CN109482399A - 一种喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种喷涂装置，包括：驱动装置、压紧装置、除尘装置、高压喷涂装置；所述压紧装置将驱动装置压紧在管壁上，每个驱动装置都设置一组压紧装置；所述除尘装置位于所述喷涂装置机体前端，所述高压喷涂装置位于所述喷涂装置机体后端；本发明所述的喷涂装置解决了现有管道喷涂技术中人工喷不均匀、管内作业困难的问题；本发明使用的离心式喷头，能够轴向安装，径向喷涂；本发明通压紧装置调节驱动装置的高度，实现一定范围内的不同管径的管道内壁的喷涂工作；本发明通过除尘装置能够将管壁清理干净后再喷涂，使得喷涂效果更好。

Description

一种喷涂装置

技术领域

本发明属于喷涂领域，具体涉及一种喷涂装置。

背景技术

在运输、工业、农业及建筑业高速发展今天，管道运输系统应用于民用和工业的方方面面，虽然管道运输在工业长距离输送作业中有着显著优势，但由于管内运输的物资长时间在管内穿行，受到管内化学腐蚀及管外因素影响，腐蚀并逐渐破坏管壁，如此运行一定时间后，管壁出现微小裂缝，导致输送物资外流，带来不必要的损失，因此管道内壁防腐工作是非常重要的；据了解，现在很多管道内壁的尤其喷涂工作是由喷枪完成的，由于管道较长，无法实现均匀喷涂，不能保证喷涂质量，并且，有些管道是由专门的工人钻到管道内手工涂刷，由于管道内通风不好，涂料中会散发刺激性气味，容易令人感到不适，发生事故，并且只有大口径的管道人才能钻进去，对于小口径的管道，人们只能将涂料伸进去涂，这种方式也无法保证涂刷的质量，而且对于一些老旧的管道，在喷涂防腐涂料前还要对作业管道进行内壁清洁工作，其工序繁琐，人工成本高。

目前还有一种电液式喷涂器用于管道内壁的喷涂，这种电液式喷涂器是用电机带动泵工作，由泵产生很大的压力，将涂液由容腔内喷出，但这种喷涂器体积大，重量大，不适用于管道内长距离的喷涂工作；申请号94216101.7的中国实用新型专利公开了一种新型离心式管内壁喷涂器，其喷口可在离心力的作用下自动打开封门喷出液体，所喷出的液体在管内形成一窄带，随着喷涂器的轴向移动，完成管内壁的喷涂，这种喷涂器可以通过机器人在管内移动进行喷涂，从而实现了代替人工喷涂的目的。

发明内容

根据以上背景内容，本发明针对以上背景内容所述的现有技术存在的问题做出改进，本发明公开了一种喷涂装置，其解决现有管道内壁喷涂技术中人工喷不均匀、管内作业困难的问题，并且本发明可以通过除尘装置能够将管道内壁清理干净后再喷涂，使得喷涂效果更好，通过压紧装置调节驱动装置的高度，可以通过调节电动机转动，使用于一定范围内的不同管径的管道；

为了实现上述技术方案，本发明采用以下技术方案来实现：

一种喷涂装置，包括：驱动装置3、压紧装置42、高压喷涂装置4、除尘装置10；所述驱动装置3有两组，分别周向分布在所述机器人机体2外壁，每组由三个驱动装置3呈120°角分布；所述压紧装置42将所述驱动装置3中的履带22压紧在作业管道1的管壁上，每条履带22处都设置一组压紧装置42；所述高压喷涂装置4位于所述机器人机体2尾端，所述除尘装置10位于所述机器人机体2前端；所述高压喷涂装置4包括离心喷头13、高压泵17、涂料箱15，喷头电机20、喷头电机支架21，旋转轴12，搅拌电机18，搅拌棒19，所述高压泵17一端连接涂料箱15，另一端通过管道连接离心喷头13，旋转轴12内部为中空结构，管道从旋转轴12的内部与离心喷头13连接，所述喷头电机20通过喷头电机支架21固定于涂料箱15的上方，所述涂料箱上方还设置有涂料入口，所述入口设置通向所述机器人机体2外的管道，管道末端有密封盖11，所述涂料箱15固定于所述机器人机体2内壁，涂料箱15上方设置有涂料投放口和搅拌电机和涂料输出口，所述搅拌电机18的输出轴连接搅拌棒19的上端，所述搅拌棒19的下端置于涂料箱15内部。

所述驱动装置3由履带电机30，减速机31，从动轮26、主动轮27，履带22组成，履带电机30输出轴与减速机31相连，减速机31与主动轮27相连，主动轮27与履带22的下边啮合，同时主动轮（27）和两个从动轮（26）使履带（22）移动并保持张紧状态，从动轮26通过固定支架铰接在支撑板28上。

所述压紧装置42包括：丝杠电机6，丝杠支架8，丝杠9，丝杠螺母7，固定杆24、移动杆25及弹簧29，压紧装置42可以分别控制压力及行程；所述固定杆24一端铰接与机器人机体2外侧，另一端固定于驱动装置3的支撑板28上，移动杆25一端固定于固定杆24上，另一端固定于机器人机体2内丝杠螺母7上，通过丝杠电机6的正反转来实现不同管径的压紧。

所述驱动装置3下方支撑板28与机器人机体2之间对称连接的两根弹簧23，所述弹簧23处于压缩状态。

所述除尘装置10包括旋转刀头组件37和吸尘装置32；所述旋转刀头组件37固定于吸尘装置32的前端。

所述吸尘装置32包括腔体34，吸尘电机35，螺旋叶轮33、过滤网36，所述腔体34分为两级，中间由过滤网36分开，所述螺旋叶轮33有两组，依次安装于所述吸尘电动机35的输出轴上。

所述旋转刀头组件37包括刀头39和橡胶刮刀片38，刀头39与安装于吸尘电机35输出轴上，刀头39内部分布有气孔，所述橡胶刮刀片38安装于所述刀头39上，每个刮刀片38上均有气道41，所述气道41与刀头39上的气孔连通。

所述离心喷头13通过旋转轴12与喷头电机20连接，所述离心喷头13包括喷口43、通气孔44、壳体45，喷口41和通气孔42径向相对设置在壳体上，所述离心喷头13将涂液由喷口43径向喷向作业管道1的内壁。

所述驱动装置3，压紧装置42，除尘装置10和高压喷涂装置4，分别用独立的电机驱动；所述驱动装置3分别圆周均布固定安装所述机器人机体2外壁，每个驱动轮都由单独的电机驱动，先经过减速机31减速，再通过齿轮，将扭矩传送到输出轴上。

有益效果

1.本发明的喷涂装置解决了现有技术中人工喷不均匀、管内作业困难的问题，本发明使用的离心式喷头，能够轴向安装，实现径向喷涂，其结构简单，喷涂效果好，并且本发明通过压紧装置调节驱动装置的高度，可以通过调节电动机转动，使用于一定范围内的不同管径的管道。

2. 本发明喷涂装置采用履带式移动装置，履带与管壁的接触面积较大，附着力较强，同时增加了压紧装置，保证了履带与管壁之间的贴合度，有效避免打滑情况，所述压紧装置中采用弹簧，保证履带在运动过程中始终于管壁压紧，能有效避免机器人在移动过程中卡死的问题。

3. 本发明喷涂装置在机体前端安装了管道清洁装置，能在喷涂防腐涂料时先对作业管道进行内壁清洁工序，有效增强管道内壁的光洁度，无需使用人工单独进行清洁，减少了人工成本。

4. 本发明的喷涂装置通过履带行走机构，使机器人能够进入到管道内部进行喷涂工作，与常规管道内壁喷涂装置相比，本发明所述的喷涂装置体积小，重量轻，涂液于管道内壁附着力强，涂层紧密，可以断续作业涂补焊缝，也可连续喷涂整个管道内壁。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定；在附图中：

图 1 为本发明所述的一种喷涂装置的结构示意图；

图2为本发明所述的一种喷涂装置在作业管道内的径向视图；

图3为本发明所述的一种喷涂装置中高压喷涂装置的结构示意图；

图 4为本发明所述的一种喷涂装置中压紧装置结构示意图；

图 5 为本发明所述的一种喷涂装置中除尘装置示意图；

图6为本发明所述除尘装置中橡胶刮刀的示意图；

图7为本发明所述高压喷雾装置中使用的离心喷头的结构示意图。

附图标记说明：1.作业管道；2.机器人机体；3.驱动装置；4.高压喷涂装置；5.丝杠电机支撑座；6.丝杠电机；7.丝杠螺母；8.丝杠支架；9.丝杠；10.除尘装置；11.密封盖；12.旋转轴；13.离心喷头；14.轴承；15.涂料箱，16.旋转轴支架；17.高压泵；18.搅拌电机；19.搅拌棒；20.喷头电机；21.喷头电机支架；22.履带；23.固定支架；24.固定杆；25.移动杆；26.从动轮；27.主动轮； 28.支撑板；29.弹簧；30.履带电机；31.减速机；32.吸尘装置；33.螺旋叶轮；34.腔体；35.吸尘电机；36.过滤网；37.旋转刀头组件；38.橡胶刮刀片；39.刀头；40.锁紧块；41.气道；42.压紧装置；43.喷口；44.通气孔；45.壳体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚，完整的描述。

实施例一

参照图1-4，一种喷涂装置，包括：驱动装置3、压紧装置42、高压喷涂装置4、除尘装置10；所述驱动装置3有两组，分别周向分布在所述机器人机体2外壁，每组由三个驱动装置3呈120°角分布；所述压紧装置42将所述驱动装置3中的履带22压紧在作业管道1的管壁上，每条履带22处都设置一组压紧装置42；所述高压喷涂装置4位于所述机器人机体2尾端，所述除尘装置10位于所述机器人机体2前端；所述高压喷涂装置4包括离心喷头13、高压泵17、涂料箱15，喷头电机20、喷头电机支架21，旋转轴12，搅拌电机18，搅拌棒19，所述高压泵17一端连接涂料箱15，另一端通过管道连接离心喷头13，旋转轴12内部为中空结构，管道从旋转轴12的内部与离心喷头13连接，所述喷头电机20通过喷头电机支架21固定于涂料箱15的上方，所述涂料箱上方还设置有涂料入口，所述入口设置通向所述喷涂装置机体外的管道，管道末端有密封盖11，所述涂料箱15固定于所述机器人机体2内壁，涂料箱15上方设置有涂料投放口和搅拌电机和涂料输出口，所述搅拌电机18的输出轴连接搅拌棒19的上端，所述搅拌棒19的下端置于涂料箱15内部。

参照图1和图4，所述压紧装置42包括：丝杠电机6，丝杠支架8，丝杠9，丝杠螺母7，固定杆24、移动杆25及弹簧29，压紧装置42可以分别控制压力及行程；所述固定杆24一端铰接与机器人机体2外侧，另一端固定于驱动装置3的支撑板28上，移动杆25一端固定于固定杆24上，另一端固定于机器人机体2内丝杠螺母7上，通过丝杠电机6的正反转来实现不同管径的压紧。

进一步的，压紧装置42过丝杠电机6驱动丝杠9旋转，所述丝杠9的旋转带动丝杠螺母7沿着丝杠11移动，丝杠螺母7带动移动杆25水平运动，使得压紧装置42能够根据管径调整具体移动方向和距离，同时驱动装置3下方支撑板28机器人机体2之间对称连接的两根弹簧29处于压缩状态，保持驱动装置的平衡并使得压紧装置42张开或收紧。

驱动装置3由履带电机30，减速机31，从动轮26、主动轮27，履带22组成，履带电机30输出轴与减速机31相连，减速机31与主动轮27相连，主动轮27与履带22的下边啮合，同时通过两个从动轮26使履带22移动并保持张紧状态，从动轮26通过固定支架铰接在支撑板28上，所述支撑板28与机器人机体2之间对称连接的两根弹簧23，所述弹簧23处于压缩状态。

除尘装置10包括旋转刀头组件37和吸尘装置32；所述旋转刀头组件37固定于吸尘装置32的前端。

参见图5，所述吸尘装置32包括腔体34，吸尘电机35，螺旋叶轮33、过滤网36，所述腔体34分为两级，中间由过滤网36分开，所述螺旋叶轮33有两组，依次安装于所述吸尘电动机35的输出轴上。

参见图5和图6，所述旋转刀头组件37包括刀头39和橡胶刮刀片38，刀头39与安装于吸尘电机35输出轴上，刀头39内部分布有气孔，所述橡胶刮刀片38安装于所述刀头39上，每个刮刀片38上均有气道41，所述气道41与刀头39上的气孔连通。

离心喷头13通过旋转轴12与喷头电机20连接，所述离心喷头13包括喷口43、通气孔44、壳体45，喷口41和通气孔42径向相对设置在壳体上，所述离心喷头13将涂液由喷口43径向喷向作业管道1的内壁。

驱动装置3，压紧装置42，除尘装置10和高压喷涂装置4，分别用独立的电机驱动；所述喷涂装置的驱动装置3有两组，每组由三组空间间隔120°分布的履带装置组成，具体分布结构示意图如图2所示；每个驱动轮都由单独的电机驱动，先经过减速机31减速，再通过齿轮，将扭矩传送到输出轴上。

实施例二

为了更好的掌握本发明所属的喷涂装置在管内的作业情况，可以根据需要安装监控系统，所述监控系统位于作业管外，便于实时监控记录喷涂装置的作业过程、作业位置等，在所述机器人机体2外侧安装摄像及照明装置。

本发明所述喷涂装置进入管道作业前，打开密封盖11将喷涂原料投入涂料箱15中，启动电源，所述喷涂装置开始以设定的速度向前移动，所述喷涂装置前端的除尘装置将管道内壁的杂质清理掉，所述喷涂装置后端的喷涂装置同时启动，将喷涂原料均匀的喷涂在管道内壁上，通过视频监控系统，并结合外部控制系统时刻控制作业速度及管内作业情况，待所述喷涂装置到达做作业管道终点时，所有设备停止工作，由人工将其拆卸取出，考虑到目标作业距离较远，监控得知喷涂装置行走困难时，转入牵引缆拖拽完成后续子喷涂作业；考虑到目前管道机器人普遍存在的问题，即牵引力不足导致作业距离短，作业一段距离后容易打滑，且越障性差，整体运动稳定性不好导致清洗效果差等，本发明采用了履带式移动装置，履带与管壁的接触面积较大，附着力较强，同时增加了压紧装置，保证了履带与管壁之间的贴合度，有效避免打滑情况，每个压紧装置都增加了弹簧，与障碍可以收缩，保证履带始终于关闭紧密贴合，增加了机器人行走时的稳定性。

由于在管道内壁喷涂的特殊性，如果射方向轴向放置，喷涂的效果不好，而径向放置又必须旋转，因此，本发明采用了一种离心喷头13，可以整体旋转，利用离心力作用，启动开启喷口43和通气口44，径向喷出液体，喷涂效果好，其具体结构示意图如图7所示，所述离心喷头13的结构示意图如图7所示，所述离心喷头13在喷头电机20的带动下旋转, 在离心力的作用下, 原来由弹簧预压而封闭的封门打开, 涂液在离心力的作用下以一定速度由喷口43向喷向管道内壁，为了消除压差, 在所述喷口43称位置设有通气孔44，喷头电机20制动时, 封门在弹簧力的作用下自动关闭喷口43和通气孔44，种离心喷涂器喷涂效果好,涂液与内壁附着力强涂层致密，与传统的喷涂器相比, 体积小, 重量轻，由管内移动机器人携带安装该种喷头的高压喷涂装置4, 可断续作业补涂焊缝, 也可连续喷涂整个管道内壁。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种喷涂装置，包括：驱动装置（3）、压紧装置（42）、高压喷涂装置（4）、除尘装置（10），其特征在于：所述驱动装置（3）有两组，分别周向分布在清洗机器人机体（2）外壁，每组由三个驱动装置（3）呈120°角分布；所述压紧装置（42）将所述驱动装置（3）中的履带（22）压紧在作业管道（1）的管壁上，每条履带（22）处都设置一组压紧装置（42）；所述高压喷涂装置（4）位于所述机器人机体（2）尾端，所述除尘装置（10）位于所述机器人机体（2）前端；其中，所述高压喷涂装置（4）包括离心喷头（13）、高压泵（17）、涂料箱（15）、喷头电机（20）、喷头电机支架（21）、旋转轴（12）、搅拌电机（18）和搅拌棒（19）；所述高压泵（17）一端连接涂料箱（15），另一端通过管道连接离心喷头（13），旋转轴（12）内部为中空结构，管道从旋转轴（12）的内部与离心喷头（13）连接，所述喷头电机（20）通过喷头电机支架（21）固定于涂料箱（15）的上方，所述涂料箱上方还设置有涂料入口，所述入口设置通向所述机器人机体（2）外的管道，管道末端有密封盖（11）；所述涂料箱（15）固定于所述机器人机体（2）内壁，涂料箱（15）上方设置有涂料投放口和搅拌电机和涂料输出口，所述搅拌电机（18）的输出轴连接搅拌棒（19）的上端，所述搅拌棒（19）的下端置于涂料箱（15）内部。

2.根据权利要求1所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述驱动装置（3）由履带电机（30）、减速机（31）、从动轮（26）、主动轮（27）和履带（22）组成，所述履带电机（30）输出轴与减速机（31）相连，所述减速机（31）与主动轮（27）相连，所述主动轮（27）与履带（22）的下边啮合，同时主动轮（27）和两个从动轮（26）使履带（22）移动并保持张紧状态，所述从动轮（26）通过固定支架铰接在支撑板（28）上。

3.根据权利要求1所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述压紧装置（42）由丝杠电机（6）、丝杠（9）、丝杠螺母（7）、固定杆（24）、移动杆（25）及弹簧（29）组成，所述压紧装置（42）分别控制压力和行程；所述固定杆（24）一端铰接与机器人机体（2）外侧，另一端固定于驱动装置（3）的支撑板（28）上，移动杆（25）一端固定于固定杆（24）上，另一端固定于机器人机体（2）内丝杠螺母（7）上。

4.根据权利要求3所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述驱动装置（3）下方支撑板（28）与机器人机体（2）之间对称连接的两根弹簧（23），所述弹簧（23）处于压缩状态。

5.根据权利要求1所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述除尘装置（10）包括旋转刀头组件（37）和吸尘装置（32）；所述旋转刀头组件（37）固定于吸尘装置（32）的前端。

6.根据权利要求5所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述吸尘装置（32）包括腔体（34）、吸尘电机（35）、螺旋叶轮（33）和过滤网（36），所述腔体（34）分为两级，由过滤网（36）分开，所述螺旋叶轮（33）有两组，依次安装于所述吸尘电动机（35）的输出轴上。

7.根据权利要求5所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述旋转刀头组件（37）包括刀头（39）和橡胶刮刀片（38），所述刀头（39）与安装于吸尘电机（35）输出轴上，刀头（39）内部分布有气孔，所述橡胶刮刀片（38）安装于刀头（39）上，每个刮刀片（38）上均有气道（41），所述气道（41）与刀头（39）上的气孔连通。

8.根据权利要求1所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述离心喷头（13）通过旋转轴（12）与喷头电机（20）连接，所述离心喷头（13）包括喷口（43）、通气孔（44）、壳体（45）；喷口（41）和通气孔（42）径向相对设置在壳体上，所述离心喷头（13）将涂液由喷口（43）径向喷向作业管道（1）的内壁。

9.根据权利要求8所述的一种喷涂装置，其特征在于：所述驱动装置（3）、压紧装置（42）、除尘装置（10）和高压喷涂装置（4），分别用独立的电机驱动；所述驱动装置（3）分别圆周均布固定安装所述机器人机体（2）外壁，每个驱动轮都有单独的电机驱动，先经过减速机（31）减速，再通过齿轮，将扭矩传送到输出轴上。