一種常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置的製作方法
2023-05-01 07:34:16 1
專利名稱：一種常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種表面塗鍍裝置，特別是涉及一種常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置。
背景技術：
傳統金屬化學電鍍、噴塗技術需要大量的投資去建造生產線，建設廠房佔地面積大，包括酸池、鹼池、電鍍槽、打磨拋光和環保治理等主要設備，會產生廢水、廢氣、噪音和固體廢料等有毒有害物質(以化工原料為主)，影響員工的身體健康，也汙染生態環境。通常需要高溫酸洗、鹼洗或化學熱處理等預處理工藝。費時、費力、費料、費水、費電，效率低。不適宜大型的建築物、構築物的現場施工。不能交替電鍍、混合電鍍。有些工藝耐酸不耐鹼， 或耐鹼不耐酸。鍍層往往厚薄不一，或鍍層表面容易出現微孔而使被鍍物件氧化鏽蝕。表面塗鍍裝置被塗鍍的對象非常廣泛，應用於建築物、儲油庫、橋梁、鋼塔、船舶、 車輛、家具、家電、支柱鋼架、軍事裝備、高速公路和公共運輸設施等。但目前的表面塗鍍所使用的設備需要在非常溫下進行，一般金屬材料火焰噴塗的能源利用率只有13 %，而且該設備需要使用氧、乙炔氣或其他燃氣，能源費用高，且時間、人力、原料、輔料、電費、水費的損耗比較高。
發明內容本實用新型的目的在於，提供一種新型的常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置， 該裝置通過各組件的精密配合，結構緊湊，利用常溫技術，屬獨立行動裝置，設備能源利用率非常高，一般可達85%，節能效果十分突出，而且該設備不使用氧、乙炔氣和任何燃氣，能源費用可降低50%以上，使用220V 380V電源，適合任何施工環境限制，達到節能、減排、 恆溫、適應性強的效果，保持施工環境的清潔、舒適，大大改善了工作環境。本實用新型的目的及解決其技術問題是採用以下的技術方案來實現的。依據本實用新型提出的一種常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置，包括電源系統；控制系統，為表面塗鍍裝置的微電腦控制部分，連接上述電源系統，用於表面塗鍍裝置的工作運行控制集成；高速輸線系統，連接上述控制系統，用於輸送金屬離子線材；高頻電弧系統，連接上述高速輸線系統，用於將金屬離子線材高頻電弧後轉化為一種或多種混合體離子液化狀態的金屬物體；以及壓縮空氣供給系統，連接上述高頻電弧系統，用於將離子液化狀的金屬物體閃速輸送到熔融噴槍，經過熔融噴槍有效調節後閃速噴射到被塗鍍物體表面上。根據本實用新型實施例的表面塗鍍裝置，所述高頻電弧系統具有一金屬離子交匯高頻反應室，該金屬離子交匯高頻反應室內部具有一正電極端子和一負電極端子。根據本實用新型實施例的表面塗鍍裝置，所述壓縮空氣供給系統是壓縮機和空氣導管的總成。根據本實用新型實施例的表面塗鍍裝置，還包括一自適應常溫控制系統，包括 與金屬離子的常溫、塗鍍層厚信號採集模塊、及常溫、塗鍍層厚控制執行模塊，所述常溫信號採集模塊通過常溫信號處理模塊與自適應常溫控制模塊相連，自適應常溫控制模塊將產生的控制信號通過常溫控制執行模塊作用在塗鍍層上。根據本實用新型實施例的表面塗鍍裝置，所述自適應常溫控制模塊包括與溫度、 塗鍍層厚信號處理模塊相連的規則庫，與熔融噴槍調整夾角、塗鍍瞬間的時間以及塗鍍的比表面積等規則庫相連的知識庫，以及與知識庫相連的自適應運算單元。藉由上述技術方案，本實用新型常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置具有的優點。①該裝置通過各組件的精密配合，結構緊湊，利用常溫技術，設備能源利用率非常高，一般可達85 %，節能效果十分突出，真正能達到環保、節能、降耗、減排等效果；②該設備投資少，收益快，塗鍍成本低，設備投資僅為等噴塗設備的四分之一，總塗鍍成本僅為線材火焰噴塗的十分之一；③生產效率高，以塗鍍鋅金屬為例，當電流為200A時，每小時可達2^(g，比金屬材料高溫火焰噴塗提高4 6倍；④由於是常溫裝置，不提高工件溫度，避免高溫對被鍍件產生變形效果，不需使用貴重金屬及貴重底層材料的情況下，可以達到很高的結合強度，一般可以達到20Mpa以上， 其結合強度是高溫火焰噴塗層的2. 5 5倍，化學電鍍的5 8倍。
圖1是本實用新型表面塗鍍裝置的結構組成圖。圖2是本實用新型表面塗鍍裝置的整體結構圖。圖3是本實用新型表面塗鍍裝置的主體內部結構圖。10:電源系統20:控制系統30:高速輸線系統40:高頻電弧系統41 金屬離子交匯高頻反應室42 正電極端子43:負電極端子50:壓縮空氣供給系統51 空氣導管60 熔融噴槍
具體實施方式
請參閱圖1-3所示，本實用新型的常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置，主要包括電源系統10、控制系統20、高速輸線系統30、高頻電弧系統40、壓縮空氣供給系統50、 以及熔融噴槍60組成。該電源系統10是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，一般由脈衝寬度調製(PWM)控制IC和MOSFET 構成。如圖2所示，電源系統10位於主機前面板的下端右側位置，主要是將新型常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置所需要的動力電能源通過控制系統20供給各用電系統。控制系統20是各裝置的動力電源啟停核心的微電腦控制部份，位於主機前面板的上端位置，將電能源通過電線與高速輸線系統30、高頻電弧系統40、正電極端子42、負電極端子43、壓縮空氣供給系統50、和溶融噴槍60等動力部件連接，作用於常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置的工作運行控制集成。高速輸線系統30是指一種高速變頻驅動電動機，位於主機的中部位置，與控制系統20連接，輸送金屬離子線材到作用於常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置的金屬離子線材輸送至電弧系統40的金屬離子交匯高頻反應室41中。該金屬離子交匯高頻反應室41 是指金屬離子線材交合匯聚(例如鋅與鋁、鋅與鋅、鋁與鋁等金屬離子線材)後，由正、負高頻電極直接作用下，產生電弧反應的整個緊湊過程都在此完成的地方。高頻電弧系統40是與高頻正弦弧電流發生物理反應的組成部份，與高速輸線系統30連接，位於控制系統20與熔融噴槍60之間的位置，與熔融噴槍60連接，主要是把從高速變頻驅動電機輸送來的金屬離子線材利用高頻正弦弧電流的作用下熔融。壓縮空氣供給系統50是輔助性系統，是空氣壓縮機與空氣導管51的總成，與高頻電弧系統40連接，作用於把常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置的專用金屬離子線材的高頻電弧後的液化狀金屬物體，閃速輸送到熔融噴槍60。熔融噴槍60是成套設備的終端系統，與壓縮空氣供給系統50連接，作用於把通過壓縮空氣供給系統50輸送來的液化狀金屬物體，經過有效的調節閃速噴射到被塗鍍物體表面上。至始，整個「新型常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置」的操作過程全部完成。可製備結合強度高(50 IOOMPa)，孔隙率極低(彡1. 5% )的優質塗鍍層，並獲得很好的應用效果。本實用新型的常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置，另外還可包括一自適應常溫控制系統，該系統包括與金屬離子的常溫、塗鍍層厚信號採集模塊、及常溫、塗鍍層厚控制執行模塊，所述常溫信號採集模塊通過常溫信號處理模塊與自適應常溫控制模塊相連，自適應常溫控制模塊將產生的控制信號通過常溫控制執行模塊作用在塗鍍層上；該自適應常溫控制模塊包括與溫度、塗鍍層厚信號處理模塊相連的規則庫，與熔融噴槍調整夾角、塗鍍瞬間的時間以及塗鍍的比表面積等規則庫相連的知識庫，以及與知識庫相連的自適應運算單元。如圖3所示，本實用新型實施例的表面塗鍍裝置，把兩根連續送進的金屬離子線材利用高頻電弧來熔化金屬，通過高速變頻驅動電機產生的氣流閃速溶融的金屬霧化，並對霧化的金屬離子加速使它們噴射到被塗鍍物形成塗鍍層的技術，都是在常溫的狀態下通過熔融噴槍60把氧化金屬離子線材閃速熔融到被塗鍍物件表面所需要的塗鍍層，一體化完成。也可以根據工作環境把金屬離子線材的線輪轆和熔融噴槍設計成獨立的附件，保持新型常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置使用效率不變，確保塗鍍效果。具有如下優點被塗鍍物件靜態與工作態時的控制精度高，常溫、塗鍍層厚便於控制；常溫和塗鍍層厚階段加入了參數自適應控制，大大降低了使用的難度；可以有效抑制大滯後的影響，也對被控對象參數變化有較強的適應能力，具有較強的穩定性，可進一步提高塗鍍質量。本實用新型實施例的表面塗鍍裝置，以低溫、低碳、環保、節能、不含易燃易爆物質等賣點為主，以體積小、重量輕、銜接牢固、運輸方便等優點為輔，而且施工工期短，不受設備空間的限制，經簡單的操作培訓，只須徒手施工，因而對被塗鍍物件是零傷害。本裝置按正常操作程序施工對人體皮膚不造成任何傷害，特別是對靜態的任何形態的大、中、小型物體的應用可說是絕無僅有，特別適合在船倉、油庫等密封容器和密閉環境內施工，使得其它類似工藝技術望塵莫及，實屬現代常溫塗鍍工程中當之無愧的一支獨秀新型環保節能金屬離子塗鍍配套材料，是一項革新的創新技術。[0034]本實用新型可廣泛應用於建築物、儲油庫、橋梁、鋼塔、船舶、車輛、家具、家電、支柱鋼架、軍事裝備、高速公路和公共運輸設施等。本裝置不但可以提高防腐防鏽性及耐久性，並可一次過解決被塗鍍件的整理、環境汙染、施工質量等問題，對被塗鍍件不會產生任何影響，安全可靠。無論是在水下作業，或者是在高溫天氣環境下施工，都能操作自如，本裝置都為現場施工提供充份的可行性，是可替代化學電鍍、噴塗等傳統工藝技術，比傳統的化學電鍍、噴塗等工藝技術的防鏽、防腐能力高6倍以上，並能防止鹽害及酸雨侵蝕，一經塗鍍，防鏽、防腐的有效期長達15 20年之久，其突出特點是優質、高效、經濟、低能耗、成本低廉、安全可靠等。對防鏽、防腐工業產生莫大裨益，是開拓了防腐、防鏽、加嵌裝飾等領域服務新領域。本裝置在國內處於領先地位，市場的佔有率預測最低在30 % 50 %左右。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非對本實用新型作任何形式上的限制，故凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本實用新型技術方案的範圍內。
權利要求1.一種常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置，其特徵在於其包括電源系統；控制系統，為表面塗鍍裝置的微電腦控制部分，連接上述電源系統，用於表面塗鍍裝置的工作運行控制集成；高速輸線系統，連接上述控制系統，用於輸送金屬離子線材；高頻電弧系統，連接上述高速輸線系統，用於將金屬離子線材高頻電弧後轉化為一種或多種混合體離子液化狀態的金屬物體；以及壓縮空氣供給系統，連接上述高頻電弧系統，用於將離子液化狀的金屬物體閃速輸送到熔融噴槍，經過熔融噴槍有效調節後閃速噴射到被塗鍍物體表面上。
2.根據權利要求1所述的表面塗鍍裝置，其特徵在於所述高頻電弧系統具有一金屬離子交匯高頻反應室，該金屬離子交匯高頻反應室內部具有一正電極端子和一負電極端子。
3.根據權利要求1所述的表面塗鍍裝置，其特徵在於所述壓縮空氣供給系統是壓縮機和空氣導管的總成。
4.根據權利要求1所述的表面塗鍍裝置，其特徵在於其還包括一自適應常溫控制系統，包括與金屬離子的常溫、塗鍍層厚信號採集模塊、及常溫、塗鍍層厚控制執行模塊，所述常溫信號採集模塊通過常溫信號處理模塊與自適應常溫控制模塊相連，自適應常溫控制模塊將產生的控制信號通過常溫控制執行模塊作用在塗鍍層上。
專利摘要本實用新型關於一種常溫金屬離子閃速熔融表面塗鍍裝置，包括電源系統；控制系統，為表面塗鍍裝置的微電腦控制部分，連接上述電源系統，用於表面塗鍍裝置的工作運行控制集成；高速輸線系統，連接上述控制系統，用於輸送金屬離子線材；高頻電弧系統，連接上述高速輸線系統，用於將金屬離子線材高頻電弧後轉化為一種或多種混合體離子液化狀態的金屬物體；以及壓縮空氣供給系統，連接上述高頻電弧系統，用於將離子液化狀的金屬物體閃速輸送到熔融噴槍，經過有效調節後閃速噴射到被塗鍍物體表面上。本裝置通過各組件的精密配合，結構緊湊，利用常溫技術，設備能源利用率非常高，一般可達85％，真正能達到環保、節能、降耗、減排等效果。
文檔編號C23C4/12GK202116636SQ20112001062
公開日2012年1月18日 申請日期2011年1月14日 優先權日2011年1月14日
發明者李盟徽, 蔡振強 申請人:廣州市盛悅環保科技有限公司