行切削加工、对旋流管本体长度剪截、对旋流管本体端部连接头加工、进流口开钻等等，最终得符合设计要求的成品旋流管本体(如图3所示)。
[0035]上述以工程塑料为原料的油水分离旋流管的成型模具2 (即成型方法中步骤I)所述成型模具)包括底座11、外模13和芯模14，它们均采用不锈钢材质成型。其中，底座11为平板状，具有平整的顶面和底面；底座11的直径大于外模13的内径尺寸，且底座11的顶面具有匹配外模13和芯模14端面结构、用于插装固定外模13和芯模14的榫槽(或榫头)。
[0036]外模13为筒形结构，其长度大于设计的旋流管本体的长度，且外模13的内径应大于(也可以是等于)设计的分离腔尺寸(对应部位)和设计的旋流管本体厚度之和。外模13的一端端部具有对应、匹配底座11上榫槽(或榫头)的榫头(或榫槽)。外模13通过端部的榫接结构轴向插装固定在底座11上，外模13的底端端面与底座11的顶面紧密结合。为了脱模方便，可以考虑将外模13的内壁设置一定的锥度。
[0037]芯模14为锥状结构，其锥形尺寸应当对应、匹配设计的旋流管本体的分离腔尺寸(当然，依据所浇铸工程塑料的收缩特性，应对芯模14进行与之匹配的放大或缩小)，即芯模14的外轮廓应当对应、匹配所设计旋流管本体2的分离腔3结构，且要求芯模14的外壁面光滑平整、无凹凸缺陷。芯模14的有效长度至少等于上述外模13的有效长度。芯模14的小端端面具有对应、匹配底座11上榫槽(或榫头)的榫头(或榫槽)。芯模14通过端部的榫接结构轴向穿装在外模13内、且插装固定在底座11上，芯模14的底端端面与底座11的顶面紧密结合，以此使芯模14的大端端面朝上(当然，也可以转换倒置)；为了方便操作(包括插装固定芯模14或脱模等)，前述芯模14的大端端面上设有轴向延伸的操作手柄15，该操作手柄15延伸出外模13的高度。
[0038]以此，上述底座11、外模13和芯模14之间组成盲孔状的环空模腔12，该环空模腔12与所设计的旋流管本体2的筒形结构相对应，环空模腔12用于浇铸工程塑料，使工程塑料熔浆在内静置反应至凝固成型。
[0039]上述成型模具2还可以采用其它结构，例如省掉底座，将外模设置成盲孔结构并在盲孔端设置插装固定芯模的结构即可。
[0040]依据上述技术措施，本发明所成型的旋流管与现有其它材料所成型的旋流管，进行了磨蚀寿命的试验研宄(室内)，现结合附图对试验研宄作下述详细说明。
[0041]1.室内试验研宄的目的
为解决旋流管在含砂条件下的磨损问题，必须研制出适合液-液旋流器工作环境的耐磨、耐蚀材料。为筛选出耐磨性较好的材料成分及材料组织，除了对这些材料进行机械性能测试外，更重要的是对它们的耐磨蚀性能进行试验，从中初步筛选出耐磨性能最佳的材料。
[0042]2.试验研宄方法及试验流程
一般材料的磨损试验，先将材料制成专门的标准小试件，然后采用射流冲击试件或试件在磨料液中旋转等方法。这种标准的材料试验方法，无法精确地模拟旋流器内的液流旋转速度，准确地说不能全面、正确的模拟液-液旋流器内旋流管的实际工作状态，因此，无法获得旋流管的实际磨损特征。为此，我们按照旋流器性能试验台的要求设计磨损试验台。试件为旋流管实物，试验液为专门配制的磨料液(自来水与砂子按体积比配制)，其体积含砂率1%、3%、5%、10%。磨料液通过泵提升后，达到旋流管正常工作时的压力和流量。经过一段时间运转后，将旋流管拆下检查其磨损情况，测定其磨损量。当样管出现明显严重磨损时，停止试验。
[0043]I).旋流管的磨损寿命试验方法
为使材料的磨损发生条件与实际情况接近，把按照同一结构尺寸制作不同材料的旋流管试件，依次安装在寿命试验台架上。在对不同材料进行试验时，要求流量、压力等各操作条件一致，而且试验初始的磨料液含砂浓度和粒度也保持一致。
[0044]在每次材料试验之前，测量旋流管内表面粗糙度，以便与它们磨蚀后的变化进行比较。
[0045]在试验时，含砂液经过提升泵、液-液旋流器及管路系统切向流入和抽出混合罐内，并在混合罐中形成旋流，以防止砂子在罐底沉淀。试验过程中，定时补充自来水和砂子，定期测量含砂液的浓度和粒度。通过改变搅拌器的搅拌强度控制含砂液的浓度，固液分离旋流器控制粒度。
[0046]取常用的lCrl8Ni9Ti不锈钢旋流管为标准试件。将其它材料试件的磨损量与标准试件的比值作为耐磨性指标。
[0047]2).试验流程如图4所示:图中代号4表示为油水分离旋流器(单根旋流管)、5表示为提升泵、6表示为磨料液储存混合罐、7表示为固液分离旋流器(粒度控制用)、8表示为排砂池、9表示为液流控制阀、10表示为取样控制阀。
[0048]3.试验材料的基础数据及试验结果的处理方法 I).磨料液中砂子的粒度分布
一般采出液中采出砂的粒径在0.02?0.45mm之间。本试验磨料液中砂子(主要成分为石英砂)的粒度分别为粗砂0.84?1.6mm (20?10目)、中砂0.23?0.4mm (70?40目)、细砂0.043?0.05 (320?270目)三种；其硬度为莫氏硬度5?7级。
[0049]2).试验数据的处理方法
为消除试验数据的误差，取同一材料的两个试件在同一试验参数下的试验结果的平均值作为计算终值。
[0050]采用回归分析法处理试验数据。由于事先无法推知旋流管磨损量与其它变量之间关系的函数类型，只能根据试验数据和散点图的分布形状及特点，选择出合适的曲线(或直线)来拟合这些数据。根据曲线形状假设出函数关系式，然后采用最小二乘法进行处理，得到回归方程，即得到了旋流管磨损量与其它变量之间关系的函数关系式。
[0051]4.试验结果与分析 I).磨损时间与磨损量的关系
不同材料的旋流管磨损量与磨损时间的散点图及拟合曲线如图5、图6、图7、图8、图9所示。
[0052]分析所有材料的散点图和拟合曲线，发现:所有材料磨损量随磨损时间的递增而递增，不同材料递增幅度不一致。
[0053]在相同的磨损时间内，不同的材料磨损量有明显差异:陶瓷的磨损量为不锈钢的1/10 ;工程塑料的磨损量约为不锈钢的1/4 ;Crl2的磨损量为不锈钢的1/1.5 ;而45#钢为不锈钢的2倍。
[0054]根据散点图及拟合的曲线形状，可假设磨损时间与磨损量呈幂指数关系，表达式为:Aw=K1^t ao式中:Aw为磨损量，mg ;t为磨损时间，小时；K1、a为常系数，与材料有关。
[0055]根据上述试验研宄的分析，结论为:陶瓷和工程塑料是制造油水分离旋流管的、较理性的耐磨材料。
[0056]上述具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制。尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种油水分离旋流管，包括具有锥状分离腔(3)的旋流管本体(2)，其特征在于:所述旋流管本体(2)采用工程塑料浇铸成型。
2.根据权利要求1所述油水分离旋流管，其特征在于:所述工程塑料为MC尼龙。
3.—种权利要求1所述油水分离旋流管成型方法，包括下列步骤: 1).根据所设计旋流管本体，设置与之相匹配的成型模具，所述成型模具至少具有对应旋流管本体筒形结构的环空模腔，所述环空模腔的内侧壁轮廓尺寸匹配所设计旋流管本体的分离腔尺寸，且所述环空模腔的内侧壁光滑平整、无凹凸缺陷； 2).将工程塑料加热，使其充分熔融形成熔浆；同时，将步骤I)中的成型模具预热，成型模具的预热温度对应工程塑料的熔浆温度； 3).将工程塑料熔浆注入成型模具的环空模腔内；在130?170°C的温度条件下，静置反应；待反应完毕后，冷却，脱模，得半成品的旋流管本体； 4).将半成品的旋流管本体进行除分离腔壁面以外部位的精加工处理，得符合设计要求的成品旋流管本体。
4.根据权利要求3所述油水分离旋流管成型方法，其特征在于:步骤2)中的工程塑料的加热熔融温度为150?200°C。
5.根据权利要求3所述油水分离旋流管成型方法，其特征在于:步骤3)中的静置反应时间为0.5?3小时。
6.一种权利要求1所述油水分离旋流管成型模具，其特征在于:所述成型模具(I)包括筒形结构的外模(13)和锥状结构的芯模(14)，所述芯模(14)的外轮廓对应、匹配所设计旋流管本体(2)的分离腔(3)结构，该芯模(14)轴向穿装固定在一端被封堵的外模(13)内，芯模(14)的外壁和外模(13)的内壁之间组成盲孔状的、用于浇铸工程塑料的环空模腔(12)。
7.根据权利要求6所述油水分离旋流管成型模具，其特征在于:所述外模(13)的一端插装固定在直径大于外模(13)内径的底座(11)上，由底座(11)将外模(13)的该端封堵；所述芯模(14)轴向穿装在外模(13)内、且芯模(14)的小端插装固定在底座(11)上。
8.根据权利要求7所述油水分离旋流管成型模具，其特征在于:所述芯模(14)的大端端面上设有轴向延伸的操作手柄(15)。
【专利摘要】本发明公开了一种油水分离旋流管及该旋流管成型方法和模具。旋流管包括具有锥状分离腔的旋流管本体，旋流管本体采用工程塑料浇铸成型。成型方法包括：1）.根据所设计旋流管本体，设置与之相匹配的成型模具；2）.将工程塑料熔融成熔浆；预热成型模具；3）.将工程塑料熔浆注入成型模具内；静置反应；冷却，脱模，得半成品旋流管本体；4）.将半成品精加工处理，得符合设计要求的成品旋流管本体。成型模具包括筒形结构的外模和锥状结构的芯模，芯模的外轮廓对应、匹配所设计旋流管本体的分离腔结构，该芯模轴向穿装固定在一端被封堵的外模内，芯模的外壁和外模的内壁之间组成盲孔状的、用于浇铸工程塑料的环空模腔。
【IPC分类】B04C5-081, B29C39-26, B29C39-02
【公开号】CN104526941
【申请号】CN201510032664
【发明人】郑立新, 唐俊, 陈岚, 孙勇, 葛传志
【申请人】四川工程职业技术学院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月22日