CN101518922B - 陶瓷内衬复合钢管离心机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷内衬复合钢管离心机，包括基座，所述基座上沿复合钢管轴线间隔安装有至少两组钢管驱动辊组，所述基座上还安装有带动驱动辊组工作的动力装置，所述钢管驱动辊组包括辊组门架，所述辊组门架上安装有至少三个绕所述钢管周向布置的托辊，所述托辊之间的间隙小于所述钢管的直径，所述托辊的直径大于所述钢管的外径，所述托辊至少一个为所述动力装置驱动的主动辊；利用本发明生产陶瓷内衬复合钢管时避免了高速旋转钢管的径向跳动和轴向蹿动，解决了动平衡问题，生产出的陶瓷内衬复合钢管陶瓷层无偏心、壁厚均匀，钢管直线度高，长度满足要求，适合在石油、化工、煤炭、冶金等行业推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及自蔓延陶瓷内衬钢管技术领域，尤其涉及一种用于生产陶瓷内衬复合钢管的离心机。
背景技术
石油、化工、煤炭、冶金等行业常需要大量的管道输送各种原料，要求输送管道具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能，普通的碳素钢管道耐腐蚀性及耐磨性能差，硬度低，满足不了要求，钛管道或者不锈钢管道虽然有较好的耐磨、耐腐蚀性能，但价格昂贵，使用受到限制。近几年，利用SHS自蔓延高温合成方式制造陶瓷内衬复合钢管的技术已开始应用，其原理是：将装有铝热剂的欲衬里的钢管高速旋转，然后引燃铝热剂使之发生铝热反应，反应所释放的热量使反应产物处于熔融状态，且足以使反应自我维持，直至进行到底，在钢管高速旋转产生的离心力的作用下，熔融状态的陶瓷相与金属相由于比重差发生相分离，陶瓷层位于表面，冷却凝固后得到陶瓷内衬复合钢管。SHS自蔓延高温合成方式制造的陶瓷内衬复合钢管具有良好的耐磨、耐蚀、耐高温性能和优异的抗机械冲击、抗热冲击性能，产品使用寿命长，是现行管材的几倍甚至几十倍，重量轻，不怕磕碰，价格低，适于在石油、化工、煤炭、冶金等行业应用。已被列为863计划“九五”期间的重点推广项目。
但是，实际情况是目前该项目并没有得到广泛推广，很重要的一个原因是现有技术生产陶瓷内衬复合钢管的离心设备满足不了要求。现有技术的的离心设备是通过动力装置直接带动欲衬里的钢管高速旋转，沿钢管的轴向布置若干随钢管高速旋转的托辊。其缺点是：1.由于钢管与动力装置刚性连接，同轴度很难保证，难以实现动平衡，旋转过程中极易引起振动，钢管容易产生径向跳动和轴向蹿动，使衬里后的钢管陶瓷层发生偏心、壁厚不匀，钢管的直线度也达不到要求；2.由于钢管的旋转动力是从端部开始，在钢管的旋转加速过程中，较长的钢管必然会受到极大的扭力，使钢管发生扭曲变形，从而破坏钢管的物理特性，降低了钢管的强度；3.高速旋转的钢管对动力装置和整个设备的强度提出了更高的要求；4.高速转动的钢管带动托辊高速旋转，这样托辊很容易损坏，大大降低了离心设备的可靠性。
由于以上致命缺陷，现行生产陶瓷内衬复合钢管的设备根本满足不了要求，这已成为本技术领域的一大技术难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种能解决现有技术的设备生产该陶瓷内衬复合钢管时存在的动平衡难以保证，钢管容易产生径向跳动和轴向蹿动，陶瓷层易发生偏心、壁厚不匀的问题的陶瓷内衬复合钢管离心机。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：陶瓷内衬复合钢管离心机，包括基座，所述基座上沿复合钢管轴线间隔安装有至少两组钢管驱动辊组，所述基座上还安装有带动驱动辊组工作的动力装置，所述钢管驱动辊组包括辊组门架，所述辊组门架上安装有至少三个绕所述钢管周向布置的托辊，所述托辊之间的间隙小于所述钢管的直径，所述托辊至少一个为所述动力装置驱动的主动辊；所述动力装置包括调速电动机，与所述调速电动机动力连接的变速装置，所述变速装置上设有与主动辊对应的动力输出端，所述动力装置的动力输出端与主动辊组之间设有万向联轴器，所述钢管驱动辊组之间的对应主动辊之间也通过万向联轴器连接。
作为优选的技术方案，所述基座上沿复合钢管轴线间隔安装有五组钢管驱动辊组。
作为优选的技术方案，所述辊组门架上安装有三个绕所述钢管周向均匀布置的托辊。
作为优选的技术方案，所述托辊的直径为所述钢管外径的2至6倍。
作为优选的技术方案，所述托辊全部为所述动力装置驱动的主动辊。
作为优选的技术方案，所述变速装置包括动力分配支架，所述动力分配支架上安装有主动齿轮，所述主动齿轮的周向安装有从动齿轮，所述从动齿轮与靠近所述动力分配支架的所述钢管驱动辊组的主动辊通过万向联轴器连接。
作为优选的技术方案，所述托辊包括托辊架，所述托辊架上固定安装有托辊体，所述托辊架和所述门架之间设有辊距调节装置和辊架锁紧装置。
作为优选的技术方案，所述辊距调节装置包括设置在所述托辊架和所述门架之间的调节丝杠。
作为优选的技术方案，所述辊架锁紧装置包括安装在所述门架上顶紧所述托辊架的顶紧丝杠。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.由于动力装置直接驱动托辊，钢管在托辊上不再受到径向变形力，钢管的同轴度由托辊保证，达到了动平衡，旋转过程中不再产生径向跳动和轴向蹿动，从而使衬里后的钢管陶瓷层无偏心、壁厚均匀，钢管的直线度也得到保证；
2.由于多个主动辊在钢管的多处间隔位置上给钢管施加旋转动力，使钢管的旋转加速平稳、均匀，钢管不再会受到扭力的影响，从而保证了钢管的品质要求；
3.大直径的托辊只需要低的转速就可带动小直径的钢管作高速旋转，这样对动力装置和整个设备的强度要求较低，降低了设备的成本；
4.托辊转速较低，大大提高了设备的可靠性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1中A-A向钢管驱动辊组的示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，陶瓷内衬复合钢管离心机，包括基座1，所述基座1上沿复合钢管4的轴线方向间隔安装有五组钢管驱动辊组3，所述基座1上还安装有带动驱动辊组工作的动力装置。
所述钢管驱动辊组3包括辊组门架3d，所述辊组门架3d上安装有三个绕所述钢管4周向布置的托辊，所述托辊包括托辊架3e，所述托辊架3e上固定安装有托辊体3a，所述托辊架3e和所述门架3d之间设有调节托辊距离的调节丝杠3b和用于锁紧托辊架3e的顶紧丝杠3f，通过调节丝杠3b调节托辊之间的距离，可以满足生产不同直径钢管的要求，调节好托辊间距离后，拧紧顶紧丝杠3f以防止托辊在旋转过程中发生轻微移动，所述托辊之间的间隙小于所述钢管4的直径，所述托辊的直径为所述钢管4的外径的三倍，且所述托辊全部为所述动力装置驱动的主动辊，所述五组钢管驱动辊组3中的托辊结构相同，且托辊体3a都为圆柱体。
所述动力装置包括调速电动机2a，所述调速电动机2a将动力经变速箱2b及减速机2c传递到动力分配支架2d，所述动力分配支架2d上安装有主动齿轮，所述主动齿轮的周向安装有三个与其啮合的从动齿轮(图中未示出)，所述从动齿轮与靠近所述动力分配支架2d的所述钢管驱动辊组3的三个主动托辊通过万向联轴器2f连接，所述五组钢管驱动辊组3之间的对应主动托辊之间也通过万向联轴器2f连接。
本发明在使用时，将装有混匀好的原料药的钢管4置于各钢管驱动辊组3的托辊体3a之间，通过调节丝杠3b调节各钢管驱动辊组3中托辊体3a之间的距离，使各托辊体3a与钢管4接触，其中下方的两个托辊体3a对钢管4主要起托起和支撑作用，上方的一个托辊体3a与钢管4保持轻微接触，使钢管4高速旋转过程中不产生径向跳动即可，若调节过紧，会影响钢管4的旋转；开动电动机2a，动力由电动机2a经变速箱2b及减速机2c传递到动力分配支架2d上的主动齿轮，主动齿轮带动与其啮合的三个从动齿轮转动，各从动齿轮带动与其通过万向联轴器2f连接的靠近动力分配支架的钢管驱动辊组3中的托辊旋转，由于各钢管驱动辊组3之间的对应主动托辊之间也通过万向联轴器连接，从而各钢管驱动辊组3中对应的托辊同轴、同步旋转，位于三个均匀分布的托辊体3a之间并与托辊体3a表面接触的钢管4通过摩擦耦合，被带动以与托辊体3a相同的线速度反向旋转，由于托辊体3a的直径远大于钢管4的直径，大直径的托辊体3a只需要低的转速就可带动小直径的钢管4作高速旋转，当达到要求的转速后，接通钢管4一端的点火电阻丝(图中未示出)，点火电阻丝熔断后与待衬钢管4内的原料药接触引发铝热反应，并迅速蔓延至整个钢管，反应所释放的热量使反应产物氧化铝和铁熔融，并在因钢管4高速旋转所产生的离心力的作用下两者分层形成陶瓷内衬复合钢管，衬里过程结束后，将转速降至最高值的1/2--2/3，并保持一定的时间以加速钢管4的冷却，之后关机停止转动，将加工完毕的陶瓷内衬复合钢管4取出，冷却至室温即可。
本实施例中，各钢管驱动辊组3的下方设有与基座1固定连接的导轨3c，位于钢管下方的托辊可以沿着导轨3c滑动，可以根据需要方便地调节各钢管驱动辊组3之间的距离，以满足生产不同直径的陶瓷内衬复合钢管的要求。
以上举例仅仅是本发明的最佳实施方式，作为本技术领域的普通工程技术人员，通过以上举例可以得到以下技术启示，例如：每个驱动辊组3可以采用三个以上托辊；驱动辊组3在导轨3c上的布置决定于钢管的直径和刚度，当然并不局限于5组；本发明也可以设计有进料出料装置；以上方案或者在本发明的保护范围之内，或者是在本发明的基础上作出的进一步改进，也应在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.陶瓷内衬复合钢管离心机，包括基座，其特征在于：所述基座上沿复合钢管轴线间隔安装有至少两组钢管驱动辊组，所述基座上还安装有带动驱动辊组工作的动力装置，所述钢管驱动辊组包括辊组门架，所述辊组门架上安装有至少三个绕所述钢管周向布置的托辊，所述托辊之间的间隙小于所述钢管的直径，所述托辊的直径大于所述钢管的外径，所述托辊至少一个为所述动力装置驱动的主动辊；所述动力装置包括调速电动机，与所述调速电动机动力连接的变速装置，所述变速装置上设有与主动辊对应的动力输出端，所述动力装置的动力输出端与主动辊组之间设有万向联轴器，所述钢管驱动辊组之间的对应主动辊之间也通过万向联轴器连接。
2.如权利要求1所述的陶瓷内衬复合钢管离心机，其特征在于：所述基座上沿复合钢管轴线间隔安装有五组钢管驱动辊组。
3.如权利要求1所述的陶瓷内衬复合钢管离心机，其特征在于：所述辊组门架上安装有三个绕所述钢管周向均匀布置的托辊。
4.如权利要求3所述的陶瓷内衬复合钢管离心机，其特征在于：所述托辊全部为所述动力装置驱动的主动辊。
5.如权利要求4所述的陶瓷内衬复合钢管离心机，其特征在于：所述托辊的直径为所述钢管外径的2至6倍。
6.如权利要求1所述的陶瓷内衬复合钢管离心机，其特征在于：所述变速装置包括动力分配支架，所述动力分配支架上安装有主动齿轮，所述主动齿轮的周向安装有从动齿轮，所述从动齿轮与靠近所述动力分配支架的所述钢管驱动辊组的主动辊通过万向联轴器连接。
7.如权利要求1至6任一权利要求所述的陶瓷内衬复合钢管离心机，其特征在于：所述托辊包括托辊架，所述托辊架上固定安装有托辊体，所述托辊架和所述门架之间设有辊距调节装置和辊架锁紧装置。
8.如权利要求7所述的陶瓷内衬复合钢管离心机，其特征在于：所述辊距调节装置包括设置在所述托辊架和所述门架之间的调节丝杠。
9.如权利要求7所述的陶瓷内衬复合钢管离心机，其特征在于：所述辊架锁紧装置包括安装在所述门架上顶紧所述托辊架的顶紧丝杠。
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