CN103586781A - 一种自动喷砂除锈装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动喷砂除锈装置；两块支撑板为马蹄铁形状，齿圈和增强圈分别固定在一块支撑板的内侧；每块支撑板内侧有外侧导向轮分布在支撑板上部的圆弧线上，内侧导向轮均布在支撑板下部的圆弧线上；齿圈和增强圈与外侧导向轮、内侧导向轮同心，和支撑板开口的方向和位置相同；弧度与外侧导向轮和内侧导向轮均布圆弧相匹配的二块弧板连为一体；电机固定在一侧弧板上，传动轴一端穿过弧板与外侧的驱动齿轮连接；二块弧板卡入外侧导向轮和内侧导向轮的凹槽内，驱动齿轮与齿圈啮合，二件摆动喷枪组件通过摆动支承座对称固定在摆动安装组件上；本装置能快速、简便、稳定的自动除锈，高效、环保的达到了施工的质量要求，将原来的作业时间减少一半。

Description

一种自动喷砂除锈装置

技术领域

本发明涉及的是管道补口工序中所使用的自动喷砂除锈装置。

背景技术

目前，无论在陆地或在海洋，管线焊接施工之后，接头部分都需要进行涂敷补口处理。而在补口工艺中，第一道工序就是要对补口范围内的管道外表面进行除锈，并要求达到相应的标准级别。

在国外，自动喷砂除锈的工艺技术已经使用地比较成熟，应用也较为广泛。而在国内，只有极少的报道和类似的一、两项专利，迄今仍无自动喷砂除锈装置，仍然采用人工手持喷枪的除锈方法，不但劳动强度极高，而且会造成一定的人身伤害。如果以石英砂作为除锈介质，必然会产生粉尘团污染环境，洒落的石英砂粉破坏周围的植被等。

在科技快速发展的今天，人们既对“以人为本”意义的理解更加深刻，同时也把“保护环境”的观念愈加增强。所以，将“优质、高效”的目标建立在这二者之上是必然的趋势，自动喷砂除锈技术在国内由此将得到快速发展，自动喷砂除锈装置得到广泛使用。

从现有专利和报道中可见，所采取的是“单轨道侧放”的方式，和一般的自动焊的方式类似，并且为单头装置，效率低，若要实现双头却是非常地困难。更重要的是仍旧没有能够在实际生产中应用的产品，目前只是停留在试验探索阶段。

发明内容

本发明的目的是：为野外管道施工的补口工序中提供一种高效环保的自动喷砂除锈装置，进行方便、快速、高效的除锈工作，实现补口除锈的自动化。

本发明所述的一种自动喷砂除锈装置，由支撑组件、转动体、摆动喷枪组件和支脚构成；

所述的支撑组件是由二块支撑板1、外侧导向轮2、内侧导向轮8、齿圈10和增强圈13构成；二块支撑板1为带有开口的“马蹄铁”形状，尺寸大小相同，带有开口的半弧圈齿圈10和增强圈13分别固定在其中一块支撑板1的内侧；每块支撑板1内侧，齿圈10和增强圈13外侧设有9个外侧导向轮2对称均布在靠近支撑板1上部的一条圆弧线上，5件内侧导向轮8对称均布在齿圈10和增强圈13内测靠近支撑板下部的一条圆弧线上，这两条圆弧线保持同心；齿圈10和增强圈13与外侧导向轮2、内侧导向轮8同心，和支撑板1开口的方向和位置相同；四套支脚16二套一组分别安装在支撑板1的下侧；

所述的转动体是由弧板11、传动轴3、电机4、电机支承座5、传动齿轮6、驱动齿轮7、摆动安装组件9和连接杆12构成；弧度与外侧导向轮2和内侧导向轮8均布圆弧相匹配的二块弧板11由十根长度相同的联接杆12连接为一体；电机4通过电机支承座5固定在一侧弧板11上，传动轴3位于二块弧板11对称中心面的十二点位置处，一端穿过弧板11与位于弧板外侧的驱动齿轮7连接，传动齿轮6位于传动轴3上与电机4连接；二块弧板11分别卡入二块支撑板1上的外侧导向轮2和内侧导向轮8的凹槽内，驱动齿轮7与齿圈10啮合，二件摆动安装组件9对称的设置在转动体的两侧，三点和九点位置处，与连接杆12平行，两端固定在二块弧板上；

所述的摆动喷枪组件由喷枪组件14、连接驱动架15、摆动齿轮17和摆动支承座18组成；二件摆动喷枪组件14通过摆动支承座18对称固定在摆动安装组件9上；连接驱动架15底部与喷枪组件14连接；摆动支承座18和摆动齿轮17固定在连接驱动架15内，两个摆动支承座18位于摆动齿轮17的两侧。

首先，吊送装置至补口管的上方，使转动体的轴线与管道轴线平行，然后顺“马蹄铁”状开口放下，依靠支脚的支撑，使装置跨骑在管道上。然后通电起动，准备喷砂，电机驱使转动体逆时针转动90°，使原来处于三点、九点的两把喷枪处于六点、十二点的位置。喷砂开始，本装置的转动体顺时针转动180°，在摆动装置的配合下，带动喷枪沿管道表面以“矩形”纹的轨迹方式进行有规则地移动，完成喷砂除锈，每把喷枪各自完成管道半圈的除锈工作，即完成了此处焊道补口的除锈工作。最后，喷砂停止，转动体自动恢复到起始位置，即传动轴位于十二点的位置，两把喷枪分别处于三点、九点的位置，使转动体的开口朝下，并与支撑板的开口重合，此时可将本装置吊起，送往下一处除锈，或是放置在底座上，工作结束。

本发明是一种自动喷砂除锈装置，已在中海油铺管船上投入使用。结果表明，本发明运行稳定，实现了自动喷砂除锈装置“优质、高效”的除锈功能，满足了实际生产的需要。

附图说明

图1是自动喷砂除锈装置的整体结构主视图。

图2是自动喷砂除锈装置的整体结构轴侧图。

图3是支撑组件的主视图。

图4是支撑组件的轴侧图。

图5是转动体的主视图。

图6是转动体的轴侧图。

图7是摆动与喷枪组件的主视图。

图8是摆动与喷枪组件的轴侧图。

图中，1-支撑板，2-外侧导向轮，3-传动轴，4-电机，5-电机支承座，6-传动齿轮，7-驱动齿轮，8-内侧导向轮，9-摆动安装组件，10-齿圈，11-弧板，12-联接杆，13-增强圈，14-喷枪组件，15-连接驱动架，16-支脚，17-摆动齿轮，18-摆动支承座。

具体实施方式

以一种管径为Φ762mm管道除锈的自动喷砂除锈装置为例，对本发明作进一步详细说明。

由1块壁厚14mm普通轧制钢板制作的支撑板1、9件外侧导向轮2和5件内侧导向轮8、具有4mm的偏心调节量，有120°开口的齿圈10、2套和管道有40×80mm²接触面的支脚16组成一件支撑组件；而另一支撑组件与它的唯一区别就是将齿圈10换为增强圈13，两者的外形尺寸完全相同。

由阶梯状传动轴3、输出功率为200W的伺服电机4、用85×80×60mm铝合金块制作的电机支承座5、模数为1.5，齿数为57的传动齿轮6、模数为4，齿数为19的驱动齿轮7、2组摆动安装组件9、2块带有830mm宽开口的弧板11及10颗Φ25×500mm联接杆12组成一转动体，它的宽度为500mm。

在连接驱动架15中，光杠直径25mm，也是成对使用，在其中一根上安装有一对摆动支承座18，同样在另一根上也安装一对摆动支承座18，摆动支承座18即导轨副，规格型号为：GTB25。

连接驱动架15与喷枪组件14通过联接板连接起来，由于两部分是相对独立的，也就保证了结构设计的简捷、紧凑，而且使喷砂枪具有±20mm的调整量。

其特征在于：参阅全部说明书图。

采取的驱动方式为齿轮、齿条的传动方式，动力源即电机4安装在转动体上，圆弧形齿圈10则固定在1块支撑板1，通过驱动齿轮7与齿圈10啮合运动，实现转动体在内、外侧导向轮8、2之间的凹槽内，以齿圈10即管道的轴线为旋转轴进行转动。

在喷枪的摆动机构中，采取齿轮、齿条的传动方式，同时使用光杠、齿条的运动方式，确保喷枪摆动平稳顺畅，精确到位。

采用单侧驱动的方法，实现转动体的运动，并安装在转动体的对称面十二点位置，而两把喷枪分别装在位于转动体的九点、三点位置的2组摆动安装组件9上。最后，两块支撑组件为带有开口的“马蹄铁”形状，同时固定其上的齿圈10和增强圈13，也是带有开口的多半弧圈，而且开口都在同一位置。作为转动体中重要组成部分之一的二块弧板11也是如此，所以，只有当转动体的开口旋转到和支撑组件的开口完全重合时，方可进行此装置的吊入或卸下的工作。

9件外侧导向轮2对称均布在靠近支撑板1外侧的一条圆弧线上，5件内侧导向轮8同样对称均布在靠近支撑板1内侧的，一条圆弧线上，并且这两条圆弧线保持同心；齿圈10与导向轮8、2也保持同心，和支撑板1开口的方向和位置是相同的，并固定其上；2套支脚16按照要求安装即可。

传动轴3安装在弧板11对称中心面的十二点位置，10颗联接杆12对称分布两侧，有3颗在弧板11的端部，2颗在传动轴3和摆动安装组件9之间。2块弧板11是通过10颗联接杆12紧固连接，而构成一个整体，摆动安装组件9只是起到支撑焊枪的作用，传动轴3也只是起到传递动力的作用。动力的传递是这样的：电机4旋转输出动力，通过电机支承座5之后，就将动力输送到传动齿轮6，传动齿轮6继续传递给与它同时安装在传动轴3上的驱动齿轮7。由于驱动齿轮7和固定在支撑板1上的齿圈10处于啮合状态，因此驱动齿轮7就会沿着齿圈10的外侧行走，从而驱使转动体转动。另外在内、外侧导向轮8、2的切入点处，弧板11的端部，必须进行倒角，使弧板11更加顺畅地切入轮槽内。

在摆动喷枪组件中，摆动支承座18与摆动安装组件9配合，即支承座18在摆动安装组件9上作直线滑动。同时采取摆动齿轮17与齿条的驱动方式，使连接驱动架15运动，从而带动喷枪组件14进行摆动。

Claims (3)

1.一种自动喷砂除锈装置，由支撑组件、转动体、摆动喷枪组件和支脚构成；其特征在于：

支撑组件是由二块支撑板（1）、外侧导向轮（2）、内侧导向轮（8）、齿圈（10）和增强圈（13）构成；二块支撑板（1）为带有开口的“马蹄铁”形状，尺寸大小相同，带有开口的半弧圈齿圈（10）和增强圈（13）分别固定在其中一块支撑板的内侧；每块支撑板内侧，齿圈和增强圈外侧设有9个外侧导向轮对称均布在靠近支撑板上部的一条圆弧线上，5件内侧导向轮对称均布在齿圈和增强圈内测靠近支撑板下部的一条圆弧线上，这两条圆弧线保持同心；齿圈和增强圈与外侧导向轮、内侧导向轮同心，和支撑板开口的方向和位置相同；四套支脚二套一组分别安装在支撑板的下侧；

转动体是由弧板（11）、传动轴（3）、电机（4）、电机支承座（5）、传动齿轮（6）、驱动齿轮（7）、摆动安装组件（9）和连接杆（12）构成；弧度与外侧导向轮和内侧导向轮均布圆弧相匹配的二块弧板由十根长度相同的联接杆连接为一体；电机通过电机支承座固定在一侧弧板上，传动轴位于二块弧板对称中心面的十二点位置处，一端穿过弧板与位于弧板外侧的驱动齿轮连接，传动齿轮位于传动轴上与电机连接；二块弧板分别卡入二块支撑板上的外侧导向轮和内侧导向轮的凹槽内，驱动齿轮与齿圈啮合，二件摆动安装组件对称的设置在转动体的两侧，三点和九点位置处，与连接杆平行，两端固定在二块弧板上；

摆动喷枪组件由喷枪组件（14）、连接驱动架（15）、摆动齿轮（17）和摆动支承座（18）组成；二件摆动喷枪组件通过摆动支承座对称固定在摆动安装组件上；连接驱动架底部与喷枪组件连接；摆动支承座和摆动齿轮固定在连接驱动架内，两个摆动支承座位于摆动齿轮的两侧。

2.根据权利要求1所述的自动喷砂除锈装置，其特征在于：在摆动喷枪组件中，摆动支承座18与摆动安装组件9滑动配合，采取摆动齿轮17与齿条的驱动方式，使连接驱动架15运动，从而带动喷枪组件14进行摆动。

3.一种权利要求1所述的自动喷砂除锈装置的应用，其特征在于：

吊送装置至补口管的上方，使转动体的轴线与管道轴线平行，然后顺“马蹄铁”状开口放下，依靠支脚的支撑，使装置跨骑在管道上，然后通电起动，准备喷砂，电机驱使转动体逆时针转动90°，使原来处于三点、九点的两把喷枪处于六点、十二点的位置，喷砂开始，转动体顺时针转动180°，带动喷枪沿管道表面以“矩形”纹的轨迹方式进行有规则地移动，完成喷砂除锈，每把喷枪各自完成管道半圈的除锈工作。

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