CN207169435U - 一种微孔过滤器再生清洗数控设备 - Google Patents

Abstract

一种微孔过滤器再生清洗数控设备，包括纯水反冲洗系统、清洗装置、清洗液循环系统、三轴机械手系统、聚能超声波换能器和超声波电源、位移传感器、高度检测装置，清洗装置包括作业槽，纯水反冲洗系统通过管道连接作业槽内过滤板内腔，清洗液循环系统包括储液槽及其与作业槽连通的管路回路，聚能超声波换能器与位移传感器连接在三轴机械手系统的Z轴导轨上，在过滤板上方沿X、Y、Z轴三个方向上移动，各系统由PLC控制器控制。本实用新型可以使堵塞严重的陶瓷板表层和坚硬的附着物在短时间内脱落，疏通效率高，能耗低，且均匀无遗漏，不会产生因多声源引起的声波干涉盲区，且便于更换不同频率和功率参数的换能器，维护操作方便。

Description

一种微孔过滤器再生清洗数控设备

技术领域

本实用新型涉及一种微孔过滤器再生清洗数控设备。特别用于处理陶瓷过滤机用的陶瓷过滤板、不锈钢过滤板。

背景技术

普通的陶瓷过滤机在线超声波装置仅仅是对细微污物或颗粒起到普通清洗作用，对结垢堵塞严重的陶瓷板没有效果，不能清除牢固的堵塞物和堵塞的陶瓷板表层。而且常规在线清洗装置不能近距离靠近过滤器，使得能量在液体传播过程中衰减很大，且能量不集中，这使得在疏通和清洗过滤器时效率低，能耗高；且因不能使用聚能换能器使得声强不足，过滤器疏通不彻底，容易堵死不能再生，这使得过滤器使用寿命降低，浪费严重；另外在线处理设备，特别是陶瓷过滤机超声波清洗设备，不容易更改超声波的参数，如要更改超声波频率等参数，需要更换整套设备，成本很高。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种微孔过滤器再生清洗数控设备，主要解决普通陶瓷过滤机超声波清洗装置无法达到的功能，延长陶瓷板的寿命，提高效率，降低能耗，易于维修、更换超声波部件。

一种微孔过滤器再生清洗数控设备，包括纯水反冲洗系统、清洗装置、清洗液循环系统、三轴机械手系统、聚能超声波换能器(26)和超声波电源、位移传感器(27)、高度检测装置(29)：

所述纯水反冲洗系统是由纯净水槽(1)通过管道依次连接进水管球阀(2)、变频调压水泵(3)、节流阀(4)、进水管电磁阀(5)、压力变送器(32)至管道末端；

所述清洗装置包括作业槽(31)，所述作业槽(31)内竖直设置高于作业槽(31)上表面的液位变送器(29)及低于作业槽(31)上表面的过滤器支架(10)，所述过滤器支架(10)上放置过滤板(33)及其定位模具(37)，所述过滤板(33)的内腔连通的软管与所述纯水反冲系统管道末端以喉箍(9)固定连接；

所述清洗液循环系统是由储液槽(21)下部的清洗液出液口通过进液管(17)连接到作业槽(31)侧面底部的清洗液进液口，所述进液管(17)从所述储液槽(21)一端开始依次设置进液管球阀(20)、泵(19)、进液管电磁阀(18)；所述储液槽(21)顶部排液进液口通过排液管(15)连接到作业槽(31)底部的排液出液口，所述排液管(15)管道上设置排液管电磁阀(16)；

所述三轴机械手系统包括设置在X、Y、Z轴三个方向上的导轨，X轴导轨沿基座(6)水平固定，Y轴导轨由X轴导轨的滑块组件(23)竖直固定在所述X轴导轨上与X轴导轨滑动连接，Z轴导轨由Y轴导轨滑块组件(24)垂直固定于所述Y轴导轨上与Y轴导轨滑动连接，所述聚能超声波换能器(26)与所述位移传感器(27)固定连接并由Z轴导轨滑块组件(14)固定在所述Z轴导轨上与Z轴导轨滑动连接，所述聚能超声波换能器(26)与所述位移传感器(27)在过滤板上方空间内沿X、Y、Z三轴方向移动，所述聚能超声波换能器(26)连接可调功率的超声波电源；

所述高度检测装置包括位移传感器(27)；所述纯水反冲洗系统、清洗液循环系统、高度检测装置、三轴机械手系统、聚能超声波换能器(26)和超声波电源、位移传感器(27)由PLC控制器控制。所述PLC控制器参数设定通过人机界面触摸屏输入输出。

所述的一种微孔过滤器再生清洗数控设备，所述过滤板为陶瓷过滤板或不锈钢过滤板。

所述的一种微孔过滤器再生清洗数控设备，还包括一个作业槽支架(30)，所述作业槽(31)固定在该作业槽支架(30)上。

所述的一种微孔过滤器再生清洗数控设备，所述X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨采用丝杆螺母传动副，构成X轴丝杆螺母传动副(22)、Y轴丝杆螺母传动副(25)、Z轴丝杆螺母传动副(12)。

所述的一种微孔过滤器再生清洗数控设备，所述X轴丝杆螺母传动副(22)的一端设置X轴伺服电机(8)，所述Y轴丝杆螺母传动副(25)的顶端设置Y轴伺服电机(13)，所述Z轴丝杆螺母传动副(12)的末端设置Z轴伺服电机(28)。

所述的一种微孔过滤器再生清洗数控设备，所述过滤板(33)位于所述作业槽(31)的清洗液面下并位于定位模具内定位。

本实用新型的有益效果：

通过程序控制及位移传感器反馈，三维机械手自动移动聚能超声波换能器清理疏通微孔过滤器，可以根据过滤器堵塞程度调节超声波强度，或改变聚能换能器与过滤器的距离，从而改变清除深度，还可以定时浸泡，反冲清洗。通过降低超声强度，本实用新型对于一般非严重堵塞的陶瓷板清洗同样适用，且均匀高效。

本设备特别适合处理陶瓷过滤机用的陶瓷过滤板、不锈钢过滤板等。因为使用了聚能超声波换能器，实现了普通清洗不能达到的功能和效果。且近距离发射声波，使得本设备在处理堵塞的过滤器时效率更高，能耗低。由于聚能换能器连续扫描，使得过滤器清洗和疏通处理无遗漏，也不会产生因多声源引起的声波干涉盲区。本设备另一个优点是便于更换不同频率和功率参数的换能器，维护操作方便，且自动化程度高。

附图说明

图1为本实用新型数控微孔过滤器再生处理设备结构示意图；

图2为本实用新型数控微孔过滤器再生处理设备的左视图；

图3是陶瓷过滤机集中安装陶瓷过滤板的示意图。

图4是本实用新型使陶瓷板获得再生的原理示意图。

图5是本实用新型的陶瓷板卡具(模具)的主视图。

图6是图5的俯视图。

图7是图5的左视图。

图8是本实用新型的工作方法流程图。

附图说明编号：1-纯净水槽，2-进水管球阀，3-变频调压水泵，4-节流阀，5-进水管电磁阀，6-基座，7-进水管，8-X轴伺服电机，9-喉箍，10-过滤器支架，11-清洗液，12-Z轴丝杆螺母传动副，13-Y轴伺服电机，14-Z轴导轨滑块组件，15-排液管，16-排液管电磁阀，17-进液管，18-进液管电磁阀，19-泵，20-进液管球阀，21-储液槽，22-X轴丝杆螺母传动副，23-X轴导轨滑块组件，24-Y轴导轨滑块组件，25-Y轴丝杆螺母传动副，26-聚能超声波换能器，27-位移传感器，28-Z轴伺服电机，29-液位变送器，30-作业槽支架，31-作业槽，32-压力变送器，33-陶瓷过滤板，34-真空管路接真空泵端，35-真空管路，36-工作台，37-固定陶瓷板模具，38-固定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

以下实施例仅是为本实用新型的清楚表达所作的举例，而并非对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在下述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，而这些属于本实用新型精神所引出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

参见图1-2。

一种微孔过滤器再生清洗数控设备，包括纯水反冲洗系统、清洗装置、清洗液循环系统、三轴机械手系统、聚能超声波换能器26和超声波电源、位移传感器27、高度检测装置。

如图1所示，所述纯水反冲洗系统是由纯净水槽1通过管道依次连接进水管球阀2、变频调压水泵3、节流阀4、进水管电磁阀5、压力变送器32至管道末端。

所述清洗装置包括作业槽31，所述作业槽31内竖直设置高于作业槽31上表面的液位变送器29及低于作业槽31上表面的过滤器支架10，所述过滤器支架10上放置过滤板33及陶瓷板固定模具37，所述过陶瓷过滤板33的内腔连通的软管与所述纯水反冲系统管道末端以喉箍9固定连接。

所述清洗液循环系统是由储液槽21下部的清洗液出液口通过进液管17连接到作业槽31侧面底部的清洗液进液口，所述进液管17从所述储液槽21一端开始依次设置进液管球阀20、泵19、进液管电磁阀18；所述储液槽21顶部排液进液口通过排液管15连接到作业槽31底部的排液出液口，所述排液管15管道上设置排液管电磁阀16。

所述三轴机械手系统包括设置在X、Y、Z轴三个方向上的导轨，X轴导轨沿基座6水平固定，Y轴导轨由X轴导轨的滑块组件23竖直固定在所述X轴导轨上与X轴导轨滑动连接，Z轴导轨由Y轴导轨滑块组件24垂直固定于所述Y轴导轨上与Y轴导轨滑动连接，所述聚能超声波换能器26(见图2)与所述位移传感器27固定连接并由Z轴导轨滑块组件14固定在所述Z轴导轨上与Z轴导轨滑动连接，所述聚能超声波换能器26与所述位移传感器27在过滤板上方空间内沿X、Y、Z三轴方向移动，所述聚能超声波换能器26连接可调功率的超声波电源。

所述高度检测装置包括位移传感器27；所述纯水反冲洗系统、清洗液循环系统、高度检测装置、液位变送器29、三轴机械手系统、聚能超声波换能器26和超声波电源、位移传感器27由PLC控制器控制。所述PLC控制器参数设定通过人机界面触摸屏输入输出。

所述过滤器或过滤板为陶瓷过滤板或不锈钢过滤板。

本实用新型的数控微孔过滤器清洗设备，还包括一个作业槽支架30，所述作业槽31固定在该作业槽支架30上。

所述X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨采用丝杆螺母传动副，构成X轴丝杆螺母传动副22、Y轴丝杆螺母传动副25、Z轴丝杆螺母传动副12。

所述X轴丝杆螺母传动副22的一端设置X轴伺服电机8控制，所述Y轴丝杆螺母传动副25的顶端设置Y轴伺服电机13控制，所述Z轴丝杆螺母传动副12的末端设置Z轴伺服电机28。

所述过滤板33位于所述作业槽31的清洗液面下并位于陶瓷板固定模具37内定位。

以再生处理陶瓷过滤板为例，工作过程参见图8所示：

1)同一规格过滤器批量处理前确定基准点及其坐标：根据陶瓷过滤器的几何形状，预先选择陶瓷过滤器上的某一点作为基准点，这个基准点就是每一个过滤器疏通处理时的起始工作点；然后将一过滤板放到过滤器支架(10)上的陶瓷板固定模具(37)内，人工操作机械手将聚能超声波换能器(26)和位移传感器(27)移到预先选择的基准点上方，直到位移传感器(27)与过滤器接触瞬间，此时X、Y、Z轴的数值即为起始工作基准点的坐标，人工输入指令使PLC存储记录这个基准位置坐标；

2)启动工作前需人工打开进水管球阀(2)和进液管球阀(20)；

3)启动工作后，PLC控制器通过液位变送器(29)自动检测作业槽液位，如果液位高于过滤器支架(10)上表面，PLC控制器打开排液管电磁阀(16)，将一部分液体排到储液槽(21)内，当液位低于过滤器支架(10)上表面时关闭排液管电磁阀(16)，然后等待人工上料；

4)上料，即人工安放陶瓷过滤板：通过软管将过滤板的内腔出口与反冲系统接通，然后将过滤板放到固定模具(37)上固定好，锁紧喉箍(9)；

5)再次启动，程序自动打开进液管电磁阀18，启动泵19，向作业槽31内注入清洗液11，直到液位高度超过过滤板的上表面，达到设定值为止。然后定时浸泡，使含清洗剂的液体充分渗透到过滤器微孔内，如果陶瓷过滤器预先浸泡过，可以将浸泡时间设定为零或设定较短的浸泡时间；

6)如图2，设定浸泡时间到达后程序自动启动三轴机械手系统，自动将聚能超声波换能器26移到上述步骤1)确定的XYZ起始工作位置，换能器Y轴的实际工作位置可以参考位移传感器(27)触碰到陶瓷板表面产生的偏移量由PLC计算并修正，直到换能器发射面与陶瓷板的间距符合要求。然后自动开启超声波发生器，三轴机械手系统控制聚能超声波换能器26做步进周期扫描疏通清洗工作，通过接触位移传感器27的测量和反馈，聚能超声波换能器26发射端面与陶瓷过滤器表面由程序控制始终保持一定的间距。在此过程反冲系统开启运行。如图1，其中进水管电磁阀5自动打开，变频调压水泵3运转，压力变送器32将压力信号反馈到PLC控制器，PLC控制器根据设定的压力值调节驱动水泵电机的变频器输出频率，从而稳定反冲压力。在疏通处理过程中，PLC通过液位变送器(29)始终监控作业槽(31)内的液位高度，当液位高于设定的上限值时PLC自动打开排液阀(16)，直到液位达到设定工作液位为止，当液位低于设定的工作下限值时PLC自动打开进液电磁阀和加液泵，直到液位达到设定的工作液位为止。

7)陶瓷板全部疏通一遍后，聚能超声波换能器26停止工作，机械手将其收回到指定的位置，关闭反冲系统进水管电磁阀5，变频调压水泵3停止运转，控制系统自动打开排液管电磁阀16，使作业槽31内的液体排放到过滤器支架10以下。然后人工卸料，将陶瓷过滤器取出。

本实用新型使用可调压力的变频电机来调节水压。另外在每批次工作之前预先将陶瓷板的几何形状参数输入给PLC，同时确定换能器工作的起点位置。为了保证定位精度，我们设计了形状和尺寸大小与陶瓷板一样的工装卡具(模具)，每一种陶瓷板需要一种卡具，其中的一种可以参见图5、6、7所示，图中凹槽左右打开，以便能够用手取出搬运。同时考虑到不同陶瓷板的厚度误差，我们在本实用新型方法中增加了陶瓷板与换能器端面间距的测量装置，通过将数据反馈到PLC，可以使换能器端面与陶瓷板面保持设定的距离值，且在对陶瓷板处理过程中，这个间距始终处于监控状态，使机械手系统不会发生撞击事故，不会因太近的距离损害过滤器。设备中还在作业槽内安装了液位变送器用于检测液位高度，确保陶瓷过滤器全部浸泡在液体中，同时能够达到工作要求的标准液位高度。

本实用新型的提出了一种对表层堵塞严重的陶瓷板再生处理的解决办法，即用一种适当强度的聚能超声波剥离陶瓷板表层及其表面氧化物等固化附着物，控制剥离掉表层的厚度使陶瓷板获得再生的方法，其原理参见4所示。这与常规过滤器再生清洗不同，常规再生清洗不破坏陶瓷板的自身材质，仅清洗掉能够松动的基体之外的堵塞物，对堵塞不严重的陶瓷板有效，对表面微孔严重堵塞或结垢的陶瓷板无效，通常只能做报废处理；二是采用三维机械手程序控制的方法，实现了陶瓷板微孔过滤器再生处理的自动化过程，避免人工操作，提高了工作效率，且易于更改超声波参数，维护方便。在对陶瓷板表面剥离的同时向陶瓷板腔体内注入一定压力的反冲水，使污物和杂质迅速与陶瓷板分离。

Claims (6)

1.一种微孔过滤器再生清洗数控设备，其特征在于，

包括纯水反冲洗系统、清洗装置、清洗液循环系统、三轴机械手系统、聚能超声波换能器(26)和超声波电源、位移传感器(27)、高度检测装置；

所述纯水反冲洗系统是由纯净水槽(1)通过管道依次连接进水管球阀(2)、变频调压水泵(3)、节流阀(4)、进水管电磁阀(5)、压力变送器(32)至管道末端；

所述清洗装置包括作业槽(31)，所述作业槽(31)内竖直设置高于作业槽(31)上表面的液位变送器(29)及低于作业槽(31)上表面的过滤器支架(10)，所述过滤器支架(10)上放置过滤板(33)及其定位模具(37)，所述过滤板(33)的内腔连通的软管与所述纯水反冲系统管道末端以喉箍(9)固定连接；

所述清洗液循环系统是由储液槽(21)下部的清洗液出液口通过进液管(17)连接到作业槽(31)侧面底部的清洗液进液口，所述进液管(17)从所述储液槽(21)一端开始依次设置进液管球阀(20)、泵(19)、进液管电磁阀(18)；所述储液槽(21)顶部排液进液口通过排液管(15)连接到作业槽(31)底部的排液出液口，所述排液管(15)管道上设置排液管电磁阀(16)；

所述三轴机械手系统包括设置在X、Y、Z轴三个方向上的导轨，X轴导轨沿基座(6)水平固定，Y轴导轨由X轴导轨的滑块组件(23)竖直固定在所述X轴导轨上，与X轴导轨滑动连接，Z轴导轨由Y轴导轨滑块组件(24)垂直固定于所述Y轴导轨上，与Y轴导轨滑动连接，所述聚能超声波换能器(26)与所述位移传感器(27)固定连接并由Z轴导轨滑块组件(14)固定在所述Z轴导轨上与Z轴导轨滑动连接，所述聚能超声波换能器(26)与所述位移传感器(27)在过滤板上方空间内沿X、Y、Z三轴方向移动，所述聚能超声波换能器(26)连接可调功率的超声波电源；

所述高度检测装置包括位移传感器(27)；所述纯水反冲洗系统、清洗液循环系统、高度检测装置、三轴机械手系统、聚能超声波换能器(26)和超声波电源及位移传感器(27)由PLC控制器控制，所述PLC控制器参数设定通过人机界面触摸屏输入输出。

2.如权利要求1所述的一种微孔过滤器再生清洗数控设备，其特征在于，所述过滤板为陶瓷过滤板或不锈钢过滤板。

3.如权利要求1所述的一种微孔过滤器再生清洗数控设备，其特征在于，还包括一个作业槽支架(30)，所述作业槽(31)固定在该作业槽支架(30)上。

4.如权利要求1所述的一种微孔过滤器再生清洗数控设备，其特征在于，所述X轴导轨、Y轴导轨、Z轴导轨采用丝杆螺母传动副，构成X轴丝杆螺母传动副(22)、Y轴丝杆螺母传动副(25)、Z轴丝杆螺母传动副(12)。

5.如权利要求1所述的一种微孔过滤器再生清洗数控设备，其特征在于，所述X轴丝杆螺母传动副(22)的一端设置X轴伺服电机(8)，所述Y轴丝杆螺母传动副(25)的顶端设置Y轴伺服电机(13)，所述Z轴丝杆螺母传动副(12)的末端设置Z轴伺服电机(28)。

6.如权利要求1所述的一种微孔过滤器再生清洗数控设备，其特征在于，所述过滤板(33)位于所述作业槽(31)的清洗液面下并位于定位模具内定位。