專利名稱：真空噴砂機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機械制造技術領域，特別涉及噴砂機結構的改進設計。
噴砂機是金屬構件及制品表面涂裝的予處理設備。傳統(tǒng)的噴砂作業(yè)均為開放工作方式，即在作業(yè)中砂料與被清除的銹蝕物及廢舊涂料粉塵直接噴揚于周圍環(huán)境，造成嚴重的環(huán)境污染，損傷操作人員身體健康，大量浪費砂料。
根據(jù)中國專利公報，具有回收功能的循環(huán)式噴砂機已有下列實用新型專利93204845.5(自動循環(huán)回收噴砂機)，94200843.X(循環(huán)噴砂機)，94241255.9(回收自動循環(huán)噴砂機)和98202471(全自動封閉循環(huán)式噴砂機)。其中98202471號實用新型專利公開的技術方案主要包括噴槍、砂塵分離器、三層砂處理倉、砂量調(diào)節(jié)閥、空氣過濾器、負壓引射器、空氣壓縮機及電磁閥控制系統(tǒng)。該專利有以下不足之處噴槍噴管內(nèi)型設計不夠合理；未使用調(diào)砂閥，砂量不能根據(jù)工作需要實時調(diào)節(jié)；砂循環(huán)處理使用繼電器電路控制可靠性低、工作壽命短；負壓引射器工作效率低；空氣過濾采用筒形布袋過濾面積小，使過濾體積增大，整體布置不便。
本實用新型的目的是為克服已有技術的不足之處，對已有的真空噴砂機主要部件的結構進行改造，使其不但總體布置更合理，工作穩(wěn)定可靠，使用維護方便，提高噴砂效率及引射效率；而且可實現(xiàn)砂料的快速開/閉和砂量的無級調(diào)節(jié)，保證在高壓氣流中按作業(yè)要求的最佳量摻入砂料，可使砂料循環(huán)重復使用。
本實用新型設計出一種真空噴砂機，主要包括安裝在機架底盤上三層砂處理倉、砂量調(diào)節(jié)閥、砂塵分離器、空氣過濾器、負壓引射器、空氣壓縮機及控制單元，其中，所說的三層砂處理倉的上倉與砂塵分離器連接，下倉與砂量調(diào)節(jié)閥相通，砂量調(diào)節(jié)閥的出口通過噴砂軟管與噴槍相連；該砂塵分離器與空氣過濾器、負壓引射器、空氣壓縮機依次相連，其特征在于，所說的三層砂處理倉的上倉與下倉分別設有上下兩個錐形閥門，所說的控制單元采用單片機控制上下兩個閥門的開合。如權利要求1所述的真空噴砂機，其特征在于，所說的噴槍由槍體、拉瓦爾噴管、多孔擴張?zhí)坠?、擋砂毛刷和回收套管組成，其中鑲?cè)霕岓w保護外殼的拉瓦爾噴管進口與噴砂軟管相連，出口與多孔擴張內(nèi)套管相接，槍體外殼前端連接擋砂毛刷；槍體外殼與多孔擴張內(nèi)套管之間的環(huán)形縫隙即為回收套管。
所說的砂量調(diào)節(jié)閥可由閥管、可壓扁軟管、混砂管、壓頭、壓膜式氣缸組成；該砂量調(diào)節(jié)閥進口與三層砂料加壓倉的下倉連接，出口與混砂管連接，該混砂管上游接壓縮空氣進氣管，下游通過噴砂軟管接至高效噴槍。
所說的單片機控制單元可采用89C2051單片機組成三層砂料加壓倉上下閥門的循環(huán)控制系統(tǒng)。
所說的上、下錐形閥門，其中，下閥門可采用超薄型氣缸驅(qū)動的閥門；上閥門可由倉壓自行驅(qū)動的由閥體、閥錐、拉簧、加壓氣管、過濾袋及支架組成閥門，其閥體由支架固定在上倉底部。
所說的負壓引射器可采用超聲速多噴嘴引射技術。該負壓引射器由殼體和多噴嘴噴頭組成，其進口與空氣過濾器的上端連接，出口通大氣所形成的負壓吸引帶塵氣流由下方進入空氣過濾器。
所說的空氣過濾器可采用板式布袋空氣過濾器，此過濾器由17個板式布袋安裝在筒體內(nèi)組成。
本實用新型的工作原理為空氣壓縮機將空氣加壓至0.6~0.7Mpa后，由砂量調(diào)節(jié)閥摻入作業(yè)所需最佳量的砂料，再經(jīng)噴砂軟管送至帶有回收套管的高效噴槍。噴槍喉部為特種耐磨陶瓷制成的拉瓦爾噴管。該噴管使氣流達到超聲速狀態(tài)，挾帶砂料高速沖擊被清理表面，剝落銹蝕物和廢舊涂料。噴出的砂料和被剝落的銹蝕物及廢舊涂料粉塵由噴槍上的負壓回收套管回收并送入砂塵分離器，由離心力作用將砂料與粉塵分離；砂料經(jīng)篩網(wǎng)篩選進入三層砂料加壓倉的上倉。由單片機控制三層砂料加壓倉的上下兩個閥門，連續(xù)循環(huán)地使砂料由上倉的負壓環(huán)境進入下倉的高壓環(huán)境。加壓后的砂料被送至砂量調(diào)節(jié)閥，摻入高壓氣流重復使用。粉塵被吸入板式布袋空氣過濾器(負壓由多噴嘴高效負壓引射器形成)。銹蝕物及廢舊涂料粉塵則被吸入板式布袋空氣過濾器過濾，而后沉入密閉箱內(nèi)以待定時清出。
本實用新型具有以下特點本實用新型的第一項關鍵技術為高效噴槍。該噴槍的拉瓦爾噴管的流型設計保證氣流達到超聲速出口。多孔擴張?zhí)坠苁箛姽艹隹谪搲嚎臻g增大，改善了含砂氣流的擴張角，從而大大提高噴砂效率。
本實用新型的第二項關鍵技術是設計了結構簡單可靠的砂量調(diào)節(jié)閥。實現(xiàn)了砂料的快速開/閉和砂量的無級調(diào)節(jié)，保證了在高壓氣流中按作業(yè)要求的最佳量摻入砂料。
本實用新型的第三項關鍵技術是設計了由89C2051單片機控制的三層砂料加壓倉。上倉為負壓砂料回收倉，下倉是高壓砂料摻入倉，中倉則是由電接點壓力表和單片機控制的循環(huán)加壓倉。中倉按一定邏輯程序使砂料由負壓狀態(tài)、零壓狀態(tài)和正壓狀態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)換，保證砂料按噴砂作業(yè)需要進入砂量調(diào)節(jié)閥，供給噴槍完成噴砂作業(yè)。砂料循環(huán)重復使用。
本實用新型的第四項關鍵技術是設計了三層砂料加壓倉的上、下錐形閥門。下閥門采用超薄型氣缸驅(qū)動以節(jié)省下倉的容積。上閥門采用由倉壓自行驅(qū)動的錐閥上閥門的升起行程由中倉加壓氣路實現(xiàn)，密封壓緊由中倉和上倉的壓差完成。下降行程由上、中倉氣壓平衡后依靠錐閥自重和拉簧拉力作用實現(xiàn)。這兩個閥門結構簡單，工作穩(wěn)定可靠。
本實用新型的第五項關鍵技術是設計了專用高效負壓引射器，采用超聲速多噴嘴引射器形成負壓。其引射噴頭由多個噴嘴組成，并具有外擴張角，以增大引射面積，提高引射效率。
本實用第六項關鍵技術是設計了板式布袋空氣過濾器。由于板式布袋表面積大，其體積比常用的圓筒式布袋過濾器縮小了將近兩倍，同時也降低了氣流通過過濾器的壓頭損耗。
附圖簡要說明


圖1為已有技術結構框圖。
圖2為本實用新型的實施例總體結構示意圖。
圖3為本實施例的帶負壓回收套管的高效噴槍結構示意圖圖4為本實施例的砂量調(diào)節(jié)閥結構示意圖圖5為本實施例的三層砂料加壓倉結構示意圖圖6為本實施例的砂料加壓倉的上閥門結構示意圖圖7為本實施例的多噴嘴高效負壓引射器結構示意圖圖8為本實施例的板式布袋空氣過濾器結構示意圖本實用新型設計出一種真空噴砂機實施例如
圖1-8所示，結合各圖詳細說明如下本實施例的真空噴砂機的總體結構如圖2所示，由下列主要部件組成帶負壓回收套管的高效噴槍21、砂量調(diào)節(jié)閥22、三層砂料加壓倉23、旋風式砂塵分離器24、單片機控制系統(tǒng)25、多噴嘴高效負壓引射器26、板式布袋空氣過濾器27、減噪器28、機架底盤29。
各部件的連接關系為三層砂料加壓倉23的上倉與旋風式砂塵分離器24連接，下倉與砂量調(diào)節(jié)閥22相通。砂量調(diào)節(jié)閥22的出口接噴砂軟管(圈中未示出)。含砂氣流經(jīng)噴砂軟管送至帶負壓回收套管的高效噴槍1。噴槍噴出的砂料和被清除的銹蝕物及廢舊涂料粉塵由負壓回收套管回收并送入砂塵分離器24。砂、塵分離后，粉塵被吸入板式布袋空氣過濾器27。負壓由多噴嘴高效負壓引射器形成。砂料經(jīng)篩網(wǎng)篩選進入三層砂料加壓倉23的上倉。由單片機控制系統(tǒng)三層砂料加壓倉的上下兩個閥門，連續(xù)循環(huán)地使砂料由上倉的負壓環(huán)境進入下倉的高壓環(huán)境。加壓后的砂料經(jīng)砂量調(diào)節(jié)閥和噴砂軟管送至帶負壓回收套管的高效噴槍。
整機工作運行流程如下(1)啟動空氣壓縮機，產(chǎn)生0.6～0.8MPa的壓縮空氣。(2)啟動負壓引射器，造成上倉內(nèi)-0.02～-0.025MPa的負壓。(3)高壓空氣經(jīng)砂量調(diào)節(jié)閥摻入作業(yè)要求量的砂料，挾砂氣流進入噴槍，經(jīng)拉瓦爾噴管加速后，高速沖擊被清理的銹蝕金屬表面，剝落銹蝕物和廢舊涂料。(4)噴槍負壓套管回收噴出的砂料和銹蝕物及廢舊涂料，吸入旋風式砂塵分離器，在離心力作用下砂料沿器壁下滑，經(jīng)篩網(wǎng)篩選進入三層砂料加壓倉的上倉。此時砂料處于負壓環(huán)境。(5)由單片機實現(xiàn)邏輯程序控制，待中倉進入負壓狀態(tài)且與上倉壓力相等后，上閥門打開。砂料落入中倉。(6)上閥門關閉，中壓加壓，待中倉與下倉壓力相等時下閥門打開，砂料進入下倉。(7)由砂量調(diào)節(jié)閥控制，將作業(yè)要求的砂量摻入高壓氣流，并送至噴槍完成噴砂作業(yè)。(8)以上第3步至第8步按一定周期循環(huán)運作。(9)銹蝕物和廢舊涂料粉塵由負壓吸入板式布袋過濾器，過濾后粉塵沉入過濾器下方密閉箱內(nèi)有待定時清出。
本實施例各部件的詳細結構說明如下(1)本實施例的帶負壓回收套管的高效噴槍結構如圖3所示。該噴槍由槍體31、拉瓦爾噴管32、多孔擴張內(nèi)套33、擋砂毛刷34和回收套管35組成。
鑲?cè)霕岓w31內(nèi)的拉瓦爾噴管32進口與噴砂軟管相連，出口與多孔擴張內(nèi)套管33相接。槍體外殼31與多孔擴張內(nèi)套管33之間的環(huán)形縫隙即為回收套管35。
高壓含砂氣流通過噴砂軟管進入碳化硼特種陶瓷材料制成的拉瓦爾噴管加速后，通過多孔擴張內(nèi)套高速沖擊被清理的金屬表面，清除銹蝕物及廢舊涂料等表面附著物。槍體的負壓連接套管與回收軟管連接。由擋砂毛刷形成的負壓空間將噴出的砂料和被剝落的銹蝕物粉塵回收，通過負壓回收管送至砂塵分離器分離，砂料循環(huán)重復作用。拉瓦爾噴管的內(nèi)型線設計保證氣流達到出口超聲速，砂料由超聲速氣流帶動，速度達到200米/秒左右。拉瓦爾噴管耐磨壽命達400～600小時。多孔擴張內(nèi)套管采用了壁面抽吸技術，使噴管擴壓段的壓力降低，負壓空間增大，砂料加速提前，并增大氣流擴展角，從而增加出白寬度，提高噴砂效率約30％。
(2)本實施例的砂量調(diào)節(jié)閥由下列部件組成如圖4所示，包括閥體41、可壓扁軟管42、混砂管43、壓頭44、壓膜式氣缸45、手輪46、絲桿47和碟簧48。其中，閥體與三層砂料加壓倉相聯(lián)接，下倉內(nèi)的砂料經(jīng)閥體內(nèi)的可壓扁軟管進入混砂管，摻入高壓氣流。由手輪和絲桿推動壓頭，將可壓扁軟管截面壓縮或放開，從而調(diào)節(jié)砂料摻入量。壓膜式氣缸由電磁閥控制壓緊或開放可壓扁軟管，使砂路開/閉、調(diào)節(jié)砂量都很方便。
(3)本實施例的三層砂料加壓倉結構組成如圖5所示，包括由上倉501、中倉502、下倉503組成的倉體50、過濾篩網(wǎng)51、旁通閥52、放空閥53、電接點壓力表54、中倉加壓閥55、下倉封閉閥56、上閥門57、下閥門58和89C2051單片機59及接口591。負壓回收砂料經(jīng)過濾篩網(wǎng)落入上倉。此時上倉為負壓狀態(tài)，下倉為正壓狀態(tài)(保持略高于噴砂壓力)。中倉與下倉等壓，與中倉相連的電接點壓力表的正壓觸點接通，信號送單片機接口。在單片機邏輯程序的控制下，放氣閥打開，中倉放氣，旁通閥連通，中倉降壓。當中倉氣壓降到與上倉等壓(負壓)時，上閥門由自重和拉簧拉力作用下降，上倉砂料落入中倉。這時電接點壓力表負壓觸點接通，信號送單片機。單片機程序控制旁通閥關閉，中倉加壓閥打開，中倉升壓上閥門升起，封閉上中倉通路。當中倉氣壓與下倉等壓時，下倉封閉閥打開，下閥門落下，砂料進入下倉，重復上述循環(huán)過程，實現(xiàn)連續(xù)供應砂料。
(4)本實施例的三層砂料加壓倉的上、下閥門是實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)供砂的重要環(huán)節(jié)。下閥門是采用超薄型氣缸直接推動錐閥，工作穩(wěn)定可靠。超薄氣缸體積小因而可節(jié)省下倉的容積。上閥門由閥體61、錐閥62、頂蓋63、拉簧64、加壓氣管65、過濾袋66、固定支架67、底蓋68組成，如圖6所示。
閥體由固定支架安裝在上倉的錐形底部。錐閥與閥體滑配合。當上倉、中倉壓力平衡時，錐閥依靠自重和拉簧拉力作用自動下落，上倉砂料落入中倉。中倉裝載一定砂料后，開啟中倉加壓氣路給中倉加壓，將錐閥升起，封閉上中倉通路，中倉氣壓持續(xù)升高至與下倉相等。由于上倉為負壓，中倉為正壓，此壓差保證了上中倉間氣路的密封和錐閥的承載力。
(5)本實施例的負壓引射器由外殼71和7個噴嘴組成的引射器組合噴頭72，如圖7所示。
引射器外殼由幾段鋼管焊接組成，分為進口段、混合段和擴壓段。組合噴嘴72安裝在混合段進口部位，7個噴嘴在圓周上均布。各噴嘴均具有4度外擴角，使引射面積增大，工作效率比引射流量相同的單一噴嘴的引射噴頭提高約10％，噪音下降6分貝。
(6)本實施例采用板式布袋過濾器7如圖8所示。包括過濾器箱體81和板式布袋82。過濾器箱體81設計為圓筒形，由鋼板滾壓、焊接制成。箱體內(nèi)裝有17個板式布袋82。板式布袋由過濾布繃緊在長條形支架上構成。含塵氣流由筒體下部沿切線方向進入筒體(布袋外)，經(jīng)布袋過濾，清潔空氣由筒體頂部(布袋內(nèi))靠負壓吸出，并排入大氣。
空氣過濾除塵是噴砂作業(yè)消除環(huán)境污染的重要環(huán)節(jié)，板式布袋過濾面積大，現(xiàn)使用的20×35厘米布袋過濾面積就達0.14平方米。板式布袋過濾器比過濾面積相同的管筒式過濾器體積縮小了將近2倍，過濾效率提高，使用維護方便，總體布置也更合理。
權利要求1.一種真空噴砂機，主要包括安裝在機架底盤上三層砂處理倉、砂量調(diào)節(jié)閥、砂塵分離器、空氣過濾器、負壓引射器、空氣壓縮機及控制單元，其中，所說的三層砂處理倉的上倉與砂塵分離器連接，下倉與砂量調(diào)節(jié)閥相通，砂量調(diào)節(jié)閥的出口通過噴砂軟管與噴槍相連；該砂塵分離器與空氣過濾器、負壓引射器、空氣壓縮機依次相連，其特征在于，所說的三層砂處理倉的上倉與下倉分別設有上下兩個錐形閥門，所說的控制單元采用單片機控制上下兩個閥門的開合。
2.如權利要求1所述的真空噴砂機，其特征在于，所說的噴槍由槍體、拉瓦爾噴管、多孔擴張?zhí)坠?、擋砂毛刷和回收套管組成，其中鑲?cè)霕岓w保護外殼的拉瓦爾噴管進口與噴砂軟管相連，出口與多孔擴張內(nèi)套管相接，槍體外殼前端連接擋砂毛刷；槍體外殼與多孔擴張內(nèi)套管之間的環(huán)形縫隙即為回收套管。
3.如權利要求1所述的真空噴砂機，其特征在于，所說的砂量調(diào)節(jié)閥由閥管、可壓扁軟管、混砂管、壓頭、壓膜式氣缸組成；該砂量調(diào)節(jié)閥進口與三層砂料加壓倉的下倉連接，出口與混砂管連接，該混砂管上游接壓縮空氣進氣管，下游通過噴砂軟管接至高效噴槍。
4.如權利要求1所述的真空噴砂機，其特征在于，所說的單片機控制單元采用89C2051單片機。
5.如權利要求1所述的真空噴砂機，其特征在于，所說的上、下錐形閥門，其中，下閥門采用超薄型氣缸驅(qū)動的閥門；上閥門是由倉壓自行驅(qū)動的由閥體、閥錐、拉簧、加壓氣管、過濾袋及支架組成閥門，其閥體由支架固定在上倉底部。
6.如權利要求1所述的真空噴砂機，其特征在于，所說的負壓引射器由殼體和多噴嘴噴頭組成，其進口與空氣過濾器的上端連接，出口通大氣所形成的負壓吸引帶塵氣流由下方進入空氣過濾器。
7.如權利要求1所述的真空噴砂機，其特征在于，所說的空氣過濾器采用由17個板式布袋安裝在筒體內(nèi)組成的板式布袋空氣過濾器。
專利摘要本實用新型屬于機械制造技術領域,主要包括:安裝在機架底盤上三層砂處理倉、砂量調(diào)節(jié)閥、砂塵分離器、空氣過濾器、負壓引射器、空氣壓縮機及采用單片機控制上下兩個閥門的開合。本實用新型具有不污染環(huán)境、有利操作人員健康、砂料循環(huán)使用、操作安全可靠以及生產(chǎn)成本低等優(yōu)點,是一種值得推廣的環(huán)保型噴砂設備。
文檔編號B24C3/00GK2399161SQ9925536
公開日2000年10月4日 申請日期1999年12月3日 優(yōu)先權日1999年12月3日
發(fā)明者王則豪, 章光華, 溫虎, 宋雪光 申請人:王則豪, 章光華, 溫虎, 宋雪光