CN111890241B - 一种实时喷砂回收再利用装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时喷砂回收再利用装置及其工作方法，包括喷砂头、喷砂头吸砂罩、喷砂头密封刷、砂子输出管、砂子回收管、喷砂进气管、砂子筛分网、储砂罐、除尘装置；用于对待加工零件进行喷砂、吸砂及除尘，所有动力均由干燥的压缩空气提供。该装置在喷砂过程中可同时实现砂子的回收再利用，防止砂子及灰尘泄露；喷砂头吸砂罩可拆卸方便更换，吸砂口在喷砂头吸砂罩的喇叭状截面较小处，空气流速更快，吸力更强，喇叭状可以更好的归拢从零件表面反弹的砂子，靠近零件处截面面积大，可有效避免反弹的砂子与轴中心的砂气流产生抵消的力的作用；砂子通过自动筛分可循环利用，同时大量废砂尘会留在除尘装置中，不会进入大气中，可避免污染环境。

Description

一种实时喷砂回收再利用装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及表面处理及再制造涂层技术领域，尤其涉及一种实时喷砂回收再利用装置及其工作方法。

背景技术

磨损、腐蚀、气蚀等表面失效形式严重危害着工业零部件的平稳运行，造成的经济损失更是数以亿计，特别是关系民生的国家重大工业工程，如三峡水利枢纽、石油等能源开发工程、船舶工程等，其更是会威胁人民的生命财产安全，同时还会造成严重的环境污染。为了保证工程的平稳运行，通过表面技术延长工业零部件的服役年限和快速修复零件表面失效问题是目前主流并且非常有前景的方式。热喷涂技术制备高性能表面涂层是解决零件表面失效问题的一种非常重要的表面技术，工业份额约占整个表面工程的三分之一。

而喷砂是整个热喷涂工艺中不可或缺的关键工序，但是在在喷砂过程中会产生粉尘，而粉尘会二次污染喷砂表面，影响喷涂涂层的质量。因此在喷涂前还需要清理工件表面的粉尘，这样就增加了工作人员进入粉尘房间的次数，尽管有防护措施，但是对长时间的工作人员的健康不可避免的有不利的影响，同时也会降低工作效率。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种实时喷砂回收再利用装置及其工作方法。该装置可自动对喷砂表面进行清理，进而增加工作效率。

本发明采用以下技术方案实现：

一种实时喷砂回收再利用装置，包括喷砂头、喷砂头吸砂罩、喷砂头密封刷、砂子输出管、砂子回收管、喷砂进气管、砂子筛分网、储砂罐、除尘装置；该装置用于对待加工零件进行喷砂、吸砂及除尘，所有动力均由干燥的压缩空气提供；

所述的喷砂头为三孔喷砂头结构，一孔连接喷砂进气管，一孔连接砂子输出管，还有一孔是出气出砂口，即喷砂嘴；砂子输出管另一端与砂子筛分网相连；所述的喷砂头吸砂罩采用喇叭状结构，喷砂头吸砂罩上开有吸砂口，吸砂口连接砂子回收管，砂子回收管另一端与储砂罐连接；喷砂头的喷砂嘴与喷砂头吸砂罩密封连接；喷砂头吸砂罩另一端与喷砂头密封刷连接，喷砂头密封刷用于提高喷砂头吸砂罩与零件曲面的密封性；

所述的砂子筛分网为不锈钢网材质，设于储砂罐内，砂子筛分网的目数可根据具体喷砂工艺进行设定；储砂罐上还设有卸砂口；储砂罐内的废砂尘经管道进入除尘装置进行除尘，所述的除尘装置内置过滤棉，除尘装置上还开有除尘泄气口和废砂收集口；

压缩空气通过气体四通与喷砂进气管、储砂罐进气管和除尘装置进气管连接，各进气管路上分别设有空气调节阀C、空气调节阀D、空气调节阀B，用于调节压缩空气的出气量，从而调节喷砂压力、吸砂口的吸力以及除尘功率的大小；所述的砂子输出管上设有空气调节阀A，用于调节出砂量的大小。

上述技术方案中，进一步地，所述的喷砂头吸砂罩与喷砂头采用螺纹连接。

进一步地，所述的喷砂头密封刷采用双层密封，里层采用铁丝网，用于缓解往外散射砂子的冲击力和分割气流，外层采用橡胶材质，用于提高喷砂头吸砂罩与零件曲面的密封性，提升吸砂口的吸力。

进一步地，所述的喷砂头吸砂罩与喷砂头的喷砂嘴、喷砂头吸砂罩与喷砂头密封刷之间都采用橡胶密封圈密封，保证该装置的密封性。

进一步地，所述的吸砂口设于喷砂头吸砂罩的喇叭状截面较小处。

进一步地，该装置还包括集成控制电脑，所述的集成控制电脑用于对该装置的工艺参数进行控制，并控制该装置进行喷砂、吸砂过程。

本发明中还提供一种上述实时喷砂回收再利用装置的工作方法，通过打开空气调节阀A和空气调节阀C，可实现喷砂过程。空气调节阀A作用是调节出砂量，空气调节阀C作用是调节喷砂压力的大小。

进一步地，通过打开空气调节阀B和空气调节阀C，可实现吸砂过程及除尘过程。吸砂过程也是除尘过程，需同时打开空气调节阀B和空气调节阀C，在喷砂进气管、吸砂口、储砂罐、除尘装置和除尘泄气口(大气)之间形成一个畅通的气流通路，零件表面的尘埃和可再利用的砂子一起经过吸砂口，到达储砂罐，在砂子筛分网和砂子自身重力的作用下，将尘埃和可再利用砂子分离，可再利用砂子留在储砂罐，尘埃到达除尘装置，经过过滤棉的过滤，经过除尘泄气口，排到大气中去。原理是：经过空气调节阀B到除尘泄气口的高速气流在吸砂口产生的虹吸效应和经过空气调节阀C压缩空气在吸砂口产生推力的共同作用。

吸砂(除尘)过程如下：喷砂嘴喷射高速砂气流到零件表面，砂气流处于喷砂头吸砂罩的中心，并且砂气流截面比喷砂头吸砂罩截面小的多，反射的砂子和气流会因为吸砂口虹吸效应和自身残余的动能，再加上喷砂头吸砂罩和喷砂头密封刷的作用，经过砂气流外面剩余的空间，进入吸砂口。

进一步地，通过打开空气调节阀A、空气调节阀B、空气调节阀C和空气调节阀D，可以同时实现喷砂和吸砂过程。原理是进砂口的虹吸效应在喷砂进砂管内产生一个吸力作用和储砂罐内部压力对砂子的推力作用，空气调节阀A作用是调节出砂量，空气调节阀D作用是提高储砂罐内砂子的流动性、给储砂罐内提供一定的压力并对出砂提供一定的推力。

本发明的有益效果在于：

本发明装置在喷砂过程中可以同时实现砂子的回收再利用，防止砂子及灰尘泄露，避免污染环境以及对人员的健康损害。并且本装置只用干燥的压缩空气提供动力，无需用电机提供动力；喷砂头吸砂罩喇叭状可拆卸，方便更换不同尺寸的喷砂头吸砂罩，因喇叭状的角度，吸砂口的大小都可以影响吸砂效果，同时也可适应不同目数的砂子的吸砂效果。另外吸砂口在喇叭状截面比较小处，空气流速更快，吸力更强，喇叭状可以更好的归拢从零件表面反弹的砂子，靠近零件处截面面积大，可有效避免反弹的砂子与轴中心的砂气流产生抵消的力的作用。喷砂头密封刷进一步采用双层结构，内层采用密集铁丝网，可有效缓解往外散射砂子的冲击力和分割气流的作用，外层采用弹性高的橡胶，提高喷砂头吸砂罩与零件曲面的密封性，可以完成空冷、喷砂、吸砂的工作，整个过程节约环保。砂子通过自动筛分可循环利用，同时大量废砂尘会留在除尘装置中，不会进入外部大气中去，避免其污染环境，危害人体健康。

附图说明

图1为一种实时喷砂回收再利用装置示意图；

图2A为喷砂头吸砂罩结构的主视图,图2B为其左视图；

其中，1-喷砂头密封刷，2-喷砂头吸砂罩，3-喷砂头，4-喷砂进气管，5-砂子输出管，6-砂子回收管，7-砂子筛分网，8-储砂罐，9-卸砂口，10-除尘泄气口，11-空气调节阀A，12-除尘装置，13-气体四通，14-空气调节阀B，15-空气调节阀C，16-集成控制电脑，17-空气调节阀D。

具体实施方式

为了更详细的说明本发明内容，下面结合具体实施例进一步说明。

一种实时喷砂回收再利用装置包括喷砂头3、喷砂头吸砂罩2、喷砂头密封刷1、砂子输出管5、砂子回收管6、喷砂进气管4、砂子筛分网7、储砂罐8、除尘装置12；

所述的喷砂头3为三孔喷砂头结构，一孔连接喷砂进气管4，一孔连接砂子输出管5，还有一孔是出气出砂口，即喷砂嘴；砂子输出管5另一端与储砂罐8相连；所述的喷砂头吸砂罩2采用喇叭状结构，喷砂头吸砂罩2上开有吸砂口，吸砂口连接砂子回收管6，砂子回收管6另一端与砂子筛分网7连接；喷砂头3的喷砂嘴与喷砂头吸砂罩2密封连接；喷砂头吸砂罩2另一端与喷砂头密封刷1连接，喷砂头密封刷1采用双层密封，里层采用密集铁丝网，外层采用弹性较好的橡胶材质，里层可很好的缓解往外散射砂子的冲击力和分割气流，外层采用弹性较好的橡胶结构，能够很好的隔绝细微的砂尘和气流，提高喷砂头吸砂罩2与零件曲面的密封性，同时能够提升吸砂口的吸力，由于喷砂头密封刷1的里层和外层都是柔性的，能够应对复杂曲面喷砂，并保持良好的密封性；同时喷砂头吸砂罩2与喷砂头3、喷砂头吸砂罩2与喷砂头密封刷1之间都采用橡胶密封圈密封，保证该装置的密封性；所述的砂子筛分网7为不锈钢网材质，设于储砂罐8内，砂子筛分网7的目数可根据具体喷砂工艺进行设定；储砂罐8上还设有卸砂口9，当砂子量足够多时可打开卸砂口9对砂子进行回收；储砂罐8内的废砂尘经管道进入除尘装置12进行除尘，所述的除尘装置12内置过滤棉，除尘装置12上还开有除尘泄气口10和废砂收集口，废砂尘穿过过滤棉时会分离出废细砂和空气，空气通过除尘泄气口10到大气中，废细砂会在重力作用下沉淀在废砂收集口处，当堆积到一定程度，可打开废砂收集口，清理废细砂；

压缩空气通过气体四通13与喷砂进气管4、储砂罐8进气管和除尘装置12进气管连接，各进气管路上均设有空气调节阀，用于调节压缩空气的出气量，从而调节喷砂压力、吸砂压力以及除尘功率的大小；所述的砂子输出管5上也设有空气调节阀，用于调节出砂量的大小。

所述的吸砂口设于喷砂头吸砂罩的喇叭状截面较小处。上述装置还包括集成控制电脑，所述的集成控制电脑用于对该装置的工艺参数进行控制，并控制该装置进行喷砂、吸砂过程。

本发明中，喷砂过程需同时打开空气调节阀A11和空气调节阀C15，空气调节阀A11作用是调节出砂量，空气调节阀C15作用是调节喷砂压力的大小。

吸砂过程也是除尘过程，需同时打开空气调节阀B14和空气调节阀C15，在喷砂进气管4、吸砂口、储砂罐8、除尘装置12和除尘泄气口10(大气)之间形成一个畅通的气流通路，零件表面的尘埃和可再利用的砂子一起经过吸砂口，到达储砂罐8，在砂子筛分网7和砂子自身重力的作用下，将尘埃和可再利用砂子分离，可再利用砂子留在储砂罐8，尘埃到达除尘装置12，经过过滤棉的过滤，经过除尘泄气口10，排到大气中去。原理是：经过空气调节阀B14到除尘泄气口10的高速气流在吸砂口产生的虹吸效应和经过空气调节阀C15压缩空气在吸砂口产生推力的共同作用。

吸砂(除尘)过程如下：喷砂嘴喷射高速砂气流到零件表面，砂气流处于喷砂头吸砂罩2的中心，并且砂气流截面比喷砂头吸砂罩2截面小的多，反射的砂子和气流会因为吸砂口虹吸效应和自身残余的动能，再加上喷砂头吸砂罩2和喷砂头密封刷1的作用，经过砂气流外面剩余的空间，进入吸砂口。

喷砂和吸砂同时进行过程需同时打开空气调节阀A11、空气调节阀B14、空气调节阀C15和空气调节阀D17，原理是进砂口的虹吸效应在喷砂进砂管4内产生一个吸力作用和储砂罐8内部压力对砂子的推力作用，空气调节阀A11作用是调节出砂量，空气调节阀D17作用是提高储砂罐8内砂子的流动性、给储砂罐8内提供一定的压力并对出砂提供一定的推力。

Claims (8)

1.一种实时喷砂回收再利用装置，其特征在于，包括喷砂头、喷砂头吸砂罩、喷砂头密封刷、砂子输出管、砂子回收管、喷砂进气管、砂子筛分网、储砂罐、除尘装置；该装置用于对待加工零件进行喷砂、吸砂及除尘，所有动力均由干燥的压缩空气提供；

所述的喷砂头为三孔喷砂头结构，一孔连接喷砂进气管，一孔连接砂子输出管，还有一孔是出气出砂口，即喷砂嘴；砂子输出管另一端与储砂罐相连；所述的喷砂头吸砂罩采用喇叭状结构，喷砂头吸砂罩上开有吸砂口，吸砂口连接砂子回收管，砂子回收管另一端与砂子筛分网连接；喷砂头的喷砂嘴与喷砂头吸砂罩密封连接；喷砂头吸砂罩另一端与喷砂头密封刷连接，喷砂头密封刷用于提高喷砂头吸砂罩与零件曲面的密封性；

所述的砂子筛分网为不锈钢网材质，设于储砂罐内，储砂罐上还设有卸砂口；储砂罐内的废砂尘经管道进入除尘装置进行除尘，所述的除尘装置内置过滤棉，除尘装置上还开有除尘泄气口和废砂收集口；

压缩空气通过气体四通与喷砂进气管、储砂罐进气管和除尘装置进气管连接，各进气管路上分别设有空气调节阀C、空气调节阀D、空气调节阀B，用于调节压缩空气的出气量，从而调节喷砂压力、吸砂口的吸力以及除尘功率的大小；所述的砂子输出管上设有空气调节阀A，用于调节出砂量的大小；

所述的喷砂头密封刷采用双层密封，里层采用铁丝网，用于缓解往外散射砂子的冲击力和分割气流，外层采用橡胶材质，用于提高喷砂头吸砂罩与零件曲面的密封性，提升吸砂口的吸力。

2.根据权利要求1所述的一种实时喷砂回收再利用装置，其特征在于，所述的喷砂头吸砂罩与喷砂头采用螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种实时喷砂回收再利用装置，其特征在于，所述的喷砂头吸砂罩与喷砂头的喷砂嘴、喷砂头吸砂罩与喷砂头密封刷之间都采用橡胶密封圈密封。

4.根据权利要求1所述的一种实时喷砂回收再利用装置，其特征在于，所述的吸砂口设于喷砂头吸砂罩的喇叭状截面较小处。

5.根据权利要求1所述的一种实时喷砂回收再利用装置，其特征在于，该装置还包括集成控制电脑，所述的集成控制电脑用于对该装置的工艺参数进行控制，并控制该装置进行喷砂、吸砂过程。

6.一种根据 权利要求1-5任一项所述的实时喷砂回收再利用装置的工作方法，其特征在于，通过打开空气调节阀A和空气调节阀C，可实现喷砂过程。

7.一种根据 权利要求1-5任一项所述的实时喷砂回收再利用装置的工作方法，其特征在于，通过打开空气调节阀B和空气调节阀C，可实现吸砂过程及除尘过程。

8.一种根据 权利要求1-5任一项所述的实时喷砂回收再利用装置的工作方法，其特征在于，通过打开空气调节阀A、空气调节阀B、空气调节阀C和空气调节阀D，可同时实现喷砂和吸砂过程。

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