行切削加工、對(duì)旋流管本體長度剪截、對(duì)旋流管本體端部連接頭加工、進(jìn)流口開鉆等等，最終得符合設(shè)計(jì)要求的成品旋流管本體(如圖3所示)。
[0035]上述以工程塑料為原料的油水分離旋流管的成型模具2 (即成型方法中步驟I)所述成型模具)包括底座11、外模13和芯模14，它們均采用不銹鋼材質(zhì)成型。其中，底座11為平板狀，具有平整的頂面和底面；底座11的直徑大于外模13的內(nèi)徑尺寸，且底座11的頂面具有匹配外模13和芯模14端面結(jié)構(gòu)、用于插裝固定外模13和芯模14的榫槽(或榫頭)。
[0036]外模13為筒形結(jié)構(gòu)，其長度大于設(shè)計(jì)的旋流管本體的長度，且外模13的內(nèi)徑應(yīng)大于(也可以是等于)設(shè)計(jì)的分離腔尺寸(對(duì)應(yīng)部位)和設(shè)計(jì)的旋流管本體厚度之和。外模13的一端端部具有對(duì)應(yīng)、匹配底座11上榫槽(或榫頭)的榫頭(或榫槽)。外模13通過端部的榫接結(jié)構(gòu)軸向插裝固定在底座11上，外模13的底端端面與底座11的頂面緊密結(jié)合。為了脫模方便，可以考慮將外模13的內(nèi)壁設(shè)置一定的錐度。
[0037]芯模14為錐狀結(jié)構(gòu)，其錐形尺寸應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)、匹配設(shè)計(jì)的旋流管本體的分離腔尺寸(當(dāng)然，依據(jù)所澆鑄工程塑料的收縮特性，應(yīng)對(duì)芯模14進(jìn)行與之匹配的放大或縮小)，即芯模14的外輪廓應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)、匹配所設(shè)計(jì)旋流管本體2的分離腔3結(jié)構(gòu)，且要求芯模14的外壁面光滑平整、無凹凸缺陷。芯模14的有效長度至少等于上述外模13的有效長度。芯模14的小端端面具有對(duì)應(yīng)、匹配底座11上榫槽(或榫頭)的榫頭(或榫槽)。芯模14通過端部的榫接結(jié)構(gòu)軸向穿裝在外模13內(nèi)、且插裝固定在底座11上，芯模14的底端端面與底座11的頂面緊密結(jié)合，以此使芯模14的大端端面朝上(當(dāng)然，也可以轉(zhuǎn)換倒置)；為了方便操作(包括插裝固定芯模14或脫模等)，前述芯模14的大端端面上設(shè)有軸向延伸的操作手柄15，該操作手柄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之間組成盲孔狀的環(huán)空模腔12，該環(huán)空模腔12與所設(shè)計(jì)的旋流管本體2的筒形結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，環(huán)空模腔12用于澆鑄工程塑料，使工程塑料熔漿在內(nèi)靜置反應(yīng)至凝固成型。
[0039]上述成型模具2還可以采用其它結(jié)構(gòu)，例如省掉底座，將外模設(shè)置成盲孔結(jié)構(gòu)并在盲孔端設(shè)置插裝固定芯模的結(jié)構(gòu)即可。
[0040]依據(jù)上述技術(shù)措施，本發(fā)明所成型的旋流管與現(xiàn)有其它材料所成型的旋流管，進(jìn)行了磨蝕壽命的試驗(yàn)研宄(室內(nèi))，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)試驗(yàn)研宄作下述詳細(xì)說明。
[0041]1.室內(nèi)試驗(yàn)研宄的目的
為解決旋流管在含砂條件下的磨損問題，必須研制出適合液-液旋流器工作環(huán)境的耐磨、耐蝕材料。為篩選出耐磨性較好的材料成分及材料組織，除了對(duì)這些材料進(jìn)行機(jī)械性能測(cè)試外，更重要的是對(duì)它們的耐磨蝕性能進(jìn)行試驗(yàn)，從中初步篩選出耐磨性能最佳的材料。
[0042]2.試驗(yàn)研宄方法及試驗(yàn)流程
一般材料的磨損試驗(yàn)，先將材料制成專門的標(biāo)準(zhǔn)小試件，然后采用射流沖擊試件或試件在磨料液中旋轉(zhuǎn)等方法。這種標(biāo)準(zhǔn)的材料試驗(yàn)方法，無法精確地模擬旋流器內(nèi)的液流旋轉(zhuǎn)速度，準(zhǔn)確地說不能全面、正確的模擬液-液旋流器內(nèi)旋流管的實(shí)際工作狀態(tài)，因此，無法獲得旋流管的實(shí)際磨損特征。為此，我們按照旋流器性能試驗(yàn)臺(tái)的要求設(shè)計(jì)磨損試驗(yàn)臺(tái)。試件為旋流管實(shí)物，試驗(yàn)液為專門配制的磨料液(自來水與砂子按體積比配制)，其體積含砂率1%、3%、5%、10%。磨料液通過泵提升后，達(dá)到旋流管正常工作時(shí)的壓力和流量。經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，將旋流管拆下檢查其磨損情況，測(cè)定其磨損量。當(dāng)樣管出現(xiàn)明顯嚴(yán)重磨損時(shí)，停止試驗(yàn)。
[0043]I).旋流管的磨損壽命試驗(yàn)方法
為使材料的磨損發(fā)生條件與實(shí)際情況接近，把按照同一結(jié)構(gòu)尺寸制作不同材料的旋流管試件，依次安裝在壽命試驗(yàn)臺(tái)架上。在對(duì)不同材料進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，要求流量、壓力等各操作條件一致，而且試驗(yàn)初始的磨料液含砂濃度和粒度也保持一致。
[0044]在每次材料試驗(yàn)之前，測(cè)量旋流管內(nèi)表面粗糙度，以便與它們磨蝕后的變化進(jìn)行比較。
[0045]在試驗(yàn)時(shí)，含砂液經(jīng)過提升泵、液-液旋流器及管路系統(tǒng)切向流入和抽出混合罐內(nèi)，并在混合罐中形成旋流，以防止砂子在罐底沉淀。試驗(yàn)過程中，定時(shí)補(bǔ)充自來水和砂子，定期測(cè)量含砂液的濃度和粒度。通過改變攪拌器的攪拌強(qiáng)度控制含砂液的濃度，固液分離旋流器控制粒度。
[0046]取常用的lCrl8Ni9Ti不銹鋼旋流管為標(biāo)準(zhǔn)試件。將其它材料試件的磨損量與標(biāo)準(zhǔn)試件的比值作為耐磨性指標(biāo)。
[0047]2).試驗(yàn)流程如圖4所示:圖中代號(hào)4表示為油水分離旋流器(單根旋流管)、5表示為提升泵、6表示為磨料液儲(chǔ)存混合罐、7表示為固液分離旋流器(粒度控制用)、8表示為排砂池、9表示為液流控制閥、10表示為取樣控制閥。
[0048]3.試驗(yàn)材料的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及試驗(yàn)結(jié)果的處理方法 I).磨料液中砂子的粒度分布
一般采出液中采出砂的粒徑在0.02?0.45mm之間。本試驗(yàn)?zāi)チ弦褐猩白?主要成分為石英砂)的粒度分別為粗砂0.84?1.6mm (20?10目)、中砂0.23?0.4mm (70?40目)、細(xì)砂0.043?0.05 (320?270目)三種；其硬度為莫氏硬度5?7級(jí)。
[0049]2).試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法
為消除試驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差，取同一材料的兩個(gè)試件在同一試驗(yàn)參數(shù)下的試驗(yàn)結(jié)果的平均值作為計(jì)算終值。
[0050]采用回歸分析法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。由于事先無法推知旋流管磨損量與其它變量之間關(guān)系的函數(shù)類型，只能根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和散點(diǎn)圖的分布形狀及特點(diǎn)，選擇出合適的曲線(或直線)來擬合這些數(shù)據(jù)。根據(jù)曲線形狀假設(shè)出函數(shù)關(guān)系式，然后采用最小二乘法進(jìn)行處理，得到回歸方程，即得到了旋流管磨損量與其它變量之間關(guān)系的函數(shù)關(guān)系式。
[0051]4.試驗(yàn)結(jié)果與分析 I).磨損時(shí)間與磨損量的關(guān)系
不同材料的旋流管磨損量與磨損時(shí)間的散點(diǎn)圖及擬合曲線如圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示。
[0052]分析所有材料的散點(diǎn)圖和擬合曲線，發(fā)現(xiàn):所有材料磨損量隨磨損時(shí)間的遞增而遞增，不同材料遞增幅度不一致。
[0053]在相同的磨損時(shí)間內(nèi)，不同的材料磨損量有明顯差異:陶瓷的磨損量為不銹鋼的1/10 ;工程塑料的磨損量約為不銹鋼的1/4 ;Crl2的磨損量為不銹鋼的1/1.5 ;而45#鋼為不銹鋼的2倍。
[0054]根據(jù)散點(diǎn)圖及擬合的曲線形狀，可假設(shè)磨損時(shí)間與磨損量呈冪指數(shù)關(guān)系，表達(dá)式為:Aw=K1^t ao式中:Aw為磨損量，mg ;t為磨損時(shí)間，小時(shí)；K1、a為常系數(shù)，與材料有關(guān)。
[0055]根據(jù)上述試驗(yàn)研宄的分析，結(jié)論為:陶瓷和工程塑料是制造油水分離旋流管的、較理性的耐磨材料。
[0056]上述具體技術(shù)方案僅用以說明本發(fā)明，而非對(duì)其限制。盡管參照上述具體技術(shù)方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)上述具體技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種油水分離旋流管，包括具有錐狀分離腔(3)的旋流管本體(2)，其特征在于:所述旋流管本體(2)采用工程塑料澆鑄成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述油水分離旋流管，其特征在于:所述工程塑料為MC尼龍。
3.—種權(quán)利要求1所述油水分離旋流管成型方法，包括下列步驟: 1).根據(jù)所設(shè)計(jì)旋流管本體，設(shè)置與之相匹配的成型模具，所述成型模具至少具有對(duì)應(yīng)旋流管本體筒形結(jié)構(gòu)的環(huán)空模腔，所述環(huán)空模腔的內(nèi)側(cè)壁輪廓尺寸匹配所設(shè)計(jì)旋流管本體的分離腔尺寸，且所述環(huán)空模腔的內(nèi)側(cè)壁光滑平整、無凹凸缺陷； 2).將工程塑料加熱，使其充分熔融形成熔漿；同時(shí)，將步驟I)中的成型模具預(yù)熱，成型模具的預(yù)熱溫度對(duì)應(yīng)工程塑料的熔漿溫度； 3).將工程塑料熔漿注入成型模具的環(huán)空模腔內(nèi)；在130?170°C的溫度條件下，靜置反應(yīng)；待反應(yīng)完畢后，冷卻，脫模，得半成品的旋流管本體； 4).將半成品的旋流管本體進(jìn)行除分離腔壁面以外部位的精加工處理，得符合設(shè)計(jì)要求的成品旋流管本體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述油水分離旋流管成型方法，其特征在于:步驟2)中的工程塑料的加熱熔融溫度為150?200°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述油水分離旋流管成型方法，其特征在于:步驟3)中的靜置反應(yīng)時(shí)間為0.5?3小時(shí)。
6.一種權(quán)利要求1所述油水分離旋流管成型模具，其特征在于:所述成型模具(I)包括筒形結(jié)構(gòu)的外模(13)和錐狀結(jié)構(gòu)的芯模(14)，所述芯模(14)的外輪廓對(duì)應(yīng)、匹配所設(shè)計(jì)旋流管本體(2)的分離腔(3)結(jié)構(gòu)，該芯模(14)軸向穿裝固定在一端被封堵的外模(13)內(nèi)，芯模(14)的外壁和外模(13)的內(nèi)壁之間組成盲孔狀的、用于澆鑄工程塑料的環(huán)空模腔(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述油水分離旋流管成型模具，其特征在于:所述外模(13)的一端插裝固定在直徑大于外模(13)內(nèi)徑的底座(11)上，由底座(11)將外模(13)的該端封堵；所述芯模(14)軸向穿裝在外模(13)內(nèi)、且芯模(14)的小端插裝固定在底座(11)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述油水分離旋流管成型模具，其特征在于:所述芯模(14)的大端端面上設(shè)有軸向延伸的操作手柄(15)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油水分離旋流管及該旋流管成型方法和模具。旋流管包括具有錐狀分離腔的旋流管本體，旋流管本體采用工程塑料澆鑄成型。成型方法包括：1）.根據(jù)所設(shè)計(jì)旋流管本體，設(shè)置與之相匹配的成型模具；2）.將工程塑料熔融成熔漿；預(yù)熱成型模具；3）.將工程塑料熔漿注入成型模具內(nèi)；靜置反應(yīng)；冷卻，脫模，得半成品旋流管本體；4）.將半成品精加工處理，得符合設(shè)計(jì)要求的成品旋流管本體。成型模具包括筒形結(jié)構(gòu)的外模和錐狀結(jié)構(gòu)的芯模，芯模的外輪廓對(duì)應(yīng)、匹配所設(shè)計(jì)旋流管本體的分離腔結(jié)構(gòu)，該芯模軸向穿裝固定在一端被封堵的外模內(nèi)，芯模的外壁和外模的內(nèi)壁之間組成盲孔狀的、用于澆鑄工程塑料的環(huán)空模腔。
【IPC分類】B04C5-081, B29C39-26, B29C39-02
【公開號(hào)】CN104526941
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510032664
【發(fā)明人】鄭立新, 唐俊, 陳嵐, 孫勇, 葛傳志
【申請(qǐng)人】四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日