TW201637703A - 用於過濾切屑輸送機的過濾器單元 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種過濾器單元，或者更具體地涉及一種用於過濾切屑輸送機的過濾器箱(3)。該過濾器箱(3)包括至少一個過濾元件(15)，其包括過濾區域，該過濾區域具有多個第一開口，該第一開口用於允許切削液通過過濾元件(15)，同時又不允許具有既定尺寸的切屑通過該過濾元件，以及至少一個第二開口(13)，其允許位於過濾器單元(3)內部的切削液通過第二開口(13)流出過濾器單元(3)。過濾器單元(13)進一步包括至少一個刷子(20)，其位於過濾器單元(3)內部，其中該刷子(20)被設置為刷掃並震動過濾元件(15)，用以去除並清潔過濾區域的至少一部分。

Description

用於過濾切屑輸送機的過濾器單元
本發明涉及一種過濾器單元，或者尤其涉及一種用於切屑輸送機的過濾器箱，該切屑輸送機用於輸送諸如車床等機床操作中產生的切屑。更具體地，所述的過濾器單元具有至少一個位於內部的刷子，其用於通過機械地刷掃和震動過濾器單元的過濾元件(多個)的表面，以去除包含在金屬加工過程中機床所採用的冷卻液和/或切削油中之不同類型的切屑。本發明同樣涉及一種相應的切屑輸送機以及一種在使用本發明的過濾切屑輸送機中過濾切削液的方法。
在正常操作中，諸如車床之類的機床產生需要從正在加工的工件去除的廢料。在這些情況下，從工件去除的廢料通常以不同的尺寸被去除，其包括通常被稱為切屑的碎料。這些切屑與加工過程中使用的冷卻/切削油(以下稱之為切削液)混合。例如，該切削液能夠被用來冷卻、沖洗和/或潤滑。切削液和切屑的混合物進入到用於從切削液中去除切屑的輸送機。切屑由此從接收位置被輸送到排出位置。
切削液通過輸送機排放到機床的油/冷卻液儲存器。與切削液混合的一些切屑也與切削液一起進入到機油/冷卻液儲存器。這些切屑最終堵塞在機油/冷卻液儲存器中而需要人工干預以清除它們，這是因為儲存器中的切削液通常被再循環作進一步的使用。由此，在切削液再循環和再生之前，首先必須去除在機床操作過程中產生的廢料。
鉸鏈帶式輸送機被廣泛地用於從切削液中輸送走切屑。這種類型的輸送機是市場上的所有輸送機中最簡單並且在整個產業中被廣泛使用的。這是一種極為通用的產品，因為其能夠輸送任意切屑形狀或尺寸，但是通常具有一個主要的缺點，那就是其常常不提供任何的過濾。這導致小的切屑通過輸送機進入到切削液箱中，於是意味著機床操作者必須執行定期維護以清潔上述切削液箱(持續時間取決於具體的應用)。
然而，還存在切屑過濾輸送機，自我清潔刮板式輸送機是這些種類的輸送機的一個例子。它們能夠過濾出小至顆粒尺寸在500μm(0.5mm)左右的顆粒(切屑)。能夠被從切削液過濾出的顆粒的最小尺寸也被稱為是過濾級別(filtration level)。這些種類的輸送機，例如WO2004/054756中公開的一種，典型地使用了一個自我清潔過濾器箱以阻止細小切屑(比所使用的過濾網的過濾級別大)從切削液槽中流出並且循環回到機床中。此類自我清潔刮板式輸送機存在這樣一個問題就是它們通常不能很好地過濾長切屑，尤其是具有與過濾材料中的開 口的尺寸相似的最小尺寸(厚度)的長切屑。切屑容易變得嵌入在典型的織物過濾篩孔的織物中，並且難以使用刮板去除。該篩孔變得被堵塞，且液體流過網篩，因此過濾性能被顯著地降低。這就是為什麼自我清潔刮板式輸送機通常附帶有一個過濾筒的原因之一。這種組合能夠更好的適用於產生廣泛的大量多種切屑尺寸和形狀以及需要過濾的應用中。
現今的機床能夠是根據加工過程的許多類型，同時因此產生各式各樣的切屑類型和形狀。現行的解決方案是無效的(沒有或具有不良的過濾)或者非常昂貴的，這是由於所需要的過濾筒和自我清潔刮板式輸送機配置的複雜性所致。
本發明的目的是克服上述的問題。更具體地，本發明的目的是提供一種用於過濾切屑輸送機的解決方案，因此能夠獲得高的液體通流，同時允許低至50μm甚至更低的過濾級別。
根據本發明的第一實施形態，提供了一種用於過濾切屑輸送機的過濾器單元，該過濾器單元包括：‧至少一個過濾元件，其包括過濾區域，該過濾區域具有多個第一開口，該第一開口用於允許切削液通過過濾元件，同時又不允許具有既定尺寸的切屑通過過濾元件，以及‧至少一個第二開口，其允許位於過濾器單元內部的切削液通過第二開口流出過濾器單元，其中該過濾器單元進一步包括， ‧至少一個刷子，其位於過濾器單元內部，該刷子被設置為刷掃過濾元件，用以去除切屑以避免堵塞過濾元件。
所述的過濾器單元具有以下的優點，即該解決方案是簡單的，且也允許過濾器單元的有效清潔。常常被卡在過濾器單元表面的更多的特殊切屑現在能夠被機械地從過濾元件上刷除。此外，當刷掃運動是快速的時候，被認為是內部清潔機構的上述刷子也提供一個震動效果。這意味著上述過濾元件是震動的，這是由於刷子元件的快速移動和/或快速旋轉運動所致。由此，上述過濾器單元能夠被認為是自我清潔的。這同樣意味著液體通流能夠維持在很高。同樣的實現了具有細小尺寸的切屑的過濾。例如，過濾元件能夠具有尺寸在50μm以下的開口。
所述的過濾器單元能夠容易地被連接到過濾切屑輸送機上，上述過濾切屑輸送機被設計為一種簡單的過濾輸送機，其能夠處理多種應用範圍，材料和切屑類型。此外，不一定需要噴管來清潔過濾器單元，但是其能夠被附加地使用以增強輸送機的性能，這是由於在此提到的刷子機構證明了在從過濾元件中去除切屑方面比噴管更加優秀。
根據本發明的第二實施形態，提供了一種過濾切屑輸送機，其包括根據本發明第一實施形態的過濾器單元。
根據本發明的第三實施形態，提供了一種過濾用於過濾切屑輸送機的切削液的方法，所述的過濾切屑輸送機包括被設置用來保存含有切屑的切削液的輸送機箱，並且進一步包括至少部分地位於輸送機箱內的連續輸送機帶，該輸送機帶具有上層(flight)和下層以及位於這些層之間的過濾器單元，其中該過濾器單元包括過濾元件和刷子中的至少一個，該方法包括：‧過濾器單元過濾進入到過濾器單元中的切削液，‧刷子刷掃過濾元件以去除切屑，以便避免堵塞過濾元件，‧通過過濾器單元從輸送機中排出已過濾的切削液，‧通過連續輸送機帶排出已過濾的切屑。
在根據本發明的一個實施例中，該過濾器單元是過濾器箱。這樣的過濾器箱被緊密地構造是較佳的，且被安裝到過濾切屑輸送機中是更佳的。
根據本發明的另一個實施例，該刷子20被設置為在過濾器單元內從一端向另一端移動。這能夠使得過濾元件15的幾乎整個區域被清潔。此外，刷子20被設置為旋轉以及執行例如在順時針或逆時針方向的平移運動。這允許另一個機械力被使用以更有效率地清潔過濾元件15。此外，不同的清潔方向允許更有效率的清潔機構。同樣，該刷子被設置為以相同的速度旋轉，但是也可以使用不相同的速度。速度是可調整的並且取決於去除切屑以避免堵塞過濾元件15而被調整好是重要的。刷子20能夠由合成聚合物、金屬和/或它們的組合 中的至少一種組成。而且，該刷子是快速連接結合或固定連接。結合到移動部分27的刷子20的快速連接允許刷子被改變，同時刷子20的固定連接允許過濾器箱3更容易地構造。一個或多個刷子20能夠被安裝在過濾器箱3中，這取決於輸送機的寬度和特殊需求以及應用。在一些實施例中，過濾元件15是過濾篩孔。
1‧‧‧過濾切屑輸送機
3‧‧‧過濾器單元
5‧‧‧輸送機框架
7‧‧‧輸送機帶
11‧‧‧馬達
13‧‧‧第二開口
15‧‧‧過濾元件
20‧‧‧刷子
27‧‧‧移動部分
本發明的其它特點和優勢將會從接下來參照附圖的非限制性的示例性的實施例的描述中顯而易見，其中：圖1是根據本發明的一實施例的過濾切屑輸送機的立體圖；圖2a是圖1所示過濾切屑輸送機的側視圖；圖2b是根據本發明的一實施例的用於過濾切屑的過濾器單元的立體圖；圖3是圖2b所示去除了過濾元件的過濾器單元的立體圖，由此示出了位於過濾器單元內的刷子；圖4a至4d是過濾器單元的剖面側視圖，示出了根據本發明的不同實施例的刷子清潔機構的不同例子。
接下來本發明的一個實施例將會參照附圖而更詳細的被描述。
圖1是立體圖，其示出了根據本發明的實施例的包括過濾器單元的過濾切屑輸送機1，該過濾器單元在本例中是過濾器箱3。輸送機1還包括可以具有輸 送機框架5的輸送機箱，在此輸送機箱被設置來保存由金屬加工帶來的汙染切削液。輸送機帶7，在本例子中是鉸鏈帶，至少部分地設置在輸送機框架5中。鉸鏈帶7藉由連接多個具有鉸鏈的金屬板到連續的或者循環的履帶型帶上形成。金屬加工產生的切屑被設置為沿著箭頭W的方向從上方落入到輸送機箱中。
鉸鏈帶7被設置為圍繞尾端鏈輪/圓盤和出料端鏈輪回轉，並且像帶式輸送機一樣旋轉。在圖中尾端通過“Te”表示，同時出料端通過“De”表示。馬達11同樣被示出並且被用來旋轉該帶7。
如同在圖2a中能夠看到的，該帶的行進路徑在輸送機1的下部基本上是水平的。如同能夠在圖2a中看到的，該帶具有在輸送機1的下部基本上平行於彼此的上部(在圖2a中透過標記“U”示出)和下部(在圖2a中透過標記“L”示出)。在輸送機1的下部，上部在第一方向上行進，而下部則在第二方向上行進，第二方向與第一方向相反。圖2a中的箭頭R示出了該帶7的旋轉方向。該上部被設置來傳送大切屑到出料端De以被排出該帶7。切屑儲存器(在圖中未示出)被用來儲存排出的切屑。
圖2a中同樣示出了該帶內部，也就是，在該帶7的上部U和下部L之間用於過濾切削液的過濾器箱3。藉由放置過濾器箱3到該帶7的內部，過濾器箱3被保護而不受大切屑的影響。在同樣的輸送機中可以有一個以上的被連接起來的過濾器箱，例如，取決於所需的流速、被使用的切削液的量以及清潔的頻率。例如，如 果需要大量的切削液，那麼過濾器箱3的孔口的數量和/或尺寸應該增加。該過濾器箱(多個)可以在水平負載區域的任何地方。如圖所述，過濾器單元3在垂直側壁的正面(F)具有開口13，透過其已過濾的切削液能夠排到清潔切削液儲存器中(未圖示)。從該清潔切削液儲存器中已過濾的切削液能夠被泵送到機床中重複使用。
圖2b是可能的過濾器箱3的示例性立體圖。當處於操作位置時，該過濾器箱3在本例中具有四個基本上垂直的側面和兩個基本上水平的端部，也就是，底部和頂部。側壁中的一個是正面板(F)，同時背面板(B)位於如圖2b所示的相反的端部，同時正面板(F)具有開口13，因此已過濾的切削液能夠透過此開口13被排到清潔切削液儲存器中。過濾器箱3的2個側壁(S)位於正面板(F)的左邊和右邊。該過濾器箱也能夠包括不止一個這樣類型的開口13。過濾器箱也能夠包括圓形端部/傾斜面，這取決於特殊的應用。
在本例中，底部具有過濾或濾除元件15，例如網篩(也就是，濾板網篩)或者篩孔，其被設置來過濾汙染的切削液。過濾元件15由多種材料中的一種，包括金屬、玻璃或者塑膠製成係較有利地。過濾器箱3的其它側面是金屬、塑膠或者玻璃的壁部，其不允許切削液通過這些壁部透入到過濾器箱3中。值得注意的是，過濾元件15具有的側面數量不限於一個。同樣，過濾元件15能夠具有任意其它同樣的側面，以用於代替過濾元件15具有的底部。該濾板能夠被焊接或者螺栓連接。
圖3示出了圖2b中移除了過濾元件15的過濾器箱3，由此顯示出過濾器箱3的內部。刷子20位於過濾器單元3的內部以使從內而外地自我清潔過濾元件15。本例中示出的刷子機構具有被固定到移動部分27(在圖4a至4c中示出)的長形的刷子20。這有利地允許刷子20在過濾器單元內從側面(S)向側面(S)移動，因此透過一個或多個刷子20，過濾元件15的幾乎整個區域能夠被清潔。根據本發明的一種變型，過濾元件15的至少95%的表面能夠藉由刷子元件20被有效地清潔。清潔刷子20能夠是任意形狀，例如平面的、圓形的、方形的或者具有任意尺寸和半徑。同樣應該理解的是，刮刷、刮板或者刮刀中的一個或多個也能夠被使用作為刷子的替換件，在此它們產生與根據本發明的刷子類似的同樣良好的清潔效果以及液壓震動效果。特佳的刷子是具有平面矩形形狀者。同樣應該注意的是，刷子的定向能夠被構造為任意方向，例如，刷子20能夠被構造為從正面板(F)向背面板(B)移動，具有或不具有自我旋轉的能力。刷子元件20能夠以單個或兩個的構型被安裝在過濾器箱3中。該刷子方向較佳為被構造成平行於移動帶。同樣在本發明的一個進一步的實施例中，刷子可以位於任意位置，例如過濾器箱的內部或外部。
實施例
圖4a至4d示出了過濾器箱3的剖面正視圖，其中，根據本發明，不同例子的刷子清潔機構能夠被使用。
圖4a示出了該刷子清潔機構的第一個例子。在本例中，刷子20具有大直徑，因此刷子能夠到達具有單個清潔刷子20的過濾元件15的頂部15a和底部15b。本例中的刷子能夠從過濾器箱3的側面(S)向側面(S)移動。當從一側移動到另一側時，該刷子20同樣能夠在整個圓上順時針或逆時針旋轉。這有利地允許清潔機構使用較少的刷子去同時清潔不同的過濾元件15a、15b。
圖4b示出了另一個例子，其中兩個刷子元件20被安裝到共用的移動部分27上。在本例中，該刷子以兩個的構型被安裝，由此其中一個刷子20清潔過濾元件15的頂部15a，同時另一個刷子20清潔過濾元件的底部15b。由於兩個刷子都被安裝在共用的移動部分27上，刷子被構造為同時移動。儘管如此，兩個刷子20都能夠在不同方向且以不同速度旋轉，如同在所有其它的例子中描述的那樣。本例有利地允許更好的和更有效率的清潔機構去清潔過濾器箱3。刷子20被安裝到相同的移動部分27上並且因此在相同的方向上同時移動，儘管如此，它們能夠在不同方向k(順時針和/或逆時針)以及以不同速度旋轉。這允許對刷子更多用途的控制。
圖4c示出了在過濾器箱3內被安裝到移動部分27上的單個刷子20。例中，刷子20被構造為刷掃過濾元件15的頂部15a。當從過濾元件15中去除的切屑較少時，刷子元件的單個構型是有用的。它不僅僅是節省成本，並且還減少了由刷子的機械刷刮導致的過濾元件15a的磨損率。
圖4d還示出了根據本發明的一個實施例的刷子清潔機構的另一個例子。在本例中，兩個刷子20被安裝到不同的移動部分27，因此每一個刷子20被單獨地控制並且因此能夠在不同方向上移動。本例有利地允許刷子20適應清潔過濾器箱3的過濾元件15的特殊需求。例如，可能需要較快的移動刷子20去清潔過濾元件15的頂部15a，該頂部可能具有更多待去除的切屑，以及可能需要較慢的移動刷子20去清潔過濾元件15的底部15b，在此相對較少的切屑被卡在底部過濾元件中，或者反之亦然。
在上述的所有例子中，當刷子的運動是快速的時候，利用機械力清潔過濾元件15的刷子20還具有震動效果以及反向沖洗效果。這些效果還允許在過濾元件15上更有效率的清潔。由於過濾元件15的巧妙設計，用於清潔過濾器箱3的刷子20是特別設計的以便避免損壞過濾元件15，同時足夠有效地去除切屑以避免堵塞過濾元件15的孔口開口。此外，根據本發明的刷子20使用可控制的機械力，與其它的清潔機構單獨相比，例如去除切屑的噴液或噴氣系統，這樣的清潔機構證明是更優秀的。本例中示出的刷子，除了從一側移動到另一側以清潔過濾元件15之外，其還能在不同方向上旋轉360度，例如順時針、逆時針或其中的一個方向上旋轉。再者，旋轉速度能夠變化，這取決於清潔過濾元件15的需求。因此，切屑能夠被去除以避免堵塞過濾元件15。
在一個進一步的實施例中，過濾器箱3可以進一步裝備有一個以上的清潔機構以輔助刷子清潔機構。例如，過濾器箱3可以具有附加的內部沖洗或噴射系統以朝向過濾元件15由內向外地噴出加壓水或者壓縮空氣，以便去除堵塞的切屑。該噴射系統具有一個噴杆或者噴管，以及一個內部的管系統22，其具有連接到噴管的分布軟管。
儘管本發明在附圖和在先前的描述中已經被詳細的說明和描述，這樣的說明和描述被認為是說明性和示例性的並且不是限制性的，本發明不侷限於公開的實施例。在同一個過濾器單元3中，兩個、三個或多個過濾元件15能夠被使用。級別越來越好的分層過濾也能夠被考慮。過濾器單元(多個)能夠可拆卸地連接或固定到箱5中。過濾器單元3能夠包括一個大的箱。進一步，過濾元件15還能夠形成輸送機1的箱的部分。此外，該輸送機還能夠包括在輸送機帶7的內側的第二清潔手段，例如外部清潔刷子，當輸送機帶7旋轉時，其清潔過濾器單元3。由此，輸送機帶7的自然旋轉能夠被用來清潔過濾器單元3。該刷子能夠由合成聚合物製成，例如尼龍、聚酯、聚苯乙烯，並且被放置在輸送機帶的平坦金屬部分的中間，也就是，鉸鏈之間的部分。該刷子還可以由其它的合成聚合物、金屬或它們的組合製成。從附圖、公開和附加的專利範圍的研究中，公開的實施例的其它變型能夠透過本領域技術人員實踐要求保護的發明被理解和實現。
在專利範圍中，單詞「包括」不排除其它的元件或階段，同時不定冠詞「一」或者「一個」不排除多個。單個的單元可以實現專利範圍所述的一些內容的功能。僅僅一個事實，即在相互不同的從屬專利範圍中所述的特徵，不是表示這些特徵的組合不能夠有利地被使用。專利範圍中的任意參考標記不應該被理解為限制本發明的範圍。
3‧‧‧過濾器單元
13‧‧‧第二開口
20‧‧‧刷子

Claims (11)

  1. 一種用於過濾切屑輸送機(1)的過濾器單元(3)，該過濾器單元(3)包括：‧至少一個過濾元件(15)，其包括過濾區域，該過濾區域具有多個第一開口，該第一開口用於允許切削液通過該過濾元件(15)，同時又不允許具有既定尺寸的切屑通過該過濾元件；以及‧至少一個第二開口(13)，其允謂立於該過濾器單元(3)內部的切屑液通過該第二開口(13)流出該過濾器單元(3)，其特徵在於，該過濾器單元(13)進一步包括：‧至少一個刷子(20)，其位於該過濾器單元(3)內部，該刷子(20)被設置為刷掃該過濾元件(15)，用以去除切屑以避免堵塞該過濾元件(15)
  2. 如請求項1所述的過濾器單元(3)，其中，該過濾器單元(3)是過濾器箱(3)。
  3. 如請求項1或2所述的過濾器單元(3)，其中，該刷子(20)被設置為在該過濾器單元(3)內從一側(S)向另一側(S)移動。
  4. 如請求項1至3中任一項所述的過濾器單元(3)，其中，該刷子(20)被設置為旋轉並執行平移運動。
  5. 如請求項4所述的過濾器單元(3)，其中，該刷子(20)被設置為以恒定的或不同的速度旋轉。
  6. 如請求項1至5中任一項所述的過濾器單元(3)，其中，該刷子(20)由合成聚合物、金屬和/或它們的組合中的至少一種製成。
  7. 如請求項1至6中任一項所述的過濾器單元(3)，其中，該刷子(20)是快速連接結合或固定連接。
  8. 如請求項1至7中任一項所述的過濾器單元(3)，其中，該過濾元件(15)是過濾篩孔。
  9. 一種過濾切屑輸送機(1)，其包括如請求項1至8中任一項所述的過濾器單元(3)。
  10. 如請求項9所述的過濾切屑輸送機(1)，其更進一步包括：‧輸送機箱，其被設置為保存含有切屑的切削液，‧連續輸送機帶(7)，其至少部分地位於該輸送機箱的內部，該帶(7)被設置為旋轉並且在尾端(Te)和出料端(De)回轉，在該帶(7)的上層(U)和下層(L)之間具有空間，以便將該上層(U)上的切屑朝向該出料端(De)傳送，以被從該輸送機(1)中排出，其中，該過濾器箱(3)被設置在該帶(7)的上層(U)和下層(L)之間。
  11. 一種在過濾切屑輸送機(1)中過濾切削液的方法，該過濾切屑輸送機包括輸送機箱，其被設置為保存含有切屑的切削液，並且進一步包括連續輸送機帶(7)，其至少部分地位於該輸送機箱內，該輸送機帶具有上層(U)和下層(L)，在這些層之間設有過濾器單元(3)，其中該過濾器單元(3)包括刷子(20)和過濾元件(15)，該方法包括：‧該過濾器單元(3)過濾進入到該過濾器單元(3)中的切削液， ‧該刷子(20)刷掃該過濾元件(15)以去除切屑，以便避免堵塞該過濾元件(15)，‧通過該過濾器單元(3)從該輸送機(1)中排出已過濾的切削液，‧通過該連續輸送機帶(7)排出已過濾的切屑。
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