CN107206533B - 用于供给冷却剂的设备、用于这种设备的控制系统和用于操作这种冷却剂供给系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机加工设备的冷却剂供给设备，例如为焊接设备(2)或焊接机器人等的该机加工设备待被供给尤其是水的流体冷却剂，例如为焊接帽的待冷却区域或器械被包含到开式的或闭式的冷却剂回路中，该冷却剂回路具有流入流(4)和流出流(5)，并且所述设备包括输送器设备和控制设备(8)，该输送器设备在冷却剂回路中运行并且在所述冷却剂回路内输送冷却剂，该控制设备用于使所述输送器设备停止和/或关闭流入流(4)和/或流出流(5)以及对所述流入流(4)和/或流出流(5)进行排放，使得在被冷却的器械的区域中、在流入流管线(9)和/或流出流管线(12)中存在至少是可忽略水平的负压。

Description

用于供给冷却剂的设备、用于这种设备的控制系统和用于操 作这种冷却剂供给系统的方法

技术领域

本发明涉及一种用于向待供给液态冷却剂的机加工设备供给冷却剂的设备。冷却剂通常是水。仅通过示例的方式，参考焊机或焊接机器人，要对其焊接帽进行冷却。类似地，机加工设备可以是具有被冷却的感应线圈的感应装置。重要的是，机加工设备的尤其是器械的区域，被包含在开式的或闭式的冷却剂回路中。冷却剂回路包括通常由相应的冷却剂管线限定的流入流和流出流。

背景技术

这种设备是本领域所公知的。这些设备在位于冷却剂回路中的器械(形成冷却剂回路的一部分)出于维护或修理的目的必须被更换时于处置冷却剂的方面是尤其成问题的。这一情况也适用于例如在帽被撕裂或软管爆裂时导致的分裂或器械丢失。冷却剂回路至少被轻微地加压，使得当器械被移除时，冷却剂逸出到环境中。由于充满了冷却剂，所以存在污染环境的危险。操作人员常常暴露于冷却剂的载物下，例如，当冷却剂载有细菌时。

在本领域中已知在更换器械之前关闭使冷却剂流通的泵。然而，这样不足以防止冷却剂在连接点处逸出。另外，由于冷却剂压力而至少轻微地膨胀的较长的或极长的弹性冷却剂管线也是成问题的。

发明内容

因此，本发明提出了至少大致消除前述的问题的目标。应通过简单的手段有效地防止冷却剂逸出。这不应依赖于操作人员的技能，相反，应当确保有效地防止冷却剂从冷却剂回路逸出，而无论相应的处置为何。

通过本发明的优选实施例的特征所限定的设备来实现上述目标。相应地，最重要的是冷却剂回路包括用于输送冷却剂的输送装置。如果通常为泵、气缸活塞组件等的该输送装置停止，则不再从冷却剂源输送冷却剂。然而，当打开冷却剂回路时，存在于冷却剂管线中的内部压力将会足以引起冷却剂对环境的污染。结果是，停止输送装置或关闭管线都是不足够的。

此外，根据本发明，提供了一种特别的控制设备，该控制设备一方面作用为使输送装置停止，另一方面在冷却剂回路的流入流和流出流中产生某种吸引引流。进行这种操作使得在冷却剂回路中，尤其在待冷却的器械的区域中，特别是在供给管线和/或返回管线中存在至少轻微的负压。作为这种负压的结果，当冷却剂回路被打开时，非常少量的或者没有冷却剂能够到达冷却剂回路的外部。

以根据本发明的方式，控制设备采用了两种不同的措施，特别是一方面使输送装置停止以及另一方面在供给管线和/或返回管线中产生负压。

在这一点上应当注意的是，术语“输送装置”应被理解为最宽泛的概念。类似地，可想到冷却剂回路被连接到生活用水系统，使得不必需要特定的输送装置。作为另外的冷却剂源，尤其是对自足式的源而言，可使用固定的或可动的具有水箱、泵以及换热器的冷却水源。与关停输送装置不同，可关闭流入流和/或流出流中的切断阀，使得不能够再从冷却剂源建立压力。当移除器械时，在冷却剂回路和被移除的器械中产生的负压有效地防止了冷却剂逸出。

可按照需求来手动地或机械地、电动地或气动地启动切断设备。这意指在进行维护、发生分裂的情况下，尤其是在器械缺损(例如机器人焊接设备的帽缺损(帽被撕裂))或者在软管缺损(软管爆裂)的情况下，操作人员启动控制设备。在特别有利的设计的框架中，能够自动检测到器械的缺损，并且也能够同样地自动启动控制设备，其中同时通过光和/或声和/或电气/电子的方式来发出信号也是有利的。

根据上述说明，控制设备包括直接或间接地作用在冷却剂供给部和冷却剂返回部上的装置或机构。具体而言，切断设备包括被供给加压空气的主阀，其中，该阀可以是3/2定向阀或4/2定向阀或5/2定向阀。具体而言，该切断设备可以是单个阀或阀以阀群簇的方式的组合。

在任意一种情况下，主阀均被供给加压空气，其中主阀在每种情况下以优选地通过加压空气(或者通过机械的、手动的或电动的方式)进行致动时的切断阀的方式切断流入流和/或流出流。

当流入流和/或流出流中的切断阀被关闭时，即，当冷却剂回路中的冷却剂流通被阻止时，通过来自于主阀的信号打开优选地形成在流出流中的另外的阀或旁通部，通过该信号，返回管线和供给管线(假如可适用)向排流的流出流中进行排流。应当注意的是，冷却剂可流动穿过被设置在该另外的阀或旁通部处的泵。在这种设计的框架中不需要旁通部，而是仅需要阀，该阀防止流出流中的冷却剂回流。阀可以是止回阀。

通过来自于主阀的信号来启动泵，该泵对返回管线和供给管线(假如可适用)进行外抽，以这种方式，在冷却剂回路中，即，在供给管线和返回管线中存在至少轻微的负压。这种负压可被检测到或查验到，并且被选择性地以模拟的或数字的方式显示，以对操作人员提供可视化控制。

可以以时间延迟的方式、优选地通过永久设置的或可调整的延迟阀或者通过相应的阀设备来进行旁通部的打开和关闭以及泵的启动/停止，其中，相应的延迟单元例如可包括阻流设备、止回阀、贮液器和加压的/弹簧加载的多向阀。

上文所讨论的主阀或另一阀优选地以气动的方式启动信号阀设备，其中，信号阀设备对两种或更多种液体的压力进行比较，其中，液体中的一种为冷却剂，并且待检测的压力对应于流入流和/或流出流中的冷却剂压力。因此，通过信号阀设备特别地对流入流中的水压力与从主阀到达的空气压力进行比较。当低于或超过阈值时，泵以恒定的流体压力，尤其是以恒定的空气压力被启动，以在冷却剂回路和旁通阀中产生至少轻微的负压，使得在移除器械之前确立了防止冷却剂逸出所必需的负压。

信号阀设备还可通过测量元件来比较管线中的流体压力，并且发出电/气动信号。

在更换器械之后，即，在关闭冷却剂回路之后，可特别通过手动的或机械的、电动的或液压的方式来重置正常运行状态。

整体设备除了连接件、加压空气以及流(假如可适用)之外可被容纳在安装框架中，该安装框架占据最小的可用空间并且可被相应地运用。这是极为有利的。

对于根据本发明的控制系统，通过本发明的优选示例性实施例的特征实现了主要目标。因而重要的是，控制系统包括上文所讨论的设备的当前特定的特征。这主要涉及控制设备，该控制设备用于使输送装置停止以及排放流入流和/或流出流，使得在待冷却的器械的区域中的供给管线和/或返回管线中存在至少轻微的负压，使得当器械被释放时，防止冷却剂无意地逸出。

根据本发明的控制系统包括上文所讨论的主阀、信号阀和延迟阀，其中，这些阀包含液力部件和气动部件，以满足对这些部件的需求。

根据本发明的方法通过本发明的其他优选示例性实施例实现了主要目标，其中，方法与根据本发明的用于供给冷却剂的设备一同使用。可以使用特定的控制设备来实施方法步骤，该控制设备包括主阀、信号阀和延迟阀。控制系统在供给冷却剂与供给加压空气之间运行，使得能够切断冷却剂供给，并且能够使冷却剂回路产生至少轻微的负压。

附图说明

当前，对于以有利的方式来体现和发展本发明的教导存在各种可能性。为此，一方面参考本发明的特征，另一方面，参考基于附图对本发明的优选示例性实施例进行的以下说明。与基于附图对本发明的优选示例性实施例进行的说明一同地，还对教导的优选设计与发展进行了总体说明。在附图中：

图1以示意图/电路图的形式示出了根据本发明的设备的主要组件，该设备具有相应的控制系统，

图2以示意图/电路图的形式详细示出了根据本发明的设备的控制设备，

图3以细节示意图的形式示出了根据本发明的信号阀的构造，该信号阀用于比较不同的压力信号，以及

图4以细节示意图的形式示出了延迟阀的构造，该延迟阀可具有永久的设置或可变的设计。

具体实施方式

图1以高度简化的示意图的形式示出了根据本发明的设备的示例性实施例的主要功能，该设备用作为对仅被标示出的帽供给冷却剂，该帽用作为焊接设备2的器械1。冷却剂或水流过器械1，因此形成了冷却剂回路3的一部分。冷却剂回路3包括流入流4和流出流5。器械也可包括多个冷却回路，该冷却回路在抽吸设备的下游(例如，变压器的电源处)分开。因此，各个回路分支(arm)可被设为单独的供给管线和返回管线，该供给管线和返回管线在器械的下游重新相互连接。

来自于冷却剂源6的冷却剂通过流入流4流过器械1，并且通过流出流5流到冷却剂排流部7中。冷却剂源6和冷却剂排流部7可通过被相互连接在它们之间的过滤设备而被结合。类似地，可想到的是，冷却剂是从江河抽调的并且之后返回到江河的水。同样可想到使用水连接管线或供水管线，以及使用废水系统作为排流部。如在本说明书的大部分中所表明的，可将固定的或可动的具有泵、水箱以及换热器的冷却水源设为另外的冷却剂源，该另外的冷却剂源可被用作为自足式的源。

在图1中进一步标示出的是，根据本发明设置了控制设备8，该控制设备用于使输送装置(在图1中未示出)停止或者切断流入流4和流出流5。

此外，控制设备8用于排放流入流4和/或流出流，使得在待冷却的器械1的区域中的供给管线9和/或返回管线12中存在至少轻微的负压。该负压确保了当器械1被移除时，冷却剂保持处于冷却剂回路中，或者至少不逸出冷却剂回路3。以这种方式，有效地防止了对环境和操作人员的污染。

在图1中进一步地标示出的是，特别是由于器械1发生缺损、故障等，于是特别是在待更换该器械或者已更换该器械时，通过信号来启动控制设备8。该信号可被手动地、或机械地、电动地或气动地触发。

图2以示意图的形式示出了控制设备8，根据涉及图1的前述说明，该控制设备作用在流入流4、流出流5和冷却回路3的排放部上。

图2示出了切断阀10被设在流入流4或供给管线9中，可通过主阀11或主阀设备来启动该切断阀。此外，切断阀13被同样地设在流出流5或返回管线12中，可同样地通过主阀11来启动该切断阀。

主阀11被供给来自于控制设备8的外部的、特别是来自于加压空气源14的加压空气。

通过信号15来使主阀11运作，凭借该信号，通过切断阀10、13来关闭供水。为此，以示例的方式，可设置2路或3路的旋塞球阀。

同时，或此后不久，打开旁通部16并且启动泵17，其中通过主阀11来产生信号。加压空气信号(进行供给)被从主阀通过供给阀或返回阀输送到泵17。应注意的是，信号不必一定来自于主阀。替代地，可例如以使用阀群簇的方式来设置另一阀。

当旁通部16被打开并且泵17被启动时，测量流入流4中的压力或压力下降。

在这里，以所选择的示例性实施例的方式来在信号阀组件18中进行压力比较，在这种情况下，进行的是流入流4中的压力与空气压力之间的压力比较。相应地，信号阀组件18包括压力平衡类型的整合部件，该整合部件可对不同的或相同的流动介质的压力进行相互比较。

在这里所讨论的示例中，流入流4中的下降水压被与恒定的空气压力比较。一旦检测到水压下降到预定的阈值之下，信号阀组件18则发送用于空气压力19的信号或致动用于该空气压力的变量。因而应当考虑到当使用软管管线时至少轻微地缩小流入流4。阈值可被限定为冷却剂管线中的负压以及正压。对于负压，开关信号具有延迟阀可被构造为常规的定向阀的优点。

空气压力19或与其对应的信号作为恒定的空气信号被输送到延迟阀20。该延迟阀20可配备有用于进行延迟的时间常数。还可想到以可变的方式来设置延迟。也可设置定向阀来取代延迟阀。

考虑到由延迟阀20引发的延迟，在某一回流之后泵17被关断。为此，到泵17的空气供给被中断。在这个时间点，在冷却剂回路3中得到某一负压，该负压可以以光和/或声、和/或电气/电子的方式被显示。

于是可进行预期的操作，特别是更换器械以及从冷却剂回路3移除该器械。

上文所说明的旁通部16包括旁通管线21和切断阀22。当切断阀22打开时，冷却剂可通过泵17被从流出流5抽调出，并且因此被间接地从流入流4抽调出，具体地是被抽调到冷却剂排流部7中。因而流出流中的切断阀13被关闭。如在本说明书的大部分中所表明的，介质也可流过泵。在这种情况下，旁通部不是必需的，而是仅需要防止冷却剂流动返回到流出流中的阀。为此，可使用止回阀。

在更换器械之后，具体则是在器械1再次被连接到冷却剂回路3或连接到流入流4和流出流5时，控制设备8可被重置，使得可再次开始机加工操作。可手动地、电动地或气动地进行重置。

图3以电路示意图的形式详细示出了信号阀18的示例性实施例，该信号阀被用于以液位/压力平衡的方式来比较不同介质的信号。设置了相应的组件23。为了避免重复叙述，参照一般描述以及参照图2的说明。

此外，设置了具有永久性的设置的压力调节器24。还可想到的是，可对压力调节器24进行调整。

图3进一步示出了用于排放空气的3/2定向阀29。信号被从该定向阀传导到实际的延迟阀20。

图4以示意图的形式示出了作为控制设备8的部件的延迟阀20。延迟阀20承受由信号阀组件18产生的信号阀压力25。该延迟阀可包含用于实施所需的延迟的气动部件(例如，具有止回阀26的阻流件)、贮液器、时间延迟的定向阀28等等。对于延迟阀20重要的是，在该延迟阀处实施预定的延迟。替代地，关于输出信号，即关于到泵17的信号，延迟可以是可变的或可调整的。当在冷却剂回路中存在负压时，阈值可触发致动。对于负压，开关信号具有延迟阀可被构造为常规的定向阀的优点。

还要注意的是，控制系统也可被不同地构造。为此，在特别简单的实施例中，仅需要信号阀和处于流出流中的抽吸气缸的形式的简化的泵。在这种构造的框架中旁通部不是必需的。冷却剂水流入流被切断阀关闭，其中，信号阀比较流入流压力和流出流压力。当流出流压力和流入流压力相等时，在冷却剂水流出流中的抽吸气缸处和切断阀处致动气动信号。因而仅需要两个压力彼此接近，但不实际相同。

关于根据本发明的设备的另外的有利设计，为了避免重复叙述，参考本说明书的大部分以及所附的权利要求。

最后，应特别注意的是，上文所描述的根据本发明的设备的示例性实施例仅用作为用于讨论所主张的教导的手段，然而，该教导不限于示例性实施例。

附图标记清单

1 器械

2 焊接设备

3 冷却剂回路

4 流入流(冷却剂回路的)

5 流出流(冷却剂回路的)

6 冷却剂源

7 冷却剂排流部

8 控制设备

9 供给管线

10 切断阀(流入流)

11 主阀

12 返回管线

13 切断阀(流出流)

14 加压空气源

15 信号

16 旁通部

17 泵

18 信号阀组件，信号阀

19 空气压力

20 延迟阀

21 旁通管线

22 切断阀(旁通部)

23 组件，压力平衡

24 压力调节器

25 信号阀压力

26 阻流件/止回阀

27 贮液器

28 定向阀

29 空气排放阀

Claims (16)

1.一种用于对机加工设备供给冷却剂的设备，所述机加工设备被供给液态冷却剂，其中，待冷却区域或器械被包含在具有流入流(4)和流出流(5)的开式的或闭式的冷却剂回路中，所述冷却剂回路具有输送装置和控制设备(8)，所述输送装置在所述冷却剂回路中运行，用以在所述冷却剂回路中输送冷却剂，所述控制设备用于使所述输送装置停止和/或切断所述流入流(4)和/或流出流(5)，其特征在于，所述控制设备(8)进一步用于对所述流入流(4)和/或所述流出流(5)进行排放，使得在待冷却的所述器械的区域中、在供给管线(9)和/或返回管线(12)中存在至少轻微的负压，其中，旁通部(16)通过主阀(11)的信号来打开，通过所述旁通部，所述返回管线(12)和在适用的情况下所述供给管线(9)排流到所述流出流中，或者其中，流体流过的泵和止回阀在未设置旁通部的情况下被设置在所述流出流(5)中，以及其中，所述止回阀防止所述流出流(5)中的冷却剂回流。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述机加工设备包括焊接设备(2)。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述待冷却区域或器械包括焊接帽。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述液态冷却剂包括水。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制设备能够以机械的、电动的或气动的方式启动。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制设备包括被供给加压空气的主阀，当所述主阀被致动时，所述主阀关闭所述流入流/流出流，所述主阀通过加压空气来致动、或者通过手动地机械式地被致动、或电动地被致动。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，通过来自于所述主阀的信号来使泵启动，所述泵对所述返回管线和在适用的情况下所述供给管线进行向外抽吸。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，通过永久设置的或可调整的延迟阀来延迟所述旁通部的打开和关闭以及所述泵的启动/停止。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述主阀使信号阀设备启动，所述信号阀设备对两种或更多种流体的压力进行相互比较。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述信号阀设备对所述流入流中的水压与所述主阀中的空气压力进行比较，并且当所述水压下降到阈值之下或者超过阈值时，以恒定的流体压力的方式和/或电动的方式来启动所述泵和所述旁通部。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述流体压力包括空气压力。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在更换所述器械之后，即，在所述冷却剂回路被关闭之后，能够以手动的或机械的、电动的或液压的方式来重置正常运行状态。

13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，整个所述设备除了用于水、加压空气以及流的连接件之外被设置在安装框架中。

14.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述机加工设备包括焊接机器人。

15.一种用于在供给冷却剂的设备中使用的控制系统，所述设备是根据权利要求1至14中的一项所述的设备。

16.一种用于权利要求1至14中的一项的方法，所述方法使用根据权利要求1至14中的一项所述的设备和/或根据权利要求15所述的控制系统。

Images