[发明专利]一种U型管、加工用装置及其表面加工方法

说明书

本发明公开了一种U型管，加工用装置及其表面加工方法，U型管由两个直管分别与U型短管两端面焊接而成，U型短管的两端面为第一非水平面，且U型短管两端的第一非水平面沿U型短管中心轴线对称，直管的焊接端面为与所述第一非水平面相配合的第二非水平面，U型短管外表面具有凹凸不平的纹理。加工方法包括将一直形管固于加工装置上，然后用激光源将直形管表面加工成凹凸不平的纹路，最后将直形管弯折成U型短管。本发明的U型管使用寿命长，加工较容易较便捷。

技术领域

本发明涉及一种用于流化床中使用的U型管、加工用装置及其表面加工方法。

背景技术

流化床，如有机硅流化床是利用气体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程的反应器。U型管在有机硅流化床内充当冷热介质的通道，反应过程中，位于外侧的硅粉与U型管的外表面磨损很严重，这对有机硅的收率和有机硅流化床的寿命产生了很大的影响。

《激光表面微造型在干摩擦条件下的摩擦磨损性能研究》中说“摩擦学和仿生学相关研究和实践表明,表面并非越光滑则越耐磨,具有一定非光滑形态的表面反而往往具有更好的抗磨性能。”《宏微观表面纹理的润滑及摩擦性能研究》中也提到“只有合适的纹理尺寸才能够在特定的载荷下起到降低摩擦的作用，不适当的纹理尺寸不但起不到减摩的作用，甚至会起到反作用。纳米纹理的引入增加了摩擦力，降低了薄膜硬度，改变了摩擦法则，即：摩擦力与载荷的关系将从光滑表面的超线性关系转变为纹理表面的线性关系；纹理表面的摩擦力与载荷随纹理做周期性的振荡；摩擦力频谱包含了丰富的结构信息。”由此可见：只有合理的纹理结构才可以使表面摩擦磨损性能得到提高。

除此之外，现有的U型管在制作过程中加工工艺复杂，难度较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题时克服现有技术中U型管外表面因摩擦造成磨损，影响使用寿命，提供一中耐磨损同时又较容易焊接的U型管、加工用装置及其表面加工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种U型管，由两个直管分别与U型短管两端面焊接而成，U型短管的两端面为第一非水平面，且U型短管两端的第一非水平面沿U型短管中心轴线对称，直管的焊接端面为与所述第一非水平面相配合的第二非水平面，所述U型短管外表面具有凹凸不平的纹理。

优选的，所述U型短管外表面的纹理为网格状，网格宽度为0.3mm，网格间距离为2.5mm，网格深度为0.1mm，网格角度为130゜。

在一个优选的实施例中，所述第一非水平面和第二非水平面均为斜面。

在另一个优选的实施例中，所述第一非水平面为阶梯面，所述第二非水平面为与所述阶梯面凹凸配合的倒阶梯面。

对上述U型管进行表面加工所使用的装置，该装置包括激光发生装置、激光刀、工件夹具，与工件夹具相对设置的尾座，所述工件夹具与所述尾座之间还设有激光架，所述激光发生装置包括激光发生器、光纤管和激光刀座，激光刀座设有容置所述光纤管的激光沟槽，激光刀座与所述激光刀相连。

优选的，激光发生装置还包括激光发生器开关和激光功率调控机构，所述尾座还包括尾座套筒。

优选的，所述装置还包括丝杠、光杠、丝杠/光杠变换手柄、激光架锁紧手柄、尾座套筒锁紧手柄、尾座锁紧手柄、尾座套筒进退手柄及横向、纵向自动走刀手柄。

利用上述装置对上述U型管表面进行加工的方法，包括步骤：

（1）用工件夹具将直形钢管一端固定，另一端用尾座顶住，确保激光刀高度与直形钢管中心线在同一高度，并调整激光刀与直形钢管中心线水平距离；

（2）开启激光发生装置，在直形钢管外表面加工正向条纹；

（3）在直形钢管外表面加工反向条纹，反向条纹与正向条纹形成网格状纹理；