CN111842305A - 深孔清洗机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了深孔清洗机包含清洗模组、驱动模组、产品固定模组、高压泵、清洗液净化系统、清洗液储液系统、回液水槽，所述清洗模组与驱动模组连接并固定，清洗液由储液系统经由清洗液净化系统、高压泵进入清洗模组，驱动模组驱动清洗模组的高压喷嘴进入被产品固定模组固定的待清洗工件的深孔内，高压喷嘴高速旋转，喷射至深孔底部的清洗液以高速涡流的状态冲洗深孔底部，随后经由高压喷嘴的外壁以及深孔的内壁形成的腔体迅速向外旋转流动，同时冲洗深孔内壁，最后通过回液水槽返回清洗液储液系统。本发明利用自然重力的因素使得盲孔的孔方向向下，清洗液水流向上射入盲孔内，利用反冲洗的原理、涡流特征实现更佳的清洗效果。

Description

深孔清洗机

技术领域

本发明属于工业清洗技术领域，涉及结构相对复杂、深度较深的盲孔的清洗和清洁，具体涉及深孔清洗机。

背景技术

高压清洗机可以对需要清洗的零部件或产品进行连续快速的冲洗，通过强大的水流和水压来实现快速清洗及清洗附着力较强的化工物质和其他杂物，很早便应用在汽车等领域。现在的通用工业中，很多也使用高压清洗机对部分零部件进行清洗，其对结构简单、零部件较大的场合尤为适用。

目前，高压清洗机还是停留在快速清洗和大流量的模式，适合结构简单的零部件，但是对于结构相对复杂、深度较深的零部件深孔中的盲孔，清洁和清洗深孔在切削过程中残留在孔内的屑体、工艺介质溶液及可能因后处理产生的杂物，清洗效率和结果却不佳。在清洗深孔时，由于目前的清洗机的水流均为直射型，在清洗深孔时，很容易与喷嘴的水流形成对流或减缓清洗液在深孔内的流速，从而降低了清洗能力和效率，所以需要针对这个问题进行改进。

发明内容

本发明针对上述高压清洗机在清洗深孔时，深孔内的清洗液来不及排出而形成清洗液在深孔内速度减缓，或清洗液排出方向与高压清洗喷嘴射出的清洗液的方向相反，二者形成对流而导致的清洗效果和能力变差的问题进行改进。

为了解决上述问题，本发明提出的深孔清洗机包含清洗模组、驱动模组、产品固定模组、高压泵、清洗液净化系统、清洗液储液系统、回液水槽，所述清洗模组与驱动模组连接并固定，清洗液由储液系统经由清洗液净化系统、高压泵进入清洗模组，驱动模组驱动清洗模组的高压喷嘴进入被产品固定模组固定的待清洗工件的深孔内，高压喷嘴高速旋转，喷射至深孔底部的清洗液以高速涡流的状态冲洗深孔底部，随后经由高压喷嘴的外壁以及深孔的内壁形成的腔体迅速向外旋转流动，同时冲洗深孔内壁，最后通过回液水槽返回清洗液储液系统。

上述清洗模组还包含旋转接头、清洗液分配器和高压软管；驱动模组包含驱动器、驱动器固定支架；产品固定模组包含产品固定夹紧夹具、支架和旋转机构；清洗模组的高压喷嘴与旋转接头连接，旋转接头连接清洗液分配器，清洗液分配器连接高压软管，同时与驱动模组的驱动器连接，驱动器安装在驱动器固定支架上，产品固定夹紧夹具安装在支架上。

为保护避免驱动模组被清洗液冲洗、腐蚀及清洗出来的杂物所干扰，在驱动模组上方设置防飞溅防护罩。

上述高压喷嘴进入待清洗工件深孔的深度可通过机械或PLC调节驱动模组的行程来实现，或由产品固定模组通过机械定位方式进行调整。

驱动模组还包含驱动旋转机构，驱动器固定支架安装在驱动旋转机构上。驱动旋转机构可做水平或垂直运动。

产品固定模组还可以包含辅助夹紧装置，辅助夹紧装置也安装在支架上。

上述驱动模组驱动清洗模组的高压喷嘴可以从下方垂直或水平进入被产品固定模组固定的待清洗工件的深孔内，优选从下方垂直进入，保障清洗杂质在自然重力的因素作用下更容易排出。

上述旋转机构也可做水平或垂直运动。

为保证清洗液的阻力很小，可以顺利喷射出去，高压喷嘴的喷嘴内腔为光滑内壁，高压喷嘴的材料硬度低于被清洗零件的硬度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1，本发明采用的清洗模组中的高压喷嘴具有较小的直径且直线度好，可以进入到深孔中盲孔的底部，与底部保持一定距离，当清洗液经由高压泵依次进入高压软管、清洗液分配器、流经旋转接头流入高压喷嘴，高压喷嘴与旋转接头共同高速旋转，喷射出去的清洗液具有很高的动能，同时具有涡流特征，本发明利用自然重力的因素使得盲孔的孔方向向下，清洗液水流向上射入盲孔内，利用反冲洗的原理、涡流特征实现更佳的清洗效果。

2，本发明的驱动机构模组可以是调整行程方式，例如可调行程的气缸、液压缸及伺服驱动等，也可以产品固定模组通过定位方式作为可调整模式，用产品外形制作成定位夹具或加工中的零点定位系统模式等，驱动机构模组或产品固定模组其中任意一个模组可调时，就可以实现对不同产品的切换，以达到最好的效果；两个模组都设计制造成可调时，适应产品范围更好，根据实际需求来确定。

附图说明

图1为专利号CN207547106U清洗机的结构示意图；

图2为专利号ZL200820168209.9清洗机结构示意图；

图3为深孔清洗机轴侧结构示意图；

图4为深孔清洗机产品固定模组未翻转状态的左视图；

图5为深孔清洗机产品固定模组未翻转状态的主视图；

图6为深孔清洗机产品固定模组未翻转状态的俯视图；

图7-9为深孔清洗机轴侧图。

图中使用的附图标记所对应的部件的名称为：

1-清洗功能模组，2-驱动模组，3-产品固定模组，4-高压水泵，5-高压软管，6-储液系统，7-清洗液净化系统，8-防飞溅防护罩，11-高压清洗喷嘴，12-旋转接头，13-清洗液分配器，21-驱动器，22-驱动器固定支架，31-辅助夹紧装置，32-支架，33-旋转机构，34-产品固定夹紧夹具，35-夹具固定底板，80-深孔产品。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步的描述。

图1所示为专利号CN207547106U披露的一种微晶玻璃工件深孔清洗机，夹紧待清洗工件的定位夹具位于清洗槽内，清洗机构位于上方，定位夹具的定位轴带动工件旋转，清洗机构所带的毛刷对工件进行清洗，毛刷可以包括第一毛刷和第二毛刷，第一毛刷与第二毛刷具有不同的尺寸大小，与预设的不同的工件深孔大小相匹配，这样可以根据不同批次的工件深孔深度和尺寸大小设置不同的毛刷。该专利的缺点是其机械结构较为复杂，而且如果深孔的深度较深，通过毛刷清洗的效果就会受到影响。

图2为ZL200820168209.9披露的深孔清洗机的俯视图，该专利中喷嘴6与零件16内孔在水平方向上相接，高压水泵抽出清洗液通过高压水管进入喷嘴6开始清洗，清洗液进入零件16内孔中，清洗液连着油污、铁屑、钢丸等杂质一同直冲到孔底，在孔底遇到阻力，反弹后喷出零件16。该专利技术方案的缺点在于清洗液排出方向与高压清洗喷嘴射出的清洗液的方向相反，二者形成对流而导致的清洗效果和能力变差。

图3-9为本发明的深孔清洗机的结构示意图。其中的轴侧结构示意图都显示了清洗功能模组1，驱动模组2，产品固定模组3，高压水泵4，储液系统6和清洗液净化系统7的形状结构和相互之间的连接关系。

清洗模组还包含旋转接头、清洗液分配器和高压软管；驱动模组包含驱动器21、驱动器固定支架22；产品固定模组包含产品固定夹紧夹具34、支架32、夹具固定底板35，和固定旋转机构，还可以包含辅助夹紧装置31；清洗模组的高压喷嘴与旋转接头连接，旋转接头连接清洗液分配器，清洗液分配器连接高压软管，同时与驱动模组的驱动器连接，驱动器安装在驱动器固定支架上，产品固定夹紧夹具安装在支架上。

为便于本领域的技术人员实施本发明的技术方案，现对本发明的工作原理和流程说明如下：

操作人员将带有深孔的产品80放置在产品固定夹具34上，然后启动清洗机，清洗机会自动夹紧需要被清洗的零件。然后经由PLC控制，旋转机构33自动转到设定的位置，高压清洗喷嘴11可以进入深孔内，但不会与深孔壁碰撞，通过旋转角度的设定达到最好的清洗效果，图上所示是水平状态旋转至垂直状态后的示意图。

驱动器21（气缸，液压缸或伺服等）驱动清洗功能模组1，使高压清洗喷嘴11进入产品的深孔内，进入的深度由PLC进行控制。

随后启动高压水泵4，清洗液由储液系统6经由管路通过清洗液净化系统7，再通过高压水泵4流入高压软管5。

高压软管5内的清洗液由于受到高压水泵4的驱动，进入清洗液分配器13，旋转接头12此时处于高速旋转状态，清洗液通过旋转接头12后进入高压清洗喷嘴11，高压清洗喷嘴11与旋转接头12做高速同步旋转。

清洗液在获得高压水泵4提供的动能后，经由旋转接头12和高压喷嘴11的旋转又获得了径向势能，这样在被喷射至深孔底部时，就会以高速涡流的状态冲洗深孔底部，同时因清洗液持续不断地进入深孔内，涡流状态下的清洗液经由高压喷嘴11的外壁以及深孔的内壁形成的腔体迅速向外旋转流动，同时冲洗深孔内壁，这个过程即为本发明的清洗机的反冲洗过程。喷嘴的内腔足够光滑，以保证清洗液的阻力很小，可以顺利喷射出去。

反冲出来的清洗液通过回液槽回至储液系统，可定期清理储液系统里面的杂物，以确保清洗液的性能和洁净程度。

当清洗液由高压喷嘴喷射出后，以一种螺旋的方式前进，由于高压喷嘴与盲孔底部距离很近，水流会迅速向高压喷嘴内清洗液流动的反方向移动，并且清洗液依然保持着高速旋转的状态。

本发明中，依靠反向喷射出去的清洗液对盲孔内壁进行冲洗，从反冲洗的原理出发，高压喷嘴的直径与盲孔的直径比建议为0.3倍的关系，但也需要根据实际工况进行斟酌确定，以充分保证清洗液和杂质可以顺利冲洗至孔外，同时因清洗液以高速旋转姿态流向孔外，可以更有效去除杂质，从而达到预期的清洗效果。

由于本发明的驱动模组位于反冲洗出来的清洗液正下方，所以在驱动模组的上方设置防飞溅防护罩8，不仅要考虑到清洗液由于受到高压飞溅的特性，同时也要保护好驱动模组以避免被清洗液冲洗、腐蚀及清洗出来的杂物所干扰，保证清洗液可以顺利流向回液槽。

根据需要被清洗的产品的外形及孔的特性，最好为深孔垂直于水平面且孔口向下，清洗液和深孔内的颗粒物及其他杂质在自然重力的因素加成下会更容易排出。

所述清洗模组与驱动模组相互连接并固定，由驱动模组带动清洗模组进行前进后退的动作。清洗模组的高压喷嘴与旋转接头连接，旋转接头连接清洗液分配器，清洗液分配器连接高压软管，同时与驱动模组的驱动器连接，驱动器安装在驱动器固定支架，有需要时驱动器固定支架安装在旋转机构上；产品固定夹紧夹具安装在支架上，辅助夹紧装置也安装在支架上，防飞溅罩安装位置无特定要求，根据实际进行设计，不影响设备运行，可有效防止清洗液飞溅，安装和拆卸方便即可。水槽的位置和大小无固定要求，要求为避免清洗液外溢即可。

清洗模组的高压喷嘴由驱动机构带动并进入深孔内，进入深孔的深度由驱动模组控制，通过机械或PLC可以调节驱动模组的行程；或驱动模组行程固定，由产品固定模组通过机械定位方式进行调整，以保证产品切换时可以达到最理想的清洗能力和效果。

鉴于涡旋管的技术在实际应用中需要考量的东西过多不容易达到理想效果，上述旋转接头最好在系统中使用，以加强以轴线为中心的涡旋力。

本发明中，所述高压喷嘴的直径要小于深孔的直径，喷嘴内腔为光滑内壁，且喷嘴的直线度一定要好，材料硬度要低于被清洗零件的硬度。所述清洗液分配器，在有多个高压喷嘴时，用以保证每个高压喷嘴的水流和水压尽量均衡。所述驱动模组中的旋转机构，是根据产品的特性决定，例如深孔特点，产品外形等，方便清洗作业，达到理想效果。所述产品固定模组的旋转机构，是根据产品的特性决定，例如深孔特点，产品外形等，方便清洗作业，达到理想效果。过滤系统或净化需要综合考量产品清洁度和增压泵对于颗粒物的通过能力。

需要说明的是，本发明的附图中未示出驱动模组中的驱动旋转机构，根据需要被清洗的产品的特性来确定驱动模组中的驱动旋转机构更为合适，附图中已示例产品固定模组中的固定旋转机构，固定旋转机构可做水平或垂直运动，虽然附图中未显示出可执行水平或垂直运动的模块，但在实际工况中可以通过增加对应的机构以实现这个功能。

需要说明的是，本发明所提供的上述实施例仅具有示意性，不具有限定本发明的具体实施的范围的作用。本发明的保护范围应包括那些对于本领域的普通技术人员来说显而易见的变换或替代方案。

Claims (10)

1.深孔清洗机，其特征在于包含清洗模组、驱动模组、产品固定模组、高压泵、清洗液净化系统、清洗液储液系统、回液水槽，所述清洗模组与驱动模组连接并固定，清洗液由储液系统经由清洗液净化系统、高压泵进入清洗模组，驱动模组驱动清洗模组的高压喷嘴进入被产品固定模组固定的待清洗工件的深孔内，高压喷嘴高速旋转，喷射至深孔底部的清洗液以高速涡流的状态冲洗深孔底部，随后经由高压喷嘴的外壁以及深孔的内壁形成的腔体迅速向外旋转流动，同时冲洗深孔内壁，最后通过回液水槽返回清洗液储液系统。

2.根据权利要求1所述的深孔清洗机，其特征在于清洗模组还包含旋转接头、清洗液分配器和高压软管；驱动模组包含驱动器、驱动器固定支架；产品固定模组包含产品固定夹紧夹具、支架和旋转机构；清洗模组的高压喷嘴与旋转接头连接，旋转接头连接清洗液分配器，清洗液分配器连接高压软管，同时与驱动模组的驱动器连接，驱动器安装在驱动器固定支架上，产品固定夹紧夹具安装在支架上。

3.根据权利要求1或2所述的深孔清洗机，其特征在于还包括位于驱动模组上方的防飞溅防护罩，以保护驱动模组。

4.根据权利要求1或2所述的深孔清洗机，其特征在于高压喷嘴进入待清洗工件深孔的深度可通过机械或PLC调节驱动模组的行程来实现，或由产品固定模组通过机械定位方式进行调整。

5.根据权利要求1所述的深孔清洗机，其特征在于驱动模组包含驱动旋转机构，驱动器固定支架安装在驱动旋转机构上。

6.根据权利要求5所述的深孔清洗机，其特征在于所述驱动旋转机构可做水平或垂直运动。

7.根据权利要求1所述的深孔清洗机，其特征在于产品固定模组包含辅助夹紧装置，辅助夹紧装置也安装在支架上。

8.根据权利要求1所述的深孔清洗机，其特征在于所述驱动模组驱动清洗模组的高压喷嘴从下方垂直或水平进入被产品固定模组固定的待清洗工件的深孔内。

9.根据权利要求1所述的深孔清洗机，其特征在于所述固定旋转机构可做水平或垂直运动。

10.根据权利要求1所述的深孔清洗机，其特征在于所述高压喷嘴的喷嘴内腔为光滑内壁，高压喷嘴的材料硬度低于被清洗零件的硬度。

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