砂水循环利用率高的自动湿式喷砂设备

技术领域

本发明涉及湿式喷砂设备技术领域，特别涉及一种砂水循环利用率高的自动湿式喷砂设备。

背景技术

湿式喷砂是一种逐渐广泛应用的喷砂工艺，由于采用的砂水混合作业，故与传统干式喷砂机相比，没有粉尘困扰，环保且发展潜力巨大。

湿式喷砂设备一般需要将砂料与水进行混合，而后进搅拌分离喷砂用料，现有部分湿式粉砂设备还需要人工监管砂料和水的添加，智能化程度不高。且湿式喷砂设备直接将废砂水排出，没有对废砂水进行有效回收利用，资源浪费大，成本高，对环境带来严重污染。

发明内容

本发明提供一种砂水循环利用率高的自动湿式喷砂设备，旨在解决现有湿式喷砂设备中砂水循环利用率低，且智能化不高的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种砂水循环利用率高的自动湿式喷砂设备，包括：

砂水分离装置，包括搅拌罐以及于所述搅拌罐内设置的搅拌机构，所述搅拌罐用于容置砂水混合物，所述搅拌罐上设有用于获取喷砂原料的出料口以及用于排出废砂水的出水口；

喷砂组件，一端对接于所述出料口，另一端对应于喷砂工位上的工件设置，所述喷砂组件用于基于所述出料口排出的喷砂用料对所述工件进行喷砂处理；所述喷砂组件通过分流管道接有砂水浓度检测装置，所述砂水浓度检测装置用于检测所述喷砂用料中砂料浓度占比；

砂料供给装置，设于所述搅拌罐的上方，所述砂料供给装置用于在所述砂水浓度检测装置检测到的砂料浓度占比低于浓度阈值时向所述搅拌罐进行砂料供应；

喷淋组件，一端对接于所述出水口，另一端对应于喷砂工位上的工件设置，所述喷淋组件用于将所述出水口排出的废砂水过滤后，对所述工件进行喷淋水洗；其中，所述喷淋组件与所述出水口之间设有带有液位传感检测组件的储水箱，所述液位传感检测组件用于检测到所述储水箱中的液位，并在所述储水箱的液位低于液位阈值时，控制外部加水设备向所述储水箱内添加水；以及，

回流组件，所述搅拌罐上还设有进水口，所述回流组件的一端对接于所述进水口，另一端对接于所述喷砂工位，所述回流组件用于将所述喷砂工位中形成的砂水混合物回流至所述搅拌罐内。

在一些实施例中，所述搅拌机构包括竖直放置的搅拌轴以及用于驱动所述搅拌轴转动的第一驱动件，所述搅拌轴靠近所述搅拌罐底部设有多个搅拌件。

在一些实施例中，所述搅拌轴中空设计形成有空腔，所述搅拌轴的底部贯穿所述出水口且所述空腔连通至所述储水箱；其中，所述搅拌轴靠近其上部设有多个出水孔，所述出水孔与所述空腔连通。

在一些实施例中，所述砂水浓度检测装置包括用于灌装砂水样品的筒体，所述筒体竖直放置，在其外侧沿其高度方向具有第一预设高度、第二预设高度和第三预设高度，并对应所述第一预设高度设有第一传感器、对应所述第二预设高度设有第二传感器、以及对应所述第三预设高度设有第三传感器，且所述筒体底部设置有对接于所述搅拌罐的排水口。

在一些实施例中，所述筒体顶端相对设置有两个进液口，对应两个所述进液口在所述筒体内形成有两个进液区，所述第三传感器在两个所述进液区之间避位设置，且两个所述进液口之间的部分区域凹设形成有阻流槽。

在一些实施例中，所述砂料供给装置包括下料漏斗、调控件和第二驱动件，所述第二驱动件连接所述调控件，用于驱动所述调控件旋转，所述调控件在其周侧沿旋转方向交替设置有阻挡部和凹陷部，所述阻挡部和所述凹陷部对接设于所述下料漏斗的出口端。

在一些实施例中，所述喷淋组件包括旋流除砂器和喷淋喷枪，所述旋流除砂器的进水端对接于所述储水箱的出水端，所述旋流除砂器的出水端连通所述喷淋喷枪，且所述旋流除砂器的排砂端接通所述搅拌罐。

在一些实施例中，所述搅拌罐的侧壁设有用于过滤细砂的过滤口，所述过滤口可拆换安装有过滤网，所述进水口朝向所述过滤口设置。

在一些实施例中，对应所述过滤口在所述搅拌罐的外部设有细砂容置槽，所述细砂容置槽用于沉淀分离水和细砂，并于所述细砂容置槽与所述搅拌罐之间设有回流管道。

在一些实施例中，所述回流组件包括砂水收集装置以及回流泵，所述回流泵一端对接于所述进水口，另一端连接所述砂水收集装置，所述砂水收集装置设于所述喷砂工位处，用于将所述喷砂工位处的砂水混合物集中，并由所述回流泵泵送于所述搅拌罐内。

与现有技术相比，本发明技术方案具有如下有益效果：

(1)搅拌罐内进行砂料和水的混合，并在搅拌罐上设置有用于排出喷砂用料的出料口以及用于排出废砂水的出水口，其中，出料口对接喷砂组件，喷砂组件可以用于喷砂工位上的工件的喷砂处理，出水口对接喷淋组件，喷淋组件在对废砂水过滤后可以用于喷砂处理后的工件的清洗，并最终可由回流组件将喷砂工位处的砂水混合物回流输送至搅拌罐内，以此实现砂水的循环利用，砂水循环利用率高。

(2)设置有砂水浓度检测装置检测所获得的喷砂用料中砂料浓度占比，在砂料浓度占比低于浓度阈值时可通过砂料供给机构向搅拌罐内添加砂料，并设置有带有液位传感检测组件的储水箱，在储水箱液中的液位低于液位阈值时可通过外部加水设备向储水箱内加水，可以达到自动加砂、加水的目的，维持砂水平衡，自动化程度高。

附图说明

图1为本发明一实施例中砂水循环利用率高的自动湿式喷砂设备的结构示意图；

图2为本发明一实施例中砂水分离装置的部分剖视结构示意图；

图3为本发明一实施例中搅拌机构的结构示意图；

图4为本发明一实施例中喷砂组件与搅拌罐的安装结构示意图；

图5为本发明一实施例中砂水浓度检测装置的结构示意图；

图6为图5中砂水浓度检测装置的顶部结构示意图；

图7为本发明一实施例中砂料供给装置的结构示意图；

图8为本发明一实施例中喷淋组件与搅拌罐的安装结构示意图。

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参阅图1-图8所示，本发明提出一种砂水循环利用率高的自动湿式喷砂设备100，包括砂水分离装置10、喷砂组件20、砂料供给装置40、喷淋组件50和回流组件70。其中，

砂水分离装置10包括搅拌罐110以及于搅拌罐110内设置的搅拌机构120，搅拌罐110用于容置砂水混合物，搅拌罐110上设有用于获取喷砂原料的出料口1101以及用于排出废砂水的出水口1102；喷砂组件20一端对接于出料口1101，另一端对应于喷砂工位上的工件设置，喷砂组件20用于基于出料口1101排出的喷砂用料对工件进行喷砂处理；喷砂组件20通过分流管道接有砂水浓度检测装置30，砂水浓度检测装置30用于检测喷砂用料中砂料浓度占比；砂料供给装置40设于搅拌罐110的上方，砂料供给装置40用于在砂水浓度检测装置30检测到的砂料浓度占比低于浓度阈值时向搅拌罐110进行砂料供应；喷淋组件50，一端对接于出水口1102，另一端对应于喷砂工位上的工件设置，喷淋组件50用于将出水口1102排出的废砂水过滤后，对工件进行喷淋水洗；其中，喷淋组件50与出水口1102之间设有带有液位传感检测组件610的储水箱60，液位传感检测组件610用于检测到储水箱60中的液位，并在储水箱60的液位低于液位阈值时，控制外部加水设备向储水箱60内添加水；以及，回流组件70，搅拌罐110上还设有进水口1103，回流组件70的一端对接于进水口1103，另一端对接于喷砂工位，回流组件70用于将喷砂工位中形成的砂水混合物回流至搅拌罐110内。

本发明技术方案，搅拌罐110内进行砂料和水的混合，并在搅拌罐110上设置有用于排出喷砂用料的出料口1101以及用于排出废砂水的出水口1102，其中，出料口1101对接喷砂组件20，喷砂组件20可以用于喷砂工位上的工件的喷砂处理，出水口1102对接喷淋组件50，喷淋组件50在对废砂水过滤后可以用于喷砂处理后的工件的清洗，并最终可由回流组件70将喷砂工位处的砂水混合物回流输送至搅拌罐110内，以此实现砂水的循环利用，砂水循环利用率高。

其次，设置有砂水浓度检测装置30检测所获得的喷砂用料中砂料浓度占比，在砂料浓度占比低于浓度阈值时可通过砂料供给机构40向搅拌罐110内添加砂料，并设置有带有液位传感检测组件610的储水箱60，在储水箱60液中的液位低于液位阈值时可通过外部加水设备向储水箱60内加水，可以达到自动加砂、加水的目的，维持砂水平衡，自动化程度高。

在一些实施例中，搅拌罐110为圆筒型结构，搅拌罐110用于容置砂水混合物，并设置有搅拌件123搅拌，以充分混合砂料和水。

在一些实施例中，出料口1101设于搅拌罐10靠近底部的侧壁，搅拌机构120包括竖直放置的搅拌轴121以及用于驱动搅拌轴121转动的第一驱动件122，搅拌轴121靠近搅拌罐110底部设有多个搅拌件123。

本实施例中，第一驱动件122带动搅拌轴121转动，搅拌件123跟随转动，进而在搅拌过程中可带动搅拌罐110内的砂水混合物跟随搅拌轴121的转动方向转动，并在不断的搅拌下使砂料和水充分混合。其中，基于旋转过程中的离心力作用，砂料逐渐靠向外侧旋转(即贴合搅拌罐110的内壁旋转)，可以理解的，砂料在不断的旋转过程中，在靠近出料口1101时基于离心力作用会从出料口1101甩出，即在出料口1101处可得到喷砂用料。

在一些实施例中，出水口1102设于搅拌罐110的底部正中间位置，搅拌轴121中空设计形成有空腔1211，搅拌轴121的底部贯穿出水口1102且空腔1211连通至储水箱60；其中，搅拌轴121靠近其上部设有多个出水孔1212，出水孔1212与空腔1211连通。

本实施例中，通过出水孔1212、空腔1211的结构设置，进而将搅拌罐110与储水箱60连通。在不断向搅拌罐110内加水的过程中，可通过搅拌轴121排出部分混合砂水，保证搅拌罐110内的水含量保持在一个相对稳定的状态。其中，在砂水混合物的搅拌过程中，砂料多位于搅拌罐110的底部且靠外侧，部分混合砂水上升达到出水孔1212位置时，会从出水孔1212进入空腔1211内传输，并经过沉淀后最终输出至储水箱60内。一些优选实施方案中，多个出水孔1212阵列排布于搅拌件123的侧壁。

在一些实施例中，搅拌件123设有至少两个，至少两个搅拌件123沿搅拌轴121的轴向上等间隔地设于搅拌轴121的外壁上，即在搅拌件123设有两个时，两个搅拌件123设于搅拌轴121的相对侧外壁，而当搅拌件123设有三个时，三个搅拌件123之间互呈度夹角设于搅拌轴121的周侧外壁。进一步地，各个搅拌件123包括第一搅拌叶1231、第二搅拌叶1232，以及用于连接第一搅拌叶1231和第二搅拌叶1232的连接件1233，连接件1233可以保证第一搅拌叶1231和第二搅拌叶1232处于一个相对稳定的状态；其中，第一搅拌叶1231与第二搅拌叶1232均与竖直方向呈夹角倾斜设置，有利于带动砂水混合物旋转，且第一搅拌叶1231与第二搅拌叶1232分为上下两层平行设置，设置多个搅拌叶可以提升搅拌件123的搅拌效果。

参阅图2所示，在一些实施例中，沿搅拌罐110的内壁间隔设有若干阻挡块1106。若干阻挡块1106可以使砂料和水混合更为均匀。可以理解的，部分砂料在加入搅拌罐110后可能是成坨堆积状态，当成坨砂料旋转撞击到阻挡块1106上时，成坨砂料可以被撞散，进而保证每一粒可以与水充分混合。一些优选实施方式中，阻挡块1106类似于三棱柱的设计形式竖直放置，其中一侧面贴合搅拌罐110的侧壁，在砂水混合物旋转流动时可以顺着三棱柱另外的侧面流动，尽量避免阻挡块过多影响砂水混合物的离心旋转。

在一些实施例中，对应出水口1102在搅拌罐110的外侧设有沉淀罐130，沉淀罐130为锥形漏斗状，沉淀罐130的上半部与储水箱60连通。

本实施例中，沉淀罐130与搅拌罐110可以是一体设置，沉淀罐130设于搅拌罐110的下方，用于对出水口1102排出的废砂水的中转。其中，锥形漏斗状的设计更有利于废砂水中砂料的沉淀，沉淀罐130上方沉淀的水可向储水箱60中流通。

在一些实施例中，砂水浓度检测装置30包括用于灌装砂水样品的筒体310，筒体310竖直放置，在其外侧沿其高度方向具有第一预设高度h1、第二预设高度h2和第三预设高度h3，并对应第一预设高度h1设有第一传感器320、对应第二预设高度h2设有第二传感器330、以及对应第三预设高度h3设有第三传感器340，且筒体310底部设置有对接于搅拌罐110的排水口3103。

本实施例中，砂水样品即为部分流入的喷砂用料；通过第一传感器320和第二传感器330检测砂水样品中砂料所处位置以及通过第三传感器340控制进入筒体310的砂水样品体积，可实现自动检测砂水浓度。具体而言，当需要检测喷砂用料中的砂水浓度时，打开分流管道，通过分流管道将砂水样品输送进筒体310，当砂水样品的液位到达第三预设高度h3时，第三传感器340输出信号控制砂水样品的停止进入。待筒体310内的砂料沉淀完成后，第一传感器320和第二传感器330开始检测砂料含量，若所测得的砂料的高度低于第二预设高度h2，则表示搅拌罐110中混合砂水中的砂料占比不足，则输出信号控制砂料供给装置40向搅拌罐110内添加砂料，若所测得的砂料的高度高于第二预设高度h2时，则无需通过砂料供给装置40向搅拌罐110内添加砂料。即正常状态下，喷砂用料中砂料的浓度占比应不低于h1/h3。

在一些实施例中，筒体310由透明材料制成，第一传感器320、第二传感器330和第三传感器340为光电式传感器。

进一步地，第一传感器320、第二传感器330和第三传感器340均包括信号发射端和信号接收端，信号发射端和信号接收端分别设于筒体310的两侧。

本实施例中，第一传感器320、第二传感器330均为光电式传感器，并且每个传感器包括信号发射端和信号接收端，信号发射端和信号接收端设于筒体310外部的两侧，而筒体310由透明材料制成，比如透明玻璃、透明塑胶等。工作时，传感器的信号发射端发出光信号，光信号透过筒体310，被位于筒体310另一侧的信号接收端接收，当砂水液位达到第三预设高度h3时，由于砂水混合液不透明，阻挡了第三传感器340的光信号，从而使第三传感向喷砂机输出信号。同理，待砂料沉淀完成后，砂料阻挡第一传感器320或第二传感器330的光信号，从而使第一传感器320或第二传感器330输出信号。

在一些实施例中，筒体310顶端相对设置有两个进液口3101，对应两个进液口3101在筒体310内形成有两个进液区，第三传感器340在两个进液区之间避位设置，且两个进液口3101之间的部分区域凹设形成有阻流槽3102。

本实施例中，进液孔形成的进液区与第三传感器340避位设置，使得进入筒体310的砂水样品不会阻挡第三传感器340发射的光信号。进液孔的数量为两个，在两个进液孔之间的部分区域设有阻流槽3102，阻流槽3102的长度大于进液口3101的尺寸，即两端延伸越过进液口3101，砂水样品从进液口3101进入，由于液体的流动性，砂水样品可能会向进液口3101的外侧扩散，由于阻流槽3102设置在两个进液口3101之间，阻止了扩散的砂水样品，避免第三传感器340发出错误信号。

在一些实施例中，筒体310的外侧设有用于观察检测样品位置的刻度尺350。刻度尺350用于实时观察筒体310内的砂水浓度。根据筒体310的容积设置刻度尺350的浓度值，并将刻度尺350垂直放置于筒体310的外侧。

在一些实施例中，砂料供给装置40包括下料漏斗410、调控件420和第二驱动件430，第二驱动件430连接调控件420，用于驱动调控件420旋转，调控件420在其周侧沿旋转方向交替设置有阻挡部4201和凹陷部4202，阻挡部4201和凹陷部4202对接设于下料漏斗410的出口端。

本实施例中，可通过人工或机械上料的方式将砂料存放于下料漏斗410中，砂料基于自身重力可由出口端排出，其中，在调控件420逐渐旋转的过程中，可控制砂料供给机构40的出料状态。可以理解的，在阻挡部4201正对出口端时，阻挡部4201完全或部分阻挡出口端，下料漏斗410处于封闭或半封闭状态，砂料供给装置40不会或进行缓慢下料；在调控件420的继续旋转过程中，与阻挡部4201相邻的凹陷部4202逐渐对接于出口端，下料漏斗410会通过出口端向凹陷部4202的凹陷腔内下放部分砂料，并在该凹陷部4202旋转至调控件420与下料漏斗410相背的一侧时，将存放的砂料倾倒至搅拌罐110内；其调控件420在继续转动后，阻挡部4201逐渐对接于出口端，又会重新封闭或半封闭下料漏斗410。

其中，第二驱动件430可以是旋转电机，通过控制旋转电机的转动速率可以调控砂料供给装置40的下料速度。示例性的，当旋转电机的转动速率较慢时，不仅由阻挡部4201转到至凹陷部4202的速度较慢，而且凹陷部4202旋转至调控件420与下料漏斗410相背的一侧的速度也较慢，进而倾倒砂料至搅拌罐110的速率较慢；而在旋转电机的转动速率较快时，下料漏斗410的下料速度以及调控件420的倾倒速度均会得到提升，进而砂料供给机构40的下料速度也会提升。

在一些实施例中，砂料供给机构40还包括固定壳体440，该固定壳体440用于稳固安装下料漏斗410、调控件420和驱动件，在固定壳体440朝向搅拌罐110的一侧开设有用于向搅拌罐110添加砂料的添料口，凹陷部4202中的砂料通过添料口排出。

在一些实施例中，喷淋组件50包括旋流除砂器510和喷淋喷枪520，旋流除砂器510的进水端5101对接于储水箱60的出水端5102，旋流除砂器510的出水端连通喷淋喷枪520，且旋流除砂器510的排砂端5103接通搅拌罐110。

其中，旋流除砂器510可以设置有两个，旋流除砂器510利用离心分离的原理进行除砂，杂质相对较少的水流最后通过与之连接的喷淋喷枪520对已喷砂工件进行清洗；旋流除砂器510设于搅拌罐110的上方，旋流除砂器510的排砂端5103打开后，所过滤的砂料在自身重力作用下可直接落入搅拌罐110内重新搅拌分离，进一步提高砂水利用率。

在一些实施例中，搅拌罐110的侧壁设有用于过滤细砂的过滤口1104，过滤口1104可拆换安装有过滤网，进水口1103朝向过滤口1104设置。

本实施例中，过滤口1104用于过滤砂料粒径未达到规定范围的细砂，在搅拌过程中，同样基于离心力作用，在砂料旋转至过滤口1104时，小粒径砂料(细砂)会从过滤口1104过滤至搅拌罐110的外侧，由此可提高在出料口1101所得的喷砂用料中大粒径砂料(粗砂)的占比，进一步提高喷砂效果和效率。

其中，所过滤的细砂包括有砂料供给装置40提供的部分未合格砂料以及经历过喷砂过程而受到磨损的砂料，操作人员可根据实际需求更换不同目数的过滤网。示例性的，砂料的粒径不得小于0.7mm，此时可选用25目的过滤网；而在砂料的粒径不得小于0.6mm时，可选用30目的过滤网。

而在不断的过滤过程中，难免会有砂料粘附于过滤网上，形成对过滤网的堵塞。本实施例将进水口1103对准过滤网设置，在加水时，即可利用水流的冲击力清理过滤网上粘附的砂料，从而保证细砂过滤效果。

在一些实施例中，对应过滤口1104在搅拌罐110的外部设有细砂容置槽80，细砂容置槽80用于沉淀分离水和细砂，并于细砂容置槽80与搅拌罐110之间设有回流管道1105。

本实施例中，在过滤细砂以及用水冲刷过滤网上粘附的砂料时，部分介质水同样会从过滤口1104排出，避免水资源浪费，可设置回流系统将细砂容置槽80内沉淀的水通过回流系统回流至第一容置槽内，其中，在细砂容置槽80与搅拌罐110上均设有回流管道1105，回流系统设于两个回流管道1105之间。

在一些实施例中，回流组件70包括砂水收集装置以及回流泵710，回流泵710一端对接于进水口1103，另一端连接砂水收集装置，砂水收集装置设于喷砂工位处，用于将喷砂工位处的砂水混合物集中，并由回流泵710泵送于搅拌罐110内。

参阅图1、图8所示，在一些实施例中，回流组件70包括砂水收集装置(附图未示出)以及回流泵710，回流泵710一端对接于进水口1103，另一端连接砂水收集装置，砂水收集装置设于喷砂工位处，其中，砂水收集装置可以设计成设于喷砂工位下方的漏斗状收集器，喷砂工位中的砂料以及水会基于漏斗状的倾斜面将喷砂工位处的砂水混合物集中，并由回流泵710泵送于搅拌罐110内。

综上，本发明技术方案提供的砂水循环供应系统具有以下砂水回流路径：

(1)搅拌罐110经出料口1101排出的喷砂用料通过喷砂喷枪210对工件进行喷砂处理后，会通过回流组件70回流至搅拌罐110内；

(2)搅拌罐110经储水口排出的废砂水经旋流除砂器510过滤，其中，过滤的水流通过喷淋喷枪520对工件进行水洗后，会通过回流组件70回流至搅拌罐110内，而过滤的砂料(带有部分水)会通过排砂端5103端回流至搅拌罐110内；

(3)经过砂水浓度检测装置的喷砂用料，在完成对喷砂用料中砂料浓度占比的检测后，可通过排水口3103将检测用喷砂用料回流至搅拌罐110内；

(4)通过过滤口1104排出的水，在经过细砂容置槽80的砂水分离后，可将分离出来的部分水通过回流系统回流至搅拌罐110内。

并能够通过砂水浓度检测装置30和液位传感检测组件610的检测结果自动向搅拌罐110内添加砂料和水。

因此，本发明不仅能监控砂、水的浓度占比，做到自动添料的功能，而且本发明技术方案能够极大程度提高喷砂设备中砂水的利用效率，达到环保、节能、降低成本的技术效果。

以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。