CN217438323U - 一种电化学钝化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电化学钝化装置，包括传动机构和钝化机构，所述钝化机构安装在支撑架上，所述支撑架整体形状与待处理结构的表面形状仿形，所述钝化机构包括顺序设置的钝化区、水洗清洁区及干燥区，所述钝化区包括多个安装在所述支撑架上、对所述待处理结构的表面进行钝化作业的钝化头，所述传动机构带动所述支撑架沿所述待处理结构的表面移动，各所述钝化头根据待处理结构表面特征调整伸缩长度和角度，对待处理结构表面进行钝化修复处理。本实用新型提供的电化学钝化装置，在钝化修复过程中的钝化、清洗、干燥的各工艺步骤前后并排完成，间隔时间短，而且无需手动移动操作，省时省力省人工。

Description

一种电化学钝化装置

技术领域

本实用新型涉及金属表面表面处理及防护技术领域，尤其是一种电化学钝化装置。

背景技术

不锈钢轨道客车车体点焊后，点焊点与周围存在明显色差、耐腐蚀性下降，影响商品化效果，存在材料服役隐患，造成额外的施工难点和时间成本，因此，必须对车体侧墙外露面、端墙外侧等外观面进行修复消痕处理。

最常见的修复消痕处理方式为对焊点进行打磨处理，打磨后不锈钢表面钝化膜遭到破坏，在列车运行过程中出现明显的腐蚀，从而影响车辆安全运行及美观，为此，需对打磨后的区域进行钝化防护处理，常见的钝化工艺有酸洗钝化和电化学钝化，酸洗钝化由于需要采用硫酸或硝酸等强酸对钝化区域进行刷涂，对环境污染和操作工人身体健康危害较大，而电化学钝化需要对局部区域进行逐一处理，且钝化后还需进行清理等其他配套操作，效率相对较低，费时费力且需较多操作工人。

同样的，对于其他领域需要对金属表面焊点进行消痕处理的，同样存在类似的问题。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种电化学钝化装置，在钝化修复过程中的钝化、清洗、干燥的各工艺步骤前后并排完成，间隔时间短，而且无需手动移动操作，省时省力省人工。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电化学钝化装置，其技术方案是：

一种电化学钝化装置，包括传动机构和钝化机构，所述钝化机构安装在支撑架上，所述支撑架整体形状与待处理结构的表面形状仿形，所述钝化机构包括顺序设置的钝化区、水洗清洁区及干燥区，所述钝化区包括多个安装在所述支撑架上、对所述待处理结构的表面进行钝化作业的钝化头，所述传动机构带动所述支撑架沿所述待处理结构的表面移动，各所述钝化头根据待处理结构表面特征调整伸缩长度和角度，对待处理结构表面进行钝化修复处理。

进一步的，各所述钝化头通过橡胶履带相互连接并与所述支撑架固定。

进一步的，所述橡胶履带通过机械臂与所述支撑架固定。

进一步的，钝化处理时，对应所述待处理结构的空白区的所述工作刷头弹起，不工作。

进一步的，所述干燥区包括抹干区和吹干区，所述抹干区设置有可更换的抹布，并与所述待处理结构的表面紧密贴合，所述吹干区设置多个吹风口。

进一步的，所述支撑架上设置有液体回收槽。

进一步的，所述钝化头为石墨电极钝化头，所述石墨电极钝化头与交变电场和钝化液储存箱连接，在交变电场下，向所述待处理结构的表面喷涂钝化液。

进一步的，还包括随所述支撑架同步移动的修复过程中所需的钝化液箱、清洁液箱和清水箱，所述钝化液箱和清洁液箱通过多口导液管与钝化头连通，所述清水箱与水洗清洁区的各喷水口连通。

进一步的，所述钝化机构还包括检测钝化头与待处理结构表面之间距离的距离传感器以及根据所述距离传感器的检测数据调整所述钝化头位置的伸缩杆。

进一步的，所述钝化器还包括精调所述伸缩杆长度的压力传感器。

综上所述，本实用新型提供的一种电化学钝化装置，可实现全覆盖、高效、快速完成不锈钢表破损表面的自动修复和钝化，与现有技术相比，具有如下技术优势：

1.钝化过程中的各工艺步骤在支撑架上分区布置，同步移动，前后间隔时间短，操作省时，避免钝化液长时未清洗风干后导到的后续清洗不到位，影响修复效果和整体外观；

2.钝化修复过程中的各工艺步骤所需的设备通过传动机构统一移动，省力省人工；

3.利用橡胶履带固定工作刷头，刷头通过伸缩杆调整长度，并通过压力传感器和距离传感器控制，使工作刷头柔性贴合待处理结构表面，做到全覆盖钝化处理；

4.支撑架与轨道车辆侧墙形态仿形，进一步提高贴合效果，减小伸缩杆的调整幅度。

附图说明：

图1：本实用新型提供的一种电化学钝化装置整体结构示意图；

图2：本实用新型提供的一种电化学钝化装置工作刷头分区示意图；

其中，钝化液箱1、清洗液箱2、清水箱3、多口导液管4、传动机构5、总控制单元6、送风系统7、工作刷头8、机械臂9、钝化区10、清洁区11、抹干区12、吹干区13、支撑架14、固定梁15、橡胶履带16。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种电化学钝化装置，包括传动机构5和钝化机构，钝化机构安装在支撑架14上，支撑架14整体形状与待处理结构的表面形状仿形，钝化机构包括顺序设置的钝化区10、水洗清洁区11及干燥区，钝化区10包括多个安装在支撑架14上、对待处理结构的表面进行钝化作业的钝化头，传动机构5带动支撑架14沿待处理结构的表面移动，各钝化头根据待处理结构表面特征调整伸缩长度和角度，对待处理结构表面进行钝化修复处理。

以轨道车辆不锈钢侧墙的电化学钝化修复处理为例，介绍本实用新型提供的一种电化学钝化装置的具体结构和钝化处理方法。如图1和图2所示，电化学钝化装置的支撑架14为可近似为“工”字架，包括顶梁、底梁和设置在顶梁和底梁之间平行设置的两道纵梁。底梁与固定梁15滑动连接，在传动机构5的驱动下，沿固定梁15横向移动，在固定梁15的底部设置带有锁止功能的转动轮，便于将整个装置推动到工作区，并在作业过程锁定位置，防止移动。纵梁为弯曲梁，整体弯曲状态与待处理车体侧墙的形状仿形。传动机构5可为电机、气缸或任意动车机构，输出端与底梁连接，带动支撑架14以预定速度移动，移动到预定位置后，复位，待装置移动到新位置后，再重新动作。

支撑架14还包括多根机械臂9和多块橡胶履带16，每块橡胶履带16的两端至少通过一个机械臂9与纵梁固定，通过调整各机械臂9的长度、弯曲状态、伸缩角度，使各橡胶履带16固定成与侧墙形状仿形的状态。多块橡胶履带16横向设置，相邻橡胶履带16之间相互贴合或间距较小，在橡胶履带16上布置有多个工作刷头8，通过橡胶履带16固定工作刷头8，使工作刷头8与车体侧墙实现软接触，避免工作刷头8损伤车体侧墙。

在本实施例中，对多块橡胶履带16形成的工作区域进行纵向分区，分别进行不同的钝化工作操作，如图2所示，工作区域分成钝化区10、清洁区11和干燥区，各工作区分别配置不同用途的工作刷头8，各作业区宽度相同。在本实施例中，钝化区10的工作刷头8为石墨电极钝化头，通过伸缩杆与橡胶履带16连接，钝化头可通过球铰或类似结构与伸缩杆连接，可调整钝化头的角度。通过调整伸缩杆的长度，调整钝化头的长度，在本实施例中，钝化头处设置有距离传感器，检测钝化头与车体侧墙之间距离，距离传感器与总控制单元6连接，将检测数据发送给总控制单元6，通过总控制单元6调整伸缩杆的长度，并通过球铰的作用，调整钝化头的角度，从而使钝化头与车体侧墙表面紧密贴合。进一步的，在橡胶履带16处还设置有与总控制单元6连接的压力传感器，当钝化头接触到车体侧墙表面后，利用压力传感器的压力数据进一步精调伸缩杆的移动距离，即精调伸缩杆的长度，配合球铰，使工作刷头紧密贴合带有一定弧度的侧墙。各工作刷头8通过橡胶履带8连接并固定在支撑架14上。当调整伸缩杆至最长状态，压力传感器的检测数据仍为零时，视为该工作刷头8对应的区域为空白(镂空)区，总控制单元6控制伸缩杆收回，使工作刷头8弹起，且不工作，或总控制单元6中预存待处理的车体侧墙的结构图，当运行至车窗、车门区域时，总控制单元直接控制车窗、车门处的工作刷头8弹起，不工作。

钝化头与交变电场电连接，并在支撑架的底梁上，还设置有钝化液箱和清洗液箱，钝化液箱和清洗液箱分别通过多口导液管与各个钝化头连接，将钝化液或清洗液分别导入到钝化头中，依靠交变电场，在总控制单元6的作用下，分别刷涂专用钝化液或清洗液，在电化学作用下实现金属表面焊接痕迹的钝化、清洗。

与钝化区相邻的工作区域为清洁区，对钝化处理后的车体侧墙进行水洗清洁作业，在清洁区内，工作刷头8为喷水口，在支撑架13的底梁上钝化液箱或清洗液箱处，设置清水箱，清水箱通过多口导液管4与各喷水口连接。

在本实施例中，干燥区包括抹干区和风干区，抹干区与清洁区相邻，工作刷头为更换的抹布，抹布通过粘接、包裹等方式设置在伸缩杆的前端，同样的，抹干区的工作刷头处设置与总控制单元6连接的距离传感器和压力传感器，控制各抹布与车体侧墙紧密贴合，在传动机构5的带动下，对本工作区域对应的车体侧墙(已进行清水清洗后的车体侧墙)上残留的清水抹干。进一步的，在抹干区可不设置伸缩杆及对应的工作刷头，将抹布直接固定在橡胶履带16上，如前文所述，橡胶履带16仿形车体侧墙，且此工作区域的橡胶履带16略突出于其他三个区域的表面，突出部分弥补工作刷头8及伸缩杆的长度，使得固定的抹布与车体侧墙可紧密贴合。

抹干区与风干区相邻，风干区的工作刷头为出风口，出风口通过风管与设置在底梁上的送风系统连接，对抹干后的车体侧墙进行吹风干燥作业，吹干车体侧墙上的存留水份以及可在存在的杂质。在实际应用中，风干区或抹干区可同时设置，先抹干再吹干，提高干燥效果，并可去除车体侧墙表面的杂质，提高外观效果，在实际应用中，风干区和抹干区可择一设置，如可仅设风干区，清水水洗后的车体侧墙直接进行吹风干燥作业，或仅设抹干区，清水水洗后的车体侧墙抹干后，自然风干，不做要求和限制。

在本实施例中，支撑架的两根纵梁仿形车体侧墙表面，纵梁上设置的各条橡胶履带16通过调整机械臂9的长度、弯曲状态和角度，进一步调整成仿形车体侧墙表面的形状，从而减小各伸缩杆的调整幅度。在实际应用中，考虑到纵梁的结构和强度，无法做到精确仿形，可使纵梁为直梁或定曲梁的弧状梁，通过调整机械臂9，使得橡胶履带16仿形车体侧墙的表面形状，并通过对橡胶履带16内侧(朝向车体侧墙方向)的厚度进行切割调整，使得橡胶履带16内表面与车体侧墙的表面形状仿形，再通过伸缩杆、压力传感器及距离传感器，使得工作刷头8(钝化头及抹布)与车体侧墙表面紧密贴合，进行相应的作业。

在现场应用时，前文所述的电化学钝化装置设置在车体一侧，对一侧的车体侧墙进行钝化作业，也可同时在车体两侧各设置一个相同结构的电化学钝化装置，两侧装置之间通过连杆连接，两根连杆的两端分别与顶梁的一端固定，使得两个电化学钝化装置连接成类似“П”形结构，跨接在车体两侧，两侧装置的总控制单元6电连接或信号连接，同步控制本侧的各单元工作。作业前，检查钝化液箱1、清洗液箱2及清水箱3内液体的存量，确保作业的顺利进行，将装置移动至车体侧墙钝化修复工位，初始状态下，仅钝化区与车体侧墙接触，总控制单元6根据距离传感器和压力传感器的检测信号，控制各钝化头与车体侧墙紧密贴合，做好钝化准备；总控制单元6控制交变电场供电，并控制钝化液箱1向各石墨电机钝化头输送钝化液，对车体侧墙进行电化学钝化处理；预定时间后，钝化作业结束，总控制单元6控制钝化液箱1停止供液，改由清洗液箱2向钝化头提供清洗液，对钝化后的车体侧墙清洗钝化液；预定时间后，清洗作业结束，总控制单元6控制清洗液箱2停止供液，控制传动机构5动作，驱动支撑架15向前(未处理的车体侧墙方向)匀速移动，移动距离小于等于钝化区宽度，避免出现未钝化处理区域；钝化区移动到下一作业区，对新作业区进行钝化操作，同时，总控制单元6控制清水箱向喷水口供水，对已钝化后的车体侧墙进行喷水清洗；钝化作业结束后，停止钝化及清水清洗，传动机构5再次驱动支撑架13移动到下一作业区，对新作业区进行钝化作业，清洗区对第二块钝化后的车体侧墙进行清洗，抹干区对第一块钝化后的车体侧墙进行抹干作业；新作业区钝化作业结束后，再次驱动支撑架13移动，对第四块车体侧墙新作业进行钝化作业，其他各工作区域分别进行相应的作业，此时，风干区对第一块钝化后的车体侧墙进行风干作业；如此持续作业，完成整个车体侧墙的钝化作业。在作业过程中，利用本装置，可对车体侧墙自动进行电化学钝化或清洗、水洗、擦试、冷风吹干的各工艺步骤，且各工艺步骤可前后并排完成，前后间隔时间短(仅为支撑架移动至下一作业区的时间)，利用橡胶履带固定的大型可弯曲的工作刷头严密贴合车体侧墙，通过自动化柔性贴合，实现不锈钢破损表面的自动化修复与清洁。考虑到整体装置存放时的总体占地面积以及移动时的便捷，固定梁15长度有限，当支撑架14从固定梁15的一端移动到另一端的限定位置，且钝化作业完成后，全部工作区的作业停止，传动机构5反向动作，带动支撑架14回到初始位置，手动推动整个装置移动到未处理的车体侧墙处，重复进行上述作业。

为进一步降低生成成本，在底梁上对应不同工作区分别设置有液体回收槽，如在钝化区底部对应的底梁处，设置有钝化液/清洗液回收槽，在清洁区11底部对应的底梁处，设置清水回收槽，必要时，清水回收槽通到抹干区，将抹干区可能流下的清水同步回收。由于在钝化区需先后进行钝化和清洗操作，因此在相同位置需分别进行钝化液和清洗液的回收，因此，在钝化区的底部设置的回收槽，可分别进行钝化液和清洗液的回收，可在回收槽内设置沿横梁方向的挡板，将回收槽分隔成前后(朝向车体侧墙方向为后，背离车体侧墙方向朝向操作者的方向为前)两道回收槽，分别回收钝化液和清洗液，挡板顶部设置有可由总控制单元6控制的翻转顶板，顶板一端与挡板可枢转连接，另一端与回收槽前后侧壁顶部搭接，且略伸出回收槽的侧壁，挡板的高度低于回收槽侧壁高度，使得顶板与任一侧的槽体侧壁搭接后，呈倾斜状态，一方面可封堵住一侧的回收槽，另一方面可使滴落在顶板上的液体在重力作用下溜回对应的回收槽内，在实际应用中，钝化液回收槽和清洗液回收槽可通过升降等换位移动的方式，实现回收槽的切换，完成钝化液和清洗液的分别回收再利用。

需要说明的是，在本实施例中，以车体侧墙的电化学钝化修复为例，介绍本实用新型提供的电化学钝化装置的具体结构及应用，在实际应用中，本实用型提供的电化学钝化装置可广泛应用在各种金属表面的消痕修复领域，并根据待处理结构的表面结构形态及特征，适应性的对支撑架14的具体结构及仿形情况、橡胶履带与支撑架的固定方式及仿形情况做出适应性的改变，并根据需要，确定工作区的宽度，进一步的，当待处理结构纵向高度较大时，支撑架与固定梁之间还可设置由总控制单元控制的升降机构，对待处理结构从上至下分别进行钝化作业。支撑架14的纵梁和/或橡胶履带与待处理结构的表面的仿形相近度可较低，通过伸缩杆调整各工作刷头的相对橡胶履带的距离，使各工作刷头与待处理结构的表面紧密贴合，使得电化学钝化装置的适用范围更广。

综上所述，本实用新型提供的一种电化学钝化装置，可实现全覆盖、高效、快速完成不锈钢表破损表面的自动修复和钝化，与现有技术相比，具有如下技术优势：

1.钝化过程中的各工艺步骤在支撑架上分区布置，同步移动，前后间隔时间短，操作省时，避免钝化液长时未清洗风干后导到的后续清洗不到位，影响修复效果和整体外观；

2.钝化修复过程中的各工艺步骤所需的设备通过传动机构统一移动，省力省人工；

3.利用橡胶履带固定工作刷头，刷头通过伸缩杆调整长度，并通过压力传感器和距离传感器控制，使工作刷头柔性贴合待处理结构表面，做到全覆盖钝化处理；

4.支撑架与轨道车辆侧墙形态仿形，进一步提高贴合效果，减小伸缩杆的调整幅度。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种电化学钝化装置，其特征在于：包括传动机构和钝化机构，所述钝化机构安装在支撑架上，所述支撑架整体形状与待处理结构的表面形状仿形，所述钝化机构包括顺序设置的钝化区、水洗清洁区及干燥区，所述钝化区包括多个安装在所述支撑架上、对所述待处理结构的表面进行钝化作业的钝化头，所述传动机构带动所述支撑架沿所述待处理结构的表面移动，各所述钝化头根据待处理结构表面特征调整伸缩长度和角度，对待处理结构表面进行钝化修复处理。

2.如权利要求1所述的一种电化学钝化装置，其特征在于：各所述钝化头通过橡胶履带相互连接并与所述支撑架固定。

3.如权利要求2所述的一种电化学钝化装置，其特征在于：所述橡胶履带通过机械臂与所述支撑架固定。

4.如权利要求1所述的一种电化学钝化装置，其特征在于：钝化处理时，对应所述待处理结构的空白区的所述钝化头弹起，不工作。

5.如权利要求1所述的一种电化学钝化装置，其特征在于：所述干燥区包括抹干区和吹干区，所述抹干区设置有可更换的抹布，并与所述待处理结构的表面紧密贴合，所述吹干区设置多个吹风口。

6.如权利要求1所述的一种电化学钝化装置，其特征在于：所述支撑架上设置有液体回收槽。

7.如权利要求1所述的一种电化学钝化装置，其特征在于：所述钝化头为石墨电极钝化头，所述石墨电极钝化头与交变电场和钝化液储存箱连接，在交变电场下，向所述待处理结构的表面喷涂钝化液。

8.如权利要求1所述的一种电化学钝化装置，其特征在于：还包括随所述支撑架同步移动的修复过程中所需的钝化液箱、清洁液箱和清水箱，所述钝化液箱和清洁液箱通过多口导液管与钝化头连通，所述清水箱与水洗清洁区的各喷水口连通。

9.如权利要求1至8任一项所述的一种电化学钝化装置，其特征在于：所述钝化机构还包括检测钝化头与待处理结构表面之间距离的距离传感器以及根据所述距离传感器的检测数据调整所述钝化头位置的伸缩杆。

10.如权利要求9所述的一种电化学钝化装置，其特征在于：所述钝化机构还包括精调所述伸缩杆长度的压力传感器。

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