CN102728510A - 一种涂料喷涂装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种涂料喷涂装置及方法，包括喷涂箱（1）、涂料回收箱（2）、涂料泵（3）和鼓风机（4）；喷涂箱（1）的上端部与涂料回收箱（2）的上端部通过第一连接管（51）连通且密闭，其中，喷涂箱（1）的中部设有连通喷涂箱（1）与外界大气的进料口（11），进料口（11）下方的喷涂箱（1）内盛装有涂料；涂料泵（3）的进口连接涂料回收箱（2），出口连接喷涂箱（1）将涂料回收箱（2）内回收的涂料输送至喷涂箱（1）下方；鼓风机（4）连接涂料回收箱（2）上部并抽气。本发明实施例的实现能够不仅可以使涂料均匀分布在工件的表面，而且能够有效避免涂料扩散到装置外部的空气中，进而使空气免受污染，保证了喷涂人员的身体健康，同时还实现了对涂料百分之一百的充分利用。
Description
技术领域
本发明属于喷涂技术领域，尤其涉及一种涂料喷涂装置及方法。
背景技术
目前，现有的涂料喷涂工艺主要采用喷枪将涂料雾化后再对工件进行喷涂；但是，发明人发现现有的这种涂料喷涂工艺至少存在以下几个缺点：
第一，如图1所示，涂料经喷枪1喷出后，会形成一个扇面形的雾化区A；该雾化区A内的雾化涂料仅有一部分会附着到工件2上，而其余的雾化涂料有些是直接扩散到空气中，有些是经过与工件2表面的撞击后溅射到空气中；在现有的技术条件下，这些扩散到空气中雾化涂料还没有很好的办法进行回收，因此这种喷涂工艺不仅会造成涂料的严重浪费，而且会对空气造成严重污染、危害喷涂人员的身体健康。长期的生产实践表明：对于条状的工件而言，这种喷涂工艺对涂料的有效利用率不超过30％。
第二，如图1所示，利用喷枪1与喷枪1′对工件2进行喷涂；其中，涂料经喷枪1喷出后会形成一个扇面形的雾化区A，涂料经喷枪1′喷出后会形成一个扇面形的雾化区A′；在实际操作中，雾化区A与雾化区A′会不可避免地存在一定范围的重合区域，即为重合雾化区S。在对工件2进行喷涂的过程中，雾化区A所覆盖的工件2的表面会附着一层涂料，而雾化区A′所覆盖的工件2的表面也会附着一层涂料；由于雾化区A与雾化区A′之间存在着重合雾化区S，因此重合雾化区S所覆盖的工件2的表面会形成两层涂料。这就会造成工件2表面的涂层不均匀，甚至造成涂料的漏喷和流挂，因此不仅会影工件2的外观美感，而且可能导致工件2的性能不均一。
发明内容
本发明提供了一种涂料喷涂装置及方法，不仅可以使涂料均匀分布在工件的表面，而且能够有效避免涂料扩散到装置外部的空气中，进而使空气免受污染，保证了喷涂人员的身体健康，同时还实现了对涂料百分之一百的充分利用。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种涂料喷涂装置，包括喷涂箱1、涂料回收箱2、涂料泵3和鼓风机4；
所述的喷涂箱1的上端部与涂料回收箱2的上端部通过第一连接管51连通且密闭，其中，所述喷涂箱1的中部设有连通喷涂箱1与外界大气的进料口11，进料口11下方的喷涂箱1内盛装有涂料；
涂料泵3的进口连接涂料回收箱2，出口连接喷涂箱1将涂料回收箱2内回收的涂料输送至喷涂箱1下方；
鼓风机4连接涂料回收箱2上部并抽气。
优选地，相应的进料口11的形状与待加工工件的横截面形状相同。
优选地，相应的喷涂箱1内所盛装涂料的液面位于所述进料口11的下方；
优选地，相应的涂料回收箱2的内部沿竖直方向设有分隔板21；
涂料回收箱2的右侧的上端部通过第一连接管51与喷涂箱1的上端部连通；
涂料回收箱2的左侧的上端部通过第四连接管54与鼓风机4连通。
优选地，相应的分隔板21由涂料回收箱2的顶部延伸至涂料回收箱2的下部，并且位于涂料回收箱2中下部的分隔板21上设有开口。
优选地，相应的涂料回收箱2的底面为坡面22，并且位于涂料回收箱2左侧的坡面高于位于涂料回收箱2右侧的坡面。
优选地，相应的涂料泵3的进口通过第二连接管52与涂料回收箱2的底部连通且密闭；涂料泵3的出口通过第三连接管53与喷涂箱1连通且密闭，并将涂料回收箱2内回收的涂料输送至喷涂箱1下方。
一种涂料喷涂方法，包括：在盛装有涂料的喷涂箱1内，控制空气高速流经涂料表面，以使涂料雾化并充满喷涂箱1内部，形成雾化涂料；
将待加工工件置入该充满雾化涂料的喷涂箱1，从而使雾化涂料均匀附着在待加工工件的表面，以完成对待加工工件的涂料喷涂过程。
优选地，将喷涂箱1内未附着于待加工工件表面的雾化涂料连同空气一起抽离喷涂箱1，并将雾化涂料与空气相分离，使雾化涂料沉降、汇聚并回流到喷涂箱1内。
由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例的鼓风机4可以不断通过涂料回收箱2从喷涂箱1中抽取空气，由于该装置的各部件密封良好并且各部件间均采用密封连接，因此空气仅能通过喷涂箱1的进料口11流入该装置；当工件由进料口11进入喷涂箱1时，工件表面与进料口11之间会存在一定的缝隙，空气以高速流入喷涂箱1并流经涂料表面，进而使涂料充分雾化；由于喷涂箱1空间有限，大量雾化涂料均悬浮在这一空间时，该喷涂箱1内雾化涂料的密度是基本一致的，因此这些雾化涂料会均匀附着在工件的表面，从而实现对于工件的均匀喷涂。同时，没有附着在工件表面的雾化涂料会随着空气一同流入涂料回收箱2的右侧，此时由于该腔体空间较大，空气的流动速度突然变缓，同时还受到了涂料回收箱2内壁以及分隔板21阻挡，因此空气中的雾化涂料会与空气发生分离，并在重力作用下沉降到涂料回收箱2的底部；这些汇聚于涂料回收箱2底部的涂料会在涂料泵3的作用下抽回到喷涂箱1，因而实现了对涂料百分之一百的充分循环利用；而涂料回收箱2的右侧与雾化涂料分离后的干净空气会通过分隔板21上所设置的开口流入到涂料回收箱2的左侧，并在鼓风机4的作用下排除到大气中；由于这些空气是已经与涂料分离的洁净空气，而该装置的各部分密封良好并不会漏气，因此该装置能够有效避免涂料扩散到装置外部的空气中，进而使空气免受污染，保证了喷涂人员的身体健康。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中利用喷枪进行喷涂的涂料喷涂工艺示意图；
图2为本发明所提供的涂料喷涂装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，可以理解的是，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将结合附图对本发明实施例所提供的涂料喷涂装置作进一步地详细描述。
如图2所示，一种涂料喷涂装置，其具体结构可以包括喷涂箱1、涂料回收箱2、涂料泵3和鼓风机4；喷涂箱1的上端部与涂料回收箱2的上端部通过第一连接管51连通且密闭；喷涂箱1的中部设有连通喷涂箱1与外界大气的进料口11，进料口11下方的喷涂箱1内盛装有涂料；鼓风机4连接涂料回收箱2上部并抽气；进而控制空气高速流经涂料表面，以使涂料雾化并充满喷涂箱1内部，形成雾化涂料；将待加工工件从进料口11置入该充满雾化涂料的喷涂箱1，从而使雾化涂料均匀附着在待加工工件的表面，以完成对待加工工件的涂料喷涂过程。同时，将喷涂箱1内未附着于待加工工件表面的雾化涂料连同空气一起抽离喷涂箱1，并将雾化涂料与空气相分离，使雾化涂料沉降、汇聚并回流到喷涂箱1内。
涂料泵3的进口连接涂料回收箱2，出口连接喷涂箱1将涂料回收箱2内回收的涂料输送至喷涂箱1下方；在实际应用中，涂料泵3的进口最好通过第二连接管52与涂料回收箱2的底部连通且密闭；涂料泵3的出口最好通过第三连接管53与喷涂箱1连通且密闭，从而使涂料回收箱2内所回收的涂料能够尽可能地输送至进料口11下方的喷涂箱1，以为涂料百分之一百的充分利用提供必要的条件。
其中，相应的进料口11的形状与待加工工件的横截面形状相同，并且该进料口11的尺寸应略大于待加工工件的横截面的尺寸；在实际应用中，该进料口11的尺寸最好以待加工工件放入进料口11后待加工工件的外表面仍与进料口11之间存在1毫米至30毫米的间隙为宜；这样不仅可以使空气能够顺畅地流入到喷涂箱1内，而且能够使空气具备一个较高的流动速度，从而为涂料的雾化提供必要的实施条件。同时，相应的喷涂箱1内所盛装涂料的液面位于所述进料口11的下方，在实际应用中，喷涂箱1内所盛装涂料的液面最好位于进料口11下方的4毫米至50毫米处；这样既可以保证涂料不会由进料口11溢出，又能使空气流入喷涂箱1时能够尽可能地接近涂料表面，进而保证涂料能够在高速空气的作用下充分雾化，以实现对工件的均匀喷涂。
具体地，涂料回收箱2的内部沿竖直方向设有分隔板21；该分隔板21由涂料回收箱2的顶部延伸至涂料回收箱2的下部，并且位于涂料回收箱2中下部的分隔板21上设有开口；涂料回收箱2的右侧的上端部通过第一连接管51与喷涂箱1的上端部连通，涂料回收箱2的左侧的上端部通过第四连接管54与鼓风机4连通；由于涂料回收箱2内的分隔板21由涂料回收箱2的顶部延伸至涂料回收箱2的下部，因此由喷涂箱1流入涂料回收箱2的气体无法直接流入涂料回收箱2的左侧，而只能通过位于涂料回收箱2中下部的分隔板21上所设置的开口流入涂料回收箱2的左侧；当含有雾化涂料的空气从涂料回收箱2的右侧流入涂料回收箱2时，由于该涂料回收箱2右侧空间较大，空气的流动速度突然变缓，同时还受到了涂料回收箱2内壁以及分隔板21阻挡，因此空气中的雾化涂料会与空气发生分离，并在重力作用下沉降到涂料回收箱2的底部，以供涂料泵3将其传送至喷涂箱1；为了方便空气中所夹带的涂料能够更好地汇集在涂料回收箱2的底部，在实际应用中，相应的涂料回收箱2的底面最好为坡面22，并且位于涂料回收箱2左侧的坡面高于位于涂料回收箱2右侧的坡面。
进一步地，本发明实施例所提供的涂料喷涂装置的工作原理如下：
（1）对工件进行均匀喷涂的原理
众所周知，当气流高速掠过液体的表面时，液体会被吹散成颗粒状小液滴悬浮于空气中，这就是雾化原理。本发明实施例所提供的涂料喷涂装置正是利用了这一原理：当本装置启动时，鼓风机4会不断通过涂料回收箱2从喷涂箱1中抽取空气，由于该装置的各部件密封良好并且各部件间均采用密封连接，因此空气仅能通过喷涂箱1的进料口11流入装置；由于该进料口11的形状与工件横截面形状相同，仅是尺寸略大于工件横截面，因此当工件由进料口11进入喷涂箱1时，工件表面与进料口11之间会存在一定的缝隙，空气仅能通过该缝隙流入喷涂箱1；由于鼓风机4的运转功率并没有发生变化，因此空气只能以高速流入喷涂箱1；由于喷涂箱1内所盛装涂料的液面恰好位于所述进料口11的下方，因此当空气以高速流经涂料表面时，涂料会因雾化原理而发生雾化，进而使整个喷涂箱1内充满雾化涂料；由于喷涂箱1空间有限，大量雾化涂料均悬浮在这一空间时，该喷涂箱1内各处的雾化涂料的密度是基本一致的，因此这些雾化涂料会均匀附着在工件的表面，以实现对于工件的均匀喷涂。根据该涂料喷涂装置的这一工作原理可知，空气流经涂料表面的速度越快涂料的雾化程度就越高，空气流经涂料表面的速度越慢涂料的雾化程度也就越慢，因此可以通过调整鼓风机4的运转功率和/或调整工件放入进料口11时工件表面与进料口11之间的缝隙宽度，来调整空气流入喷涂箱1的流速，进而调节涂料的雾化程度。在实际应用中，无论工件的表面形状如何复杂，由于雾化涂料在此空间内是均匀分布的，所以涂料都能均匀附着在工件的表面，进而保证了对工件的喷涂厚度的一致性。
（2）涂料进行循环利用的原理
没有附着在工件表面的雾化涂料会随着空气一同流入涂料回收箱2的右侧，此时由于该腔体空间较大，空气的流动速度突然变缓，同时还受到了涂料回收箱2内壁以及分隔板21阻挡，因此空气中的雾化涂料会与空气发生分离，并在重力作用下沉降到涂料回收箱2的底部；这些汇聚于涂料回收箱2底部的涂料会在涂料泵3的作用下抽回到喷涂箱1，因而实现了对涂料百分之一百的充分循环利用；而涂料回收箱2的右侧与雾化涂料分离后的干净空气会通过位于涂料回收箱2下部的分隔板21上所设置的开口流入到涂料回收箱2的左侧，并在鼓风机4的作用下排除到大气中；由于这些空气是已经与涂料分离的洁净空气，而该装置的各部分密封良好并不会漏气，因此该装置能够有效避免涂料扩散到装置外部的空气中，进而使空气免受污染，保证了喷涂人员的身体健康。
需要说明的是，本申请文件中所述的第一连接管51、第二连接管52、第三连接管53和第四连接管54可以均为现有技术中管路，这四种连接管可以采用相同的管路，也可以采用不同的管路。此外，经过实验测算，该涂料喷涂装置循环一周的时间大约为3分钟，因此本发明实施例所提供的涂料喷涂装置具有一个较高的处理速度。
除了上述技术方案外，本发明实施例还提供了一种涂料喷涂方法，下面对该涂料喷涂方法作进一步地详细描述。
一种涂料喷涂方法，其具体过程可以包括：在盛装有涂料的喷涂箱1内，控制空气高速流经涂料表面，以使涂料雾化并充满喷涂箱1内部，形成雾化涂料；将待加工工件置入该充满雾化涂料的喷涂箱1，从而使雾化涂料均匀附着在待加工工件的表面，以完成对待加工工件的涂料喷涂过程。
此外，该涂料喷涂方法在实际应用中还可以包括：将喷涂箱1内未附着于待加工工件表面的雾化涂料连同空气一起抽离喷涂箱1，并将雾化涂料与空气相分离，使雾化涂料沉降、汇聚并回流到喷涂箱1内。
可见，本发明实施例的实现能够不仅可以使涂料均匀分布在工件的表面，而且能够有效避免涂料扩散到装置外部的空气中，进而使空气免受污染，保证了喷涂人员的身体健康，同时还实现了对涂料百分之一百的充分利用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种涂料喷涂装置，其特征在于，包括喷涂箱（1）、涂料回收箱（2）、涂料泵（3）和鼓风机（4）；
所述的喷涂箱（1）的上端部与涂料回收箱（2）的上端部通过第一连接管（51）连通且密闭，其中，所述喷涂箱（1）的中部设有连通喷涂箱（1）与外界大气的进料口（11），进料口（11）下方的喷涂箱（1）内盛装有涂料；
涂料泵（3）的进口连接涂料回收箱（2），出口连接喷涂箱（1）将涂料回收箱（2）内回收的涂料输送至喷涂箱（1）下方；
鼓风机（4）连接涂料回收箱（2）上部并抽气。
2.根据权利要求1所述的涂料喷涂装置，其特征在于，所述进料口（11）的形状与待加工工件的横截面形状相同。
3.根据权利要求1或2所述的涂料喷涂装置，其特征在于，喷涂箱（1）内所盛装涂料的液面位于所述进料口（11）的下方。
4.根据权利要求1或2所述的涂料喷涂装置，其特征在于，涂料回收箱（2）的内部沿竖直方向设有分隔板（21）；
涂料回收箱（2）的右侧的上端部通过第一连接管（51）与喷涂箱（1）的上端部连通；
涂料回收箱（2）的左侧的上端部通过第四连接管（54）与鼓风机（4）连通。
5.根据权利要求4所述的涂料喷涂装置，其特征在于，所述的分隔板（21）由涂料回收箱（2）的顶部延伸至涂料回收箱（2）的下部，并且位于涂料回收箱（2）中下部的分隔板（21）上设有开口。
6.根据权利要求1或2所述的涂料喷涂装置，其特征在于，所述涂料回收箱（2）的底面为坡面（22），并且位于涂料回收箱（2）左侧的坡面高于位于涂料回收箱（2）右侧的坡面。
7.根据权利要求1或2所述的涂料喷涂装置，其特征在于，涂料泵（3）的进口通过第二连接管（52）与涂料回收箱（2）的底部连通且密闭；涂料泵（3）的出口通过第三连接管（53）与喷涂箱（1）连通且密闭，并将涂料回收箱（2）内回收的涂料输送至喷涂箱（1） 下方。
8.一种涂料喷涂方法，其特征在于，包括：
在盛装有涂料的喷涂箱（1）内，控制空气高速流经涂料表面，以使涂料雾化并充满喷涂箱（1）内部，形成雾化涂料；
将待加工工件置入该充满雾化涂料的喷涂箱（1），从而使雾化涂料均匀附着在待加工工件的表面，以完成对待加工工件的涂料喷涂过程。
9.根据权利要求8所述的涂料喷涂方法，其特征在于，
将喷涂箱（1）内未附着于待加工工件表面的雾化涂料连同空气一起抽离喷涂箱（1），并将雾化涂料与空气相分离，使雾化涂料沉降、汇聚并回流到喷涂箱（1）内。
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