專利名稱：制備電腐蝕機的加工液用的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備火花腐蝕機或電腐蝕機的工作液、處理液或加工液用的設(shè)備。制備是用一個過濾器進(jìn)行的，濃縮液流從濃縮液槽供到過濾器上，滲透出的液流則從過濾器排出。
電腐蝕機一般都有一個充有加工液的工作容器，待電蝕加工的工件就浸漬在加工液中。在線切割機或線腐蝕機的情況下，加工液由去離子水組成，埋頭孔加工機的加工液則是由烴類組成。顆粒從工件上被蝕除的結(jié)果降低了加工液的清潔程度，從而改變了加工液的導(dǎo)電性能。
為使腐蝕操作維持某一要求的質(zhì)量，需要凈化加工液，使其電氣性能和清潔程度維持在預(yù)定的范圍。
現(xiàn)有技術(shù)通常采用一般的過濾器制備加工液，這類過濾器的孔徑較大。在這類過濾器孔徑較大的情況下，過濾作用是不足以在歷時數(shù)天的期限內(nèi)使電腐蝕機的加工液維持在所要求的質(zhì)量范圍的。然而要提高過濾質(zhì)量而將一般過濾器的孔徑減小時卻又會使過濾器壁堵塞。
在過濾技術(shù)領(lǐng)域中，通常都知道采用孔截面積比一般過濾器孔的大小小得多的薄膜過濾器?？墒菤v來都認(rèn)為，薄膜過濾器不適宜在電蝕工藝中供粗濾濃縮液之用，因為這樣做就要擔(dān)心薄膜過濾器因濃縮液固體物含量高而迅速堵塞。
因此迄今薄膜過濾器只用于制備電腐蝕機加工液極其特殊的用途中，從來也沒有供凈化或制備濃縮液之用。因此，日本公開專利JP-OS62-24917公開了一種制備電腐蝕機加工液的設(shè)備，其中應(yīng)用了薄膜過濾器。該專利的設(shè)備有一個加工液容器，由一個賽珞玢薄膜將該容器再分成兩個區(qū)。第一個區(qū)由一臺泵(泵的下游連接有一個普通的過濾器)連接到電腐蝕機的加工區(qū)，該加工區(qū)又可借助于另一臺泵將其內(nèi)容物排放到容器的所述第一個區(qū)中。容器的第二個區(qū)借助于另一臺泵連接到一離子交換劑中。容器的第二個區(qū)中的離子濃度遠(yuǎn)低于容器第一個區(qū)中的離子濃度，因而有可能使離子交換劑在有利于其工作情況的低離子濃度下工作。因此在該專利制備加工液的設(shè)備中，普通的過濾器是供過濾濃縮液用的，而薄膜過濾器則只供為循環(huán)使用離子交換劑而可調(diào)節(jié)地降低離子濃度之用。
在過濾技術(shù)領(lǐng)域中，大家都知道采用薄膜過濾器來定期回洗薄膜從而滌除工作期間累積在薄膜上的污垢結(jié)塊。在公知技術(shù)的薄膜過濾裝置中，有人為此目的而采用了時間控制法，并在預(yù)定過濾時間終了時進(jìn)行短暫的回洗工序。但在這種過濾裝置中，只有當(dāng)污垢結(jié)塊在薄膜壁上污垢是在某一可預(yù)測的固定產(chǎn)生的基礎(chǔ)上以大致上不變的速度形成時才能以經(jīng)濟的方式設(shè)定各回洗的時間間隔。
同現(xiàn)有技術(shù)比較起來，本發(fā)明的課題是進(jìn)一步研制出這樣一種制備電腐蝕機加工液用的設(shè)備，使得無論電腐蝕機以不同的工作方式工作時單位時間所形成的污垢粒子量如何不同，總可以使電腐蝕機的加工液長時間保持高質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明，在本說明書開端所述的那種制備電腐蝕機加工液的設(shè)備的情況下，上述問題是通過以下措施解決的，即過濾器采用薄膜過濾器，并給該過濾器配備回洗裝置，且在回洗過程中用薄膜過濾器將滲透物從滲透物側(cè)(滲透物出口4)通過薄膜強制送到薄膜過濾器的濃縮液側(cè)，且回洗裝置每次是依賴于電蝕工藝的某一參量在過濾時間終了時進(jìn)行回洗的。
本發(fā)明是基于這樣一種結(jié)論提出的，即，與迄今一般的看法相反，如果以與電腐蝕工藝參量有關(guān)的回洗頻率清洗薄膜過濾器，則它是可用以清洗電腐蝕機的濃縮液的，這一清洗又給我們提供了有關(guān)在電蝕過程中所形成的污垢量的資料。這樣就有可能在粗割工件的情況下考慮用高的回洗頻率來處理大量污垢的產(chǎn)生，而在精割的情況下可以大幅度降低回洗頻率。
特別具有實用意義的是作為時間積分的函數(shù)通過電腐蝕機的耗電量或從火焰切割電流控制回洗頻率的想法。作為時間積分的函數(shù)通過火焰切割電流控制回洗頻率之所以簡單是由于火焰切割電壓大致上保持恒定，且與電腐蝕機的工作無關(guān)，因而火焰切割電流與電蝕過程的效率成正比。電蝕過程的耗電量與單位時間從工件上切削的粒料量有密切關(guān)系，且體現(xiàn)為在電蝕過程中在濃縮液側(cè)所產(chǎn)生的污垢。因此通過對電腐蝕機的耗電量或火焰切割電流進(jìn)行時間積分有可能以良好的精確度測定出累積在薄膜壁上的污垢的適當(dāng)?shù)牧俊ｈb于單位時間產(chǎn)生的污垢量變化會很大，這種測定使得有可能采用只適用于污垢形成情況恒定的定期進(jìn)行回洗的方法來制備適應(yīng)電蝕加工波動幅度大的特殊需要的加工液。
我們還發(fā)現(xiàn)，污垢結(jié)塊在薄膜過濾器的濃縮液流入口處形成，達(dá)到特別引人注目的程度。根據(jù)本發(fā)明另一值得推薦的研制情況，如果將濃縮液流通過過濾器的流動方向反向，然后進(jìn)行回洗，則在回洗過程中被迫離開薄膜壁且接著以高濃度的形式出現(xiàn)的污垢粒子再也沒有通過整個薄膜過濾器而是沿直接路徑被引開。在此階段，進(jìn)一步對“污垢的循環(huán)”進(jìn)行處理大有好處，因為至少有一部分濃縮液流繞過毛毯過濾器。因此混合采取這三種措施(即回洗、倒轉(zhuǎn)流動方向和毛毯過濾器)的結(jié)果既達(dá)到了優(yōu)異清洗整個污垢回路的目的，同時也清除了污垢粒子。這樣做有可能大量增加薄膜過濾器的使用時間。對本發(fā)明制備電腐蝕機加工液的設(shè)備進(jìn)一步進(jìn)行的值得推薦的研究工作具有下列特點所述電蝕加工參數(shù)是對電腐蝕機加工間隙的功耗的時間積分;
所述電蝕加工參數(shù)是對電腐蝕機火焰切割電流的時間積分;
過濾時間也是固定為工件特性和電腐蝕機電火花發(fā)生器操作數(shù)據(jù)的函數(shù);
回洗裝置有一連接到薄膜過濾器滲透物出口的緩沖容器、一設(shè)在緩沖容器與滲透物凈化槽之間的回流管上且在回洗薄膜過濾器時關(guān)閉的回流閥和一借助于壓縮空氣閥連接到緩沖容器的壓縮空氣源，其中該壓縮空氣閥在回洗過程中是打開的;
回洗裝置還有一個安全閥，該安全閥在回洗過程中工作，且從流程的觀點看是并聯(lián)于薄膜過濾器與濃縮液槽之間的濃縮液回流管線上的一個遮護(hù)板;
回洗裝置確定連貫的兩個回洗工序之間的時間，并在該時間減少到低于一預(yù)定值時確定需要對薄膜過濾器進(jìn)行徹底清洗;
回洗裝置對回洗工序的次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，且在回洗次數(shù)超過預(yù)定值時確定需要對薄膜過濾器進(jìn)行徹底清洗;
回洗裝置有一個位于薄膜過濾器的滲透物出口的進(jìn)料閥、至少一位于薄膜過濾器濃縮液側(cè)的排料閥和一位于薄膜過濾器滲透物側(cè)的排料閥，且在確定需要進(jìn)行徹底清洗時，回洗裝置就可以通過操縱進(jìn)料閥和兩個排料閥對薄膜過濾器進(jìn)行酸洗;
薄膜過濾器的濃縮液出口設(shè)有一分支管，部分液流即可借助該分支管分流到一毛毯過濾器，且所述部分液流系在回洗薄膜過濾器的過程中接入;
該設(shè)備配備有反向裝置，用以反轉(zhuǎn)通過薄膜過濾器的濃縮液流的流向，且該反向裝置也可作為電蝕參數(shù)的函數(shù)工作。
現(xiàn)在參照附圖就一個非限制性的實施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明的內(nèi)容。附圖中

圖1是本發(fā)明制備電腐蝕機加工液用的設(shè)備的總示意圖;
圖2是圖1設(shè)備中所用的薄膜過濾器的剖視圖。
如后面即將更詳細(xì)說明的那樣，制備電腐蝕機加工液用的設(shè)備有一個濃縮液槽1。濃縮液流即用泵2從濃縮液槽1泵送到薄膜過濾器3中，滲透物則從薄膜過濾器3排離滲透物出口4。含有更多固體物的濃縮液流從過濾器的一個出口5沿著滲透物的分支管返回到濃縮液槽1中。返回來的部分濃縮液流由電動分流閥7沿分支管的下游供到廢料容器8中。廢料容器8系制成絲狀過濾籃的形式，里面放有毛毯過濾器9。廢料容器8安置在濃縮液槽1上方，從而使部分通過容器8的毛氈過濾器9的濃縮液流可引回到濃縮液槽1中。
在過濾的過程中，在毛毯過濾器9表面累積有過濾結(jié)塊9，該過濾結(jié)塊由濃縮液分離出來累積著的固體物組成。該過濾結(jié)塊增強了毛毯過濾器9的過濾作用。
廢料容器8設(shè)有一溢流口10，當(dāng)供到廢料容器8的部分濃縮液流大于通過過濾結(jié)塊和毛毯過濾器9滴出的預(yù)先凈化了的濃縮液的量時，溢流口10就可使?jié)饪s液從廢料容器8溢流入濃縮液槽1中。
適當(dāng)控制分流閥7即可將單位時間的較大部分液流定期或間歇地供到廢料容器8中，或?qū)⑤^少的部分液流量恒定地供到廢料容器8中。
圖中示出了單個薄膜過濾器3。但在實際實施的最佳實施例中系采用多個相同的以平行流動方式連接的過濾元件3。由于薄膜過濾器采用了這種結(jié)構(gòu)作為多個管式過濾元件，因而有可能只需要很小的空間就可獲得較大的過濾表面。
薄膜過濾器3最好是由空心的聚丙烯纖維制成，直徑約為1.5毫米，孔隙的大小約為0.2微米。從圖2可以看到，薄膜過濾器3由其滲透物出口4連接到一滲透物容器或凈化槽17，滲透物再由該槽泵送到火花腐蝕機的工作容器中。
除工作容器11和濃縮液槽1外，制備加工液的設(shè)備還包括一接收器或收集槽16和一凈化槽17。工作容器11的內(nèi)容物可經(jīng)由排料管18供到接收器16中。在濃縮液槽1中的濃縮液經(jīng)過沉淀之后，接收器16中的內(nèi)容物可借助于第二個泵19泵送循環(huán)。此外，工作容器11經(jīng)由回流管線20直接與濃縮液槽1連接起來。第一個泵2之后配置有壓力計21、粗濾器22和網(wǎng)屏或遮護(hù)板23，供料管線26即在其間劃分，并通到兩個入口閥24、25。第一入口閥24連接到薄膜過濾器3的一側(cè)，另一入口閥25則連接到過濾器的另一側(cè)。薄膜過濾器3的壓力上游和下游側(cè)由第二和第三壓力計27、28進(jìn)行監(jiān)控。在薄膜過濾器3的濃縮液區(qū)，除入口閥24、25外還連接有出口閥29、30，由濃縮液回流管線31連接到濃縮液槽1中?；亓鞴芫€31在分流閥7分支成廢料容器管線32，分支成具有遮護(hù)板34并通入濃縮液槽1的遮護(hù)管線33，并分支成具有污垢側(cè)安全閥36并延伸到濃縮液槽1的卸壓管線35。
入口閥24、25和出口閥29、30系控制得使入口閥24打開時，另一入口閥25關(guān)閉，同時出口閥30打開，面對第一入口閥24的入口閥29關(guān)閉。該閥開閉的組合結(jié)果確定了液流流動的方向，即在圖2中為從左到右。液流通過薄膜過濾器3的方向是可以使其反向的，即將入口閥25和出口閥29打開，將入口閥24和出口閥30關(guān)閉。
薄膜過濾器3連同其滲透物出口4系連接到緩沖容器39上，供回洗薄膜過濾器3之用。緩沖容器39可通過排氣閥40排氣，還可通過壓縮空氣閥41經(jīng)受壓縮空氣的作用以清洗薄膜過濾器3，壓縮空氣的壓力則由第四個壓力計42監(jiān)控。
緩沖容器39由具有回流閥43的回流管線44連接到凈化槽17。累積在凈化槽17中的滲透物借助于第三個泵45和滲透物管線46回流到工作容器11中。滲透物回流到工作容器，最好是在50至60升/分的輸送速率下進(jìn)行。
薄膜過濾器3的滲透物出口4連接有供料閥47供酸回洗薄膜過濾器3之用。兩個排料閥37、38也起同樣的作用，使薄膜過濾器3可以徹底排料。徹底清洗薄膜過濾器3而用酸進(jìn)行回洗時可這樣進(jìn)行將剩下的所有入口閥或出口閥40、41、24、29、30、25關(guān)上之后，通過進(jìn)料閥47往薄膜過濾器3中通入酸，用此酸對薄膜進(jìn)行徹底清洗。排料閥37、38用以排出從薄膜出來的酸，用以清除酸和從薄膜過濾器3的薄膜中沖洗出來的殘渣。
現(xiàn)在按下面對本發(fā)明制備電腐蝕機加工液的設(shè)備的說明來說明該設(shè)備的工作情況。
圖示的整個設(shè)備的控制是借助于市銷的過程控制計算機進(jìn)行的。該計算機還特別控制了回洗薄膜過濾器3用的個別閥。
在本最佳實施例中，在最后的回洗工序終了時，過程控制計算機確定火焰切割電流的時間積分?；鹧媲懈铍娏鞯臅r間積分一達(dá)某給定值(該值對應(yīng)于腐蝕能力，因而也對應(yīng)于污垢粒子濃度)，回洗工序就開始。為此目的，回流閥43關(guān)閉，位于圖中未示出的壓縮空氣源與緩沖容器39之間的壓縮空氣閥41打開。該壓力作用于緩沖容器39中的滲透物并傳遞到薄膜上，于是污垢粒子就脫離薄膜壁的濃縮液側(cè)。由于安全閥36打開，因而薄膜過濾器3的污垢側(cè)出口處的壓力降低了，于是被清除的污垢越來越多，污垢的流速也增加了。從流程的角度看，安全閥36是作為并聯(lián)于濃縮液回流管線31中的遮護(hù)板34的旁路。
在回洗過程中，必須保持污垢回路中的流量，這樣才能將脫離薄膜壁的污垢粒子帶走。
如果在回洗工序之后馬上反轉(zhuǎn)流經(jīng)薄膜過濾器3中濃縮液流的流向，則大有好處，這可通過操縱24、29、25和30各閥門付諸實施。在回洗過程中，將泵2關(guān)掉。由于污垢粒子主要是聚集在薄膜過濾器的濃縮液入口處，因此若流向是通過回洗操作以與時間有聯(lián)系的方式反向，則粒子在回洗工序之后再也無需通過整個過濾器。
過程控制計算機不僅是作為火焰切割電流積分的函數(shù)而且是作為工件材料、粒子成分和電腐蝕機電火花發(fā)生器的預(yù)定技術(shù)數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的函數(shù)對回洗頻率進(jìn)行控制的。在電流積分預(yù)定時，這些大于和超過火焰切割電流的積分值的附加參數(shù)不難通過簡單的電蝕試驗確定下來。
回洗給薄膜只帶來有限的清洗作用。經(jīng)過一段時間之后，薄膜過濾器的堵塞情況愈來愈嚴(yán)重。因此在經(jīng)過長時間運行之后不可避免地要將薄膜過濾器徹底清洗一番。根據(jù)本發(fā)明，需不需要徹底清洗是由過程控制計算機或者通過監(jiān)控回洗頻率或者通過計算出回洗次數(shù)進(jìn)行確定的。若兩回洗程序之間的過濾時間短到認(rèn)為需要進(jìn)行徹底清洗過濾器的值，過程控制計算機就在過濾器中的橫流中斷的情況下驅(qū)動進(jìn)料閥47，并使排料閥37、38打開。在這種狀態(tài)下，酸就通過滲透物出口4引入，供徹底清洗薄膜過濾器之用。酸將累積在薄膜中的污垢粒子和其它物質(zhì)洗滌掉，從而使過濾器再次恢復(fù)其先前的滲透能力。
可用以確定是否需要回洗的另一參數(shù)是沿薄膜過濾器的壓力降，這可借助于入口處與進(jìn)出口處的壓差確定，為此設(shè)置了壓力計27和28。過濾器越臟，該壓降越大。由于隨著過濾器污染情況的增加，所述壓降在每次回洗之后出現(xiàn)的時間越短，因而有可能由此確定是否需要徹底清洗。
進(jìn)行這種徹底清洗之后就需要沖洗過濾器的滲透物，以確保所有的酸殘留物完全離開過濾器。為達(dá)到此目的，在進(jìn)料閥47關(guān)閉、排料閥37、38打開的情況下，通過過濾器加壓沖洗來自緩沖容器39的滲透物。
權(quán)利要求
1.一種用過濾器制備電腐蝕機加工液的設(shè)備，濃縮液流從濃縮液槽供到過濾器上，滲透的液流則從過濾器排出，該設(shè)備的特征在于，所述過濾器是個薄膜過濾器(3)，該過濾器(3)配備有回洗裝置(39，43，44，41)，且在回洗過程中用該薄膜過濾器將滲透物從滲透物側(cè)(滲透物出口4)通過薄膜強制送到薄膜過濾器(3)的濃縮液側(cè)，且回洗裝置每次是依賴于電蝕工藝的某一參量在過濾時間終了時進(jìn)行回洗的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述電蝕加工參數(shù)是對電腐蝕機加工間隙的時間積分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述電蝕加工參數(shù)是對電腐蝕機火焰切割電流的時間積分。
4.根據(jù)1至3任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，過濾時間也是固定為工件特性和電腐蝕機電火花發(fā)生器操作數(shù)據(jù)的函數(shù)。
5.根據(jù)1至4任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述回洗裝置有一連接到薄膜過濾器(3)滲透物出口(4)的緩沖容器(39)、一設(shè)在緩沖容器(39)與滲透物凈化槽(17)之間的回流管(44)上且在回洗薄膜過濾器(3)時關(guān)閉的回流閥(43)和一借助于壓縮空氣閥(41)連接到緩沖容器(39)的壓縮空氣源，其中該壓縮空氣閥(41)在回洗過程中是打開的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，回洗裝置還有一個安全閥(36)，該安全閥在回洗過程中工作，且從流程的觀點看是并聯(lián)于薄膜過濾器(3)與濃縮液槽(1)之間的濃縮液回流管線(31)上的一個遮護(hù)板(34)。
7.根據(jù)1至6任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，回洗裝置確定連貫的兩個回洗工序之間的時間，并在該時間減少到低于一預(yù)定值時確定需要對薄膜過濾器(3)進(jìn)行徹底清洗。
8.根據(jù)1至6任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，回洗裝置對回洗工序的次數(shù)進(jìn)行計數(shù)，且在回洗次數(shù)超過預(yù)定值時確定需要對薄膜過濾器(3)進(jìn)行徹底清洗。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的設(shè)備，其特征在于，回洗裝置有一個位于薄膜過濾器(3)的滲透物出口(4)的進(jìn)料閥(47)、至少一位于薄膜過濾(3)濃縮液側(cè)的排料閥(38)和一位于薄膜過濾器(3)滲透物側(cè)的排料閥(37)，且在確定需要進(jìn)行徹底清洗時，回洗裝置就可以通過操縱進(jìn)料閥(47)和排料閥(37，38)對薄膜過濾器(3)進(jìn)行酸洗。
10.根據(jù)1至9任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，薄膜過濾器(3)的濃縮液出口設(shè)有一分支管(6)，部分液流即可借助該分支管分流到一毛毯過濾器(9)，且所述部分液流系在回洗薄膜過濾器(3)的過程中接入。
11.根據(jù)1至10任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備設(shè)有反向裝置(24，29，25，30)，用以反轉(zhuǎn)通過薄膜過濾器(3)的濃縮液流的流向，且該反向裝置也可作為電蝕參數(shù)工作。
全文摘要
一種制備電蝕機加工液用的設(shè)備，具有一過濾器(3)，濃縮液流即從濃縮液槽(1)供到該過濾器中，濾透物流從該過濾器中排出。為獲取優(yōu)質(zhì)的加工液，過濾器系由薄膜過濾器(3)構(gòu)成，按某一回洗頻率進(jìn)行回洗，該回洗頻率是電蝕工藝的一個參數(shù)。
文檔編號B01D65/02GK1040753SQ8910657
公開日1990年3月28日 申請日期1989年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月19日
發(fā)明者約瑟夫·布丁, 吉迪安·利維, 雨果·庫蒂爾 申請人:洛迦諾電子工業(yè)股份有限公司