喷漆喷嘴装置、喷漆设备及喷漆方法

摘要

本发明涉及装备检修设备技术领域，尤其涉及一种喷漆喷嘴装置、喷漆设备及喷漆方法。该喷漆喷嘴装置包括：喷漆通道，一端构造有用于向补漆面喷射漆雾的喷射口；喷气通道，套设于喷漆通道外，喷气通道朝向补漆面的一端设有喷气口，喷气口用于向补漆面注入气体以在漆雾的外围形成气封层；抽吸通道，构造于喷气通道与喷漆通道之间，以使气封层与漆雾之间形成局部真空区，气封层的部分气体以及漆雾能回流入抽吸通道内，从而在喷漆喷嘴装置与补漆面之间形成的间隙内，喷漆喷嘴装置向补漆面喷射的漆雾能够被气封层可靠包围，完全避免间隙内的漆雾外泄，进而对于提高操作人员的工作条件、操作环境、工作效率以及身体健康都产生了有效的促进作用。

说明书

技术领域

本发明涉及装备检修设备技术领域，尤其涉及一种喷漆喷嘴装置、喷漆设备及喷漆方法。

背景技术

补漆是装备检修过程中不可缺少的环节。某些设备补漆的操作常常需要在设备所在地的现场进行，例如桥梁的补漆操作。桥梁位于室外，一年四季经受风吹雨打、温度变换，所处环境较为恶劣，桥梁的漆面很容易脱落，从而需要通过补漆操作降低甚至避免锈蚀现象出现的可能性。对桥梁的补漆操作通常年复一年持续进行。而受现场操作条件的限制，对桥梁的补漆操作很难采用刷漆的办法，多是采用喷漆进行补漆操作。

目前，操作人员在进行补漆操作时，容易出现以下情况：喷嘴在朝向补漆面喷射漆雾的过程中，漆雾沿补漆面向四周扩散，从而导致操作人员常常被漆雾包围，扩散的漆雾不仅会对操作人员的工作条件造成恶劣影响，降低补漆操作的工作效率，并且会严重威胁到操作人员的身体健康，还会对外部环境造成恶劣影响，不利于环保。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种喷漆喷嘴装置，以解决喷嘴在朝向补漆面喷射漆雾的过程中由于漆雾沿补漆面向四周扩散而引起的上述问题。

本发明还提出一种喷漆设备。

本发明还提出一种喷漆方法。

根据本发明第一方面实施例的一种喷漆喷嘴装置，包括：

喷漆通道，一端构造有用于向补漆面喷射漆雾的喷射口；

喷气通道，套设于所述喷漆通道外，所述喷气通道朝向所述补漆面的一端设有喷气口，所述喷气口用于向所述补漆面注入气体以在所述漆雾的外围形成气封层；

抽吸通道，构造于所述喷气通道与所述喷漆通道之间，以使所述气封层与所述漆雾之间形成局部真空区，所述气封层的部分气体以及所述漆雾能回流入所述抽吸通道内。

根据本发明的一个实施例，所述喷气通道朝向所述补漆面的一端设有若干个所述喷气口，各个所述喷气口环绕于所述漆雾外设置，以使各个所述喷气口喷出的气体在所述补漆面形成若干个气流冲击区域，各个所述气流冲击区域相连并形成所述气封层。

根据本发明的一个实施例，所述抽吸通道朝向所述补漆面的一端设有抽吸口，所述抽吸口位于所述喷气口的内侧。

根据本发明的一个实施例，还包括：

进气通道，一端设有进气口，另一端连通于所述喷气通道；

排气通道，一端设有排气口，另一端连通于所述抽吸通道。

根据本发明的一个实施例，还包括由外至内设置的第一壳体、第二壳体和第三壳体，所述第一壳体和所述第二壳体的第一端分别间隔的套接于所述喷气通道远离所述喷气口的一端外，所述第三壳体的第一端套接于所述喷射口的外缘，所述第一壳体、所述第二壳体和所述第三壳体的第二端均自所述喷射口成喇叭状向外伸出；所述第一壳体与所述第二壳体之间形成所述喷气通道，所述第二壳体与所述第三壳体之间形成所述抽吸通道，所述第三壳体内形成用于供漆雾喷出的锥形通道。

根据本发明第二方面实施例的一种喷漆设备，包括：

如上所述的喷漆喷嘴装置；

供料组件，连接于所述喷漆喷嘴装置的喷漆通道；

气封组件，连接于所述喷漆喷嘴装置的喷气通道；

后处理组件，连接于所述喷漆喷嘴装置的抽吸通道。

根据本发明的一个实施例，所述供料组件包括压缩机和漆料管路，所述漆料管路与所述喷漆通道的漆料进口连接，所述压缩机通过第一管路与所述漆料管路或所述漆料进口连接，所述第一管路上设有阀门。

根据本发明的一个实施例，所述气封组件包括进气风机，所述进气风机通过第二管路连接于所述喷气通道的进气口；以及，所述第一管路和所述第二管路之间通过第三管路连接，所述第三管路上设有阀门。

根据本发明的一个实施例，所述后处理组件包括除漆器和排气风机，所述除漆器包括外壳和出气管，所述外壳内填充有吸附内衬层，所述抽吸通道连接于所述吸附内衬层中；所述出气管的一端伸入至所述外壳内，所述出气管的另一端与所述排气风机连接。

根据本发明第三方面实施例的一种喷漆方法，由如上所述的喷漆喷嘴装置执行；或者由如上所述的喷漆设备执行；所述喷漆方法包括：

利用喷漆喷嘴装置的喷气通道和喷漆通道分别向补漆面同步的喷射气封层和锥形漆雾，所述气封层成环形包围于所述漆雾外；

利用所述喷漆喷嘴装置的抽吸通道在所述气封层与所述漆雾之间形成局部真空区。

本发明实施例中至少具有如下技术效果之一：

本发明实施例的一种喷漆喷嘴装置，包括：喷漆通道，一端构造有用于向补漆面喷射漆雾的喷射口；喷气通道，套设于喷漆通道外，喷气通道朝向补漆面的一端设有喷气口，喷气口用于向补漆面注入气体以在漆雾的外围形成气封层；抽吸通道，构造于喷气通道与喷漆通道之间，以使气封层与漆雾之间形成局部真空区，气封层的部分气体以及漆雾能回流入抽吸通道内，从而在喷漆喷嘴装置与补漆面之间形成的间隙内，喷漆喷嘴装置向补漆面喷射的漆雾能够被气封层可靠包围，完全避免间隙内的漆雾外泄，进而对于提高操作人员的工作条件、操作环境、工作效率以及身体健康都产生了有效的促进作用。

本发明实施例的一种喷漆设备，包括：上述的喷漆喷嘴装置；供料组件，连接于喷漆喷嘴装置的喷漆通道；气封组件，连接于喷漆喷嘴装置的喷气通道；后处理组件，连接于喷漆喷嘴装置的抽吸通道。通过设置上述喷漆喷嘴装置，使得该喷漆设备具有上述喷漆喷嘴装置的全部优点，在此不再赘述。

本发明实施例的一种喷漆方法，由上述的喷漆喷嘴装置执行；或者由上述的喷漆设备执行；该喷漆方法包括：利用喷漆喷嘴装置的喷气通道和喷漆通道分别向补漆面同步喷射气封层和锥形漆雾，气封层成环形包围于漆雾外；利用喷漆喷嘴装置的抽吸通道在气封层与漆雾之间形成局部真空区。由于该喷漆方法由上述的喷漆喷嘴装置或喷漆设备执行，使得该喷漆方法具有上述喷漆喷嘴装置的全部优点，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例喷漆喷嘴装置的结构示意图；

图2是本发明实施例喷漆喷嘴装置与补漆面之间形成的间隙内的气流原理示意图；

图3是本发明实施例喷漆喷嘴装置的结构计算示意图；

图4是本发明实施例喷漆设备的结构示意图；

图5是本发明实施例除漆器的正视剖视图；

图6是本发明实施例除漆器的俯视剖视图。

附图标记：

1：喷漆通道；11：漆料进口；12：喷射口；2：喷气通道；21：喷气口；3：抽吸通道；31：抽吸口；4：进气通道；41：进气口；5：排气通道；51：排气口；6：漆雾；7：间隙；8：气封气流；9：混合气流；

201：第一壳体；202：第二壳体；203：第三壳体；

100：补漆面；200：喷枪喷嘴；300：压缩机；400：进气风机；500：除漆器；600：排气风机；700：阀门；A：漆料管路；B：排气管路；

510：外壳；511：吸附内衬层；520：出气管；530：封盖；

810：第一管路；820：第二管路；830：第三管路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

如图1至图3所示，本发明实施例提供一种喷漆喷嘴装置200，并基于该喷漆喷嘴装置200，本发明实施例进一步提供一种喷漆设备，如图4至图6所述，以及一种喷漆方法。

如图1所示，本发明实施例所述的喷漆喷嘴装置200包括由外至内设置的喷气通道2、抽吸通道3和喷漆通道1。喷气通道2、抽吸通道3和喷漆通道1互不连通，以避免漆料和气体在喷出以前相互混淆，并且，各个通道互不连通还可以保证由漆雾6和气封层的气流混合而成的混流气体进入抽吸通道3中外排过程中，能够确保气封层与漆雾6之间形成局部真空区，加强气封层对漆雾6外泄的阻隔效果。

具体的，喷漆通道1的一端构造有用于向补漆面100喷射漆雾6的喷射口12，优选喷漆通道1的另一端构造有漆料进口11。喷气通道2套设于喷漆通道1外，并且在喷气通道2朝向补漆面100的一端设有喷气口21，喷气口21用于向补漆面100注入气体以在漆雾6的外围形成气封层。抽吸通道3构造于喷气通道2与喷漆通道1之间，以使气封层与漆雾6之间形成局部真空区，气封层的部分气体以及漆雾6能回流入抽吸通道3内，从而在喷漆喷嘴装置200与补漆面100之间形成的间隙7内形成的漆雾6能够被气封层可靠包围，完全避免间隙7内的漆雾6外泄，进而对于提高操作人员的工作条件、操作环境、工作效率以及身体健康都能产生有效的促进作用。

可理解的，本发明实施例所述的“间隙7”是指喷漆喷嘴装置200在向补漆面100喷射漆雾6的过程中，喷漆喷嘴装置200朝向补漆面100的端面与补漆面100之间预留的空间，以适应补漆面100在垂直于漆雾轴线方向上的尺寸变化。

为了保证间隙7内的气封层能够将漆雾6与外部环境完全隔离，彻底避免漆雾6外泄，优选喷气通道2朝向补漆面100的一端设有若干个喷气口21，各个喷气口21环绕于漆雾6外设置，以使各个喷气口21喷出的气体在补漆面100形成若干个气流冲击区域，各个气流冲击区域相连并形成气封层。由于各个气流冲击区域之间相连或部分重叠，从而保证在漆雾6的外围形成连续不间断的气封层。

可理解的，抽吸通道3朝向补漆面100的一端设有抽吸口31，抽吸口31位于喷气口21的内侧。

可理解的，喷漆喷嘴装置200还包括进气通道4和排气通道5。进气通道4的一端设有进气口41，进气通道4的另一端连通于喷气通道2。排气通道5的一端设有排气口51，排气通道5的另一端连通于抽吸通道3。设置进气通道4和排气通道5能够方便将气体注入喷气通道2内，并且方便利用抽气机构将抽吸通道3内的气流吸出，一方面便于控制各类气流在喷漆喷嘴装置200内部的运行速率，另一方面便于对气封层的气流量进行合理控制。气封层的气流量的具体控制原理通过具体试验例详细阐述，在此不再赘述。

进一步的，如图1所示，本发明实施例的喷漆喷嘴装置200还包括由外至内设置的第一壳体201、第二壳体202和第三壳体203。第一壳体201和第二壳体202的第一端分别成间隔的套接于喷气通道2远离喷气口21的一端外，第三壳体203的第一端套接于喷射口12的外缘，第一壳体201的第二端、第二壳体202的第二端以及第三壳体203的第二端均自喷射口12成喇叭状向外伸出。第一壳体201与第二壳体202之间形成喷气通道2，第二壳体202与第三壳体203之间形成抽吸通道3，第三壳体203内形成用于供漆雾6喷出的锥形通道。该结构的设置第一方面能够利用第一壳体201和第二壳体202围成环形端面，将喷气口21设置在环形端面上，以使喷气口21围绕在漆雾6喷出的区域外围，从而在漆雾6大量喷出的位置建立环形气封层，有效防止漆雾6外泄；第二方面能够在漆雾6外溢的位置以及气封层的结合处建立局部真空区，引导漆雾6在环形气封层的内部流入抽吸通道3，并可以通过抽吸通道3排入后处理组件中，从而减少可能溢出的漆雾量，减少气封层的负担，强化气封层的强度；第三方面能够利用第三壳体203在喷射口12与间隙7之间围成类似锥形体空腔，从而引导漆雾6朝向补漆面100成锥形体喷出，为漆雾6的喷出提供了有具体结构的引导通道，即，利用第三壳体203实现对漆雾6喷出的刚性隔断，以避免真空区对漆雾区域的影响，更好的控制喷漆喷枪内各类气流的流向。

进一步的，喷气通道2朝向补漆面100的一端设有环形的喷气管，喷气管的一端面垂直连接于第一壳体201的第二端与第二壳体202的第二端之间的端面上，喷气管的另一端面均匀排列有喷气口21。喷气管能够引导喷漆通道1内的气体垂直的喷向补漆面100，以保证喷出的气体在间隙7中构成锥形区域并在补漆面100上具有最大的气封覆盖面积；喷气管还能够使补漆面100上形成的各个气流冲击区域相连和/或部分相叠，以保证环形气封层连续不间断的围绕在漆雾6的外围。

本发明实施例所述的喷漆喷嘴装置200通过在漆雾6的锥形区域周围建立正压气封层以及负压的抽吸气流区域，从而使气封层与漆雾6之间形成局部真空区，如图2所示，利用气封层向内侧回流的气流引导漆雾6流向，并利用抽吸通道3引导气封层回流气流和漆雾6外泄气流混合后的混流气流的走向，从而达到完全避免漆雾6外泄的效果。

具体的，如图2所示，在漆雾6和补漆面100相接触的位置，向漆雾6周围输入与漆雾6具有相同流速的气封气流8，则必然在气封气流8和漆雾6外泄的气流之间形成压力平衡区，则漆雾6不会穿过气封气流8向外扩散。进一步的，对该压力平衡区内的混合气流9进行抽吸，则处于平衡的气封气流8和漆雾6外泄的气流形成的混合气流9由抽吸通道3被抽出，既能控制各类气流运动的状态，保证漆雾6外泄的气流受到引导而不会四溢，又能在气封层与漆雾6之间形成局部真空区，强化气封层的气封作用和气封强度。

在此基础上，本发明实施例给出一个具体实验例，以验证上述压力平衡区的形成所需的气封量。

如图3所示，设定喷漆操作过程中，喷枪喷嘴朝向补漆面100的端面为喷射面，喷射面与补漆面100之间的间隙7距离为H，喷射口12与补漆面100之间的距离为h，喷射口12与喷射面的距离为H1，喷射口12与补漆面100之间的距离为H2。

喷射口12采用W-71-3G型喷嘴，该型号喷嘴的特性为：喷射口12的直径为1.5mm，喷涂空气压力为0.29Mpa，单位时间内喷射的空气量为165L/min，喷幅D为185mm。

按喷漆操作的常规操作规范将喷漆喷枪与构件的补漆面100之间保持适当的距离，一般情况下该距离H2为200mm左右，因此可知漆雾6的锥形区域的夹角α为50°，漆雾6在补漆面100上的投影区域面积为0.027m

已知喷涂时的空气耗量为165L/min，则其在补漆面100上形成的垂直速度V为：

如图3所示，气封层有50％的气体起到气封作用，气封层的流体量Q为需要密封的漆雾6数量的2倍，即Q＝0.165×2＝0.33m

为保持漆雾6和气封层的气体流动状态相同，设定气封气流8的垂直流速V为6m/min，气封层所需通流面积F为

已知气封层的环隙直径为0.22m，设环隙宽度为L，则有：

在求得上述气封层的流体量Q的情况下，进一步能够确定进入排气通道5内的混合气体的流量。具体由图3可知，单位时间内进入抽吸通道3内的漆雾量为165L/min，而单位时间内进入抽吸通道3内的气封层的流体量也是165L/min，因此总抽气量即为165×2＝330L/min。

需要说明的是，由于有局部真空区的存在，则上述结构中必然会有一定数量的漆雾6不需要气封层的阻挡而直接进入抽吸通道3内。进入抽吸通道3内的漆雾量为一变量，具体可以通过实测的数据确定。

需要说明的是，该具体实验例中确定的操作位置为假定位置。在实际操作过程中，通过调整气封量、调整气封气流8的射流方向以及漆雾6形成的外泄气流的相对位置，即可保证在漆雾6和气封层两者之间达到压力平衡。

可理解的，将气封层朝向漆雾6的轴向倾斜，则具有更好的气封效果。

基于上述的喷漆喷嘴装置200，本发明实施例提供一种喷漆设备。如图4所示，该喷漆设备包括上述喷漆喷嘴装置200、供料组件、气封组件和后处理组件。其中，供料组件连接于喷漆喷嘴装置200的喷漆通道1，该供料组件用于向喷漆通道1中提供混有漆料的气流。气封组件连接于喷漆喷嘴装置200的喷气通道2，气封组件用于向喷气通道2中提供用于产生气封层的气封气流8。后处理组件连接于喷漆喷嘴装置200的抽吸通道3，后处理组件用于将上述混合气流9自抽吸通道3中抽出，并对混合气流9中混有的漆雾6进行后处理，以便于该设备的尾气排放能够符合相关环保标准的要求。

如图4所示，供料组件包括压缩机300和漆料管路A。漆料管路A与喷漆通道1的漆料进口11连接，并且压缩机300通过第一管路810与漆料管路A或漆料进口11连接。压缩机300能够为漆料管路A或漆料通道提供压缩气流，以驱动漆料进入喷枪喷嘴内。优选在第一管路810上设有阀门700，以控制第一管路810内气流的通断。

进一步的，气封组件包括进气风机400。进气风机400通过第二管路820连接于喷气通道2的进气口41，以便于利用进气风机400将空气通过进气口41注入喷气通道2内形成气封气流8。可选择的，还可以通过第三管路830将第一管路810和第二管路820之间连接，从而利用同一压缩机300同时提供用于漆料运动的气流、以及气封气流8，从而降低设备生产成本，便于现场的安装调试和使用方便，并且降低气流动力的取得难度。优选在第三管路830上设有阀门700，以根据使用需要控制第三管路830内气流的通断。

为了防止排出的漆雾6对周围环境的影响，优选后处理组件包括除漆器500和排气风机600，除漆器500用于对抽吸通道3吸出的混合气流9中混有的漆雾6进行去除，以使外排气体能够符合环保要求。

如图5和图6所示，该除漆器500优选包括外壳510和出气管520。外壳510内填充有吸附内衬层511，抽吸通道3连接于吸附内衬层511中，以将抽吸通道3排出的气流中混有的漆雾液滴吸附在吸附内衬层511中，净化排出的气体。出气管520的一端伸入至外壳510内，出气管520的另一端与排气风机600连接，从而使净化后的气体在排气风机600的带动下，由出气管520排出。优选该外壳510上设有封盖530，封盖530闭合在外壳510上并具有密封作用，封盖530打开后可以更换外壳510内的吸附内衬层511，以使该除漆器500能具有长久的使用寿命。

可理解的，排气风机600连接有排气管路B，该喷漆设备的尾气通过排气管路B排出。

基于上述的喷漆喷嘴装置200或喷漆设备，本发明实施例提供一种喷漆方法。该喷漆方法由上述的喷漆喷嘴装置200执行；或者由上述的喷漆设备执行；

该喷漆方法包括：

利用喷漆喷嘴装置200向补漆面100同步喷射气封层和锥形漆雾6，气封层成环形包围于漆雾6外；

利用喷漆喷嘴装置200在气封层与漆雾6之间形成局部真空区。

可理解的，由于该喷漆方法由上述的喷漆喷嘴装置200执行，故而该喷漆方法的具体实施过程详见喷漆喷嘴装置200部分，在此不再赘述；并且，该喷漆方法具有上述喷漆喷嘴装置200的全部优点，在此不再赘述。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围中。