本發(fā)明屬于鋼管涂覆技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼管靜電涂覆機(jī)及其涂覆方法。

背景技術(shù)：

用粉末涂料作為管道防腐涂層，是管道防腐的有效方法。與溶劑型液體涂料相比，粉末涂料的優(yōu)點(diǎn)較多，首先粉末是100％固體，無溶劑揮發(fā)，便于運(yùn)輸儲存；其次，粉末涂覆通過設(shè)計合適的回收系統(tǒng)可使涂料的利用率達(dá)到95-99％；第三，粉末涂覆不需要底漆，一次成膜，一道粉末涂料相當(dāng)于多道溶劑型涂料涂裝；第四，粉末涂層與金屬附著力強(qiáng)，涂層的防腐性能和物理性能可超過溶劑型涂料，質(zhì)量優(yōu)良。高壓靜電涂覆是粉末涂覆廣泛使用的技術(shù)，它是利用高壓靜電暈電場的原理，在噴槍頭部金屬導(dǎo)流杯上接高壓負(fù)極，被涂工件接地形成正極，使噴槍和工件之間形成較強(qiáng)的靜電電場。當(dāng)作為動載的壓縮空氣，將粉末涂料從儲粉桶經(jīng)輸粉管送到噴槍的導(dǎo)流杯時，由于導(dǎo)流杯接上高壓負(fù)極產(chǎn)生的電暈放電，在靜電力和運(yùn)載空氣的雙重作用下，粉末涂料就均勻地飛到接地工件上。

在現(xiàn)有技術(shù)的鋼管粉末涂覆中，存在著難以解決的技術(shù)問題：粉末流化一般都是在大的容器中進(jìn)行，僅能使鋼管浸入流化床中進(jìn)行涂覆，鋼管在流化床中僅能涂覆外表面，內(nèi)表面很難涂覆到；或者附著在鋼管外表面與端面上的樹脂粉末較厚，而樹脂粉末卻無法充分地附著在鋼管的內(nèi)表面，由此導(dǎo)致最終形成的涂覆膜的厚度不均勻。

美國banister的專利文獻(xiàn)us3453134a，公開了鋼管45通過流化床將管的外表面涂覆上粉末涂層，但是該流化床38是供鋼管穿過的套筒結(jié)構(gòu)，提供鋼管連續(xù)通過的流化空間，鋼管通過該流化空間后鋼管外表面靜電吸附有一層粉末，預(yù)熱的鋼管將該層粉末熔化形成涂層薄膜，缺點(diǎn)是該涂覆套筒僅能涂覆鋼管的外表面。只能涂覆鋼管的一側(cè)表面(如外表面)，而涂覆又必須提前預(yù)熱到粉體熔點(diǎn)以上溫度，預(yù)熱必然使得鋼管表面熱脹，而鋼管的另一側(cè)表面(如內(nèi)表面)的涂覆層由于膨脹系數(shù)不一致而產(chǎn)生龜裂，這對于鋼管的涂層是致命的。因此，很多鋼管選擇了內(nèi)噴粉，外纏繞pe的方法。其涂覆工藝不能做到內(nèi)外層一次涂覆的原因?qū)е卤仨氝@么做。

設(shè)計一種鋼管靜電涂覆機(jī)，既能靜電涂覆外表面，又能靜電涂覆內(nèi)表面，同時在一道涂覆工序要同時完成內(nèi)、外表面的靜電涂覆，這實(shí)在是業(yè)界的難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種鋼管靜電涂覆機(jī)及其涂覆方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種鋼管靜電涂覆機(jī)，包括鋼管旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)、流化機(jī)、粉體收集機(jī)和粉體輸送機(jī)，所述鋼管旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)包括夾套，夾套包括上旋轉(zhuǎn)夾持端、下旋轉(zhuǎn)夾持端和外套管，所述上旋轉(zhuǎn)夾持端和下旋轉(zhuǎn)夾持端分別包括外環(huán)、內(nèi)環(huán)，內(nèi)環(huán)可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在外環(huán)內(nèi)；鋼管夾持在上旋轉(zhuǎn)夾持端和下旋轉(zhuǎn)夾持端的內(nèi)環(huán)上，上旋轉(zhuǎn)夾持端的內(nèi)環(huán)內(nèi)孔、鋼管內(nèi)孔和下旋轉(zhuǎn)夾持端的內(nèi)環(huán)內(nèi)孔形成內(nèi)孔流化通道，外套管夾持在上旋轉(zhuǎn)夾持端和下旋轉(zhuǎn)夾持端的外環(huán)上，所述外套管與上旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)的外環(huán)、鋼管外壁和下旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)的外環(huán)之間的環(huán)形空間形成外環(huán)流化通道；

所述流化機(jī)包括內(nèi)孔流化床和外環(huán)流化床，所述內(nèi)孔流化床出口連接上旋轉(zhuǎn)夾持端的內(nèi)環(huán)上并與內(nèi)孔流化通道連通，所述外環(huán)流化床出口連接外套管緊鄰上旋轉(zhuǎn)夾持端的部位并與外環(huán)流化通道連通；

所述鋼管旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)的出口通過通風(fēng)管連接粉體收集機(jī)，所述粉體收集機(jī)通過粉體輸送機(jī)連接至所述流化機(jī)。

進(jìn)一步地，所述粉體收集機(jī)包括第一收集罐和第二收集罐，所述下旋轉(zhuǎn)夾持端的內(nèi)環(huán)通過通風(fēng)管連接第一收集罐，所述下旋轉(zhuǎn)夾持端的外環(huán)上設(shè)有環(huán)套，所述外環(huán)設(shè)有多個通孔連接環(huán)套，所述環(huán)套通過通風(fēng)管連接第二收集罐。

進(jìn)一步地，所述第一收集罐通過粉體輸送機(jī)連接內(nèi)孔流化床，第二收集罐通過粉體輸送機(jī)連接外環(huán)流化床。

進(jìn)一步地，所述流化機(jī)分別包括流化室、空氣室，所述流化室和空氣室中間設(shè)有微孔板連通，在微孔板上設(shè)有電極，所述電極連接高電壓發(fā)生器；在流化室中置有被涂覆粉體；所述微孔板的孔徑小于被涂覆粉體的直徑；所述空氣室包括入風(fēng)口，風(fēng)機(jī)設(shè)置在所述入風(fēng)口上。

進(jìn)一步地，所述外夾套為電絕緣材質(zhì)，環(huán)繞夾套設(shè)有高頻加熱機(jī)，所述高頻加熱機(jī)可從夾套的一端平移到夾套的另一端，從而在流化粉末前將鋼管加熱到預(yù)定的高于粉體熔融的溫度。

進(jìn)一步地，所述下旋轉(zhuǎn)夾持端的內(nèi)環(huán)連接驅(qū)動齒輪，所述驅(qū)動齒輪包括臺階孔部，臺階孔部中設(shè)有上下兩個軸承，所述通風(fēng)管的端部法蘭安裝在軸承之間，在軸承外固定有壓裝板。

進(jìn)一步地，所述粉體收集機(jī)包括由中間壁間隔成相鄰的氣濾收集室和粉體室，所述氣濾收集室和粉體室通過中間壁下部的連接口連通；所述氣濾收集室為雙層殼體，內(nèi)層為布袋過濾器，外層為金屬殼體，所述金屬殼體上分布有多個透氣孔。所述粉體室的出口處設(shè)有粉體螺旋輸送器。

進(jìn)一步地，所述外環(huán)流化床通過環(huán)形連接部連接在外夾套的外環(huán)處并與外環(huán)流化通道連通；所述內(nèi)孔流化床通過內(nèi)孔連接部連接上旋轉(zhuǎn)夾持端并與鋼管內(nèi)孔流化通道連通。

進(jìn)一步地，所述粉體輸送機(jī)包括輸送管和設(shè)置在管內(nèi)的螺旋輸送器，所述粉體收集機(jī)的粉體室還包括加料口，所述粉體螺旋輸送器連接所述粉體輸送機(jī)的螺旋輸送器。

一種所述鋼管靜電涂覆機(jī)的鋼管涂覆方法，

該方法包括第一涂覆工序和第二涂覆工序，所述第一涂覆工序使用所述鋼管靜電涂覆機(jī)同時通過內(nèi)孔流化通道和外環(huán)流化通道，一邊轉(zhuǎn)動鋼管，一邊使第一樹脂粉體靜電附著在鋼管內(nèi)壁上；同時使第二樹脂粉體靜電附著在鋼管外壁上，預(yù)先加熱的鋼管使第一樹脂粉體熔化粘結(jié)以形成第一涂覆內(nèi)層，第二樹脂粉體熔化粘結(jié)以形成第一涂覆外層；

所述第二涂覆工序包括將常溫硬化型樹脂組合物涂在鋼管外壁的第一涂覆外層上，并在室溫下加以硬化以形成第二涂覆外層，所述第二涂覆外層以形成對鋼管外壁的第一涂覆外層的防破損保護(hù)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)實(shí)質(zhì)的相互促進(jìn)作用實(shí)現(xiàn)了鋼管涂覆存在著的難以解決的技術(shù)問題：粉末流化一般都是在大的容器中進(jìn)行，僅能使鋼管浸入流化床中進(jìn)行涂覆，因此，鋼管在流化床中僅能涂覆外表面，內(nèi)表面很難涂覆到；或者附著在鋼管外表面與端面上的樹脂粉末較厚，而樹脂粉末卻無法充分地附著在鋼管的內(nèi)表面，由此導(dǎo)致最終形成的涂覆膜的厚度不均勻。

(1)旋轉(zhuǎn)夾持機(jī)構(gòu)的設(shè)計，保證鋼管能旋轉(zhuǎn)，同時在鋼管壁的內(nèi)外兩側(cè)形成內(nèi)孔流化通道5和外環(huán)流化通道6；

(2)鼓風(fēng)和吸風(fēng)配合形成穿過流化通道的動力風(fēng)流，流化機(jī)的一定風(fēng)壓的鼓風(fēng)和回收風(fēng)機(jī)一定風(fēng)壓的負(fù)壓吸風(fēng)，使得風(fēng)流裹脅著粉體分別穿過內(nèi)孔流化通道5和外環(huán)流化通道6，以在鋼管的軸向內(nèi)外壁表面同時靜電吸附粉體；

(3)粉體收集機(jī)和返回泵配合以使粉體形成封閉的自循環(huán)結(jié)構(gòu)，以保證足夠量的粉體吸附，從而形成均勻厚度的涂覆膜。

內(nèi)外流化通道的隔離建立是內(nèi)外壁同時靜電吸附的前提，動力風(fēng)流和自循環(huán)結(jié)構(gòu)是粉體持續(xù)地、均勻地通過通道的保證，粉體收集機(jī)和返回泵配合使得自循環(huán)得以形成，因此，上述改進(jìn)①、改進(jìn)②、改進(jìn)③是相互協(xié)同作用的。

所述鋼管靜電涂覆機(jī)，通過內(nèi)孔流化通道5和外環(huán)流化通道6分別運(yùn)輸不同的或者相同的粉體到整個鋼管的內(nèi)表面和外壁表面，同時配合鋼管的緩慢旋轉(zhuǎn)，將粉體均勻附著到鋼管的內(nèi)外壁面上。通過控制吹氣壓力和粉體供應(yīng)量和流化涂覆時間，可控制鋼管內(nèi)外壁面上的涂覆膜的厚度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明鋼管靜電涂覆機(jī)的示意圖。

圖2為本發(fā)明鋼管靜電涂覆機(jī)的下旋轉(zhuǎn)夾持端結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明鋼管靜電涂覆機(jī)的流化機(jī)結(jié)構(gòu)圖。

上述圖中的附圖標(biāo)記：

1、鋼管，2、夾套，3、內(nèi)孔流化床，4、外環(huán)流化床，5內(nèi)孔流化通道，6外環(huán)流化通道，7第一收集風(fēng)機(jī)，8第一收集罐，9粉體輸送管，10粉體提升器，12環(huán)套，13第二收集風(fēng)機(jī)，14第二收集罐，15高頻電磁加熱器,16通風(fēng)管

2.1上旋轉(zhuǎn)夾持端，2.2下旋轉(zhuǎn)夾持端，2.3外套管

20外環(huán)，21內(nèi)環(huán)，22驅(qū)動齒輪，22.1臺階孔部，22.2壓裝板，22.3軸承

20.1套管定位槽，21.1鋼管定位槽，21.2電絕緣彈性體

41流化室，42空氣室，43微孔板,44高電壓發(fā)生器,45電極

41.1底固定裙板,42.1頂固定裙板,42.2入風(fēng)口

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

參考圖1-3所示，一種鋼管靜電涂覆機(jī)，鋼管1，所述鋼管1通過夾套2夾持，夾套2包括上旋轉(zhuǎn)夾持端2.1、下旋轉(zhuǎn)夾持端2.2和外套管2.3，所述上旋轉(zhuǎn)夾持端2.1和下旋轉(zhuǎn)夾持端2.2均包括外環(huán)20、內(nèi)環(huán)21，所述內(nèi)環(huán)21和外環(huán)20之間設(shè)有軸承，所述軸承的內(nèi)圈為電絕緣體；所述內(nèi)環(huán)21可相對于外環(huán)20旋轉(zhuǎn)；內(nèi)環(huán)21上設(shè)有鋼管定位槽21.1，外環(huán)20上設(shè)有套管定位槽20.1，在所述鋼管定位槽21.1和套管定位槽中固定有電絕緣彈性體21.2，所述鋼管1和外套管2.3的兩端分別嵌入電絕緣彈性體21.2中定位；所述外套管2.3采用絕緣材料，外套管的兩端嵌入套管定位槽20.1中定位。所述夾套2和鋼管1的裝配體形成了鋼管內(nèi)孔通道5和鋼管和外套管2.3之間的外環(huán)通道6。所述外套管2.3為絕緣材質(zhì)，所述絕緣材質(zhì)包括大理石、云母和石棉，所述絕緣材質(zhì)可纖維增強(qiáng)。

還包括內(nèi)孔流化床3和外環(huán)流化床4，所述內(nèi)孔流化床3通過內(nèi)孔連接部3.1連接上旋轉(zhuǎn)夾持端2.1并與鋼管內(nèi)孔流化通道5連通；所述外環(huán)流化床4通過環(huán)形連接部4.1連接在外夾套2.3的外環(huán)處并與外環(huán)流化通道6連通。

所述下旋轉(zhuǎn)夾持端2.2的內(nèi)環(huán)21通過通風(fēng)管連接第一收集風(fēng)機(jī)7，所述第一收集風(fēng)機(jī)7通過通風(fēng)管連接第一收集罐8。所述下旋轉(zhuǎn)夾持端2.2的外環(huán)20上設(shè)有環(huán)套12，所述外環(huán)20設(shè)有多個通孔連接環(huán)套12，所述環(huán)套12通過通風(fēng)管連接第二收集風(fēng)機(jī)13，第二收集風(fēng)機(jī)13通過通風(fēng)管連接所述第二收集罐14。

所述內(nèi)環(huán)21連接驅(qū)動齒輪22，所述驅(qū)動齒輪22包括臺階孔部22.1，臺階孔部22.1中設(shè)有上下兩個軸承，所述通風(fēng)管的端部法蘭安裝在軸承之間。在軸承外固定有壓裝板22.2。

所述內(nèi)孔流化床3和外環(huán)流化床4為流化機(jī)，所述流化機(jī)分別包括流化室41、空氣室42，所述流化室41和空氣室42中間設(shè)有微孔板43連通，在微孔板上設(shè)有電極45，所述電極連接高電壓發(fā)生器44；流化室41包括側(cè)面底邊外展的底固定裙板41.1，空氣室42包括側(cè)面頂邊外展的頂固定裙板42.1，至少3層微孔板43被夾持在所述底固定裙板41.1和頂固定裙板42.1之間；所述內(nèi)環(huán)被施加與微孔板電極45相反的電壓或者接地。

所述第一收集罐8和第二收集罐14為粉體收集機(jī)，所述粉體收集機(jī)通過返回泵17分別鼓入內(nèi)孔流化床3和外環(huán)流化床4的流化室41中。

在微孔板43、流化室41之間的空間構(gòu)成粉末流化空間，所述流化室41中提前放入足夠量的待涂覆粉末，所述微孔板43的孔徑小于涂覆粉末的直徑。

所述空氣室42還包括入風(fēng)口42.2，風(fēng)機(jī)45設(shè)置在所述入風(fēng)口42.2上。優(yōu)選地，所述入風(fēng)口42.2為至少兩個。

優(yōu)選地，微孔板的孔徑為0.05～0.2mm，至少3層所述微孔板4也可以用至少2層紡織織物來替代。流化室41中的氣體壓力為0.5～1mpa。

所述鋼管1被施加與微孔板電極43相反的電壓。

環(huán)繞夾套2設(shè)有高頻加熱機(jī)15，所述高頻加熱機(jī)15可從夾套2的一端平移到夾套2的另一端，從而在流化粉末前將鋼管1加熱到預(yù)定的高于粉體熔融的溫度。

鋼管靜電涂覆機(jī)工作時，將壓縮空氣ar從入風(fēng)口42.2經(jīng)過微孔板43供給至流動室41從而流化其中的粉末。被流化的粉體分別通過內(nèi)孔流化通道5和外環(huán)流化通道6流動；同時，夾持鋼管的內(nèi)環(huán)通過驅(qū)動齒輪22被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)而帶動鋼管1一起緩慢地轉(zhuǎn)動。部分粉體混同氣流從內(nèi)孔流化通道5的出口流入通風(fēng)管，并被收集風(fēng)機(jī)鼓入收集罐收集。所述收集罐通過返回泵17分別返回到內(nèi)孔流化床3和外環(huán)流化床4的流化室41中；

在上述粉體流化通道中，內(nèi)孔流化通道5中的第一粉體通過電極帶正電或負(fù)電，并靜電附著到被施以相反電壓的鋼管的內(nèi)壁上；

而外環(huán)流化通道6中的第二粉體通過電極帶有同樣的正電或負(fù)電，并靜電附著到被施以相反電壓的鋼管的外壁上；

所述鋼管靜電涂覆機(jī)，通過內(nèi)孔流化通道5和外環(huán)流化通道6分別運(yùn)輸不同的或者相同的粉體到整個鋼管的內(nèi)表面和外壁表面，同時配合鋼管的緩慢旋轉(zhuǎn)，將粉體均勻附著到鋼管的內(nèi)外壁面上。通過控制吹氣壓力和粉體供應(yīng)量和流化涂覆時間，可控制鋼管內(nèi)外壁面上的涂覆膜的厚度。

一種使用所述鋼管靜電涂覆機(jī)涂覆鋼管的方法，該方法包括第一涂覆工序和第二涂覆工序，所述第一涂覆工序使用所述鋼管靜電涂覆機(jī)同時通過內(nèi)孔流化通道5和外環(huán)流化通道6，一邊轉(zhuǎn)動鋼管，一邊使第一樹脂粉體靜電附著在鋼管內(nèi)壁上，同時使第二樹脂粉體靜電附著在鋼管外壁上，預(yù)先加熱的鋼管使第一樹脂粉體熔化粘結(jié)以形成第一涂覆內(nèi)層，使第二樹脂粉體熔化粘結(jié)以形成第一涂覆外層；第二涂覆工序包括將常溫硬化型樹脂組合物涂在鋼管外壁的第一涂覆外層上，并在室溫下加以硬化以形成第二涂覆外層，所述第二涂覆外層以形成對鋼管外壁的第一涂覆外層的防破損保護(hù)，這樣在施工安裝和運(yùn)輸過程中，第一涂覆膜得到有效的保護(hù)。