CN116351792A - 一种管材内外自动化清洗设备及方法 - Google Patents
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Abstract
一种管材内外自动化清洗设备及方法，本发明之一管材内外自动化清洗设备包括上料机构、清洗机构、下料机构以及电气控制箱，所述清洗机构设置于所述上料机构前端，所述下料机构设置于所述清洗机构右侧，所述电气控制箱控制所述上料机构、清洗机构以及下料机构，由此，本发明通过电气控制箱控制上料机构、清洗机构以及下料机构等机构以及管材内外自动化清洗方法的配合实现管材内外清洗的全过程自动化，提高清洗效率的同时降低人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及管材加工领域，尤其涉及一种管材内外自动化清洗设备，还涉及自动化清洗管材内外面的方法。
背景技术
由于管材在轧制过程中会产生碎屑和大量乳化液残留在管材内外表面，清洗困难，如不及时清理容易粘附在管材上，表面干燥后更难以去除，残留污垢不仅会降低管材换热效率，而且污染换热设备，影响管材质量。现有的管材清洗普遍采用超声加水流冲洗方法，清洗时间需要1～2天，周期较长，清洗效率低，自动化程度低，能耗巨大。又由于管材表面为螺纹或者麻面，使得粘附的碎屑和乳化液附着力较强，比较难以去除，这也是目前管材清洗普遍面临的一个技术难点。
现有技术中虽然已提出多种的超声波清洗装置，如公开号为CN109570133A的发明专利《一种自动高效的管材清洗装置》等，但大多数的主要是仅针对清洗过程中加工工艺，无法实现从管材上料-输送-清洗-下料整体过程的完全自动化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以自动完成整个上料、清洗、下料工序，无需人工操作，能降低生产成本和提高管材清洗质量的管材内外自动化清洗设备及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种管材内外自动化清洗设备，包括上料机构、清洗机构、下料机构以及电气控制箱，所述清洗机构设置于所述上料机构前端，所述下料机构设置于所述清洗机构右侧，所述电气控制箱控制所述上料机构、清洗机构以及下料机构；
所述上料机构包括料架、设置在所述料架一端的上料组件，所述上料组件包括并列的支撑架Ⅰ和支撑架Ⅱ，所述支撑架Ⅰ和支撑架Ⅱ之间设有复数个支架；支撑架Ⅰ和支撑架Ⅱ的顶部均设有传动滚轮Ⅰ；所述支架一侧设置有竖向滑轨，所述竖向滑轨上设置有上料架，所述支架的底部设置有气缸Ⅰ，所述气缸Ⅰ的输出轴与所述上料架的底部固定连接；其中，所述料架的顶面为具有倾斜角度的斜面，所述料架的顶面最低端设置有挡板，所述支撑架Ⅰ上设置有电机Ⅰ，所述上料架的顶面为锯齿状，所述传动滚轮Ⅰ上设有若干个凹槽。
进一步的，所述支撑架Ⅰ和支撑架Ⅱ上的传动滚轮Ⅰ通过传动链条Ⅰ连接，所述传动链条Ⅰ与所述支撑架Ⅰ上的电机Ⅰ连接。
进一步的，所述清洗机构包括水箱、内芯管、电机Ⅱ、气缸Ⅱ、滑轨、固定架、清洗池以及超声波发生器，所述清洗池与所述水箱连通，所述清洗池远离上料架的一端固定设置有固定架，所述固定架上横向设置有滑轨，所述滑轨的一端设置有电机Ⅱ，所述滑轨上设置有气缸Ⅱ，所述气缸Ⅱ上设置有内芯管，所述内芯管接收管材，所述清洗池的底部设置有超声波发生器。
进一步的，所述下料机构包括复数个下料架、传动滚轮Ⅱ、传动链条Ⅱ以及电机Ⅲ，所述复数个下料架设置于所述清洗池一侧且下料架之间间距一致，所述复数个下料架上均设置有传动滚轮Ⅱ，所述传动滚轮Ⅱ之间均通过传动链条Ⅱ连接，所述靠近固定架的下料架设置于所述固定架的下方，所述远离固定架的下料架上的传动滚轮Ⅱ一端设置有电机Ⅲ。
进一步的，所述电气控制柜控制所述气缸Ⅰ、气缸Ⅱ、电机Ⅰ、电机Ⅱ、电机Ⅲ和水箱的启动与关闭以及所述超声波发生器频率等参数。
进一步的，所述上料架上设置有五个锯齿槽。
进一步的，所述内芯管上均匀设置有若干圆形小孔。
进一步的，所述清洗池的内池壁上设置有水位传感器。
进一步的，水箱内设置有水泵。
一种管材内外自动化清洗方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤1：首先根据管材的长度调整上料架的个数，管材输送至料架后，沿料架的顶面自然下滑至料架的顶面最低端后，料架上的挡板拦住管材，之后设置于料架最低端下方的上料架通过气缸Ⅰ驱动上升抬起管材，使得管材沿上料架的锯齿状端面下滑，当上料架提升至与传动滚轮Ⅰ高度一致时，管材滑至传动滚轮Ⅰ上，完成一次上料，上料架通过气缸Ⅰ驱动上下五次完成上料后，通过电机Ⅰ带动传动链条Ⅰ和传动滚轮Ⅰ将管材移动至内芯管上；
步骤2：管材移动至内芯管后，电机Ⅱ驱动滑轨使得内芯管运动至清洗池上方，气缸Ⅱ启动将内芯管上的管材浸入清洗池内，超声波发生器启动，水箱中水泵启动，通过内芯管上均匀分布的圆形小孔，高压水可通过圆形小孔喷出对管材内壁进行冲洗，清洗池内液体高度由水位传感器控制，当清洗液面高度低于水位传感器高度时，水泵启动加水，当清洗液面高度达到水位传感器高度时，水泵关闭，清洗完毕后，气缸Ⅱ上升，进行下料操作；
步骤3：电机Ⅱ启动驱动滑轨将管材运动至传动滚轮Ⅱ上方，气缸Ⅱ启动，使得内芯管下降，将管材与传动滚轮Ⅱ接触，之后电机Ⅲ启动，带动传动链条Ⅱ启动，两侧传动滚轮Ⅱ带动管材运动，使被清洗管材从内芯管中移出，完成下料工序；
步骤4：在步骤3的同时，第六根管材重复步骤1-3工序，如此往复实现管材的内外自动化清洗。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：(1)本发明通过上料机构、清洗机构以及下料机构将管材从输送到清洗各工序、设备进行衔接，实现了管材内外清洗的全过程自动化，效率高、成本低；(2)上料机构利用阶梯升降式结构，可以将放入的批量管材按指定数量投入到下一道工序中，简化了上料工序，提高了效率；(3)清洗机构中通过将管材插入至内芯管上，利用内芯管上的圆形小孔喷出的高压水对管材内壁进行冲洗，同时利用超声波发生器实现对管材外壁的高效清洗，保障了管材的清洗效率以及清洗质量。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为图1中上料机构的结构示意图
图3为图1中上料机构的工作示意图；
图4为图1中清洗机构的结构示意图；
图5为图1中下料机构的结构示意图；
图中：1.料架、2.管材、3.传动滚轮Ⅰ、4.电机Ⅰ、5.传动链条Ⅰ、6.上料架、7.竖向滑轨、8.气缸Ⅰ、9.水箱、10.内芯管、11.电机Ⅱ、12.气缸Ⅱ、13.滑轨、14.清洗池、15.超声波发生器、16.固定架、17.传动滚轮Ⅱ、18.水位传感器、19.电机Ⅲ、20.传动链条Ⅱ、21.下料架、22.传动滚轮Ⅱ、23.电气控制柜、24.支架、25.支撑架Ⅰ、26.支撑架Ⅱ。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如图1-3所示，本实施例包括上料机构、清洗机构、下料机构以及电气控制箱23，清洗机构设置于上料机构的前端，下料机构设置于清洗机构的右侧，
上料机构包括料架1、设置在料架1一端的上料组件，上料组件包括并列的支撑架Ⅰ25和支撑架Ⅱ26，支撑架Ⅰ25和支撑架Ⅱ26之间设有两个支架24；支撑架Ⅰ25和支撑架Ⅱ26的顶部均设有传动滚轮Ⅰ3，支撑架Ⅰ25和支撑架Ⅱ26上的传动滚轮Ⅰ3通过传动链条Ⅰ5连接；支架24一侧设置有竖向滑轨7，竖向滑轨7上设置有上料架6，支架24的底部设置有气缸Ⅰ8，气缸Ⅰ8的输出轴与上料架6的底部固定连接，上料架6通过气缸Ⅰ8控制在竖向滑轨7上做升降运动；其中，料架1的顶面为具有倾斜角度的斜面，料架1的顶面最低端设置有挡板，从而当管材2通过斜面下滑至料架最低端时，挡板可以阻拦管材2从而起到限位作用，支撑架Ⅰ25上设置有电机Ⅰ4，上料架6的顶面为锯齿状且设置有5个锯齿槽，传动滚轮Ⅰ3上设有与上料架6相对应的5个凹槽，并且，上料架6的初始高度低于料架1最低端的高度，传动滚轮Ⅰ3的宽度小于上料架6的宽度，传动滚轮Ⅰ3的高度要高于上料架6的初始高度，当上料架6通过气缸Ⅰ8在竖向滑轨7上做升降运动时，使得管材2在上料架6与传动滚轮Ⅰ3之间做阶梯升降，上料架6通过气缸Ⅰ8驱动上下五次完成上料后，电机Ⅰ4带动传动链条Ⅰ5和传动滚轮Ⅰ3转动将管材2移动至清洗机构。
如图4所示，所述清洗机构包括水箱9、内芯管10、电机Ⅱ11、气缸Ⅱ12、滑轨13、固定架16、清洗池14以及超声波发生器15，清洗池14与水箱9连通，水箱9内设置有水泵，清洗池14远离上料架6的一端固定设置有固定架16，固定架16上横向设置有滑轨13，滑轨13的一端设置有电机Ⅱ11，滑轨13上设置有气缸Ⅱ12，气缸Ⅱ12上设置有垂直于气缸Ⅱ12的且管壁上均匀分布有圆形小孔的内芯管10，同时内芯管10的初始位置与传动滚轮Ⅰ3的位置相对应，从而当管材2通过传动滚轮Ⅰ3转动移动至清洗机构时，内芯管10直接插入管材2中，从而将管材2接收至清洗机构，清洗池14的底部设置有超声波发生器15，清洗池14的内池壁上设置有水位传感器18，从而管材2上料完成后，由电机Ⅱ11驱动滑轨13运动至清洗池14上方，气缸Ⅱ12启动将管材2浸入清洗池14内，超声波发生器15启动，水箱9中水泵启动，高压水可通过内芯管10上的圆形小孔喷出对管材2的内壁进行冲洗，高压水压力可达到15MPa，清洗池14内液体高度由水位传感器18控制，当清洗液面高度低于水位传感器时，水泵启动，清洗液面高度高于水位传感器时，水泵关闭，清洗完成，之后气缸Ⅱ12上升，控制内芯管10进行下料操作。
如图5所示，所述下料机构包括两个下料架21、传动滚轮Ⅱ22、传动链条Ⅱ20以及电机Ⅲ19，两个下料架21设置于清洗池14一侧且下料架21之间间距一致，两个下料架21上均设置有传动滚轮Ⅱ22，传动滚轮Ⅱ22之间均通过传动链条Ⅱ20连接，靠近于固定架16的下料架21设置在固定架16的下方、另一个下料架21上的传动滚轮Ⅱ22一端设置有电机Ⅲ19，电气控制柜23控制气缸Ⅰ8、气缸Ⅱ12、电机Ⅰ4、电机Ⅱ11、电机Ⅲ19和水箱9的启动与关闭以及超声波发生器15频率等参数。
使用本发明管材内外自动化清洗设备的自动化清洗方法，包括以下步骤：
步骤1：首先根据管材2的长度设置两个上料架6，管材2输送至料架1后，沿料架1的顶面自然下滑至料架1的顶面最低端后，料架1上的挡板拦住管材2，之后设置于料架1最低端下方的上料架6通过气缸Ⅰ8驱动上升抬起管材2，使得管材2沿上料架6的锯齿状端面下滑，当上料架6提升至与传动滚轮Ⅰ3高度一致时，管材2滑至传动滚轮Ⅰ3上，完成一次上料，上料架6通过气缸Ⅰ8驱动上下五次完成上料后，通过电机Ⅰ4带动传动链条Ⅰ5和传动滚轮Ⅰ3将管材2移动至内芯管10上；
步骤2：管材2移动至内芯管10后，电机Ⅱ11驱动滑轨13使得内芯管10运动至清洗池14上方，气缸Ⅱ12启动将内芯管10上的管材2浸入清洗池14内，超声波发生器15启动，水箱9中水泵启动，通过内芯管10上均匀分布的圆形小孔，高压水可通过圆形小孔喷出对管材2的内壁进行冲洗，清洗池14内液体高度由水位传感器18控制，当清洗液面高度低于水位传感器18高度时，水泵启动加水，当清洗液面高度达到水位传感器18高度时，水泵关闭，清洗完毕后，气缸Ⅱ12上升，进行下料操作；
步骤3：电机Ⅱ11启动驱动滑轨13将管材2运动至传动滚轮Ⅱ17上方，气缸Ⅱ12启动，使得内芯管10下降，将管材2与传动滚轮Ⅱ17接触，之后电机Ⅲ19启动，带动传动链条Ⅱ20启动，两侧传动滚轮Ⅱ17带动管材2运动，使被清洗管材2从内芯管10中移出，完成下料工序。
步骤4：在步骤3的同时，第六根管材重复步骤1-3工序，如此往复实现管材2的内外自动化清洗。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明技术方案进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。
Claims (10)
1.一种管材内外自动化清洗设备，其特征在于，包括上料机构、清洗机构、下料机构以及电气控制箱(23)，所述清洗机构设置于所述上料机构前端，所述下料机构设置于所述清洗机构右侧，所述电气控制箱(23)控制所述上料机构、清洗机构以及下料机构；
所述上料机构包括料架(1)、设置在所述料架(1)一端的上料组件，所述上料组件包括并列的支撑架Ⅰ(25)和支撑架Ⅱ(26)，所述支撑架Ⅰ(25)和支撑架Ⅱ(26)之间设有复数个支架(24)；支撑架Ⅰ(25)和支撑架Ⅱ
(26)的顶部均设有传动滚轮Ⅰ(3)；所述支架(24)一侧设置有竖向滑轨(7)，所述竖向滑轨(7)上设置有上料架(6)，所述支架(24)的底部设置有气缸Ⅰ(8)，所述气缸Ⅰ(8)的输出轴与所述上料架(6)的底部固定连接；其中，所述料架(1)的顶面为具有倾斜角度的斜面，所述料架(1)的顶面最低端设置有挡板，所述支撑架Ⅰ(25)上设置有电机Ⅰ(4)，所述上料架(6)的顶面为锯齿状，所述传动滚轮Ⅰ(3)上设有若干个凹槽，所述传动滚轮Ⅰ(3)的宽度小于所述上料架(6)的宽度。
2.根据权利要求1所述的管材内外自动化清洗设备，其特征在于，所述支撑架Ⅰ(25)和支撑架Ⅱ(26)上的传动滚轮Ⅰ(3)通过传动链条Ⅰ(5)连接，所述传动链条Ⅰ(5)与所述支撑架Ⅰ(25)上的电机Ⅰ(4)连接。
3.根据权利要求2所述的管材内外自动化清洗设备，其特征在于，所述清洗机构包括水箱(9)、内芯管(10)、电机Ⅱ(11)、气缸Ⅱ(12)、滑轨(13)、固定架(16)、清洗池(14)以及超声波发生器(15)，所述清洗池(14)与所述水箱(9)连通，所述清洗池(14)远离上料架(6)的一端固定设置有固定架(16)，所述固定架(16)上横向设置有滑轨(13)，所述滑轨(13)的一端设置有电机Ⅱ(11)，所述滑轨(13)上设置有气缸Ⅱ(12)，所述气缸Ⅱ(12)上设置有内芯管(10)，所述内芯管(10)接收管材(2)，所述清洗池(14)的底部设置有超声波发生器(15)。
4.根据权利要求3所述的管材内外自动化清洗设备，其特征在于，所述下料机构包括复数个下料架(21)、传动滚轮Ⅱ(22)、传动链条Ⅱ(20)以及电机Ⅲ(19)，所述复数个下料架(21)设置于所述清洗池(14)一侧且所述下料架(21)之间的间距一致，所述复数个下料架(21)上均设置有传动滚轮Ⅱ(22)，所述传动滚轮Ⅱ(22)之间均通过传动链条Ⅱ(20)连接，所述靠近固定架(16)的下料架(21)设置于所述固定架(16)的下方，所述远离固定架(16)的下料架(21)上的传动滚轮Ⅱ(22)一端设置有电机Ⅲ(19)。
5.根据权利要求4所述的管材内外自动化清洗设备，其特征在于，所述电气控制柜(23)控制所述气缸Ⅰ(8)、气缸Ⅱ(12)、电机Ⅰ(4)、电机Ⅱ(11)、电机Ⅲ(19)和水箱(9)的启动与关闭以及所述超声波发生器(15)频率等参数。
6.根据权利要求5所述的管材内外自动化清洗设备，其特征在于，所述上料架(6)上设置有五个锯齿槽。
7.根据权利要求6所述的管材内外自动化清洗设备，其特征在于，所述内芯管(10)上均匀设置有若干圆形小孔。
8.根据权利要求7所述的管材内外自动化清洗设备，其特征在于，所述清洗池(14)的内池壁上设置有水位传感器(18)。
9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的管材内外自动化清洗设备，其特征在于，水箱(9)内设置有水泵。
10.一种管材内外自动化清洗方法，其特征在于：包括以下步骤；
步骤1：首先根据管材(2)的长度调整上料架(6)的个数，管材(2)输送至料架(1)后，沿料架(1)的顶面自然下滑至料架(1)的顶面最低端后，料架(1)上的挡板拦住管材(2)，之后设置于料架(1)最低端下方的上料架(6)通过气缸Ⅰ(8)驱动上升抬起管材(2)，使得管材(2)沿上料架(6)的锯齿状端面下滑，当上料架(6)提升至与传动滚轮Ⅰ(3)高度一致时，管材(2)滑至传动滚轮Ⅰ(3)上，完成一次上料，上料架(6)通过气缸Ⅰ(8)驱动上下五次完成上料后，通过电机Ⅰ(4)带动传动链条Ⅰ(5)和传动滚轮Ⅰ(3)将管材(2)移动至内芯管(10)上；
步骤2：管材(2)移动至内芯管(10)后，电机Ⅱ(11)驱动滑轨(13)使得内芯管(10)运动至清洗池(14)上方，气缸Ⅱ(12)启动将内芯管(10)上的管材(2)浸入清洗池(14)内，超声波发生器(15)启动，水箱(9)中水泵启动，通过内芯管(10)上均匀分布的圆形小孔，高压水可通过圆形小孔喷出对管材(2)的内壁进行冲洗，清洗池(14)内液体高度由水位传感器(18)控制，当清洗液面高度低于水位传感器(18)高度时，水泵启动加水，当清洗液面高度达到水位传感器(18)高度时，水泵关闭，清洗完毕后，气缸Ⅱ(12)上升，进行下料操作；
步骤3：电机Ⅱ(11)启动驱动滑轨(13)将管材(2)运动至传动滚轮Ⅱ(17)上方，气缸Ⅱ(12)启动，使得内芯管(10)下降，将管材(2)与传动滚轮Ⅱ(17)接触，之后电机Ⅲ(19)启动，带动传动链条Ⅱ(20)启动，两侧传动滚轮Ⅱ(22)带动管材(2)运动，使被清洗的管材(2)从内芯管(10)中移出，完成下料工序；
步骤4：在步骤3的同时，第六根管材重复步骤1-3工序，如此往复实现管材(2)的内外自动化清洗。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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