磨料水射流钢丝除锈生产线的制作方法

本发明涉及水射流除锈领域，特别是涉及一种磨料水射流钢丝除锈生产线。

背景技术：

金属制品钢丝生产中的除锈工艺，大多数企业还停留在酸洗处理阶段。酸洗是用化学方法去除金属表面氧化铁皮的方法，在一些金属（如不锈钢）的酸洗中，混酸酸洗（hf+hno3)被广泛采用。而在混酸酸洗的过程中，会产生大量的nox废气，如果不经过适当的处理和净化，会严重污染环境。在各地十面“霾”伏、河流污染、土地污染的严峻形势及舆论环保压力下，国家强力治污的决心越来越强烈。这对于依旧采取酸洗工艺除锈的企业来说，其环保压力会越来越大。尽快选用新的、绿色环保的除锈工艺设备，已经到了迫在眉睫的地步。

目前常见的除锈工艺有化学除锈、机械除锈、喷（抛）丸除锈、高压水射流除锈和磨料水射流除锈等几种，这几种除锈方式各有优缺点。磨料水射流是目前研究最深入、应用最广泛的射流技术，其经济性和适应性最好。磨料水射流指在高压水射流中加入了磨料颗粒形成的固液两相介质射流。根据磨料的引入方式不同，磨料水射流可以分为前混合式、后混合式（也称引射式）磨料射流。磨料水射流是在水射流技术的基础上发展起来的一种高效射流技术，具有工作压力低、效率高、无污染等优点，因而得到了广泛的关注和应用。

在中国专利200910044036.9和中国专利201310122900.9中，皆提到了一种高压水射流喷砂表面清理技术，而且水和磨料可循环使用，但现有技术中的被喷工件为板材和管材，没有特别考虑到线材的一些属性，如由于线材柔性度高而造成被冲击后出现较大变形，且线材本身直径较小，一旦受冲击跳动，将无法继续有效地被磨料水射流除锈。

技术实现要素：

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种针对线材且除锈效率更高的磨料水射流钢丝除锈生产线。

为了实现上述目标，本发明提供的一种磨料水射流钢丝除锈生产线，依序包括放线装置、校直装置、除锈装置和收线装置，放线装置用以放置待除锈的钢丝，校直装置用以对自放线装置而来的钢丝进行校直，除锈装置用以对经校直的钢丝进行除锈，收线装置用以将经除锈的钢丝收起，除锈装置包括喷射部、高压水供给部、磨料供给部、水循环系统、磨料循环系统和水砂分离部，喷射部分别与高压水供给部及磨料供给部连通，喷射部设置于水砂分离部的上方，水循环系统连通于高压水供给部和水砂分离部之间，磨料循环系统连通于磨料供给部和水砂分离部之间，喷射部包括环绕钢丝设置的至少一对喷头，每对喷头相对于钢丝对称设置，每个喷头的输入端皆连通于该高压水供给部及磨料供给部，每对喷头的输出端对应的喷射方向与钢丝相交于同一处。

较佳地，喷射部包括多对喷头，该多对喷头在环绕钢丝的圆周方向上均匀分布。进一步地，多对喷头的数量为4个或6个。

较佳地，每个喷头具有自其输入端贯穿至其输出端的喷腔，该输入端的端部横截面积大于该输出端的端部横截面积，该喷腔的开口面积自该输入端向该输出端逐渐变小。进一步地，喷腔的横截面为椭圆形，喷腔的纵截面为梯形或碗形。或者进一步地，输出端具有椭圆形出射口。该椭圆形出射口的长轴方向平行于钢丝的延伸方向。

较佳地，高压水供给部包括高压泵和多条高压管路，该多条高压管路分别连通于该高压泵和该至少一对喷头之间，该至少一对喷头中的每个喷头与该高压泵之间的高压管路的距离皆相等。

较佳地，磨料供给部包括磨料储备箱和多条负压管路，该多条负压管路分别连通于该磨料储备箱和该至少一对喷头之间，该至少一对喷头中的每个喷头与该磨料储备箱之间的负压管路的距离皆相等。

较佳地，每个喷头的材料为高硬度合金。

与现有技术相比，本发明的磨料水射流钢丝除锈生产线根据线材受冲击时跳动较大的特点，利用在工件圆周上均匀分布的成对喷头以及喷头结构的合理设计，极大地提高了磨料水射流钢丝除锈的工作效率。

附图说明

图1为本发明一实施例的磨料水射流钢丝除锈生产线的示意图。

图2为本发明一实施例的多对喷头的分布示意图。

图3a为本发明一实施例的喷头的正视图。

图3b为本发明一实施例的喷头的俯视图。

图3c为本发明一实施例的喷头的仰视图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请结合参见图1和图2，图1为本发明一实施例的磨料水射流钢丝除锈生产线100的示意图，图2为本发明一实施例的多对喷头的分布示意图。

磨料水射流钢丝除锈生产线100依序包括放线装置10、校直装置20、除锈装置30和收线装置40，放线装置10用以放置待除锈的钢丝，校直装置20用以对自放线装置10而来的钢丝进行校直，除锈装置30用以对经校直的钢丝进行除锈，收线装置40用以将经除锈的钢丝收起。

除锈装置30包括喷射部1、高压水供给部2、磨料供给部3、水循环系统4、磨料循环系统5和水砂分离部6，喷射部1分别与高压水供给部2及磨料供给部3连通，喷射部1设置于水砂分离部6的上方，水循环系统4连通于高压水供给部2和水砂分离部6之间，磨料循环系统5连通于磨料供给部3和水砂分离部6之间。利用磨料水射流的除锈装置30主要有两个循环处理和一个高效分离组成，水循环系统4和磨料循环系统5这两个循环分别通过高压水供给部2和磨料供给部3在喷射部1内交汇，生成高速磨料水射流冲击钢丝表面，再经过水砂分离部6将水和磨料分离并分别进入各自的下一个循环；磨料一般选用可重复利用的钢砂。

喷射部1包括环绕钢丝设置的至少一对喷头11，每对喷头11相对于钢丝7对称设置，每个喷头11的输入端皆连通于高压水供给部2及磨料供给部3，每对喷头11的输出端对应的喷射方向与钢丝7相交于同一处。

请继续参见图2，喷射部1包括多对喷头11，多对喷头11在环绕钢丝7的圆周方向上均匀分布。优选地，多对喷头11的数量为4个或6个，以图2为例展示了3对喷头11，但本发明并不以此为限。

请结合参见图3a、图3b和图3c，图3a为本发明一实施例的喷头11的正视图，图3b为本发明一实施例的喷头11的俯视图，图3c为本发明一实施例的喷头11的仰视图。每个喷头11具有自其输入端111贯穿至其输出端112的喷腔110，输入端111的端部横截面积大于输出端112的端部横截面积，喷腔110的开口面积自输入端111向输出端112逐渐变小。优选地，喷腔110的横截面为椭圆形，喷腔110的纵截面为梯形或碗形。

在一实施例中，输出端112具有椭圆形出射口113。优选地，椭圆形出射口113的长轴方向平行于钢丝的延伸方向，也即椭圆形出射口113的短轴方向垂直于钢丝的延伸方向。由于钢丝的直径较小，且椭圆形出射口离钢丝的距离较近，如此设计可使磨料水射流更集中于钢丝表面，既增强了射流冲击力，还减少了射流浪费，从而进一步提升磨料水射流钢丝除锈的工作效率。

在一实施例中，高压水供给部2包括高压泵21和多条高压管路22，多条高压管路22分别连通于高压泵21和至少一对喷头11之间，至少一对喷头中的每个喷头11与高压泵21之间的高压管路22的距离皆相等。在实际应用中，高压泵21主要作用是为生产线提供高压水，核心部件是高压发生器，根据工况可选择额定流量70升/分，额定压强为50mpa的直驱泵。高压管路22是连接高压泵21和喷头11的通道，多喷头协同工作要求高压管路22布局合理。磨料供给部3包括磨料储备箱31和多条负压管路32，多条负压管路32分别连通于磨料储备箱31和至少一对喷头11之间，至少一对喷头中的每个喷头11与磨料储备箱31之间的负压管路32的距离皆相等。本发明既要保证磨料及时足量供给至各个喷头，还要保证每对喷头的喷射压力基本一致，以抑制钢丝受冲击时的跳动。

在一实施例中，每个喷头11的材料为高硬度合金，以耐冲击而提高寿命。

本发明的磨料水射流钢丝除锈生产线根据线材受冲击时跳动较大的特点，利用在工件圆周上均匀分布的成对喷头以及喷头结构的合理设计，极大地提高了磨料水射流钢丝除锈的工作效率。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。