專利名稱：一種實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及表面清洗技術(shù)，特別是鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)的鋼管外表面清洗，尤其涉
及一種實現(xiàn)金屬外表面清洗的裝置。
背景技術(shù)：
金屬表面的氧化鐵皮或其它污染物(油污、雜質(zhì)、夾雜物等)影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量 以及后道工序的生產(chǎn)加工，是生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)。如何高效、節(jié)能、環(huán)保地進(jìn)行產(chǎn)品的 清洗(包括除鱗)對生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量有著重要意義。 常用的金屬產(chǎn)品表面清洗方式主要可分為機(jī)械方法、化學(xué)方法及電化學(xué)方法三 種。機(jī)械方法的破鱗機(jī)如除鱗機(jī)、矯直機(jī)、平整機(jī)、鋼刷對帶鋼表面的氧化鐵皮進(jìn)行拉伸、彎 曲、破碎和碾壓等處理；拋丸噴砂機(jī)通過高速鋼(鐵)丸或砂粒撞擊處理對象表面，對表面 進(jìn)行清理與強(qiáng)化；高壓除鱗水通過噴嘴形成射流噴向金屬表面以打擊掉表面氧化鐵皮；超 聲波清洗設(shè)備利用超聲波在液體傳播中的空化效應(yīng)，以空化氣泡沖擊清洗件表面而破壞污 染物和吸附物并將其分散到液體中起到清潔表面的作用?；瘜W(xué)方法指采用酸、堿等化學(xué)物 質(zhì)與鋼鐵材料表面的鐵鱗起化學(xué)反應(yīng)而去除氧化鐵皮的方法。常用鹽酸、硫酸、硝酸、氫氟 酸和混合酸，也有采用氫氧化鈉的水溶液等以達(dá)到除鱗的效果。電化學(xué)方法是通過電解清 洗劑在溶液中與金屬形成導(dǎo)電回路，根據(jù)電化學(xué)原理，由電解效應(yīng)去除表面油污、氧化層和 其它雜質(zhì)。其中，中性電解法是采用無毒無害的中性鹽作為電解液，如采用硫酸鈉進(jìn)行去 鱗。 鋼鐵冶金過程涉及中間產(chǎn)品與成品的清洗工藝，產(chǎn)品主要有冷熱軋帶鋼、鋼管、圓 方坯、板坯、線材等。根據(jù)不同的產(chǎn)品對象和表面情況可以選擇以上各種清洗方式或進(jìn)行組 合與改進(jìn)，采用不同的清洗方法工藝過程也不盡相同?，F(xiàn)有的清洗工藝及裝備的改進(jìn)方法 主要包括在原有工藝過程中的各種改進(jìn)手段以及開發(fā)替代技術(shù)及其相關(guān)裝備兩方面，典型 的方法例如對酸洗工藝的改進(jìn)、氫還原新技術(shù)的開發(fā)等。這些清洗過程往往所需裝置龐大 昂貴而且方法復(fù)雜，還存在不能達(dá)到高質(zhì)量表面清潔度的問題。 為了獲得更好的表面質(zhì)量以及發(fā)展環(huán)保型清洗技術(shù)而提出了基于等離子體技術(shù) 的清洗方式和裝置，處理對象包括小型金屬零部件、焊縫局部、線材、管材和帶材等。該技術(shù) 的實現(xiàn)是在真空腔內(nèi)布置電極，其中被處理對象作為陰極，在抽取獲得真空后產(chǎn)生等離子 體放電，所產(chǎn)生的陰極斑點將陰極表面污染物蒸發(fā)而達(dá)到清洗的效果。已經(jīng)公布的采用該 技術(shù)實現(xiàn)金屬表面清洗的專利有 日本專利，專利號JP5214438，專利名稱"CONTINUOUS SURFACE TREATINGDEVICE LINE FOR METAL"對鋼板在噴砂粗除鱗或輕度酸洗后再進(jìn)行等離子體處理，以達(dá)到更有效 的處理目的； 日本專禾U，專利號JP11077141,專利名稱"LOCAL TREATMENT DEVICE FORMETAL SURFACE BY VACUUM ARC"將處理的金屬表面局部密封對其進(jìn)行等離子體表面處理。PCT國際申請公開號W02004044257，專利名稱"METH0D AND DEVICE FORDESCALINGAND/OR CLEANING A METAL CASTING"提出了采用多模塊式的電極實現(xiàn)熱軋帶鋼等離子體處 理改善表面質(zhì)量的方法。 美國專利，專利號US2008190449，專利名稱"Method and Device forDescaling Metal Strip"提出了等離子體處理帶鋼后的冷卻裝置以滿足之后涂層的需要。 人們采取了一些方法以實現(xiàn)金屬管體內(nèi)外表面的清洗，現(xiàn)有的涉及到管體表面進(jìn) 行等離子體處理所描述的方法有 中國專利，專利公開號CN1099812，專利名稱"關(guān)于金屬表面處理的改進(jìn)"提出了線 材的等離子體連續(xù)處理方法和裝置，同時包括了一種對金屬圓柱體內(nèi)表面的處理方案。如 圖5所示，將管體兩端通過73， 74密封，以抽氣系統(tǒng)76達(dá)到真空狀態(tài)，電極72在管體71內(nèi) 軸向移動以處理管體內(nèi)表面。 PCT國際申請公開號W00100337, 專禾U名稱"METHOD FOR THE ELECTRIC-ARCCLEANING OF METALLIC ARTICLES, MAINLY TUBES, DEVICE FOR REALISING THESAME AND VARIANTS"提出了對管道外表面的清洗方法與裝置，如圖6所示，經(jīng)過腔體8 與機(jī)械鋼刷1的預(yù)處理后，鋼管外表面在腔體2內(nèi)實現(xiàn)等離子體清洗。該方案的特點是管 道處于靜止?fàn)顟B(tài)，腔體2與縱向位移驅(qū)動單元的相連實現(xiàn)移動，逐步處理管道外壁。專利中 還描述了一種將管體整體密封在固定的真空腔內(nèi)進(jìn)行處理的方案。 俄羅斯聯(lián)邦專利，專利公開號RU2158784 (C2)，專利名稱"METHOD OFVACUUM MACHINING OF SURFACE OF PIPES AND GEAR FOR ITS REALIZATION"提出了一種內(nèi)部與夕卜 部小車的移動方式清洗鋼管內(nèi)外表面。如圖7所示，外部小車方式清洗鋼管外表面，實現(xiàn)移 動的真空密封。與PCT國際申請公開號W00100337的共同點是真空腔體實現(xiàn)移動，而管體 處于靜止?fàn)顟B(tài)。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置，適合生產(chǎn)現(xiàn)場靈活
使用，達(dá)到金屬管體管外表面清洗的效果，以改善表面質(zhì)量的目的，滿足生產(chǎn)需求。
本實用新型的技術(shù)方案如下本實用新型的管體處于移動狀態(tài)，真空處理裝置固
定，實現(xiàn)管體局部密封，在此過程中對管體進(jìn)行連續(xù)清洗。管體的勻速移動是易于實現(xiàn)的，
不需要移動真空腔體而造成放電不穩(wěn)定及沉重的拖纜負(fù)擔(dān)。 本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置，包括管體、 至少一個驅(qū)動裝置、保護(hù)氣體氣源和真空處理裝置 所述管體置于驅(qū)動裝置上，在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下進(jìn)入真空處理裝置； 所述真空處理裝置固定于地面上。 真空處理裝置的固定要結(jié)合具體施工方式，如地面為水泥地面，可以在水泥地基 里埋入地腳螺栓，通過真空處理裝置底下的托架與地腳螺栓相連就可以固定在地面上了。 優(yōu)選地，所述的驅(qū)動裝置包括 —驅(qū)動架，固定于地面上； —輥輪，安裝在驅(qū)動架上，管體在輥輪的帶動下作軸向運動； —驅(qū)動電機(jī)，與輥輪相連接驅(qū)動輥輪轉(zhuǎn)動。 驅(qū)動電機(jī)與輥輪之間連接要根據(jù)實際現(xiàn)場的生產(chǎn)，可以使用皮帶連接的方式，也可以不用皮帶連接。 優(yōu)選地，所述的實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置還包括若干支架，支撐管體。 優(yōu)選地，所述的真空處理裝置包括真空腔、腔內(nèi)電極、密封墊、真空泵、真空計、進(jìn)
氣口、監(jiān)測窗口和電源；所述電源與電極相連。 優(yōu)選地，所述的實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置，還包括 兩個密封槽，設(shè)置于真空處理裝置上的管體入口與出口處； 兩個密封墊，設(shè)置于密封槽中，實現(xiàn)真空腔與管體的密封。 優(yōu)選地，所述的實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置還包括對中支撐輪，所述對中支撐 輪安裝在真空處理裝置的管體入口與出口處。 在連續(xù)清洗過程中管體到達(dá)清洗工位后，通過驅(qū)動輥輪以及安裝在真空腔上對 中支撐輪的對中進(jìn)入真空處理裝置，管前端穿過真空腔。腔體與管體之間通過密封墊進(jìn)行 密封，啟動真空泵抽運真空并通入保護(hù)氣體。啟動等離子體電源裝置實現(xiàn)放電，同時管體在 輥輪的輸送下在真空腔中軸向勻速移動，管體移動速度與清洗速度保持一致。當(dāng)管體后端 接近真空腔體的進(jìn)入端時，關(guān)閉放電電源與保護(hù)氣體電源，釋放真空腔。管體繼續(xù)前行直至 末端脫離真空腔，清洗過程結(jié)束。 本實用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和積 極效果 1)通過本實用新型可以達(dá)到高質(zhì)量的表面清洗效果，從而提高鋼管的質(zhì)量。 2)通過本實用新型，實現(xiàn)管體局部密封，管體的勻速移動易于實現(xiàn)，適合生產(chǎn)過程 中使用，不影響生產(chǎn)節(jié)奏。 3)本實用新型操作簡單靈活，可滿足生產(chǎn)需要。
以下結(jié)合附圖和具體實施例來對本實用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為本實用新型的管體進(jìn)入清洗工位準(zhǔn)備階段示意圖。 圖2為本實用新型的管體外表面清洗過程示意圖。 圖3為本實用新型的管體外表面清洗作業(yè)結(jié)束示意圖。 圖4為本實用新型的真空處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為現(xiàn)有中國專利公開號CN1099812方案示意圖。 圖6為現(xiàn)有PCT國際申請公開號W00100337方案示意圖。 圖7為現(xiàn)有俄羅斯聯(lián)邦專利公開號RU2158784(C2)方案示意圖。 1-管體 2-支架 3-驅(qū)動架 4-輥輪 5-真空腔6-對中支撐輪7-真空泵 8-保護(hù)氣體氣源 9-電源 10-電極 11-密封墊 12-密封槽 13-真空計 14-進(jìn)氣口 15-監(jiān)測窗口
具體實施方式如
圖1所示，管體1首先處于進(jìn)入清洗工位前的準(zhǔn)備階段，位于支架2上。管體可 通過驅(qū)動架3上的輥輪4實現(xiàn)軸向移動。輥輪4可使管體作往返運動，當(dāng)需要重復(fù)清洗或局部反復(fù)清洗時使管體作往復(fù)移動。 如圖2所示，在驅(qū)動架3上輥輪4的驅(qū)動下，管體1經(jīng)過真空腔5外部對中支撐輪 6的對中進(jìn)入真空處理裝置，在鋼管的傳送過程中確保管體前端穿過真空5，使管體位于真 空處理裝置內(nèi)而構(gòu)成一個密封系統(tǒng)。對中支撐輪6提供管體1的徑向定位，使管體能精確 通過密封墊11進(jìn)入真空腔5，同時，真空腔5兩側(cè)的對中支撐輪6保證了管體外表面與電極 之間的間距不變。此時進(jìn)行真空準(zhǔn)備，啟動真空泵7抽運至低真空，與真空腔5相連的保護(hù) 氣體氣源8可往腔內(nèi)充入保護(hù)氣體，保護(hù)氣體通常選擇惰性氣體，也可選擇甲烷、氨氣、氫 氣或其它氣體及其混合物。啟動等離子體放電電源9，實現(xiàn)真空電弧放電。在管體l表面會 生成大量陰極斑點，陰極斑點在快速移動過程中使管體表面的氧化鐵皮以及其它黏附的污 染物蒸發(fā)而達(dá)到清洗的目的。同時管體1在輥輪4的驅(qū)動下在真空腔5內(nèi)勻速軸向移動， 并保持管體1移動速度與清洗速度一致，在管體1移動過程中逐步實現(xiàn)清洗。當(dāng)管體到達(dá) 另一側(cè)驅(qū)動架3時，兩個驅(qū)動架的輥輪共同驅(qū)動管道運動，管體1脫離清洗工位前的驅(qū)動架 之后，其驅(qū)動由另 一側(cè)的驅(qū)動架單獨完成。 管體后端接近清洗單元的進(jìn)入端時，鋼管停止移動，關(guān)閉放電電源9及保護(hù)氣體 氣源8通路，釋放真空腔；管體繼續(xù)前行，直至脫離真空腔5，清洗過程完畢，如圖3所示。 圖4為真空處理裝置結(jié)構(gòu)，管體1與真空腔5之間的密封墊11構(gòu)成密封體，密封 墊11位于密封槽12內(nèi)，通過真空泵7的抽運達(dá)到真空氣氛，真空度可通過真空計13測量。 同時，腔體上有與氣源相接的進(jìn)氣口 14以及用于觀察或檢測用的監(jiān)測窗口 15。同時，移動 密封是通過密封墊11的壓力可調(diào)氣密封作用形成的彈性密封實現(xiàn)的。 綜上所述，本實用新型，適合生產(chǎn)現(xiàn)場靈活使用，操作簡單，達(dá)到金屬管體管外表 面高質(zhì)量的清洗效果，以提高鋼管質(zhì)量，滿足生產(chǎn)需求，因而具備良好的推廣及應(yīng)用前景。 要注意的是，以上列舉的僅為本實用新型的幾個具體實施例，顯然本實用新型不 限于以上實施例，隨之有著許多的類似變化。本領(lǐng)域的技術(shù)人員如果從本實用新型公開的 內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置，包括管體、至少一個驅(qū)動裝置、保護(hù)氣體氣源和真空處理裝置；其特征在于所述管體置于驅(qū)動裝置上，在驅(qū)動裝置的驅(qū)動下進(jìn)入真空處理裝置；所述真空處理裝置固定于地面上。
2. 如權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置，其特征在于所述的驅(qū)動裝置 包括一驅(qū)動架，固定于地面上；一輥輪，安裝在驅(qū)動架上，管體在輥輪的帶動下作軸向運動； 一驅(qū)動電機(jī)，與輥輪相連接驅(qū)動輥輪轉(zhuǎn)動。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置，其特征在于還包括若干支 架，支撐管體。
4. 如權(quán)利要求3所述的實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置，其特征在于所述的真空處理 裝置包括真空腔、腔內(nèi)電極、密封墊、真空泵、真空計、進(jìn)氣口、監(jiān)測窗口和電源；所述電源與 電極相連。
5. 如權(quán)利要求4所述的實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置，其特征在于還包括 兩個密封槽，設(shè)置于真空處理裝置上的管體入口與出口處； 兩個密封墊，設(shè)置于密封槽中，實現(xiàn)真空腔與管體的密封。
6. 如權(quán)利要求1或4所述的實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置，其特征在于還包括對中支 撐輪，所述對中支撐輪安裝在真空處理裝置的管體入口與出口處。
專利摘要本實用新型公開了一種實現(xiàn)金屬管外表面清洗的裝置，包括管體、支架、驅(qū)動架、保護(hù)氣體氣源和真空處理裝置。通過驅(qū)動架上的輥輪，使管體在驅(qū)動架上作軸向勻速運動，也可作往返運動，從而實現(xiàn)真空處理裝置固定，管體局部密封，管體可進(jìn)行連續(xù)清洗。本實用新型不需要移動真空腔而造成不穩(wěn)定及沉重的拖纜負(fù)擔(dān)，適合生產(chǎn)現(xiàn)場的靈活使用，不影響生產(chǎn)節(jié)奏，因而具備良好的推廣及應(yīng)用前景。
文檔編號B08B7/00GK201470648SQ20092020802
公開日2010年5月19日 申請日期2009年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月18日
發(fā)明者喬俊良, 呂常青, 吳瑞珉, 楊賽丹, 潘勝波, 許曄, 金成國 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司