CN111331421A - 一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置。在数控机床、CNC加工中心等密闭机加工室内部刀具停转后、取件门打开前，利用具有体积伸缩能力的装置，让其体积扩张从而使其内部产生负压将油雾从密闭机加工室内吸走并暂时储存其内，从而减少在取件门开启期间从密闭机加工室向外泄漏的油雾；在密闭机加工室的加工件取走、工人放置好待加工原料后，取件门关闭，此后上述装置体积收缩再将其内储存的油雾缓慢排出并回流至密闭机加工室内，完成油雾抽吸与回流完整的循环，实现机加工室取件门开启期间油雾的转移。实施上述方法的装置由油雾收集口、油雾收集管、油雾缓存器、油雾回流管、油雾回流口组成。本方法及装置将油雾暂时转移而非就地净化处理，以较低成本减少了机加工室取件门开启期间油雾的泄漏。

Description

一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置

技术领域

本发明属于油雾污染治理领域，具体涉及一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置。

背景技术

金属切削液在机床车、铣、切削、磨等金属加工过程中起润滑、冷却、清洗等作用。对于使用切削液的湿式机械加工过程，切削液经过一系列高速切削碰撞摩擦作用形成大量油雾颗粒。尽管一个全封闭式的密闭加工室能够有效减少切削液四处飞溅及油雾泄漏，但在取件门打开时仍然存在油雾外逸。工人更换工件时直接接触扑面而来的油雾，长此以往可导致哮喘、肺病等呼吸系统疾病、视力障碍、鼻炎、过敏性皮肤病、恶性肿瘤等，影响其身体健康。

目前，针对高速数控机床、高效齿轮加工机床以及CNC加工中心等程序化密闭机加工室产生的油雾泄漏问题，大多使用引风机将油雾吸走并排放或采用油雾回收净化处理措施。而直接将油雾排到室外会污染环境；采用回收机净化则需经常清洗或更换过滤器材。

发明内容

针对现有技术手段的不足，本发明提供一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置，通过负压缓存装置将加工期间产生的油雾抽走并暂时存放在里面，油雾在缓存腔内达到一定浓度后发生凝并并将其收集，从而减少密闭机加工室开启取件门期间油雾的泄漏的问题。

本发明的技术方案如下：

一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法，在数控机床、CNC加工中心等密闭机加工室内部刀具停转后、取件门打开前，利用具有体积伸缩能力的装置，让其体积扩张，从而使其内部产生负压将油雾从密闭机加工室内吸走并暂时储存其内，来减少取件门开启期间从密闭机加工室向外泄漏的油雾；在密闭机加工室的加工件取走、工人放置好待加工原料后，取件门关闭，此后上述装置体积收缩再将其内储存的油雾缓慢排出并回流至密闭机加工室内，如此，当该装置体积收缩到最小会将其内储存的油雾全部排出并恢复最初状态，如此循环工作。

实现上述减少密闭机加工室油雾泄漏的方法的装置，主要包括油雾收集口、油雾收集管、油雾缓存器、油雾回流管、油雾回流口五部分；油雾缓存器是本发明装置的核心部件，由体积可以改变的油雾缓存腔、动力机构、传动机构、牵引部件、机架及外壳组成；其中传动机构连接动力机构与牵引部件并将电动机等动力机构的动力传递给牵引部件，牵引部件和油雾缓存腔的主动面连接。当动力机构工作时，传动机构将动力传递到牵引部件，牵引部件产生相应运动从而引起油雾缓存腔主动面运动，进而引起油雾缓存腔体积变化：油雾缓存腔体积扩张时形成腔内负压以实现对油雾的吸入和收集，油雾缓存腔体积收缩时形成腔内正压将油雾排回密闭机加工室。已凝结的油液则单独收集。

进一步地，所述油雾缓存腔具有可变体积的特征及暂时储存油雾的能力，是油雾缓存器中用于暂时储存油雾的组成部件，油雾缓存腔具有三种类型的表面或壁面：

(1)主动面：与所述牵引部件连接，可以随牵引部件运动，是油雾缓存腔的活动端。

(2)从动面：由于主动面的运动引起的牵引，油雾缓存腔部分表面可产生形变或发生运动，从而实现油雾缓存腔的伸缩进而改变体积大小，但在形变或运动过程中依然能保持优良的密封特性。如表面带褶的气袋、有弹性的气囊等。

(3)固定面：与机架连接，在固定面上设有油雾进入油雾缓存腔的进雾口和离开油雾缓存腔的排雾口。

进一步地，所述油雾缓存器外壳是根据油雾缓存腔的形态而制作的保护装置，同时也可保障油雾缓存腔改变体积时不受外部因素影响，并起到一定美观作用。

进一步地，所述油雾收集口安装在数控机床、CNC加工中心等密闭机加工室内部油雾分布最密集的位置，这样可以高效地吸入油雾，油雾收集口可采用均匀吸风口的设计形式。油雾收集口一面或多面有开口作为油雾吸入口且装有可拆卸粗效滤网以阻止金属碎屑进入油雾收集口。油雾收集口与油雾收集管一端连接。油雾收集口把从密闭机加工室收集来的油雾送入到油雾收集管，然后进入油雾缓存器。所述油雾回流口安装在数控机床、CNC加工中心等密闭机加工室的内部，为减小回流的油雾对正在进行工艺的影响，油雾回流口应该安装在密闭机加工室内远离取件门及加工工件的允许位置；油雾回流口与油雾回流管的另一端连接，油雾回流口可设置百叶等改变气流方向的部件。

进一步地，所述油雾收集管的另一端通过进雾口与油雾缓存器连接，油雾收集管管段设有单向阀A，单向阀只允许油雾单向流入油雾缓存腔，而防止在取件门打开状态时油雾逆流返回密闭机加工室，保证油雾缓存器发挥作用。

进一步地，所述油雾缓存器具有收集并短时间储存一定量油雾气体的能力，且能够使所储存的油雾回流至密闭机加工室，起到暂时缓存油雾的作用，因此所述油雾缓存腔需要有一定空间来安放，多设置于数控机床、CNC加工中心等密闭机加工室外部空间允许的位置如数控机床外部顶面上等。作为本发明装置的核心主要部件，油雾缓存器通过油雾收集管与油雾回流管与密闭机加工室连接并形成回路，周期性地从密闭机加工室收集、储存油雾并排出油雾回流至密闭机加工室，从而减少在取件门开启期间的油雾泄漏。

进一步地，所述油雾回流管一端通过排雾口与油雾缓存器连接。油雾回流管管段设有单向阀B，只允许油雾从油雾缓存腔单向流出并返回至密闭机加工室内。

进一步地，所述油雾缓存器的机架设有动力室，传动机构安装固定在机架上与动力机构连接。动力室内安装有动力机构及相关部件，如电动机的联轴器等，电动机下表面设有的减震垫等，为检修方便，动力室留有可开启的动力室后盖。传动机构安装固定在机架上的预留孔并与动力室相邻。

进一步地，为了增强所述油雾缓存器油雾收集及储存能力，可以采取包括但不限于以下有益措施：

(1)增大油雾缓存腔体积，进而增大其体积迅速扩张时吸入油雾的负压，还增加了可储存油雾的量；

(2)增加输送装置或压缩装置来增加收集油雾的动力及储存量；

(3)在油雾缓存腔内喷洒油雾凝结核；

(4)对油雾进行冷却处理；

(5)对凝并后的油液通过重力回流进行单独收集。

进一步地，所述油雾收集管和所述油雾回流管可根据实际应用环境灵活布置管道形式，甚至可共用一条管道，在能够保证在取件门开启期间油雾缓存腔内的油雾无法逆流回密闭机加工室的前提下即可，比如在共用管道内加电动阀门，能够根据共用管道收集油雾及回流油雾时对应的控制管道内气流流向即可。

进一步地，所述减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置，其收集油雾的时机是在刀具停转后、机加工室取件门打开前；油雾回流的时机是在机加工室取件门关闭后。在刀具已停转后，取件门开启前时间内，将密闭机加工室内油雾转移至油雾缓存腔中，在取件门关闭后再回流油雾。本发明减少密闭机加工室油雾泄漏的关键在于提前转移油雾并暂时储存在另一个密封空间，以较低的代价减少油雾的泄漏。

本发明具有以下有益效果：

1、减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置充分利用和结合了密闭机加工室自身对油雾良好的阻隔能力，通过在刀具停转后、取件门打开前迅速将密闭机加工室内油雾气体收集转移至油雾缓存腔内，待取件门关闭、密闭机加工室恢复良好密封性后再直接回流至原位置。上述方法有效减少密闭机加工室开门取件期间油雾的泄漏。

2、发明的装置仅暂时将油雾转移储存而并不进行净化处理，不存在需要经常更换的耗材，且装置只与密闭机加工室连接，无需管路网络，因此没有油雾处理成本，也不涉及油雾处理量大的问题，没有需要频繁更换的耗损部件，维护成本低。

3、本发明所述装置是配合加工工艺来周期性间歇性工作的，驱动油雾缓存器工作的动力机构间歇性启闭，相比连续性工作，本装置具有低能耗的特征。

附图说明

图1是一种减少密闭机加工室油雾泄漏的装置示意图；

图2是一种减少密闭机加工室油雾泄漏的装置的油雾收集侧剖视图；

图3是一种减少密闭机加工室油雾泄漏的装置的油雾回流侧剖视图；

图4是一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置的油雾收集示意图；

图5是一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置的油雾回流示意图；

图6是一种减少密闭机加工室油雾泄漏的装置的传动机构示意图；

图中：1油雾回流管；2密闭机加工室；3油雾缓存器；4油雾收集管；5取件门；6机加工台；7油雾缓存腔；8排雾口；9机架；10油雾回流口；11外壳；12进雾口；13动力机构；14动力室；15动力室后盖；16从动面；17固定面；18主动面；19牵引部件；20传动机构；21油雾收集口；22单向阀A；23单向阀B；24滑块；25丝杠；26定位杆；27联轴器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的详细描述。

如图1-6所示，为一种减少密闭机加工室油雾泄漏的装置，密闭机加工室2为数控机床，油雾缓存腔7为一种侧面带褶的长方体气袋，传动机构20为滚珠丝杠机构，动力机构13为电动机。数控机床顶面放置本发明所述的减少密闭机加工室油雾泄漏的装置；数控机床内部安装有油雾收集口21及油雾回流口10。油雾收集管4一端通过带密封圈的法兰在数控机床内连接油雾收集口21，另一端通过油雾缓存腔7上的进雾口12与油雾缓存器3连接，在油雾收集管4与进雾口12连接处装有单向阀A22；油雾回流管1一端通过带密封圈的法兰在数控机床内连接油雾回流口10，另一端通过油雾缓存腔7上的排雾口8与油雾缓存器3连接，在油雾回流管1与排雾口8连接处装有单向阀B23。油雾缓存器3的机架9设有动力室14。动力室14内安装固定有可正反转的动力机构13，动力机构13通过联轴器27与传动机构20连接，动力室14通过打开动力室后盖15来检修维护。油雾缓存腔7的表面分为固定面17、从动面16和主动面18三种，其中固定面17上开有排雾口8和进雾口12，从动面16为油雾缓存腔7的侧面带褶的四个面，由锦纶等材料制作呈褶皱状，气袋内部贴有密封材料保证油雾气体不外漏；主动面18为坚硬不易变形的平面板材，与牵引部件19连接固定，并跟随其运动。牵引部件19通过螺栓紧固在滑块24上，并随滑块24滑动而产生相应方向的移动。在油雾缓存腔7即布袋的外面设有长方体外壳11，用以保护布袋顺利伸缩，并有一定美观效果。

从油雾产生的源头开始经过所述装置再返回数控机床，油雾气流依次经过机加工台6、油雾收集口21、油雾收集管4、单向阀A22、进雾口12、油雾缓存腔7、排雾口8、单向阀B23、油雾回流管1、油雾回流口10、密闭机加工室2。

图4为一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置的油雾收集示意图。在数控机床内机加工台6即所有刀具停止运转后，密闭空间内的油雾量趋于稳定不再大量增加，此时动力机构13即电动机快速转动，带动滚珠丝杠机构运转，滑块24向远离固定面17的方向快速移动，进而牵引部件19带动主动面18远离固定面17，布袋扩张体积迅速变大，内部产生负压，从而当单向阀A22两面压力差达到足以推动其开启时，油雾收集管4内形成负压，油雾收集口21开始快速吸走数控机床内油雾，直到布袋内外压力平衡，这样，在取件门5打开之前，密闭机加工室2内油雾被大量转移并储存在油雾缓存腔7里，大大减少油雾泄漏量，在工人通过取件门进行操作时面对的油雾暴露也减少，有利于操作及健康。

图5是一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法及装置的油雾回流示意图。当数控机床的取件门5关闭后，密闭机加工室2内恢复了良好密封状态，此时动力机构13即电动机缓慢反向转动，带动滚珠丝杠机构运转，滑块24向靠近固定面17的方向缓慢移动，进而牵引部件19带动主动面18靠近固定面17，布袋收缩体积缓慢变小，内部产生正压，从而当单向阀B23两面压力差达到足以推动其开启时，油雾回流管1内产生正压，油雾回流口10开始缓慢排出释放油雾至密闭机加工室2里，直到布袋被压缩到最小，恢复最初压缩态，为下一次收集油雾做好准备。此时释放油雾尽可能缓慢。

图6是一种减少密闭机加工室油雾泄漏的装置的传动机构示意图。所举实施方式的传动机构为滚珠丝杠机构，在定位杆26限制滑块24转动运动的条件下，随着丝杠25在动力机构13带动下转动起来，丝杠25上的螺纹可配合滑块24将丝杠25旋转运动转变为滑块24的直线运动。并且滚珠丝杠机构具有结构紧凑、工作可靠、摩擦损耗小等优点。

显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,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它实施例,都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种减少密闭机加工室油雾泄漏的方法，其特征在于，待密闭机加工室内刀具停转后、取件门打开前，利用具有体积伸缩能力的装置通过体积扩张造成负压将油雾吸走并暂时储存其内，以此减少取件门开启期间由密闭机加工室向外泄漏的油雾，待机加工件取走且机加工室取件门关闭后，所述具有伸缩能力的装置体积收缩，再将油雾缓慢从装置中排出并回流至密闭机加工室内。

2.一种减少密闭机加工室油雾泄漏的装置，其特征在于，包括依次连接的油雾收集口、油雾收集管、油雾缓存器、油雾回流管、油雾回流口；所述油雾缓存器由可变体积的油雾缓存腔、动力机构、传动机构、牵引部件、机架及外壳组成；所述传动机构连接动力机构与牵引部件，所述牵引部件与油雾缓存腔连接；随着所述牵引部件的运动，油雾缓存腔体积扩张时形成腔内负压以实现对油雾的吸入和收集，油雾缓存腔体积收缩时形成腔内正压将油雾排回密闭机加工室，已凝结的油液则单独收集。

3.根据权利要求2所述的减少密闭机加工室油雾泄漏的装置，其特征在于:所述油雾缓存腔具有改变体积的特征及暂时储存油雾的能力；所述油雾缓存腔具有三种类型的表面或壁面：

主动面：与所述牵引部件连接，可随牵引部件运动，属于所述油雾缓存腔的活动端；

从动面：由于所述主动面的运动可产生形变或发生运动，实现所述油雾缓存腔的伸缩功能以改变体积；

固定面：与所述机架连接固定，固定面上设有进雾口和排雾口。

4.根据权利要求2所述的减少密闭机加工室油雾泄漏的装置，其特征在于:所述油雾收集口安装在数控机床、CNC加工中心等密闭机加工室内部油雾分布最密集的位置；所述油雾收集口一面或多面为油雾进口且装有可拆卸滤网；所述油雾收集口与所述油雾收集管一端连接；所述油雾回流口安装在数控机床、CNC加工中心等密闭机加工室的内部远离取件门的空间允许的位置；所述油雾回流口与所述油雾回流管另一端连接。

5.根据权利要求2所述的减少密闭机加工室油雾泄漏的装置，其特征在于：所述油雾收集管另一端通过所述进雾口与油雾缓存器连接；所述油雾收集管设有单向阀A，只允许油雾单向流入油雾缓存腔进入油雾缓存器。

6.根据权利要求2所述的减少密闭机加工室油雾泄漏的装置，其特征在于:所述油雾缓存器作用在于实现对油雾的收集、短时储存及回流功能，多设置于数控机床、CNC加工中心等密闭机加工室外部空间允许的位置，通过所述油雾收集管与所述油雾回流管与密闭机加工室连接并形成完整的油雾回路。

7.根据权利要求2所述的减少密闭机加工室油雾泄漏的装置，其特征在于:所述油雾回流管一端通过所述排雾口与油雾缓存器连接；所述油雾回流管设有单向阀B，只允许油雾从油雾缓存器单向流出；所述油雾回流口安装在数控机床、CNC加工中心等密闭机加工室的内部远离取件门的空间允许的位置；所述油雾回流口与所述油雾回流管另一端连接。

8.根据权利要求2所述的减少密闭机加工室油雾泄漏的装置，其特征在于:所述油雾缓存器的机架设有动力室及固定安装有所述传动机构，所述动力室内设有动力机构。

9.根据权利要求2所述的减少密闭机加工室油雾泄漏的装置，其特征在于：可通过增大油雾缓存腔体积、增加输送、压缩或者冷却处理油雾的装置，来增强所述油雾缓存器油雾收集及储存能力；也可以在油雾缓存腔内添加油雾凝结核，来增强油雾的凝并效果；并在油雾缓存腔内将凝并后的油液通过重力回流而单独收集。

10.根据权利要求2所述的减少密闭机加工室油雾泄漏的装置，其特征在于：所述油雾收集管和所述油雾回流管可根据实际应用环境灵活布置甚至共用一条管道，能够连接所述油雾缓存器与密闭机加工室即可。

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