CN115261767B - 一种管内壁电爆喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电爆喷涂技术领域的管内壁电爆喷涂装置，旨在解决现有技术中只能对较短管道的内壁进行喷涂以及需要往复多次喷涂的问题。其包括枪头和支撑机构；枪头包括载丝带和绝缘爆炸腔，载丝带上设有金属丝，绝缘爆炸腔上设有喷射口，喷射口内设有高压电极和接地电极，绝缘爆炸腔的一端设有U型通道，载丝带在途经喷射口时，高压电极和接地电极均与金属丝相贴近；支撑机构包括连接部和旋转部，枪头通过连接部与旋转部转动连接；本发明适用于管道内壁喷涂，能够尽可能地满足了小口径管道的喷涂需求，可整体伸入管道内部，从而可对较长管道的内壁进行喷涂，适用范围广，并可有效地使枪头与管道之间保持平稳，使涂层更为均匀，整体质量更佳。

Description

一种管内壁电爆喷涂装置

技术领域

本发明涉及电爆喷涂技术领域，尤其是涉及一种管内壁电爆喷涂装置。

背景技术

目前，管道运输是我国陆上油气运输的主要方式，但由于石油管道所处的环境特殊，管道内壁非常容易出现腐蚀、磨损等情况，因此，管道内壁的防腐、耐磨涂层的制备已成为研究人员关注的焦点。在各种常见的机械零部件表面处理中，管内壁由于空间狭小且管道较长，设备不易进入，因此其发展受到了限制。而电爆喷涂技术作为一种新型的热喷涂方法，集热源和动力源于一身，不需要额外的加热、加速过程，喷涂距离可以大大缩短，喷涂装置能够轻松深入到狭长管道内壁进行喷涂作业，所以电爆喷涂方法对于小口径长管的内壁喷涂具有独特的优势。

现有中国专利201410804705.9公开了一种管及孔内壁连续送丝电爆炸喷涂装置，其通过点胶装置金属丝点胶后粘贴于传送带的中轴线上，经丝传动装置带动、送入爆炸腔中，在气体放电的作用下，金属在电极之间实现连续爆炸。

但是由于丝传动装置体积以及送料方式的限制，上述装置并不能任意伸入管道的内部，只能对较短管道的内壁进行喷涂，限制了适用范围；且每次喷涂时，喷涂距离会不可避免地出现波动，使得涂层不够均匀，整体质量较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种管内壁电爆喷涂装置，解决当前装置只能对较短管道的内壁进行喷涂以及需要往复多次喷涂的问题。

为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种管内壁电爆喷涂装置，包括：枪头和设于枪头末端的支撑机构；

所述枪头包括载丝带和绝缘爆炸腔，所述载丝带上设有金属丝，所述绝缘爆炸腔侧壁上设有喷射口，所述喷射口内设有高压电极和接地电极，所述绝缘爆炸腔远离支撑机构的一端设有与喷射口相连通的U型通道，所述载丝带通过U型通道于同一侧出入绝缘爆炸腔，并途经所述喷射口；所述载丝带在途经喷射口时，所述高压电极和接地电极均与金属丝相贴近；

所述支撑机构包括连接部和旋转部，所述枪头通过连接部与旋转部转动连接，所述旋转部用于紧贴管道内壁，以在管道旋转时能够支撑枪头。

进一步的，所述旋转部包括滚轮，所述旋转部通过滚轮与管道内壁相紧贴。

进一步的，所述旋转部包括回转轴承，所述连接部与回转轴承固定连接，所述滚轮设于回转轴承的轴套上。

进一步的，所述连接部包括调节组件和与旋转部转动连接的支撑座，所述调节组件用于调节枪头与管内壁之间的距离。

进一步的，所述调节组件包括T型螺栓和套设于T型螺栓上的螺母，所述支撑座上设有与T型螺栓相对应的T型槽，所述T型螺栓一端于T型槽内滑动连接，另一端与枪头螺纹连接，所述螺母用于将T型螺栓与支撑座相锁紧。

进一步的，所述枪头包括转动设置的送带轮，所述载丝带在通过U型通道之前绕设于送带轮上。

进一步的，所述枪头包括拉带机构，所述载丝带在通过U型通道之后与拉带机构传动连接，所述拉带机构用于持续的拉动载丝带。

进一步的，所述拉带机构包括动力源、主动轮和压轮；

所述动力源与主动轮传动连接，用于驱动主动轮持续转动；

所述压轮转动设置于主动轮的旁侧，用于将载丝带压紧于主动轮上。

进一步的，所述U型通道的弯折部内转动连接有导向轮，所述载丝带在通过U型通道时搭接于导向轮上。

进一步的，包括高压导电管和固定套设于绝缘爆炸腔外侧的接地导电管；

所述高压导电管的外侧包覆有绝缘层，并延伸至绝缘爆炸腔内与高压电极电连；所述接地导电管与接地电极电连，并设有与喷射口相对应的开口。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、该管内壁电爆喷涂装置，通过使载丝带从U型通道的一端进入，另一端输出的方式，可在绝缘爆炸腔的同一侧进行出入，以此可使装置整体结构为细长状，从而尽可能地满足了小口径管道的喷涂需求，再配合载丝带携带金属丝的供料方式摆脱了传统点胶式的限制，可整体伸入管道内部，从而可对较长管道的内壁进行喷涂，适用范围广；

2、该管内壁电爆喷涂装置，通过使支撑机构的旋转部紧贴管道内壁，让其在管道旋转运动时保持相对静止，而在管道水平运动时发生相对移动，能够避免枪头发生较大的塑性变形，并可有效地使枪头与管道之间保持平稳，使涂层更为均匀，整体质量更佳；

3、该管内壁电爆喷涂装置，通过上下移动管道使T型螺栓于T型槽中相对滑动，从而可调整枪头与管道内壁之间的距离，以此实现喷涂距离的灵活调节，再转动螺母可方便的对T型螺栓和支撑座进行松紧，其具有拆装方便、操作简单、便于使用的效果；

4、该管内壁电爆喷涂装置，通过使接地导电管和高压导电管采用同心管结构，从而令高压电极和接地电极之间实现了同轴，使通电后电流方向相反，从而可大大减小回路的电感，降低了供能系统中电容器的能量损失。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种管内壁电爆喷涂装置的结构示意图；

图2是图1所示管内壁电爆喷涂装置中A-A处的剖面示意图；

图中：1、载丝带；2、绝缘爆炸腔；21、喷射口；22、U型通道；23、导向轮；3、金属丝；4、高压电极；5、接地电极；6、连接部；61、调节组件；611、T型螺栓；612、螺母；62、支撑座；621、T型槽；7、旋转部；71、滚轮；72、回转轴承；8、送带轮；9、拉带机构；91、主动轮；92、压轮；10、高压导电管；11、接地导电管；111、开口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供了一种管内壁电爆喷涂装置，包括枪头和设于枪头末端的支撑机构；枪头包括载丝带1和绝缘爆炸腔2，载丝带1上设有金属丝3，绝缘爆炸腔2侧壁上设有喷射口21，喷射口21内设有高压电极4和接地电极5，绝缘爆炸腔2远离支撑机构的一端设有与喷射口21相连通的U型通道22，载丝带1通过U型通道22于同一侧出入绝缘爆炸腔2，并途经喷射口21；载丝带1在途经喷射口21时，高压电极4和接地电极5均与金属丝3相贴近；支撑机构包括连接部6和旋转部7，枪头通过连接部6与旋转部7转动连接，旋转部7用于紧贴管道内壁，以在管道旋转时能够支撑枪头。

需要说明的是，载丝带1可由聚乙烯等柔性绝缘塑料制成，其具有较好绝缘和耐热性，且可回收利用，大大简化了送料方式，绝缘爆炸腔2是由可更换的耐冲击绝缘材料加工而成，包括但不限于高密度聚乙烯、陶瓷等材料，这里不做具体限定，可根据实际应用情况进行相应调整。

具体的，使用时，载丝带1从U型通道22的一端进入，另一端输出，使其在绝缘爆炸腔2的同一侧进行出入，以此使装置整体结构为细长状，从而尽可能地满足了小口径长管道的喷涂需求。在载丝带1经过喷射口21时，金属丝3与高压电极4、接地电极5相贴近，此时在高压电极4、接地电极5之间构成供电回路，其则会通过气隙击穿的方式向经过高压电极4与接地电极5之间的金属丝3导入大电流，金属丝3在焦耳热的作用下瞬间熔化、膨胀、最后发生爆炸，喷涂粒子经喷射口21约束后以极高的速度喷射到管道内表面，而后急剧冷却形成涂层。在喷涂过程中通过夹持与运动装置使管道呈螺旋状持续送进，使每次爆炸喷射的涂层区域进行有效的连续，直至覆盖整个管道内壁，如此反复进行，实现了连续定向的电爆喷涂，从而一次即可完成管道内壁的喷涂，不再需要往返重复多次；同时由于电爆会产生冲击波，使枪头在喷涂过程中会出现抖动，为此在枪头末端设置了支撑机构，支撑机构的旋转部7会紧贴管道内壁，在管道旋转运动时保持相对静止，而在管道水平运动时发生相对移动，对比传统的一端固定式的悬臂梁结构，这样的设计能够避免枪头发生较大的塑性变形，可有效地使枪头与管道之间保持平稳，使涂层更为均匀，整体质量更佳。

如图1所示，在本实施例中，旋转部7包括滚轮71，旋转部7通过滚轮71与管道内壁相紧贴。

具体的，滚轮71可设有多个且均匀排布于旋转部7的四周，这里不做具体限定；使用时，其在旋转部7水平运动时发生相对滚动，从而将滑动摩擦改为了滚动摩擦，大幅降低了管道送进时受到的阻力，提高了枪头的平稳性。

如图1所示，在本实施例中，旋转部7包括回转轴承72，连接部6与回转轴承72固定连接，滚轮71设于回转轴承72的轴套上。

具体的，回转轴承72和管道的轴线方向相一致，在管道送进过程中，随之一同进行转动；其也可使用转轮、转轴等部件等同替换回转轴承72，只要其具有同等的旋转支撑功能即可。

如图1所示，在本实施例中，为了达到最佳的喷涂效果，连接部6包括调节组件61和与旋转部7转动连接的支撑座62，调节组件61用于调节枪头与管内壁之间的距离。

需要说明的是，调节组件61通过调节枪头与管内壁之间的距离，使喷射口21与管内壁之间的距离得到对应调整，令装置在不同尺寸的通道内进行喷涂时，都能找到最佳的喷涂位置，从而使涂层厚薄合适，均匀覆盖，质量更佳。调节组件61可通过多种方式实现，如齿轮齿条结构、滑槽滑块结构和滑杆滑套结构等，可根据实际使用需求进行相应调整。

优选的，在本实施例中，调节组件61包括T型螺栓611和套设于T型螺栓611上的螺母612，支撑座62上设有与T型螺栓611相对应的T型槽621，T型螺栓611一端于T型槽621内滑动连接，另一端与枪头螺纹连接，螺母612用于将T型螺栓611与支撑座62相锁紧。

当需要调节喷涂距离时，转动螺母612使其松开对T型螺栓611和支撑座62的锁紧，而后上下移动管道，管道带动支撑机构同步移动，于是T型螺栓611于支撑座62上的T型槽621中相对滑动，当枪头与管道内壁之间的距离合适后，将螺母612拧紧，于是调节组件61再次与支撑座62保持相对固定。此方式具有拆装方便、操作简单、便于使用的效果，可灵活地实现喷涂距离的调节。

如图1所示，在本实施例中，为了提高装置的电爆效率和节省人力，枪头包括转动设置的送带轮8，载丝带1在通过U型通道22之前绕设于送带轮8上。枪头包括拉带机构9，载丝带1在通过U型通道22之后与拉带机构9传动连接，拉带机构9用于持续的拉动载丝带1。

具体的，工作前，预先将载丝带1绕设于送带轮8上，工作后经由拉带机构9的拉动可自动持续地向喷射口21内进行供料，其既压缩了储料空间，使装置结构更为紧凑，又降低了载丝带1意外破损的概率，使工作更稳定，同时通过更换送带轮8可快捷地完成上料，提高了电爆效率；而拉带机构9提高了装置的自动化效果，节省了人力。

优选的，在本实施例中，拉带机构9包括动力源、主动轮91和压轮92；动力源与主动轮91传动连接，用于驱动主动轮91持续转动；压轮92转动设置于主动轮91的旁侧，用于将载丝带1压紧于主动轮91上。

需要说明的是，在本实施例中动力源为马达，但不仅限于此，也可是伺服电机、直流减速电机等驱动部件，这里不做具体限定，可根据实际使用情况相应调整。

工作时，压轮92将载丝带1压制于主动轮91上，使载丝带1和主动轮91之间具有足够的摩擦力，而后动力源驱动主动轮91转动，从而对载丝带1赋予动力，据此载丝带1可持续地被拉动，从而实现了持续输送。此方式稳定性较佳，且结构较为紧凑，便于管内喷涂的使用。

在本实施例中，为了提高载丝带1在U型通道22内运动的流畅性，降低所受到的阻力，在U型通道22的弯折部内转动连接有导向轮23，载丝带1在通过U型通道22时搭接于导向轮23上。以此可将载丝带1与U型通道22弯折部的滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而使上料过程更为平稳，避免了载丝带1被拉断的情况发生。

实施例二：

如图1-2所示，本实施例提供了一种管内壁电爆喷涂装置，其与实施例一的不同之处在于，还包括高压导电管10和固定套设于绝缘爆炸腔2外侧的接地导电管11；高压导电管10的外侧包覆有绝缘层，并延伸至绝缘爆炸腔2内与高压电极4电连；接地导电管11与接地电极5电连，并设有如图2所示的与喷射口21相对应的开口111。

需要说明的是，高压导电管10和接地导电管11采用导电材料制成，导电材料可为银、铜、铝等金属材料，也可为合金或非金属材料，只要其导向性能和材料强度满足使用需求即可，这里不做具体限定。绝缘层可由聚乙烯等柔性绝缘塑料制成，只要其耐热性、电绝缘性和化学稳定性满足使用要求即可，同样不做具体限定。

具体的，接地导电管11和高压导电管10采用同心管结构，高压导电管10在内，接地导电管11在外，使用时将供能系统的输入端与高压导电管10电连，输出端与接地导电管11电连。从而使高压电极4和接地电极5之间实现了同轴，使通电后电流方向相反，从而可大大减小回路的电感，降低了供能系统中电容器的能量损失；绝缘层可避免高压导电管10和接地导电管11之间出现短路，保障了供电的稳定性；还在接地导电管11上预留了开口111，从而不会对喷射口21造成遮挡，保障了喷涂效果。

此外，接地导电管11对绝缘爆炸腔2具有良好的约束作用，可防止绝缘爆炸腔2的喷射口21开裂，提高了电爆喷涂装置的寿命，实施时还可将高压导电管10与U型通道22相结合，使载丝带1于高压导电管10内进行输送，进一步提高装置整体的结构紧凑性。

以上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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种管内壁电爆喷涂装置，其特征在于，包括：枪头和设于枪头末端的支撑机构；

所述枪头包括载丝带（1）和绝缘爆炸腔（2），所述载丝带（1）上设有金属丝（3），所述绝缘爆炸腔（2）侧壁上设有喷射口（21），所述喷射口（21）内设有高压电极（4）和接地电极（5），所述绝缘爆炸腔（2）远离支撑机构的一端设有与喷射口（21）相连通的U型通道（22），所述载丝带（1）通过U型通道（22）于同一侧出入绝缘爆炸腔（2），并途经所述喷射口（21）；所述载丝带（1）在途经喷射口（21）时，所述高压电极（4）和接地电极（5）均与金属丝（3）相贴近；

所述支撑机构包括连接部（6）和旋转部（7），所述枪头通过连接部（6）与旋转部（7）转动连接，所述旋转部（7）用于紧贴管道内壁，以在管道旋转时能够支撑枪头；所述枪头包括转动设置的送带轮（8），所述载丝带（1）在通过U型通道（22）之前绕设于送带轮（8）上。

2.根据权利要求1所述的管内壁电爆喷涂装置，其特征在于，所述旋转部（7）包括滚轮（71），所述旋转部（7）通过滚轮（71）与管道内壁相紧贴。

3.根据权利要求2所述的管内壁电爆喷涂装置，其特征在于，所述旋转部（7）包括回转轴承（72），所述连接部（6）与回转轴承（72）固定连接，所述滚轮（71）设于回转轴承（72）的轴套上。

4.根据权利要求1所述的管内壁电爆喷涂装置，其特征在于，所述连接部（6）包括调节组件（61）和与旋转部（7）转动连接的支撑座（62），所述调节组件（61）用于调节枪头与管内壁之间的距离。

5.根据权利要求4所述的管内壁电爆喷涂装置，其特征在于，所述调节组件（61）包括T型螺栓（611）和套设于T型螺栓（611）上的螺母（612），所述支撑座（62）上设有与T型螺栓（611）相对应的T型槽（621），所述T型螺栓（611）一端于T型槽（621）内滑动连接，另一端与枪头螺纹连接，所述螺母（612）用于将T型螺栓（611）与支撑座（62）相锁紧。

6.根据权利要求1所述的管内壁电爆喷涂装置，其特征在于，所述枪头包括拉带机构（9），所述载丝带（1）在通过U型通道（22）之后与拉带机构（9）传动连接，所述拉带机构（9）用于持续的拉动载丝带（1）。

7.根据权利要求6所述的管内壁电爆喷涂装置，其特征在于，所述拉带机构（9）包括动力源、主动轮（91）和压轮（92）；

所述动力源与主动轮（91）传动连接，用于驱动主动轮（91）持续转动；

所述压轮（92）转动设置于主动轮（91）的旁侧，用于将载丝带（1）压紧于主动轮（91）上。

8.根据权利要求1所述的管内壁电爆喷涂装置，其特征在于，所述U型通道（22）的弯折部内转动连接有导向轮（23），所述载丝带（1）在通过U型通道（22）时搭接于导向轮（23）上。

9.根据权利要求1所述的管内壁电爆喷涂装置，其特征在于，包括高压导电管（10）和固定套设于绝缘爆炸腔（2）外侧的接地导电管（11）；

所述高压导电管（10）的外侧包覆有绝缘层，并延伸至绝缘爆炸腔（2）内与高压电极（4）电连；所述接地导电管（11）与接地电极（5）电连，并设有与喷射口（21）相对应的开口（111）。