新型喷砂磨料循环技术的研究与应用

石宪峰 张志聪 向旺 康丽

（ 川庆钻探长庆钻井总公司装备公司 陕西省西安市 710000）

摘要：喷砂工艺是现代机械制造工艺中的重要工艺之一，也直接关系到产品的使用寿命。本文主要通过制造精益化和自动化的生产方向，特对喷砂除锈设备的性能提升进行研究，提出新的思路和方案。

关键词：喷砂 循环 升级

长庆钻井总公司装备公司目前采用的喷砂除锈工艺，由于工艺设备老化，影响现场生产效率。我们对目前喷砂设备进行分析，找到了制约现有喷砂工艺的短板，提出了新型喷砂磨料循环技术方案。

1. 新产品喷砂中存在的问题

（一）喷砂设备的现状

制造件喷砂除锈多年来一直采用传统的喷砂模式，自动化程度较低。喷砂流程：

(二）喷砂设备存在的问题

1. 安全环保问题突出

喷砂设备除尘器多采用老旧布袋式回收除尘，空气污染严重，达不到环保标准，且更换布袋工序繁琐，磨料回收过滤效率不佳，灰尘不能及时清理，作业环境得不到保障。

2. 劳动强度大，作业效率低

喷砂设备性能对喷砂效率影响显著。现有设备的操作对喷砂人员要求较高，在机械设备较多的情况下又容易出现故障，维护时间长作业时间短导致工作效率低。

二、喷砂房改造的方向

本方案以“新型喷砂磨料循环喷砂技术”作为主导思想，中寻求提高作业效率、降低劳动强度、降低制造成本的途径。

三、三大系统的设计

（一）喷砂主机的设计

喷砂机的核心是主机系统，本次设计的主机采用OBM-900BTY型高效大容量喷砂主机，该主机采用保压式工作原理，可同时使用二个砂料控制阀，二把高速喷枪进行作业，有效的提高了喷砂效率。

喷砂枪采用高速喷砂枪，工作效率可提高50%(最高工作效率达到35m²/h)，且反冲力较小，操作时省力。该型高速喷砂枪的全段全部由碳化硼制造，工作寿命长，一把高速喷砂枪一般可使用800-1000小时。

（二）除尘系统的设计

除尘系统包括吸、排尘管道、底部和侧部吸尘口、模块化滤筒除尘器、排尘风机、排尘烟囱等部分组成。

除尘系统的工作原理：系统采用上进风，下及侧排风的循环吸尘处理方式。洁净空气由房体的顶部进入喷砂房内，除尘风机将房内污染浊的气体通过各个吸尘口吸入除尘器内进行收集处理。由于环保型气力回收式喷砂房的粉尘回收吸入口全部安排在蜂窝吸砂地板的下面和房体的侧面墙体上，气流带动粉尘始终是自上而下运动，粉尘一直被压制在喷砂房的下部,因此喷砂房内0.5米以上的空间粉尘浓度很低，能见度非常高，工作环境良好。

砂料回收风机在从蜂窝地板收集砂尘进入分砂器内进行砂尘风选分离处理的同时，也将一部分没有用的尘埃吸入滤芯除尘收集处理，干净空气排出大气外。排尘风机排尘管路可根据需要进行合并，最终进入排气烟筒，实现达标排放的标准要求。

该除尘器排放量达到国家环保标准，即≤100mg/m³，捕集粒度＞5um，阻力＜400Pa，透气性好、阻力低、能耗小、过滤性能可靠。除尘器总体设计结构体现美观、精炼、稳定（外部钢结构骨架，两侧密闭可靠的双检查门），滤筒的装配采用高速连接方式，同时滤筒的拆装也就十分方便，减轻了工人体力劳动强度，改善了劳动条件。

滤筒参数如下：

滤筒在结构上做成折叠的圆筒形，外径为325mm,内径250mm,筒高660mm。一个标准滤筒过滤面积为12m², 而同样体型的布袋式除尘器的过滤面积仅有1m²，减小了除尘器的体积。

除尘器的清灰方式是采用脉冲反吹清灰方式。其工作原理是：当脉冲控制仪发出信号时，脉冲控制阀排气口被打开，脉冲阀背压室外的气体泄掉压力，膜片两面产生压差，膜片因压差作用产生位移，脉冲阀打开，此时压缩空气从气包通过脉冲阀经喷吹管小孔喷出，当高速气流通过文氏管诱导器诱导了数倍于一次风的周围空气（称为二次风）进入滤筒，造成滤筒内瞬时正压，实现清灰的目的。自动脉冲反吹的频率和次数,包括反吹时间,顺序全部由PLC控制实现,并可以根据实际使用的需求进行灵活的调整。

通过增大除尘器的过滤面积，可以降低除尘器的过滤风速，从而降低粉尘的排放量，本滤筒式除尘器的过滤风速为0.6-0.8m/min。再配装圆筒型排尘烟囱。,两风机共用一个烟囱,高度为15米。除尘效率达到99.8%。粉尘过滤精度达到5um-10um，确保粉尘排放达到国家和地方标准。

（二）回料系统的设计

回料系统采用气力回收方式，它的主要原理是：运用蜂窝式吸砂地板技术，采用气力输送原理，利用风机负压产生的空气动力将砂料回收，再通过管道吸送到砂尘分离器中进行分离，分离出来的有用砂料自动落入喷砂压力罐，参与下一个喷砂后的循环。分选出来的破碎砂料、焊渣、氧化皮、粉尘等无用杂物则自动进入除尘系统进行过滤.同时为保证喷砂工人在喷砂作业中能够有足够清晰的工作视线,本套系统配置了高效的滤筒除尘器,采用科学的吸尘方式,将在喷砂作业时参生的粉尘迅速的吸入抽尘管道,并通过高效除尘器进行过滤,排放的尾气符合国家环保要求。

四、结论

通过本次对喷砂房系统的设计，对其砂料回收、控制过程、喷砂主机、除尘器等有了更深地了解。将老旧的喷砂机和回料系统、除尘器更换为现代化的先进设备，结合智能化控制系统，方便作业人员进行系统维护和修理，提高作业效率。在此次设计中，利用各种传感器实现自动运行，实现了传统喷砂系统的智能化升级。

参考文献

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[2] 岑红蕾,吴延祥,谢江,任玲.  顺序控制流程图在交通灯自动控制系统中的应用[J]. 石河子大学学报(自然科学版). 2006(06)