CN112547466B - 压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法及系统，该方法包括以下步骤：（1）将胶凝材料送入无气喷压装置的喷射斗；（2）利用无气喷压装置使胶凝材料形成高密度连续线状射流并进入压缩空气辅助粒化装置；（3）利用压缩空气辅助粒化装置将高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状，粒化后的胶凝材料随压缩空气进入主喷射装置；（4）利用主喷射装置推动粒化后的胶凝材料随喷料管进行长距离输送并通过喷头喷出，将胶凝材料喷覆于作业面。本发明可达到粒化效果好、射流密度大、输送距离远、喷射范围广、喷覆均匀的效果。

Description

压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法及系统
技术领域
本发明涉及胶凝材料喷覆领域，尤其涉及一种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法及系统。
背景技术
利用无气喷压进行油漆等液态材料的喷涂，在国内外涂装行业已得到广泛的应用。其主要技术原理是利用高压设备，对液体材料施加10MPa以上的压力，使被喷射材料通过无气喷压喷孔与空气发生激烈冲击而直接雾化并射在被喷涂物表面。其特点是压缩空气不与被喷射材料直接接触，射流密度大、雾化效果好，但缺点是喷射距离短、输送范围小。对于胶凝材料，其堆积密度较大（2-3吨/立方米）且无大颗粒骨料，通常在固定料场进行搅拌混料，其作业区域通常距离料场100-200米，无法直接使用无气喷压技术进行喷射。
胶凝材料作为以无机硅铝基为主的自胶结材料，其与水混拌后的状态呈现为膏体形式，密度为常规液态材料的2-3倍。在使用压缩空气喷射时，胶凝材料易因其自身粘度与密度较大等因素，产生喷射不均匀、射流不稳定等问题。
传统的压缩空气辅助无气喷压技术，是指在无气喷压的基础上辅以压缩空气，将无气喷压雾化后的射流材料通过压缩空气辅助喷射，在无气喷压技术射流密度大、雾化效果好的基础上，实现喷射距离远、输送范围大的特点。但是将传统的压缩空气辅助无气喷压技术直接应用于胶凝材料的喷射时，由于胶凝材料的自身粘度与密度较大等因素，无法实现如油漆等液态材料的雾化-喷射效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法及系统，旨在用于解决传统的压缩空气辅助无气喷压技术无法直接应用于胶凝材料实现雾化-喷射效果的问题。
本发明是这样实现的：
一方面，本发明提供一种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法，包括以下步骤：
（1）将胶凝材料送入无气喷压装置的喷射斗；
（2）利用无气喷压装置使胶凝材料形成高密度连续线状射流并进入压缩空气辅助粒化装置；
（3）利用压缩空气辅助粒化装置将高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状，粒化后的胶凝材料随压缩空气进入主喷射装置；
（4）利用主喷射装置推动粒化后的胶凝材料随喷料管进行长距离输送并通过喷头喷出，将胶凝材料喷覆于作业面。
进一步地，所述步骤（1）具体包括：
对胶凝材料预处理然后送入螺旋给料机的仓斗，通过螺旋给料机将胶凝材料送入无气喷压装置的喷射斗。
进一步地，所述步骤（2）中利用无气喷压装置使胶凝材料形成高密度连续线状射流具体包括：
利用液压泵送装置向胶凝材料施加5MPa以上的压力，胶凝材料通过无气喷压装置的多个无气喷压喷孔形成高密度连续线状射流。
进一步地，所述无气喷压装置的无气喷压喷孔呈轴向对称均匀分布。
进一步地，所述步骤（3）中利用压缩空气辅助粒化装置将高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状具体包括：
在压缩空气辅助粒化装置中通入一股辅助喷射压缩空气，通过设置压缩空气的流场，利用压缩空气的旋切力将辅助粒化装置中的高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状。
进一步地，所述步骤（3）还包括：
通过设置压缩空气的压强、流量、切入角来控制胶凝材料剪切后的粒状长度。
另一方面，本发明还提供一种利用压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆系统，包括无气喷压装置、压缩空气辅助粒化装置、主喷射装置、喷料管以及喷头，所述无气喷压装置用于使胶凝材料形成高密度连续线状射流并进入压缩空气辅助粒化装置，所述压缩空气辅助粒化装置用于将高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状并将粒化后的胶凝材料送入主喷射装置，所述主喷射装置用于推动粒化后的胶凝材料随喷料管进行长距离输送并通过喷头喷出，将胶凝材料喷覆于作业面。
进一步地，还包括螺旋给料机，所述螺旋给料机用于将胶凝材料送入无气喷压装置的喷射斗。
进一步地，所述无气喷压装置包括喷射斗以及通过高压管道与喷射斗连接的液压泵送装置。
进一步地，所述无气喷压装置具有多个无气喷压喷孔，多个所述无气喷压喷孔呈轴向对称均匀分布。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的这种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法及系统，利用无气喷压装置将胶凝材料通过无气喷压形成高密度线状射流，压缩空气辅助粒化装置将无气喷压高密度线状射流进行一次压缩空气辅助剪切粒化，主喷射装置将压缩空气作为动力源，将上述混合射流输送到远处作业面，以进行喷射覆盖作业，能够保证呈膏体状态的胶凝材料在具有较高密度与粘度的情况下，得到均匀喷射与输送，可达到粒化效果好、射流密度大、输送距离远、喷射范围广、喷覆均匀的效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法的工艺流程图；
图2为本发明实施例提供的一种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆系统的部分结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆系统的部分结构示意图。
附图标记说明：1-无气喷压装置、11-喷射斗、12-无气喷压套头、13-无气喷压喷孔、2-压缩空气辅助粒化装置、21-粒化腔、22-斜拉固定叶片、3-主喷射装置、31-喷射腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供一种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法，包括以下步骤：
（1）将胶凝材料送入无气喷压装置的喷射斗；
具体地，首先对胶凝材料进行喷射前的预处理然后将适量胶凝材料送入螺旋给料机的仓斗，通过螺旋给料机螺旋送料将胶凝材料送入无气喷压装置的喷射斗。
（2）利用无气喷压装置使胶凝材料形成高密度连续线状射流并进入压缩空气辅助粒化装置；
具体地，无气喷压装置的喷射斗通过高压管道连接有液压泵送装置，利用液压泵送装置向胶凝材料施加5MPa以上的压力，胶凝材料通过无气喷压装置的多个无气喷压喷孔形成高密度连续线状射流，形成的射流直接进入压缩空气辅助粒化装置。
优选地，所述无气喷压装置的无气喷压喷孔呈轴向对称均匀分布，以保证胶凝材料经压缩空气辅助粒化后射流的均匀性。
（3）利用压缩空气辅助粒化装置将高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状，粒化后的胶凝材料随压缩空气进入主喷射装置；
具体地，在压缩空气辅助粒化装置中通入一股辅助喷射压缩空气，通过设置压缩空气的流场，利用压缩空气的旋切力将辅助粒化装置中的高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状。
优选地，还可以通过设置压缩空气的压强、流量、切入角来控制胶凝材料剪切后的粒状长度。
（4）利用主喷射装置推动粒化后的胶凝材料随喷料管进行长距离输送并通过喷头喷出，将胶凝材料喷覆于作业面。
具体地，主喷射装置中通入一股主喷射压缩空气，其推动辅助喷射高密度粒化胶凝材料随喷料管进行长距离输送，经过无气喷压、一次压缩空气辅助剪切粒化、二次压缩空气主喷后的高密度粒化胶凝材料通过喷头输出，并将胶凝材料喷覆于作业面，粒化胶凝材料分布均匀、输送距离远。
本发明中，无气喷压装置的目的是将胶凝材料通过无气喷压形成高密度线状射流，其无气喷压喷孔可以呈轴向对称分布，以保证经一次压缩空气辅助粒化后射流的均匀性。压缩空气辅助粒化装置，将无气喷压高密度线状射流进行一次压缩空气辅助剪切粒化，其进一步保证高密度粒化射流的均匀性，预形成均匀的压缩空气混合射流。主喷射装置的目的是将压缩空气作为动力源，将上述混合射流输送到远处作业面，以进行喷射覆盖作业。
本发明实施例还提供一种利用压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆系统，包括无气喷压装置1、压缩空气辅助粒化装置2、主喷射装置3、喷料管以及喷头，所述无气喷压装置1用于使胶凝材料形成高密度连续线状射流并进入压缩空气辅助粒化装置2，所述压缩空气辅助粒化装置2用于将高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状并将粒化后的胶凝材料送入主喷射装置3，所述主喷射装置3用于推动粒化后的胶凝材料随喷料管进行长距离输送并通过喷头喷出，将胶凝材料喷覆于作业面。
如图2和图3所示，为本发明实施例的提供一种利用压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆系统的具体实施例。具体地，所述无气喷压装置1包括喷射斗11以及通过高压管道与喷射斗11连接的液压泵送装置，所述喷射斗11的底部连接有无气喷压套头12，所述无气喷压套头12的底部设有多个无气喷压喷孔13，其中，喷射斗11用于装预处理后的胶凝材料，液压泵送装置用于向喷射斗11内的胶凝材料施加压力，加压后的胶凝材料经无气喷压套头12底部的多个无气喷压喷孔13形成高密度连续线状射流。所述压缩空气辅助粒化装置2包括粒化腔21以及与粒化腔21连接的辅助空气压缩机，辅助空气压缩机用于向粒化腔21中施加压力形成辅助压缩空气，所述无气喷压套头12位于所述粒化腔21内，由无气喷压喷孔13射出的线状胶凝材料直接进入粒化腔21，所述粒化腔21呈圆柱状且内壁设有斜拉固定叶片22，粒化腔21内的压缩空气在斜拉固定叶片22的作用下形成切向气流流场，由无气喷压喷孔13射出的线状胶凝材料在辅助压缩空气径向与切向的剪切流场中，被分割为颗粒状。所述主喷射装置3包括喷射腔31以及与喷射腔31连接的主空气压缩机，主空气压缩机用于向喷射腔31中施加压力形成主压缩空气对胶凝材料进行喷射，所述喷射腔31与所述粒化腔21连通，粒化后的胶凝材料随辅助压缩空气进入喷射腔31，在主压缩空气的作用下最终形成高密度粒化胶凝材料喷射流注。所述螺旋给料机的出料口与所述喷射斗11连接，所述喷料管的一端与所述主喷射装置3的末端连接，另一端与所述喷头连接。预处理后的胶凝材料通过螺旋给料机送入无气喷压装置1的喷射斗11，主喷射装置3中形成高密度粒化胶凝材料喷射流注经喷料管沿喷头喷出，从而将胶凝材料喷覆于作业面。
无气喷压套头12的外壁与粒化腔21的内壁之间形成胶凝材料预混造粒空间，本优选实施例中，所述无气喷压套头12与所述粒化腔21之间形成先逐步收紧再逐步释放的预混造粒空间，使该预混造粒空间内压缩空气先加压、再释压，产生压缩空气径向剪切流场，压缩空气经过该预混造粒空间形成如图1所示的径向剪切气流流场分布。作为实施方式之一，所述无气喷压套头12呈蘑菇顶状，与圆柱状的粒化腔21之间刚好形成先逐步收紧再逐步释放的预混造粒空间。
优选地，所述斜拉固定叶片22沿所述粒化腔21的内壁周向均匀布置，以形成均匀的压缩空气径向剪切流场。所述斜拉固定叶片22与所述粒化腔21的中心轴线呈10-20度角，所述斜拉固定叶片22焊接于所述粒化腔21的内壁上且与所述粒化腔21的内壁垂直，轴向输送的压缩空气，在其扰流作用下，产生顺斜拉固定叶片22方向的切向分量，为粒化提供切向分量。
进一步优选地，所述喷射腔31呈圆柱状，以沿轴向进行胶凝材料输送，使剪切粒化后的胶凝材料随压缩空气以螺旋线状的输送轨迹，沿主输送管稳定输出，在其他实施例中，所述主喷射装置3的喷射腔31也可以为其他形状。
进一步优选地，还包括螺旋给料机，所述螺旋给料机的出料口与所述喷射斗11连接，所述螺旋给料机用于将胶凝材料送入无气喷压装置的喷射斗。
综上所述，本发明提供的这种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法及系统，利用无气喷压装置将胶凝材料通过无气喷压形成高密度线状射流，压缩空气辅助粒化装置将无气喷压高密度线状射流进行一次压缩空气辅助剪切粒化，主喷射装置将压缩空气作为动力源，将上述混合射流输送到远处作业面，以进行喷射覆盖作业，能够保证呈膏体状态的胶凝材料在具有较高密度与粘度的情况下，得到均匀喷射与输送，可达到粒化效果好、射流密度大、输送距离远、喷射范围广、喷覆均匀的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将胶凝材料送入无气喷压装置的喷射斗；
(2)利用无气喷压装置使胶凝材料形成高密度连续线状射流并进入压缩空气辅助粒化装置；
(3)利用压缩空气辅助粒化装置将高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状，粒化后的胶凝材料随压缩空气进入主喷射装置；所述压缩空气辅助粒化装置包括粒化腔以及与粒化腔连接的辅助空气压缩机，所述粒化腔呈圆柱状且内壁设有斜拉固定叶片；
(4)利用主喷射装置推动粒化后的胶凝材料随喷料管进行长距离输送并通过喷头喷出，将胶凝材料喷覆于作业面。
2.如权利要求1所述的压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：
对胶凝材料预处理然后送入螺旋给料机的仓斗，通过螺旋给料机将胶凝材料送入无气喷压装置的喷射斗。
3.如权利要求1所述的压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法，其特征在于，所述步骤(2)中利用无气喷压装置使胶凝材料形成高密度连续线状射流具体包括：
利用液压泵送装置向胶凝材料施加5MPa以上的压力，胶凝材料通过无气喷压装置的多个无气喷压喷孔形成高密度连续线状射流。
4.如权利要求1所述的压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法，其特征在于：所述无气喷压装置的无气喷压喷孔呈轴向对称均匀分布。
5.如权利要求1所述的压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法，其特征在于，所述步骤(3)中利用压缩空气辅助粒化装置将高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状具体包括：
在压缩空气辅助粒化装置中通入一股辅助喷射压缩空气，通过设置压缩空气的流场，利用压缩空气的旋切力将辅助粒化装置中的高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状。
6.如权利要求5所述的压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括：
通过设置压缩空气的压强、流量、切入角来控制胶凝材料剪切后的粒状长度。
7.一种利用压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆系统，其特征在于：包括无气喷压装置、压缩空气辅助粒化装置、主喷射装置、喷料管以及喷头，所述无气喷压装置用于使胶凝材料形成高密度连续线状射流并进入压缩空气辅助粒化装置，所述压缩空气辅助粒化装置用于将高密度连续线状胶凝材料射流剪切为粒状并将粒化后的胶凝材料送入主喷射装置，所述压缩空气辅助粒化装置包括粒化腔以及与粒化腔连接的辅助空气压缩机，所述粒化腔呈圆柱状且内壁设有斜拉固定叶片，所述主喷射装置用于推动粒化后的胶凝材料随喷料管进行长距离输送并通过喷头喷出，将胶凝材料喷覆于作业面。
8.如权利要求7所述的压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆系统，其特征在于：还包括螺旋给料机，所述螺旋给料机用于将胶凝材料送入无气喷压装置的喷射斗。
9.如权利要求7所述的压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆系统，其特征在于：所述无气喷压装置包括喷射斗以及通过高压管道与喷射斗连接的液压泵送装置。
10.如权利要求9所述的压缩空气辅助无气喷压预混造粒的胶凝材料喷覆系统，其特征在于：所述无气喷压装置具有多个无气喷压喷孔，多个所述无气喷压喷孔呈轴向对称均匀分布。
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