连续型喷砂机及其操作方法技术

本发明专利技术公开了一种连续型喷砂机及其操作方法，可广泛适用于物件表面的喷砂处理，其中的喷砂机结构主要是由空压机、磨料罐、储料罐、增压泵和喷枪等构成，将上述部件通过管道相连即可形成连续喷砂工作，这种连续型喷砂机适用于体量较大的工件表面清理物的清除，如公路、城镇隧道的旧涂层清除，实现连续喷砂清除旧涂层作业；如将喷砂机的磨料罐和储料罐内的磨料换成涂料，并相应调节各部件尺寸和有关参数，便能作为喷涂机连续喷涂作业，这种喷砂机能够减少停机误工，提高功效，还具有构造简单、使用方便、安全可靠、效益显著等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种物件表面喷砂处理领域，具体是指连续型喷砂机及其操作方法。
技术介绍
喷砂机是射流技术的一项具体应用，多用于船舶、管道、工件和设备的清洗、除垢等方面，一般有气固二相、液固二相和气液固三相等喷砂机。在高压空气中掺入很细的磨料颗粒，使磨料粒子与高压空气进行充分混合后再经喷头喷出，从而形成具有极高速度的磨料粒子流，这就是气固二相磨料射流技术。根据供料方式不同，气固二相磨料射流分为后混合磨料射流和前混合磨料射流两种，后混合式目前应用较少；前混合是指事先在喷砂机的磨料罐中将磨料与气体相混合，再将空气和磨料悬浮混合物加速送至喷枪进行作业，具有射流压力较低，能量消耗少，磨料获得的动能大等优点。而目前的喷砂机一般有单缸和双缸两种，单缸喷砂机缸内的磨料浓度较低，即密度较小，缸内储存的磨料使用完了以后,需停止喷砂，关闭高压空气进气阀，排空缸内残余气体，再添加磨料继续下一个循环，为间断型喷砂机，喷砂功效较低。间断型双缸喷砂机，虽然增加了磨料缸的体积，延长了喷砂时间，但本质上仍是间断型的，与单缸喷砂机缺点基本相同。2008年第6期《造船技术》“常用喷丸(砂)机的控制及其性能”介绍了目前较先进的连续型双缸喷砂机，喷砂机缸分上、下两仓，加料口和上、下两仓通过封堵阀门调节气压，实现连续加料和喷砂，但当下仓空仓无磨料时，在上仓对下仓间歇式集中加料过程中，下落高浓度磨料与高压空气的混合作用时间较短，下仓中空气和磨料混合物的浓度均匀性不够即空气和磨料悬浮混合物均匀性较差，以致喷枪喷头喷出的空气和磨料混合物连续性和均匀性欠佳，容易堵塞喷枪喷头，影响了喷砂质量和功效。专利技术内容本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种构造简单、使用方便、安全可靠、效益显著的连续型喷砂机及其操作方法。本专利技术的技术问题通过以下技术方案实现：一种连续型喷砂机，包括空压机、磨料罐、增压泵和喷枪，所述的喷砂机还包括储料罐；所述的磨料罐和储料罐顶部均设有加料口；所述的空压机具有两个顶部输气口和一个底部输气口；所述增压泵顶部的进气口与空压机的其中一个顶部输气口之间设有互相连通的第一气体管道，增压泵顶部的输气口与储料罐顶部的进气口之间设有互相连通的第二气体管道；所述空压机的另一个顶部输气口与磨料罐顶部的进气口之间设有互相连通的第三气体管道，磨料罐底部设有连接喷枪的送料管，喷枪末端设有喷头；所述空压机的底部输气口与喷枪之间设有互相连通的送气管；所述的磨料罐与储料罐的中部之间设有互相连通的连接料管，储料罐内的气体压强大于磨料罐内的气体压强，并在磨料罐和储料罐内均形成空气和磨料悬浮混合物；所述的储料罐底部设有预留喷枪接管。所述的第一气体管道、第二气体管道、第三气体管道、送料管、送气管、连接料管和预留喷枪接管上均设有控制管道启闭的电磁控制阀。所述的磨料罐和储料罐的顶部均设有排气阀。所述的空压机、磨料罐、储料罐、增压泵和喷枪上均设有检测元件、密度仪，所述的检测元件、密度仪、电磁控制阀与外接的计算机共同组成喷砂机的智能检测控制系统。所述的储料罐内的空气和磨料悬浮混合物通过连接料管连续流动至磨料罐，并与磨料罐内的空气和磨料悬浮混合物通过喷枪的喷头高速喷出时，根据气力运送理论和质量守恒定律，该磨料罐和储料罐内的空气和磨料悬浮混合物的浓度需满足如下积分方程组：公式一、式中——磨料罐内磨料在时间为时的浓度，即磨料罐内磨料的体积占磨料罐容积的比值, ；——储料罐内磨料在时间为时的浓度，即储料罐内磨料的体积占储料罐容积的比值, ；——磨料的视密度，；——磨料罐内的空气和磨料悬浮混合物在时间为时的视密度，为时间的函数，；——储料罐内的空气和磨料悬浮混合物在时间为时的视密度，为时间的函数，；——磨料罐内的空气和磨料悬浮混合物的初始即时视密度，；——储料罐内的空气和磨料悬浮混合物的初始即时视密度，；——喷枪的喷头喷射的空气和磨料悬浮混合物的视密度，设定在连续喷砂期间保持均匀不变，根据工件清理物的特性由试验确定，；——磨料罐的容积，；——储料罐的容积，；——磨料罐内的空气和磨料悬浮混合物的压强，；——储料罐内的空气和磨料悬浮混合物的压强，；——储料罐与磨料罐之间连接料管的长度，；——储料罐与磨料罐之间连接料管的内直径，；——喷枪的喷头有效内直径，；——储料罐内的空气和磨料悬浮混合物连续流动至磨料罐的连接料管末端处的速度，；——喷枪的喷头处空气和磨料悬浮混合物的喷射速度，设定在连续喷砂期间保持均匀不变，根据工件清理物的特性由试验确定，；——储料罐内的空气和磨料悬浮混合物连续流至磨料罐连接料管的速度摩阻损失折减系数，根据连接料管的特性由试验确定，；公式二、在公式一中，磨料罐内的空气和磨料悬浮混合物的浓度等于零即磨料罐内的磨料耗尽时所需的时间、储料罐内的空气和磨料悬浮混合物的浓度等于零即储料罐内的磨料耗尽时所需的时间分别为式中——磨料罐内的空气和磨料悬浮混合物的浓度等于零即磨料罐和储料罐内的磨料全部耗尽时所需的时间，，由公式二的一元三次方程求出；——储料罐内的空气和磨料悬浮混合物的浓度等于零即储料罐内的磨料耗尽时所需的时间，；——磨料罐和储料罐内的磨料全部耗尽时所需的时间-储料罐内的磨料耗尽时所需的时间-储料罐排气等时间，；——储料罐排气等时间，，包括关闭和开启储料罐排气阀、关闭和开启相关管道电磁控制阀、关闭和启动增压泵、关闭和开启连接料管上的电磁控制阀等储料罐再次装入磨料的所有相关操作的时间，在时间内储料罐加磨料完成，才能保证喷砂机连续作业，即按所需的时间确定储料罐的容积和储料罐内的空气和磨料悬浮混合物的初始即时视密度；——喷砂机连续工作时间，；——储料罐加磨料次数；其余符号意义见公式一；以上计算公式作为初步设计连续型喷砂机的结构参数时使用，精确的设计参数需要通过试验确定，喷枪的喷头外界大气压强为。所述的空压机、磨料罐、储料罐和增压泵底部均设有带锁移动轮。所述的磨料为硬质颗粒，如铜矿砂、石英砂、金刚砂、铁砂、海南砂等，粒度为5～220目，根据工件表面清理物的特性选用。所述喷枪的喷头将磨料罐内的空气和磨料悬浮混合物的气动流体压力能转换为速度动能，并使气流携带磨料颗粒形成高压喷砂喷射至工件表面，清除清理物。一种连续型喷砂机操作方法，其包括如下步骤：步骤一、设计、制作连续型喷砂机部件并组装：①根据喷砂机的工作对象设计拟定喷砂机部件尺寸和所需原材料；②按照公式一、公式二复核计算各部件参数，直至满足要求；③制作和组装连续型喷砂机部件，并检验合格；④通过试验，最终确定连续型喷砂机的各部件尺寸和有关参数；步骤二、磨料罐和储料罐内装入磨料：①关闭所有管道上的电磁控制阀；②打开磨料罐的加料口装入磨料，磨料浓度为10～30%，装料完毕后关闭磨料罐的加料口；③打开储料罐的加料口装入磨料，磨料浓度为30～50%，装料完毕后关闭储料罐的加料口；步骤三、启动空压机和增压泵：①启动空压机，压强为600～700，开启磨料罐与空压机之间的第三气体管道上的电磁控制阀，使磨料罐内的磨料和高压气体混合成空气和磨料悬浮混合物；②启动增压泵，压强为800～1000，开启增压泵与空压机之间的第一气体管道上的电磁控制阀，开启增压泵与储料罐之间的第二气体管道上的电磁控制阀，使储料罐内的磨料和高压气体混合成空气和磨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续型喷砂机，包括空压机（1）、磨料罐（2）、增压泵（4）和喷枪（9），其特征在于所述的喷砂机还包括储料罐（3）；所述的磨料罐（2）和储料罐（3）顶部均设有加料口（22）；所述的空压机（1）具有两个顶部输气口（11）和一个底部输气口（12）；所述增压泵（4）顶部的进气口（21）与空压机（1）的其中一个顶部输气口（11）之间设有互相连通的第一气体管道（5），增压泵（4）顶部的输气口（41）与储料罐（3）顶部的进气口（21）之间设有互相连通的第二气体管道（6）；所述空压机（1）的另一个顶部输气口（11）与磨料罐（2）顶部的进气口（21）之间设有互相连通的第三气体管道（7），磨料罐（2）底部设有连接喷枪（9）的送料管（25），喷枪（9）末端设有喷头（91）；所述空压机（1）的底部输气口（12）与喷枪（9）之间设有互相连通的送气管（8）；所述的磨料罐（2）与储料罐（3）的中部之间设有互相连通的连接料管（32），储料罐（3）内的气体压强大于磨料罐（2）内的气体压强，并在磨料罐（2）和储料罐（3）内均形成空气和磨料悬浮混合物；所述的储料罐（3）底部设有预留喷枪接管（31）。

【技术特征摘要】
1.一种连续型喷砂机，包括空压机（1）、磨料罐（2）、增压泵（4）和喷枪（9），其特征在于所述的喷砂机还包括储料罐（3）；所述的磨料罐（2）和储料罐（3）顶部均设有加料口（22）；所述的空压机（1）具有两个顶部输气口（11）和一个底部输气口（12）；所述增压泵（4）顶部的进气口（21）与空压机（1）的其中一个顶部输气口（11）之间设有互相连通的第一气体管道（5），增压泵（4）顶部的输气口（41）与储料罐（3）顶部的进气口（21）之间设有互相连通的第二气体管道（6）；所述空压机（1）的另一个顶部输气口（11）与磨料罐（2）顶部的进气口（21）之间设有互相连通的第三气体管道（7），磨料罐（2）底部设有连接喷枪（9）的送料管（25），喷枪（9）末端设有喷头（91）；所述空压机（1）的底部输气口（12）与喷枪（9）之间设有互相连通的送气管（8）；所述的磨料罐（2）与储料罐（3）的中部之间设有互相连通的连接料管（32），储料罐（3）内的气体压强大于磨料罐（2）内的气体压强，并在磨料罐（2）和储料罐（3）内均形成空气和磨料悬浮混合物；所述的储料罐（3）底部设有预留喷枪接管（31）。2.根据权利要求1所述的连续型喷砂机，其特征在于所述的第一气体管道（5）、第二气体管道（6）、第三气体管道（7）、送料管（25）、送气管（8）、连接料管（32）和预留喷枪接管（31）上均设有控制管道启闭的电磁控制阀（10）。3.根据权利要求1所述的连续型喷砂机，其特征在于所述的磨料罐（2）和储料罐（3）的顶部均设有排气阀（23）。4.根据权利要求1所述的连续型喷砂机，其特征在于所述的空压机（1）、磨料罐（2）、储料罐（3）、增压泵（4）和喷枪（9）上均设有检测元件、密度仪（24），所述的检测元件、密度仪（24）、电磁控制阀（10）与外接的计算机共同组成喷砂机的智能检测控制系统。5.根据权利要求1所述的连续型喷砂机，其特征在于所述的储料罐（3）内的空气和磨料悬浮混合物通过连接料管（32）连续流动至磨料罐（2），并与磨料罐（2）内的空气和磨料悬浮混合物通过喷枪（9）的喷头（91）高速喷出时，根据气力运送理论和质量守恒定律，该磨料罐（2）和储料罐（3）内的空气和磨料悬浮混合物的浓度需满足如下积分方程组：公式一、式中——磨料罐（2）内磨料（26）在时间为时的浓度，即磨料罐内磨料的体积占磨料罐容积的比值, ；——储料罐（3）内磨料（26）在时间为时的浓度，即储料罐内磨料的体积占储料罐容积的比值, ；——磨料（26）的视密度，；——磨料罐（2）内的空气和磨料悬浮混合物在时间为时的视密度，为时间的函数，；——储料罐（3）内的空气和磨料悬浮混合物在时间为时的视密度，为时间的函数，；——磨料罐（2）内的空气和磨料悬浮混合物的初始即时视密度，；——储料罐（3）内的空气和磨料悬浮混合物的初始即时视密度，；——喷枪（9）的喷头（91）喷射的空气和磨料悬浮混合物的视密度，设定在连续喷砂期间保持均匀不变，根据工件清理物（93）的特性由试验确定，；——磨料罐（2）的容积，；——储料罐（3）的容积，；——磨料罐（2）内的空气和磨料悬浮混合物的压强，；——储料罐（3）内的空气和磨料悬浮混合物的压强，；——储料罐（3）与磨料罐（2）之间连接料管（32）的长度，；——储料罐（3）与磨料罐（2）之间连接料管（32）的内直径，；——喷枪（9）的喷头（91）有效内直径，；——储料罐（3）内的空气和磨料悬浮混合物连续流动至磨料罐的连接料管（32）末端处的速度，；——喷枪（9）的喷头（91）处空气和磨料悬浮混合物的喷射速度，设定在连续喷砂期间保持均匀不变，根据工件清理物（93）的特性由试验确定，；——储料罐（3）内的空气和磨料悬浮混合物连续流至磨料罐连接料管的速度摩阻损失折减系数，根据连接料管（32）的特性由试验确定，；公式二、在公式一中，磨料罐（2）内的空气和磨料悬浮混合物的浓度等于零即磨料罐（2）内的磨料耗尽时所需的时间、储料罐（3）内的空气和磨料悬浮混合物的浓度等于零即储料罐（3）内的磨料（26）耗尽时所需的时间分别为式中——磨料罐（2）内的空气和磨料悬浮混合物的浓度等于零即磨料罐（2）和储料罐（3）内的磨料（26）全部耗尽时所需的时间，，由公式二...

【专利技术属性】
技术研发人员：林智，周琪，池艳艳，张献，李畅，罗炎波，冯鸿登，冉平，张元光，陈军民，段群苗，周一勤，
申请(专利权)人：宁波交通工程建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33