一种用于混合射流清洗的集成式喷梁及射流清洗方法

摘要

一种用于混合射流清洗的集成式喷梁及及射流清洗方法，其包括，喷梁本体，其内沿喷梁本体长度方向设若干独立腔室，分别为独立的高压液体腔室、供砂腔室及与供砂腔室连通的控砂腔室；高压液体腔室连通至一高压供液主管；供砂腔室分别连通至一砂浆供应主管及一砂浆排放管路，控砂腔室连通至一低压供液管道；若干混合喷头，沿喷梁本体长度方向设置于喷梁本体底面，并分别连通各自独立的高压供液腔室、供砂腔室与控砂腔室，高压液体介质和砂浆在混合喷头内混合后喷射，形成射流。本发明采用集供砂、控砂与喷射为一体的集束式喷射单元，从而达到对多后混合喷射要求的系统简化，实现这种多后混合喷射系统具备更高的工作稳定性与可靠性。

说明书

技术领域

本发明属于射流清洗技术领域，特别涉及一种用于混合射流清洗的集 成式喷梁及射流清洗方法。

背景技术

后混合射流清洗技术是采用高压水射流带动细小的硬物颗粒，以高压 水位载体将硬物颗粒加速至足够高的速度后，向目标靶物进行冲刷、轰击， 从而实现对各类制品表面的腐蚀层（如锈蚀层、鳞皮）、油漆层、边角部 加工毛刺等的有效清洗。

通常情况下，考虑到清洗操作的方便、快捷性，通常采用一种称为后 混合射流的清洗技术，该技术是通过增压系统，如三柱塞泵将水压力增压 至足够高的压力水平，如10MPa～80MPa，同时将此高压水传递至后混合 喷嘴处，后混合喷嘴依靠自身的特殊结构，将高压水与混合浆料进行动力 混合，从而达到对浆料中磨料颗粒的能力传递，进而实现对磨料颗粒的加 速，直至磨料颗粒击打在目标表面上实现磨料颗粒对表面覆盖层的磨削与 击打，达到清洗表面覆盖层的目的，如此即实现后混合射流的表面清洗功 能。

这种后混合喷射清洗方式通过依靠的独立的单体后混合喷嘴进行射 流发生，每个独立的单体后混合喷嘴都必须佩带有至少两根介质输入口， 即高压介质输送管与浆料输送管，负责后混合喷嘴还会增加一个控砂介质 输送管，即一个独立后混合喷嘴需要连接2～3根介质输送管路，而如果 采用这种后混合射流清洗技术对大规模、连续表面的目标物进行表面处理 时，就需要数十个，甚至数百个这种独立的后混合喷嘴进行同步喷射，以 满足大规模连续表面的处理工艺要求，此时的大量后混合喷嘴需要配备 2～3倍数的介质输送管路进行连接，以200个后混合喷嘴为例，此时需要 的介质管路数量约为400～600根，如此数量庞杂的介质管路在生产现场 布置时，极易造成管路脱落、管路压阻、磨损破裂等各种意外问题，直接 造成喷射系统的不稳定或不均匀，从而造成表面处理效果的不稳定、不可 靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于混合射流清洗的集成式喷梁及射流 清洗方法，采用集供砂、控砂与喷射为一体的集束式喷射单元，从而达到 对多后混合喷射要求的系统简化，实现这种多后混合喷射系统具备更高的 工作稳定性与可靠性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种用于混合射流清洗的集成式喷梁，其包括，喷梁本体，其内沿喷 梁本体长度方向设若干独立腔室，分别为独立的高压液体腔室、供砂腔室 及与供砂腔室连通的控砂腔室；高压液体腔室连通至一高压供液主管；供 砂腔室分别连通至一砂浆供应主管及一砂浆排放管路，控砂腔室连通至一 低压供液管道；若干混合喷头，沿喷梁本体长度方向设置于喷梁本体底面， 并分别连通各自独立的高压供液腔室、供砂腔室与控砂腔室，高压液体介 质和砂浆在混合喷头内混合后喷射，形成射流。

本发明的射流清洗方法，其特征是，高压供液主管通过高压液体腔室 分别对混合喷头供应高压液体介质，且不少于两个的混合喷头所耗用的高 压液体流量、高压液体压力值基本一致，两者的流量差值与单个混合喷头 耗用的水量比值不超过±5%，两者的压力差值与单个混合喷头的绝对压力 值的比值不超过±5%；所述的高压液体腔室的输入液体介质压力水平不低 于5Mpa，且该液体介质温度不超过100℃；所述的供砂腔室的输入介质为 混合有磨料颗粒的固液浆体，其在输入口区域的流速水平不低于1m/s，浆 料排放管的浆料向外排放的流速水平不超过3m/s；所述的控砂腔室输入的 液体介质压力水平不超过2Mpa水平，且该液体介质与高压液体腔室输入 的液体介质为同一种类。

进一步，所述的三个腔室即高压液体腔室、供砂腔室与控砂腔室中输 入的总介质量等于所有混合喷头喷射而出的介质总量加上输出排放口的 排放总量。

又，所述控砂腔室连接至少一个低压供液管道，且低压供液管道与控 砂腔室中均充满单一种类的液体介质，其压力水平不低于0.1Mpa，且具有 一定的流速；控砂腔室的内部腔体与供砂腔室为连通状态。

再有，所述砂浆供应主管内输送的固液浆体为含有5%～70%体积比浓 度的磨料颗粒与液体介质的混合物，且固液浆体中的平均流速水平不低于 1m/s。

所述喷射腔室的每个混合喷头的固液浆料流量控制均通过控砂腔室 来实现，单个混合喷头的砂浆流量在控砂液体的作用下，实现固液浆料的 流量在1.5L/min～50L/min范围内灵活变化。

另外，本发明所述的磨料颗粒为天然矿物颗粒或人造磨料颗粒。所述 的天然矿物颗粒为石榴石、棕刚玉、河沙或金刚砂；所述的人造磨料颗粒 为铁砂、钢丝切丸、钢砂、不锈钢丸。所述的液体介质为液态水、或油。

本发明的有益效果：

本发明利用集成式整体介质供应方式来实现集束喷射，分别对供砂单 元、控砂单元以及混合喷射单元进行集成化处理，形成一体化设备，达到 三者的集成，从而实现供砂、控砂与喷射的完全集成。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1的左视图。

具体实施方式

参见图1、图2，本发明的一种用于混合射流清洗的集成式喷梁，其 包括，喷梁本体，其内沿喷梁本体长度方向设若干独立腔室，分别为独立 的高压液体腔室1、供砂腔室2及与供砂腔室2连通的控砂腔室3；高压 液体腔室1连通至一高压供液主管4；供砂腔室2分别连通至一砂浆供应 主管5及一砂浆排放管路6，控砂腔室2连通至一低压供液管道7；若干 混合喷头8，沿喷梁本体长度方向设置于喷梁本体100底面，并分别连通 各自独立的高压供液腔室1、供砂腔室2与控砂腔室3，高压液体介质和 砂浆在混合喷头8内混合后喷射，形成射流10。

本发明的射流清洗方法，高压供液主管通过高压液体腔室分别对混合 喷头供应高压液体介质，且不少于两个的混合喷头所耗用的高压液体流 量、高压液体压力值基本一致，两者的流量差值与单个混合喷头耗用的水 量比值不超过±5%，两者的压力差值与单个混合喷头的绝对压力值的比值 不超过±5%；所述的高压液体腔室的输入液体介质压力水平不低于5Mpa， 且该液体介质温度不超过100℃；所述的供砂腔室的输入介质为混合有磨 料颗粒的固液浆体，其在输入口区域的流速水平不低于1m/s，浆料排放管 的浆料向外排放的流速水平不超过3m/s；所述的控砂腔室输入的液体介质 压力水平不超过2Mpa水平，且该液体介质与高压液体腔室输入的液体介 质为同一种类。

进一步，所述的三个腔室即高压液体腔室、供砂腔室与控砂腔室中输 入的总介质量等于所有混合喷头喷射而出的介质总量加上输出排放口的 排放总量。

又，所述控砂腔室连接至少一个低压供液管道，且低压供液管道与控 砂腔室中均充满单一种类的液体介质，其压力水平不低于0.1Mpa，且具有 一定的流速；控砂腔室的内部腔体与供砂腔室为连通状态。

再有，所述砂浆供应主管内输送的固液浆体为含有5%～70%体积比浓 度的磨料颗粒与液体介质的混合物，且固液浆体中的平均流速水平不低于 1m/s。

所述喷射腔室的每个混合喷头的固液浆料流量控制均通过控砂腔室 来实现，单个混合喷头的砂浆流量在控砂液体的作用下，实现固液浆料的 流量在1.5L/min～50L/min范围内灵活变化。

另外，本发明所述的磨料颗粒为天然矿物颗粒或人造磨料颗粒。所述 的天然矿物颗粒为石榴石、棕刚玉、河沙或金刚砂；所述的人造磨料颗粒 为铁砂、钢丝切丸、钢砂、不锈钢丸。所述的液体介质为液态水、或油。

本发明是利用集中输送与集中供给的方式实现对混合喷射系统的完 全集成化处理，具备集束喷射、集束供砂与集束控砂的三者集成功能。

以采用传统7个混合喷头进行对板宽500mm的单面除鳞为实施例， 其传统配置情况如下：

高压供砂单元必须进行高压水分配，分配子管的数量不能低于7个， 每一根子管都必须与各自独立的混合喷头的高压水接口连接；供砂单元必 须进行砂浆流量分配，分配供砂子管的数量不能低于7个，每一根供砂子 管都必须与各自独立的混合喷头的供砂接口连接。每个独立的混合喷头都 必须采用独立的夹持装置进行夹紧、定位，以确保每个独立的混合喷头之 间的间距值保持一致，从而达到对钢板的表面均匀除鳞。

本发明集束喷射系统分别由三个独立集束子单元组成，分别为喷射单 元、供砂单元与控砂单元组成；

整个集束喷射系统仅采用三根介质管路与一个排放管路连接，其中高 压供水主管、砂浆供应主管与控砂供水主管；喷射子单元上采用机械固定 方式直接固定有七个混合喷头，且各喷头呈直线排列方式，其排列间距与 传统混合喷头之间的间距值保持一致，此时仅通过固定喷射子单元即可， 代替了传统的各自独立的固定装置。

本发明与传统方案中采用多个介质输送子管相比，减少了各零件之间 的管路接头，从而达到对系统的简化作用，提高了混合喷射系统的整体可 靠性与稳定性。

本发明充分利用对高压水、浆料等介质的集中供应、均匀供应的特点， 实现对多个单体设备的集束式开发。由于本发明所采用技术已经成熟，可 以实施，推广应用完全可行。另一方面，本发明能直接提高对表面清洗系 统的技术可靠水平，提高表面处理的效率与稳定性。因此，本发明在表面 处理生产领域具有广阔的应用前景。