一种变压器加工用碎屑收集装置及碎屑收集方法

摘要

本发明公开了一种变压器加工用碎屑收集装置及碎屑收集方法，所述装置包括变压器加工用切割平台，在所述切割平台的外侧设置有碎屑防溅机构，在碎屑防溅机构的下方设置有碎屑收集机构，所述切割平台用于在所述变压器切割加工过程对变压器本体进行夹持固定，所述碎屑防溅机构用于防止变压器切割加工过程中产生的切割碎屑四处飞溅并进行分散收集，所述碎屑收集机构用于将分散收集的碎屑进行统一收纳并塑形。本发明整个装置可以实现在切割过程中对切割碎屑进行收集，而后集中存储，便于后续的二次利用，并且收集过程自动化收集效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及变压器加工技术领域，具体涉及一种变压器加工用碎屑收集装置及碎屑收集方法。

背景技术

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯，主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等，其中铁芯通常需要进行切割冲压步骤才能够获得变压器所需形状，对于变压器的铁芯的切割具有电火花切割、砂轮片切割等切割方式，此类切割方式在切割过程中均会产生切割碎屑；

目前常用的处理切割碎屑的方法就是在切割完成后取出变压器切割铁芯而后，采用手动或电动方式对切割平台上散落的碎屑进行清扫或吸附收集，然后将收集起来的碎屑进行二次利用，当然目前也存在专门进行变压器碎屑进行处理的装置，此类装置同样是在切割完成后利用气动方式对平台上的碎屑进行冲刷，将碎屑定向冲刷到收集器皿中；

此类收集碎屑的方式，均不能在切割过程中进行实时收集，导致在切割过程中碎屑飞散，导致后续人工或电动收集需要寻找碎屑飞散的位置，对后续的收集造成很强的劳动负担，并且很容易在收集的过程中出现遗漏导致收集不全；同时在利用气动冲刷或手动清扫的收集过程中碎屑受到力的作用仍会跟随气流飞扬，造成二次飞散，不利于收集，导致整体收集效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变压器加工用碎屑收集装置及碎屑收集方法，以解决现有技术中在切割过程中不能进行实时收集和收集效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种变压器加工用碎屑收集装置，包括变压器加工用切割平台，在所述切割平台的外侧设置有碎屑防溅机构，在碎屑防溅机构的下方设置有碎屑收集机构，所述切割平台用于在所述变压器切割加工过程对变压器本体进行夹持固定，所述碎屑防溅机构用于防止变压器切割加工过程中产生的切割碎屑四处飞溅并进行分散收集，所述碎屑收集机构用于将分散收集的碎屑进行统一收纳并塑形；

所述碎屑防溅机构包括设置在切割平台边缘四周处的防溅挡板，所述防溅挡板中部开设有与防溅挡板形状一致的空腔，在所述空腔中设置有通电产生电磁效应的电磁装置，通电的所述电磁装置产生的吸引力方向由切割平台朝向防溅挡板，所述切割碎屑在通电的所述电磁装置的吸引力作用下向防溅挡板朝向切割平台的一侧表面定向运动。

作为本发明的一种优选方案，所述防溅挡板朝向切割平台一侧的表面上设置有缓冲层，所述缓冲层与防溅挡板朝向切割平台一侧的表面之间呈弧形坡度结构，所述缓冲层底部开设有多个汇合流通口，所述切割碎屑在通电的电磁装置的吸引力作用下吸附到缓冲层表面，或在断电的电磁装置的吸引力消失情况下由自身重力作用下沿缓冲层的坡度下滑从汇合流通口进入碎屑收集机构中。

作为本发明的一种优选方案，所述缓冲层采用橡胶材料制作而成。

作为本发明的一种优选方案，所述碎屑收集机构包括收集桶和设置在收集桶下方的固定架，所述收集桶的顶部开设有与汇合流通口相匹配的通孔，所述通孔的开闭由设置在通孔上的电磁阀控制，所述缓冲层、汇合流通口和开启的通孔依次连通构成供所述切割碎屑进入收集桶中的收集通道。

作为本发明的一种优选方案，在所述固定架中部开设有与收集桶外桶壁形状相同的容置腔，在所述容置腔的两侧均安装有两端固定在所述容置腔腔壁上的波浪形夹持簧板，所述收集桶在外力作用下被推入两侧所述波浪形夹持簧板之间，或从两侧所述波浪形夹持簧板之间被拉出，且所述容置腔底部腔壁上设置有凸起的定位块，所述收集桶插入所述容置腔的部位上开设有与所述定位块相配合对所述收集桶进一步定位的定位槽。

作为本发明的一种优选方案，在所述固定架内部与容置腔相接触的位置处设有收集塑形机构，所述收集塑形机构包括设置在容置腔外周部的通电的电磁环装置和设置在容置腔底部的通电的电磁板装置，通电的所述电磁环装置在收集桶中形成了周向吸引力场，通电的所述电磁板装置在收集桶中形成了纵向吸引力场，进入所述收集桶中的切割碎屑在周向吸引力场和纵向吸引力场中分别做周向和横向的定向运动。

作为本发明的一种优选方案，所述防溅挡板和固定架的外周部均设置有电磁屏蔽层。

作为本发明的一种优选方案，所述收集桶的内腔顶壁表面上设置有多个接触传感器，所述接触传感器用于监测收集桶中切割碎屑收集的高度。

作为本发明的一种优选方案，所述通孔的孔径与汇合流通口的口径大小保持一致，且通孔与汇合流通口一一对应。

作为本发明的一种优选方案，本发明提供了一种用于所述的变压器加工用碎屑收集机构的碎屑收集方法，包括以下步骤：

S100、将空的收集桶放置到容置腔内，开启通孔处的电磁阀保持汇合连通口和通孔相连通，备用；

S200、在开启变压器工件的切割刀具的同时开启碎屑防溅机构中的电磁装置，使飞散的切割碎屑吸附到防溅挡板表面的缓冲层上；

S300、在切割完成后，等待一段时间使切割碎屑完全吸附在缓冲层上后，关闭电磁装置的通电电源，切割碎屑沿缓冲层形成的弧形坡度向防溅挡板底部移动汇集在汇合流通口处，再从汇合流通口处沿通孔流至收集桶中；

S400、进入收集桶中的切割碎屑在收集塑形机构的作用下，形成与收集桶内腔相同的形状并保持不变，随着切割碎屑的不断增加过程中，采用接触传感器对收集桶进行满桶监测，直至收集桶桶满时，关闭通孔处的电磁阀，从容置腔中取出满桶的收集桶；

S500、在换上空的收集桶时，进入步骤S100。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明在变压器的切割平台上设置有碎屑防溅机构中的防溅挡板用于防止切割过程中产生的切割碎屑四处飞散并且防溅挡板内部空腔中的电磁装置能够对切割中飞散的切割碎屑有吸引力的作用，从而使飞散的切割碎屑在力的作用下定向吸附到防溅挡板表面的缓冲层上，并在切割加工操作完成后断开电磁装置的电流使切割碎屑在缓冲层上处于释放的自由状态，在自身重力的作用下沿缓冲层坡度下滑通过汇合流通口从通孔进入到收集桶中，收集桶在收集塑形机构的中电磁环装置和电磁板装置的作用下在收集桶内腔中具有周向的吸引力场和纵向的吸引力场，进入收集桶中的切割碎屑在周向的吸引力场和纵向的吸引力场作用下做周向和纵向的定向移动，在收集桶中沿内腔形状进行堆积形成与收集桶内腔相同的堆积块，由收集桶顶壁的接触传感器进行满桶检测，待收集桶装满后可从容置腔中将收集桶取出换上空的新收集桶继续收集碎屑，通孔处的电磁阀处于关闭状态将收集桶中的切割碎屑封闭在收集桶中避免出现二次飞散，整个装置可以实现在切割过程中对切割碎屑进行收集，而后集中存储，便于后续的二次利用，并且收集过程自动化收集效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的整体结构剖面图；

图3为本发明实施例提供的收集桶和固定架结构剖面图；

图4为本发明实施例提供的碎屑收集方法流程图。

图中的标号分别表示如下：

1-切割平台；2-碎屑防溅机构；3-碎屑收集机构；4-收集塑形机构；5-电磁屏蔽层；6-接触传感器；

201-防溅挡板；202-空腔；203-电磁装置；204-缓冲层；205-汇合流通口；

301-收集桶；302-固定架；303-通孔；

3011-定位槽；

3021-容置腔；3022-波浪形夹持簧板；3023-定位块；

401-电磁环装置；402-电磁板装置；

4011-周向吸引力场；

4021-纵向吸引力场。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2所示，本发明提供了一种变压器加工用碎屑收集装置，包括变压器加工用切割平台1，在切割平台1的外侧设置有碎屑防溅机构2，在碎屑防溅机构2的下方设置有碎屑收集机构3，切割平台1用于在变压器切割加工过程对变压器本体进行夹持固定，碎屑防溅机构2用于防止变压器切割加工过程中产生的切割碎屑四处飞溅并进行分散收集，碎屑收集机构3用于将分散收集的碎屑进行统一收纳并塑形；

本实施例建立在变压器加工切割的部件为铁性物质，比如铁芯的制作常常是采用整块铁性材料切割成相应的条状框形结构，在切割过程中会产生铁性碎屑，切割平台1用于对变压器铁性物质进行夹持切割的操作平台，为本领域技术人员的公知。

碎屑防溅机构2包括设置在切割平台1边缘四周处的防溅挡板201，防溅挡板201在切割平台1四周形成一个封闭的周向包围结构，将切割平台1上的待切割变压器铁性工件包围在周向包围结构中，从而使切割碎屑飞散的区域处于周向包围结构所形成的范围内，用于防止切割碎屑飞散到防溅挡板201外部难以收集，防溅挡板201中部开设有与防溅挡板201形状一致的空腔202，在空腔202中设置有通电产生电磁效应的电磁装置203，电磁装置203为具有吸附铁性物质特性的电磁铁或其他具有相同功能的设备，通电的电磁装置203产生的吸引力方向由切割平台1朝向防溅挡板201，切割碎屑在通电的电磁装置203的吸引力作用下向防溅挡板201朝向切割平台1的一侧表面定向运动，其中由于电磁装置203填满整个空腔202形成与防溅挡板201具有相同的周向包围结构，因此电磁装置203的作用范围与防溅挡板201形成的周向包围结构的范围相同，即电磁装置203对切割碎屑产生的力的作用范围为整个周向包围结构；

对分散的切割碎屑进行收集的具体方式是：将变压器切割工件放置在切割平台1上夹持完成后，在开启切割设备的同时开启电磁装置203的通电电源，通电的电磁装置203产生对在切割过程中飞散在防溅挡板201所形成的周向包围结构中切割碎屑产生一个周向吸引力，周向吸引力可以为切割过程中将飞散的切割碎屑提供一个外力进而改变它原本的飞散运动轨迹，使其朝向接近防溅挡板201的方向进行定向运动，实现由于切割导致分散在空中的碎屑进行收集；

进一步，电磁装置203的吸引力大小由通入的电流大小决定，电流越大则吸引力越大，可以根据产生的碎屑量的多少进行吸引力大小调节，具体为当切割过程不断进行时，切割过程中产生切割碎屑的量逐渐增大，当前电磁装置203产生的吸引力不能满足改变全部切割碎屑的运动轨迹朝向防溅挡板201方向运动的需求，导致部分切割碎屑仍按照原有轨迹进行飞散，不利于持续收集，此时需要增大电磁装置203中的流通电流值，从而增大电磁装置203产生的吸引力，满足当前切割碎屑量逐渐增大的需求。

防溅挡板201朝向切割平台1一侧的表面上设置有缓冲层204，切割碎屑在通电的电磁装置203的吸引力作用下吸附到缓冲层204表面，或在断电的电磁装置203的吸引力消失情况下由自身重力作用下沿缓冲层204的坡度下滑从汇合流通口205进入碎屑收集机构3中，其中，缓冲层204采用橡胶材料制作而成，缓冲层204利用橡胶材料本身的缓冲特性防止高速运动的切割碎屑碰撞到防溅挡板201上对防溅挡板201造成物理伤害，比如出现撞坑、割裂等，同时橡胶材料不会对电磁装置203产生的吸引力有阻滞或屏蔽的不良影响，缓冲层204与防溅挡板201朝向切割平台1一侧的表面之间呈弧形坡度结构，弧形坡度可以防止在电磁装置203断电后对缓冲层204上的切割铁屑失去吸引力限定，切割铁屑在自身重力的作用下同时向下坠落，由于处于防溅挡板201任意高度的切割碎屑均同时向下坠落，在防溅挡板201高处的切割碎屑在坠落到防溅挡板201底部过程中会由于空气阻力会出现飞散现象，飞散的切割碎屑又需要进行重新收集，采用弧形坡度结构可以使位于防溅挡板201高出的切割碎屑沿坡度下移逐渐下移到防溅挡板201的底部，从而避免空气阻力的影响，并且缓冲层204底部开设有多个汇合流通口205，汇合流通口205在弧形坡度结构的尾端，可以使沿坡度流通的切割碎屑进入到汇合流通口205中。

碎屑收集机构3包括收集桶301和设置在收集桶301下方的固定架302，收集桶301的顶部开设有与汇合流通口205相匹配的通孔303，其中，通孔303的孔径与汇合流通口205的口径大小保持一致，且通孔303与汇合流通口205一一对应，通孔303的开闭由设置在通孔303上的电磁阀控制，缓冲层204、汇合流通口205和开启的通孔303依次连通构成供切割碎屑进入收集桶301中的收集通道；

切割碎屑进入收集桶301中的具体过程为：首先，打开通孔303处的电磁阀，使通孔303处于开启状态，并与汇合流通口205处于连通状态，然后，断开电磁装置203的电流，使切割碎屑在失去电磁装置203的吸引力后沿缓冲层204的弧形坡度结构流入到汇合流通口205处，最后，汇集在汇合流通孔303处的切割碎屑通过通孔303流入到收集桶301中。

如图1和3所示，由于收集桶301的容量有限，为了使切割碎屑的收集过程保持持续不断的进行，需要在收集过程中进行收集桶301的更换，即将满的收集桶301取走放置空的收集桶301，因此本发明提供了一种可更换收集桶301的固定架302，具体结构为在固定架302中部开设有与收集桶301外桶壁形状相同的容置腔3021，在容置腔3021的两侧均安装有两端固定在容置腔3021腔壁上的波浪形夹持簧板3022，收集桶301在外力作用下被推入两侧波浪形夹持簧板3022之间，或从两侧波浪形夹持簧板3022之间被拉出，且容置腔3021底部腔壁上设置有凸起的定位块3023，收集桶301插入容置腔3021的部位上开设有与定位块3023相配合对收集桶301进一步定位的定位槽3011；

其中，两侧均呈波浪形的波浪形夹持簧板3022对向设置，两侧波浪形夹持簧板3022的波谷部之间形成对收集桶301进行容纳和夹持的槽，而朝向容置腔3021开口一侧的两侧波峰部之间形成防止收集桶301脱离的卡口，两侧具有弹性的波浪形夹持簧板3022在收集桶301插入或拔出时相互远离，从而使卡口张开，以供收集桶301插入或拔出容置腔3021；而收集桶301在插入两侧波浪形夹持簧板3022后，容置腔3021底部凸起的定位块3023插入收集桶301底部的定位槽3011中，从而防止收集桶301沿波浪形夹持簧板3022的波谷部发生摆动，实现对波浪形夹持簧板3022的进一步定位，确保收集桶301牢固地安装在固定架302上。

在固定架302内部与容置腔3021相接触的位置处设有收集塑形机构4，收集塑形机构4包括设置在容置腔3021外周部的通电的电磁环装置401和设置在容置腔3021底部的通电的电磁板装置402，电磁环装置401和电磁板为具有吸附铁性物质特性的电磁铁或其他具有相同功能的设备，通电的电磁环装置401在收集桶301中形成了周向吸引力场4011，通电的电磁板在收集桶301中形成了纵向吸引力场4021，进入收集桶301中的切割碎屑在周向吸引力场4011和纵向吸引力场4021中分别做周向和横向的定向运动，其中，周向吸引力场4011和纵向吸引力场4021的大小由电磁环装置401和电磁板装置402中的电流大小决定，即流通的电流越大吸引力场中的吸引力越大，而保持电磁板装置402中的电流大于电磁环装置401中的电流，进而使得纵向吸引力场4021大于周向吸引力场4011，保证进入到收集桶301中的切割碎屑逐渐从底部按照收集桶301内腔形状进行堆集；

进一步的，当收集桶301中的切割碎屑逐渐增多时，当前电磁环装置401和电磁板装置402产生的吸引力不能满足将所有切割碎屑进行吸附限定，导致部分切割碎屑处于自由运动状态不受力的作用，不利于持续收集，此时需要增大电磁环装置401和电磁板装置402中的流通电流值，从而增大电磁环装置401和电磁板装置402产生的吸引力，满足当前切割碎屑量逐渐增多的需求

收集塑形机构4对进入收集桶301中的切割碎屑进行收集塑形的具体过程为：首先，开启电磁环装置401和电磁板装置402的通电电源，在收集桶301中产生周向吸引力场4011和纵向吸引力场4021，然后，从通孔303进入到收集桶301中的切割碎屑位于收集桶301的上端，由于纵向吸引力场4021对切割碎屑产生的纵向吸引力大于周向吸引力场4011对切割碎屑产生的周向吸引力，因此切割碎屑在纵向吸引力的作用下竖直下落到收集桶301的底部，并随着切割碎屑不断的下落在收集桶301中沿内腔结构呈层叠式堆积，并且在不断层叠堆积的过程中由于各处的下落的切割碎屑量的不同会导致堆积平面出现凸起形状，此时通过调节电磁环装置401中的通电电流，改变周向吸引力场4011中的吸引力大小，使远离凸起结构处的周向吸引力增大进而使凸起结构处的切割碎屑在周向吸引力的作用下向堆积平面进行运动，从而将收集桶301中收集的切割碎屑塑形呈上平面齐平与收集桶301内腔形状相同的形态，最后，在切割碎屑收集完成后，保证全部的切割碎屑在周向吸引力场4011和纵向吸引力场4021的共同作用下受周向吸引力和纵向吸引力合力作用下保持静止状态，从而维持上平面齐平与收集桶301内腔形状相同的形态不变，避免二次飞散。

防溅挡板201和固定架302的外周部均设置有电磁屏蔽层5，避免电磁装置203、电磁环装置401和电磁板装置402产生的电磁效应对外部环境造成影响，比如吸附住生产车间中的铁性物质等。

收集桶301的内腔顶壁表面上设置有多个接触传感器6，接触传感器6用于监测收集桶301中切割碎屑收集的高度，通过对多个接触传感器6进行数据比对，从而确认收集桶301是否已经完全装满，具体为：当所有接触传感器6都显示接触到切割碎屑的反馈信号，则确定收集桶301已经装满需要更换，而有一个以上的接触传感器6显示未接触到切割碎屑的反馈信号，则收集桶301未装满不需要更换。

如图4所示，基于以上变压器加工用碎屑收集机构的结构，本发明进一步提供了一种碎屑收集方法，包括以下步骤：

S100、将空的收集桶放置到容置腔内，开启通孔处的电磁阀保持汇合连通口和通孔相连通，备用；

S200、在开启变压器工件的切割刀具的同时开启碎屑防溅机构中的电磁装置，使飞散的切割碎屑吸附到防溅挡板表面的缓冲层上；

S300、在切割完成后，等待一段时间使切割碎屑完全吸附在缓冲层上后，关闭电磁装置的通电电源，切割碎屑沿缓冲层形成的弧形坡度向防溅挡板底部移动汇集在汇合流通口处，再从汇合流通口处沿通孔流至收集桶中；

S400、进入收集桶中的切割碎屑在收集塑形机构的作用下，形成与收集桶内腔相同的形状并保持不变，随着切割碎屑的不断增加过程中，采用接触传感器对收集桶进行满桶监测，直至收集桶桶满时，关闭通孔处的电磁阀，从容置腔中取出满桶的收集桶；

S500、在换上空的收集桶时，进入步骤S100。

本发明在变压器的切割平台上设置有碎屑防溅机构中的防溅挡板用于防止切割过程中产生的切割碎屑四处飞散并且防溅挡板内部空腔中的电磁装置能够对切割中飞散的切割碎屑有吸引力的作用，从而使飞散的切割碎屑在力的作用下定向吸附到防溅挡板表面的缓冲层上，并在切割加工操作完成后断开电磁装置的电流使切割碎屑在缓冲层上处于释放的自由状态，在自身重力的作用下沿缓冲层坡度下滑通过汇合流通口从通孔进入到收集桶中，收集桶在收集塑形机构的中电磁环装置和电磁板装置的作用下在收集桶内腔中具有周向的吸引力场和纵向的吸引力场，进入收集桶中的切割碎屑在周向的吸引力场和纵向的吸引力场作用下做周向和纵向的定向移动，在收集桶中沿内腔形状进行堆积形成与收集桶内腔相同的堆积块，由收集桶顶壁的接触传感器进行满桶检测，待收集桶装满后可从容置腔中将收集桶取出换上空的新收集桶继续收集碎屑，通孔处的电磁阀处于关闭状态将收集桶中的切割碎屑封闭在收集桶中避免出现二次飞散，整个装置可以实现在切割过程中对切割碎屑进行收集，而后集中存储，便于后续的二次利用，并且收集过程自动化收集效率高。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。