抽吸裝置技術性能及技術優勢分析

陸明煜

(寶鋼金屬有限公司,上海 200940)

抽吸裝置技術性能及技術優勢分析

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設計的各工程項目中必須配置的關鍵設備。掌握以上成套設備的核心技術,在加強公司在熱處理、精整和管加工生產線的成套優勢、提高效益和增強核心競爭力方面意義重大。

抽吸裝置 性能 技術優勢

國內鋼管企業普遍采用的傳統吹吸灰裝置大多是開式結構，在鋼管兩端分別封堵，然后一段吹氣、一段吸氣，該生產工藝存在單根鋼管處理周期長，不易密封等缺點，目前寶鋼無縫鋼管廠06管端檢驗區采用的就是此結構，另一種結構就是采用此前從德國引進的“三級上料”結構，該抽吸裝置結構復雜、設備故障率高、且該種抽吸裝置只能采用側進端出，在設備工藝布置較復雜。目前寶鋼無縫鋼管廠09區探傷區抽吸灰就采用該結構。

某項目基于解決上述抽吸裝置存在的生產周期長，不易密封，設備故障率高等缺點，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。其主體結構采用側進側出式入、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

生產線設備輔機將鋼管輸送到上料短臺架上，吸灰的鋼管到達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，同時吹吸灰腔內沒料，吹吸灰腔的下腔槽通過油缸動作至接料位后發出給料信號，上料翻料板動作將鋼管翻起后滾動進吹吸灰下腔槽。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出信號，吹氣系統電磁閥動作開始吹氣，經過2～6秒后，吹氣系統電磁閥關閉，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。工作期間，吸灰系統處于常開狀態。連續生產時，機組的各種設備在計算機的控制下協調動作，能夠達到較高的生產率。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，手動優先。

圖1 鋼管抽吸裝置示意圖

圖2 抽吸裝置斷面圖

2 設備組成及技術規格

2.1 抽吸裝置的原料規格

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

本抽吸裝置采用側進側出式入、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，同時抽吸槽內沒料，抽吸裝置的下槽通過液壓缸動作至接料位后發出給料信號，上料翻料板動作將鋼管翻起后滾動進抽吸裝置下槽。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出信號，吹氣系統電磁閥動作開始吹氣，經過2～5秒后，吹氣系統電磁閥關閉，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。工作期間，吸灰系統處于常開狀態。鋼管抽吸節奏時序圖如圖3。

連續生產時，抽吸裝置的各種設備在計算機的控制下協調動作，能夠達到較高的生產率。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，手動優先。

2.4 吹氣系統

吹氣系統工作原理為：當鋼管進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

圖3 鋼管抽吸節奏時序圖

本項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一臺多管旋風除塵器，作為第一級除塵器它主要用來捕集≥15μ m的粉塵。經過一級除塵器后的污染空氣，經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，然后再由主風機將經過兩級除塵凈化后的氣體達標排放。吸氣系統的主要設備有：多管旋風除塵器、袋式除塵器、離心式引風機和風管等。吸氣系統的工作方式為常開運行。

2.6 抽吸裝置設備本體

抽吸裝置主要由導向架、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緩沖;上活動裝置設有平衡系統，通過液壓缸實現同步平穩動作，結構上得到進一步加強導向架為四立柱緊定結構，穩定性好，上蓋腳座以四立柱為導向上下滑動;上活動裝置為斜拉式橋架結構噴嘴座位置可調，與噴嘴連接快速方便。

3 產品創新優勢及對比分析

在現有設備的基礎之上，提出了多項改進措施，具體技術創新點如下：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構，消除了吸氣端間隙，避免抽吸系統的吸力損失;抽吸裝置上槽蓋設有平衡系統，通過液壓缸實現平穩動作，結構上得到進一步加強;吹氣端設有消聲裝置，可適當降低噪聲;除塵系統采用二級除塵，使排放符合國家標準。下面分別就雙液壓缸結構及活動端板結構兩種創新與現有設備分別做詳細的對比分析。

3.1 雙液壓缸緩沖結構

國內少數設備商在開發出有別于德國MEER結構的吹吸灰后，下槽翻轉采用的結構為三工位液壓缸結構，采用該種結構的液壓缸，可以實現將下槽運動至三個不同的工位要求，該三工位液壓缸雖然能實現下槽三工位要求，但是由于本身結構限制，液壓缸中位無法設置緩沖，造成了下槽在中位停止時，設備沖擊較大，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構限制所帶來的吹吸灰故障率高，沖擊大，提出了雙液壓缸結構，該種雙液壓缸有兩個標準液壓缸尾部與尾部相連，可實現液壓缸控制吹吸灰下槽運動至在三個不同工位的要求。同時，由于采用標準液壓缸結構，液壓缸兩端及中間均有可調緩沖結構，有效的減少設備由于生產節奏快帶來的沖擊問題。目前從寶鋼無縫鋼管廠精整線已經投產的吹吸灰設備運行半年多來，沒有發生液壓缸設備故障問題。

3.2 活動端板結構

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

針對為消除吸氣裝置與上、下槽之間的運動干涉從而采用吸氣裝置吸管與上下槽之間設置約10mm的間隙的方式，提出了活動端板結構，該種結構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結構。當上下槽運動時候，氣缸控制端部吸管回退至零位，當進行鋼管抽吸時，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 結語

綜上所述，本套設備通過技術創新，與國內外抽吸裝置相比，在原理、結構、性能等方面有較大的創新突破。另外本設備的活動端板結構已準備申請國家專利。如獲批，將進一步擴大與其他設備供應商的技術優勢。

[1]王洪權,劉艷芝,吳國學.真空抽吸裝置的運行分析[J].內蒙古民族大學學報,2012(02).

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