CN108452991B - 一种多功能喷涂一体箱 - Google Patents

Abstract

一种多功能喷涂一体箱，其特征是包括温度控制单元、湿度控制单元、电场控制单元、过滤器、紫外单元、成像单元、喷涂装置、保温装置、照明装置。本发明的结构紧凑合理，便于操作，所用构件简单易得，成本较低，便于进行大批量的生产。而箱体与实验平台通过实验平台导轨相连接极大的降低了实验的操作难度，同时将对人体的有害的气体、颗粒进行收集排出保护实验操作人员的安全。

Description

一种多功能喷涂一体箱

技术领域

本发明涉及自动化喷涂领域，特别是涉及一种广大科研院所、高校、企业实验室内的喷涂研究。

背景技术

喷涂广泛应用于防腐、防水，防污以及一些高端行业，涉及室内外装修、金属防锈蚀、轮船、航空、潜艇、航天等众多领域。它是一种快速高效，涂层均匀的施工方法。但是由于喷涂的涂料往往含有大量的有机物质以及颗粒物对于操作人员的身体和环境有害；特别是对于如今广大的科研院所、高校、企业的实验室对于隐身涂层、防水涂层、防腐涂层的研究越来越深入，大量的实验人员在没有专业保护的情况下进行喷涂操作。又由于实验室中喷涂往往是小规模的，目前还没有发现专供科研需要的实验装置。

发明内容

本发明的目的是针对现有实验装置的缺乏，提供一种较好的解决目前喷涂研究领域所面对的问题的方案。

本发明是提供一种专供实验室研究所需要的多功能喷涂一体箱，能够实现喷涂实验中恒温、恒湿、粉尘及有机溶剂的收集以及电场、紫外线对涂层的影响等科研实验的需要；能够大大降低温度、湿度对喷涂效果的影响；能够探究温度、湿度、电场、紫外线等对涂层的影响；能够实现有害物质的收集，大大减少实验过程中对实验人员以及环境的损害。

为解决上述问题，本发明通过以下的技术方案实现的。

本发明所述的一种多功能喷涂一体箱，包括温度控制单元、湿度控制单元、电场控制单元、过滤器、紫外单元、成像单元、喷涂装置、保温装置、照明装置。

所述的温度控制单元包括水冷器（7）、风扇Ⅰ（15）、水冷器入口（16）、加热电阻丝（17）、风扇Ⅱ（18）、散热片（19）、风扇Ⅲ（20）、温度传感器（21）、温湿度传感器（25）、半导体制冷片（60）构成；散热片（19）、风扇Ⅲ（20）、半导体制冷片（60）通过螺丝钉连接在保温层（13）内部两侧，水冷器（7）通过水冷器入口（16）插入保温层（13）与半导体制冷片（60）连接，加热电阻丝（17）、风扇Ⅱ（18）通过螺丝钉连接在保温层（13）顶部内侧，温度传感器（21）连接在保温层（13）的内部后侧，温湿度传感器（25）连接在内层（12）内部后侧。

所述的湿度控制单元包括循环气体出口（22）、温湿度传感器（25）、进气口（27）、电机Ⅱ（34）、湿度调控器（35）、湿润气体导管（36）、出气口（37）、干燥气体导管（40）、干燥气体出气口（41）、导气管Ⅱ（42）、抽气泵（43）、进气导管（44）、导气管Ⅰ（45）、湿润气体出气口（46）、导气弯管（47）、气体干燥室（49）、多孔过滤板（50）、水池（51）、干燥气体进气口（53）、湿润气体进气口（54）、橡胶塞（55）、隔气板（56）、循环气体入口（57）、气室外壁（58）、气室内壁（59）构成；湿润气体导管（36）连接在湿润气体出气口（46）、湿润气体进气口（54）之间起到连通作用，干燥气体导管（40）连接在干燥气体出气口（41）、干燥气体进气口（53）之间，导气管Ⅰ（45）连接在循环气体出口（22）和循环气体入口（57）之间，导气管Ⅱ（42）连接在出气口（37）和抽气泵（43）的进气口之间，进气导管（44）连接在抽气泵（43）的出气口和进气口（27）之间，水池（51）和除尘室（52）之间被挡板隔开，但存在导气弯管（47）将两者连通，导气弯管（47）焊接在挡板上，其水池（51）部分的端口没于水面下，干燥气体进气口（53）、湿润气体进气口（54）和循环气体入口（57）分别焊接在湿度调节器（35）上，橡胶塞（55）通过胶水与出气口（37）粘接且其另一端与气室内壁（59）内侧紧密接触，隔气板（56）焊接在气室外壁（58）与气室内壁（59）之间，湿度调控器（35）的底部通过螺栓与电机Ⅱ（34）相连，通过改变电机Ⅱ（34）的转动来进行湿度控制。

所述的电场控制单元包括电极板（9）和电极板导轨（11）构成；电极板（9）通过螺丝钉固定在电极板导轨（11）上，电极板导轨（11）通过螺丝钉固定在底板（33）上，电极板导轨（11）的两端设有安装孔。

所述的过滤器（6）包括保温层（13）、外层（14）、除尘出口（23）、除尘导管（38）、过滤器进气口（39）、干燥气体出气口（41）、湿润气体出气口（46）、排污口（48）、气体干燥室（49）、水池（51）、除尘室（52）构成；除尘出口（23）焊接在内层（12）尾部（如图 5 所示位置），气体干燥室（49）、水池（51）、除尘室（52）的外壁一侧通过胶水与保温层（13）和外层（14）粘接在一起，干燥气体出气口（41）焊接在气体干燥室（49）另一侧外壁的上端，湿润气体出气口（46）焊接在水池（51）的另一侧外壁的上端，过滤器进气口（39）焊接在除尘室（52）另一侧外壁的下端，排污口（48）焊接在除尘室（52）底部，除尘导管（38）连接在除尘出口（23）与过滤器进气口（39）之间，带有有机物和粉尘的气体经过除尘出口（23）、除尘导管（38）、过滤器进气口（39）、除尘室（52）能够将有机物和粉尘溶解、沉降在除尘室（52）中，并通过排污口（48）排出。

所述的紫外单元包括紫外灯座（28），通过螺丝钉连接在内层（12）的内部，灯座的两端设有安装孔。

所述的成像单元包括摄像头（5），通过胶水粘接在外层（14）上，摄像头（5）的镜头透过外层（14）、保温层（13）、内层（12）对准样品（8）。

所述的喷涂装置包括喷管（3）、出线口（4）、样品（8）、样品支架（10）、实验平台导轨（29）、电机Ⅰ（31）、电机支架（32）、底板（33）构成；喷管（3）与电极板（9）焊接在一起，出线管（4）焊接在实验平台外层（14）底部紧挨着底板（33）通入内部，电机Ⅰ（31）通过螺丝钉与电机支架（32）连接在一起，电机支架（32）通过螺丝钉与底板（33）连接在一起，样品（8）与样品支架（10）通过榫接连在一起，样品支架（10）与电机Ⅰ（31）通过螺栓机械连接在一起。

所述的保温装置包括内层（12）、保温层（13）、外层（14）、橡胶垫（30）构成；保温层（13）和外层（14）通过胶水粘接在一起，内层（12）通过螺丝钉与保温层（13）连接在一起，橡胶垫（30）与实验平台（2）通过胶水粘接在一起。

所述的照明装置包括照明灯泡（26）与内层（12）通过胶水粘接在一起。

本发明的箱体（1）与实验平台（2）通过实验平台导轨（29）相连接极大的降低了实验的操作难度，同时将对人体的有害的气体、颗粒进行收集排出保护实验操作人员的安全。

本发明的结构紧凑合理，便于操作，所用构件简单易得成本较低便于进行大批量的生产。

附图说明

图 1 是本发明的结构示意图。

图 2 是本发明打开状态的结构示意图。

图 3 是本发明分解状态的结构示意图。

图 4 是本发明外壳和保温层的结构示意图（沿中心轴抛开）。

图 5 是本发明内壳的结构示意图（沿中心轴抛开）。

图 6 是本发明实验平台的结构示意图。

图 7 是本发明湿度控制单元的结构示意图。

图 8 是本发明过滤器的结构示意图（沿中心轴抛开）。

图 9 是本发明制冷单元的结构示意图。

图 10 是本发明制冷单元的结构示意图。

附图中：1为箱体，2为实验平台，3为喷管，4为出线口，5为摄像头，6为过滤器，7为水冷器，8为样品，9为电极板，10为样品支架，11为电极板导轨，12为内层，13为保温层，14为外层，15为风扇Ⅰ，16为水冷器入口，17为加热电阻丝，18为风扇Ⅱ，19为散热片，20为风扇Ⅲ，21为温度传感器，22为循环气体出口，23为除尘出口，24为减压管，25为温湿度传感器，26为照明灯泡，27为进气口，28为紫外灯座，29为实验平台导轨，30为橡胶垫，31为电机Ⅰ，32为电机支架，33为底板，34为电机Ⅱ，35为湿度调控器，36为湿润气体导管，37为出气口，38为除尘导管，39为过滤器进气口，40为干燥气体导管，41为干燥气体出气口，42为导气管Ⅱ，43为抽气泵，44为进气导管，45为导气管Ⅰ，46为湿润气体出气口，47为导气弯管，48为排污口，59为气体干燥室，50为多孔过滤板，51为水池，52为除尘室，53为干燥气体进气口，54为湿润气体进气口，55为橡胶塞，56为隔气板，57为循环气体入口，60为半导体制冷片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种多功能喷涂一体箱的一种实施例的结构，如图 1 -图 10 所示，包括温度控制单元、湿度控制单元、电场控制单元、过滤器、紫外单元、成像单元、喷涂装置、保温装置、照明装置。

所述的温度控制单元包括水冷器7、风扇Ⅰ15、水冷器入口16、加热电阻丝17、风扇Ⅱ18、散热片19、风扇Ⅲ20、温度传感器21、温湿度传感器25、半导体制冷片60构成；散热片19、风扇Ⅲ20、半导体制冷片60通过螺丝钉与连接在保温层13内部两侧，水冷器7通过水冷器入口16插入保温层13与半导体制冷片60连接，加热电阻丝17、风扇Ⅱ18通过螺丝钉连接在保温层13顶部内侧，温度传感器21连接在保温层13的内部后侧，温湿度传感器25连接在内层12内部后侧。

所述的湿度控制单元包括循环气体出口22、温湿度传感器25、进气口27、电机Ⅱ34、湿度调控器35、湿润气体导管36、出气口37、干燥气体导管40、干燥气体出气口41、导气管Ⅱ42、抽气泵43、进气导管44、导气管Ⅰ45、湿润气体出气口46、导气弯管47、气体干燥室49、多孔过滤板50、水池51、干燥气体进气口53、湿润气体进气口54、橡胶塞55、隔气板56、循环气体入口57、气室外壁58、气室内壁59构成；湿润气体导管36连接在湿润气体出气口46、湿润气体进气口54之间起到连通作用，干燥气体导管40连接在干燥气体出气口41、干燥气体进气口53之间，导气管Ⅰ45连接在循环气体出口22和循环气体入口57之间，导气管Ⅱ42连接在出气口37和抽气泵43的进气口之间，进气导管44连接在抽气泵43的出气口和进气口27之间，水池51和除尘室52之间被挡板隔开，但存在导气弯管47将两者连通，导气弯管47焊接在挡板上，其水池51部分的端口没于水面下，干燥气体进气口53、湿润气体进气口54和循环气体入口57分别焊接在湿度调节器上，橡胶塞55通过胶水与出气口粘接且其另一端与气室内壁59内侧紧密接触，隔气板56焊接在气室外壁58与气室内壁59之间，出气口37的底部通过螺栓与电机Ⅱ34相连，通过改变电机Ⅱ34的转动来进行湿度控制。

所述的电场控制单元包括电极板9和电极板导轨11构成；电极板9通过螺丝钉固定在电极板导轨11上，电极板导轨11通过螺丝钉固定在底板33上，电极板导轨11的两端设有安装孔。

所述的过滤器6包括保温层13、外层14、除尘出口23、除尘导管38、过滤器进气口39、干燥气体出气口41、湿润气体出气口46、排污口48、气体干燥室49、水池51、除尘室52构成；除尘出口23焊接在内层12尾部如图 5 所示位置，气体干燥室49、水池51、除尘室52的外壁一侧通过胶水与保温层13和外层14粘接在一起，干燥气体出气口41焊接在气体干燥室49另一侧外壁的上端，湿润气体出气口46焊接在水池51的另一侧外壁的上端，过滤器进气口39焊接在除尘室52另一侧外壁的下端，排污口48焊接在除尘室52底部，除尘导管38连接在除尘出口23与过滤器进气口39之间，带有有机物和粉尘的气体经过除尘出口23、除尘导管38、过滤器进气口39、除尘室52能够将有机物和粉尘溶解、沉降在除尘室52中，并通过排污口48排出。

所述的紫外单元包括紫外灯座28，通过螺丝钉连接在内层12的内部，灯座的两端设有安装。

所述的成像单元包括摄像头5，通过胶水粘接在外层14上，摄像头5的镜头透过外层14、保温层13、内层12对准样品8。

所述的喷涂装置包括喷管3、出线口4、样品8、样品支架10、实验平台导轨29、电机Ⅰ31、电机支架32、底板33构成；喷管3与电极板9焊接在一起，出线管4焊接在实验平台外层14底部紧挨着底板33通入内部，电机Ⅰ31通过螺丝钉与电机支架32连接在一起，电机支架32通过螺丝钉与底板33连接在一起，样品8与样品支架10通过榫接连在一起，样品支架10与电机Ⅰ31通过螺栓机械连接在一起。

所述的保温装置包括内层12、保温层13、外层14、橡胶垫30构成；保温层13和外层14通过胶水粘接在一起，内层12通过螺丝钉与保温层13连接在一起，橡胶垫30通过胶水与实验平台2粘接在一起。

所述的照明装置包括照明灯泡26，通过导线与内层12连接在一起。

本发明的箱体1与实验平台2通过实验平台导轨29相连如图 2 所示，保证了喷涂过程中实验平台的稳定以及实验的可持续性。

使用方法：在进行温湿度控制时，抽出实验平台2，将样品8插入样品支架10的凹槽中；然后将实验品台2沿实验平台导轨29缓慢插入箱体1中，待实验平台2与箱体1密封后开启温控及湿度控制开关对内层12进行预热和湿度的预调整，若设定的温度小于实际温度，半导体制冷片60、风扇Ⅲ20、散热片19、水冷器7工作降低内层12与保温层13间的温度；若设定的温度大于实际温度，加热电阻丝17、风扇Ⅱ18工作，升高内层12与保温层13间的温度；若设定的湿度小于实际湿度时，电机Ⅱ34旋转使得橡胶塞55上的接口对准湿润气体进气口54，带有大量水蒸气的气体通过湿润气体出气口46、湿润气体导管36、湿润气体进气口54、出气口37、导气管Ⅱ42、抽气泵43、进气导管44、进气口27进入内层12中增大湿度；若设定的湿度大于实际湿度，电机Ⅱ34旋转使得橡胶塞55上的接口对准干燥气体进气口53，干燥的气体通过干燥气体出气口41、干燥气体导管40、干燥气体通过进气口53、出气口37、导气管Ⅱ42、抽气泵43、进气导管44、进气口27进入内层12中减小湿度；若设定的湿度和实际湿度在误差允许范围内时，电机Ⅱ34旋转使得橡胶塞55上的接口对循环气体入口57，循环气体通过循环气体出口22、导气管Ⅰ45、循环气体入口57、出气口37、导气管Ⅱ42、抽气泵43、进气导管44、进气口27进入内层12中保持湿度；待温湿度稳定后打开减压管24进行喷涂工作，喷涂完成后关闭减压管24设定保温时间；实验完成后抽出实验平台2，取出样品8进行进一步的实验。

在进行紫外及电场对涂层及半导体纳米颗粒的影响实验时，抽出实验平台2，将样品8插入样品支架10的凹槽中；然后将实验品台2沿实验平台导轨29缓慢插入箱体，待实验平台2与箱体密封后开启温控及湿控开关对内层12进行预热和湿度的预调整；待温湿度稳定后打开减压管24进行喷涂工作，喷涂完成后关闭减压管24设定保温时间；打开紫外灯开关（紫外功率可根据所使用的紫外灯功率进行计算）及电极板9的控制器，进行紫外及电场强度的调节电场强度：E=U/d。E为电场强度；U为电极板9与样品8间的电压；d为电极板9与样品8间的距离。然后设定紫外照射和施加电场的时间。实验完成后关闭紫外灯开关及电极板9的控制器，抽出实验平台2，取出样品8进行进一步的实验。

Claims (1)

1.一种多功能喷涂一体箱，其特征是包括温度控制单元、湿度控制单元、电场控制单元、过滤器、紫外单元、成像单元、喷涂装置、保温装置、照明装置；

所述的温度控制单元包括水冷器（7）、风扇Ⅰ（15）、水冷器入口（16）、加热电阻丝（17）、风扇Ⅱ（18）、散热片（19）、风扇Ⅲ（20）、温度传感器（21）、温湿度传感器（25）、半导体制冷片（60）构成；散热片（19）、风扇Ⅲ（20）、半导体制冷片（60）通过螺丝钉连接在保温层（13）内部两侧，水冷器（7）通过水冷器入口（16）插入保温层（13）与半导体制冷片（60）连接，加热电阻丝（17）、风扇Ⅱ（18）通过螺丝钉连接在保温层（13）顶部内侧，温度传感器（21）连接在保温层（13）的内部后侧，温湿度传感器（25）连接在内层（12）内部后侧；

所述的湿度控制单元包括循环气体出口（22）、温湿度传感器（25）、进气口（27）、电机Ⅱ（34）、湿度调控器（35）、湿润气体导管（36）、出气口（37）、干燥气体导管（40）、干燥气体出气口（41）、导气管Ⅱ（42）、抽气泵（43）、进气导管（44）、导气管Ⅰ（45）、湿润气体出气口（46）、导气弯管（47）、气体干燥室（49）、多孔过滤板（50）、水池（51）、干燥气体进气口（53）、湿润气体进气口（54）、橡胶塞（55）、隔气板（56）、循环气体入口（57）、气室外壁（58）、气室内壁（59）构成；湿润气体导管（36）连接在湿润气体出气口（46）、湿润气体进气口（54）之间起到连通作用，干燥气体导管（40）连接在干燥气体出气口（41）、干燥气体进气口（53）之间，导气管Ⅰ（45）连接在循环气体出口（22）和循环气体入口（57）之间，导气管Ⅱ（42）连接在出气口（37）和抽气泵（43）的进气口之间，进气导管（44）连接在抽气泵（43）的出气口和进气口（27）之间，水池（51）和除尘室（52）之间被挡板隔开，但存在导气弯管（47）将两者连通，导气弯管（47）焊接在挡板上，其水池（51）部分的端口没于水面下，干燥气体进气口（53）、湿润气体进气口（54）和循环气体入口（57）分别焊接在湿度调控器（35）上，橡胶塞（55）通过胶水与出气口（37）粘接且其另一端与气室内壁（59）内侧紧密接触，隔气板（56）焊接在气室外壁（58）与气室内壁（59）之间，湿度调控器（35）的底部通过螺栓与电机Ⅱ（34）相连，通过改变电机Ⅱ（34）的转动来进行湿度控制；

所述的电场控制单元包括电极板（9）和电极板导轨（11）构成；电极板（9）通过螺丝钉固定在电极板导轨（11）上，电极板导轨（11）通过螺丝钉固定在底板（33）上，电极板导轨（11）的两端设有安装孔；

所述的过滤器（6）包括保温层（13）、外层（14）、除尘出口（23）、除尘导管（38）、过滤器进气口（39）、干燥气体出气口（41）、湿润气体出气口（46）、排污口（48）、气体干燥室（49）、水池（51）、除尘室（52）构成；除尘出口（23）焊接在内层尾部，气体干燥室（49）、水池（51）、除尘室（52）的外壁一侧通过胶水与保温层（13）和外层（14）粘接在一起，干燥气体出气口（41）焊接在气体干燥室（49）另一侧外壁的上端，湿润气体出气口（46）焊接在水池（51）的另一侧外壁的上端，过滤器进气口（39）焊接在除尘室（52）另一侧外壁的下端，排污口（48）焊接在除尘室（52）底部，除尘导管（38）连接在除尘出口（23）与过滤器进气口（39）之间，带有有机物和粉尘的气体经过除尘出口（23）、除尘导管（38）、过滤器进气口（39）、除尘室（52）能够将有机物和粉尘溶解、沉降在除尘室（52）中，并通过排污口（48）排出；

所述的紫外单元包括紫外灯座（28），通过螺丝钉连接在内层的内部，灯座的两端设有安装孔；

所述的成像单元包括摄像头（5），通过胶水粘接在外层（14）上，摄像头（5）的镜头透过外层（14）、保温层（13）、内层（12）对准样品（8）；

所述的喷涂装置包括喷管（3）、出线管（4）、样品（8）、样品支架（10）、实验平台导轨（29）、电机Ⅰ（31）、电机支架（32）、底板（33）构成；喷管（3）与电极板（9）焊接在一起，出线管（4）焊接在实验平台外层（14）底部紧挨着底板（33）通入内部，电机Ⅰ（31）通过螺丝钉与电机支架（32）连接在一起，电机支架（32）通过螺丝钉与底板（33）连接在一起，样品（8）与样品支架（10）通过榫接连在一起，样品支架（10）与电机Ⅰ（31）通过螺栓机械连接在一起；

所述的保温装置包括 内层（12）、保温层（13）、外层（14）、橡胶垫（30）构成；保温层（13）和外层（14）通过胶水粘接在一起，内层（12）通过螺丝钉与保温层（13）连接在一起，橡胶垫（30）与实验平台（2）通过胶水粘接在一起；

所述的照明装置包括照明灯泡（26）与内层（12）通过胶水粘接在一起。