一種去除鋼鐵表面包裹物的裝置的製作方法

2023-12-02 06:10:16

專利名稱：一種去除鋼鐵表面包裹物的裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋼鐵表面處理工藝領域，特別是指一種去除鋼鐵表面包裹物的裝置。
背景技術：
在西方世界中，人們估計鏽蝕達到BNP的3% -4%。僅在挪威，每年就有數百萬平方米的表面通過油漆來進行保護。為了取得較好的效果，必需對油漆表面進行清潔和預處理。比如船舶、儲槽/櫃箱、近海和陸地的輸油管的油漆翻新及維護中，為了達到較好的噴漆效果，需要將鋼鐵表面的舊漆及鐵鏽清除乾淨，並作適當的表面預處理。工業界之前普遍採用了噴砂、打磨及高壓噴水衝洗(水刀)等方法，或者幾種方法結合使用。最常用的方法是噴砂清理法。該方法通過向表面噴砂或其他適合的介質來去除舊的油漆和鏽。這是一種高成本且相當耗時的工藝。該方法的優點是可以產生一個粗糙的表面，粗糙表面能與新油漆很好地粘結。不僅如此，該方法所使用的設備廉價，且操作簡單並易於保養。該方法的不足之處是要使用大量的砂，會產生大量的灰塵，設備重而操作笨重。 而且該方法速度慢，也不能去除油脂和其他汙物，如水溶鹽、硫酸鹽等。去除油漆和鏽的噴水衝刷方法現在變得更為常用。該方法的優點是避免了有關灰塵的問題，在該方法中很少有廢棄物，並且去除了水溶性汙物。該方法的不足是設備昂貴且難於保養，在鋼件表面無粗糙表面形成，有大量水潑濺出來，需要大量的水，而且處理面必須弄乾後才能油漆。打磨處理已經基本不再使用，目前只適用於局部表面維修工作。
實用新型內容本實用新型提供一種去除鋼鐵表面包裹物的裝置，可以提高去除鋼鐵表面包裹物的效率。本實用新型提供的一種去除鋼鐵表面包裹物的裝置，包括主控制器、電磁感應單元以及速度傳感器，所述主控制器與所述電磁感應單元和速度傳感器相連，其中，所述速度傳感器，用於探測所述電磁感應單元的移動速度；所述主控制器，用於根據所述電磁感應單元的移動速度控制輸出電壓和電流；所述電磁感應單元，用於在所述鋼鐵表面滑動，並根據所述主控制器的控制，在鋼鐵表面產生電磁感應熱。所述電磁感應單元包括勵磁線圈、與所述勵磁線圈並聯的諧振電路，其中，所述勵磁線圈固定在一可移動部件上，且與鋼鐵表面具有設定的距離。所述可移動部件為滾輪、滑車。所述主控制器包括整流單元，用於對輸入的交流電進行整流，並向逆變單元輸出直流電；逆變單元，根據主控單元的控制，將所述直流電進行逆變產生高頻交流電；[0017]主控單元，用於根據電磁感應單元的移動速度，調節逆變單元輸出的電壓和電流， 對逆變單元進行閉環控制。所述整流單元為二極體三相整流電路。所述逆變單元為H型IGBT逆變橋。本實用新型方案中，速度傳感器用於探測所述電磁感應單元的移動速度；主控制器，用於根據所述電磁感應單元的移動速度控制輸出電壓和電流；電磁感應單元，用於在所述鋼鐵表面滑動，並根據所述主控制器的控制，在鋼鐵表面產生電磁感應熱。利用電磁感應單元產生的熱除去鋼鐵表面包裹物，而且，可以精確將加熱的深度控制在鋼鐵表面下0. 3 毫米處，而不是對鋼鐵整體加熱，並且這種處理方式擁有傳統方式的10倍以上效率，對人身毫無傷害以及無任何環境汙染。

圖1為本實用新型實施例裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型實施例中的整流單元的示意圖；圖3為本實用新型實施例中由H型IGBT逆變橋構成的逆變單元的示意圖；圖4為本實用新型實施例中的電磁感應單元的結構示意圖；其中，圖1中，1為三相電源，2為主控制器，3為滾輪(主控制器的滾輪)，4為速度傳感器電纜，5為主電纜；6為速度傳感器；7為勵磁線圈；8為滾輪(電磁感應單元的滾輪)；9為電磁感應單元；10為鋼鐵表面；11為手柄。
具體實施方式
參見圖1所示，為了提高去除鋼鐵表面包裹物的效率，本實用新型去除鋼鐵表面 10包裹物的裝置包括主控制器2、電磁感應單元9以及速度傳感器6，所述主控制器2與所述速度傳感器6和電磁感應單元9相連，其中，所述速度傳感器6，用於探測所述電磁感應單元9的移動速度；所述主控制器2，用於根據所述電磁感應單元9的移動速度控制輸出電壓和電流；所述電磁感應單元9，用於在所述鋼鐵表面10滑動，並根據所述主控制器2的控制，在鋼鐵表面10產生電磁感應熱。主控制器2安裝在滾輪3上，主控制器2與電磁感應單元9之間由主電纜5及速度傳感器電纜4連接。所述電磁感應單元9包括勵磁線圈7、以及與所述勵磁線圈7並聯的諧振電路。為了使電磁感應單元9產生的熱能均勻地到達鋼鐵表面10下一定厚度，可以將所述電磁感應單元9固定在一可移動部件上，該可移動部件在圖1中通過滾輪8實現，且與鋼鐵表面10具有設定的距離。而且，該滾輪8，可以為滑車，或者能移動的其他部件。所述主控制器2包括整流單元、逆變單元和主控單元。其中，整流單元，用於對輸入的交流電壓進行整流，並向逆變單元輸出直流電壓；逆變單元，根據主控單元的控制，將所述直流電壓進行逆變產生高頻交流電；主控單元，用於根據電磁感應單元的移動速度，調節逆變單元輸出的電壓和電流，對逆變單元進行閉環控制。 這裡，所述整流單元就可以採用標準的二極體三相整流電路。所述逆變單元可以採用H型 IGBT逆變橋。[0032]整流單元可以採用標準的二極體三相整流電路，如圖2所示，具體包括二極體三相整流橋、直流電容以及預充電電路。預充電電路在主進線合間之前，對直流電容進行限流充電；交流電經二極體橋路整流為直流電；直流電容平滑直流電平並存儲電荷。主控單元可以包括中央處理單元、現場可編程門陣列FPGA、信號隔離驅動電路等。 中央處理單元可以為數位訊號處理器(DSP)，DSP監測整流橋進線電壓Uael、直流輸出電壓 Udc及直流輸出電流Id。、逆變橋輸出側電壓ua。2、輸出側交流電流Ia。、輸出頻率fa。t及電磁感應單元移動速度n_，觸發控制逆變橋功率半導體器件的開關次序，逆變橋輸出電壓及頻率可變換的交流電。FPGA處理快速信號的邏輯運算、系統過流過壓快速保護、及DSP與逆變橋之間觸發信號的發送及封鎖處理，同時處理人機接口信息交互等。中央處理單元監控進線交流電壓Uacl，直流輸出電壓Udc及直流輸出電流Id。，在故障時分斷前端斷路器，可靠保護電路系統；中央處理單元亦為預充電電路的控制單元，在合開關送電之前，直流環節的電容器需要緩慢充電至滿電壓，避免損傷電容，或過流擊穿二極體。逆變單元可以由H型IGBT逆變橋構成，如圖3所示。H型IGBT逆變橋的主要功率半導體器件為IGBTansulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型電晶體，是由 BJT(雙極型電晶體)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的複合全控型電壓驅動式電力電子器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。因此，主控單元可以根據輸出側交流電流Ia。、輸出頻率fa。t及電磁感應單元9移動速度n_，與設定值進行比較後閉環控制，通過驅動電路觸發H橋上橋臂與下橋臂的IGBT以一定的頻率和次序交錯導通， 形成幅值和頻率可調節的高頻交流電。電磁感應單元9的電氣原理圖如圖4所示，可變化電壓及頻率的交流電，作用於主要由勵磁線圈7的阻抗及渦流環路內阻構成的負載上。L為勵磁線圈7的感抗，R為勵磁線圈7的阻抗及渦流環路的阻抗，電路中亦包括了諧振電容C。電磁感應單元9的勵磁線圈7安裝在由自由滾動的滾輪8上，確保與鋼鐵表面10 有一定的間隙，人工手持電磁感應單元9的手柄11操作。與滾輪8同軸安裝了速度傳感器 6，比如速度編碼器，速度編碼器採集的速度信號n_送至主控制器2，依據滑動速度調節輸出功率。當滑行速度加快時，電源將加大輸出電壓，即增加了輸出電流(即時功率)，確保單位面積鋼板所接收的能量一致。當滑行速度減慢時，降低輸出電壓，即減少了輸出電流 (即時功率)，單位面積的功率時間乘積保持一致。當整個系統開始運作，由三相電源1供應交流電，電能經由主控制器2、主電纜5及電磁感應單元9，最終在鋼鐵工件表面10上產生電磁場和感應渦流，並且能精準的控制熱能的範圍。電磁感應單元9與鋼鐵工件表面10沒有任何實際的接觸(故工件不會有磨損及撕裂)。局部性且被控制的熱度，可立即的除去塗層及鐵鏽。另外，磁場到達深度由供向勵磁線圈7上的交流電的頻率決定，也就是說，輸出電壓頻率越高，產生磁場的穿透力越低；其頻率低，產生磁場的穿透力越高。按照實踐表明， 當設備工作的輸出電壓頻率達到20000赫茲以上時，感應熱能只會穿透於鋼鐵板0. 3mm厚度的地方，即可去除油漆和防鏽包裹物。若有其它塗料在鋼板的另外一面，則完全不受到影響。此除漆除鏽設備的電磁感應單元9為了產生足夠的交變電磁場，並穿透一定厚度的鋼鐵表面10，需要較大的電流激勵勵磁線圈7 ；而勵磁線圈7的阻抗、感抗，以及鋼鐵渦流閉合的內阻較小，勵磁線圈7的激勵電壓並不需很高，為低電壓大電流特性。參見圖2所示，本實用新型實施例的去除鋼鐵表面10的包裹物方法包括以下步驟步驟1、帶包裹物的鋼鐵材料準備。(1)帶包裹物的鋼鐵材料為5mm及其以上的，表面相對平整。(2)焊件板材小於5mm的，要注意背部散熱材料準備。步驟2、鋼鐵材料清理。簡單清理鋼鐵包裹物表面凹凸處。步驟3 實施鋼鐵表面包裹物去除。(1)開機，打開主控制器。(2)選擇主控制器的輸出參數，電源參數選擇如下，額定電壓380士 10% V，額定功率25-50KW之間50% 100%可調整，基波頻率50/60Hz。(3)工作人員摘除手錶、戒指及去除手機等隨身攜帶的電子設備。 (4)手持前端電磁感應單元與鋼鐵材料貼合併勻速移動。(5)包裹物從鋼鐵表面自然剝落分離。步驟4:去除後處理。鋼鐵自然降溫至40°C，如鋼鐵表面有凹凸不平，可用小功率高壓水槍清洗鋼鐵表面，去除凹凸內殘餘存渣。本實施例採用電磁感應加熱技術，對鋼鐵表面進行加熱後直接就可以剝除所有堅固物質，設備可以精確將加熱的深度控制在鋼鐵表面下0. 3毫米處，而不是對鋼鐵整體加熱，並且這種處理方式擁有傳統方式的10倍以上效率，對人身毫無傷害以及無任何環境汙
^fe ο顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求1.一種去除鋼鐵表面包裹物的裝置，其特徵在於，該裝置包括主控制器、電磁感應單元以及速度傳感器，所述主控制器與所述電磁感應單元和速度傳感器相連，其中，所述速度傳感器，用於探測所述電磁感應單元的移動速度； 所述主控制器，用於根據所述電磁感應單元的移動速度控制輸出電壓和電流； 所述電磁感應單元，用於在所述鋼鐵表面滑動，並根據所述主控制器的控制，在鋼鐵表面產生電磁感應熱。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述電磁感應單元包括勵磁線圈、與所述勵磁線圈並聯的諧振電路，其中，所述勵磁線圈固定在一可移動部件上，且與鋼鐵表面具有設定的距離。
3.如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述可移動部件為滾輪、滑車。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述主控制器包括整流單元，用於對輸入的交流電進行整流，並向逆變單元輸出直流電； 逆變單元，根據主控單元的控制，將所述直流電進行逆變產生高頻交流電； 主控單元，用於根據電磁感應單元的移動速度，調節逆變單元輸出的電壓和電流，對逆變單元進行閉環控制。
5.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述整流單元為二極體三相整流電路。
6.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述逆變單元為H型IGBT逆變橋。
專利摘要本實用新型公開了一種去除鋼鐵表面包裹物的裝置，該裝置包括主控制器、電磁感應單元以及速度傳感器，所述主控制器與所述電磁感應單元和速度傳感器相連，其中，速度傳感器用於探測所述電磁感應單元的移動速度；主控制器，用於根據所述電磁感應單元的移動速度控制輸出電壓和電流；電磁感應單元，用於在所述鋼鐵表面滑動，並根據所述主控制器的控制，在鋼鐵表面產生電磁感應熱。利用電磁感應單元產生的熱除去鋼鐵表面包裹物，而且，可以精確將加熱的深度控制在鋼鐵表面下0.3毫米處，而不是對鋼鐵整體加熱，並且這種處理方式擁有傳統方式的10倍以上效率，對人身毫無傷害以及無任何環境汙染。
文檔編號B08B7/00GK202052730SQ20112009628
公開日2011年11月30日 申請日期2011年4月2日 優先權日2011年4月2日
發明者陳勇 申請人:重慶烽巒科技發展有限公司