一种具有湿法除尘设备的超声波切割纳米隔热材料系统的制作方法

文档序号:26000908发布日期:2021-07-23 21:17阅读:124来源:国知局
一种具有湿法除尘设备的超声波切割纳米隔热材料系统的制作方法

本发明涉及相纳米材料切割系统领域,更具体地说,涉及一种具有湿法除尘设备的超声波切割纳米隔热材料系统。



背景技术:

超声波切割是指通过超声波的作用使磨轮刀片在半径方向上产生瞬间的伸缩式振动,就能在极短的时间内,使磨粒与加工物之间在高加速度状态下反复进行碰撞。其结果是一边使加工物表面产生微小的破碎层,一边对其进行加工,因此能大幅度地降低磨轮刀片的加工负荷。另外,由于超声波的振动,致使磨轮刀片与加工物之间产生间隙,从而大大改善了磨粒的冷却效果,并且通过防止磨粒钝化及气孔堵塞等现象的发生,就能够提高加工物的加工质量,并延长磨轮刀片的使用寿命。

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围(1nm~100nm)或由他们作为基本单元构成的材料。这是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。例如粒子直径为10纳米时,微粒包含4000个原子,表面原子占40%;粒子直径为1纳米时,微粒包含有30个原子,表面原子占99%,而纳米材料自身优越的物理化学新能使得其饱受关注。

对于部分低强度的纳米隔热材料而言,在传统切割工具的切割下易出现切割精度较低,且切割后的成品易出现出现破损、缺边和崩塌等情况,无法有效避免人工切割效率不高以及无法保证切割精度等问题,使得传统切割工具加工低强度的纳米隔热材料的成品率较低,易出现尺寸和精度不达标的废品。



技术实现要素:

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种具有湿法除尘设备的超声波切割纳米隔热材料系统,可以实现在切割低强度的纳米隔热材料时,可以有效避免人工切割效率不高以及无法保证切割精度等问题,整套设备由控制系统统一控制,能实现整个工艺流程的自动化生产,使得传统切割工具加工纳米隔热材料的成品率较高,不易出现尺寸和精度不达标的废品。

2.技术方案

为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。

一种具有湿法除尘设备的超声波切割纳米隔热材料系统,包括控制终端、自动上料机器人、超声波切割设备、废料回收系统和除尘设备,所述控制终端信号连接有工业以太网交换机,所述自动上料机器人、超声波切割设备、废料回收系统和除尘设备通过工业以太网交换机与控制终端信号连接,所述控制终端上设有可视化面板,所述工业以太网交换机信号连接有设备plc,所述设备plc信号连接有视觉设备,可以实现在切割低强度的纳米隔热材料时,可以有效避免人工切割效率不高以及无法保证切割精度等问题,整套设备由控制系统统一控制,能实现整个工艺流程的自动化生产,使得传统切割工具加工纳米隔热材料的成品率较高,不易出现尺寸和精度不达标的废品。

进一步的,所述除尘设备包括除尘设备机壳,所述除尘设备机壳的上端固定连接有与自身相匹配的除尘设备机盖,所述除尘设备机壳内盛放有水洗液和除尘球,所述水洗液的密度与除尘球整体的密度相近,所述除尘球平铺在水洗液液面上,所述除尘设备机壳的槽底板上开凿有下安装槽和屯球槽,所述屯球槽位于下安装槽的外侧,所述下安装槽的底板上固定连接有发光板,所述下安装槽的开口处固定连接有与自身相匹配的凸面镜,且凸面镜的凸面朝上,所述除尘设备机盖的下端开凿有上安装槽,所述上安装槽内固定连接有受光板,所述上安装槽的开口处固定连接有与自身相匹配的防护镜片,所述除尘设备机盖上开凿有多个出气通道,所述出气通道贯穿除尘设备机盖,所述除尘设备机盖上固定连接有多个与出气通道相匹配的防尘罩,所述防尘罩的侧壁上开凿有通气孔,除尘设备机壳的侧壁上固定连接头进气管,所述进气管的一端贯穿除尘设备机壳的侧壁并延伸至除尘设备机壳内,且进气管位于除尘设备机壳内的一端位于水洗液液面之下,所述进气管靠近除尘设备机壳的一端开口处固定连接有微气泡喷头,所述进气管内固定连接有与自身相匹配的单向阀,所述除尘设备机壳的侧壁上固定连接有进料管,所述进料管的一端贯穿除尘设备机壳并延伸到除尘设备机壳内,所述进料管位于除尘设备机壳的一端位于水洗液液面之上,所述进料管内固定连接有第二电磁阀,所述第二电磁阀位于进料管靠近除尘设备机壳的一侧,所述进料管内装填有除尘球,可以实现自动化除尘工作,减小工作强度,提高工作效率。

进一步的,所述通气孔内固定连接有与自身相匹配的防尘网,所述防尘网位于除尘设备机盖的上侧,在通气孔喷出的气流配合作用下,防尘网所在位置不易出现灰尘堆积,不易影响通气孔的正常通气。

进一步的,所述进气管呈弯管状,所述进气管远离除尘设备机壳的一端向上弯曲,可以有效缓解内水洗液的回流,预留足够长的反应时间供工作人员反应应对.

进一步的,所述进气管的水平端固定连接有防回流管,所述防回流管的一端贯穿进气管并与进气管相连通,所述防回流管内固定连接有限位环,所述防回流管内放置有浮球,所述进气管内固定连接有第一电磁阀,所述第一电磁阀位于单向阀远离微气泡喷头的一侧,所述限位环的下端固定连接有与浮球相匹配的触发开关,在单向阀失效,无法维持单向流通的状态时,除尘设备机壳中的水洗液会通过微气泡喷头和单向阀回流到进气管内,在经过防回流管时,会落入防回流管内,且将浮球浮起,直至浮球顶到触发开关,触发第一电磁阀闭合,避免除尘设备机壳内水洗液沿进气管回流损坏设备。

进一步的,所述防回流管远离进气管的一端螺纹连接有密封塞,所述密封塞贯穿防回流管的底板,在防回流管残存少量液态物质时,可以通过密封塞进行清理,避免除尘设备因长时间工作造成防回流管残存过多液态物质,不易造成第一电磁阀误闭合,不易影响除尘设备的正常工作。

进一步的,所述密封塞的侧壁上开凿有手指槽,所述手指槽内开凿有防滑纹,方便维护人员安装和拆卸密封塞。

进一步的,所述除尘球包括核心球,所述核心球外侧固定连接有捕获纤维簇,所述捕获纤维簇内部相互纠缠形成密闭隔间,用捕获纤维簇形成的密闭隔间捕获粉尘。

进一步的,所述捕获纤维簇包括骨架纤维和毛细纤维,所述骨架纤维选用高强度纤维,所述毛细纤维选用高弹性纤维,除尘球通过骨架纤维成型,使除尘球不易在加料过程中因自身重量堆积而造成形态崩溃,不易影响后续的除尘效果。

进一步的,所述毛细纤维固定连接在骨架纤维上,所述毛细纤维远离骨架纤维的一端呈三维螺旋状,相邻毛细纤维之间相互交织在一起形成密闭的隔间,用于捕捉和锁住粉尘。

进一步的,一种具有湿法除尘设备的超声波切割纳米隔热材料系统的工作流程,自动上料机器人通过海绵吸附方式将其转运至裁切平台上,当裁切设备感应到材料到位后,超声波切割机器人动作,将原材料切割成特定尺寸的块状,裁切前,需对材料进行视觉检测,确保裁切前材料表面无破损、边角无缺边和无崩塌等情况,裁切后,需要对材料进行二次视觉检测,以确保其能满足工艺尺寸要求以及检测裁切过程中是否材料出现破损、缺边和崩塌等情况,若视觉检测不通过,则由废料回收机构自动将废料进行回收处理,整套设备由控制系统统一控制,能实现整个工艺流程的自动化生产。

3.有益效果

相比于现有技术,本发明的优点在于:

本方案可以实现在切割低强度的纳米隔热材料时,可以有效避免人工切割效率不高以及无法保证切割精度等问题,整套设备由控制系统统一控制,能实现整个工艺流程的自动化生产,使得传统切割工具加工纳米隔热材料的成品率较高,不易出现尺寸和精度不达标的废品,同时在除尘设备工作过程中,利用微气泡喷头产生的微泡带动粉尘向上运动,而微泡上升接触除尘球后,发生破裂,破裂产生的瞬间高能会将自身包含的粉尘散射出去,并射入除尘球内,由除尘球捕获,经过水洗除尘的空气会穿过多个除尘球组成的除尘毯,通过防尘罩排出,而当单个除尘球吸附或多的粉尘后,自身密度增加,会从水洗液的液面下落到除尘设备机壳的底部,并在凸面镜的作用下滑落到屯球槽内,此时发光板发出的光束会穿过除尘毯,并照射到受光板上,此时处理终端会控制第二电磁阀开启,除尘球从进料管内滚落到除尘设备机壳内,填补除尘毯的空缺,实现自动化除尘工作,减小工作强度,提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的超声波切割纳米隔热材料系统的主要拓扑结构示意图;

图2为本发明的超声波切割纳米隔热材料系统的主要工作流程示意图;

图3为本发明的除尘设备的正面剖视图;

图4为图3中a处的结构示意图;

图5为图3中b处的结构示意图;

图6为图3中c处的结构示意图;

图7为本发明的除尘设备的俯视图。

图中标号说明:

1除尘设备机壳、2除尘设备机盖、3下安装槽、4发光板、5凸面镜、6上安装槽、7受光板、8防护镜片、9出气通道、10防尘罩、11防尘网、12进气管、13单向阀、14微气泡喷头、15防回流管、16密封塞、17浮球、18限位环、19触发开关、20第一电磁阀、21进料管、22第二电磁阀、23核心球、24捕获纤维簇、25屯球槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1:

请参阅图1,一种具有湿法除尘设备的超声波切割纳米隔热材料系统,包括控制终端、自动上料机器人、超声波切割设备、废料回收系统和除尘设备,控制终端信号连接有工业以太网交换机,自动上料机器人、超声波切割设备、废料回收系统和除尘设备通过工业以太网交换机与控制终端信号连接,控制终端上设有可视化面板,工业以太网交换机信号连接有设备plc,设备plc信号连接有视觉设备,控制终端通过工业以太网交换机向自动上料机器人、超声波切割设备、废料回收系统、除尘设备和视觉设备发送指令信号并进行信号交互;

请参阅图3-7,除尘设备包括除尘设备机壳1,除尘设备机壳1的上端固定连接有与自身相匹配的除尘设备机盖2,除尘设备机壳1与除尘设备机盖2之间通过卡扣实现固定连接和快速拆除,除尘设备机壳1内盛放有水洗液和除尘球,水洗液的密度与除尘球整体的密度相近,除尘球平铺在水洗液液面上,除尘设备机壳1的槽底板上开凿有下安装槽3和屯球槽25,屯球槽25位于下安装槽3的外侧,下安装槽3的底板上固定连接有发光板4,下安装槽3的开口处固定连接有与自身相匹配的凸面镜5,且凸面镜5的凸面朝上,除尘设备机盖2的下端开凿有上安装槽6,上安装槽6内固定连接有受光板7,上安装槽6的开口处固定连接有与自身相匹配的防护镜片8,除尘设备机盖2上开凿有多个出气通道9,出气通道9贯穿除尘设备机盖2,除尘设备机盖2上固定连接有多个与出气通道9相匹配的防尘罩10,防尘罩10的侧壁上开凿有通气孔,除尘设备机壳1的侧壁上固定连接头进气管12,进气管12的一端贯穿除尘设备机壳1的侧壁并延伸至除尘设备机壳1内,且进气管12位于除尘设备机壳1内的一端位于水洗液液面之下,进气管12靠近除尘设备机壳1的一端开口处固定连接有微气泡喷头14,进气管12内固定连接有与自身相匹配的单向阀13,除尘设备机壳1的侧壁上固定连接有进料管21,进料管21的一端贯穿除尘设备机壳1并延伸到除尘设备机壳1内,进料管21位于除尘设备机壳1的一端位于水洗液液面之上,进料管21内固定连接有第二电磁阀22,第二电磁阀22位于进料管21靠近除尘设备机壳1的一侧,进料管21内装填有除尘球,除尘球选用不透光材料制成。

特别的,除尘设备内搭载有处理终端,用于控制除尘设备内发光板4、受光板7和第二电磁阀22等用电设备的具体工作,同时除尘设备通过连通市电为上述各用电器进行供电,进气管12远离除尘设备机壳1的一端连接有高压气泵,将纳米隔热材料切割形成的粉末碎屑连通空气一起吸入除尘设备机壳1内进行除尘工作,而进料管21远离除尘设备机壳1的一端则与除尘球的加料仓相连通,用以自动加料,上述各用电设备的设置和连接均为本领域技术人员的公知技术,本领域技术人员可以根据现有技术进行合理的设计和安装。

在除尘设备工作时,粉尘连同空气通过进气管12被吸入除尘设备机壳1内,经过微气泡喷头14分化为多个包含粉尘的微泡在水洗液中上升,而微泡上升接触除尘球后,发生破裂,破裂产生的瞬间高能会将自身包含的粉尘散射出去,并射入除尘球内,由除尘球捕获,经过水洗除尘的空气会穿过多个除尘球组成的除尘毯,通过防尘罩10排出,而当单个除尘球吸附或多的粉尘后,自身密度增加,会从水洗液的液面逐渐下落到除尘设备机壳1的底部,上述过程中,逐渐增加除尘球与灰尘的可接触面积,增加灰尘捕获率,并在凸面镜5的作用下滑落到屯球槽25内,此时发光板4发出的光束会穿过除尘毯,并照射到受光板7上,此时处理终端会控制第二电磁阀22开启,除尘球从进料管21内滚落到除尘设备机壳1内,填补除尘毯的空缺,特别的,除尘设备机壳1在正常工作的过程中,水洗液中会悬浮各类杂物,导致发光板4发出的光束会经过多层折射,而遍布除尘设备机壳1中。

对粉尘进行湿法除尘,在传统的水洗之外,通过微气泡喷头14将空气及其夹杂的粉尘分隔成多个部分,形成多个微泡,利用微泡爆炸形成的瞬间冲击将粉尘击入冲击球内,方便后续的统一回收处理,同时发光板4和受光板7形成的光信号配合,可以在除尘球吸附过多粉尘下落后,造成除尘毯空缺后进行除尘球的自动加料,维持高效率的除尘工作。

通气孔内固定连接有与自身相匹配的防尘网11,防尘网11位于除尘设备机盖2的上侧,在通气孔喷出的气流配合作用下,防尘网11所在位置不易出现灰尘堆积,不易影响通气孔的正常通气,进气管12呈弯管状,进气管12远离除尘设备机壳1的一端向上弯曲,进气管12的水平端固定连接有防回流管15,防回流管15的一端贯穿进气管12并与进气管12相连通,防回流管15内固定连接有限位环18,防回流管15内放置有浮球17,进气管12内固定连接有第一电磁阀20,第一电磁阀20位于单向阀13远离微气泡喷头14的一侧,限位环18的下端固定连接有与浮球17相匹配的触发开关19,在单向阀13失效,无法维持单向流通的状态时,除尘设备机壳1中的水洗液会通过微气泡喷头14和单向阀13回流到进气管12内,在经过防回流管15时,会落入防回流管15内,且将浮球17浮起,直至浮球17顶到触发开关19,触发第一电磁阀20闭合,避免除尘设备机壳1内水洗液沿进气管12回流损坏设备,防回流管15远离进气管12的一端螺纹连接有密封塞16,密封塞16贯穿防回流管15的底板,在防回流管15残存少量液态物质时,可以通过密封塞16进行清理,避免除尘设备因长时间工作造成防回流管15残存过多液态物质,不易造成第一电磁阀20误闭合,不易影响除尘设备的正常工作,密封塞16的侧壁上开凿有手指槽,手指槽内开凿有防滑纹,方便维护人员安装和拆卸密封塞16。

除尘球包括核心球23,核心球23外侧固定连接有捕获纤维簇24,捕获纤维簇24内部相互纠缠形成密闭隔间,用捕获纤维簇24形成的密闭隔间捕获粉尘,捕获纤维簇24包括骨架纤维和毛细纤维,骨架纤维选用高强度纤维,毛细纤维选用高弹性纤维,除尘球通过骨架纤维成型,使除尘球不易在加料过程中因自身重量堆积而造成形态崩溃,不易影响后续的除尘效果,毛细纤维固定连接在骨架纤维上,毛细纤维远离骨架纤维的一端呈三维螺旋状,相邻毛细纤维之间相互交织在一起形成密闭的隔间,用于捕捉和锁住粉尘。

一种具有湿法除尘设备的超声波切割纳米隔热材料系统的工作流程,自动上料机器人通过海绵吸附方式将其转运至裁切平台上,当裁切设备感应到材料到位后,超声波切割机器人动作,将原材料切割成特定尺寸的块状,裁切前,需对材料进行视觉检测,确保裁切前材料表面无破损、边角无缺边和无崩塌等情况,裁切后,需要对材料进行二次视觉检测,以确保其能满足工艺尺寸要求以及检测裁切过程中是否材料出现破损、缺边和崩塌等情况,若视觉检测不通过,则由废料回收机构自动将废料进行回收处理,整套设备由控制系统统一控制,能实现整个工艺流程的自动化生产。

其中,用上料机器人,将原材料通过海绵吸附的方式将其放置于裁切平台上,实现了对原材料的自动上料,缩短了生产节拍,超声波切割机器人由六轴机器人和超声波设备两部分组成。六轴机器人可实现多角度切割,同时能满足多尺寸的柔性化切割工艺要求;超声波设备将市电转换成高频高电压的交流电,然后由线缆输送至超声波换能器。利用切割刀头的刀刃,换能器将超声波能量集中输入到被切割材料的切割位置。该位置可在巨大的超声波能量作用下,此时,仅需施加很小的切割力,即可达到预设的切割目标,切割效果相比其他切割方式更为平稳和安全,视觉设备主要功能分为两部分:一部分是实现对自动上料后,用来检测纳米隔热材料是否出现破损或缺陷等问题;另一部分为检测裁切后,再由视觉设备来对成品进行检测,判断裁切后的成品料是否满足要求,视觉设备对切割完的材料进行尺寸和缺陷检测,并将检测结果反馈给控制系统。根据视觉检测结果,合格品流入到下一个工位,不合格品有分拣机构推入到废料回收设备中,并由废料回收设备处理完后加入到废料储存设备中,控制系统则主要负责将自动上料机器人、超声波切割机器人、视觉设备、废料回收系统和除尘设备等进行联动,生产工序由控制系统统一调度控制,确保各子系统设备间的协同、稳定工作。

可以实现在切割低强度的纳米隔热材料时,可以有效避免人工切割效率不高以及无法保证切割精度等问题,整套设备由控制系统统一控制,能实现整个工艺流程的自动化生产,使得传统切割工具加工纳米隔热材料的成品率较高,不易出现尺寸和精度不达标的废品,同时在除尘设备工作过程中,利用微气泡喷头14产生的微泡带动粉尘向上运动,而微泡上升接触除尘球后,发生破裂,破裂产生的瞬间高能会将自身包含的粉尘散射出去,并射入除尘球内,由除尘球捕获,经过水洗除尘的空气会穿过多个除尘球组成的除尘毯,通过防尘罩10排出,而当单个除尘球吸附或多的粉尘后,自身密度增加,会从水洗液的液面下落到除尘设备机壳1的底部,并在凸面镜5的作用下滑落到屯球槽25内,此时发光板4发出的光束会穿过除尘毯,并照射到受光板7上,此时处理终端会控制第二电磁阀22开启,除尘球从进料管21内滚落到除尘设备机壳1内,填补除尘毯的空缺,实现自动化除尘工作,减小工作强度,提高工作效率。

以上,仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。

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