CN109623058A - 线切割集中加工标准化环保系统及工作液自动处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线切割集中加工标准化环保系统及工作液自动处理方法，包括若干线切割装置及与各线切割装置相连的集中供液再生系统、气雾处理系统。本发明能够大大提升车间利用率，极大的提高了工作液寿命，降低皂化液及水的更换频率，能够让管理人员实时了解每台机床的运行状况，以便更加合理安排工作，提高机床利用率，管理效率的提升可以相应的减少管理人员数量，从而大大降低了生产成本，具有推广使用价值。

Description

线切割集中加工标准化环保系统及工作液自动处理方法

技术领域：

本发明涉及切削液处理设备技术领域，尤其涉及一种线切割集中加工标准化环保系统及工作液自动处理方法。

背景技术：

当前线切割机床加工企业由线切割本身构造的限制不可避免的明管线布置让工作区域显得杂乱并存在一定的安全隐患。每台线切割机床配置一台水箱的工作模式增大加工废液的收集存放难度并在收集过程中也存在一些不定因素会造成环境污染，加工废液的集中存放及处理也会存在高额费用。

市场上现有的水处理设备大多是大型号的处理设备或系统，如专利号为CN103373795B公开的一种切削液废水处理设备与方法，专利号为CN106904783A公开的一种切削液中水回收处理装置，专利号为CN204281706U公开的一种切削液再生装置，该类设备或系统结构较为复杂，造价非常高，如果直接用到机械加工设备上，需要较大的占地面积，甚至需要专门建立专用车间，用作机械加工工作液处理时成本很高，并且加工废液需要大量存放，无法及时回收并立即使用，机械加工工作液更换频率低，达到现有设备最低处理量时可能已经1年以后或者更长时间，长时存放可能有很多不定因素造成环境污染。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种操作简单方便、回收利用效率高、自动化程度高、节能环保、适用范围广、能够有效降低生产成本的线切割集中加工标准化环保系统及工作液自动处理方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种线切割集中加工标准化环保系统，包括若干线切割装置及与各线切割装置相连的集中供液再生系统、气雾处理系统；

所述集中供液再生系统包括出水泵、回水泵、工作液沉淀分离过滤水箱、皂化液箱、分离机、反应池、若干加药搅拌装置、固液分离装置、多级沉淀池、清水箱及外置固废收集箱，

所述出水泵、回水泵分别与工作液沉淀分离过滤水箱连接，用于工作液沉淀分离过滤水箱的出水及回水，

所述皂化液箱与工作液沉淀分离过滤水箱连接，用于向工作液沉淀分离过滤水箱内添加皂化液，

所述分离机与工作液沉淀分离过滤水箱连接，用于对工作液沉淀分离过滤水箱内的液体进行固液分离，

所述工作液沉淀分离过滤水箱内设置有分流器、磁性分离器、纸带过滤器，用于更好的过滤出工作液中的金属物及固体颗粒，回水泵连接磁性分离机的分流箱，工作液沉淀分离过滤水箱上分别设置有清水出水口及沉淀液出水口，

所述反应池与工作液沉淀分离过滤水箱的沉淀液出水口连接，用于回收工作液沉淀分离过滤水箱分离后的沉淀液，并对沉淀液进行反应搅拌，

所述加药搅拌装置与反应池连接，用于自动向反应池内添加反应药液，加药搅拌装置包括粉末自动定量添加机、桶体、搅拌机及抽水泵，所述粉末自动定量添加机与桶体内腔连通，所述搅拌机设置在桶体上，所述桶体通过抽水泵与反应池连通，

所述固液分离装置与反应池的出水口相连，用于将反应后的工作液进行固液分离，固液分离装置包括分离筒及设置在分离筒内的螺旋叶片，分离筒底端具有出液口，分离筒的出口端设置有固体排出口，

所述多级沉淀池对应设置在固液分离装置的出液口下方，用于接收固液分离装置分离后的工作液并对工作液进行沉淀，多级沉淀池通过淤泥回流管与反应池连通，

所述外置固废收集箱对应设置在固液分离装置的固体排出口一侧，用于接收固液分离装置分离后的固体，

所述清水箱分别与多级沉淀池及工作液沉淀分离过滤水箱的清水出水口连通，用于接收多级沉淀池沉淀后的清水及工作液沉淀分离过滤水箱分离后的清水；

所述气雾处理系统包括排风管道及排水管道，所述排风管道分别对应设置在各线切割装置上方，用于对各线切割装置进行抽气排风，所述排水管道通过进水管道与各线切割装置相连，通过回水管道与回水泵连接。

为了对工作液进行初步除杂，所述集中供液再生系统还包括分流过滤装置，所述分流过滤装置设置在回水泵与工作液沉淀分离过滤水箱之间，用于对回水泵抽过来的工作液进行分流过滤，包括分流箱、磁性分离器、纸袋过滤器及粉末收集箱，所述分流箱与回水泵连接，所述纸袋过滤器对应设置在分流箱的出水端，所述磁性分离器对应设置在纸袋过滤器上，所述粉末收集箱对应设置在纸袋过滤器下方。

为了能够准确感应反应池内工作液的各项数据，从而便于后续加药，所述反应池内设置有传感器。

为了便于加药混合搅拌，所述各桶体上分别设置有自来水进水管，且自来水进水管连接至清水箱。

为了能够全面的去除杂质，作为优选，所述粉末自动定量添加机包括絮凝剂添加机、破乳剂添加机、混凝剂添加机及PH调节添加机，当然，根据实际加工中材料的需要，也可相应增加其他类型的添加机，例如添加新纳米材料试剂。

为了便于液体顺利进入多级沉淀池内，防止液体混入固体从固体排出口排出，从而造成资源浪费，所述分离筒的进口端的高度低于出口端的高度。

为了简化管路，所述淤泥回流管上开设有污水进口。

为了对进入反应池及清水箱内的工作液进行初步或最终过滤，进一步减少工作液所含杂质以及让清水箱中清水达到可排放标准，所述反应池的进水口设置有前置过滤器，所述多级沉淀池的出水口设置有相连通的前置过滤器、二级过滤器及多级过滤器。

本发明还提供一种线切割工作液自动处理方法，包括如下步骤：

一、通过回水泵将线切割设备产生的工作液抽入工作液沉淀分离过滤水箱，经过分流器、磁性分离机、纸带过滤机及分离机对工作液沉淀分离过滤水箱的工作液进行固液分离，分离后的清水进入清水箱，分离后的沉淀液抽入反应池；

二、反应池进水口的前置过滤器对沉淀液进行过滤，去除较大颗粒的杂质；

三、反应池中的传感器检测出沉淀液的体积、浓度、PH值数据，系统根据数据计算出需要添加的各试剂的用量，各桶体自动注入相应量的水，并且各粉末自动定量添加机向各桶体内添加粉末，充分搅拌后送入反应池中搅拌反应；

四、反应池中充分反应后的工作液送入固液分离装置内，固液分离装置将工作液进行固液分离，液体落入多级沉淀池内进行沉淀，固体经固体排出口排入外置收集箱收集，部分固液混合物由淤泥回流管进入多级沉淀池内进行沉淀；

五、传感器实时检测多级沉淀池中液体液位，系统根据液位控制过滤水泵开合，并经各级过滤器流入清水箱；

六、清水箱内的清水可用于稀释皂化液、溶解试剂粉末，也可另作他用。

本发明线切割集中加工标准化环保系统及工作液自动处理方法的有益效果是：

本发明采用一体式线切割机床(由独立放置的电控柜改为电控系统与床身融为一体)，大大提升车间利用率降低成本，并改变传统线切割机床电源及水管进出方式(由机床床身侧面进线改为机床立柱顶部进线)，避免地面管线降低安全隐患；

集中供液再生系统主要分为工作液体再生循环系统及废液再生循环系统，极大的提高了工作液寿命，降低皂化液及水的更换频率，节约了水资源并且降低了成本，废液再生循环系统能完全将废液分离成水和固体废削，分离水可再次循环使用，固体废削集中收集可直接作为铸造添加使用，经处理后也可作为粉末冶金材料，更是进一步节约水资源并且不会对环境造成任何污染完全达到零排放标准；

机床信息传输反馈控制系统的开发利用能够让管理人员实时了解每台机床的运行状况，以便更加合理安排工作，提高机床利用率，管理效率的提升可以相应的减少管理人员数量进一步降低企业管理费用。

附图说明：

图1为本发明的线切割集中加工标准化环保系统的结构示意图；

图2为本发明的集中供液再生系统的结构示意图；

图3为本发明的气雾处理系统的结构示意图；

图4为本发明的微型的机械加工工作液自动处理设备的前视图；

图5为本发明的微型的机械加工工作液自动处理设备的后视图；

图6为本发明的分流过滤装置的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

如图1所示，本发明的线切割集中加工标准化环保系统可直接安装于车间1内，包括若干线切割装置2及与各线切割装置2相连的集中供液再生系统3、气雾处理系统4，集中供液再生系统3、气雾处理系统4可根据车间1大小相应设计为多套，车间1内还设置有相对应的工作清洗区5及整套系统的信息控制管理区6，而一体式的线切割装置2改变其进水管、电源进线位置，将进水管、电源进线安装于机床立柱上部。

如图2所示的集中供液再生系统3，包括出水泵310、回水泵311、工作液沉淀分离过滤水箱312、皂化液箱313、分离机314、反应池32、若干加药搅拌装置33、固液分离装置34、多级沉淀池35、清水箱36及外置固废收集箱，

所述出水泵310、回水泵311分别与工作液沉淀分离过滤水箱312连接，用于工作液沉淀分离过滤水箱312的出水及回水，

所述皂化液箱313与工作液沉淀分离过滤水箱312连接，用于向工作液沉淀分离过滤水箱312内添加皂化液，

所述分离机314与工作液沉淀分离过滤水箱312连接，用于对工作液沉淀分离过滤水箱312内的液体进行固液分离，

所述工作液沉淀分离过滤水箱312上分别设置有清水出水口315及沉淀液出水口316。

如图4、图5所示，本发明将反应池32、若干加药搅拌装置33、固液分离装置34、多级沉淀池35、清水箱36及外置固废收集箱整合到箱体31上，形成微型的机械加工工作液自动处理设备，所述反应池32通过淤泥泵322、污水进口323及污水进口管321与工作液沉淀分离过滤水箱312的沉淀液出水口连接，用于回收工作液沉淀分离过滤水箱312分离后的沉淀液，并对沉淀液进行反应搅拌，反应池32内设置有传感器；

所述加药搅拌装置33与反应池32连接，用于自动向反应池32内添加反应药液，加药搅拌装置33包括粉末自动定量添加机、桶体331、搅拌机332及抽水泵333，所述粉末自动定量添加机与桶体331内腔连通，桶体331内设置有传感器，粉末自动定量添加机包括絮凝剂添加机、破乳剂添加机、混凝剂添加机及PH调节添加机，所述搅拌机332设置在桶体331上，所述桶体331通过抽水泵333及试剂管334与反应池32连通，各桶体331上分别设置有自来水进水管335；

所述固液分离装置34与反应池32的出水口相连，用于将反应后的工作液进行固液分离，固液分离装置34包括分离筒341及设置在分离筒341内的螺旋叶片，分离筒341底端具有出液口，分离筒341的出口端设置有固体排出口342，分离筒341的进口端(图示中左端)的高度低于出口端(图示中右端)的高度。本发明是通过螺旋挤压达到固液分离效果，也可通过气压液压活塞式挤压脱水达到固液分离效果；

所述多级沉淀池35对应设置在固液分离装置34的出液口下方，用于接收固液分离装置34分离后的液体，多级沉淀池35通过淤泥回流管352与反应池32连通，所述淤泥回流管352上开设有污水进口323，多级沉淀池35与清水箱36连通；

所述反应池32的进水口设置有前置过滤器，所述多级沉淀池35的出水口设置有前置过滤器37、二级过滤器38及多级过滤器39，所述前置过滤器37、多级过滤器39与二级过滤器38连通，前置过滤器37通过过滤水管351及过滤水泵353与多级沉淀池35内腔连通，二级过滤器38处设置有出水口，可经水管接连加工设备水箱；

所述清水箱36分别与多级沉淀池35及工作液沉淀分离过滤水箱312的清水出水口315连通，用于接收多级沉淀池35沉淀后的清水及工作液沉淀分离过滤水箱312分离后的清水。

如图3所示的气雾处理系统4，包括排风管道42及排水管道45，排风管道42及排水管道45安装在钢架结构41上，所述排风管道42分别对应设置在各线切割装置2上方，具有吸风口43，用于对各线切割装置2进行抽气排风，所述排水管道45分别通过进水管道44与各线切割装置2相连，通过回水管道46与回水泵311连接。另外，排风管道42内具有排风机及活性炭过滤室等。

如图6所示，本发明的集中供液再生系统还可设置分流过滤装置，所述分流过滤装置设置在回水泵313与工作液沉淀分离过滤水箱312之间，用于对回水泵313抽过来的工作液进行分流过滤，包括分流箱3112、磁性分离器3113、纸袋过滤器3114及粉末收集箱3115，所述分流箱3112与回水泵313连接，所述纸袋过滤器3114对应设置在分流箱3112的出水端，所述磁性分离器3113对应设置在纸袋过滤器3114上，所述粉末收集箱对应设置在纸袋过滤器3115下方。

本发明在工作时，线切割加工时加工液经回水管道及回水泵311流入分流箱3112，经分流后流上纸袋过滤器3114，纸袋过滤器3114上置有磁性分离器3113，工作液经过纸带时固废残留于纸带上，经磁性分离器3113吸附大部分固废排入粉末收集箱3115，残留部分由纸带转动带入粉末收集箱3115，而液体流入工作液沉淀分离过滤水箱312，该液体可直接经出水泵310及出水管道进入线切割装置2。另外，工作液沉淀分离过滤水箱312还可进行另外一道工序，分离机314可对工作液沉淀分离过滤水箱312内的液体进行固液分离，经固液分离后的液体经清水出水口315进入清水箱36，而沉淀液经沉淀液出水口316进入反应池32。系统自动检测各添加机内的试剂(试剂A、试剂B、试剂C、试剂D等)剂量并实时显示；沉淀液经污水进口323、前置过滤器(过滤出一定体积大小的固体废物)及淤泥泵322抽入反应池32(可完全抽尽污水箱中废液及其沉淀物)，后经过传感器检测出废液的体积、浓度、PH值等数据，全自动系统根据数据计算出各试剂用量，剂量不足时报警提示并自动开启相应的进水电磁阀加水及添加试剂，过程中自动启动所有搅拌机332；一定时间后，全自动系统先后启动抽水泵333，按量按顺序加入A、B、C、D等试剂中的一种或者几种，各种试剂加入后反应池32反应稳定后再添加另下一种试剂；当所需的各种试剂在反应池32内均充分反应后，全自动系统启动固液分离装置34并开启反应池32连接到固液分离装置34之间的电动流量控制器，反应液进入固液分离装置34实现固液分离；固体经固体排出口342排入外置固废收集箱(外置固废收集箱内设置有速封密封袋防止固废二次污染，及便于回收)，液体流入多级沉淀池35，传感器实时检测多级沉淀池35中液体液位，系统根据液位控制过滤水泵353开合，并经前置过滤器37、二级过滤器38及多级过滤器39流入清水箱36，即可通过清水出口361送入线切割装置2重复使用。

机床信息传输反馈控制系统能够实时监控每台线切割机床的工作情况(线切割机床编号、工作与否、工件加工时效率、加工工件编号、工件工艺数、当前加工工艺号、工件总数及已加工工件数等信息)。

也可选择经回用液出口排入外置水箱，各级过渡器污水经电磁阀管道定期排入多级沉淀池35，多级沉淀池35中污泥污水经淤泥回流管352及淤泥泵322抽入反应池32并重复上述步骤，此过程可手动选择进行及进行次数。

另外，也可将反应池32与固液分离装置34做成一体式管道结构，管道前半部为密封，管道后半部为固液分离系统，将固液分离装置34的提升挤压轴的提升部加长到整个管道(或者管道前平部内布置螺旋叶片，固液分离装置34的提升挤压轴不变)，管道前半部最前端为污水污泥进口，管道上分段布置新纳米材料试剂注入口，机加工废液从污水污泥进口进入在管道内在提升轴(或者螺旋叶片)作用下达到搅拌混合效果，再经后部的固液分离系统，达到分离效果。将检测传感器外置可移动放入废液箱内同样达到检测效果，其余部分同理本发明。

另外，由于刚添加的切削液纯度较高、含杂质较少，简单去杂后即可再次使用，如果再经本发明的各装置逐步去杂，势必影响加工效率，因此，本装置可控制各管道开合，机床初次使用后的切削液直接抽入多级沉淀池35内沉淀，再经各级过滤器送入加工设备水箱内，从而再次送入机床内循环使用，大大节省了加工时间。

需要说明的是，本发明所述的线切割装置2不局限于线切割装置，需要用到工作液的装置如加工中心、钻床、车床、镗床等均可采用本发明。另外，为了简化结构，本发明的出水泵310、回水泵311、工作液沉淀分离过滤水箱312、皂化液箱313、分离机314、反应池32、若干加药搅拌装置33、固液分离装置34、多级沉淀池35、清水箱36及外置固废收集箱可以整合到一台设备上，而工作液沉淀分离过滤水箱312和反应池32可以设计在一起，以此减小占地面积。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种线切割集中加工标准化环保系统，其特征在于：包括若干线切割装置及与各线切割装置相连的集中供液再生系统、气雾处理系统；

所述集中供液再生系统包括出水泵、回水泵、工作液沉淀分离过滤水箱、皂化液箱、分离机、反应池、若干加药搅拌装置、固液分离装置、多级沉淀池、清水箱及外置固废收集箱，

所述出水泵、回水泵分别与工作液沉淀分离过滤水箱连接，用于工作液沉淀分离过滤水箱的出水及回水，

所述皂化液箱与工作液沉淀分离过滤水箱连接，用于向工作液沉淀分离过滤水箱内添加皂化液，

所述分离机与工作液沉淀分离过滤水箱连接，用于对工作液沉淀分离过滤水箱内的液体进行固液分离，

所述工作液沉淀分离过滤水箱上分别设置有清水出水口及沉淀液出水口，

所述反应池与工作液沉淀分离过滤水箱的沉淀液出水口连接，用于回收工作液沉淀分离过滤水箱分离后的沉淀液，并对沉淀液进行反应搅拌，

所述加药搅拌装置与反应池连接，用于自动向反应池内添加反应药液，加药搅拌装置包括粉末自动定量添加机、桶体、搅拌机及抽水泵，所述粉末自动定量添加机与桶体内腔连通，所述搅拌机设置在桶体上，所述桶体通过抽水泵与反应池连通，

所述固液分离装置与反应池的出水口相连，用于将反应后的工作液进行固液分离，固液分离装置包括分离筒及设置在分离筒内的螺旋叶片，分离筒底端具有出液口，分离筒的出口端设置有固体排出口，

所述多级沉淀池对应设置在固液分离装置的出液口下方，用于接收固液分离装置分离后的工作液并对工作液进行沉淀，多级沉淀池通过淤泥回流管与反应池连通，

所述外置固废收集箱对应设置在固液分离装置的固体排出口一侧，用于接收固液分离装置分离后的固体，

所述清水箱分别与多级沉淀池及工作液沉淀分离过滤水箱的清水出水口连通，用于接收多级沉淀池沉淀后的清水及工作液沉淀分离过滤水箱分离后的清水；

所述气雾处理系统包括排风管道及排水管道，所述排风管道分别对应设置在各线切割装置上方，用于对各线切割装置进行抽气排风，所述排水管道通过进水管道与各线切割装置相连，通过回水管道与回水泵连接。

2.根据权利要求1所述的线切割集中加工标准化环保系统，其特征在于：所述集中供液再生系统还包括分流过滤装置，所述分流过滤装置设置在回水泵与工作液沉淀分离过滤水箱之间，用于对回水泵抽过来的工作液进行分流过滤，包括分流箱、磁性分离器、纸袋过滤器及粉末收集箱，所述分流箱与回水泵连接，所述纸袋过滤器对应设置在分流箱的出水端，所述磁性分离器对应设置在纸袋过滤器上，所述粉末收集箱对应设置在纸袋过滤器下方。

3.根据权利要求1所述的线切割集中加工标准化环保系统，其特征在于：所述反应池内设置有传感器。

4.根据权利要求1所述的线切割集中加工标准化环保系统，其特征在于：所述粉末自动定量添加机包括絮凝剂添加机、破乳剂添加机、混凝剂添加机及PH调节添加机。

5.根据权利要求1所述的线切割集中加工标准化环保系统，其特征在于：所述分离筒的进口端的高度低于出口端的高度。

6.根据权利要求1所述的线切割集中加工标准化环保系统，其特征在于：所述淤泥回流管上开设有污水进口。

7.根据权利要求1所述的线切割集中加工标准化环保系统，其特征在于：所述反应池的进水口设置有前置过滤器，所述多级沉淀池的出水口设置有相连通的前置过滤器、二级过滤器及多级过滤器。

8.一种线切割工作液自动处理方法，采用如权利要求1-7任一项所述的高效的线切割集中加工标准化环保系统，包括如下步骤：

一、通过回水泵将线切割设备产生的工作液抽入工作液沉淀分离过滤水箱，经过分流器、磁性分离机、纸带过滤机及分离机对工作液沉淀分离过滤水箱的工作液进行固液分离，分离后的清水进入清水箱，分离后的沉淀液抽入反应池；

二、反应池进水口的前置过滤器对沉淀液进行过滤，去除较大颗粒的杂质；

三、反应池中的传感器检测出沉淀液的体积、浓度、PH值数据，系统根据数据计算出需要添加的各试剂的用量，各桶体自动注入相应量的水，并且各粉末自动定量添加机向各桶体内添加粉末，充分搅拌后送入反应池中搅拌反应；

四、反应池中充分反应后的工作液送入固液分离装置内，固液分离装置将工作液进行固液分离，液体落入多级沉淀池内进行沉淀，固体经固体排出口排入外置收集箱收集，部分固液混合物由淤泥回流管进入多级沉淀池内进行沉淀；

五、传感器实时检测多级沉淀池中液体液位，系统根据液位控制过滤水泵开合，并经各级过滤器流入清水箱；

六、清水箱内的清水可用于稀释皂化液、溶解试剂粉末，也可另作他用。