一種環保機械零件除污裝置結構的設計

鐘 垚

（長安大學工程機械學院，陜西 西安710064）

0 引言

環保設備是指用于控制環境污染、改善環境質量而由生產單位或建筑安裝單位制造和建造出來的機械產品、構筑物及系統[1]。在我國的環保投資中，環保機械占據著重要地位，環保機械制造業未來空間廣闊。同時，隨著當今社會環保節能理念的不斷加深，環保機械得到越來越廣泛的應用。然而，環保機械金屬零件在生產使用的過程中，常常伴隨著潤滑油等眾多無機或有機污物，嚴重影響產品質量，所以在后續裝配加工前，必須對其進行去油污處理[2]。

目前，機械零件的清洗方式主要有人工清洗和機械清洗兩種，對于環保設備中的鈑金類零部件，主要依靠人工清洗[3]等方式進行除污處理，清洗的效率比較低下，且容易存在除污不完全的問題[4]。由于清洗的質量直接關系到產品功能及壽命[5]，所以筆者擬采用機械清洗的方式，設計一種應用于環保機械零件除污的清潔裝置，用以提高除污效率和除污質量。

1 結構設計

1.1 設計要求

為了實現環保機械零件除污高效率、高質量，同時滿足除污過程中環保無污染，環保機械零件除污裝置的設計應滿足以下設計要求：

1）清洗液能均勻噴淋到除污零件表面；

2）機械零部件在除污過程中能快速更換；

3）機械零部件在除污過程中無磨損；

4）除污過程中清洗液能往復循環使用；

5）清潔液在裝置中能過濾凈化。

1.2 設計方案

機械零件常用的清洗方法有擦洗、煮洗、噴洗、振動清洗和超聲清洗等[3]，其中，前兩種清洗方式工藝要求較低，方法簡單，成本較低，適用范圍較廣，但清洗質量難以保障，后三種清洗方式在清洗質量和清洗效率等方面都有顯著提升。比較這幾種清洗方式之間的優缺點，考慮到除污裝置的適用范圍和成本等因素，筆者擬借鑒振動清洗的方法進行相關設計。振動清洗就是將待清洗的機械零件浸沒在清洗液中，利用清洗機的振動來模擬人工刷洗動作，在清洗液的化學作用下去除機械零件表面的油污。

基于振動清洗的基本原理，筆者在振動清洗基礎上進行一定程度上的改進，在滿足上述設計要求的基礎上，參考現有的一些清潔裝置模型，設計了一種能夠同時滿足多個機械零件清潔處理的除污裝置。該除污裝置整體呈一個箱體結構，所述箱體的頂端固定安裝有噴水箱，箱體的底部固定安裝有輸送泵，輸送泵的出口通過三通管與噴水箱兩端連通。箱體的側面開設有安裝槽，且安裝槽的內部設置有多個清洗盒，清洗盒的底端固定安裝有防水型的振動馬達。箱體的內部底端固定安裝有撐桿，且清洗盒的側面與箱體、撐桿之間安裝有多個彈簧。所述清洗盒的底部設置有多個排液槽，且清洗盒的兩側內壁均設置有多個毛刷。所述噴水箱的底端螺接有多個噴洗管，且噴洗管位于清洗盒的上方。其剖視結構示意圖如圖1所示。

圖1 除污裝置剖面結構示意圖

所設計除污裝置是由多個系統組成的集合體，具有十分優越的工作性能，且操作簡單方便，成本低廉，其具體優越性如下：

1）滿足多個環保機械零件同時除污處理；

2）機械零件通過插拔式更換，更換簡單高效；

3）基于振動清潔方法對零件進行除污，除污質量較高；

4）清潔液能經過過濾凈化后循環使用，經濟環保。

2 結構分析

由圖1可知，筆者在除污裝置箱體內安裝有多個防水振動馬達，通過馬達產生的振動作用力帶動兩側內壁都嵌有緊密毛刷的清洗盒，其中毛刷起擦洗的作用。在通過清洗盒上方噴洗管噴淋清洗液的狀態下，清洗盒的內部毛刷擦洗待清潔零件兩側表面，對插入多個清洗盒中的機械零件同時進行充分除污處理。

為了清洗液能夠均勻噴淋在除污機械零件表面，采用一種倒Y型結構的三通管體，且噴洗管底端兩管口呈C型結構，在清洗除污過程中，可以保證清洗液盡可能多地噴淋到零件兩側表面，如圖1中結構7所示。

此外，為了保證零件在除污過程中無磨損，在清洗盒端部內壁安裝有多個緩沖墊，且底部設置為橡膠材質，可以避免零件在振動過程中與清洗盒表面接觸磕碰造成損壞，同時，也保證了機械零件清洗除污的質量。清洗盒的剖視結構示意圖如圖2所示。

圖2 清洗盒剖視結構示意圖

為了保證除污過程的環保性和經濟性，筆者采用輸送泵對清洗液進行循環往復使用。為了保障輸送泵的安全性和使用壽命，在清洗除污裝置底部與輸送泵之間設計有向下延伸的收集部，且收集部的內部置有過濾網盒，清洗零件后的清洗液流入到收集部內部，通過內部安裝的過濾網盒過濾凈化清洗液，便于清洗液的循環利用。且收集部的頂端邊緣處設置有矩形環槽，過濾網盒的頂端邊緣處卡接于矩形環槽的內部，過濾網盒嵌裝在矩形環槽的內部，以避免雜質透過間隙落入到輸送泵內部。具體的過濾裝置如圖3所示。

圖3 過濾網盒結構示意圖

由圖3可知，收集部的側面設置有清理槽孔，且清理槽孔的內部固定安裝有與過濾網盒和收集部穩固連接的封板，過濾網盒的兩側內壁設置有多個插槽，且相鄰的兩個插槽之間插接有V型結構的過濾網板。從上往下的過濾網板網孔依次減小，裝置在清洗零件時，通過安裝多個V型結構的過濾網板過濾清洗液，提高對清洗液的凈化質量；同時，可以避免雜質透過間隙落入到輸送泵內部，以免造成輸送泵堵塞。在清洗結束后，將封板打開即可抽出過濾網盒，清理過濾網板表面，操作簡單方便，且可以保證循環使用清洗液的清潔度，提高零件除污的質量[6]。

為了保證循環使用的清洗液質量，噴水箱的側面開設有條形孔，且條形孔的內部固定安裝有過濾網兜，條形孔的外側固定安裝有密封板。除污裝置在使用時，經過箱體底部過濾網盒過濾凈化后的清洗液在輸送泵的作用下，從左右兩側管道輸送到除污裝置頂部的過濾網兜中，經過二次過濾處理后流入噴水箱中，用以循環使用，同時，也用以避免污漬或碎屑噴在零件表面造成劃痕，如圖1結構5所示。

3 工作流程

除污裝置在使用時首先將清洗液注入箱體的噴水器中，然后將需要除污的機械零件插入至清洗盒內部，通過振動馬達的振動作用力帶動清洗盒，通過清洗盒內壁的毛刷和噴淋到機械零件兩表面的清洗液，對內部的待除污零件充分刷洗，操作簡單方便。除污后的清洗液經排液槽流入除污裝置下方的過濾網盒，利用網盒中的多層V型過濾網板對清洗液進行第一次過濾凈化；過濾后的清洗液再通過裝置底部的輸送泵循環輸送到除污裝置頂部的過濾網兜中進行二次過濾，再次進入噴水器中進行多次循環使用。利用振動的毛刷配合噴淋的清洗液，可以提高對零件的清洗質量，而且可以通過插拔的方式更換清洗的零件，提高零件除污的效率。

4 結論

筆者設計出了一種應用于環保機械零件的新型除污裝置，該裝置可以滿足多個機械零件同時除污處理。基于振動清洗基本原理，首先運用防水振動馬達結合毛刷等部件搭建多個零件可插拔式更換的清洗盒，利用振動馬達的振動作用結合清洗液的化學作用對機械零件進行除污處理。再利用輸送泵循環往復使用經過過濾凈化后的清洗液，滿足環保設計要求。所設計的新型除污裝置能夠實現環保機械零部件高效率、高質量清潔除污，解決了現有除污過程中存在的技術難題，具有很高的實際應用價值。