一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置

技术领域

本发明涉及建筑安装技术领域，尤其涉及一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置。

背景技术

目前部分大型公用建筑在设计时为控制安装阶段的使用层高，保障结构稳固性和外观的美观性，采用在建筑结构梁上预留套管的方式预留穿梁洞，当每个套管都定位精确后再进行水泥浇筑。进入安装阶段时，水电安装人员可以直接按照指定位置的套管洞口进行各种管道、桥架的穿梁敷设。预留套管的安装流程为：用途确认－－尺寸设定－－切割制作－－现场定位－－钢筋焊接绑扎稳固－－技术复核－－现场浇筑－－套管内壁除锈－－套管内壁上防腐漆。

经检索，授权公告号为CN109013124B的中国专利公开了一种管道内壁喷涂装置，包括外部设置的待喷涂管道，所述待喷涂管道的内部中间位置同轴设置有移动安装筒，移动安装筒的外侧配合待喷涂管道的内壁等角度伸出设置有若干导向调节移动结构，所述移动安装筒的左端伸出设置有锥面储液筒，且锥面储液筒的左端中间位置水平镶嵌进液管，移动安装筒的内部镶嵌设置有转动增压导料结构，移动安装筒的右侧转动安装有锥面喷涂筒，所述导向调节移动结构包括移动安装筒的外侧等角度设置的若干限位导向安装筒，所述限位导向安装筒的底部均半镶嵌转动安装有电控绕线轮，本发明具有结构设计紧凑，管道作业半径调节简单，雾化喷涂过程流畅，且雾化喷涂均匀，通过性好等优点。

上述技术方案虽然雾化喷涂过程流畅，且雾化喷涂均匀，但是上述喷漆装置功率是额定，单位时间喷出的喷漆量是定值，因此喷漆装置使用牵引绳在管道中移动速度也需要精准控制，保持合适速度匀速移动才能保证漆面均匀，牵引过程中出现停顿或者速度过快都会导致喷涂效果不佳，因此受操作工人的技术水平影响较大。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中管道内壁喷涂操作难度大，喷涂量不易控制的问题，而提出的一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置，包括套管、旋转喷头和支撑定位组件，其中：

所述套管一端封闭设置、另一端开放设置，在所述套管的开放端同轴固定设置有导流管，所述导流管的输入端设置有流量控制机构，所述套管的封闭端设置有油漆输入口；

所述旋转喷头密封转动设置于套管的开放端，在所述旋转喷头的外周面等距分布有多个雾化喷孔，所述旋转喷头中心固定设置有延伸入导流管的传动杆，所述传动杆位于导流管内的部分外壁固定设置有多个曲面叶轮，在油漆通过所述导流管时冲击曲面叶轮，驱动传动杆转动；

所述支撑定位组件包括三组均匀分布于套管外周面的支撑机构，所述支撑机构包括两个沿套管轴向分布的安装块，所述安装块上转动设置有活动杆，所述活动杆与套管外壁之间设置有支撑弹片，所述活动杆的外端固定设置有连接轴，两个所述连接轴之间转动设置有同一根连杆，形成可活动的平行四边形结构，在所述连接轴两端均转动设置有支撑轮，所述活动杆与连杆之间设置有用于控制支撑轮转动灵活性的摩擦结构。

优选地，所述摩擦结构包括滑动设置于连接轴上的摩擦环和抵压环，所述摩擦环和抵压环位于支撑轮与连杆之间，并且所述摩擦环和抵压环之间设置有压缩弹簧一，所述抵压环和连杆相向的一侧均设置有接触环，两个所述接触环上设置有相适配的楔形缺口，在所述连杆远离套管时，两个所述接触环产生相对转动使抵压环向摩擦环靠近。

优选地，所述连接轴上固定设置有六角柱，所述摩擦环和抵压环中心开设有与六角柱相适配的六角孔。

优选地，所述支撑轮外周面等距分布有多个吸盘。

优选地，所述套管上固定设置有顶部弯曲的挡板，所述挡板设置于安装块靠近旋转喷头一侧，使所述活动杆与套管轴线的夹角不超过90°。

优选的，所述曲面叶轮为四片，所述曲面叶轮顶边与底边为偏差∠°30曲面。

优选地，所述曲面叶轮的外缘延伸至导流管内壁并与导流管内壁存在间隙。

优选地，所述流量控制机构包括密封滑动设置于套管封闭端的拉杆，所述拉杆位于套管内部的一端固定设置有安装板，所述安装板与套管之间设置有压缩弹簧二，所述导流管靠近安装板一端开设有多个轴向设置的密封口，所述安装板上固定设置有与密封口密封滑动连接的密封板。

优选地，所述密封口侧壁开设有密封槽，所述密封板侧壁设置有与密封槽相适配的密封条。

优选地，所述旋转喷头与套管连接处开设有截面为圆形的环槽，所述环槽内设置有多个润滑滚珠。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设置可绕套管转动的旋转喷头，利用流动的油漆冲击曲面叶轮，驱动曲面叶轮自转，带动整个旋转喷头360°自转，喷出油漆成雾粒状，在管道内壁形成环面，油漆喷洒更均匀，操作更简单。

2、本发明通过设置支撑定位组件，可以适配不同的管道内径，将套管定位在管套的中心位置，并使套管与管道同轴，旋转喷头延伸入管道内部进行喷涂作业，油漆基本不外漏污染外部环境，减少油漆消耗，节省人工。

3、本发明通过设置流量控制机构，通过外接绳索牵引拉杆在管道中移动旋转喷头位置，牵引力需要克服装置与管道内壁之间的摩擦阻力，同时牵动拉杆向外并压缩压缩弹簧二，使密封板与密封口之间打开一定宽度，使油漆进入导料管内实现出料，当过程中停止牵引设备时，密封板与密封口自动封闭，防止对同一位置连续喷涂导致油漆喷涂过厚导致挂壁，并且根据牵引速度，密封板与密封口的开合大小不同，较快速度牵引时，拉杆受力较大，密封口暴露越多，油漆进料越快，喷涂量越大，由于牵引速度较快时，旋转喷头在管道内的停留时间较短，因此较大的喷涂量可以保证管道内壁喷涂均匀，同理，较慢速度牵引时，以较小的喷涂量进行喷涂，防止喷涂过厚，装置实现自动适应牵引速度调整喷涂量，降低了整体的操作难度。

4、本发明通过设置摩擦结构，使得支撑轮与连接轴之间具有一定的摩擦力，在牵引装置时，提供一定阻力，进而用于克服压缩弹簧二的弹力，实现密封口的开合，并且利用接触环上的楔形缺口配合，在针对不同内径的管道进行喷涂时，活动杆展开的角度不同，抵压环与摩擦环之间的距离变化则会改变摩擦环对支撑轮的摩擦阻力大小，在对大管径管道喷涂时，管道内壁面积更大，所需要的喷涂量也就越大，通过压缩压缩弹簧一提供较大的阻力，使得克服阻力所需的牵引力更大，密封口则会暴露更大，喷涂量更大，反之同理，有利于针对不同的管径自动适配相对应的喷涂流量。

附图说明

图1为本发明提出的一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置的右视结构示意图；

图3为本发明提出的一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置的内部结构示意图；

图4为本发明提出的一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置中流量控制机构的结构示意图；

图5为本发明提出的一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置中导流管的结构示意图；

图6为本发明提出的一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置中旋转喷头的结构示意图；

图7为本发明提出的一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置中摩擦结构的爆炸结构示意图；

图8为本发明提出的一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置部分剖视结构示意图。

图中：1、套管；11、导流管；111、密封口；112、密封槽；12、挡板；13、油漆输入口；2、旋转喷头；21、雾化喷孔；22、传动杆；23、曲面叶轮；3、支撑定位组件；31、安装块；32、活动杆；33、连接轴；331、摩擦环；332、抵压环；333、压缩弹簧一；334、接触环；335、楔形缺口；336、六角柱；34、连杆；35、支撑轮；351、吸盘；36、支撑弹片；4、流量控制机构；41、拉杆；42、安装板；43、密封板；431、密封条；44、压缩弹簧二；5、环槽；51、润滑滚珠。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”“下”“前”“后”“左”“右”“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。

参照图1-3，一种适用于管道内壁喷漆的加压自旋转喷涂装置，包括套管1、旋转喷头2和支撑定位组件3，通过支撑定位组件3将套管1稳定支撑在管道的轴线位置，配合旋转喷头2对管道内壁进行喷涂，并且在流动油漆的冲击下驱动旋转喷头2进行360°旋转，喷出油漆成雾粒状，在管道内壁形成环面，牵引套管1沿着管道轴线移动，实现对管道内壁的全面喷涂，使用时旋转喷头2延伸入管道内部进行喷涂作业，油漆基本不外漏污染外部环境，减少油漆消耗，节省人工。

套管1一端封闭设置、另一端开放设置，在套管1的开放端同轴固定设置有导流管11，导流管11与套管1之间为封闭状态，进入套管1内的油漆只能从导流管11内流出，导流管11的输入端设置有流量控制机构4，用于控制油漆的流量，实现对旋转喷头2喷涂量的控制，套管1的封闭端设置有油漆输入口13，与外接加压喷漆机通过导管连接，实现油漆的加压导入。

参照图3-5，流量控制机构4包括密封滑动设置于套管1封闭端的拉杆41，使用时，将拉杆41外端连接绳索，用于牵引装置整体移动，拉杆41位于套管1内部的一端固定设置有安装板42，安装板42与套管1之间设置有压缩弹簧二44，套管1通过支撑定位组件3支撑在管道内，通过绳索牵引拉杆41时，会驱动拉杆41向外移动并压缩压缩弹簧二44，压缩弹簧二44被压缩后弹力变大，直至弹力超过喷涂装置在管道内的阻力后，牵动喷涂装置向外移动，导流管11靠近安装板42一端开设有多个轴向设置的密封口111，安装板42上固定设置有与密封口111密封滑动连接的密封板43，拉杆41向外移动时，会带动安装板42远离导流管11，使得密封板43从密封口111上向外滑出，暴露密封口111，此时套管1内的油漆通过密封口111进入导流管11内，并从旋转喷头2喷出，在较长管道内进行喷涂时，难以一次性完成牵引时，在中途停止对拉杆41的牵引时，压缩弹簧二44复位，使得密封板43再次将密封口111封闭，防止旋转喷头2对同一位置连续喷涂导致油漆喷涂过厚导致挂壁，操作简单。

在牵引装置移动进行喷涂的过程中，由于操作者的使用习惯，往往牵引速度各不相同，由于外接的加压喷漆机功率是一定的，牵引速度不同，喷涂装置在管道内停留的时间则会不同，停留时间过长会导致喷漆过厚，停留时间过短，则会出现漆面较薄甚至于部分区域未喷涂，本喷涂装置在相同管道内的摩擦阻力是相同的，由于压缩弹簧二44的弹力和长度成正比，快速牵引喷涂装置时，拉杆41会受到更大的拉力，因此压缩弹簧二44被压缩的距离更大，安装板42带动密封板43移动的距离也更远，使得密封口111暴露范围更大，油漆进料更快，则喷涂量越大，因此，在较快的牵引速度下，配合更大的喷涂量，可以实现较好的喷涂效果，在较慢的速度牵引喷涂装置时，拉杆41受到的牵引力也越小，压缩弹簧二44的压缩量较小，密封口111的暴露范围更小，此时的油漆进料量小，则旋转喷头2的喷涂量降低，因此，在较慢的牵引速度下，配合较小的喷涂量，仍然可以实现较好的喷涂效果。

参照图4-5，密封口111侧壁开设有密封槽112，密封板43侧壁设置有与密封槽112相适配的密封条431，通过密封槽112与密封条431配合，有利于提高密封板43与密封口111之间插接的稳定性，并且可以提高密封板43与密封口111之间的密封性，减少油漆的渗漏。

参照图3和6，旋转喷头2密封转动设置于套管1的开放端，旋转喷头2内部与导流管11连通，油漆通过导流管11后进入旋转喷头2内部，在旋转喷头2的外周面等距分布有多个雾化喷孔21，高压油漆在旋转喷头2内通过雾化喷孔21喷出，形成雾化颗粒，均匀喷洒在管道内壁，旋转喷头2中心固定设置有延伸入导流管11的传动杆22，传动杆22位于导流管11内的部分外壁固定设置有多个曲面叶轮23，在油漆通过导流管11时冲击曲面叶轮23，驱动传动杆22转动，油漆在导流管11内流动撞击曲面叶轮23，会对曲面叶轮23产生横向的力，随着油漆不断的流动，驱动传动杆22不停的转动，同时带动旋转喷头2自转，对管道内壁进行环面全方位的喷涂。

参照图6，曲面叶轮23为四片，曲面叶轮23顶边与底边为偏差∠30°曲面，在保证主动驱动力驱动传动杆22转动的前提下，偏差∠30°有利于降低油漆流动时湍流的产生，减少旋转喷头2内部出现空洞的风险。

参照图3，曲面叶轮23的外缘延伸至导流管11内壁并与导流管11内壁存在间隙，保证油漆流动时的冲击力可以与曲面叶轮23充分作用。

参照图3，旋转喷头2与套管1连接处开设有截面为圆形的环槽5，环槽5内设置有多个润滑滚珠51，维持套管1与旋转喷头2之间的光滑转动，降低摩擦力。

支撑定位组件3包括三组均匀分布于套管1外周面的支撑机构，等距分布的三个支撑机构可以将套管1稳定地支撑在管道的中心，保证旋转喷头2上的各个雾化喷孔21与管道内壁的间距相等。

支撑机构包括两个沿套管1轴向分布的安装块31，安装块31上转动设置有活动杆32，活动杆32与套管1外壁之间设置有支撑弹片36，通过支撑弹片36的弹力，使活动杆32趋于向外展开，对管道内壁产生足够的支撑力，活动杆32的外端固定设置有连接轴33，两个连接轴33之间转动设置有同一根连杆34，连杆34的长度与两个安装块31的间距一致，形成可活动的平行四边形结构，平行四边形结构可以保证连杆34在开合的过程中，始终保持与套管1平行的状态，进而提高支撑的稳定性。

参照图1-3，套管1上固定设置有顶部弯曲的挡板12，挡板12设置于安装块31靠近旋转喷头2一侧，使活动杆32与套管1轴线的夹角不超过90°，通过挡板12对活动杆32进行限位，防止活动杆32转动角度过大，使活动杆32始终处于倾斜的状态，旋转喷头2的位置可以始终保持在超过连杆34的位置，防止连杆34进入旋转喷头2的喷涂范围内，对喷涂作业产生干涉，使用时，将装置伸入管道内，活动杆32向牵引方向一侧偏斜，在牵引时产生的拉力，作用在活动杆32靠近牵引方向一侧，会产生朝向管道内壁的分力，提高喷涂装置在移动过程中的稳定性。

在连接轴33两端均转动设置有支撑轮35，通过支撑轮35通过支撑轮35与管道内壁之间的滚动代替滑动，防止对管道内壁造成损伤，通过连接轴33与支撑轮35之间的摩擦力作用牵引喷涂装置移动时的阻力，活动杆32与连杆34之间设置有用于控制支撑轮35转动灵活性的摩擦结构，改变连接轴33与支撑轮35之间的摩擦力，即可改变驱动喷涂装置移动时的需牵引力大小，实现对正常运行时喷涂装置的喷涂量大小的改变。

针对不同的内径的管道，管道内径越大，管道内壁面积越大，管道内径越小，管道内壁面积越小，相同工况下，大管径的管道需要的喷涂量也就越大，小管径的管道需要的喷涂量也就也越小，通过摩擦结构对支撑轮35与连接轴33之间摩擦力进行控制，在对大管径管道喷涂时，提供更大的摩擦力，牵引喷涂装置需要克服的阻力越大，拉杆41会受到更大的拉力，密封口111暴露范围更大，油漆进料更快，则喷涂量越大，在对小管径管道喷涂时，提供较小的摩擦力，牵引喷涂装置需要克服的阻力较小，拉杆41会受到较小的拉力，密封口111暴露范围更小，油漆进料量降低，则喷涂量变小，实现对不同管道内径喷涂时，自适应控制喷涂量，保证喷涂质量。

参照图7-8，摩擦结构包括滑动设置于连接轴33上的摩擦环331和抵压环332，摩擦环331和抵压环332位于支撑轮35与连杆34之间，并且摩擦环331和抵压环332之间设置有压缩弹簧一333，压缩弹簧一333对摩擦环331和抵压环332施加压力，使摩擦环331与支撑轮35侧壁相抵，抵压环332与连杆34相抵，通过摩擦环331与支撑轮35接触对支撑轮35提供转动阻力，在压缩弹簧一333弹力变化时，摩擦环331与支撑轮35之间的摩擦力变化，转动阻力也随着变化，抵压环332和连杆34相向的一侧均设置有接触环334，两个接触环334上设置有相适配的楔形缺口335，在连杆34远离套管1时，两个接触环334产生相对转动使抵压环332向摩擦环331靠近，针对大管径管道喷涂施工时，需要将连杆34远离套管1，此时两个接触环334发生相对转动，两个楔形缺口335的顶端相互靠近，使抵压环332压缩压缩弹簧一333，进而提高摩擦环331与支撑轮35之间的摩擦力，在此情况下，需要提供较大的牵引力才能够驱动喷涂装置移动，从而实现利用较大的喷涂量进行喷涂，针对小管径管道喷涂施工时，需要将连杆34靠近套管1，此时两个接触环334发生相对转动，两个楔形缺口335的顶端相互远离，其中一个楔形缺口335的顶端进入另一个楔形缺口335的底部，使抵压环332释放压缩弹簧一333，进而降低摩擦环331与支撑轮35之间的摩擦力，在此情况下，需要提供较小的牵引力就能够驱动喷涂装置移动，从而实现利用较小的喷涂量进行喷涂。

参照图7-8，连接轴33上固定设置有六角柱336，摩擦环331和抵压环332中心开设有与六角柱336相适配的六角孔，在连杆34与活动杆32进行相对转动带动两个接触环334发生相对转动时，六角柱336可以在不影响摩擦环331和抵压环332轴向滑动的同时降低摩擦环331和抵压环332发生周向偏转。

参照图7-8，支撑轮35外周面等距分布有多个吸盘351，通过吸盘351与管道内壁进行吸附产生吸力，提高支撑轮35与管道内壁的摩擦力，防止摩擦环331与支撑轮35之间的转动阻力大于支撑轮35与管道内壁的摩擦力时，支撑轮35直接打滑的现象。

本发明具体工作原理如下：

使用时，将油漆输入口13与外接的加压喷漆机通过导管连接，并将拉杆41外端连接绳索，将套管1安装有旋转喷头2的一端伸入需要喷涂的管道内，通过支撑弹片36的弹力，使活动杆32向外展开，带动连杆34向外移动，直至支撑轮35与管道内壁抵紧；

将喷涂装置推至管道末端，启动加压喷漆机，油漆通过导管进入套管1内，此时密封口111被密封板43封闭处于关闭状态，牵引绳索，将喷涂装置往回拉，通过绳索牵引拉杆41时，会驱动拉杆41向外移动并压缩压缩弹簧二44，压缩弹簧二44被压缩后弹力变大，直至弹力超过支撑轮35与摩擦环331之间的阻力，喷涂装置开始向外移动，同时拉杆41向外移动时，会带动安装板42远离导流管11，使得密封板43从密封口111上向外滑出，暴露密封口111，此时套管1内的油漆通过密封口111进入导流管11内，油漆在导流管11内流动撞击曲面叶轮23，会对曲面叶轮23产生横向地力，随着油漆不断的流动，驱动传动杆22不停的转动，同时带动旋转喷头2自转，最后在旋转喷头2内通过雾化喷孔21喷出，形成雾化颗粒，均匀喷洒在管道内壁，直至将喷涂设备拉出管道，完成喷涂；

在牵引速度变化时，根据牵引速度，密封板43与密封口111的开合大小不同，较快速度牵引时，拉杆41受力较大，密封口111暴露越多，油漆进料越快，喷涂量越大，由于牵引速度较快时，旋转喷头2在管道内的停留时间较短，因此较大的喷涂量可以保证管道内壁喷涂均匀，同理，较慢速度牵引时，以较小的喷涂量进行喷涂，防止喷涂过厚，实现自动适应牵引速度调整喷涂量；

针对不同的管道进行喷涂时，通过摩擦结构对支撑轮35与连接轴33之间摩擦力进行控制，活动杆32展开的角度不同，抵压环332与摩擦环331之间的距离变化则会改变摩擦环331对支撑轮35的摩擦阻力大小，实现对不同管道内径喷涂时，自适应控制喷涂量，保证喷涂质量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。