CN1019763B - 制备电蚀机加工液用的设备 - Google Patents

Abstract

一种制备电蚀机加工液用的设备，具有一过滤器(3)，浓缩料流即从浓缩料槽(1)供到该过滤器中，滤透物流则从该过滤器中排出。根据本发明，该过滤器系由薄膜过滤器(3)构成，通过定期反转浓缩料的流动方向来防止薄膜过滤器(3)堵塞。

Description

本发明涉及一种处理火花腐蚀机或电蚀机加工液用的设备。制备是用一个薄膜过滤器进行的，浓缩液供到过滤器上，渗透出的液流则从过滤器排出。

电蚀机一般都有一个盛有加工液的容器，待电蚀加工的工件就浸渍在加工液中。线切割或线腐蚀机的加工液由去离子水组成，埋头孔加工机的加工液则是由烃类有机物组成。工件上被腐蚀出的颗粒的降低了加工液的清洁程度，从而改变了加工液的导电性能。为保证腐蚀加工的某一特定质量，需要净化加工液，使其电气性能和清洁程度维持在预定的范围。现有技术通常采用传统的过滤器制备加工液，由于这类过滤器的孔径较大，因而其过滤作用是不足以在历时若干天的期限内使电蚀机的加工液维持在所要求的质量范围的。然而要提高过滤质量而将这种传统的过滤器的孔径减小时却又会使过滤器壁堵塞。

在过滤技术领域中，通常都知道采用比传统过滤器孔截面小更多的薄膜过滤器来增强过滤效果。可是历来都认为，薄膜过滤器不适宜在电蚀工艺中供粗滤浓缩液之用，因为这样做就要担心薄膜过滤器因浓缩液固体物含量高而迅速堵塞的后果。

因此迄今薄膜过滤器只用于制备电蚀机加工液极其特殊的用途中，从来也没有供净化或过滤浓缩液之用。例如日本公开专利JP-OS    62-24917公开了一种过滤电蚀机加工液的设备，其中应用了薄膜过滤器。该专利的设备有一个加工液容器，由一个赛珞玢薄膜将该容器再分成两 个区。第一个区由一台连接有普通过滤器的泵连接到电蚀机的加工区，而该加工区的加工液又可借助于另一台泵排放到容器的所述第一个区中。容器的第二个区借助于另一台泵连接到一离子交换剂中。容器的第二个区中的离子浓度远低于容器第一个区中的离子浓度，因而有可能使离子交换剂在有利于其工作情况的低离子浓度下工作。在该专利中的净化加工液的设备中，普通的过滤器是供过滤浓缩液用的，而薄膜过滤器则只为调节降低离子浓度，使离子交换剂能循环使用。

而在DE3727275Al中，则公开了一种用过滤器制备电火花加工机的加工液的设备，浓液流供给到该过滤器中，渗透物则排离该过滤器，浓液流即大致平行通过该过滤器。但这种设备没有提供定期反转浓缩液流的流动方向来防止过滤器堵塞的装置，因此，不能在长时间使加工液保持高质量。

本发明的目的是安提供这样一种处理电蚀机加工液用的设备，使电蚀机的加工液可以长时间保持高质量。

本发明的目的是通过以下措施来达到的，即提供一种用过滤器制备电蚀机加工液的设备，浓缩液流即供到该过滤器中，渗透物流则排离该过滤器，该过滤器是个薄膜过滤器，浓缩液流即大致平行于薄膜通过薄膜过滤器，其特征在于，该设备还设有装置，供反转通过薄膜过滤器中的浓缩液的流动方向之用。

本发明目的进一步通过以下措施来达到，即：反向装置具有两对阀，在各情况下，一对阀门系连接到薄膜过滤器的浓缩液侧的接头上，且在各情况下，一对阀中的一个阀系连接到浓缩液供应管线上，该对阀中的另一个阀则连接到一浓缩液回流管线上;反向装置在阀门切换之前断开供浓缩液流用的泵，而只有在所述阀门已切换之后才再次将泵接通;反向装置反转流动方向的频率是按浓缩液流泵的接通频率或时间的函数进行控制的;配备有回洗装置，借助于该回洗装置迫使渗透物从薄膜过滤 器的渗透物侧通过薄膜流到浓缩液侧，所述回洗装置系在反向装置工作的情况下以与时间有联系的方式进行启动的;流向反向的频率系按电蚀工艺的一个参数的函数加以改变的;以及流向反向的频率系按沿薄膜过滤器的压力降的函数加以改变的。

本发明是基于这样的结论提出的，即如果薄膜过滤器不仅是以所谓横向流动技术的方式（这时浓缩液流系大致平行于薄膜流动）工作，而且是定期反转浓缩液的流动方向，则这种过滤器可用以过滤电蚀机的渗透物流。因此若浓缩液沿着滤器薄膜以恒定不变的同一方向流动，则在薄膜的液流入口侧会堆积浓缩液固体颗粒组成的污垢结块，从而降低了薄膜的过滤效率。该污垢结块主要是从入口侧堆积的。沿薄膜过滤器的压力降增加即证实了这一点。

迄今还没有人在电蚀技术中采用薄膜过滤器直接过滤浓缩了的加工液，因为专家们认为这种过滤器由于上面谈到的因污垢结块堆积而使过滤效率迅速下降的缘故，因而不适宜过滤浓缩的工作液。

根据本发明，浓缩液流的方向是定期自动反向的。反转浓缩液流的流向时，堆积在薄膜上浓缩液入口侧附近的污垢结块就从薄膜冲走。因此通过定期反转液流的方向有可能防止或大大减少薄膜过滤器的堵塞。

将薄膜过滤器的回洗与液流流向的反转在时间上协调进行可以提高清除或冲走污垢结块的效率。首先从进行适当的回洗开始，在回洗的过程中停掉浓缩液用泵。回洗过程一结束即刻再起动浓缩液泵。反转液流方向（即，使浓缩液流沿回洗前的方向的反方向流动）最好是通过操纵阀门进行，这样做有好处。鉴于在该阶段期间“污垢回路”中污垢颗粒的浓度非常高，应以保证提高从污垢回路中处理污垢粒子的效率为宜。为此，在该阶段令污垢回路较大一部分的液流越过毛毯过滤器。

现在参照附图就一个非限制性的实施例更详细地说明本发明的内容。附图中：

图1    是本发明处理电蚀机加工液用的设备的总示意图;

图2    是图1    设备中所用的那种薄膜过滤器的剖视图。

如后面即将更详细说明的那样，处理电蚀机加工液用的设备有一个浓缩液槽1。浓缩液流即用泵2从浓缩液槽1泵送到薄膜过滤器3中，渗透物则从薄膜过滤器3排离渗透物出口4。含有更多固体物的浓缩液流从过滤器的一个出口5沿着渗透物的分支管返回到浓缩液槽1中。返回来的部分浓缩液流由电动分流阀7沿分支管的下游供到废料容器8中。废料容器8系制成丝状过滤篮的形式，里面放有毛毯过滤器。废料容器8安置在浓缩液槽1上方，从而使部分通过容器8的毛毡过滤器9的浓缩液流可返回到浓缩液槽1中。

在过滤的过程中，在毛毯过滤器9表面累积有过滤结块，该过滤结块由从浓缩液分离出来累积着的固体物组成。该过滤结块增强了毛毯过滤器9的过滤作用。

废料容器8设有一溢流口10，当供到废料容器8的部分浓缩液流大于通过过滤结块和毛毯过滤器9滴出的预先净化了的浓缩液的量时，溢流口10就可使浓缩液从废料容器8溢流入浓缩液槽1中。

适当控制分流阀7即可在单位时间内将较大部分的料流定期或间歇地供到废料容器8中，或将较少的部分液流量恒定地供到废料容器8中。

薄膜过滤器3具有这样的结构，它有一个管形薄膜12将浓缩液区13与渗透物区14隔离开来。薄膜过滤器3周围环绕有圆柱形壁15。流经浓缩液区13的浓缩液系从一浓缩液入口流到本行于薄膜12的浓缩液出口。图中只示出了单个薄膜过滤器3。但在实际实施的最佳实施例中系采用多个相同的以平行流动方式连接的过滤元件。由于薄膜过滤器采用了这种结构作为多个管式过滤元件，因而有可能只需要很小的空间就可获得较大的过滤表面。

薄膜过滤器3最好是由空心的聚丙烯纤维构成，直径约为1.5毫米， 孔隙的大小约为0.2微米。从图2可以看到，薄膜过滤器3的滤渗透物出口4连接到一渗透物容器或净化槽17，渗透物再从该槽泵送到火花腐蚀机的工作容器中。

除工作容器11和浓缩液槽1外，制备加工液的设备还包括一收集槽或接收器16和一净化槽17。工作容器11的内容物可经由排料管18供到接收器16中。在浓缩液沉淀之后，接收器16中的内容物可借助于第二个泵19在浓缩液槽1中泵送循环。此外，工作容器11经由回流管线20直接与浓缩液槽1连接起来。第一个泵2的下游配置有压力计21、粗滤器22和网屏或遮护板23，供料管线26即在其间分成两路分别通到两个入口阀24、25。第一入口阀24连接到薄膜过滤器3的一侧，另一入口阀25则连接到过滤器的另一侧。薄膜过滤器3的压力上游或下游侧由第二和第三压力计27、28进行监控。在薄膜过滤器3的浓缩液区13入口阀24、25外还连接有出口阀29、30，经由浓缩液回流管线31连接到浓缩液槽1中。回流管线31在分流阀7外分支成废料容器管线32，分支成具有遮护板34并通入浓缩液槽1的遮护管线33，并分支成具有污垢侧安全阀36并延伸到浓缩液槽1的卸压管线35。入口阀24、25和出口阀29、30系控制得使入口阀24打开时，另一入口阀25关闭，同时出口阀30打开，面对第一入口阀24的入口阀29关闭。该阀开闭的组合结果确定了液流流动的方向，即在图2中为从左到右。液流通过薄膜过滤器3的方向是可以使其反向的，即将入口阀25和出口阀29打开，将入口阀24和出口阀30关闭。薄膜过滤器3连同其渗透物出口4系连接到缓冲容器39上，供回洗薄膜过滤器3之用。缓冲容器39可通过排气阀40排气，还可通过压缩空气阀41经受压缩空气的作用加以清洗，压缩空气的压力则由第四个压力计42监控。

缓冲容器39由具有回流阀43的回流管线44连接到净化槽17。累积在净化槽17中的渗透物借助于第三个泵45和渗透物管线46回流到工作容器11中。渗透物回流到工作容器，最好是在50至60升/分的输送速率下进 行。

上述通过入口阀24、25和出口阀29、30的相应操作使液流方向反转是只有在泵2停止运转时才进行的，其目的是防止作用于反向阀24、25、29、30的薄膜上的压力冲击。因此由控制着前述的所有阀门和泵的过程控制计算机在将阀门切换之前先把泵2关掉。接着泵2再次接通，于是液流方向就反转了。现在经反向之后的浓缩液的流向促使累积在薄膜过滤器3浓缩液流入口侧的过滤的污垢结块被冲洗。

为确保薄膜入口处的压力情况恒定，而且为防止过滤能力经过一段时间之后下降，令浓缩液流的方向定期自动反向。浓缩液流反向的频率最好是泵2接通的频率或时间的函数。

液流方向的反向频率可由一过程控制计算机作为电腐蚀工艺参量（最好是电弧切割电流的积分）的函数加以确定。还可能考虑工件材料、粒子成分和预定的工艺数据和电蚀机电火花发生器数据之间的依赖关系。除电弧切割电流的积分之外，在电流积分值预定的情况下，这些附加参数不难通过简单的试验确定下来。

Claims (7)

1、一种用过滤器制备电蚀机加工液的设备，浓缩液流即供到该过滤器中，渗透物流则排离该过滤器，该过滤器是个薄膜过滤器(3)，浓缩液流即大致平行于薄膜通过薄膜过滤器(3)，其特征在于，该设备还设有装置(24，29，25，30)，供反转通过薄膜过滤器(3)中的浓缩液的流动方向之用。

2、根据权利要求1所述的设备，其特征在于，反向装置具有两对阀（24，29，25，30），在各情况下，一对阀门（24，29，25，30）系连接到薄膜过滤器（3）的浓缩液侧的接头上，且在各情况下，一对阀（24，25）中的一个阀系连接到浓缩液供应管线（26）上，该对阀（29，30）中的另一个阀则连接到一浓缩液回流管线（31）上。

3、根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，反向装置在阀门（24，29，25，30）切换之前断开供浓缩液流用的泵（2），而只有在所述阀门已切换之后才再次将泵（2）接通。

4、根据权利要求1或2的设备，其特征在于，反向装置反转流动方向的频率是按浓缩液流泵（2）的接通频率或时间的函数进行控制的。

5、根据权利要求1或2的设备，其特征在于，配备有回洗装置（39，43，44），借助于该回洗装置迫使渗透物从薄膜过滤器（3）的渗透物侧（4）通过薄膜流到浓缩液侧，所述回洗装置系在反向装置工作的情况下以与时间有联系的方式进行启动的。

6、根据权利要求1或2的设备，其特征在于，流向反向的频率系按电蚀工艺的一个参数的函数加以改变的。

7、根据权利要求1或2的设备，其特征在于，流向反向的频率系按沿薄膜过滤器的压力降的函数加以改变的。

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