換砂系統的製作方法

2023-05-21 18:25:06 2

專利名稱：換砂系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種噴砂機，特別涉及噴砂機的換砂系統，利用換砂塔結構設計 以及換砂塔液位計算的概念，憑藉間歇性水流輸送以及砂、水比重的差異，以令金剛砂在換 砂塔的內桶沉澱，進入卸砂桶並達到砂水逐漸分離。
背景技術：
在工業產品製造過程中，有許多製程在進行時常常會需要憑藉噴砂在所加工產品 產生均勻與適當粗糙度的表面，以利生產線後續程序的進行。例如電子產業印刷電路板 (PCB)的製程中的溼製程，是在電路板板面經研磨後，必須以噴砂機將光滑表面均勻的粗化 處理，使得蝕刻阻抗層容易附著在板面上。噴砂機內噴砂液通常為金剛砂(如A1203)與水 以1 4的比例混合而成的砂水混合噴刷液。為避免砂水混合噴刷液沉澱通常先在噴砂機 的攪拌桶中攪拌，再由噴砂泵打入噴砂機的噴砂盤管中，經由噴嘴噴刷加工板面達到噴刷 效果。攪拌桶內液面，是利用桶上裝置的液位計加以控制。噴砂機啟動時，為達到砂水混合 噴刷液均勻攪拌的效果會先液啟動攪拌馬達進行攪拌至預設時間，此時通過液位計可查知 槽內液面是否在適當的液位，如液面未達到低水位將自動開啟市水補充閥補充攪拌桶，使 其液位高於低水位，啟動噴砂泵，進行噴刷作業。然而，攪拌桶的另一水源來自噴砂機內清 洗基板表面殘砂的水洗噴管，其清洗後的砂水也流進攪拌桶，因此，攪拌桶的液位也將高達 液位計的高水位，此時即啟動砂水分離泵，將噴刷液打入砂水分離器，利用渦流與離心原理 將砂水做初步分離，使大多數較重的砂水回流攪拌桶，較輕的砂水則流入暫存槽沉澱或過 濾機過濾，而後再將沉澱後或過濾後的水打回水洗段清洗機板，金剛砂則留在暫存槽或過 濾機的濾袋內，而噴刷液的濃度也會逐漸變低，而影響噴刷效果。此即噴砂作業必須經常從 攪拌桶中抽取噴刷液樣本作濃度檢查，適時補充金剛砂的原因。噴砂作業板面的粗糙度由金剛砂的平均粒徑與尖銳度、噴刷液濃度、加工基板輸 送速度以及噴刷壓力等因素控制。因此，金剛砂常因尖銳度的磨損，使用一段時間後必須換 新；也會因為不同粗糙度的板面的需求而需要更換不同號數(平均粒徑不同)或不同成分 的金剛砂，換砂乃成為噴砂機的一個必要程序。過去的換砂均採用人工作業，先停機讓攪拌 桶內的金剛砂沉澱，再將攪拌桶內上層多餘的水排放後，利用鏟子將重約75公斤，體積約 40公升的金剛砂一鏟一鏟的剷出，鏟完後以清水清洗機臺內壁、輸送滾輪並加滿攪拌桶後， 開啟噴砂泵，讓濃度較低的噴砂液循再經由噴砂機噴刷管道清洗相關部件，再停機剷除攪 拌桶內的餘砂；此種程序有時需歷經數次，甚至於需拆解滾輪軸等部件逐一清洗，才能達到 較佳的清洗效果。然而，此種換砂與清洗方式相當耗費水資源，也需要約一天的作業時間。 如果為了節省工時，欲使一次清理即令機臺達到適當清潔度時，便開啟噴砂泵，一邊加入清 水，一邊讓攪拌桶內的噴刷液溢流排放，直接排入廠外管溝，如此，又將造成金剛砂沉澱在 管溝內，經年累月，將造成排水管溝的堵塞，且容易造成雨季時因排水不良所引起的水患。目前市面上只有極少數的噴砂機宣稱可以換砂，其作業是將攪拌桶內的噴刷液抽 送到外加的暫存槽沉澱，並補充清水使攪拌桶的噴砂液濃度降低，再啟動噴砂機清洗機臺，如此循環數次，逐次降低濃度以及清洗機臺；此種作法至少需要一個容積較攪拌桶大的暫 存槽，以免因金剛砂來不及沉澱即溢流排放，造成金剛砂的流失與管溝的汙染。由此可見，上述現有方式仍有諸多缺失，實非一良善的設計，而亟待加以改良；本 案設計人鑑於上述現有方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣 潛心研究後，終於成功研發完成本實用新型的用於噴砂機的換砂系統。
發明內容本實用新型的主要目的在於提供一種換砂塔，利用換砂塔與機臺間結構的配合， 以達到砂水分離與清洗機臺的雙重效果。本實用新型的另一目的在於提供換砂塔液位計算的邏輯概念，以間歇性輸送以及 沙漏狀的設計，以達到砂水快速分離與簡便卸砂的效果。為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案是一種換砂系統，其特徵在於，包括一換砂塔，由一內桶以及底部呈錐形的外桶所組成，且外桶底部設置有複數個連 接孔，以令所述的換砂塔配合複數個連接板組鎖固在一支撐架體上；一卸砂桶，其桶身頂部成型為一錐形部，且錐形部的頂部表面開設有複數個穿孔， 並以複數個鎖固件組對應鎖固在換砂塔的外桶下方；所述的複數個連接板組，固設在換砂塔的外桶表面，而連接板組底部則設置有復 數個固定孔；所述的一支撐架體，其頂面設置有複數個連接孔以配合複數個連接板組將換砂塔 鎖固在支撐架體上；一水管組，分別布設在換砂塔的內桶以及外桶上；一噴砂機的一攪拌桶經由所述的水管組連通所述的換砂塔，內桶上層與換砂塔外 桶相連通，換砂塔外桶再經由所述的水管組連通至該噴砂機的攪拌桶。其中所述的內桶內設置有一攔砂板。其中所述的卸砂桶的桶身與錐形部的相接處，是以一環狀螺栓組固接。其中所述的水管組分別由卸砂排水管、清洗排水管、原水進水管、市水進水管、外 桶市水進水管內桶市水進水管、回流管、溢流管以及排水管所組成。其中所述的卸砂桶的下方配置有一升降臺車。其中所述的鎖固件組分別由一固定螺栓與一固定墊片所組成。其中所述的連接板組分別由一連接板、一墊片以及一螺栓所組成。與現有技術相比較，採用上述技術方案的本實用新型具有的優點在於本實用新 型利用結構配合以及換砂塔內液位計算的概念，將一噴砂機攪拌桶內金剛砂與水的砂水混 合噴刷液經由水管組導入換砂塔，憑藉間歇性輸送以及砂水比重的差異，令金剛砂在換砂 塔內桶沉澱，進入卸砂桶達到砂水逐漸分離的效果。並將內桶上層的的砂水混合噴刷液以 溢流方式導入換砂塔外桶，再回流噴砂機的攪拌桶，使攪拌桶內的砂水混合噴刷液濃度越 來越低；由於砂水混合噴刷液不斷的在噴砂機與換砂塔中的循環，濃度越來越低的砂水混 合噴刷液回流到攪拌桶，又經噴砂泵打入噴砂機內的噴砂盤管，並經由噴嘴噴灑機臺內壁、 輸送滾輪等，達到清洗噴砂機內的攪拌桶、噴砂泵、循環泵、機臺內壁、輸送滾輪、噴砂盤管、噴嘴以及相關循環管路的效果。
圖1為本實用新型的立體配置圖；圖2為本實用新型的立體分解圖；圖3為本實用新型的立體剖面示意圖；圖4為本實用新型的第二立體配置圖；圖5為本實用新型的噴砂機連接示意圖；圖6為本實用新型的流程圖。附圖標記說明1_換砂塔；11-內桶；12-外桶；13-攔砂板；131-篩孔；2-卸砂桶； 21-環狀螺栓組；22-卸砂排水管；221-卸砂排水管手動閥；23-清洗排水管；231-清洗排水 管手動閥；24-錐形部；25-穿孔；31-原水進水管；32-市水進水管；321-內桶市水進水管； 322-外桶市水進水管；323-內桶手動閥；324-外桶手動閥；33-回流管；34-溢流管；35-排 水管；4_升降臺車；5-支撐塔架；51-連接孔；6-連接板組；61-螺栓；62-墊片；63-連接 板；7-噴砂機；711-入口段；712-噴砂段；713-傾斜水洗段；714-中壓水洗段；715-出口 段；72-攪拌桶；721-攪拌馬達；722-溢流管手動閥；73-第一電磁閥；74-第二電磁閥； 75-砂水分離器；76-噴砂泵；77-循環泵；78-過濾機；79-液位計；80-暫存槽；8-鎖固件 組；81-鎖固螺栓；82-固定墊片。
具體實施方式
請參閱圖1以及圖2，由圖中可知，本實用新型一種換砂系統，包括一換砂塔1，是由一內桶11以及底部呈錐形的外桶12所組成，且外桶12底部設置 有複數個連接孔121，以令所述的換砂塔1配合複數個連接板組6鎖固在一支撐架體5上；一卸砂桶2，其桶身頂部成型為一錐形部24，且錐形部24的頂部表面開設有複數 個穿孔25，並以複數個鎖固件組8對應鎖固在換砂塔1的外桶12下方，而所述的卸砂桶2 的桶身與錐形部24的相接處，是以一環狀螺栓組21固接，且所述的卸砂桶2的下方是得配 置一升降臺車4，又所述的鎖固件組8分別由一固定螺栓81與一固定墊片82所組成；所述的複數個連接板組6，分別由一連接板63，一墊片61以及一螺栓62所組成， 連接板組6是固設在換砂塔1的外桶12表面，而連接板組6底部則設置有複數個固定孔 64 ；一所述的支撐架體5，其頂面設置有複數個連接孔51以配合複數個連接板組6將 換砂塔1鎖固在支撐架體5上；一水管組3，分別布設在換砂塔1的內桶11以及外桶12上；本實用新型是以上述結構來連接一噴砂機7 (如圖5)，並使所述的噴砂機7 (如圖 5)的一攪拌桶72(如圖5)內的金剛砂與水的砂水混合噴刷液經由水管組3的市水進水管 32導入換砂塔1，憑藉間歇性水流輸送以及砂水比重的差異，令金剛砂在換砂塔1的內桶11 沉澱；並將內桶11上層的砂水混合噴刷液以溢流方式導入換砂塔1的外桶12，再經由回流 管33使砂水混合噴刷液從該外桶12回流至噴砂機7 (如圖5)的攪拌桶72 (如圖5)，使攪 拌桶72(如圖5)內的砂水混合噴刷液砂濃度降低；由於砂水混合噴刷液不斷在噴砂機7與換砂塔1中循環，得使回流到噴砂機7(如圖5)的攪拌桶72(如圖5)的砂水混合噴刷液濃 度越來越低。請參閱圖2、圖3、圖4以及圖5所示，所述的換砂塔的內桶12內設置有一攔砂板 13。而所述的水管組3分別由卸砂排水管22、清洗排水管23、原水進水管31、市水進水管 32、外桶市水進水管322、內桶市水進水管321、回流管33、溢流管34以及排水管35所組成； 水管組3則分別設置在換砂的塔身上，原水進水管31設置於市水進水管32上方，一端連通 原水，另一端並連通於內桶12中，且原水進水管31的高度是依據控制噴砂機7的攪拌桶內 72噴刷泵開關的液位計79上下液位間的噴刷液容積，計算後得到最適高度，以達到間歇輸 送加速沉澱的效果。市水進水管32並裝有一個第一電磁閥73，以控制市水的進水。市水進 水管32連接於外桶12上，並設計為三通管型式，而將進水區分為兩路，一路為連通至內桶 11的內桶市水進水管321，另一路是連通至外桶12的外桶市水進水管322，以供應內桶11 與外桶12所需的市水，並分別以內桶手動閥323以及外桶手動閥324控制內桶11以及外 桶12的進水。所述的排水管35穿過所述的外桶12而與內桶11的底部連通，可用該排水 管35將內桶11中的水排出。如圖2以及圖5所示，為便於傾倒卸下的金剛砂，所述的卸砂桶2的桶身與錐形部 24的相接處，是以一環狀螺栓組21固接，卸沙桶2桶身並連通設置有卸砂排水管22、清洗 排水管23兩個排放水口。此外，本實用新型的噴砂機7機臺與換砂塔1間的管路上，連接 有第一電磁閥73以及第二電磁閥74，以控制原水的進水。而升降臺車4則在卸砂塔1卸下 以及搬運時之用。如圖5所示，噴砂機7通常含有入口段711、噴砂段712、傾斜水洗段713、中壓水洗 段714以及出口段715等數段，噴砂段712所需濃度約20%的砂水混合噴刷液由攪拌桶72 攪拌，經兩個噴砂泵76加壓輸送到噴砂段712，通過噴嘴噴刷基板(圖未示出)表面達到所 需的均勻粗化效果。在入口段711、傾斜水洗段713、中壓水洗段714均裝有噴水管清洗噴 砂前後的基板(圖未示出)。通常入口段711、傾斜水洗段713的水均流回攪拌桶72，當攪 拌桶72的液位達到上限時，自動開啟循環泵77，將噴刷液經砂水分離器75做初步分離後， 經由暫存槽80，再送到過濾機78濾過後，輸送回到傾斜水洗段713噴洗基板。本實用新型 在組裝時，在循環泵77與砂水分離器75間的管路上加裝三通管，使砂水混合噴刷液一進兩 出，並在通往砂水分離器75和換砂塔1的出口管路，分別裝有第一電磁閥73以及第二電磁 閥74來控制管路的開與關。當噴砂機7進行噴砂作業時，開啟通往砂水分離器75的管路， 關閉通往換砂塔1的管路；當進行換砂作業時關閉通往砂水分離器75的管路，開啟通往換 砂塔1的管路，使循環泵77從攪拌桶72抽取的噴砂液流入換砂塔1。請參閱圖1、圖3以及圖5，當換砂系統啟動時，通過電控系統除進行前述管路的切 換外，並開啟攪拌桶72的攪拌馬達721，使砂水均勻混合；同時開啟換砂塔1的市水進水管 32所裝設的第二電磁閥74，使市水進入換砂塔1的內桶11。當換砂塔1內市水水位達到 原水進水口 31高度時，市水由原水進水口 31自然流入攪拌桶72，使攪拌桶72內的液面逐 漸上升。當攪拌桶72內的液面達到液位計79設定的正常噴刷液面，即循環泵77關閉的液 面(下限液面)，且攪拌馬達起動3分鐘以上且已充分攪拌時，噴砂機7泵自動啟動進行噴 刷(無基板)，噴刷液再經噴砂段流回攪拌桶72。當攪拌桶72內的液面達到液位計79的 液面上限時，自動啟動循環泵77將噴刷液經原水進水管31輸送到換砂塔1的內桶11與桶
6內市水混合，部份金剛砂自然流入卸砂桶2。當內桶11液面高於內桶11上緣時，砂水混合 噴刷液溢流到外桶12，在經由經由回流管33使砂水混合噴刷液流入攪拌桶72 ；該回流管 則是分別連接於外桶12以及攪拌桶72。當攪拌桶72的液面下降到下限液面時，循環泵77 自動關閉，此時，換砂塔1內砂水混合噴刷液的金剛砂經攔砂板13的篩孔131以及換砂塔 1的外桶12的錐形設計，使金剛砂自然沉澱到卸砂桶2 ；當攪拌桶72內的液面又達到液位 計79的液面上限時，再次啟動循環泵77進行另一個循環，此時，由於內桶11底部攔砂板13 以及外桶12的錐形設計的阻隔，可以大量減少因原水進水衝擊而衝回內桶11的金剛砂量。 通過上述過程的反覆循環，逐步降低噴刷液的濃度，也因為噴刷液濃度的逐漸降低，逐步清 洗了噴砂段712內機臺內壁、搬送滾輪(圖未示出)、攪拌桶72與噴砂管路。如圖6所示，本實用新型的換砂系統運作的流程為步驟一，開啟換砂開關。步驟 二，砂水分離管電磁閥切換至換砂系統。步驟三，啟動攪拌馬達進行噴刷液攪拌。步驟四， 判斷啟動攪拌馬達進行噴刷液攪拌。步驟五，攪拌桶液位是否已達送水液位？如是，則進行 步驟六，啟動砂水分離泵；若否，則進行換砂塔補充市水後，再次啟動攪拌馬達進行噴刷液 攪拌。步驟七，抽取噴刷液查驗噴刷液濃度。步驟八，判斷噴刷液濃度是否已達5%以下？ 如是，則即可關閉換砂開關；若否，再次進行抽取噴刷液查驗噴刷液濃度。如圖1、圖2以及圖5，循環泵77之間歇性啟動時間與原水進水口 31的高度有關， 如高度過高，預先補充的水量就會過多，可能造成循環泵77不停的運轉，降低沉澱效果，增 長換砂時間。溢流管34連通設置於外桶12上，而當換砂塔1液位到達溢流管34高度，噴 刷液由溢流管34排出，降低金剛砂的回收，也汙染廠房排水系統。甚至於，因進水量過大， 來不以及由溢流管34流出，會從塔頂溢出而汙染廠房。反之，如原水進水口 31的高度過 低，則會因預先補充的水量不足而無法啟動循環泵77。因此，原水進水口 31開設的高度必 須依據攪拌桶72液位計79液面上、下限間的容積，訂一個適當的比例，作為換砂塔1進水 口下方內桶11與卸砂桶2應有的容積，再計算出原水進水口 31的適當高度。如圖1、圖2以及圖3，本實用新型在停機後，進行卸砂的前時，先打開換砂塔1的 內桶手動閥323以及外桶手動閥324以及卸砂桶2上的卸砂排水管手動閥221、清洗排水 管手動閥231，將上層的水排放到廠區排水管線，保留少量的水以保持金剛砂必要的潤溼， 便於後續使用。而本實用新型所配置的升降臺車4，升高頂住卸砂桶2底部，除可支撐卸砂 桶2以及內部砂水的重量外，也可降低環狀螺栓組21軸向負荷，更輕易拆解卸砂桶2，旋鬆 卸砂桶2環狀螺栓組21。旋下換砂塔2的鎖固件組8得鎖固螺栓81以及固定墊片82即可 將換砂塔1下錐體拆卸，以便清洗。卸砂桶2底部的清洗排水管23則可用於清洗卸砂桶2 並排水。本實用新型的停機有兩種方式定時監測法，由攪拌桶中取出噴刷液的樣品，置入500cc試管中，待其沉澱後分析 其濃度，低於容許濃度時停機。計時法，通過上述方法試驗，獲得各種常用號數金剛砂換砂時，欲達到容許濃度所 需時間。而後，須換砂時依據使用的金剛砂號數，設定計時器上的操作時間，時間到自動停 機。請再參閱圖1以及圖5，本實用新型的停機的流程設計為當本實用新型停機時， 換砂塔1的內桶11的水會經由原水進水管31回流到攪拌桶72，而外桶12的水也會由回流管33回流到攪拌桶72。如果攪拌桶72的溢流管手動閥722未打開，回流水量又超過攪拌 桶72能收納的水量，水就會從攪拌桶72上緣溢出，進而溢流到廠房地板上，造成作業環境 的汙染。因此，為防止水的溢出，本實用新型採取兩項防範措施水量的控制在原水進水管高度計算上，考慮全系統的最高水量小於攪拌桶的容量。電磁閥關閉本實用新型在原水進水管上裝有電磁閥，換砂系統開機時，所述的電 磁閥自動打開(砂水分離器電磁閥則關閉)。當按下換砂系統停機開關時，自動關閉原水進 水管上的電磁閥，同時打開砂水分離器的電磁閥，完成噴砂作業的待機狀態。本實用新型所提供的換砂系統，及其他現有技術相互比較時，更具有下列的優佔.1.本實用新型是運用噴砂機原有泵運作，無需另加泵，可節省設備的成本與能源 的消耗。2.本實用新型憑藉攔砂板與錐形設計，以降低卸砂桶內金剛砂的回衝，加速沉澱 與砂水分離效果，進而減少換砂所需的時間。3.本實用新型是以原水進水管高度計算的邏輯概念，以達成間歇性送水，使原水 有較長的時間進行沉澱，也因而加速砂水分離效果，進而減少換砂所需的時間。4.本實用新型應用水量控制與電磁閥的開/關控制，可避免回流水量過多，溢出 攪拌桶而汙染廠房地板。5.本實用新型換砂系統在運作過程中，以濃度逐漸降低的噴刷液不間斷的噴洗噴 砂機內噴砂段，當濃度降到最低(幾近清水)時，已同時將機臺內壁、輸送滾輪、攪拌桶以及 管路都清洗乾淨，可大幅節省以人工換砂所需的人事成本。此應用間歇性輸送以及砂水比重差異邏輯概念設計的換砂系統，除可用於噴砂機 的砂水分離外，也可應用於其他固體比重大於液體的砂水混合噴刷液的固體液體分離處理。以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員 理解，在不脫離權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但 都將落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種換砂系統，其特徵在於，包括一換砂塔，由一內桶以及底部呈錐形的外桶所組成，且外桶底部設置有複數個連接孔，以令所述的換砂塔配合複數個連接板組鎖固在一支撐架體上；一卸砂桶，其桶身頂部成型為一錐形部，且錐形部的頂部表面開設有複數個穿孔，並以複數個鎖固件組對應鎖固在換砂塔的外桶下方；所述的複數個連接板組，固設在換砂塔的外桶表面，而連接板組底部則設置有複數個固定孔；所述的一支撐架體，其頂面設置有複數個連接孔以配合複數個連接板組將換砂塔鎖固在支撐架體上；一水管組，分別布設在換砂塔的內桶以及外桶上；一噴砂機的一攪拌桶經由所述的水管組連通所述的換砂塔，內桶上層與換砂塔外桶相連通，換砂塔外桶再經由所述的水管組連通至該噴砂機的攪拌桶。
2.根據權利要求1所述的換砂系統，其特徵在於所述的內桶內設置有一攔砂板。
3.根據權利要求1所述的換砂系統，其特徵在於所述的卸砂桶的桶身與錐形部的相 接處，是以一環狀螺栓組固接。
4.根據權利要求1所述的換砂系統，其特徵在於所述的水管組分別由卸砂排水管、清 洗排水管、原水進水管、市水進水管、外桶市水進水管內桶市水進水管、回流管、溢流管以及 排水管所組成。
5.根據權利要求1所述的換砂系統，其特徵在於所述的卸砂桶的下方配置有一升降 臺車。
6.根據權利要求1所述的換砂系統，其特徵在於所述的鎖固件組分別由一固定螺栓 與一固定墊片所組成。
7.根據權利要求1所述的換砂系統，其特徵在於所述的連接板組分別由一連接板、一 墊片以及一螺栓所組成。
專利摘要本實用新型是一種換砂系統，包括一換砂塔，由一內桶以及底部呈錐形的外桶所組成，且外桶底部設置有複數個連接孔，鎖固在一支撐架體上；一卸砂桶，其桶身頂部成型為一錐形部，且錐形部的頂部表面開設有複數個穿孔，並以複數個鎖固件組對應鎖固在換砂塔的外桶下方；複數個連接板組，固設在換砂塔的外桶表面，而連接板組底部則設置有複數個固定孔；所述的一支撐架體，其頂面設置有複數個連接孔以配合複數個連接板組將換砂塔鎖固在支撐架體上；一水管組，分別布設在換砂塔的內桶以及外桶上；一噴砂機的一攪拌桶經由所述的水管組連通所述的換砂塔，內桶上層與換砂塔外桶相連通，換砂塔外桶再經由所述的水管組連通至該噴砂機的攪拌桶。
文檔編號B24C9/00GK201604083SQ201020139258
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月12日 優先權日2010年3月12日
發明者張一明, 彭嘉肇, 李春煌 申請人:和綸企業股份有限公司