CS205059B2 - Method of preventing the air pollution and fire beginning by the electric discharge working and device for executing the same - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA (19) POPIS VYNÁLEZU K PATENTU 205059 (11) (B2) (22) Přihlášeno 22 04 74(21) (PV 2847-74) (51) Int. Cl.1 * 3 B 23 P 1/00 (32) (31) (33) Právo přednosti od 21 04 73(43488) a od 21 08 73 (97258) Japonsiko ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (40) Zveřejněno 30 05 83 (45) Vydáno 15 01 78 (721

Autor vynálezu INOUE KIYOSHI, TOKIO (Japonsko) (73)

Majitel patentu INOUE-JAPAX RESEARCH INCORPORATED, YOKOHAMA (Japonsko) (54) Způsob zabránění znečištění vzduchu a vzniku požáru při obráběníelektrickým výbojem a zařízení k provádění způsobu 1

Vynález se týká způsobu zabránění zne-čištění vzduchu a vzniku požáru při obráběníelektrickým výbojem a zařízení k prováděnítohoto způsobu. Při obrábění elektrickým obloukem pří-slušným strojem jsou elektroda a pracovníkus postaveny vedle sebe v dielektrické ka-palině, umístěné v pracovní nádrži a elek-trické výboje probíhají opakovaně přes ob-ráběcí mezeru vytvořenou mezi elektrodoua pracovním kusem; materiál z pracovníhokusu se odstraňuje elektrofyzicky. Dielek-trickou kapalinou sloužící jako vybíjecí ka-palina je zejména petrolej (parafin), trans-formátorový olej, strojní olej nebo podobnýtekutý uhlovodík, který je tepelně odpařována rozkládán vybíjecí energií v plynné složkyobsahující plynné uhlovodíky a kysličníkuhelnatý, které unikají z pracovní nádrže.Tyto plynné produkty působí nepříznivě nalidské zdraví, zamořují vzduch a okolí místa,kde je stroj umístěn <a kde pracuje.

Vyvíjené uhlovodíky a vodík jsou hořlavéa výbušné a slučují se s kyslíkem ze vzdu-chu ihned nad hladinou kapaliny tak, ženáhodné zajiskření ve vzduchu nebo v blíz-kosti povrchu kapaliny, které může nastatpři nadměrném snížení hladiny kapaliny ne-bo nadměrném pohybu elektrody vzhůru po-mocí servomechanismu, může vést ke vzniku 2 požáru v pracovní nádrži, který se může roz-šířit na tovární budovu, v níž je stroj umís-těn. Běžné elektroerozívní obráběcí strojepředstavují vždy možné nebezpečí požáru aznečištění vzduchu.

Je proto úkolem vynálezu vytvořit způsoba zařízení určené pro obrábění elektrickýmvýbojem, které odstraňuje shora uvedené ob-vyklé nedostatky.

Podstata způsobu podle vynálezu spočíváv tom, že plyny vylučující se z dielektrickékapaliny se sbírají ihned nad její hladinou,těmto sebraným plynům se zabraňuje unikatpřímo do atmosféry a upravují se na netoxic-ké a nehořlavé.

Vynález se vztahuje také na zařízení kprovádění tohoto způsobu. Jeho podstataspočívá v tom, že k pracovní nádrži, obsa-hující dielektrickou kapalinu, je připojenkryt vytvářející s hladinou dielektrické ka-paliny komoru, která je napojena na vedení,v němž je upraveno odsávací ústrojí proplyn a čistič plynu, ústící do atmosféry.

Způsobem a zařízením podle vynálezu sedosáhne podstatného zvýšení bezpečnosti přielektroerozívním obrábění. Nebezpečí po-žáru nebo výbuchu, s nímž bylo u dosavad-ních strojů vždy nutno počítat, se vynálezemdalekosáhle odstraní, protože i když by sestalo, že by oblouk prošlehl do plynu nad 205059 205059 hladinou dielektrické kapaliny, nedošlo byke vznícení a eventuálně k výbuchu, protožei v takovém případě není plyn schopen ho-řet. Mimoto přispívá potom vynález ke zvý-šení čistoty ovzduší v porovnání s dosudznámými stroji, protože závadné plyny vzni-kající při práci jsou přeměňovány na neto-xické plyny, které jsou v zařízení podle vy-nálezu dále zpracovávány na látky běžně sevyskytující v čistém vzduchu. Tím se odstra-ní zamořování ovzduší škodlivými exhala-cemi.

Kryt může být tvořen jakýmikoliv prostřed-ky, které spolu s povrchem obráběcí kapa-liny vytvoří komoru uvnitř pracovní nádržehermeticky utěsněnou od okolní atmosféry.Plyn vzniklý výbojem a unikající z obrábě-cí mezery, například vodík, kysličník uhel-natý a plynné uhlovodíky, je v podstatě u-zavřen v této komoře, aniž by unikal dookolní atmosféry. Termín „v podstatě“ je zdepoužit proto, že utěsnění nemusí být nutněúplně hermetické, aby systém v praxi praco-val účinně.

Odsávacím ústrojím umístěným ve vedenípro odvádění plynů, které spojuje komorus atmosférou, jak bylo shora uvedeno, můžebýt ventilátor, vakuové čerpadlo nebo kom-presor obvyklého vhodného typu. Jindy jemožno použít aspirátoru, v kterémžto přípa-dě lze části obráběcí kapaliny čerpané dopracovní nádrže použít jako aspirační kapa-liny k nasávání plynu, unikajícího z komorya je možno ji přivádět do zásobní nádrže vníž je obráběcí kapalina skladována a z nížje přiváděna do pracovní nádrže. V zásobní nádrži se plynné uhlovodíky,vodík a ostatní plynné součásti oddělují odkapaliny a pevných látek, probublávají ka-palinou na povrch a jsou jímány na povrchukapaliny. Odsávací ústrojí mohou být jaká-koliv podtlaková zařízení používaná pro udr-žení nižšího tlaku v komoře, než je tlakatmosférický a omezující obsah kyslíku natakovou úroveň, při níž je obvykle hořlavýplyn vzniklý výbojem neschopný hořet. Čistič plynu může být obvyklého typu po-užívaného u automobilu. Může obsahovat lo-že aktivního uhlíku nebo zrnitého kovovéhokatalyzátoru, výhodně s topnou jednotkou,umožňující zoxidování shora uvedenýchplynných látek a jejich vypouštění do atmo-sféry ve formě čistého vzduchu.

Tyto a další znaky a výhody vynálezu bu-dou zřejmé z dalšího popisu. Příklad prove-dení stroje podle vynálezu je zobrazen napřipojených výkresech, kde obr. 1 je schema-tický nárysný pohled, respektive řez zaříze-ním podle vynálezu, obr. 2 je schematickýnárysný řez jiného provedení zařízení podlevynálezu.

Na obr. 1 je zobrazena pracovní nádrž 1obsahující obráběcí kapalinu 2, napříkladpetrolej (parafin) nebo podobný olej proobrábění elektrickým výbojem, v němž jeponořen pracovní kus 3 upevněný na pod-ložce 4. Vedle pracovního kusu 3 je v pra- covní kapalině 2 umístěna elektroda 5, kteráje připevněna k držáku elektrody 5 nebovřetenu 6 a je s ním pohyblivá nahoru a do-lů. Při obrábění elektrickým výbojem seelektroda 5 přibližuje k pracovnímu kusu 3neznázorněným servomechanismem. Servo-mechanismus rovněž reaguje na zkratováníobvodu nebo na podmínky hoření oblouku,které mohou nastat v obráběcí mezeře 45a to tím, že odtáhne elektrodu 5 od pracov-ního kusu 3 dokud nejsou tyto podmínky od-straněny. Elektroda 5 je opatřena středovýmvrtáním (neznázorněno), které vyúsťuje napovrchu jejího obráběcího konce a sloužípro plynulé nebo přerušované obráběcí ka-paliny, přiváděné ze zásobníku nebo zásobnínádrže, na obr. neznázorněné, do obráběcímezery 45 pro odvádění obráběcích usaze-nin. Kapalina cirkuluje a vrací se do zásob-níku vyipouštěcím potrubím 8, které je na obr.zakresleno na dnu pracovní nádrže 1.

Pokaždé, když se přes obráběcí mezeru 45vytvoří elektrický výboj, určité množství ob-ráběcí kapaliny 2 se rozloží na plynné slož-ky obsahující vodík, kysličník uhelnatý auhlovodíky, které stoupají k povrchu 7 ob-ráběcí kapaliny 2 a unikají nad její povrch.Tyto plyny nejsou jenom nebezpečné lidské-mu zdraví, ale jsou navíc hořlavé. Jestližese tedy vyvinuly v obráběcí mezeře 45 pod-mínky pro hoření oblouku a pokračovaly dotakového rozsahu, že elektroda 5 se odsunea obloukový výboj se protáhne až k povrchu7 obráběcí kapaliny 2, stačil by zapálit ob-ráběcí kapalinu 2 a způsobit požár. Aby sezabránilo tomuto nebezpečí, byla navrhová-na řada opatření včetně umístění detektorupožáru a hasicího přístroje. Tato opatřenívšak byla neuspokojující a často nezabránilavzniků požáru v počátečních stadiích.

Podle vynálezu je pracovní nádrž í opa-třena krytem 9. Kryt 9 obsahuje desku 10vytvořenou z teplovzdorného plastickéhomateriálu nebo kovu, zakrývající a opírajícíse o horní okrajovou část pracovní nádrže 1a mající střední otvor 11, jímž prochází vře-teno 6. Vřeteno 6 je na obr. obklopeno mě-chovitým pouzdrem 12, vytvořeným z pruž-ného teplovzdorného materiálu, jehož dolníkonec je připevněn k desce 10 podél okrajeotvoru 11. Jeho horní konec je upevněn napřírubě 13 připevněné k vřetenu 6 tak, ženad povrchem 7 kapaliny 2 je vytvořen pros-tor nebo komora 14, který je hermeticky u-těsněn od okolní atmosféry k zamezení úni-ku plynu, vzniklého při elektrickém výboji,do atmosféry. Příruba 13, která tvoří součást krytu 9podle vynálezu, má v sobě vytvořeny kanál-ky 15 pro průchod plynu a je pevně zasunutav jednom konci vedení 16, v němž je umístěnventilátor 17 sloužící jako odsávací ústrojípro odtah plynu obsaženého a sebraného vkomoře 14 otvory 15 a udržující uvnitř ko-mory 14'tlak nižší než atmosférický. Obsahkyslíku v komoře 14 je rovněž odsávánímsnižován, aby se v ní vytvořily takové pod-

Claims (13)

1. 20S059 minky, při nichž je vyloučena možnost hoře-ní nebo výbuchu. Plyn je veden do čističe 18, který můžeobsahovat lože katalyzátoru, tj. částice ak-tivního uhlíku, kysličník mědi, kysličníkchrómu, kysliční baria, ruthenium, platinu,nikl, kysličník hlinitý apod., kde se plynnéuhlovodíky, vodík a kysličník uhelnatý z ko-mory 14 přeměňují na čistý vzduch, kterýobsahuje H2O a CO2 a je vypouštěn do okolívypouštěcím potrubím 19. Čistič 18 rovněžodděluje olej unášený plynem, od plynnýchsložek a vrací jej do pracovní nádrže 1 vrat-nou trubkou 20. Čistič 18 obsahuje s výho-dou topné těleso na obr. neznázorněné k u-snadnění oxidace a čistění plynu. Na obr. 2, představujícím další provedenístroje podle vynálezu je zobrazena pracov-ní nádrž 1 upevněná na stole 22, který jepohyblivě uložen na základu 23. Pracovnínádrž 1 zde opět obsahuje obráběcí kapali-nu 2, v níž je umístěn pracovní kus 3 vedleelektrody 3; mezi nimi je vytvořena obrábě-cí mezera 45. Elektroda 5 je upevněna napohyblivém držáku nebo vřetenu 6 vyčníva-jícím z hlavy 28 stroje, která nese servome-chanistmus napájející elektrodu S, jak bylodříve uvedeno. V tomto provedení je měcho-vité pouzdro 12 upevněno svým jedním kon-cem ke krycí desce 10 pracovní nádrže 1 asvým druhým koncem je připevněno k hlavě28 stroje, takže obklopuje vřeteno fi, kterézde opět prochází otvorem 11 v desce 10. Khlavě 28 stroje je připevněna dvojice hyd-raulických válců 32a a 32b s pístními tyče-mi 33a, 33b, které jsou připevněny ke krycídesce 10 k zvedání a spouštění desky 10vzhledem k hlavě 28 stroje. Hydraulický sy-stém pracuje tak, že zvedá krycí desku 10,aby se mohla elektroda 5 a pracovní kus 3 umístit podle požadované obráběcí operacea potom spustit krycí desku 10 a tak za-krýt pracovní nádrž la vytvořit hermetickyutěsněnou komoru 14 nad povrchem 7 ka-paliny 2 při obrábění. Během obrábění dodává čerpadlo 38 ob-ráběcí kapalinu do pracovní nádrže 1 ze zá-sobníku nebo zásobní nádrže 37 vstupním po-trubím 38, aby byla hladina 7 kapaliny v pra-covní nádrži 1 udržena na určité úrovni. Ob-ráběcí kapalina nesoucí třísky je odváděnavýstupním potrubím 39 a vracena do zásob-níku 37. Třísky a ostatní nečistoty jsou sa-mozřejmě odstraňovány z obráběcí kapalinypřed jejím vstupem do pracovní nádrže 1filtrem na obr. neznázorněným, který je ob-vyklým způsobem vřazen do cirkulačního sy-stému. V tomto provedení obsahuje odsávací ú-strojí, označené povšechně vztahovou znač-kou 17 první vstup 41 spojený s výstupem38 kapaliny a druhý vstup nebo vedení 18spojené s komorou 14. Část obráběcí kapali-ny z čerpadla 36 je přiváděna vstupem 41 doaspirátoru 40, který odsává plyny obsaženéa sebrané v komoře 14 do zásobníku 37 audržuje podtlak v této komoře. Obsah kyslí-ku v ní je tak snížen na hladinu, která nedo-voluje hoření nebo výbuch. V zásobníku 37 se plynné složky z komo-ry 14 oddělí od zákalu a ve formě bublinvystupují k povrchu kapaliny. Zásobník 37má víko 43 pro jímání plynů uvolněných zkapaliny a je opatřeno výstupním potrubím44 nesoucím čistič 18 plynu, obsahující ložekatalyzátoru k přeměně sebraných plynnýchuhlovodíků, vodíku a kysličníku uhelnaté-ho na čistý vzduch, který je vypouštěn doatmosféry. pREDMÉT

   1. Způsob zabránění znečištění vzduchu avzniku požáru při obrábění elektrickým vý-bojem, při němž se opakovaně vytváří jisk-rový výboj přes obráběcí mezeru mezi ná-strojovou elektrodou a kovovým obrobkema kde mezera je zaplněna dielektrickou ka-palinou a z této kapaliny se vlivem výbojemezi elektrodou a obrobkem uvolňují ply-ny, vyznačující se tím, že plyny, vylučujícíse z dielektrické kapaliny, se sbírají ihnednad její hladinou, těmto sebraným plynůmse zabraňuje unikat přímo do atmosféry a u-pravují se na netoxické a nehořlavé.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím,že plyny se sbírají a uzavírají krytem, přilé-hajícím těsně ke stěnám pracovní nádrže, vníž je dielektrická kapalina a z tohoto kry-tu se plyny odsávají.
3. 3. Způsob podle bodu 2, vyznačující setím, že plyny se upravují katalytickou oxida-cí.
4. 4. Způsob podle bodu 3, vyznačující se tím,že plyny se unášejí z krytu v proudu dielek-trické kapaliny a oddělují se z tohoto prou-du před další úpravou.
5. 5. Způsob podle bodu 2, vyznačující se tím,že při odsávání plynů z krytu se uvnitř kry-tu udržuje obsah kyslíku na úrovni, při nížjsou plyny nehořlavé.
6. 6. Zařízení k provádění způsobu podle bo-dů 1 až 5, s pracovní nádrží, v níž je náplňdielektrické kapaliny, do níž zasahuje pra-covní elektroda, vyznačené tím, že k pracov-ní nádrži (1) je připojen kryt (9), vytváře-jící s hladinou f7) dielektrické kapaliny (2)komoru (14), jež je napojena na vedení (16),v němž je upraveno odsávací ústrojí (17) ačistič (18) plynů, vyúsťující do atmosféry.
7. 7. Zařízení podle bodu 6, vyznačené tím,že odsávací ústrojí (17) je tvořeno dmy-chadlem, vývěvou nebo kompresorem.
8. 8. Zařízení podle bodu 6, vyznačené tím, 205059 že odsávací ústrojí je tvořeno aspirátorem(40).
9. 9. Zařízení podle bodu 6, vyznačené tím,že čistič (18) plynů je tvořen reaktorem pročištění výfukových plynů.
10. 10. Zařízení podle bodu 6, vyznačené tím,že čistič (18) plynů je tvořen ložem aktiv-ního uhlí nebo zrnitým kovovým katalyzá-torem.
11. 11. Zařízení podle bodu 6, vyznačené tím,že čistič (18) plynů obsahuje topnou jednot-ku pro oxidaci plynů odsávaných z komory (14).
12. 12. Zařízení podle bodu 10, vyznačené tím,že kovový katalyzátor obsahuje kysličníkměďnatý nebo chromltý nebo barnatý nebokysličník rutenia, platiny nebo niklu nebochrómu, a to jednotlivě nebo ve vzájemnékombinaci.
13. 13. Zařízení podle bodu 6, vyznačené tím,že čistič (18) obsahuje filtr pro oddělováníobráběcí kapaliny od plynných složek a po-trubí (20) pro navracení kapaliny do pra-covní nádrže (1). 1 list výkresů severografia, n. p., závod 7, Most