磨料水射流鋼絲除鏽生產線的製作方法

2023-09-09 23:36:15

本發明涉及水射流除鏽領域，特別是涉及一種磨料水射流鋼絲除鏽生產線。

背景技術：

金屬製品鋼絲生產中的除鏽工藝，大多數企業還停留在酸洗處理階段。酸洗是用化學方法去除金屬表面氧化鐵皮的方法，在一些金屬（如不鏽鋼）的酸洗中，混酸酸洗（hf+hno3)被廣泛採用。而在混酸酸洗的過程中，會產生大量的nox廢氣，如果不經過適當的處理和淨化，會嚴重汙染環境。在各地十面「霾」伏、河流汙染、土地汙染的嚴峻形勢及輿論環保壓力下，國家強力治汙的決心越來越強烈。這對於依舊採取酸洗工藝除鏽的企業來說，其環保壓力會越來越大。儘快選用新的、綠色環保的除鏽工藝設備，已經到了迫在眉睫的地步。

目前常見的除鏽工藝有化學除鏽、機械除鏽、噴（拋）丸除鏽、高壓水射流除鏽和磨料水射流除鏽等幾種，這幾種除鏽方式各有優缺點。磨料水射流是目前研究最深入、應用最廣泛的射流技術，其經濟性和適應性最好。磨料水射流指在高壓水射流中加入了磨料顆粒形成的固液兩相介質射流。根據磨料的引入方式不同，磨料水射流可以分為前混合式、後混合式（也稱引射式）磨料射流。磨料水射流是在水射流技術的基礎上發展起來的一種高效射流技術，具有工作壓力低、效率高、無汙染等優點，因而得到了廣泛的關注和應用。

在中國專利200910044036.9和中國專利201310122900.9中，皆提到了一種高壓水射流噴砂表面清理技術，而且水和磨料可循環使用，但現有技術中的被噴工件為板材和管材，沒有特別考慮到線材的一些屬性，如由於線材柔性度高而造成被衝擊後出現較大變形，且線材本身直徑較小，一旦受衝擊跳動，將無法繼續有效地被磨料水射流除鏽。

技術實現要素：

為解決現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種針對線材且除鏽效率更高的磨料水射流鋼絲除鏽生產線。

為了實現上述目標，本發明提供的一種磨料水射流鋼絲除鏽生產線，依序包括放線裝置、校直裝置、除鏽裝置和收線裝置，放線裝置用以放置待除鏽的鋼絲，校直裝置用以對自放線裝置而來的鋼絲進行校直，除鏽裝置用以對經校直的鋼絲進行除鏽，收線裝置用以將經除鏽的鋼絲收起，除鏽裝置包括噴射部、高壓水供給部、磨料供給部、水循環系統、磨料循環系統和水砂分離部，噴射部分別與高壓水供給部及磨料供給部連通，噴射部設置於水砂分離部的上方，水循環系統連通於高壓水供給部和水砂分離部之間，磨料循環系統連通於磨料供給部和水砂分離部之間，噴射部包括環繞鋼絲設置的至少一對噴頭，每對噴頭相對於鋼絲對稱設置，每個噴頭的輸入端皆連通於該高壓水供給部及磨料供給部，每對噴頭的輸出端對應的噴射方向與鋼絲相交於同一處。

較佳地，噴射部包括多對噴頭，該多對噴頭在環繞鋼絲的圓周方向上均勻分布。進一步地，多對噴頭的數量為4個或6個。

較佳地，每個噴頭具有自其輸入端貫穿至其輸出端的噴腔，該輸入端的端部橫截面積大於該輸出端的端部橫截面積，該噴腔的開口面積自該輸入端向該輸出端逐漸變小。進一步地，噴腔的橫截面為橢圓形，噴腔的縱截面為梯形或碗形。或者進一步地，輸出端具有橢圓形出射口。該橢圓形出射口的長軸方向平行於鋼絲的延伸方向。

較佳地，高壓水供給部包括高壓泵和多條高壓管路，該多條高壓管路分別連通於該高壓泵和該至少一對噴頭之間，該至少一對噴頭中的每個噴頭與該高壓泵之間的高壓管路的距離皆相等。

較佳地，磨料供給部包括磨料儲備箱和多條負壓管路，該多條負壓管路分別連通於該磨料儲備箱和該至少一對噴頭之間，該至少一對噴頭中的每個噴頭與該磨料儲備箱之間的負壓管路的距離皆相等。

較佳地，每個噴頭的材料為高硬度合金。

與現有技術相比，本發明的磨料水射流鋼絲除鏽生產線根據線材受衝擊時跳動較大的特點，利用在工件圓周上均勻分布的成對噴頭以及噴頭結構的合理設計，極大地提高了磨料水射流鋼絲除鏽的工作效率。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的磨料水射流鋼絲除鏽生產線的示意圖。

圖2為本發明一實施例的多對噴頭的分布示意圖。

圖3a為本發明一實施例的噴頭的正視圖。

圖3b為本發明一實施例的噴頭的俯視圖。

圖3c為本發明一實施例的噴頭的仰視圖。

具體實施方式

為使對本發明的目的、構造、特徵、及其功能有進一步的了解，茲配合實施例詳細說明如下。

請結合參見圖1和圖2，圖1為本發明一實施例的磨料水射流鋼絲除鏽生產線100的示意圖，圖2為本發明一實施例的多對噴頭的分布示意圖。

磨料水射流鋼絲除鏽生產線100依序包括放線裝置10、校直裝置20、除鏽裝置30和收線裝置40，放線裝置10用以放置待除鏽的鋼絲，校直裝置20用以對自放線裝置10而來的鋼絲進行校直，除鏽裝置30用以對經校直的鋼絲進行除鏽，收線裝置40用以將經除鏽的鋼絲收起。

除鏽裝置30包括噴射部1、高壓水供給部2、磨料供給部3、水循環系統4、磨料循環系統5和水砂分離部6，噴射部1分別與高壓水供給部2及磨料供給部3連通，噴射部1設置於水砂分離部6的上方，水循環系統4連通於高壓水供給部2和水砂分離部6之間，磨料循環系統5連通於磨料供給部3和水砂分離部6之間。利用磨料水射流的除鏽裝置30主要有兩個循環處理和一個高效分離組成，水循環系統4和磨料循環系統5這兩個循環分別通過高壓水供給部2和磨料供給部3在噴射部1內交匯，生成高速磨料水射流衝擊鋼絲表面，再經過水砂分離部6將水和磨料分離並分別進入各自的下一個循環；磨料一般選用可重複利用的鋼砂。

噴射部1包括環繞鋼絲設置的至少一對噴頭11，每對噴頭11相對於鋼絲7對稱設置，每個噴頭11的輸入端皆連通於高壓水供給部2及磨料供給部3，每對噴頭11的輸出端對應的噴射方向與鋼絲7相交於同一處。

請繼續參見圖2，噴射部1包括多對噴頭11，多對噴頭11在環繞鋼絲7的圓周方向上均勻分布。優選地，多對噴頭11的數量為4個或6個，以圖2為例展示了3對噴頭11，但本發明並不以此為限。

請結合參見圖3a、圖3b和圖3c，圖3a為本發明一實施例的噴頭11的正視圖，圖3b為本發明一實施例的噴頭11的俯視圖，圖3c為本發明一實施例的噴頭11的仰視圖。每個噴頭11具有自其輸入端111貫穿至其輸出端112的噴腔110，輸入端111的端部橫截面積大於輸出端112的端部橫截面積，噴腔110的開口面積自輸入端111向輸出端112逐漸變小。優選地，噴腔110的橫截面為橢圓形，噴腔110的縱截面為梯形或碗形。

在一實施例中，輸出端112具有橢圓形出射口113。優選地，橢圓形出射口113的長軸方向平行於鋼絲的延伸方向，也即橢圓形出射口113的短軸方向垂直於鋼絲的延伸方向。由於鋼絲的直徑較小，且橢圓形出射口離鋼絲的距離較近，如此設計可使磨料水射流更集中於鋼絲表面，既增強了射流衝擊力，還減少了射流浪費，從而進一步提升磨料水射流鋼絲除鏽的工作效率。

在一實施例中，高壓水供給部2包括高壓泵21和多條高壓管路22，多條高壓管路22分別連通於高壓泵21和至少一對噴頭11之間，至少一對噴頭中的每個噴頭11與高壓泵21之間的高壓管路22的距離皆相等。在實際應用中，高壓泵21主要作用是為生產線提供高壓水，核心部件是高壓發生器，根據工況可選擇額定流量70升/分，額定壓強為50mpa的直驅泵。高壓管路22是連接高壓泵21和噴頭11的通道，多噴頭協同工作要求高壓管路22布局合理。磨料供給部3包括磨料儲備箱31和多條負壓管路32，多條負壓管路32分別連通於磨料儲備箱31和至少一對噴頭11之間，至少一對噴頭中的每個噴頭11與磨料儲備箱31之間的負壓管路32的距離皆相等。本發明既要保證磨料及時足量供給至各個噴頭，還要保證每對噴頭的噴射壓力基本一致，以抑制鋼絲受衝擊時的跳動。

在一實施例中，每個噴頭11的材料為高硬度合金，以耐衝擊而提高壽命。

本發明的磨料水射流鋼絲除鏽生產線根據線材受衝擊時跳動較大的特點，利用在工件圓周上均勻分布的成對噴頭以及噴頭結構的合理設計，極大地提高了磨料水射流鋼絲除鏽的工作效率。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明的範例。必需指出的是，已揭露的實施例並未限制本發明的範圍。相反地，在不脫離本發明的精神和範圍內所作的更動與潤飾，均屬本發明的專利保護範圍。