CN114472002B - 一种包胶哑铃的增材粉喷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包胶哑铃的增材粉喷装置，包括粉喷室，粉喷室内贯穿的设有悬挂式输送机，其特征在于，所述粉喷室还设有粉体雾化***，包括：粉体雾化器，气体环流装置，气压控制器，温度控制器，气压控制器和温度控制器在悬挂式输送机的悬挂路径上形成高温低压区，促使粉气混合物在高温低压区形成液化颗粒吸附在悬挂式输送机所输送的高温工件上。本发明的有益效果是：通过物理吸附将雾化后的粉气混合物附着在高温的工件上，形成为均匀的塑料包覆层，改变了原有浸塑工艺浸塑液消耗量大和浪费的现象，缩短了浸塑生产线的长度，节能环保，解决了无法控制浸塑厚度的问题，实现在金属哑铃的表面增加塑料层的目的。

Description

一种包胶哑铃的增材粉喷装置

技术领域

本发明属于金属表面增材加工技术领域中的金属表面增加塑料材质技术范畴，尤其涉及应用于哑铃表面加工的一种包胶哑铃的增材粉喷装置。

背景技术

目前哑铃的表面增材加工主要是通过浸塑的方式实现，浸塑别名又称涂塑，热浸塑，热敷涂塑。浸塑或者涂塑是一种塑料涂覆工艺。按照浸塑使用的原材料不同可以分为液体浸（涂）塑和粉末浸（涂）塑。液体浸塑工艺中绝大部分采用热塑性浸塑液，热塑性塑料涂膜具有预热软化，冷却后又能固化成膜的特性，主要物理性熔融塑化成膜过程，加工和生产比较简单。最典型常用的是聚氯乙烯（PVC）浸塑液，是严格按照配比以聚氯乙烯（PVC）掺混10多种高级助剂和添加剂的合成原料，经过精工混合，进行反应精制而成。

然而浸塑缺点在于：

1.烘烤温度高，有时影响工件的硬度或产生变形，故不能耐高温（160~280℃）的工件，不宜采用浸塑加工工艺。

2.由于变换涂层的颜色须分槽浸塑，故要求经常更换涂层颜色的产品不宜采用液体浸塑加工工艺。

3.在浸塑液中不能下沉的产品，不宜采用浸塑加工工艺。

4.对于基体本身存有气孔的生铁铸造工件，在浸塑时易产生鼓泡、气孔的缺陷，故其不能浸塑。

5.由于大型工件操作复杂，塑料涂膜质量不易保证，故不适合用于大型工件的整体或局部浸塑。

6.由于液体浸塑的涂膜厚度较大，不适合要求薄膜涂层的产品。

7.需要预热和固化，因此保温设备较多，生产线长，占地面积大。

尤其液体浸塑的涂膜厚度较大，不适合要求薄膜涂层的产品这一问题对于产品的涂膜厚度无法控制，就不能控制产品成型后的形状，对产品质量也无法精确掌控。

而传统的静电涂覆工艺，一种是将粉末吸附在工件上然后进入固化炉固化，这种方式的生产中，当工件离开涂覆工位是，粉末容易从工件上脱落，影响涂覆的厚度，无法控制涂覆厚度；另一种是将液体的雾化后吸附在工件上然后进入固化炉固化，这种方式的生产中，原料必须为液体，而实际应用中塑料均已固体的形式存在，因此不利于生产。

综上所述，迫切需要一种包胶哑铃的增材粉喷装置减少浸塑液消耗量大和浪费的现象，缩短浸塑生产线的长度，解决无法控制浸塑厚度的问题，并实现粉体的浸塑。

发明内容

本发明要实现的目标是：减少浸塑液消耗量大和浪费的现象，缩短浸塑生产线的长度，解决无法控制浸塑厚度的问题，并实现粉体的浸塑。

为了是想上述目标，本发明提供一种包胶哑铃的增材粉喷装置。

本发明所采用的具体技术方案为：

一种包胶哑铃的增材粉喷装置，包括粉喷室，粉喷室内贯穿的设有悬挂式输送机，所述粉喷室还设有粉体雾化***，包括：

—粉体雾化器，固定在粉喷室的侧壁上，将粉体和空气的粉气混合物雾化后喷射到粉喷室中；

—气体环流装置，固定在粉喷室的顶部和底部，在粉喷室内形成环流气体；

—气压控制器，包括抽气装置，固定在粉喷室内所述悬挂式输送机支架上，悬挂式输送机支架上还设有压力传感器；

—温度控制器，包括加热装置，固定在粉喷室内所述悬挂式输送机支架上，悬挂式输送机支架上还设有温度传感器；

—气压控制器和温度控制器在悬挂式输送机的悬挂路径上形成高温低压区，促使粉气混合物在高温低压区形成液化颗粒吸附在悬挂式输送机所输送的高温工件上。

由于，吸附作用的大小跟吸附剂的性质和表面的大小、吸附质的性质和浓度的大小、温度的高低等密切相关。如活性炭的表面积很大，吸附作用强;活性炭易吸附沸点高的气体，难吸附沸点低的气体。

吸附质分子与吸附剂表面原子或分子间以物理力进行的吸附作用。这种物理力是范德瓦耳斯力，它包括色散力、静电力和诱导力。对于极性不大的吸附质和吸附剂，色散力在物理吸附中起主要作用。当极性分子与带静电荷的吸附剂表面相互作用，或因吸附质与吸附剂表面分子作用，使二者的电子结构发生变化而产生偶极矩时，定向力和诱导力在物理吸附中也有重要作用。有时吸附质分子与吸附剂表面以形成氢键的形式发生物理吸附。

物理吸附有以下特点:①气体的物理吸附类似于气体的液化和蒸气的凝结，故物理吸附热较小，与相应气体的液化热相近;②气体或蒸气的沸点越高或饱和蒸气压越低,它们越容易液化或凝结,物理吸附量就越大;③物理吸附一般不需要活化能，故吸附和脱附速率都较快;任何气体在任何固体上只要温度适宜都可以发生物理吸附，没有选择性;④物理吸附可以是单分子层吸附，也可以是多分子层吸附;

由此可见，粉喷浸塑控制浸塑厚度的关键在于控制物理吸附的结果，对此本发明采用了如下措施：

首先对工件进行喷砂处理，在工件的表面形成密集的直径小于0.5毫米的微小坑洼，增大工件与粉气化合物的接触面积，增大吸附力；

—粉体雾化器，固定在粉喷室的侧壁上，将粉体和空气的粉气混合物雾化后喷射到粉喷室中；采用粉体雾化器，将本发明所用的原料塑料粉末进行雾化，替代了传统浸塑中的流化床，将粉气混合物喷射到粉喷室内，使其充满粉喷室，这样就使得预热后的工件沉浸在粉气混合物中，实现浸塑的目的。

—气体环流装置，固定在粉喷室的顶部和底部，在粉喷室内形成环流气体；由于粉气混合物中的粉体在自身重力的作用下会不断的沉降，到时粉末最终落在粉喷室的底部，设置气体环流装置，则在粉喷室内形成气体环流，使得粉气混合物在粉喷室内跟随气体环流运动起来，始终充满在粉喷室内，不因沉降问题而影响浸塑的厚度。

—气压控制器，包括抽气装置，固定在粉喷室内所述悬挂式输送机支架上，悬挂式输送机支架上还设有压力传感器；在预热好的工件周围形成低压区，压力低于粉喷室内的压力，这样使得环流中的粉气混合物不断的向低压区运动，保证有充足的粉气混合物供给预热好的工件进行吸附作用。

—温度控制器，包括加热装置，固定在粉喷室内所述悬挂式输送机支架上，悬挂式输送机支架上还设有温度传感器；

由于，在密闭条件中，在一定温度下，与固体或液体处于相平衡的蒸气所具有的压强称为饱和蒸气压。同一物质在不同温度下有不同的饱和蒸气压，并随着温度的升高而增大。纯溶剂的饱和蒸气压大于溶液的饱和蒸气压;对于同一物质，固态的饱和蒸气压小于液态的饱和蒸气压。

根据这一原理，通过气压控制器在预热好的工件周围形成低压区，再通过温度控制器，在预热好的工件周围形成高温区，高温区的温度高于粉喷室的温度且高于塑料的熔点，这样就使得工件周围形成接近塑料粉末饱和蒸气压的条件，同时高温还将粉气混合物中的粉末液化，进一步提高吸附力，使得塑料粉末更容易吸附的工件上。同时液化后的塑料粉末在离开粉喷室时也不会掉落。

—气压控制器和温度控制器在悬挂式输送机的悬挂路径上形成高温低压区，促使粉气混合物在高温低压区形成液化颗粒吸附在悬挂式输送机所输送的高温工件上。

此外，粉喷的原料为聚乙烯热塑性粉末涂料。作为哑铃生产的材料，聚乙烯热塑性粉末涂料为优选的粉喷原料，聚乙烯浸塑粉即聚乙烯粉末涂料，是热塑性粉末涂料的一种，是以 PE 树脂为主原料，另外添加一定的助剂、颜料、填料经一定的工艺而制成的一种粉末涂料，涂膜具有优良的耐酸、碱、盐等化学药品性，电气绝缘性能和耐低温性能，并有一定的机械强度和挠曲性，价格一般来说比较低廉，适用于厚涂；同时，涂层平坦、光滑、丰满、无毒、无污染，是一种省资源、省能源的新型涂料。

作为本发明的进一步改进，所述粉体雾化器设有雾化喷嘴，所述粉气混合物通过雾化喷嘴时，与雾化喷嘴摩擦，使粉气混合物中的粉体带有静电。根据摩擦生电的原理，塑料粉末在高速通过雾化喷嘴时，与喷嘴产生高速摩擦，而雾化喷嘴设有狭小的雾化孔，进一步加强雾化喷嘴与塑料粉末的摩擦，使得雾化后的粉末具有静电，实现静电涂覆的效果，更有利于塑料粉末吸附在预热后的工件上。

作为本发明的进一步改进，所述加热装置采用3-5微米的波长的红外线对悬挂式输送机的悬挂路径上的粉气混合物加热。由于大部分的塑料对2-10微米波长的红外吸收性能良好，因此本发明中优选3-5微米的波长的红外线对悬挂式输送机的悬挂路径上的粉气混合物加热。

作为本发明的进一步改进，所述加热装置设有红外辐射陶瓷加热板，通过红外辐射陶瓷加热板对悬挂式输送机的悬挂路径上的粉气混合物加热。其中红外辐射陶瓷加热温度设定为600℃-700℃，塑料粉末的融化温度控制在200℃-300℃，通过高的加热温度来控制低的加热效果，实现更为稳定的加热环境，保证塑料粉末的充分液化。

作为本发明的进一步改进，所述抽气装置固定设有若干抽气管，所述抽气管成喇叭口设置在悬挂式输送机的两侧，抽气管的管口斜向下。这样的设计可以再预热好的工件上方实现多个抽起点，形成使得，低压区内的空气流动是朝着多个点的方形进行，使得粉喷室内的粉气混合物更好的流向预热好的工件，有利于塑料粉末的吸附。

作为本发明的进一步改进，气压控制器在所述加热装置上设有送风管。采用这样的设计，可以在预热好的工件周围形成小的环流，促使液化后的粉气混合物在预热好的工件周围均匀流动，有利于控制工件浸塑的厚度和均匀程度。

本发明的积极效果是：通过物理吸附将雾化后的粉气混合物附着在高温的工件上，形成为均匀的塑料包覆层，改变了原有浸塑工艺浸塑液消耗量大和浪费的现象，缩短了浸塑生产线的长度，节能环保，解决了无法控制浸塑厚度的问题，实现在金属哑铃的表面增加塑料层的目的。

附图说明

图1是本发明一种包胶哑铃的增材粉喷装置的三维示意图；

图2是图1中所示本发明一种包胶哑铃的增材粉喷装置的正视图；

图3是图2中所示本发明一种包胶哑铃的增材粉喷装置的的侧视图；

图4是图2中所示本发明一种包胶哑铃的增材粉喷装置A-A向剖视图；

图5是图2中所示本发明一种包胶哑铃的增材粉喷装置B处放大图；

图6是图2中所示本发明一种包胶哑铃的增材粉喷装置B粉喷室气流流向示意简图；

图例说明：1—粉末气体混合机， 2—悬挂式输送机， 3—气体环流装置， 301—第一抽气装置， 302—第一吹气装置，4—粉喷室，401—挂钩，402—第二吹气口装置，403—红外加热板，404—支架，405—第二抽气装置，406—压力传感器，407—温度传感器，408—第一粉气混合物接口，409—压缩空气接口，410—第二粉气混合物接口，5—粉体雾化器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：

具体实施例：

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1至图3所示，为本发明实施例提供的一种包胶哑铃的增材粉喷装置的结构图，包括粉喷室4，粉喷室4一侧固定有粉末气体混合机1，粉喷室内顶部贯穿的设有悬挂式输送机2，粉喷室还设有粉体雾化***，包括：

—粉体雾化器5，固定在粉喷室4的侧壁上，分为两组，每组固定在一个侧壁上，成对喷的形式，将粉末气体混合机1提供的粉体和空气的粉气混合物雾化后喷射到粉喷室中；

—气体环流装置3，包括固定在粉喷室4的顶部的第一抽气装置301和固定在粉喷室4的底部的第一吹气装置302，第一吹气装置302从底部向粉喷室4内供气，第一抽气装置301从粉喷室4的顶部抽气，在粉喷室内形成环流气体，将粉体雾化器5喷出的粉气混合物在粉喷室4内形成充满的状态漂浮的状态。

—气压控制器，包括抽气装置，即第二抽气装置405，第二抽气装置405固定在粉喷室4内悬挂式输送机1的固定支架404上，悬挂式输送机支架4上还设有压力传感器406；

—温度控制器，包括加热装置，即红外加热板403，红外加热板403固定在粉喷室4内悬挂式输送机支架404上，悬挂式输送机支架404上还设有温度传感器407；

气压控制器和温度控制器在悬挂式输送机2的悬挂路径上形成高温低压区，促使粉气混合物在高温低压区形成液化颗粒吸附在悬挂式输送机所输送的高温工件上。

具体使用时：

粉末气体混合机1将粉气混合物通过第一粉气混合物接口408和第二粉气混合物接口410供给粉体雾化器5，粉体雾化器5的压缩空气接口通入压缩空气，将第一粉气混合物接口408和第二粉气混合物接口410进入到粉体雾化器5一同吹出雾化后进入粉喷室4，此时粉气混合物充满粉喷室4，启动气体环流装置3，第一吹气装置302从底部向粉喷室4内供气，第一抽气装置301从粉喷室4的顶部抽气，在粉喷室内形成环流气体，将粉体雾化器5喷出的粉气混合物在粉喷室4内形成充满的状态漂浮的状态，而预热好的工件悬挂在挂钩401上，在悬挂式输送机2的输送下进入粉喷室4，此时第二抽气装置405开始抽气红外加热板403开始对工件周围进行红外加热，粉气混合物中的塑料颗粒被加热融化成小液滴，在物理吸附的作用下附着在工件的表面上完成粉喷浸塑。

这种通过物理吸附将雾化后的粉气混合物附着在高温的工件上，形成为均匀的塑料包覆层，改变了原有浸塑工艺浸塑液消耗量大和浪费的现象，节能环保，解决了无法控制浸塑厚度的问题，实现在金属哑铃的表面增加塑料层的目的。

具体实施例二：

如图图5所示，作为本发明的一种优选实施例，抽气装置固定设有若干抽气管，第二抽气装置405，抽气管成喇叭口设置在悬挂式输送机的两侧，抽气管的管口斜向下。可以再预热好的工件上方实现多个抽起点，形成使得，低压区内的空气流动是朝着多个点的方形进行，使得粉喷室内的粉气混合物更好的流向预热好的工件，有利于塑料粉末的吸附，加热装置上设有送风管，即第二吹气装置402可以在预热好的工件周围形成小的环流，促使液化后的粉气混合物在预热好的工件周围均匀流动，有利于控制工件浸塑的厚度和均匀程度。

具体实施例三：

在具体实施例一或者局具体实施例二的基础上，粉体雾化器5设有雾化喷嘴，所述粉气混合物通过雾化喷嘴时，与雾化喷嘴摩擦，使粉气混合物中的粉体带有静电。根据摩擦生电的原理，塑料粉末在高速通过雾化喷嘴时，与喷嘴产生高速摩擦，而雾化喷嘴设有狭小的雾化孔，进一步加强雾化喷嘴与塑料粉末的摩擦，使得雾化后的粉末具有静电，实现静电涂覆的效果，更有利于塑料粉末吸附在预热后的工件上。

具体实施例四：

在具体实施例一或者局具体实施例二的基础上，加热装置设有红外辐射陶瓷加热板，通过红外辐射陶瓷加热板对悬挂式输送机的悬挂路径上的粉气混合物加热。其中红外辐射陶瓷加热温度设定为600℃-700℃，塑料粉末的融化温度控制在200℃-300℃，通过高的加热温度来控制低的加热效果，实现更为稳定的加热环境，保证塑料粉末的充分液化。

前述内容已经宽泛地概述出各个实施例的一些方面和特征，其应该被解释为仅是各个潜在应用的说明。其他有益结果可以通过以不同方式应用公开的信息或通过组合公开的实施例的各个方面来获得。在由权利要求限定的范围的基础上，结合附图地参考对示例性实施例的具体描述可获得其他方面和更全面的理解。

此外本发明还公开了以下技术方案：

方案一：

加热装置采用3-5微米的波长的红外线对悬挂式输送机的悬挂路径上的粉气混合物加热。

上述实施例对本发明做了详细说明。当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述例子，相关技术人员在本发明的实质范围内所作出的变化、改型、添加或减少、替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种包胶哑铃的增材粉喷装置，包括粉喷室，粉喷室内贯穿的设有悬挂式输送机，其特征在于，所述悬挂式输送机上悬挂有表面形成密集的直径小于0.5毫米的微小坑洼的工件，所述粉喷室还设有粉体雾化***，包括：

—粉体雾化器，固定在粉喷室的侧壁上，将粉体和空气的粉气混合物雾化后喷射到粉喷室中；

—气体环流装置，包括固定在粉喷室的顶部的第一抽气装置和固定在粉喷室的底部的第一吹气装置，第一吹气装置从底部向粉喷室内供气，第一抽气装置从粉喷室的顶部抽气，在粉喷室内形成环流气体，将粉体雾化器喷出的粉气混合物在粉喷室内形成充满的状态并漂浮；

—气压控制器，包括第二抽气装置，第二抽气装置固定在粉喷室内的悬挂式输送机的固定支架上，第二抽气装置固定设有若干抽气管，若干抽气管成喇叭口形状设置在悬挂式输送机的两侧，抽气管的管口斜向下，悬挂式输送机的固定支架上还设有压力传感器；

—温度控制器，包括加热装置，固定在粉喷室内所述悬挂式输送机的固定支架上，加热装置上设有送风管，悬挂式输送机的固定支架上还设有温度传感器；

—气压控制器和温度控制器在悬挂式输送机的悬挂路径上形成高温低压区，促使粉气混合物在高温低压区形成液化颗粒吸附在悬挂式输送机所输送的高温工件上，工件的表面设有密集的直径小于0.5毫米的微小坑洼，增大工件与粉气化合物的接触面积，增大吸附力。

2.根据权利要求1所述一种包胶哑铃的增材粉喷装置，其特征在于，所述粉体雾化器设有雾化喷嘴，所述粉气混合物通过雾化喷嘴时，与雾化喷嘴摩擦，使粉气混合物中的粉体带有静电。

3.根据权利要求2所述一种包胶哑铃的增材粉喷装置，其特征在于，所述加热装置采用3-5微米的波长的红外线对悬挂式输送机的悬挂路径上的粉气混合物加热。

4.根据权利要求3所述一种包胶哑铃的增材粉喷装置，其特征在于，所述加热装置设有红外辐射陶瓷加热板，通过红外辐射陶瓷加热板对悬挂式输送机的悬挂路径上的粉气混合物加热。

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