一种用于储罐内壁的无人自动除锈和喷涂装置的制作方法

本发明涉及储罐技术领域，具体是一种用于储罐内壁的无人自动除锈和喷涂装置。

背景技术：

储罐属于大型静设备，直径和高度一般比较大，其中15万立方的储罐直径可达100米，储罐在完成整体拼装、焊接加工之后仍需要进一步对罐体内部和外部进行除锈、防腐等处理，但是人孔进出口较狭窄，人孔直径仅为600mm，常规的施工平台或升降装置无法进入。储罐内部施工较传统的方式是搭设脚手架和升降装置，但是由于罐体较高，且罐体内部空间受限，脚手架搭设费时费力，严重影响了施工效率。

目前国内外的传统储罐除锈和刷漆设备主要应用于储罐的外壁，由于储罐内壁无支撑结构，使得传统升降施工设备无法应用。张文宇等人在“储罐内壁除锈防腐升降旋转装置”(zl201420407845.8)实用新型专利、我公司前期申请的“一种用于储罐内部施工的可旋转式升降装置”(zl201720961494.9)实用新型专利中都公开了一种储罐内壁施工升降旋转平台，这些装备自动化程度低，质量较大，悬臂长度无法调节，储罐顶部小尺寸施工困难，一次施工需要多次拆卸，效率低，需要至少3名施工人员，施工质量参差不齐，工人劳动强度大，危险系数高。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于储罐内壁的无人自动除锈和喷涂装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种用于储罐内壁的无人自动除锈和喷涂装置，设置于储罐内，包括固定底座和立柱，固定底座上设置有用于使立柱转动的驱动组件；所述立柱上设置有升降外框架，升降外框架连接驱动机构，驱动机构用于驱动升降外框架沿立柱上下运动；还包括对称设置在升降外框架上的两个悬臂，各悬臂的端部设置有喷枪模块。

其中，所述喷枪模块与悬臂之间设置有伸缩机构，伸缩机构用于驱动喷枪模块沿悬臂轴向运动；所述伸缩机构包括设于悬臂端部的固定外框架，固定外框架内设置有活动的内框架，所述固定外框架上设置有驱动电机，驱动电机的转轴上设置齿轮，齿轮与设置于内框架上的齿条相啮合。

其中，所述内框架与固定外框架之间还设置有伸缩支架。伸缩支架可采用液压型的折叠伸缩支架，在喷枪模块运动时能起到缓冲作用。

其中，所述喷枪模块包括与内框架铰接的喷枪组件，所述喷枪组件包括喷漆喷枪和喷砂喷枪，喷漆喷枪通过管路连接油漆罐，喷砂喷枪通过管路连接砂罐，各管路均连接压缩空气源。

其中，所述喷漆喷枪和喷砂喷枪分别连接旋转驱动部件，旋转驱动部件用于使喷漆喷枪或喷砂喷枪在竖向转动。

其中，所述驱动机构包括设置于地面的电机和底部定滑轮，在立柱上端设置有顶部定滑轮，电机的转轴连接主钢丝绳的一端，主钢丝绳另一端连接动滑轮，动滑轮上设置有副钢丝绳，副钢丝绳的两个端部分别绕过顶部定滑轮后与升降外框架相连接。

其中，所述升降外框架与悬臂铰接，悬臂连接用于驱动其绕铰接点向上转动的驱动机构。

其中，所述驱动机构包括设置于升降外框架顶部的定滑轮，各悬臂分别连接钢丝绳的一端，钢丝绳绕过定滑轮和定滑轮；在立柱上设置有定滑轮，钢丝绳位于定滑轮和定滑轮之间的部分位于该定滑轮的正下方。

其中，所述升降外框架内侧设置有多个滚轮，立柱外侧设置有和各滚轮相配合的导轨。

其中，所述驱动组件包括设于固定底座和立柱之间的转盘轴承，转盘轴承的内圈与固定底座固定连接，外圈与立柱连接，其外圈均布有齿，通过齿轮与驱动电机连接。

有益效果：本发明具有以下有益效果：

本发明在悬臂能够沿立柱升降运动，且立柱能够转动的基础上，通过悬臂上的喷枪模块，实现对储罐内壁全方位的自动化喷漆或喷砂，工作现场无需其他施工人员，大降低了施工成本，减少了粉尘对施工人员的伤害，并且减少了安全事故的发生因素。

附图说明

图1为本发明的正视结构示意图；

图2为本发明的立体图；

图3为喷枪模块的正视结构示意图；

图4为喷枪结构的立体图；

图5为立柱和升降外框架的截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1、图2和图5所示，本发明的一种用于储罐内壁的无人自动除锈和喷涂装置，设置于储罐内，其包括固定底座22和立柱8，固定底座22上设置有用于使立柱8转动的驱动组件，所述驱动组件包括设于固定底座22和立柱8之间的转盘轴承23，转盘轴承23的内圈与固定底座22固定连接，外圈与立柱8连接，其外圈均布有齿，通过齿轮与驱动电机24连接。所述立柱8上设置有升降外框架10，升降外框架10连接驱动机构，驱动机构用于驱动升降外框架10沿立柱8上下运动，具体地，所述驱动机构包括设置于地面的电机27和底部定滑轮26，在立柱8上端设置有顶部定滑轮5、6，电机27的转轴连接主钢丝绳25的一端，主钢丝绳25另一端连接动滑轮16，动滑轮16上设置有副钢丝绳12，副钢丝绳12的两个端部分别绕过顶部定滑轮5、6后与升降外框架10相连接。

还包括对称设置在升降外框架10上的两个悬臂，各悬臂13端部设置有喷枪模块14，所述喷枪模块14与悬臂13之间设置有伸缩机构，伸缩机构用于驱动喷枪模块14沿悬臂13轴向运动，所述伸缩机构包括设于悬臂端部的固定外框架142，固定外框架142内设置有活动的内框架143，所述固定外框架142上设置有驱动电机1421，驱动电机1421的转轴上设置齿轮1422，齿轮1422与设置于内框架143上的齿条1431相啮合，所述内框架143与固定外框架142之间还设置有伸缩支架141。

所述升降外框架10与悬臂13铰接，悬臂13连接用于驱动其绕铰接点向上转动的驱动机构，该驱动机构包括设置于升降外框架10顶部的定滑轮3、9，各悬臂13上分别连接钢丝绳1的一端，钢丝绳1绕过定滑轮3和定滑轮9，在立柱8上设置有定滑轮4，钢丝绳1位于定滑轮3和定滑轮9之间的部分位于该定滑轮4的正下方。所述升降外框架10内侧设置有多个滚轮28，立柱8外侧设置有和各滚轮28相配合的导轨81。

如图3和图4所示，所述喷枪模块14包括与内框架143铰接的喷枪组件146，所述喷枪组件146包括喷漆喷枪1461和喷砂喷枪1462，喷漆喷枪1461通过管路连接油漆罐31，喷砂喷枪1462通过管路连接砂罐30，各管路均连接压缩空气源。所述喷漆喷枪1461和喷砂喷枪1462分别连接旋转驱动部件，旋转驱动部件用于使喷漆喷枪1461或喷砂喷枪1462在竖向转动，旋转驱动部件可以为液压或者气压的升缩杆，伸缩杆的安装座与内框架铰接，活塞杆端部与喷漆喷枪1461或喷砂喷枪1462的中部铰接。喷漆喷枪1461与油漆罐31连接的管路上、喷砂喷枪1462与砂罐30连接的管路上均设置电磁阀作为开关，各管路可通过同一管路与压缩空气源连接，并在该管路上设置压缩空气控制阀28，各管路为软管，喷漆喷枪1461和喷砂喷枪1462上还可设置外壳141，用于防护。油漆罐31和压缩空气控制阀28之间的管路上可设置截止阀29，砂罐30和压缩空气控制阀29之间的管路上也可设置截止阀32。

固定底座22周围还设置有多组支撑机构，各支撑机构包括斜向设置外脚撑20，以及设置在斜向支撑内侧的内脚撑21。

工作过程：

本发明在储罐内壁除锈施工时，将足量的石英砂放装入砂罐30，施工人员启动提升电机27，电机27通过主钢丝绳25和副钢丝绳12，经动滑轮16和顶部定滑轮5、6，驱动升降外框架10运动，进而将悬臂13提升至指定高度，调整好喷砂喷枪1462的角度和位置，开启压缩空气控制阀28，一定压力压缩空气经管路将砂罐30内的石英砂输送至喷砂喷枪1462，并将石英砂喷射至储罐内壁面，实现对内壁面的除锈。当完成指定位置的除锈施工之后，转动转盘轴承23，将喷砂喷枪1462的喷射方向位置调整至罐内同一高度的其它位置。当同一高度的所有位置均完成喷砂施工之后，启动电机27，更换施工高度，并重复上述操作，直至完成整个储罐内壁面的施工。通过伸缩支架141的伸缩，控制喷砂喷枪1462与储罐内壁的距离，进而控制喷砂范围。

储罐侧壁除锈施工完成后，启动提升电机27，升降外框架10被驱动沿立柱8向上运动过程中，钢丝绳1位于定滑轮3和定滑轮9之间的部分与定滑轮4接触，随着升降外框架10不断上升，悬臂13在钢丝绳1的拉力作用下被提升旋转到一定角度，方便储罐顶部施工，罐顶同一角度的所有位置均完成喷砂施工之后，启动提升电机27，更换悬臂13的抬升角度，完成罐顶的除锈施工。各悬臂13还可分别通过钢丝绳2和钢丝绳11与升降外框架10连接，增加稳定性。

本发明在储罐内壁防腐喷漆施工时，将足量的油漆装入油漆罐31，施工人员启动提升电机27，电机27通过主钢丝绳25和副钢丝绳12，经动滑轮16和顶部定滑轮5、6，驱动升降外框架10运动，进而将悬臂13提升至指定高度，调整好喷漆喷枪1461的角度和位置，开启压缩空气控制阀28，一定压力压缩空气经管路将油漆罐31内的油漆输送至喷漆喷枪1461，并将油漆喷射至储罐内壁面，实现对内壁面喷漆。当完成指定位置的喷漆施工之后，转动转盘轴承23，将喷漆喷枪1461的喷射方向位置调整至罐内同一高度的其它位置。通过伸缩支架141的伸缩，控制喷漆喷枪1461与储罐内壁的距离，进而控制喷砂范围。

储罐侧壁喷漆施工完成后，启动提升电机27，升降外框架10被驱动沿立柱8向上运动过程中，钢丝绳1位于定滑轮3和定滑轮9之间的部分与定滑轮4接触，随着升降外框架10不断上升，悬臂13在钢丝绳1的拉力作用下被提升旋转到一定角度，方便储罐顶部施工，罐顶同一角度的所有位置均完成喷砂施工之后，启动提升电机27，更换悬臂13的抬升角度，完成罐顶的施工。

当一个储罐内壁全部完成施工之后，将提整套装置进行拆卸，通过储罐的人孔运出，并将零部件运入下一个储罐进行安装和施工。

本发明的悬臂13与喷枪组件可由传感器信号以及电控装置控制上下高度，精确定位。通过喷漆喷枪1461和喷砂喷枪1462，既可对储罐进行除锈施工，又可进行喷漆防腐施工，适应不同施工要求。喷漆喷枪1461和喷砂喷枪1462可以实现不同角度，不同喷射距离的施工。

此外，通过悬臂13的旋转来满足顶部球面的施工。全程除后台操作人员，无需其他施工员工，大大降低了施工成本，减少了粉尘对施工人员的伤害，并且减少了安全事故的发生因素。且安装拆卸方便，相对于传统升降装置，可节约50％的工作时间，节省50％以上的人力成本，可完成储罐内部所有位置的施工，无施工死角。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。