真空系統(tǒng)的冷卻液排放及應用

真空系統(tǒng)的冷卻液排放及應用

1真空度與排水時間在工藝精湛的零件的零件加工中，由于密封問題（如零件材料變形、工藝夾具本身的密封問題、零件的加工等），不可避免地會發(fā)生實際真空泄漏。加上大部分使用真空的數(shù)控設備都是高速切削機床,加工中會采用冷卻液來降低刀具溫度,這就導致大量的冷卻液被吸入真空管路,同時混合在冷卻液中的切削粉塵,又易造成單臺設備真空電磁閥堵塞,所以在這2種負面因素的影響下,往往會引起真空系統(tǒng)真空度降低,零件吸附不牢,給零件加工質量帶來隱患。由于上述情況的存在,每當設備真空度建立非常困難時,我們只能采取對真空罐放水的方式來重新建立廠房真空環(huán)境,但是,由于真空主管道處于低處(在地溝內),同時無排放點,所以當真空設備主管道(靠近廠房的地溝內)積水達到一定的量后,才會被抽到真空罐內,因此每次排水工作都只能治標不治本,并且每次排水間隔時間都不長(短的時間只有半個月),又得循環(huán)做排水工作。每次真空罐排水時間比較長(平均為3h),而建立工作所需的真空度時間就更長(平均為4h),由此造成多臺設備長時間停工,給生產(chǎn)任務的完成帶來了很大的壓力。另外,在真空罐積水前,主管道的積水造成管徑變細,大幅降低的空氣流量令真空設備的能力浪費太大,能耗相當嚴重。2自動排水系統(tǒng)的工作原理對現(xiàn)場的真空使用及故障問題點進行研究分析,每次真空報警進行管路內污水排放時發(fā)現(xiàn),在地勢較低的2個真空儲罐內排出大量污水,這就說明管路內積水問題主要發(fā)生在地勢較低的系統(tǒng)管路內。為了解決這一問題,我們選擇積水較多的這段管路上加裝排水設備,用于日常管路的排水,但由于真空系統(tǒng)工作時管路內存在負壓,如何自動的將內部污水排除,這就需要專門的真空排水設施以及一些相應的技術手段來完成排水工作。在真空管路上選擇2處在管路的底部加裝排液系統(tǒng),當真空系統(tǒng)運行若有冷卻液回吸入系統(tǒng)內,達到一定的液位后,立即由自動排水裝置將其排放到污水池中,而當池內污水達到一定的水位后,電氣給出報警信號,由抽水泵將池中污水抽排出單獨處理。若系統(tǒng)運行一段時間后,內部吸附的粉塵等雜質顆粒會逐漸沉積于排水系統(tǒng)管路中,可通過關閉閥門1,打開閥門3,對管路內部聚積的塵垢進行處理,避免堵塞真空自動排水裝置見圖1。根據(jù)我們現(xiàn)有的加工環(huán)境:數(shù)控機床加工過程中、真空夾具在吸附零件的同時,難免會吸入大量冷卻液,而冷卻液一旦在管路內超過一定液位,就會導致設備能力和管路通徑嚴重不匹配的狀況。原來針對真空度建立困難時,只有靠排出真空罐內的積水,順帶排出地溝內管路中的積水,但效果都很不理想。同時,每次進行排水時都必須全線停工且費時多,頻繁的排水工作,對現(xiàn)場零件生產(chǎn)造成了很大的沖擊,生產(chǎn)計劃嚴重被干擾,嚴峻的現(xiàn)實迫使我們設備管理者必須要尋找新的解決辦法———如何在加工過程中,實現(xiàn)對地溝內的主管道自動排水。從歷年來的故障狀態(tài)統(tǒng)計中排除故障記錄可以看出,每次排除故障都必須經(jīng)歷幾個步驟:(1)關停真空泵,將負壓變?yōu)榱?正壓);(2)對真空罐放水,平均需要3h;(3)重新建立真空,平均需要4h。排除故障時間相當長,關鍵原因是只能對真空罐放水,而主管路在地溝內,無法排放,所以盡管真空泵能力有富余,但地溝內主管路的淤積的水液狀況形成瓶頸,制約了設備的能力,造成了能源的極大浪費。為了解決真空系統(tǒng)在運行過程中能夠自動排水這一個難題,我們組織技術人員,通過各種途徑對此類技術進行交流和學習,最終選定了采用德國貝克歐(BEKO)公司的真空型排水器作為問題解決的關鍵設備。通過安裝后的實際運行情況來看,該設備完全能夠實現(xiàn)在真空狀態(tài)下的自動排水功能,既能夠消除造成質量隱患的因素,同時也不會對生產(chǎn)正常進行造成影響,達到了很好的效果。3進入報警模式BEKOMAT襆真空型電子液位控制冷凝液自動排除器是為真空系統(tǒng)中冷凝液或者其他液體的排放而特別設計的,工作壓力為0.1~1.8bar(絕對壓力),防護等級為IP65,可用于露天工況。以BEKOMAT襆3COV為例,空的狀態(tài):冷卻液滴通過開放的入口1,經(jīng)過打開的斜角閥2,搜集到容器3中,隔膜閥4,因為BEKOMAT襆內部為真空狀態(tài)以及膜閥上部的大氣壓力而處于關閉狀態(tài)。膜閥片上方有較大的表面積從而形成一個大的閉合力,所以閥座5是緊閉并且無泄漏的。充滿狀態(tài):當容器3被冷卻液充填滿,電容式液位傳感器6達到最高點信號時,先導閥7彈起。通過接口8控制氣體流進斜角閥2,斜角閥關閉。通過輔助的膜閥片9BEKOMAT襆充滿控制氣體。由于壓力的增大,隔膜閥4被打開,殼體內的壓力使冷凝液進入排放管10。最后,隔膜閥4又緊緊地關上,斜座閥2被打開。如果冷凝液不能正常排出(排放管堵塞,膜閥片損壞等),設備將會在60s后進入報警模式。這種模式下,LED燈閃爍,如果需要,可將報警信號通過一個無源觸點送出。對于防爆型(Ex),可通過內置的光電耦合器和一個選擇性放大器來實現(xiàn)。當處于報警模式時,每隔4min先導閥都會開啟7.5s。因此,BEKOMAT襆在沒有壓力的狀態(tài)下,當有壓力時將自動清除告警返回正常工作狀態(tài)。BEKOMAT襆真空型電子液位控制冷卻液自動排除器在排污運行過程中,不需要將真空電源關閉,在大氣壓下進行排污,在真空系統(tǒng)中所有設備正常運行的情況下,自動完成冷卻水的排放,有效避免了必須將整個真空系統(tǒng)關閉才能排水所造成的全線停工狀況。4真空系統(tǒng)運行故障越來越多,影響生產(chǎn)加工。在真空該系統(tǒng)從2009年使用至今,經(jīng)過實際運行觀測,已經(jīng)達到了預期對冷卻液實時排放的目標,而且運行效果良好,極大降低了真空系統(tǒng)的故障率,保障了系統(tǒng)的正常運行與零件的加工,同時對產(chǎn)品質量和生產(chǎn)任務的完成以及設備的節(jié)能等諸多方面帶來了可喜的變化和極大的提高。由圖3可以看出,隨著設備的逐年運行,真空系統(tǒng)的運行過程中管道產(chǎn)生的臟堵故障和重新建立真空的時間所占的比重越來越大,真空系統(tǒng)有效工作時間越來越少,特別是2009年幾乎已經(jīng)達到約40%的非有效工作狀態(tài),極大地影響了相關零件的生產(chǎn)加工。而在進行改造后的2010年,已經(jīng)基本上接近了2007年的運行狀態(tài),其系統(tǒng)狀態(tài)在穩(wěn)步回升中。自從2010年完成真空自動排水系統(tǒng)的改造后,再也未出現(xiàn)那種全線停工排水的現(xiàn)象,日常的操作簡單易行,隨時可以排空系統(tǒng)中的積水,再沒有出現(xiàn)過真空管路因積水嚴重而堵塞管路,影響廠房真空度波動的情況發(fā)生,真空管路積水狀況處于自動受控狀態(tài),保障真空系統(tǒng)在不超過20min時間,就能將真空度重新建立起來?，F(xiàn)場數(shù)控設備使用真空加工零件一直處于良好穩(wěn)定的狀態(tài),對真空零件的質量保障以及真空零件生產(chǎn)效率的大幅提升和