一种抛光液性能连续实时调控装置的制作方法

本发明属于精密与超精密抛光技术领域，具体涉及一种抛光液性能连续实时调控装置。

背景技术：

抛光液作为精密与超精密抛光中的重要组成部分，广泛应用于抛光各种难加工材料。抛光液性能的主要影响因素为：抛光液各组分配比、抛光液温度及流量。目前抛光液的配置大都依赖于人工操作，即按照加工需要的抛光液总量计算各组分含量，经称量、混合后获得。然而采用人工操作方式配置抛光液不仅费时费力具有明显的随机性和不确定性，而且对于抛光液温度的有效控制变得异常困难，造成抛光液性能的波动，影响抛光加工质量。此外，在精密与超精密抛光中，当需要对抛光液性能进行实时调整时，人工操作的方式就显得捉襟见肘，而且大幅增加了生产成本。

中国专利cn104258780a公开了《一种混合液浓度配制装置》，采用储液装置与溶液混合装置相结合的配置方式，各储液装置分别通过管路与溶液混合装置相连接，通过调节配置在各管路上的比例调节阀实现组分比例的改变，进而在溶液混合装置中获得不同配比的目标混合液。然而该装置中溶液混合腔室容积较大，在混合搅拌过程中容易导致混合液的大量累积，当需要配置另一种配比的溶液时，必须等待位于溶液混合腔中的现有混合液排空后才能进行新溶液的配置，这一延时特征使得不同配比混合液的连续实时供应难以实现。另一方面，该装置中的加热器仅设置在溶液混合腔室外壁，对混合液温度的调控速度及可靠性造成了制约。此外，该装置由于自身结构特点无法配置含有粉料组分的混合液。

技术实现要素：

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种能够实现不同配比混合液的连续实时供应、实现混合液温度的精确控制、可配置含有粉料组分的混合液的抛光液性能连续实时调控装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种抛光液性能连续实时调控装置，包括粉料组分存储输送单元、液态组分存储输送单元、组分混合输出单元、控制及附件单元；所述的粉料组分存储输送单元和液态组分存储输送单元并列位于整个装置的上部，组分混合输出单元位于粉料组分存储输送单元、液态组分存储输送单元的下方，控制及附件单元位于整个装置的外围；

所述的粉料组分存储输送单元包括进料口甲、粉料存储罐、粉料搅拌桨、精密调速电机、粉料传送管、精密传送蜗杆和粉料输送管路；所述的进料口甲下方与粉料存储罐相连通，粉料存储罐内部安装有粉料搅拌桨，粉料存储罐下方与粉料传送管左端顶部相连，粉料传送管内部安装有精密传送蜗杆，精密传送蜗杆与精密调速电机相连，粉料传送管右端底部连接有粉料输送管路，粉料输送管路与混合液输送管路连接；

所述的液态组分存储输送单元包括进料口乙、进料口丙、溶液存储罐甲、溶液存储罐乙、液位计甲、温度计甲、液位计乙、温度计乙、溶液输送管路甲、溶液输送管路乙、流量计甲、电控伺服阀甲、流量计乙、电控伺服阀乙和过滤装置；所述的进料口乙和进料口丙下方分别与溶液存储罐甲和溶液存储罐乙相连通；溶液存储罐甲内部安装有液位计甲和温度计甲，溶液存储罐乙内部安装有液位计乙和温度计乙；溶液存储罐甲和溶液存储罐乙下方分别与溶液输送管路甲和溶液输送管路乙相连；溶液输送管路甲自上而下安装有流量计甲和电控伺服阀甲，溶液输送管路乙自上而下安装有流量计乙和电控伺服阀乙；在电控伺服阀甲和电控伺服阀乙的下方溶液输送管路甲和溶液输送管路乙完成汇聚，管路汇聚处安装有过滤装置，过滤装置的出口端与下方混合液输送管路连接；

所述的组分混合输出单元包括混合液输送管路、搅拌机构、缓冲器、迷宫式流道腔室、抛光液输出管路、流量计丙和温度计丙；所述的混合液输送管路自上而下同轴安装多组搅拌机构，在混合液输送管路下方连接有缓冲器；混合液输送管路底端与迷宫式流道腔室连接；迷宫式流道腔室底部与抛光液输出管路相连接；在抛光液输出管路上顺序安装有流量计丙和温度计丙；

所述的控制及附件单元包括密闭箱体、保温层、电热丝、控制系统和控制线路；所述的密闭箱体内壁分别环绕有保温层和电热丝，控制系统的反面通过控制线路与液位计甲、温度计甲、液位计乙、温度计乙、流量计甲、流量计乙、电控伺服阀甲、电控伺服阀乙、流量计丙、温度计丙、搅拌机构、过滤装置、粉料搅拌桨、精密调速电机、精密传送蜗杆和电热丝相连接，控制系统的正面以操作面板方式面向整个装置外部；所述的密闭箱体底部设置底座。

进一步地，所述的粉料组分存储输送单元有多个，多个粉料组分存储输送单元并联后与组分混合输出单元连接。

进一步地，所述的液态组分存储输送单元有多个，多个液态组分存储输送单元并联后与组分混合输出单元连接。

进一步地，所述的迷宫式流道腔室内部结构自上而下由多组“正人字形”组件与“倒八字形”组件相互交替构成；“正人字形”组件和“倒八字形”组件均由两块夹角为160°的长方形不锈钢板组合而成；其中“正人字形”组件为两块钢板焊接而成，人字形结构两端不与腔室侧壁接触，留有空间；“倒八字形”组件两钢板采用非接触布置方式，两钢板各有一端与腔室侧壁接触并密封，而对应的另一端相互分离，留有距离；所述的“正人字形”组件和“倒八字形”组件均以焊接方式固定在腔室内壁上。

与现有专利技术相比，本发明具备以下有益效果：

1、本发明的抛光液各组分在重力作用下完成混合及输送，避免了动力装置过多引入，减小了装置体积及运行噪声，同时降低了装置能耗。

2、本发明的抛光液从原料存储到混合均发生在密闭恒温环境中，保证了经装置输出的抛光液自身温度的可控性及稳定性。

3、本发明通过精密调速电机和精密传送蜗杆组合方式实现了粉料组分的定量添加，通过混合液输送管路与各液态组分完成混合，实现了含有粉料组分的混合液的配置。

4、本发明只需改变内嵌于控制系统的抛光液配置程序，即可完成电控伺服阀开度、精密传送蜗杆转速的快速调整，进而实现抛光液各组分配比的快速转变；之后在搅拌机构、缓冲器、迷宫式流道腔室的配合下实现抛光液各组分在流动过程中的均匀混合，以较短的时间在抛光液在线施加组件处获得新的目标抛光液。

5、本发明通过控制系统实时掌握抛光液配置过程中的温度及流量信息，并根据所需抛光液性能指标(温度、配比、流量)对相关部件进行调控，具有较高的精度。

6、本发明整个抛光液配置流程采用电控方式，避免了人工操作中的偶然性错误，使装置输出的抛光液性能的更加准确、可靠。

7、本发明作为一种新型抛光液性能连续实时调控装置，具有适用面广、结构简单，造价低廉的显著特征。

附图说明

图1是本发明的内部构造示意图。

图2是本发明的外部结构示意图。

图中：1、底座；2、保温层；3、迷宫式流道腔室；4、电热丝；5、缓冲器；6、混合液输送管路；7、搅拌机构；8、溶液输送管路甲；9、粉料输送管路；10、粉料传送管；11、精密传送蜗杆；12、精密调速电机；13、粉料搅拌桨；14、粉料存储罐；15、进料口甲；16、进料口乙；17、液位计甲；18、温度计甲；19、溶液存储罐甲；20、进料口丙；21、液位计乙；22、温度计乙；23、溶液存储罐乙；24、流量计甲；25、流量计乙；26、电控伺服阀甲；27、电控伺服阀乙；28、溶液输送管路乙；29、控制系统；30、过滤装置；31、控制线路；32、流量计丙；33、温度计丙；34、抛光液输出管路；35、抛光液在线施加组件；36、抛光作业区；37、密闭箱体。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式结合技术方案及附图进行详细说明。如图1-2所示，一种抛光液性能连续实时调控装置，包括粉料组分存储输送单元、液态组分存储输送单元、组分混合输出单元、控制及附件单元；所述的粉料组分存储输送单元和液态组分存储输送单元并列位于整个装置的上部，组分混合输出单元位于粉料组分存储输送单元、液态组分存储输送单元的下方，控制及附件单元位于整个装置的外围；

所述的粉料组分存储输送单元包括进料口甲15、粉料存储罐14、粉料搅拌桨13、精密调速电机12、粉料传送管10、精密传送蜗杆11和粉料输送管路9；所述的进料口甲15下方与粉料存储罐14相连通，粉料存储罐14内部安装有粉料搅拌桨13，粉料存储罐14下方与粉料传送管10左端顶部相连，粉料传送管10内部安装有精密传送蜗杆11，精密传送蜗杆11与精密调速电机12相连，粉料传送管10右端底部连接有粉料输送管路9，粉料输送管路9与混合液输送管路6连接；

所述的液态组分存储输送单元包括进料口乙16、进料口丙20、溶液存储罐甲19、溶液存储罐乙23、液位计甲17、温度计甲18、液位计乙21、温度计乙22、溶液输送管路甲8、溶液输送管路乙28、流量计甲24、电控伺服阀甲26、流量计乙25、电控伺服阀乙27和过滤装置30；所述的进料口乙16和进料口丙20下方分别与溶液存储罐甲19和溶液存储罐乙23相连通；溶液存储罐甲19内部安装有液位计甲17和温度计甲18，溶液存储罐乙23内部安装有液位计乙21和温度计乙22；溶液存储罐甲19和溶液存储罐乙23下方分别与溶液输送管路甲8和溶液输送管路乙28相连；溶液输送管路甲8自上而下安装有流量计甲24和电控伺服阀甲26，溶液输送管路乙28自上而下安装有流量计乙25和电控伺服阀乙27；在电控伺服阀甲26和电控伺服阀乙27的下方溶液输送管路甲8和溶液输送管路乙28完成汇聚，管路汇聚处安装有过滤装置30，过滤装置30的出口端与下方混合液输送管路6连接；

所述的组分混合输出单元包括混合液输送管路6、搅拌机构7、缓冲器5、迷宫式流道腔室3、抛光液输出管路34、流量计丙32和温度计丙33；所述的混合液输送管路6自上而下同轴安装多组搅拌机构7，在混合液输送管路6下方连接有缓冲器5；混合液输送管路6底端与迷宫式流道腔室3连接；迷宫式流道腔室3底部与抛光液输出管路34相连接；在抛光液输出管路34上顺序安装有流量计丙32和温度计丙33；

所述的控制及附件单元包括密闭箱体37、保温层2、电热丝4、控制系统29和控制线路31；所述的密闭箱体37内壁分别环绕有保温层2和电热丝4，控制系统29的反面通过控制线路31与液位计甲17、温度计甲18、液位计乙21、温度计乙22、流量计甲24、流量计乙25、电控伺服阀甲26、电控伺服阀乙27、流量计丙32、温度计丙33、搅拌机构7、过滤装置30、粉料搅拌桨13、精密调速电机12、精密传送蜗杆11和电热丝4相连接，控制系统29的正面以操作面板方式面向整个装置外部；所述的密闭箱体37底部设置底座1。

进一步地，所述的粉料组分存储输送单元有多个，多个粉料组分存储输送单元并联后与组分混合输出单元连接。

进一步地，所述的液态组分存储输送单元有多个，多个液态组分存储输送单元并联后与组分混合输出单元连接。

进一步地，所述的迷宫式流道腔室3内部结构自上而下由多组“正人字形”组件与“倒八字形”组件相互交替构成；“正人字形”组件和“倒八字形”组件均由两块夹角为160°的长方形不锈钢板组合而成；其中“正人字形”组件为两块钢板焊接而成，人字形结构两端不与腔室侧壁接触，留有空间；“倒八字形”组件两钢板采用非接触布置方式，两钢板各有一端与腔室侧壁接触并密封，而对应的另一端相互分离，留有距离；所述的“正人字形”组件和“倒八字形”组件均以焊接方式固定在腔室内壁上。

本发明的工作原理如下：

控制及附件单元工作时，通过调节控制系统29改变电热丝4温度，使密闭箱体37内部环境温度达到目标值；当分别内嵌于溶液存储罐甲19、溶液存储罐乙23中的温度计甲18、温度计乙22检测到各液态组分温度到达目标设定温度后开始抛光液配置作业；通过控制系统29选择预置的目标抛光液配置程序，使各执行机构按照预定参数开始运转。

粉料组分存储输送单元工作时，位于粉料存储罐14中的粉料搅拌桨13开始转动，使粉料处于持续运动状态，进而防止粉料发生结块；放置于粉料存储罐14中的粉料成分在精密传送蜗杆11的带动下沿粉料传送管10流动至粉料输送管路9并在自身重力的作用下流至混合液输送管路6。

液态组分存储输送单元工作时，电控伺服阀甲26、电控伺服阀乙27在程序的控制下完成阀门开度的设定；此时位于溶液存储罐甲19、溶液存储罐乙23中的各液态组分在重力的作用下分别流入对应的溶液输送管路甲8、溶液输送管路乙28，通过分别安装在溶液输送管路甲8、溶液输送管路乙28上的流量计甲24、流量计乙25监测各支路实际流量变化；之后各液态组分流经过滤装置30，以去除溶液中的固体颗粒杂质，经过过滤后的液体流向混合液输送管路6。

组分混合输出单元工作时，在混合液输送管路6中粉料组分和液态组分汇聚、混合，并在搅拌机构7作用下逐渐均匀化；位于混合液输送管路6末端的缓冲器5可以有效降低混合液的流速，进而延长了混合液的搅拌时间，同时促进了先后到达溶液混合管路的各组分间的相互冲击，加深了混合液均匀化程度；在混合液通过缓冲器5后进入迷宫式流道腔室3，经过混合液与腔室内壁多次撞击及间歇性的分流、汇聚，其均匀性得到再次提高；当流出迷宫式流道腔室3进入抛光液输出管路34时混合液实现了均匀混合，其溶液配比、温度均与目标抛光液一致；在混合液流经抛光液输出管路34的过程中，位于管路中的流量计丙32、温度计丙33对混合液最终的温度及流量进行监测，并将检测数据传递至控制系统29；之后混合液通过安装在抛光液输出管路34末端的抛光液在线施加组件35施加到抛光作业区36。

补充说明：当精密与超精密抛光过程中需要供应其他配比、流量及温度的抛光液时，可以通过控制系统29实时调整精密调速电机12转速、电控伺服阀开度以及电热丝4温度来实现。当溶液存储罐甲19、溶液存储罐乙23内部的溶液液面低于相应的液位计时，液位计向控制系统29发出报警信号，停止抛光液的配置。当过滤器滤网的通透性降低于容许值时，过滤器向控制系统29发出报警信号，提示及时更换滤网，并停止抛光液配置作业。

本发明不局限于本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。