CN111826600A - 一种智能型热喷锌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能型热喷锌装置。包括控制装置运行的操作部分(1)，使工件移动的输送结构(2)和外壳体(3)，关键是设有：对工件进行热去污装置；对工件表面去氧化层的喷砂机构；对工件表面进行热喷锌的热喷锌机构；且热去污装置经热循环系统与热喷锌机构连通。本发明节约大量的能源，减少对环境的污染，同时特别适合超长构件的喷涂锌层的作业，较之现有技术有较大的经济效益和综合效益。

Description

一种智能型热喷锌装置

技术领域：

本发明涉及一种对易腐蚀材料进行保护性喷涂表面层的技术装置，更具体是指对易腐蚀材料进行表面喷涂锌层的装置。

背景技术：

易腐蚀材料在各种应用场合会发生不同程度的腐蚀，例如最为普遍使用的钢铁材料极易发生腐蚀，有些腐蚀会导致严重的事故。因此，对易腐蚀材料进行增加保护层或耐腐蚀层不仅必须且十分重要，例如对钢铁材料构件施加锌保护层对长期使用具有重要意义。目前在钢铁材料构件表面施加一个锌层的工艺方法较多，例如溶液喷涂法、线材火焰喷涂法、粉末火焰喷涂法、爆炸喷涂法、等离子喷涂法等，上述的各工艺方法一般在常温下进行，上述的锌层在钢铁材料构件表面附着力不够强，容易起皮或脱落，耐腐蚀性能达不到高要求；另有一种方法是热浸渍锌工艺，其是将钢铁材料构件在500℃左右的高温锌溶液中浸泡一段时间，锌离子可扩散进入钢铁表面的表层，形成一个薄层状的锌铁互溶合金层，该互溶合金层的外表面还有锌层，该工艺方法形成的锌保护层较之前述的方法具有更佳的保护效果，例如锌保护层与钢铁材料构件之间的结合力更强，不会产生脱落现象，由于强大的附着力的存在，热浸锌的钢铁材料构件还可进行后续的机械加工，而不会损坏锌保护层。但热浸锌工艺也存在一些缺陷，例如消耗的热能巨大，易造成对环境的污染等。

发明内容：

本发明的发明目的是公开一种工作效率高、节能和耐腐蚀性能好的对钢铁材料构件表面施加一层锌保护层的热喷锌装置。

实现本发明的技术解决方案如下：包括控制装置运行的操作部分，使工件移动的输送结构和外壳体，关键是设有：对工件进行热去污装置；对工件表面去氧化层的喷砂机构；对工件表面进行热喷锌的热喷锌机构；且热去污装置经热循环系统与热喷锌机构连通。

所述的热去污装置包括一中频加热线圈，设有一抽吸装置和排出热空气的管道与热喷锌机构连通。

所述的喷砂机构包括一有进出口的回收保护壳，回收保护壳内设有漏网，漏网上设有多个喷砂管枪，回收保护壳下方有一喷砂回收管并与砂罐连通，砂罐分别与空气压缩机和喷砂管枪连通。

所述的热喷锌机构包括多个电弧喷锌枪，该电弧喷锌枪本体设有连接高压电源的相对并分离设置的一对锌丝和驱动锌丝运动位移的驱动电机，一对锌丝分别缠绕在绝缘体构成的滚轮上。

所述的喷砂管枪为3～12个，以多角度对称或非对称设置，且多个喷砂管枪的喷砂的聚焦点为一至二个。

所述的电弧喷锌枪本体为可移动的，本体设在一导轨或导槽上。

所述的电弧喷锌枪的锌丝熔化点设有一个圆锥形限制罩，以约束高温雾化的锌颗粒的多方向飞散，圆锥形限制罩的中心角的角度为30°～90°。

所述的电弧喷锌枪本体上设有一个通气管对正锌丝的熔化点，通气管接一高压气罐，或在通气管上设有电加热装置。

所述的抽吸装置和排出热空气的管道中设有空气过滤装置，回收保护壳的出口设有刷体，热喷锌机构设有一保温内壳体。

所述的热去污装置前端设有上料装置，在热喷锌机构的输出工件端设有后置处理腔室与一下料装置。

本发明公开的上述的技术方案中设有热空气循环系统和施加热能的装置，同时设有高效的热喷锌机构，使具有一个合适温度的雾态锌颗粒对具有一个合适温度的钢铁材料构件表面进行涂覆，上述的合适的温度使锌颗粒材料更易渗透入钢铁材料构件表面，锌与钢铁相互渗透形成一个互溶过渡层，该互溶过渡层和钢铁材料构件与锌保护层的结合力强，锌层不会出现脱落，使钢铁材料的耐腐蚀性大幅提高，同时加工效率提高，且相较于热浸锌工艺节约大量的能源，减少对环境的污染，同时上述的技术方案特别适合超长构件的喷涂锌层的作业，较之现有技术有较大的经济效益和综合效益。

附图说明：

图1为本发明的一个实施例的外观整体的结构示意图。

图2为图1去除装置的外壳的立体结构示意图。

图3为图2中的热去污装置的放大结构示意图。

图4为图2中的喷砂机构的放大结构示意图。

图5为图2中的热喷锌机构的放大结构示意图。

图6为图5中的电弧喷锌枪的立体放大结构示意图。

图7为图5去除部分外壳的电弧喷锌枪的立体放大结构示意图。

图8为本发明的另一实施例的立体结构示意图。

图9为图8中的上料装置的放大结构示意图。

图10为图8中的下料装置的放大结构示意图。

图11为本发明的热空气循环系统的管路的立体结构示意图。

具体实施方式：

结合说明书附图给出本发明的具体实施方式的详细描述，需要指出的是具体实施方式的详细描述是为便于对本发明技术实质的理解，而不应视为是对本发明的权利要求保护范围的限制。

请参见图1～图11，本发明的具体实施例的技术解决方案是：包括控制装置运行的操作部分1，使工件移动的输送结构2和外壳体3，上述的操作部分1实质是控制整个装置的各部分的开启、关闭或运行，其技术实质是工业控制，为现有技术，输送结构2是使待喷涂的工件从一个工位到另一个工位的移动，也是现有技术，并由操作部分1控制；关键是本发明设有对工件进行高温去污的热去污装置、对工件表面进行去氧化层的喷砂机构、对工件表面进行热喷锌保护层的热喷锌机构，热去污装置经热循环系统与热喷锌机构连通。在实际使用中，所述的工件由输送结构2送入热去污装置，热去污装置内的高温使一般钢铁材料工件表面的污渍入油渍等燃烧或高温气化而被去除，在上述的污渍去除后，还需要将工件输送到去除工件表面的氧化层的喷砂机构，经高速砂粒对工件表面的冲刷，工件表面达到喷涂锌保护层的需求，工件在热喷锌机构内就有一定高温状态，热喷锌机构中的电弧喷锌枪将锌丝经高压电弧雾化为微颗粒的锌喷涂于清洁后的工件表面，高温状态的雾化锌颗粒与具有一定高温的工件表面形成一个牢固的表面结合的锌保护层，经一特定时间后，上述的锌保护层与钢铁材料表面之间在高温条件下会较迅速形成一个锌-铁相互渗透的互溶层，使具有上述的锌保护层的钢铁材料工件具有良好的防腐蚀性能。前述的热去污装置产生的大量的热能经过热空气循环系统对热喷锌机构进行整体性的加热，使热喷锌机构达到所需要的高温，同时使钢铁材料工件和所述的锌丝达到一定的高温，这利于使雾化的锌颗粒与钢铁材料工件表面快速形成锌-铁互溶合金，且可节约大量的热能，热空气还可返回前述的热去污装置使热去污阶段也可节约热能。

所述的热去污装置包括一中频加热线圈4，在操作部分1的控制下对中频加热线圈4施加合适的电流与电压，对穿过中频加热线圈4中间空腔的钢铁材料工件进行加热，在中频加热线圈4上方设有一空气的抽吸装置5，抽吸装置5经空气管道6与热喷锌机构连通，热喷锌机构还设有与空气管道6连通的进气口，形成经抽吸装置5、空气管道6、热喷锌机构、空气管道6和热去污装置的热空气的循环。在上述的空气的抽吸装置5和空气管道6均设有一个空气过滤装置(图中未示出)，以避免加热后的空气中的杂质污染后继加工过程中的工件的表面。

所述的喷砂机构包括一有进出口的回收保护壳7，回收保护壳7内设有漏网8，漏网8上设有多个喷砂管枪9，回收保护壳7下方有一喷砂回收管并与砂罐10连通，砂罐10分别与空气压缩机11和喷砂管枪9连通；在喷砂作业过程中，工件由进口进入漏网8内部并按一定的移动速度推进，同时喷砂管枪9从多个角度以一定速度喷出砂粒对工件表面进行冲刷，砂粒经漏网8落入回收保护壳7下方的喷砂回收管，并由空气压缩机11产生的高压空气输送回砂罐10，之后高压空气又可将砂罐10内的砂粒送入喷砂管枪9，实现对工件的连续的喷砂清洁作业。为消除经喷砂作业后的工件表面可能存在的浮尘，在回收保护壳7的出口设有刷体18，当工件位移通过回收保护壳7的出口进入下一工序时，工件表面被上述的刷体18进一步清洁。上述的多个喷砂管枪9为至少三个，并以工件位移的路径轴线为中心对称设置，优选为3～12个，同样以多角度对称或非对称设置，且多个喷砂管枪9的喷砂的聚焦点为一至二个，这样在工件位移时，工件表面的某一点会得到一至二次的砂粒的冲刷，大幅提高了喷砂冲刷工件表面的效率和洁净度。

所述的热喷锌机构包括多个电弧喷锌枪，该电弧喷锌枪本体12设有连接高压电源的相对并分离设置的一对锌丝13和驱动锌丝13运动位移的驱动电机，一对锌丝13分别缠绕在绝缘体构成的滚轮14上；在实际喷锌作业时，在喷砂清洁阶段已洁净的工件被输送结构2送入热喷锌机构的多个电弧喷锌枪之间，在操作部分1的控制下，驱动电机和高压电源启动，带有电高压的两根锌丝13的端部相对接近，产生电弧的同时爆炸性的将锌丝13的端部的锌高温雾化，锌的高温雾化过程使高温的雾化的锌颗粒以一定的速度喷涂在具有一定高温的钢铁工件表面，之后高温状的锌与钢铁工件表面结合，锌与钢铁工件在附着界面处会较快速的产生渗透，主要是锌的离子或原子渗入钢铁工件的表面层，产生锌-铁互溶性合金，提高了锌保护层与钢铁工件表面的附着力，进而提高了钢铁工件的防腐蚀性能。所述的热喷锌机构设有3～8个电弧喷锌枪，对准一个或相距一段间距的两个焦点，均形成对一个工件表面的360°的喷涂覆盖，为进一步提高雾状的锌颗粒的喷涂效果，所述的电弧喷锌枪本体12为可移动的，例如上述的本体12设在一导轨或导槽上(图中未示出)，通过本体12的位移调节电弧喷锌枪的锌丝熔化点与钢铁工件表面的距离，以使尽可能多的雾状锌颗粒涂覆于钢铁工件表面，另外，在上述的电弧喷锌枪的锌丝熔化点设有一个圆锥形限制罩15以约束高温雾化的锌颗粒的多方向飞散，圆锥形限制罩15的中心角的角度为30°～90°；为进一步提高高温雾化状的锌颗粒与钢铁工件表面的结合力或锌颗粒渗入钢铁工件表面的内部，在电弧喷锌枪本体12上设有一个通气管16对正锌丝的熔化点，通气管16接一高压气罐17，在锌丝不断接近并被电弧雾化的过程中，高压气罐17内的气体通过上述的通气管16高速吹向高温雾化的锌颗粒，高速运动的高温锌颗粒撞击在高温状的钢铁工件表面，会使锌颗粒嵌入钢铁工件表面，这会大幅提高锌-铁的结合力；为更进一步提高锌-铁的结合力，在上述的通气管16上设有电加热装置，使通过通气管16的空气自身就具有较高的温度，以保证熔融状的雾化状锌颗粒保持较高的温度。实际上由于前述的热空气循环系统与热喷锌机构连通，故在热去污装置中产生的大量的热能已输入热喷锌机构，使热喷锌机构内的环境温度已达到较高的温度，例如上述的环境温度达到300℃～450℃，这同时保证进入的钢铁工件达到或保持在上述的温度区间；为更好地保持热喷锌机构的温度，设有一保温内壳体19，该保温内壳体19内设有上述的多个电弧喷锌枪，且保温内壳体19有钢铁工件进出的进出口，前述的热循环系统的热空气管道6与保温内壳体19连接，形成热去污装置与热喷锌机构的热空气的循环。

为进一步提高本发明的实际使用中的工作效率，在所述的热去污装置前端设有上料装置20，在热喷锌机构的输出工件端设有后置处理腔室与一下料装置21。

本发明采用中频加热线圈对进入本发明装置的工件进行加热，在去除工件表面污渍的同时，使达到一个较高的温度，如300℃～450℃，这使工件可以较高的温度进入热喷锌机构，以保证工件仍为较高的温度，以使高温状态的雾化锌颗粒与高温工件结合，以达到锌-铁的快速互渗或互溶，提高锌保护层与工件的钢铁表面的结合力。为确保上述的热喷锌机构达到合适的温度，在热喷锌机构设有至少一个温度传感器，并与前述的操作部分1连接，由操作部分1控制热喷锌机构内的温度。实际上本发明的热喷锌机构为电弧雾化锌丝形成高温的雾化锌颗粒，在此启发下，热喷锌机构还可以为激光致锌丝高温雾化，或其它的高温雾化方式。

Claims (10)

1.一种智能型热喷锌装置，包括控制装置运行的操作部分(1)，使工件移动的输送结构(2)和外壳体(3)，其特征在于设有：

对工件进行热去污装置；

对工件表面去氧化层的喷砂机构；

对工件表面进行热喷锌的热喷锌机构；

且热去污装置经热循环系统与热喷锌机构连通。

2.根据权利要求1所述的智能型热喷锌装置，其特征在于所述的热去污装置包括一中频加热线圈(4)，设有一抽吸装置(5)和排出热空气的管道(6)与热喷锌机构连通。

3.根据权利要求1或2所述的智能型热喷锌装置，其特征在于所述的喷砂机构包括一有进出口的回收保护壳(7)，回收保护壳(7)内设有漏网(8)，漏网(8)上设有多个喷砂管枪(9)，回收保护壳(7)下方有一喷砂回收管并与砂罐(10)连通，砂罐(10)分别与空气压缩机(11)和喷砂管枪(9)连通。

4.根据权利要求3所述的智能型热喷锌装置，其特征在于所述的热喷锌机构包括多个电弧喷锌枪，该电弧喷锌枪本体(12)设有连接高压电源的相对并分离设置的一对锌丝(13)和驱动锌丝(13)运动位移的驱动电机，一对锌丝(13)分别缠绕在绝缘体构成的滚轮(14)上。

5.根据权利要求4所述的智能型热喷锌装置，其特征在于所述的喷砂管枪(9)为3-12个，以多角度对称或非对称设置，且多个喷砂管枪(9)的喷砂的聚焦点为一至二个。

6.根据权利要求5所述的智能型热喷锌装置，其特征在于所述的电弧喷锌枪本体(12)为可移动的，本体(12)设在一导轨或导槽上。

7.根据权利要求6所述的智能型热喷锌装置，其特征在于所述的电弧喷锌枪的锌丝熔化点设有一个圆锥形限制罩(15)，以约束高温雾化的锌颗粒的多方向飞散，圆锥形限制罩(15)的中心角的角度为30°～90°。

8.根据权利要求7所述的智能型热喷锌装置，其特征在于所述的电弧喷锌枪本体(12)上设有一个通气管(16)对正锌丝的熔化点，通气管(16)接一高压气罐(17)，或在通气管(16)上设有电加热装置。

9.根据权利要求8所述的智能型热喷锌装置，其特征在于所述的抽吸装置(5)和排出热空气的管道(6)中设有空气过滤装置，回收保护壳(7)的出口设有刷体(18)，热喷锌机构设有一保温内壳体(19)。

10.根据权利要求9所述的智能型热喷锌装置，其特征在于所述的热去污装置前端设有上料装置(20)，在热喷锌机构的输出工件端设有后置处理腔室与一下料装置(21)。

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