CN104889095B - 多功能清洗机构、清洗工艺及模块化组合式清洗工作站 - Google Patents

Abstract

本发明的多功能清洗机构，包括喷淋系统、料框和驱动所述料框运动的驱动装置，所述料框为竖轴向料框，所述料框的外圆周面上固定有环形齿条，所述料框下方设有底座，所述料框可转动地安装在底座上，所述底座安装在多个驱动辊上，所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置借助环形齿条驱动所述料框水平旋转，所述第二驱动装置借助驱动辊和底座驱动所述料框水平往复运动,本发明的多功能清洗机构可以通过不同料框和驱动装置的配合以及多功能清洗机构的组合应用实现四种不同类型的清洗方式。

Description

多功能清洗机构、清洗工艺及模块化组合式清洗工作站

技术领域

本发明涉及了一种喷淋清洗设备，具体涉及一种可以进行不同清洗方式切换的清洗机构、清洗工艺及模块化组合式清洗工作站。

背景技术

在腔体喷淋清洗设备根据其料框不同的运动方式分为:垂直旋转喷淋、水平回转喷淋、定点定位喷淋、往复式喷淋等，除腔体喷淋之外还有在线通过式喷淋清洗。

1)垂直旋转喷淋清洗设备：

设备旋转篮在垂直面360°旋转,该清洗设备主要由：喷淋腔、喷淋清洗系统、喷淋漂洗系统、加热系统、循环过滤系统、储液槽系统、风切吹干系统、除雾系统、电气控制系统等组成，主要运用喷淋清洗和高压风切技术，对工件的进行全自动清洗和烘干，工件在垂直方向360°旋转，立体喷淋无死角。适合零部件清洗，但是只有一种传动方式，当清洗方式需要水平回转、定点定位、往复式、通过式无法满足。

2)水平回转喷淋清洗设备：

该设备在运行中，工件随清洗篮在水平面做360°旋转，该清洗机特别适用于设备维护清洗及各种中小零部件清洗，该清洗设备主要由：喷淋腔、喷淋清洗系统、加热系统、循环过滤系统、储液槽系统、风切吹干系统、电气控制系统等组成。主要运用喷淋清洗和高压风切技术，对工件的进行全自动清洗和烘干。但是该设备只有一种传动方式，当清洗方式需要垂直旋转、定点定位、往复式、通过式无法满足。

3)定点定位及往复式腔体喷淋清洗设备：

该设备在运行中，通过定点定位清洗以及往复式清洗。该清洗设备包括：喷淋腔、喷淋清洗系统、喷淋漂洗系统、加热系统、循环过滤系统、储液槽系统、风切干燥系统、压缩空气吹扫系统、除雾系统、电气控制系统等组成。主要用于清洗工件表面、以及特定部位尤其是管类零件内壁的清洗。但是该设备只有一种传动方式，当清洗方式需要垂直旋转、水平回转、通过式无法满足。

4)通过式喷淋清洗设备：

该设备在运行中，工件通过履带在传动中接受喷淋。该清洗设备包括：传动机构、喷淋腔、喷淋清洗系统、加热系统、循环过滤系统、储液槽、压缩气风切隔离系统、电气控制系统等组成。适合清洗洁净度要求不是很高的批量清洗。传统网带通过式清洗机的不足：主要表现在清洗时网带遮挡严重、串液、烘干效果差、工艺控制差、通用性差、非标定制制造周期长等现象。

发明内容

本申请的发明目的在于解决目前的喷淋清洗设备存在的上述技术问题，而提供一种用户可根据清洗工艺需求灵活切换清洗方式、自由组合、模块化设计的多功能清洗机构、清洗工艺及模块化组合式清洗工作站。

为了完成本申请的发明目的，本申请采用以下技术方案：

本发明的多功能清洗机构，包括喷淋系统、料框和驱动所述料框运动的驱动装置，所述料框为竖轴向料框，所述料框的外圆周面上固定有环形齿条，所述料框下方设有底座，所述料框可转动地安装在底座上，所述底座安装在多个驱动辊上，所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置借助环形齿条驱动所述料框水平旋转，所述第二驱动装置借助驱动辊和底座驱动所述料框水平往复运动。

本发明所述第一驱动装置包括第一电机、第一驱动轴和安装在所述第一驱动轴动力输出端的直齿轮，所述直齿轮与所述环形齿条啮合，所述第一电机依次通过第一驱动轴、直齿轮和环形齿条驱动所述料框转动。

本发明所述第二驱动装置包括第二电机、第二驱动轴和安装在所述第二驱动轴动力输出端的主动齿轮，每个所述驱动辊刚性连接有从动齿轮，多个所述从动齿轮通过链条连接，所述第二电机依次通过第二驱动轴、主动齿轮、从动齿轮、链条、驱动辊和底座驱动所述料框水平往复运动。

本发明所述底座的两侧各设有一夹具，所述夹具由气缸驱动。

当需要对零件进行垂直旋转清洗时，本发明所述竖轴向料框替换为横轴向料框，所述横轴向料框的中心设有横轴，所述横轴的两端借助支架可拆卸地固定在所述底座上，所述横轴可在所述支架上自由转动，所述横轴的一端设有从动斜齿轮，所述第一驱动轴的中部设有主动斜齿轮，所述第一电机依次通过第一驱动轴、主动斜齿轮和从动斜齿轮驱动所述横轴向料框转动。

本发明所述喷淋系统包括储液槽、与储液槽相连的喷淋泵、与喷淋泵相连的袋式过滤器和安装于喷淋支管上的喷淋嘴，所述喷淋泵将储液槽内的液体依次通过袋式过滤器、主管路和支管路送往喷淋支管上的喷淋嘴，所述喷淋支管为多根且平行并列成喷淋支管组，所述喷淋系统具有两组喷淋支管组，分别位于所述料框的上方和下方，所述喷淋系统还包括位于所述底座正下方的接液盘，所述接液盘通过回流分液槽与所述储液槽连通。

本发明的多功能清洗机构还包括风切烘干系统，所述风切烘干系统包括依次相连的高压风机、空气过滤器、空气加热包和风刀组件，所述风刀组件为两组分别位于所述料框的上方和下方。

本发明的多功能清洗机构还包括除雾风机，所述除雾风机连接有排风软管，所述排风软管的排风口朝向所述料框。

本发明还提供一种清洗工艺，使用上述的多功能清洗机构，首先开启所述气缸，所述气缸驱动所述夹具打开后将所述底座放置在驱动辊上，然后所述气缸驱动所述夹具夹紧底座，然后根据需要选择清洗方式：

(1)当需要对零件进行水平旋转清洗时，将所述竖轴向料框安装在所述底座上，开启所述第一电机，所述第一电机依次通过第一驱动轴、直齿轮和环形齿条驱动所述料框内的零件水平旋转清洗；

(2)当需要对零件进行垂直旋转清洗时，拆下所述竖轴向料框并将所述横轴向料框安装在所述底座上，开启所述第一电机，所述第一电机依次通过第一驱动轴、主动斜齿轮和从动斜齿轮驱动所述横轴向料框内的零件垂直旋转清洗；

(3)当需要对零件进行水平往复清洗时，将所述气缸调整为开放状态以使夹具可以跟随所述底座运动，料框可以选择竖轴向料框或者横轴向料框，然后开启所述第二电机，所述第二电机依次通过第二驱动轴、主动齿轮、从动齿轮、链条、驱动辊和底座驱动所述料框内的零件水平往复运动清洗。

本发明还提供一种模块化组合式清洗工作站，使用上述的多功能清洗机构，包括多套所述多功能清洗机构，多套所述多功能清洗机构串联，所述料框可以依次从多套所述多功能清洗机构的驱动辊上通过进行水平通过清洗。

本发明的多功能清洗机构、清洗工艺及模块化组合式清洗工作站与现有技术相比区别在于：传统腔体喷淋清洗机对工件的清洗方式单一，不具备通用性，而本发明的多功能清洗机构可以通过不同料框和驱动装置的配合以及多功能清洗机构的组合应用实现四种不同类型的清洗方式：垂直旋转喷淋，水平回转喷淋、往复式喷淋、通过式喷淋，同一多功能清洗机构可以实现多种运动方式，一机多用，多机并用，通用性极大增强。

此外，每一个模块化设计的多功能清洗机构都具有清洗、漂洗、烘干等工艺，当模块化多功能清洗机构进行组合排列，形成模块化组合式清洗工作站时，其工艺也就可以根据客户进行自由选择，比如多个多功能清洗机构串联，依次进行清洗、漂洗、除雾和烘干，或者根据需求改变工序。这样，不仅工件传动方式可以排列组合，其工艺流程也可以自由选择。

附图说明

图1是本发明的多功能清洗机构的整体结构示意图；

图2是本发明的多功能清洗机构的水平旋转清洗方式示意图；

图3是本发明的多功能清洗机构的水平往复运动清洗方式示意图；

图4是本发明的多功能清洗机构的垂直旋转清洗方式示意图；

图5是本发明的多功能清洗机构的气缸安装示意图；

图6是本发明的多功能清洗机构的夹具夹持底座示意图；

图7是本发明的多功能清洗机构的喷淋系统结构示意图；

图8是本发明的多功能清洗机构的主管路与支管路连接示意图；

图9是本发明的多功能清洗机构的风切烘干系统和除雾系统结构示意图；

图10是本发明的模块化组合式清洗工作站结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的多功能清洗机构，包括机架1，机架1为全封闭式结构，机架1采用SUS201不锈钢型材焊接成形，外封板采用1.5mm厚SUS201不锈钢板，机架1上设有喷淋腔2，喷淋腔2为双层结构，内层用2.5mm厚的SUS304不锈钢板制作，外层用1.5mm厚SUS201不锈钢板制作，两层之间粘贴有保温材料，喷淋腔2内层顶部安装有导流板，便于喷溅的液体回流，有利于提升烘干效率、效果。该机架1上还装有超大钢化玻璃观察窗与设备为整体式结构，防腐耐用美观大方且便于腔内维修保养，该机架1上还预留有活动门3，方便设备检修维护。

该机架1上安装有喷淋系统4、除雾系统5、风切烘干系统6和运动清洗装置7，具体地，运动清洗装置7安装在喷淋腔2内，喷淋腔2的一侧设置喷淋系统4，喷淋系统4的上方设置除雾系统5和风切烘干系统6，除雾系统5和风切烘干系统6用于喷淋腔2的除雾和工件的烘干。

本发明的多功能清洗机构主要改进在于运动清洗装置7，该运动清洗装置7可实现多种清洗方式，运动清洗装置7包括料框71和驱动料框71运动的驱动装置72，料框71为竖轴向料框711，竖轴向料框711的外圆周面上固定有环形齿条7111，料框71下方设有底座73，料框71可转动地安装在底座73上，底座73安装在多个驱动辊74上，驱动装置72包括第一驱动装置721和第二驱动装置722，第一驱动装置721借助环形齿条7111驱动料框71水平旋转，第二驱动装置722借助驱动辊74和底座73驱动料框71水平往复运动。具体如下：

如图2所示，为了实现水平旋转清洗方式，本实施例采用第一驱动装置721与竖轴向料框711配合作业，具体地，第一驱动装置721包括第一电机7211、第一驱动轴7212和安装在第一驱动轴7212动力输出端的直齿轮7213，直齿轮7213与环形齿条7111啮合，第一电机7211依次通过第一驱动轴7212、直齿轮7213和环形齿条7111驱动料框71转动。

如图2和3所示，为了实现水平往复运动清洗方式，本实施例采用第二驱动装置722与料框71配合作业，具体地，第二驱动装置722包括第二电机7221、第二驱动轴7222和安装在第二驱动轴7222动力输出端的主动齿轮7223，每个驱动辊74刚性连接有从动齿轮7224，多个从动齿轮7224通过链条连接，第二电机7221依次通过第二驱动轴7222、主动齿轮7223、从动齿轮7224、链条、驱动辊74和底座73驱动料框71水平往复运动。

如图2、3和4所示，为了实现垂直旋转清洗方式，本实施例采用第一驱动装置721与横轴向料框712配合作业，具体地，竖轴向料框711替换为横轴向料框712，横轴向料框712的中心设有横轴7121，横轴7121的两端借助支架可拆卸地固定在底座73上，横轴7121可在支架上自由转动，横轴7121的一端设有从动斜齿轮7122，第一驱动轴7212的中部设有主动斜齿轮7214，第一电机7211依次通过第一驱动轴7212、主动斜齿轮7214和从动斜齿轮7122驱动横轴向料框712转动。

上述水平往复运动清洗方式既可以采用竖轴向料框711也可以采用横轴向料框712，可根据具体需求来选择。

如图5和6所示，在料框71进行运动清洗时，为了防止料框71偏离位置或被甩出喷淋腔2，在底座73的两侧各设一夹具75，夹具75由气缸76驱动，夹具75可夹紧底座73，而料框71固定在底座73上，这样便可以起到对料框71的定位作用。

如图7和8所示，本实施例的喷淋系统4包括储液槽41、与储液槽41相连的喷淋泵42、与喷淋泵42相连的袋式过滤器43和安装于喷淋支管46上的喷淋嘴，喷淋泵42将储液槽41内的液体依次通过袋式过滤器43、主管路44和支管路45送往喷淋支管46上的喷淋嘴，喷淋支管46为多根且平行并列成喷淋支管组，喷淋系统4具有两组喷淋支管组，分别位于料框71的上方和下方，喷淋系统4还包括位于底座73正下方的接液盘，接液盘通过回流分液槽与储液槽41连通。

在工件运动时，所有喷嘴喷射高压清洗液，对工件进行扫描式清洗，清洗后的清洗液由接液盘收集后回流进入储液槽41。

本实施例的喷淋系统4还可以进行漂洗、压缩气吹扫，具体地，支管路45还连通有储气罐47，各个支管路45与主管路44通过气动球阀相连，喷淋清洗与喷淋漂洗以及压缩气吹扫由优质气动球阀切换管路，耐腐蚀，高密封性。喷淋清洗完成后，压缩空气自动吹净喷淋管路，同时对工件进行吹扫，以减少清洗液残留，避免串液，喷淋漂洗完成后，压缩空气吹扫以提升烘干的效率。

本实施例的储液槽41容积(约)为300L/槽，为便于储液槽41清理清洁，储液槽41底部向后倾斜，储液槽41内还加装有电加热棒，加热功率为15kw/槽，优选的，采用3支SUS304不锈钢电加热棒装置对清洗液进行加热。加热温度采用温控器控制，具有温差小、可靠性高、使用寿命长、采样时间短、设置简单、温控精度高、实时显示的优点。

储液槽41内还设有液位传感器，由于水的挥发，以及溢流出的清洗液，会使清洗槽中的清洗液损耗较大，所以储液槽41内装有液位传感器，当液面下降到低位液位警戒线时，液位传感器会发出报警信号，提示补液，此时该设备配置的自动补液功能自动完成补液工作。液位的控制采用数显液位变送器，能够实时监测实际液位高度，用户还可灵活设置自动补液的液位高度值，从而减少清洗剂的耗用量。

本实施例的喷淋系统4采用三级过滤：第一级：一个30目的滤网设在清洗液回流口，进行初步过滤；第二级：一个50目的滤网设在抽液口前，进行二次过滤，并能起到保护喷淋泵42的作用；第三级：袋式过滤器43，推荐过滤精度20um。

如图9所示，本实施例的风切烘干系统6包括依次相连的高压风机61、空气过滤器62、空气加热包63和风刀组件，风刀组件为两组分别位于料框71的上方和下方。高压风机61产生的高压高速气流，经过空气加热包63加热，再通过风刀组件，作用在清洗后的工件上，使其表面的水珠迅速脱离，达到快速烘干工件的目的，设备自带高压风机61，可以减小设备对工厂条件的依赖，同时也避免了因工厂的压缩空气压力和流量不足而影响设备的使用效果。优选的，风刀组件采用卡套式快接方式安装在喷淋腔2体顶部和底部，方便拆卸和调节风刀角度，空气加热包63内安装翅式加热管，总加热功率12kw。

如图9所示，本实施例的除雾系统5包括除雾风机51，除雾风机51连接有排风软管52，排风软管52的排风口朝向料框71。采用除雾风机51把设备内部的蒸汽抽出经过油雾分离回流，再把剩余的空气通过车间排风系统排除，保证生产环境清洁。

本实施例还提供一种清洗工艺，使用上述的多功能清洗机构，首先开启气缸76，气缸76驱动夹具75打开后将底座73放置在驱动辊74上，然后气缸76驱动夹具75夹紧底座73，然后根据需要选择清洗方式：

(1)当需要对零件进行水平旋转清洗时，将竖轴向料框711安装在底座73上，开启第一电机7211，第一电机7211依次通过第一驱动轴7212、直齿轮7213和环形齿条驱动料框71内的零件水平旋转清洗；

(2)当需要对零件进行垂直旋转清洗时，拆下竖轴向料框711并将横轴向料框712安装在底座73上，开启第一电机7211，第一电机7211依次通过第一驱动轴7212、主动斜齿轮7214和从动斜齿轮驱动横轴向料框712内的零件垂直旋转清洗；

(3)当需要对零件进行水平往复清洗时，将气缸76调整为开放状态以使夹具75可以跟随底座73运动，料框71可以选择竖轴向料框711或者横轴向料框712，然后开启第二电机7221，第二电机7221依次通过第二驱动轴7222、主动齿轮7223、从动齿轮7224、链条、驱动辊74和底座73驱动料框71内的零件水平往复运动清洗。

如图1和10所示，本实施例的多功能清洗机构可以单独生产制造和使用，单独的多功能清洗机构就可进行水平旋转清洗、垂直旋转清洗或水平往复清洗，当需要对工件特别部位进行清洗时，可以加载定点定位控制系统，便可实现定点清洗，该多功能清洗机构同时具备清洗、漂洗、除雾和烘干的功能，使用时打开正面的活动门3，从正面的活动门3上料，两侧的活动门3关闭，本实施例还提供一种模块化组合式清洗工作站，即将多套上述的多功能清洗机构串联起来使用，使用时将正面的活动门3关闭，两侧的活动门3打开,从两侧的活动门3上料，料框71和底座可以依次从多套多功能清洗机构的驱动辊74上通过进行水平通过清洗，实现了通过式喷淋清洗。此时每个多功能清洗机构便是一个工作模块，可根据工艺需求对模块化多功能清洗机构进行组合排列，比如多个多功能清洗机构串联，依次进行清洗、漂洗、除雾和烘干，或者根据需求改变工序。这样不仅工件转动清洗方式可以自由选择，其工艺流程也可以自由选择。本实施例的多功能清洗机构可以单独制造出售使用，也可以由若干台多功能清洗机构组合起来作为整体的清洗系统出售和使用。

此外，为了更好地发挥本发明的多功能清洗机构和模块化组合式清洗工作站的作用，该机构可以配套去离子水设备，通过PLC程序控制与本设备配合使用，实现自动补液。当设备排水管道无法与工厂下水道相连时，可以配置排水小车或者排水泵，当油污较多时，建议配置刮油机实现油水分离，提升清洗效果，延长多功能清洗机构使用寿命。当用户认为必要时，喷淋管路可以加装保温材料，当用户需要时，设备底部可配备接液盘，通过漏液检测装置智能报警进一步提升安全性，当使用环境对雾气排放有较高要求时，可以加装冷凝除雾装置，该机构还可以与机器人配合使用，以实现智能化清洗，降低劳动强度提高工作效率。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (10)

1.一种多功能清洗机构，包括料框和驱动所述料框运动的驱动装置，其特征在于：所述料框为竖轴向料框，所述竖轴向料框的外圆周面上固定有环形齿条，所述竖轴向料框下方设有底座，所述竖轴向料框可转动地安装在底座上，所述底座安装在多个驱动辊上，所述驱动装置包括第一驱动装置和第二驱动装置，所述第一驱动装置借助环形齿条驱动所述料框水平旋转，所述第二驱动装置借助驱动辊和底座驱动所述料框水平往复运动。

2.根据权利要求1所述的多功能清洗机构，其特征在于：所述第一驱动装置包括第一电机、第一驱动轴和安装在所述第一驱动轴动力输出端的直齿轮，所述直齿轮与所述环形齿条啮合，所述第一电机依次通过第一驱动轴、直齿轮和环形齿条驱动所述料框转动。

3.根据权利要求2所述的多功能清洗机构，其特征在于：所述第二驱动装置包括第二电机、第二驱动轴和安装在所述第二驱动轴动力输出端的主动齿轮，每个所述驱动辊刚性连接有从动齿轮，多个所述从动齿轮通过链条连接，所述第二电机依次通过第二驱动轴、主动齿轮、从动齿轮、链条、驱动辊和底座驱动所述料框水平往复运动。

4.根据权利要求3所述的多功能清洗机构，其特征在于：所述底座的两侧各设有一夹具，所述夹具由气缸驱动。

5.根据权利要求4所述的多功能清洗机构，其特征在于：当需要对零件进行垂直旋转清洗时，所述竖轴向料框替换为横轴向料框，所述横轴向料框的中心设有横轴，所述横轴的两端借助支架可拆卸地固定在所述底座上，所述横轴可在所述支架上自由转动，所述横轴的一端设有从动斜齿轮，所述第一驱动轴的中部设有主动斜齿轮，所述第一电机依次通过第一驱动轴、主动斜齿轮和从动斜齿轮驱动所述横轴向料框转动。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的多功能清洗机构，其特征在于：还包括喷淋系统，所述喷淋系统包括储液槽、与储液槽相连的喷淋泵、与喷淋泵相连的袋式过滤器和安装于喷淋支管上的喷淋嘴，所述喷淋泵将储液槽内的液体依次通过袋式过滤器、主管路和支管路送往喷淋支管上的喷淋嘴，所述喷淋支管为多根且平行并列成喷淋支管组，所述喷淋系统具有两组喷淋支管组，分别位于所述料框的上方和下方，所述喷淋系统还包括位于所述底座正下方的接液盘，所述接液盘通过回流分液槽与所述储液槽连通。

7.根据权利要求6所述的多功能清洗机构，其特征在于：还包括风切烘干系统，所述风切烘干系统包括依次相连的高压风机、空气过滤器、空气加热包和风刀组件，所述风刀组件为两组分别位于所述料框的上方和下方。

8.根据权利要求7所述的多功能清洗机构，其特征在于：还包括除雾风机，所述除雾风机连接有排风软管，所述排风软管的排风口朝向所述料框。

9.一种清洗工艺，使用如权利要求5所述的多功能清洗机构，其特征在于：包括以下步骤：首先开启所述气缸，所述气缸驱动所述夹具打开后将所述底座放置在驱动辊上，然后所述气缸驱动所述夹具夹紧底座，然后根据需要选择清洗方式：

(1)当需要对零件进行水平旋转清洗时，将所述竖轴向料框安装在所述底座上，开启所述第一电机，所述第一电机依次通过第一驱动轴、直齿轮和环形齿条驱动所述料框内的零件水平旋转清洗；

(2)当需要对零件进行垂直旋转清洗时，拆下所述竖轴向料框并将所述横轴向料框安装在所述底座上，开启所述第一电机，所述第一电机依次通过第一驱动轴、主动斜齿轮和从动斜齿轮驱动所述横轴向料框内的零件垂直旋转清洗；

(3)当需要对零件进行水平往复清洗时，将所述气缸调整为开放状态以使夹具可以跟随所述底座运动，料框可以选择竖轴向料框或者横轴向料框，然后开启所述第二电机，所述第二电机依次通过第二驱动轴、主动齿轮、从动齿轮、链条、驱动辊和底座驱动所述料框内的零件水平往复运动清洗。

10.一种模块化组合式清洗工作站，使用如权利要求4或5所述的多功能清洗机构，其特征在于：包括多套所述多功能清洗机构，多套所述多功能清洗机构串联，所述料框可以依次从多套所述多功能清洗机构的驱动辊上通过进行水平通过清洗。