全自动真空洁料机

技术领域

本发明涉及注塑配件技术领域，具体涉及一种全自动真空洁料机。

背景技术

现如今注塑成型制品已经越来越广泛，产品对机械设备、模具、原料、工艺及环境要求越来越高，尤其是目前日益突出的环境污染问题，已经越来越被全世界所重视。塑料虽在很大程度上满足了人们的各种需求，但它同时也极易对环境造成污染，比如生产过程中所产生的高温气体，碳化后产生的碳化物、硫化物、烟尘、粉尘等对人及环境有一定的危害，特别是注塑机、挤出机、橡胶机等塑料机械在维修保养过程中经常会因为需要去除与塑料粘合在一起的金属零件，如螺杆、料筒、法兰、射嘴、模头、模具热流道等。要清除清洗重新抛光前需要用高温火焰或加热炉来烧掉残留的塑料，这个过程一般的公司会直接采用火枪对着零件加温，待塑料完全分解后才能停止，在烧的过程中会产生大量的烟尘，以及空气中会产生大量的漂浮颗粒，同时也无法准确控制烧的温度，经常会因为烧的时间过长导致零件退火失去了原本的性能。在烧的过程中对操作人员有很大的安全隐患，比如气味刺鼻、烫伤等，烧结的零件产生的高温喷射气体可能会对人的眼睛及其他部位产生严重的伤害。

针对以上环保和安全问题，急需研发一款能操作简单，环保安全的设备。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种全自动真空洁料机。

为了实现本发明之目的，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种全自动真空洁料机，所述真空洁料机用于净化附着在零件表面的有机物，所述真空洁料机包括：

机架；

炉膛：所述炉膛的上方设有开闭的炉盖，所述炉膛的侧壁设有加热单元；

废气过滤单元：与所述炉膛连通，用于净化排出因高温烧结后有机物产生在炉膛中排出的废气；

排气单元：与所述废气过滤单元连通，并将处理后的废气排向大气，所述排气单元包括真空支路和冷却支路，且所述真空支路和冷却支路最多只有一个运行；

炉膛冷却单元：与所述炉膛连通，用于冷却工作后的高温炉膛及零件。

本申请将加热单元、真空单元、冷却单元、废气过滤单元集中在一台设备中，将表面附着塑料、橡胶等的待清洁零件放置在炉膛内，在高温、真空的环境下，附着在零件表面的高分子聚合物分解成小分子有机物，少部分为灰质，残留在零件表面，易脱落；大部分转变成气体，如一氧化碳、塑料热介气、硫化氢、氯化氢等，这部分气体在废气过滤单元中转变成二氧化碳和水，可以无污染的排向空气。

在第一方面的一种实施方式中，所述真空支路包括依次连接的进气阀、真空泵和排气阀，所述进气阀与所述废气过滤单元的尾端连通，所述进气阀、真空泵和排气阀同时开启或关闭。

在第一方面的一种实施方式中，所述冷却支路包括依次连接的排气阀和排风扇，所述排气阀与所述废气过滤单元的尾端连通；所述排气阀与所述进气阀最多只有一个处于开启状态。

在第一方面的一种实施方式中，所述炉膛冷却单元包括依次连接的压缩单元和充气阀门，所述充气阀打开前旁通阀先打开，压缩单元从外部抽取空气形成压缩空气，当压缩空气大于安全阀最高值时，安全阀会自动爆开泄压，避免炉膛因为气压过大而发生开裂或其它危险。

在本申请中，进气阀、排气阀、旁通阀以及充气阀门均采用气动球阀，即利用压缩空气来打开上述四个阀门，因此，本申请还配备一个压缩机、一个气源过滤调节器和气阀，并通过控制器来调控各个阀门的开闭，实现真空支路和冷却支路的连通和断开。

在第一方面的一种实施方式中，所述炉膛的外部包裹有气凝胶隔热保温罩，所述炉盖的内部设有石棉用于隔热。设置气凝胶隔热保温罩和石棉，主要是为了能够更好地控制炉膛内的温度，使其在工作时能够保温，节约能耗。

在第一方面的一种实施方式中，所述炉膛与机架的连接处以及炉盖的内部设有冷却水管路，所述冷却水管路与冷水连接。在上述两处设置冷却水管路，是为了避免机架及炉盖的温度过高，对设备其他零部件如电线、控制器等造成破坏，同时，也能避免对操作人员造成伤害。所有的冷却水管路用多个管道相互串联后与水泵、风冷冷却器以及水箱连接。冷水经过炉膛与炉盖通道后到达风冷却器，确保水温不会过高。水泵的启停温度有程序防呆设计，避免人为误触与误关水泵，避免整机温度过高而损坏部分元器件。

在第一方面的一种实施方式中，所述炉盖的一侧设有水平布置的转轴，所述炉盖通过转轴与炉膛顶部连接，所述转轴的一端设有齿轮，所述洁料机设有升降气缸，所述升降气缸固定有一根齿条，所述齿条与所述齿轮啮合；升降气缸所用压缩气源，可与阀门所用气源相同，利用压缩空气带动升降气缸进行升降，从而带动齿条升降，然后带动齿轮的旋转，最终使得炉盖绕着转轴旋转。这种炉盖的开合方式，可实现自动开盖合盖，降低操作人员工作强度，安全可靠。

所述炉盖的另一侧设有多个锁紧装置。由于零件清洁时，整个炉膛要处于真空状态，因此炉盖必须要密封。在本申请中，炉盖和炉膛连接处设有密封条，同时通过锁紧装置进行锁紧，保证炉膛的密闭性。锁紧装置为现有技术，如卡扣结构等。优选的，在炉盖的另一侧设有多个内螺纹手柄，与鱼眼外螺纹螺丝结构进行配合，形成锁紧装置。

在第一方面的一种实施方式中，所述废气过滤单元包括依次连接的废气处理器、冷却盘管、油烟水过滤器，其中，

所述废气处理器为三元催化器，所述废气处理器的外部设有加热圈与感温线，此温度可以根据工件所粘附的有机物不同而进行调整；三元催化器为现有技术，可有效去除有机物分解产生的气体，设置加热圈是因为三元催化器需在一定的温度下，催化反应的效率才比较高。

所述油烟水过滤器为三联过滤器。本申请所使用的三联过滤器也为现有技术，可有效去除油、水以及烟尘。

在第一方面的一种实施方式中，所述炉膛包括卧式结构和立式结构，且当炉膛为立式结构时，所述炉盖设置在炉膛顶部；当炉膛为卧式结构时，所述炉盖设置在炉膛上端的一侧。

在第一方面的一种实施方式中，当炉膛为立式结构时，所述炉膛呈T字形，包括相互连通的上炉膛和下炉膛，所述上炉膛的内径大于下炉膛的内径，且在上炉膛的上端设置悬挂杆。该设置是为了满足不同尺寸及形状的零件的清洁，对于细长型的零件，可将其悬挂在下炉膛中进行清洁，其余零件可放置在上炉膛中进行清洁。

在第二方面，本申请提供一种洁料方法，其包括如下步骤：

(1)将待清洁零件放入炉膛内，闭合炉盖；

(2)关闭炉膛冷却单元以及排气单元中的冷却支路，打开加热单元，使炉膛内温度，然后间歇式开关排气单元中的真空支路，直至零件清洁完成；

(3)关闭加热单元，关闭排气单元中的真空支路，打开炉膛冷却单元以及排气单元中的冷却支路，待炉膛冷却后打开炉盖，取出零件，将其表面附着的灰剥离，完成洁料。

具体来说，该洁料方法包括如下步骤：

(1)将待清洁零件放入炉膛内，闭合炉盖并锁紧所有的压紧手柄；

(2)先设定好最高与最低真空值，抽真空到达设定值后再打开加热单元，在烧结过程中真空会不断损失与补偿，边抽真空边抽走炉膛内的废气，直至零件烧结完成；

(3)关闭加热单元，关闭排气阀、进气阀、真空泵，打开旁通阀、充气阀、排风扇，待炉膛到达设置好的冷却温度后才能松掉炉盖压紧手柄，打开炉盖，取出零件，将其表面附着的灰剥离，完成洁料。

另外，炉盖打开也有设置保护温度，当温度没降至设定温度时，炉盖打开。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)该洁料机将加热保温系统、炉膛冷却系统、真空系统、废气过滤系统集合在了一台设备中，能完美去除金属零件表面残留的有机物；

(2)本设备采用人机交互界面、操作简单、安全、环保；

(3)机械式自动开盖合盖，降低操作人员工作强度，安全可靠；

(4)搭载智能PID温控系统，阶梯式升温程序，对炉膛精准控温确保零件不会因温度过高而退火；

(5)搭配特殊设计定制的气凝胶隔热保温罩，能极大降低机器温度，并节省能耗。

附图说明

图1为实施例1中洁料机的左视示意图；

图2为实施例1中洁料机的右视示意图；

图3为实施例1中洁料机的主视示意图；

图4为实施例1中炉膛、炉盖的剖面结构示意图；

图5为实施例1中气体走向原理示意图；

图6为实施例1中冷却水走向原理示意图；

图7为实施例1中控制面板的示意图；

图8为实施例2中炉膛、炉盖的左视结构示意图；

图9为实施例2中炉膛、炉盖的主视结构示意图。

在附图中，1为机架，2为滚轮，3为上炉膛，4为下炉膛，5为炉盖，6为转轴，7为齿轮，8为齿条，9为升降气缸，10为炉盖压紧手柄，11为PID温控系统，12为警报器，13为废气处理器，14为冷却盘管，15为水箱，16为油烟水过滤器，17为进气阀，18为真空泵，19为排气阀，20为旁通阀，21为水泵，22为充气阀门，23为加热单元，24为气凝胶隔热保温罩，25为冷却水管路，26为冷风扇，27为压缩机，28为气源过滤调节器，29为气阀，30为排风扇，31为悬挂杆，32为石棉层，33为卧式炉膛，34为高效离子净化网。

具体实施方式

除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。在适用的情况下，本申请中涉及的任何专利、专利申请或公开的内容全部结合于此作为参考，且其等价的同族专利也引入作为参考，特别这些文献所披露的关于本领域中的合成技术、产物和加工设计、聚合物、共聚单体、引发剂或催化剂等的定义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。

本申请中的数字范围是近似值，因此除非另有说明，否则其可包括范围以外的数值。数值范围包括以1个单位增加的从下限值到上限值的所有数值，条件是在任意较低值与任意较高值之间存在至少2个单位的间隔。对于包含小于10(例如1到5)的个位数的范围，通常将1个单位看作0.1.这些仅仅是想要表达的内容的具体示例，并且所列举的最低值与最高值之间的数值的所有可能的组合都被认为清楚记载在本申请中。

术语“包含”，“包括”，“具有”以及它们的派生词不排除任何其它的组分、步骤或过程的存在，且与这些其它的组分、步骤或过程是否在本申请中披露无关。相反，除了对操作性能所必要的那些，术语“基本上由……组成”将任何其他组分、步骤或过程排除在任何该术语下文叙述的范围之外。术语“由……组成”不包括未具体描述或列出的任何组分、步骤或过程。除非明确说明，否则术语“或”指列出的单独成员或其任何组合。

下面将对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种全自动真空洁料机，其结构如图1～4所示，包括机架1、炉膛、加热单元23、冷却单元、排气单元、废气过滤单元、冷却水单元等，所有的设备全部安装在机架1内，机架1的底部安装有滚轮2，使得整个洁料机可以移动。具体结构如下：

炉膛为立式结构，包括上炉膛3和下炉膛4，上炉膛3和下炉膛4均为中空圆柱形结构，上炉膛3的直径大于下炉膛4的直径，两者连通，且在下炉膛4的顶部设置悬挂杆31。本实施例的炉膛尺寸不做限定，以所处理的零件尺寸为基准，零件越大，上炉膛3和下炉膛4以及相对应的管道与配件相应放大。上炉膛3的顶部设有炉盖5，炉盖5的一侧通过转轴6与上炉膛3的顶部连接，在转轴6的一端设有转齿轮7，该洁料机设有升降气缸9，升降气缸9固定有一根齿条8，齿条8与齿轮7啮合。在炉盖5的另一侧设有两个炉盖压紧手柄10。在上炉膛3和下炉膛4的侧壁安装有加热单元23，该加热单元23与PID温控系统11连接，并受到PID温控系统11的控制，以调节炉膛内部温度。在机架1上安装有控制系统，该PID温控系统11就属于控制系统的一部分，控制系统的控制面板如图7所示，包括了总开关、真空压力表、紧急停止开关、触摸显示屏、炉膛温度监测表、三元催化器温控表、电源指示灯、开关旋钮等。控制系统的核心为PLC控制器，其包括了PID温控系统11。PLC控制器具备各动作安全自锁功能，各动作必须满足下一动作的安全值时，自锁保护才会解除。在机架1上安装一个警报器12，当机器发生各种超载时，PLC控制器会进行自我保护，并启动警报器12，提示操作人员紧急关闭整个装置。洁料工作完成后，PLC控制器也会发送信号给警报器12，报警告知。在上炉膛3、下炉膛4的外部还包裹有气凝胶隔热保温罩24，在炉盖5的内部设有石棉层32。在炉膛与机架1的连接处设有冷却水管路，在炉盖5的内部也设有冷却水管路，图4中未显示炉膛与机架1的连接处的冷却水管路，炉盖5内部的冷却水管路仅以冷却水管路的截面表示。另外，本实施例的PLC控制器还有时间预约功能。

本实施例的废气过滤单元包括依次连接的废气处理器13、冷却盘管14和油烟水过滤器16，其中，废气过滤器为三元催化器；冷却盘管14经过水箱15，并与水箱15内的水发生热交换；油烟水过滤器16采用三联过滤器。废气过滤器与炉膛连通，油烟水过滤器16连接排气单元。

本实施例的排气单元包括真空支路和冷却支路，其中，真空支路包括依次连接的进气阀17、真空泵18和排气阀19，进气阀17与油烟水过滤器16连接，排气阀19与排风扇30连接。排风扇30放置在一个排风扇箱体内，排风箱内，在排风扇30的前方设置有一个高效离子净化网34。只要是排到大气中的气体都要经过这个高效离子净化网34过滤。冷却支路包括一个旁通阀20，旁通阀20的入口端与油烟水过滤器16连接，旁通阀20的出口端也是与排风箱相连的。本实施例的冷却单元包括一个压缩机27和一个充气阀门22，充气阀门22与炉膛接连。在本实施例中，充气阀门22、进气阀17、排气阀19和旁通阀20均为气动球阀，因此，为了打开上述阀门，还需配备一个气源过滤调节器28和一个气阀29，气源过滤调节器28与压缩机27连接，气阀29与充气阀门22、进气阀17、排气阀19和旁通阀20连接。

本实施例的气路如图5所示，压缩机27从空气中抽取空气，并输送至气源过滤调压器28，气源过滤调压器28出口的气分成两路，第一路供给充气阀门22，并进入炉膛内用于冷却炉膛；第二路供给气阀29，且气阀29的出口气体分成五路，其中一路供给升降气缸9，用于炉盖5的开闭；其余四路用于充气阀门22、进气阀17、排气阀19和旁通阀20的开闭。

本实施例的水路如图6所示，水箱15连接一个水泵21，水泵21连接炉膛与机架1连接处以及炉盖5内部设置的冷却水管路25，对连接处以及炉盖5进行冷却，然后冷却水循环回到水箱15，再回到水箱15之前，冷却水经过冷风扇26，并通过该冷风扇26风冷降温。在水箱15内设置冷却盘管14，冷却盘管14的两端分别连接废气处理器13和油烟水过滤器16。

本实施例的工作原理如下：

(1)将待清理的零件放置在炉膛内，尺寸较大的零件放置在上炉膛3内，细长的零件放置在下炉膛4内，并悬挂在悬挂杆31上。然后压缩机27经过气源过滤调节器28以及气阀29将压缩气输送进入升降气缸9，使得升降气缸9运行，关闭炉盖5，并拧动炉盖压紧手柄10，使得上炉膛3和下炉膛4密闭。

(2)PLC控制器(后续简称为工控)按工艺要求设定参数，发出指令关闭充气阀门22和排气阀19，打开进气阀17、真空泵18、排气阀19和排风扇30，使得上炉膛3和下炉膛4内处于真空状态，检测真空度，当真空度到达设定负压后，真空传感器输入信号给工控，然后关闭进气阀17、真空泵18和排气阀19。然后工控(即PID温控系统11)同时根据设定的参数，打开功率模块，功率模块输出电压电流到加热单元23，控制其运行，使得上炉膛3和下炉膛4内温度升高，炉堂中热电偶将信号返馈给工控，实行精准温度控制，最终稳定在某一温度区间内(一般是450～550℃)。在高温、真空条件下，附着在零件表面的有机物开始分解，生成碳以及废气。随着废气的生成，炉膛内的真空度逐渐减小，因此每隔一段时间，工控控制打开进气阀17、真空泵18和排气阀19，将废气抽取，使炉膛内保持真空状态。抽取的废气经过废气处理器13反应、冷却盘管14冷却、油烟水过滤器16的处理之后，已不再具有污染性，经进气阀17、真空泵18、排气阀19后，从排风扇30中排向大气。待零件表面附着的有机物完全分解之后，处理完成。加热同时，工控启功冷却水泵21，冷却水开始循环，当水温达到设定值时，工控启动冷风扇26，控制冷却水温度在此过程中。从废气处理器13出来的高温气体，进入冷却盘管14，与水箱15中的水发生热交换，气体降温，部分气体凝结，最终进入油烟水过滤器16中被吸附处理。水箱15中的水，经水泵21的泵取进入冷却水管路25，给炉盖5、以及炉膛、机架连接处的冷却水道降温，避免机架1内温度升高，对其他零部件产生影响。冷却水管路25的水经过冷风扇26冷却，重新返回至水箱15进行循环利用。

(3)当处理完成之后，工控控制关闭进气阀17、真空泵18和排气阀19，打开充气阀门22和旁通阀20，压缩机27将压缩空气经气源过滤调节器28以及充气阀门22打入炉膛内，给炉膛降温，这部分气体从炉膛内出来之后，依次经过废气处理器13、冷却盘管14和油烟水过滤器16、旁通阀20后，经排风扇30排向大气，也不会对空气造成污染。

(4)待炉膛以及炉盖冷却之后，工控发出信号给警报器12，提示清理完成。操作人员，拧动炉盖压紧手柄10，然后工控控制升降气缸9运行，使得炉盖5打开，炉盖5打开也有设置保护温度，当温度没降至设定温度时，升降气缸9才能运行，炉盖5才能打开。取出零件，剥离附着在零件表面的灰，即完成整个清理过程。

实施例2

一种全自动真空洁料机，其炉膛结构如图8、图9所示，该炉膛为卧式结构，即卧式炉膛33，主要是针对比较大型的线型零件的清洁。卧式炉膛33呈立方体型，能在其内部放置大型的线型零件，如挤出机螺杆等。在卧式炉膛33顶部一条侧边上，通过转轴6安装一个炉盖5，转轴6的一端设有转齿轮7，该洁料机设有升降气缸9，升降气缸9固定有一根齿条8，齿条8与齿轮7啮合。在炉盖5的另一侧设有两个炉盖压紧手柄10。炉盖5内部设有石棉层32用于隔热，并设置冷却水管路25，这与实施例1相同。在卧式炉膛33的侧壁设有加热单元23，在卧式炉膛33的外部包裹有气凝胶隔热保温罩24，这也与实施例1相同。本实施例不对卧式炉膛33的尺寸做限定，根据实际应用场合以及零件大小，选用不同规格的真空洁料机即可。

上述对实施例的描述是为了便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本申请。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必付出创造性的劳动。因此，本申请不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本申请披露的内容，在不脱离本申请范围和精神的情况下做出的改进和修改都在本申请的范围之内。