CN110170216A - 一种用于治理电火花油烟的方法及浮粒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于治理电火花油烟的方法，其包括以下步骤：利用密度为0.35‑0.67g/cm3的多孔隙材料制作六棱柱棒料；切片制备正六边形片状浮粒；将浮粒定量投放至加工液槽内，浮粒漂浮在液面上；将漂浮的浮粒铺满液面，使富含油烟的气泡被阻隔在加工液液面以下或吸附在浮粒内，使油烟无法扩散到环境中。还公开了一种用于治理电火花油烟的浮粒，浮粒为截面为正六边形的片材，浮粒由密度为0.35‑0.67g/cm3的多孔隙材料制作。通过浮粒自身的吸附性，吸收油烟更加充分；不需要单独设置排风扇类的机构，无噪音污染；不用对设备增加排气装置，也不需要对排气装置进行维护、清理，降低整机的成本及设备的运行成本。

Description

一种用于治理电火花油烟的方法及浮粒
技术领域
本发明涉及放电加工技术领域，具体涉及一种用于治理电火花油烟的方法及浮粒。
背景技术
电火花成型加工是利用浸在加工液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量的加工要求的特种加工方法，又称放电加工。火花放电时，在热源作用下，放电通道周围迅速形成气泡。该气泡由金属蒸气、加工液(主要成分为煤油)蒸气和分解出的有害气体等组成。气泡上浮至加工液液面后，会逐渐向周边扩散漂浮并不断扩张，当气泡内部压力高于大气压力时，液泡破裂并释放出大量有害油烟。该类油烟是电火花成型加工过程中产生的最主要的污染源，其成分对人体有害且污染环境。在大功率电火花成型加工时，有害油烟的排放量会显著加剧。
由于电火花成型加工的主流工艺、设备及加工液配方等短期内难有大的突破，加工中产生的有害油烟排放几乎是不可避免的。在现行国家强制性标准GB13567-1998《电火花加工机床安全防护技术要求》中明确了该类机床的危险源包括：“接触或吸入有害的液体、气体烟雾、油雾和灰尘导致的危险”。该标准5.8章节规定：“须在机床上设置排气接口(或以附件形式)并在使用说明书中说明排气装置的性能参数等要求”。
现有电火花加工机床大多采用“在机床立柱侧壁加装排气装置或预留接口”的方法来吸收放电加工中产生的有害油烟。该方法与家用抽油烟机的工作原理相似。但该方法存在以下缺点：
第一、有害油烟吸收不充分。无论是在设备立柱的单侧或双侧设置排气装置的吸烟口，受加工工艺和设备结构干涉的限制，吸烟口的口径都不可能过大。而放电加工产生的含有害油烟气泡并非全都停留在放电区(一般在液槽中央)上方液面，而是会向四周漂浮扩散，在气泡破裂前可能处于液槽液面的任意位置。位置固定且口径较小的吸烟口与油烟释放区域面积大的反差，严重影响吸烟效果，使有害油烟不能被排气装置充分吸收，最终外溢排放到生产环境中。第二、伴生噪声污染。现有排气装置或相关设备附件都必须装设排气扇类的机构，风扇叶轮高速旋转产生的噪音不可避免，且装置吸收的油烟物质极易吸附累积在叶片和轴承上，进一步加剧了噪音污染的程度。第三、排气装置的成本较高。增加的排气装置，会导致整机成本和销售价格提高，定期清理、保养排气装置的人工成本，后期对含有有害物质的滤网(或滤纸)做无害化处理的费用支出，均使得运行成本增加。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种用于治理电火花油烟的方法及浮粒，以解决现有放电加工过程中，吸收有害油烟不充分、有噪音及成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，一种用于治理电火花油烟的方法，其包括以下步骤：
步骤S1，利用密度为0.35-0.67g/cm3的多孔隙材料制作六棱柱棒料，所述六棱柱棒料的截面为正六边形；
步骤S2，将步骤S1中的六棱柱棒料切片制备浮粒，所述浮粒呈正六边形片状结构；
步骤S3，将步骤S2中制备的浮粒投放至加工液槽内，浮粒漂浮在液面上；
步骤S4，将步骤S3中漂浮的浮粒铺满液面，使富含油烟的气泡被阻隔在加工液面以下或吸附在浮粒内，使油烟无法扩散到环境中。
进一步地，所述多孔隙材质为木炭、焦炭或机制炭。
进一步地，所述浮粒的外接圆直径小于或等于电火花机床机头截面的对角线长度的5/18，所述浮粒的外接圆直径与厚度的径厚比为3-4。
进一步地，所述浮粒的径厚比为4。
根据本发明实施例的第二方面，一种用于治理电火花油烟的浮粒，所述浮粒为截面为正六边形的片材，所述浮粒由密度为0.35-0.67g/cm3的多孔隙材料制作。
进一步地，所述多孔隙材料为木炭、焦炭或机制炭。
进一步地，所述浮粒的外接圆直径与厚度的径厚比为3-4。
进一步地，所述浮粒的径厚比为4。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例提供的用于治理电火花油烟的方法及浮粒，浮粒为低密度多孔隙材料制作，吸附性能好，且可覆盖在加工液液面上方。将浮粒加至加工液槽，并覆盖整个液面，使富含油烟的气泡被阻隔在加工液液面以下或吸附在浮粒下方，最终气泡内的油烟凝固/凝华在浮粒下方，使得气泡无法释放到环境中。与现有技术相较，本方法吸收油烟更加充分；不需要单独设置排风扇类的机构，无噪音污染；不用对设备增加排气装置，也不需要对排气装置进行维护、清理，降低整机的成本及设备的运行成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的一种用于治理电火花油烟的方法的流程图。
图2为本发明实施例1提供的用于治理电火花油烟的方法中的浮粒与机头的使用状态示意图。
图3为本发明实施例2提供的一种用于治理电火花油烟的浮粒结构及使用状态示意图。
图中：1-浮粒，2-机头。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1和2所示，实施例1提供了一种用于治理电火花油烟的方法，其包括以下步骤：
步骤S1，利用低密度的多孔隙材料制作六棱柱棒料。低密度指0.35-0.67g/cm3，多孔隙材料优选为木炭、焦炭或机制炭，六棱柱棒料的截面优选为正六边形，六棱柱棒料用于制作浮粒1。
步骤S2，将步骤S1中的六棱柱棒料切片制备浮粒1，浮粒1呈正六边形片状结构。浮粒1的外接圆直径小于或等于电火花机床机头截面的对角线长度的5/18，浮粒1的外接圆直径与厚度的径厚比为3-4，径厚比优选为4。
步骤S3，将步骤S2中制备的浮粒1定量投放至加工液槽内，由于浮粒1的密度(0.35-0.67g/cm3)小于加工液(以煤油为主要成分，密度为0.7-0.9克/cm3)的密度，使得浮粒1依靠自身浮力漂浮在加工液的液面上。其中，定量指浮粒1能够铺满液面。
步骤S4，将步骤S3中漂浮的浮粒1铺满液面，使富含油烟的气泡被阻隔在加工液面以下或吸附在浮粒1内，使油烟无法扩散到环境中。
此外，应用上述方法治理电火花油烟，还可以将现有的电火花机床机头2更换成截面为正六边形的新的机头2。现有的电火花加工机床的机头2一般为截面为圆形或正方形的柱状零件，纵向安装在机床立柱的Z轴导轨上，可随电机驱动做上下移动，机头2下端部设有卡具，用于安装各种形状的电极。加工时，电极部分虽然随机头2做上下往复运动，但始终处于加工液液面以下，即加工时，漂浮或半潜伏状态的浮粒1接触的是机头2的侧立面。更换成截面为正六边形的新的机头2后，可进一步减少新的机头2侧立面与周边浮粒1之间的间隙，更进一步改善油烟气泡的隔阻效果。实际上，即便不采用六棱柱的新的机头2，正六边形截面的浮粒1，其总体覆盖率也明显优于圆形截面的浮粒1的总体覆盖率。
因为浮粒1由多孔隙材料制作，其比表面积大，且孔隙结构发达，有利于充分吸附有害油烟物质。尤其是用木炭或焦炭制作的浮粒1，吸收有害油烟的效果更佳。由于加工液(煤油)的侵润性较强，且浮粒1的多孔隙结构易产生“虹吸”，加工液与浮粒1接触后沿孔隙迅速向上扩散，填充所有孔隙，使得浮粒1在工作时是处于“半潜”漂浮状态，此状态下的浮粒1稳定性好，足以抵抗油烟气泡上浮时对液面的冲击和扰动，可有效避免因冲击和扰动导致浮粒1不能实时对液面进行全面覆盖。
浮粒1为正六边形，由于正六角形结构是自适配性(即相同或相似形状结构的个体之间相互紧密贴合的特性)最好的一种构造，如天然“蜂巢”的结构就是正六角形。相较于正方形或圆形结构的浮粒1，正六边形的浮粒1在不规则区域液面的覆盖率更高，浮粒1间隙更小。在定量投放、槽壁约束、统一的上浮力、加工过程中的液面扰动等因素的共同作用下，正六角形结构的浮粒1能够在投放后的较短时间即达到相对平衡稳定的紧密贴合的全覆盖效果。虽然正在区域的边缘地带会有极小面积(小于浮粒1的截面积)的空隙，但由于液面被浮粒1覆盖，油烟气泡被吸附在浮粒1内或下方，油烟气泡不可能“潜飘”到边缘的缝隙处。
浮粒1的径厚比以3-4倍为宜，浮粒1的径厚比数值越大越好，优选径厚比为4。此范围内的浮粒1，既能保证浮粒1不侧立、翻滚，又能保持稳定贴切严密的排布。浮粒1的外接圆直径小于或等于机头2截面的对角线长度的5/18，使得浮粒1间的可能存在缝隙尺寸将远小于油烟气泡的尺寸，可有效防止气泡从缝隙溢出。
浮粒1在使用一段时间后，其下部可能会积聚吸附重金属颗粒(金属蒸气凝华后形成的物质)等高密度物质，吸附性能虽有所降低，但依然能够有效阻隔气泡外溢。同时，因浮粒1下部的局部密度增大，浮粒1的漂浮更加稳定，更不易翻滚。
当浮粒1吸附了大量高密度物质颗粒，总体密度接近加工液密度时(此时浮粒1上表面与液面平齐，操作人员可直观地观察并判断)，可更换新浮粒1。替换下来的浮粒1收集后，送专门机构作无害化焚化处理。
此方法采用低密度、多孔隙材质的浮粒1，按照加工液液面面积(加工液槽面积-机头2截面积)定量投放。紧密排布的浮粒1覆盖在加工液液面上方，使富含油烟的气泡被阻隔在液面以下或吸附在浮粒1下方，最终气泡内的油烟凝固/凝华在浮粒1下方，使得气泡无法释放到环境中。与现有技术相较，本方法从根本上解决了现有排气装置对有害油烟“先排放再收集”和“收集不充分”的弊端，本方法吸收油烟更加充分，正六边形的片状浮粒1的设计对不规则形状区域的液面实现了高覆盖率的有效封锁和阻隔，避免了有害油烟通过加工液面外溢和扩散，使放电加工操作人员免受有害油烟的污染侵害；不需要单独设置排风扇类的机构，不但省却了复杂昂贵的排气装置，同时避免了风机噪声等次生污染；浮粒1的材料、形状，规格等技术要求，均是基于现有常规生产工艺的简单参数定制，不需大的技术改造或专用设备，不用对电火花加工设备增加排气装置，也不需要对排气装置进行维护、清理，降低整机的成本及设备的运行成本，成本优势明显，综合经济技术指标良好；浮粒1属长寿命耗材，实现了工艺过程的“零保养”，且易于回收处理。
实施例2
如图3所示，实施例2提供了一种用于治理电火花油烟的浮粒，浮粒1为截面为正六边形的片材，浮粒1由密度为0.35-0.67g/cm3的多孔隙材料制作，多孔隙材料优选为木炭、焦炭或机制炭，浮粒1的外接圆直径与厚度的径厚比为3-4，优选径厚比为4。
本实施例提供的浮粒1，使用时，投入到加工液槽内，浮粒1数量充足的情况下，在浮力及张力的作用下，会自动铺满整个液面。
因浮粒1为多孔隙材料制作，其比表面积大，且孔隙结构发达，有利于充分吸附有害油烟物质。尤其是用木炭或焦炭制作的浮粒1，吸收有害油烟的效果更佳。由于加工液(煤油)的侵润性较强，且浮粒1的多孔隙结构易产生“虹吸”，加工液与浮粒1接触后沿孔隙迅速向上扩散，填充所有孔隙，使得浮粒1在工作时是处于“半潜”漂浮状态，此状态下的浮粒1稳定性好，足以抵抗油烟气泡上浮时对液面的冲击和扰动，可有效避免因冲击和扰动导致浮粒1不能实时对液面进行全面覆盖。
浮粒1为正六边形，由于正六角形结构是自适配性(即相同或相似形状结构的个体之间相互紧密贴合的特性)最好的一种构造，如天然“蜂巢”的结构就是正六角形。相较于正方形或圆形结构的浮粒1，正六边形的浮粒1在不规则区域液面的覆盖率更高，浮粒1间隙更小。在定量投放、槽壁约束、统一的上浮力、加工过程中的液面扰动等因素的共同作用下，正六角形结构的浮粒1能够在投放后的较短时间即达到相对平衡稳定的紧密贴合的全覆盖效果。虽然正在区域的边缘地带会有极小面积(小于浮粒1的截面积)的空隙，但由于液面被浮粒1覆盖，油烟气泡被吸附在浮粒1内或下方，油烟气泡不可能“潜飘”到边缘的缝隙处。
浮粒1的径厚比为3-4，浮粒1的径厚比倍数越大越好，优选径厚比为4。此径厚比范围内的浮粒1，既能保证浮粒1不侧立、翻滚，又能保持稳定贴切严密的排布。浮粒1的外接圆直径小于或等于机头2截面的对角线长度的5/18，使得浮粒1间的可能存在缝隙尺寸将远小于油烟气泡的尺寸，可有效防止气泡从缝隙溢出。浮粒1吸附一定的油烟后，吸附性能虽有所降低，但依然能够有效阻隔气泡外溢。同时，因浮粒1下部的局部密度增大，浮粒1的漂浮更加稳定，更不易翻滚。
本实施例提供的浮粒1，具有密度小、可漂浮、抗翻滚、覆盖率高、易施布、具有较强吸附能力、易于回收作无害化处理等特点。使用本实施例提供的浮粒1，依靠浮粒1自身的吸附性能，对油烟进行物理吸附处理，吸收油烟更加充分；不需要单独设置排风扇类的机构，无噪音污染；不用对设备增加排气装置，也不需要对排气装置进行维护、清理，降低整机的成本及设备的运行成本。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种用于治理电火花油烟的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，利用密度为0.35-0.67g/cm3的多孔隙材料制作六棱柱棒料，所述六棱柱棒料的截面为正六边形；
步骤S2，将步骤S1中的六棱柱棒料切片制备浮粒，所述浮粒呈正六边形片状结构；
步骤S3，将步骤S2中制备的浮粒投放至加工液槽内，浮粒漂浮在液面上；
步骤S4，将步骤S3中漂浮的浮粒铺满液面，使富含油烟的气泡被阻隔在加工液面以下或吸附在浮粒内，使油烟无法扩散到环境中。
2.根据权利要求1所述的用于治理电火花油烟的方法，其特征在于，所述多孔隙材质为木炭、焦炭或机制炭。
3.根据权利要求1所述的用于治理电火花油烟的方法，其特征在于，所述浮粒的外接圆直径小于或等于电火花机床机头截面的对角线长度的5/18，所述浮粒的外接圆直径与厚度的径厚比为3-4。
4.根据权利要求3所述的用于治理电火花油烟的方法，其特征在于，所述浮粒的径厚比为4。
5.一种用于治理电火花油烟的浮粒，其特征在于，所述浮粒为截面为正六边形的片材，所述浮粒由密度为0.35-0.67g/cm3的多孔隙材料制作。
6.根据权利要求5所述的用于治理电火花油烟的浮粒，其特征在于，所述多孔隙材料为木炭、焦炭或机制炭。
7.根据权利要求5所述的用于治理电火花油烟的浮粒，其特征在于，所述浮粒的外接圆直径与厚度的径厚比为3-4。
8.根据权利要求7所述的用于治理电火花油烟的浮粒，其特征在于，所述浮粒的径厚比为4。
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