CN105965314B - 用于过滤切屑输送机的过滤器单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种过滤器单元，或者更具体地涉及一种用于过滤切屑输送机的过滤器箱(3)。该过滤器箱(3)包括至少一个过滤元件(15)，其包括过滤区域，该过滤区域具有多个第一开口，该第一开口用于允许切削流体通过过滤元件(15)，同时又不允许具有给定尺寸的切屑通过该过滤元件；以及至少一个第二开口(13)，其允许位于过滤器单元(3)内部的切削流体通过第二开口(13)流出过滤器单元(3)。过滤器单元(13)进一步包括至少一个刷子(20)，其位于过滤器单元(3)内部，其中该刷子(20)被设置为刷扫并振动过滤元件(15)，用以去除并清洁过滤区域的至少一部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种过滤器单元，或者尤其涉及一种用于切屑输送机的过滤器箱，该切屑输送机用于输送诸如车床等机床操作中产生的切屑。更具体地，所述的过滤器单元具有至少一个位于内部的刷子，其用于通过机械地刷扫和振动过滤器单元的过滤元件(多个)的表面，以去除不同类型的包含在金属加工过程中机床所采用的冷却流体和/或切削油中的切屑。本发明同样涉及一种相应的切屑输送机以及一种在使用本发明的过滤切屑输送机中过滤切削流体的方法。
背景技术
在正常操作中，诸如车床之类的机床产生需要从正在加工的工件去除的废料。在这些情况下，从工件去除的废料通常以不同的尺寸被去除，其包括通常被称为切屑的碎料。这些切屑与加工过程中使用的冷却/切削油(以下称之为切削流体)混合。例如，该切削流体能够被用来冷却、冲洗和/或润滑。切削流体和切屑的混合物进入到用于从切削流体中去除切屑的输送机。切屑由此从接收位置被输送到排出位置。
切削流体通过输送机排放到机床的油/冷却液储存器。与切削流体混合的一些切屑也与切削流体一起进入到机油/冷却液储存器。这些切屑最终堵塞在机油/冷却液储存器中而需要人工干预以清除它们，这是因为储存器中的切削流体通常被再循环作进一步的使用。由此，在切削流体再循环和再生之前，首先必须去除在机床操作过程中产生的废料。
铰链带式输送机被广泛地用于从切削流体中输送走切屑。这种类型的输送机是市场上的所有输送机中最简单并且在整个产业中被广泛使用的。这是一种极为通用的产品，因为其能够输送任意切屑形状或尺寸，但是通常具有一个主要的缺点，那就是其常常不提供任何的过滤。这导致小的切屑通过输送机进入到切削流体箱中，于是意味着机床操作者必须执行定期维护以清洁上述切削液箱(持续时间取决于具体的应用)。
然而，还存在切屑过滤输送机，自清洁刮板式输送机是这些种类的输送机的一个例子。它们能够过滤出小至颗粒尺寸在500um(0.5mm)左右的颗粒(切屑)。能够被从切削流体过滤出的颗粒的最小尺寸也被称为是过滤级别。这些种类的输送机，例如WO2004/054756中公开的一种，典型地使用了一个自清洁过滤器箱以阻止细小切屑(比所使用的过滤筛的过滤级别大)从切削流体箱中流出并且循环回到机床中。此类自清洁刮板式输送机存在这样一个问题就是它们通常不能很好地过滤长切屑，尤其是具有与过滤材料中的开口的尺寸相似的最小尺寸(厚度)的长切屑。切屑容易变得嵌入在典型的织物过滤网的织物中，并且难以使用刮板去除。过滤网变得被塞满，同时流体流过过滤筛，并且由此过滤性能被显著地降低。这就是为什么自清洁刮板式输送机通常被附带有一个过滤筒的原因之一。这种组合能够更好的适用于产生广泛的大量多种切屑尺寸和形状以及需要过滤的应用中。
现今的机床能够是根据加工过程的许多类型，同时因此产生各式各样的切屑类型和形状。现行的解决方案是无效的(没有或具有不良的过滤)或者非常昂贵的，这是由于所需要的过滤筒和自清洁刮板式输送机配置的复杂性所致。
本发明的目的是克服上述的问题。更具体地，本发明的目的是提供一种用于过滤切屑输送机的解决方案，因此能够获得高的流体通流，同时允许低至50um甚至更低的过滤级别。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于过滤切屑输送机的过滤器单元，该过滤器单元包括：
-至少一个过滤元件，其包括过滤区域，该过滤区域具有多个第一开口，该第一开口用于允许切削流体通过过滤元件，同时又不允许具有给定尺寸的切屑通过过滤元件；以及
-至少一个第二开口，其允许位于过滤器单元内部的切削流体通过第二开口流出过滤器单元，其中该过滤器单元进一步包括：
-至少一个刷子，其位于过滤器单元内部，该刷子被设置为刷扫过滤元件，用以去除切屑以避免堵塞过滤元件。
所述的过滤器单元具有以下的优点，即该解决方案是简单的，同时也允许过滤器单元的有效清洁。常常被卡在过滤器单元表面的更多的特殊切屑现在能够被机械地从过滤元件上刷除。此外，当刷扫运动是快速的时，被认为是内部清洁机构的上述刷子也提供一个振动效果。这意味着上述过滤元件是振动的，这是由于刷子元件的快速移动和/或快速旋转运动所致。由此，上述过滤器单元能够被认为是自清洁的。这同样意味着流体通流能够维持在很高。同样的实现了具有细小尺寸的切屑的过滤。例如，过滤元件能过具有尺寸在50um以下的开口。
所述的过滤器单元能够容易地被连接到过滤切屑输送机上，上述过滤切屑输送机被设计为一种简单的过滤输送机，其能够处理多种应用范围，材料和切屑类型。此外，不一定需要喷管来清洁过滤器单元，但是其能够被附加地使用以增强输送机的性能，这是由于在此提到的刷子机构证明了在从过滤元件中去除切屑方面比喷管更加优秀。
根据本发明的第二方面，提供了一种过滤切屑输送机，其包括根据本发明第一方面的过滤器单元。
根据本发明的第三方面，提供了一种过滤用于过滤切屑输送机的切削流体的方法，所述的过滤切屑输送机包括被设置用来保存含有切屑的切削流体的输送机箱，并且进一步包括至少部分地位于输送机箱内的连续输送机带，该输送机带具有上层和下层以及位于这些层之间的过滤器单元，其中该过滤器单元包括过滤元件和刷子中的至少一个，该方法包括：
-过滤器单元过滤进入到过滤器单元中的切削流体；
-刷子刷扫过滤元件以去除切屑，以便避免堵塞过滤元件，
-通过过滤器单元从输送机中排出已过滤的切削流体，
-通过连续输送机带排出已过滤的切屑。
在根据本发明的一个实施例中，所述过滤器单元是过滤器箱。这样的过滤器箱被紧密地构造是具有优势的，同时被安装到过滤切屑输送机中是更好的。
根据本发明的另一个实施例，所述刷子20被设置为在过滤器单元内从一端向另一端移动。这能够使得过滤元件15的几乎整个区域被清洁。此外，刷子20被设置为旋转以及执行平移运动，例如在顺时针或逆时针方向。这允许另一个机械力被使用以更有效率地清洁过滤元件15。此外，不同的清洁方向允许更有效率的清洁机构。同样，所述刷子被设置为以相同的速度旋转，但是也可以使用不相同的速度。速度是可调整的并且取决于去除切屑以避免堵塞过滤元件15而被调整好是重要的。刷子20能够由合成聚合物，金属和/或它们的组合中的至少一种组成。而且，所述刷子是快速连接结合或固定连接。结合到移动部分27的刷子20的快速连接允许刷子被改变，同时刷子20的固定连接允许过滤器箱3更容易地构造。一个或多个刷子20能够被安装在过滤器箱3中，这取决于输送机的宽度和特殊需求以及应用。在一些实施例中，过滤元件15是过滤网。
附图说明
本发明的其它特点和优势将会从接下来参照附图的非限制性的示例性的实施例的描述中显而易见，其中：
图1是根据本发明的一实施例的过滤切屑输送机的立体图；
图2a是图1所示过滤切屑输送机的侧视图；
图2b是根据本发明的一实施例的用于过滤切屑的过滤器单元的立体图；
图3是图2b所示去除了过滤元件的过滤器单元的立体图，由此示出了位于过滤器单元内的刷子；
图4a-d是滤滤器单元的截面侧视图，示出了根据本发明的不同实施例的刷子清洁机构的不同例子。
具体实施方式
接下来本发明的一个实施例将会参照附图更详细的被描述。
图1是立体图，其示出了根据本发明的一实施例的包括过滤器单元的过滤切屑输送机1，所述过滤器单元在本例中是过滤器箱3。输送机1还包括可以包括输送机框架5的输送机箱，在此输送机箱被设置来保存由金属加工带来的污染切削流体。输送机带7，在本例子中是铰链带，至少部分地设置在输送机框架5中。铰链带7通过连接多个具有铰链的金属板到连续的或者循环的履带型带上形成。金属加工带来的切屑被设置为从上方落入到输送机箱中，沿着箭头W的方向。
铰链带7被设置为围绕尾端链轮/圆盘和出料端链轮回转，并且像带式输送机一样旋转。在图中尾端通过“Te”表示，同时出料端通过“De”表示。电机11同样被示出并且被用来旋转铰链带7。
铰链带的行进路径在输送机1的下部基本上是水平的，如同在图2a中能够看到的。如同能够在图2a中看到的，铰链带具有在输送机1的下部基本上平行于彼此的上部(通过标记“U”示出在图2a中)和下部(通过标记“L”示出在图2a中)。上部在第一方向上行进，而下部则在第二方向上行进，在输送机1的下部，第二方向与第一方向相反。图2a中的箭头R示出了铰链带7的旋转方向。所述上部被设置来传送大切屑到出料端De以被排出铰链带7。切屑储存器(在图中未示出)被用来储存排出的切屑。
图2a中同样示出了铰链带内部，也就是，在铰链带的上部和下部L之间的过滤器箱3，用于过滤切削流体。通过放置过滤器箱3到铰链带7的内部，过滤器箱3被保护不受大切屑的影响。在同样的输送机中可以有一个或多个被连接起来的过滤器箱，例如，取决于要求的流速，被使用的切削流体的量以及清洁的频率。例如，如果需要大量的切削流体，那么过滤器箱3的出口的数量和/或尺寸应该增加。所述过滤器箱(多个)可以在水平负载区域的任何地方。如通过附图所述，过滤器单元3在垂直侧壁的正面具有开口13，通过其已过滤的切削流体能够排到清洁切削流体储存器中(未示出)。从所述清洁切削流体储存器中已过滤的切削流体能够被泵送到机床中重复使用。
图2b是可能的过滤器箱3的示例性立体图。当处于操作位置时，过滤器箱3在本例中具有四个基本上垂直的侧面和两个基本上水平的端部，也就是，底部和顶部。侧壁中的一个是正面板(F)，同时背面板(B)位于如图2b所示的相反的端部，同时正面板(F)具有开口13，因此已过滤的切削流体能够通过所述开口13被排到清洁切削流体储存器中。过滤器箱3的2个侧壁(S)位于正面板(F)的左边和右边。过滤器箱也能够包括不止一个这样类型的开口13。过滤器箱也能够包括圆形端部/倾斜面，这取决于特殊的应用。
在本例中，底部具有过滤或滤除元件15，例如筛子(也就是，过滤器平板筛子)或者筛网，其被设置来过滤污染的切削流体。过滤元件15有利地由多种材料中的一种制成，包括金属，玻璃或者塑料。过滤器箱3的其它侧面是金属，塑料或者玻璃的壁部，其不允许切削流体通过这些壁部透入到过滤器箱3中。值得注意的是，过滤元件15具有的侧面数量不限于一个。同样，用于代替过滤元件15具有的底部，过滤元件15能够具有任意其它同样的侧面。过滤板能够被焊接或者螺栓连接。
图3示出了图2b中过滤元件15被去除的过滤器箱3，由此显示出过滤器箱3的内部。刷子20位于过滤器单元3的内部以便从内而外地自清洁过滤元件15。本例中示出的刷子机构具有被固定到移动部分27(在图4a-c中示出)的细长的刷子20。这有利地允许刷子20在过滤器单元内从侧面(S)向侧面(S)移动，因此通过一个或多个刷子20，过滤元件15的几乎整个区域能够被清洁。根据本发明的一种变型，过滤元件15的至少95％的表面能够通过刷子元件20被有效地清洁。清洁刷子20能够是任意形状，例如平面的，圆形的，方形的或者具有任意尺寸和半径。同样应该理解的是，刮刷，刮板或者刮刀中的一个或多个也能够被用作刷子替换件，在此它们产生与根据本发明的刷子类似的相同的良好的清洁效果以及液压振动效果。特殊的优选的刷子具有平面矩形形状。同样应该注意的是，刷子的取向能够被构造为任意方向，例如，刷子20能够被构造为从正面板(F)向背面板(B)移动，具有或不具有自旋转的能力。刷子元件20能够以单个或两个的构型被安装在过滤器箱3中。刷子方向优选地被构造为平行于移动带。同样在本发明的一个进一步的实施例中，刷子可以位于任意位置，例如过滤器箱的内部或外部。
例子
图4a-d示出了过滤器箱3的截面正视图，其中根据本发明不同例子的刷子清洁机构能够被使用。
图4a示出了所述刷子清洁机构的第一个例子。在本例中，刷子20具有大直径，因此刷子能够到达具有单个清洁刷子20的过滤元件15的顶部15a和底部15b。本例中的刷子能够从过滤器箱3的侧面(S)向侧面(S)移动。当从一侧移动到另一侧时，所述的刷子20同样能够在整圆上顺时针或逆时针旋转。这有利地允许清洁装置使用较少的刷子去同时清洁不同的过滤元件15a，15b。
图4b示出了另一个例子，其中两个刷子元件20被安装到共享的移动部分27上。在本例中，所述刷子以两个的构型被安装，由此其中一个刷子20清洁过滤元件15的顶部15a，同时另一个刷子20清洁过滤元件的底部15b。由于两个刷子都被安装在共享的移动部分27上，刷子被构造为同时移动。尽管如此，两个刷子20都能够在不同方向上和以不同速度旋转，如同在所有其它的例子中描述的那样。本例有利地允许更好的和更有效率的清洁机构去清洁过滤器箱3。刷子20被安装到相同的移动部分27上并且因此在相同的方向上同时移动，尽管如此，它们能够在不同方向上(顺时针和/或逆时针)以及以不同速度旋转。这允许对刷子更多用途的控制。
图4c示出了在过滤器箱3内被安装到移动部分27上的单个刷子20。在本例中，刷子20被构造为刷扫过滤元件15的顶部15a。当具有较少的从过滤元件15中去除的切屑时，刷子元件的单个构型是有用的。它不仅仅是节省费用，并且还减少了由刷子的机械刷刮导致的过滤元件15a的磨损率。
图4d还示出了根据本发明的一个实施例的刷子清洁机构的另一个例子。在本例中，两个刷子20被安装到不同的移动部分27，因此每一个刷子20被单独地控制并且因此能够在不同方向上移动。本例有利地允许刷子20适应清洁过滤器箱3的过滤元件15的特殊需求。例如，可能需要较快的移动刷子20去清洁过滤元件15的顶部15a，所述顶部可能具有更多待去除的切屑，以及需要较慢的移动刷子20去清洁过滤元件15的底部15b，在此相对较少的切屑被卡在底部过滤元件中，或者反之亦然。
在上述的所有例子中，当刷子的运动是快速的时，利用机械力清洁过滤元件15的刷子20还具有振动效果以及反向冲洗效果。这些效果还允许在过滤元件15上更有效率的清洁。由于过滤元件15的巧妙设计，用于清洁过滤器箱3的刷子20是特别设计的以便避免损坏过滤元件15，同时足够有效地去除切屑以避免堵塞过滤元件15的出口开口。此外，根据本发明的刷子20使用可控制的机械力，与其它的清洁装置单独相比，例如去除切屑的喷液或喷气系统，这样的清洁机构证明是更优秀的。本例中示出的刷子，除了从一侧移动到另一侧以清洁过滤元件15之外，其还能在不同方向上旋转360度，例如顺时针，逆时针或其中的一个方向上旋转。进一步，旋转速度能够变化，这取决于清洁过滤元件15的需求。因此，切屑能够被去除以避免堵塞过滤元件15。
在一个进一步的实施例中，过滤器箱3可以进一步装备有一个或多个清洁机构以辅助刷子清洁机构。例如，过滤器箱3可以具有附加的内部冲洗或喷射系统以朝向过滤元件15由内向外地喷出加压水或者压缩空气，以便去除堵塞的切屑。所述喷射系统具有一个喷杆或者喷管，以及一个内部的管系统22，其具有连接到喷管的分布软管。
尽管本发明在附图和在前的描述中已经被详细的说明和描述，这样的说明和描述被认为是说明性和示例性的并且不是限制性的，本发明不局限于公开的实施例。在同一个过滤器单元3中，两个，三个或多个过滤元件15能够被使用。级别越来越好的分层过滤也能够被考虑。过滤器单元(多个)能够可拆卸地连接或固定到箱5中。过滤器单元3能够包括一个大的箱。进一步，过滤元件15还能够形成输送机1的箱的部分。此外，所述输送机还能够包括在输送机带7的内侧的第二清洁装置，例如外部清洁刷子，当输送机带7旋转时，其清洁过滤器单元3。由此，输送机带7的自然旋转能够被用来清洁过滤器单元3。所述刷子能够由合成聚合物制成，例如尼龙，聚酯，聚苯乙烯，并且被放置在输送机带的平坦金属部分的中间，也就是，铰链之间的部分。所述刷子还可以由其它的合成聚合物，金属或它们的组合制成。从附图，公开和附加的权利要求的学习中，公开的实施例的其它变型能够通过本领域技术人员实践要求保护的发明被理解和实现。
在权利要求中，单词“包括”不排除其它的元件或阶段，同时不定冠词“一”或者“一个”不排除多个。单个的单元可以实现权利要求所述的一些内容的功能。仅仅一个事实，即在相互不同的从属权利要求中所述的特征，不是表示这些特征的组合不能够有利地被使用。权利要求中的任意参考标记不应该被理解为限制本发明的范围。
Claims (8)
1.一种用于过滤切屑输送机(1)的过滤器单元(3)，所述过滤器单元(3)包括：
-至少一个过滤元件(15)，其包括过滤区域，所述过滤区域具有多个第一开口，所述第一开口用于允许切削流体通过所述过滤元件(15)，同时又不允许具有给定尺寸的切屑通过所述过滤元件，所述过滤元件包括矩形箱，所述矩形箱具有水平顶部(15a)、水平底部(15b)、其间限定第一方向的两个相对的垂直的左侧和右侧、以及其间限定第二方向的正面板(F)和背面板(B)，其中所述多个第一开口形成在所述矩形箱中；
-至少一个刷子，其位于所述过滤器元件的所述矩形箱的内部，所述至少一个刷子被设置为刷扫所述过滤元件，用以去除所述切屑以避免堵塞所述过滤元件；以及
-至少一个第二开口(13)，其允许位于所述过滤器单元(3)内部的所述切削流体通过所述第二开口(13)流出所述过滤器单元(3)，
-其中，所述至少一个刷子沿着所述第二方向延伸，
-所述至少一个刷子绕平行于所述第二方向的轴线以预定的转速独立于所述切屑沿顺时针或逆时针方向旋转，同时在过滤器箱内沿所述第一方向从左侧(S)向右侧(S)或相反方向进行平移运动，以便以往复方式刷扫并清洁所述顶部(15a)和所述底部(15b)。
2.如权利要求1所述的过滤器单元(3)，其特征在于，所述刷子(20)被设置为以恒定的或不同的速度旋转。
3.如权利要求1或2所述的过滤器单元(3)，其特征在于，所述刷子(20)由合成聚合物、金属和/或它们的组合中的至少一种制成。
4.如权利要求1或2所述的过滤器单元(3)，其特征在于，所述刷子(20)是快速连接结合或固定连接。
5.如权利要求1或2所述的过滤器单元(3)，其特征在于，所述过滤元件(15)是过滤网。
6.一种过滤切屑输送机(1)，其包括根据权利要求1至5中任一项所述的过滤器单元(3)。
7.如权利要求6所述的过滤切屑输送机(1)，其特征在于，进一步包括：
-输送机箱，其被设置为保存含有切屑的切削流体；
-连续输送机带(7)，其至少部分地位于所述输送机箱的内部，所述连续输送机带(7)被设置为旋转并且在尾端(Te)和出料端(De)回转，在所述连续输送机带(7)的上层(U)和下层(L)之间具有空间，以便将所述上层(U)上的切屑朝向所述出料端(De)传送，以被从所述过滤切屑输送机(1)中排出，
其中，所述过滤器单元(3)被设置在所述连续输送机带(7)的上层(U)和下层(L)之间。
8.一种在过滤切屑输送机(1)中过滤切削流体的方法，所述过滤切屑输送机包括输送机箱，其被设置为保存含有切屑的切削流体，并且进一步包括连续输送机带(7)，其至少部分地位于所述输送机箱内，所述连续输送机带具有上层(U)和下层(L)，在这些层之间设有过滤器单元(3)，其中所述过滤器单元包括过滤元件(15)和至少一个刷子(20)，所述过滤元件(15)包括矩形箱，所述矩形箱具有水平顶部(15a)、水平底部(15b)、其间限定第一方向的两个相对的垂直的左侧和右侧、以及其间限定第二方向的正面板(F)和背面板(B)，其中所述多个第一开口形成在所述矩形箱中，并且所述至少一个刷子位于所述过滤器元件的所述矩形箱的内部并沿着所述第二方向延伸，所述方法包括：
-所述过滤器单元(3)过滤进入到所述过滤器单元(3)中的切削流体；
-所述至少一个刷子(20)刷扫所述过滤元件(15)以去除切屑以避免堵塞所述过滤元件(15)，其中所述至少一个刷子(20)绕平行于所述第二方向的轴线以预定的转速独立于所述切屑沿顺时针或逆时针方向旋转，同时在过滤器箱内沿所述第一方向从左侧(S)向右侧(S)或相反方向进行平移运动，以便以往复方式刷扫并清洁所述顶部(15a)和所述底部(15b)；
-通过所述过滤器单元(3)从所述过滤切屑输送机(1)中排出已过滤的切削流体；
-通过所述连续输送机带(7)排出已过滤的切屑。
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