CN203639270U

CN203639270U - 一种新型高纯度自动恒温去离子水制取装置

Info

Publication number: CN203639270U
Application number: CN201320809088.2U
Authority: CN
Inventors: 赵峰; 李艳; 赵志国; 李广冉; 李刚; 吕刚; 孙剑; 汪玉伟; 冯春亚
Original assignee: LUNAN MACHINE-TOOL Co Ltd SHANDONG
Current assignee: LUNAN MACHINE-TOOL Co Ltd SHANDONG
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2023-12-11

Abstract

一种保证良好的加工质量的新型高纯度自动恒温去离子水制取装置。本实用新型采用的技术方案为：包括循环冷却部分、去离子自动循环部分、电气控制部分，其特征是：去离子水制取装置的水箱主体的上面安装循环冷却部分和去离子自动循环部分，水箱的一侧安装有控制柜，控制柜里面安装电器控制部分；循环冷却部分包括冷却泵、过滤器、电磁阀、水冷机；去离子自动循环部分包括循环泵、树脂桶、电导率仪。该套高纯度自动恒温去离子水制取装置充分满足了电火花精密加工的要求：1、电导率实时监测，自动控制去离子水处理；2、自动恒温处理，保证了加工介质的温度；3、节能、效率高、去离子稳定、自动化程度高。

Description

一种新型高纯度自动恒温去离子水制取装置

技术领域

本实用新型涉及一种可以自动循环、恒温制取高纯度去离子水的装置，尤其涉及一种应用于电火花精密加工去离子水装置。

背景技术

现有去离子水制取装置往往用于线切割、成型加工等电火花加工领域，但对于高纯度自动恒温去离子水的制取装置用于电火花精密加工在国内尚属首制。

电火花精密加工对加工介质的要求非常高，高纯度恒温去离子水在加工时起到：1）在放电正负极之间形成绝缘区域，加强放电加工效果；2）加速电极间隙的冷却和消电离，防止出现破坏型电弧放电；3）加速电蚀产物的排除；4）加强电极表面的覆盖效应，改变工件表面的物理化学性能；等作用，所以，好的加工介质是保证高精密加工质量的前提。

1.线切割、成型加工等去离子水制取装备制取的去离子水电导率在10μs/cm2左右，达不到电火花精密加工对去离子水的纯度要求，而该项实用新型装置制取的去离子水电导率可达0.08μs/cm2，而3μs/cm2即可满足加工要求，其精度可控制在0.01μs/cm2。正是该装置制取的高纯度、低电导率水保证了电火花微细喷孔加工的高精度。

2.采取高纯度的水净化装置，如蒸馏水制取装置，因体积太大，不符合机床要求。因而，实用新型了该套简易的高纯度自动恒温去离子水制取装置。

发明内容

为了在电火花加工喷孔的过程中提供高纯度恒温去离子水，形成绝缘强度高、导电能力弱的加工环境，同时恒温冷却水保证良好的加工质量，本实用新型采用的技术方案为：

一种新型高纯度自动恒温去离子水制取装置，包括循环冷却部分、去离子自动循环部分、电气控制部分，其特征是：去离子水制取装置的水箱主体的上面安装循环冷却部分和去离子自动循环部分，水箱的一侧安装有控制柜，控制柜里面安装电器控制部分；循环冷却部分包括冷却泵、过滤器、电磁阀、水冷机；去离子自动循环部分包括循环泵、树脂桶、电导率仪。

进一步，所述的循环部分的冷却泵安装在水箱的上表面，冷却泵的出水口通过三通与过滤器和水冷机连接，过滤器与电磁阀连接，电磁阀通过机床供水管路与机床冷却口连接，水冷机的水冷机出水管最后与水箱箱体的上面连接；

去离子自动循环部分的循环泵通过管路与树脂桶连接，树脂桶出水管接入水箱里面，电导率仪安装在水箱箱体上面；

电气控制部分包括PLC、继电器、电导率测试棒L，冷却开关按钮SB1和自动加工按钮SB2与PLC输入模块连接，PLC输出模块与冷却开指示HL1和冷却开继电器KA连接，220V电源接入电导率仪的电源端口，水冷机接触器KMt常开触点与冷却开继电器KA常开触点并联后整体与冷却泵接触器KM1串联再接入220V电源，冷却开继电器KA常开触点与电磁阀YV连接再接入220V电源，电导率测试棒L与电导率仪连接，循环泵接触器KM2常开触点与电导率仪的J1端口连接。

该套高纯度自动恒温去离子水制取装置充分满足了电火花精密加工的要求：1、去离子水高纯度制取，纯度可达10^-4μ；2、电导率最低可达0.08μs/cm2，制取速度为5ｍ^３／min；3、电导率实时监测，自动控制去离子水处理；4、自动恒温处理，保证了加工介质的温度；5、节能、效率高、去离子稳定、自动化程度高；6、该装置为独立结构，通用性强，可用在任何一台电火花精密加工机床上。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的电气原理图。

图3为本实用新型的水冷示意图。

附图中：1、机床； 2、机床冷却口； 3、机床回水口； 4、冷却泵； 5、过滤器进水管； 6、水冷机进水管； 7、水冷机出水管； 8、电导率仪； 9、过滤器； 10、水箱； 11、电磁阀； 12、树脂桶出水口；13、循环泵； 14、树脂桶进水管； 15、树脂桶；16、控制柜；17、水冷机。

具体实施方式

在电火花加工喷孔的过程中提供高纯度恒温去离子水，形成绝缘强度高、导电能力弱的加工环境，同时恒温冷却水保证良好的加工质量。

1、冷却泵4一泵多功能，实现手动状态的冷却处理。按下冷却开关按钮SB1，KA继电器吸合，KM1接触器吸合，冷却泵4启动，同时电磁阀11导通，水箱10一部分工作液从出水口流出，一部分工作液进入水冷机17管道内，管道内有水流传感器，检测到水流后，若温度超过水温设定值时，水冷机17的制冷机接触器KMt闭合开始工作，其辅助触点闭合，进行自锁。这时再次按下冷却开关按钮SB1，电磁阀11关闭，而水冷机接触器KMt常开触点处于闭合状态使得冷却泵4仍在运行。水箱10内工作液持续进行冷却处理，当工作液达到水温设定值时，水冷机17停止工作，恒温处理完成。

2、自动状态时系统送出冷却启动信号，引起KA吸合，实现自动状态的冷却处理：当机床处于加工状态时，冷却泵4正在工作，水冷机17检测到水流和水温超标时，亦可启动水冷机17，同时进行工作液的恒温循环处理。

3、实现多级净化过滤处理。恒温冷却水在喷出进行加工之前，冷却泵4需将水送到过滤装置进行杂质过滤，经过过滤的工作液可实现手动喷射和加工时自动喷射。按钮将信号传给PLC，PLC经信号处理使冷却泵4启动，水流一分为二，一部分进入水冷机17进行恒温处理；一部分到多级净化的过滤器9中进行净化处理。

4、循环泵13与电导率仪8、树脂桶15形成去离子自动循环控制系统，实现了实时监测电导率和自动控制去离子水处理。如图1，电导率仪8探头在水中时时检测电导率，当电导率超过设定值时，循环泵13启动，水流通过线式过滤器（过滤器9），经管路进入树脂桶15中与去离子进口树脂进行离子交换，然后水流回水箱10，直至探头测试到电导率符合标准，循环泵13停止。这时水经历了二次过滤处理和去离子处理。

水冷机不适应微小孔加工特点，容易损坏。当机床进入自动加工状态时，电火花加工小孔的时间一般在30—50s之间，非常短暂，也就是冷却泵4要每隔30—50s停止一次，水冷机17也要如此。但是，水冷机17里面的压缩机在两次启动之间须间隔3分钟以上才能保证正常工作，否则会因重复启动电流过大，超过电机的允许值和保护值，压缩机损坏。为解决这一问题，有两种途径：1、再增加一个泵来单独控制水冷机，这就要增加PLC输入输出控制点，一系列的断路器、接触点、继电器来实现其功能，这一方法繁琐、成本高、易出错；2、在研究过水冷机的控制线路后，实用新型了第二种控制方式如图2。

利用控制水冷机压缩机启动的接触器KMt上一未用常开触点，实现冷却泵与压缩机的自锁。当一个小孔加工完时，冷却开继电器KA失电，只是单向电磁阀YV失电断开，而冷却泵4与水冷机17压缩机仍可继续工作，直至水温下降到设定值压缩机停止工作，KMt断开，冷却泵4停止。这一方法成本低、安全可靠、而且大大节减了高纯度自动恒温去离子水制取装置的体积空间。

冷却按钮SB1按下或按下自动加工按钮SB2时信号传给PLC，PLC使继电器KA线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM1线圈得电，主触点闭合，冷却泵4启动。

这时，一部分工作液进入水冷机17，当水温超过设定值25℃时，水冷机17接触器KMt闭合，水冷机17压缩机启动进行冷却，冷却后的工作液再经由水管导回水箱10。当水温达到设定值20℃，水冷机17停止工作，进入水温监测状态。与此同时，继电器KA另一常开触点闭合，多级过滤单向电磁阀YV得电导通。从冷却泵4出来的工作液进入不锈钢多级净化式过滤器9中进行净化处理，然后通过水管到达出水口，调节性水龙头式出水口可根据加工需求调节水柱大小，工作液经由接水盘重新回到水箱10，实现循环利用。

用该装置制取的高纯度去离子水进行微孔加工，其加工孔圆度提高为0.002mm，孔壁光洁度为Ra0.8um，孔边缘整齐，加工圆度好。

如图1，该套高纯度自动恒温去离子水制取装置的外面连接结构简图。冷却泵4启动后一部分工作液经L1冷却去离子水出水管流出到机床1，然后经机床接水盘进入L2，工作液回流管流回水箱10；另一部分工作液经水冷机进水管进入水冷机17进行冷却处理，然后经水冷机出水管流出进入水箱10，一直循环，直至水温达到设定温度，水冷机17停止工作。

如图3所示高纯度恒温去离子水的回路简图。1、工作液经U2线隙式过滤器进入冷却泵B2，经棉芯过滤器U3过滤，通过单向电磁阀I，从水龙头式出水口F流出；2、工作液从冷却泵B2流出后，一部分工作液经棉芯过滤器U4进入水冷机LQ进行冷却处理，然后流回水箱；3、在电导率仪的监测和控制下，工作液经线隙式过滤器U1进入循环泵B1，经树脂过滤桶X进行去离子处理，流回水箱。最右侧是电导率仪8用于检测电导率。

通过该高纯度自动恒温去离子水制取装置制出的工作液完全满足电火花高精密加工对工作液的要求，且该工作液可循环利用，大大节约了制造成本，节能环保，可充分保证加工需求。

Claims

1.一种新型高纯度自动恒温去离子水制取装置，包括循环冷却部分、去离子自动循环部分、电气控制部分，其特征在于：去离子水制取装置的水箱（10）主体的上面安装循环冷却部分和去离子自动循环部分，水箱（10）的一侧安装有控制柜（16），控制柜（16）里面安装电器控制部分；循环冷却部分包括冷却泵（4）、过滤器（9）、电磁阀（11）、水冷机（17）；去离子自动循环部分包括循环泵（13）、树脂桶（15）、电导率仪（8）。

2.根据权利要求1所述的新型高纯度自动恒温去离子水制取装置，其特征在于：所述的循环部分的冷却泵（4）安装在水箱（10）的上表面，冷却泵（4）的出水口通过三通与过滤器（9）和水冷机（17）连接，过滤器（9）与电磁阀（11）连接，电磁阀（11）通过机床供水管路与机床冷却口（2）连接，水冷机（17）的水冷机出水管（7）最后与水箱箱体的上面连接；

去离子自动循环部分的循环泵（13）通过管路与树脂桶（15）连接，树脂桶出水管（12）接入水箱里面，电导率仪（8）安装在水箱（10）箱体上面；

电气控制部分包括PLC、继电器、电导率测试棒L，冷却开关按钮SB1和自动加工按钮SB2与PLC输入模块连接，PLC输出模块与冷却开指示HL1和冷却开继电器KA连接，220V电源接入电导率仪（8）的电源端口，水冷机接触器KMt常开触点与冷却开继电器KA常开触点并联后整体与冷却泵接触器KM1串联再接入220V电源，冷却开继电器KA常开触点与电磁阀YV连接再接入220V电源，电导率测试棒L与电导率仪（8）连接，循环泵接触器KM2常开触点与电导率仪（8）的J1端口连接。