CN113898824A - 球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备及形成工艺 - Google Patents

球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备及形成工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及球墨铸铁管陶瓷内衬形成技术领域，提出了球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备及形成工艺，包括制管离心机、拔管机，拔管机位于制管离心机的一侧，拔管机用于将成形球墨铸铁管从制管离心机的管模中拔出，还包括，升降装置，位于拔管机的一侧，升降装置上转动设置有拖轮组，拖轮组用于承托球墨铸铁管，涂衬机构，设置于升降装置的一侧，涂衬机构用于向拖轮组上的球墨铸铁管内壁涂衬陶瓷涂层，输送机构，设置在拖轮组的下方，退火炉，退火炉的输入端与输送机构的输出端连接。通过上述技术方案，解决了现有技术中的球墨铸铁管陶瓷内衬层形成质量差且浪费能源的问题。

Description

球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备及形成工艺
技术领域
本发明涉及球墨铸铁管内衬层形成技术领域，具体的，涉及球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬 设备及形成工艺。
背景技术
陶瓷涂层的加工通常通过高温煅烧实现，现有技术中，在钢管内壁设置陶瓷涂层工业上 已经实现，但是在球磨铸铁管内壁涂覆陶瓷涂层，仍然是一个技术难题。
钢管的内壁光洁度要均匀得多，壁厚非常均匀，温度控制非常简单就能实现，但是，球 墨铸铁管就不具有钢管的这些特性，很难实现整体球墨铸铁管温度达到稳定均匀状态，因此 导致对球墨铸铁管内壁上进行形成陶瓷涂层就非常困难，即使形成了陶瓷涂层，形成质量也 相对较差，达不到致密度、强度、附着力的相应需求，其过程中还伴随能源的大量消耗。
发明内容
本发明提出球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备及形成工艺，解决了现有技术中在球墨铸铁 管内壁难以形成高致密度、高强度和强附着力陶瓷内衬层的问题。
本发明的技术方案如下：
包括：
制管离心机、拔管机，所述拔管机位于所述制管离心机的一侧，所述拔管机用于将成形 球墨铸铁管从所述制管离心机的管模中拔出，其特征在于，还包括，
升降装置，位于所述拔管机的一侧，所述升降装置上转动设置有拖轮组，所述拖轮组用 于承托球墨铸铁管，
涂衬机构，设置于所述升降装置的一侧，所述涂衬机构用于向所述拖轮组上的球墨铸铁 管内壁涂衬陶瓷涂层，
输送机构，设置在所述拖轮组的下方，所述升降装置下降后将球墨铸铁管放置于所述输 送机构上，
退火炉，所述退火炉的输入端与所述输送机构的输出端连接。
作为进一步的技术方案，所述升降装置包括，
第一支架，所述第一支架上设置有竖向的导轨，
托板，所述托板滑动设置在所述导轨上，所述拖轮组设置在所述托板上。
作为进一步的技术方案，所述拖轮组包括，
拖轮，转动设置在所述托板上，所述拖轮相对设置有两个。
作为进一步的技术方案，所述涂衬机构包括，
轨道，设置在所述升降装置的一侧，所述轨道的长度方向与升降装置上的球墨铸铁管的 轴向平行，
第二支架，滑动设置在所述轨道上，
输送管道，设置在所述第二支架上，所述输送管道的一端为入口端，另一端为出口端， 所述输送管道的长度方向与所述轨道的输送方向平行，所述第二支架滑动后，所述输送管道 的出口端伸入所述升降装置上的球磨铸铁管内部，
物料罐，设置在所述输送管道的侧壁上，所述物料罐与所述输送管道连通，且所述物料 罐靠近所述第二支架，
所述输送管道的入口端连接有高压喷管，所述输送管道的出口端用于向球墨铸铁管内壁 上喷涂物料。
作为进一步的技术方案，所述涂衬机构还包括，
冷却套筒，套设在所述输送管道外，
空心轴电机，设置在所述冷却套筒一端上，且所述空心轴电机的空心轴通过旋转接头与 所述输送管道的出口端连通，
喷头，设置在所述空心轴电机空心轴的另一端，所述喷头的出口朝向球墨铸铁管内壁。
作为进一步的技术方案，
所述冷却套筒的外壁上设置有保温层。
作为进一步的技术方案，所述冷却套筒包括第一套筒和第二套筒，
所述第二套筒套设在所述第一套筒外，所述第一套筒和所述第二套筒之间具有第一通风 腔，
所述第一套筒套设在所述输送管道外，所述第一套筒内壁与所述输送管道外壁之间具有 第二通风腔，
所述第一通风腔的一端与所述第二通风腔的一端连通，
通风管道，所述通风管道的一端与所述第一通风腔的另一端连通。
作为进一步的技术方案，
所述升降装置相对设置有两个，两个所述升降装置上的所述拖轮组分别用于承托球墨铸 铁管的两端，
所述输送机构设置在两个所述拖轮组之间，所述拖轮组下降后，其所述拖轮组上的球墨 铸铁管放置到所述输送机构上。
还提出球墨铸铁管陶瓷内衬层形成工艺，包括以下步骤：
S1：将经过制管离心机制作完成的球墨铸铁管取出，然后对其内壁进行陶瓷涂料涂覆， 利用球墨铸铁管的自身温度实现初步烧制；
S2：将S1中的球磨铸铁管逐渐进行升温对陶瓷涂料进行补充烧制。
作为进一步的技术方案，
S1中球磨铸铁管取出和进行陶瓷涂料涂覆时均进行保温操作。
本发明的工作原理及有益效果为：
本发明中，拔管机将制管离心机制作完成的球墨铸铁管拔出后，放在升降装置的拖轮组 上，此时，球磨铸铁管还有余热，升降装置下降到陶瓷涂覆工位，此时，拖轮组转动，涂衬 机构对还有余热的球墨铸铁管内壁上进行低温陶瓷材料的涂覆，涂覆完成后，升降装置继续 下降，将位于拖轮组上的球墨铸铁管放置到输送机构上，输送机构将该球磨铸铁管继续输送 到退火炉内，进行升温去应力，以及对陶瓷涂层进行补充烧结，因为刚刚制出的球墨铸铁管 温度最为均匀，进行陶瓷涂覆后升温也更为均匀，因此对于陶瓷内衬层的烧结程度、强度和 附着力都能很好的满足要求，
在球墨铸铁管制备放置冷却后，经过发明人实验，难以实现整体管的温度达到稳定均匀 的状态，即使能够达到温度稳定均匀的状态，也需要消耗大量的能源对其进行升温并保持在 一定温度内一定的时间，不符合节能减排的需求，另外现有的球墨铸铁管在生产过程中，由 于制作环境的限制，习惯上都是先进行制管，最后根据需求再进行内衬层的涂覆，很难能够 想到在生产的过程中就进行内衬层的涂覆操作。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明结构示意图一；
图2为本发明结构示意图二；
图3为本发明涂衬机构结构示意图；
图4为本发明图3中A局部放大结构示意图；
图中：1-拔管机，21-升降装置，211-第一支架，212-托板，22-拖轮组，221-拖轮，3-涂 衬机构，31-轨道，32-第二支架，33-输送管道，34-物料罐，35-冷却套筒，351-第一套筒，352- 第二套筒，353-第一通风腔，354-第二通风腔，355-通风管道，36-空心轴电机，37-喷头，38- 保温层，4-输送机构，5-退火炉，6-球墨铸铁管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明 保护的范围。
实施例1：
如图1-4所示，本发明提出球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备，包括：
制管离心机、拔管机1，拔管机1位于制管离心机的一侧，拔管机1用于将成形球墨铸 铁管从制管离心机的管模中拔出，还包括，
升降装置21，位于拔管机1的一侧，升降装置21上转动设置有拖轮组22，拖轮组22用 于承托球墨铸铁管，
涂衬机构3，设置于升降装置21的一侧，涂衬机构3用于向拖轮组22上的球墨铸铁管 内壁涂衬陶瓷涂层，
输送机构4，设置在拖轮组22的下方，升降装置21下降后将球墨铸铁管放置于输送机 构4上，
退火炉5，退火炉5的输入端与输送机构4的输出端连接。
本实施例中，拔管机1将制管离心机制作完成的球墨铸铁管拔出后，放在升降装置21的 拖轮组22上，此时，球磨铸铁管还有余热，升降装置21下降到陶瓷涂覆工位，此时，拖轮 组22转动，涂衬机构3对还有余热的球墨铸铁管内壁上进行低温陶瓷材料的涂覆，涂覆完成 后，升降装置21继续下降，将位于拖轮组22上的球墨铸铁管放置到输送机构4上，输送机 构4将该球磨铸铁管继续输送到退火炉5内，进行升温去应力，以及对陶瓷涂层进行补充烧 结，因为刚刚制出的球墨铸铁管温度最为均匀，进行陶瓷涂覆后升温也更为均匀，因此对于 陶瓷内衬层的烧结程度、强度和附着力都能很好的满足要求，
但是，在球墨铸铁管制备放置冷却后，很难再实现整体管的温度达到稳定均匀的状态， 即使能够达到温度稳定均匀的状态，也需要消耗大量的能源对其进行升温并保持在一定温度 内一定的时间，不符合节能减排的需求，另外现有的球墨铸铁管在生产过程中，由于制作环 境的限制，习惯上都是先进行制管，最后根据需求再进行内衬层的涂覆，很难能够想到在生 产的过程中就进行内衬层的涂覆操作。
进一步，升降装置21包括，
第一支架211，第一支架211上设置有竖向的导轨，
托板212，托板212滑动设置在导轨上，拖轮组22设置在托板212上。
本实施例中，托板212滑动设置在导轨上，托板212通过气缸实现在导轨上的滑动，拖 轮组22设置在托板212上，使得拖轮组22可以上下升降，升降到不同的位置，完成不同的功能操作。
进一步，拖轮组22包括，
拖轮221，转动设置在托板212上，拖轮221相对设置有两个。
本实施例中，拖轮221相对设置有两个，两个拖轮221共同完成对于球墨铸铁管的托举， 并且在拖轮221转动的时候可以带动球墨铸铁管转动。
进一步，涂衬机构3包括，
轨道31，设置在升降装置21的一侧，轨道31的长度方向与升降装置21上的球墨铸铁 管的轴向平行，
第二支架32，滑动设置在轨道31上，
输送管道33，设置在第二支架32上，输送管道33的一端为入口端，另一端为出口端， 输送管道33的长度方向与轨道31的输送方向平行，第二支架32滑动后，输送管道33的出 口端伸入升降装置21上的球磨铸铁管内部，
物料罐34，设置在输送管道33的侧壁上，物料罐34与输送管道33连通，且物料罐34靠近第二支架32，
输送管道33的入口端连接有高压喷管，输送管道33的出口端用于向球墨铸铁管内壁上 喷涂物料。
本实施例中，如图2所示，在升降装置21带动拖轮组22上的球墨铸铁管到达涂衬工位 时，第二支架32在轨道31上移动，带动输送管道33的输出端向球墨铸铁管内移动，随着输 送管道33的输出端不断伸入球墨铸铁管内，同时物料罐34内的陶瓷涂料向输送管道33内输 送，同时输送管道33通入的高压空气将输送管道33内的陶瓷涂料喷涂到球墨铸铁管的内壁 上，完成对球墨铸铁管内壁的陶瓷材料涂覆后，输送管道33从球墨铸铁管内移动出去，然后 升降装置21下降将涂覆好陶瓷涂层的球墨铸铁管放置到输送机构4上，输送机构4将球墨铸 铁管运送到退火炉5内对陶瓷内衬层进行补充烧结。
进一步，涂衬机构3还包括，
冷却套筒35，套设在输送管道33外，
空心轴电机36，设置在冷却套筒35一端上，且空心轴电机36的空心轴通过旋转接头与 输送管道33的出口端连通，
喷头37，设置在空心轴电机36空心轴的另一端，喷头37的出口朝向球墨铸铁管内壁。
本实施例中，冷却套筒35的设置，防止球墨铸铁管的温度传输到输送管道33内，从而 造成输送管道内陶瓷涂料的固化，提高了稳定性，空心轴电机36的转动轴是空心的，这样输 送管道内的物料通过空心轴电机的空心轴后进入到喷头37内，随着空心轴电机的转动，经过 喷头的物料被甩到球墨铸铁管的内壁上，使得喷涂更加均匀。
进一步，冷却套筒35的外壁上设置有保温层38。
本实施例中，冷却套筒35外壁上保温层38的设置，实现了有效隔热的作用，防止温度 传输到输送管道33内，提高了整体使用的稳定性和使用寿命。
进一步，冷却套筒35包括第一套筒351和第二套筒352，
第二套筒352套设在第一套筒351外，第一套筒351和第二套筒352之间具有第一通风 腔353，
第一套筒351套设在输送管道33外，第一套筒351内壁与输送管道33外壁之间具有第 二通风腔354，
第一通风腔353的一端与第二通风腔354的一端连通，
通风管道355，通风管道355的一端与第一通风腔351的另一端连通。
本实施例中，如图4所示，从一端向第二通风腔354内通入冷却风，冷却风在第二通风 腔354内流动后通过与第一通风腔353的连通处进入第一通风腔353，第一通风腔353的一 端与外界连通，因此冷却风在对输送管道33冷却后通过第一通风腔353排出，实现对输送管 道33冷却的作用。
进一步，升降装置21相对设置有两个，两个升降装置21上的拖轮组22分别用于承托球 墨铸铁管的两端，
输送机构4设置在两个拖轮组22之间，拖轮组22下降后，其拖轮组22上的球墨铸铁管 放置到输送机构4上。
本实施例中，升降装置21相对设置有两个，两个升降装置21上的拖轮组22承托住球墨 铸铁管的两端处，这样在完成陶瓷内衬层涂覆，通过下降升降装置21，就可以将球墨铸铁管 放置到输送机构4上，然后输送机构4继续完成后续的输送。
进一步，输送机构4为循环链条输送，在链条上依次设置有若干个弧形托板，弧形托板 内具有空腔，在空腔内设置有电热丝。
本实施中，弧形托板用来承托球墨铸铁管，因此弧形托板是与球墨铸铁管直接接触的， 为了防止球墨铸铁管局部降温过快，在弧形托板内设置有电热丝，使得弧形托板的产热速度 跟上其散热速度，进一步可以提升球墨铸铁管陶瓷内衬层的质量。
进一步，拖轮221的轮面上沿其周向开设有若干个凹槽，在凹槽内设置有隔热耐火石棉。
本实施例中，通过拖轮221上隔热耐火石棉的设置，可以有效降低球墨铸铁管局部热量 的传导，使得整体的温度更加均匀，也就使得陶瓷内衬形成的质量更好。
进一步，拖轮221的侧壁上设置有导热容器，并且在导热容器内设置有电加热丝。
本实施例中，导热容器内设置有电加热丝，通过电加热可以提升导热容器的温度，同样 的，从而提高拖轮221的温度，通过控制拖轮221温度与球墨铸铁管温度在相差较小的范围 内，可以降低相互之间的热传导，提高球墨铸铁管整体温度的均匀程度。
还提出球墨铸铁管陶瓷内衬层形成工艺，包括以下步骤：
S1：将经过制管离心机制作完成的球墨铸铁管取出，然后对其内壁进行陶瓷涂料涂覆， 利用球墨铸铁管的自身温度实现初步烧制；
S2：将S1中的球磨铸铁管逐渐进行升温对陶瓷涂料进行补充烧制。
本实施例中，将刚刚完成制作且还有余热的球墨铸铁管，直接进行低温陶瓷涂料的涂覆， 此时一定程度上完成陶瓷内衬层的形成，并且节省对球墨铸铁管升温造成的能源消耗，在球 墨铸铁管有余热的情况下进行升温，更容易控制温度，达到稳定升温的状态，并且达到致密 度、强度、附着力的要求。
进一步，S1中球磨铸铁管取出和进行陶瓷涂料涂覆时均进行保温操作。。
本实施例中，在球磨铸铁管进行各种操作时都进行保温和各部分温度均匀传导的措施， 可以在后期升温或者涂覆陶瓷材料过程中，都可以更加容易稳定控制各部分的温度，也节省 了能源消耗。
对比例1：
与实施例1的不同之处在于，步骤S1中获得的球墨铸铁管为常温状态，加热后内壁进行 陶瓷涂料涂覆，再进行烧制。
对比例2：
与实施例1的不同之处在于，步骤S1中获得的球墨铸铁管为常温状态，内壁进行陶瓷涂 料涂覆后，进行烧制。
以上三种方式获得的球墨铸铁管内壁陶瓷内衬层，在陶瓷密度、附着力、光洁度和能源 消耗的区别如下：
陶瓷密度测量方法：根据密度公式ρ＝m/V，将陶瓷涂层敲落一部分，取出部分敲落的陶 瓷涂层进行先进行质量测量，然后进行外观体积测量，通过公式ρ＝m/V计算密度。
附着力测定方法：采用ASTMD4541进行拉拔强度的测试。
光洁度测定方法：采用比较法，将被测量表面与标有一定数值的粗糙度样板比较来确定 被测表面粗糙度数值。
Figure BDA0003299859240000081
Figure BDA0003299859240000091
小结：通过实验可以看出本发明在球墨铸铁管内壁形成陶瓷的陶瓷涂层的方式在节约资 源的情形下，还具有优异的密度、附着力和光洁度，符合节能减排以及高质量产品的需要。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之 内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备，包括制管离心机、拔管机(1)，所述拔管机(1)位于所述制管离心机的一侧，所述拔管机(1)用于将成形球墨铸铁管从所述制管离心机的管模中拔出，其特征在于，还包括，
升降装置(21)，位于所述拔管机(1)的一侧，所述升降装置(21)上转动设置有拖轮组(22)，所述拖轮组(22)用于承托球墨铸铁管，
涂衬机构(3)，设置于所述升降装置(21)的一侧，所述涂衬机构(3)用于向所述拖轮组(22)上的球墨铸铁管内壁涂衬陶瓷涂层，
输送机构(4)，设置在所述拖轮组(22)的下方，所述升降装置(21)下降后将球墨铸铁管放置于所述输送机构(4)上，
退火炉(5)，所述退火炉(5)的输入端与所述输送机构(4)的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备，其特征在于，所述升降装置(21)包括，
第一支架(211)，所述第一支架(211)上设置有竖向的导轨，
托板(212)，所述托板(212)滑动设置在所述导轨上，所述拖轮组(22)设置在所述托板(212)上。
3.根据权利要求2所述的球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备，其特征在于，所述拖轮组(22)包括，
拖轮(221)，转动设置在所述托板(212)上，所述拖轮(221)相对设置有两个。
4.根据权利要求3所述的球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备，其特征在于，所述涂衬机构(3)包括，
轨道(31)，设置在所述升降装置(21)的一侧，所述轨道(31)的长度方向与升降装置(21)上的球墨铸铁管的轴向平行，
第二支架(32)，滑动设置在所述轨道(31)上，
输送管道(33)，设置在所述第二支架(32)上，所述输送管道(33)的一端为入口端，另一端为出口端，所述输送管道(33)的长度方向与所述轨道(31)的输送方向平行，所述第二支架(32)滑动后，所述输送管道(33)的出口端伸入所述升降装置(21)上的球磨铸铁管内部，
物料罐(34)，设置在所述输送管道(33)的侧壁上，所述物料罐(34)与所述输送管道(33)连通，且所述物料罐(34)靠近所述第二支架(32)，
所述输送管道(33)的入口端连接有高压喷管，所述输送管道(33)的出口端用于向球墨铸铁管内壁上喷涂物料。
5.根据权利要求4所述的球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备，其特征在于，所述涂衬机构(3)还包括，
冷却套筒(35)，套设在所述输送管道(33)外，
空心轴电机(36)，设置在所述冷却套筒(35)一端上，且所述空心轴电机(36)的空心轴通过旋转接头与所述输送管道(33)的出口端连通，
喷头(37)，设置在所述空心轴电机(36)空心轴的另一端，所述喷头(37)的出口朝向球墨铸铁管内壁。
6.根据权利要求5所述的球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备，其特征在于，
所述冷却套筒(35)的外壁上设置有保温层(38)。
7.根据权利要求6所述的球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备，其特征在于，所述冷却套筒(35)包括第一套筒(351)和第二套筒(352)，
所述第二套筒(352)套设在所述第一套筒(351)外，所述第一套筒(351)和所述第二套筒(352)之间具有第一通风腔(353)，
所述第一套筒(351)套设在所述输送管道(33)外，所述第一套筒(351)内壁与所述输送管道(33)外壁之间具有第二通风腔(354)，
所述第一通风腔(353)的一端与所述第二通风腔(354)的一端连通，
通风管道(355)，所述通风管道(355)的一端与所述第一通风腔(351)的另一端连通。
8.根据权利要求1所述的球墨铸铁管陶瓷内衬层涂衬设备，其特征在于，
所述升降装置(21)相对设置有两个，两个所述升降装置(21)上的所述拖轮组(22)分别用于承托球墨铸铁管的两端，
所述输送机构(4)设置在两个所述拖轮组(22)之间，所述拖轮组(22)下降后，其所述拖轮组(22)上的球墨铸铁管放置到所述输送机构(4)上。
9.球墨铸铁管陶瓷内衬层形成工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将经过制管离心机制作完成的球墨铸铁管取出，然后对其内壁进行陶瓷涂料涂覆，利用球墨铸铁管的自身温度实现初步烧制；
S2：将S1中的球磨铸铁管逐渐进行升温对陶瓷涂料进行补充烧制。
10.根据权利要求9所述的球墨铸铁管陶瓷内衬层形成工艺，其特征在于，
S1中球磨铸铁管取出和进行陶瓷涂料涂覆时均进行保温操作。
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