一种磨料粒径动态分级装置及金属板带除鳞总成的制作方法

1.本发明属于磨料射流技术领域，尤其涉及一种磨料粒径动态分级装置及金属板带除鳞总成。


背景技术：

2.金属材料在热态轧制或热处理过程中会在表面形成一层由金属氧化物组成的致密覆盖物，因弯曲后均匀开裂类似鱼鳞故俗称“鳞皮”。磨料射流除鳞技术作为一种鳞皮去除的方法，其基本原理是：将“水+磨料”的混合介质加速到一定速度后，冲击在待除鳞金属表面，通过磨料的冲击、研削作用实现鳞皮的清理，水体则有辅助清洗的作用，而为了获取一定粗糙度的除鳞表面，需要将磨料粒度维持在一定范围，磨料粒度过大，则冲击力较大，除鳞后表面粗糙度会超上限；磨料粒度过小，则又会出现冲击力不足、鳞皮难以清除的问题，较为理想的磨料粒度范围要求是：较少比例的大粒度磨料+较大比例的中等粒度磨料+尽可能少的小粒度磨料，实际生产过程中，磨料为循环使用，直至其逐渐破碎、磨损至非常小后(此时已不具备有效除鳞能力)，被排出系统。因此，需要定期的补充新磨料，以维持系磨料射流除鳞系统内磨料总量的稳定，从而保障生产的持续性。补充磨料的一般方法是根据生产时的磨料消耗量(如统计的小时消耗量或吨钢消耗量)，来定期补充新磨料，然而上述补充方法与理想的磨料粒度范围存在如下矛盾：难以准确判定合适的添加时间，若添加的时间提前，系统内原有磨料未充分使用的情况下又涌入大量新磨料，不仅导致磨料浪费，还会使得除鳞质量出现突变——表面粗糙度急剧上升；若添加时间滞后，较大粒度的磨料得不到及时补充，则除鳞质量会出现衰减，出现鳞皮残留和粗糙度过小的问题，以上均会导致不合格品的产生。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种可对使用后的磨料根据粒径大小进行动态分级的磨料粒径动态分级装置。
4.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种磨料粒径动态分级装置，包括预沉淀池、再沉淀池、第一旋流分离器、第二旋流分离器、水泵、第一料箱、第二料箱和第三料箱，所述预沉淀池用以装纳磨料和水的混合物，所述预沉淀池的出液口与所述再沉淀池内连通，所述再沉淀池的出液口和第一旋流分离器的顶部出口均与所述水泵的进水口连通，所述预沉淀池和再沉淀池的排渣口均与所述水泵的出水口连通，所述预沉淀池的排渣口还与所述第二旋流分离器的进料口连通，所述再沉淀池的排渣口还与所述第一旋流分离器的进料口连通，所述第一旋流分离器的底部出口与所述第三料箱内连通，所述第二旋流分离器的顶部出口与所述第二料箱内连通，所述第二旋流分离器的底部出口与所述第一料箱内连通。
5.上述技术方案的有益效果在于：如此可由第二旋流分离器对预沉淀池排渣口处排出的磨料进行分级，其中，第二旋流分离器底部出口排出的磨料为粒径规格最大的一类磨
料，其收集在第一料箱中，而第二旋流分离器顶部出口排出的磨料为粒径规格中等的一类磨料，其收集在第二料箱中，而再沉淀池对所述预沉淀池出液口排出的水中磨料进行沉淀，并由第一旋流分离器进行分离，其中第一旋流分离器底部出口排出的磨料为粒径规格最小的一类磨料，其收集在第三料箱中，而第一旋流分离器的顶部出口排出的为水，其分级简便，且可对分级后的磨料分别进行储存，而预沉淀池和再沉淀池排渣口处磨料向对应第一旋流分离器和第二旋流分离器输送时以水泵泵出的水流作为动力，而水泵的水源来自于再沉淀池的出液口和第一旋流分离器顶部出口所排出的水。
6.上述技术方案中还包括固液分离器，所述再沉淀池的出液口和第一旋流分离器的顶部出口均与所述固液分离器内连通，所述水泵的进水口与所述固液分离器内连通。
7.上述技术方案的有益效果在于：如此可由固液分离器对水泵进水口处水进行过滤，以及时的将水中渣滓类固态成分进行清除。
8.上述技术方案中还包括两个第一喷射混合器，所述预沉淀池的排渣口、水泵的出水口和第二旋流分离器的进料口通过一个所述第一喷射混合器连通，所述再沉淀池的排渣口、水泵和第一旋流分离器的进料口通过另一个所述第一喷射混合器连通。
9.上述技术方案的有益效果在于：如此使得第一喷射混合器在预沉淀池和再沉淀池的排渣口处利用水泵射出的水流进行射流以抽吸磨料，并将磨料向第一旋流分离器和第二旋流分离器进行喷射。
10.上述技术方案中所述第一喷射混合器均为文丘里混料喷射器。
11.上述技术方案的有益效果在于：其射流效果佳，且其旁通口与对应预沉淀池或再沉淀池的排渣口连通后可形成负压以磨料向第一喷射混合器内吸入，并随着水流一起混合后射出。
12.本发明的目的之二是提供一种可在线式对磨料根据粒径大小进行动态分级并循环利用的金属板带除鳞总成。
13.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种金属板带除鳞总成，包括槽斗、喷砂头、磨料箱和如上所述的磨料粒径动态分级装置，所述槽斗前后两侧的槽壁上均水平设置有缝形开口，两个所述缝形开口用以供金属板带沿前后方向进出所述槽斗，所述喷砂头设置在所述槽斗内，且其喷砂口朝向所述金属板带，所述喷砂头的磨料入口与所述磨料箱的出料口连通，所述第一料箱、第二料箱和第三料箱的出料口均与所述磨料箱内连通，所述喷砂头均用以向所述金属板带对应侧的表面上喷射磨料以打磨所述金属板带表面鳞皮，所述槽斗的下端设置有排料口，且所述槽斗下端的排料口与所述预沉淀池内连通。
14.上述技术方案的有益效果在于：如此可由第一料箱、第二料箱和第三料箱向磨料箱内送入分级后三种规格的磨料，而三种规格的磨料在磨料箱内进行混合，混合后的磨料经过所述喷砂头喷出以对金属板带的表面进行冲击打磨以除去鳞皮，而槽斗收集的磨料排入至预沉淀池内，并由磨料粒径动态分级装置进行重新分级，如此实现磨料循环利用，而磨料在打磨过程中其存在磨损，故最终大粒径规格的磨料会愈来愈少，而小粒径规格的磨料会愈来愈多，这样就需要根据需要对第一料箱中补充入新的磨料，而小粒径的磨料最终会因为粒径小至经再沉淀池的出液口排出并混合在水中进行循环。
15.上述技术方案中还包括第二喷射混合器，所述水泵的出水口和槽斗下端的排料口通过所述第二喷射混合器与所述预沉淀池内连通，所述第二喷射混合器用以在所述水泵泵
出的水流作用下将所述槽斗排出的磨料以射流的形式带入至所述预沉淀池内。
16.上述技术方案的有益效果在于：如此可由第二喷射混合器来将槽斗下端排料口排出的磨料和水的混合物吸入至第二喷射混合器内并喷射至预沉淀池中进行预沉淀。
17.上述技术方案中所述第二喷射混合器均为文丘里混料喷射器。
18.上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，且对磨料的吸入效果佳。
19.上述技术方案中所述磨料箱的下端还设置有排空口，且所述排空口与所述槽斗内连通，所述排空口处设置有阀门。
20.上述技术方案的有益效果在于：如此在需更换磨料粒径配比时，可通过打开阀门来将磨料箱内的磨料全部排放至槽斗内，以将磨料箱内腾空，而槽斗内的磨料最终进入到磨料粒径动态分级装置进行重新分级。
21.上述技术方案中所述喷砂头具有多个，所述金属板带的上方和下方均具有所述喷砂头。
22.上述技术方案的有益效果在于：如此可有多个喷砂头共同对金属板带的上表面和下表面均进行除鳞处理。
附图说明
23.图1为本发明实施例1所述磨料粒径动态分级装置的结构简图；
24.图2为本发明实施例2所述金属板带除鳞总成的结构简图；
25.图3为本发明实施例2中所述槽斗、金属板带和喷砂头的装配示意图；
26.图4为本发明实施例2所述金属板带除鳞总成的另一结构简图。
27.图中：1磨料粒径动态分级装置、11a预沉淀池、11b再沉淀池、12第一旋流分离器、13第二旋流分离器、14水泵、15第一料箱、16第二料箱、17第三料箱、18固液分离器、19第一喷射混合器、2槽斗、21缝形开口、3喷砂头、4磨料箱、41阀门、5金属板带、6第二喷射混合器。
具体实施方式
28.以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
29.实施例1
30.如图1所示，本实施例提供了一种磨料粒径动态分级装置，包括预沉淀池11a、再沉淀池11b、第一旋流分离器12、第二旋流分离器13、水泵14、第一料箱15、第二料箱16和第三料箱17，所述预沉淀池11a用以装纳磨料和水的混合物，所述预沉淀池11a的出液口与所述再沉淀池11b内连通，所述再沉淀池11b的出液口和第一旋流分离器12的顶部出口均与所述水泵14的进水口连通，所述预沉淀池11a和再沉淀池11b的排渣口均与所述水泵14的出水口连通，所述预沉淀池11a的排渣口还与所述第二旋流分离器13的进料口连通，所述再沉淀池11b的排渣口还与所述第一旋流分离器12的进料口连通，所述第一旋流分离器12的底部出口与所述第三料箱17内连通，所述第二旋流分离器13的顶部出口与所述第二料箱16内连通，所述第二旋流分离器13的底部出口与所述第一料箱15内连通，如此可由第二旋流分离器对预沉淀池排渣口处排出的磨料进行分级，其中，第二旋流分离器底部出口排出的磨料为粒径规格最大的一类磨料，其收集在第一料箱中，而第二旋流分离器顶部出口排出的磨
料为粒径规格中等的一类磨料，其收集在第二料箱中，而再沉淀池对所述预沉淀池出液口排出的水中磨料进行沉淀，并由第一旋流分离器进行分离，其中第一旋流分离器底部出口排出的磨料为粒径规格最小的一类磨料，其收集在第三料箱中，而第一旋流分离器的顶部出口排出的为水，其分级简便，且可对分级后的磨料分别进行储存，而预沉淀池和再沉淀池排渣口处磨料向对应第一旋流分离器和第二旋流分离器输送时以水泵泵出的水流作为动力，而水泵的水源来自于再沉淀池的出液口和第一旋流分离器顶部出口所排出的水。
31.上述技术方案中还包括固液分离器18，所述再沉淀池11b的出液口和第一旋流分离器12的顶部出口均与所述固液分离器18内连通，所述水泵14的进水口与所述固液分离器18内连通，如此可由固液分离器对水泵进水口处水进行过滤，以及时的将水中渣滓类固态成分进行清除，所述固液分离器还具有排渣口，其用以将固液分离器截留的渣滓排出(可设置一个收集槽，而固液分离器的排渣口与收集槽内连通，收集槽用来收集固液分离器排出的渣滓)，所述固液分离器18可为磁性过滤器或斜板沉淀池。
32.上述技术方案中还包括两个第一喷射混合器19，所述预沉淀池11a的排渣口、水泵14的出水口和第二旋流分离器13的进料口通过一个所述第一喷射混合器19连通，所述再沉淀池11b的排渣口、水泵14和第一旋流分离器12的进料口通过另一个所述第一喷射混合器19连通，如此使得第一喷射混合器在预沉淀池和再沉淀池的排渣口处利用水泵射出的水流进行射流以抽吸磨料，并将磨料向第一旋流分离器和第二旋流分离器进行喷射。
33.上述技术方案中所述第一喷射混合器19均为文丘里混料喷射器，其射流效果佳，且其旁通口与对应预沉淀池或再沉淀池的排渣口连通后可形成负压以磨料向第一喷射混合器内吸入，并随着水流一起混合后射出。
34.以预沉淀池为例，其对应的第一喷射混合器的进液口与水泵的出水口连通，而其侧吸口与所述预沉淀池的排渣口连通，而其出液口与所述第二旋流分离器的进料口连通，而再沉淀池与其对应的第一喷射混合器的连接方式与预沉淀池与其对应的第一喷射混合器的连接方式相似，在此不作赘述。
35.其中，所述第一旋流分离器的底部出口、第二旋流分离器顶部出口和底部出口在排出磨料的同时还排出水(此时其排出的均是水和磨料的混合物，故第一料箱、第二料箱和第三料箱中储存的是磨料和水的混合物)。
36.实施例2
37.如图2和图3所示，本实施例提供了一种金属板带除鳞总成，包括槽斗2、喷砂头3、磨料箱4和如实施例1所述的磨料粒径动态分级装置1，所述槽斗2前后两侧的槽壁上均水平设置有缝形开口21，两个所述缝形开口21用以供金属板带5沿前后方向进出所述槽斗2，所述喷砂头3设置在所述槽斗2内，且其喷砂口朝向所述金属板带5，所述喷砂头3的磨料入口与所述磨料箱4的出料口连通，所述第一料箱15、第二料箱16和第三料箱17的出料口均与所述磨料箱4内连通，所述喷砂头3均用以向所述金属板带5对应侧的表面上喷射磨料以打磨所述金属板带5表面鳞皮，所述槽斗2的下端设置有排料口，且所述槽斗2下端的排料口与所述预沉淀池11a内连通，如此可由第一料箱、第二料箱和第三料箱向磨料箱内送入分级后三种规格的磨料，而三种规格的磨料在磨料箱内进行混合，混合后的磨料经过所述喷砂头喷出以对金属板带的表面进行冲击打磨以除去鳞皮，而槽斗收集的磨料排入至预沉淀池内，并由磨料粒径动态分级装置进行重新分级，如此实现磨料循环利用，而磨料在打磨过程中
其存在磨损，故最终大粒径规格的磨料会愈来愈少，而小粒径规格的磨料会愈来愈多，这样就需要根据需要向第一料箱或直接向槽斗中补充入新的磨料，而小粒径的磨料最终会因为粒径小至经再沉淀池的出液口排出并混合在水中进行循环(当循环到固液分离器18时，所述固液分离器将水中的渣滓和细小的磨料均截留至以废渣的形式排出)。
38.其中，两个所述缝形开口的所处的水平高度一致，且二者两端齐平，缝形开口的长度略大于金属板带的宽度，这样使得金属板带能顺利的穿过两个缝形开口并实现输送。
39.如图4所示，上述技术方案中还包括第二喷射混合器6，所述水泵14的出水口和槽斗2下端的排料口通过所述第二喷射混合器6与所述预沉淀池11a内连通，所述第二喷射混合器6用以在所述水泵14泵出的水流作用下将所述槽斗2排出的磨料以射流的形式带入至所述预沉淀池11a内，如此可由第二喷射混合器来将槽斗下端排料口排出的磨料和水的混合物吸入至第二喷射混合器内并喷射至预沉淀池中进行预沉淀。
40.上述技术方案中所述第二喷射混合器6均为文丘里混料喷射器，其结构简单(第二喷射混合器的侧吸口与所述槽斗下端的排料口连通，而第二喷射混合器的进液口与所述水泵的出水口连通，所述第二喷射混合器的出液口与所述预沉淀池内连通)，且对磨料的吸入效果佳。
41.上述技术方案中所述磨料箱4的下端还设置有排空口，且所述排空口与所述槽斗2内连通，所述排空口处设置有阀门41，如此在需更换磨料粒径配比时，可通过打开阀门41来将磨料箱内的磨料全部排放至槽斗内，以将磨料箱内腾空，而槽斗内的磨料最终进入到磨料粒径动态分级装置进行重新分级。
42.上述技术方案中所述喷砂头3具有多个，所述金属板带5的上方和下方均具有所述喷砂头3，如此可有多个喷砂头共同对金属板带的上表面和下表面均进行除鳞处理。
43.优选的，所述磨料箱内还可设置搅拌桨，而搅拌桨轴部可伸出至磨料箱外并与一个驱动电机传动连接，搅拌桨和驱动电机的设置方式属于本领域的现有技术，故在此不做赘述，所述搅拌桨可对加入至磨料箱内不同规格的磨料进行混匀处理，所述第一料箱、第二料箱和第三料箱在向所述磨料箱内加入磨料时，可对三者送入至磨料箱内不同规格磨料之间的质量比可根据需要进行设定。
44.本实施例中的磨料可为钢砂，对于常规的卡车大梁、车轮以等冲压后涂装的用户，其常规热轧规格为6mm
×
qste650热轧钢卷，其进入冲压涂装之前的表面质量指标，主要有：
45.清洁度指标sa≥2.5级；
46.粗糙度指标ra≈4.0
±
1um。
47.如此，则采用混合射流进行除鳞加工时，其磨料的粒度必须按如下关键参数进行配比：
48.粒径在600
±
100um(第一料箱中磨料的粒径规格)的占比：q600＝0；
49.粒径在400
±
100um(第二料箱中磨料的粒径规格)的占比：70％＜q400＜80％；
50.粒径在200
±
100um(第三料箱中磨料的粒径规格)的占比：20％＜q200＜30％。
51.如此，在金属板带在进入槽斗内之前，第一料箱保持关闭；第二料箱和第三料箱分别持续向磨料箱内注入粒径在400um
±
100um和粒径在200um
±
100um的磨料，且两种磨料的质量比为3:1，该两种规格的磨料在磨料箱中持续混合，并向喷砂头持续输出(所述磨料在排入至所述第一料箱、第二料箱和第三料箱中时会与水流一道流入，故可在第一料箱、第二
料箱和第三料箱的下端设置与预沉降池内连通的渗水孔，此时第一料箱、第二料箱和第三料箱中的积水可经渗水孔排出至预沉降池内，其中，渗水孔处可设置滤网来截留磨料)。
52.本实施例中所述喷砂头可以类似于文献号为cn113997204a《一种射流后混合磨料的喷射装置》中所公开的喷射装置(此时喷砂头需通入高压水流以带动磨料射出，而高压水流的来可通过增设一个高压水泵来从固液分离器的出水口处取水，这样可使得磨料和水实现双循环)，其属于现有技术，在此不作赘述。其中，喷砂头将磨料箱内的磨料喷射至击打金属带板表面属于现有技术，故在此不作详述。
53.以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。

技术特征：
1.一种磨料粒径动态分级装置，其特征在于，包括预沉淀池(11a)、再沉淀池(11b)、第一旋流分离器(12)、第二旋流分离器(13)、水泵(14)、第一料箱(15)、第二料箱(16)和第三料箱(17)，所述预沉淀池(11a)用以装纳磨料和水的混合物，所述预沉淀池(11a)的出液口与所述再沉淀池(11b)内连通，所述再沉淀池(11b)的出液口和第一旋流分离器(12)的顶部出口均与所述水泵(14)的进水口连通，所述预沉淀池(11a)和再沉淀池(11b)的排渣口均与所述水泵(14)的出水口连通，所述预沉淀池(11a)的排渣口还与所述第二旋流分离器(13)的进料口连通，所述再沉淀池(11b)的排渣口还与所述第一旋流分离器(12)的进料口连通，所述第一旋流分离器(12)的底部出口与所述第三料箱(17)内连通，所述第二旋流分离器(13)的顶部出口与所述第二料箱(16)内连通，所述第二旋流分离器(13)的底部出口与所述第一料箱(15)内连通。2.根据权利要求1所述的磨料粒径动态分级装置，其特征在于，还包括固液分离器(18)，所述再沉淀池(11b)的出液口和第一旋流分离器(12)的顶部出口均与所述固液分离器(18)内连通，所述水泵(14)的进水口与所述固液分离器(18)内连通。3.根据权利要求1所述的磨料粒径动态分级装置，其特征在于，还包括两个第一喷射混合器(19)，所述预沉淀池(11a)的排渣口、水泵(14)的出水口和第二旋流分离器(13)的进料口通过一个所述第一喷射混合器(19)连通，所述再沉淀池(11b)的排渣口、水泵(14)和第一旋流分离器(12)的进料口通过另一个所述第一喷射混合器(19)连通。4.根据权利要求3所述的磨料粒径动态分级装置，其特征在于，所述第一喷射混合器(19)均为文丘里混料喷射器。5.一种金属板带除鳞总成，其特征在于，包括槽斗(2)、喷砂头(3)、磨料箱(4)和如权利要求1-4任一项所述的磨料粒径动态分级装置(1)，所述槽斗(2)前后两侧的槽壁上均水平设置有缝形开口(21)，两个所述缝形开口(21)用以供金属板带(5)沿前后方向进出所述槽斗(2)，所述喷砂头(3)设置在所述槽斗(2)内，且其喷砂口朝向所述金属板带(5)，所述喷砂头(3)的磨料入口与所述磨料箱(4)的出料口连通，所述第一料箱(15)、第二料箱(16)和第三料箱(17)的出料口均与所述磨料箱(4)内连通，所述喷砂头(3)均用以向所述金属板带(5)对应侧的表面上喷射磨料以打磨所述金属板带(5)表面鳞皮，所述槽斗(2)的下端设置有排料口，且所述槽斗(2)下端的排料口与所述预沉淀池(11a)内连通。6.根据权利要求5所述金属板带除鳞总成，其特征在于，还包括第二喷射混合器(6)，所述水泵(14)的出水口和槽斗(2)下端的排料口通过所述第二喷射混合器(6)与所述预沉淀池(11a)内连通，所述第二喷射混合器(6)用以在所述水泵(14)泵出的水流作用下将所述槽斗(2)排出的磨料以射流的形式带入至所述预沉淀池(11a)内。7.根据权利要求6所述金属板带除鳞总成，其特征在于，所述第二喷射混合器(6)均为文丘里混料喷射器。8.根据权利要求5所述金属板带除鳞总成，其特征在于，所述磨料箱(4)的下端还设置有排空口，且所述排空口与所述槽斗(2)内连通，所述排空口处设置有阀门(41)。9.根据权利要求5所述金属板带除鳞总成，其特征在于，所述喷砂头(3)具有多个，所述金属板带(5)的上方和下方均具有所述喷砂头(3)。

技术总结
本发明公开了一种磨料粒径动态分级装置及金属板带除鳞总成，磨料粒径动态分级装置包括预沉淀池、再沉淀池、第一旋流分离器、第二旋流分离器、水泵、第一料箱、第二料箱和第三料箱，预沉淀池的出液口与再沉淀池内连通，再沉淀池的出液口和第一旋流分离器的顶部出口均与水泵的进水口连通，预沉淀池和再沉淀池的排渣口均与水泵的出水口连通，预沉淀池的排渣口还与第二旋流分离器的进料口连通，再沉淀池的排渣口还与第一旋流分离器的进料口连通，第一旋流分离器的底部出口与第三料箱内连通，第二旋流分离器的顶部出口与第二料箱内连通，第二旋流分离器的底部出口与第一料箱内连通，如此可实现磨料根据粒径进行动态分级并分别储存。可实现磨料根据粒径进行动态分级并分别储存。可实现磨料根据粒径进行动态分级并分别储存。


技术研发人员：李军 李勇 杨洁
受保护的技术使用者：武汉乾冶工程技术有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/8/24