高效节能环保液压管件酸洗装置.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ， NO ． 0 8 ． 2 0 1 3 高效节能环保液压管件酸洗装置 陈国安 ， 傅香如 ， 范天锦 En e r g y e f fi c i e nt a nd En v i r o n me n t f r i e n d l y Pi c k l i n g De v i c e f o r Hy d r a u l i c Pi pe s C HE N G u o - a n 。 ， F U Xi a n g - r u 。 ， F A N T i a n - j i n 1 ． 工程兵学 院， 江苏 徐州2 2 1 0 0 4 ； 2 ． 徐州天地重型机械制造有 限公司， 江苏 徐州2 2 1 1 1 6 摘要 该 文针对现有毛坯管件酸洗方法存在 的不足 ， 设计 了一种高效节能环保液压管件 酸洗装置 ， 介绍其基本结构组成和工作原理 。 关键词 液压 油管 ； 酸洗 ； 装置 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 B 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 8 0 0 7 7 0 2 O 引 言 毛坯管清洗是对其进行冷轧或冷拔工艺前 的首道 工序 ．清洗 的好坏直接影响冷轧或冷拔后钢管 内外表 面的质量 如光洁度 、 缺陷、 成份等 。目前 ， 主要采用酸 液浸泡法对液压管件进行清洗 ．虽然也能在一定程度 上清除其表面的锈蚀物 。 但 由于清洗 的酸液不能流动 。 也存在如下不足 ①对锈蚀物的清除不彻底； ②无法清 除不与酸液发生化学反应的附着物； ③酸洗效率低； ④ 难 以掌握 浸泡的时间 ， 要 么酸洗 过度 ， 要 么酸洗 不足 ； ⑤耗能高， 环保性差。因此。 作者设计了一种清洗酸液 可流动 、 清洗效率 高、 环保性好 、 适用于高精度液压管 冷轧或冷拔前预处理的酸洗装置 1 酸洗装置简介 图 1 所示为作者设计 的高效节能环保液压管件酸 洗装置 ，它主要包括酸洗槽总成 、酸洗液循环驱动装 置 、 支架总成 、 电控系统 、 加热器 l 5 、 酸洗液 9等 。酸洗 槽总成包 括酸洗槽 1 0 、 沉渣框 1 1 、 回流管 1 4 、 浮 子 7 、 滤网 1 3 ；其 中酸洗槽 1 O为总体上呈长方形的耐酸槽 ， 其两端 下部下 凹． 两端下 凹槽部之 间通过 回流管 l 4连 通起来 ． 并 在回流管 1 4的左端部装有滤 网 1 3 。 沉渣框 1 1 设置在酸洗槽 1 0的左侧凹槽 内 酸洗液 9注入酸洗 槽 1 O内 ． 浮子 7呈球状 浮在酸洗液 的液面上 ， 浮子 的 数量及其直径大小与酸洗液液面面积相匹配 ．即确保 浮子能将整个液面盖住 。酸洗液循环驱动装置包括电 动机 1 、 耐酸泵 2 、 过滤器 1 6 、 分 配器 4 、 喷嘴 5 、 快速接 头 3及连接管路 ．电动机 1通过联轴器与耐酸泵 2相 连接 ． 耐酸泵 2可根据需要设置为单泵或双泵 ． 其进液 收 稿 日期 2 01 3 - 0 2 2 5 作者简介 陈国安 1 9 6 3 一 ， 男 ， 湖南安化人 ， 副教授 ， 博 士， 主要从事工程摩 擦学 、 液压技术 、 工程机械等的教学和科研工作。 口通过过滤器 1 6和管路与酸洗槽 l 0的右 凹槽相 连 ． 其 出液 口通过快速接头 3与分配器 4相连通 分配器 4 上装设有多个喷嘴 5 ． 喷嘴 5的数量及各喷嘴之间的相 对位置与固定在支架 总成上的被酸洗管 6的数量和相 对位置相对应 。支架总成包括支架 8和被酸洗管固定 装置 ， 支架 8选材为耐酸塑料 ， 其数量为 2个或 3个 。 被酸洗管 6通过耐酸螺钉固定在各支架 8上 ．两侧 的 支架 8的上部装有用于起 吊用的吊钩 加热器 1 5置于 酸洗槽 1 0的右侧 凹槽 内 ， 通过管路 、 控制 阀与蒸汽锅 炉相连。 电控系统包括 电动机 1 起／ 停控制装置 、 温度显 示与传感器 1 2 、 时间控制器 1 7 。 根据温度传感器 1 2感 应的温度信号来 控制加热器 1 5中蒸汽的通断 ． 根据时 间控制器 1 7所设 置的酸洗时间来控制 电动机 1的起／ 停 ， 并声音提示将支架总成连同被酸洗管 吊出。 吊钩 1 0 l l 1 一 电动 机2 一 耐 酸 泵3 一 快 速 接 头4 一 分 配 器5 一 喷 嘴6 一 被 酸 洗 管 7 一 浮子8 一 支架9 一 酸洗液 1 O 一 酸洗槽l 1 一 沉 渣框 1 2 一 温度显示与传感器1 3 一 滤网 1 4 一回流管 1 5 一 加热器 1 6 一 过滤器1 7 一 时间控制器 图 1 酸洗装置原理简图 2 酸洗装置工作原理 实施酸洗工艺之前 ． 首先打开控制 阀将蒸汽引入加 热器 1 5之 中．使酸洗槽 1 0的酸洗液加热至所需 的温 度。对液压管进行酸洗时 ， 将各被酸洗管 6固定在支架 总成上 ， 并将 喷嘴 5插入被酸洗管的右端部 ． 连同分配 器 4 、 快速接头 3及其连接管路等一起通过起 吊装置吊 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 01 3年 第 0 8期 装放入酸洗槽 1 0的中部 。之后将耐酸泵 2出 13处的管 路与快速接头 3连接好 。 这时启动 电动机 1 ， 使酸洗液 经过被酸洗管 6的内外表面而流动 达到预先设置的时 间后 ． 电控系统 自动进行声音提示 ， 使电机 1 停转 ， 将耐 酸泵 2出口处的管路从快速接头 3处断开 ． 之后将支架 总成连同被酸洗管 吊出。 3 结论 本文设计的酸洗装置 ． 由于采用酸液输送泵实现清 洗液 的循环流动 ， 可有效提高酸液浓度的均匀性 ． 从而 有效提高了清洗效率和清洗质量 由于在酸洗槽里加设 了能基本覆盖整个液面的一定数量 的耐酸塑料球 ． 极大 减小酸液挥发对环境的污染 由于在酸洗槽 内装设 的加 热器通过封闭循环的蒸汽实施加热 ． 避免了直接将蒸汽 通人酸洗液中所引起的酸雾污染 ； 另外 ， 由于加装 了可 根据被处理液压管件控制清洗时间 ． 可避免出现酸洗过 度或 不 足 的问题 参考 文 献 [ 1 】 范天锦 ， 陈国安 ， 孙 兆松． 一种高效节 能环保液压管件 酸洗装 置『 P ] ． 中国专利 2 0 1 1 1 0 1 9 1 6 0 7 ． 9 ． 上接第 2页 讲 ， 输入压力变化时 ， 输 出压力应保持不变 。流量特性 是指输入压力为定值 时．输出压力随输 出流量变化 的 特性 。流量特性主要看当输出流量有变化时 ． 所调定 的 输出压力是否在允许的范围 内变化 。灵敏度是精密减 压 阀区别于普通减压 阀的最直观和本质 的性能参数 ． 是评价精密减压 阀好坏的最重要指标之一 国 内企业研发人员在开发精密减压 阀产 品时 ． 通 常参照某一种或几种同类型 的精密减压阀产 品．这就 要求技术人员首 先应掌握阀的基本原理 ．剖析透彻现 有精密减压 阀之所 以采用各种结构 、 工艺 、 材料等的深 层次原 因．在此基础上开发适合 自身企业的减压 阀产 品 ， 从 而探索更进一步的创新和改造 。因此 。 建议精密 减压阀改进设计时重点考虑以下问题 1 首要提高精度和灵敏度 。其输出压力调节精度 要求高 ， 所 以为保持压力恒定 ， 需考虑结构 、 材料等各 种因素 的影响 ．通过平衡受力分析可知有效受压面积 越大 ， 阀 口面积越小 ， 调压特性越好 ， 一般可 以增大膜 片有效面积保证精度 ． 同时改善弹簧刚度和回弹性 ． 均 能获得较好的调压效果 2 防止减压阀发生振动现象。在精密减压阀使用 或开发过程中 ． 通常很容易产生振动现象并伴 随噪声。 振动通 常有阀体整体振动和阀芯振动 ． 因此 ． 在提升精 度和稳定性时 ．应考虑膜片直径大小与气体阻尼或负 载阻尼的适应性 。采用大直径膜 片、 运动件容易超调 。 阀体内出现热动能交替转换，若无足够 的负载阻尼 ． 阀 体也会产生振动和噪声 。 3 材料 和工艺改进 ， 需 选取减 压 阀零 件 的材 料 如铝合金 、 锌合金 、 钢结构 、 塑料等 和合适的加工工 艺 压铸 、 冷冲等 ， 在符合环保要求的 同时 ， 确保零 件 的加工要求和装配质量 。 对精密减压阀开发。 国内外通常采用以下研究方法 以机械学、 气体热力学、 流体传动、 流体力学、 建模仿 真技术等多学科交叉为基础 ， 将理论分析、 数值仿真和实 7 8 验验证相结合来开展精密减压阀的特性研究。 首先． 建立 精密减压阀完整的数学模型。 建立阀13流量方程、 气体状 态方程、 连续性方程、 主阀芯力平衡方程和导阀可变节流 可动部件力平衡方程等， 分析阀腔容积 、 阀腔间节流、 阀 芯质量、 压力敏感元件的结构和材料、 阀口的型式等对减 压阀稳定性的影响； 分析膜片的受压面积、 弹簧的刚度等 对减压阀精度的影响，探求各参数对压力精度和稳定性 的影响规律。然后根据理论模型的仿真分析结果修正设 计， 开发稳定的、 压力恒定的精密减压阀。最后对精密减 压阀开展各种动态特性测试试验 ， 诸如压力特性测试 、 流 量特性测试 、 溢流特性测试和可调节压力范围。 对新开发 的精密减压阀的性能进行评估 ．并将结果反馈到阀的研 制工作中。对理论模型、 阀结构和控制参数进行改善， 总 结出一套精密减压阀的设计与测试方法 4 结束语 本文简要介绍了精密减压 阀的结构特点 ．详 细阐 述了国内外公 司和科研 院所开发精密减压 阀的研究现 状 和重点产 品。 介绍 了其几个关键特性参数 ． 继而提出 精密减压阀在设计 时应考虑精度 、 灵敏性 、 稳定性和材 料等方面的改进要求 ．并探讨 了减压阀研究时通常采 用 的研究 方法 。 参 考 文 献 【 1 ]1 S MC 国 有限公司． 现代实用气动技术[ M 】 ． 北京 机械工业 出版社． 2 0 0 8 ． [ 2 】 A MI N I A， O WE N I ． A P r a c t i c a l S o l u t i o n t o t h e P r o b l e m o f N N o i s e a n d V i b r a t i o n i n a P r e s s u r e - R e d u c i n g V a l v e [ J ] ． E x p e ri me n t al T h e r m al a n d F l u i d ， 1 9 9 5 ， 1 1 3 6 - 1 4 1 ． [ 3 ] 李玉华． 精密减压阀的研制[ J ] ． 液压与气动， 1 9 9 0 ， 2 2 1 2 3 ． [ 4 ] 王祖温， 包钢， 王建宇． 精密减压阀振动现象的仿真分析[ J ] ． 机 床与液压， 2 0 0 1 ， 2 3 4 3 5 ． 『 5 1 李宝仁， 杨钢， 杜经 民． 高压 随动 压力控制 阀动态性 能 的仿 真 研究【 J 】 ． 华中理工大学学报， 1 9 9 8 ， 7 2 4 2 6 ． [ 6 ] 梁春成． 智能化薄膜减压阀的研究[ J ] ． 阀门， 2 0 0 1 ， 4 2 5 2 6 ．