CN110076699A - 一种垂直抛丸机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于抛丸设备技术领域，具体为一种垂直抛丸机，包括行走机构和抛丸机构，其中行走机构为磁吸行走机构，所述抛丸机构包括抛丸器、反射通道和分离器，其中抛丸器包括进丸管和出丸管，分离器包括进料口和下部的下料口，反射通道为V型通道；所述抛丸器的进丸管连接分离器的下料口，反射通道的入射口和出射口分别连接出丸管和进料口。本发明提供的抛丸机不仅可以吸附在钢板表面，而且可以顺利越过钢板表现的焊缝，行走通通畅，通过抛丸器与分离器的结合，可以实现对钢砂的循环利用，从而使抛丸机不必外接供砂设备，这不仅可以降低设备的成本，缩小体积，而且可以使抛丸机具有更加灵活的工作方式，可以代替人工完成多种工况的抛丸工作。
Description
技术领域
本发明属于抛丸设备技术领域，具体为一种垂直抛丸机。
背景技术
传统钢材表面的锈蚀及异物处理，是通过施工人员手持打磨砂轮，进行不少于一次的往复打磨，连接额外冲吸砂管线，施工现场有特殊配电要求，工作效率低下，增加施工人员的健康安全隐患。由于现有的相关设备由于不能实现独立在钢材表面工作，且需要庞大的地面设备辅助完成工作，因此，其使用范围受限，而且存在移动不便的问题。且在实际生产中，需要处理的钢材表面倾斜角度不一，而最特殊的属于垂直面，针对垂直角度的钢材表面，如何实现设备的吸附、通畅行走以及独立完成打磨工作，行业内一直没有合理的技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垂直抛丸机，以解决船舶、海洋工程及工业钢结构新建、维修中的垂直钢板表面和垂直焊缝的难打磨、效率低下、效果不佳的问题，以解决设备能耗高、粉尘及废料的难自动分离，处理复杂的问题，以解决改善施工人员工作环境的问题。
为实现上述目的，本发明采用的方案为：一种垂直抛丸机，包括行走机构和抛丸机构，其中行走机构为磁吸行机构，安装在抛丸机构两侧，其特征在于：所述抛丸机构包括抛丸器、反射通道和分离器，其中抛丸器包括进丸管和出丸管，分离器包括进料口和下部的下料口，反射通道为V型通道，包括入射口、反射口、出射口；所述抛丸器的进丸管连接分离器的下料口，反射通道的入射口和出射口分别连接出丸管和进料口，反射通道的反射口对着待加工面。
在上述技术方案中，抛丸机通过磁力吸附在磁性工作面上，从抛丸器高速抛出的钢砂撞击工作面，通过摩擦力对工作面进行加工，钢砂撞击工作面后反射，并通过反射通道进入分离器，此时工作面上脱落的废屑随钢砂一块进入分离器中，在分离器中，钢砂与废屑分离，且钢砂通过下料口进入进丸管，使抛丸器可以循环使用钢砂。该抛丸机可以吸附在磁性材料表面独立工作，不需要地面设备供给钢砂，通过分离器来对钢砂进行循环使用，其灵活性高，方便操作，能够适用于多种工况。
作为优选方案，该抛丸机适用于倾角为45°—135°的表面的清理工作。该抛丸机的钢砂循环主要借助物体的反射原理，钢砂经高速抛出后具有巨大的动能，经撞击工作面，其剩余的动能足够满足其入射进分离器内，因此无论工作面的倾角如何，都可以满足钢砂从抛丸器到分离器的反射，因此工作平面的倾角只需满足钢砂从分离器流进抛丸器即可；在该抛丸机处于竖直工作状态时，分离器的下料口指向正下方，因此，在左右偏离°的范围内，加上抛丸器在高速转动下进丸管内部处于负压状态，钢砂都可以从下料口流进抛丸器。
作为优选方案，所述分离器包括抽风机、砂箱，其中抽风机安装在砂箱顶部，进料口设置在砂箱上部，下料口设置在砂箱底部；抽风机上的进风口对准砂箱内部，出风口设置集尘袋；在出风口处拼接末端开口向下的排气管，所述集尘袋安装在排气管的末端开口，这有利于杂尘的沉降；且在抽风机的进风口拼接抽风管，该抽风管的进气口背向砂箱的进料口弯曲。钢砂与工作面上掉落的废屑存在质量差，通过抽风机，质轻的废屑被抽离，质重的钢砂沉降在砂箱底部，采用这种分离方式，可以达到快速分离钢砂的目的，既满足钢砂对抛丸器的补给，又可以避免钢砂中夹杂过多废屑。
作为优选方案，在下料口上设置进砂阀，用于控制砂箱内的砂进入抛丸器，进砂阀用于控制砂箱内钢砂的下漏，在设备处于调试状态时，可以关闭进砂阀。
作为优选方案，在反射口的边缘设置接触裙边，接触裙边可行变，与待加工面接触用于防止漏砂。在钢砂喷射和反射过程中，由于工作表面不平整或者钢砂之间的撞击，部分钢砂会向反射口的边缘运动，设置接触裙边可以有效方式这一部分钢砂飞溅。同时，接触裙边通过与工作面接触，可以使反射通道内部形成相对封闭的空间，这有利于抽风机抽离粉尘。
作为优选方案，在反射通道的反射口的左右两侧设置加强板，加强板位于接触裙边内侧。钢砂在喷射及反射过程中会有部分颗粒向两侧散开，高速运动的钢砂具有强大的动能，设置加强板可以阻挡这一部分钢砂，避免反射通道被磨损。
作为优选方案，所述加强板通过伸缩结构安装在反射通道上，该伸缩结构包括固定连接反射通道的轴架、安装在轴架上的导向柱，其中导向柱前端连接加强板，在导向柱后端套装复位弹簧，该复位弹簧给导向柱提供向前的推力，从而使加强板根据工作面的高度而伸缩，保证加强板始终接触工作面。
作为优选方案，行走机构为磁吸式履带行走机构，包括轮架、安装在轮架前部和后部的正时轮、以及套装在两个正时轮上的同步带，且包括驱动电机组件、磁吸单元；所述磁吸单元至少有两个，且安装在同步带之间，行走机构设置有安装架，并通过该安装架安装在抛丸机构上。履带行走机构与工作表面具有更好的贴合能力，可以降低机构空转的几率，从而使抛丸机具有更加精准的操作性能。
作为优选方案，所述行走机构上设置升降机构，升降机构包括设置在轮架上方的升降架，以及设置在同步带之间的升降板，升降架与升降板通过活动贯穿轮架顶部的导向轴连接，且在轮架上方有弹簧套装在导向轴上；所述安装架的下部固定连接升降机构；所述磁吸单元通过铰接头安装在升降板上，且铰接头的转动轴线与正时轮的轴线平行。将抛丸机构连接升降机构，使抛丸机构相对行走机构具有浮动性，从而可以更好的贴合工作面；铰接设置的磁吸单元，在行走机构经过不平整的工作面时，磁吸单元可以做适当摆动，从而从而避免磁吸单元抵触工作面，保证抛丸机顺利移动。
作为优选方案，所述磁吸单元之间通过连接片活动连接在一起，并形成链状，当前部磁吸单元浮动时，可以牵引下一个磁吸单元运动。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明的一个实施例在竖直状态的平面结构示意图。
图2为本发明的一个实施例在竖直状态的透视图。
图3为本发明的一个实施例中行走机构中升降架的安装结构示意图。
图4为图1中抛丸机构的左视图。
图5为图1中抛丸机构的后侧透视图。
图6为图1中抛丸机构的前侧透视图。
图7为图4中抛丸机的结构示意图。
图8为图4中尘沙分离装置砂箱的半剖结构示意图。
图9为本实施例中反射管的结构示意图。
图10为图9所示反射口加装接触裙边的结构示意图。
图11为图10中加强板325的安装结构示意图。
图12为图3中安装架与升降架的连接结构示意图。
图13为图3中磁吸单元的连接结构示意图。
图中，行走机构1、抛丸机构3、安装架10、轮架101、正时轮102、同步带103、驱动电机组件104、磁吸单元105、铰接头106、升降架107、升降板108、导向轴109、弹簧110、连接片111、抛丸器31、反射通道32、分离器33、进砂阀34、砂箱35、抽风机36、排气管37、砂箱门38、集尘袋39、出丸管313、进丸管314、入射口321、反射口322、出射口323、接触裙边324、加强板325、导向柱326、复位弹簧327、轴架328、下料口351、抽风管361。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
参阅图1至13，本发明提供的一个实施例为一种垂直抛丸机，包括行走机构1和抛丸机构3，其中行走机构1为磁吸行机构，安装在抛丸机构3两侧，所述抛丸机构3包括抛丸器31、反射通道32和分离器33，其中抛丸器31包括进丸管314和出丸管313，分离器33包括进料口和下部的下料口351，反射通道32为V型通道，包括入射口321、反射口322、出射口323；所述抛丸器31的进丸管314连接分离器33的下料口351，反射通道32的入射口321和出射口323分别连接出丸管313和进料口，反射通道32的反射口322对着待加工面。
该实施例中，抛丸机通过磁力吸附在磁性工作面上，从抛丸器31高速抛出的钢砂撞击工作面，通过摩擦力对工作面进行加工，钢砂撞击工作面后反射，并通过反射通道32进入分离器33，此时工作面上脱落的废屑随钢砂一块进入分离器33中，在分离器中，钢砂与废屑分离，且钢砂通过下料口351进入进丸管314，使抛丸器31可以循环使用钢砂。该抛丸机可以吸附在磁性材料表面独立工作，不需要地面设备供给钢砂，通过分离器33来对钢砂进行循环使用，其灵活性高，方便操作，能够适用于多种工况。
该抛丸机的钢砂循环主要借助物体的反射原理，钢砂经高速抛出后具有巨大的动能，经撞击工作面，其剩余的动能足够满足其入射进分离器33内，因此无论工作面的倾角如何，都可以满足钢砂从抛丸器31到分离器33的反射，因此工作平面的倾角只需满足钢砂从分离器33流进抛丸器31即可；在该抛丸机处于竖直工作状态时，分离器33的下料口351指向正下方，因此，在左右偏离45°的范围内，加上抛丸器在高速转动下进丸管314内部处于负压状态，钢砂都可以从下料口351流进抛丸器31。根据该实施例的设计，其最佳的工作状态为垂直吸附。
分离器33起到分离钢砂以及废屑的作用，包括抽风机36、砂箱35，其中抽风机36安装在砂箱35顶部，进料口设置在砂箱35上部，下料口351设置在砂箱35底部；抽风机36上的进风口对准砂箱35内部，出风口设置集尘袋39；在出风口处拼接末端开口向下的排气管37，所述集尘袋39安装在排气管37的末端开口，这有利于杂尘的沉降；且在抽风机36的进风口拼接抽风管361，该抽风管361的进气口背向砂箱35的进料口弯曲。钢砂与工作面上掉落的废屑存在质量差，通过抽风机36，质轻的废屑被抽离，质重的钢砂沉降在砂箱35底部，采用这种分离方式，可以达到快速分离钢砂的目的，既满足钢砂对抛丸器31的补给，又可以避免钢砂中夹杂过多废屑。
另外，在下料口351上设置进砂阀34，用于控制砂箱35内的砂进入抛丸器31，进砂阀34用于控制砂箱35内钢砂的下漏，在设备处于调试状态时，可以关闭进砂阀34。
为避免工作过程中钢砂以及废屑飞散出来，在反射口322的边缘设置接触裙边324，接触裙边324可行变，与待加工面接触用于防止漏砂。在钢砂喷射和反射过程中，由于工作表面不平整或者钢砂之间的撞击，部分钢砂会向反射口的边缘运动，设置接触裙边324可以有效方式这一部分钢砂飞溅。同时，接触裙边324通过与工作面接触，可以使反射通道32内部形成相对封闭的空间，这有利于抽风机36抽离粉尘。
钢砂在喷射及反射过程中会有部分颗粒向两侧散开，高速运动的钢砂具有强大的动能，在反射通道32的反射口322的左右两侧设置加强板325，可以阻挡这一部分钢砂，避免反射通道32被磨损，加强板325位于接触裙边324内侧，可以起到保护接触裙边不受磨损的目的。而所用加强板325通过伸缩结构安装在反射通道32上，该伸缩结构包括固定连接反射通道32的轴架328、安装在轴架328上的导向柱326，其中导向柱326前端连接加强板325，在导向柱326后端套装复位弹簧327，该复位弹簧327给导向柱326提供向前的推力，从而使加强板325根据工作面的高度而伸缩，保证加强板325始终接触工作面。
所用行走机构1为磁吸式履带行走机构，包括轮架101、安装在轮架101前部和后部的正时轮102、以及套装在两个正时轮102上的同步带103，且包括驱动电机组件104、磁吸单元105；所述磁吸单元105有三个，且三个磁吸单元之间通过连接片111活动连接在一起，并形成链状。磁吸单元安装在同步带之间，行走机构设置有安装架10，并通过该安装架2安装在抛丸机构3上。履带行走机构与工作表面具有更好的贴合能力，可以降低机构空转的几率，从而使抛丸机具有更加精准的操作性能。且在行走机构1上设置升降机构，升降机构包括设置在轮架101上方的升降架107，以及设置在同步带103之间的升降板108，升降架107与升降板108通过活动贯穿轮架101顶部的导向轴109连接，且在轮架101上方有弹簧110套装在导向轴109上；所述安装架10的下部固定连接升降机构；所述磁吸单元105通过铰接头106安装在升降板108上，且铰接头106的转动轴线与正时轮102的轴线平行。将抛丸机构3连接升降机构，使抛丸机构相对行走机构具有浮动性，从而可以更好的贴合工作面；铰接设置的磁吸单元105，在行走机构经过不平整的工作面时，磁吸单元105可以做适当摆动，从而从而避免磁吸单元抵触工作面，保证抛丸机顺利移动。
本发明提供的抛丸机不仅可以吸附在钢板表面，而且可以顺利越过钢板表现的焊缝，行走通通畅，通过抛丸器与分离器的结合，可以实现对钢砂的循环利用，从而使抛丸机不必外接供砂设备，这不仅可以降低设备的成本，缩小体积，而且可以使抛丸机具有更加灵活的工作方式，可以代替人工完成多种工况的抛丸工作。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者***中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种垂直抛丸机，包括行走机构和抛丸机构，其中行走机构为磁吸行走机构，安装在抛丸机构两侧，其特征在于：所述抛丸机构包括抛丸器、反射通道和分离器，其中抛丸器包括进丸管和出丸管，分离器包括进料口和下部的下料口，反射通道为V型通道，包括入射口、反射口、出射口；所述抛丸器的进丸管连接分离器的下料口，反射通道的入射口和出射口分别连接出丸管和进料口，反射通道的反射口对着待加工面。
2.如权利要求1所述的一种垂直抛丸机，其特征在于：该抛丸机适用于倾角为45-135°的表面的清理工作。
3.如权利要求1所述的一种垂直抛丸机，其特征在于：所述分离器包括抽风机、砂箱，其中抽风机安装在砂箱顶部，进料口设置在砂箱上部，下料口设置在砂箱底部；抽风机上的进风口对准砂箱内部，出风口设置集尘袋；在出风口处拼接末端开口向下的排气管，所述集尘袋安装在排气管的末端开口，这有利于杂尘的沉降；且在抽风机的进风口拼接抽风管，该抽风管的进气口背向砂箱的进料口弯曲。
4.如权利要求3所述的一种垂直抛丸机，其特征在于：在下料口上设置进砂阀，用于控制砂箱内的砂进入抛丸器。
5.如权利要求3所述的一种垂直抛丸机，其特征在于：在反射口的边缘设置接触裙边，接触裙边可行变，与待加工面接触用于防止漏砂。
6.如权利要求5所述的一种垂直抛丸机，其特征在于：在反射通道的反射口的左右两侧设置加强板，加强板位于接触裙边内侧，用于阻挡钢砂在喷射及反射过程中向两侧散开，从而避免钢砂损坏反射通道。
7.如权利要求6所述的一种垂直抛丸机，其特征在于：所述加强板通过伸缩结构安装在反射通道上，该伸缩结构包括固定连接反射通道的轴架、安装在轴架上的导向柱，其中导向柱前端连接加强板，在导向柱后端套装复位弹簧，该复位弹簧给导向柱提供向前的推力。
8.如权利要求1至7中任一项所述的一种垂直抛丸机，其特征在于：行走机构为磁吸式履带行走机构，包括轮架、安装在轮架前部和后部的正时轮、以及套装在两个正时轮上的同步带，且包括驱动电机组件、磁吸单元；所述磁吸单元至少有两个，且安装在同步带之间，行走机构设置有安装架，并通过该安装架安装在抛丸机构上。
9.如权利要求8所述的一种垂直抛丸机，其特征在于：所述行走机构上设置升降机构，升降机构包括设置在轮架上方的升降架，以及设置在同步带之间的升降板，升降架与升降板通过活动贯穿轮架顶部的导向轴连接，且在轮架上方有弹簧套装在导向轴上；所述安装架的下部固定连接升降机构；所述磁吸单元通过铰接头安装在升降板上，且铰接头的转动轴线与正时轮的轴线平行。
10.如权利要求9所述的一种垂直抛丸机，其特征在于：所述磁吸单元之间通过连接片活动连接在一起，并形成链状。
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