CN102350665A - 钢丸自动回收的抛丸装置及应用该装置的金属表面处理机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢丸自动回收的抛丸装置及应用该装置的金属表面处理机，抛丸装置的特征是包括抛丸叶轮，并设置包拢抛丸叶轮的半圆形顶面密封箱体，箱体侧面为竖直面，箱体底部设抛丸窗，与抛丸叶轮向上旋转方向对应的箱体一侧的上部设置连接进料斗的回丸通道，进料斗通过供丸阀连通箱体进料口，进料斗上设除尘器连接口；金属表面处理机的特征是在以上装置基础上还设有控制箱，除尘器，由高度调整机构控制的主动轮及从动轮，抛丸叶轮驱动电机、主动轮的行走电机及除尘风机均连至控制箱。本发明的优点是：在筒体内表面处理中，钢丸自动回收、闭路循环，达到提高处理质量、提高生产效率、降低成本、净化环境及保护操作人员身体健康的目的。

Description

钢丸自动回收的抛丸装置及应用该装置的金属表面处理机

技术领域

本发明涉及一种利用抛丸装置进行金属表面处理的设备，尤其涉及一种钢丸自动回收的抛丸装置及应用该装置的金属表面处理机。

背景技术

在装备制造业，一些大型筒体结构，如风力发电塔架，石化行业大型储罐，管道工程中用的大型管道等，内外表面都需要处理，一般通过喷丸冲击工件表面将锈蚀等附着物除掉，并形成要求的表面粗糙度，再进行涂覆。但目前筒体内表面由于其特定的处理条件及环境，其处理采用的方法仍是人工开放式操作，通过大功率空压机产生的高压气体将钢丸从储料桶中输出到喷枪，通过人工拿着喷枪对着金属表面进行抛丸处理。这种操作方式由于使用大功率容压机，耗能巨大，而且在抛丸过程中会产生大量的粉尘，环境污染严重，工人在此环境下，极易得尘肺病，而且打出的钢丸散落地面不能回收，造成巨大的浪费，加大了生产成本，且生产效率低，表面处理不均匀。最高处理等级只能达到国家标准GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的2.5级。如何在筒体内表面处理中实现钢丸自动回收，闭路循环，达到提高处理质量，提高生产效率，降低生产成本，净化环境，保护操作人员身体健康成为业界关注问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种钢丸自动回收的抛丸装置及应用该装置的金属表面处理机，实现在筒体内表面处理中，钢丸自动回收、闭路循环，达到提高处理质量、提高生产效率、降低生产成本、净化环境及保护操作人员身体健康的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种钢丸自动回收的抛丸装置，其特征在于包括由驱动电机带动的抛丸叶轮，并设置包拢抛丸叶轮的半圆顶面密封箱体，箱体侧面为竖直面，在所述箱体底部设有密封连接工件处理面的抛丸窗，与抛丸叶轮向上旋转方向对应的箱体一侧的上部设置连接进料斗的回丸通道，所述进料斗设置在箱体上方并通过供丸阀连通箱体进料口，在进料斗上设置除尘器连接口。

所述抛丸叶轮的叶片外沿与半圆顶面间的间隙宽度为4-6mm。

在所述箱体底部的抛丸窗环周设置密封毛刷。

一种采用上述钢丸自动回收的抛丸装置的金属表面处理机，其特征在于还设有控制箱，除尘器，由高度调整机构控制高度的主动轮，从动轮，所述除尘器通过回收管连接在所述进料斗的顶部，在所述抛丸装置箱体垂直于抛丸叶轮轴的一侧设置所述主动轮，在与其相对的箱体的另一侧设置从动轮，抛丸叶轮驱动电机、驱动主动轮的行走电机及除尘器的除尘风机均连至控制箱。

所述控制箱的控制面板上设有自动操作启动按钮、自动操作关闭按钮、抛丸叶轮驱动电机启停旋钮、除尘风机启停旋钮、行走方向控制旋钮、行走调速旋钮、行走速度指示器及抛丸叶轮驱动电流表。

所述高度调整机构主要由水平旋转手轮及其操纵的垂直丝杠，套装在垂直丝杠上的螺母及螺母滑动导轨构成，所述螺母通过与其固定连接的轮架连接主动轮。

本发明的有益效果是：提供出一种钢丸自动回收的抛丸装置及应用该装置的金属表面处理机，采用该金属表面处理机对筒体的内表面进行抛丸处理，取代了人工操作，并实现钢丸自动回收，闭路循环，该设备具有粉尘自动回收和净化功能，所以无环境污染，工人不会得尘肺病，同时该设备的功率只有十几千瓦，与人工操作相比大幅度降低能耗；由于抛出的钢丸能自动回收，所以降低生产成本，同时该设备单位时间抛丸面积达50m²/h为人工抛丸的8倍，极大提高了生产效率，而且表面处理均匀，最高处理等级可达国家标准GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的3级标准以上。

附图说明

图1是钢丸自动回收的抛丸装置的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是钢丸自动回收的抛丸装置的整体外形图；

图5是采用钢丸自动回收的抛丸装置的金属表面处理机的结构示意图；

图6是图5的左视图；

图7是采用钢丸自动回收的抛丸装置的金属表面处理机的整体外形图；

图8是控制箱控制面板的结构示意图；

图9是采用钢丸自动回收的抛丸装置的金属表面处理机的控制框图。

图中：1抛丸叶轮驱动电机，2机架，3传动皮带，4进料斗，41供丸阀，42进料管，5箱体，51抛丸窗，52回丸通道，6密封毛刷，7抛丸叶轮，71抛丸叶轮叶片，72抛丸叶轮轴，8高度调整机构，81手轮，82丝杠，83螺母，84滑动导轨，85固定架，9轮架，91主动轮，92从动轮，10控制箱，11回收管，12行走电机，13除尘器，14除尘器连接口；01自动操作启动按钮，02自动操作停止按钮，03抛丸叶轮驱动电机启停旋钮，04除尘风机启停旋钮，05行走方向控制旋钮，06行走调速旋钮，07行走速度指示器，08急停按钮，09电源指示灯，010抛丸叶轮驱动电流表。

以下结合附图和实施例对本发明详细说明。

具体实施方式

实施例1

图1～图4示出一种钢丸自动回收的抛丸装置，其特征在于包括由驱动电机1带动的抛丸叶轮7，并设置包拢抛丸叶轮7的半圆顶面密封箱体5，箱体侧面为竖直面，在上述箱体5底部设有密封连接工件处理面的抛丸窗51，具体密封结构是在抛丸窗51环周设置密封毛刷6，其作用是将箱体和被处理的工件之间密封，防止抛出的钢丸散落出来。

如图3中箭头所示，与抛丸叶轮向上旋转方向对应的箱体一侧的上部设置连接进料斗4的回丸通道52。上述进料斗4设置在箱体5上方并通过供丸阀41连通设于箱体5上部的进料口，考虑在实际应用中的防尘需要，在进料斗4上设置除尘器连接口14。如图1所示，进料斗4内的钢丸由供丸阀41控制流量，经进料管42连至箱体5的进料口。箱体作用是保证抛丸叶轮抛出的钢丸全部垂直向下打击在工件上，防止钢丸向四处散落，箱体又是负压室，并设有回丸通道52，将抛出的钢丸通过此通道回收到进料斗4中。本发明中，通过抛丸叶轮7的旋转形成箱体内负压，为提高负压以产生对钢丸的较强回收抽吸力，抛丸叶轮的叶片71外沿与半圆顶面间的间隙宽度为4-6mm。

在本实施例中，设置了机架2。箱体5、进料斗4及抛丸叶轮驱动电机1均固定在机架2上。抛丸叶轮驱动电机1通过传动皮带3连接抛丸叶轮轴72带动抛丸叶轮7旋转。上述抛丸叶轮为市售抛丸器用标准部件，抛丸叶轮的驱动电机采用了Y2-160M2-2型(15KW)的电机，除尘器采用了市售JB-25型单机除尘器。

实施例2

图5～图7示出一种采用实施例1的钢丸自动回收的抛丸装置的金属表面处理机，其特征在于还设有控制箱10，除尘器13，由高度调整机构控制高度的主动轮91，从动轮92，上述除尘器13通过回收管11连接在上述进料斗4的顶部。在实际的设备设置中，除尘器13可作为设备固定连接装置，也可在现场通过进料斗顶部的除尘器连接口14随时连接。除尘器的作用是通过除尘器中除尘风机旋转产生的负压，将抛丸过程中产生的大量粉尘通过回收管11回收到除尘器13中的滤筒中，并进行净化处理。

在上述抛丸装置箱体垂直于抛丸叶轮轴的一侧设置主动轮91，本实施例中，设置了两个主动轮，在与其相对的箱体的另一侧设置了两个从动轮92，主动轮91及从动轮92的功能是使上述表面处理机在筒体内部进行内表面处理时，根据需要进行前后，左右行走，调整工作位置。上述高度调整机构8主要由水平旋转手轮81及其操纵的垂直丝杠82，套装在垂直丝杠上的螺母83及螺母滑动导轨84构成，螺母83通过与其固定连接的轮架9连接上述两个主动轮91。两从动轮92固定连接在箱体5上。抛丸叶轮驱动电机1、驱动主动轮的行走电机12及除尘器13的除尘风机均连至控制箱10。手动升降机构8通过固定架85固定在进料斗4上，它的功能是通过手柄旋转带动垂直丝杠82调节螺母83位置，使主动轮91上升或下降，以适应被加工的筒体弧形内表面，保证密封毛刷6紧贴在筒体底面上。

如图8所示，控制箱10的控制面板上设有自动操作启动按钮01、自动操作停止按钮02、抛丸叶轮驱动电机启停旋钮03、除尘风机启停旋钮04、行走方向控制旋钮05、行走调速旋钮06、行走速度指示器07及抛丸叶轮驱动电流表010。同时，还设有电源指示灯09及急停按钮08。

图9为采用钢丸自动回收的抛丸装置的金属表面处理机的控制框图。控制箱10采用了PLC控制系统，主要由PLC控制器、变频器、继电器、接触器等常规电子器件组成，整个系统运行稳定，结构简洁，便于维护。上述自动操作启动按钮01、自动操作停止按钮02，抛丸叶轮驱动电机启停旋钮03，除尘风机启停旋钮04，行走方向控制旋钮05及急停按钮08均连至PLC可编程序控制器的信号输入端，行走调速旋钮06连接变频器，PLC可编程序控制器输出端通过变频器控制行走电机12，从而控制主动轮91的行走方向和速度，并将行走速度在行走速度指示器07上显示；通过继电器、接触器等低压电器分别控制抛丸叶轮驱动电机1及除尘器13的除尘风机的启闭。并通过传感器将抛丸叶轮驱动电机1的电流值显示在抛丸叶轮驱动电流表010上。

本发明的工作过程及原理：

首先，将上述金属表面处理机放在被加工筒体的内部，以主动轮91运动方向垂直于筒体轴向放置，旋转手轮81，通过轮架9的升降调整两主动轮91的高度，使密封毛刷6紧挨在筒体底部的内表面上；然后通过控制箱10的控制面板进行操作控制，首先转动行走调速旋钮06，预置行走速度；按下自动操作启动按钮01后，PLC控制系统依次自动延时启动除尘器13的除尘风机及抛丸叶轮的驱动电机1，至此做好抛丸前的准备工作。然后，手动打开供丸阀41，向箱体内抛丸叶轮供钢丸；延时一定时间后，变频器自动控制行走电机12运行，通过调节行走电机速度，使主动轮91的旋转速度和筒体的旋转速度相等且方向相反，使表面处理机在筒体底部做相对静止运动，整机按设定速度行走并进行筒体表面处理工作。通过抛丸叶7轮将钢丸垂直向下打击在筒体内表面，由抛丸叶轮7旋转产生的负压将打出的钢丸通过回丸通道52，回收到进料斗4中循环使用，在工作中产生的大量粉尘，通过除尘器中的负压，回收到除尘器中进行净化处理。

在工作过程中，根据行走速度指示器07和抛丸叶轮驱动电流表010的数据，监测行走速度和抛丸叶轮负载状况，并通过调整行走调速旋钮06和供丸阀41分别调整行走速度和抛丸叶轮驱动电流；处理工作完成后，手动关闭供丸阀；按下自动操作停止按钮02，整机停止行走；此时，抛丸叶轮驱动电机及除尘风机停止运行。当筒体旋转一圈后，将金属表面处理机沿筒体轴向移动至新位置，继续进行抛丸处理。当遇到紧急情况时，按急停按钮08切断控制动作。

本设备还可以进行手动操作，根据使用和维护需要，可单独操作控制面板上的抛丸叶轮驱动电机启停旋钮、除尘风机启停旋钮、行走方向控制旋钮、行走调速旋钮及急停按钮等，完成单项功能操作。

本发明提供的金属表面处理机，只需将单独控制主动轮的高度调整机构去除，采用联动机构使主动轮和从动轮在同一平面运行，即可作为平面金属板的表面处理机使用。同样具有优良的钢丸自动回收，闭路循环和净化功能，达到降低能耗，降低生产成本，提高生产效率，提高处理质量的目的。

以上所述，仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明的形状和结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种钢丸自动回收的抛丸装置，其特征在于包括由驱动电机带动的抛丸叶轮，并设置包拢抛丸叶轮的半圆顶面密封箱体，箱体侧面为竖直面，在所述箱体底部设有密封连接工件处理面的抛丸窗，与抛丸叶轮向上旋转方向对应的箱体一侧的上部设置连接进料斗的回丸通道，所述进料斗设置在箱体上方并通过供丸阀连通箱体进料口，在进料斗上设置除尘器连接口。

2.根据权利要求1所述的钢丸自动回收的抛丸装置，其特征在于所述抛丸叶轮的叶片外沿与半圆顶面间的间隙宽度为4-6mm。

3.根据权利要求1或2所述的钢丸自动回收的抛丸装置，其特征在于在所述箱体底部的抛丸窗环周设置密封毛刷。

4.一种采用如权利要求3所述的钢丸自动回收的抛丸装置的金属表面处理机，其特征在于还设有控制箱，除尘器，由高度调整机构控制高度的主动轮，从动轮，所述除尘器通过回收管连接在所述进料斗的顶部，在所述抛丸装置箱体垂直于抛丸叶轮轴的一侧设置所述主动轮，在与其相对的箱体的另一侧设置从动轮，抛丸叶轮驱动电机、驱动主动轮的行走电机及除尘器的除尘风机均连至控制箱。

5.根据权利要求4所述的金属表面处理机，其特征在于所述控制箱的控制面板上设有自动操作启动按钮、自动操作关闭按钮、抛丸叶轮驱动电机启停旋钮、除尘风机启停旋钮、行走方向控制旋钮、行走调速旋钮、行走速度指示器及抛丸叶轮驱动电流表。

6.根据权利要求4或5所述的金属表面处理机，其特征在于所述高度调整机构主要由水平旋转手轮及其操纵的垂直丝杠，套装在垂直丝杠上的螺母及螺母滑动导轨构成，所述螺母通过与其固定连接的轮架连接主动轮。

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