CN101970136A - 用于对浸入液体介质的工件去毛刺和/或清洁的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

为了完成用于对浸入液体介质的工件去毛刺和/或清洁的、特别有效率的装置，所述装置包括用于产生以高压加载的液体射束的液体排送装置，而提出：所述装置包括如下的气体排送装置，所述气体排送装置用于产生至少区段式包围液体射束的气体流。

Description

用于对浸入液体介质的工件去毛刺和/或清洁的装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于对浸入液体介质的工件去毛刺和/或清洁的装置，该装置包括用于产生以高压加载的液体射束的液体排送装置。
背景技术
这种装置特别好地适合于对机械加工的、尤其切削加工的工件去毛刺和/或清洁。通过对工件施加以高压加载的液体射束，能够将毛刺和/或污物与从工件上分离。
发明内容
由此出发，本发明基于如下任务，即，提供一种用于对浸入液体介质的工件去毛刺和/或清洁的装置，该装置是特别有效率的。
按本发明，该任务通过按权利要求1所述的装置得到解决。
按本发明的装置能够提供气体流，该气体流相对于液体介质至少区段式地屏蔽液体射束，从而能够明显减少液体射束与液体介质之间的摩擦。由此实现的是，液体射束在其穿过液体介质朝工件方向的运动期间不减速或者只是略微地减速。这样具有的优点是，利用按本发明的装置产生的液体射束在打到工件表面时，与在现有技术公开的装置的情况相比具有更高的动能。由此，能够改善去毛刺和/或清洁作用。对此作为替代地或附加地，能够用较低的压力对液体射束进行加载，由此在去毛刺和/或清洁作用相同的情况下，与由现有技术公开的装置相比，减少了按本发明的装置的能量消耗。
所述液体排送装置以有利的方式包括喷嘴或者高压喷嘴。这样的喷嘴实现了从液体排送装置中排出以高压加载的液体，并且在此形成液体射束。通过相应地对喷嘴的几何形状进行匹配，能够产生具有基本上呈圆形的丰满射束轮廓或者长形的或椭圆形的扁平射束轮廓的液体射束。
为了实现尽可能高的去毛刺作用和/或清洁作用，优选的是，所述液体射束的射束角尽可能地小。所述射束角理解为液体射束的相互对置的外周侧的边界之间的角度。该射束角优选最大约为25°，尤其最大约为15°。
按本发明的装置具有的其它优点是，借助液体排送装置的区域内的气体流能够防止从喷嘴中出来的液体直接与液体介质发生接触以及防止由此引起的对喷嘴的气穴损害。
按本发明的装置以较小的能量使用实现了很高的去毛刺作用和/或清洁作用。此外，按本发明的装置能够低噪音地并且低排放量地对工件进行去毛刺和/或清洁。所述气体流实现了一方面的以高压加载的液体射束与另一方面的液体介质的声去耦。此外，借助气体流减少了液体射束和液体介质之间的相互作用，从而能够至少在最大程度上阻止液雾的形成。相应地，按本发明的装置可以取消外部的抽吸设备，或者能够将相应的抽吸设备构造得很小。
工件浸入其中的液体介质优选是液态的清洁介质，例如水。
为了容纳液体介质，优选设置了例如呈箱形式的容器，该容器的容器容积可以在几升与数立方米之间。对于为工件去毛刺和/或清洁，不需要将工件完全浸入液体介质中；足够的是，将液体射束和气体流输送给浸入液体介质的工件段。
以高压加载的液体优选是水和/或油和/或乳剂。
优选用大于大约100巴的高压来加载所述液体。尤其对液体加载处于300巴与2700巴之间的、尤其在500巴与2500巴之间的压力。
为了产生高压，优选设置高压泵，借助高压泵能够给液体排送装置输送以高压加载的液体。
所述气体流优选是空气流。这具有这样的优点，即，能够无排放地对工件进行去毛刺和/或清洁。
所述气体流包围液体射束的外周的至少一部分。特别优选的是，所述液体射束的外周完全被气体流包围。
根据本发明的有利的实施方式，能够以压力加载所述气体流。这种压力加载具有这样的优点是，防止至少区段式地包围液体射束的气体流套发生崩溃(Kollabieren)。压缩空气例如能够用于产生气体流。
特别优选的是，能够用如下压力加载所述气体流，该压力至少相当于所述装置的环境压力与液体介质的作用在气体流高度上的流体静力学压力的总和。例如在环境压力为1巴并且浸入深度为1米时，所述气体流的压力至少为大约1.1巴。与液体的高压加载相比，用例如最大大约为10巴的很低的压力加载气体流就已足够了。
所述装置以有利的方式包括带有室的壳体，所述室具有：至少一个用于使以高压加载的液体进入室中的液体-室输入端；至少一个用于使气体进入室的气体-室输入端以及至少一个用于使以高压加载的液体和气体流出去的室输出端。这种室能够将以高压加载的液体和气体彼此分开地导入室中并且共同地从室中导出，更确切地说以如下的方式，即，气体流至少区段式地包围液体射束。所述室优选包括恰好一个液体-室输入端和/或恰好一个室输出端。
根据本发明的有利的实施方式，能够将至少一部分气体基本上平行于液体射束的射束轴线地导入室中。由此能够以简单的方式产生气体流套。
所述液体-室输入端和所述至少一个气体-室输入端优选布置在同一室-界面上，使得气体和液体能够以特别简单的方式在基本上相互平行的方向上导入室中。
根据本发明的实施方式，设置有多个气体-室输入端。这些气体-室输入端尤其围绕液体-室输入端地沿着外周方向分布并且优选相互间等距地布置。借助多个气体-室输入端能够将气体以特别均匀地分布的方式导入室中。
根据本发明的另一实施方式设置为，所述气体-室输入端是环形的并且优选与液体射束的射束轴线同中心地布置。由此，能够将气体特别均匀地导入室中。
根据本发明的另一优选的实施方式，能够将至少一部分气体在相对于液体射束的射束轴线倾斜的气体-导入方向上导入室中。这有助于产生套状的气体流，所述套状的气体流至少区段式地包围液体射束。
所述液体-室输入端和至少一个气体-室输入端以有利的方式布置在不同的室-界面上。这以特别简单的方式使至少一部分气体在相对于液体射束的射束轴线倾斜的方向上导入室中。
根据本发明的实施方式，气体进入室的进入方向垂直于、特别是径向于液体射束的射束轴线。这实现了产生在外周侧上闭合的气体流套。
根据本发明的另一实施方式，气体进入室的进入方向切向于液体射束的射束轴线。以这种方式能够在室的内部有助于涡流形成，从而形成包围液体射束的气体流套。
至少一部分气体例如能够在关于重力方向垂直的方向上、也就是从上方和/或从下方导入室中。
同样当将至少一部分气体在相对于液体射束的射束轴线倾斜的方向上导入室中时，也可以设置多个气体-室输入端和/或环形的气体-室输入端。
优选的是，所述室具有垂直于室纵向轴线取得的室横截面，该室横截面朝向室输出端逐渐变细。这实现了在朝室输出端的方向上这样输送所述气体，即，产生在外周侧闭合的气体流套。
所述室纵向轴线优选在基本上平行于液体射束的射束轴线的方向上延伸。室纵向轴线和液体射束的射束轴线尤其是相互对准的。由此能够完成紧凑的气体排送装置。
特别优选的是，至少一个室-边界与液体射束的射束轴线同中心地构造，从而能够产生环形的气体流套。
所述室尤其基本上呈截锥形。截锥形的外罩面与液体射束的射束轴线之间的角度优选在10°与60°之间。
所述壳体优选包括用于布置液体排送装置的第一壳体部件以及界定至少一段室的并且与第一壳体部件可连接或与第一壳体部件连接的第二壳体部件。这尤其在第一壳体部件与第二壳体部件以可松解的方式可相互连接或者相互连接时，实现了对室特别简单的制造。
所述第一壳体部件具有优点地包括用于可输送给液体-室输入端的液体的输入端。
此外，优选至少一个所述壳体部件包括至少一个用于如下气体的输入端，所述气体能够输送给至少一个气体-室输入端。
此外，本发明涉及一种用于对工件去毛刺和/或清洁的方法，其中，工件被浸入液体介质中并且经受以压力加载的液体射束。
本发明所基于的另一任务是，完成一种用于对工件去毛刺和/或清洁的方法，该方法实现了对工件特别有效率的去毛刺和/或清洁过程。
在用于对工件去毛刺和/或清洁的方法中，其中，所述工件被浸入液体介质中并且经受以高压加载的液体射束，所述任务根据本发明以下方式得到解决，即，产生至少区段式包围液体射束的气体流。
按本发明的方法的特别的构造方案和优点已经部分地在前面在结合按本发明的装置的特别的构造方案和优点进行了阐释。因此，下面仅仅还对按本发明的方法的在开头没有阐释过的构造方案和优点进行探讨。
为了对工件进行去毛刺和/或清洁，所述室的室输出端以有利的方式以相对于工件的有待去毛刺和/或有待清洁的表面相距最大约5cm的间距的方式来定位。该间距尤其最大约为3cm、优选约为1cm。所述间距使得液体射束与至少区段式包围液体射束的气体流一起输送给有待去毛刺和/或有待清洁的工件，而气体流套不会崩溃。此外，所述间距使得液体排送装置和气体排送装置相对于工件运动，而在此不需要遵守最小的位置允差。
按本发明的装置尤其适合于实施按本发明的方法。
附图说明
本发明的其它特征和优点是对优选实施例的下列描述以及图示表达的主题。
在附图中：
图1示出依照用于对浸入液体介质的工件去毛刺和/或清洁的第一实施方式的装置的示意性的剖面；以及
图2示出依照用于对浸入液体介质的工件去毛刺和/或清洁的第二实施方式的装置的示意性的剖面。
具体实施方式
相同的或者功能等效的元件在所有附图中以相同的附图标记来标示。
在图1中示出的、整体以100标示的、用于对工件去毛刺和/或清洁的装置包括：容器102，该容器102含有液体介质104。该液体介质104例如是水。
所述容器102的以如下方式设定尺寸，即，有待去毛刺和/或清洁的工件106能够至少区段式地浸入液体介质104中。
此外，所述容器102用于容纳壳体108，该壳体108优选是分多个部件的并且特别是包括第一壳体部件110和第二壳体部件112。
所述壳体108用于保持用于产生液体射束116的液体排送装置114。此外，所述壳体108用于保持气体排送装置118，气体排送装置118用来产生至少区段式包围液体射束116的气体流120。
所述装置100包括用点划线示出的液体供给装置122，借助该液体供给装置122能够将以高压加载的液体输送给壳体108，以高压加载的液体特别是指水和/或油和/或乳剂。所述液体供给装置122例如包括在附图中没有示出的高压泵以及将液体输送给壳体108的液体供给管路。
此外，所述装置100包括用点划线示出的气体供给装置124，借助该气体供给装置124能够将气体、尤其是空气输送给壳体108。所述气体供给装置124例如包括：在附图中没有示出的压缩器或压缩机，以及将气体输送给壳体108的气体供给管路。
所述第一壳体部件110具有用于以高压加载的液体的输入端126，所述液体能够通过管路128输送给喷嘴体130。喷嘴体130包括喷嘴132，喷嘴132具有相对于管路128的横截面缩小的喷嘴横截面。
所述第二壳体部件112借助出于概览起见的原因而没有示出的连接元件，例如借助螺栓与第一壳体部件110可松解地连接。此外，所述第二壳体部件112借助例如呈O环形式构造的密封元件133相对于第一壳体部件110液密性地密封。
所述第二壳体部件112包括优选呈截锥形的室134。该室134包括呈截锥外壳形式的外周侧的室-界面136。外周侧的室-界面136在基本上平坦的端侧的室-界面138与室输出端140之间延伸，该室-界面138由第一壳体部件110的端侧形成。垂直于室纵轴线141取得的室横截面自端侧的室-界面138起，朝向室输出端140的方向逐渐变细。端侧的室-界面138与室输出端140之间的间距例如大约为2cm。所述第二壳体部件112也可以称为“外壳喷嘴”。
所述第二壳体部件112具有借助气体供给装置124提供的气体所用的输入端142。该输入端142优选具有尺寸标准化的压缩空气接口，例如尺寸为R1/4英寸。所述输入端142与气体管路144保持流体有效的连接。气体管路144在用于空气进入的气体-室输入端146处通入室134中。
此外，所述室134具有液体输入端148，该液体输入端148通过喷嘴132的输出端来形成。
前面所述的装置100以如下方式起作用：
为了准备对工件106去毛刺和/或清洁，以液体介质104来填充容器102。接着，将工件106和壳体108浸入液体介质104中。为了产生以高压加载的液体射束116，借助液体供给装置122将以高压加载的液体输送给壳体108。所述液体通过输入端126和管路128到达喷嘴132和液体-室输入端148。液体在液体-室输入端148处从喷嘴132出来并且形成了液体射束116。液体射束116沿着射束轴线150延伸，并且具有在液体射束116的相互对置的外周侧边界之间所测得的射束角度152，该射束角度152例如大约为10°。
为了防止液体射束116在其打到工件106的有待去毛刺的和/或有待清洁的表面154之前由于与液体介质104发生摩擦而引起减速，则产生了至少区段式包围液体射束116的气体流120。为此，借助气体供给装置124将气体输送给第二壳体部件112的输入端142，并且该气体通过气体管路144和气体-室输入端146导入室134中。导入室134中的气体被以压力进行加载。该压力优选高于在装置100的环境156的压力与在气体流120的高度上的流体静力学的压力之和，该流体静力学的压力通过浸入深度158来确定，所述浸入深度158在气体流120的水平面与液体介质104的表面(“池液位(Badpegel)”)之间进行测量。
所述室输出端140如此大，使得液体射束116能够从液体-室输入端148出发，通过室134输送给室输出端140，而所述液体射束116不会触及外周侧的室-界面136。在室输出端140的高度上，在液体射束116的外周与外周侧的室-界面136之间保留有环形缝隙160，该环形缝隙160使导入室134中的气体穿过室输出端140朝向工件106的方向出来。由此，产生了在外周侧闭合的套状的气体流120，气体流120防止液体射束116在液体介质104中由摩擦引起的减速。
对于特别好的去毛刺和/或清洁作用来说，有利的是，所述壳体108和工件106彼此相对地以如下方式进行定位，使得室输出端140与工件106的有待去毛刺和/或有待清洁的表面154之间的间距最大约为3cm，优选大约为1cm。
一方面所述喷嘴132的或者说液体-室输入端148的输出端与另一方面的工件106的有待清洁的表面154之间的间距例如最大约为10cm，优选最大约为5cm，尤其在约2cm与约3cm之间。
气体导入室142中的过程借助气体-室输入端146在气体-导入方向162上进行，该气体-导入方向162相对于液体射束116的射束轴线倾斜，尤其垂直于该射束轴线。该气体-导入方向162能够径向于或者切向于射束轴线150地分布。
可行的是，气体能够借助唯一的气体-室输入端146导入室134中。对此另选地可行的是，能够设置至少另一气体-室输入端164，该至少另一气体-室输入端164例如布置在外周侧的室-界面136的与气体-室输入端146相对置的侧上，并且在图1中用点划线示出。
在图2中示出的用于对浸入液体介质104的工件106去毛刺和/或清洁的装置100的第二实施方式与图1中示出的第一实施方式的区别在于，所述第二实施方式具有气体-室输入端202，该气体-室输入端202与液体-室输入端148共同地布置在端侧的室-界面138上。
借助布置在第一壳体部件110中的气体管路204对气体-室输入端202进行馈给。气体管路204通过输入端206与气体供给装置124相联通。
借助所述气体-室输入端202能够将气体在相对于液体射束116的射束轴线150至少几乎平行的方向208上导入室134中。导入室134中的气体沿着外周侧的室-界面136流向室输出端140，并且在那里通过环形缝隙160从室134中出来并且形成了套状的气体流120。
同样在将气体与液体射束116的射束轴线150平行地导入室134中时，也可以设置单个的气体-室输入端202和/或至少另一气体-室输入端210，所述至少另一气体-室输入端210在图2中用点划线示出。所述气体-室输入端202和210例如布置在液体-室输入端148的相互对置的侧上，并且优选具有距液体-室输入端148相同的间距。
在其余方面，所述装置100的在图2中示出的第二实施方式在结构和功能方面与图1中示出的第一实施方式一致，就此而言，参引对第一实施方式前面的描述。
用于对浸入液体介质的工件去毛刺和/或清洁的装置的另一在附图中未示出的实施方式不仅包括至少一个气体-室输入端146，还包括至少一个气体-室输入端202，借助气体-室输入端146能够将气体在相对于朝液体射束116的射束轴线150倾斜的气体-导入方向162上导入室134中，借助气体-室输入端202能够将气体基本上平行于液体射束116的射束轴线150地导入室134中。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.用于对浸入液体介质(104)的工件(106)去毛刺和/或清洁的装置(100)，所述装置(100)包括用于产生以高压加载的液体射束(116)的液体排送装置(114)和气体排送装置(118)，所述气体排送装置(118)用于产生至少区段式包围所述液体射束(116)的气体流(120)，
其中，所述装置(100)包括具有室(134)的壳体(108)，所述室(134)具有：至少一个使以高压加载的液体进入所述室(134)中所用的液体-室输入端(148)至少一个使气体进入所述室(134)中所用的气体-室输入端(146、164、202、210)；以及至少一个使以高压加载的所述液体射束(116)和所述气体流(120)出来所用的室输出端(140)
其特征在于，
所述室(134)具有垂直于室纵向轴线(141)取得的室横截面，所述室横截面朝向所述室输出端(140)逐渐变细。
2.按权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述气体流(120)能够被施以压力。
3.按权利要求1或2所述的装置(100)，其特征在于，至少一部分所述气体能够基本上平行于所述液体射束(116)的射束轴线(150)地导入所述室(134)中。
4.按权利要求1至3中任一项所述的装置(100)，其特征在于，至少一部分所述气体能够在相对于所述液体射束(116)的所述射束轴线(150)倾斜的气体-导入方向(162)上导入所述室(134)中。
5.按权利要求1至4中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述室纵向轴线(141)基本上平行于所述液体射束(116)的所述射束轴线(150)地分布。
6.按权利要求1至5中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述壳体(108)包括用于布置所述液体排送装置(114)的第一壳体部件(110)以及第二壳体部件(112)，所述第二壳体部件(112)对至少一段所述室(134)进行界定并且与所述第一壳体部件(110)能够连接或者与所述第一壳体部件(110)连接。
7.用于对工件(106)进行去毛刺和/或清洁的方法，其中，所述工件(106)被浸入液体介质(104)中并且经受以高压加载的液体射束(116)，
其中，产生至少区段式包围所述液体射束(116)的气体流(120)
其中，将所述液体射束(116)与所述气体流(120)一起通过室(134)的室输出端(140)排送，以及
其中，所述室(134)具有垂直于室纵向轴线(141)取得的室横截面，所述室横截面朝向所述室输出端(140)逐渐变细。
8.按权利要求7所述的方法，其特征在于，所述气体流(120)被施以压力。
9.按权利要求7或8所述的方法，其特征在于，至少一部分气体基本上平行于所述液体射束(116)的射束轴线(150)地导入所述室(134)中。
10.按权利要求7至9中任一项所述的方法，其特征在于，至少一部分所述气体在相对于所述液体射束(116)的所述射束轴线(150)倾斜的气体-导入方向(162)上导入所述室(134)中。
11.按权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述室输出端(140)以相对于所述工件(106)的有待去毛刺和/或有待清洁的表面(154)相距最大约5cm的间距的方式定位。

Claims (15)

1.用于对浸入液体介质(104)的工件(106)去毛刺和/或清洁的装置(100)，所述装置(100)包括用于产生以高压加载的液体射束(116)的液体排送装置(114)，其特征在于气体排送装置(118)，所述气体排送装置(118)用于产生至少区段式包围所述液体射束(116)的气体流(120)。
2.按权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述气体流(120)能够被施以压力。
3.按权利要求1或2所述的装置(100)，其特征在于具有室(134)的壳体(108)，所述室(134)具有：至少一个使以高压加载的液体进入所述室(134)中所用的液体-室输入端(148)；至少一个使气体进入所述室(134)中所用的气体-室输入端(146、164、202、210)；以及至少一个使以高压加载的所述液体射束(116)和所述气体流(120)出来所用的室输出端(140)。
4.按权利要求3所述的装置(100)，其特征在于，至少一部分所述气体能够基本上平行于所述液体射束(116)的射束轴线(150)地导入所述室(134)中。
5.按权利要求3或4所述的装置(100)，其特征在于，至少一部分所述气体能够在相对于所述液体射束(116)的所述射束轴线(150)倾斜的气体-导入方向(162)上导入所述室(134)中。
6.按权利要求3至5中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述室(134)具有垂直于室纵向轴线(141)取得的室横截面，所述室横截面朝向所述室输出端(140)逐渐变细。
7.按权利要求6所述的装置(100)，其特征在于，所述室纵向轴线(141)基本上平行于所述液体射束(116)的所述射束轴线(150)地分布。
8.按权利要求3至7中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述壳体(108)包括用于布置所述液体排送装置(114)的第一壳体部件(110)以及第二壳体部件(112)，所述第二壳体部件(112)对至少一段所述室(134)进行界定并且与所述第一壳体部件(110)能够连接或者与所述第一壳体部件(110)连接。
9.用于对工件(106)进行去毛刺和/或清洁的方法，其中，所述工件(106)被浸入液体介质(104)中并且经受以高压加载的液体射束(116)，其特征在于，产生至少区段式包围所述液体射束(116)的气体流(120)。
10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，所述气体流(120)被施以压力。
11.按权利要求9或10所述的方法，其特征在于，将所述液体射束(116)与所述气体流(120)一起通过室(134)的室输出端(140)排送。
12.按权利要求11所述的方法，其特征在于，至少一部分气体基本上平行于所述液体射束(116)的射束轴线(150)地导入所述室(134)中。
13.按权利要求11或12所述的方法，其特征在于，至少一部分所述气体在相对于所述液体射束(116)的所述射束轴线(150)倾斜的气体-导入方向(162)上导入所述室(134)中。
14.按权利要求11至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述室(134)具有垂直于室纵向轴线(141)取得的室横截面，所述室横截面朝向所述室输出端(140)逐渐变细。
15.按权利要求11至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述室输出端(140)以相对于所述工件(106)的有待去毛刺和/或有待清洁的表面(154)相距最大约5cm的间距的方式定位。
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