CN107584321B - 一种空气射流自洁机床观察窗 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种空气射流自洁机床观察窗，属于机械加工领域。空气射流自洁机床观察窗中的前环件和后环件构成主体，两者通过圆形外轮廓重合定位；压缩空气通过压缩空气管、前环件上的进气孔进入均压管道，气流被均压管道均分四路进入压缩空气缓冲腔后，沿环形射流缝隙喷口高速射出，用于阻挡住刀具和主轴上甩出的冷却液；同时，高速射出的高压空气在环形射流缝隙喷口处形成闭合的高速射流锥，其后部在视窗内产生真空区，能够吸起纳米自洁钢化玻璃上原有的冷却液和金属屑，由后环件底部的补风出口形成的气流夹带出视窗外，达到保持视窗范围内清洁的目的。本发明结构简单，观察区域清洁度高、透光性好，且长期免维护，利于提高机床操作人员的工作效率和安全性。

Description

一种空气射流自洁机床观察窗

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种空气射流自洁机床观察窗，在数控加工机床或加工中心上，用于观察加工状态情况。

技术背景

数控技术的在各行业普及，随着高速加工的出现，全封闭的加工中心和柔性生产线得到越来越多。操作人员需要透过机床的封闭隔板上的防弹玻璃来观察加工情况，而大流量的冷却液被高速旋转的主轴击出四溅，大量落到观察玻璃上，使操作人员的视线受阻，不能及时看清和观察到刀具的加工状态。

为解决上述问题，目前多数采用机械旋转型视窗，即通过电机带动圆型玻璃旋转，通过离心力将表面的冷却液甩出去，达到清理观察玻璃的目的。存在问题：需要外接电源；机械要求定期维护；结构复杂，电器原件绝缘、密封等；费用较高；应用受限；寿命有限；对粉尘类加工中对观察玻璃效果差；在金属屑的冲击中，玻璃表面出现磨损变蒙污而影响观察。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种空气射流自洁机床观察窗。该空气射流自洁机床观察窗以压缩空气为动力，空气射流为原理，能够有效阻止各类固体、液体对视窗的侵入，保证操作人员的视线不受阻挡，克服和避免机械式视窗的不足和弊端；同时使用压缩空气为动力，不使用电源，没有机械传动和机械工作构件，具有良好的安全性和可靠性，基本免维护，结构简单，寿命长，安装方便。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种空气射流自洁机床观察窗，包括前环件1、后环件2、压缩空气管3、补充空气管4、空气阀门5、纳米自洁钢化玻璃6。

所述的前环件1由金属或尼龙塑料材料制成，为中空圆形结构，中空位置安装后环件2。前环件1的端部边缘设有两孔，分别为补风进气口1-4和高压空气进风口1-3，补风进气口1-4比高压空气进风口1-3靠近边缘位置，补风进气口1-4通过联接接头10与补充空气管4连接，高压空气进风口1-3通过联接接头10与压缩空气管3连接，压缩空气管3与清洁液容器7连接，其上设有空气阀门5。

所述的前环件1背面的管路1-1为半圆弧凹槽结构，其截面积和长度相同，高压空气进风口1-3位于管路1-1中心位置，管路1-1两端分别通过两个支路管路与高压出风口1-2连通，四个支路管路结构相同，保证的四个均布的高压出风口1-2的气体的流速和压力一致。后环件2的正表面2-6与前环件1背面相贴合安装后，前环件1背面的管路1-1在后环件正表面2-6的覆盖下构成完整的均压管路，压缩空气通过均压管路到达高压出风口1-2。前环件中空圆形开口处的前环缓冲区表面1-5，其前端与后环件2前端构成与中心线成45度的环形喷口，其后端与缓冲区半槽2-5区域构成压缩空气缓冲腔8，均压管路和压缩空气缓冲腔8能够让高压气流均布于环形射流缝隙喷口，利于形成完整的气体射流锥，在后面形成真空区。

所述的后环件2由金属或尼龙塑料材料制成，也为中空圆形结构，后环件背表面2-7与纳米自洁钢化玻璃6连接，作为观察孔，视线通过该孔观察机床内部区域。后环件2边缘处设有一个圆孔，作为补风进口2-3，补风进口2-3一端与前环件上的补风进气口1-4相连，另一端与背面的补风管道2-1相通。补风管道2-1结构及原理与前环件1压缩空气的均压管路相同，补风管道2-1与均布在后环件2上的四个补风出口2-2相通，其中，四个均布的补风出口2-2的气体的流速和压力一致。通过补风管道2-1，向真空区补充空气和带入清洁液，加大气流。后环喷口45度表面2-4与前环喷口45度环面1-6构成环形射流缝隙喷口9；缓冲区半槽2-5与前环缓冲区表面1-5构成压缩空气缓冲腔8。

所述的前环件1和后环件2构成空气射流自洁机床观察窗的主体，两者通过圆形外轮廓重合定位，其中，前环件上的补风进气口1-4和后环件上的补风进口2-3同轴。压缩空气通过压缩空气管3、前环件1上的进气孔1-3进入均压管道，气流被均压管道均分为四路，进入压缩空气缓冲腔8，压缩空气缓冲腔8内的气流沿环形射流缝隙喷口9高速射出，用于阻挡住刀具和主轴上甩出的冷却液；同时，高速射出的高压空气在环形射流缝隙喷口9处形成闭合的高速射流锥，其后部在视窗内产生真空区，能够吸起纳米自洁钢化玻璃6上原有的冷却液和金属屑，由后环件2底部的补风出口2-2形成的气流夹带出视窗外，达到保持视窗范围内清洁的目的。

所述的纳米自洁钢化玻璃上涂有纳米自洁涂层，因具有极低的表面张力，产生较强的疏水抗污能力，让冷却液等污物不易附着，进一步保证清洁效果。其中。所述的补风口外接的清洁液开关，清洁液开关打开时，清洁液随气流引入，对不易被清洁气流带走的玻璃表面污物加重吹击清理。可使用密封胶在前环件、后环件，后环件和机床玻璃胶接，因在观察环内部是真空，同时，也由于气流喷射的反作用力，观察窗一般情况是受压向玻璃的力，不易脱离，因此安全性较高。

本发明的有益效果为：采用本发明的空气射流自洁机床观察窗，由于克服和机械式的传统式样观察窗的不足和缺点，提高了安全性、可靠性、经济性，简单而实用，观察区域清洁度高、透光性好，且长期免维护，利于提高机床操作人员的工作效率和安全性，进而提升企业的经济效益。可用于各类数控加工机床、加工中心等机械加工领域及粉尘作业领域。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为视窗组合的分解图；

图3为视窗组合的剖视图分解图；

图4为视窗前环件结构图；图中：(a)为正视图；(b)为后视图；(c)为图(b)中A-A方向的剖视图；

图5为视窗后环件结构图，图中：(a)为后视图；(b)为图(a)中A-A方向的剖视图；(c)图为正视图；(d)为图(a)中C-C方向的剖视图；(e)为图(a)中B-B方向的剖视图；

图中：1前环件；2后环件；3压缩空气管；4补充空气管；5空气阀门；6纳米自洁钢化玻璃；7清洁液容器；8压缩空气缓冲腔；9环形射流缝隙喷口；10连接接头；1-1管路；1-2高压出风口；1-3高压空气进风口；1-4补风进气口；1-5前环缓冲区表面；1-6前环喷口45度环面；2-1补风管道；2-2补风出口；2-3补风进口；2-4后环喷口45度表面；2-5缓冲区半槽；2-6后环件正表面；2-7后环件背表面。

具体实施方式

本发明将结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的解释和说明，实施例和附图仅是为了进一步说明本发明的技术方案，不能将其解释为对发明保护范围的限制。

一种空气射流自洁机床观察窗，包括前环件1、后环件2、压缩空气管3、补充空气管4、空气阀门5、纳米自洁钢化玻璃6、清洁液容器7。

所述的前环件1由金属或尼龙塑料材料制成，为中空圆形结构，中空位置用于安装后环件2。前环件1的端部边缘上设有两孔，分别为补风进气口1-4和高压空气进风口1-3，补风进气口1-4比高压空气进风口1-3靠近边缘位置，补风进气口1-4通过联接接头10与补充空气管4连接，补充空气管4内通自然空气，高压空气进风口1-3通过联接接头10与压缩空气管3连接，压缩空气管3内通压缩空气，压缩空气管3上设有空气阀门5，并与清洁液容器7连接。

所述的前环件1背面的管路1-1为半圆弧凹槽结构，其截面积和长度相同，高压空气进风口1-3位于管路1-1中心位置，管路1-1的两端分别通过两个支路管路与高压出风口1-2连通，四个支路管路结构相同，保证的四个均布的高压出风口的气体的流速和压力一致。后环件2的正表面2-6与前环件1背面相贴合安装后，使前环件1背面的管路1-1在后环件正表面2-6的覆盖下构成完整的均压管路，压缩空气通过均压管路到达高压出风口1-2前经过的管路截面和长度完全相同，保证达到高压出风口1-2的压缩空气压力相同，保证的四个均布的高压出风口的气体的流速和压力一致。前环件中空圆形开口处的前环缓冲区表面1-5，其前端与后环件2前端构成与中心线成45度的环形喷口，其后端与缓冲区半槽2-5区域构成缓冲腔8，均压管路和缓冲腔8能够让高压气流均布于环形喷口，利于形成完整的气体射流锥，在后面形成真空区。

所述的后环件2由金属或尼龙塑料材料制成，也为中空圆形结构，后环件背表面2-7与纳米自洁钢化玻璃6通过密封胶粘接，作为观察孔，视线通过该孔观察机床内部区域。所述的后环件2上铣出的补风管道凹槽、补风出口凹槽、补风进口凹槽，与纳米自洁钢化玻璃6一起分别形成补风管道2-1、补风出口2-2、补风进口2-3。后环件2边缘处设有一个圆孔，作为补风进口2-3，补风进口2-3一端与前环件上的补风进气口1-4相连，另一端与背面的补风管道2-1相通。补风管道2-1结构及原理与前环件1压缩空气的均压管路相同，补风管道2-1与均布在后环件2上的四个补风出口2-2相通，其中，四个均布的补风出口2-2的气体的流速和压力一致。通过补风管道2-1，向真空区补充空气和带入清洁液，加大气流。后环喷口45度表面2-4与前环喷口45度环面1-6构成环形射流缝隙喷口9；缓冲区半槽2-5与前环缓冲区表面1-5构成压缩空气缓冲腔8。

所述的前环件1和后环件2构成空气射流自洁机床观察窗的主体，两者通过圆形外轮廓重合定位，其中，前环件上的补风进气口1-4和后环件上的补风进口2-3同轴。

本发明的工作过程为：见附图1至5，压缩空气管3上的空气阀门5打开后，压缩空气通过压缩空气管3、前环件1上的进气孔1-3进入到均压管道1-1，气流被均压管道均分为四路，进入压缩空气缓冲腔8，后沿前环件1-5表面与后环件形成的环形射流缝隙喷口9高速射出，用于阻挡住刀具和主轴上甩出的冷却液；同时，高速喷出的高压空气在环形射流缝隙喷口9处形成闭合的高速射流锥，其后部在视窗内产生真空区，能够吸起纳米自洁钢化玻璃6上原有的冷却液和金属屑，由底部的补风出口2-2形成的气流夹带出视窗外，达到保持视窗范围内清洁的目的。

Claims (2)

1.一种空气射流自洁机床观察窗，其特征在于，所述的空气射流自洁机床观察窗包括前环件(1)、后环件(2)、压缩空气管(3)、补充空气管(4)、空气阀门(5)、纳米自洁钢化玻璃(6)；

所述的前环件(1)为中空圆形结构，中空位置安装后环件(2)；前环件(1)的端部边缘设有两孔，分别为补风进气口(1-4)和高压空气进风口(1-3)，补风进气口(1-4)通过联接接头(10)与补充空气管(4)连接，高压空气进风口(1-3)通过联接接头(10)与压缩空气管(3)连接，压缩空气管上设有空气阀门(5)；

所述的前环件(1)背面的管路(1-1)为半圆弧凹槽结构，半圆弧凹槽的截面积相同，高压空气进风口(1-3)位于管路(1-1)中心位置，管路(1-1)两端分别通过两个支路管路与高压出风口(1-2)连通，且四个均布的高压出风口(1-2)的气体的流速和压力相同；后环件(2)的正表面(2-6)与前环件(1)背面相贴合安装后，前环件(1)背面的管路(1-1)在后环件正表面(2-6)的覆盖下构成完整的均压管路，压缩空气通过均压管路到达高压出风口(1-2)；前环件中空圆形开口处的前环缓冲区表面(1-5)，其前端与后环件(2)前端构成与中心线成45度的环形喷口，其后端与缓冲区半槽(2-5)区域构成压缩空气缓冲腔(8)；

所述的后环件(2)也为中空圆形结构，后环件背表面(2-7)与纳米自洁钢化玻璃(6)连接，作为观察孔，观察机床内部区域；后环件(2)边缘处设有一个圆孔，作为补风进口(2-3)，补风进口(2-3)一端与前环件上的补风进气口(1-4)相连，另一端与背面的补风管道(2-1)相通；补风管道(2-1)结构与前环件(1)内通过压缩空气的均压管路相同，补风管道(2-1)与均布在后环件(2)上的四个补风出口(2-2)相通，其中，四个均布的补风出口(2-2)的气体的流速和压力一致；后环喷口45度表面(2-4)与前环喷口45度环面(1-6)构成环形射流缝隙喷口(9)；

所述的前环件(1)和后环件(2)构成空气射流自洁机床观察窗的主体，两者通过圆形外轮廓重合定位，其中，前环件上的补风进气口(1-4)和后环件上的补风进口(2-3)同轴。

2.根据权利要求1所述的一种空气射流自洁机床观察窗，其特征在于，所述的前环件(1)的材质为金属或尼龙塑料。