CN115193601B - 一种热导陶瓷涂层的喷涂设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热导陶瓷涂层的喷涂设备，包括喷涂机，所述喷涂机下端可拆卸连接有第一连接管，所述的第一连接管一端可拆卸的连接有伸缩导料组件，所述的伸缩导料组件外侧设有多个通孔，每个通孔内均连接有相应的喷头。所述喷涂机后端可拆卸的连接有浮动调节组件，所述浮动调节组件后端可拆卸的连接有连接组件，所述的连接组件一端可拆卸连接在移动组件上。本发明通过在喷涂机下端设置有第一连接管，第一连接管与可伸缩导料组件连通，利用伸缩导料组件来实现喷涂，通过在伸缩导料组件上设有多个通孔，多个通孔可拆卸连接多个不同尺寸的喷头，可根据需要更换喷头，不需要的喷头进行对应的关闭即可；可利用浮动调节组件来实现对应的轻微角度的调节。

Description

一种热导陶瓷涂层的喷涂设备

技术领域

本发明涉及喷涂设备技术领域，主要涉及一种热导陶瓷涂层的喷涂设备。

背景技术

喷涂设备是在工业技术的发展自动化越来越普遍的环境中的产物。随着自动化的程度越来越高，喷涂生产线的应用也越来越广泛，并深入到国民经济的多个领域。现市场上的喷涂设备按照自动化程度可分为：手动喷涂设备、半自动喷涂设备和全自动喷涂设备三种。

现有的喷涂设备通过人工手持喷枪，在通过喷枪后端管道连接料管，从而来便于进行对应的喷涂。

但是，由于现有喷枪的喷涂喷射面积为固定的，且人工手持喷涂会造成喷涂的不均匀问题。

发明内容

本发明主要提供了一种热导陶瓷涂层的喷涂设备，用以解决上述背景技术中提出的由于现有喷枪的喷涂喷射面积为固定的，且人工手持喷涂会造成喷涂的不均匀问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种热导陶瓷涂层的喷涂设备，包括喷涂机，所述喷涂机下端可拆卸连接有第一连接管，所述的第一连接管一端可拆卸的连接有伸缩导料组件，所述的伸缩导料组件外侧设有多个通孔，每个所述的通孔内均连接有相应的喷头。

所述喷涂机后端可拆卸的连接有浮动调节组件，所述浮动调节组件后端可拆卸的连接有连接组件，所述的连接组件一端可拆卸连接在移动组件上。

作为优选的，所述伸缩导料组件包括连接筒、第一气缸，所述的第一连接管伸入连接筒内且可在连接筒内移动，所述连接筒外侧对称设有两个第一连接块，所述的喷涂机下端对称设有两个第一气缸，两个所述的第一气缸分别与连接筒外侧的第一连接块连接，所述连接筒下端可拆卸连接顶板，所述连接筒上设有多个所述通孔，每个所述的通孔内均连接有相应的第二连接管，所述的第二连接管与相应的喷头连接。

作为优选的，所述的第二连接管与通孔螺纹连接，本实施例可根据喷涂需求更换不同的喷头，以及同时使用多个喷头。

作为优选的，所述浮动调节组件包括定位板、第一连接球、第一连接杆、定位柱、第二气缸，所述定位板可拆卸的连接于所述喷涂机上端，所述定位板上开设有球形槽，所述的第一连接球卡设在球形槽内且可在球形槽内转动，所述的第一连接球上端可拆卸的连接第一连接杆，所述第一连接杆的另一端可拆卸的连接定位柱，所述的定位柱下端对称设有多个第二气缸，多个所述发第二气缸的活塞杆与定位板上的限位槽相配合。

作为优选的，所述第一连接球上对称设置有两弧形槽，所述的定位板上可拆卸连接两个定位销，两个所述的定位销分别与两个所述的弧形槽连接。

作为优选的，所述定位柱上端设有贯穿两侧的条形槽，所述的连接组件设置在条形槽内。

作为优选的，所述连接组件包括连接杆、第一驱动电机、第一连接板，所述连接杆轴承连接于所述条形槽中部，所述条形槽内壁设有第一驱动电机，所述第一驱动电机与连接杆传动连接，所述连接杆外侧设置有第一连接板，所述的第一连接板另一端设置有移动组件。

作为优选的，所述移动组件包括第二丝杆和第二滑杆，所述第二丝杆和所述第二滑杆转动连接所述第一连接板，且所述第二丝杆一端被第三驱动电机驱动轴连接，且所述第三驱动电机可拆卸连接支架上。

作为优选的，所述浮动调节组件的定位柱和所述喷涂机外侧均设有固定座，所述固定座上设置有圆弧形卡槽，所述的圆弧形卡槽内设置有导料管，所述的导料管与喷涂机连通。

作为优选的，所述的喷涂机的第一连接管的外侧还设置有限位座，所述的限位座的直径大于连接筒开口的直径。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明通过在喷涂机下端设置有第一连接管，第一连接管与可伸缩导料组件连通，利用伸缩导料组件来实现喷涂，通过在伸缩导料组件上设有多个通孔，多个通孔可拆卸连接多个不同尺寸的喷头，可根据需要更换喷头，不需要的喷头进行对应的关闭即可；

2、本发明可利用浮动调节组件来实现对应的轻微角度的调节，从而满足不同角度的喷涂需要，通过移动组件来进行对应的横向移动，从而条件喷头的横向位置。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的浮动调节组件结构示意图；

图3是本发明的连接组件结构示意图；

图4为本发明实施例中涂层的形貌图一；

图5为本发明实施例中涂层的形貌图二；

图6为本发明实施例基材喷涂和未喷涂的对比结果图；

图7为本发明实施例的升温速率曲线图；

图中：1、喷涂机；2、第一连接管；3、伸缩导料组件；31、连接筒；32、第一连接块；33、第一气缸；34、顶板；4、通孔；41、第二连接管；

5、浮动调节组件；51、定位板；511、定位销；52、球形槽；53、第一连接球；531、弧形槽；54、第一连接杆；55、定位柱；551、条形槽；56、第二气缸；57、限位槽；

6、固定座；7、导料管；8、连接组件；81、连接杆；82、第一连接板；

9、移动组件；91、第二丝杆；92、第二滑杆；93、第三驱动电机。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更加全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常连接的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语知识为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例，请着重参照附图1-3，本实施例提供一种热导陶瓷涂层的喷涂设备，包括喷涂机1，所述喷涂机1下端可拆卸连接有第一连接管2，所述的第一连接管2一端可拆卸的连接有伸缩导料组件3，所述的伸缩导料组件3外侧设有多个通孔4，每个所述的通孔4内均连接有相应的第二连接管41，所述的第二连接管41与相应的喷头连接。

所述喷涂机1后端可拆卸的连接有浮动调节组件5，所述浮动调节组件5后端可拆卸的连接有连接组件8，所述的连接组件8一端可拆卸连接在移动组件9上。

作为本实施例优选的，如图2所示，所述伸缩导料组件3包括连接筒31、第一气缸33，所述的第一连接管2伸入连接筒31内且可在连接筒31内移动，所述连接筒31外侧对称设有两个第一连接块32，所述的喷涂机1下端对称设有两个第一气缸33，两个所述的第一气缸33分别与连接筒31外侧的第一连接块32连接，所述连接筒31下端可拆卸连接顶板34，所述连接筒31上设有多个所述通孔4，每个所述的通孔4内均连接有相应的第二连接管41，所述的第二连接管41与相应的喷头连接。

作为本实施例优选的，所述的第二连接管41与通孔4螺纹连接，本实施例可根据喷涂需求更换不同的喷头，以及同时使用多个喷头。

作为本实施例优选的，所述浮动调节组件5包括定位板51、第一连接球53、第一连接杆54、定位柱55、第二气缸56，所述定位板51可拆卸的连接于所述喷涂机1上端，所述定位板51上开设有球形槽52，所述的第一连接球53卡设在球形槽52内且可在球形槽52内转动，所述的第一连接球53上端可拆卸的连接第一连接杆54，所述第一连接杆54的另一端可拆卸的连接定位柱55，所述的定位柱55下端对称设有多个第二气缸56，多个所述发第二气缸56的活塞杆与定位板51上的限位槽57相配合。

作为本实施例优选的，所述第一连接球53上对称设置有两弧形槽531，所述的定位板51上可拆卸连接两个定位销511，两个所述的定位销511分别与两个所述的弧形槽531连接。

作为本实施例优选的，所述定位柱55上端设有贯穿两侧的条形槽551，所述的连接组件8设置在条形槽551内。

作为本实施例优选的，所述连接组件8包括连接杆81、第一连接板82，所述连接杆81连接在所述条形槽551中部，所述连接杆81外侧设置有第一连接板82，所述的第一连接板82另一端设置有移动组件9。

作为本实施例优选的，所述移动组件9包括第二丝杆91和第二滑杆92，所述第二丝杆91和所述第二滑杆92转动连接所述第一连接板82，且所述第二丝杆91一端被第三驱动电机93驱动轴连接，且所述第三驱动电机93可拆卸连接支架上。

作为本实施例优选的，所述浮动调节组件5的定位柱55和所述喷涂机1外侧均设有固定座6，所述固定座6上设置有圆弧形卡槽，所述的圆弧形卡槽内设置有导料管7，所述的导料管7与喷涂机1连通。

作为本实施例优选的，所述的喷涂机1的第一连接管2的外侧还设置有限位座，所述的限位座的直径大于连接筒31开口的直径。

本实施例中，在喷涂过程中进行如下处理：

1、对基材表面处理：将施工部位管表面焦渣等清除，并用石英砂进行表面喷砂处理至Sa2.5标准，再压缩空气吹干净表面残留的细小颗粒。

2、喷涂：然后在进行喷涂，喷涂施工前应确认管壁温度高于露点温度4℃以上，低于此温度严禁喷涂施工。本次喷涂底层涂层采用超音速热喷涂技术，面层采用常温压缩空气冷喷涂技术，压缩空气压力要求≥0.6MPa，综合涂层厚度为300～400μm。

3、常温干燥固化：喷涂24-48小时后(根据空气湿度不同)，即可使涂层的水分蒸发干燥固化。(如现场条件允许，可采用90℃恒温加热2-4小时的方式加速涂层的干燥固化时间)

4、升温烧结成陶：经喷涂和干燥固化后的涂层，为保证涂层的成型质量，尽量缓慢升温，尽可能按以下升温速率烘烤，如图7所示。

0.5h从室温升温至100℃，然后保温0.5h，然后1h内从100℃升温至300℃，然后保温1h。

烘烤曲线的节点温度要求偏差不大于±10℃，升温时间和保温时间偏差不大于±5min。

5、为有利于涂层的成膜与干燥，要求金属基材表面温度不低于5℃，冬季施工时，在条件允许的情况下可在水冷壁管中注入20-40℃的温水或其他介质，以保证施工质量。

本实施例中使用的涂料为陶瓷热超导陶瓷涂层材料，该所述的材料包括：

1wt％～50wt％的粘结剂，所述粘结剂包括纯丙乳液以及1.8-3.2mol/L的硅酸钠水溶液；

5wt％-30wt％的填料，所述填料包括粒度为100-600nm的氧化镨、粒度为100-600nm的氧化铈、粒度为100-600nm的稀土氧化物、粒度为100-600nm的改性石墨烯、以及粒度为100-600nm的立方氮化硼的至少之一；

1wt％-10wt％烧结助剂；

0.25wt％-5wt％发射剂，所述的发射剂包括Fe₂O₃、ZnO、MnO₂、CrO₃、Ce₂O₃、CaCO₃、陶土、Al₂O₃、Cr₂O₃、NiO、TiO₂、SiO₂中的一种或多种；

0.5wt％-3wt％增效催化剂；

1wt％-6wt％的改性剂。

本实施例的热超导陶瓷涂层材料利用纳米微粒子、发射剂、粘结剂，具有高换热率，抗沾污结渣，抗高温腐蚀等特点。在受热面基材(钢材和耐火材料)表面喷涂热超导陶瓷涂层，保护基材的受热面不氧化、腐蚀及结焦，同时提升基材受热面的换热能力，综合达到炉窑安全、节能和减排效能的提升。

其主要用于锅炉金属受热面喷涂，防止高温腐蚀、结焦结渣及提升受热面换热能力的作用，其性能如下表：

其涂层表面具有极低的表面张力，煤灰焦渣等不易粘挂在受热面上。其金相(岩相)结构致密，能很好的隔绝炉内物质和气氛与受热面基材接触，从而防止低熔点的物质生成，解决此类结焦粘挂问题。涂层采用特殊物质、特殊粒度的纳米材料制成，具有对热辐射波吸收的“红移现象”，即能吸收更宽波长范围的热辐射波，表征出的显形特征即“发射率”提高，而发射率越高，其吸收辐射热的能力也越高，非常适用于煤粉锅炉的水冷壁、屏式过热器、高温过热器等辐射换热面。涂层的形貌图如图4和5所示。从图中可以看出，涂层表面平整，并清晰见到过渡层，说明涂层的可靠性很好。

本实施例采用SA-210C锅炉钢为基材，升温至550℃，再放置于冷水中急冷，如此反复5次。涂层与基材结合完好，不开裂、不脱落。从图6可以看出，未喷涂区域比喷涂区域基材形变差异显著，其主要原因是喷涂涂层后基材各部位换热能力强且均匀，在急冷急热过程中，各位置基材温度相差较小，其内热应力小，从而基材能保持原有形状而形变较小，应用于炉管上，在起停炉过程中，涂层能保护炉管不会发生热应力性形变，提升安全性。

尽管已经示出和描述了发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种热导陶瓷涂层的喷涂设备，包括喷涂机(1)，其特征在于：所述喷涂机(1)一端可拆卸连接有第一连接管(2)，所述的第一连接管(2)一端可拆卸的连接有伸缩导料组件(3)，所述的伸缩导料组件(3)外侧设有多个通孔(4)，每个所述的通孔(4)内均连接有相应的第二连接管(41)，所述的第二连接管(41)与相应的喷头连接；

所述喷涂机(1)后端可拆卸的连接有浮动调节组件(5)，所述浮动调节组件(5)后端可拆卸的连接有连接组件(8)，所述的连接组件(8)一端可拆卸连接移动组件(9)；

所述伸缩导料组件(3)包括连接筒(31)、第一气缸(33)，所述的第一连接管(2)伸入连接筒(31)内且可在连接筒(31)内移动，所述连接筒(31)外侧对称设有两个第一连接块(32)，所述的喷涂机(1)下端对称设有两个第一气缸(33)，两个所述的第一气缸(33)分别与连接筒(31)外侧的第一连接块(32)连接，所述连接筒(31)下端可拆卸连接顶板(34)，所述连接筒(31)上设有多个所述通孔(4)，所述的通孔(4)内连接有相应的第二连接管(41)，所述的第二连接管(41)与相应的喷头连接；

所述浮动调节组件(5)包括定位板(51)、第一连接球(53)、第一连接杆(54)、定位柱(55)、第二气缸(56)，所述定位板(51)可拆卸的连接于所述喷涂机(1)上端，所述定位板(51)上开设有球形槽(52)，所述的第一连接球(53)卡设在球形槽(52)内且可在球形槽(52)内转动，所述的第一连接球(53)上端可拆卸的连接第一连接杆(54)，所述第一连接杆(54)的另一端可拆卸的连接定位柱(55)，所述的定位柱(55)下端对称设有多个第二气缸(56)，多个所述的第二气缸(56)的活塞杆与定位板(51)上的限位槽(57)相配合；

所述定位柱(55)上端设有贯穿两侧的条形槽(551)，所述的连接组件(8)设置在条形槽(551)内；

所述的连接组件(8)包括连接杆(81)、第一连接板(82)，所述连接杆(81)设置在所述条形槽(551)的中部，所述连接杆(81)外侧设置有第一连接板(82)，所述的第一连接板(82)与移动组件(9)连接；

所述移动组件(9)包括第二丝杆(91)和第二滑杆(92)，所述第二丝杆(91)和所述第二滑杆(92)转动连接所述第一连接板(82)，且所述第二丝杆(91)一端被第三驱动电机(93)驱动轴连接，且所述第三驱动电机(93)可拆卸连接支架上；

利用所述的喷涂设备进行喷涂的方法，具体包括以下步骤：

S1)、对基材表面处理：将施工部位管表面焦渣清除，并用石英砂进行表面喷砂处理至Sa2.5标准，再压缩空气吹干净表面残留的细小颗粒；

S2)、喷涂：然后再利用所述的喷涂设备进行喷涂，喷涂施工前应确认管壁温度高于露点温度4℃以上，低于此温度严禁喷涂施工，其中，喷涂底层涂层采用超音速热喷涂技术，面层采用常温压缩空气冷喷涂技术，压缩空气压力要求≥0.6MPa，综合涂层厚度为300～400μm；

S3)、常温干燥固化：喷涂24-48小时后，即可使涂层的水分蒸发干燥固化；或采用90℃恒温加热2-4小时的方式加速涂层的干燥固化时间；

S4)、升温烧结成陶：经喷涂和干燥固化后的涂层，为保证涂层的成型质量，缓慢升温，按以下升温速率进行烘烤；

0.5h从室温升温至100℃，然后保温0.5h，然后1h内从100℃升温至300℃，然后保温1h；

烘烤曲线的节点温度要求偏差不大于±10℃，升温时间和保温时间偏差不大于±5min；

S5)、为有利于涂层的成膜与干燥，要求金属基材表面温度不低于5℃，冬季施工时，在条件允许的情况下可在水冷壁管中注入20-40℃的温水或其他介质，以保证施工质量。

2.根据权利要求1所述的一种热导陶瓷涂层的喷涂设备，其特征在于：所述的第二连接管(41)与通孔(4)螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种热导陶瓷涂层的喷涂设备，其特征在于：所述第一连接球(53)上对称设置有两弧形槽(531)，所述的定位板(51)上可拆卸连接两个定位销(511)，两个所述的定位销(511)分别与两个所述的弧形槽(531)连接。

4.根据权利要求1所述的一种热导陶瓷涂层的喷涂设备，其特征在于：所述浮动调节组件(5)的定位柱(55)和所述喷涂机(1)外侧均设有固定座(6)，所述固定座(6)上设置有圆弧形卡槽，所述的圆弧形卡槽内设置有导料管(7)，所述的导料管(7)与喷涂机(1)连通；

且所述的喷涂机(1)的第一连接管(2)的下端还设置有限位座，所述的限位座的直径大于连接筒(31)开口的直径。