CN111672712A - 一种锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统及方法，包括牵引绳、除锈涂漆套管，空环组合、风管、动齿轮，牵引绳绑在铁管的两端；除锈涂漆套管套在柱体上，除锈涂漆套管内壁设置有可相互替换的除锈部件和涂漆部件以分别实现除锈、涂漆功能；空环组合环绕在除锈涂漆套管上，空环组合上方固定有储液箱，下方固定储废盒；风管设置于除锈涂漆套管上方，风管的一端安装有压风接头，另一端设置有扩风口；动齿轮通过轴承设置在悬架上，轴承端部固定有螺旋叶片并正对扩风口；除锈涂漆套管外壁上位于动齿轮处设置有齿槽，动齿轮与齿槽啮合。本发明可实现对各类锈蚀柱体除锈涂漆功能，尤其可实现对瓦斯矿井井下铁管或者各类高空缆索安全、高效的除锈、涂漆功能。
Description
技术领域
本发明涉及机械清洗除锈涂漆领域，具体涉及一种锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统及方法，尤其适用于矿井巷道中水管防爆除锈涂漆或不易施工地点铁质柱体如高空缆索的除锈涂漆领域。
背景技术
目前，很多通排水管路用金属管制成，由于使用环境的潮湿度较大，通排水管路很快就会表面生锈，甚至出现锈蚀冒漏现象，若不及时除锈，排水管道一旦渗漏必将造成水资源的浪费以及周边环境的污染，过早地维修更换水管也增加了成本支出造成资源浪费，尤其是瓦斯矿井井下水管使用环境潮湿且多煤尘，为避免瓦斯煤尘爆炸，要确保除锈时严禁产生火花。此外，一些诸如高空缆索类的易腐蚀柱状体，更需要经常除锈保养。
据调研，目前一般柱状体、缆索类除锈多为人工除锈、手工进行，效率不高，尤其诸如高空缆索、矿井井下水管的除锈时，受施工环境影响极不方便：一方面场地环境复杂、施工不易、效率低下，无法实现安全高效快捷自动化除锈；另一方面尤其是对矿井而言，除锈产生的火花会引起瓦斯煤尘爆炸，为矿井安全生产带来极大的安全隐患，不易实现安全、防爆。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统及方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，包括牵引绳、除锈涂漆套管、空环组合、风管、动齿轮，其中：所述牵引绳固定在柱体的两端；所述除锈涂漆套管套在柱体上，除锈涂漆套管内壁设置有可相互替换的除锈部件和涂漆部件，除锈部件为弹簧钢丝刷，涂漆部件为油漆刷；除锈时，除锈涂漆套管内壁轴向嵌置弹簧钢丝刷、弹簧钢丝刷与柱体外表面弹性接触；涂漆时，除锈涂漆套管内壁轴向嵌置油漆刷、油漆刷与柱体外表面柔性接触；弹簧钢丝刷和油漆刷均与除锈涂漆套管可拆卸式连接；所述空环组合包括两个环，环绕在除锈涂漆套管上，空环组合上方固定有储液箱，下方固定储废盒；所述储液箱的顶部开设有注液孔，底部设有漏液孔，位于漏液孔处的除锈涂漆套管的外壁上分布有若干渗液口，所述渗液口均匀分布，且在除锈涂漆套管上左右对称；储液箱顶部两端分别开设有一个定向绳穿孔；所述风管设置于除锈涂漆套管上方，风管的一端安装有压风接头，另一端设置有扩风口；所述动齿轮通过轴承设置在悬架上，轴承端部固定有螺旋叶片，螺旋叶片正对扩风口；所述除锈涂漆套管外壁中部位于动齿轮处设置有齿槽，动齿轮与齿槽啮合；所述除锈涂漆套管表面位于齿槽两侧处布设有排废口。
进一步的，所述弹簧钢丝刷为环状或条状：若为环状、则位于除锈涂液套管内壁的周向，若为条状、则其长度与除锈涂漆套管长度相同、位于除锈涂液套管的轴向；所述油漆刷为环状或条状：若为环状、则位于除锈涂液套管内壁的周向，若为条状、则其长度与除锈涂漆套管长度相同、位于除锈涂液套管的轴向；所述弹簧钢丝刷和油漆刷的数量均为多个。
进一步的，所述除锈涂漆套管内壁设置有嵌置槽，用于嵌置弹簧钢丝刷或油漆刷。
进一步的，所述空环组合的两个环内壁中嵌有钢珠，除锈涂漆套管与空环组合的两个环接触处开设有两个凹槽，两个环中的钢珠能够分别在两个凹槽中滑动。
进一步的，所述储液箱为两个，且左右对称，每个储液箱的顶部开设有两个注液孔，底部设有一个漏液孔；除锈时储液箱内装有黄油以渗浸锈迹防止火花，涂漆时储液箱内装有油漆。
进一步的，所述风管为两个，且左右对称，两个风管的扩风口对向设置；轴承两端均固定有螺旋叶片，两个螺旋叶片分别正对扩风口。
进一步的，所述空环组合的一侧的下端与储废矩形盒外边固定，另一侧下端通过固定片可拆卸的与固定矩形盒内边连接。
进一步的，所述除锈涂漆套管由两个开口的半圆形管组成，两个半圆形管结合处设置有矩形齿，矩形齿位于除锈涂漆套管轴向的中间位置，用于限制两个半圆形管轴向滑动。
进一步的，所述扩风口的下方固定有扩风口支架，扩风口支架置于储液箱底部。
一种锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆方法，包括以下步骤：
步骤A，将手动葫芦借助于牵引绳、定向绳穿孔固定在柱体两端；
步骤B，将黄油通过注液孔倒入储液箱，借助于漏液孔、渗液口下渗至柱体锈迹上；
步骤C，将气动动力源通过压风接头接入风管，风管输出负压动力，带动螺旋叶片旋转，从而使动齿轮、齿槽啮合，带动除锈涂漆套管转动，使其内壁的弹簧钢丝刷转动，对柱体外表面除锈；
步骤D，除锈产生的铁锈及废液通过排废口在重力作用下落入储废盒中进行回收；
步骤E，除锈完毕后，将装置取下清洗，将除锈涂漆套管内壁的弹簧钢丝刷拆除、更换为油漆刷；
步骤F，将清洁用水倒入储液箱，将气动源调为慢档，使除锈涂漆套筒内油漆刷缓慢旋转清洗柱体表面污渍，继而将气动源调为快档，彻底洗除油污实现柱体表面清洁；
步骤G，待清洁后的柱体表面晾干后，将油漆倒入储液箱，使之均匀渗入到柱体表面，将气动源调为慢档，使除锈涂漆套筒缓慢旋转将油漆涂满柱体，继而将气动源调为快档，使得油漆均匀涂在柱体上。
有益效果：本发明提供的锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统及方法，结构设计合理、简便、安全、高效。除锈时利用储液箱内黄油渗浸柱体避免产生火花、通过气动装置带动钢丝刷高效除锈并实现废渣回收；涂漆时在储液箱内注以油漆、实现先除锈清洁后的涂漆功能，且储废盒能回收油漆避免漏撒，可广泛应用于柱体如铁管、铁索的表面除锈、涂漆，尤其适用于矿井巷道中水管防爆除锈涂漆，或不易施工地点铁质柱体如高空缆索的除锈涂漆领域。相比于现有技术，具有以下优点：
(1)结构安全，操作便捷。借助空环组合的承上启下和约束限位作用，上部合理布置涂液系统、气动系统，中部约束除锈涂漆套管，下部连接储废矩形盒，通过液体下渗灭弧、气源吹动动齿轮与齿槽啮合，继而带动除锈涂漆套管内弹簧钢丝刷与生锈柱体高度贴合接触，实现了液体浸润下避免火花，保证了工艺的安全性。
(2)气压动源，稳定安全。借助于压风接头与风管的封闭、有效连接，使得螺旋叶片强力旋转以带动轴承旋转，从而实现了动齿轮-齿槽结构的同步啮合，稳定持续运行的同时，消除电动带来的漏电和火花隐患。
(3)回收锈渣，避免污染。借助于储废矩形盒，可将锈渣回收继而分解出铁锈、黄油，避免了锈渣污染环境，实现了生态环保。
附图说明
图1是本发明的锈蚀柱体往返式气动除锈系统的结构示意图；
图2是悬架、螺旋叶片、扩风口及支架、动齿轮与齿槽的连接示意图；
图3是除锈涂漆套管排废口及下渗孔结构示意图；
图4是弹簧钢丝刷、除锈涂漆套管和钢珠凹槽轴向布置示意图；
图5是空环组合布置示意图；
图6是嵌置槽、弹簧钢丝刷、油漆刷示意图；
图中：1-牵引绳、2-定向绳穿孔、3-除锈涂漆套管、4-空环组合、5-储液箱、6-注液孔、7-渗液口、8-排废口、9-悬架、10-螺栓、11-压风接头、12-风管、13-扩风口、14-扩风口支架、15-螺旋叶片、16-轴承、17-动齿轮、18-齿槽、19-弹簧钢丝刷、20-储废盒、21-固定片、22-钢珠、23-凹槽、24-柱体、25-漏液孔、26-油漆刷、27-嵌置槽、28-锯形齿。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1至6所示，本发明的一种锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，包括牵引绳1、除锈涂漆套管3，空环组合4、储废盒20、风管12、动齿轮17，其中：
牵引绳1固定在柱体24的两端；
除锈涂漆套管3套在柱体24上，除锈涂漆套管3内壁设置有可相互替换的除锈部件和涂漆部件，除锈部件为弹簧钢丝刷19，涂漆部件为油漆刷26；除锈时，除锈涂漆套管3内壁轴向嵌置弹簧钢丝刷19，弹簧钢丝刷19与柱体24外表面弹性接触；涂漆时，除锈涂漆套管3内壁轴向嵌置油漆刷26，油漆刷26与柱体24外表面柔性接触；弹簧钢丝刷19和油漆刷26均与除锈涂漆套管3可拆卸式连接；其中：弹簧钢丝刷19和油漆刷26为环状或条状，若为环状、嵌置于除锈涂液套管3内壁的周向，若为条状、则其长度与除锈涂漆套管3长度相同、嵌置于除锈涂液套管3内壁的轴向，数量均为多个；除锈涂漆套管3的顶部两端分别开设有一个定向绳穿孔2；
空环组合4包括两个环，环绕在除锈涂漆套管3上，空环组合4上方固定有两个储液箱5，下方固定一个储废盒20；储液箱5的顶部开设有两个注液孔6，底部设有一个漏液孔25，位于漏液孔5处的除锈涂漆套管3的外壁上均匀分布有若干渗液口7，且在除锈涂漆套管3上左右对称；储废盒20为一个矩形槽状结构；
风管12为两个，设置于除锈涂漆套管3上方，风管12的一端安装有压风接头11，用于与气动动力源连接实现负压通风，另一端设置有扩风口13，两个风管12的扩风口13对向设置；扩风口13固定在扩风口支架14上，扩风口支架14立于储液箱3底部；
动齿轮17通过轴承16设置在悬架9上，轴承16两端均焊有螺旋叶片15，两个螺旋叶片15分别正对扩风口13；除锈涂漆套管3外壁上位于动齿轮17处设置有齿槽18，动齿轮17与齿槽18啮合；除锈涂漆套管3表面位于齿槽18两侧处布设有排废口8；
空环组合4的两个环内壁中嵌有钢珠22，除锈涂漆套管3与空环组合4的两个环接触处开设有两个凹槽23，两个环中的钢珠22能够分别在两个凹槽23中滑动，从而使得除锈涂漆套管3能够相对于空环组合4、柱体24转动。
空环组合4的一侧的下端与储废矩形盒20外边焊接固定，另一侧下端通过固定片21可拆卸的与固定矩形盒20内边连接。
本发明中，弹簧钢丝刷19和油漆刷26的形状可以有以下两种形式，其一，如图6所示：弹簧钢丝刷19为条状，其长度与除锈涂漆套管3长度相同，位于除锈涂漆套管3的轴向，除锈涂漆套管3内壁开设有轴向、长条状的嵌置槽27，弹簧钢丝刷19可拆卸式安装于嵌置槽27内，同样的，油漆刷26亦为环状，同样能够以可拆卸的方式安装于嵌置槽27内；其二，如图4所示：弹簧钢丝刷19为环状，位于除锈涂漆套管3的周向，除锈涂液套管3内壁开设有周向、环状的嵌置槽27，弹簧钢丝刷19可拆卸式安装于嵌置槽27内，同样的，油漆刷26亦为环状，同样能够以可拆卸式安装于嵌置槽27内。弹簧钢丝刷19和油漆刷26的数量均为多个。
如图6，除锈涂漆套管3由两个开口的半圆形管组成，两个半圆形管结合处设置有矩形齿28，矩形齿28位于除锈涂漆套管3轴向的中间位置。当两个半圆形管咬合的时候，矩形齿28能够保证两个半圆形管不会沿着轴线滑动错位，起到限位作用。
基于上述系统，本发明的柱体往返式气动除锈涂漆方法为：
(1)准备工作
①将所述的装置装在柱体24上，借助手动葫芦、定向绳穿孔2连接牵引绳1实施固定，反复检查装置的稳定性，确认正常；
②检查气动系统，包括：悬架9、压风接头11、风管12、扩风口13、扩风口支架14、螺旋叶片15、轴承16、动齿轮17、齿槽18，进一步将其接入气动动力源——将两侧的压风接头11分别接入气动动力源压风管，调试其密闭性，确保无漏风现象；
③检查渗液系统连接的稳定性，渗液系统包括：储液箱5、注液孔6、渗液口7、排废口8、漏液孔25，进一步清理储液箱5、注液孔6、漏液孔25、渗液口7、排废口8积聚的杂质，避免堵塞；
④检查运动部件稳定性、适用性：确保空环组合4的凹槽23与钢珠22的灵活性，动齿轮17与齿槽18咬合正常，悬架9的稳定性，以及空环组合4和储废矩形盒20的牢固性，避免储废矩形盒20在操作中掉落。
(2)除锈工作
①注液润滑，慢档除锈：准备工作结束后，通过注液孔6向储液箱5注液，储液箱5注满除锈液(如黄油)后，液体经漏液孔25通过渗液口7下渗，逐渐渗至柱体24表面；此时，将压风接头11连接的气动动力源打开最低档，使得整个装置沿着手动葫芦、牵引绳1的一侧缓慢前行到达行程终端，以初步在柱体24涂满除锈液，防止产生火花；
②开启快档，高速除锈：待慢档除锈走完全程后，换转另一端压风接头11，将气动动力源调高档位，使得扩风口13出风量变大并带动螺旋叶片15高速旋转，让动齿轮17通过咬合齿槽18快速旋转带动除锈涂漆套管3，除锈涂漆套管3内壁嵌入的弹簧钢丝刷19在与柱体24密切贴合高速旋转，以实现除锈的功能；当行至行程终端时，再次换转另一端压风接头11继续除锈，直到达到预期除锈效果；
③清理淤塞，回收废液：在除锈过程中，时刻关注注液孔6、漏液孔25、渗液口7、排废口8的淤塞情况和储废矩形盒20中废渣积累情况，及时清理淤塞和回收废渣。
(3)除锈收尾
达到除锈理想效果后，按照安装步骤，反向拆解进行除锈收尾。
①闭气动动力源，使之脱离压风接头11；
②清空储液箱5，初步清理储液箱5、注液孔6、漏液孔25、渗液口7、排废口8的油污；
③拆解清洗：拧下螺栓10，拆解空环组合4，取下并彻底清理储液系统和气动系统，清理储废矩形盒20；彻底清理除锈涂漆套管3、齿轮17、齿槽18和弹簧钢丝刷19等；
(4)涂漆准备
①检查清洗：装置仔细清洗完毕后，将弹簧钢丝刷19更换为油漆刷26；
②固定调试：将系统通过手动葫芦借助于牵引绳1、定向绳穿孔2固定在柱体24上，组装完毕，将气动动力源通过压风接头11接入风管12，打开慢档调试；
③清洁柱体：将清洁用水通过注液孔6插入储液箱5，使水通过漏液孔25、渗液口7直接淋到柱体上，开启气动动力源开关，风管12输出负压动力，带动螺旋叶片15旋转，从而使动齿轮17、齿槽18啮合，带动除锈涂漆套管3转动，使其内壁的油漆刷26转动，在水的清洗下对柱体24外表除锈留下的油污进行清洁；
(5)涂漆工作
①喷涂准备：待柱体清洁、干燥后，将油漆通过注液孔6倒入储液箱5，借助于漏液孔25、渗液口7下渗至柱体24上；
②慢档涂漆：将气动动力源慢档打开，给风管12输出负压动力，带动螺旋叶片15旋转，从而使动齿轮17、齿槽18啮合，带动除锈涂漆套管3转动，使其内壁的油漆刷26转动，将通过漏液孔25、渗液口7渗下的油漆旋转喷涂到柱体24表面；
③往返涂漆：当除锈喷涂套管3运行到一端的终点时，停下并换转另一端压风接头11，给储液箱5补满油漆，将气动动力源快档打开，采取快档涂漆，并视涂漆效果决定往返涂漆次数；
(6)涂漆收尾：
达到涂漆理想效果后，按照安装步骤，反向拆解进行收尾。
①闭气动动力源，使之脱离压风接头11；
②清空储液箱5，初步清理储液箱5、注液孔6、漏液孔25、渗液口7、排废口8的油污；
③拆解清洗：拧下螺栓10，拆解空环组合4，取下并彻底清理储液系统和气动系统，清理储废矩形盒20；彻底清理除锈涂漆套管3、齿轮17、齿槽18和油漆刷26等；
④拆解清洗后的零部件擦拭干净，放入特制收纳箱，妥善保管。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进润饰和功能延伸(如动力源的变更、除锈套筒形状的改变等)，这些改进润饰与功能延伸也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，其特征在于：包括牵引绳(1)、除锈涂漆套管(3)、空环组合(4)、风管(12)、动齿轮(17)，其中：所述牵引绳(1)绑在柱体(24)的两端；所述除锈涂漆套管(3)套在柱体(24)上，除锈涂漆套管(3)内壁设置有可相互替换的除锈部件和涂漆部件，除锈部件为弹簧钢丝刷(19)，涂漆部件为油漆刷(26)：除锈时除锈涂漆套管(3)内壁轴向嵌置弹簧钢丝刷(19)、弹簧钢丝刷(19)与柱体(24)外表面弹性接触，涂漆时除锈涂漆套管(3)内壁轴向嵌置油漆刷(26)、油漆刷(26)与柱体(24)外表面柔性接触，弹簧钢丝刷(19)和油漆刷(26)均与除锈涂漆套管(3)可拆卸式连接；除锈涂漆套管(3)的顶部两端分别开设有一个定向绳穿孔(2)；所述空环组合(4)包括两个环，环绕在除锈涂漆套管(3)上，空环组合(4)上方固定储液箱(5)，下方固定储废盒(20)；所述储液箱(5)的顶部开设有注液孔(6)，底部设有漏液孔(25)，位于漏液孔(25)处的除锈涂漆套管(3)的外壁上分布有若干均匀分布的渗液口(7)；所述风管(12)设置于除锈涂漆套管(3)上方，风管(12)的一端安装有压风接头(11)，另一端设置有扩风口(13)；所述动齿轮(17)通过轴承(16)设置在悬架(9)上，轴承(16)端部固定有螺旋叶片(15)，螺旋叶片(15)正对扩风口(13)；所述除锈涂漆套管(3)外壁上位于动齿轮(17)处设置有齿槽(18)，动齿轮(17)与齿槽(18)啮合；所述除锈涂漆套管(3)表面位于齿槽(18)两侧处均匀布设有排废口(8)。
2.根据权利要求1所述的锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，其特征在于：所述弹簧钢丝刷(19)为环状或条状，若为环状、则位于除锈涂液套管(3)内壁的周向，若为条状、则其长度与除锈涂漆套管(3)长度相同、位于除锈涂液套管(3)的轴向；所述油漆刷(26)为环状或条状，若为环状、则位于除锈涂液套管(3)内壁的周向，若为条状、则其长度与除锈涂漆套管(3)长度相同、位于除锈涂液套管(3)的轴向；所述弹簧钢丝刷(19)和油漆刷(26)的数量均为多个。
3.根据权利要求1和2所述的锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，其特征在于：所述除锈涂漆套管(3)内壁设置有嵌置槽(27)，用于嵌置弹簧钢丝刷(19)或油漆刷(26)。
4.根据权利要求1所述的锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，其特征在于：所述空环组合(4)的两个环内壁中嵌有钢珠(22)，除锈涂漆套管(3)与空环组合(4)的两个环接触处开设有两个凹槽(23)，两个环中的钢珠(22)能够分别在两个凹槽(23)中滑动。
5.根据权利要求1所述的锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，其特征在于：所述储液箱(5)为两个，且左右对称，每个储液箱(5)的顶部开设有两个注液孔(6)，底部设有一个漏液孔(25)；除锈时储液箱(5)内装有黄油，涂漆时储液箱(5)内装有油漆。
6.根据权利要求1所述的锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，其特征在于：所述风管(12)为两个，且左右对称，两个风管(12)的扩风口(13)对向设置；轴承(16)两端均固定有螺旋叶片(15)，两个螺旋叶片(15)分别正对扩风口(13)。
7.根据权利要求1所述的锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，其特征在于：所述空环组合(4)的一侧的下端与储废矩形盒(20)外边固定，另一侧下端通过固定片(21)可拆卸的与固定矩形盒(20)内边连接。
8.根据权利要求1所述的锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，其特征在于：所述除锈涂漆套管(3)由两个开口的半圆形管组成，两个半圆形管结合处设置有矩形齿(28)用于限制两个半圆形管轴向滑动，矩形齿(28)位于除锈涂漆套管(3)轴向的中间位置。
9.根据权利要求1所述的锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆系统，其特征在于：所述扩风口(13)的下方固定有扩风口支架(14)，扩风口支架(14)置于储液箱(5)底部。
10.一种基于权利要求1所述系统的锈蚀柱体往返式气动除锈涂漆方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A，将手动葫芦借助于牵引绳(1)、定向绳穿孔(2)固定在柱体(24)两端；
步骤B，将黄油通过注液孔(6)倒入储液箱(5)，借助于漏液孔(25)、渗液口(7)下渗至柱体(24)锈迹上；
步骤C，将气动动力源通过压风接头(11)接入风管(12)，风管(12)输出负压动力，带动螺旋叶片(15)旋转，从而使动齿轮(17)、齿槽(18)啮合，带动除锈涂漆套管(3)转动，使其内壁的弹簧钢丝刷(19)转动，对柱体(24)外表面除锈；
步骤D，除锈过程产生的铁锈及废液通过排废口(8)在重力作用下落入储废盒(20)中进行回收；
步骤E，除锈完毕后，将装置取下、清洗，将除锈涂漆套管(3)内壁的弹簧钢丝刷(19)拆除，并将油漆刷(26)安装在除锈涂漆套管(3)内壁；
步骤F，将清洁用水倒入储液箱(5)，将气动源调为慢档，使除锈涂漆套筒(3)内油漆刷(26)缓慢旋转清洗柱体表面污渍，继而将气动源调为快档，彻底洗除黄油污渍实现柱体表面清洁；
步骤G，待清洁后的柱体表面晾干后，将油漆倒入储液箱(5)，使之均匀渗入到柱体表面，将气动源调为慢档，使除锈涂漆套筒(3)缓慢旋转将油漆涂满柱体，继而将气动源调为快档，使得油漆均匀涂在柱体上。
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