CN109268237B - 一种用于cnc设备的气液分离器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于CNC设备的气液分离器。该气液分离器包括分离罐、进气管和出气管，分离罐的底部设有第一出液口，第一出液口用于受控关闭以在分离罐内聚集液体，或受控打开以释放液体；进气管的一管口插入至分离罐的底部；出气管的一管口位于分离罐的顶部；其中，进气管连通CNC设备，出气管连通真空泵，真空泵工作时，从进气管进入的气体所携带的水汽经进气管凝结滑落至分离罐底部开始聚集液体，气体从进气管的管口进入分离罐并经出气管被抽出分离罐。通过在CNC设备与真空泵连接的管路中间增加气液分离器，本申请能够实现将水汽混合物中的水汽分离，实现液体的回收再利用和真空泵的保护。

Description

一种用于CNC设备的气液分离器

技术领域

本申请涉及气液分离技术领域，特别是涉及一种用于CNC设备的气液分离器。

背景技术

CNC(Computer numerical control，数控机床)工艺加工过程中，设计夹治具常用到真空泵，但真空系统都是简单的将真空管道与治具直接连接，而产品切削加工过程中有使用到冷却切削液，由于难以完全做到治具与工件夹持时的真空密封，冲刷工件的冷却切削液易被真空泵吸走，造成冷却切削液浪费及进入真空泵的切削液对真空泵腐蚀等问题。

发明内容

本申请提供一种用于CNC设备的气液分离器，以解决冷却切削液的浪费及其进入真空泵内对真空泵腐蚀的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种用于CNC设备的气液分离器。该气液分离器包括分离罐、进气管和出气管，分离罐的底部设有第一出液口，第一出液口用于受控关闭以在分离罐内聚集液体，或受控打开以释放液体；进气管的一管口插入至分离罐的底部；出气管的一管口位于分离罐的顶部；其中，进气管连通CNC设备，出气管连通真空泵，真空泵工作时，从进气管进入的气体所携带的水汽经进气管凝结滑落至分离罐底部开始聚集液体，气体从进气管的管口进入分离罐并经出气管被抽出分离罐。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种用于CNC设备的气液分离器。该气液分离器包括分离罐、进气管和出气管，分离罐的底部设有第一出液口，第一出液口用于受控关闭以在分离罐内聚集液体，或受控打开以释放液体；进气管的一管口插入至分离罐的底部；出气管的一管口位于分离罐的顶部；其中，进气管连通CNC设备，出气管连通真空泵，真空泵工作时，从进气管进入的气体所携带的水汽经进气管凝结滑落至分离罐底部开始聚集液体，气体从进气管的管口进入分离罐并经出气管被抽出分离罐。通过在CNC设备与真空泵连接的管路中间增加气液分离器，使得通过进气管的水汽在进气管内凝结并沿进气管滑落至分离罐内，而气体从出气管被抽出，实现了水汽混合物中的水汽分离，将聚集的液体回收再利用，避免了资源的浪费，节省了成本，同时还保护了真空泵，有效减小了液体进入真空泵内部对其造成损坏的几率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本申请提供的气液分离器一实施例的剖视结构示意图；

图2是本申请提供的气液分离器另一实施例的剖视结构示意图；

图3是本申请提供的气液分离器另一实施例的剖视结构示意图；

图4是本申请提供的气液分离器另一实施例的剖视结构示意图；

图5是本申请提供的气液分离器与CNC设备、真空泵的连接结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动情况下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，本申请提供的气液分离器一实施例的剖视结构示意图。

参阅图1，该用于CNC设备的气液分离器包括分离罐10、进气管12和出气管14。

分离罐10的底部设有第一出液口101，第一出液口101用于受控关闭以在分离罐10内聚集液体，或受控打开以释放液体。进气管12的一管口插入至分离罐10的底部。出气管14的一管口位于分离罐10的顶部。

其中，进气管12连通CNC设备，出气管14连通真空泵，真空泵工作时，从进气管12进入的气体所携带的水汽经进气管12凝结滑落至分离罐10底部开始聚集液体，气体从进气管12的管口进入分离罐10并经出气管14被抽出分离罐10。

分离罐10的整体形状例如呈圆柱状、球状等，采用钢、铝合金等有色金属材料制成或塑料、橡胶等非金属材料制成，本申请对此不作限制。本实施例中，以分离罐10呈圆柱状为例进行说明。

分离罐10包括顶壁102、底壁104和侧壁106，侧壁106与底壁102、底壁104连接形成容置腔体，底壁104上设有第一出液口101。

具体地，顶壁102呈圆平板状，进气管12及出气管14先与顶壁102固定连接后，顶部102再与侧壁106垂直连接，例如焊接或胶封，使得顶壁102与侧壁106的连接处密封。底壁104呈斗状，第一出液口101位于其中心处，以便于液体沿斗状结构向第一出液口101聚集。可以理解的，分离罐10与进气管12、出气管14的连接处及第一出液口101的连接处均采用密封措施，例如胶封，使得分离罐10具有良好的密封性。

进气管12的管口插入至分离罐10的底部，利用进气管12的管路进行水汽的凝结，而且凝结的液体从管口滑落至分离罐10的底部的距离非常有限，降低了飞散在空中的液体再次被气流打散的概率。例如，进气管12位于分离罐10外部的管路够长，进气管12位于分离罐10内的管路沿直线插入至分离罐10的底部即可。或者，进气管12的外部管路长度不够，达不到水汽凝结的要求，则进气管12位于分离罐10内的管路沿螺旋线延伸向分离罐10的底部，以增加进气管12的管路长度，达到使水汽凝结的目的。

出气管14的管口设置于分离罐10内的顶部区域，进一步地降低了将水汽吸入进真空泵的概率。

气液混合物自进气管12进入分离罐10的过程中，其中的水汽自进气管12管路上凝结并滑落至分离罐10内聚集，气体从进气管12的管口进入分离罐10并经出气管14被抽出分离罐10。在分离罐10内聚集的液体快没过进气管12的管口时，例如在侧壁106上装设透视镜或液位计即可观察到分离罐10内的液位，将真空泵关停，再将第一出液口101打开以释放处聚集的液体。如此，便可完成气液分离的一个循环过程。

参阅图2，进一步地，位于分离罐10内的进气管12的管路上还设有排气结构120，气体还从排气结构120进入分离罐10。进而，分离罐10内可聚集更多的液体，使得分离罐10的体积得到充分利用。

例如，排气结构120是沿管路排布的多个排气孔，只要保证液体不没过分离罐10内最顶部的排气孔，即可在分离罐10内持续聚集液体。或者，排气结构120为沿管路设置排气槽或其他结构，本申请对此不作限制。

进一步地，该气液分离器还包括第一控制阀18，第一控制阀18用于控制第一出液口101打开或关闭。

第一控制阀18例如是手动控制阀，该手动控制阀与第一出液口101连接，人工根据分离罐10的液位控制该手动控制阀的打开或关闭。

本实施例中，第一控制阀18是电磁阀，该电磁阀用于受控打开或关闭。进一步地，气液分离器还包括浮球20和感应装置22，浮球20置于分离罐10内部，随罐内聚集液体的液面进行升降，感应装置22固定设置于分离罐10的侧壁106上，用于检测浮球20的位置并在浮球20到达预定位置时产生触发信号。

例如，侧壁106的顶部和底部上均设有感应装置22，感应装置22与第一控制阀18通信连接。顶部的感应装置22检测到浮球到达顶部的预定位置时，向第一控制阀18发出第一信号，第一信号用于控制第一控制阀18开启；底部的感应装置22检测到浮球到达底部的预定位置时，向第一控制阀18发出第二信号，第二信号用于控制第一控制阀18关闭。

具体地，侧壁106的顶部设有感应装置22。气液分离器还包括控制器24，控制器24例如是PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制器，控制器24与该感应装置22、第一控制阀18通信连接，控制器24用于根据触发信号控制第一控制阀18打开，使分离罐10中聚集的液体因自重从第一控制阀18流出。因分离罐10的体积及第一出液口101的尺寸是固定的，因而可以计算分离罐10内的液体流尽所耗费的时长，进而在控制器24内设定一时长，在开启第一控制阀18后，开始计时，到该设定时长时，控制器24自动发出信号关闭第一控制阀18，进而控制器24能够定时关闭第一控制阀18。

例如，分离罐10是由塑胶制成的，感应装置22是金属感应器，浮球20为空心金属浮球，进而设置在侧壁106上的感应装置22能够检测浮球20是否到达预定位置。在其他实施中，感应装置22还可是液位感应器，用于检测分离罐10的液位在达到一预定高度时产生触发信号。

在此方案下，第一控制阀18打开时，真空泵得停止工作，以避免从第一出液口101吸入气体，致使该气体从分离罐10内的液体中穿过，并带离出部分水汽进入到真空泵内的情况发生。

参阅图3，为避免此情况发生，该气液分离器还包括隔离罐26和第一管道28，第一管道28的一端与第一出液口101连接，另一端与隔离罐26的顶部连接，第一控制阀18设置于第一管道28上，以控制第一出液口101打开或关闭。

第一控制阀18打开时，液体通过第一管道28进入隔离罐26中，隔离罐26中没有外部气体进入，而从隔离罐28进入到分离罐10中的气体体积十分有限，进而隔离罐28中的气体对真空泵的影响非常微弱，在此方案下真空泵能够连通该气液分离器持续工作而不间断。在第一控制阀18关闭后，再将隔离罐28中的液体释放掉。

此外，第一管道28及出气管14靠近浮球20的管口端设有缺口140，以避免被浮球20堵塞。缺口140例如在管口端间隔设置多个，或仅设置一个，缺口140的形状也可有多种形式，例如V字型、口字型等，以及第一管道28上的缺口140可以与出气管14上的缺口140结构相同或不同，本申请对此不作限制。管口端设置缺口140使得浮球20即使正面封堵管口，气体或液体仍可从缺口140流出。

参阅图4，进一步地，气液分离器还包括第二控制阀30和第二管道32，隔离罐26的底部设有第二出液口260，第二管道32与第二出液口260连接，第二控制阀30设置于第二管道32上，用于控制隔离罐26释放罐内的液体。第二控制阀30被打开后，罐内的液体通过第二管道32流向集液槽或CNC设备，进而实现冷却切削液的回收和再利用。

隔离罐26例如与分离罐10的结构相同，第二控制阀30为电磁阀，受控打开或关闭。具体地，控制器24还与第二控制阀30通信连接，控制器24控制打开第一控制阀18后经设定时长关闭第一控制阀18，并切换控制第二控制阀30打开。同理，控制器24控制打开第二控制阀30后经设定时长关闭第二控制阀30。本实施例中，第一管道28与第二管道32的规格相同，进而它们的延时关闭时长相同。在其他实施例中，第二管道32的规格可与第一管道28的规格不同，进而控制器24延时关闭第二控制阀的设定时长也不同，本申请对此不作限制。

进一步地，第二管道32上还可设有排水进汽帽34，排水进汽帽34位于第二出液口260和第二控制阀30的同一侧。在第二管道32的管路过长时，从第二管道32排出的液体可能由于压强因素导致液体将第二管道32水封，进而液体无法从第二管道32排出。排水进汽帽34的设置可避免这种情况发生，使得隔离罐28中的液体能够顺畅地经第二管道32流向CNC设备。

现以CNC工艺加工为例，说明气液分离器的一次完整的工作过程。

结合参阅图4、图5，进气管12连通CNC设备，例如与CNC设备上的治具连接，出气管14连通真空泵。由于治具与进气管12之间及治具与工件之间无法保证完全地真空密封，在真空泵工作时，流经治具的冷凝切削液可能被气体打散成水汽状进入到进气管12内，水汽状的冷凝切削液在进气管12中凝结并沿进气管12滑落至分离罐10底部，分离罐10开始聚集液态的冷凝切削液，气体从进气管12的管口和排气结构120进入分离罐10并经出气管14被抽出分离罐10。浮球20随分离罐10内的液面上升，罐内液面没过进气管12的管口时，气体从排气结构120进入分离罐10内，浮球20上升到一设定位置时，被感应装置22检测到，感应装置22发出触发信号，控制器24根据触发信号控制第一控制阀18打开，被聚集的冷凝切削液自第一管道28进入隔离罐26中，经设定时长后，控制器24延时控制第一控制阀18关闭，之后控制器24再控制第二控制阀30打开，隔离罐26内的冷凝切削液自第二管道32流向CNC设备。进而，实现了冷凝切削液的回收与再利用，以及防止冷凝切削液进入真空泵损坏真空泵。

本申请提供的气液分离器不限制其仅适用于CNC设备与真空泵连接的管路上，在类似需要进行气液分离的场合其均可使用。

区别于现有技术的情况，本申请提供一种用于CNC设备的气液分离器。该气液分离器包括分离罐、进气管和出气管，分离罐的底部设有第一出液口，第一出液口用于受控关闭以在分离罐内聚集液体，或受控打开以释放液体；进气管的一管口插入至分离罐的底部；出气管的一管口位于分离罐的顶部；其中，进气管连通CNC设备，出气管连通真空泵，真空泵工作时，从进气管进入的气体所携带的水汽经进气管凝结滑落至分离罐底部开始聚集液体，气体从进气管的管口进入分离罐并经出气管被抽出分离罐。通过在CNC设备与真空泵连接的管路中间增加气液分离器，使得通过进气管的水汽在进气管内凝结并沿进气管滑落至分离罐内，而气体从出气管被抽出，实现了水汽混合物中的水汽分离，将聚集的液体回收再利用，避免了资源的浪费，节省了成本，同时还保护了真空泵，有效减小了液体进入真空泵内部对其造成损坏的几率。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于CNC设备的气液分离器，其特征在于，包括：

分离罐，所述分离罐的底部设有第一出液口，所述第一出液口用于受控关闭以在所述分离罐内聚集液体，或受控打开以释放所述液体；

进气管，所述进气管的一管口插入至所述分离罐的底部；

出气管，所述出气管的一管口位于所述分离罐的顶部；

第一控制阀，所述第一控制阀用于控制所述第一出液口打开或关闭；

隔离罐和第一管道，所述第一管道的一端与所述第一出液口连接，另一端与所述隔离罐的顶部连接，所述第一控制阀设置于所述第一管道上；

第二控制阀和第二管道，所述隔离罐的底部设有第二出液口，所述第二管道与所述第二出液口连接，所述第二控制阀设置于所述第二管道上；

其中，所述进气管连通所述CNC设备，所述出气管连通真空泵，所述真空泵工作时，从所述进气管进入的气体所携带的水汽经所述进气管凝结滑落至所述分离罐底部开始聚集液体，气体从所述进气管的管口进入所述分离罐并经所述出气管被抽出所述分离罐；所述第一控制阀打开时，液体通过所述第一管道进入所述隔离罐中，所述隔离罐中没有外部气体进入；所述第一控制阀关闭后，所述第二控制阀打开可使得所述隔离罐的液体通过所述第二管道流向集液槽或所述CNC设备。

2.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器还包括浮球和感应装置，所述浮球置于所述分离罐内部，随罐内聚集液体的液面进行升降，所述感应装置固定设置于所述分离罐的侧壁上，用于检测所述浮球的位置并在所述浮球到达预定位置时产生触发信号。

3.根据权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，所述气液分离器还包括控制器，所述控制器与所述感应装置、所述第一控制阀通信连接，所述控制器用于根据所述触发信号控制所述第一控制阀打开。

4.根据权利要求3所述的气液分离器，其特征在于，所述控制器还与所述第二控制阀通信连接，所述控制器控制打开所述第一控制阀后经设定时长关闭所述第一控制阀，并切换控制所述第二控制阀打开。

5.根据权利要求4所述的气液分离器，其特征在于，所述第二管道上设有排水进汽帽，所述排水进汽帽位于所述第二出液口和所述第二控制阀的同一侧。

6.根据权利要求2所述的气液分离器，其特征在于，所述第一管道及所述出气管靠近所述浮球的管口端设有缺口，以避免被所述浮球堵塞。

7.根据权利要求1所述的气液分离器，其特征在于，位于所述分离罐内的所述进气管的管路上还设有排气结构，所述气体还从所述排气结构进入所述分离罐。

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