CN101817039B - 水处理用不锈钢蜂窝斜管波板成型方法和成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水处理沉淀池用不锈钢蜂窝斜管波板成型方法和成型装置，其特征是波板成型为先轮滚轧成型板宽度中心波，然后向两边对称顺波次轮滚轧成型各波纹，成型中未成型两边呈自由状态，每次波形成型后至少保持一道以上继续定型。解决了沉淀用不锈钢蜂窝斜管波板的一次、精准、低成本成型，从而为斜管可以采用不锈钢薄板制作成为可能，可以解决现有技术塑料斜管及不锈钢管组合斜管所有缺点。成型方法及装置，具有成型后片材平整，各波板成型尺寸一致、规整性好，成型速度快，生产效率高，可以直接得到不需二次整形的蜂窝波板，有利于叠合组成蜂窝斜管。

Description

水处理用不锈钢蜂窝斜管波板成型方法和成型装置

技术领域

本发明涉及一种水处理沉淀池用不锈钢蜂窝斜管波板成型方法和成型装置，是对现有沉淀用斜管的改进。

背景技术

水处理沉淀池蜂窝斜管，通常为由1*1m相间梯形波片，相互粘结叠合组合成的长块体，例如叠合厚度0.5-1m。现有技术较多采用塑料片材经热成型制得相间梯形波片，然后用胶水或熔焊(例如电烙铁烫焊)，使波片相互粘结叠合组合成斜管块体，长久以来水处理沉淀池用斜管均是如此。然而因塑料片材的强度、老化、粘结松开等原因，会造成扭曲变形，实际使用寿命不够长，最长3-4年即需更换，与沉淀池构筑物使用寿命极不相衬；此外，塑料斜管还会滋生藻类造成积泥，不仅造成过水孔断面减小，而且当积泥累积到一定程度，还会导致斜管不能承重而倒塌，造成使用寿命更短，为此需经常清池用水进行冲洗，维护工作量相当大；再就是，塑料波片组合斜管，不耐阳光曝晒，阳光曝晒极易老化，更是加剧了损坏。水处理沉淀池斜管低强度，以及使用时滋生藻类、积泥、倒塌，已经成为二大难以逾越的技术难题，长期困扰蜂窝斜管的应用。

中国专利CN2131590蜂窝斜管，两波纹片重叠面上有两条由高频焊接机焊接形成的焊接线点，通过高频焊接增大接触点，提高强度。此斜管不仅仍然为塑料板组合斜管，而且高频逐条焊接连接面，工效极低，用工量大，生产成本高，难以推广，并且塑料斜管的其他缺陷未能得到解决。

中国专利CN2626982公开有不锈钢斜管，但其是采用截面呈正多边形不锈钢管材，按蜂窝状排列成斜度为六十度的组合体。此不锈钢斜管从应用角度虽然解决了塑料波片组合斜管的不足，但由于未能解决不锈钢波板成型及组合连接的技术难题，斜管只能采用成形管材组合结构。管材组合斜管不足是，一相邻壁重叠，不仅浪费材料，使得成本增加，而且增加重量，还造成单位截面过水总截面减小，影响处理效率；二超薄壁管材(壁厚≤0.5mm)难以生产，选用壁厚相对厚管材，又会出现前述缺陷；三管材相互组合固定难度较大，未有报导，如果现场组合，施工成本极大。

虽然人们可能会想到，可以用不锈钢等耐腐金属成型梯形波板组合蜂窝斜管，用于水处理沉淀用斜管，以克服现有沉淀用斜管的不足。但由于沉淀用斜管特点，金属蜂窝波板成型难度及组装连接固定两大技术障碍未能解决，特别是沉淀用斜管蜂窝波板，为相间梯形多波板，通常长宽各1米左右，又为波高较高(20mm)的V形斜边结构，为组合要求连接平面平整，尺寸精准性要求较高(组合要求)，不锈钢薄板大都为冷轧板，屈服强度高，弯折成型难度大，回弹性大，成型后易变形，综合上述各因素因而连续成型难度较大。虽然从机械弯折成型角度，理论上可能有多种方法成型，但由于不锈钢薄板及沉淀用斜管波板特性，成型均较为困难。

模具冲压成型，一般只适用于小面积、低波高波板成型，例如中国专利CN201333474所述，而且成型工序较多，生产效率较低。而对于象蜂窝斜管波板，一是面积较大(大都为1*1m)，二是波高较高(约20mm)，又为V形直边折波波形，波数较多，造成拉伸变形量大，冲压成型易造成板材斯裂；三是需多次冲压成型(例如中国专利CN1695891)，并且冲压成型后需修理飞边，不仅造成材料浪费，而且增加工作量；四是不能大长度薄板连续成型，需预开料切断，又增加了切断工序，前述造成生产效率较低。由于上述原因，冲压成型方法不适合制造水处理蜂窝斜管波板，因此实际人们知晓冲压成型方式，但至今未有水处理沉淀用金属蜂窝斜管波板冲压成型报导。

折弯成型，虽然较多用于金属板弯折成型，但主要用于弯折道次或波数相对较少的折板或波板成型。对于波数较多且波高较高的蜂窝斜管波板，则因机械折弯下刀角度难以准确及下刀不匀，造成弯折角度偏差不一，六角边长不一，成型尺寸偏差较大，组合成型难度大；其次，成型需遂次翻身折弯，翻身次数为2N(波数)-1，成型效率极低，不适应批量生产，批量工业化生产需投入很多设备，设备投资大。因此，实际也未有水处理沉淀用金属蜂窝斜管波板折弯成型报导。

现有技术中大面积金属波板(例如金属瓦楞板)较多采用滚轧成型，例如中国专利CN2233793波纹板及隔热波纹板双用成型机滚轮装置。此装置主要用于建筑用低波、弧形波的瓦楞钢板成型，特别是波成型过程两侧有侧翼滚轮压住，这样对于滚轧高波高波板不易得到变形补偿，因此只能滚轧低波高波板，而且滚轧钢板为普通钢板，屈服强度低，成型后基本无回弹性；再就是，客观上波形瓦楞板与沉淀用蜂窝斜管波板要求不相同，各方面要求均低于沉淀用蜂窝斜管波板，波板相对容易滚轧，因此不能直接用于滚轧沉淀用蜂窝斜管波板，必须对其进行改进。

中国专利CN2377024用于加工两种不同形状的金属瓦楞板的三辊两型机组，采用上、中、下三排辊子分布结构，上、中和中、下两种组合分别加工两种不同形状的金属瓦楞板。同样此装置只能用于建筑用尺寸、形状要求不高，且波高相对较低弧形波，并且成型后回弹性小的普通钢板成型；其次，其解决的是同时能成型两种形状金属瓦楞板。因此同样不适用滚轧沉淀用蜂窝斜管波板。

综上，人们客观上知晓塑料斜管存在难以克服的缺点，而且也知晓不锈钢等防腐金属用作斜管的优点，但由于沉淀池用斜管的特殊性(大面积多波、波高高、叠合面要求平整、侧边V形直边、波形尺寸要求精准、用量大，加工成本要低)；不锈钢薄板大都为冷轧板，屈服强度高，弯折成型难度大，回弹性大，成型后易变形，使得成型难度极大。因此，虽然现有技术有机械成型金属波板，但它们大都只适用于成型后基本无回弹性、屈服强度低钢板，制造建筑用弧形波、低波高瓦楞板成型，都不适合不锈钢沉淀池蜂窝斜管波板成型。由于没有开发出沉淀用不锈钢蜂窝斜管波片有效成型方法，客观导致自沉淀用斜管发明以来，未有沉淀用耐蚀金属波板组合斜管报导及应用。

发明内容

本发明目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种成型尺寸精准不需二次整形、生产效率高，且能用不锈钢薄板成型的水处理用不锈钢蜂窝斜管波板成型方法。

本发明另一目的在于提供一种上述方法所用成型装置。

本发明第一目的实现，主要改进是根据沉淀用不锈钢蜂窝斜管波片特点及不锈钢材质特点，采用中心向两边顺波次轮滚轧冷弯成型方式，从而克服现有技术成型方法不能满足沉淀用不锈钢蜂窝斜管波片的不足，实现本发明目的。具体说，本发明水处理用不锈钢蜂窝斜管波板成型方法，包括将不锈钢平片轮滚轧冷弯变形成相间等腰梯形或矩形波，各波纹轮滚轧成型由若干道次逐渐加深变形，其特征在于波板成型为先轮滚轧成型板宽度中心波，然后向两边对称顺波次轮滚轧成型各波纹，成型中未成型两边呈自由状态，每次波形成型后至少保持一道以上继续定型。

本发明方法，即先在不锈钢平板片材中心开始滚轧1-2个梯形或矩形波，经若干道次加深滚轧成型后，再在其两侧对称多道次逐渐加深滚轧1-2个梯形或矩形波，继而再在其两侧对称多道次逐渐加深滚轧1-2个波形，重复，直至将平板宽度全部滚轧出梯形或矩形波。各个梯形或矩形波滚轧成型，根据波高较好采用3-5道次逐次加深变型，本发明实施例波高20mm左右，试验确定，每个波采用4道次逐次加深轮滚轧成型。中心波数的确定，较好为按成型波数奇偶确定。此成型方法，既可使弯折及挤压过程产生变形，对称向两边延展，又使逐次成型波变形位伸可以从两边得到补偿，可以确保已成型波不会再变形，从而确保成型波片对称和尺寸统一，并一次成型到位，不需另行整形；每次梯形或矩形波成型后至少保持一道以上继续定型，使得在滚轧成型波外侧波时的拉伸变形，只能由未成型部分予以补偿，不会造成已成型波向外拉伸变形，即滚轧成型波时产生拉伸，只能是两边未成型部分补偿，而不会造成成型波向外拉变形，更是确保高波高、直边多波成型尺寸的精准性。

本发明成型蜂窝斜管波片，一种较好为成型不锈钢蜂窝波板两侧有短平面，此短平面，一可使组合最外侧波呈闭合通道，二相邻斜管块组接可以增加一通道。两侧短平面边长，较好为为1/2至1倍底边长。

不锈钢蜂窝波板，理论上在保证强度前提下，波片厚度越薄越好，不仅可以降低用材成本，而且还可使单位截面有更大的通水面积。试验表明，用作蜂窝斜管，不锈钢薄板厚度较好≤0.5mm(例如0.5-0.10mm)，更好的厚度为0.31-0.15mm。

两边对称顺波次轮滚轧冷弯成型，一种较好为中心向两边对称逐个波轮滚轧冷弯成型，即滚轧左右各一个波，对比试验表明两边逐个波顺次滚轧成型，更有利于成型时薄板均匀向内补偿收缩，可以确保成型后尺寸及变形度一致，并且不易因波高较高使内侧波难以得到补偿而拉裂，以及成型波片的平整，省略后续整形。

为确保成型一次到位，还可以在板面所有波全部成型完成后，至少经一道及以上全成型轮组整形，使成型波板波形一致、波板平整。

为提高蜂窝波板成型效率，降低成型成本，轮滚轧冷弯成型较好为大长度片材连续轮滚轧冷弯成型，成型后按所需长度切断。

本发明水处理用不锈钢蜂窝斜管波板成型装置，包括多道次凹凸互补上下对滚轮组成的滚轧成型轮组，各次波成型由多道次逐渐加深滚轧变形，其特征在于凹凸上下成型轮组轴向排列为：顺成型前进方向，首道中间1-2对滚轧轮组，后为成型波高逐渐加深的3-5道次滚轧轮组；再在成型波两边外侧增加1-2对、及随后的3-5道次逐渐加深成型滚轧轮组；顺次在成型波两边外侧增加1-2对成型滚轧轮组，及随后的3-5道次逐渐加深成型滚轧轮组；直至板宽全部成型；其中在各次波形成型后，至少保持1道及以上定型轮组。即首先轮滚轧成型宽度中心1-2个波形，并经3-5道次轮组逐渐加深，成型后，再在其两边外侧各增加1-2个波形成型，以次类推，片材从各道上下轮组间穿过，直至全部成型，并且在一次波形成型完成后，在开始下次波成型时，继续保持前次波至少一道次及以上定型轮组。

本发明轮滚轧成型装置中：

各次梯形或矩形波逐渐加深成型，基本同现有技术，凹槽轮的两侧斜边逐渐向中心收拢，轮槽深度逐渐加深；对应凸轮，中间圆面逐渐增高，两侧坡面也逐渐变陡，即随着滚轧道次，成型各波轮组的凹槽面和凸圆面逐渐加深，从而形成波高逐渐加高。对滚轮组配置，一种较好为上排滚轮为凹槽滚轮，下排滚轮为互补的凸圆面滚轮。

装置中：第一个多道次为指顺次成型波的多道次；第二个多道次为指各次成型波由多道次逐渐加深成型。

两边对称顺波次轮滚轧冷弯成型，一种较好为中心向两边对称逐个波轮滚轧冷弯成型，即在成型波两边外侧每次增加滚轧一个波的轮组。

为有效缩短机器轴向长度，一种较好为前次波成型最后一道轮组与下次波成型首道轮组同轴安装，即后成型波第一道滚轧成型轮与前次成型波最后一道滚轧成型轮同轴。

为减小轧制动力，节约能耗，一种较好为一次成型波形成后跟随的定型轮组最多为4道，其后此波位置改为平磨擦输送轮组，同时磨擦轮组还可以起到辅助定位作用，有利于成型波板尺寸精准。其中更好为各次成型波最后成型道有前波定型轮组，更可以确保高拉伸时，内侧波不变形。

板面所有波全部成型后，一种较好为至少有一道及以上全成型轮组整形，以确保成型后波板平整、波均匀。

本发明水处理用不锈钢蜂窝斜管波板成型方法，较好克服了不锈钢薄板难成型缺点，能有效控制各波峰的延展率，解决了沉淀用不锈钢蜂窝斜管波板的一次、精准、低成本成型，可以得到尺寸精准、波形均匀的蜂窝波板，从而为斜管可以采用不锈钢薄板制作成为可能，可以解决现有技术塑料斜管及不锈钢管组合斜管所有缺点。本发明成型方法及装置，具有成型后片材平整，各波板成型尺寸一致、规整性好，可以直接得到不需二次整形的蜂窝波板，有利于叠合组成蜂窝斜管；连续成型具有成型速度快，生产效率高，可以适应大批量规模化生产，成型成本低，有利于推广使用；中心两边对称顺波次轮滚轧成型各波，直至全部成型，且成型中未成型两边呈自由状态(外侧无压住)，以及每次波形成型后至少保持一道以上继续定型，在后续波成型过程中需拉伸波高既得到补偿(两边未成型部分予以补偿)，又不会造成内侧已成型波向外拉伸变形，更是确保高波高、多波成型尺寸的精准性，可以适应高波高及多个连续波的波板制作。本发明方法所得成型波板，成型波板表面无拉伸痕；基本不减薄(仅是弯角部稍有减薄)，特别是腰边及底边无减薄现象，各部分板厚均匀；表面不见弯折成型刀痕，各波边长及角度均匀；最外两边基本对称，主些都可以作为本发明成型方法区别于其他成型方法(例如冲压成型、折弯成型等)的鉴别特征，予以识别。例如，申请人开发试验表明，由于不锈钢薄板回弹性大，如果从一边开始逐波轮滚轧冷弯成型，则会因各批次材料、厚度、延伸率、变形量等的波动，每波延展率遂渐积累，不能确保成型产品两边均等对称。本发明轮滚轧冷弯方法，既可以对有限长度薄板成型，也可以对连续长度薄板成型，还可以对有防腐覆层金属薄板的成型。

以下结合一个示例性实施例，示例性说明及帮助进一步理解本发明实质，但实施例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为对本发明总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离本发明构思的非实质性增加和/或改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范围。

附图说明

图1A-E为本发明不锈钢蜂窝斜管波板成型装置分段俯视图。

图2-图14为图1中数字标明位置滚轧成型上下轮组配置及滚轧波板示意图。

图15为成型梯形波板截面示意图。

图16为一个梯形波滚轧轮组及成型放大示意图。

具体实施方式

实施例：参见附图，水处理用不锈钢蜂窝斜管波板成型装置，由31道次凹凸互补上下对滚轮组成，上排滚轮为凹槽滚轮，下排滚轮为互补的凸圆面主动滚轮。其中前4道有并列二组轮，成型板中心两个波，后依次在外侧各增加一组轮，各成型一个波，成型分4道次完成，以后再在成型波两外侧各增加一组轮，对称各成型一个波，直至板宽全部成型完毕。其中，前述滚轧轮组，后一道波成型的首道轮组，与前一道成型波的最后成型轮组同轴。每个波形有4道次逐渐加深，先滚轧出较底波痕，通过后续3道次逐渐加深变形，逐渐加深为槽轮两侧边a与垂线夹角减小收缩，槽深b逐渐加深，下轮凸圆环c逐渐增高，两侧斜坡d逐渐变陡。依次按板进料方向，轮滚轧冷弯装置成型顺次如下：

1-1至1-4道成型中间二个波，由并列二组轮设置于轴中间，经4道次逐渐加深；

1-5至1-8道成型波两边各增加一波成型轮组，即3-4波成型，其中1-5和1-6二道在新增轮组中间有对已成型中间二波的定型轮组2；

1-8至1-11道再成型两边各增加一波成型轮组，即5-6波成型，其中1-9至1-11在新增轮组内侧有对已成型中间二波的定型轮组，中间二波轮组，改为摩擦输送平轮3；后类推，其中前波定轮组有的可以为二道次，有的可以是4道次，视内侧波变形情况确定；

1-11至1-14道再成型两边各增加一波成型轮组，即7-8波成型；

1-14至1-17道再成型两边各增加一波成型轮组，即9-10波成型；

1-17至1-20道再成型两边各增加一波成型轮组，即11-12波成型；

1-20至1-23道再成型两边各增加一波成型轮组，即13-14波成型；

1-24重复前道；

1-25至1-28道再向成型两边各增加一波成型轮组，即15-16波成型，其中1-5和1-6二道在新增轮组内侧有对已成型中间二波的定型轮组；

1-29重复前道，最外一道及侧边6.1定型；

1-30道中间区域波整形，1-31全波整形。

成型装置未端有切断装置，对连续成型波板按需例如1米切断。

经31道成型及定型，将宽1.29米，0.31mm厚不锈钢薄板滚轧成型得到：有梯形波峰16个波谷17个、两边有短平面6.1、梯形高20mm，顶面宽19.4，腰长20.3mm的平整相间梯形波板6。

对于本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征间的相互不同组合，例如滚轧每波滚轮道次的变化，每次滚轧二道波，不锈钢板改为镀膜或镀层板，成型波板还可以是矩形波板，等等的非实质性改动，同样可以被应用，都能实现本专利描述功能和效果，不再一一举例展开细说，均属于本专利保护范围。

说明：为描述上简便，本发明所说沉淀用不锈钢蜂窝，不仅包括六角蜂窝，还包括矩形蜂窝。所说不锈钢还包括经防腐处理的其他耐腐金属薄板。

Claims (3)

1.水处理用不锈钢蜂窝斜管波板成型方法，包括将不锈钢平片轮滚轧冷弯变形成相间等腰梯形或矩形波，各波纹轮滚轧成型由若干道次逐渐加深变形，其特征在于波板成型为先轮滚轧成型板宽度中心波，然后向两边对称顺波次轮滚轧成型各波纹，成型中未成型两边呈自由状态，每次波形成型后至少保持一道以上继续定型，成型不锈钢蜂窝波片两侧底边有短平面，两侧短平面边长为1/2至1倍底边长；各次波滚轧成型为3-5道次逐次加深变型；成型用波板厚0.5-0.10mm；两边对称顺波次轮滚轧冷弯成型为中心向两边对称逐个波轮滚轧冷弯成型；所有波成型完成后至少经一道全成型轮组整形，且最后整形轮组有二道，先是中间区域整形，再经全波板整形；轮滚轧冷弯成型为大长度薄板连续轮轧冷弯成型，成型后按所需长度切断。

2.根据权利要求1所述水处理用不锈钢蜂窝斜管波板成型方法，其特征在于成型用波板厚0.31-0.15mm。

3.根据权利要求1或2所述水处理用不锈钢蜂窝斜管波板成型方法采用的成型装置，包括多道次凹凸互补上下对滚轮组成的滚轧成型轮组，各次波成型由多道次逐渐加深滚轧变形，其特征在于凹凸上下成型轮组轴向排列为：顺成型前进方向，首道中间1-2对滚轧轮组，后为成型波高逐渐加深的3-5道次滚轧轮组；再在成型波两边外侧增加1-2对、及随后的3-5道次逐渐加深成型滚轧轮组；顺次在成型波两边外侧增加1-2对成型滚轧轮组，及随后的3-5道次逐渐加深成型滚轧轮组；直至板宽全部成型；其中在各次波形成型后，至少保持1道及以上定型轮组；上述对滚轮组配置为上排滚轮为凹槽滚轮，下排滚轮为互补的凸圆面滚轮；每次波形成型后跟随的定型轮组最多为4道，其后此波位置改为平磨擦输送轮组，其中各次成型波最后成型道有前波定型轮组；前次波成型最后一道轮组与下次波成型首道轮组同轴安装；最两边外侧波成型时二侧有平压轮；板面所有波全部成型后至少有一道及以上全波定型轮组，轮组整形有二道，前道为只有中间区域轮组，后道为全波轮组；成型装置未端有切断装置。

Images