小管径内外壁沥青喷涂系统刍议

原 艺 袁传东 敬著辉

(大连万通工业装备有限公司，辽宁 大连 116023)

城市道路下的输水管道一般采用球墨铸铁管，但其使用年限受铸铁管的质量影响很大。为了延缓土壤及地下水(包括管道中的水)对球墨铸铁管的腐蚀，往往采用沥青喷涂技术。普通沥青漆因为含有大量对人体的有害物质，只能做外表面喷涂;一般的喷涂设备也因铸管内径的影响(在DN100～DN300之间)很难进行喷涂或很难控制其喷涂质量。经过技术改造后，我们选用RAYCO5357水基沥青漆，因为其无毒环保在饮用水管道中可大量使用;同时提出了一系列的设备改进方法，解决了DN100的小管径喷涂问题，并且使整套喷涂线达到全自动无人控制。

1 设备工艺描述

这台设备的主要特点就是生产率高、自动化程度高、运行的稳定性高。我们选择了双工位内外喷涂机，铸铁管经养生炉传动链进入挡拨对中轨道，在此轨道上设有管径大小识别传感器，以插口定位，对中后一根管拨到等待工位，第二根管对中后，喂管机升起取管，平移下降将管送到输送链上，喂管机返回。输送链前进将管带到内喷涂工位，升降托轮将铸管按照前方判断的管径大小升起相应的高度，托轮马达旋转。承插口各有一台小车，前进到球墨铸铁管中间相距30mm的位置，开始喷涂同时后退。在承口小车上设有开关动态检测管长度，控制喷枪开断避免造成不必要的浪费和污染。

承插口小车前进的同时插口外喷气缸升起，喷涂插口外端，内喷结束后插口外喷气缸下降，托轮下降。输送链前进将管带到外喷涂工位，外喷涂工位的升降装置，将铸管按照前方判断的管径大小升起相应的高度。

顶推装置由插口定位，承口夹紧液压缸将铸管夹紧并使其旋转。升降装置返回。同时铸管上部外喷小车前进开始喷涂沥青。外表面喷好后，外喷小车返回，升降装置上升、夹紧油缸松开，升降装置下降将铸管落到输送链上。输送链前进将其带出喷涂工位。

2 设备构成及简介

设备含有挡拨对中机构、喂管机、传动链、升降托辊、内喷小车、插口外喷、夹紧旋转装置、沥青喷涂机主体、升降装置、喷涂小车、喷涂泵系统，液压系统、电控设备等。

2.1 沥青外喷涂工位

此工位采用的是顶尖夹紧工件并使其旋转的结构形式，承口顶推装置前端装有夹紧液压缸，液压缸夹紧的停止位置通过压力传感器控制，当达到设定压力时自动停止，顶推装置的旋转由变频电机驱动，不同规格的球墨铸铁管转速不同。

插口顶推装置属于从动机构前端设有定位液压缸。球墨铸铁管举升装置采用的是由一个液压缸驱动的绞架式结构，保证举升时同根管两端同步并节省空间。喷涂小车上装有四把喷枪，每把喷枪分别固定在各自的升降液压缸上，四个液压缸内装有内置传感器，喷涂不同管径时其行程根据前方反馈信号自动调整。小车上装有判断铸管长短及小车起始和终点位置的开关。喷涂小车均由变频电机驱动。

2.2 沥青内喷涂工位

内喷涂工位主要由升降旋转托辊及承插口小车组成，两喷涂工位的间距较小与链距相同为420，因此托辊设计成中间托辊由马达驱动，而两侧各一个从动拖辊的结构，两工位共用一组拖辊，既节约了成本又减小了空间。承插口小车由变频电机驱动，对于不同管径的铸管小车行走速度不同。

为了不破坏球墨铸铁管内部的水泥衬层，外喷工位顶推部分的插口端是内凹形式的，这样插口端有一小段球墨铸铁管外喷时喷不到沥青，为此在内喷工位的插口端部增加了插口外喷装置，由两升降气缸分别带两个喷枪升降进行喷涂。

2.3 喂管机

喂管机将前方养生炉链上下来的球墨铸铁管，平稳准确的送到沥青的传动链上，大大提高了生产率和管子运送的准确性。此喂管机采用的是四连杆机构，每次举起两根管，向前行走1.8米。举升和行走都由液压缸驱动。

2.4 沥青喷涂系统

整套喷涂系统的流量、压力和温度实现实时在线控制，通常的沥青喷涂采用的都是无气喷涂泵，但喷涂系统不够稳定效果不够理想，我们选用的沥青泵是美国GRACO公司生产的VISCOUNTⅡ2000液压驱动大流量高压柱塞泵，喷涂系统稳定，从而达到了理想的喷涂效果。此喷涂机由五套沥青泵系统组成，分别完成内喷，外喷和插口喷。泵的输出流量和压力有信号输出到PC机上，流量计，压力计都有4～20MA信号输出，在操作屏上可以随时监控沥青泵的工作状况。系统配有在线加热器同时漆管上有加热带，油漆喷涂时温度控制在66℃左右，最高可达到80℃。因为内径小，通常喷涂形式无法实现，经过多方考证，内喷自动喷枪配美国UNIJET环形喷嘴，此喷嘴将沥青雾化后以中空的环形扇面喷出，外喷采用GRECO的钨碳化物喷嘴及自动喷枪

2.5 电控系统

整线部分采用集散控制系统控制，由1台主控制器控制。主控制器，通过以太网形成通讯网络，每一台设备在现场都有一个远程子站，安装在操作台或低压柜内，由程序控制相应的控制设备。

3 主要技术参数及工作效率

设备组装调试完成投入使用后，每小时可生产DN100～DN300的球墨铸铁管约180支，涂层厚度约为50－70μm，满足相关规范的要求。

4 结束语

此设备结构合理，设计巧妙。它针对铸造行业中需要对内外管壁防腐的要求，设计出一套能够同时实现上述功能的装置。解决了传统喷涂机存在的效率低、自动化程度低，人工成本高的问题，也避免了传统涂料对环境的破坏，使喷涂后的球墨铸铁管质量趋于完善。

［1］GBT 17459－1998球墨铸铁管沥青涂层

［2］成大先等，机械设计手册，化学工业出版社

［3］范英俊，《离心球墨铸铁管工艺及装置》，［M］，北京，中国科学技术出版社。