真空系统的冷却液排放及应用

真空系统的冷却液排放及应用

1真空度与排水时间在工艺精湛的零件的零件加工中，由于密封问题（如零件材料变形、工艺夹具本身的密封问题、零件的加工等），不可避免地会发生实际真空泄漏。加上大部分使用真空的数控设备都是高速切削机床,加工中会采用冷却液来降低刀具温度,这就导致大量的冷却液被吸入真空管路,同时混合在冷却液中的切削粉尘,又易造成单台设备真空电磁阀堵塞,所以在这2种负面因素的影响下,往往会引起真空系统真空度降低,零件吸附不牢,给零件加工质量带来隐患。由于上述情况的存在,每当设备真空度建立非常困难时,我们只能采取对真空罐放水的方式来重新建立厂房真空环境,但是,由于真空主管道处于低处(在地沟内),同时无排放点,所以当真空设备主管道(靠近厂房的地沟内)积水达到一定的量后,才会被抽到真空罐内,因此每次排水工作都只能治标不治本,并且每次排水间隔时间都不长(短的时间只有半个月),又得循环做排水工作。每次真空罐排水时间比较长(平均为3h),而建立工作所需的真空度时间就更长(平均为4h),由此造成多台设备长时间停工,给生产任务的完成带来了很大的压力。另外,在真空罐积水前,主管道的积水造成管径变细,大幅降低的空气流量令真空设备的能力浪费太大,能耗相当严重。2自动排水系统的工作原理对现场的真空使用及故障问题点进行研究分析,每次真空报警进行管路内污水排放时发现,在地势较低的2个真空储罐内排出大量污水,这就说明管路内积水问题主要发生在地势较低的系统管路内。为了解决这一问题,我们选择积水较多的这段管路上加装排水设备,用于日常管路的排水,但由于真空系统工作时管路内存在负压,如何自动的将内部污水排除,这就需要专门的真空排水设施以及一些相应的技术手段来完成排水工作。在真空管路上选择2处在管路的底部加装排液系统,当真空系统运行若有冷却液回吸入系统内,达到一定的液位后,立即由自动排水装置将其排放到污水池中,而当池内污水达到一定的水位后,电气给出报警信号,由抽水泵将池中污水抽排出单独处理。若系统运行一段时间后,内部吸附的粉尘等杂质颗粒会逐渐沉积于排水系统管路中,可通过关闭阀门1,打开阀门3,对管路内部聚积的尘垢进行处理,避免堵塞真空自动排水装置见图1。根据我们现有的加工环境:数控机床加工过程中、真空夹具在吸附零件的同时,难免会吸入大量冷却液,而冷却液一旦在管路内超过一定液位,就会导致设备能力和管路通径严重不匹配的状况。原来针对真空度建立困难时,只有靠排出真空罐内的积水,顺带排出地沟内管路中的积水,但效果都很不理想。同时,每次进行排水时都必须全线停工且费时多,频繁的排水工作,对现场零件生产造成了很大的冲击,生产计划严重被干扰,严峻的现实迫使我们设备管理者必须要寻找新的解决办法———如何在加工过程中,实现对地沟内的主管道自动排水。从历年来的故障状态统计中排除故障记录可以看出,每次排除故障都必须经历几个步骤:(1)关停真空泵,将负压变为零(正压);(2)对真空罐放水,平均需要3h;(3)重新建立真空,平均需要4h。排除故障时间相当长,关键原因是只能对真空罐放水,而主管路在地沟内,无法排放,所以尽管真空泵能力有富余,但地沟内主管路的淤积的水液状况形成瓶颈,制约了设备的能力,造成了能源的极大浪费。为了解决真空系统在运行过程中能够自动排水这一个难题,我们组织技术人员,通过各种途径对此类技术进行交流和学习,最终选定了采用德国贝克欧(BEKO)公司的真空型排水器作为问题解决的关键设备。通过安装后的实际运行情况来看,该设备完全能够实现在真空状态下的自动排水功能,既能够消除造成质量隐患的因素,同时也不会对生产正常进行造成影响,达到了很好的效果。3进入报警模式BEKOMAT襆真空型电子液位控制冷凝液自动排除器是为真空系统中冷凝液或者其他液体的排放而特别设计的,工作压力为0.1~1.8bar(绝对压力),防护等级为IP65,可用于露天工况。以BEKOMAT襆3COV为例,空的状态:冷却液滴通过开放的入口1,经过打开的斜角阀2,搜集到容器3中,隔膜阀4,因为BEKOMAT襆内部为真空状态以及膜阀上部的大气压力而处于关闭状态。膜阀片上方有较大的表面积从而形成一个大的闭合力,所以阀座5是紧闭并且无泄漏的。充满状态:当容器3被冷却液充填满,电容式液位传感器6达到最高点信号时,先导阀7弹起。通过接口8控制气体流进斜角阀2,斜角阀关闭。通过辅助的膜阀片9BEKOMAT襆充满控制气体。由于压力的增大,隔膜阀4被打开,壳体内的压力使冷凝液进入排放管10。最后,隔膜阀4又紧紧地关上,斜座阀2被打开。如果冷凝液不能正常排出(排放管堵塞,膜阀片损坏等),设备将会在60s后进入报警模式。这种模式下,LED灯闪烁,如果需要,可将报警信号通过一个无源触点送出。对于防爆型(Ex),可通过内置的光电耦合器和一个选择性放大器来实现。当处于报警模式时,每隔4min先导阀都会开启7.5s。因此,BEKOMAT襆在没有压力的状态下,当有压力时将自动清除告警返回正常工作状态。BEKOMAT襆真空型电子液位控制冷却液自动排除器在排污运行过程中,不需要将真空电源关闭,在大气压下进行排污,在真空系统中所有设备正常运行的情况下,自动完成冷却水的排放,有效避免了必须将整个真空系统关闭才能排水所造成的全线停工状况。4真空系统运行故障越来越多,影响生产加工。在真空该系统从2009年使用至今,经过实际运行观测,已经达到了预期对冷却液实时排放的目标,而且运行效果良好,极大降低了真空系统的故障率,保障了系统的正常运行与零件的加工,同时对产品质量和生产任务的完成以及设备的节能等诸多方面带来了可喜的变化和极大的提高。由图3可以看出,随着设备的逐年运行,真空系统的运行过程中管道产生的脏堵故障和重新建立真空的时间所占的比重越来越大,真空系统有效工作时间越来越少,特别是2009年几乎已经达到约40%的非有效工作状态,极大地影响了相关零件的生产加工。而在进行改造后的2010年,已经基本上接近了2007年的运行状态,其系统状态在稳步回升中。自从2010年完成真空自动排水系统的改造后,再也未出现那种全线停工排水的现象,日常的操作简单易行,随时可以排空系统中的积水,再没有出现过真空管路因积水严重而堵塞管路,影响厂房真空度波动的情况发生,真空管路积水状况处于自动受控状态,保障真空系统在不超过20min时间,就能将真空度重新建立起来。现场数控设备使用真空加工零件一直处于良好稳定的状态,对真空零件的质量保障以及真空零件生产效率的大幅提升和