专利名称：金属加工液体控制系统和使用该系统的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属加工液体控制系统和使用该系统的工艺，特别是涉及到一种用于循环和再生使用的金属加工液体的控制系统和工艺。
在大多数的金属加工的工艺中，为了获得所需的例如润滑、冷却、除切屑等要求，必须采用金属加工液。采用这些加工液的工艺并不限于罐筒的加工(如拉拔和挤压)，它还包括金属的轧制(如铝或钢板)和冲压、板材弯曲等。
典型的工艺包括将金属加工中用过的加工液，经过滤和平衡系统的再循环，以便去掉金属切屑、低比重的油料、污物等，并使干净的加工液返回到金属加工中。
这样的一种系统见
图1。
金属加工台1与一收集用过的金属加工液的液箱2相连。经导管3把液箱2中加工液泵入过滤系统4。过滤系统由一脏侧5和干净侧6组成，来自脏侧5的冷却剂经过滤器7(如打褶纸过滤器)泵入干净侧6。然后，冷却剂经第二导管8泵入金属加工设备如制罐机上。
一般位于脏侧的加工液组份或是由附加的预先混合的加工液供源来获得，或是将非集中的加工液组成物输送到过滤器来得到。这种的供源见图1中的9。
这种系统需要在过滤系统中使用超组份的加工液。此外，需要保持多量组份的加工液，由于在过滤系统中损失引起大量低比重油的乳化，和存有污物和切屑，导致过早阻塞和更换过滤介质或清理过滤系统。另外，在罐加工和其它金属部件制造中，多量组份加工液引起加工液，污物和低比重油保存在加工后的金属部件上，从而附带有增加清理工作的切屑加工。最后，多量组份加工液增加乳化程度，使排泄更加困难。
本发明是一个用于循环金属加工液，如冷却或润滑剂的系统和方法。该系统由一金属加工台、一过滤系统和一将纯组份金属加工液在过滤器的回程和金属加工台之间传送的装置构成。该装置是一或多个在速度、容量和时间可变化的泵，它把所需要的加工液组成物，添加剂和水吸收到系统中。
本发明的一个目的，是提供一用于再生金属加工液的(例如冷却剂和润滑剂的)系统。
本发明另一个目的，是提供一再生金属加工液的方法。
本发明再一个目的，是用于控制金属加工液的系统，包括一位于金属加工台上的、将金属加工液输送管道连接到金属加工台上的入口件，一个将加工液从金属加工台上排走，并将金属加工台连到过滤金属加工液的过滤装置上的出口件，以及将金属加工液组成物添加到管路上的装置，添加组成物的装置被连到过滤装置的出口件和金属加工台的入口件之间。
本发明又一个目的，是提供一输送和更新金属加工液的系统，包括一将更新的金属加工液供源连到金属加工台上的第一入口件;一将加工液从金属加工台上排走，并将金属加工台连到液箱上以收集用过的金属加工液的出口件;一将液箱连到过滤区的第一泵件，过滤区由收集区，过滤装置和存放区组成，过滤装置的设置能使收集区与存放区隔开;一位于过滤装置附近以使金属加工液从收集区经过滤装置输送到存放区的第二泵;一从存放区到第三泵入口的出口;一从第三泵连到金属加工台的第一入口件的出口件;和一将金属加工液组成物添加到系统中的装置，用于添加组成物的装置位于存放区出口件和金属加工台的第一入口件之间。
本发明附加一个目的，是提供一控制金属加工液的系统，包括一金属加工机，它具有进出金属加工液的进、出口，机器出口连到一过滤器的进口，过滤器具有一与位于过滤器出口和金属加工机进口间的导管相连的出口，以及一位于过滤器出口和金属加工机进口间的金属加工液测量装置，该测量装置包括一金属加工液组份供源，一可变泵和位于供源和趋向于可变泵的一入口间的第一导管和位于泵出口和导管间的第二导管。
本发明进一步的目的，是提供一控制金属加工液的方法，其步骤是a)将金属加工液输送到金属加工区，b)将用过的金属加工液从金属加工区上输走，c)过滤用过的金属加工液，d)将金属加工液组成物，加到过滤后的加工液中，以便得到所需的组份，和e)将金属加工液输送回到金属加工区。
图1表示现有技术的一种金属加工液循环系统。
图2表示本发明的金属加工系统。
图2是按照本发明的一个金属加工液系统的实施例。将金属加工液输送到金属加工台12的入口件11上。在金属加工台使用后的加工液经出口件13从金属加工台12上排出。常规的方式是将用过的加工液排到收集装置如液箱14中，然后，用泵15将其输送到过滤区17的进口件16处。过滤区有一收集区18，在此存放脏液(未过滤)并经一过滤装置19将脏液送到存放区20。来自存放区20内的过滤区出口件21中的加工液，返回到金属加工台的进口件11，以便重新使用。
所有内连系统的组件或可直接连在一起或经相邻组件间的一系列管子或导管相连。
用于添加金属加工液组成物的装置为22。它包括一个或多个金属加工液组成物供源23，如油，润滑剂，冷却剂，水，生物杀伤剂，防蚀剂，pH值调节剂等，每一种组成物可分别存放或以各种组合方式存放。一可变泵24将供源(23A-D)连到系统的位于过滤区17的出口件20和金属加工台12的入口件间的某一位置处。最好是，用于添加组成物21的装置位于系统泵25的入口件24上，系统泵25将过滤区17加工液泵入到金属加工台12中。
未在图2中表示的，一选择的最佳过滤泵将来自收集区18内的加工液经过滤装置19吸到存放区20内。
所有专用部件，对本技术领域的普通技术员来说是公知的，并且是市售件。
下面描述本发明系统中主要部件。
本发明一重要部件是泵，它将必要的或所需的加工液组成物泵入到系统中。所选的泵要求在速度、容量和/或时间上是可变化的，根据所需加工液组成物经过泵的情况来计量。
最好是，泵速是可变的和/或泵量也是可变的，从而加工液组成物量以一所需速度加到系统中。进行变化时，系统操作者可简单改变系统中由加工液参数规定的速度，如;如果加工液组份量下降，则泵加速以提高组份量使其达到所需的量，一旦获得，则泵减速，以维持这一状况。
这种泵在化学工业中是公知的，二种最佳泵可从在Jacksonville，Florida的第一海岸工厂(First Coast Products)购得，所公知的型号是Pb-15-Sc-01或Pb-80-Sc-01。这些泵的速度是可变的。泵是自身起动加水和有压缩力的，用于计量化学变化。它们也包括一个可调节的程序，以便允许在选择的时间增值时把泵打开和关闭。泵速可变，从而输送速度可按需要而变化。
当需要把不同的组成物以不同速度加到加工液中时，最好采用系列泵，每个泵用于每一组成物，从而可简单和自动地计量系统中所需要的理想组成物。例如，在金属加工液中，第一泵用于添加纯浓度的加工液(即加工液没有与水或稀释剂溶液混合)。第二泵用于泵入生物杀伤剂，而第三泵用于泵入第二种生物杀伤剂和/或附加的添加物，如极限压力胶，pH值调节剂，水等。不同泵最好相应于组成物的不同应用速度。
此外，一个泵或二个泵可经一系列阀与连到不同组成物供源上的特定的泵或每个泵一起使用。从而，在适当时间，通过特定泵或多个泵可计量出适当的组成物和所需量。
过滤装置是任何过滤设备，它通常用在金属加工业中，以清理和循环金属加工液。
用于金属加工中典型过滤系统是一个大的箱体，它被分成二个间隔。其中一间隔是接收用过的带有金属切屑、污物、低比重的油脂等脏的金属加工液，另一间隔是存放过滤后的金属加工液，并将它输送回系统重新使用。在此二个区域(脏和干净)之间设有过滤装置。也可是部分箱体，如在两间隔之间形成一物理隔段。此外，也可形成两间隔之一的部分，最好是脏的或收集部分。在另一种情况下，加工液从过滤器中吸出并吸入存放区。
一般是，过滤器是一种纤维板材，如纸(纤维的、玻璃的或合成的)或纤维(玻璃或合成的)或毡垫(玻璃、纤维或合成)。特别是，它是打褶纸型过滤器，其成本低，易更换和保养，并具有足够的过滤性能。这种过滤器是众所周知的并通常用于工业上。也可使用其它的过滤器，本发明并不局限于过滤器的型号。其它公知的过滤器包括金属网或篮，离心过滤机，凝结和/或沉淀箱，吸收布轮等。所有这些过滤器，对本技术领域普通技术员来说，是众所周知的并可用在本系统中。
用在本系统中任何其它泵，可以是与用在将加工液组成物添加到系统中的装置中的泵型号相同，此外，也可采用其它的泵如通常或惯用在加工液循环系统中的隔膜泵。
用于收集，过滤和存放金属加工液的箱槽，可是任何常用于工业上的箱槽。典型的这种箱槽可由金属，如铝，不锈钢或镀铝制成，或由塑料或玻璃纤维制成。它们应具有足够容量，以便允许充分过滤和存放用于系统中足量的加工液。
此外，这种箱槽通常带有测量加工液水平面的检测器，以确保足够加工液保持在系统中。
另外，各种其它常用在这样系统中的公知部件，也可用于本发明中，这些部件包括加热器，压力规，供水接头，压力减振器，止回阀等。
系统中全部或部分部件，可直接与相邻部件相连，此外，每个相邻部件可经管道相互连接。这种管道可由金属，如铝或不锈钢制成，和由塑料，如聚四氟乙烯，聚乙烯或聚氯乙烯制成。这种管道可经各种公知固定件，如螺旋接头、压缩接头，粘合剂等与部件相连接。
本发明加工方法如下金属加工液的供源装到金属加工台的入口。使用后，加工液经出口流出并被收集到液箱中。然后，加工液从液箱中输送到过滤系统中。加工液的过滤，最好是将其泵入过滤器中。通过一输送泵，把过滤区加工液泵入到金属加工台的入口，使过滤后的加工液返回到金属加工台。加工液组成物，如润滑剂，冷却剂、水、生物杀伤剂等，计量后进入到位于过滤器出口和趋向金属加工台的入口间的加工液中。最好是，组成物被加到输送泵的入口侧，以确保在进入金属加工台之前，使组成物与过滤后加工液充分混合。
用于本发明所公开的系统中的系统和加工方法，可应用到各种金属加工操作上。例如，特别是用在金属罐的制造，尤其是拉拔和挤压加工所形成的两片罐中。此外，它用在制造金属板坯的轧辊成形加工中，类似它也可用在其它金属加工中，如研磨、滚轧、拉削，冲压，切削或镗削加工中。它也可用在清洗用件，如酸洗或碱洗系统中。
发明人发现，本发明提供许多优点并克服存在于已有系统和加工方法中许多问题。
例如，已示出的附加的洁净(浓度)的加工液组成物，直接进入到输送泵入口处，将大大减少加工液在系统中的消耗量。在制罐体加工中，根据本发明的系统试验证明，发明人已发现金属加工液消耗量明显低于现有系统中，即非集中地把加工液添加物加到过滤系统中所消耗的加工液。还进一步发现金属加工液组成物的浓度降低到35%，低于现有的，同时保持了和在许多情况下改进了加工液，系统和工件的性能。此外，发明人还发现，特别是使用打褶纸纤维过滤器时，过滤器的性能得以改进了，并延长其使用寿命，以及优于在予混合或非集中供给系统中的性能。相信由于减少组成物的浓度，特别是在过滤后的加工液中乳化的低比重油脂的减少，使过滤器使用寿命延长。
另外，与现有系统相比，过滤器可保留少量的加工液组成物，相信所使用的加工液用量减少，对使用低浓度加工液的能力提高(量少是被过滤器吸收了)。
在系统中减少加工液浓度，也便于减少在工具和/或工件上产生的沉积物。
要注意，加工液中降低了低比重油脂的含量。相信部分是降低在系统中必要的加工液浓度和改进过滤器的性能和寿命引起的。降低低比重油脂的产生，便增加加工液使用寿命，提高过滤器使用寿命和改进产生质量稳定性。
最后，该系统提供一改进的工件，如在拉拔和挤压加工(制两片罐)中，发现减少了罐壁厚度的所有偏差，只产生少量撕裂或破裂，与现有系统相比，工件只需少一些的清洗。
所有这些优点，导致在系统操作和维持中，具有成本低，减少了因浪费所产生的量(或是过滤器纸张或是带污物加工液)，减少了工件最终加工变化(从而减少了重新喷射)。和减少了清洗成本(由于只有少量低比重油脂和其它污物保留在工件或工具上)。
本发明相应于最佳实施例加以描述，本技术领域普通技术人员，将了解到本发明的等效、替换物和变更。附带的权利要求书，复盖了所有的等效，替换物和变更，它们都落在本发明的精神和范围内。
权利要求
1.一种用于控制金属加工液体的系统，包括一位于金属加工台上的入口件、将金属加工液输送管与金属加工台相连的入口件，将加工液从金属加工台输出的出口件，将金属加工台连到一用于过滤金属加工液的装置上的出口件，和将金属加工液组成物加到供源上的装置，用于添加组成物的装置被连到过滤装置的出口件和金属加工台的入口件之间。
2.根据权利要求1的系统，其特征是金属加工台处是一制罐机，过滤装置是一纤维过滤器，用于添加组成物的装置是一个或多个可变泵。
3.根据权利要求2的系统，其特征是用于添加组成的装置是一个或多个可变泵，其中变量是从一组由速度，容量和时间构成的要素中选取。
4.根据权利要求1的系统，进一步包括一用于收集位于金属加工台出口件和过滤装置间金属加工液的装置，和一用于将来自收集装置的金属加工液泵入到过滤装置中的装置。
5.一种用于输送和再生金属加工液的系统，包括一将再生的金属加工液的输送管连到金属加工台的第一入口件，一用于将加工液从金属加工台上输出的出口件，出口件将金属加工台连到液箱，以收集用过的金属加工液，一将液箱连到过滤区的第一泵，过滤区由收集区，过滤装置和存放区组成，过滤装置的设置可使收集区与存放区隔开，一相邻于过滤装置设置的、将收集区金属加工液经过滤装置移至存放区的第二泵，一从存放区到第三泵的入口件的出口，来白第三泵的并连到金属加工台的第一入口件上的出口件，以及一将金属加工液组成物加到系统中的装置，用于添加组成物的装置位于存放区出口件和金属加工台的第一入口件间。
6.根据权利要求5的系统，其特征是金属加工台处是一台制罐机，过滤装置从一组由纤维过滤器、离心过滤器、凝结箱、沉积箱和它们组合件构成的组件中选取，而用于添加金属加工液的装置是一变量泵，它将金属加工液组成物的输送管连到系统上。
7.根据权利要求5的系统，其特征是用于添加金属加工液和附加物的装置是一速度可调泵。
8.根据权利要求5的系统，其特征是添加金属加工液的装置是一容量变量泵。
9.根据权利要求5的系统，其特征是进一步包括一将附加物输送到系统中的装置，用于输送附加物的装置有一出口，它连到位于存放区出口件和金属加工台的第一入口件间的系统上。
10.一种用于控制金属加工液的系统，包括一金属加工机，它有金属加工液的进出的出入口，机器出口连到过滤器的入口，过滤器具有一连到位于过滤器出口和金属加工机入口间的第一管道上的出口，以及位于过滤器出口和金属加工机入口间的金属加工液计量装置，计量装置包括一金属加工液组成物的输送管，一变量泵和位于输送管和趋向变量泵的入口间的第二管道和位于变量泵出口和第一管道间的第三管道组成。
11.根据权利要求10的系统，进一步包括一位于金属加工机出口和过滤器间的液箱和位于液箱和过滤器间的第二泵。
12.根据权利要求10的系统，其特征是变量泵是一速度可变的泵。
13.一种控制金属加工液的方法，包括步骤为a)把金属加工液输送到一金属加工区，b)把用过的金属加工液从金属加工区排走，，c)过滤用过的金属加工液，d)把金属加工液组成物加到过滤后的加工液中，以便获得所需的浓度，和e)把金属加工液返回到金属加工区。
全文摘要
公开一种控制金属加工液的系统和方法。该系统有一计量装置，用于将所需量的金属加工液组成物(冷却剂、润滑剂、生物杀伤剂等)输送到系统中的从金属加工区过来后收集并过滤后的金属加工液中。所使用的变量泵(在速度，容量或时间上可变化的)最好可确保充足的，但并不过量的，必要的组成物加到系统中。最好是计量装置位于过滤器出口和金属加工操作的入口间。该系统和加工方法减少了金属加工液的消耗，降低废物产生，并提高过滤性能和改善所有的系统控制。
文档编号C10M175/00GK1075434SQ9310024
公开日1993年8月25日 申请日期1993年1月5日 优先权日1992年1月6日
发明者I·T·塔克 申请人:格雷斯公司