CN102848324A - 一种后混合射流用磨料循环系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种后混合射流用磨料循环系统及方法，其包括，收集槽，设置于待清洗金属件下方，出口通过管路及抽吸泵连接至一砂水分离槽；粒度筛分装置，进口端通过管路及抽吸泵与砂水分离槽下部连接，出口端通过低浓度砂浆传输管及一传输驱动器连接至一湿砂去水装置，湿砂去水装置出口端通过高浓度砂浆输送管连接至供砂桶；悬浮液容器，进口端通过管路连接砂水分离槽上部，出口端通过悬浮液传输管连接至供砂桶；喷嘴，一进口通过砂浆输送管路连接供砂桶，另一进口接高压水管路。本发明利用硬物颗粒与水密度的差异，通过及时排除与补充悬浮液来实现可靠的过滤回收同时，达到对供砂桶中的固液浓度的稳定控制，从而实现对后混合喷射系统中吸入砂量的稳定控制。

Description

一种后混合射流用磨料循环系统及方法

技术领域

本发明涉及表面清洗技术，特别涉及一种后混合射流用磨料的过滤循环及补偿方法，主要用于实现对后混合射流系统清洗后的介质进行有效的回收过滤，可用于对不同种类、不同粒度的的硬物颗粒进行有效的回收再利用，确保清洗系统能有效的提高对介质的利用效率，降低清洗过程对介质的损耗，提高系统的环保指标。

背景技术

后混合射流清洗技术是采用高压水射流带动细小的硬物颗粒，以高压水位载体将硬物颗粒加速至足够高的速度后，向目标靶物进行冲刷、轰击，从而实现对各类制品表面的腐蚀层(如锈蚀层、鳞皮)、油漆层、边角部加工毛刺等的有效清洗。

通常情况下，考虑到清洗操作的方便、快捷性，通常采用一种称为后混合射流的清洗技术，该技术是通过增压系统，如三柱塞泵将水压力增压至足够高的压力水平，如80MPa，同时将此高压水传递至后混合喷嘴处，后混合喷嘴依靠自身的特殊形腔，在通水喷射时自动产生一个对应的自吸力，该自吸力即为砂路供应的基本动力源，该自吸力通过一个插在搅拌池中的管子将混合油高浓度砂粒的砂浆吸入喷嘴，并在喷嘴内的混合腔内完成混合后向外喷射，如此实现最终的后混合喷射，以此来实现清洗的目的。

之所以利用搅拌池来实现供砂，主要是因为喷射的砂粒需要回收处理后再利用，这种回收再利用的砂粒进入喷射系统时，最方便的手段就是直接进入搅拌器，利用喷射系统的自吸力吸入喷射系统即可，如此即实现再利用。

然而，如果喷射后的介质直接进行再利用，则喷射效果会因为再利用的介质中含有大量的细小粉末而直接影响射流的清洗效率。现有可行的过滤回收再利用方法，有的无法实现有效控制供砂稳定性，有的通过提高系统的复杂程度来实现这个目的，而有的通过增多过程处理工艺环节来达到此目的。如有提出过滤回收系统能实现介质的全部回收再利用，然而介质中的细小粉末等没有进行及时的清除，如此这样长期循环使用下去，所有的硬物颗粒最终都会成为细小粉末，这就直接造成喷射后的射流无任何有效强度，从而达不到所需要的清洗效果。

基于此，为获取稳定的砂量供应的同时，严格控制回收后介质中含有颗粒物的粒度范围，需要严格控制回收后介质的筛分、搅拌桶中的砂水浓度(可分为体积比浓度与质量比浓度)。

发明内容

本发明的目的是提供一种后混合射流用磨料的过滤循环及补偿方法，该方法可适用于单一种类砂粒与液体介质或多种砂粒与同一液体介质的后混合喷射清洗，通过对回收后砂粒进行初步的液态水去除，利用悬浮液直接与沥干的砂粒进行供砂与浓度控制，从而实现对搅拌桶内二相混合物浓度的有效控制，如此不仅提高搅拌桶内的浓度控制水平，同时有效降低过滤回收系统处理悬浮液的能力要求，另外还降低对干净水的使用量，实现一种节能、环保、工艺流程短的后混合喷射清洗。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明利用硬物颗粒与水密度的差异，通过及时排除与补充悬浮液来实现可靠的过滤回收同时，达到对供砂桶中的固液浓度的稳定控制，从而实现对后混合喷射系统中吸入砂量的稳定控制。

具体地，本发明的一种后混合射流用磨料循环系统，其包括，收集槽，其设置于待清洗金属件下方，其出口通过管路及抽吸泵连接至一砂水分离槽；粒度筛分装置，其进口端通过管路及抽吸泵与砂水分离槽下部连接，出口端通过低浓度砂浆传输管及一传输驱动器连接至一湿砂去水装置，湿砂去水装置出口端通过高浓度砂浆输送管连接至供砂桶；悬浮液容器，其进口端通过管路连接砂水分离槽上部，出口端通过悬浮液传输管连接至供砂桶；喷嘴，其一进口通过砂浆输送管路连接供砂桶，另一进口接高压水管路。

本发明的后混合射流用磨料循环方法，其包括如下步骤：

1)完成对金属件表面射流清洗的混合介质由收集槽收集，并通过物理高度所产生的自重或强制抽吸泵驱动将混合介质运输至砂水分离槽，该槽将混合介质中的大颗粒、高密度的固体颗粒物进行初步的沉淀，其他细小物质与水形成悬浮液一并由管路排出，由其他精细化过滤系统来进行处理，实现水的回收再利用；

2)经砂水分离槽初步分离出的大颗粒、高密度固体颗粒物由抽吸装置传输至粒度筛分装置，对不同粒度的固体颗粒物进行粒度控制，即将粒度过大的与粒度过小的均筛除，并由管路外排出系统，在合格粒度范围内的固体颗粒物则通过抽吸装置一并传递至湿砂去水装置，对通过抽吸装置抽吸过来的一定浓度的砂浆进行简易的水分去除，即保证砂粒在湿状态下达到尽可能高的体积浓度，即固体颗粒物基本实现了物理接触，其间隙内存在一定的水分，以便于后期对供砂桶内的浓度精确控制；

3)湿砂去水装置中去除的悬浮液直接用于对供砂桶的浓度控制调剂，即当供砂桶内的浓度过高时，可通过增大悬浮液的进给量实现供砂桶内浓度稀释的目的；如此，即实现了磨料颗粒物的回收再利用。

后混合喷嘴在接受管路的高压水后，立刻产生该压力下的高压射流，与此同时供砂桶中的砂浆在管路的联通作用下快速向喷嘴传输砂浆，达到高压水与砂浆的稳定混合后一并喷出，从而实现对金属件的表面清洗。

混合射流在打击完金属件的表面之后，形成的最终混合介质中不仅含有大量的水、磨料颗粒，同时还含有金属件表面被清除的腐蚀层、氧化层碎屑，如此，则清洗后的介质中一共有三种介质，分别为水、磨料以及金属腐蚀物。这三种介质一并由收集槽收集，并通过物理高度所长生的自重或强制抽吸泵驱动作用，将该介质一并运输至砂水分离槽，该槽具备初步的物理分离能力，即将混合介质中的大颗粒、高密度的固体颗粒物进行初步的沉淀，其他细小物质与水形成悬浮液一并由管路排出，由其他精细化过滤系统来进行处理，实现水的回收再利用；

而初步分离的大颗粒物与高密度颗粒物，可由抽吸装置，将其传输至粒度筛分装置，其目的是将不同粒度的固体混合物进行粒度的严格控制，即将粒度过大的与粒度过小的均筛除，并由管路排出系统，在合格粒度范围内的颗粒物则通过抽吸装置一并传递至湿砂去水装置，该装置的用途是将抽吸装置抽吸过来的一定浓度的砂浆进行简易的水分去除，即保证砂粒在湿状态下达到尽可能高的体积浓度，即硬物颗粒基本实现了物理接触，其间隙内存在一定的水分，这种方式的目的是为便于严格控制这种形式磨料的固定含水百分比，便于后期对供砂桶内的浓度精确控制。

湿砂去水装置中去除的悬浮液，可将其直接用于对供砂桶的浓度控制调剂，即当供砂桶内的浓度过高时，可通过增大悬浮液的进给量实现供砂桶内浓度稀释的目的，如此不仅可显著降低悬浮液需要的处理系统能力，同时避免了直接往供砂桶内加注净环水的要求，降低对洁净水的用量要求。如此，即实现了磨料颗粒物的回收再利用。

所述该磨料的过滤循环系统中，必须包括有收集系统与初步的物理分离系统；物理分离后的含有大量硬物颗粒的混合介质进入筛分系统，物理分离的悬浮液直接由其他精细过滤系统处理，实现水的回收再利用，或者直接排出；筛分系统将合理粒度范围的颗粒物选取之后，将其传递至湿砂去水装置中，用于对一定浓度的砂浆中的大部分水分去除，实现砂粒浓度的进一步提高，理由该高浓度砂浆与悬浮液对供砂桶内的固液浓度进行稳定调控，达到磨料的回收使用。

所述悬浮液盛装容器通常无法满足供砂桶内浓度控制所需的悬浮液供给两，因此通常需要直接从砂水分离装置处补充悬浮液，以满足供砂桶浓度控制对悬浮液的耗费量。

所述收集槽与砂水分离装置，可将两者合二为一，即利用一个装置来实现介质收集与初步的砂水分离。

所述砂水分离装置可以是简单的物理沉淀池、翻板沉降或旋流等方式均可。

所述粒度筛分装置其用于对一定浓度的混合介质进行粒度筛分，其筛分形式可以是振动筛等，其筛取的粒度范围通常可以取：40目～120目之间为合理范围，该范围之外为废弃物。

所述湿砂去水装置主要用于对管路传输过来的一定浓度的砂浆(体积比浓度通常为20％～70％不等)进行简易的水分脱离，即利用静置、离心分离等方式，实现砂浆的浓度进一步提高，以达到颗粒物基本物理接触为最高浓度目标，即实现砂浆体积比浓度达到60％以上。

所述磨料的过滤循环系统可广泛的用于不同种类的硬物颗粒与液体的混合射流清洗系统，其中硬物颗粒物可特别说明为石榴石、铁砂、钢丝切丸、不锈钢丸等，液体可特别说明为液态水。

本发明的有益效果是：

1)通过对回收后砂粒进行初步的液态水去除，利用悬浮液直接与沥干的砂粒进行供砂与浓度控制，从而实现对搅拌桶内二相混合物浓度的有效控制，提高搅拌桶内的浓度控制水平；

2)通过对悬浮液的回用，可有效降低过滤回收系统处理悬浮液的能力要求，并降低对干净水的使用量，实现一种节能、环保、工艺流程短的后混合喷射清洗。

附图说明

图1为本发明混合射流清洗的磨料循环系统的示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明的一种后混合射流用磨料循环系统，其包括，收集槽1，其设置于待清洗金属件100下方，其出口通过管路及抽吸泵2连接至一砂水分离槽3；粒度筛分装置4，其进口端通过管路及抽吸泵5与砂水分离槽3下部连接，出口端通过低浓度砂浆传输管6及一传输驱动器7连接至一湿砂去水装置8，湿砂去水装置8出口端通过高浓度砂浆输送管9连接至供砂桶10；悬浮液容器11，其进口端通过管路12连接砂水分离槽3上部，出口端通过悬浮液传输管13连接至供砂桶10；喷嘴14，其一进口通过砂浆输送管路15连接供砂桶10，另一进口接高压水管路16。

下面以冷态钢板的表面清洗(除锈或除鳞)为具体实施例，其实施方式如下：

喷嘴在接受管路传递过来的40MPa高压水后，喷射期间抽吸来自供砂桶中含有的体积浓度约为40％的石榴石砂浆，如此即实现了混合射流的喷射，将该射流对准冷态钢板的表面喷射，实现了金属板带1的表面清洗。

混合射流完成对冷态钢板的表面清洗之后，形成的混合介质由收集槽收集，并通过物理高度所长生的自重或强制抽吸泵驱动作用，将该介质一并运输至物理沉淀池---砂水分离槽，通过物理分离即将混合介质中的大颗粒、高密度的固体颗粒物进行初步的沉淀，其他细小物质与水形成悬浮液一并由管路排出，由其他精细化过滤系统来进行处理，实现水的回收再利用；而初步分离的大颗粒物与高密度颗粒物由抽吸装置传输至粒度筛分装置，即将粒度超过20目与粒度小于120目的筛除，其他均保留并通过抽吸装置一并传递至湿砂去水装置。

湿砂去水装置通过对浓度为50％筛分后砂浆进行悬浮液去除后，其浓度可达80％，产生的悬浮液直接进入悬浮液容器，如此即可直接用于对供砂桶的浓度控制调剂，当悬浮液的体积量不足时，可直接由物理沉淀池处抽吸一定量的悬浮液进行补充，以满足供砂桶内浓度控制对悬浮液量的需求，如此，即实现了磨料颗粒物的回收再利用。

本发明充分利用磨料介质的密度与水密度的差异，同时利用悬浮液中含有的微小颗粒总量的足够小的特性，通过合理的布置工艺流程，实现系统稳定、可靠的保证搅拌桶浓度控制的同时，降低悬浮液的处理量。

Claims (7)

1.一种后混合射流用磨料循环系统，其特征在于，包括，

收集槽，其设置于待清洗金属件下方，其出口通过管路及抽吸泵接至一砂水分离槽；

粒度筛分装置，其进口端通过管路及抽吸泵与砂水分离槽下部连接，出口端通过低浓度砂浆传输管及一传输驱动器连接至一湿砂去水装置，湿砂去水装置出口端通过高浓度砂浆输送管连接至供砂桶；

悬浮液容器，其进口端通过管路连接砂水分离槽上部，出口端通过悬浮液传输管连接至供砂桶；

喷嘴，其一进口通过砂浆输送管路连接供砂桶，另一进口接高压水管路。

2.如权利要求1所述的后混合射流用磨料循环方法，其包括如下步骤：

1)完成对金属件表面射流清洗的混合介质由收集槽收集，并通过物理高度所产生的自重或强制抽吸泵驱动将混合介质运输至砂水分离槽，该槽将混合介质中的大颗粒、高密度的固体颗粒物进行初步的沉淀，其他细小物质与水形成悬浮液一并由管路排出，由其他精细化过滤系统来进行处理，实现水的回收再利用；

2)经砂水分离槽初步分离出的大颗粒、高密度固体颗粒物由抽吸装置传输至粒度筛分装置，对不同粒度的固体颗粒物进行粒度控制，即将粒度过大的与粒度过小的均筛除，并由管路外排出系统，在合格粒度范围内的固体颗粒物则通过抽吸装置一并传递至湿砂去水装置，对通过抽吸装置抽吸过来的一定浓度的砂浆进行简易的水分去除，即保证砂粒在湿状态下达到尽可能高的体积浓度，即固体颗粒物基本实现了物理接触，其间隙内存在一定的水分，以便于后期对供砂桶内的浓度精确控制；

3)湿砂去水装置中去除的悬浮液直接用于对供砂桶的浓度控制调剂，即当供砂桶内的浓度过高时，可通过增大悬浮液的进给量实现供砂桶内浓度稀释的目的；如此，即实现了磨料颗粒物的回收再利用。

3.如权利要求2所述的后混合射流用磨料循环方法，其特征是，所述悬浮液盛装容器直接从砂水分离装置补充悬浮液，以满足供砂桶浓度控制对悬浮液的耗费量。

4.如权利要求2所述的后混合射流用磨料循环方法，其特征是，所述收集槽与砂水分离装置可将两者合二为一，同时实现介质收集与初步的砂水分离。

5.如权利要求2或4所述的后混合射流用磨料循环方法，其特征是，所述砂水分离装置可以是简单的物理沉淀池、翻板沉降或旋流方式均可。

6.如权利要求2所述的后混合射流用磨料循环方法，其特征是，所述所述粒度筛分装置的筛分形式为振动筛，其筛取的粒度范围为40目～120目，该范围之外为废弃物。

7.如权利要求2所述的后混合射流用磨料循环方法，其特征是，所述湿砂去水装置用于对传输过来的一定浓度的砂浆进行简易的水分脱离，即利用静置、离心分离方式，实现砂浆的浓度进一步提高，以达到颗粒物基本物理接触为最高浓度目标，即实现砂浆体积比浓度达到60％以上。

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