CN109382768B - 中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备 - Google Patents
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Abstract
中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备，涉及钢管除鳞设备领域。包括机架平台，机架平台的左侧设置有行走轨道、右侧设置有与行走轨道相邻布置的辊道输送装置，辊道输送装置包括输送装置支架上，输送装置支架上安装有输送辊，输送辊之间沿宽度方向均布有用于支撑钢管的多个凹形钢管支撑工位；所述行走轨道上对应设置有蓄能罐小车，蓄能罐小车设置有蓄能罐，蓄能罐上分别通过气动阀连接有与辊道输送装置上输送的钢管相对应的多根喷杆，喷杆的端部连接有喷枪，位于左侧的辊道输送装置上设置有除鳞箱，除鳞箱的右侧设置有钢管进料口，除鳞箱的侧壁上设置有与下料架对应的出料口。本发明能够批量、高效处理钢管内表面的氧化皮。
Description
技术领域
本发明涉及钢管除鳞设备领域，具体为一种中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备。
背景技术
目前，国内中小口径无缝管的生产工艺大多数为冷拔/冷轧（特别是外径89以下钢管90%以上采用冷拔/冷轧工艺），在冷拔/冷轧前要将钢管内表面氧化皮清理干净（若冷拔/冷轧道次多内表面要处理多次），现有处理方法有两种：
1、酸洗：该方法的处理效率、效果都能够满足生产需求，也是绝大多数无缝管冷拔厂家现用的，但随着环保部门对酸洗车间现场管理、废酸处理要求的提高，酸洗的成本直线上升，尤其是今年环保大检查以来，冷拔厂家普遍因酸洗问题减产甚至停产。
2、内喷丸，以压缩空气为动力介质：内喷丸设备有少数厂家使用，但局限于钢管内径大于100mm，小于该尺寸的钢管内喷时因喷杆、喷枪通径小很容易发生钢丸堵塞现象，生产效率低，处理效果不稳定，导致生产成本也较高，所以该工艺不是很普遍。
发明内容
本发明的目的是提供一种中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备，能够批量、高效处理钢管内表面的氧化皮。
实现上述目的的技术方案是：中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备，其特征在于：包括机架平台，机架平台的左侧设置有行走轨道、右侧设置有与行走轨道相邻布置的辊道输送装置，辊道输送装置包括输送装置支架上，输送装置支架上安装有输送辊，输送辊之间沿宽度方向均布有用于支撑钢管的多个凹形钢管支撑工位；
所述行走轨道上对应设置有蓄能罐小车，蓄能罐小车设置有蓄能罐，蓄能罐的上端设置有加药口、侧壁上设置有进液口，蓄能罐上分别通过气动阀连接有与辊道输送装置上输送的钢管相对应的多根喷杆，喷杆的端部连接有喷口朝向钢管侧壁的喷枪；
所述辊道输送装置右端位于宽度方向的一侧设置有进料架，位于右端的辊道输送装置下方还配合设置有用于将进料架上的钢管平移至辊道输送装置上的平移布料装置；位于左侧的辊道输送装置上设置有除鳞箱，除鳞箱的左侧设置有便于喷枪进入的开口，除鳞箱的右侧设置有钢管进料口，除鳞箱位于机架平台宽度方向的一侧设置有下料架，除鳞箱的侧壁上设置有与下料架对应的出料口，所述除鳞箱内的左侧设置有安装在辊道输送装置的机架上的钢管对中机构，对中机构右侧设置有多个间隔布置、用于阻隔钢管的对齐挡板，所述对齐挡板的上端对应连接有驱动对齐挡板升降的第一气缸，所述第一气缸连接在除鳞箱内。
进一步地，所述进料架包括机架，机架上设置有向辊道输送装置一侧倾斜向下设置的支撑架，支撑架上的钢管单层布置、并且在低位端设置有定位挡块。
进一步地，所述平移布料装置包括驱动机构以及间隔设置在输送辊之间的多个V形槽托板，辊道输送装置靠近进料架一侧的输送装置支架上设置有便于V形槽托板向进料架一侧位移的缺口，V形槽托板与输送辊平行设置、并且下端两侧设置有连接座，多个V形槽托板位于同侧的连接座下方分别转动安装有转动轴，转动轴分别通过转动臂与上方连接座连接，所述转动臂的一端与转动轴固定、另一端通过轴承转动安装有固定轴，所述固定轴的另一端与对应连接座固定，所述驱动机构用于驱动两侧的转动轴同向转动；
所述V形槽托板的上端均布有数量以及间距与输送辊宽度方向上的凹槽相对应的V型槽，所述驱动机构通过转动轴传动，带动V型槽托板作步进传送动作，从而依次将进料架上的钢管传送至输送辊靠近进料架一侧的第一个凹形钢管支撑工位上、同时将输送辊上的钢管依次向远离进料架的相邻下一个凹形钢管支撑工位上输送。
进一步地，所述除鳞箱的进料口设置有第一开关门，第一开关门的上端铰接在进料口的上边沿，第一开关门的上方设置有第二气缸，第二气缸上端铰接在除鳞箱上，下端与第一开关门铰接；所述除鳞箱的出料口设置有第二开关门，第二开关门的上端铰接在出料口的上边沿，第二开关门的上方设置有第三气缸，第三气缸上端铰接在除鳞箱上，下端与第二开关门下部铰接。
进一步地，所述对中机构包括安装在辊道输送装置的输送装置支架上的对中座，对中座上设置有一排分别与钢管同心的对中孔，对中孔呈喇叭形，对中孔的大口端朝向右侧，对中孔的大口端直径大于钢管的外径、小口端直径小于钢管的外径大于喷杆和喷枪的外径。
进一步地，除鳞设备还设置有下料翻板机构，所述下料翻板机构包括转动安装在除鳞箱内的输送辊之间的转轴，转轴与输送辊平行布置，转轴上连接有翻板，转轴下方设置有横向布置的滑动杆， 滑动杆上转动连接有多个间隔设置的连板，连扳的另一端与转轴固定，滑动杆的端部连接有翻料气缸，翻料气缸用于驱动滑动杆横向位移，滑动杆通过转轴带动翻板转动至水平或竖直向上的状态，当处于水平状态时，翻板位于输送辊上端面的下方，处于竖直状态时，翻板的上端面高于输送辊、并向出料口一侧倾斜。
进一步地，所述翻板与下料架之间的辊道输送装置的输送装置支架上设置有斜台架，斜台架的上端面向下料架一侧倾斜向下设置、并且高位端与竖直状态的翻板的低位端相对合。
进一步地，所述除鳞箱的下端设置有并排布置的多个锥形斗，锥形斗下方设置有除鳞水输送装置，除鳞水输送装置的进口端与锥形斗连接、出口端连接有除鳞水回收箱。
进一步地，所述机架平台的左端设置有高压泵组和加料装置，所述高压泵组的进口端连接除鳞水回收箱，所述加料装置包括安装在行走轨道左端上方的支架，支架上安装有加料斗，加料斗的出口端设置有出料阀。
进一步地，所述下料架包括上端开口的方形框架，方形框架内间隔设置有多根缓冲绳，缓冲绳的两端固定在方形框架的两侧端口上，缓冲绳的下端与方形框架的底端设置有间隙。
本发明的有益效果：
本发明利用砂水射流的冲蚀作用来清除钢管内表面的氧化层（鳞皮），使钢管表面呈现出金属本色。与传统的酸洗工艺相比，其清洗速度快，除鳞效果更好，符合环保要求，避免了传统酸洗工艺造成的过酸洗，钢管内表面无损伤，对环境无污染，其废液可循环使用，节约成本，提高了工作效率，减轻工人劳动强度，具有很好的市场前景。本发明取代了传统的冷拔无缝钢管生产中酸洗，减少污染，降低成本。
附图说明
图1为发明的主视图；
图2为图1中的A部放大图；
图3为图1中的B部放大图；
图4为图1的俯视图；
图5为图4中的C部放大图；
图6为图4中的D部放大图；
图7为图4中的E部放大图；
图8为图1的侧视图；
图9为安装在辊道输送装置下方的平移布料装置的结构示意图；
图10为图9的俯视图；
图11为图9的侧视图；
图12为V形槽托板的结构示意图；
图13为对中机构的结构示意图；
图14为连接在喷杆前端的喷枪的结构示意图；
图15为喷枪的枪筒的结构示意图；
图16为下料翻板机构的翻板处于水平状态的结构示意图；
图17为下料翻板机构的翻板处于竖直状态的结构示意图；
图18为安装在辊道输送装置内的下料翻板机构的翻板处于水平状态的结构示意图；
图19为安装在辊道输送装置内的下料翻板机构的翻板处于水平状态的结构示意图。
具体实施方式
如图1-19所示，本发明包括机架平台1，机架平台1的左侧设置有行走轨道2、右侧设置有与行走轨道2相邻布置的辊道输送装置3，辊道输送装置3包括安装在输送装置支架3.1上的输送辊3.2以及驱动输送辊3.2转动的输送驱动电机3.3，输送辊3.2之间沿宽度方向均布有用于支撑钢管4的多个凹形钢管支撑工位3.4。
行走轨道2上对应设置有蓄能罐小车17，蓄能罐小车17设置有蓄能罐18，蓄能罐18的上端设置有加药口32、侧壁上设置有进液口33，加药口32对应密封连接有密封盖，进液口33对应连接有控制阀，蓄能罐17上通过气动阀31连接有与辊道输送装置3上输送的钢管相对应的多根喷杆19，喷杆19的端部连接有用于对钢管4内壁进行除鳞的喷枪29，喷枪29包括枪筒29.1，枪筒29.1的一端与喷杆19螺纹连接，枪筒29.1内的中部设置有沿周向间隔设置的三个扇形座29.2，三个扇形座29.2的中心设置有通孔并穿置有螺杆29.3，螺杆29.3朝向喷杆19的一端设置有限位头、远离喷杆19的一端套装有导柱29.4，导柱29.4的前端伸出枪筒29.1、并通过螺母29.5固定，枪筒29.1的前端口呈喇叭形，导柱29.4的前端呈锥台形、并且外壁呈弧形，枪筒29.1的前端口与导柱29.4的前端之间形成出口端朝向钢管内壁的环形喷口29.6。
辊道输送装置3右端位于宽度方向的一侧设置有进料架5，进料架5包括机架5.1，机架5.1上设置有向辊道输送装置3一侧倾斜向下设置的支撑架5.2，支撑架5.2上的钢管4单层布置、并且在低位端设置有定位挡块5.3。
位于右端的辊道输送装置3下方设置有用于将进料架5上的钢管平移至辊道输送装置3上的平移布料装置6，平移布料装置6包括驱动机构6.1以及间隔设置在输送辊3.2之间的四个V形槽托板6.2，辊道输送装置3.2靠近进料架5一侧的输送装置支架3.1上设置有便于V形槽托板6.2向进料架5一侧位移的缺口3.5，V形槽托板6.2的下端两侧设置有连接座6.3，左侧的两个V形槽托板6.2、右侧的两个V形槽托板6.2的下方分别对应设置有传动机构6.4，传动机构6.4包括分别设置在两个V形槽托板6.2位于同侧连接座6.3下方的两根转动轴6.5，转动轴6.5的一端通过轴承座6.9安装在机架平台1上，转动轴6.5的另一端设置有分齿箱6.6，分齿箱6.6设置有输入轴6.7、和两根与输入轴6.7传动连接的输出轴6.8，每根输出轴6.8对应串接在一根转动轴6.5上，转动轴6.5分别通过转动臂6.10与上方连接座6.3连接，转动臂6.10的一端与转动轴6.5固定、另一端通过轴承6.12转动安装有固定轴6.11，固定轴6.11的另一端与对应连接座6.3固定，
驱动机构6.1为减速机、并设置在两个传动机构6.4之间，减速机为双轴输出、并分别与两个传动机构6.1的分齿箱6.6的输入轴6.7传动连接。
V形槽托板6.2的上端均布有数量以及间距与输送辊3.2宽度方向上的凹形钢管支撑工位3.4相对应的V型槽6.21，驱动机构6.1通过转动轴6.5传动，带动V型槽托板6.2作步进传送动作，从而依次将进料架5上的钢管传送至输送辊靠近进料架5一侧的第一个凹形钢管支撑工位3.4上、同时将输送辊3.2上的钢管依次向远离进料架5一侧的相邻下一个凹形钢管支撑工位3.4上输送。
位于左侧的辊道输送装置3上设置有除鳞箱7，除鳞箱7的左侧设置有便于喷杆19穿过的开口，除鳞箱7的右侧设置有钢管进料口7.1，进料口7.1设置有第一开关门7.2，第一开关门7.2的上端铰接在进料口7.1的上边沿，第一开关门7.2的上方设置有第二气缸7.3，第二气缸7.3上端铰接在除鳞箱7上，下端与第一开关门7.2铰接。除鳞箱7位于机架平台宽度方向的一侧设置有下料架8，除鳞箱7的侧壁上设置有与下料架8对应的出料口7.4，除鳞箱7的出料口7.4设置有第二开关门7.5，第二开关门7.5的上端铰接在出料口7.4的上边沿，第二开关门7.5的上方设置有第三气缸7.6，第三气缸7.6上端铰接在除鳞箱7上，下端与第二开关门7.5的下部铰接。
本实施例的下料架8包括上端开口的方形框架8.1，方形框架8.1内间隔设置有多根缓冲绳8.2，缓冲绳8.2的两端固定在方形框架8.1的两侧端口上，缓冲绳8.2的下端与方形框架的8.1底端设置有间隙。
除鳞箱7内的左侧设置有安装在输送装置支架3.1上的钢管对中机构9，钢管对中机构9包括安装在输送装置支架3.1上的对中座9.1，对中座9.1上设置有一排分别与钢管4同心的对中孔9.2，对中孔9.2呈喇叭形，对中孔9.2的大口端朝向右侧，对中孔9.2的大口端直径大于钢管4的外径、小口端直径小于钢管4的外径大于喷杆19和喷枪29的外径。
除鳞箱7内的右侧设置有多个间隔布置、用于阻隔钢管的对齐挡板10，对齐挡板10的上端对应连接有驱动对齐挡板10升降的第一气缸11，第一气缸11连接在除鳞箱7内。
除鳞设备还设置有下料翻板机构，下料翻板机构包括转动安装在除鳞箱7内的输送辊3.2之间的转轴12，转轴12与输送辊3.2平行布置，转轴12上连接有翻板13，转轴12下方设置有横向布置的滑动杆14， 滑动杆14上转动连接有多个间隔设置的连板15，连扳15的另一端与转轴12固定，滑动杆14的端部铰接有翻料气缸16，翻料气缸16的尾端通过支承座30铰接在机架平台1内。
翻料气缸16用于驱动滑动杆14横向位移，滑动杆14通过转轴12带动翻板13转动至图16、图18所示的水平或图17、图19竖直向上的状态，当处于水平状态时，翻板13位于输送辊3.2上端面的下方，处于竖直状态时，翻板13的上端面高于输送辊3.2、并向出料口7.4一侧倾斜。翻板13与下料架8之间的输送装置支架3.1上设置有斜台架14，斜台架14的上端面向下料架8一侧倾斜向下设置、并且高位端与竖直状态的翻板13的低位端相对合。
机架平台1的左端设置有高压泵组23和加料装置24，高压泵组23的进口端连接除鳞水回收箱22，加料装置24包括安装在行走轨道1左端上方的支架25，支架25上安装有加料斗26，加料斗26的出口端设置有出料阀27。
除鳞箱7的下端一体设置有并排布置的多个锥形斗20，锥形斗20下方设置有除鳞水输送装置21，除鳞水输送装置21的进口端与锥形斗20的下端连接、出口端连接有除鳞水回收箱22，除鳞水输送装置21由多台相互串联的螺旋输送机组成。
本发明的工作过程：
1）人工将钢管吊运至进料架5上，并沿高位端向下单层排布至定位挡块5.3的一侧，此时V形槽托板6.2位于最低位即零位，驱动机构6.1驱动两侧分齿箱6.6的输入轴6.7转动，再通过输出轴6.8传动，带动两侧传动机构6.4的两根转动轴6.5旋转，从而带动V型槽托板6.2作步进传送动作，依次将进料架5上的钢管传送至输送辊靠近进料架5一侧的第一个凹形钢管支撑工位3.4上、同时将输送辊3.2上的钢管依次向远离进料架5一侧的相邻下一个凹形钢管支撑工位3.4上输送，以此类推，直至布满所有凹形钢管支撑工位3.4，上料结束。
2）辊道输送装置3将钢管向前输送至、并通过钢管对中机构9对钢管进行对中、并使端部对齐，蓄能罐17上连接的喷杆19分别通过钢管对中机构9进入钢管4内孔后继续前进，同时根据钢管4长度，驱动其中一块对齐挡板10下降、辊道输送装置3反转使钢管尾部通过对齐挡板10对齐，同时喷枪19到达钢管4尾部时停止。
3）关闭除鳞箱7的第一开关门7.2和第二开关门7.5，开始除鳞，打开气动阀31，喷枪29后退对钢管内壁进行除鳞，直至出钢管4头部，停止除鳞，除鳞水则通过锥形斗20、由除鳞水输送装置21输送至除鳞水回收箱22内。之后打开第二开关门7.5，翻料气缸16驱动滑动杆14后移，滑动杆14通过转轴12带动翻板13转动竖直向上的状态，使钢管支撑在翻板13上，钢管沿翻板13的斜面向下、由出料口7.4、斜台架14滚落至下料架8内，完成进料、除鳞和出料的整个过程。
当蓄能罐18添加除鳞水时，驱动蓄能罐小车17沿行走轨道2位移至加料装置24的下方，通过加料装置24向蓄能罐18中加入直径0.1-0.3mm的棱角砂，再将蓄能罐18连接高压泵组23，将除鳞水回收箱22中回收的除鳞水输送至蓄能罐18内、并将蓄能罐18内的除鳞水加压至30MPa以上。
Claims (7)
1.中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备，其特征在于：包括机架平台，机架平台的左侧设置有行走轨道、右侧设置有与行走轨道相邻布置的辊道输送装置，辊道输送装置包括输送装置支架上，输送装置支架上安装有输送辊，输送辊之间沿宽度方向均布有用于支撑钢管的多个凹形钢管支撑工位；
所述行走轨道上对应设置有蓄能罐小车，蓄能罐小车设置有蓄能罐，蓄能罐的上端设置有加药口、侧壁上设置有进液口，蓄能罐上分别通过气动阀连接有与辊道输送装置上输送的钢管相对应的多根喷杆，喷杆的端部连接有喷口朝向钢管侧壁的喷枪；
所述辊道输送装置右端位于宽度方向的一侧设置有进料架，位于右端的辊道输送装置下方还配合设置有用于将进料架上的钢管平移至辊道输送装置上的平移布料装置；位于左侧的辊道输送装置上设置有除鳞箱，除鳞箱的左侧设置有便于喷枪进入的开口，除鳞箱的右侧设置有钢管进料口，除鳞箱位于机架平台宽度方向的一侧设置有下料架，除鳞箱的侧壁上设置有与下料架对应的出料口，所述除鳞箱内的左侧设置有安装在辊道输送装置的机架上的钢管对中机构，对中机构右侧设置有多个间隔布置、用于阻隔钢管的对齐挡板，所述对齐挡板的上端对应连接有驱动对齐挡板升降的第一气缸，所述第一气缸连接在除鳞箱内；
所述进料架包括机架，机架上设置有向辊道输送装置一侧倾斜向下设置的支撑架，支撑架上的钢管单层布置、并且在低位端设置有定位挡块；
所述平移布料装置包括驱动机构以及间隔设置在输送辊之间的多个V形槽托板，辊道输送装置靠近进料架一侧的输送装置支架上设置有便于V形槽托板向进料架一侧位移的缺口，V形槽托板与输送辊平行设置、并且下端两侧设置有连接座，多个V形槽托板位于同侧的连接座下方分别转动安装有转动轴，转动轴分别通过转动臂与上方连接座连接，所述转动臂的一端与转动轴固定、另一端通过轴承转动安装有固定轴，所述固定轴的另一端与对应连接座固定，所述驱动机构用于驱动两侧的转动轴同向转动；
所述V形槽托板的上端均布有数量以及间距与输送辊宽度方向上的凹槽相对应的V型槽，所述驱动机构通过转动轴传动，带动V型槽托板作步进传送动作，从而依次将进料架上的钢管传送至输送辊靠近进料架一侧的第一个凹形钢管支撑工位上、同时将输送辊上的钢管依次向远离进料架的相邻下一个凹形钢管支撑工位上输送；
除鳞设备还设置有下料翻板机构，所述下料翻板机构包括转动安装在除鳞箱内的输送辊之间的转轴，转轴与输送辊平行布置，转轴上连接有翻板，转轴下方设置有横向布置的滑动杆， 滑动杆上转动连接有多个间隔设置的连板，连扳的另一端与转轴固定，滑动杆的端部连接有翻料气缸，翻料气缸用于驱动滑动杆横向位移，滑动杆通过转轴带动翻板转动至水平或竖直向上的状态，当处于水平状态时，翻板位于输送辊上端面的下方，处于竖直状态时，翻板的上端面高于输送辊、并向出料口一侧倾斜。
2.根据权利要求1所述的中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备，其特征在于：所述除鳞箱的进料口设置有第一开关门，第一开关门的上端铰接在进料口的上边沿，第一开关门的上方设置有第二气缸，第二气缸上端铰接在除鳞箱上，下端与第一开关门铰接；所述除鳞箱的出料口设置有第二开关门，第二开关门的上端铰接在出料口的上边沿，第二开关门的上方设置有第三气缸，第三气缸上端铰接在除鳞箱上，下端与第二开关门下部铰接。
3.根据权利要求1所述的中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备，其特征在于：所述对中机构包括安装在辊道输送装置的输送装置支架上的对中座，对中座上设置有一排分别与钢管同心的对中孔，对中孔呈喇叭形，对中孔的大口端朝向右侧，对中孔的大口端直径大于钢管的外径、小口端直径小于钢管的外径大于喷杆和喷枪的外径。
4.根据权利要求1所述的中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备，其特征在于：所述翻板与下料架之间的辊道输送装置的输送装置支架上设置有斜台架，斜台架的上端面向下料架一侧倾斜向下设置、并且高位端与竖直状态的翻板的低位端相对合。
5.根据权利要求1所述的中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备，其特征在于：所述除鳞箱的下端设置有并排布置的多个锥形斗，锥形斗下方设置有除鳞水输送装置，除鳞水输送装置的进口端与锥形斗连接、出口端连接有除鳞水回收箱。
6.根据权利要求5所述的中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备，其特征在于：所述机架平台的左端设置有高压泵组和加料装置，所述高压泵组的进口端连接除鳞水回收箱，所述加料装置包括安装在行走轨道左端上方的支架，支架上安装有加料斗，加料斗的出口端设置有出料阀。
7.根据权利要求1所述的中小口径无缝管内表面高压水射流冷态的除鳞设备，其特征在于：所述下料架包括上端开口的方形框架，方形框架内间隔设置有多根缓冲绳，缓冲绳的两端固定在方形框架的两侧端口上，缓冲绳的下端与方形框架的底端设置有间隙。
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