一種CNC 內(nèi)置油霧分離過濾裝置

千斌斌

（河南裕展精密科技有限公司，河南 鄭州 451100）

引言

油霧分離器，又名油霧過濾器，廣泛應(yīng)用于CNC加工中心，其主要功能在于將CNC 產(chǎn)生的油霧進行過濾，達到凈化空氣，保護工人身體健康和生態(tài)環(huán)境的目的。隨著國內(nèi)工業(yè)迅速發(fā)展，CNC 加工中心遍布國內(nèi)。目前比較有效能處理CNC 車間空氣質(zhì)量的方法主要有三種。

一是采用大功率的集成排放設(shè)備，將各CNC 機臺產(chǎn)生的油霧集中抽離過濾后排放。這種方法需要架設(shè)大量管道連通各CNC 機臺，實際使用過程中，油霧在管道內(nèi)大量凝結(jié)，并滯留在管道內(nèi)腐敗變質(zhì)。常常出現(xiàn)腐敗變質(zhì)的切削油液回流至CNC 機臺內(nèi)部，污染機臺內(nèi)部油液的情況。

二是在每臺CNC 上各裝一臺獨立的油霧分離器，將機臺內(nèi)產(chǎn)生的油霧進行抽離過濾。但這種方法需在每臺CNC 機臺上加裝油霧分離器，整體造價十分高昂，且將過濾后的氣體直接排放至車間內(nèi)，對車間內(nèi)環(huán)境造成很大破壞，并對車間內(nèi)工人產(chǎn)生健康威脅。

鑒于以上兩種方法各有優(yōu)缺點，在一些大型的CNC 加工中心采用了第三種方法：集成排放過濾設(shè)備加單機油霧分離器的方式，對機臺產(chǎn)生的油霧進行處理。該方案結(jié)合了兩種方法的優(yōu)點，但其劣勢在于成本過高。

因此，我團隊在此基礎(chǔ)上研發(fā)一種油霧過濾裝置，用于替代價格高昂的傳統(tǒng)單機離心式油霧分離器，使其配合集成油霧過濾排放系統(tǒng)，完成CNC 機臺油霧凈化排放。目前該裝置已取得實用新型專利和發(fā)明專利，以下將該裝置的開發(fā)要求及原理簡述，僅供大家參考。

1 設(shè)備研發(fā)要求

1）該設(shè)備裝置配合集成油霧抽風(fēng)系統(tǒng)使用，對進入集成管道內(nèi)的油霧起到有效過濾；

2）該設(shè)備裝置制造成本對比傳統(tǒng)單機離心式油霧分離器，需具備明顯成本優(yōu)勢；

3）該設(shè)備裝置需便于濾芯更換拆裝，便于后期保養(yǎng)維護。

2 裝置原理

該裝置為一種油霧分離裝置，包括罩體，具有進風(fēng)口和抽風(fēng)口，該裝置還包括風(fēng)刀模組和過濾模組，風(fēng)刀模組部分設(shè)置在罩體內(nèi)，且與進風(fēng)口相通連接設(shè)置，過濾模組圍繞風(fēng)刀模組從罩體伸出的部分并與所述罩體連接，且其內(nèi)部與抽風(fēng)口相通連接，過濾模組用于安裝在CNC 機床的出風(fēng)口內(nèi)，抽風(fēng)口抽風(fēng)使得CNC 內(nèi)油霧經(jīng)過該裝置。并從抽風(fēng)口排出，過濾模組用于吸附氣流中的油霧并變成液態(tài)油液，風(fēng)刀模組通過進風(fēng)口，與氣源連接，用于驅(qū)動風(fēng)刀模組旋轉(zhuǎn)，將位于過濾模組上的液態(tài)油液吹落并回流到所述CMC 機臺內(nèi)。

風(fēng)刀模組包括進風(fēng)管和至少一個風(fēng)刀，進風(fēng)管呈中空管狀，且其管壁上設(shè)置有氣孔，每個氣孔對應(yīng)一個風(fēng)刀，氣孔連接進風(fēng)管和風(fēng)刀，進風(fēng)管用于氣源連接并通過反推力的方式推動風(fēng)刀旋轉(zhuǎn)，用于吹落過濾模組上濾芯吸附飽和的液態(tài)油液。

風(fēng)刀的數(shù)量為兩個或兩個以上，兩個風(fēng)刀朝相反的方向設(shè)置在所述進風(fēng)管的不同高度上。

風(fēng)刀模組還包括旋轉(zhuǎn)接頭，旋轉(zhuǎn)接頭設(shè)置在罩體的進風(fēng)口上，旋轉(zhuǎn)接頭還與進風(fēng)管連接，旋轉(zhuǎn)接頭用于與外部氣源連接。

該裝置實際使用中，靠電磁閥供氣控制，當接通氣源時，靠氣流從風(fēng)刀內(nèi)噴出的反作用力推動進風(fēng)管旋轉(zhuǎn)。因此，在實際應(yīng)用中長時間供氣，將阻礙油霧通過該裝置進入集成過濾系統(tǒng)。為充分發(fā)揮該裝置能效，一般該裝置使用電磁閥進行控制，每間隔一段時間（一般3～5 min）讓過濾芯充分吸收油液，啟動運行（5～10 s）將濾芯內(nèi)的油液吹氣清除即可，同時需注意接入該裝置的氣壓過小，將影響該裝置實用效果。

3 裝置結(jié)構(gòu)詳解

本實用新型一實施方式中的油霧分離裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。油霧分離裝置的拆解示意圖如圖2 所示。油霧分離裝置的局部組裝示意圖如圖3 所示。油霧分離裝置在IV-IV 方向上的剖面示意圖如圖4 所示。

以下將結(jié)合該裝置的附圖，對該裝置中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述：請參考圖1 和圖2，圖1 和圖2 為油霧分離裝置100 的立體結(jié)構(gòu)示意圖。油霧分離裝置100 用于設(shè)置在CNC 加工機床(圖未示)的出風(fēng)口(圖未示)上。油霧分離裝置100 還與CNC 機臺集成油霧處理系統(tǒng)管道(圖未示) 連接，油霧分離裝置100 收集的液態(tài)油液可通過風(fēng)刀35 吹氣回流到CNC機床內(nèi)，可供二次使用。油霧分離裝置100 包括罩體10。罩體10 呈柱狀。罩體10 具有底壁11、頂壁12 和周壁13。周壁13 連接底壁11 和頂壁12。請一并參考圖3 和圖4，罩體10 內(nèi)部呈中空且形成收容槽14。罩體10 于所述底壁11 上設(shè)置有收容槽14 相通的開口15 和從罩體10 的底壁11 垂直周壁13 凸伸而形成的第一周緣16。罩體10 具有進風(fēng)口17 和抽風(fēng)口18。進風(fēng)口17 設(shè)置在罩體10 的頂壁12 上。抽風(fēng)口18 設(shè)置在罩體10 的周壁13 上。抽風(fēng)口18 呈柱狀且從所述罩體10 的周壁13 垂直凸伸而形成。

油霧分離裝置100 還包括風(fēng)刀模組30。風(fēng)刀模組30 部分設(shè)置在罩體10 的收容槽14 內(nèi)且與進風(fēng)口17 相通連接。風(fēng)刀模組30 包括旋轉(zhuǎn)接頭31、進風(fēng)管33 和風(fēng)刀35。旋轉(zhuǎn)接頭31 設(shè)置在進風(fēng)口17 上。旋轉(zhuǎn)接頭31 用于與外部高壓氣源連接。進風(fēng)管33 連接旋轉(zhuǎn)接頭31 和風(fēng)刀35。進風(fēng)管33 呈中空管狀，且其管壁上設(shè)置至氣孔331。每個氣孔331 對應(yīng)一個風(fēng)刀35。風(fēng)刀35 內(nèi)部形成扁平的腔體351。所述氣孔331連接進風(fēng)管22 內(nèi)部和風(fēng)刀35 的腔體351。旋轉(zhuǎn)接頭31 聯(lián)接高壓氣源進入進風(fēng)管22 并且高壓氣源的反推力推動風(fēng)刀35 旋轉(zhuǎn)。風(fēng)刀35 的數(shù)量為兩個，氣孔331 的數(shù)量為兩個。兩個風(fēng)刀35 呈扇形狀或者倒梯形狀。兩個風(fēng)刀35 朝相反的方向大致平行地設(shè)置在進風(fēng)管22 的不同高度上，而且每個風(fēng)刀35 通過一氣孔331 與進風(fēng)管22 相通。

油霧分離裝置100 還包括過濾模組50。過濾模組50 圍繞風(fēng)刀模組30 并且與罩體10 的底壁11 連接。過濾模組50 允許CNC 加工機床的出風(fēng)口處的包含油霧的氣流穿過以吸附氣流中的油霧。過濾模組50 包括過濾內(nèi)網(wǎng)51、濾芯53 和過濾外網(wǎng)55。過濾內(nèi)網(wǎng)51 和濾芯53 呈圓環(huán)柱狀。過濾外網(wǎng)55 呈圓環(huán)筒狀。濾芯53 位于過濾內(nèi)網(wǎng)51 和過濾外網(wǎng)55 之間。濾芯53 固定在過濾內(nèi)網(wǎng)51 和過濾外網(wǎng)55 之間。過濾內(nèi)網(wǎng)51 的頂部周緣開在濾芯53 的頂端。過濾外網(wǎng)55 固定在所述罩體10 的底壁11 上。濾芯53 為過濾棉。過濾外網(wǎng)55 的頂端上設(shè)置有從過濾外網(wǎng)55 的周壁垂直伸出的第二周緣551。第二周緣551 與罩體10 的第一周緣16 相對應(yīng)設(shè)置，并被相互連接，而且油霧分離裝置100 還通過第二周緣551和第一周緣16 固定在CNC 加工機床的出風(fēng)口上，且過濾模組50 位于加工機床的出風(fēng)口處。

旋轉(zhuǎn)接頭31 允許高壓氣源進入進風(fēng)管22 并且高壓氣源的反推力推動風(fēng)刀35 高速旋轉(zhuǎn)，將吸附在過濾模組50 的液態(tài)油吹落。

油霧分離裝置100 還包括防護模組70。防護模組70 設(shè)置在罩體10 的頂壁12 上，并圍繞旋轉(zhuǎn)接頭31 設(shè)置。防護模組70 用于保護和固定旋轉(zhuǎn)接頭31。防護模組70 包括兩個L 形護板71。兩個L 形護板71背靠背設(shè)置在一起。兩個L 形護板71 的底部形成與旋轉(zhuǎn)接頭31 的表面相適應(yīng)的收容槽73，以用于收容并固定所述旋轉(zhuǎn)接頭31。

3 應(yīng)用效果及創(chuàng)新點

該油霧分離裝置設(shè)計簡單小巧，可快速拆卸，在油霧進入集成油霧管道前進行一次過濾，有效降低集成油霧排放過濾系統(tǒng)負載。且過濾出的油液可快速回流CNC 機臺，避免大量油霧在集成管道內(nèi)凝結(jié)產(chǎn)生回流，造成CNC 機臺內(nèi)油液變質(zhì)。對比傳統(tǒng)單機離心式、靜電式油霧分離器，該裝置造價成本低廉，具備很好的推廣優(yōu)勢。