陸明煜

(寶鋼金屬有限公司,上海 200940)

抽吸裝置技術(shù)性能及技術(shù)優(yōu)勢分析

陸明煜

(寶鋼金屬有限公司,上海 200940)

本文研究的鋼管抽吸灰裝置為某公司目前承擔(dān)設(shè)計(jì)的各工程項(xiàng)目中必須配置的關(guān)鍵設(shè)備。掌握以上成套設(shè)備的核心技術(shù),在加強(qiáng)公司在熱處理、精整和管加工生產(chǎn)線的成套優(yōu)勢、提高效益和增強(qiáng)核心競爭力方面意義重大。

抽吸裝置 性能 技術(shù)優(yōu)勢

國內(nèi)鋼管企業(yè)普遍采用的傳統(tǒng)吹吸灰裝置大多是開式結(jié)構(gòu)，在鋼管兩端分別封堵，然后一段吹氣、一段吸氣，該生產(chǎn)工藝存在單根鋼管處理周期長，不易密封等缺點(diǎn)，目前寶鋼無縫鋼管廠06管端檢驗(yàn)區(qū)采用的就是此結(jié)構(gòu)，另一種結(jié)構(gòu)就是采用此前從德國引進(jìn)的“三級上料”結(jié)構(gòu)，該抽吸裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備故障率高、且該種抽吸裝置只能采用側(cè)進(jìn)端出，在設(shè)備工藝布置較復(fù)雜。目前寶鋼無縫鋼管廠09區(qū)探傷區(qū)抽吸灰就采用該結(jié)構(gòu)。

某項(xiàng)目基于解決上述抽吸裝置存在的生產(chǎn)周期長，不易密封，設(shè)備故障率高等缺點(diǎn)，提出了一種新型的抽吸裝置。如(圖1)所示，可用于鋼管外徑Ф51mm～Ф180mm、鋼管長度6000～12700mm的鋼管的吸灰除塵。其主體結(jié)構(gòu)采用側(cè)進(jìn)側(cè)出式入、出料，抽吸腔上下密閉，一段吹氣，另一端吸氣，上蓋垂直開合，下腔分三個工位：接料位、抽吸位、出料位。

1 工藝描述

生產(chǎn)線設(shè)備輔機(jī)將鋼管輸送到上料短臺架上，吸灰的鋼管到達(dá)入口臺架的等待工位(按吹灰端對齊)，檢測裝置檢測到有料時，同時吹吸灰腔內(nèi)沒料，吹吸灰腔的下腔槽通過油缸動作至接料位后發(fā)出給料信號，上料翻料板動作將鋼管翻起后滾動進(jìn)吹吸灰下腔槽。下腔槽通過油缸動作至吹吸灰工作位，吹吸灰上腔蓋下降與下腔槽扣合并發(fā)出信號，吹氣系統(tǒng)電磁閥動作開始吹氣，經(jīng)過2～6秒后，吹氣系統(tǒng)電磁閥關(guān)閉，吹吸灰上腔蓋打開到位，吹吸灰下腔槽通過油缸動作將鋼管翻滾出料，然后回到中位，等待下一循環(huán)。工作期間，吸灰系統(tǒng)處于常開狀態(tài)。連續(xù)生產(chǎn)時，機(jī)組的各種設(shè)備在計(jì)算機(jī)的控制下協(xié)調(diào)動作，能夠達(dá)到較高的生產(chǎn)率。本吹吸灰裝置組具有手動控制和自動控制兩種工作方式。采用自動工作時，手動優(yōu)先。

圖1 鋼管抽吸裝置示意圖

圖2 抽吸裝置斷面圖

2 設(shè)備組成及技術(shù)規(guī)格

2.1 抽吸裝置的原料規(guī)格

鋼管外徑：Ф51～Ф180mm;鋼管壁厚：6～12.7mm;鋼管長度：6000～12700mm;鋼管單根最大重量為850kg，鋼管溫度：常溫。

2.2 抽吸裝置的總體概述

本抽吸裝置采用側(cè)進(jìn)側(cè)出式入、出料，抽吸腔上下密閉，一段吹氣，另一端吸氣，上蓋垂直開合，下腔分三個工位：接料位、抽吸位、出料位。位。具體設(shè)備布置如圖2所示。

2.3 抽吸裝置過程描述

待抽吸的鋼管到達(dá)入口臺架的等待工位(按吹灰端對齊)，檢測裝置檢測到有料時，同時抽吸槽內(nèi)沒料，抽吸裝置的下槽通過液壓缸動作至接料位后發(fā)出給料信號，上料翻料板動作將鋼管翻起后滾動進(jìn)抽吸裝置下槽。下槽通過液壓缸動作至抽吸裝置工作位，抽吸裝置上槽蓋下降與下槽扣合并發(fā)出信號，吹氣系統(tǒng)電磁閥動作開始吹氣，經(jīng)過2～5秒后，吹氣系統(tǒng)電磁閥關(guān)閉，抽吸裝置上槽打開到位，下槽通過液壓缸動作將鋼管翻滾出料，然后回到中位，等待下一循環(huán)。工作期間，吸灰系統(tǒng)處于常開狀態(tài)。鋼管抽吸節(jié)奏時序圖如圖3。

連續(xù)生產(chǎn)時，抽吸裝置的各種設(shè)備在計(jì)算機(jī)的控制下協(xié)調(diào)動作，能夠達(dá)到較高的生產(chǎn)率。本抽吸裝置組具有手動控制和自動控制兩種工作方式。采用自動工作時，手動優(yōu)先。

2.4 吹氣系統(tǒng)

吹氣系統(tǒng)工作原理為：當(dāng)鋼管進(jìn)入抽吸裝置的密封腔就位后，電磁閥自動打開開始吹氣。根據(jù)工藝要求，吹氣時間為2～5秒鐘。吹氣裝置主要包括：噴頭、電磁閥、電動流量閥和儲氣罐等。

2.5 吸灰系統(tǒng)

圖3 鋼管抽吸節(jié)奏時序圖

本項(xiàng)目為單線處理吸氣方式。即每套抽吸裝置靠近吸氣口處均設(shè)一臺多管旋風(fēng)除塵器，作為第一級除塵器它主要用來捕集≥15μ m的粉塵。經(jīng)過一級除塵器后的污染空氣，經(jīng)由一根母管接至袋式除塵器，作為第二級除塵器它主要用來捕集15μm以下的粉塵，然后再由主風(fēng)機(jī)將經(jīng)過兩級除塵凈化后的氣體達(dá)標(biāo)排放。吸氣系統(tǒng)的主要設(shè)備有：多管旋風(fēng)除塵器、袋式除塵器、離心式引風(fēng)機(jī)和風(fēng)管等。吸氣系統(tǒng)的工作方式為常開運(yùn)行。

2.6 抽吸裝置設(shè)備本體

抽吸裝置主要由導(dǎo)向架、下活動裝置、上活動裝置、平衡裝置、雙行程液壓缸、吸灰管、噴嘴座裝置等組成。主要特點(diǎn)如下：下活動裝置剛性好，耐沖擊。位置由雙行程液壓缸控制，液壓缸兩端帶有可調(diào)緩沖;上活動裝置設(shè)有平衡系統(tǒng)，通過液壓缸實(shí)現(xiàn)同步平穩(wěn)動作，結(jié)構(gòu)上得到進(jìn)一步加強(qiáng)導(dǎo)向架為四立柱緊定結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性好，上蓋腳座以四立柱為導(dǎo)向上下滑動;上活動裝置為斜拉式橋架結(jié)構(gòu)噴嘴座位置可調(diào)，與噴嘴連接快速方便。

3 產(chǎn)品創(chuàng)新優(yōu)勢及對比分析

在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)之上，提出了多項(xiàng)改進(jìn)措施，具體技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)如下：抽吸裝置下腔槽剛性好，耐沖擊。下腔槽位置由雙液壓缸控制，液壓缸兩端可調(diào)緩沖，有效的減少了沖擊;吸氣端采用氣缸控制的活動端板結(jié)構(gòu)，消除了吸氣端間隙，避免抽吸系統(tǒng)的吸力損失;抽吸裝置上槽蓋設(shè)有平衡系統(tǒng)，通過液壓缸實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)動作，結(jié)構(gòu)上得到進(jìn)一步加強(qiáng);吹氣端設(shè)有消聲裝置，可適當(dāng)降低噪聲;除塵系統(tǒng)采用二級除塵，使排放符合國家標(biāo)準(zhǔn)。下面分別就雙液壓缸結(jié)構(gòu)及活動端板結(jié)構(gòu)兩種創(chuàng)新與現(xiàn)有設(shè)備分別做詳細(xì)的對比分析。

3.1 雙液壓缸緩沖結(jié)構(gòu)

國內(nèi)少數(shù)設(shè)備商在開發(fā)出有別于德國MEER結(jié)構(gòu)的吹吸灰后，下槽翻轉(zhuǎn)采用的結(jié)構(gòu)為三工位液壓缸結(jié)構(gòu)，采用該種結(jié)構(gòu)的液壓缸，可以實(shí)現(xiàn)將下槽運(yùn)動至三個不同的工位要求，該三工位液壓缸雖然能實(shí)現(xiàn)下槽三工位要求，但是由于本身結(jié)構(gòu)限制，液壓缸中位無法設(shè)置緩沖，造成了下槽在中位停止時，設(shè)備沖擊較大，造成液壓缸活塞桿彎曲甚至斷裂。

針對三工位液壓缸由于自身結(jié)構(gòu)限制所帶來的吹吸灰故障率高，沖擊大，提出了雙液壓缸結(jié)構(gòu)，該種雙液壓缸有兩個標(biāo)準(zhǔn)液壓缸尾部與尾部相連，可實(shí)現(xiàn)液壓缸控制吹吸灰下槽運(yùn)動至在三個不同工位的要求。同時，由于采用標(biāo)準(zhǔn)液壓缸結(jié)構(gòu)，液壓缸兩端及中間均有可調(diào)緩沖結(jié)構(gòu)，有效的減少設(shè)備由于生產(chǎn)節(jié)奏快帶來的沖擊問題。目前從寶鋼無縫鋼管廠精整線已經(jīng)投產(chǎn)的吹吸灰設(shè)備運(yùn)行半年多來，沒有發(fā)生液壓缸設(shè)備故障問題。

3.2 活動端板結(jié)構(gòu)

國內(nèi)設(shè)備商吹吸灰為消除吸氣裝置與上、下槽之間的運(yùn)動干涉，犧牲整個吹吸灰裝置的抽吸能力為代價(jià)的。其采用的方式是吸氣裝置吸管與上下槽之間設(shè)置約10mm的間隙。這就導(dǎo)致了整個抽吸裝置的抽吸能力嚴(yán)重下降。為滿足鋼管抽吸需要，只能增加抽吸裝置中除塵設(shè)備的能力，從而提高了設(shè)備的總功率，造成設(shè)備能耗的提高。

針對為消除吸氣裝置與上、下槽之間的運(yùn)動干涉從而采用吸氣裝置吸管與上下槽之間設(shè)置約10mm的間隙的方式，提出了活動端板結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)有兩個氣缸控制端部吸管與上下槽的貼合，吸管尾部與除塵裝置采用活結(jié)結(jié)構(gòu)。當(dāng)上下槽運(yùn)動時候，氣缸控制端部吸管回退至零位，當(dāng)進(jìn)行鋼管抽吸時，氣缸控制端部吸管貼合上下槽端部，從而消除間隙，提高了抽吸能力。

4 結(jié)語

綜上所述，本套設(shè)備通過技術(shù)創(chuàng)新，與國內(nèi)外抽吸裝置相比，在原理、結(jié)構(gòu)、性能等方面有較大的創(chuàng)新突破。另外本設(shè)備的活動端板結(jié)構(gòu)已準(zhǔn)備申請國家專利。如獲批，將進(jìn)一步擴(kuò)大與其他設(shè)備供應(yīng)商的技術(shù)優(yōu)勢。

[1]王洪權(quán),劉艷芝,吳國學(xué).真空抽吸裝置的運(yùn)行分析[J].內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào),2012(02).

[2]邱振波,高富榮,郭翠.水力自動真空抽吸裝置研究[J].電力科學(xué)與工程,2013(07).