CN102179327A - 静电喷涂设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种静电喷涂设备，包括：线体速度探测系统(1)、独立雾化喷嘴调整系统(2)、板带宽度探测系统(3)、自动火焰探测及自动灭火系统(4)、不平衡气压补偿和控制系统(5)和锯齿电极(6)；本发明解决了独立的精确线体速度探测问题、独立雾化喷嘴调整问题、独立的精确宽度探测问题、自动探测及自动灭火问题、不平衡气压补偿和控制问题、平面电极造成的涂敷料外溢问题。

Description

静电喷涂设备

技术领域

本发明涉及一种静电喷涂设备，具体地说是一种全自动PLC控制气驱静电喷涂设备。

背景技术

通常，静电喷漆用于将喷漆喷到金属工件上。静电喷漆在作为阳极的工件侧和作为阴极的喷漆装置之间形成静电场，该静电场通过静电力使得带负电的、雾化的喷漆吸附到工件上。

对于绝缘等级较高闪点较高的油和涂料等，可以使用静电吸附的原理，将其雾化后涂敷到金属件或金属板带表面，达到防锈效果或其他的工艺要求。如申请号为200580038221.7的专利中公开了一种包含将喷漆喷射到工件的喷漆枪和将所述喷漆枪移动到工件的机械手的静电喷漆装置。目前的喷涂装置简陋，只能做到涂敷，无法做到精确控制、误差很大，并且在加工作参数(比如线速度和板带宽度)改变之后无法及时改变运行参数造成极大误差。在油料涂敷时极有可能发生着火。现有装置无自动灭火系统，在装置发生火灾时无法进行报警和灭火。在气压不平衡的环境下，现有装置无法控制气流方向，造成需要吸附到目标件的雾状涂敷材料无法送到涂敷工作段。现有装置无法保证由多个雾化喷嘴组成的雾化系统中每个压缩空气喷嘴在同一工况和压力下工作，在喷嘴堵塞和压力不平衡时无法报警提示，也无法对单一喷嘴进行调整。现有装置为单纯平面极板电极，由于电离不充分，在工作负荷较大的时候，较多雾状涂敷料会外溢造成材料浪费和环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种静电喷涂设备，解决独立的精确线体速度探测问题、独立雾化喷嘴调整问题、独立的精确宽度探测问题、自动探测及自动灭火问题、不平衡气压补偿和控制问题、平面电极造成的涂敷料外溢问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种静电喷涂设备，包括：

线体速度探测系统，该系统由一个接触轮和一个编码器和气缸、弹簧组成，已知外径接触轮被气缸和弹簧压迫与加工的金属板带接触。当轮子滚动时编码器将信号传输给控制系统，由控制系统计算出金属板带运行的速度参数。

独立雾化喷嘴调整系统，该系统由压缩空气喷嘴，压力传感器，压缩空气比例阀，雾化仓的独立隔断组成。多组喷嘴在雾化仓内同时工作，雾化仓上部每个喷嘴都被隔断等距隔开。每个压缩空气喷嘴带有独立的压力传感器和压缩空气比例阀，控制系统将压缩空气设定值传输给比例阀，而压力传感器将压缩空气实际压力反馈给控制系统。控制系统监控每个喷嘴的工作压力值，根据反馈调整比例阀从而调整喷嘴的压缩空气压力。

板带宽度探测系统，该系统由寻边小车、测量光幕、光电边缘传感器、旋转编码器、直线滑动编码器、减速电机等组成。光电边缘传感器探测板带的边缘，信号传送给控制系统，控制系统控制小车随着金属板带的边缘移动的同时，驱动小车的减速电极同时通过机械连接等速驱动旋转编码器，编码器将信号事时传输给控制系统。控制系统根据两侧编码器信号计算出小车的位置和两小车的距离。这样就计算出金属板带的宽度。同时小车上固定的直线编码器滑块随着车子的移动而移动，直线编码器将位置信号同样传输给控制系统，由控制系统计算出金属板带宽度。测量光幕通过直接光电测量也将宽度信号传送给控制系统。控制系统根据以上三个宽度值进行计算，得出最精确的带宽参数。

自动火焰探测及自动灭火系统，该系统由机器上安装的火焰传感器和二氧化碳喷口组成。多个火焰传感器分布安装在机器内外。当探测到火焰出现时，传感器立即将信号传输给控制系统，由控制系统将二氧化碳由设备顶部的二氧化碳喷嘴撒进机器内。通过二氧化碳将火扑灭。

不平衡气压补偿和控制系统，该系统由压缩空气喷嘴，电控调压阀门，气压传感器，电磁阀组成。设备顶部和底部的气压传感器精确测量和监控所在区域的大气压，并将信号传送至控制系统.由于涂敷段需要气流由下往上流动，因此当设备顶部大气压大于底部大气压时，控制系统会根据差值打开电控调压阀门和电磁阀，狭长的压缩空气喷嘴会在设备下部形成气帘，一方面防止雾状涂敷料向下流动，同时补偿设备下部的气压。

锯齿电极，该系统由绝缘柱和锯齿状的高压电极组成。锯齿状的高压电极尖端截面为正方型。由于尖端正方形截面有4个尖角，同时截面积非常小，因此当锯齿电极的尖端电力线密度极大，电晕放电更充分，电离效果更好。和已经接地的金属板带之间形成的电场强度更强。

各个系统间的连接关系如下：

线体速度探测装置：线速度探测装置由连杆、气缸、弹簧、随动轮、编码器组成，连杆下部用铰链固定在设备顶部中间位置，气缸下部同样固定在设备顶部中间位置。气缸上部连接弹簧，弹簧连接在连杆中部，随动轮和编码器共轴安装在连杆顶部，工作时气缸动作通过弹簧使连杆靠向金属板带，随动轮和金属板带接触，当随动轮转动的时候，共轴的编码器以同速转动。编码器将信号传输给PLC运算实际金属板带速度。

带宽测试系统，带宽测试系统主要由导轨、旋转编码器、寻边小车、丝杠、驱动电机、光电边缘传感器、光栅尺、磁性滑块、水平位置编码器组成，寻边小车固定有四个可以转动的轮子，轮子嵌在设备底部的导轨内，小车可以通过轮子左右滑动。寻边小车上用螺栓固定有光电边缘传感器和滑块，光电边缘传感器可以探测金属板带边缘位置，它给出信号告知PLC寻边小车应该向内或者向外移动，丝杠的丝套用支架和螺栓固定在小车上，当丝杠按不同方向转动时，小车会向内或向外运行。小车驱动电机通过一个伞形三通连接和驱动丝杠和旋转编码器，这样旋转编码器和丝杠转速相同，编码器将位置数据传给PLC确定小车位置，当小车寻到金属板带边缘的时候停下，PLC根据两侧边缘小车的位置确定金属板带的宽度A。同时，固定在小车上的磁性滑块也会随小车移动。水平位置编码器通过支架横向焊接在设备下部的侧面，紧挨着小车上的磁性滑块。当小车移动时，小车上的磁性滑块贴着水平位置编码器移动(非接触)，水平位置编码器将滑块位置数据传送到PLC.PLC据此计算出金属板带宽度B.光栅尺，安装在设备安装平面正下方，由支架水平安装固定在地面。金属板带从光栅尺发射和接收端中间位置穿过。光栅尺根据金属板带遮挡掉发射极的红外线或者激光的宽度，计算出金属板带的宽度C.PLC根据A、B、C三组数据根据算法得出最终参与实际运算的带宽值。

自动灭火系统，设备两侧中间位置焊接了四个支架，火焰传感器通过螺栓固定在设备内部的支架上。设备内顶部位置与金属板带水平方向两侧焊接有两组二氧化碳喷嘴，二氧化碳喷嘴到二氧化碳源(钢瓶或气站等)用金属管道连接，金属管道上安装有泻压阀和电磁阀。当火焰传感器探测到设备内部有火焰的时候，给出信号给PLC，PLC立即关闭设备，打开二氧化碳气源，二氧化碳从喷嘴喷出灭火。

独立的进气控制系统，设备左右两侧的箱体内焊接有水平安装的支架，雾化喷嘴安装在支架上，雾化喷嘴的进气管路上安装有压缩空气比例阀。压缩空气比例阀同样固定在水平支架上。每一组喷嘴都有独立的压缩空气比例阀。比例阀根据PLC信号调节输出压缩空气量，同时将实际输出值反馈给PLC。

不平衡气压补偿系统，本系统由压差传感器、供气系统(含调压器)、压缩空气喷嘴(吹气槽)、电磁阀组成。压差传感器的两个进气探头软管口分别固定在设备顶端中部和底端中部，设备中部焊接有压缩空气喷嘴(吹气槽)。压缩空气喷嘴(吹气槽)连接着供气管路，在供气管路上安装着电磁阀。传感器将数据传送给PLC.当传感器探测到设备上部气压大于设备下部。PLC就控制电磁阀打开，压缩空气就喷出补偿下部的大气压。

锯齿电极，锯齿状的电极安装在设备顶部金属板带出口的地方用螺栓固定在绝缘支架上。与金属板带水平同方向安装，长度略宽于金属板带宽度，锯齿电电极的锯齿尖端朝向金属板带与之垂直。

本发明的有益效果在于：

自动探测线速度和金属板带宽度这两个主要技术参数，对于提高涂敷精度有很大的帮助，现有设备的线速度和宽度一般由生产线PLC给出。当生产线最前端金属带运行速度和宽度改变时，现有设备的运行参数会一起改变。但是由于生产线前端到本设备安装的生产线后端还有几百米的距离，这一段材料将会在完全错误的参数条件下生产，误差将非常大。严重的可能导致产品的大量不良。而本发明本身就可以完成自动测量，克服了这一不足。独立的雾化控制系统可以在雾化喷嘴压力不一致时调节喷嘴的压力，控制雾化量和雾化效果，同时在出现喷嘴堵塞时提供报警。防止出现局部雾化不良和雾化不均匀现象。而雾化仓上部的横向隔断，使送入电离系统的雾化涂敷料在宽度方向保持均匀，不受横向扰流得影响。

由于使用了高压静电和可以燃烧的涂敷材料。装置本身存在着火的风险。在着火的情况下，自动火焰探测系统将自动切断设备电源，自动灭火。本发明大大提高了设备的安全性可靠性。将可能出现的火灾隐患消除。在装置外围环境气压条件改变的时候，会出现装置的上部的气压大于装置下部的气压。这样装置内部的气流是由上往下流动的。装置的电离部分在涂敷段的下部，雾化后经过电离的涂敷料需要由下往上流动。因此在这样的情况下会造成雾化的涂敷料无法到达涂敷段。本发明补偿了下部的气压，同时辅助气流会帮助形成由下往上的气流路径。

普通平板电极与接地的金属板带之间形成的电场中电力线密度较小，在大负荷运行的情况下会出现雾化涂敷料的外溢。这造成了原料的浪费和环境的污染。本发明使用电离线密度更高的锯齿状电极，大大增加了吸附的效率，解决了外溢和污染的问题。自动探测线速度和金属板带宽度这两个主要技术参数，对于提高涂敷精度有很大的帮助，现有设备的线速度和宽度一般由生产线PLC给出。当生产线最前端金属带运行速度和宽度改变时，现有设备的运行参数会一起改变。但是由于生产线前端到本设备安装的生产线后端还有几百米的距离，这一段材料将会在完全错误的参数条件下生产，误差将非常大。严重的可能导致产品的大量不良。而本发明本身就可以完成自动测量，克服了这一不足。独立的雾化控制系统可以在雾化喷嘴压力不一致时调节喷嘴的压力，控制雾化量和雾化效果，同时在出现喷嘴堵塞时提供报警。防止出现局部雾化不良和雾化不均匀现象。而雾化仓上部的横向隔断，使送入电离系统的雾化涂敷料在宽度方向保持均匀，不受横向扰流得影响。

由于使用了高压静电和可以燃烧的涂敷材料。装置本身存在着火的风险。在着火的情况下，自动火焰探测系统将自动切断设备电源，自动灭火。本发明大大提高了设备的安全性可靠性。将可能出现的火灾隐患消除。在装置外围环境气压条件改变的时候，会出现装置的上部的气压大于装置下部的气压。这样装置内部的气流是由上往下流动的。装置的电离部分在涂敷段的下部，雾化后经过电离的涂敷料需要由下往上流动。因此在这样的情况下会造成雾化的涂敷料无法到达涂敷段。本发明补偿了下部的气压，同时辅助气流会帮助形成由下往上的气流路径。

普通平板电极与接地的金属板带之间形成的电场中电力线密度较小，在大负荷运行的情况下会出现雾化涂敷料的外溢。这造成了原料的浪费和环境的污染。本发明使用电离线密度更高的锯齿状电极，大大增加了吸附的效率，解决了外溢和污染的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的侧视图。

具体实施方式

一种静电喷涂设备，包括：线体速度探测系统1、独立雾化喷嘴调整系统2、板带宽度探测系统3、自动火焰探测及自动灭火系统4、不平衡气压补偿和控制系统5和锯齿电极6。

线体速度探测装置：线速度探测装置由连杆、气缸、弹簧、随动轮15、编码器16组成，连杆下部用铰链固定在设备顶部中间位置，气缸下部同样固定在设备顶部中间位置。气缸上部连接弹簧，弹簧连接在连杆中部，随动轮15和编码器16共轴安装在连杆顶部，工作时气缸动作通过弹簧使连杆靠向金属板带，随动轮15和金属板带接触，当随动轮15转动的时候，共轴的编码器16以同速转动。编码器16将信号传输给PLC运算实际金属板带速度。

带宽测试系统，带宽测试系统主要由导轨、旋转编码器21、寻边小车、丝杠、驱动电机7、光电边缘传感器、光栅尺、磁性滑块、水平位置编码器22组成，寻边小车固定有四个可以转动的轮子，轮子嵌在设备底部的导轨内，小车可以通过轮子左右滑动。寻边小车上用螺栓固定有光电边缘传感器和滑块，光电边缘传感器可以探测金属板带边缘位置，它给出信号告知PLC寻边小车应该向内或者向外移动，丝杠的丝套用支架和螺栓固定在小车上，当丝杠按不同方向转动时，小车会向内或向外运行。小车驱动电机7通过一个伞形三通连接和驱动丝杠和旋转编码器21，这样旋转编码器21和丝杠转速相同，编码器将位置数据传给PLC确定小车位置，当小车寻到金属板带边缘的时候停下，PLC根据两侧边缘小车的位置确定金属板带的宽度A。同时，固定在小车上的磁性滑块也会随小车移动。水平位置编码器22通过支架横向焊接在设备下部的侧面，紧挨着小车上的磁性滑块。当小车移动时，小车上的磁性滑块贴着水平位置编码器移动(非接触)，水平位置编码器22将滑块位置数据传送到PLC.PLC据此计算出金属板带宽度B.光栅尺，安装在设备安装平面正下方，由支架水平安装固定在地面。金属板带从光栅尺发射和接收端中间位置穿过。光栅尺根据金属板带遮挡掉发射极的红外线或者激光的宽度，计算出金属板带的宽度C.PLC根据A、B、C三组数据根据算法得出最终参与实际运算的带宽值。

自动灭火系统，设备两侧中间位置焊接了四个支架，火焰传感器通过螺栓固定在设备内部的支架上。设备内顶部位置与金属板带水平方向两侧焊接有两组二氧化碳喷嘴14，二氧化碳喷嘴14到二氧化碳源(钢瓶或气站等)用金属管道连接，金属管道上安装有泻压阀和电磁阀13。当火焰传感器探测到设备内部有火焰的时候，给出信号给PLC 12，PLC 12立即关闭设备，打开二氧化碳气源11，二氧化碳从喷嘴喷出灭火。

独立的进气控制系统，设备左右两侧的箱体内焊接有水平安装的支架8，雾化喷嘴19安装在支架8上，雾化喷嘴19的进气管路上安装有压缩空气比例阀20。压缩空气比例阀20同样固定在水平支架上。每一组喷嘴都有独立的压缩空气比例阀20。比例阀根据PLC信号调节输出压缩空气量，同时将实际输出值反馈给PLC

不平衡气压补偿系统，本系统由压差传感器、供气系统(含调压器)、压缩空气喷嘴(吹气槽)、电磁阀组成。压差传感器的两个进气探头软管口分别固定在设备顶端中部和底端中部，设备中部焊接有压缩空气喷嘴10(吹气槽)。压缩空气喷嘴10(吹气槽)连接着供气管路，在供气管路上安装着电磁阀9。传感器将数据传送给PLC.当传感器探测到设备上部气压大于设备下部。PLC就控制电磁阀9打开，压缩空气就喷出补偿下部的大气压。

锯齿电极，锯齿状的电极17安装在设备顶部金属板带出口的地方用螺栓固定在绝缘支架18上。与金属板带水平同方向安装，长度略宽于金属板带宽度，锯齿电极的锯齿尖端朝向金属板带与之垂直。

Claims (7)

1.一种静电喷涂设备，其特征在于，设备由以下系统组成：

线体速度探测系统，该系统由一个接触轮和一个编码器和气缸、弹簧组成，已知外径接触轮被气缸和弹簧压迫与加工的金属板带接触；

独立雾化喷嘴调整系统，该系统由压缩空气喷嘴，压力传感器，压缩空气比例阀，雾化仓的独立隔断组成，雾化仓上部每个喷嘴都被隔断等距隔开，每个压缩空气喷嘴带有独立的压力传感器和压缩空气比例阀；

板带宽度探测系统；

自动火焰探测及自动灭火系统，该系统由机器上安装的火焰传感器和二氧化碳喷口组成，多个火焰传感器分布安装在机器内外；

不平衡气压补偿和控制系统，该系统由压缩空气喷嘴，电控调压阀门，气压传感器，电磁阀组成；

锯齿电极，该系统由绝缘柱和锯齿状的高压电极组成。

2.根据权利要求1所述的一种静电喷涂设备，其特征在于：线体速度探测系统中连杆下部用铰链固定在设备顶部中间位置，气缸下部同样固定在设备顶部中间位置，气缸上部连接弹簧，弹簧连接在连杆中部，随动轮和编码器共轴安装在连杆顶部，工作时气缸动作通过弹簧使连杆靠向金属板带，随动轮和金属板带接触，当随动轮转动的时候，共轴的编码器以同速转动。

3.根据权利要求1所述的一种静电喷涂设备，其特征在于：所述的带宽测试系统由导轨、旋转编码器、寻边小车、丝杠、驱动电机、光电边缘传感器、光栅尺、磁性滑块、水平位置编码器组成。

4.根据权利要求1所述的一种静电喷涂设备，其特征在于：所述的自动灭火系统中，设备两侧中间位置焊接了四个支架，火焰传感器通过螺栓固定在设备内部的支架上，设备内顶部位置与金属板带水平方向两侧焊接有两组二氧化碳喷嘴，二氧化碳喷嘴到二氧化碳源用金属管道连接，金属管道上安装有泻压阀和电磁阀。

5.根据权利要求1所述的一种静电喷涂设备，其特征在于：所述的独立的进气控制系统中，设备左右两侧的箱体内焊接有水平安装的支架，雾化喷嘴安装在支架上，雾化喷嘴的进气管路上安装有压缩空气比例阀，压缩空气比例阀同样固定在水平支架上，每一组喷嘴都设有独立的压缩空气比例阀。

6.根据权利要求1所述的一种静电喷涂设备，其特征在于：压差传感器的两个进气探头软管口分别固定在设备顶端中部和底端中部，设备中部焊接有压缩空气喷嘴，压缩空气喷嘴连接着供气管路，在供气管路上安装着电磁阀。

7.根据权利要求1所述的一种静电喷涂设备，其特征在于：所述的锯齿电极安装在设备顶部金属板带出口的地方用螺栓固定在绝缘支架上，与金属板带水平同方向安装，长度略宽于金属板带宽度，锯齿电电极的锯齿尖端朝向金属板带与之垂直。

Images