CN111670537A - 用于加工工件的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于加工工件的装置，其具有至少一个柱塞泵(1)，该柱塞泵可以通过电动机驱动，并且用于产生高压的体积流量，该体积流量可以以可控的方式中断并从至少一个连接的消耗器(12)流出，其中体积流量在基本恒定的高压下经由压力管线(19)被输送到消耗器(12)，被设计成使得电动机被设计为磁阻电动机(7)，该磁阻电动机可以通过连接的变频器(2)进行控制，其中压力传感器(13)连接到压力管线(19)，该压力传感器连接到控制器(9)。

Description

用于加工工件的装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于加工工件的装置。
背景技术
这样的装置是众所周知的。如EP 1 901 894 B1中所述，使用它们，例如对工件的表面进行加工，例如使用3000bar至4000bar的流体压力将其粗糙化或去毛刺。从AT 515943 A4和AT 512 322 B1中已知用于加工工件的其他装置。
这里，高压由柱塞泵产生，该柱塞泵包括关于彼此以相等的角度间隔地安装在曲轴上的多个柱塞，以产生均匀的体积流量。曲轴的驱动通过通常为三相电流电动机的电动机来实现，通过该曲轴实现柱塞的振荡运动。
对于作为示例提及的装置的使用来说，起决定性的是，在压力管线中可使用基本相等的高压，流体通过该压力管线连续不断地从柱塞泵被引导到喷嘴，即在喷嘴的操作期间以及在关闭喷嘴以中断体积流量时。
为了进行压力监控，在压力管线的区域中布置有压力传感器，该压力传感器可操作地与电动机连接，使得当从喷嘴流出的流体中断时，即在关闭喷嘴时，关闭电动机以关闭柱塞泵，以使压力管线中的流体压力不会升高到预定目标压力以上。止回阀可防止柱塞泵关闭后位于压力管线中的流体回流。
到此为止所使用的电动机(即三相电流电动机)满足了其极限，其中，就其功能而言，相对于其开关频率(即曲轴的中断)，需要短的开关周期。
三相电流电动机的功率输出确实符合装置中的要求，这些装置必须提供相对较大的体积流量和/或包括多个并联布置的柱塞泵，但由于系统原因，只能延迟提供操作喷嘴所需的压力，这不利于装置的最佳操作。
发明内容
本发明的目的是改进所讨论类型的装置，从而以很少的构造费用来改善其功能。
该目的通过具有权利要求1的特征的装置来实现。
在所讨论的类型的装置中使用根据本发明的磁阻电动机，一方面在装置的功能方面产生了显着的改进，并且另一方面在处理结果上产生了显着的改进。另外，现在尤其在成本效益方面优化了装置的操作。
在这方面，要提及的是，磁阻电动机相对于三相电动机的功率消耗显着降低，这还进一步被降低了，如根据本发明的另一种构思所提供的，在磁阻电动机的减速过程中的制动能量由蓄能器暂时存储，并在磁阻电动机启动时再次为其加速提供该制动能量。
磁阻电动机的另一个优点是，提供了相对较大的额定功率，例如，大于300kW，这是操作该装置所需要的，特别是在现有技术中所述的使用领域中。这些不仅包括与单个消耗器一起使用，而且还包括与在功能上相互连接的多个可切换消耗器一起使用。
所提到的连接到变频器的中间电路的制动电阻有助于快速降低磁阻电动机的速度，这也对装置的运行产生有利影响。
由于磁阻电动机可以以非常低的额定速度运行，因此可以省去使用变速器，其中磁阻电动机的该额定速度对应于柱塞泵的驱动速度。
为了压力监控和/或用于关闭磁阻电动机，在压力管线的区域中布置有压力传感器，在压力管线的区域中可连续地获得基本上相同的流体压力，该压力传感器在关闭与例如喷嘴的消耗器相关联的截止阀时检测到压力升高，以中断输出的体积流量，并通过减速将磁阻电动机的速度降低到零速。为此，将压力传感器连接到调节器，该调节器将确定的实际值与存储的目标值进行比较，从而形成闭合的控制回路。
如果关闭喷嘴并且磁阻电动机的速度在零范围内，则可以将(例如由泵的压力阀磨损或管道泄漏引起的)轻微的泄漏视为压力管线随时间变化的缓慢的压力变化，这最终使对装置的状态监视成为可能。
根据本发明的另一个构思，提供了一种阻尼器，该阻尼器布置在从流体的流动方向看的在与消耗器相关联的截止阀之前并且在止回阀之后的压力管线中。
借助于该阻尼器，在磁阻电动机关闭之后由于磁阻电动机的启动而导致的压力增加可以通过流体的压缩来补偿，足以使得该压力增加对参与的部件无害。
尤其是，在磁阻电动机的运行期间相对较低的温度有助于装置的优化使用寿命，因为这种电动机由于其结构而没有转子绕组，因此其也没有转子功率损耗，从而导致高效率。
另外，磁阻电动机的故障敏感性极低，因为磁体和保持架转子都不是组件，并且轴承还受到低温的保护。
如上所述，该新颖装置特别适合于工业清洁、去毛刺或粗糙化过程，其中可以使用相应的液压工具，例如清洁喷枪、喷嘴系统或扁平喷嘴。特别要强调的是，借助于本发明，可以使用极短的循环时间进行处理，即快速接通和切断体积流量。
根据本发明的装置特别适用于所谓的共轨系统，在该共轨系统中，多个柱塞泵在共同的压力管线中输送，多个消耗器，特别是喷嘴连接到该压力管线上，其中，系统的柱塞泵通过至少一个磁阻电动机来操作。
本发明还涉及一种用于操作根据权利要求1所述的装置的方法。因此，借助于柱塞泵的已知当前速度，连续地将所输送的体积流量与一个或多个消耗器所消耗的体积流量或总体积流量进行比较，例如会在视觉和/或听觉上发出偏离目标值的信号，或者关闭磁阻电动机，从而关闭柱塞泵。
借助此方法可以对装置进行泄漏监控。这是因为在装置操作过程中发生泄漏时，压力管线中的流体压力会下降，这会由压力传感器检测到。结果，减少了消耗器可用的体积流量。为了将压力管线中的压力保持在目标范围，相应地增加了柱塞泵的速度。由消耗器输送的已知体积流量与由于柱塞泵的速度增加而导致的较高输送体积流量之间的差异表明存在泄漏，该泄漏被准直接检测到并导致上述信号或关闭磁阻发动机。因此，防止了对装置或其他参与组件的损坏，以及在不进行泄漏检测的情况下进一步操作装置期间导致的功率损失。
在从属权利要求中表征了本发明的其他有利设计。
附图说明
下面根据附图描述本发明的一个示例性实施例。
唯一的附图以框图示出了根据本发明的装置的概念结构。
具体实施方式
在附图中示出了一种用于加工工件的装置，该装置具有柱塞泵1，该柱塞泵在示例中包括三个柱塞18，它们安装在曲轴8上，优选地相对于彼此偏移120°，并且通过连接到曲轴8的电动机以摆动的方式可驱动。
电动机被设计为根据本发明的磁阻电动机7，并且被连接到包括整流器3、直流中间电路4和逆变器5的变频器2。
制动电阻6连接到变频器2的DC中间电路4，在磁阻电动机7停机时，该制动电阻实现了快速降低曲轴8的速度。
在吸入侧，柱塞18连接到流体蓄能器20，而在柱塞18的工作循环之后处于高压下的流体在该示例中经由压力管线19被供应到喷嘴形式的两个消耗器12中，其中在压力管线19和相应的柱塞18之间布置有止回阀17。
压力管线19通过截止阀11而被关闭，以中断来自消耗器12的体积流量，其中压力管线19中的流体压力立即升高。
该压力升高通过压力管线19中的压力传感器13来确定，压力传感器13连接至调节器9，在该压力调节器中将目标值14与通过压力传感器13识别的实际值15进行比较，并将其作为致动值16，磁阻电动机7使用制动电阻6通过变频器2降速至停滞状态而被节流。
在此期间，压力保持在压力管线19中，使得在打开截止阀11之后在操作压力下立即可获得体积流量。
由于原则上在通过截止阀11关闭压力管线19之后磁阻电动机7的速度的节流发生延迟一定的时间间隔，因此压力在压力管线19中进一步上升。
为了防止遭受此影响的部件受损，阻尼器10在截止阀11的上游集成在压力管线19中，通过该阻尼器，通过压缩流体来吸收可用的较高压力。
附图标记列表
1 柱塞泵
2 变频器
3 整流器
4 DC中间电路
5 逆变器
6 制动电阻
7 磁阻电动机
8 曲轴
9 调节器
10 阻尼器
11 截止阀
12 消耗器
13 压力传感器
14 目标值
15 实际值
16 致动值
17 止回阀
18 柱塞
19 压力管线
20 流体蓄能器。

Claims (5)

1.一种用于加工工件的装置，具有至少一个柱塞泵(1)，所述柱塞泵(1)能够通过电动机操作以用于产生高压下的体积流量，所述体积流量能够以受控的方式中断并且从至少一个连接的消耗器(12)离开，其中所述体积流量在基本均匀的高压下通过压力管线(19)输送到所述消耗器(12)，其特征在于，所述电动机设计为磁阻电动机(7)，所述磁阻电动机能够通过连接的变频器(2)进行控制，其中连接到调节器(9)的压力传感器(13)连接到压力管线(19)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述变频器(2)的所述直流中间电路(4)连接至制动电阻(6)。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述压力管线(19)中布置有阻尼器(10)，用于阻尼流体压力，所述流体压力在所述柱塞泵关闭之后增加。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，电容式蓄能器经由所述变频器(2)可操作地连接至所述磁阻电动机(7)以存储制动能量。
5.根据权利要求1所述的用于操作装置的方法，其特征在于，基于所述柱塞泵(1)的预定速度，输送的体积流量与由所述消耗器(12)所获取的体积流量进行比较，并且在偏离目标值时发出信号，或者所述磁阻电动机(7)被关闭以及因此所述柱塞泵(1)被关闭。
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