一种新型高压无气喷涂机及控制方法与流程

1.本发明属于喷涂设备技术领域，具体涉及一种新型高压无气喷涂机及控制方法。


背景技术：

2.涂装技术作为工业生产的重要环节之一，对不同产品的性能及外观起着至关重要的作用。随着社会经济的不断发展与进步，人们的生活理念也在不断地改变，对不同产品质量和环境质量的要求越来越高，这就对涂装技术提出了更高的要求。
3.高压无气喷涂作为涂装技术的重要类别之一，在各行各业中得到了广泛的应用。但是现有的电动高压无气喷涂机存在着部件磨损率高、自动控制能力差、喷涂雾化效果难以保证、便携性能差、不能对超高粘度涂料进行喷涂等问题，大大制约了高压无气喷涂技术的发展。


技术实现要素：

4.本发明的目的是解决上述问题，提供一种喷涂性能高、喷涂效果好、便携性能好的新型高压无气喷涂机及控制方法。
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种新型高压无气喷涂机，包括涂料供给装置、第二电磁阀装置、喷涂罐、喷嘴和喷涂加压装置，喷嘴通过管道与第二电磁阀装置相连，第二电磁阀装置通过管道与涂料供给装置和喷涂罐相连，喷涂罐与喷涂加压装置相连；涂料供给装置中的涂料也通过管道送到喷涂罐中，然后再通过喷涂加压装置加压后，通过管道经过第二电磁阀装置后由喷嘴进行喷涂作业。
6.优选地，所述涂料供给装置包括第一电机、涂料箱、液体涂料泵、单向阀、第一电磁阀装置和补给罐，第一电机与液体涂料泵相连，液体涂料泵通过管道与涂料箱相连，液体涂料泵还通过管道与第一电磁阀装置相连，单向阀位于液体涂料泵与第一电磁阀装置相连的管道上，补给罐通过管道与第一电磁阀装置相连，第一电磁阀装置通过管道与第二电磁阀装置相连；第一电机工作时带动液体涂料泵工作，从而将涂料箱内部的液体通过单向阀和管道送入补给罐中，补给罐中的液体再经过第一电磁阀装置后通过管道送入喷涂罐中。
7.优选地，所述补给罐包括补给罐壳体、补给罐活塞和补给罐活塞杆，补给罐活塞杆的端部上安装有补给罐弹簧，补给罐弹簧的端部固定，液体进入补给罐壳体内压缩补给罐弹簧，第一电磁阀装置通电时，补给罐弹簧复位推动补给罐活塞杆运动，从而将液体经过第一电磁阀装置和管道送入喷涂罐中。
8.优选地，所述补给罐弹簧的附近安装有第一行程开关和第二行程开关，第一行程开关和第二行程开关分别与第一电机电连接，第一行程开关和第二行程开关用于监控补给罐活塞杆的运动距离。
9.优选地，所述喷涂加压装置包括底座，底座上设有储能弹簧、弹簧拉杆、移动装置、丝杠、涡轮丝杆升降机、减速器、第二电机，弹簧拉杆的端部与储能弹簧的端部相连，弹簧拉杆的另一端穿过储能弹簧与移动装置相连，丝杠的端部与移动装置相连，丝杠的另一端穿
设于涡轮丝杆升降机，第二电机与减速器相连，减速器的输出端与涡轮丝杆升降机相连，涡轮丝杆升降机与丝杆啮合，第二电机工作时通过减速器减速后，通过涡轮丝杆升降机带动丝杠运动，从而带动移动装置运动，移动装置运动时带动弹簧拉杆进行同步运动。
10.优选地，所述喷涂罐包括喷涂罐缸体、喷涂罐活塞和喷涂罐活塞杆，喷涂罐缸体位于底座上，喷涂罐缸体通过管道与第二电磁阀装置相连，喷涂罐活塞杆端部位于喷涂罐缸体内，喷涂罐活塞杆的另一端与弹簧拉杆的端部相连，弹簧拉杆在往复运动时，带动喷涂罐活塞杆同步运动，喷涂罐活塞杆向喷涂罐缸体底部运动时，将喷涂罐缸体内部的液体通过管道输送到第二电磁阀装置，经过喷嘴进行喷出。
11.优选地，所述移动装置包括凸轮、激发装置和移动支架，激发装置包括曲柄、连杆和滑块，曲柄的另一端通过连杆与滑块相连，滑块位于移动支架内，丝杠的端部与移动支架相连，弹簧拉杆的端部位于移动支架内，曲柄将运动通过连杆传递到滑块，滑块往返运动时与弹簧拉杆的端部抵接和远离，丝杠运动时带动移动支架运动，从而带动弹簧拉杆同步运动，移动支架移动时带动曲柄运动，曲柄在运动过程中与凸轮接触，曲柄绕凸轮转动，进而带动连杆运动，最后使得滑块在移动支架内运动。
12.优选地，所述移动支架呈“几”字形结构，移动支架内部设有移动支架腔体，移动支架的腔体设有移动支架通孔和移动支架底部孔，移动支架底部孔的轴线和移动支架通孔的轴线互相垂直；滑块位于移动支架通孔内，弹簧拉杆的端部位于移动支架底部孔内，滑块向移动支架底部孔所在位置运动时与弹簧拉杆的端部抵接。
13.优选地，所述底座上设有喷涂罐稳固座、第一导轨支撑座、第二导轨支撑座和导轨，喷涂罐稳固座的底部与底座相连，喷涂罐稳固座的顶部与喷涂罐相连，第一导轨支撑座和第二导轨支撑座平行布置，第一导轨支撑座的底部与底座相连，第一导轨支撑座的顶部与储能弹簧的端部相连，导轨依次穿过第一导轨支撑座、移动支架和第二导轨支撑座，移动支架在运动时沿导轨运动。
14.本发明还公开了一种新型高压无气喷涂机控制方法，包括以下步骤：
15.s1、将构成新型高压无气喷涂机的设备安装好，并处于初始状态；
16.s2、补给罐填充涂料；
17.第一电机加电工作，液体涂料泵将涂料箱中的涂料灌装到补给罐，此时，单向阀打开，第一电磁阀和第二电磁阀都处于关闭位置，补给罐弹簧被压缩，喷涂罐内没有液体；补给罐活塞杆运动到缸底，点动第一行程开关，第一电机停止工作，完成涂料的一次灌装；此时，单向阀、第一电磁阀和第二电磁阀都处于关闭位置；
18.s3、喷涂罐灌装涂料；
19.对喷涂罐进行灌装时，第一电磁阀的电磁铁导通，补给罐弹簧推动补给罐活塞杆运动，由补给罐向喷涂罐灌入涂料；第二电机输出的转速与转矩作用于行星齿轮减速器和涡轮丝杆升降机(12)，带动涡轮丝杆升降机中的丝杠运动，并压缩储能弹簧，以存储弹性势能，同时带动喷涂罐活塞杆伸出；喷涂罐的活塞运动到缸底，喷涂罐灌满涂料，第四行程开关点动，第二电机停转，第一电磁阀的电磁铁断电，第一电磁阀关闭，停止向喷涂罐补给液体涂料；
20.s4、活塞杆脱离；
21.进行喷涂工作时，第二电机通电，带动行星齿轮减速器和涡轮丝杆升降机的丝杆
运动，喷涂罐活塞杆与激发装置脱离，激发装置继续运动，第二电磁阀的电磁铁加电，喷嘴通路打开；
22.s5、喷涂罐喷涂；
23.激发装置激发过程，即喷涂罐喷涂；弹簧拉杆脱离激发装置，储能弹簧释放弹性势能，推动喷涂罐的活塞杆运动，压缩喷涂罐内液体，此时第二电磁阀一直导通，喷涂管路保持打开状态，完成一次喷涂，第三行程开关控制第二电机停止运动；
24.s6、喷涂结束；
25.喷涂后，第三行程开关检测到喷涂罐中的活塞杆运动后，第二电磁阀的电磁铁断电和第二电机断电，第二电磁阀关闭，控制断开喷涂管路；第二电机反转，涡轮丝杆升降机的丝杠回到起始位置，弹簧拉杆与激发装置合拢，等待下一次喷涂指令发出；
26.s7、等待下一次喷涂罐灌装指令，重复步骤s3到步骤s6，直到补给罐内液体涂料用完，完成多次喷涂工作。
27.本发明的有益效果是：
28.1、本发明所提供的一种新型高压无气喷涂机可完成多次定量喷涂，并保证喷涂效果的一致性。通过补给罐可以对喷涂罐进行定量补给，保证多次定量喷涂的一致性。
29.2、本发明可精确控制涂料的压力，采用机械弹簧蓄能方式，能够将定量的涂料加压到高压后由喷嘴喷出，弹簧的最大输出力、最小输出力及行程确定之后，能够实现对喷涂罐内的涂料压力进行精确控制；同时可选取不同的弹簧，通过调整弹簧刚度、行程等参数，能够实现喷涂罐内不同的涂料压力，进而控制喷涂效果。
30.3、本发明可对超高粘度涂料进行喷涂。以机械弹簧蓄能为主体设计相应的激发装置，配合相应的喷涂回路来实现喷涂目标；采用机械弹簧蓄能和激发装置代替传统的齿轮减速装置和高压柱塞泵结构，可对超高粘度涂料进行喷涂。
附图说明
31.图1是本发明一种新型高压无气喷涂机的原理示意图；
32.图2是本发明的结构示意图；
33.图3是本发明初始状态的原理示意图；
34.图4是本发明补给罐灌装涂料过程的原理示意图；
35.图5是本发明补给罐灌满过程的原理示意图；
36.图6是本发明喷涂罐灌装涂料过程的原理示意图；
37.图7是本发明喷涂罐灌满过程的原理示意图；
38.图8是本发明活塞杆脱离过程的原理示意图；
39.图9是本发明喷涂罐喷涂过程的原理示意图；
40.图10是本发明一次喷涂结束过程的原理示意图；
41.图11是本发明升降机与激发装置合拢的原理示意图；
42.图12是本发明等待下一次喷涂罐灌装指令过程的原理示意图。
43.附图标记说明：1、第一电机；2、涂料箱；3、液体涂料泵；4、单向阀；5、第一电磁阀装置；6、第二电磁阀装置；7、补给罐；8、喷涂罐；9、喷嘴；10、储能弹簧；11、补给罐弹簧；12、涡轮丝杆升降机；13、减速器；14、第二电机；15、凸轮；16、激发装置；17、第一行程开关；18、第
二行程开关；19、第三行程开关；20、第四行程开关；21、第五行程开关。
具体实施方式
44.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：
45.如图1到图12所示，本发明提供的一种新型高压无气喷涂机，包括涂料供给装置、第二电磁阀装置6、喷涂罐8、喷嘴9和喷涂加压装置，喷嘴9通过管道与第二电磁阀装置6相连，第二电磁阀装置6通过管道与涂料供给装置和喷涂罐8相连，喷涂罐8与喷涂加压装置相连；涂料供给装置中的涂料也通过管道送到喷涂罐8中，然后再通过喷涂加压装置加压后，通过管道经过第二电磁阀装置6后由喷嘴9进行喷涂作业。
46.涂料供给装置包括第一电机1、涂料箱2、液体涂料泵3、单向阀4、第一电磁阀装置5和补给罐7，第一电机1与液体涂料泵3相连，液体涂料泵3通过管道与涂料箱2相连，液体涂料泵3还通过管道与第一电磁阀装置5相连，单向阀4位于液体涂料泵3与第一电磁阀装置5相连的管道上，补给罐7通过管道与第一电磁阀装置5相连，第一电磁阀装置5通过管道与第二电磁阀装置6相连。第一电机1工作时带动液体涂料泵3工作，从而将涂料箱2内部的液体通过单向阀4和管道送入补给罐7中，补给罐7中的液体再经过第一电磁阀装置5后通过管道送入喷涂罐8中。
47.补给罐7包括补给罐壳体、补给罐活塞和补给罐活塞杆，补给罐活塞杆的端部上安装有补给罐弹簧11，补给罐弹簧11的端部固定，液体进入补给罐壳体内压缩补给罐弹簧11，第一电磁阀装置5通电时，补给罐弹簧11复位推动补给罐活塞杆运动，从而将液体经过第一电磁阀装置5和管道送入喷涂罐8中。
48.补给罐活塞杆能在补给罐壳体内往返运动，从而推动补给罐壳体内的液体流动。
49.补给罐弹簧11的附近安装有第一行程开关17和第二行程开关18，第一行程开关17和第二行程开关18分别与第一电机1电连接，第一行程开关17和第二行程开关18用于监控补给罐活塞杆的运动距离。第一行程开关17和第二行程开关18分别控制第一电机1的转动。
50.第一行程开关17和第二行程开18关用于检测补给罐活塞杆的运动距离，从而控制第一电机1的工作和停止，进而控制进入补给罐壳体内部液体的量。
51.在本实施例中，第一电磁阀装置5和第二电磁阀装置6结构相同，均为二位二通电磁阀。
52.喷涂加压装置包括底座，底座上设有储能弹簧10、弹簧拉杆、移动装置、丝杠、涡轮丝杆升降机12、减速器13、第二电机14，弹簧拉杆的端部与储能弹簧10的端部相连，弹簧拉杆的另一端穿过储能弹簧10与移动装置相连，丝杠的端部与移动装置相连，丝杠的另一端穿设于涡轮丝杆升降机12，第二电机14与减速器13相连，减速器13的输出端与涡轮丝杆升降机12相连，涡轮丝杆升降机12与丝杆啮合，第二电机14工作时通过减速器13带动丝杠运动，从而带动移动装置运动，移动装置运动时带动弹簧拉杆进行同步运动。在本实施例中，减速器13为行星齿轮减速器。
53.喷涂罐8包括喷涂罐缸体、喷涂罐活塞和喷涂罐活塞杆，喷涂罐缸体位于底座上，喷涂罐缸体通过管道与第二电磁阀装置6相连，喷涂罐活塞杆端部位于喷涂罐缸体内，喷涂罐活塞杆的另一端与弹簧拉杆的端部相连，弹簧拉杆在往复运动时，带动喷涂罐活塞杆同步运动，喷涂罐活塞杆向喷涂罐缸体底部运动时，将喷涂罐缸体内部的液体通过管道输送
到第二电磁阀装置6，经过喷嘴9进行喷出。
54.在本实施例中，喷涂罐活塞杆与弹簧拉杆通过活塞杆脱离装置相连，活塞杆脱离装置可以控制喷涂罐活塞杆与弹簧拉杆的离合。活塞杆脱离装置为现有连接装置用于将喷涂罐活塞杆的端部与弹簧拉杆端部连接在一起。弹簧拉杆的端部设有弹簧拉杆块，弹簧拉杆块呈径向分布，径向为储能弹簧10所在截面圆的径向。弹簧拉杆运动时，弹簧拉杆块与储能弹簧10接触，并压缩储能弹簧10。
55.在实际使用过程中，活塞杆脱离装置为内凹的环状结构。活塞杆脱离装置一面与弹簧拉杆相连，活塞杆脱离装置内凹部分与喷涂罐活塞杆端抵接。喷涂罐活塞杆端在运动过程中可以通过活塞杆脱离装置推动弹簧拉杆运动，同时弹簧拉杆在激发装置16的带动下同步运动。当喷涂罐活塞杆和弹簧拉杆反向运动时，储能弹簧10推动弹簧拉杆运动，喷涂罐8的回油作业带动喷涂罐活塞杆运动。
56.移动装置包括凸轮15、激发装置16和移动支架，激发装置16包括曲柄、连杆和滑块，曲柄的另一端通过连杆与滑块相连，滑块位于移动支架内，丝杠的端部与移动支架相连，弹簧拉杆的端部位于移动支架内，曲柄将运动通过连杆传递到滑块，滑块往返运动时与弹簧拉杆的端部进行抵接和远离，丝杠运动时带动移动支架运动，从而带动弹簧拉杆同步运动，移动支架移动时带动曲柄运动，曲柄在运动过程中与凸轮15接触，曲柄绕凸轮15转动，进而带动连杆运动，最后使得滑块在移动支架内运动。弹簧拉杆的端部呈“t”字形结构，滑块与弹簧拉杆的杆部抵接。
57.激发装置16在运动过程中，实现滑块与弹簧拉杆端部的分离和合拢。在本实施例中，凸轮15和激发装置16的数量为二且对称的分布在弹簧拉杆的两边。曲柄之间连接有激发装置弹簧，激发装置弹簧向两个曲柄提供弹簧拉力，弹簧拉力的方向指向激发装置弹簧所在位置，从而使得滑块和弹簧拉杆抵接，两个滑块相对运动将弹簧拉杆进行固定。
58.移动支架呈“几”字形结构，移动支架内部设有移动支架腔体，移动支架的腔体设有移动支架通孔和移动支架底部孔，移动支架底部孔的轴线和移动支架通孔的轴线互相垂直。滑块位于移动支架通孔内，弹簧拉杆的端部位于移动支架底部孔内，滑块向移动支架底部孔所在位置运动时与弹簧拉杆的端部抵接。底座上设有喷涂罐稳固座、第一导轨支撑座、第二导轨支撑座和导轨，喷涂罐稳固座的底部与底座相连，喷涂罐稳固座的顶部与喷涂罐8相连，第一导轨支撑座和第二导轨支撑座平行布置，第一导轨支撑座的底部与底座相连，第一导轨支撑座的顶部与储能弹簧10的端部相连，导轨依次穿过第一导轨支撑座、移动支架和第二导轨支撑座，移动支架在运动时沿导轨运动。
59.在本实施例中，底座上还安装有第三行程开关19、第四行程开关20和第五行程开关21，第三行程开关19、第四行程开关20和第五行程开关21分别与第二电机14电连接。
60.第三行程开关19和第四行程开关20用于检测喷涂罐活塞杆的运动距离，第五行程开关21用于检测弹簧拉杆和涡轮丝杆升降机12的离合。
61.第一行程开关17、第二行程开关18、第三行程开关19、第四行程开关20和第五行程开关21均为现有成熟技术设备。
62.本发明还提供了一种新型高压无气喷涂机控制方法，包括以下步骤：
63.s1、将构成新型高压无气喷涂机的设备安装好，并处于初始状态，如图3所示。
64.s2、补给罐7填充涂料，如图4和图5所示。
65.第一电机1加电工作，液体涂料泵3将涂料箱2中的涂料灌装到补给罐7，此时，单向阀4打开，第一电磁阀5和第二电磁阀6都处于关闭位置，补给罐弹簧11被压缩，喷涂罐8内没有液体；补给罐活塞杆运动到缸底，点动第一行程开关17，第一电机1停止工作，完成涂料的一次灌装；此时，单向阀4、第一电磁阀5和第二电磁阀6都处于关闭位置。
66.s3、喷涂罐8灌装涂料，如图6和图7所示。
67.对喷涂罐8进行灌装时，第一电磁阀5的电磁铁导通，补给罐弹簧11推动补给罐活塞杆运动，由补给罐7向喷涂罐8灌入涂料；第二电机14输出的转速与转矩作用于减速器13和涡轮丝杆升降机12，带动涡轮丝杆升降机12中的丝杠运动，并压缩储能弹簧10，以存储弹性势能，同时带动喷涂罐活塞杆伸出；喷涂罐8的活塞运动到缸底，喷涂罐8灌满涂料，第四行程开关20点动，第二电机14停转，第一电磁阀5的电磁铁断电，第一电磁阀5关闭，停止向喷涂罐8补给液体涂料。
68.s4、活塞杆脱离，如图8所示。
69.进行喷涂工作时，第二电机14通电，带动减速器13和涡轮丝杆升降机12的丝杆运动，喷涂罐活塞杆与激发装置16脱离，激发装置16继续运动，第二电磁阀6的电磁铁加电，喷嘴9通路打开；
70.s5、喷涂罐喷涂，如图9所示。
71.激发装置16激发过程，即喷涂罐8喷涂；弹簧拉杆脱离激发装置16，储能弹簧10释放弹性势能，推动喷涂罐8的活塞杆运动，压缩喷涂罐8内液体，此时第二电磁阀6一直导通，喷涂管路保持打开状态，完成一次喷涂，第三行程开关19控制第二电机14停止运动。
72.s6、喷涂结束，如图10和图11所示。
73.喷涂后，第三行程开关19检测到喷涂罐8中的活塞杆运动后，第二电磁阀6的电磁铁断电和第二电机14断电，第二电磁阀6关闭，控制断开喷涂管路；第五行程开关21检测到弹簧拉杆与激发装置脱离，第二电机14反转，涡轮丝杆升降机12的丝杠回到起始位置，弹簧拉杆与激发装置16合拢，等待下一次喷涂指令发出。
74.s7、等待下一次喷涂罐灌装指令，重复步骤s3到步骤s6，直到补给罐7内液体涂料用完，完成多次喷涂工作，如图12所示。
75.本发明的工作顺序表如下：
[0076][0077]
第一电机1和第二电机14均采用伺服电机，减速器13采用ns90行星齿轮减速器，涡轮丝杆升降机为二级传动方式，从而使得本发明结构简单，设计、加工更加方便。
[0078]
本发明对新型高压无气喷涂机关键结构部件以及控制系统进行创造性的设计，采用机械弹簧蓄能和激发装置代替传统的齿轮减速装置和高压柱塞泵结构，将提升喷涂机的整体性能，对于保证多次喷涂效果的一致性、促进高压无气喷涂技术的发展具有实际意义。
[0079]
本发明能够在船舶、车辆行业将得到广泛的使用，并将推广到集装箱制造业、机电、仪表、化工、家具、建筑、桥梁等行业，将会带来良好的经济及社会效益。本发明能够喷涂高粘度、多组分的涂料，将大大减少有机溶剂的使用，这样将会极大地提高产品的环保性能。由于采用高压无气喷涂，涂料喷出速度快，因此工作效率将会显著提高。
[0080]
本发明的喷出动能较大，涂料到达工件表面后发生机械咬合，并渗透到表面细孔，回弹现象少，能够形成牢固厚实的涂膜，涂料的利用率比较高。同时，由于涂料回弹少，漆雾不易分散，大大改善了工人的劳动环境，对人身健康和生态环境起到很好的保护作用，完全
符合绿色环保理念的要求。
[0081]
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。