CN106563850A - 可在线更换过滤部的水切割机床及排出水过滤方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可在线更换过滤部的水切割机床及排出水过滤方法，该水切割机床包括机械臂、切割平台、过滤装置、储水池和高压泵；机械臂，用于切割成形指定形状；切割平台，用于放置并固定来料；过滤装置有两个支路系统，可于在线过滤的同时，进行过滤部的更换；储水池，用于储存经过滤装置过滤后的水以及补给水；高压泵，用于产生高压水供机械臂上的喷嘴使用；所述机械臂与控制单元连接；所述机械臂上的喷嘴在切割平台上工作；所述切割平台的出水口与储水池之间连接有过滤装置；所述储水池与机械臂之间设置有高压泵。本发明可实现在线更换过滤部，而不影响水切割机床的正常运行以及排出水的过滤质量，从而提高有效工作时间，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及水切割设备领域，特别是涉及一种可在线更换过滤部的水切割机床及排出水过滤方法。
背景技术
水切割不会产生有害的气体或液体，不会在工件表面产生热量造成加工硬化，属于冷切割加工领域，具有环保无污染、工作效率高、生产成本低等优点。因此，水切割机优于其他的加工技术，如火焰切割、等离子切割、激光加工、车铣刨加工等。
水切割也称为水射流切割或水刀切割，其中高压水射流切割是一种特殊的加工方法，它利用增压器将水加压到10-400MPa甚至更高的压力，使水获得压力能，再从细小的喷嘴喷射而出，将压力能转换为动能，从而形成高速射流，利用这种高速射流的动能对工件的冲击破坏作用，到达切割、成形的目的。
目前，水切割机床的排出水包括两种处理方式，其一是直接采用外排，没有对其进行回收利用，造成了水资源浪费；其二是通过过滤装置排出水进行过滤，从而实现对水的回收利用，但是该方法在对过滤装置进行更换时，需要停止水切割机床的工作运行，降低了有效工作时间，提高了生产成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种可在线更换过滤部的水切割机床及排出水过滤方法，可实现在线更换过滤部，而不影响水切割机床的正常运行以及排出水的过滤质量，从而提高有效工作时间，降低生产成本。
本发明提供了一种可在线更换过滤部的水切割机床，包括机械臂、切割平台、过滤装置、储水池和高压泵；
机械臂，通过控制单元的控制，在切割平台上，用于切割成形指定形状；切割平台，用于放置并固定来料；过滤装置，用于过滤掉切割平台内排出水的残渣；储水池，用于储存经过滤装置过滤后的水以及补给水；高压泵，用于产生高压水供机械臂上的喷嘴使用；
所述机械臂与控制单元连接；所述机械臂上的喷嘴在切割平台上工作；所述切割平台的出水口与储水池之间连接有过滤装置；所述储水池与机械臂之间设置有高压泵；所述储水池上设置有检测仪，检测仪用于在线检测储水池中水的清洁度，储水池中水的清洁度不达标时，检测仪发出警报声或警示灯亮；
所述过滤装置包括两个支路系统，每个支路系统包括依次连接的入口三通、过滤部和出口三通；所述入口三通设置有入口法兰和入口支路法兰，入口三通的支路上设置有入口球阀；所述出口三通设置有出口法兰和出口支路法兰，出口三通的支路上设置有出口球阀；所述过滤部与入口支路法兰和出口支路法兰通过螺栓连接。
本发明的将过滤装置应用于水切割机床，可过滤掉机床排除水中的残渣，从而对水进行回收利用，实现水切割机床中水的循环使用，进而降低生产成本。过滤装置的两个支路系统以择一方式对排出水进行过滤，当一个支路系统达到使用周期时，关闭该支路系统的入口球阀和出口球阀，打开另一支路系统的入口球阀和出口球阀，从而可同时进行排出水的过滤以及关闭支路系统的过滤部的更换，节约了更换过滤部的停机时间，提高了工作效率，进一步降低了生产成本。通过操作端向控制单元输入或选定编制的程序，可使机械臂按照指定路线工作，从而切割成目标形状。储水池存储经过滤装置过滤后的水，以及供应水切割机床需要使用的水。高压泵是将储水池中的水输送到高压泵内部进行增压，以达到水射流切割所需要的水压力，再输送至械臂上的喷嘴在切割平台上对工件进行切割。
优选地，所述过滤部包括壳体和滤芯，滤芯放置在壳体内部；所述滤芯包括环形支撑柱和滤网，环形支撑柱包括端部环形支撑柱和中部环形支撑柱，端部环形支撑柱与中部环形支撑柱之间以及中部环形支撑柱间设置有滤网，端部环形支撑柱、中部环形支撑柱和滤网通过螺杆连接；两个所述端部环形支撑柱均布有4个沉头孔，中部环形支撑柱也均布有4个通孔；所述螺杆采用内六角螺杆，内六角螺杆依次穿过一个端部环形支撑柱的沉头孔、中部环形支撑柱的通孔和另一个端部环形支撑柱的沉头孔通过内六角螺帽紧固连接呈一个整体结构的滤芯。
端部环形支撑柱、中部环形支撑柱和滤网通过内六角螺杆连接呈一个整体结构的滤芯，使得滤芯与壳体的装配更为简单，缩减了过滤装置的更换时间，由于更换过滤装置需要水切割机床停止工作，从而缩减了待产时间，增加了有效工作时间，降低了生产成本。端部环形支撑柱的沉头孔设计，可使内六角螺杆的端头和内六角螺帽都隐于端部环形支撑柱中，更便于滤芯的安装以及过滤装置与其他部件的连接。由于滤网设置在端部环形支撑柱与中部环形支撑柱之间以及中部环形支撑柱间，而且它们之间可以随意配合进行组装；因此，可根据实际需要对滤网进行增减，从而优化过滤装置，实现对排出水的有效回收。
优选地，所述壳体呈圆柱形，壳体包括呈一体的大直径部和小直径部，壳体的大直径部和小直径部的连接处形成一个环状阶梯，壳体的大直径部和小直径部的端部均设置有连接法兰；所述壳体大直径部内设置有滤芯，滤芯置于环状阶梯上，壳体大直径部与滤芯的间隙为0.5-2mm。
环状阶梯用于放置滤芯，限制了滤芯的位置，使得滤芯不会在壳体内部发生移动，便于滤芯的安装和拆卸。壳体大直径部与滤芯的间隙为0.5-2mm，避免了间隙过大，导致切割平台的排出水的一部分不经过滤芯过滤，直接流入到储水池中，进而污染储水池中水的清洁度。
优选地，所述环形支撑柱、内六角螺杆和内六角螺帽均采用塑料材质，有效地防止了钢铁材质螺杆在潮湿环境中生锈的情况，避免了滤芯的拆卸不便。
优选地，所述滤网的孔径为2-400目，滤芯中安装有1-15层滤网。
优选地，所述滤网的孔径由进水口到出水口依次减小。滤网的孔径逐层减小的排布可实现对排出水中残渣的分层过滤，达到了良好的过滤效果。
优选地，所述滤芯与壳体的大直径部的端部之间设置有密封圈；所述环形支撑柱和滤网之间也设置有密封圈。密封圈可以避免排出水从缝隙中溢出，直接流入储水池，从而污染储水池中水的清洁度。
优选地，所述切割平台设置有导水槽，导水槽出水口一端的高度大于导水槽另一端的高度。导水槽出水口一端的高度大于导水槽另一端的高度，使得切割后的水自动流至出水口，不会在其他位置堆积，从而影响水切割机床的正常工作。
优选地，所述储水池设置有补给水口，储水池与补给水口之间设置有补给水阀。当储水池的水位过低时，可以通过补给水口和补给水阀对储水池中的水进行补给，避免影响水切割机床的正常工作。
本发明还提供了一种水切割机床的排出水过滤方法，包括以下步骤：排出水经过滤装置过滤后流至储水池，储水池设置的检测仪对水的清洁度进行在线检测；当检测仪检测到水的清洁度不达标时，发出警报声或警示灯亮；工作人员观察到报警后，关闭过滤装置中正在工作的支路系统的入口球阀和出口球阀，并打开另一支路系统的入口球阀和出口球阀，使得排出水经过另一支路系统进行过滤；然后拆卸所关闭的支路系统的过滤部，取出并拆卸滤芯，对滤网进行逐层清洗，对损坏的滤网进行更换，对滤网进行回装成滤芯后，再将滤芯回放至过滤部的内部；将过滤部与更换支路的入口支路法兰和出口支路法兰通过螺栓紧固连接，从而实现水切割机床的过滤部的在线更换。
本发明的有益效果体现在：
本发明可过滤掉机床排除水中的残渣，从而对水进行回收利用，实现水切割机床中水的循环使用，进而降低生产成本。过滤部可实现在线更换，而不影响水切割机床的正常运行以及排出水的过滤质量，从而提高有效工作时间，进一步降低生产成本。而且过滤装置安装和拆卸方便，可灵活的调整滤网的孔径以及滤网的层数，从而优化过滤装置，实现良好的过滤效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例过滤装置的结构示意图；
图3为本发明实施例过滤部的结构示意图；
图4为本发明实施例滤芯的结构示意图；
图5为图4的俯视图。
1-机械臂，11-喷嘴，2-切割平台，21-导水槽，22-出水口，3-过滤装置，31-入口三通，311-入口法兰，312-入口球阀，313-入口支路法兰，32-过滤部，321-壳体，3211-小直径部，3212-大直径部，3213-连接法兰，322-滤芯，3221-密封圈，3222-内六角螺杆，3223-中部环形支撑柱，3224-端部环形支撑柱，3225-滤网，3226-内六角螺帽，3227-环状阶梯，33-出口三通，331-出口法兰，332-出口球阀，333-出口支路法兰，4-储水池，41-补给水口，42-补给水阀，43-检测仪，5-高压泵
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利的保护范围。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本实施例公开了一种可在线更换过滤部的水切割机床，包括机械臂1、切割平台2、过滤装置3、储水池4和高压泵5；机械臂1通过控制单元的控制在切割平台2上用于切割成形指定形状；切割平台2用于放置并固定来料；过滤装置3用于过滤掉切割平台2内排出水的残渣；储水池4用于储存经过滤装置3过滤后的水以及补给水；高压泵5用于产生高压水供机械臂1上的喷嘴11使用。机械臂1与控制单元连接，机械,1上的喷嘴11在切割平台2上工作，切割平2的出水口22与储水池4之间连接有过滤装置3，储水,1与机械臂1之间设置有高压泵5。将过滤装置3应用于水切割机床，可过滤掉机床排除水中的残渣，从而对水进行回收利用，实现水切割机床中水的循环使用，进而降低生产成本。通过操作端向控制单元输入或选定编制的程序，可使机械臂1按照指定路线工作，从而切割成目标形状。储水池4存储经过滤装置4过滤后的水，以及供应水切割机床需要使用的水。高压泵5是将储水池4中的水输送到高压泵5内部进行增压，以达到水射流切割所需要的水压力，再输送至械臂1上的喷嘴11在切割平台上对工件进行切割。
过滤装置3包括两个支路系统，每个支路系统包括依次连接的入口三通31、过滤部32和出口三通33，入口三通31设置有入口法兰311和入口支路法兰313，入口三通31的支路上设置有入口球阀312，出口三通33设置有出口法兰331和出口支路法兰333，出口三通33的支路上设置有出口球阀332，过滤部32与入口支路法兰313和出口支路法兰333通过螺栓连接。过滤装置3的两个支路系统以择一方式对排出水进行过滤，当一个支路系统达到使用周期时，关闭该支路系统的入口球阀312和出口球阀332，打开另一支路系统的入口球阀312和出口球阀332，从而可同时进行排出水的过滤以及关闭支路系统的过滤部32的更换，节约了更换过滤部32的停机时间，提高了工作效率，进一步降低了生产成本。
过滤部3包括壳体321和滤芯322，壳体321呈圆柱形，壳体321包括呈一体的大直径部3212和小直径部3211，壳体321的大直径部3212和小直径部3211的连接处形成一个环状阶梯3227，壳体321的大直径部3212和小直径部3211的端部均设置有连接法兰3213，壳体321的大直径部3212内设置有滤芯322，滤芯322置于环状阶梯3227上，壳体321的大直径部3212与滤芯322的间隙为0.5-2mm。环状阶梯3227用于放置滤芯322，限制了滤芯322的位置，使得滤芯322不会在壳体321内部发生移动，便于滤芯322的安装和拆卸。壳体321的大直径部3212与滤芯322的间隙为0.5-2mm，便于滤芯322的插入和取出，且避免了间隙过大，导致切割平台2的排出水的一部分不经过滤芯322过滤，直接流入到储水池4中，进而污染储水池4中水的清洁度。滤芯322与壳体321的大直径部3212的端部之间设置有密封圈3221，可以避免排出水从缝隙中溢出，直接流入储水池4，从而污染储水池4中水的清洁度。
滤芯322包括环形支撑柱和滤网3225，环形支撑柱包括端部环形支撑柱3224和中部环形支撑柱3223，环形支撑柱间设置有滤网3225，滤网的孔径为2-400目，滤芯中安装有1-15层滤网；滤网3225的孔径由进水口到出水口依次减小，可实现对排出水中残渣的分层过滤，达到了良好的过滤效果。滤芯322的两个端部环形支撑柱3224均布有4个沉头孔，中部环形支撑柱3223也均布有4个通孔，螺杆采用内六角螺杆3222，内六角螺杆3222依次穿过一个端部环形支撑柱3224的沉头孔、中部环形支撑柱3223的通孔和另一个端部环形支撑柱3224的沉头孔通过内六角螺帽3226紧固连接呈一个整体结构的滤芯322，环形支撑柱和滤网3225之间也设置有密封圈。端部环形支撑柱3224、中部环形支撑柱3223和滤网3225通过内六角螺杆3222连接呈一个整体结构的滤芯322，使得滤芯322与壳体321的装配更为简单，缩减了过滤部3的更换时间，降低了操作人员的劳动强度。端部环形支撑柱3224的沉头孔设计，可使内六角螺杆3222的端头和内六角螺帽3226都隐于端部环形支撑柱3224中，更便于滤芯322的安装以及过滤装置3与其他部件的连接。同时，滤网3225可根据实际需要对滤网3225进行增减，从而优化过滤部32，实现对排出水的有效回收。端部环形支撑柱3224、中部环形支撑柱3223、内六角螺杆3222和内六角螺帽3226均采用塑料材质，有效地防止了钢铁材质螺杆在潮湿环境中生锈的情况，避免了滤芯322的拆卸不便。
切割平台2设置有导水槽21，导水槽21出水口22一端的高度大于导水槽21另一端的高度，使得切割后的水自动流至出水口，不会在其他位置堆积，从而影响水切割机床的正常工作。储水池4设置有补给水口41，储水池4与补给水口41之间设置有补给水阀42。当储水池4的水位过低时，可以通过补给水口41和补给水阀41对储水池4中的水进行补给，避免影响水切割机床的正常工作。储水池4上还设置有检测仪43，检测仪43用于在线检测储水池4中水的清洁度，储水池4中水的清洁度不达标时，检测仪43发出警报声或警示灯亮。
一种如上述水切割机床的排出水过滤方法，包括以下步骤：排出水经过滤装置3过滤后流至储水池4，储水池4设置的检测仪43对水的清洁度进行在线检测；当检测仪检测到水的清洁度不达标时，发出警报声或警示灯亮；工作人员观察到报警后，关闭过滤装置3中正在工作的支路系统的入口球阀312和出口球阀332，并打开另一支路系统的入口球阀312和出口球阀332，使得排出水经过另一支路系统进行过滤，从而保证排出水的过滤质量，同时也避免了停产更换过滤部32的情况；然后拆卸所关闭的支路系统的过滤部32，取出并拆卸滤芯322，对滤网3225进行逐层清洗，对损坏的滤网3225进行更换，对滤网3225进行回装成滤芯322后，再将滤芯322回放至过滤部32的内部；将过滤部32与更换支路的入口支路法兰313和出口支路法兰333通过螺栓紧固连接，从而实现水切割机床的过滤部32的在线更换。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (10)
1.一种可在线更换过滤部的水切割机床，其特征在于：包括机械臂、切割平台、过滤装置、储水池和高压泵；
机械臂，通过控制单元的控制，在切割平台上，用于切割成形指定形状；切割平台，用于放置并固定来料；过滤装置，用于过滤掉切割平台内排出水的残渣；储水池，用于储存经过滤装置过滤后的水以及补给水；高压泵，用于产生高压水供机械臂上的喷嘴使用；
所述机械臂与控制单元连接；所述机械臂上的喷嘴在切割平台上工作；所述切割平台的出水口与储水池之间连接有过滤装置；所述储水池与机械臂之间设置有高压泵；所述储水池上设置有检测仪，检测仪用于在线检测储水池中水的清洁度，储水池中水的清洁度不达标时，检测仪发出警报声或警示灯亮；
所述过滤装置包括两个支路系统，每个支路系统包括依次连接的入口三通、过滤部和出口三通；所述入口三通设置有入口法兰和入口支路法兰，入口三通的支路上设置有入口球阀；所述出口三通设置有出口法兰和出口支路法兰，出口三通的支路上设置有出口球阀；所述过滤部与入口支路法兰和出口支路法兰通过螺栓连接。
2.如权利要求1所述的可在线更换过滤部的水切割机床，其特征在于：所述过滤部包括壳体和滤芯，滤芯放置在壳体内部；所述滤芯包括环形支撑柱和滤网，环形支撑柱包括端部环形支撑柱和中部环形支撑柱，端部环形支撑柱与中部环形支撑柱之间以及中部环形支撑柱间设置有滤网，端部环形支撑柱、中部环形支撑柱和滤网通过螺杆连接；两个所述端部环形支撑柱均布有4个沉头孔，中部环形支撑柱也均布有4个通孔；所述螺杆采用内六角螺杆，内六角螺杆依次穿过一个端部环形支撑柱的沉头孔、中部环形支撑柱的通孔和另一个端部环形支撑柱的沉头孔通过内六角螺帽紧固连接呈一个整体结构的滤芯。
3.如权利要求2所述的可在线更换过滤部的水切割机床，其特征在于：所述壳体呈圆柱形，壳体包括呈一体的大直径部和小直径部，壳体的大直径部和小直径部的连接处形成一个环状阶梯，壳体的大直径部和小直径部的端部均设置有连接法兰；所述壳体大直径部内设置有滤芯，滤芯置于环状阶梯上，壳体大直径部与滤芯的间隙为0.5-2mm。
4.如权利要求2所述的可在线更换过滤部的水切割机床，其特征在于：所述环形支撑柱、内六角螺杆和内六角螺帽均采用塑料材质。
5.如权利要求2至4任一项所述的可在线更换过滤部的水切割机床，其特征在于：所述滤网的孔径为2-400目，滤芯中安装有1-15层滤网。
6.如权利要求5所述的可在线更换过滤部的水切割机床，其特征在于：所述滤网的孔径由进水口到出水口依次减小。
7.如权利要求3所述的可在线更换过滤部的水切割机床，其特征在于：所述滤芯与壳体的大直径部的端部之间设置有密封圈；所述环形支撑柱和滤网之间也设置有密封圈。
8.如权利要求1所述的可在线更换过滤部的水切割机床，其特征在于：所述切割平台设置有导水槽，导水槽出水口一端的高度大于导水槽另一端的高度。
9.如权利要求1所述的可在线更换过滤部的水切割机床，其特征在于：所述储水池设置有补给水口，储水池与补给水口之间设置有补给水阀。
10.如权利要求1至4任一项所述的可在线更换过滤部的水切割机床的排出水过滤方法，其特征在于，包括以下步骤：排出水经过滤装置过滤后流至储水池，储水池设置的检测仪对水的清洁度进行在线检测；当检测仪检测到水的清洁度不达标时，发出警报声或警示灯亮；工作人员观察到报警后，关闭过滤装置中正在工作的支路系统的入口球阀和出口球阀，并打开另一支路系统的入口球阀和出口球阀，使得排出水经过另一支路系统进行过滤；然后拆卸所关闭的支路系统的过滤部，取出并拆卸滤芯，对滤网进行逐层清洗，对损坏的滤网进行更换，对滤网进行回装成滤芯后，再将滤芯回放至过滤部的内部；将过滤部与更换支路的入口支路法兰和出口支路法兰通过螺栓紧固连接，从而实现水切割机床的过滤部的在线更换。
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Denomination of invention: Water cutting machine tool with on-line replacement of filter section and filtering method of discharge water Effective date of registration: 20201130 Granted publication date: 20190402 Pledgee: Postal Savings Bank of China Limited Dianjiang County sub branch Pledgor: CHONGQING QUAN HANG STAINLESS STEEL PRODUCTS Co.,Ltd. Registration number: Y2020500000021 |
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