CN103481205A - 磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置及其除鳞方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置及其除鳞方法，磨料供给装置包括依次连通的加砂装置、搅拌桶、渣浆泵和除鳞箱。还包括自动反冲水阀和自动磨料供给阀，自动反冲水阀的出口端连接于自动磨料供给阀和卧式渣浆泵之间。搅拌桶内有浓度计和由变频控制的搅拌器。浓度计对其内搅拌均匀的磨料液浓度进行实时在线监测，依据检测数据配合加砂装置，在线建立磨料连续、均匀供给动态平衡。由自动磨料供给阀、自动反冲水阀组成的三通磨料供给管路，保证了供砂的顺畅性。自动磨料供给阀可以根据实际情况取消。该装置结构简单，工作安全、稳定、可靠，全流程采用自动化控制，适用性广，具有广阔的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种磨料水射流除鳞系统，特别涉及该系统中的磨料供给装置及利用该装置的除磷方法。
背景技术
钢材在进行深加工（如冷轧、冷拔等）前需去除表面附着的致密氧化层——俗称“鳞皮”。因为这些鳞皮的存在一方面会因钢材表面裂缝难以及时发现，造成次生深加工质量问题；另一方面后续深加工过程中易将鳞皮压入金属表面，造成表面质量问题；同时还因坚硬的鳞皮存在，加速轧辊或拉拔机的磨损。
磨料水射流除鳞技术，是近代发展起来的一门高新技术，因具有除鳞效率高，无废酸、废水外排，环保、节能，使用成本低，厂房和设备没有防腐要求等优点，而崭露头角。
磨料水射流按磨料的引入方式可分为前混合式与后混合式。前混式磨料水射流的优点在于磨料颗粒混合均匀、工作压力低，但由于前混合的易损件使用寿命低，不能连续作业等局限性，制约了其在工业化钢材除鳞领域的应用。目前国内工业生产中应用的多是后混式磨料水射流除鳞设备，但是现有的后混式磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置及其除鳞方法由于供砂装置磨料供给浓度难以控制，磨料供给不均匀，易产生供砂管堵塞等问题，造成了除鳞效果差，除鳞作业效率低等不良影响，严重的制约了该项技术的推广与应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种除鳞效率高、使用安全稳定的磨料供给装置及除鳞方法。
本发明公开了一种磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置，该系统包括依次连通的加砂装置、搅拌桶、渣浆泵和除鳞箱。该系统还包括自动反冲水阀，自动反冲水阀的出口端连接于所述搅拌桶和渣浆泵之间。
为了延长渣浆泵的使用寿命，在所述搅拌桶和自动反冲水阀的出口端之间连接自动磨料供给阀。
所述自动磨料供给阀和自动反冲水阀可以是电动球阀、气动球阀或者电磁阀中的任意一种。
所述搅拌桶内固定有浓度计和由采用变频控制的搅拌器。
为了达到理想的效果，所述渣浆泵选用卧式渣浆泵，其电机采用变频控制。
所述除鳞箱内有喷头和使喷头喷料均匀的流体分砂器。
流体分砂器采用专利号ZL 2009 2 0259111.9所述的结构。加砂装置采用专利号ZL 2009 2 0259113.8所述装置的结构。
为解决现有技术磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置及其除鳞方法磨料供给浓度难以控制的问题(磨料供给浓度过高时，供砂管路容易堵塞；磨料供给浓度过低时，砂水比例不够，影响能量传递和转换，导致打击冲蚀力不够而影响除鳞效果)，搅拌桶内搅拌器驱动电机采用变频控制，搅拌器转速保证能充分将除鳞后的磨料与水的混合液搅拌均匀。浓度计固定在搅拌桶内，实时监测磨料供给浓度。加砂装置采用专利号ZL 2009 2 0259113.8所述装置的结构，该装置包括储料桶，储料桶的底部为流化仓，安装有压力控制阀和流量调节阀的进水管路连通流化仓，储料桶的底部安装有料位计。依据检测的磨料浓度，配合加砂装置的压力控制阀和流量调节阀及储料桶内的粒位计控制可实时在线建立磨料连续、均匀供给的动态平衡。
为解决现有技术磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置及其除鳞方法磨料供给管路易堵塞的问题，自动磨料供给阀和自动反冲水阀采用如附图1所示的三通管路连接方式连接，保证磨料供给系统开启、停止时，反冲水完成磨料供给管路的冲洗工作，保证磨料供给管路供砂的顺畅性。
本发明的磨料供给管路由卧式渣浆泵、自动磨料供给阀、自动反冲水阀及管路附件组成。磨料供给管路的数量可根据实际情况，采用相同配置调整即可。 为了延长卧式渣浆泵的使用寿命，可在所述搅拌桶和自动反冲水阀的出口端之间连接自动磨料供给阀。
本发明搅拌桶内搅拌器的驱动电机采用变频控制，使得搅拌器的转速能充分将除鳞后的磨料与水的混合液搅拌均匀。为了实时监测磨料液浓度，在搅拌桶内固定有浓度计。依据检测的磨料浓度，配合加砂装置可实时在线建立磨料连续、均匀供给动态平衡。从而解决了现有技术磨料供给浓度难以控制、磨料供给不均匀的问题。从搅拌桶出来的磨料供给管路上，自动反冲水阀和卧式渣浆泵之间采用三通管路的连接方式连接，保证了磨料供给系统在开启和停止时，自动反冲水阀的反冲水完成磨料供给管路的冲洗工作，保证磨料供给的顺畅性，解决了现有技术磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置及其除鳞方法磨料供给管路易堵塞的问题。
综上所述，本发明的磨料供给浓度均匀、磨料供给管路无堵塞连续供料，磨料供给管路上的阀门都可以采用带自动控制器的外购件。跟现有技术相比，具有安全高效、使用成本低的优势。
本发明还公开了一种利用上述磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置的除鳞方法，包括以下步骤：
（1）、开启搅拌桶内搅拌器的变频电机，调整搅拌器至合适的转速将磨料搅拌均匀，同时通过固定于搅拌桶内的浓度计实时监测搅拌桶内的磨料液浓度；
（2）、当搅拌桶内的磨料液浓度达到满足除鳞效果需要的区间段内，依次开启自动反冲水阀和卧式渣浆泵，对磨料供给管路进行冲洗，冲洗时间为5-20秒，冲洗完后关闭自动反冲水阀，开启自动磨料供给阀；
（3）、卧式渣浆泵保持开启，将搅拌桶内的磨料输送至除鳞箱内的喷头对工件进行除鳞处理，同时回收除鳞后的磨料和高压水的混合物至搅拌桶内，直到其内的磨料液浓度降低至满足除鳞效果需要区间段的下临界点；
（4）、开启加砂装置向搅拌桶内补充磨料，直至搅拌桶内的浓度计监测到磨料液浓度达到满足除鳞效果区间段的上临界点，停止加砂工作。
（5）、重复步骤（3）和（4），直至工件除鳞完毕；
（6）、开启自动反冲水阀对磨料供给管路进行冲洗，冲洗时间为5-20秒；
（7）、冲洗完毕后，依次关闭卧式渣浆泵、自动磨料供给阀和自动反冲水阀。
附图说明
图1为本发明优选实施例的设备连接示意图。
图2为图1中流体分砂器的结构示意图。
图3为图1中加砂装置的结构示意图。
图4是图3中的流化仓结构示意图。
具体实施方式
优选实施例，如1图所示，本发明提供的这种磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置，包括搅拌桶1、浓度计2， 卧式渣浆泵3、自动磨料供给阀4、自动反冲水阀5、除鳞箱6、加砂装置7。自动磨料供给阀4、自动反冲水阀5可以是电动球阀、气动球阀或者电磁阀中的任意一种。各设备之间通过管路连接。搅拌桶1内有由变频控制的搅拌器8，浓度计2固定于搅拌桶1内。自动磨料供给阀4、自动反冲水阀5和卧式渣浆泵3分别连接于三通管的各接口处，自动磨料供给阀4的入口端与搅拌桶1连通，自动反冲水阀5的出口端和卧式渣浆泵3的入口端分别与三通管连接，卧式渣浆泵3的出口端与除鳞箱6连接，卧式渣浆泵3的电机为变频电机。除鳞箱6内有喷头10和使喷头10喷料均匀的流体分砂器9。
流体分砂器9采用专利号ZL20092 0259111.9所述的结构，如图2所示，它包括分流体91,该分流体91包括一个筒体911和一个分流锥体912，分流锥体912的顶部为锥形，并插在筒体911的下部，在分流锥体912底部有两个向下的倾斜的分流孔913，在分流体91的上端连通有一个鼓形均流体92，该鼓形均流体92由上部的扩散区921和下部的收缩区922组成。分流锥体912下部相对每个分流孔913都与一个快捷插头93相连接。
通过设计扩散角α和收缩角β，使不均匀的砂浆能够在鼓形均流体92内达到均匀混合。混合后的砂浆进入筒体911后，在分流锥体912的顶部为锥形的导流作用下，分流砂浆将流过分流孔913和快捷插头93，通过软管输送给喷头10。
加砂装置7采用专利号为ZL200920259113.8的结构，如图3、图4所示，它包括储料桶71，待流化的磨料711装在此储料桶71内，在储料桶71下部安有一个直通的流化仓72，该流化仓的底部呈锥形，在流化仓72上连接有进水管路73，为了保证磨料与水的充分混合，进水管路73在流化仓72内分成了上进水管731和下进水管732两个支路，上进水管731在流化仓72的中间出水，水流顺着流化仓内的中心锥体721流下，下进水管732采用的是环绕在流化仓72内壁出水，在下进水管732的上部有一个护锥体722，该护锥体可以保护进水管路73不被磨料水混合物所磨损。在进水管路73的总路上还装有压力控制阀74和流量调节阀75，在储料桶71的底部安有一个料位计76。流量调节阀75是电动球阀、气动球阀或者电磁阀中的任意一种。使用时，将流化仓72安于支腿77上，其底部连接到下砂管78，通过料位计76的控制，自动顺畅地将磨料加至流化仓72中，再通过控制进水管路73中水的流量及压力将流化仓中的磨料流化，通过下沙管78流出。
本发明的磨料供给管路，由卧式渣浆泵3、自动磨料供给阀4、自动反冲水5阀及管路附件组成，其数量可根据实际情况采用相同配置调整即可。其中的自动磨料供给阀4的作用主要是为了保护卧式渣浆泵，延长卧式渣浆泵的寿命。
利用前述磨料供给装置除鳞的具体方法包括以下步骤：
（1）、开启搅拌桶内搅拌器的变频电机，调整搅拌器至合适的转速将磨料搅拌均匀，同时通过固定于搅拌桶内的浓度计实时监测搅拌桶内的磨料液浓度；
（2）、当搅拌桶内的磨料液浓度达到满足除鳞效果需要的区间段内，依次开启自动反冲水阀和卧式渣浆泵，对磨料供给管路进行冲洗，冲洗时间为5-20秒，冲洗完后关闭自动反冲水阀, 开启自动磨料供给阀；
（3）、卧式渣浆泵保持开启，将搅拌桶内的磨料输送至除鳞箱内的喷头对工件进行除鳞处理，同时回收除鳞后的磨料和高压水的混合物至搅拌桶内，直到其内的磨料液浓度降低至满足除鳞效果需要区间段的下临界点；
（4）、开启加砂装置向搅拌桶内补充磨料，直至搅拌桶内的浓度计监测到磨料液浓度达到满足除鳞效果区间段的上临界点,停止加砂工作。
（5）、重复步骤（3）和（4），直至工件除鳞完毕；
（6）、开启自动反冲水阀对磨料供给管路进行冲洗，冲洗时间为5-20秒；
（7）、冲洗完毕后，依次关闭卧式渣浆泵、自动磨料供给阀和自动反冲水阀。
Claims (7)
1.一种磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置，该系统包括依次连通的加砂装置、搅拌桶、渣浆泵和除鳞箱，其特征在于：该系统还包括自动反冲水阀，自动反冲水阀的出口端连接于所述搅拌桶和渣浆泵之间。
2.如权利要求1所述的磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置，其特征在于：所述搅拌桶和自动反冲水阀的出口端之间连接有自动磨料供给阀。
3.如权利要求2所述的磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置，其特征在于：所述自动磨料供给阀和自动反冲水阀可以是电动球阀、气动球阀或者电磁阀中的任意一种。
4.如权利要求1所述的磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置，其特征在于：所述搅拌桶内固定有浓度计和由采用变频控制的搅拌器。
5.如权利要求1所述的磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置，其特征在于：所述渣浆泵为卧式渣浆泵，其电机采用变频控制。
6.如权利要求1所述的磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置，其特征在于：所述除鳞箱内有喷头和使喷头喷料均匀的流体分砂器。
7.一种利用权利要求1所述的磨料水射流除鳞系统中的磨料供给装置的除鳞方法，包括以下步骤：
（1）、开启搅拌桶内搅拌器的变频电机，调整搅拌器至合适的转速将磨料搅拌均匀，同时通过固定于搅拌桶内的浓度计实时监测搅拌桶内的磨料液浓度；
（2）、当搅拌桶内的磨料液浓度达到满足除鳞效果需要的区间段内，依次开启自动反冲水阀和卧式渣浆泵，对磨料供给管路进行冲洗，冲洗完后关闭自动反冲水阀，开启自动磨料供给阀；
（3）、卧式渣浆泵保持开启，将搅拌桶内的磨料输送至除鳞箱内的喷头对工件进行除鳞处理，同时回收除鳞后的磨料和高压水的混合物至搅拌桶内，直到其内的磨料液浓度降低至满足除鳞效果需要区间段的下临界点；
（4）、开启加砂装置向搅拌桶内补充磨料，直至搅拌桶内的浓度计监测到磨料液浓度达到满足除鳞效果区间段的上临界点，停止加砂工作。
（5）、重复步骤（3）和（4），直至工件除鳞完毕；
（6）、开启自动反冲水阀对磨料供给管路进行冲洗；
（7）、冲洗完毕后，依次关闭卧式渣浆泵、自动磨料供给阀和自动反冲水阀。
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