CN117020739A - 一种机床废料输出装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机床废料分离的技术领域，尤其是涉及一种机床废料输出装置，其包括：机箱；粗过滤系统，粗过滤系统安装于机箱内，粗过滤系统用于对切削液中的金属屑废料进行初步过滤和收集；细过滤系统，细过滤系统安装于机箱内，细过滤系统的液路与粗过滤系统的液路相连，细过滤系统包括电场发生组件，电场发生组件用于产生电场，使粗过滤系统无法过滤的悬浮于切削液中的金属屑废料富集于电场低电势处。粗过滤系统对切削液中颗粒度较大的金属屑废料进行过滤和收集，细过滤系统通过电场发生组件产生的电场，引导自带静电的小金属屑废料富集电场低电势处，降低切削液的杂质含量，提高二次利用时的使用性能。

Description

一种机床废料输出装置

技术领域

本申请涉及机床废料分离的技术领域，尤其是涉及一种机床废料输出装置。

背景技术

机床加工是指通过机械以切削、钻削等方式对材料进行去除，加工制备得到零件。在进行机床加工时，需要使用到切削液对刀具进行冷却，机床加工产生的金属屑废料往往由切削液带走，然而金属屑废料混合于切削液中并不利于切削液的二次利用，会堵塞切削液供给泵和切削液喷嘴，增加机床的维护成本，故而需要对切削液中的金属屑废料进行分离输出。

现有切削液分离设备往往采用以下两种方式进行金属屑废料分离输出：一是采用静置的方式实现两者分层，金属屑废料沉淀于下面，切削液从上层吸取回流，但由于切削液粘度较高，质量较轻的金属屑废料下沉用时较长甚至不下沉，并且静置过程中不能添加新的待处理液以防扰动静置，当处理量较大时，无法做到快速处理消化，处理效率较低；二是采用滤网流动过滤，切削液以流动的方式经流滤网，滤网过滤金属屑废料，然而这种处理方式往往由于金属屑废料堆积堵塞过滤孔，长时间过滤需对滤网进行清理方可继续进行，并且对于粒径大小不一的金属屑废料，所采用的滤网并不一定能将所有的金属屑废料全部过滤出来，可能还会有一些较小粒径的废料留存在切削液中，从而降低了切削液的使用性能。

发明内容

为了同时提高金属屑废料的分离输出效率以及提升对于小质量小粒径的金属屑废料的处理能力，本申请提供一种机床废料输出装置。

本申请提供的一种机床废料输出装置，采用如下的技术方案：

一种机床废料输出装置，包括：

机箱；

粗过滤系统，安装于所述机箱内，用于对切削液中的金属屑废料进行初步过滤和收集；

细过滤系统，安装于所述机箱内，且所述细过滤系统的液路与所述粗过滤系统的液路相连，所述细过滤系统包括电场发生组件，所述电场发生组件用于产生电场，使所述粗过滤系统无法过滤的悬浮于切削液中的金属屑废料富集于电场低电势处。

通过采用上述技术方案，含有金属屑废料的切削液沿液路依次流经粗过滤系统和细过滤系统，其中粗过滤系统对切削液中颗粒度较大的金属屑废料进行过滤和收集，降低后续细过滤系统的过滤负荷，然而经粗过滤系统处理的切削液中悬浮有质量较轻、颗粒度较小的金属屑废料，利用金属屑废料是由切削摩擦产生，摩擦自带静电的特性，细过滤系统通过电场发生组件产生的电场，引导自带静电的小金属屑废料富集于电场低电势处，降低切削液的杂质含量，提高二次利用时的使用性能。

优选的，所述电场发生组件包括用于产生电场的直流正极件和直流负极件，所述细过滤系统还包括离心组件，所述离心组件包括转动件，所述转动件具有内腔，所述直流正极件和直流负极件安装于所述内腔中，且所产生电场的电场方向线与所述转动件的转动圆的径向线重合。

通过采用上述技术方案，直流正极件和直流负极件两者竖直相对设置，在转动件内产生一个电场，电场方向线与转动件的转动圆的径向线重合，切削液流入到离心组件中，悬浮的带电金属屑废料受电场作用，向电场低电势处做加速运动，最终受电场力作用吸附直流电极上，完成富集，转动件带动切削液发生转动，对于其低电势位于转动外沿的金属屑废料在受转动产生的离心力作用下，加快了向电场低电势处移动的速度，从而提高金属屑废料的富集速度，提高细过滤系统的处理效率。

优选的，所述细过滤系统还包括电性修正组件，所述电性修正组件包括直流修正极，所述直流修正极用于在切削液流入电场发生组件前，将其中悬浮的带电金属屑废料修正为同一电性。

通过采用上述技术方案，将切削液中悬浮的带电金属屑废料修正为同一电性。具体地说，金属在切削时会产生的静电电荷既可以是正电荷也可以是负电荷，这一情况会导致带不同电荷的金属屑废料在电场中会朝着相反的方向富集，采用直流修正极采用单向电极，将金属屑废料修正为同一电性，使其定向富集。

优选的，所述直流正极件和所述直流负极件二者任一安装于所述转动件的转动中心处，另一者沿所述转动件的内壁安装。

通过采用上述技术方案，在转动件内产生一个从转动中心向外辐射，并止于转动件内壁的电场，电场范围涵盖整个转动件的内腔，流入内腔中的所有切削液起到富集效果。

优选的，所述直流正极件和所述直流负极件之间安装有叠加电极件，所述叠加电极件用于增强外侧电场。

通过采用上述技术方案，实用电场叠加的方式补强转动件内部远离转动中心的位置的电场强度。具体地说，上述直流正极件和直流负极件安装方式所产生的电场，是一个电场强度随与转动中心的距离增大而降低的电场，通过增加安装叠加电极件，增强转动件内腔壁附近的电场，从而增加带电废金属屑废料所受到的电场力，从而加强吸附富集的效果。

优选的，所述细过滤系统还包括第二收集组件，所述第二收集组件包括抵接在所述直流正极件的滑动件，所述滑动件用于对所述电场发生组件上富集的金属屑废料进行进一步集中。

通过采用上述技术方案，待细过滤组件排空切削液后，在电场发生组件的电场低电势处部分会富集吸附有一层细颗粒度的金属屑废料，滑动件与该部分相抵接并滑动，将金属屑废料从上刮离，方便细过滤组件进行下一次的过滤循环。

优选的，所述粗过滤系统包括至少一个过滤单元，所述过滤单元包括往复运动且用于对金属屑废料进行初步过滤的往复过滤组件和促进金属屑废料从所述往复过滤组件脱落的气流清理组件，所述气流清理组件的排气方向对准所述往复过滤组件的往复运动行程终点。

通过采用上述技术方案，往复过滤组件的一部分位于切削液的液路流经路径，对流经的金属屑废料过滤收集，并通过往复运动将金属屑废料带离液路，运送到往复运动远离液路的行程终点，气流清理组件对准行程终点排气，以强气流促使金属屑废料从往复过滤组件上脱落。

优选的，所述过滤单元还包括第一收集组件，所述第一收集组件包括用于承接从所述往复过滤组件脱落的金属屑废料的承接件。

通过采用上述技术方案，金属屑废料从往复过滤组件上脱落后，落到承接件上，承接件对金属屑废料进行进一步地集中。

优选的，所述粗过滤系统还包括协同组件，所述协同组件使所述第一收集组件在所述往复过滤组件运行时协同工作。

通过采用上述技术方案，第一收集组件和往复过滤组件之间产生联动关系，避免两者单独工作产生的运动干涉情况，提高粗过滤系统运行的稳定性。

优选的，所述机箱内安装有缓冲箱，所述缓冲箱位于所述粗过滤系统和所述细过滤系统相连的液路之间，所述缓冲箱通往所述细过滤系统的液路设置有流量控制件，所流量控制件用于控制所述粗过滤系统流往所述细过滤系统的切削液量。

通过采用上述技术方案，对粗过滤系统处理过的切削液进行暂存，避免不断流入的切削液引起的波动，对富集吸附在电场低电势处的细颗粒度金属屑废料产生扰动，造成脱落，影响过滤处理的效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过安装粗过滤系统和细过滤系统，对切削液中不同颗粒度的金属屑废料进行针对性的分级过滤，粗过滤系统负责过滤大颗粒度的金属屑废料并收集输出，而细过滤系统则是对悬浮于切削液中的金属屑废料进行过滤输出，提高过滤输出的效率。

2.通过使用气流清理组件，促使从金属屑废料从往复过滤组件上脱落，降低人工干预帮助脱落的次数，保证粗过滤系统运行的连续性。

3.通过使用电场发生组件产生电场，引导位于电场内且自带静电的金属屑废料移动到电场内的电势低位，并实现吸附，完成对悬浮的金属屑废料进行富集。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的内部结构示意图；

图3是本申请实施例的过滤单元结构示意图；

图4是本申请实施例的过滤单元结构侧面示意图；

图5是本申请实施例的缓冲箱和细过滤系统的结构示意图；

图6是本申请实施例的细过滤系统的整体结构示意图；

图7是本申请实施例的收集筒和收集篮的结构示意图；

图8是本申请实施例的离心组件、电场发生组件、第二收集组件的结构示意图；

图9是是本申请实施例的转动筒内部的结构示意图；

图10是本申请实施例的滑动刮轮的结构示意图；

图11是本申请实施例的刮板的结构示意图。

附图标记说明：

1、机箱；11、进液口；12、出液口；13、第一横梁；14、电动推杆；15、第二横梁；

2、粗过滤系统；21、往复过滤组件；211、第一驱动件；212、转动辊；213、滤网；22、第一导流板；23、气流清理组件；231、进气主管；232、喷头；24、第二导流板；25、第一收集组件；251、承接件；252、输出抽屉；26、协同组件；261、主动齿轮；262、从动齿轮；263、连杆；264、“∠”型杆；265、收绳齿轮；266、拉索；267、滑块；268、弹性件；269、刮刀；

3、细过滤系统；31、离心组件；311、转动筒；312、第二驱动件；313、肋条；32、电场发生组件；321、直流正极件；322、直流负极件；33、第二收集组件；331、收集筒；332、滑动刮轮；333、刮板；334、收集篮；

4、缓冲箱；41、流量控制件。

具体实施方式

以下结合附图1-11对本申请作进一步详细说明。

实施例：

在本实施例中，参见图1-2，一种机床废料输出装置，包括机箱1，机箱1顶部开设有进液口11，底部开设有出液口12，机箱1内安装有粗过滤系统2和细过滤系统3，粗过滤系统2位于细过滤系统3的上方，切削液从进液口11进入，并受重力作用从上而下依次流经粗过滤系统2和细过滤系统3，金属屑废料被过滤收集输出，经处理后的切削液流经出液口12排出，以进行二次利用。在其他实施例中，粗过滤系统2和细过滤系统3可以平行布置，两者之间的液路可以加装增压装置，作为切削液从粗过滤系统2转移细过滤系统3的动力源。

在本实施例中，参见图2，粗过滤系统2包括了两个相同的过滤单元，用以对切削液进行上下两级的初步过滤，两个过滤单元呈上下设置，其中位于上部的过滤单元在初步过滤中起到主要作用，而位于下部的过滤单元则是对上部的过滤单元的补充，对上部过滤单元无法过滤的较小尺寸金属屑废料进行拦截过滤。在其他实施例中，过滤单元可以按需设置为单个，节省设备成本，还可以设置为多于两个的情况，其作用与本实施例中相类似，不再赘述。

参见图1-4，过滤单元包括往复过滤组件21，在本实施例中，往复过滤组件21包括安装在机箱1外的第一驱动件211，第一驱动件211选用为电机，电机可以为具备正反转能力的伺服电机、步进电机等，电机传动连接有两端转动连接在机箱1上的转动辊212，转动辊212上安装有八组滤网213，滤网213的延伸方向与转动辊212的延伸方向相同，并且沿转动辊212的截面圆的圆周方向等距分布，每张滤网213之间的间距相同，滤网213包括滤网框架以及张于滤网框架上的滤网本体，滤网框架固定连接在转动辊212上并为滤网本体传递荷载，在其他实施例中，往复过滤组件21还可以为设置为双转动辊212上套设传动带，传动带上安装滤板的形式，其作用与本实施例中相类似，不再赘述。

参见图3-4，转动辊212正上方的一侧安装有第一导流板22，第一导流板22自上而下向转动辊212方向倾斜，其中上部的过滤单元的第一导流板22与进液口11相连接，第一导流板22的对侧安装有气流清理组件23，在本实施例中，气流清理组件23包括横向安装在机箱1内的进气主管231，进气主管231接通外部的气源，进气主管231上等距安装有多个喷头232，喷头232出气的方向对准靠近转动辊212的一侧，在其他实施例中，气流清理组件23还可以在本实施例的基础上增设摆动机构，使得喷头232在保持气流吹向转动辊212的同时，不断改变吹向转动辊212的角度，使得挂于滤网213上的金属屑废料更易于脱落。

参见图3-4，转动辊212的正下方安装有第二导流板24，且位于下部的过滤单元的第二导流板24下方安装有缓冲箱4，第二导流板24自上而下向下方倾斜，其中位于上部的第二导流板24导流指向位于下部的第一导流板22，位于下部的第二导流板24导流指向下方的缓冲箱4，缓冲箱4的底部安装有电磁阀作为流量控制件41。

为方便说明过滤单元的过滤工作过程，暂且将滤网213的两面称为正面和反面，切削液下落的液路位于转动辊212的一侧，第一驱动件211带动转动辊212转动，滤网213随转动辊212转动到与液路相迎的位置，滤网213的正面向上过滤切削液液路中的金属屑废料，转动辊212继续转动，将承载有金属屑废料的滤网213带离液路，并运行到另一侧，此时滤网213的反面朝上，喷头232吹出气流，金属屑废料受到重力和气流的双重作用，从滤网213上脱落，而切削液则是在重力作用下流经第一导流板22和第二导流板24后，落到缓冲箱4中。

参见图3-4，转动辊212的一侧安装有第一收集组件25，第一收集组件25包括承接板，承接板作为本实施例中的承接件251，在其他实施例中，承接件251可为但不限于承接传送带、承接盆等形式。承接板远离转动辊212的一侧安装有输出抽屉252，输出抽屉252滑动安装在机箱1内并可从机箱1外抽拉滑出，方便对金属屑废料进行回收。

参见图3-4，转动辊212和承接板之间连接有协同组件26，协同组件26包括两套相同的协同单元，两套协同单元分别位于机箱1内相对的两侧，每套协同单元包括与转动辊212同轴安装的主动齿轮261，主动齿轮261啮合有从动齿轮262，从动齿轮262转动安装在机箱1内，主动齿轮261和从动齿轮262的齿轮比根据转动辊212上的滤网213个数进行调整。从动齿轮262远离机箱1箱壁的一侧，从动齿轮262的边缘处转动连接有连杆263，连杆263远离从动齿轮262的一端转动连接有“∠”型杆264，机箱1内固定安装有导槽件，“∠”型杆264的水平段滑动安装于导槽件中，“∠”型杆264的倾斜段用于安装承接板，“∠”型杆264的水平段的其中一段为齿条段，该齿条段啮合有收绳齿轮265，收绳齿轮265一体成型有卷索部，卷索部卷绕有拉索266，拉索266的另一端连接有滑块267，滑块267截面为“C”型，滑块267滑动安装在“∠”型杆264的倾斜段，滑块267还连接有弹簧作为协助复位的弹性件268，滑块267的上端固定安装刮刀269，刮刀269与承接板相抵接。

以下说明过滤单元的收集输出过程：主动齿轮261随转动辊212转动，主动齿轮261带动从动齿轮262转动前半圈，从动齿轮262带动连杆263进行摆动，连杆263使得“∠”型杆264在导槽件引导下向转动辊212方向水平移动，承接板靠近转动辊212并伸入到漏网之间的间隙中，待金属屑废料从滤网213上脱落时，主动齿轮261带动从动齿轮262再转动后半圈，从动齿轮262带动连杆263进行摆动，连杆263使得“∠”型杆264在导槽件引导下向远离转动辊212方向水平移动，承接板远离转动辊212，“∠”型杆264上的齿条段带动收绳齿轮265转动，收绳齿轮265收卷拉索266，拉索266拉动滑块267下滑，刮刀269随滑块267下移，将承接板上的金属屑废料刮落到输出抽屉252中，完成一个循环。需要补充说明的是，弹簧在从动齿轮262转动前半圈的过程中，通过弹性帮助滑块267恢复原位，等待下一次的滑动。

参见图5-9，细过滤系统3包括电场发生组件32、离心组件31，其中离心组件31包括转动筒311，转动筒311为本实施例中的转动件，转动筒311的底部装有电磁阀，转动筒311的外侧底部安装有第二驱动件312，第二驱动件312采用电机驱动转动筒311转动，转动筒311的内侧底部一体成型有肋条313，肋条313从圆心往四周辐射，转动的内侧壁竖向安装有多个直流正极件321，直流正极件321之间等距设置，转动筒311上方设置有第一横梁13，第一横梁13固定有电动推杆14，电动推杆14的伸缩端正对转动筒311的圆心，电动推杆14的伸缩端连接有直流负极件322，直流负极件322竖直设置，与直流正极件321相对。直流正极件321和直流负极件322从属电场发生组件32。

由于上述直流正极件321和直流负极件322安装方式所产生的电场，是一个电场强度随与转动中心的距离增大而降低的电场，故在其他实施例中，转动筒311的内腔中还加装有叠加电极件，叠加电极件安装靠近转动筒311的内腔壁，叠加电极件为直流电路的负极，与直流正极件321相呼应产生一个补强用的电场，从而增加带电废金属屑废料所受到的电场力，进而加强吸附富集的效果。

需要补充的是，金属在切削时会产生的静电电荷既可以是正电荷也可以是负电荷，这意味着在电场中，负电荷的低电势位亦为正电荷的高电势位，在进行金属屑废料富集过程中，带有不同电荷的金属屑废料会朝向相反的电磁极富集。为实现定向富集，在缓冲箱4中安装有单向电极（图中未画出），单向电极为直流电路的负极，改变金属屑废料表面的电荷分布，将金属屑废料的静电荷修正为负电荷。

经粗过滤系统2处理后的切削液从缓冲箱4流入到转动筒311中，电动推杆14将直流负极件322向下推入到转动筒311中，直流正极件321和直流负极件322在转动筒311中产生有电场，其中转动筒311的圆心位置处为电势高位，转动筒311的内壁为电势低位，带有负电荷的金属屑废料朝向直流正极件321进行富集。第二驱动件312带动转动筒311转动，切削液在肋条313和直流正极件321的搅动作用下转动，悬浮于切削液中的金属屑废料在离心力的作用下，加速向直流正极件321移动。

参见图5-11，细过滤系统3还包括第二收集组件33，第二收集组件33包括套在转动筒311外的收集筒331，收集筒331连通出液口12，收集筒331的筒壁高于转动筒311的筒壁，直流负极件322远离电动推杆14的一端安装有轴承，轴承上安装有滑动刮轮332，滑动刮轮332为本实施例中的滑动件，滑动刮轮332的外轮上开设有多个与直流正极件321相对应的缺口，在电动推杆14的作用下，滑动刮轮332的外轮与转动筒311的内壁贴合上下滑动，滑动刮轮332的外轮的上表面从内往外倾斜设置。第一横梁13的两侧对称设置有第二横梁15，第二横梁15底部安装有刮板333，刮板333设置方向与转动筒311转动的切线方向呈钝角设置，刮板333对应的转动筒311和收集筒331的间隙活动安装有收集篮334。

简要说明第二收集组件33进行收集输出的过程，在直流负极件322下降过程中，滑动刮轮332随着直流负极件322下降到转动筒311底部，在转动筒311转动时，滑动刮轮332随转动筒311转动待命，当转动筒311停止转动并且排出切削液后，电动推杆14缩回，滑动刮轮332向上滑动至转动筒311顶部并与刮板333相抵，将富集在直流正极件321上的金属屑废料刮到顶部，转动筒311再次启动，随着转动筒311启动，顶部的金属屑废料被刮板333刮落到收集篮334中，待日常检查时，将收集篮334中的金属屑废料进行回收。

一种机床废料输出装置的工作原理：含有金属屑废料的切削液沿液路依次流经粗过滤系统2和细过滤系统3，其中粗过滤系统2对切削液中颗粒度较大的金属屑废料进行过滤和收集，降低后续细过滤系统3的过滤负荷，然而经粗过滤系统2处理的切削液中悬浮有质量较轻、颗粒度较小的金属屑废料，利用金属屑废料是由切削摩擦产生，摩擦自带静电的特性，细过滤系统3通过电场发生组件32产生的电场，引导自带静电的小金属屑废料富集电场低电势处，降低切削液的杂质含量，提高二次利用时的使用性能。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机床废料输出装置，其特征在于：包括：

机箱(1)；

粗过滤系统(2),安装于所述机箱(1)内，用于对切削液中的金属屑废料进行初步过滤和收集；

细过滤系统(3)，安装于所述机箱(1)内，且所述细过滤系统(3)的液路与所述粗过滤系统(2)的液路相连；所述细过滤系统(3)包括电场发生组件(32)，所述电场发生组件(32)用于产生电场，使所述粗过滤系统(2)无法过滤的悬浮于切削液中的金属屑废料富集于电场中的低电势处。

2.根据权利要求1所述的一种机床废料输出装置，其特征在于：所述电场发生组件(32)包括用于产生电场的直流正极件(321)和直流负极件(322)，所述细过滤系统(3)还包括离心组件(31)，所述离心组件(31)包括转动件，所述转动件具有内腔，所述直流正极件(321)和直流负极件(322)安装于所述内腔中，且所产生电场的电场方向线与所述转动件的转动圆的径向线重合。

3.根据权利要求1所述的一种机床废料输出装置，其特征在于：所述细过滤系统(3)还包括单向电极，所述单向电极用于在切削液流入电场发生组件(32)前，将其中悬浮的带电金属屑废料修正为同一电性。

4.根据权利要求2所述的一种机床废料输出装置，其特征在于：所述直流正极件(321)和所述直流负极件(322)二者任一安装于所述转动件的转动中心处，另一者沿所述转动件的内壁安装。

5.根据权利要求4所述的一种机床废料输出装置，其特征在于：所述直流正极件(321)和所述直流负极件(322)之间安装有叠加电极件，所述叠加电极件用于增强外侧电场。

6.根据权利要求2所述的一种机床废料输出装置，其特征在于：所述细过滤系统(3)还包括第二收集组件(33)，所述第二收集组件(33)包括抵接在所述直流正极件(321)的滑动件，所述滑动件用于对所述电场发生组件(32)上富集的金属屑废料进行进一步集中。

7.根据权利要求1所述的一种机床废料输出装置，其特征在于：所述粗过滤系统(2)包括至少一个过滤单元，所述过滤单元包括往复运动且用于对金属屑废料进行初步过滤的往复过滤组件(21)和促进金属屑废料从所述往复过滤组件(21)脱落的气流清理组件(23)，所述气流清理组件(23)的排气方向对准所述往复过滤组件(21)的往复运动行程终点。

8.根据权利要求7所述的一种机床废料输出装置，其特征在于：所述过滤单元还包括第一收集组件(25)，所述第一收集组件(25)包括用于承接从所述往复过滤组件(21)脱落的金属屑废料的承接件(251)。

9.根据权利要求8所述的一种机床废料输出装置，其特征在于：所述粗过滤系统(2)还包括协同组件(26)，所述协同组件(26)使所述第一收集组件(25)在所述往复过滤组件(21)运行时协同工作。

10.根据权利要求1所述的一种机床废料输出装置，其特征在于：所述机箱(1)内安装有缓冲箱(4)，所述缓冲箱(4)位于所述粗过滤系统(2)和所述细过滤系统(3)相连的液路之间，所述缓冲箱(4)通往所述细过滤系统(3)的液路设置有流量控制件(41)，所流量控制件(41)用于控制所述粗过滤系统(2)流往所述细过滤系统(3)的切削液量。