[发明专利]气动砂洗方法及其装置

说明书

本发明涉及一种气动加工设备。它适用于链类工件和成批量的杂散工件在表面处理时进行以除漆除锈整光为目的的预处理。应用在表面工程领域。

能用于链类和成批量杂散工件进行除漆除锈整光处理的现有技术有酸洗、喷砂、振动砂槽整光、滚筒自撞击等方法。但在应用中总有一些问题没有解决。

酸洗是大批量生产中应用最广泛的技术，属于化学方法，也是问题最多的一种现有技术。酸洗的问题之一是环境污染突出，而且酸洗液污染具有顽固，影响面大，难治理的特点，是工业水污染的主要源头。酸洗的问题之二是酸洗液作用在金属上会引发微观裂纹，形成氢脆机理，降低机械强度。所以，船舶修理行业中不允许锚链用酸洗除锈。酸洗的问题之三是酸洗虽然依据酸洗池大小一次可成批处理大量的工件，但酸洗除锈的化学过程比较缓慢。酸洗的问题之四是酸液在运输储存勾兑补充排放等一系列流程中对人对环境对周围设备极具危险性，材料成本和管理成本昂贵。酸洗的问题之五是酸洗之后不能马上进入下道工序，仍须经过清洗和干燥工序，不仅耗费大量清水，还造成表面处理工序间断，而且对清洗和干燥的工艺要求极高，否则残存酸会严重影响工件的最终质量。

喷砂是应用广泛性仅次于酸洗的表面预处理技术。喷砂属于纯物理方法。工艺过程远比酸洗简单。但通常的开放式喷砂方法存在粉尘污染大、工人劳动强度大等弊病。专用的贯穿式喷砂机只适合刚性长型工件如管材型材等，但对于锚链类工件或杂散工件等的处理仍然困难。另外，喷砂过程须人工参与，难以形成自动生产。

振动整光方法依靠机械振动迫使砂槽内的砂粒(摩擦子)在槽内循环运动和原地振动，工件在砂粒中间受到砂粒移动和振动的摩擦作用而得到研磨。振动整光法问题之一是由于存在机械振动，所以噪声很大，设备的机械强度要求高；问题之二是振动能量有限，加工时间较长；问题之三是加工时形成的粉尘难以排除，砂料品质的变化会影响处理质量；问题之四是振动台难以做大，砂槽大小受到限制，所以不能加工较多较重的工件，振动整光方法的生产效率不高。

滚筒自撞击法被认为是船舶修理业用于锚链除锈的较先进的方法。它是将沉重的锚链整根投入滚动箱体内，用大功率电机驱动滚筒转动，依靠自我碰撞摩擦去除滚筒内的锚链等工件的氧化皮。有时在滚筒内加入一定量的砂料以提高研磨效果。问题是该方法能耗大，驱动几吨甚至数十吨的偏心转动体需要消耗巨大的能量；环境噪音大，粉尘污染大。另外，表面处理不均匀也是难以克服的问题。

本发明的目的是发明一种针对锚链或杂散工件有效的，能合理规避上述方法中的弊病的表面清理方法。本发明的方法及其装置能减少能耗，降低噪音，抑制粉尘，并能实现自动处理。最终达到提高表面处理质量和效率的目的。

本发明的目的是这样实现的：本发明包括带有流化装置的放砂槽(池)，压缩空气气源及压缩空气控制处理装置和除尘装置。

砂洗槽是一工作时保持静止状态的刚性容器。其内部安装有流化装置。流化装置是将高压空气注入砂料内部使砂料呈现流化和沸腾状态的装置，它有喷气嘴装置和流化床装置两种形式，其中流化床是既能托住砂料不至于下落又可以通过气流的特制的隔离板。在气压的作用下空气透过流化装置进入砂料中并驱动砂料呈现类似液体的沸腾状态。沸腾状态的砂料具有很强的挤压性和摩擦性，工件置于这种呈现沸腾状态的砂料流体当中一段时间后工件表面得到充分的研磨，从而达到去除表面杂质的目的。

压缩空气气源是砂料对工件做功的能量来源，压缩空气控制处理装置是控制气流压力流量的装置，同时也是保持气流质量的装置。

除尘装置，是将砂洗槽中沸腾状态的砂料和工件产生出的含粉尘空气吸收并将粉尘分离出来的装置，它可以有效地避免粉尘外溢造成污染。

本发明的砂洗方法及其装置的优点有：

1.在本发明中，由于砂洗槽处于静止状态，避免了驱动载料槽体运动的巨大能耗，同时避免了设备高强度的结构制造成本。本发明还便于现有静止的酸洗槽(池)向砂洗槽转变的技术改造。

2.在本发明中，工件入槽后，只需开启压缩空气和除尘系统，待设定好压力流量后机器便可自行运转，无需人工干预。工作十分轻松。

3.在本发明中，砂料做功过程无噪音，无振动。

4.在本发明中，工件浸泡在类似液体的沸腾状态砂料流体当中，任何位置都可以得到充分的研磨，质量比较平均。

5.在本发明中，不断上升的气流将颗粒较小的粉尘和比重较轻的从工件上脱落的杂质带出砂料，继而被除尘装置收集。所以，砂料总能保持较好的品质，从而保持平稳的工作效率和处理质量。

附图1是本发明提出的采用流化床装置的气动砂洗方法及其装置的实施例原理图。