CN104552024A - 一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置 - Google Patents

一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置 Download PDF

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赵银辉
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Abstract

本发明公开了一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，所述运行小车的一端设置有用于提供所述运行小车驱动力的驱动组件，另一端设置有用于固定喷枪组件的若干个喷枪架，所述喷枪组件包括架设在若干个喷枪支撑机构上的喷枪杆和与所述喷枪杆一端相连接的喷枪头，所述喷枪头的端部设置有管道内壁喷砂器，所述喷枪支撑机构的底部设置有轨道轮组，所述轨道轮组与设置在管道内的所述轨道系统相配合。通过运行小车带动架设在轨道系统上的喷枪支撑机构上的喷枪，将喷砂罐中的物料通过设置在喷枪枪头上的管道内壁喷砂器均匀的喷射到管道内壁上，从而有效的清除其表面铁锈，本发明除锈成本低，质量稳定，环保节能。

Description

一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置
技术领域
本发明涉及喷砂清理技术加工领域，尤其涉及一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置。
背景技术
喷砂喷丸表面处理原理是将磨料喷射到工件表面进行冲击研磨，把表面的杂志，杂色及氧化层清除掉，同时使介质表面粗化，使表面积增大，这样就能提高涂层的附着力，使得涂层产生最强的耐酸，耐碱性能，提高涂层质量，同时起到减少基材表面残余应力的作用，提高基材表面硬度及达到表面装饰性的要求。工业及民用液体及气体主要应用金属管道输送，由于液体及气体的腐蚀性对管道内壁产生腐蚀，易造成泄漏污染危害，同时对输送的液体产生污染，因此输送管道内表面必须进行防腐处理。防腐处理的效果与管道内表面的前处理工序质量密切相关.前处理工序要求清除管道内表面上的锈斑、油污、氧化层等。
目前，金届表面喷砂除锈工艺被认为是替代酸洗除锈的最好尤其应用于各种板材和金属结构件外表面的除锈粗化效果非常好，因而得到较为广泛的应用。但是工业上对管道内表面防腐前期处理工艺主要有:酸洗处理、机械清洗等方法。采用化学酸洗法，不仅处理成本高，除锈质量不稳定，且污染严重、生产环境恶劣，对操作人员健康危害大，同时除锈后不能形成涂覆防腐保护层所需的表面粗糙度，从而影响了涂覆质量，降低管道使用寿命。机械清洗法处理时人工工作量和劳动强度都太大，而且对于小口管道内径时机械清洗方法不适合。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种成本低廉、质量稳定且环保节能的管道内壁表面处理的喷砂装置
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，包括设置在轨道系统上的运行小车和架设于所述运行小车上的喷砂机，所述运行小车的一端设置有用于提供所述运行小车驱动力的驱动组件，另一端设置有用于固定喷枪组件的若干个喷枪架，所述喷枪组件包括架设在若干个喷枪支撑机构上的喷枪杆和与所述喷枪杆一端相连接的喷枪头，所述喷枪头的端部设置有管道内壁喷砂器，所述喷枪支撑机构的底部设置有轨道轮组，所述轨道轮组与设置在管道内的所述轨道系统相配合。
其中，所述管道内壁喷砂器的端头设置有用于使磨料呈锥形喷射到管道内壁的锥形喷头。
其中，所述喷枪支撑机构包括支撑架和设置在所述支撑架上的支架卷筒组件，相邻所述支架卷筒组件通过设置在所述支架卷筒组件上的钢丝绳或锁链相连接，且靠近运行小车的支架卷筒组件与设置在所述运行小车上的小车卷筒支架通过钢丝绳或锁链相连接。
其中，所述支撑架的两侧对称设置有高度调节器，所述高度调节器之间的轴杆上均匀套设有若干个V型轮。
其中，所述喷枪组件还包括喷砂软管，所述喷砂软管的一端通过过渡套与所述喷枪杆相连接，另一端与所述喷砂机相连。
其中，所述轨道系统分别包括用于喷枪支撑机构移动导向的轻轨和用于和所述小车驱动组件相配合的齿条。
其中，所述驱动组件所使用的驱动电机为伺服电机，所述伺服电机与外部电控系统相连接。
其中，所述喷砂机包括喷丸罐和与所述喷丸罐相连的压力气包，所述压力气包上设置有与所述喷枪组件相连接的磨料阀和进气阀。
其中，所述喷砂机与所述外部电控系统相连，且所述喷砂机的工作起点处的正上方设置有用于向所述喷丸罐内添加丸料的储料斗。
本发明的有益效果：本发明包括设置在轨道系统上的运行小车和架设于所述运行小车上的喷砂机，所述运行小车的一端设置有用于提供所述运行小车驱动力的驱动组件，另一端设置有用于固定喷枪组件的若干个喷枪架，所述喷枪组件包括架设在若干个喷枪支撑机构上的喷枪杆和与所述喷枪杆一端相连接的喷枪头，所述喷枪头的端部设置有管道内壁喷砂器，所述喷枪支撑机构的底部设置有轨道轮组，所述轨道轮组与设置在管道内的所述轨道系统相配合。通过运行小车带动架设在轨道系统上的喷枪支撑机构上的喷枪，将喷砂罐中的物料通过设置在喷枪枪头上的管道内壁喷砂器均匀的喷射到管道内壁上，从而有效的清除其表面铁锈，本发明除锈成本低，质量稳定，环保节能。
附图说明
图1是本发明一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置的结构示意图；
图2是图1中喷砂机的结构示意图；
图3是图1中运行小车的结构示意图；
图4是图1中喷枪支撑机构的结构示意图；
图5是图1中喷枪组件的结构示意图。
图中:1.喷砂机、2.运行小车、3.喷枪组件、4.喷枪支撑机构、5.轨道系统、11.喷丸罐、12.磨料阀、15.料位仪、19.压力气包、20.进气阀、21.车架、22.轨道轮轴组合、23.驱动组件、24.齿轮、25.小车卷筒支架、26.喷枪架、27.喷枪夹块、28.支撑架、29.支架卷筒组件、30.高度调节器、31.V型轮、32.喷砂软管、33.过渡套、34.喷枪杆、35.喷枪头、36.管道内壁喷砂器、40轨道轮组。
具体实施方式
下面结合附图1～5并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，
一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，包括设置在轨道系统5上的运行小车2和架设于所述运行小车2上的喷砂机1，所述运行小车2的一端设置有用于提供所述运行小车2驱动力的驱动组件23，另一端设置有用于固定喷枪组件3的若干个喷枪架26，所述喷枪组件3包括架设在5个喷枪支撑机构4上的喷枪杆34和与所述喷枪杆34一端相连接的喷枪头35，所述喷枪头35的端部设置有管道内壁喷砂器（36），所述喷枪支撑机构4的底部设置有轨道轮组40，所述轨道轮组40与设置在管道内的所述轨道系统5上的轻轨相配合。通过运行小车带动架设在轨道系统上的喷枪支撑机构上的喷枪，将喷砂罐中的喷砂通过设置在喷枪枪头上的管道内壁喷砂器均匀的喷射到管道内壁上，从而有效的清除其表面铁锈，本发明除锈成本低，质量稳定，环保节能。
所述管道内壁喷砂器36的端头设置有用于使磨料呈锥形喷射到管道内壁的锥形喷头。
所述喷枪支撑机构4包括支撑架28和设置在所述支撑架28上的支架卷筒组件29，相邻所述支架卷筒组件29通过设置在所述支架卷筒组件29上的钢丝绳或锁链相连接，且靠近运行小车2的支架卷筒组件29与设置在所述运行小车2上的小车卷筒支架25通过钢丝绳或锁链相连接。也可以在远离运行小车最前端的一个喷枪支撑机构4的支架卷筒组件上安装弹簧发条并使其与支撑架下面的轨道轮组40连接，从而使其提供一定的驱动力，以带动后面的喷枪支撑机构均匀的在轨道系统上滑行，返回时通过小车卷筒支架25的旋转将其收回，进而有效的保证能够和运行小车实现同步，更好的起到支撑喷枪的作用。
所述支撑架28的两侧对称设置有高度调节器30，所述高度调节器30之间的轴杆上均匀套设有若干个V型轮31。将喷枪组件上的喷枪杆架设到V型轮的V槽内，从而能够有效的对喷枪组件进行定位，同时支架两侧设置的高度调节器能够对喷枪组建的高度进行微调，以便于对管道内壁更有效的喷射。
所述喷枪组件还包括喷砂软管32，所述喷砂软管32的一端通过过渡套33与所述喷枪杆34相连接。另一端与所述喷砂机1相连。
所述轨道系统5分别包括用于喷枪支撑机构4移动导向的轻轨和用于和所述小车驱动组件23相配合的齿条。在运行小车2一端设计一组固定喷枪架26，并设计安装有多组喷枪夹块27，且有3组轨道轮轴组合22分别等分安装在车架21的底部。运行小车上的驱动组件可以通过设置在伺服电机上齿轮24与设置在轨道系统5上的齿条之间的啮合以及轨道轮组22与轻轨的配合，通过外部电控系统的控制，来实现对运行小车往返运动的控制，同时喷枪支撑机构架设在轻轨上，依靠小车推动其上架设的喷枪组件实现其同步移动。
所述驱动组件23所使用的驱动电机为伺服电机，所述伺服电机与外部电控系统相连接。
所述喷砂机1包括喷丸罐11和与所述喷丸罐11相连的压力气包19，所述压力气包19上设置有与所述喷枪组件3相连接的磨料阀12和进气阀20。
所述喷砂机1与所述外部电控系统相连，且所述喷砂机1的工作起点处的正上方设置有用于向所述喷丸罐11内添加丸料的储料斗。作为本实施例的优选实施方式，通过外部电控系统对伺服电机的调节，使载有喷丸罐的运行小车运行至喷砂机的工作起点处，此时储料斗上的放料阀和喷丸罐密封阀打开，丸料通过丸料接斗落入喷丸罐中，当丸料加满后，通过设置在喷砂机上的料位仪15传递信号给PLC，PLC控制电磁阀来驱动放料阀，使其关闭，停止向喷丸罐内添加丸料，同时喷丸罐密封阀也相应关闭。PLC随后控制运行小车带着喷丸罐与喷丸长枪沿管道向工件方向运行，当运行至起喷点时，喷丸工作启动，开始喷丸；当运行至停喷点时，喷丸程序关闭，喷丸工作完成；PLC随后又控制运行小车带着喷丸罐与喷丸长枪沿管道离开工件回到原点，加满丸料重复以上工作；加丸过程中喷枪已经完全退出工件，操作人员可以执行更换工件等辅助工作。管道内壁喷砂喷丸表面处理控制模式是根据管道内壁表面处理控制的基本原理，工艺控制主要是将其主要的工艺参数(如气压、喷速、混丸比、喷击时间、喷击次数等)控制转换为对喷射系统的运动控制，我们采用“喷枪运动”的控制模式来实施其工艺控制的思路，即采用喷枪头前端安装有管道内壁喷砂器，管道内壁喷砂器的端头设计为锥形喷头，使磨料导向形成锥形状扩散，从而喷射到管道内壁。而喷枪运动则由装置中所述的运行小车来完成，其耦合方式的方案是“喷枪旋转与运行小车前进同步匀速运动，喷流强度恒定”的控制模式为了保证工件强化区域工艺效果的一致性，弹丸流对孔内壁的喷击强度不能变化太大，因而在设计上要求弹丸流从喷头到孔内壁的喷射距离不变。这种方式的特点是，其它工艺参数的控制比较简单，喷砂清理的工艺一致性好，但喷头与反射头的同步机构使喷射系统的结构与控制都非常复杂。在喷丸孔径较小的工件时，因喷头与工件距离较近，可适当降低喷丸压力和喷丸时间，以免会将工件打伤，并出现过喷现像，不但不能达到喷丸强化的要求，反而降低了工件的使用寿命。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，其特征在于：包括设置在轨道系统（5）上的运行小车（2）和架设于所述运行小车（2）上的喷砂机（1），所述运行小车（2）的一端设置有用于提供所述运行小车（2）驱动力的驱动组件（23），另一端设置有用于固定喷枪组件（3）的若干个喷枪架（26），所述喷枪组件（3）包括架设在若干个喷枪支撑机构（4）上的喷枪杆（34）和与所述喷枪杆（34）一端相连接的喷枪头（35），所述喷枪头（35）的端部设置有管道内壁喷砂器（36），所述喷枪支撑机构（4）的底部设置有轨道轮组（40），所述轨道轮组（40）与设置在管道内的所述轨道系统（5）相配合。
2.根据权利要求1所述的一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，其特征在于：所述管道内壁喷砂器（36）的端头设置有用于使磨料呈锥形喷射到管道内壁的锥形喷头。
3.根据权利要求1所述的一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，其特征在于：所述喷枪支撑机构（4）包括支撑架（28）和设置在所述支撑架（28）上的支架卷筒组件（29），相邻所述支架卷筒组件（29）通过设置在所述支架卷筒组件（29）上的钢丝绳或锁链相连接，且靠近运行小车（2）的支架卷筒组件（29）与设置在所述运行小车（2）上的小车卷筒支架（25）通过钢丝绳或锁链相连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，其特征在于：所述支撑架（28）的两侧对称设置有高度调节器（30），所述高度调节器（30）之间的轴杆上均匀套设有若干个V型轮（31）。
5.根据权利要求1所述的一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，其特征在于：所述喷枪组件还包括喷砂软管（32），所述喷砂软管（32）的一端通过过渡套（33）与所述喷枪杆（34）相连接，另一端与所述喷砂机（1）相连。
6.根据权利要求1所述的一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，其特征在于：所述轨道系统（5）分别包括用于喷枪支撑机构（4）移动导向的轻轨和用于和所述驱动组件（23）相配合的齿条。
7.根据权利要求1所述的一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，其特征在于：所述驱动组件（23）所使用的驱动电机为伺服电机，所述伺服电机与外部电控系统相连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，其特征在于：所述喷砂机（1）包括喷丸罐（11）和与所述喷丸罐（11）相连的压力气包（19），所述压力气包（19）上设置有与所述喷枪组件（3）相连接的磨料阀（12）和进气阀（20）。
9.根据权利要求8所述的一种用于管道内壁表面处理的喷砂装置，其特征在于：所述喷砂机（1）与所述外部电控系统相连，且所述喷砂机（1）的工作起点处的正上方设置有用于向所述喷丸罐（11）内添加丸料的储料斗。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105500218A (zh) * 2016-01-07 2016-04-20 大连交通大学 铸管内壁清理装置
CN107243841A (zh) * 2017-07-19 2017-10-13 四川大学 一种用于提高钢管内壁表面性能的自动化加工装置

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