CN108778441A - 过滤装置、具有该过滤装置的工业清洁设备及相应的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使用清洁液清洁工件、特别是清洁发动机和传动构件的部件的工业设备和方法。所述工业设备包括：第一过滤器，其是用于接收受污染的清洁液的反洗过滤器(17)；第二过滤器(18)，其布置成用于从反洗过滤器(17)接收反洗的受污染的清洁液，并用于从受污染的清洁液中去除固体物质、例如碎屑；以及油分离器(21)，其布置成用于接收受污染的清洁液，并用于从受污染的清洁液中去除油，其中，油分离器(21)流体连接至第二过滤器(18)，并布置成用于直接从第二过滤器(18)接收受污染的清洁液。油分离器(21)直接布置在第二过滤器之后通过减小受污染的清洁液的流动路经距离来提高系统的过滤效率。

Description

过滤装置、具有该过滤装置的工业清洁设备及相应的方法

技术领域

本发明总体上涉及加工的工件的工业清洁领域，更特别地涉及从清洁液中去除废弃物以用于加工的工件的之后的清洁的方法和工业设备。

背景技术

加工金属工件以生产成品部件、例如发动机和传动装置、例如缸盖、缸体、变速箱壳体等的过程需要使用某种切削工具将材料从工件上去除以达到成品部件的期望的形状。加工操作可包括钻孔、铣削、磨削或车削。在这些加工操作之后，工件上留有毛刺，所述毛刺是凸起的边缘或保持附着至工件的小片材料。必须将这些毛刺与来自加工过程的切屑和其它颗粒物质一起去除。由于加工过程可能还需要使用润滑剂、碎屑去除剂、防锈剂和冷却剂，因此在加工后也必须从部件上去除这些残留物。当加工复杂形状时，这些残留物可能特别地留在孔或凹部中。因此，执行清洁过程以从工件去除所有不需要的材料。清洁过程例如涉及使加工的部件经受清洁液喷射。来自加工的工件的不需要的废料在此被清洁液带走。清洁液可由此含有油和颗粒物质。术语“受污染的清洁液”在下文中用于描述用过的含有油和/或颗粒物质的清洁液的混合物。出于经济和环境的原因，清洁液应进行回收利用，使得可通过清洁喷射器重新引入清洁液来清洁工件。清洁液的回收利用涉及过滤器和分离器系统，以在重新使用清洁液之前从清洁液中去除油和颗粒物质。

在闭环工业清洁系统中，清洁液用于清洁加工的部件。出于环境原因，清洁液优选为含水清洁溶液。在清洁加工的部件的清洁盆中使用清洁液后，清洁系统必须去除清洁液中的污染物。由此可延长清洁液的使用寿命，并且可最小化待处理的废弃物的量。有多种不同的方法和系统用于从清洁溶液中去除污染物。这些方法通常与污染物的尺寸有关。

可使用沉淀贮存器、碎屑筐和介质过滤器或过滤筒去除颗粒物质，而使用例如撇浮器或聚结器去除油。

美国专利No.5346629描述了一种清洁受污染的反洗液的方法，该反洗液含有杂质，所述杂质通过用所述反洗液反冲所述过滤装置而从过滤装置中去除。该方法主要旨在通过沉降和施加压力来分离颗粒污染物。它不容易适用于去除油状污染物、例如乳化的油和/或脂肪。

日本专利申请JP 2007-113072公开了一种用于清洁加工的部件、诸如发动机的缸体和缸盖的工业设备。所述设备包括机械臂，所述机械臂能够从传送带拾取加工的工件并将工件运送到容纳清洁溶液的清洁盆中。清洁盆具有布置在不同位置的用于将清洁液喷射到工件上的喷嘴。清洁溶液通过泵从主贮存器供给至喷嘴。污垢和含有切屑和其它颗粒物质的用过的清洁溶液从清洁盆的底部被泵送通过排放管，并直接供给至过滤器的过滤贮存器。刮刀式碎屑传送器布置在过滤器贮存器中。刮刀式碎屑传送器包括具有刮刀元件的带，所述刮刀元件以规律的间隔附接至所述带。当传送带转动时，刮刀从过滤贮存器的底部积攒任何碎屑和其它颗粒物质成斜坡并并从过滤贮存器中刮出至合适的容器中以备处理。过滤贮存器还包含鼓式过滤器，所述鼓式过滤器使用布过滤掉悬浮在位于清洁贮存器中的清洁液中的颗粒，并将过滤后的清洁液送回主贮存器，准备将清洁液泵送通过清洁喷嘴。JP2007-113072中描述的系统不包括任何用于从清洁液中分离和去除油的设备。

如上所述，已知使用油分离器将油污染物与清洁溶液分离的系统。在这些系统中，将用过的含有油和颗粒物质的清洁液首先泵入受污染的清洁液贮存器中。然后将油与受污染的清洁液的混合物从该贮存器泵送到油分离器中，所述油分离器将油与清洁溶液分离。然后将油泵送到油容器，并将清洁溶液泵回到受污染的液体贮存器。受污染的液体也从受污染的液体贮存器泵送到过滤器，以分离出污染颗粒、例如切屑、毛刺和细颗粒。利用该系统，可从清洁液中分离出足够的污染物，使得可重复使用清洁液。然而，该系统效率低，因为需要泵将油和清洁液混合物从受污染的液体贮存器泵送到油分离器，这导致高系统运行成本。当含有固体物质和粗污垢的受污染的液体被送入油分离器时，也必须使油分离器处理这种颗粒物质，或者需要在油分离器上游设有附加的用于颗粒物质的过滤器。因此，该系统需要良好的维护，从而增加了工艺成本。

发明内容

鉴于现有技术，本发明的一个目的是提供用于以提高的效率从用于清洁加工的工件的清洁液中分离油和颗粒物质的设备和方法。

为了克服上述问题，本发明提出了根据权利要求1所述的用于使用清洁液清洁工件、特别是清洁发动机和传动构件的部件的工业设备以及根据权利要求9所述的相应的工业方法。

如权利要求1所述的工业设备包括过滤装置，所述过滤装置包括：第一过滤器，其是用于接收受污染的清洁液的反洗过滤器；以及第二过滤器，其布置成用于从反洗过滤器接收反洗的受污染的清洁液，并用于从受污染的清洁液中去除固体物质。该设备还包括油分离器，所述油分离器布置成用于接收受污染的清洁液，并用于从受污染的清洁液中去除油。发明人发现，通过将油分离器布置成能够直接从第二过滤器接收受污染的清洁液，而不是从由清洁盆通过出口直接供送的贮存器接收，可减少用于回收的清洁液的路径距离。也无需提供用来将大量受污染的清洁液从受污染的清洁液贮存器泵送到油分离器的泵。因此，本发明使清洁设备的能量效率提高并且运行成本降低。

清洁液可以是任何适用于清洁加工的工件的液体、例如使用水作为溶剂的含水清洁液。

在另一实施方案中，受污染的清洁液贮存器设置成用于从清洁盆接收受污染的清洁液，其中，反洗过滤器布置成能够直接从受污染的清洁液贮存器接收受污染的清洁液，并且反洗过滤器布置成能够将过滤的清洁液供给至清洁喷嘴或清洁盆以用于清洁工件。受污染的清洁液贮存器可有利地设有用于从清洁液贮存器的表面撇去油和清洁液的乳状液并将所述乳状液供给至油分离器的撇油器。该方法具有下述优点，在油于油分离器中与清洁液分离之前的用于油的平均流体路径长度减小。

在另一优选实施例中，第二过滤器是带式过滤器。带式过滤器具有简单可靠、维护需求低的优点。根据要清洁的工件，还可调节带式过滤器以按要求的速率从清洁液分离固体物质。在另一实施例中，第二过滤器是至少两个过滤器的组合，其中，每个过滤器都构造成能够优化地去除不同尺寸的颗粒。这具有可从清洁液有效地分离各种尺寸的碎片颗粒的优点。

油分离器优选为重力分离器。这具有下述好处：重力分离器是简单、低维护的装置，从而可最小化运行成本。油分离器优选地流体连接至受污染的清洁液贮存器从而使清洁液返回到受污染的清洁液贮存器并流体连接到油容器从而收集分离的油。

在另一优选实施例中，第二过滤器布置在油分离器的顶部上，所述分离器布置在受污染的清洁液贮存器的顶部上，使得重力辅助受污染的清洁液从第二过滤器流至受污染的清洁液贮存器。该装置具有下述优点：受污染的清洁液的路径长度尽可能地短，并且减少了将受污染的清洁液泵送通过系统所需的能量。

此外，受污染的清洁液贮存器可包括用于从受污染的清洁液贮存器中的受污染的清洁液的表面去除油的撇油器。在该优选实施例中，油和清洁液的乳状液可从受污染的清洁液贮存器的顶部撇去，并送到油分离器。因此，油分离器从第二过滤器和受污染的清洁液贮存器接收受污染的液体和油的乳状液，其中，该装置具有协同效应以优化地在短路径中从受污染的清洁液中去除油。

权利要求9中要求保护一种用于从用于清洁加工的部件的清洁液分离颗粒物质和油的相应的工业方法。所述方法包括以下步骤：

a)将受污染的清洁液送至反洗过滤器，

b)将反洗的受污染的清洁液从反洗过滤器送到第二过滤器，所述第二过滤器从受污染的清洁液中去除固体物质，

以及，

c)将受污染的清洁液从第二过滤器直接送入油分离器，在油分离器中从受污染的清洁液中去除油。

在本发明的另一方面，提出了一种用于工业设备的过滤装置，所述过滤装置包括：第一过滤器，其是用于接收受污染的清洁液的反洗过滤器，第二过滤器，其布置成用于从反洗过滤器接收反洗的受污染的清洁液，并用于从受污染的清洁液中去除固体物质；以及油分离器，其布置成用于接收受污染的清洁液并从受污染的清洁液中去除油，油分离器流体连接至第二过滤器，并布置成用于直接从第二过滤器接收受污染的清洁液。

如上所述，所提出的工业设备和方法不仅仅但特别适用于汽车和齿轮箱制造领域中的工业应用。

附图说明

现在将参考附图示例性地描述本发明的优选和非限制性实施例，附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的用于从用于清洁加工零件的清洁液中分离颗粒物质和油的方法的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的用于工业设备中的油分离器的示意性透视图；

图3是示出了用于清洁工件、特别是用于清洁发动机和传动构件的部件的工业设备中的根据图1的过滤装置的局部透视图。

具体实施方式

参照示意性地示出了用于工业清洁设备的过滤装置1的图1，首先描述了用于清洁加工的工件的工业过程。工件例如是发动机或传动构件、例如缸体，并且例如通过钻孔、铣削、磨削或车削加工。加工过程可能需要使用润滑剂、碎屑去除剂、防锈剂和冷却剂。因此，在加工后必须从零件去除残留在工件上的这些液体的残留物以及任何碎屑或毛刺。为此目的，工件在容纳一盆清洁液的清洁容纳器11中经受清洁操作。工件可通过传送器或工业机器人(参见图3)移动到清洁容纳器11。清洁液通过多个喷嘴12喷射到工件上，所述清洁液可以是水或使用水作为溶剂的含水清洁液。清洁液从第一过滤器的清洁侧，通过管道24，供应至多个清洁喷嘴12，第一过滤器是反洗过滤器17。受污染的清洁液可含有通过喷射喷嘴12的作用从工件洗涤的油和切屑等，受污染的清洁液经由阀通过清洁容纳器11的底部处的出口13排出，并通过管道供给至受污染的清洁液贮存器14。清洁容纳器11还包括溢出口15，溢出口15也通过管道连接到受污染的清洁液贮存器14。受污染的清洁液从贮存器14被泵送通过管道16至反洗过滤器17，在此液体可被向后泵送通过过滤介质，以从反洗过滤器17洗出切屑、油和清洁液的乳状液和污垢的混合物，通过管道进入第二过滤器18。

第二过滤器18可以是任何适用于从受污染的清洁液中分离出固体的过滤器。在所示的实施例中，第二过滤器是带式过滤器。带式过滤器将固体材料、即碎屑和污垢从过滤器贮存器传送到废弃物容器19中。带式过滤器具有简单可靠且维护成本低的优点。根据所加工的材料，可以使用各种类型的带式过滤器。在该实施例中优选地使用刮刀式带式过滤器，因为从加工的部件清洗的碎片主要包括可嵌套在一起的较小的碎屑。当这些小碎屑从反洗过滤器17被反洗到带式过滤器贮存器中时，它们直接通过带落到贮存器的底部，并被以规律的间隔附接至带的刮板刮到传送带的卸料器。然后将拖拉的碎片排放到废弃物容器19中以便处理。然而，第二过滤器18也可以是不同类型的过滤器的组合，由此每个过滤器都设计成能够优化地去除不同尺寸的颗粒。带式过滤器可以例如与鼓式过滤器组合以附加地过滤粗污垢。

第二过滤器18设有用于过滤的受污染的清洁液的出口20。该阶段的受污染的清洁液基本上去除了所有碎屑和粗污垢，但是乳状液和细污垢的混合物保留在清洁液中。然后根据本发明将该受污染的清洁液直接送入油分离器21，如图1中的箭头所示。

油分离器21可以是任何适用于从清洁液中分离油的装置。在优选实施例中，这是重力分离器，如图2中示意性所示，重力分离器的工作原理在于两种不混溶的液体之间的密度差使得它们中的一个上升到另一个之上。在这种情况下，油和清洁液的乳状液通过入口引入贮存器210中，贮存器210具有多个室211、212。混合物被引入沉淀室211中，使得油有时间通过清洁液上升。油和水从该室流入预分离室212中。挡板213设置在预分离室和清洁液出口214之间，以防止表面处的油流过清洁液出口214。表面处的油在此通过油出口215经过漏斗进入油容器22。

替代地，油分离器可以是聚结分离器，聚结分离器基本上是包括聚结板以实现更高的分离效率的重力分离器。

油分离器的清洁液出口214通过如图1中的箭头23所示的管道返回至受污染的清洁液贮存器14，从而闭合受污染的清洁液回路。

受污染的清洁液贮存器14优选地设有用于从贮存器14中的受污染的清洁液的表面撇去乳状液的撇油器，其中，提供泵以将撇出的乳状液通过撇油管道25泵入油分离器中。

因此，在该优选实施例中，油分离器21从第二过滤器18和受污染的清洁液贮存器14接收受污染的液体和油的乳状液，其中，该装置具有协同效应，以优化地在短路径中从受污染的清洁液中去除油。

第二过滤器18直接位于油分离器21的顶部上，所述油分离器21直接布置在受污染的清洁液贮存器14的顶部上，使得重力有助于受污染的清洁液从第二过滤器18流到受污染的清洁液贮存器14。受污染的清洁液的路径长度由此保持很短，并且减少将受污染的清洁液泵送通过系统所需的能量。

除了上文描述的过滤装置10之外，图3还部分地示出了如通常例如从ELWEMA汽车股份有限公司(ELWEMA Automotive GmbH)的名为“Ideen fur die Zukunft”的手册或另外从EP 2523761 B1已知的设计的工业清洁设备1。设备1具有安装在支撑结构3的升高的平台5上的工业机器人2，以用于在由虚线示意性地示出的一个或多个清洁容纳器11中处理待清洁的工件，所述清洁容器11悬挂在平台5上。受污染的清洁液贮存器14在工厂地板平面处布置在支撑结构3的基底4上、在清洁容纳器11的正下方，以减小清洁盆出口13下游的管道长度。第二过滤器18和油分离器21布置在受污染的清洁液贮存器14的顶部上，而经受更频繁的维护的反洗过滤器17安装在平台上以便于从外侧接近。如图3所示，过滤装置10可集成在自动的清洁设备1中，而不需要任何显著的占地面积、即工厂地板表面积。

附图标记列表

图1

10 过滤装置

11 清洁容纳器

12 清洁喷嘴

13 清洁盆出口

14 受污染的清洁液贮存器

15 溢出口

16 管道

17 反洗过滤器

18 第二过滤器

19 废弃物容器

20 第二过滤器出口

21 油分离器

22 油容器

23 返回管道

24 管道

25 撇油管道

图2

210 油分离器贮存器

211 沉淀室

212 预分离室

213 挡板

214 清洁液出口

215 出油漏斗

30 清洁设备

32 支撑结构

图3

1 工业清洁设备

2 工业机器人

3 支撑结构

4 基底

5 平台

10 过滤装置

11 清洁容纳器

13 清洁盆出口

14 受污染的清洁液贮存器

17 反洗过滤器

18 第二过滤器

21 油分离器

Claims (15)

1.一种用于使用清洁液清洁工件、特别是清洁发动机和传动构件的部件的工业设备，所述设备包括过滤装置，所述过滤装置包括：

第一过滤器，所述第一过滤器是用于接收受污染的清洁液的反洗过滤器(17)，

第二过滤器(18)，其布置成用于从反洗过滤器(17)接收反洗的受污染的清洁液，并用于从受污染的清洁液中去除固体物质，以及

油分离器(21)，其布置成用于接收受污染的清洁液，并用于从受污染的清洁液中去除油，

其特征在于：

油分离器(21)流体连接至第二过滤器(18)，并布置成用于直接从第二过滤器(18)接收受污染的清洁液。

2.根据前述权利要求中任一项所述的工业设备，其中，受污染的清洁液贮存器(14)设置成用于从清洁盆(10)接收受污染的清洁液，其中，反洗过滤器(17)布置成能够直接从受污染的清洁液贮存器(14)接收受污染的清洁液，反洗过滤器(17)布置成能够向清洁喷嘴(12)或清洁盆(10)供给过滤的清洁液以用于清洁工件。

3.根据权利要求1或2所述的工业设备，其中，第二过滤器(18)是带式过滤器。

4.根据权利要求1或2所述的工业设备，其中，第二过滤器(18)是至少两个过滤器的组合，其中，所述过滤器分别构造成能够优化地去除不同尺寸的颗粒。

5.根据前述权利要求中任一项所述的工业设备，其中，油分离器(21)是重力分离器。

6.根据前述权利要求中任一项所述的工业设备，其中，油分离器(21)流体连接至受污染的清洁液贮存器(14)从而使清洁液回到受污染的清洁液贮存器(14)，并流体连接到油容器从而收集分离的油。

7.根据权利要求2所述的工业设备，其中，受污染的清洁液贮存器(14)包括用于从受污染的清洁液贮存器(14)中的受污染的清洁液的表面去除油的撇油器。

8.根据权利要求7所述的工业设备，其中，泵布置成能够将由撇油器撇去的液体泵送到油分离器(21)。

9.一种用于从用于清洁加工的部件的清洁液中分离颗粒物质和油的工业方法，所述方法包括：

a)将受污染的清洁液送至反洗过滤器(17)，

b)将反洗的受污染的清洁液从反洗过滤器(17)送至第二过滤器(18)，所述第二过滤器从受污染的清洁液中去除固体物质，所述方法的特征在于，

c)将受污染的清洁液从第二过滤器(18)直接送至油分离器(21)，在油分离器(21)中从受污染的清洁液中去除油。

10.根据权利要求9所述的方法，所述方法包括下述步骤：将受污染的清洁液从受污染的清洁液贮存器(14)直接泵送至反洗过滤器(17)，并将过滤的清洁液从反洗过滤器(17)的清洁侧供给至清洁喷嘴(12)或清洁盆(10)以用于清洁工件。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，使用带式过滤器执行从受污染的清洁液中去除固体物质的过程。

12.根据权利要求9-11中任一项所述的方法，其中，在油分离器(21)中通过重力分离将油与清洁液分离。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，所述方法包括下述步骤：将在油分离器(21)中与油分离的清洁液送至受污染的清洁液贮存器(14)，并将分离的油送至油容器。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，所述方法包括下述步骤：从清洁液贮存器(14)中的受污染的清洁液地表面去除液体并将撇去的液体供给至油分离器(21)。

15.一种用于根据权利要求1-8中任一项所述的工业设备(1)的过滤装置(10)，所述过滤装置包括：

第一过滤器，所述第一过滤器是用于接收受污染的清洁液的反洗过滤器(17)，

第二过滤器(18)，其布置成用于从反洗过滤器(17)接收反洗的受污染的清洁液，并用于从受污染的清洁液中去除固体物质，以及

油分离器(21)，其布置成用于接收受污染的清洁液，并用于从受污染的清洁液中去除油，

其特征在于：

油分离器(21)流体连接至第二过滤器(18)，并布置成用于直接从第二过滤器接收受污染的清洁液。