CN100515586C - 滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置及其方法，由螺旋式滚筒、贮液槽、传动装置、喷淋系统、循环过滤装置、加热烘干系统和废气回收装置组成，其中，滚筒由两个支承圈支承，支承圈放置在四个滚轮上直接装置在贮液槽顶部的滚轮座上，贮液槽装在底架上；传动装置设置在滚筒和贮液槽下方；四套喷淋系统的喷淋管道泵分别从贮液槽中通过各自的管道泵联接到滚筒中相对应的位置；循环过滤装置是在喷淋系统的除油喷淋管道取液口和除油机进液口装有滤网，并通过泵进行循环；加热烘干系统装设在滚筒侧部；废气回收装置装设在除油槽与除磷槽的隔板上，由废气回收引风机将除磷废气引向除油液内。本发明适于大批量紧固件连续清洗，速度快，强度低。

Description

滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置及其方法

技术领域

本发明涉及标准件热处理工艺，特别是一种滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置及其方法。

背景技术

螺栓、螺钉等紧固件是制造行业广泛应用的零件，在其制造过程中常采用冷拔、冲压成型等工艺过程，由于盘元原料在冷拔过程中采用了含磷固体润滑剂，因此当螺栓等成型加工后，其表面会残留磷化物，经过热处理后将影响到螺栓的强度及柔性，对于高强度螺栓，其影响尤为明显。根据国家关于《紧固件机械性能：螺栓、螺钉和螺柱》的有关规定：“考虑到承受抗拉应力，12.9级的表面不允许有金相能测出的白色磷聚集层。”目前尚无有效的多工位滚筒式除油、除磷装置应用于诸如网带炉等热处理自动生产线的产品。

发明内容

本发明解决技术问题的目的在于提供一种滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置及其方法。本发明的装置为连续式网带淬火炉生产线的一个组成部分，置于震动式翻斗上料机后，淬火炉前，为热处理前工件表面除油、除磷、清水喷淋和烘干的多功能组合装置。通过对工件分别进行一定温度的除油液及除磷液浸泡、高压冲洗同时结合滚筒旋转，使工件表面依附的油污及磷化膜达到最佳的清洗去除目的。

本发明具有滚筒各连续工位的喷淋液互不干涉、有效隔离，能确保其良好的工艺效果，该装置适合大批量的小型零件连续式清洗，清洗速度快，清洁度高，可降低劳动强度，并能在生产线上与其他设备组成连续式生产线。

为达上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是：包括滚筒装置、贮油槽和底架三部分，其中，所述的滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，由螺旋式滚筒、贮液槽、传动装置、喷淋系统、循环过滤装置、加热烘干系统和废气回收装置组成，其中，滚筒由两个支承圈支承，支承圈放置在四个滚轮上直接装置在贮液槽顶部的滚轮座上，贮液槽装在底架上；传动装置设置在滚筒和贮液槽下方：喷淋系统共有四套，四个喷淋管道泵分别从贮液槽中通过各自的管道泵联接到滚筒中相对应的位置；循环过滤装置是在喷淋系统的除油喷淋管道的取液口和除油机除油的进液口装有滤网，并通过泵进行循环；加热烘干系统装设在滚筒侧部；废气回收装置，装设在除油槽与除磷槽的隔板上，由废气回收引风机将除磷废气引向除油液内。

本发明的工艺流程如下：

上料、除油、除磷、第一喷淋清洗、第二喷淋清洗、烘干。

本发明的优越功效在于：本装置可对工件表面依附的油污及磷化膜进行除油、除磷、清水喷淋和烘干等多工位连续工作，达到最佳的清洗、除油、除磷的目的；适用于大批量的小型零件连续式清洗，清洗速度快，降低劳动强度。

附图说明

图1为本发明结构剖面示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明的结构俯视图。

图4为本发明的滚筒剖面图。

图5为本发明的工艺流程图。

附图中标号说明

1-滚筒              2-除油槽         3-罩壳

4-除油喷射管        5-除磷喷射管     6-除磷槽

7-第一清洗喷射管    8-第一清洗槽     9-第二清洗喷射管

10-第二清洗槽       11-转动大链轮    12-加热管

13-支架             14-进料斗        15-烘干风机

16-滚轮             17-传动链条      18-张紧链轮

19-主传动链轮       20-减速机        21-滚轮座

22-排污阀           23-液位控制器    24-循环泵

25-烘干导风管       26-加热箱        27-第二清洗喷淋泵

28-第一清洗喷淋泵   29-液位控制器    30-补液泵

31-废气回收引风机   32-除磷喷淋泵    33-废气回收装置

34-除油机           35-除油喷淋泵    36-第一支承圈

37-防混料板         38-简支梁        39-烘干导风口

40-第二支承圈       41-螺旋板        42-隔离螺旋板

具体实施方式

以下结合附图对本发明的结构作进一步描述。

请参阅图1～4所示，本发明由螺旋式滚筒1、贮液槽、传动装置、喷淋系统、循环过滤装置、加热烘干系统和废气回收装置33组成。其中，所述的滚筒1是本发明的核心部分，其结构为直筒连续多工位式(见图1所示)。

滚筒1内装有螺旋板41，随滚筒1的旋转能均匀地输送工件，滚筒输送工件的速度可根据工件的要求通过变速器、减速机20在一定范围内调整。

为了能隔离相互工位喷淋液的干扰，滚筒1内装置了隔离螺旋板42，将滚筒1分为五部分，即除油段、除磷段、第一清洗段、第二清洗段、烘干，该隔离螺旋板既能可靠的输送工件又能有效隔离相互工位喷淋液的干扰。

在滚筒1各段开有相当数量的小孔，以便使四种不同喷淋液分别流回相应的四个贮液槽中。

由于除磷液主要成份是氢氧化钠，滚筒1采用不锈钢材料制成，以提高防腐性；滚筒1采用2mm厚的304不锈钢板制作而成，为满足其大跨度的强度要求，在滚筒1内部加设了若干加强筋以提高其抗弯强度。

滚筒1由两个支承圈36、40支承，支承圈36、40放置在四个滚轮16直接装置在滚轮座21上并由与其中一个支承圈36直接连接的转动大链轮11带动旋转。

滚筒1内部装有四组喷液管分别对应各工位段，由于滚筒1较长，为适应各喷液管的安装，在滚筒1内部贯穿一个由无缝钢管制作并加设了加强筋的简支梁38，其两端分别固定在贮油槽两端的固定支架13上，在简支梁38一端对应于加热烘干系统段，利用简支梁无缝管的通孔将经加热后的灼热气流通过其烘干导风口39对工件直接喷吹烘干，而上述的四组喷淋管则分别从滚筒1两端导入(见图1)，安装于简支梁38的下方。

由于本装置所处理的工件对象大多为各种规格的紧固件产品，在批量生产时，混料是大忌，为了避免当更换产品规格后，这些工件会落入简支梁38的顶部，在更换产品规格后，这些落在简支梁38顶部的工件又落下造成混料，因此，本发明在简支梁38上方加装了“人”字形的防混料板37结构，效果显著。

所述的贮液槽是本发明的主要部件，其槽体主要分为四个液槽，即除油槽2、除磷槽6、第一清洗槽8、第二清洗槽10，分别对应于滚筒1上除油段、除磷段、第一清洗段、第二清洗段的对应位置。在四个液槽底部分别装有排污阀22；贮液槽的各个槽体内分别安装有液位控制器23和补液系统。

所述的除油槽2，槽的容积约2.2m³。除油槽2内放置了除油液，槽内液温控制在60℃左右，除油液上面的浮油经集油槽用溢流方式分别由油水分离器(斜板除油)及两台除油装置进行除油并收集，通过油水分离器和除油机除油后的液体由0.18kw的循环泵24打回主除油槽循环利用。

所述的除磷槽6，槽的容积约2.7m³。除磷槽6内放置了约80℃的浓碱溶液，对旋转滚筒1内的工件进行浸泡及强力冲喷，同时结合滚筒1对工件摆动的作用达到去除工件表面4粘附的含磷附着层的目的。为了保证除磷效果，碱液浓度必须每天分析一次，并及时补充碱量。为此，本槽设置了补充浓碱液体的补液泵30，也可以手动方式直接加入固体碱以调整碱液浓度。

除磷槽6放置了除磷液并设有两个副液箱，一个储存浓碱液，一个储存淡碱液以配制符合浓度要求的除磷液。考虑到除磷过程产生大量沉淀物，因此在槽体内设置沉淀装置，并在槽底部设有排污阀门。

所述的第一清洗槽8，本槽的功能主要为工件表面附着的碱液用热水初次喷淋冲洗，为工件进入再次清水喷淋槽之前做好进一步去除含碱物质的准备。清洗槽容积约1.3m³，本槽装有清水和热电偶，水温控制在80℃左右，由于滚筒1内被清洗的工件通过除磷浸泡喷洗后带有一定除磷液，经过本工位浸泡喷洗后清洗液流回该清洗槽后使槽中的清洗液有一定的除磷液成分，故该工位也称为弱碱浸泡喷洗，通过弱碱浸泡喷洗使除磷的效果进一步提高。

所述的第二清洗槽10，清水喷淋槽为工件前清洗的最后一道清洗工序，它将已脱油除磷的工件喷淋干净。第二清洗槽10容积约为1.3m³，液温约为40℃。

由于除油、除磷、清洗均需要在一定的温度下进行，故在贮液槽各个槽体内分别设置加热系统。

加热系统由特制的加热管12和控温电热偶组成，加热管12一端带有螺纹，由螺母将其固定联接在贮液槽各个槽体内一侧，加热管12直接浸入清洗液中给清洗液加热至所需温度；加热管12由控温热电偶控制以保持清洗液温度的稳定。

各槽体侧部装有隔热层以用来保温及防止烫伤操作人员。

贮液槽的各个槽体内分别安装有液位控制器23和补液系统以保证本装置正常工作。

所述的传动装置采用机械无级减速及链传动方式，传动装置设置在滚筒1下方。传动装置由MB变速器配二级摆线减速机20(带电机)、主传动链轮19、传动链条17、转动大链轮11以及张紧链轮18组成。滚筒1的旋转由1.1kw三相异步电动机转动通过MB变速器配二级摆线减速机20减速后由主传动链轮19通过传动链条17将动力传送给转动大链轮11，转动大链轮11再带动滚筒1旋转。本发明的传动装置可进行无级调速。

所述的喷淋系统共有四套，四组喷淋管道和泵，在除油槽2、除磷槽6、第一清洗槽8、第二清洗槽10的下部底架上分别装有除油喷淋泵35、除磷喷淋泵32、第一清洗喷淋泵28、第二清洗喷淋泵27；泵的进口端用管道与贮液槽一侧相应的槽体连接，泵的出口端用管道连接至通往滚筒1内相对应的除油喷射管4、除磷喷射管5、第一清洗喷射管7、第二清洗喷射管9的扇形喷嘴，分别从贮油槽槽中的除油槽2、除磷槽6、第一清洗槽8、第二清洗槽10里面抽取液体并通过各自的管道输送到滚筒1中相应的工段，再通过喷淋头若干个扇形喷嘴将液体以一定的压力喷射到工件上达到除油、除磷及清洗的目的。

所述的循环过滤装置，是为了保证喷淋液的清洁以及防止喷淋系统在工作中扇形喷嘴被杂物堵塞。在除油喷淋管道泵的取液口和斜板除油和除油机34除油的进液口分别配制了滤网，过滤网可以随时清洗。为了使除油槽的斜板除油和除油机34除油正常进行，在除油槽的一端设有由液位控制的循环泵24，其作用是使除油液能顺利的进入斜板除油槽和除油机34槽除油并将经过除油处理的除油液送回除油槽主槽内。

所述的加热烘干系统为本装置的最后一部分，它主要部件是设有45kw的加热装置，其温度控制在120℃～150℃之间；经烘干的工件直接由下料斗进入布料机。

加热烘干系统包括烘干风机15、加热箱26和烘干导风管25，加热箱26设在滚筒1侧部，内部装有加热管12，烘干风机15将空气送入加热箱26加热，加热后的灼热气流经烘干导风管25再通过安装在简支梁38内特殊的烘干导风口39喷向工件，以达到尽可能将附着在工件表面的水液排除或汽化干燥的目的。

所述的废气回收装置，是由于除磷液在加热过程中会产生大量气体，为了有效地利用并防止污染而设置，装设在除油槽2和除磷槽6的隔板上，由废气回收引风机31将除磷槽6内的废气引向除油液内；此项技术也为本发明的核心之一。将除磷过程中产生的污染气体由废气回收引风机31倒入除油液内，让其充分吸收防止对环境的污染，本办法结构简单，投入成本小，效果显著。

最后将罩壳3与贮油槽顶部连接。

本发明的除油、除磷的流程工序如下：

先将工件通过上料斗进入旋转滚筒的除油工段，由除油槽的除油液经喷射管喷淋头对工件进行喷射，工件一面随滚筒旋转，一面由滚筒上的螺旋板带动向前；再进入滚筒的除磷工段，由除磷槽通过浓碱溶液，经除磷喷射管的喷淋头对工件进行浸泡及强力冲喷；经除油除磷后工件进入滚筒的第一清洗槽相对应的工段，对工件表面附着的碱液用热水初次喷淋冲洗；再进入滚筒的第二清洗槽相对应的工段，再一次除磷喷淋清洗工作；最后进入烘干工序，温度控制在120℃～150℃之间，经烘干的工件直接由下料斗进入布料机。

Claims (10)

1、一种滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，包括滚筒装置、贮油槽和底架，其特征在于：所述的滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，由螺旋式滚筒、贮液槽、传动装置、喷淋系统、循环过滤装置、加热烘干系统和废气回收装置组成，其中，滚筒由两个支承圈支承，支承圈放置在四个滚轮上直接装置在贮液槽顶部的滚轮座上，贮液槽装在底架上；传动装置设置在滚筒和贮液槽下方：喷淋系统共有四套，四个喷淋管道泵分别从贮液槽中通过各自的管道泵联接到滚筒中相对应的位置；循环过滤装置是在喷淋系统的除油喷淋管道的取液口和除油机除油的进液口装有滤网，并通过泵进行循环；加热烘干系统装设在滚筒侧部；废气回收装置，装设在除油槽与除磷槽的隔板上，由废气回收风机将除磷废气引向除油液内。

2、根据权利要求1所述的滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，其特征在于：所述的滚筒，滚筒内装有螺旋板和隔离螺旋板，将滚筒分为除油段、除磷段、第一清洗段、第二清洗段和烘干五部分，在滚筒各段开有相当数量的小孔，在各有效液面积上钻孔的总面积大于喷头总面积20倍，以便使四种不同喷淋液分别流回相应的四个贮液槽中；在滚筒内部贯穿一个由无缝钢管制作并加设了加强筋的简支梁，简支梁上方装有“人”字形的防混料板，其两端分别固定在贮油槽两端的固定支架上，四个喷淋管分别从滚筒两端导入，安装于简支梁的下方。

3、根据权利要求1所述的滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，其特征在于：所述的贮液槽，槽体分隔为除油槽、除磷槽、第一清洗槽、第二清洗槽，四个液槽分别对应于滚筒上的对应位置，在四个液槽底部分别装有排污阀；贮液槽的各个槽体内分别安装有液位自动控制器和补液系统。

4、根据权利要求1或3所述的滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，其特征在于：所述的除油槽，除油槽内放置了除油液，液温控制在60℃，并装有油水分离器及除油装置进行收集除油，经除油后的液体，再经循环水泵打回除油槽循环利用。

5、根据权利要求3所述的滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，其特征在于：所述的除磷槽，除磷槽放置有约80℃的浓碱溶液，并装置有补液泵补充浓碱液体，或用手动直接加固体碱以调整碱液浓度；除磷槽内设有两个副液箱，一个储存浓碱液，一个储存淡碱液以配制符合浓度要求的除磷液；在槽体内设有沉淀装置。

6、根据权利要求1或3所述的滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，其特征在于：在除油槽、除磷槽、第一清洗槽、第二清洗槽内分别设置有加热系统，加热系统包括特制的加热管和控温电热偶，在加热管一端带有螺纹，由螺母将其固定联接在贮液槽各个槽体内一侧，加热管直接浸入清洗液中给清洗液加热至所需温度；在各槽体侧部装有隔热层。

7、根据权利要求1所述的滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，其特征在于：所述的传动装置，采用机械无级减速及链传动方式，设置在滚筒下方，传动装置，包括MB变速器配带电机的二级摆线减速机、主传动链轮、传动链条、转动大链轮及链条张紧机构；在滚筒一端外缘装有转动大链轮，由三相异步电动机转动通过MB变速器配二级摆线减速机经减速后，由主传动链轮通过传动链条及张紧机构，将动力传送给转动大链轮，转动大链轮再带动滚筒旋转；本传动装置可进行无级调速。

8、根据权利要求1所述的滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，其特征在于：所述的喷淋系统共有四套，四组喷淋管道和泵，在除油槽、除磷槽、第一清洗槽、第二清洗槽的下部底架上，分别装有除油喷淋泵、除磷喷淋泵、第一清洗喷淋泵、第二清洗喷淋泵；泵的进口端用管道与贮液槽一侧相应的槽体连接，泵的出口端用管道连接至通往滚筒内相对应的除油喷射管、除磷喷射管、第一清洗喷射管、第二清洗喷射管的喷淋头的扇形喷嘴喷射。

9、根据权利要求1所述的滚筒式多工位工件表面除油、除磷装置，其特征在于：所述的加热烘干系统，包括烘干风机、加热箱和烘干导风管，加热箱装于滚筒侧部，内部装有加热管，加热箱一端连接烘干风机，另端通过烘干导风管与滚筒中心的简支梁的烘干导风管连接，灼热气流经滚筒内的烘干导风口喷向工件。

10、一种滚筒式多工位工件表面除油、除磷的方法，其特征在于：除油、除磷的流程工序如下：

先将工件通过上料斗进入旋转滚筒的除油工段，由除油槽的除油液经喷射管喷淋头对工件进行喷射，工件一面随滚筒旋转，一面由滚筒上的螺旋板带动向前；再进入滚筒的除磷工段，由除磷槽通过浓碱溶液，经除磷喷射管的喷淋头对工件进行浸泡及强力冲喷；经除油除磷后工件进入滚筒的第一清洗槽相对应的工段，对工件表面附着的碱液用热水初次喷淋冲洗；再进入滚筒的第二清洗槽相对应的工段，再一次除磷喷淋清洗工作；最后进入烘干工序，温度控制在120℃～150℃之间，经烘干的工件直接由下料斗进入布料机。

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