專利名稱：機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)及其控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)及其控制器，特別涉及一種進(jìn)行真空收集粉塵和屑末的有效操作的電子閘閥及配套系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在機(jī)械車間，木工車間和類似的地方，對工件進(jìn)行銑、車、鉆、鑄等以得到制件的最終成品。在改變工件的結(jié)構(gòu)時，會產(chǎn)生粉塵，屑末和/或殘渣。例如，在鋸一塊木頭時，在鋸條附近會堆積木屑。同樣，對于車或銑的過程中，在切銑刀具周圍或下面會出來金屬工件的切屑或殘渣。
在車間堆積的木屑和/或金屬切屑將很危險。粉塵或微小金屬微粒能通過空氣傳播，被附近的人深深地吸入肺中。另外，由于粉塵與火星接觸會引發(fā)爆炸或引起著火，所以懸浮密度大的粉塵會引發(fā)火災(zāi)或爆炸災(zāi)難。因此，如何使粉塵和類似物質(zhì)的堆積和懸浮所引發(fā)的災(zāi)難減小到最小，是經(jīng)營者和車間工作人員都非常關(guān)心的。政府同樣有類似的安全要求進(jìn)行強制規(guī)定。
以前為了從車間清除木屑、金屬切屑和類似物而使用中央真空除塵系統(tǒng)，其中中央真空電機(jī)使一組管道產(chǎn)生真空。管道端口在粉塵或木屑堆積的機(jī)械區(qū)域附近敞開。粉塵通過管道系統(tǒng)到達(dá)定期清空的收集箱或儲存箱。最近，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以使用控制氣流流經(jīng)管道系統(tǒng)的閘閥，以便僅在實際工作的地方產(chǎn)生真空或抽吸。它可消除由于向不需要清除或無粉塵的地方提供真空而造成的能源浪費。它還可以減小真空裝置的負(fù)荷。
近來，風(fēng)閥已為本領(lǐng)域熟知，它們可用水壓控制或通過氣體(作為可選擇流體)控制。這些閘一般較貴并使用許多活動部件。另外，這樣的風(fēng)閥及其水壓控制線路難以安裝，經(jīng)常需要專業(yè)人員。這種昂貴的費用和困難限制了這些裝置在小車間的應(yīng)用，因為初期投資用于這種安全系統(tǒng)超過了這些小車間能夠支付的費用。
由于從管道的活動端移走風(fēng)閥是最有效的，所以這種風(fēng)閥的自動控制最好手動操作，以便盡可能自由地操作。由于它最有效最方便，所以這種風(fēng)閥的自動控制最好手動操作。當(dāng)風(fēng)閥的較佳位置距產(chǎn)生粉塵的機(jī)器盡可能近時，自動風(fēng)閥還能使風(fēng)閥與管道柔性端之間有間距，以便在手動控制下盡可能自由地操作、彎曲以收集能收到的粉塵等，或方便地固定在相對于機(jī)器的更有利的粉塵收集位置。另外，通過手動閘，操作者必須手動操作為每個機(jī)械配置的每個閘。當(dāng)相應(yīng)的機(jī)器不用時仍然打開的閘噪音大且浪費電能。在沒有風(fēng)閥使用的情況下，中央粉塵收集器必須要大得多，因為它必須產(chǎn)生的有效真空必須與每臺機(jī)器和每個敞開管道的需要相匹配。
因此，提供一種采用簡單而有效的風(fēng)閥的廉價真空除塵系統(tǒng)有時是有利的，該風(fēng)閥可自清潔并對粉塵需要收集的機(jī)器的運轉(zhuǎn)可自動響應(yīng)。該系統(tǒng)可使用由中央處理器信號控制的生產(chǎn)簡單并易于維修的風(fēng)閥。中央處理器可以接收來自傳感器的信號，該傳感器檢測一臺與其相配的機(jī)器是否在工作，并且在那個位置是否需要收集粉塵。
上述的本發(fā)明和相應(yīng)的權(quán)利要求能以一種廉價高效方式進(jìn)行運作以彌補機(jī)械車間粉塵收集系統(tǒng)產(chǎn)生的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供可在專門或單獨的機(jī)械車間內(nèi)收集危險的粉塵、屑末等的費用低和能耗少的裝置。
本發(fā)明的一個目的是為機(jī)械車間或類似地方提供粉塵收集系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣的粉塵收集系統(tǒng)和廉價但高效的操作方法。
本發(fā)明的另一目的是提供能有效利用能源并因此有更良好生態(tài)性的粉塵收集系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供機(jī)械簡單但設(shè)計精巧的風(fēng)閥，它能以低維修率和可靠的方式提供有效的真空調(diào)節(jié)裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供中央控制系統(tǒng)，它能以有效利用能源的方式調(diào)節(jié)這些風(fēng)閥，所述中央控制也控制粉塵收集真空系統(tǒng)的運行。
相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種自動機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)，包括粉塵收集器，所述粉塵收集器產(chǎn)生真空；至少一臺機(jī)器，所述機(jī)器產(chǎn)生由所述粉塵收集器收集的粉塵或屑末，所述機(jī)器與所述粉塵收集器通過管道連接，所述管道向所述機(jī)器傳輸真空壓力；風(fēng)閥，所述風(fēng)閥與所述管道連接，并可選擇地控制所述真空壓力向所述機(jī)器的傳輸；傳感器，所述傳感器與所述機(jī)器連接，在所述機(jī)器工作時傳輸與所述機(jī)器不工作時所述傳感器傳輸?shù)男盘柌煌男盘枺灰约翱刂破?，所述控制器與所述粉塵收集器、所述風(fēng)閥和所述傳感器連接，所述控制器根據(jù)所述傳感器信號控制所述粉塵收集器和所述風(fēng)閥；由此當(dāng)所述機(jī)器通電時，所述粉塵收集器自動收集所述機(jī)器在機(jī)加工過程中產(chǎn)生的粉塵，所述控制器根據(jù)表明所述機(jī)器工作狀態(tài)的傳感器信號給所述粉塵收集器通電并開啟所述風(fēng)閥，所述控制器根據(jù)表明所述機(jī)器不工作的傳感器信號給所述粉塵收集器斷電并閉合所述風(fēng)閥。
本發(fā)明還提供了一種用于自動機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)的控制器，包括處理器，所述處理器是可編程的或已編程的，所述處理器接收并傳輸信號，控制自動機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)，所述處理器與粉塵收集器和第一風(fēng)閥連接；和第一壓電傳感器，所述第一壓電傳感器與第一臺機(jī)器連接，指示所述第一臺機(jī)器的開/關(guān)工作狀態(tài)，所述第一壓電傳感器向所述處理器傳輸指示所述工作狀態(tài)的信號，所述第一臺機(jī)器與所述粉塵收集器通過由所述第一風(fēng)閥控制的管道系統(tǒng)連接；由此所述處理器根據(jù)接收到的所述第一臺機(jī)器在工作的傳感器信號，驅(qū)動所述粉塵收集器并開啟所述第一風(fēng)閥，所述處理器根據(jù)接收到的所述第一臺機(jī)器已閉合的傳感器信號，將所述粉塵收集器斷電并閉合所述第一風(fēng)閥。
風(fēng)閥提供有效的閥裝置，用該閥裝置可對幾個真空管道的每個進(jìn)行單獨控制。風(fēng)閥有中心盤、百葉窗或閥片的框架或支架，該框架或支架通過直流電機(jī)以中心連接件或絞鏈為軸進(jìn)行轉(zhuǎn)動?？刂齐姍C(jī)的電流極性就可控制電機(jī)轉(zhuǎn)向?；x合器或類似裝置使操作時間能夠確定閥片是否完全開啟或完全閉合，而不是反饋開關(guān)。
中央微處理器從壓電的或其它的機(jī)械傳感器接收信號。鄰近的磁鐵可增強壓電傳感器和/或其信號。車間的每臺機(jī)器都配風(fēng)閥和傳感器。機(jī)器工作時，傳感器向微處理器發(fā)送操作信號，微處理器隨后打開風(fēng)閥并控制粉塵收集器或真空除塵系統(tǒng)，以保證適當(dāng)?shù)某槲俊?br> 作為本發(fā)明風(fēng)閥的一個優(yōu)點，只要用小的空氣吸入量就可使空氣從支架流入與閥片相適應(yīng)的間隙。這就阻止了木屑、切屑和類似物沉積在風(fēng)閥支架兩部分之間的間隙中。因此它使閥片可完全閉合風(fēng)閥，提高了其實用性，降低了維修費，并使其更可靠操作。
本發(fā)明這些和其它目的與優(yōu)點將從下面說明書及附圖的描述中顯現(xiàn)出來。


圖1是本發(fā)明粉塵收集系統(tǒng)的示意圖。
圖2是本發(fā)明電風(fēng)閥的前視局部剖面圖。
圖3是圖2電風(fēng)閥沿線3-3的側(cè)剖面圖。
圖4是單一風(fēng)閥及其輔助設(shè)備的信號運行線路的示意圖。
圖5是本發(fā)明所用中央控制器的外部透視圖。
圖6是詳細(xì)表示了圖4示意圖中的信號過程和元器件結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖7是本發(fā)明另一實施例控制多個風(fēng)閥的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明屬于用于機(jī)械車間和類似地方的粉塵收集系統(tǒng)，在這些車間里，要求收集由機(jī)械加工和木工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵。在機(jī)械或木材加工中，當(dāng)鋸等運行時，其上的工件可以產(chǎn)生粉塵、切屑、屑末等。為所述目的，在此將所有碎屑稱為“粉塵”。從安全和健康考慮，管道可靠近粉塵產(chǎn)生的地方提供粉塵收集真空。另外，現(xiàn)在的許多機(jī)械工具都包括粉塵收集系統(tǒng)，為了即使不是全部但也是顯著地減少機(jī)器加工時彌漫在周圍環(huán)境中的粉塵，該粉塵收集系統(tǒng)僅要求與真空系統(tǒng)管道連接。
如圖1所示，本發(fā)明的粉塵收集系統(tǒng)30有通過與管道系統(tǒng)34相配的反饋裝置對整個系統(tǒng)工作操作進(jìn)行控制的中央控制盒和微處理器32。該中央控制盒32還與粉塵收集器真空系統(tǒng)36相連。一組閥或風(fēng)閥38(圖2和3)用于調(diào)節(jié)向?qū)?yīng)機(jī)器40傳輸真空。從圖1可見，這樣的機(jī)器包括不同尺寸和類型的鋸子、滾扎機(jī)、車床、帶鋸等。本發(fā)明還有將真空傳到鄰近地面的地面掃除器，這樣碎屑會被掃到管口并帶入粉塵收集器真空系統(tǒng)36中。
顯示特定機(jī)器40工作情況的傳感器是基于壓電原理工作的。壓電裝置用尼龍搭扣固定在工作時需要用真空收集粉塵的機(jī)器上。機(jī)器開動時，其振動引起壓電裝置顫動或振動，使壓電晶體有些彎曲。信號傳到中央控制器32，顯示機(jī)器在工作。中央處理器32根據(jù)傳感器信號驅(qū)動粉塵收集器真空系統(tǒng)36。真空隨后通過管道系統(tǒng)34和風(fēng)閥38傳輸?shù)较鄳?yīng)的機(jī)器。
如圖2和3所示，風(fēng)閥38有轉(zhuǎn)動閥片50繞其轉(zhuǎn)動的偏心軸52。轉(zhuǎn)動閥片50為梨狀或淚滴狀，它有較寬的葉狀外端54和較窄且突出的內(nèi)端56。內(nèi)端56是轉(zhuǎn)動閥片50的轉(zhuǎn)軸端。另外，止塊58可在轉(zhuǎn)動閥片50自由側(cè)的邊緣上。止塊作為可以制止轉(zhuǎn)動閥片50轉(zhuǎn)進(jìn)風(fēng)閥38的器件。另外，當(dāng)轉(zhuǎn)動閥片50的另一邊與風(fēng)閥38的支架70嚙合時，也可作為止住其繞軸轉(zhuǎn)動的器件。止塊58也可做成使安裝工人或風(fēng)閥制造者能在滑動離合器上測量應(yīng)力的延伸圈形狀。因此如果需要的話可以適當(dāng)調(diào)整滑動離合器。
如圖3所示，支架70有兩個半軸瓦72、74。支架有中心孔76作為真空流通過的主通道。這是被轉(zhuǎn)動閥片50阻斷的控制真空流經(jīng)過風(fēng)閥38的通道。當(dāng)轉(zhuǎn)動閥片50轉(zhuǎn)動到位時，真空流通道76被該轉(zhuǎn)動閥片50完全阻斷。
另外，空氣進(jìn)口78靠近主真空流通道76。空氣進(jìn)口78按比例定位在支架70的兩個半軸瓦72、74之間，以保證被抽向粉塵收集器36的粉塵及其類似物不會在支架70的兩個半軸瓦72、74之間堆積。
轉(zhuǎn)動閥片50在支架70的兩半軸瓦72、74之間形成的狹縫82內(nèi)轉(zhuǎn)動。風(fēng)閥38的外突部80作為兩半軸瓦72、74可以沿周長相連接的部位。如圖3所示，外突部80在其外端稍微向另一半軸瓦突出。這有助于確定兩半軸瓦之間的狹縫82，在狹縫內(nèi)，由于轉(zhuǎn)動閥片50將兩半軸瓦72、74分開是活動連接的。如圖3所示，轉(zhuǎn)動閥片50在狹縫82中主真空流通道76，以確保流向粉塵收集器36的氣體和碎屑在風(fēng)閥38閉合時通過轉(zhuǎn)動閥片50的最小“漏出量”。
如圖2所示，支架70的一部分被切掉，形成開口部分84，轉(zhuǎn)動閥片50轉(zhuǎn)動到開啟真空流通道76時在該部分內(nèi)。開口部分84提供了在必要情況下用手操作轉(zhuǎn)動閥片50的裝置。開口部分84一般以半圓形狀延伸進(jìn)支架70的漸開部分86。除開口部分84外，止塊58為轉(zhuǎn)動閥片50的手工操作提供了便利，使轉(zhuǎn)動閥片50離開流體通道76就可抓住或夾緊止塊58以打開風(fēng)閥76。
通常，風(fēng)閥38由耐用材料制成，最好是那些低摩擦材料，以便緊密配合在支架70和轉(zhuǎn)動閥片50之間。轉(zhuǎn)動閥片50最好由足夠硬的材料制成，以便它在狹縫82內(nèi)不會彎曲。由于不彎曲，轉(zhuǎn)動閥片50不會夾在或堵在狹縫82內(nèi)。轉(zhuǎn)動閥片50和支架半軸瓦72、74之間接觸所產(chǎn)生的摩擦也得以減小。
如圖2所示，轉(zhuǎn)動閥片50的頂端與外突部80的內(nèi)部輕微接觸。當(dāng)轉(zhuǎn)動閥片50轉(zhuǎn)動到完全蓋住流體通道76時，外突部80最里面的部分與轉(zhuǎn)動閥片50的盡可能長的圓周接觸以確保最大可能的密封。如圖2所示，空氣進(jìn)口78的直徑近似為十六分之一英寸(1/16″)，并定位在當(dāng)轉(zhuǎn)動閥片50完全蓋住并阻斷真空流體通道76時恰恰在其中線上。
為提供可以在風(fēng)閥38與管道系統(tǒng)34連接的裝置，凸緣88、90包圍真空通道76。通過管道夾或類似物，凸緣88、90使安裝在管道系統(tǒng)內(nèi)的風(fēng)閥38靠近工作機(jī)器。如圖3所示，凹槽92是這種管道夾與凸緣88、90配合的較好裝置。環(huán)狀夾也是實現(xiàn)同樣目的的好裝置。閘的安裝螺釘94用于在支架70的外圓周凸出部分80上將支架的兩半軸瓦72、74連接在一起。
正如所見的那樣，可制造一種閥門效率高的先進(jìn)風(fēng)閥38，通過在支架70內(nèi)的轉(zhuǎn)動閥片50保證中央真空通道76可靠的打開和閉合。為提高本發(fā)明風(fēng)閥38的實用性，可用如直流電機(jī)100的電動工具來開關(guān)轉(zhuǎn)動閥片50。直流電機(jī)100根據(jù)加在該電機(jī)上的直流電的極性順時針或逆時針轉(zhuǎn)動。直流電的一種極性使直流電機(jī)100順時針轉(zhuǎn)動(如圖2所示開啟風(fēng)閥38)，相反的極性使直流電機(jī)100的驅(qū)動軸逆時針轉(zhuǎn)動(閉合風(fēng)閥38)。
直流電機(jī)100通過一種能使電機(jī)在閥片50已停止時仍在轉(zhuǎn)動的滑動離合器與轉(zhuǎn)動閥片50連接在一起。構(gòu)成滑動離合器的是契形墊圈102，契形彈簧墊圈104和自攻螺母106。轉(zhuǎn)動閥片50和支架70確定了與轉(zhuǎn)動閥片50轉(zhuǎn)動所繞的偏心軸52同軸的、供直流電機(jī)100的驅(qū)動軸108穿過的同軸孔。如圖3所示，契形墊圈102靠近電機(jī)100和第一支架半軸瓦72。轉(zhuǎn)動閥片50靠近該契形墊圈。第二支架半軸瓦74與第一支架半軸瓦72配合蓋在轉(zhuǎn)動閥片上。閘的安裝螺釘94將兩半軸瓦72、74相互固定在一起。為了保證楔性彈簧就位，將該契形彈簧墊圈104與在驅(qū)動軸108上攻出螺紋的自攻螺母106一起安裝在驅(qū)動軸108上。
自攻螺母106在驅(qū)動軸108上攻出足夠長的螺紋，以保證在契形墊圈102和契形彈簧墊圈104之間的轉(zhuǎn)動閥片50沒有過緊。這樣，在驅(qū)動軸108和轉(zhuǎn)動閥片50之間有些滑動，使得支架70或其它構(gòu)件會擋住轉(zhuǎn)動閥片50的多余轉(zhuǎn)動通路。為阻斷轉(zhuǎn)動閥片50離開真空通道76的向外延續(xù)運動，在支架70的遠(yuǎn)端110內(nèi)阻斷或填充兩半軸瓦72、74間的狹縫82?；蛘?，在支架70的遠(yuǎn)端110內(nèi)，最好用靠近偏心軸52的支架70的弓形突出端112和閥片50的較窄突出內(nèi)端56阻斷或填充74。
一旦被阻斷，如果直流電機(jī)100繼續(xù)加電，驅(qū)動軸108會繼續(xù)轉(zhuǎn)動。然而，兩契形墊圈102、104間和/或契形彈簧墊圈104和自攻螺母106間的摩擦?xí)鸹瑒与x合器的作用，使驅(qū)動軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動閥片50不轉(zhuǎn)動。自攻螺母106安裝在適當(dāng)位置時的壓力確定了契形墊圈102、104間的摩擦配合。該壓力要足夠小以使驅(qū)動軸108在電機(jī)加電時能轉(zhuǎn)動，而電機(jī)100的功率要足夠大以在不同真空壓力和條件下都能使轉(zhuǎn)動閥片50轉(zhuǎn)動。由于契形彈簧墊圈104由一組包括彈簧的柔性薄片制成，契形彈簧墊圈104上的壓力通?？筛鶕?jù)隨著自攻螺母106調(diào)整中的豐富經(jīng)驗而變得明顯的技能來調(diào)整到很好的狀態(tài)。如下面的細(xì)節(jié)描述，當(dāng)直流電機(jī)100加電時，給出的時間一般比風(fēng)閥38的全部開關(guān)或閉合所需時間多10％。這樣確保風(fēng)閥完全改變其狀態(tài)(從開到關(guān)或從關(guān)到開)而對滑動離合器沒有過度負(fù)荷。直流電機(jī)100有與其連接在一起的1∶270比率的變速箱。在本發(fā)明風(fēng)閥的實施例中，1∶270的齒輪比比其它齒輪比(如1∶420)好，因為它響應(yīng)快，可提供充分的機(jī)械優(yōu)點。
使用滑動離合器，就不需要限位開關(guān)。這降低了總的信號負(fù)荷與復(fù)雜性，也降低了本發(fā)明部件的復(fù)雜性，更好地確保其操作適當(dāng)、可靠。另外，它降低了服務(wù)要求。與本發(fā)明其它信號部件和電氣部件一樣，用屏蔽線將直流電從中央控制器32中傳輸出來。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，風(fēng)閥從閉合狀態(tài)變?yōu)殚_啟狀態(tài)需要大約2秒，反之亦然。在風(fēng)閥38的端部位置有機(jī)械限位器，保證風(fēng)閥38在完全開啟和完全閉合狀態(tài)時，其運動停止。
如圖4所示，中央控制器32通常包括已編程或可編程的微處理器。圖4顯示了一臺機(jī)器40的配置，但圖4顯示的配置可擴(kuò)展到許多臺單獨的機(jī)器40，如6臺機(jī)器(圖6)，或24臺機(jī)器(圖7)。為向中央控制器32發(fā)出機(jī)器40正在工作的信號，用鉤環(huán)緊固件(VELCROTM)或類似物將壓電傳感器120安裝在機(jī)器40上。也可用其它如永久性安裝的安裝方法來達(dá)到良好效果。如上所述，屏蔽電纜將壓電傳感器120與中央控制器32連接在一起。
壓電傳感器120最好夾在兩圓盤磁鐵中間。由于壓電傳感器120夾在磁鐵中間，壓電傳感器120傳出的信號被放大并加強。因此，將包括信號線上的噪聲在內(nèi)的其它信號與壓電傳感器120傳輸?shù)男盘枀^(qū)別開變成了較容易的過程。壓電傳感器120和夾緊磁鐵可裝在塑料盒或容器中。在需要進(jìn)行粉塵清除的機(jī)器和裝傳感器的塑料盒之間可用如VELCROTM鉤環(huán)緊固件進(jìn)行安裝。
為改善本發(fā)明的操作，可用能使中央控制器32更好地區(qū)分壓電傳感器120傳輸?shù)男盘柡涂赡苡稍肼曇鸬钠渌盘柕闹噶顏韺χ醒肟刂破?2進(jìn)行預(yù)編程。這種預(yù)編程通過可擦可編程的只讀存儲器(EPROM)或其它為得到這種信號區(qū)分指令而進(jìn)行適當(dāng)編程的復(fù)雜硬件來實現(xiàn)。
當(dāng)機(jī)器40開始工作時，它振動并在其振動時引起壓電傳感器120內(nèi)的晶體稍微彎曲，沿屏蔽電纜將電信號傳輸?shù)街醒肟刂破?2的輸入端122。基于輸入端122上感受到的新信號(指示機(jī)器工作)，中央控制器32開始通過將信號從風(fēng)閥輸出端124傳輸?shù)斤L(fēng)閥38來開啟風(fēng)閥38。風(fēng)閥輸出端傳輸?shù)妮敵鲂盘柊苁癸L(fēng)閥38的直流電機(jī)100開啟的可選擇的極性信號。如上所述，電機(jī)信號有明確的直流極性并持續(xù)約2秒，約是開啟風(fēng)閥所需時間的110％。多余的10％是保證即使在開啟轉(zhuǎn)動閥片50時有滑動離合器的受迫滑程，風(fēng)閥38仍能完全開啟。
在中央控制器32用信號控制風(fēng)閥38開啟約2秒后，信號通過中央控制器32的粉塵收集器輸出端126傳到粉塵收集器真空系統(tǒng)36。如果粉塵收集器輸出端是閉合的，則風(fēng)閥38開啟后會打開它。如果粉塵收集器36是開啟的，則其功率會逐步增加，以適應(yīng)在已選風(fēng)閥38已開啟后增加的真空負(fù)載。由粉塵收集器36拖動的真空隨后傳向管道系統(tǒng)18，并通過打開的風(fēng)閥38到達(dá)機(jī)器40。
機(jī)器40工作的所有時間內(nèi)，它持續(xù)振動，使壓電傳感器120向中央控制器32的壓電傳感器輸入端122發(fā)送信號。這樣保持了風(fēng)閥38的開啟狀態(tài)和粉塵收集器36相應(yīng)的功耗水平。機(jī)器40閉合時，它停止振動，與之相連的壓電傳感器同樣停止振動。中央控制器32的壓電傳感器輸入端122沒有了信號，使中央控制器首先逐步降低粉塵收集器的電壓或閉合(當(dāng)適合時)粉塵收集器36，然后閉合風(fēng)閥38。該循環(huán)在機(jī)器40下一次使用時又重新開始。另一方面，可用手動開關(guān)128來人工按壓壓電傳感器120及其控制傳到壓電傳感器輸入端122的信號。
如圖5所示，中央控制器32有帶識別標(biāo)記的圖形外觀，這些識別標(biāo)記使操作人員可將其作為整體檢查，以確定本發(fā)明真空除塵系統(tǒng)30的狀態(tài)。LED顯示器130顯示風(fēng)閥的工作狀態(tài)和粉塵收集器36所送出的真空流經(jīng)過管道系統(tǒng)18的方向。另外，有啟動開關(guān)132可控制中央控制器32，使其自動工作或手動工作。系列信號線134使中央控制器32和風(fēng)閥38以及壓電傳感器120之間信號交流。中央控制器32可有遙控按扭作為附件，該遙控按扭對如圖1所示的用于清除地面和類似目的的風(fēng)閥進(jìn)行遙控操作。另外，可用提供120/240伏電壓的外接插座138，它使中央控制器32可確定與外接插座138相連的工具是否接通。如果是的話，中央控制器32可開啟風(fēng)閥中的一個，例如6號閥，并接通電源的工具進(jìn)行粉塵收集?？捎铆h(huán)形變流器測量電流。
另外，有接通粉塵收集器/真空吸塵器36的信號線140，還可以有接通120/240伏電源的線142。如前所述，本發(fā)明的大多數(shù)信號線都是雙導(dǎo)線屏蔽電纜。這種電纜的屏蔽是接地的，它有助于控制內(nèi)部系統(tǒng)(depth system)中的靜電。在中央控制器32的一個實施例中，中央控制器32用了Intel 8052微處理器。
如圖6和7所示，本發(fā)明系統(tǒng)30的示意圖顯示了用6或24個風(fēng)閥的簡單或復(fù)雜的配置來控制粉塵收集器36產(chǎn)生的真空。從某種意義上來講，圖6和圖7是圖4的擴(kuò)展版本，顯示了構(gòu)成本發(fā)明的許多部件。如圖6和7所示，方框標(biāo)記“信號和/變向”150表示當(dāng)風(fēng)閥38的狀態(tài)被直流電機(jī)100的驅(qū)動所改變時與相應(yīng)的“開動”繼電器相連的低壓繼電器。在其它所有時間，信號和/變向低壓繼電器150將壓電傳感器120與微處理器154連接在一起，這樣微處理器154就能讀取來自傳感器120的信號。為控制每個風(fēng)閥38上的直流電機(jī)100的方向，方向繼電器152改變開關(guān)風(fēng)閥38所需的極性。微處理器154也控制方向繼電器152。
“信號和變向”繼電器150可選擇地與信號放大器和檢測器190或開動繼電器192連接。當(dāng)風(fēng)閥38的狀態(tài)要改變時(從閉合到開啟，從開啟到閉合)，微處理器154驅(qū)動繼電器150在信號和變向繼電器150和開動繼電器192之間建立連接。微處理器154隨后向直流電機(jī)100傳送正確極性的功率脈沖來開啟或閉合它。繼電器150一完成任務(wù)就轉(zhuǎn)換到與信號放大器190連接，等待檢測來自傳感器120的信號。
在一個實施例中，直流電機(jī)100和壓電傳感器120并聯(lián)。兩個二極管(未示出)與直流電機(jī)100串聯(lián)并將它與傳感器120隔開。兩個二極管彼此并聯(lián)并反向?qū)?。由于傳感?20的輸出一般約500mV，傳感器輸出沒有超過二極管的偏置電壓，并且短路未將傳感器輸出傳導(dǎo)通過直流電機(jī)100。取而代之的是，傳感器輸出通過繼電器150和信號放大與檢測器190傳導(dǎo)到中央控制器32的微處理器154。來自開動繼電器192的信號超過600mV，被加到直流電機(jī)100上控制風(fēng)閥38。
另外，可用DIP開關(guān)156，通過它可設(shè)置直流電機(jī)100的脈沖長度。自動/手動開關(guān)132可分別控制粉塵收集器36的自動或手動模式。中央控制器32剛接通時，要進(jìn)行自檢測試以確定適當(dāng)?shù)墓ぷ鳡顟B(tài)。
接通或加電后，所有已連接的閥38依次閉合。在一個實施例中，如果所有測試正常，則中央控制器32的LED就會閃3次，如果有問題，它就一直閃爍。在一個實施例中，當(dāng)加在中央控制器32上的電接通時，按前面板上的任一按扭，可對中央控制器32進(jìn)行一次完全測試。在一些情況下，所有已連接的風(fēng)閥38依次開啟和閉合，直到斷電。通過按下中央控制器32前面板上相應(yīng)的手動控制鍵可確定這種開啟和閉合。
中央控制器32可提供24伏的直流電。該電源驅(qū)動風(fēng)閥38的直流電機(jī)100。另外，為微處理器154提供5伏直流電源。由于風(fēng)閥38要開啟和閉合，因此直流電機(jī)100的極性要變化，因此±24伏電源是單獨的。中央控制器32的供電可以是120伏或240伏的交流電，并且可在DIP開關(guān)156上進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
圖6所示的示意圖通常適于控制6個風(fēng)閥38。圖7所示的示意圖適于控制24個風(fēng)閥38。構(gòu)成本發(fā)明另外實施例的其它部件在圖7中示出，它包括模擬輸出電壓調(diào)節(jié)器160對粉塵收集器實際電壓的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)器160將輸出信號控制在0-10伏。另外，可加入“有效限位開關(guān)”162，當(dāng)轉(zhuǎn)動閥片開始碰到機(jī)械止塊時，它能檢測到風(fēng)閥的電流增量。由于增加的電流會形成被中央控制器32的微處理器讀取的信號并切斷直流電機(jī)100的電源，所以該有效限位開關(guān)162提高了系統(tǒng)可靠性。
另外，將微處理器和放大器172產(chǎn)生的1KHz的矩形波信號170發(fā)回壓電傳感器120。該1KHz信號使壓電傳感器120作為成功開閉風(fēng)閥38的聲頻信號。它還可顯示出傳感器120的電路未斷，而是連續(xù)的。
如圖7所示，還用了帶背光的LCD顯示器180。該LCD顯示器提供了可向觀察者傳送狀態(tài)、工作情況和操作選擇的顯示裝置。另外，當(dāng)與中央控制器32前面板上的按扭或開關(guān)連接時，通過它能提供更容易有效的控制。
可用如RS-232C端口的串行端口184，通過它可將中央控制器32和對中央控制器32進(jìn)行計算機(jī)監(jiān)控的個人電腦或其它型號電腦連接起來?？蓮挠嬎銠C(jī)向中央控制器32下載設(shè)置功能，或通過端口184向計算機(jī)上載記錄信息或數(shù)據(jù)。也可提供備份功能，它可使EEPROM存儲器用于存儲微處理器的狀態(tài)和情況以及中央控制器32的相關(guān)電路。另外，可將該備份信息發(fā)送到連在串行端口184的計算機(jī)上。
雖然已經(jīng)對本發(fā)明的一些具體實施例進(jìn)行了描述，顯然，也可設(shè)計出其它不違背本發(fā)明思想的變化的實施例。
權(quán)利要求
1.一種自動機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)，包括粉塵收集器，所述粉塵收集器產(chǎn)生真空；至少一臺機(jī)器，所述機(jī)器產(chǎn)生由所述粉塵收集器收集的粉塵或屑末，所述機(jī)器與所述粉塵收集器通過管道連接，所述管道向所述機(jī)器傳輸真空壓力；風(fēng)閥，所述風(fēng)閥與所述管道連接，并可選擇地控制所述真空壓力向所述機(jī)器的傳輸；傳感器，所述傳感器與所述機(jī)器連接，在所述機(jī)器工作時傳輸與所述機(jī)器不工作時所述傳感器傳輸?shù)男盘柌煌男盘?；以及控制器，所述控制器與所述粉塵收集器、所述風(fēng)閥和所述傳感器連接，所述控制器根據(jù)所述傳感器信號控制所述粉塵收集器和所述風(fēng)閥；由此當(dāng)所述機(jī)器通電時，所述粉塵收集器自動收集所述機(jī)器在機(jī)加工過程中產(chǎn)生的粉塵，所述控制器根據(jù)表明所述機(jī)器工作狀態(tài)的傳感器信號給所述粉塵收集器通電并開啟所述風(fēng)閥，所述控制器根據(jù)表明所述機(jī)器不工作的傳感器信號給所述粉塵收集器斷電并閉合所述風(fēng)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)，其特征在于，所述風(fēng)閥包括支架，所述支架與真空除塵系統(tǒng)的管道系統(tǒng)可連接，所述支架確定真空壓力從中傳輸?shù)牧鞯溃鲋Ъ艽_定中央狹縫，所述中央狹縫從所述流道向外延伸；轉(zhuǎn)動閥片，所述轉(zhuǎn)動閥片與所述支架樞軸連接，所述轉(zhuǎn)動閥片運行，具有梨狀外形，以節(jié)省材料并提供重量輕且能有效阻斷的閥片，因此所述轉(zhuǎn)動閥片的大部分作為風(fēng)閥的所述阻斷閥片的阻斷部分，所述轉(zhuǎn)動閥片完全通過所述狹縫，以便所述轉(zhuǎn)動閥片超出所述流道的圓周以更好地阻斷真空壓力的傳輸?？諝膺M(jìn)口，所述空氣進(jìn)口由靠近所述流道的所述支架確定，所述空氣進(jìn)口將所述支架的外界環(huán)境與所述中央狹縫連接，由此，當(dāng)風(fēng)閥傳輸真空壓力時，通過所述空氣進(jìn)口的氣流將如粉塵、屑末及類似物的碎屑從所述中央狹縫清除，對所述空氣進(jìn)口進(jìn)行最佳定位，以便在風(fēng)閥閉合時，它能在所述轉(zhuǎn)動閥片的最寬點處與靠近所述轉(zhuǎn)動閥片的所述中央狹縫相交；半圓切除部分，所述半圓切除部分由所述支架確定并與所述流道隔開，在降低所述支架所需的重量和材料的同時，所述半圓切除部分允許人工接近所述轉(zhuǎn)動閥片；直流電機(jī)，所述直流電機(jī)與所述支架和所述轉(zhuǎn)動閥片連接，由此所述電機(jī)可相對于所述支架轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)動閥片，供給所述直流電機(jī)的電流的極性控制所述轉(zhuǎn)動閥片的轉(zhuǎn)動方向；墊圈，所述墊圈與所述支架的一側(cè)連接并與所述電機(jī)的驅(qū)動軸同軸；彈簧墊圈，所述彈簧墊圈與所述支架的另一側(cè)連接并與所述驅(qū)動軸同軸；以及螺母，所述螺母與靠近所述彈簧墊圈的所述驅(qū)動軸連接，并將所述彈簧墊圈壓在所述轉(zhuǎn)動閥片上，所述墊圈形成滑動離合器，以便所述彈簧墊圈將所述轉(zhuǎn)動閥片壓在所述墊圈上，在所述轉(zhuǎn)動閥片自由轉(zhuǎn)動時，足以相對于所述驅(qū)動軸支持所述轉(zhuǎn)動閥片就位，但在所述轉(zhuǎn)動閥片不自由轉(zhuǎn)動時，不足以相對于所述驅(qū)動軸支持所述轉(zhuǎn)動閥片就位；由此所述轉(zhuǎn)動閥片可繞軸樞轉(zhuǎn)，以有選擇地阻斷所述流道，從而開啟和閉合風(fēng)閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器是壓電傳感器。
4.一種用于自動機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)的控制器，包括處理器，所述處理器是可編程的或已編程的，所述處理器接收并傳輸信號，控制自動機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)，所述處理器與粉塵收集器和第一風(fēng)閥連接；和第一壓電傳感器，所述第一壓電傳感器與第一臺機(jī)器連接，指示所述第一臺機(jī)器的開/關(guān)工作狀態(tài)，所述第一壓電傳感器向所述處理器傳輸指示所述工作狀態(tài)的信號，所述第一臺機(jī)器與所述粉塵收集器通過由所述第一風(fēng)閥控制的管道系統(tǒng)連接；由此所述處理器根據(jù)接收到的所述第一臺機(jī)器在工作的傳感器信號，驅(qū)動所述粉塵收集器并開啟所述第一風(fēng)閥，所述處理器根據(jù)接收到的所述第一臺機(jī)器已閉合的傳感器信號，將所述粉塵收集器斷電并閉合所述第一風(fēng)閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動機(jī)械車間真空除塵系統(tǒng)的控制器，其特征在于，還包括第二壓電傳感器，所述第二壓電傳感器與第二臺機(jī)器連接，指示所述第二臺機(jī)器的開/關(guān)工作狀態(tài)，所述第二壓電傳感器向所述處理器傳輸指示所述工作狀態(tài)的信號，所述第二臺機(jī)器與所述粉塵收集器通過第二風(fēng)閥控制的管道系統(tǒng)連接；和所述處理器單獨控制所述第一和第二風(fēng)閥，以及所述粉塵收集器的工作狀態(tài)；由此所述處理器通過開啟和閉合所述第一和第二風(fēng)閥來單獨控制所述粉塵收集器產(chǎn)生的真空壓力，僅向工作機(jī)器傳送所述真空壓力。
全文摘要
一種用于機(jī)械車間粉塵、顆粒物等的真空除塵系統(tǒng)(30)。風(fēng)閥(38)控制粉塵收集器產(chǎn)生的真空流向可以調(diào)節(jié)或不調(diào)節(jié)真空管道系統(tǒng)等的單個機(jī)器(40)及類似設(shè)備。在有效使用滑動離合器(102，104)或增強電流反饋系統(tǒng)的直流電機(jī)(100)的情況下，該風(fēng)閥在支架內(nèi)有轉(zhuǎn)動閥片(50)，限制轉(zhuǎn)動閥片的轉(zhuǎn)動驅(qū)動。重要的是，用小孔(78)使空氣流進(jìn)入支架，通過它轉(zhuǎn)動閥片轉(zhuǎn)動，以保證顆粒物不堆積在支架內(nèi)，從而避免調(diào)整閥片的特定操作。帶微處理器或類似裝置的中央控制器(32)可以編程或已編程的，并且基于反饋裝置對選定數(shù)量的風(fēng)閥進(jìn)行單獨控制。反饋裝置是壓電反饋傳感器(120)。
文檔編號B08B15/00GK1494957SQ0312771
公開日2004年5月12日 申請日期1999年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月10日
發(fā)明者彼得·利托米斯基, 艾利斯·利托米斯基, 利托米斯基, 彼得 利托米斯基 申請人:彼得·利托米斯基, 艾利斯·利托米斯基, 彼得 利托米斯基