[发明专利]带有抽吸系统的热喷涂舱

说明书

本发明涉及一种热喷涂舱，其包括用于保持待涂覆部件（221）的工作台（219）以及带有机器人主体（206）和臂（205）的机器人（203）、安装在所述机器人的所述臂（205）上的喷枪、包括空气入口（213）和抽吸罩（215、301、401）的通风系统，所述抽吸罩被设计成形成具有从所述空气入口到所述抽吸罩（215、301、401）的主流（M）的气流，从而在所述热喷涂舱（201）的操作状态下通过所述工作台（219）。所述空气入口（213）、所述工作台（219）、所述机器人（203）和所述抽吸罩（215、301、401）布置成使得所述机器人主体（206）在所述操作状态下定位在所述气流的所述主流（M）外部。

背景技术

热喷涂过程（诸如等离子体喷涂、高速氧燃料（HVOF）、电弧喷涂、火焰喷涂等）是通过在热源处馈送原料材料（诸如粉末、悬浮液或金属丝）的沉积技术，所述原料材料将完全或部分熔化并且形成液滴，所述液滴加速到衬底的表面上以由层片（splat）形成致密或多孔分层涂层。

由于热源的性质，这些过程声音很大，例如由两个电极之间的电弧放电或枪内气体的燃烧产生的声音，而且还有来自通过喷嘴离开枪的高气体速度的声音。另外，这些过程固有地产生一定量的过喷，所述过喷来自因其中注入原料材料的过程气体的温度梯度所致的原料材料的不均匀熔化。未沉积在衬底上的这些颗粒应该被引导到灰尘收集器系统中。

大多数热喷涂过程在隔音舱内部操作，所述隔音舱还将在喷涂过程期间产生的过喷限制在通常也称为柜的所述舱内部。然而，由于过喷的产生量很高，因此需要借助于灰尘收集系统收集颗粒，所述灰尘收集系统通常包括空气入口、抽吸罩、用于将空气从舱中抽吸出来的螺桨、用于将灰尘从舱中输运出来的管、过滤系统以及灰尘收集容器。

设计理想抽吸系统的主要挑战是最大化在涂覆过程期间灰尘和过喷的去除，这主要是由于以下原因：

• 过喷颗粒可能在舱中再循环，并且重新沉积在部件上，从而产生具有杂质和不需要的未熔化颗粒的涂层。杂质可能源自其中使用不同材料的先前喷涂过程。

• 一些原料材料包含不同类型的金属，如果在热喷涂过程产生较小灰尘颗粒，则这可能变成健康危害。

• 不充分或未优化的通风可能在喷涂柜内部产生灰尘颗粒的一些局部积聚，并且变成安全危害，诸如燃烧灰尘火灾和爆炸危害，或者甚至因细小灰尘颗粒而具有打滑的地板。

• 不充分的抽吸系统可能允许灰尘或颗粒积聚在壁和地板上，并且通过强湍流让一些粉末积聚在柜内部的更难定位的地方，从而增加在机器的维护期间的清洁时间。

现有技术

用于热喷涂的典型抽吸系统是工业通风系统，其集成在喷涂柜中并且包括：

• 空气入口，所述空气入口通常位于舱的顶后部上、在用作枪操纵器的机器人后方。

• 抽吸罩，所述抽吸罩自身放置在舱的前面，所述舱是通过由格栅和/或翅片系统定界的开口连接舱的内部并且具有管的盒，所述管通常连接在盒的顶部上，从而朝向强大风扇抽吸空气离开舱，所述风扇产生空气从舱到外界的运动。

• 翅片系统或格栅，所述翅片系统或格栅用于局部增加抽吸效果，并且扩大较大表面上的空气流。抽吸罩的开口处的翅片系统放置在待涂覆部件的前面。枪指向待涂覆部件、并且同时指向抽吸罩，以便最大化灰尘在喷涂过程期间的收集。

此设计的一个主要缺点在于，从入口流动到抽吸系统的空气沿着喷涂轴线从顶后部到前底部对角地通过机器人臂，从而在机器人周围和其中无空气直接流动的室的底后侧上产生强湍流。此外，从后向前对角地流动的空气将最终在到达抽吸系统之前在地板上反弹。这些综合效果将产生大量湍流，并且减小空气流的效力。