УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОНЦЕНТРАЦИИ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ В СОЖ Российский патент 1998 года по МПК G01N15/06 

Изобретение относится к металлообработке, а именно к устройствам для контроля концентрации механических примесей в любых видах СОЖ, и может быть использовано как в индивидуальных, так и в централизованных системах очистки СОЖ для шлифовальных станков, особенно в автоматизированном производстве.

Известно устройство для измерения объемной концентрации твердых примесей в потоках (авт. св. N 2006827, кл. G 01 N 15/02), состоящее из измерительной прозрачной вставки трубопровода с потоком, источник света (оптического генератора), просвечивающего поток в плоскости сечения, перпендикулярно его движению, фотоприемника прошедшего излучения, соединенного с вычислительным блоком и регистратором, в котором путем измерения оптической плотности жидкости, содержащие примеси, и сравнения ее с эталонной (чистой) пробой СОЖ, определяется объемная концентрация в ней твердых примесей.

Недостатком данного устройства является постоянное изменение оптической плотности жидкости вследствие ее "истощения" в ходе технологического процесса, а следовательно, снижение точности показания прибора, а также и низкая эксплуатационная надежность применяемого оборудования.

Известен также датчик контроля загрязненности жидкости (прототип авт. св. N 911236, кл. G 01 N 15/06), содержащий корпус, в котором установлен фильтр и выполнены каналы подвода и слива контролируемой и промывочной жидкости, причем для обеспечения непрерывного измерения фильтр выполнен в виде поворотного перфорированного диска (или двух дисков) с отверстиями переменного сечения и обращен стороной с большим сечением отверстий к каналу подвода контролируемой жидкости, при этом больший диаметр отверстий превышает максимальный диаметр частиц.

Недостатком данного устройства является низкая эксплуатационная надежность датчика из=за сложности конструкции, а также невысокая точность измерения зягрязненности СОЖ вследствие переменного сечения отверстий в диске.

Целью изобретения является повышение точности и надежности контроля загрязненности СОЖ механическими примесями, а также расширение области применения устройства.

Для достижения поставленной цели заявленное изобретение содержит общие с прототипом признаки: фильтр с отверстиями и отличительные признаки - фильтр установлен на выходе емкости для фильтрования и шарнирно связан через рычаг со штоком электромагнита, емкость для фильтрования оснащена датчиком уровня жидкости, а для забора пробы загрязненной СОЖ емкость соединена через регулятор расхода жидкости и электромагнитный клапан с магистральным трубопроводом, причем датчик уровня жидкости, электромагнит и электромагнитный клапан электрически связаны с микропроцессором, организующим цикл работы устройства, каждый из которых необходим, а в совокупности они достаточны для достижения поставленной цели.

Введение в устройство регулятора расхода, датчика уровня жидкости и микропроцессора облегчает выделение порогового сигнала (установленной нормы загрязненности СОЖ), повышает быстродействие устройства и точность контроля. Выполнение фильтра сменным, с размером его отверстий, соизмеримых с размерами частиц механических примесей, позволяет расширить область применения устройства.

Между отличительными признаками и целью изобретения существует причинно-следственная связь, заключающаяся в замедлении скорости фильтрации СОЖ через фильтр по мере увеличения концентрации механических примесей в жидкости в процессе обработки заготовок.

По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность изобретения, известны из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "Новизна".

Совокупность существенных признаков характеризующих сущность изобретения, в принципе может быть многократно использована в металлообработке.

Полученный технический результат, заключающийся в использовании контроля концентрации механических примесей при плоском глубинном шлифовании на станке 3Е711В, обеспечил достижение поставленной цели, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "Промышленная применимость".

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства для определения концентрации механических примесей в СОЖ: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Заявленное (согласно первому пункту формулы изобретения) устройство для контроля концентрации механических примесей в СОЖ содержит электромагнитный клапан 1 для забора пробы загрязненной СОЖ, регулятор расхода 2, емкость для фильтрования 3, сменный фильтр 4 с сеткой отверстий, шарнирно связанный через рычаг 5 со штоком 6 электромагнита 7, датчик уровня 8 и микропроцессор 9.

Электромагнитный клапан 1 установлен на магистральном (нагнетательном) трубопроводе 10, связанном с насосом 11, подающим СОЖ из бака 12 охлаждения к станкам.

Предлагаемое устройство для контроля концентрации механических примесей в СОЖ работает следующим образом. При обработке заготовок на станках в зону резания СОЖ из бака 12 охлаждения подается насосом 11. Для контроля концентрации механических примесей в СОЖ, подаваемой в зону обработки, осуществляется периодический забор определенного объема СОЖ, постоянно циркулирующей в системе охлаждения станков, посредством электромагнитного клапана 1, установленного на магистральном трубопроводе 10. Время открытия и закрытия электромагнитного клапана 1 устанавливается с помощью микропроцессора 9 по эталонной пробе СОЖ. Далее СОЖ проходит через регулятор расхода 2, который поддерживает заданный уровень жидкости и попадает в емкость 3 для фильтрования, на выходе из которой установлен сменный фильтр 4 с сеткой отверстий. Если за определенное время прохождения СОЖ через емкость 3 уровень СОЖ в ней не поднялся до определенного (порогового) уровня, вследствие загрязнения фильтра 4 шламом, то концентрация механических примесей в СОЖ находится ниже установленной нормы. В этом случае микропроцессор 9 дает команду на электромагнит 7, с помощью которого через шток 6 и шарнирный рычаг 5 происходит откидывание фильтра 4 от емкости 3, при этом поток СОЖ из емкости 3 промывает фильтр 4. После промывки фильтра 4 микропроцессор 9 дает команды на закрытие электромагнитного клапана 1 и на электромагнит 7 для возвращения фильтра 4 в исходное (закрытое) положение для контроля очередной пробы загрязненной жидкости. Если же за определенное время фильтрации СОЖ через фильтр 4 уровень СОЖ в емкости 3 превысит допустимый, контролируемый датчиком уровня 8, сигнал с последнего поступает в микропроцессор 9, который выдает сигнал в цепь управления системой очистки СОЖ для включения очистителей в цепь управления станком для прекращения цикла обработки, например, шлифования заготовок.

Согласно данным экспериментальных исследований изобретение может быть использовано в народном хозяйстве, в первую очередь в автоматизированном производстве, а также для операций глубинного шлифования заготовок, где из-за больших съемов металла и износа шлифовальных кругов загрязненность СОЖ механическими примесями (шламом) более 0,2-0,3 г/л влияет на производительность и качество шлифованных поверхностей деталей.

Изобретение можно использовать на всех металлообрабатывающих предприятиях, использующих индивидуальные и централизованные системы очистки водных и масляных СОЖ на операциях абразивной обработки, особенно в автоматизированном производстве. Устройство содержит фильтр с отверстиями, который установлен на выходе емкости для фильтрования. Фильтр шарнирно связан через рычаг со штоком электромагнита. Емкость для фильтрования оснащена датчиком уровня жидкости, а для забора пробы загрязненной СОЖ емкость соединена через регулятор расхода жидкости и электромагнитный клапан с магистральным трубопроводом. Датчик уровня жидкости, электромагнит и электромагнитный клапан электрически связаны с микропроцессором. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для контроля концентрации механических примесей в СОЖ, содержащее фильтр с отверстиями, отличающееся тем, что фильтр установлен на выходе емкости для фильтрования и шарнирно связан через рычаг со штоком электромагнита, емкость для фильтрования оснащена датчиком уровня жидкости, а для забора пробы загрязненной СОЖ емкость соединена через регулятор расхода жидкости и электромагнитный клапан с магистральным трубопроводом, причем датчик уровня жидкости, электромагнит и электромагнитный клапан электрически связан с микропроцессором. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фильтр выполнен сменным, а размер его отверстий соизмерим с размерами частиц механических примесей.