用于供給冷卻劑的設(shè)備、用于這種設(shè)備的控制系統(tǒng)和用于操作這種冷卻劑供給系統(tǒng)的方法與流程

本發(fā)明涉及一種用于向待供給液態(tài)冷卻劑的機(jī)加工設(shè)備供給冷卻劑的設(shè)備。冷卻劑通常是水。僅通過(guò)示例的方式，參考焊機(jī)或焊接機(jī)器人，要對(duì)其焊接帽進(jìn)行冷卻。類似地，機(jī)加工設(shè)備可以是具有被冷卻的感應(yīng)線圈的感應(yīng)裝置。重要的是，機(jī)加工設(shè)備的尤其是器械的區(qū)域，被包含在開(kāi)式的或閉式的冷卻劑回路中。冷卻劑回路包括通常由相應(yīng)的冷卻劑管線限定的流入流和流出流。

背景技術(shù)：

這種設(shè)備是本領(lǐng)域所公知的。這些設(shè)備在位于冷卻劑回路中的器械(形成冷卻劑回路的一部分)出于維護(hù)或修理的目的必須被更換時(shí)于處置冷卻劑的方面是尤其成問(wèn)題的。這一情況也適用于例如在帽被撕裂或軟管爆裂時(shí)導(dǎo)致的分裂或器械丟失。冷卻劑回路至少被輕微地加壓，使得當(dāng)器械被移除時(shí)，冷卻劑逸出到環(huán)境中。由于充滿了冷卻劑，所以存在污染環(huán)境的危險(xiǎn)。操作人員常常暴露于冷卻劑的載物下，例如，當(dāng)冷卻劑載有細(xì)菌時(shí)。

在本領(lǐng)域中已知在更換器械之前關(guān)閉使冷卻劑流通的泵。然而，這樣不足以防止冷卻劑在連接點(diǎn)處逸出。另外，由于冷卻劑壓力而至少輕微地膨脹的較長(zhǎng)的或極長(zhǎng)的彈性冷卻劑管線也是成問(wèn)題的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明提出了至少大致消除前述的問(wèn)題的目標(biāo)。應(yīng)通過(guò)簡(jiǎn)單的手段有效地防止冷卻劑逸出。這不應(yīng)依賴于操作人員的技能，相反，應(yīng)當(dāng)確保有效地防止冷卻劑從冷卻劑回路逸出，而無(wú)論相應(yīng)的處置為何。

通過(guò)權(quán)利要求1的特征所限定的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。相應(yīng)地，最重要的是冷卻劑回路包括用于輸送冷卻劑的輸送裝置。如果通常為泵、氣缸活塞組件等的該輸送裝置停止，則不再?gòu)睦鋮s劑源輸送冷卻劑。然而，當(dāng)打開(kāi)冷卻劑回路時(shí)，存在于冷卻劑管線中的內(nèi)部壓力將會(huì)足以引起冷卻劑對(duì)環(huán)境的污染。結(jié)果是，停止輸送裝置或關(guān)閉管線都是不足夠的。

此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種特別的控制設(shè)備，該控制設(shè)備一方面作用為使輸送裝置停止，另一方面在冷卻劑回路的流入流和流出流中產(chǎn)生某種吸引引流。進(jìn)行這種操作使得在冷卻劑回路中，尤其在待冷卻的器械的區(qū)域中，特別是在供給管線和/或返回管線中存在至少輕微的負(fù)壓。作為這種負(fù)壓的結(jié)果，當(dāng)冷卻劑回路被打開(kāi)時(shí)，非常少量的或者沒(méi)有冷卻劑能夠到達(dá)冷卻劑回路的外部。

以根據(jù)本發(fā)明的方式，控制設(shè)備采用了兩種不同的措施，特別是一方面使輸送裝置停止以及另一方面在供給管線和/或返回管線中產(chǎn)生負(fù)壓。

在這一點(diǎn)上應(yīng)當(dāng)注意的是，術(shù)語(yǔ)“輸送裝置”應(yīng)被理解為最寬泛的概念。類似地，可想到冷卻劑回路被連接到生活用水系統(tǒng)，使得不必需要特定的輸送裝置。作為另外的冷卻劑源，尤其是對(duì)自足式的源而言，可使用固定的或可動(dòng)的具有水箱、泵以及換熱器的冷卻水源。與關(guān)停輸送裝置不同，可關(guān)閉流入流和/或流出流中的切斷閥，使得不能夠再?gòu)睦鋮s劑源建立壓力。當(dāng)移除器械時(shí)，在冷卻劑回路和被移除的器械中產(chǎn)生的負(fù)壓有效地防止了冷卻劑逸出。

可按照需求來(lái)手動(dòng)地或機(jī)械地、電動(dòng)地或氣動(dòng)地啟動(dòng)切斷設(shè)備。這意指在進(jìn)行維護(hù)、發(fā)生分裂的情況下，尤其是在器械缺損(例如機(jī)器人焊接設(shè)備的帽缺損(帽被撕裂))或者在軟管缺損(軟管爆裂)的情況下，操作人員啟動(dòng)控制設(shè)備。在特別有利的設(shè)計(jì)的框架中，能夠自動(dòng)檢測(cè)到器械的缺損，并且也能夠同樣地自動(dòng)啟動(dòng)控制設(shè)備，其中同時(shí)通過(guò)光和/或聲和/或電氣/電子的方式來(lái)發(fā)出信號(hào)也是有利的。

根據(jù)上述說(shuō)明，控制設(shè)備包括直接或間接地作用在冷卻劑供給部和冷卻劑返回部上的裝置或機(jī)構(gòu)。具體而言，切斷設(shè)備包括被供給加壓空氣的主閥，其中，該閥可以是3/2定向閥或4/2定向閥或5/2定向閥。具體而言，該切斷設(shè)備可以是單個(gè)閥或閥以閥群簇的方式的組合。

在任意一種情況下，主閥均被供給加壓空氣，其中主閥在每種情況下以優(yōu)選地通過(guò)加壓空氣(或者通過(guò)機(jī)械的、手動(dòng)的或電動(dòng)的方式)進(jìn)行致動(dòng)時(shí)的切斷閥的方式切斷流入流和/或流出流。

當(dāng)流入流和/或流出流中的切斷閥被關(guān)閉時(shí)，即，當(dāng)冷卻劑回路中的冷卻劑流通被阻止時(shí)，通過(guò)來(lái)自于主閥的信號(hào)打開(kāi)優(yōu)選地形成在流出流中的另外的閥或旁通部，通過(guò)該信號(hào)，返回管線和供給管線(假如可適用)向排流的流出流中進(jìn)行排流。應(yīng)當(dāng)注意的是，冷卻劑可流動(dòng)穿過(guò)被設(shè)置在該另外的閥或旁通部處的泵。在這種設(shè)計(jì)的框架中不需要旁通部，而是僅需要閥，該閥防止流出流中的冷卻劑回流。閥可以是止回閥。

通過(guò)來(lái)自于主閥的信號(hào)來(lái)啟動(dòng)泵，該泵對(duì)返回管線和供給管線(假如可適用)進(jìn)行外抽，以這種方式，在冷卻劑回路中，即，在供給管線和返回管線中存在至少輕微的負(fù)壓。這種負(fù)壓可被檢測(cè)到或查驗(yàn)到，并且被選擇性地以模擬的或數(shù)字的方式顯示，以對(duì)操作人員提供可視化控制。

可以以時(shí)間延遲的方式、優(yōu)選地通過(guò)永久設(shè)置的或可調(diào)整的延遲閥或者通過(guò)相應(yīng)的閥設(shè)備來(lái)進(jìn)行旁通部的打開(kāi)和關(guān)閉以及泵的啟動(dòng)/停止，其中，相應(yīng)的延遲單元例如可包括阻流設(shè)備、止回閥、貯液器和加壓的/彈簧加載的多向閥。

上文所討論的主閥或另一閥優(yōu)選地以氣動(dòng)的方式啟動(dòng)信號(hào)閥設(shè)備，其中，信號(hào)閥設(shè)備對(duì)兩種或更多種液體的壓力進(jìn)行比較，其中，液體中的一種為冷卻劑，并且待檢測(cè)的壓力對(duì)應(yīng)于流入流和/或流出流中的冷卻劑壓力。因此，通過(guò)信號(hào)閥設(shè)備特別地對(duì)流入流中的水壓力與從主閥到達(dá)的空氣壓力進(jìn)行比較。當(dāng)?shù)陀诨虺^(guò)閾值時(shí)，泵以恒定的流體壓力，尤其是以恒定的空氣壓力被啟動(dòng)，以在冷卻劑回路和旁通閥中產(chǎn)生至少輕微的負(fù)壓，使得在移除器械之前確立了防止冷卻劑逸出所必需的負(fù)壓。

信號(hào)閥設(shè)備還可通過(guò)測(cè)量元件來(lái)比較管線中的流體壓力，并且發(fā)出電/氣動(dòng)信號(hào)。

在更換器械之后，即，在關(guān)閉冷卻劑回路之后，可特別通過(guò)手動(dòng)的或機(jī)械的、電動(dòng)的或液壓的方式來(lái)重置正常運(yùn)行狀態(tài)。

整體設(shè)備除了連接件、加壓空氣以及流(假如可適用)之外可被容納在安裝框架中，該安裝框架占據(jù)最小的可用空間并且可被相應(yīng)地運(yùn)用。這是極為有利的。

對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)，通過(guò)并列的獨(dú)立權(quán)利要求10的特征實(shí)現(xiàn)了主要目標(biāo)。因而重要的是，控制系統(tǒng)包括上文所討論的設(shè)備的當(dāng)前特定的特征。這主要涉及控制設(shè)備，該控制設(shè)備用于使輸送裝置停止以及排放流入流和/或流出流，使得在待冷卻的器械的區(qū)域中的供給管線和/或返回管線中存在至少輕微的負(fù)壓，使得當(dāng)器械被釋放時(shí)，防止冷卻劑無(wú)意地逸出。

根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)包括上文所討論的主閥、信號(hào)閥和延遲閥，其中，這些閥包含液力部件和氣動(dòng)部件，以滿足對(duì)這些部件的需求。

根據(jù)本發(fā)明的方法通過(guò)另一并列的獨(dú)立權(quán)利要求11實(shí)現(xiàn)了主要目標(biāo)，其中，方法與根據(jù)本發(fā)明的用于供給冷卻劑的設(shè)備一同使用?？梢允褂锰囟ǖ目刂圃O(shè)備來(lái)實(shí)施方法步驟，該控制設(shè)備包括主閥、信號(hào)閥和延遲閥。控制系統(tǒng)在供給冷卻劑與供給加壓空氣之間運(yùn)行，使得能夠切斷冷卻劑供給，并且能夠使冷卻劑回路產(chǎn)生至少輕微的負(fù)壓。

附圖說(shuō)明

當(dāng)前，對(duì)于以有利的方式來(lái)體現(xiàn)和發(fā)展本發(fā)明的教導(dǎo)存在各種可能性。為此，一方面參考從屬于權(quán)利要求1的權(quán)利要求，另一方面，參考基于附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施例進(jìn)行的以下說(shuō)明。與基于附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選示例性實(shí)施例進(jìn)行的說(shuō)明一同地，還對(duì)教導(dǎo)的優(yōu)選設(shè)計(jì)與發(fā)展進(jìn)行了總體說(shuō)明。在附圖中：

圖1以示意圖/電路圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的主要組件，該設(shè)備具有相應(yīng)的控制系統(tǒng)，

圖2以示意圖/電路圖的形式詳細(xì)示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的控制設(shè)備，

圖3以細(xì)節(jié)示意圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明的信號(hào)閥的構(gòu)造，該信號(hào)閥用于比較不同的壓力信號(hào)，以及

圖4以細(xì)節(jié)示意圖的形式示出了延遲閥的構(gòu)造，該延遲閥可具有永久的設(shè)置或可變的設(shè)計(jì)。

具體實(shí)施方式

圖1以高度簡(jiǎn)化的示意圖的形式示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示例性實(shí)施例的主要功能，該設(shè)備用作為對(duì)僅被標(biāo)示出的帽供給冷卻劑，該帽用作為焊接設(shè)備2的器械1。冷卻劑或水流過(guò)器械1，因此形成了冷卻劑回路3的一部分。冷卻劑回路3包括流入流4和流出流5。器械也可包括多個(gè)冷卻回路，該冷卻回路在抽吸設(shè)備的下游(例如，變壓器的電源處)分開(kāi)。因此，各個(gè)回路分支(arm)可被設(shè)為單獨(dú)的供給管線和返回管線，該供給管線和返回管線在器械的下游重新相互連接。

來(lái)自于冷卻劑源6的冷卻劑通過(guò)流入流4流過(guò)器械1，并且通過(guò)流出流5流到冷卻劑排流部7中。冷卻劑源6和冷卻劑排流部7可通過(guò)被相互連接在它們之間的過(guò)濾設(shè)備而被結(jié)合。類似地，可想到的是，冷卻劑是從江河抽調(diào)的并且之后返回到江河的水。同樣可想到使用水連接管線或供水管線，以及使用廢水系統(tǒng)作為排流部。如在本說(shuō)明書(shū)的大部分中所表明的，可將固定的或可動(dòng)的具有泵、水箱以及換熱器的冷卻水源設(shè)為另外的冷卻劑源，該另外的冷卻劑源可被用作為自足式的源。

在圖1中進(jìn)一步標(biāo)示出的是，根據(jù)本發(fā)明設(shè)置了控制設(shè)備8，該控制設(shè)備用于使輸送裝置(在圖1中未示出)停止或者切斷流入流4和流出流5。

此外，控制設(shè)備8用于排放流入流4和/或流出流，使得在待冷卻的器械1的區(qū)域中的供給管線9和/或返回管線12中存在至少輕微的負(fù)壓。該負(fù)壓確保了當(dāng)器械1被移除時(shí)，冷卻劑保持處于冷卻劑回路中，或者至少不逸出冷卻劑回路3。以這種方式，有效地防止了對(duì)環(huán)境和操作人員的污染。

在圖1中進(jìn)一步地標(biāo)示出的是，特別是由于器械1發(fā)生缺損、故障等，于是特別是在待更換該器械或者已更換該器械時(shí)，通過(guò)信號(hào)來(lái)啟動(dòng)控制設(shè)備8。該信號(hào)可被手動(dòng)地、或機(jī)械地、電動(dòng)地或氣動(dòng)地觸發(fā)。

圖2以示意圖的形式示出了控制設(shè)備8，根據(jù)涉及圖1的前述說(shuō)明，該控制設(shè)備作用在流入流4、流出流5和冷卻回路3的排放部上。

圖2示出了切斷閥10被設(shè)在流入流4或供給管線9中，可通過(guò)主閥11或主閥設(shè)備來(lái)啟動(dòng)該切斷閥。此外，切斷閥13被同樣地設(shè)在流出流5或返回管線12中，可同樣地通過(guò)主閥11來(lái)啟動(dòng)該切斷閥。

主閥11被供給來(lái)自于控制設(shè)備8的外部的、特別是來(lái)自于加壓空氣源14的加壓空氣。

通過(guò)信號(hào)15來(lái)使主閥11運(yùn)作，憑借該信號(hào)，通過(guò)切斷閥10、13來(lái)關(guān)閉供水。為此，以示例的方式，可設(shè)置2路或3路的旋塞球閥。

同時(shí)，或此后不久，打開(kāi)旁通部16并且啟動(dòng)泵17，其中通過(guò)主閥11來(lái)產(chǎn)生信號(hào)。加壓空氣信號(hào)(進(jìn)行供給)被從主閥通過(guò)供給閥或返回閥輸送到泵17。應(yīng)注意的是，信號(hào)不必一定來(lái)自于主閥。替代地，可例如以使用閥群簇的方式來(lái)設(shè)置另一閥。

當(dāng)旁通部16被打開(kāi)并且泵17被啟動(dòng)時(shí)，測(cè)量流入流4中的壓力或壓力下降。

在這里，以所選擇的示例性實(shí)施例的方式來(lái)在信號(hào)閥組件18中進(jìn)行壓力比較，在這種情況下，進(jìn)行的是流入流4中的壓力與空氣壓力之間的壓力比較。相應(yīng)地，信號(hào)閥組件18包括壓力平衡類型的整合部件，該整合部件可對(duì)不同的或相同的流動(dòng)介質(zhì)的壓力進(jìn)行相互比較。

在這里所討論的示例中，流入流4中的下降水壓被與恒定的空氣壓力比較。一旦檢測(cè)到水壓下降到預(yù)定的閾值之下，信號(hào)閥組件18則發(fā)送用于空氣壓力19的信號(hào)或致動(dòng)用于該空氣壓力的變量。因而應(yīng)當(dāng)考慮到當(dāng)使用軟管管線時(shí)至少輕微地縮小流入流4。閾值可被限定為冷卻劑管線中的負(fù)壓以及正壓。對(duì)于負(fù)壓，開(kāi)關(guān)信號(hào)具有延遲閥可被構(gòu)造為常規(guī)的定向閥的優(yōu)點(diǎn)。

空氣壓力19或與其對(duì)應(yīng)的信號(hào)作為恒定的空氣信號(hào)被輸送到延遲閥20。該延遲閥20可配備有用于進(jìn)行延遲的時(shí)間常數(shù)。還可想到以可變的方式來(lái)設(shè)置延遲。也可設(shè)置定向閥來(lái)取代延遲閥。

考慮到由延遲閥20引發(fā)的延遲，在某一回流之后泵17被關(guān)斷。為此，到泵17的空氣供給被中斷。在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，在冷卻劑回路3中得到某一負(fù)壓，該負(fù)壓可以以光和/或聲、和/或電氣/電子的方式被顯示。

于是可進(jìn)行預(yù)期的操作，特別是更換器械以及從冷卻劑回路3移除該器械。

上文所說(shuō)明的旁通部16包括旁通管線21和切斷閥22。當(dāng)切斷閥22打開(kāi)時(shí)，冷卻劑可通過(guò)泵17被從流出流5抽調(diào)出，并且因此被間接地從流入流4抽調(diào)出，具體地是被抽調(diào)到冷卻劑排流部7中。因而流出流中的切斷閥13被關(guān)閉。如在本說(shuō)明書(shū)的大部分中所表明的，介質(zhì)也可流過(guò)泵。在這種情況下，旁通部不是必需的，而是僅需要防止冷卻劑流動(dòng)返回到流出流中的閥。為此，可使用止回閥。

在更換器械之后，具體則是在器械1再次被連接到冷卻劑回路3或連接到流入流4和流出流5時(shí)，控制設(shè)備8可被重置，使得可再次開(kāi)始機(jī)加工操作。可手動(dòng)地、電動(dòng)地或氣動(dòng)地進(jìn)行重置。

圖3以電路示意圖的形式詳細(xì)示出了信號(hào)閥18的示例性實(shí)施例，該信號(hào)閥被用于以液位/壓力平衡的方式來(lái)比較不同介質(zhì)的信號(hào)。設(shè)置了相應(yīng)的組件23。為了避免重復(fù)敘述，參照一般描述以及參照?qǐng)D2的說(shuō)明。

此外，設(shè)置了具有永久性的設(shè)置的壓力調(diào)節(jié)器24。還可想到的是，可對(duì)壓力調(diào)節(jié)器24進(jìn)行調(diào)整。

圖3進(jìn)一步示出了用于排放空氣的3/2定向閥29。信號(hào)被從該定向閥傳導(dǎo)到實(shí)際的延遲閥20。

圖4以示意圖的形式示出了作為控制設(shè)備8的部件的延遲閥20。延遲閥20承受由信號(hào)閥組件18產(chǎn)生的信號(hào)閥壓力25。該延遲閥可包含用于實(shí)施所需的延遲的氣動(dòng)部件(例如，具有止回閥26的阻流件)、貯液器、時(shí)間延遲的定向閥28等等。對(duì)于延遲閥20重要的是，在該延遲閥處實(shí)施預(yù)定的延遲。替代地，關(guān)于輸出信號(hào)，即關(guān)于到泵17的信號(hào)，延遲可以是可變的或可調(diào)整的。當(dāng)在冷卻劑回路中存在負(fù)壓時(shí)，閾值可觸發(fā)致動(dòng)。對(duì)于負(fù)壓，開(kāi)關(guān)信號(hào)具有延遲閥可被構(gòu)造為常規(guī)的定向閥的優(yōu)點(diǎn)。

還要注意的是，控制系統(tǒng)也可被不同地構(gòu)造。為此，在特別簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，僅需要信號(hào)閥和處于流出流中的抽吸氣缸的形式的簡(jiǎn)化的泵。在這種構(gòu)造的框架中旁通部不是必需的。冷卻劑水流入流被切斷閥關(guān)閉，其中，信號(hào)閥比較流入流壓力和流出流壓力。當(dāng)流出流壓力和流入流壓力相等時(shí)，在冷卻劑水流出流中的抽吸氣缸處和切斷閥處致動(dòng)氣動(dòng)信號(hào)。因而僅需要兩個(gè)壓力彼此接近，但不實(shí)際相同。

關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另外的有利設(shè)計(jì)，為了避免重復(fù)敘述，參考本說(shuō)明書(shū)的大部分以及所附的權(quán)利要求。

最后，應(yīng)特別注意的是，上文所描述的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示例性實(shí)施例僅用作為用于討論所主張的教導(dǎo)的手段，然而，該教導(dǎo)不限于示例性實(shí)施例。

附圖標(biāo)記清單

1器械

2焊接設(shè)備

3冷卻劑回路

4流入流(冷卻劑回路的)

5流出流(冷卻劑回路的)

6冷卻劑源

7冷卻劑排流部

8控制設(shè)備

9供給管線

10切斷閥(流入流)

11主閥

12返回管線

13切斷閥(流出流)

14加壓空氣源

15信號(hào)

16旁通部

17泵

18信號(hào)閥組件，信號(hào)閥

19空氣壓力

20延遲閥

21旁通管線

22切斷閥(旁通部)

23組件，壓力平衡

24壓力調(diào)節(jié)器

25信號(hào)閥壓力

26阻流件/止回閥

27貯液器

28定向閥

29空氣排放閥