐開口部9重合,具有比中央部52小的面積。
如圖18和圖19所示,在蓋材90的周邊部94設置有貫通孔95。貫通孔95沿著周邊部94的內周設置有多個,優選設置有三個以上。貫通孔95貫通蓋材90的方向為蓋材的厚度方向。該厚度方向與蓋材90將罐體部20關閉了的狀態下的罐體部20的深度方向X大致一致。過濾裝置110A具有插入貫通孔95的棒狀件77。棒狀件77分別在多個貫通孔95中各插入一個。多個棒狀件77的長度大致相同。棒狀件77通過插入蓋材90的貫通孔95能夠以長度方向與深度方向X大致一致的方式并且沿著深度方向X能夠滑動地配置在周邊部94。與棒狀件77連接的加力部件75被配置在周邊部94的上表面。加力部件75的汽缸78例如通過夾具(未圖示)和螺釘(未圖示)與周邊部94的上表面固定。
棒狀件77可以為中實也可以為中空。如圖19所示,在設定為中空的情況下,從防止熔液金屬進入棒狀體77內部的觀點考慮,棒狀件77的端部之中與支承板42抵接的前端部77a優選為封閉端部。在圖19所示的例子中,棒狀件77的與其長度方向垂直的截面的形狀沿著長度方向大致為相同形狀,但不限于此。棒狀件77在其前端部77a也可以具有與棒狀件77的截面形狀不同的加壓部件。作為棒狀件77的形成原材料,例如在過濾對象的金屬為鋁時可以列舉出氮化硅。
作為加力部件75,優選使用能夠設定和變更對棒狀件77所加力的加力部件。具體來說,例如除了油壓汽缸、空氣汽缸以外,還可以使用步進馬達等能夠進行位置控制的馬達或通過手動來擰螺釘等。在使用馬達作為加力部件75的情況下,可以使用滾珠絲杠作為棒狀件77。當使用這些加力部件時,能夠容易地調整對支承板42的按壓力;在使用了多個加力部件時,容易均等地按壓支承板42的邊緣部S側,因此優選。
例如,在圖19所示的例子中,加力部件75為油壓汽缸。該油壓汽缸75在汽缸78內具有活塞79,棒狀件77與該活塞79連接。通過以手動或自動來操縱把手76,從未圖示的配管向汽缸78內送入油,與此相伴,活塞79向深度方向X的下方移動,由此向著該方向對棒狀件77加力。
如圖18和圖19所示,棒狀件77將支承板42中放置在突出部32(卡定部30)的邊緣部S側部分向下方按壓。由此,支承板42被由加力部件75加力了的棒狀件77和卡定部30夾壓固定,與以楔體70為按壓部件時同樣地能夠有效防止開始過濾時的支承板42的浮起。
如圖19所示,突出部32遍及儲存部3中的深度方向的大致整體向罐體部20的內側突出形成。因此,突出部32的強度變高。
圖20是將中央部取下了的狀態的罐體部20的平面剖視圖。如該圖所示,支承板42中的棒狀件77的按壓部位以比過濾管41的固定位置更靠邊緣部S側為條件,在支承板42俯視時被形成為多邊形的情況下,位于該多邊形的對角線上。這從防止按壓部位的偏離而均等地進行支承板42的夾壓固定、使密封更完善的觀點考慮是優選的。按壓部位特別優選位于將支承板42的面積一分為二的對角線上。另外,如圖20所示,從支承板42的浮起防止的觀點考慮,優選棒狀件77的按壓部位不存在于連接入液口5和出液口6的直線上。
蓋材90的構成材料與第一實施方式所述的材料相同,通常是通過蓋材90的自重來防止由按壓部件加力時的蓋材90的浮起。但是,如后所述,也可以配置連接蓋材90與罐體部20的部件。
圖21是將過濾裝置110A以與圖19不同方向切斷而得到的橫向剖視圖。如圖21所示,支承板42的上表面42b與蓋材90的下表面90a之間分開。出液口6被設置為使得支承板42的上表面42b在深度方向X上位于其上端6a和下端6b之間。如圖21所示,出液口6的上端6a比蓋材90的下表面90a位于更下側。因此,在過濾熔液時,熔液金屬不易附著于蓋材90的下表面90a,能夠防止熔液金屬進入蓋材90中的貫通孔95和后述的貫通孔58。
另外,本實施方式通過將蓋材90可分離地形成為中央部52以及該中央部52和周邊部94,就算不從蓋材90取下加力部件75,也容易將具有加熱體51的第一蓋體52變更為第二蓋體92。另外,當取下中央部52時,就算不從蓋材取下加力部件75,也能夠在不進行過濾單元40的交換的情況下對罐體部20內進行清潔。例如,如圖21所示,可以使用不具有加熱體的中央部92作為中央部,對其配置貫通孔58和與貫通孔58連通并且位于中央部92的上表面側的熱風發生裝置99。通過這樣設置,能夠在過濾中使由該熱風發生裝置99產生的熱風從貫通孔58通過而送入罐體部20內。
如上所述,通過本實施方式的過濾裝置110A,也能夠與上述的實施方式同樣地有效防止在過濾管41的開口向著上方的情況下過濾時的支承板42的浮起。另外,本實施方式不需要用于形成凹部39的砌磚等的功夫,還有能夠省去將附著于凹部39的金屬去除的功夫的優點。附著于棒狀體77的金屬的去除可以通過預先對棒狀件77實施與第一實施方式所述相同的涂布處理而容易地進行。
如上所述,過濾裝置110A中沒有配置連接蓋材90與罐體部20的部件,但代替該部件,也可以如圖22和圖23所示設置連接蓋材90與罐體部20的固定部件61。圖22和圖23所示的過濾裝置110A’除了設置該固定部件61這一點以外,與上述的過濾裝置110A相同。若設置固定部件61,則可以更有效地防止由加力部件75加力時的蓋材90的浮起,因此是優選的。作為固定部件61的例子,可以列舉出如圖23所示的緊固部件61。緊固部件61具有鉤62和能夠附加在鉤62的固定件63。鉤62由未圖示的螺釘和螺母等固定配置在蓋材90的外表面下端,并且固定件63由未圖示的螺釘和螺母等固定配置在罐體部20的外表面上端中的與鉤62相對置的位置。固定件63具有棒部件66和與棒部件66連接的桿67,該棒部件66具有突起部65,突起部65以與鉤63的凹部68嵌合的狀態使桿67轉動,由此能夠將蓋材90與罐體部20連結。作為優選的緊固部件的例子,可以列舉出TAKIGEN公司制的ADJUSTABLE FASTENERS(注冊商標)C-236等。
在圖22所示的例子中,緊固部件(固定件63)在壁面部22外表面沿周向配置有多個。緊固部件優選在該周向以大致均等的間隔配置有多個,優選配置有三個以上。
以上,對本發明基于其優選的實施方式進行了說明,但本發明并不限于上述實施方式。例如,在上述第一和第二實施方式中,凹部39與楔體70同樣地具有錐體形狀,但不限于此。例如,凹部39的深度方向X的長度也可以向著水平方向外方大致固定。另外,過濾裝置具有與凹部39相同數量的楔體70,但不限于此。
另外,在上述第一和第二實施方式中,多個凹部39呈相同形狀,多個楔體70呈相同形狀,但也可以任何一個不同。而且,也可以使多個楔體70的材質不同。
此外,在上述各實施方式中,卡定部30(突出部32)連續地設置在罐開口部29的周向,但也可以斷續地設置。而且,卡定部30(突出部32)也可以不與罐體部20形成為一體。
另外,對于支承板42來說,俯視時的形狀不需要為大致多邊形,可以為大致圓形等。
此外,支承板42也可以不為在側視時能夠從支承板42的上表面42b側向著下表面42a側嵌入的形狀。在這種情況下,優選當由與深度方向X垂直的全部方向進行側視時從支承板42的上表面42b側向著下表面42a側逐漸變粗。
另外,過濾裝置也可以不具有加熱單元,例如可以不具有第一蓋體52而僅具有蓋體92。
過濾裝置10的蓋體和罐開口部(蓋體關閉部)的形狀不限于本實施方式,可以采用任意形狀。例如,蓋體和罐開口部在俯視時可以為多邊形,而且在側面可以不具有錐體形狀,可以具有階梯部來代替錐體形狀。
此外,在上述的各實施方式中,對于過濾管41來說,其長度方向朝向罐體部的深度方向X,但只要該長度方向為與水平面交叉的方向,則該長度方向不需要朝向深度方向X。例如,過濾管41的長度方向與水平面所成的角優選為45度以上,更優選為55度以上,進一步優選為80度以上。
另外,當過濾裝置具有加熱單元時,例如在上述的各實施方式中,過濾單元40所具備的過濾管41為一根或多根,加熱單元50具有能夠加熱過濾管41的全部或一部分的加熱體51,加熱體51被插入過濾管41的全部或一部分。而且,過濾管41可以為一根或兩根以上,并且加熱體51也可以為一個或兩個以上。
此外,加熱體51的數量不需要與過濾管41為相同數目,可以比過濾管41少。而且,在具有多個過濾管41時,只要加熱體插入其中至少一根就行,不需要加熱體51插入全部過濾管41。
另外,過濾管41和加熱體51既可以一一對應也可以不一一對應,例如多個加熱體51可以插入一根過濾管41。此外,貫通孔52d和加熱體51既可以一一對應也可以不一一對應,可以在一個貫通孔52d保持多個加熱體51。另外,貫通孔52d和過濾管41例如既可以為相同數量也可以不是相同數量,例如貫通孔52d可以少于過濾管41。但是,過濾管41的數量和其開口部43的數量相同。
此外,在上述實施方式中,多個加熱體51可以設定為同一形狀、材質,也可以不同。
上述實施方式制成為棒形,但不限于此,例如也可以使用螺旋加熱器等來代替棒形加熱器。
加熱體與支承體固定的方式不限于如上述實施方式那樣貫通貫通孔的方式。例如,也可以通過在支承體的下表面配置加壓用部件等將加熱體與支承體的下表面固定。
另外,不需要將加熱單元的支承體52兼用作關閉罐開口部9的蓋體。例如,也可以在罐體部20設置用于卡定支承體52的卡定部,蓋體設定為與支承體分開。
此外,上述的實施方式設定為用于在支承體52和壁面部22的內表面形成錐面并將支承體52安裝在罐體部20內的構成,但用于將支承體52安裝在罐體部120內的構成不限于此。例如,也可以在支承體52的側面設置階梯部,在壁面部22設置與此對應的階梯部,并將兩者嵌合,由此將支承體52安裝在罐體部20內。
符號說明
10 金屬熔液過濾裝置
20 罐體部
21 底面部
22 壁面部
9 罐開口部
30 卡定部
39 凹部
40 過濾單元
41 過濾管
43 過濾管的開口部
42 支承板
42a 下表面
42b 上表面
42c 側面
50 加熱單元
51 加熱體
52 支承體
52a 下表面
52b 上表面
52c 側面
70 楔體
75 加力部件
77 棒狀件
90 蓋材
92 第二蓋體