CN109048687B - 钢管内外壁喷砂清理设备及清理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管内外壁喷砂清理设备和使用该设备清理钢管内外壁的方法，该设备包括：清理仓、导轨、载料系统、喷砂系统，喷砂系统包括喷头装置，喷头装置包括内壁喷头装置和外壁喷头装置，输砂管包括内壁输砂管和外壁输砂管，喷管包括内壁喷管和外壁喷管；内壁喷头装置连接内壁喷管，内壁喷管通过内壁输砂管与出砂罐连通，内壁喷管固定于由第二行走动力装置驱动的喷管车，喷管车设置于导轨上；外壁喷头装置连接外壁喷管，外壁喷管通过外壁输砂管与出砂罐连通，外壁喷管伸入清理仓并固定于喷砂工作位。本发明所提供的钢管内外壁喷砂清理设备，能满足对小口径钢管的清理，且能同时清理钢管的内壁和外壁，用该设备清理钢管时清理效率高。

Description

钢管内外壁喷砂清理设备及清理方法

技术领域

本发明涉及钢管内外壁的清理设备及其清理方法技术领域，尤其涉及一种用于清理直径为（DN70mm~DN400mm）的小口径钢管内外壁喷砂清理设备及其清理方法。

背景技术

钢管广泛应用于自来水、天然气、石油、化工、医药、通讯、电力、海洋等工程领域，为增强钢管的强度、耐腐蚀性等，通常需要对钢管进行的内外涂塑，而在涂塑之前通常需要对钢管进行清理，即去除钢管表面的碎屑、氧化皮、焊渣、粘砂、污垢等附着物，使钢管的内外壁表面呈现均匀的粗糙度，增强喷涂时表面涂层的附着力以及耐腐蚀能力，另外，还提高了钢管的抗疲劳强度。

常用的清理设备是抛丸机，现有的抛丸机在清理钢管时，每次只能单独清理内壁或单独清理外壁，不能同时清理钢管的内外壁，清理效率较低，生产成本高。另外，在抛丸机作业中，清理钢管的外壁比较容易，常规的抛丸机均可使用，而清理钢管内壁时，受到钢管的内径和长度的制约，可用的清理设备少。清理直径大的钢管内壁时，因为口径大，钢丸传送支架的结构尺寸可以设计的大些，其刚性大、变形小，抛丸器的叶轮和叶片尺寸大，钢丸的线速度大，抛打效果好。当清理直径为（DN70mm~DN400mm）的小口径钢管的内壁时，在钢管内的抛丸叶片尺寸小、抛丸量低，并且一般的钢管的长度特别长，当钢管的口径小，要求传送支架的结构径向尺寸小，但由于钢管尺寸长，这样会造成传送支架的刚度小、挠度大，影响了小口径钢管内壁清理的效果。

在现有的技术中公布号为CN 207448244 U的中国专利公开的一种小口径钢管内壁抛丸清理机存在以下缺陷：1、只能清理钢管的内壁，不能在清理钢管内壁的同时清理钢管外壁，清理效率较低，生产成本高。2、设备中的支撑机构为了满足其相对于钢管内壁既有圆周方向的运动，又有沿钢管轴向方向的运动，在圆周方向设置了滚动部件和至少一个轴向滚动单元，轴向滚动单元间隔设置在圆周方向滚动部件的外周面上，圆周方向滚动部件包括支撑内圈、滚动轴承和支撑外圈，滚动轴承的内圈与支撑内圈配合连接、外圈与支撑外圈配合连接；轴向滚动单元与支撑外圈可拆卸连接。由于受尺寸限制，抛丸设备中的支撑机构必须小型化，而支撑机构需要相对于钢管内壁既有圆周方向的运动，又必须沿钢管轴向方向的运动，因此就要求回转支撑机构小型化的同时满足上述两个方向的滚动，设计制造难度大，该支撑结构比较复杂、生产成本高，并且尺寸相对较大，不能满足较小直径钢管的清理。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种钢管内外壁喷砂清理设备，能满足对小口径钢管的清理，并且能将钢管的内壁和外壁同时清理，清理效率高。

与此相应，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种钢管的快速清理方法，具有能同时清理钢管的内外壁，并且清理效率高的优点。

本发明为解决上述第一个技术问题，采取以下技术方案：

一种钢管内外壁喷砂清理设备，包括：清理仓和导轨，所述导轨从一端伸入所述清理仓内；

载料系统，所述载料系统包括由第一行走动力装置驱动的载料车和设置于所述载料车上的钢管旋转装置，所述载料车设置于所述导轨上，所述钢管旋转装置所承托钢管的回转轴线与所述导轨平行设置；

喷砂系统，所述喷砂系统包括由压缩空气控制的出砂罐、输砂管、喷管、喷头装置和钢砂收集装置，所述钢砂收集装置将所述喷头装置喷出的钢砂回收至所述出砂罐；其特征在于，

所述喷头装置包括内壁喷头装置和外壁喷头装置，所述输砂管包括内壁输砂管和外壁输砂管，所述喷管包括内壁喷管和外壁喷管；

所述内壁喷头装置连接所述内壁喷管，所述内壁喷管通过所述内壁输砂管与所述出砂罐连通，所述内壁喷管固定于由第二行走动力装置驱动的喷管车，所述喷管车设置于所述导轨上；

所述外壁喷头装置连接所述外壁喷管，所述外壁喷管通过所述外壁输砂管与所述出砂罐连通，所述外壁喷管伸入所述清理仓并固定于喷砂工作位。

优选的，所述内壁喷头装置包括连接在一起的喷头本体和喷管连接头，所述喷头本体开设有直通形的喷射孔，所述喷射孔包括两个小孔端相对的锥形孔，两所述锥形孔之间设置为喉管孔，所述两个锥形孔以及所述喉管孔的轴线在同一条直线上，所述喷管连接头与所述内壁喷管通过软管连接，所述喷管连接头与所述内壁喷管之间设置有保持架，所述保持架使所述软管弯曲进而使所述喷头本体保持固定的喷射角度。

优选的，所述喷头装置包括连接在一起的喷头本体和喷管连接头，所述喷管连接头与所述喷管连接，所述喷头本体开设有喷射孔，从头部到尾部所述喷射孔包括顺序设置的两个锥形孔和直通孔，所述两个锥形孔的小孔端通过喉管孔相接，所述直通孔与相应的一个锥形孔的大端相接，所述喷头本体的头部平顺弯曲。

优选的，所述出砂罐包括罐体和分气管，所述分气管和所述罐体均与气源连通，所述分气管上设置有控气阀，所述罐体底端设置有出砂管，所述出砂管上设置有控砂阀，所述出砂管与三通管的一个接口连通，所述三通管的另外两接口分别连通所述输砂管和所述分气管。

优选的，所述钢砂收集装置包括：传送带装置、集料溜板和集料斗，所述传送带装置设置于所述清理仓内且位于两所述导轨之间，所述集料溜板设置于所述传送带装置两侧的上方，所述集料斗设置于所述传送带装置靠近清理仓入口的一端，所述集料斗与所述罐体之间设置有提升机。

优选的，所述钢管内外壁喷砂清理设备还包括除尘装置，所述除尘装置与所述清理仓连接。

优选的，所述钢管旋转装置有两组，用于承托所述钢管的两端，每组所述钢管旋转装置包括支撑座，所述支撑座安装在所述载料车上，所述支撑座转动安装有至少两个并排设置的滚轮，至少一个所述滚轮是由动力装置驱动的驱动滚轮。

优选的，所述载料车靠近所述清理仓的一端设置有落砂汇集弯管，所述落砂汇集弯管的一个管口正对承托于所述滚轮上的钢管，另一个管口朝下。

本发明为解决上述第二个技术问题，采取以下技术方案：

一种清理钢管内外壁的方法，其特征在于，使用上述钢管内外壁喷砂清理设备，包括以下步骤：

1）将所述钢管放置于所述钢管旋转装置上，通过所述钢管旋转装置驱动所述钢管转动，同时所述载料车向所述清理仓的方向移动至所述喷砂工作位；

2）所述喷管车带动所述内壁喷头装置及内壁喷管向所述清理仓的方向移动、伸入所述钢管并移动至所述喷砂工作位；

3）所述出砂罐在压缩空气的作用下向所述内壁喷头装置和所述外壁喷头装置输送钢砂，所述外壁喷头装置和所述内壁喷头装置对所述钢管的外壁和内壁同时进行喷砂作业，在所述喷砂作业的过程中，所述喷管车位置不动，所述载料车继续在所述清理仓内向前移动至所述钢管的尾部处于所述喷砂工作位；

4）所述出砂罐停止出砂并保持吹气，此时，所述喷管车位置不动，所述载料车回退至所述钢管的头部处于所述喷砂工作位的位置；

5）所述出砂罐停止吹气，所述喷管车和所述载料车均回退至初始位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）主要适用于直径为（DN70mm~DN400mm）的小口径钢管的内外壁喷砂清理，可同时实现钢管内壁和外壁同时清理，提高生产效率。

2）利用压缩空气吹动钢砂清理钢管，在用钢砂清理钢管的内外壁后，出砂罐停止出砂并保持并吹气，喷管内压缩空气将钢管内壁中残余的钢砂和杂质吹出，达到彻底清理钢管的目的。

3）钢砂收集装置回收钢砂，使用过的钢砂再次被利用，到达节约成本的目的，并且环保。

4）该清理使用物理方法，避免了酸洗磷化化学反应和毒性所造成的大气污染，不存在废水的处理问题，清洁环保无排放污染等特点。

综上所述，本发明利用喷砂原理实现小口径钢管内外壁的快速清理，不仅清理效果好，而且清理速度快、效率高，并且清洁环保。

附图说明

图1是本发明钢管内外壁喷砂清理设备（喷砂作业前）的结构示意图；

图2是本发明钢管内外壁喷砂清理设备处于开始喷砂作业时的结构示意图；

图3是本发明钢管内外壁喷砂清理设备处于停止喷砂作业（只保持喷气作业）时的结构示意图；

图4是本发明钢管内外壁喷砂清理设备处于停止喷气作业结构示意图

图5是图1中载料车的放大结构示意图；

图6是图1中清理仓的放大结构示意图；

图7是内壁喷头装置的结构示意图；

图8是图7中内壁喷头装置的剖视示意图；

图9是喷头装置的结构示意图；

图10是出砂罐的结构示意图；

图11是图10中三通管的结构示意图；

图中： 101-导轨，200-喷砂系统，201-出砂罐，2011-罐体，2012-输砂管，2012a-内壁输砂管，2012b-外壁输砂管，2013-气源，2014-分气管，2015-出砂管，2016-三通管，2017-控气阀，2018-控砂阀，202-喷头装置，2021a-内壁喷管，2021b-外壁喷管，2022-内壁喷头装置，2023-外壁喷头装置，2024-保持架 ，20220-喉管孔，2022a-喷头本体，2023a-喷管连接头，2022b-喷头本体，2023b-喷管连接头, 2025-软管， 204-喷管车，300-载料系统，301-载料车，3011-落砂汇集弯管，302-钢管旋转装置，3021-支撑座，3022-滚轮，3023-支撑滚轮304-防砂罩，3041-下砂口，400-清理仓，500-钢砂收集装置，501-传送带装置，502-集料溜板，503-集料斗，600-除尘装置，700-提升机，H-钢管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

实施例1

如图1至图6共同所示的钢管内外壁喷砂清理设备，导轨101从一端伸入所述清理仓400内；钢管内外壁喷砂清理设备包括：载料系统300、喷砂系统200和喷头装置202。

载料系统300包括由第一行走动力装置（图中未示出）驱动的载料车301和设置于载料车301上的钢管旋转装置302，载料车301设置于导轨101上，钢管旋转装置302所承托钢管H的回转轴线与导轨101平行设置；

喷砂系统200包括由压缩空气控制的出砂罐201、输砂管2012、喷管2021、喷头装置202和钢砂收集装置，钢砂收集装置将喷头装置202喷出的钢砂回收至出砂罐201；

喷头装置202包括内壁喷头装置2022和外壁喷头装置2023，输砂管2012包括内壁输砂管2012a和外壁输砂管2012b，喷管包括内壁喷管2021a和外壁喷管2021b；

内壁喷头装置2022连接内壁喷管2021a，内壁喷管2021a通过内壁输砂管2012a与出砂罐201连通，内壁喷管2021a固定于由第二行走动力装置驱动的喷管车204，喷管车204设置于导轨101上；本实施例中，由于加工的钢管较长，为防止喷管变形，在喷管车204的前方还设置有从动的跟随喷管车。

外壁喷头装置2023连接外壁喷管2021b，外壁喷管2021b通过外壁输砂管2012b与出砂罐201连通，外壁喷管2021b伸入清理仓400并固定于喷砂工作位。

如图9所示，喷头装置202包括连接在一起的喷头本体2022b和喷管连接头2023b，喷管连接头2023b与喷管2021连接，喷头本体2022b开设有喷射孔，从头部到尾部喷射孔包括顺序设置的两个锥形孔和直通孔，两个锥形孔的小孔端通过喉管孔20220相接，直通孔与相应的一个锥形孔的大端相接，喷头本体2022b的头部平顺弯曲。喷头本体的头部平顺弯曲形成固定的喷射角度，避免了喷头本体2022b喷砂时喷射孔出现豁口，影响钢砂的喷射范围，进而影响钢管内外壁的清理效果。上述喷头装置202即可以用作内壁喷头装置2022，也可以用作外壁喷头装置2023。

如图10和图11共同所示，出砂罐201包括罐体2011和分气管2014，分气管2014和罐体2011均与气源2013连通，分气管2014上设置有控气阀2017，罐体2011底端设置有出砂管2015，出砂管2015上设置有控砂阀2018，出砂管2015与三通管2016的一个接口连通，三通管2016的另外两接口分别连通输砂管2012和分气管2014。

如图6所示，钢砂收集装置500包括：传送带装置501、集料溜板502和集料斗503，传送带装置501设置于清理仓400内且位于两导轨101之间，集料溜板502设置于传送带装置501两侧的上方，集料斗502设置于传送带装置501靠近清理仓400入口的一端，集料斗503与罐体2011之间设置有提升机（图中未示出），传送带装置501将收集的钢砂运输到集料斗503内，提升机700将带动装有钢砂的集料斗503向罐体2011内加砂。

钢管内外壁喷砂清理设备还包括除尘装置600，除尘装置600与清理仓400连接。用于在清理过程中吸收清理仓400内产生的粉尘。

如图5和图6共同所示，钢管旋转装置302有两组，用于承托钢管H的两端，每组钢管旋转装置302包括支撑座3021，支撑座3021安装在载料车301上，支撑座3021转动安装有至少两个并排设置的滚轮3022，至少一个滚轮3022是由第一动力装置驱动的驱动滚轮。也可以设置多组钢管旋转装置302，相应地增加喷头装置202的数量，具体根据工作需要加工的钢管H的数量设定。当要清理的钢管H较长时，可以在载料车301远离清理仓400的一端设置有支撑滚轮3023，防止内壁喷管2023伸入钢管H内较长时，连接内壁喷头装置2022的一端下垂。

载料车301靠近清理仓400的一端设置有落砂汇集弯管3011，落砂汇集弯管3011的一个管口正对承托于滚轮3022上的钢管H，另一个管口朝下。载料车301的两侧还固设有防砂罩304，防砂罩304的底端形成下砂口3041，当载料车301移动至清理仓400时下砂口3041和落砂汇集弯管3011的另一个管口对应传送带装置501。防砂罩304和落砂汇集弯管3011的设置有利于防止清理钢管过程中钢砂到处飞溅，下砂口304起到引导落砂的作用，将使用过的钢砂通过集料溜板502汇集到传送带装置501上。

本发明尤其适用于（DN70mm~DN400mm）的小口径钢管内外壁喷砂清理，可同时实现钢管内壁和外壁同时清理，提高生产效率。

使用上述钢管内外壁喷砂清理设备对钢管的内外壁进行清理的方法，包括以下步骤：

1）将钢管H放置于钢管旋转装置302的滚轮3022上，通过钢管旋转装置驱动钢管H转动，同时载料车301向清理仓400的方向移动至喷砂工作位；

2）喷管车204带动内壁喷头装置2022及内壁喷管2021a向清理仓400的方向移动、伸入钢管H并移动至所述喷砂工作位；

3）出砂罐201在压缩空气的作用下向内壁喷头装置2022和外壁喷头装置2023输送钢砂，外壁喷头装置2022和内壁喷头装置2023对钢管H的外壁和内壁同时进行喷砂作业，在喷砂作业的过程中，喷管车204位置不动，载料车301继续在清理仓400内向前移动至钢管H的尾部处于喷砂工作位；

4）出砂罐201停止出砂并保持吹气，此时，喷管车204位置不动，载料车301回退至钢管H的头部处于喷砂工作位的位置；

5）出砂罐201停止吹气，喷管车204和载料车301均回退至初始位置。

上述步骤1）和步骤2）是喷砂前的准备阶段，图1示出了钢管内外壁喷砂清理设备喷砂作业前的结构示意图，此时载料车301处于上料位置，喷管车204处于初始位置。图2钢管内外壁喷砂清理设备处于开始喷砂作业时的结构示意图，此时载料车301和喷管车204均达到喷砂工作位。

步骤3）至步骤5）是喷砂清理以及喷气清理的过程，图3钢管内外壁喷砂清理设备处于停止喷砂作业（只保持喷气作业）时的结构示意图，此时，喷管车204位于喷砂工作位不动，载料车301继续在清理仓400内向前移动至钢管H的尾部处于喷砂工作位；图4是钢管内外壁喷砂清理设备处于停止喷气作业结构示意图，此时，载料车301回退至钢管H的头部处于喷砂工作位的位置，喷管车204位于喷砂工作位并准备回退；

出砂罐201的具体操作方法如下：先打开控气阀2017，使压缩空气通过分气管2014进入输砂管2012，再打开控砂阀2018，钢砂通过出砂管2015进入输砂管2012，此时，输砂管2012中压缩空气带动钢砂清理钢管，在用钢砂清理钢管H的内外壁后，关闭控砂阀2018，出砂管2015停止出砂，此时，喷管内压缩空气将钢管内壁中残余的钢砂和杂质吹出，达到彻底清理钢管的目的，工作完毕后，再关闭控气阀2017。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处仅在于，如图7和图8共同所示，内壁喷头装置2022包括连接在一起的喷头本体2022a和喷管连接头2023a，喷头本体2022a开设有直通形的喷射孔，喷射孔包括两个小孔端相对的锥形孔，两所述锥形孔之间设置为喉管孔20220，两个锥形孔以及喉管孔20220的轴线在同一条直线上，喷管连接头2023a与内壁喷管2021a通过软管2025连接，喷管连接头2023a与内壁喷管2021a之间设置有保持架2024，保持架2024使软管2025弯曲进而使喷头本体2022a保持固定的喷射角度，避免了喷头本体2022a喷砂时喷射孔出现豁口，影响钢砂的喷射范围，进而影响钢管内外壁的清理效果。

本实施例的清理设备主要用于（DN70mm~DN400mm）的小口径钢管内外壁清理，也可用于较大口径的清理，当清理大口径时保持架2024可以用于支撑钢管H的内壁。

本发明不局限于上述实施例，一切基于本发明的构思、原理、结构和方法，所做出的种种改进，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢管内外壁喷砂清理设备，包括：

清理仓和导轨，所述导轨从一端伸入所述清理仓内；

载料系统，所述载料系统包括由第一行走动力装置驱动的载料车和设置于所述载料车上的钢管旋转装置，所述载料车设置于所述导轨上，所述钢管旋转装置所承托钢管的回转轴线与所述导轨平行设置；

喷砂系统，所述喷砂系统包括由压缩空气控制的出砂罐、输砂管、喷管、喷头装置和钢砂收集装置，所述钢砂收集装置将所述喷头装置喷出的钢砂回收至所述出砂罐；其特征在于，

所述钢管内外壁喷砂清理设备用于清理直径为（DN70mmDN400mm）的小口径钢管，

所述喷头装置包括内壁喷头装置和外壁喷头装置，所述输砂管包括内壁输砂管和外壁输砂管，所述喷管包括内壁喷管和外壁喷管；

所述内壁喷头装置连接所述内壁喷管，所述内壁喷管通过所述内壁输砂管与所述出砂罐连通，所述内壁喷管固定于由第二行走动力装置驱动的喷管车，所述喷管车设置于所述导轨上；

所述外壁喷头装置连接所述外壁喷管，所述外壁喷管通过所述外壁输砂管与所述出砂罐连通，所述外壁喷管伸入所述清理仓并固定于喷砂工作位；

所述内壁喷头装置包括连接在一起的喷头本体和喷管连接头，所述喷头本体开设有直通形的喷射孔，所述喷射孔包括两个小孔端相对的锥形孔，两所述锥形孔之间设置为喉管孔，所述两个锥形孔以及所述喉管孔的轴线在同一条直线上，所述喷管连接头与所述内壁喷管通过软管连接，所述喷管连接头与所述内壁喷管之间设置有保持架，所述保持架使所述软管弯曲进而使所述喷头本体保持固定的喷射角度；

所述喷头装置包括连接在一起的喷头本体和喷管连接头，所述喷管连接头与所述喷管连接，所述喷头本体开设有喷射孔，从头部到尾部所述喷射孔包括顺序设置的两个锥形孔和直通孔，所述两个锥形孔的小孔端通过喉管孔相接，所述直通孔与相应的一个锥形孔的大端相接，所述喷头本体的头部平顺弯曲。

2.如权利要求1所述的钢管内外壁喷砂清理设备，其特征在于，所述出砂罐包括罐体和分气管，所述分气管和所述罐体均与气源连通，所述分气管上设置有控气阀，所述罐体底端设置有出砂管，所述出砂管上设置有控砂阀，所述出砂管与三通管的一个接口连通，所述三通管的另外两接口分别连通所述输砂管和所述分气管。

3.如权利要求2所述的钢管内外壁喷砂清理设备，其特征在于，所述钢砂收集装置包括：传送带装置、集料溜板和集料斗，所述传送带装置设置于所述清理仓内且位于两所述导轨之间，所述集料溜板设置于所述传送带装置两侧的上方，所述集料斗设置于所述传送带装置靠近清理仓入口的一端，所述集料斗与所述罐体之间设置有提升机。

4.如权利要求2所述的钢管内外壁喷砂清理设备，其特征在于，所述钢管内外壁喷砂清理设备还包括除尘装置，所述除尘装置与所述清理仓连接。

5.如权利要求2所述的钢管内外壁喷砂清理设备，其特征在于，所述钢管旋转装置有两组，用于承托所述钢管的两端，每组所述钢管旋转装置包括支撑座，所述支撑座安装在所述载料车上，所述支撑座转动安装有至少两个并排设置的滚轮，至少一个所述滚轮是由动力装置驱动的驱动滚轮。

6.如权利要求5所述的钢管内外壁喷砂清理设备，其特征在于，所述载料车靠近所述清理仓的一端设置有落砂汇集弯管，所述落砂汇集弯管的一个管口正对承托于所述滚轮上的钢管，另一个管口朝下。

7.一种清理钢管内外壁的方法，其特征在于，使用权利要求1所述的钢管内外壁喷砂清理设备，包括以下步骤：

1）将所述钢管放置于所述钢管旋转装置上，通过所述钢管旋转装置驱动所述钢管转动，同时所述载料车向所述清理仓的方向移动至所述喷砂工作位；

2）所述喷管车带动所述内壁喷头装置及内壁喷管向所述清理仓的方向移动、伸入所述钢管并移动至所述喷砂工作位；

3）所述出砂罐在压缩空气的作用下向所述内壁喷头装置和所述外壁喷头装置输送钢砂，所述外壁喷头装置和所述内壁喷头装置对所述钢管的外壁和内壁同时进行喷砂作业，在所述喷砂作业的过程中，所述喷管车位置不动，所述载料车继续在所述清理仓内向前移动至所述钢管的尾部处于所述喷砂工作位；

4）所述出砂罐停止出砂并保持吹气，此时，所述喷管车位置不动，所述载料车回退至所述钢管的头部处于所述喷砂工作位的位置；

5）所述出砂罐停止吹气，所述喷管车和所述载料车均回退至初始位置。