CN103521471B - 一种汽车钣金冲压模具清洗系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车钣金冲压模具清洗系统，包括：清洗室，其内部设置有用于向待清洗模具喷射清洗液的喷射装置；承载机构，其承载待清洗模具进出所述清洗室；集水池，其位于清洗室地面下方，以收集所述喷射装置喷出的清洗液；沉淀池，其从所述集水池中泵取清洗液，并且其内部设置有磁性过滤装置和油液分离装置，从而对清洗液进行大颗粒沉淀、金属颗粒过滤和油液分离；二级过滤装置，其从所述沉淀池中泵取清洗液并对清洗液进行精过滤以使清洗液能够被回送至所述喷射装置。本发明还提供了一种汽车钣金冲压模具清洗方法。本发明能够消除清洗液循环利用过程中过多的组分杂质对过滤装置的影响，从而使得清洁效果更好、成本更低、更环保。

Description

一种汽车钣金冲压模具清洗系统及方法

技术领域

本发明涉及清洁领域，具体涉及利用清洗液对汽车钣金冲压模具进行冲洗的系统及方法。

背景技术

随着汽车行业竞争的不断加剧，对汽车的性能与品质提出了更高的要求。冲压作为汽车四大制造工艺的首道工序，其生产质量直接影响到车身的品质；而模具作为冲压生产的重要工艺装备，又直接关系到汽车钣金件（尤其是外覆盖件）的质量。汽车钣金冲压模具在长时间使用后不但会产生磨损，且其表面会残留油污及铁屑等杂质，影响钣金件的表面质量。因此，除了定期对模具进行最基本的维修保养外，近年来，人们开始关注对模具进行进一步的清洁和清洗工作。

传统的模具清洁方法包括人工擦拭法、浸泡法、超声波清洗法、毛刷擦拭法和高压水冲洗法等。由于汽车钣金冲压模具尺寸较大，采用人工擦拭法劳动强度太大、且清洁不彻底，擦拭后仍会遗留很多铁屑及油渍，严重影响冲压件的品质；毛刷擦拭法、超声波清洗法只适用于小型产品或者模具；而浸泡法虽然能够对大型模具进行清洁，但正如在申请号：201120013570.6、申请日：2011-01-17、实用新型名称“搪塑模具清洗设备”的中国实用新型专利中所公开的，浸泡法清洗设备本身只具有浸泡功能，不具有冲洗功能，模具浸泡后仍然需要高压水清洗；高压水冲洗法虽然清洁较为彻底，但对于大型模具来说，高压水冲洗一般在开放的空间内进行，清洗后的废液直接排掉，无法重复利用，造成大量的水资源浪费；且由于水压太高，清洗时产生大量的雾气，工作环境恶劣。

在授权公告号：US6,053,186，申请日：1998.10.13，优先权日：1997.10.14，发明名称“MACHINE FOR REMOVING SALT CORESTRAPPED IN PRESSURE DIE-CAST OR INJECTION MOULDEDARTICLES”的美国发明专利中，公开了一种对压铸或者喷射注塑成型的产品进行清洗的装置，该装置能够对产品上残存的盐核进行清洗，并对清洗液进行收集、过滤以循环利用，从而保护了环境。但是，对于汽车钣金冲压模具，其相对于小件产品来说尺寸要大得多，模具所在车间的工作环境恶劣，在需要清洗时，表面已经沉积了大量包括液压油、拉延油、黄甘油、车间灰尘颗粒、铁屑等，冲压过程中板材落料、撕裂的边角料等也会残存在模具缝隙中，这些不同组分的杂质会混杂在清洗液中，如果利用上述装置对清洗液进行收集后直接过滤并返回至喷射装置的话，首先其中的大颗粒、铁屑会对过滤装置造成损害，影响其过滤效果和使用寿命，从而需要频繁更换过滤装置或者采用性能更好、更大型的过滤装置，这显然提高了生产成本，不具备成本效益；其次，清洗液中混杂的油脂如果返回至喷射装置的话，会对冲洗效果产生不利影响；再次，现有的清洗装置缺乏对清洗液循环利用过程中的有效控制，使得整体成本较高，资源利用率较低。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点，消除清洗液循环利用过程中过多的组分杂质对过滤装置的影响，从而使得在清洗汽车钣金冲压模具时清洁效果更好、成本更低、更环保。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种汽车钣金冲压模具清洗系统，包括：清洗室，其内部设置有用于向待清洗模具喷射清洗液的喷射装置；承载机构，其承载待清洗模具进出所述清洗室；集水池，其位于所述清洗室地面下方，以收集所述喷射装置喷出的清洗液；沉淀池，其从所述集水池中泵取清洗液，并且其内部设置有磁性过滤装置和油液分离装置，从而对清洗液进行大颗粒沉淀、金属颗粒过滤和油液分离；二级过滤装置，其从所述沉淀池中泵取清洗液并对清洗液进行精过滤以使清洗液能够被回送至所述喷射装置。

优选地，所述汽车钣金冲压模具清洗系统还包括用于存储来自于所述二级过滤装置的清洗液的蓄水箱，其内设置有第一液位控制器，以控制清洗液从所述沉淀池向所述二级过滤装置的泵取。当清洗液低于限定值时，开始向所述二级过滤装置泵取所述清洗液，当所述清洗液达到设定的最高点时，停止泵取和过滤。

优选地，所述汽车钣金冲压模具清洗系统还包括用于从所述二级过滤装置或所述蓄水箱获取清洗液的清洗液箱，其内部设置有加热搅拌装置，所述喷射装置从所述清洗液箱中泵取清洗液。

优选地，所述清洗液箱内设置有第二液位控制器，所述第二液位控制器控制清洗液从所述蓄水箱或所述二级过滤装置向所述清洗液箱的获取，并控制所述喷射装置和/或所述加热搅拌装置的工作。

优选地，所述油液分离装置为上下交错并间隔设置的两块挡板。

优选地，所述集水池和所述沉淀池内均设置有高低水位控制器以及溢流口。

优选地，所述沉淀池底部设有排污阀门及排污泵。

本发明还提供了一种汽车钣金冲压模具清洗方法，包括以下步骤：

（1）向待清洗模具喷射高压清洗液进行清洗；

（2）收集所喷射出的清洗液；

（3）对清洗液进行金属颗粒过滤、沉淀、除油；

（4）对清洗液进行精过滤；

（5）对清洗液进行存储、加热搅拌；

（6）将清洗液返回至高压喷射装置。

优选地，上述方法还包括以下步骤：

（7）将模具吹干；

（8）向吹干后的模具喷涂防锈漆。

优选地，在上述方法中，将清洗液返回至高压喷射装置的过程中，监测清洗液的存储量，只有当清洗液的存储量低于限定值时，才对清洗液进行精过滤，或者关闭所述高压喷射装置。。

本发明的有益效果在于：

由于在清洗系统中增加了沉淀池，在收集的清洗液进入二级过滤装置之前，先进行了大颗粒沉淀、金属颗粒吸附和油液分离，因此进入二级过滤装置的清洗液中只带有少量的灰尘等小颗粒杂质，对二级过滤装置的性能要求大大降低，使得二级过滤装置的使用寿命被延长，从而降低了成本，并且回流至喷射装置的清洗液中不再含有油脂，提高了回收的清洗液的去污能力，更加清洁、环保。

进一步地，在实际清洗过程中，为了保证回收的清洗液的去污效果不会降低，一般会在系统中补充清洗液或者清洗剂，而通过第一液位控制器控制清洗液从沉淀池向二级过滤装置的泵取，使得仅当所存储的清洗液低于限值时，才会发生泵取，二级过滤装置才工作，而无需二级过滤装置持续工作，这样既提高了二级过滤装置的使用效率，又使得沉淀池内的清洗液有充足的过滤和沉淀时间，这反过来进一步延长了二级过滤装置使用寿命，降低了成本。

进一步地，在系统中增加清洗液箱后，利用其内部的加热搅拌装置对清洗液进行加热搅拌，能够提高清洗液的清洗效果。

进一步地，利用第二液位控制器对清洗液获取工作、喷射工作、加热搅拌工作进行单独或者同时控制，能够使得仅当喷射装置供液不足时，相关的泵装置、加热搅拌装置才打开，避免了热能浪费，避免了喷射装置的高压泵空转。

进一步地，沉淀池内的油液分离装置采用上下交错并间隔设置的两块挡板的结构，结构简单，对于沉淀池来说既容易实现，无需专业滤油装置的成本投入，同时能够满足清洗液除油的基本要求，同时漂浮在挡板的清洗液入口一侧的油膜还能够对回收的清洗液起到部分颗粒吸附作用，并能够避免沉淀池内所沉淀、过滤的清洗液受到清洗室附近的大气中的粉尘颗粒的二次污染。同时，这种双层隔板结构还可以减缓水流的流动、更有利于沉淀。

进一步地，除蓄水箱和清洗液箱外，系统内的集水池、沉淀池等各个储水装置均设置有高低水位控制器以及溢流口，以保证系统安全。

进一步地，沉淀池底部设有排污阀门及排污泵，当清洗液的清洗能力明显下降或清洗液过于浑浊无法继续循环使用时，可由排污泵将清洗液打入厂区的污水管道直接排出。

而采用本发明的方法，实现了汽车钣金冲压模具的清洗效果良好、清洗液的回收利用、设备利用率的提高和成本的降低。

进一步地，在吹干后喷涂防锈油，还能够提高清洗后的模具的抗腐蚀性能。

附图说明

接下来将结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细说明，其中：

图1是本发明的实施例的汽车钣金冲压模具清洗系统的结构示意图；

图2是本发明的实施例的清洗室内及承载机构的俯视图；

图3是沿图2的A-A线的剖视图；

图4是本发明的实施例的汽车钣金冲压模具清洗方法的流程图。

上图中标记说明：待清洗模具1、清洗室2、承载机构3、轨道31、承载平台32、地面环周导流槽33、导流管34、喷射装置4、集水池5、过滤网51、沉淀池6、磁性过滤装置61、左挡板62、右挡板63、二级过滤装置7、蓄水箱8、第一液位控制器81、阀门82、清洗液箱9、第二液位控制器91、加热装置92、排风扇10、自动门11、泵12、泵13、高压泵14。

具体实施方式

参考结合图1、图2、图3，在汽车钣金冲压模具清洗系统中，待冲洗的汽车钣金冲压模具1在承载机构3的承载下，经由清洗室2的自动门11进出清洗室2，在完成进出后，自动门11自动关闭使得清洗室2成为一个相对封闭的空间。在清洗室2内部设置有喷射装置4，例如喷枪等，用于向待清洗模具1喷射高压清洗液。清洗液一般为添加了清洗剂的水等流体。由图2可见，承载机构3包括轨道31和承载平台32，待冲洗的汽车钣金冲压模具1置于承载平台32上并在轨道31上运行，当然，本领域普通技术人员能够想象，承载机构3还能够是电动或者人力推动的轮式小车或者其它合适的机构。由图2及图3可见，在清洗室2地面下方，设置有集水池5，喷射装置4所喷射的清洗液在对待清洗模具1进行清洗后，在重力的作用下，通过清洗室2的地板地面斜度坡度（能够是1%或者其它合适的坡度）以及导流槽33、导流管34等被收集到集水池5中。由于喷射装置4喷射的清洗液为高压水流，因此部分清洗液会变成水雾，由于清洗室2相对封闭，因此水雾也能够凝结成水滴后落到清洗室2的地板地面上，最终流入集水池5，防止污染扩散。喷射装置4既能够如背景文件中所描述的为无人操作形式，也能够如图1中所示出的为有人操作形式，由于待清洗的汽车钣金冲压模具1尺寸较大，结构复杂，因此一般会采用人工操作的模式，此时为清洗室2安装排风扇10对于保护操作人员来说是有利的。为了初步过滤掉所回收的清洗液内可能存在的大块边角料、残渣等，在集水池5的入口设置过滤网51，对于保护后面的装置是具有优势的。泵12将集水池5内的清洗液泵取到沉淀池6中，沉淀池6内部设置有磁性过滤装置61和油液分离装置，从而使沉淀池6中清洗液内的大颗粒杂质被沉淀，金属颗粒被磁性过滤装置61过滤，油液与清洗液分离。在本实施例中，油液分离装置为上下交错并间隔设置的左挡板62和右挡板63，由于油液的密度比水小，因此在左挡板62的左侧（即清洗液入口侧），油液浮在清洗液表面上形成油膜，而清洗液能够越过右挡板63进入沉淀池6的右侧（即清洗液出口侧）。左侧的油膜能够被定期清理回收，并且还能够对进入沉淀池6的清洗液中的灰尘等小颗粒起到一定的吸附作用，减轻后面的二级过滤装置7的工作压力，并防止在沉淀、过滤过程中，周围环境中的粉尘对清洗液造成二次污染。同时，沉淀池6底部还能够设有排污阀门及排污泵（未示出），当清洗液的清洗能力明显下降或清洗液过于浑浊无法继续循环使用时，可由排污泵将清洗液打入厂区的污水管道直接排出。在沉淀池6中经过一段时间的过滤、沉淀后，泵13将沉淀池6中的清洗液泵取到二级过滤装置7中，例如常见的粗、精二级过滤器，二级过滤装置7对清洗液进行精过滤，清除清洗液中残存的小颗粒。经过二级过滤装置7后，过滤精度能够达到10—20μm，这样清洗液已经达到了能够被回送至喷射装置4的清洁度要求。此时，高压泵14能够直接将清洗液从二级过滤装置7加压输送到喷射装置4进行冲洗，但这时只能边冲洗边过滤，沉淀池6中的沉淀、过滤还不够充分，这减弱了沉淀池6的作用，为此作为一个优选方案，本实施例设置了用于存储来自于二级过滤装置7的清洗液的蓄水箱8，在蓄水箱8内设置有第一液位控制器81，以控制清洗液从沉淀池6向二级过滤装置7的泵取，即第一液位控制器监测蓄水箱8内的液面高度，只有当蓄水箱8内的清洗液低于设定的限值时，泵13才工作，使二级过滤装置7进行精过滤，这样做的优势在于，蓄水箱8内能够存储一定量的清洗液供给喷射装置4使用，而在此时间段内沉淀池6内的清洗液能够获得充分的沉淀、过滤时间，准备好下一阶段向二级过滤装置7的泵取，从而降低了二级过滤装置7的工作压力，延长了二级过滤装置7的使用寿命。在存在蓄水箱8的情况下，高压泵14还能够直接从蓄水箱8泵取清洗液供给喷射装置4。但是，由于在循环过程中清洗液的清洗能力已经有所损失，需要补充清洗剂或清洗液，或者由于气温等原因造成清洗液的清洗能力下降，或者兼而有之，作为一个优选方案，本实施例还增加了清洗液箱9，其内部设置有加热装置92和搅拌装置（未示出），清洗液箱9从二级过滤装置7或者从蓄水箱8获取清洗液。在本实施例中，将蓄水箱8的水平位置设置得高于清洗液箱9的水平位置，并在两者之间设置了阀门82，打开阀门82，蓄水箱8中的清洗液便能够在重力作用下流入清洗液箱9，本领域普通技术人员能够很容易地想象，还能够利用泵装置将清洗液从蓄水箱8泵取到清洗液箱9中。在清洗液箱9中，加热搅拌装置对清洗液进行加热搅拌后再泵入喷射装置4，使得清洗能力得到提高。但这样又带来了可能存在的热能浪费问题，因为让加热搅拌装置持续工作显然是不合算的，因此本实施例中还在清洗液箱9内设置了第二液位控制器91，第二液位控制器控制清洗液从蓄水箱8或二级过滤装置7向清洗液箱9的泵取或者控制阀门82的开闭，并控制喷射装置4和/或加热搅拌装置的工作，即第二液位控制器监测清洗液箱9内的液面高度，当清洗液箱9内的清洗液低于设定的限值时，高压泵14停止工作，使得喷射装置4强制关闭，加热搅拌装置停止工作，系统报警，开始从蓄水箱8或者二级过滤装置7中获取清洗液。上述喷射装置4的强制关闭、加热搅拌装置的停止工作、系统报警、从蓄水箱8或者二级过滤装置7中获取清洗液能够根据相同或者不同的设定限值来单独或者组合进行。经过上述过程，清洗液获得了循环利用，保护了环境，并且整个系统中各装置利用率高而成本降低。在系统中，除蓄水箱和清洗液箱外，系统内的集水池、沉淀池等各个储水装置还能够设置有高低水位控制器以及溢流口，以保证系统安全。

参考图4，其总结出了采用本实施例的清洗系统进行汽车钣金冲压模具清洗的方法，当然，本领域普通技术人员能够很容易地想象，还能够利用与图1中的不同系统实现以下方法：

（1）向待清洗模具喷射高压清洗液进行清洗；

（2）收集所喷射出的清洗液；

（3）对清洗液进行金属颗粒过滤、沉淀、除油；

（4）对清洗液进行精过滤；

（5）对清洗液进行存储、加热搅拌；

（6）将清洗液返回至高压喷射装置；

（7）将模具吹干；

（8）向吹干后的模具喷涂防锈漆，该步骤的作用是防止清洗后的模具被腐蚀。

其中，在将清洗液返回至高压喷射装置的过程中，还能够监测清洗液的存储量，只有当清洗液的存储量（包括本实施例中蓄水箱8的存储量或者清洗液箱9的存储量）低于限定值时，才对清洗液进行精过滤，或者控制喷射装置关闭，或者同时停止清洗液加热搅拌。

虽然本发明是根据上述实施例进行详细描述的，但本发明的保护范围并不被限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够很容易地对上述实施例进行等效修改或等同替换，但并不离开本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车钣金冲压模具清洗系统，其特征在于，包括：

清洗室，其内部设置有用于向待清洗模具喷射清洗液的喷射装置；

承载机构，其承载待清洗模具进出所述清洗室；

集水池，其位于所述清洗室地面下方，以收集所述喷射装置喷出的清洗液；

沉淀池，其从所述集水池中泵取清洗液，并且其内部设置有磁性过滤装置和油液分离装置，以对清洗液进行大颗粒沉淀、金属颗粒过滤和油液分离；

二级过滤装置，其从所述沉淀池中泵取清洗液并对清洗液进行精过滤以使清洗液能够被回送至所述喷射装置。

2.根据权利要求1所述的汽车钣金冲压模具清洗系统，其特征在于，还包括用于存储来自于所述二级过滤装置的清洗液的蓄水箱，其内设置有第一液位控制器，以控制清洗液从所述沉淀池向所述二级过滤装置的泵取。

3.根据权利要求2所述的汽车钣金冲压模具清洗系统，其特征在于，还包括用于从所述二级过滤装置或所述蓄水箱获取清洗液的清洗液箱，其内部设置有加热搅拌装置，所述喷射装置从所述清洗液箱中泵取清洗液。

4.根据权利要求3所述的汽车钣金冲压模具清洗系统，其特征在于，所述清洗液箱内设置有第二液位控制器，所述第二液位控制器控制清洗液从所述蓄水箱或所述二级过滤装置向所述清洗液箱的获取，并控制所述喷射装置和/或所述加热搅拌装置的工作。

5.根据权利要求1所述的汽车钣金冲压模具清洗系统，其特征在于，所述油液分离装置为上下交错并间隔设置的两块挡板。

6.根据权利要求1所述的汽车钣金冲压模具清洗系统，其特征在于，所述集水池和所述沉淀池内均设置有高低水位控制器以及溢流口。

7.根据权利要求1所述的汽车钣金冲压模具清洗系统，其特征在于，所述沉淀池底部设有排污阀门及排污泵。

8.一种汽车钣金冲压模具清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)向待清洗模具喷射高压清洗液进行清洗；

(2)收集所喷射出的清洗液；

(3)对清洗液进行金属颗粒过滤、沉淀、除油；

(4)对清洗液进行精过滤；

(5)对清洗液进行存储、加热搅拌；

(6)将清洗液返回至高压喷射装置。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

(7)将模具吹干；

(8)向吹干后的模具喷涂防锈漆。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，将清洗液返回至高压喷射装置的过程中，监测清洗液的存储量，只有当清洗液的存储量低于限定值时，才对清洗液进行精过滤，或者关闭所述高压喷射装置。