CN108097501A - 一种双面喷漆机及喷涂输水管道的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双面喷漆机及喷涂输水管道的方法，双面喷漆机包括相互平行的第一旋转辊和第二旋转辊，所述第一旋转辊和第二旋转辊的表面环绕有螺旋状的支撑片；还包括固定在第一旋转辊外侧的第一喷头、固定安装第一旋转辊和第二旋转辊之间的第二喷头；还包括驱动第一旋转辊旋转的驱动机构。本发明依靠第一旋转辊和第二旋转辊同时实现固定管道工件和翻转、移动工件的效果，无需设置额外的固定、移动装置，结构简化、运行稳定，且可同时喷涂管道工件的两面，可有效提升喷涂效率。

Description

一种双面喷漆机及喷涂输水管道的方法
技术领域
本发明涉及一种喷漆装置，具体涉及一种双面喷漆机及喷涂输水管道的方法。
背景技术
管道在使用前常常需要对其的内表面、外表面进行喷涂涂料，以实现防锈、耐磨性能的提升。由于内表面和外表面是两个完全不相交的曲面，现有技术喷漆设备对二者进行喷漆处理时，只能逐面喷涂，效率低下且需要特制的夹具固定工件。因此，亟需一种能够同时快速喷涂管形工件内外表面的喷漆装置。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能够同时喷涂管道两面的喷漆装置。
本发明的目的通过以下技术实现：一种双面喷漆机，包括相互平行的第一旋转辊和第二旋转辊，所述第一旋转辊和第二旋转辊的表面环绕有螺旋状的支撑片；还包括固定在第一旋转辊外侧的第一喷头、固定安装第一旋转辊和第二旋转辊之间的第二喷头；还包括驱动第一旋转辊旋转的驱动机构。
本发明的工作原理如下：管道工件放置在第一旋转辊和第二旋转辊，其表面与支撑片相切；驱动机构驱动第一旋转辊旋转，螺旋状的支撑片可以带动管道工件圆周转动并沿螺旋方向线位移，使管道工件的各个部位依次经过固定安装的第一喷头和第二喷头。第一喷头和第二喷头分别位于管道工件的外侧面和内侧面，可同时对管道工件的内、外两面进行喷涂。本发明依靠第一旋转辊和第二旋转辊同时实现固定管道工件和翻转、移动工件的效果，无需设置额外的固定、移动装置，结构简化、运行稳定，且可同时喷涂管道工件的两面，可有效提升喷涂效率。所述驱动机构可以选用任一种现有技术实现，如电机、气缸等，驱动机构的选用并非本发明所需要解决的技术问题，不再赘述。所述第一喷头和第二喷头可选用任意一种现有技术实现，二者可以外接涂料罐。
进一步的，还包括第一固定板和第二固定板，第一旋转辊和第二旋转辊的两端分别通过轴承安装在第一固定板和第二固定板之间。
所述轴承可选用任一种现有技术实现，其作用是将第一旋转辊和第二旋转辊可旋转地安装在第一固定板和第二固定板上。
进一步的，所述驱动机构为电机，电机的输出端外安装有第一齿轮；第一旋转辊的外侧焊接有与第一齿轮啮合的第二齿轮。
通过第一齿轮、第二齿轮，电机与第一旋转辊实现了传动连接。改变第一齿轮、第二齿轮的尺寸和型号，可调节第一旋转辊的转速。
更进一步的，所述第一固定板上焊接有第一固定杆，所述第一喷头焊接在第一固定杆上；所述第一固定板上焊接有第二固定杆，所述第二喷头焊接在第二固定杆上。
优选的，所述第一喷头包括锥形的、中空的加压腔以及与加压腔顶部连通的、加压腔顶部；加压腔的底面开有第一进液口，加压腔的底部的侧面开有若干通气孔；加压腔顶部具有一内凹的喷射面，喷射面开有若干与加压腔顶部内部连通第一喷液孔。
液体涂料从第一进液口匀速进入加压腔，伴随着锥形加压腔的截面逐渐缩小而涂料的流量不变，涂料的压力增加而获得较大的喷射速度和喷射压力。内凹的喷射面则恰好与管道工件外凸的外表面匹配，以提高喷涂的均匀度。加压腔的底部的侧面开有若干通气孔，由于加压腔内流动有涂料，且其流速大于外接的空气，因此可以在通气孔内侧形成相对的低压区（根据伯努利定理），从而吸附少量的气泡进入加压腔底部，进一步提高加压腔顶部的压力；而快速流动的气泡也可在加压腔内不断冲击、碰撞，一方面雾化喷射前的涂料，另一方面可以分散涂料中的难溶成分避免其结块、堵塞第一喷液孔。
优选的，所述第二喷头为中空的环状体，环状体的内侧开有第二进液口，环状体的外侧开有第二喷液孔。
第一进液口、第二进液口可以外接涂料储罐。
优选的，所述支撑片的顶部开有多个阻力凹槽。
阻力凹槽可以增大支撑片与管道工件的摩擦力，以确保管道工件可以随支撑片转动而相应地移动。
一种利用上述双面喷漆机喷涂输水管道的方法，包括如下步骤：
S1.将管道放置于第一旋转辊和第二旋转辊之间，使其表面与第一旋转辊和第二旋转辊的支撑片相切；
S2.启动驱动机构，令第一旋转辊旋转，带动管道进行圆周转动和轴向的移动，使管道相对于第一喷头、第二喷头移动；
S3.通过第一喷头和第二喷头分别从管道的外侧和内侧喷洒光固化涂料。
由于本发明的装置在喷涂过程中，第一旋转辊和第二旋转辊不断与管道的外表面接触，容易刮伤已附着的涂层。因此，本发明特别选用光固化涂料，涂料附着在管道表面形成涂层后，可在自然光照或外加紫外光照射下快速固化或半固化，与第一旋转辊和第二旋转辊接触也不容易刮损。
进一步的，第一喷头喷洒的光固化涂料其原料按重量计包括
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 5-10份；
丙烯酸低聚物 1-5份；
甲醇 10-20份；
乙酸丁酯1-5份；
环己酮15-30份；
异丙醇1-5份；
光引发剂1-5份；
二氧化硅粉末5-15份；
纳米氧化铝0.01-0.2份；
十二烷基苯磺酸钠0.5-1.5份。
优选的，所述光引发剂为α-羟基酮。
由于管道的外表面与第一旋转辊和第二旋转辊接触，为确保其不被第一旋转辊和第二旋转辊刮破、变形，本发明特别优化第一喷头喷洒的光固化涂料成分。三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、丙烯酸低聚物均可选用任意一种现有技术实现，其可作为涂层的单体；特别的，丙烯酸低聚物可以优选饱和官能基丙烯酸酯，其官能度为0-2。甲醇、乙酸丁酯、环己酮、异丙醇均可选用市售产品实现。本发明特别优化了第一喷头喷洒的光固化涂料，向其原料中添加二氧化硅粉末，可提高未完全固化的涂层表面的强度，避免其受刮损。特别的，本发明还添加了十二烷基苯磺酸钠，可以有效降低涂层-空气交界处的表面活性能，使玻璃粉末在涂层未固化时聚集在涂层与空气的交界面，以在涂层固化或半固化后在涂层表面形成保护层。二氧化硅粉末优选为粒径在40-500μm之间的市售产品。由于第一喷头的特别加压结构，本发明在涂料中添加固体、不溶的原料也不容易发生堵塞。由于二氧化硅粉末的存在有可能反射光照而影响光固化效率，本发明添加了纳米氧化铝0.01-0.2份，可快速释放空穴电子以催化涂层的固化，避免涂层因未固化为变形、破损。
附图说明
图1是本发明的正视结构示意图。
图2是本发明的俯视结构示意图。
图3是本发明的第一旋转辊和第二旋转辊结构分解图。
图4是本发明第一喷头的结构示意图。
图5是本发明第二喷头的结构示意图。
图6是本发明第二喷头的局部剖面图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本实施例提供一种双面喷漆机，如图1-图6，包括相互平行的第一旋转辊11和第二旋转辊12，所述第一旋转辊11和第二旋转辊12的表面环绕有螺旋状的支撑片5(本发明中，支撑片可以是独立加工后焊接在第一旋转辊11和第二旋转辊12表面而成，也可以与第一旋转辊11和第二旋转辊12一体成型)；还包括固定在第一旋转辊11外侧的第一喷头21、固定安装第一旋转辊11和第二旋转辊12之间的第二喷头22；还包括驱动第一旋转辊11旋转的驱动机构。
进一步的，还包括第一固定板31和第二固定板32，第一旋转辊11和第二旋转辊12的两端分别通过轴承安装在第一固定板31和第二固定板之间。轴承与第一旋转辊11和第二旋转辊12的装配方式可参考任一种现有技术实现，由于不属于本发明所追求克服的技术问题，本实施例不再赘述。
进一步的，所述驱动机构为现有技术的电机4，电机的输出端41外安装有第一齿轮42；第一旋转辊11的外侧焊接有与第一齿轮啮合的第二齿轮111。第一齿轮可以直接套装、焊接在第一旋转辊外侧。
更进一步的，所述第一固定板31上焊接有第一固定杆311，所述第一喷头21焊接在第一固定杆311上；所述第一固定板上焊接有第二固定杆312，所述第二喷头22焊接在第二固定杆312上。
优选的，所述第一喷头21包括锥形的、中空的加压腔211以及与加压腔211顶部连通的、加压腔顶部；加压腔211的底面开有第一进液口215，加压腔211的底部的侧面开有若干通气孔212；加压腔顶部具有一内凹的喷射面213，喷射面213开有若干与加压腔顶部内部连通第一喷液孔214。本实施例优选的，通气孔其中轴与加压腔中轴的夹角小于90°，由于开口方向与液体流动方向一致，可避免液体渗出。而加压腔内液态涂料流过后，可在后方的通气孔内形成低压区，有利于空气的注入。
优选的，所述第二喷头22为中空的环状体，环状体的内侧开有第二进液口221，环状体的外侧开有若干第二喷液孔222。
优选的，所述支撑片的顶部开有多个阻力凹槽51。
实施例2
一种利用上述实施例1双面喷漆机喷涂输水管道的方法，包括如下步骤：
S1.将管道放置于第一旋转辊11和第二旋转辊12之间，使其表面与第一旋转辊11和第二旋转辊12的支撑片相切；
S2.开启电机，电机的输出端通过第一齿轮和第二齿轮带动第一旋转辊旋转，令第一旋转辊11旋转旋转，带动管道进行圆周转动和轴向的移动，使管道相对于第一喷头21、第二喷头22移动；
S3.通过第一喷头21和第二喷头22分别从管道的外侧和内侧喷洒光固化涂料。
第二喷头喷洒的为现有技术的光固化涂料，本实施例优选公告号为CN103694836B的中国发明专利所公开的UV 光固化涂料面漆（说明书26段-30段）。
进一步的，第一喷头喷洒的光固化涂料其原料按重量计包括
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 6份；
丙烯酸低聚物 2份；
甲醇 15份；
乙酸丁酯3份；
环己酮20份；
异丙醇2份；
光引发剂2份；
二氧化硅粉末10份；
纳米氧化铝0.15份；
十二烷基苯磺酸钠1.2份。
优选的，所述光引发剂为α-羟基酮。本实施例中各原料混合均匀，在50-75℃下以10倍标准大气压下保温1小时即可使用。
管道的外表面涂料喷涂厚度为0.1-0.5mm，喷涂后以 230mW/cm2 的紫外光照射使涂料固化（全程照射），得到涂层。第一旋转辊的旋转角速度为2°/s，本实施例中管道工件的半径为20cm。
实施例3
本实施例提供第一喷头喷洒的光固化涂料其原料按重量计包括
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 5份；
丙烯酸低聚物 5份；
甲醇20份；
乙酸丁酯1份；
环己酮30份；
异丙醇1份；
光引发剂5份；
二氧化硅粉末5份；
纳米氧化铝0.2份；
十二烷基苯磺酸钠0.5份。
优选的，所述光引发剂为α-羟基酮。管道的外表面涂料喷涂厚度为0.1-0.5mm，喷涂后以 230mW/cm2 的紫外光，照射 60s 使涂料固化，得到涂层。第一旋转辊的旋转角速度为1.5°/s，本实施例中管道工件的半径为20cm。
实施例4
本实施例提供第一喷头喷洒的光固化涂料其原料按重量计包括
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 10份；
丙烯酸低聚物 1份；
甲醇 10份；
乙酸丁酯5份；
环己酮15份；
异丙醇5份；
光引发剂1份；
二氧化硅粉末15份；
纳米氧化铝0.01份；
十二烷基苯磺酸钠1.5份。
优选的，所述光引发剂为α-羟基酮。
管道的外表面涂料喷涂厚度为0.1-0.5mm，喷涂后以 150mW/cm2 的紫外光照射使涂料固化（全程照射），得到涂层。第一旋转辊的旋转角速度为2°/s，本实施例中管道工件的半径为20cm。
实施例5
本实施例提供第一喷头喷洒的光固化涂料其原料按重量计包括
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 9份；
丙烯酸低聚物 3份；
甲醇 17份；
乙酸丁酯4份；
环己酮25份；
异丙醇2份；
光引发剂3份；
二氧化硅粉末6份；
纳米氧化铝0.19份；
十二烷基苯磺酸钠1.3份。
优选的，所述光引发剂为α-羟基酮。
管道的外表面涂料喷涂厚度为0.1-0.5mm，喷涂后以 200mW/cm2 的紫外光照射使涂料固化（全程照射），得到涂层。第一旋转辊的旋转角速度为2.2°/s，本实施例中管道工件的半径为20cm。
对比例1
本对比例提供一种第一喷头喷洒的光固化涂料其原料按重量计包括
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 7份；
丙烯酸低聚物4份；
甲醇16份；
乙酸丁酯3份；
环己酮20份；
异丙醇2份；
光引发剂2份；
氧化钙粉末10份；
纳米氧化铝0.15份；
十二烷基苯磺酸钠1.2份。
优选的，所述光引发剂为α-羟基酮。
管道的外表面涂料喷涂厚度为0.1-0.5mm，喷涂后以 230mW/cm2 的紫外光照射使涂料固化（全程照射），得到涂层。第一旋转辊的旋转角速度为1°/s，本实施例中管道工件的半径为20cm。
对比例2
本对比例提供一种第一喷头喷洒的光固化涂料其原料按重量计包括
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 3份；
丙烯酸低聚物 2份；
甲醇 18份；
乙酸丁酯2份；
环己酮27份；
异丙醇4份；
光引发剂2份；
二氧化硅粉末10份；
十二烷基苯磺酸钠1.2份。
优选的，所述光引发剂为α-羟基酮。
管道的外表面涂料喷涂厚度为0.1-0.5mm，喷涂后以 230mW/cm2 的紫外光照射使涂料固化（全程照射），得到涂层。第一旋转辊的旋转角速度为0.5°/s，本实施例中管道工件的半径为20cm。
对比例3
本对比例提供一种第一喷头喷洒的光固化涂料其原料按重量计包括
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 6份；
丙烯酸低聚物 2份；
甲醇12份；
乙酸丁酯2份；
环己酮25份；
异丙醇2份；
光引发剂2份；
二氧化硅粉末10份；
纳米氧化铝0.15份。
优选的，所述光引发剂为α-羟基酮。
管道的外表面涂料喷涂厚度为0.1-0.5mm，喷涂后以 230mW/cm2 的紫外光照射使涂料固化（全程照射），得到涂层。第一旋转辊的旋转角速度为0.5°/s，本实施例中管道工件的半径为20cm。
观察涂层在加工过程中的形态变化以及测试涂层附着力，其结果如下表所示。
以上为本发明的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种双面喷漆机，包括相互平行的第一旋转辊和第二旋转辊，其特征在于：所述第一旋转辊和第二旋转辊的表面环绕有螺旋状的支撑片；还包括固定在第一旋转辊外侧的第一喷头、固定安装第一旋转辊和第二旋转辊之间的第二喷头；还包括驱动第一旋转辊旋转的驱动机构。
2.根据权利要求1所述的双面喷漆机，其特征在于：还包括第一固定板和第二固定板，第一旋转辊和第二旋转辊的两端分别通过轴承安装在第一固定板和第二固定板之间。
3.根据权利要求1所述的双面喷漆机，其特征在于：所述驱动机构为电机，电机的输出端外安装有第一齿轮；第一旋转辊的外侧焊接有与第一齿轮啮合的第二齿轮。
4.根据权利要求2所述的双面喷漆机，其特征在于：所述第一固定板上焊接有第一固定杆，所述第一喷头焊接在第一固定杆上；所述第一固定板上焊接有第二固定杆，所述第二喷头焊接在第二固定杆上。
5.根据权利要求4所述的双面喷漆机，其特征在于：所述第一喷头包括锥形的、中空的加压腔以及与加压腔顶部连通的、加压腔顶部；加压腔的底面开有第一进液口，加压腔的底部的侧面开有若干通气孔；加压腔顶部具有一内凹的喷射面，喷射面开有若干与加压腔顶部内部连通第一喷液孔。
6.根据权利要求4所述的双面喷漆机，其特征在于：所述第二喷头为中空的环状体，环状体的内侧开有第二进液口，环状体的外侧开有第二喷液孔。
7.根据权利要求1所述的双面喷漆机，其特征在于：所述支撑片的顶部开有多个阻力凹槽。
8.一种利用权利要求5或6所述双面喷漆机喷涂输水管道的方法，包括如下步骤：
S1.将管道放置于第一旋转辊和第二旋转辊之间，使其表面与第一旋转辊和第二旋转辊的支撑片相切；
S2.启动驱动机构，令第一旋转辊旋转旋转，带动管道进行圆周转动和轴向的移动，使管道相对于第一喷头、第二喷头移动；
S3.通过第一喷头和第二喷头分别从管道的外侧和内侧喷洒光固化涂料。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：第一喷头喷洒的光固化涂料其原料按重量计包括
三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 5-10份；
丙烯酸低聚物 1-5份；
甲醇 10-20份；
乙酸丁酯1-5份；
环己酮15-30份；
异丙醇1-5份；
光引发剂1-5份；
二氧化硅粉末5-15份；
纳米氧化铝0.01-0.2份；
十二烷基苯磺酸钠0.5-1.5份。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述光引发剂为α-羟基酮。
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