一种大型铝制翅片自动清洗装置及方法
技术领域
本发明涉及的是一种铝制板翅式换热器传热翅片的自动清洗装置及方法,属于清洗自动化技术领域。
背景技术
传热翅片是铝制板翅式换热器中的核心零件,其清洗质量直接影响板翅式换热器的钎焊质量,最终影响换热器的使用性能。长期以来,通常冲制成型后的铝合金翅片采用的是传统的酸碱浸洗方法,并且是原始的手工清洗,原清洗工艺主要存在以下缺点:
1)质量不稳定:原工艺采用传统方式主要是传统酸碱清洗并用水冲洗,含油量及表面清洗液残留无法控制;清洗的时间依赖于操作人员的经验,清洗质量稳定性难以保证;另外自来水中含有盐及Ca、Mg 离子,用自来水进行冲洗,清洗烘干后会出现水渍。
2)生产成本高:原有清洗工艺需要用大流量的水进行冲洗,其实质是把自来水仅仅当作稀释剂来使用,存在耗能耗水量大、清洗剂耗费量大、废水排量大且难以处理、废水处理价格高等缺点,增加了生产成本。
3)生产效率低:用行车吊运的方式进行各道清洗工序间的转换,自动化程度低,劳动强度大,生产效率低,当产量需求增大时,原设备的生产无法满足需求。
4)不符合环保要求:传统的酸碱清洗工艺使用的清洗溶液为强酸和强碱,在配置强酸、强碱时增加了操作过程的危险性,强酸强碱所产生的烟雾容易污染空气和环境,影响人体的健康,且清洗废水排放量大,不符合环保的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,而提供一种替代传统的手工作坊式的酸碱清洗方法,能够有效去除水渍,在保证清洗清洗效果的同时,降低劳动强度,提高生产效率,降低生产成本,并且提高环保水平的大型铝制翅片自动清洗装置及方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种大型铝制翅片自动清洗装置,它包括一套设备生产主线,在该设备生产主线前后分别设置有上料台和下料台,并配置有一套去离子纯水制备系统和一套设备提升传动系统,所述的上、下料台为分别设置在设备生产主线进、出料侧的一个输送平台,与设备生产主线平行放置,在所述上料台安装有滚轮,可放置有至少一只在设备生产主线上移动的清洗框;所述的设备生产主线由若干个清洗槽体依次相接组合而成;所述的设备提升传动系统采用碳钢滚子链条作为完成上下运动的传动载体,其中还包括一减速电机和直线滑轨作为完成纵向、横向移动及定工位清洗的传动载体;一可持续产生高纯度去离子水的去离子纯水制备系统连接至少一只去离子水箱,该去离子水箱与设备生产主线中的至少一只的清洗槽体相连通。
所述的设备生产主线采用封闭型外框结构,外框的中间设置有玻璃观察窗,外框的顶部配置有一台或一台以上抽风吸雾装置,所述的若干个清洗槽体包括一个或多个热浸洗槽、超声波清洗槽、喷淋清洗槽、沥水槽、鼓泡漂洗槽;所述上料台的上料位置设置有定位栏,下料台的下料位置设置有光电开关检测装置;所述的设备提升传动系统配备有由PLC编程控制器组成的减速电机变频控制装置。
所述清洗槽体的槽底均做成便于刷洗清底的船形状,并在槽底设有排液阀和掏渣口;所述的清洗槽体,除沥水槽外均配有高位溢流、低位自动报警装置和加热系统,加热系统由用热电偶进行测温、并配有数显温控器的不锈钢电加热器及蒸汽加热管组成。
所述的超声波清洗槽的槽体两侧及底部均安装有若干块投入式振板,超声波功率为1200W/块,超声波频率为25KHz;所述的喷淋清洗槽顶部设置喷淋系统,槽盖上满布有使清洗液从上部喷下的喷淋管,下部配置有使喷淋后清洗液流入的储液槽;所述鼓泡漂洗槽的槽底安装有一套鼓泡管路,外接压缩空气提供鼓泡管气源。
所述清洗槽体共配有至少三套循环过滤系统,该系统由储液槽、循环泵和过滤器三部分组成;储液槽的槽底设有排液阀及掏渣口,外接不锈钢液位计(低液位保护),储液槽制作为油水分离结构,并设置挡油板及溢流口,浮污由溢流口流至排污管,配置刮油装置,将浮油吸附再刮除至废油槽,储液槽体加热采用蒸汽加热管,储液槽清洗液通过过滤器、循环泵补液至清洗槽。
一种利用如上所述的大型铝制翅片自动清洗装置进行自动清洗方法,该方法是:通过上料台将装有铝制翅片的清洗框送入清洗装置的设备生产主线内,通过PLC编程控制器控制多臂机械手将铝制翅片按清洗流程移动清洗,最后传送至下料台将清洗框取出;所述的清洗流程为:预处理→超声波清洗→喷淋漂洗→超声波漂洗→沥水→鼓泡漂洗→超声波漂洗→清水漂洗→沥水→高纯去离子水漂洗→高纯去离子水漂洗→沥水。
该方法包括如下具体的清洗流程:
1)将装有要清洗的铝制翅片的清洗框放置在上料口的输送平台上,由设备提升传动系统将装有铝制翅片的清洗框送入清洗状态;
2)设备提升传动系统带动清洗框平行进入第一个清洗槽—预处理槽,利用规定配比的水基清洗剂对翅片表面的油污、杂质进行去除;
3)设备提升传动系统带动清洗框进入第二个清洗槽—超声波清洗槽,利用超声波渗透力强的机械振动冲击工件表面,使翅片缝隙中的污垢迅速剥落,并结合清洗剂的化学除油、去污作用对翅片表面进行清洗;
4)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—喷淋漂洗槽,利用自来水对翅片进行喷淋,将脱脂后的铝制翅片上的清洗剂进行冲洗;
5)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—超声波漂洗槽,利用超声波渗透力强的机械振动冲击工件表面,清洗翅片缝隙中残留的清洗剂;
6)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—沥水槽,将超声波漂洗后的铝制翅片进行沥水,尽可能少的将含有清洗剂残留的水带入下一道工序;
7)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—鼓泡漂洗槽,利用压缩空气对槽体的鼓泡管进行通气,使得漂洗槽中的水产生气泡,模拟水沸腾的状态对翅片缝隙中残留的清洗剂进行清洗;
8)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—超声波漂洗槽,利用超声波渗透力强的机械振动冲击工件表面,再一次对翅片表面进行漂洗;
9)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—清水漂洗槽,用自来水对翅片表面进行浸洗,对滞留在翅片中的清洗剂进行清洗;
10)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—沥水槽,将超声波漂洗后的铝制翅片进行沥水,尽可能少的水带入下一道工序;
11)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—高纯去离子水漂洗槽,将沥水后的翅片浸入带有超声波系统级鼓泡系统的漂洗槽中、利用去离子水制备系统产生的高纯去离子水对翅片表面进行漂洗,去除翅片表面残留的清洗剂及自来水中的盐;
12)重复步骤11,对翅片表面进行漂洗;
13)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—沥水槽,将漂洗后的铝制翅片进行沥水;
14)设备提升传动系统将装有铝制翅片的清洗框输送至下料台,则一次完整的清洗过程结束。
本专利的有益效果:
1、由于本专利使用了排列成行的清洗槽,利用设备提升传动系统完成上下运动;运用减速电机及直线滑轨方式完成纵向、横向移动,进行输送铝制翅片,达到清洗铝制翅片的自动化操作目的,大大提高了生产效率,从而降低了工作成本。
2、由于本专利使用了超声波清洗配合水基清洗剂的化学除油去污作用,对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净,大大提高了铝制翅片的清洗效果,利用高纯去离子水进行铝制翅片的漂洗,提高了漂洗效果,两者相结合提高了铝制翅片的清洗质量并能有效避免水渍的产生,为真空钎焊创造有利条件。
3、由于本专利在设备顶端配有抽风吸雾装置,为清洗过程中提供一种环保、健康的工作环境。
4、由于本专利设置了循环过滤系统,能随时过滤清洗液中的杂质,延长清洗液的使用期限,大大节约了清洗剂的用量,从而节约了清洗的成本。
附图说明
图1是本发明所述铝制翅片自动清洗装置的结构示意图。
图2是本发明所述铝制翅片自动清洗流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的介绍:图1所示,本发明所述的一种大型铝制翅片自动清洗装置,它包括一套设备生产主线,在该设备生产主线前后分别设置有上料台1和下料台2,并配置有一套去离子纯水制备系统和一套设备提升传动系统,所述的上、下料台1、2为分别设置在设备生产主线进、出料侧的一个输送平台,与设备生产主线平行放置,在所述上料台安装有滚轮,可放置有至少一只在设备生产主线上移动的清洗框3;所述的设备生产主线由若干个清洗槽体4依次相接组合而成;所述的设备提升传动系统采用碳钢滚子链条作为完成上下运动的传动载体,其中还包括一减速电机、纵向提升架5、直线滑轨6、横向移动架7以及提升链轮组20作为完成纵向、横向移动及定工位清洗的传动载体;一可持续产生高纯度去离子水的去离子纯水制备系统连接至少一只去离子水箱,该去离子水箱与设备生产主线中的至少一只的清洗槽体4相连通。
所述的设备生产主线采用封闭型外框结构,外框的中间设置有玻璃观察窗,外框的顶部配置有一台或一台以上抽风吸雾装置,所述的若干个清洗槽体包括一个或多个热浸洗槽、超声波清洗槽、喷淋清洗槽、沥水槽、鼓泡漂洗槽;所述上料台的上料位置设置有定位栏,下料台的下料位置设置有光电开关检测装置;所述的设备提升传动系统配备有由PLC编程控制器组成的减速电机变频控制装置。
所述清洗槽体的槽底均做成便于刷洗清底的船形状,并在槽底设有排液阀和掏渣口;所述的清洗槽体,除沥水槽外均配有高位溢流、低位自动报警装置和加热系统,加热系统由用热电偶进行测温、并配有数显温控器的不锈钢电加热器及蒸汽加热管组成。
所述的超声波清洗槽的槽体两侧及底部均安装有若干块投入式振板,超声波功率为1200W/块,超声波频率为25KHz;所述的喷淋清洗槽顶部设置喷淋系统,槽盖上满布有使清洗液从上部喷下的喷淋管,下部配置有使喷淋后清洗液流入的储液槽;所述鼓泡漂洗槽的槽底安装有一套鼓泡管路,外接压缩空气提供鼓泡管气源。
所述清洗槽体共配有至少三套循环过滤系统,该系统由储液槽、循环泵和过滤器三部分组成;储液槽的槽底设有排液阀及掏渣口,外接不锈钢液位计(低液位保护),储液槽制作为油水分离结构,并设置挡油板及溢流口,浮污由溢流口流至排污管,配置刮油装置,将浮油吸附再刮除至废油槽,储液槽体加热采用蒸汽加热管,储液槽清洗液通过过滤器、循环泵补液至清洗槽。
图2所示,一种利用如上所述的大型铝制翅片自动清洗装置进行自动清洗方法,该方法是:通过上料台将装有铝制翅片的清洗框送入清洗装置的设备生产主线内,通过PLC编程控制器控制多臂机械手将铝制翅片按清洗流程移动清洗,最后传送至下料台将清洗框取出;所述的清洗流程为:预处理8→超声波清洗9→喷淋漂洗10→第一超声波漂洗11→第一沥水12→鼓泡漂洗13→第二超声波漂洗14→清水漂洗15→第二沥水16→高纯去离子水漂洗17→高纯去离子水漂洗18→第三沥水19。
该方法包括如下清洗流程:
1)将装有要清洗的铝制翅片的清洗框放置在上料口的输送平台上,由设备提升传动系统将装有铝制翅片的清洗框送入清洗状态;
2)设备提升传动系统带动清洗框平行进入第一个清洗槽—预处理槽,利用规定配比的水基清洗剂对翅片表面的油污、杂质进行去除;
3)设备提升传动系统带动清洗框进入第二个清洗槽—超声波清洗槽,利用超声波渗透力强的机械振动冲击工件表面,使翅片缝隙中的污垢迅速剥落,并结合清洗剂的化学除油、去污作用对翅片表面进行清洗;
4)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—喷淋漂洗槽,利用自来水对翅片进行喷淋,将脱脂后的铝制翅片上的清洗剂进行冲洗;
5)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—超声波漂洗槽,利用超声波渗透力强的机械振动冲击工件表面,清洗翅片缝隙中残留的清洗剂;
6)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—沥水槽,将超声波漂洗后的铝制翅片进行沥水,尽可能少的将含有清洗剂残留的水带入下一道工序;
7)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—鼓泡漂洗槽,利用压缩空气对槽体的鼓泡管进行通气,使得漂洗槽中的水产生气泡,模拟水沸腾的状态对翅片缝隙中残留的清洗剂进行清洗;
8)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—超声波漂洗槽,利用超声波渗透力强的机械振动冲击工件表面,再一次对翅片表面进行漂洗;
9)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—清水漂洗槽,用自来水对翅片表面进行浸洗,对滞留在翅片中的清洗剂进行清洗;
10)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—沥水槽,将超声波漂洗后的铝制翅片进行沥水,尽可能少的水带入下一道工序;
11)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—高纯去离子水漂洗槽,将沥水后的翅片浸入带有超声波系统级鼓泡系统的漂洗槽中、利用去离子水制备系统产生的高纯去离子水对翅片表面进行漂洗,去除翅片表面残留的清洗剂及自来水中的盐;
12)重复步骤11,对翅片表面进行漂洗;
13)设备提升传动系统带动清洗框进入下一个槽体—沥水槽,将漂洗后的铝制翅片进行沥水;
14)设备提升传动系统将装有铝制翅片的清洗框输送至下料台,则一次完整的清洗过程结束。
重复以上步骤,可以不间断的进行铝制翅片清洗。
图2中,所述预处理8以及超声波清洗9均可以连通第一储液槽21;所述的喷淋漂洗10、鼓泡漂洗13、超声波漂洗14以及清水漂洗分别可以连通第二储液槽22。
实施例:
本发明所述的铝制翅片自动清洗装置是由一套上、下料台、一套去离子纯水制备系统、一套设备提升传动系统及一套设备生产主线组成;所述的上、下料台在上料位设置定位栏;下料位置设置光电开关检测,有清洗篮时多臂机械手不再下降放置清洗篮。
所述的去离子纯水制备系统去离子纯水系统由进水、去离子水制备、排水、循环水、检测与控制5个子系统组成。其中,去离子水制备子系统由原水箱、去离子水原水泵、机械过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器、高压泵、反渗透装置、混床和产水箱组成。
所述的设备提升传动系统采用碳钢滚子链条作为传动载体,完成上下运动;运用减速电机及直线滑轨方式完成纵向、横向移动,定工位清洗;所述的设备提升传动系统所配备的电气系统由减速电机变频控制,由PLC编程控制多臂传动系统的动作及工作,保证定位准确及动作的一致性,可实现点动(手动)动作,自动运行,紧急停止。
所述的设备生产主线有若干个清洗槽体组成,包括一个或多个热浸洗槽、超声波清洗槽、喷淋清洗槽、沥水槽、鼓泡漂洗槽。上述槽体除沥水槽外均配有高位溢流、低位自动报警装置和加热系统,加热系统由不锈钢电加热器及蒸汽加热管组成,用热电偶进行测温,并配有数显温控器,温控范围:0~100℃可调。所述的超声波清洗槽槽体两侧及底部均安装有若干块投入式振板,超声波功率为1200W/块,超声波频率为25KHz。所述的喷淋清洗槽顶部设置喷淋系统,槽盖上满布喷淋管,清洗液从上部喷下,喷淋后清洗液流入储液槽。所述的鼓泡漂洗槽槽底安装一套鼓泡管路,外接压缩空气提供鼓泡管气源。
上述清洗槽体共配有4套循环过滤系统,该系统由储液槽、循环泵和过滤器三部分组成。储液槽槽底设有排液阀及掏渣口,外接不锈钢液位计(低液位保护),储液槽制作为油水分离结构,设置挡油板及溢流口,浮污由溢流口流至排污管,配置刮油装置,将浮油吸附再刮除至废油槽,储液槽体加热采用蒸汽加热管,储液槽清洗液通过过滤器、循环泵补液至清洗槽。
本发明使用环保的水基清洗剂、结合超声波清洗及高纯去离子水漂洗,代替了传统强酸、强碱的清洗方法,克服了污染严重、危险性大等缺陷;提高了铝制翅片的清洗质量,并能有效避免翅片烘干后的水渍的产生,而且不会对翅片表面造成损伤;在提高清洗质量的同时实现了铝制翅片的自动清洗,降低了劳动轻度,提高了生产效率;是一种清洗铝制翅片的理想方法,主要适用于铝制板翅式换热器传热翅片的清洗,也使用于其他铝合金零件的清洗。
本装置为全自动连续清洗,变频器控制传动减速电机,清洗节拍时间3-5min可调,同时对清洗液槽设有循环过滤系统,能随时过滤清洗液中杂质,延长清洗液使用期限。
所述的上、下料台为分别设置在主机的进、出料侧的一个输送平台,与设备平行放置,上料台安装滚轮,可放置两只清洗框。
所述的去离子纯水制备系统可持续产生高纯度的去离子水,先后被送入两只去离子水箱中,接入设备生产主线的漂洗槽中作为翅片的高清洁度漂洗水,然后溢流至前级漂洗槽,作为前道漂洗水使用,从而节约水的用量。
所述的设备提升传动系统采用碳钢滚子链条作为传动载体,完成上下运动;运用减速电机及直线滑轨方式完成纵向、横向移动,定工位清洗。
所述的设备生产主线有若干个清洗槽体组成,包括一个或多个热浸洗槽、超声波清洗槽、喷淋清洗槽、沥水槽、鼓泡漂洗槽。
本发明所述的全自动清洗装置,所有箱件、管道、过滤器外壳、阀门及工装均为不锈钢结构。所有清洗槽体槽底均做成船形,便于刷洗清底,均在槽底设有排液阀和掏渣口,便于清理槽内清洗。设备安装活动门,方便快速维修管道、过滤器、泵、加热器、超声等部件,保证生产需要。控制程序设置密码锁定,以防无关人员无意中修改了设备参数值。设备为封闭型结构,中间采用玻璃观察窗,设备顶端配有抽风吸雾装置,改善工作环境。设备具有液位缺液故障报警功能,确保设备免受损坏和及时排除故障,单端操作,双端控制(在进出料端装有急停按钮),可在非正常运行时及时切断控制回路电源,保护设备。
本发明所述的铝制翅片的自动清洗方法,该方法是通过上料台将装有铝制翅片的清洗框送入清洗装置的设备生产主线内,通过PLC控制多臂机械手将铝制翅片按清洗流程移动清洗,最后传送至下料台将清洗框取出。所述的清洗流程为:预处理→超声波清洗→喷淋漂洗→超声波漂洗→沥水→鼓泡漂洗→超声波漂洗→清水漂洗→沥水→高纯去离子水漂洗→高纯去离子水漂洗→沥水。
上述清洗流程中的预处理是指用水基清洗剂对翅片表面的油污、杂质进行去除;上述的超声波清洗是利用超声波渗透力强的机械振动冲击工件表面,使翅片缝隙中的污垢迅速剥落,并结合清洗剂的化学除油、去污作用使工件表面洁净。上述的高纯水漂洗是利用去离子水制备系统产生高纯度的去离子水,接入漂洗槽中作为翅片的高清洁度漂洗水,去除自来水中的盐,有效解决翅片烘干后的水渍问题。