[0001] 本发明涉及涂覆加工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种特殊钢材表面处理用涂覆装置及其涂覆方法。

[0002] 桥梁钢结构是现代桥梁建设中常用的结构形式之一，它具有重量轻、强度高、施工速度快、可重复利用等优点。桥梁建设过程中，需要根据桥梁结构的相关设计，进行结构和材料选择，并预先获得相应的钢结构，在实际施工时，通过焊接、铆接和螺栓等连接方式进行各部件的连接，而且，由于桥梁的部分结构需要极高的安全要求，因此，所使用的钢材性能要高于普通钢材，例如：耐候钢、高强度低合金钢、无缝钢管以及其他桥梁专用钢等，确保钢结构具有足够的强度和使用寿命。

[0003] 由于桥梁设计使用寿命较长，普通钢结构常年暴露在空气中，容易发生氧化，因此，桥梁钢结构需要具备良好的抗氧化功能，尤其是面对位于海洋附近或工业污染严重的地区，即使使用特殊钢材，也需要在钢材表面涂覆（例如喷涂）一层甚至多层防护材料，形成涂覆层，以确保对钢材的有效保护。

[0004] 由于桥梁施工现场环境较差，桥梁结构搭建完成后不易进行全范围的机械化喷涂涂覆，因此，在钢材实际拼装前，需要预制加工相应的钢结构，即在加工场地，将钢材加工成所需形状，对钢材表面进行打磨清洁，再进行防护层的喷涂涂覆处理，最后直接运输到施工现场进行组装。

[0005] 其中，桥梁钢结构多以型钢为主，即具有一定长度的钢材，实际加工时，除了钢材后续组装所需的组装对接面外（该部位需要保证对接精度，因此该面需要保持原面结构），其余面均做涂覆处理，而为了便于对钢材进行快速全面的喷涂，且为了避免同一涂覆层进行多次换面喷涂，现有技术中需要设置至少两组输送结构对钢材进行支撑和输送，并在相邻两组输送结构之间预留出涂覆空间，在该涂覆空间内设置能够环绕钢材四周的涂覆装置，进而在钢材输送的过程中，就直接进行全面涂覆，从而提高涂覆效率。

[0006] 其中，由于设计需要，部分钢材表面所需要的涂覆层较厚，即防护材料的涂覆量较大，在涂覆后，需要钢材具有一段悬空固化空间，以确保涂覆层固化后，再接触到后面的输送结构，从而避免输送结构的支撑导致涂覆层受损。

[0007] 钢材经第一组输送结构向第二组输送结构输送时，对于设计需求较长的钢材而言，在钢材前端离开第一组输送结构并进入涂覆空间以及经过悬空固化空间时，由于后端部分承载在第一组输送结构上的钢材较多，压在第一组输送结构上，进而能够保持钢材前端能够在涂覆空间以及悬空固化空间内保持稳定的悬空状态，直至钢材的前端到达第二组输送结构上时，钢材的重心尚未离开第一组输送组件，因此钢材前端在经过涂覆空间以及悬空固化空间时，不会向下翻转掉落，但是，在桥梁设计中，还需要使用到一些特殊钢材，部分特殊钢材结构较短，在短钢材经第一组输送结构输送进入涂覆空间以及经过悬空固化空间时，短钢材前端在到达第二组输送结构前重心就已经离开第一组输送结构，因此钢材后方承载在第一组输送结构上的部分不足以支撑钢材保持平衡，从而导致短钢材前端在脱离输送结构一段长度后，容易产生向下的偏转甚至翻转掉落，进而导致钢材的实际姿态与涂覆设计姿态不符，实际涂覆时涂覆材料的分布情况也与设计要求有所差别，进而影响涂覆质量，且过短的钢材在经过涂覆空间时，还容易产生向下的坠落，影响实际加工质量和加工安全。

[0035] 下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

[0036] 参照说明书附图1至图13，一种特殊钢材表面处理用涂覆装置，包括处理室1、涂覆喷涂室2、输送组件3和加热固化室4，涂覆喷涂室2设置在处理室1内，加热固化室4设置在处理室1的输出端，输送组件3包括第一输送架31、第二输送架32和第三输送架33，第一输送架31和第二输送架32位于处理室1的内部，且涂覆喷涂室2位于第一输送架31和第二输送架32之间的区域，第二输送架32与涂覆喷涂室2之间设置有悬空固化区，从而使涂覆防护材料后的钢材5经过时有一定的时间使其表面的涂覆层进行固化。

[0037] 涂覆喷涂室2内设置有上下喷涂组件201和左右喷涂组件202，上下喷涂组件201和左右喷涂组件202分别用于向钢材5的上下两侧以及左右两侧喷涂防护材料（例如防护漆），且涂覆喷涂室2上分别设置有进出口以供钢材5通过，第一输送架31将钢材5向涂覆喷涂室2内输送，钢材5经过涂覆喷涂室2时进行喷涂作业，而后经过悬空固化区向第二输送架32上运动，再由第二输送架32向加热固化室4中输送。

[0038] 其中，抵接架11中对应第一输送架31和第一输送架31的区域分别设置有第一抵接组件101和第二抵接组件102，第一抵接组件101和第二抵接组件102均由抵接架11、平移导向件14和升降导向件15组成，升降导向件15固定安装在处理室1内，平移导向件14竖向滑动安装在升降导向件15上，抵接架11横向滑动安装在平移导向件14上，且抵接架11在平移导向件14上沿第一输送架31和第二输送架32的输送方向滑动，处理室1内设置有用于驱动平移导向件14以及抵接架11升降运动的升降驱动器151（例如卷扬机构或者液压缸机构等），平移导向件14上设置有用于驱动抵接架11横向移动的平移驱动器141（例如液压缸、丝杆电机等结构），两组抵接架11的相近端均安装有压力架12，压力架12上安装有用于与钢材5端部抵接的对接架13。

[0039] 实际使用时，对于长度较长的钢材5，即钢材5的实际长度值大于三倍的第一输送架31和第二输送架32之间的距离值，此类钢材5不管如何通过第一输送架31和第二输送架32之间的空间，均可以保持稳定通过，不会发生垂弯以及翻转的现象，因此，也就不需要使用第一抵接组件101和第二抵接组件102，但对于长度值小于三倍的第一输送架31和第二输送架32之间的距离值的钢材5，在其前端离开第一输送架31后，且其重心移出第一输送架31后，此时其前端端部并未运动到第二输送架32上，缺少支撑，钢材5容易因重力导致垂弯或翻转，此时，就需要使用第一抵接组件101和第二抵接组件102，具体的，在钢材5的前端移出第一输送架31后，其重心移出第一输送架31前，驱动第二抵接组件102的抵接架11向钢材5的前端移动，使第二抵接组件102的对接架13与钢材5的前端抵接，而后驱动第一抵接组件
101的抵接架11向钢材5的后端靠近，使第一抵接组件101的对接架13与钢材5的后端抵接，此时，两组在两组平移驱动器141的驱动下，两组抵接架11具有向钢材5的压力，进而使对接架13对钢材5的端部形成挤压，从而使第二抵接组件102的对接架13对钢材5的前端形成有向上的摩擦，从而在钢材5的重心离开第一输送架31后，能够平稳的经过涂覆喷涂室2，不会产生垂弯或者翻转，具体可以参照说明书附图3和图4，从而在保证钢材5稳定的进行喷涂涂覆作业的同时，能够保证钢材5在涂覆作业时的运动姿态固定，钢材5各面相对于上下喷涂组件201和左右喷涂组件202的距离稳定，在基于喷涂作业的初始参数稳定的情况下，钢材5各面承受的防护材料的量相对稳定，因此涂覆精度更高，且由第一抵接组件101和第二抵接组件102的支撑辅助下，钢材5可以经过涂覆喷涂室2进行一次涂覆，无需后续翻面进行二次涂覆，钢材5也有足够的空间和时间保证钢材5表面涂覆层的预固化，不需要降低输送速度，也不会因输送速度过慢而导致防护层喷涂过后，保证了涂覆质量，钢材5经过涂覆喷涂室2的区域进行涂覆作业后，继续经过悬空固化区，在该区域内，钢材5表面的涂覆层开始固化，直至钢材5到达第二输送架32上时不会对涂覆层造成影响，当钢材5的重心到达第二输送架
32后，此时钢材5具有在第二输送架32上稳定放置的能力，此时，可以驱动第一抵接组件101和第二抵接组件102离开钢材5，并复位，以便于下一组钢材5的涂覆加工，而钢材5由第二输送架32向加热固化室4中输送。

[0040] 第三输送架33位于加热固化室4的内部，加热固化室4内设置有加热组件41，加热组件41用于对加热固化室4内部空间进行加热，从而使涂覆防护材料后的钢材5在加热固化室4内经过时表面的涂覆层能够充分且完全的固化，而第三输送架33选用皮带输送组件，且该皮带输送组件在皮带辊的支撑下呈波浪型分布，具体可以参照说明书附图2，进而保证钢材5外表面的涂覆层能够充分固化。

[0041] 需要说明的是，钢材5的两端在后续桥梁施工的过程中，还需要与相应的结构进行对接，因此，钢材5的两端需要保留原端面，因此，本实施例设置的对接架13形状与钢材5的端面形成相互适配，可以对钢材5的端面进行遮盖，减少防护材料的覆盖，进而提高钢材5端面的质量，其中，由于对于一些长度值小于第一输送架31和第二输送架32之间的距离值的钢材5，属于小型结构，其在经过第一输送架31和第二输送架32之间的区域时会处于完全悬空状态，且由于其体型较小，整体需求量较小，因此不适合使用自动化喷涂设备，更加适合手工喷涂作业。

[0042] 在上述实施方式中，为了使设备能够适应更多的钢材5，且使对接架13具有足够的压力对钢材5进行辅助支撑，参照说明书附图3，压力架12通过施压组件111与抵接架11连接，施压组件111为液压缸结构，施压组件111固定安装在抵接架11上，压力架12固定安装在施压组件111的输出端上，对接架13与抵接架11可拆卸连接（例如螺栓连接），通过使用施压组件111对抵接架11进行驱动，在对接架13对接钢材5时，可以提供更加有力的压力，确保对钢材5端部的辅助支撑，同时，借助施压组件111的伸缩行程，还可以增加抵接架11的移动行程，增加第一抵接组件101或第二抵接组件102辅助跟随距离，使钢材5的喷涂作业更加稳定。

[0043] 进一步的，在上述实施方式中，参照说明书附图6和图7，为了一次性全面且均匀的对钢材5进行喷涂作业，本实施例还提供以下技术方案，上下喷涂组件201和左右喷涂组件202均由喷涂移动座21和喷头组件22组成，喷头组件22安装在喷涂移动座21上，上下喷涂组件201还包括横向导轨23，横向导轨23固定安装在涂覆喷涂室2中，上下喷涂组件201的喷涂移动座21横向滑动安装在横向导轨23上，横向导轨23上设置有用于驱动上下喷涂组件201的喷涂移动座21横向运动的驱动设备，例如直线电机，左右喷涂组件202还包括竖向导轨
24，竖向导轨24固定安装在涂覆喷涂室2中，左右喷涂组件202的喷涂移动座21竖向滑动安装在竖向导轨24上，竖向导轨24上设置有用于驱动左右喷涂组件202的喷涂移动座21竖向运动的驱动设备，例如直线电机，在实际喷涂时，在第一抵接组件101和第二抵接组件102的辅助支撑下，钢材5的前端平稳的经过涂覆喷涂室2的区域，此时由喷头组件22向外喷涂防护材料，形成喷雾，而各组驱动设备分别驱动上下喷涂组件201的喷涂移动座21往复横移以及驱动左右喷涂组件202的喷头组件22往复升降运动，使得喷头组件22喷出的雾状防护材料能够在涂覆喷涂室2内均匀分布，并均匀的涂覆在钢材5的表面，确保涂覆质量。

[0044] 进一步的，参照说明书附图6，喷涂移动座21上的喷头组件22至少设置为两组，且两组喷头组件22在垂直于钢材5长度的平面内呈“外八字”形分布，即两组喷头组件22分别倾斜设置，例如，上下喷涂组件201的喷头组件22分别左右倾斜设置，而左右喷涂组件202的喷头组件22分别上下倾斜设置，进而在面对表面结构较为复杂的钢材5时，例如工字钢，槽钢等，能够形成各种方向的喷雾，配合喷涂移动座21的往复运动，能够充分的对钢材5的各个表面进行喷涂，提高喷涂效率，同时，也能够保证喷涂质量。

[0045] 在上述实施方式中，因部分钢材5的结构限制，其端部需要进行特殊形状设置，例如阶梯状、坡面状，其中，由于阶梯状等结构，在设计适配的对接架13时，可以形成有效卡合，从而有助于提高对接架13对钢材5的抵接，而对于坡面结构，其本身是斜面状，相对应的对接架13也是斜面结构，因此，在第一抵接组件101和第二抵接组件102对钢材5施加压力的过程中，钢材5的端部具有其他方向的分力，容易造成钢材5移动或脱离，因此，对于端部具有坡面结构的钢材5，在对其进行喷涂作业时，其前端的坡面结构优先选择朝下的方式，也就是说，在钢材5的前端脱离第一输送架31，第二抵接组件102的对接架13与其前端对接时，借助该坡面结构，第二抵接组件102的对接架13能够直接对钢材5的前端提供向上的支撑力，因此，第一抵接组件101和第二抵接组件102无需对对接架13提供较大的压力，进而能够使钢材5更加稳定。

[0046] 其中，对于钢材5的后端，因设计需求，其坡面状态也有所不同，当钢材5的后端的坡面结构也朝下时，第一抵接组件101的对接架13也可以对钢材5提供良好的竖向支撑，从而使钢材5的后端脱离第一输送架31并向第二输送架32运动的过程中，钢材5的后端不会向下摆动，但当钢材5后端的坡面结构向上时，参照说明书附图8，当钢材5的后端脱离钢材5后，第一抵接组件101的对接架13无法直接对钢材5的后端提供向上的支撑力，为了使钢材5喷涂的过程中更加平稳，本实施例还提供以下技术方案，具体的，对接架13上均嵌入安装有强磁电磁铁131，在对接架13对接钢材5的端面后，可以对强磁电磁铁131进行通电，使其具有对钢材5端面进行磁力吸附的能力，进而确保钢材5的喷涂过程更加稳定。

[0047] 进一步的，参照说明书附图9和图10，对接架13对应钢材5端面的位置处还设置有柔性垫132和挤压钉133，挤压钉133对应钢材5的一端为尖锐端，且挤压钉133的硬度高于钢材5的硬度，挤压钉133固定安装在对接架13上，在实际使用时，处理借助强磁电磁铁131进行磁力吸附，还可以在通过施压组件111对对接架13施加压力，使柔性垫132受到压缩，提高与钢材5端面之间的摩擦，同时，也能使挤压钉133压入至钢材5的端部表面内，进一步的增加对接架13对钢材5在竖直方向上的支撑，确保钢材5在进行喷涂时的姿态稳定，进一步的提高钢材5喷涂作业的喷涂质量。

[0048] 对于质量较重的钢材5，其重心离开第一输送架31时以及到达第二输送架32前，其前端或后端悬空时，由于重力较大，产生的力矩较大，对对接架13的反作用力也大，例如附图7中钢材5后端对第一抵接组件101的对接架13的反作用力以及附图8中钢材5前端对第二抵接组件102的对接架13的反作用力，因此，为了提高设备的安全性和钢材5喷涂作业时的稳定性，本实施例还提供以下技术方案，第一抵接组件101和第二抵接组件102上设置有挡压组件7，第一抵接组件101的挡压组件7包括平压挡压板71，第二抵接组件102的挡压组件7包括挡压片结构72，挡压组件7还包括顶出驱动器73，顶出驱动器73固定安装在压力架12上，平压挡压板71和挡压片结构72分别安装在对应的顶出驱动器73的输出端上，其中，由于钢材5的后端处于未喷涂状态，所以不用担心遮挡，因此，平压挡压板71可以使用强度较高的实心板结构，平压挡压板71滑动安装在第一抵接组件101的对接架13上，在第一抵接组件101的对接架13接触钢材5的后端时，顶出驱动器73控制平压挡压板71伸出至钢材5后端的顶部，配合第一输送架31形成上下压制，对钢材5的后端提供有力的支持，当钢材5前端移出第一输送架31时，能够提供有效的后端反向支撑，减小钢材5前端对第二抵接组件102的对接架13的压力，进而减小受力较大导致坡面结构的滑移，提高钢材5喷涂作业的定位精准度，而由于钢材5的前端处于已经喷涂的状态，因此，不适合存在较大遮挡，所以第二抵接组件102的对接架13上设置了挡压片结构72，具体的，挡压片结构72由多组竖直薄板组成，且在实际使用时，当钢材5的前端进入第二输送架32之后（此时钢材5的后端尚未脱离第一输送架31），此时的涂覆层已经经过了悬空固化区，钢材5前端的涂覆层已经有所固化，因此在到达第二输送架32上后涂覆层不会受到影响，因此，在钢材5的后端脱离第一输送架31之间，控制挡压片结构72向钢材5前端上表面伸出即可，在钢材5的后端脱离第一输送架31，而因钢材5后端的坡面朝上的原因，第一抵接组件101的对接架13无法为钢材5的后端提供完全的竖向支撑时，借助挡压片结构72在钢材5前端的反向压制，能够避免钢材5的后端向下翻转，进一步的提高了钢材5在喷涂作业时的稳定性和精准性。

[0049] 此外，对于表面涂覆层较薄的钢材5，上述竖向气排62的反向压制，还是有可能对涂覆层造成损伤，为此，参照说明书附图10，挡压片结构72对应钢材5一端的底部设置有出液孔721，挡压片结构72的内部设置有防护材料流道722，挡压片结构72上设置有连接管，防护材料流道722用于连通出液孔721和连接管，挡压片结构72上的连接管连接上下喷涂组件201和左右喷涂组件202的防护材料存储设备，并设置有泵机结构，当钢材5喷涂完毕，第二抵接组件102需要脱离钢材5时，顶出驱动器73控制挡压片结构72离开钢材5，在离开钢材5的同时，出液孔721向外输出防护材料，对挡压片结构72的挤压区域进行补充涂覆，确保钢材5表面涂覆层完整，由于钢材5的后续加工过程中，其顶部区域无接触物，所以在进入到加热固化室4以后，出液孔721补充涂覆的防护材料不会脱离，并随之固化，保证钢材5的涂覆完整性。

[0050] 需要说明的是，由于采用的挡压片结构72为竖向分布的薄板结构，该结构的竖向受力强度较高，因此，仅需挡压片结构72伸入至钢材5上方很小一段距离即可提供有力支撑，所以挡压片结构72对钢材5表面的涂覆层影响很小，且经补充涂覆后，不会影响钢材5的整体涂覆质量，能够保证钢材5的防护需求。

[0051] 在上述实施方式中，由于刚喷涂后的防护材料仍旧属于液体，在其未固化前，有一定的流动性，当钢材5表面的涂覆层较厚，或者钢材5的高度较高时，钢材5左右两侧的防护材料受重力影响有向下流动的趋势，因此，为了减少钢材5表面涂覆层的向下流动现象，并进一步的提高钢材5表面涂覆层的固化速度，以减小钢材5进入到第二输送架32上以及与挡压片结构72配合时所受压力对涂覆层造成的影响，参照说明书附图3、图12和图13，本实施例还提供以下技术方案，具体的，涂覆喷涂室2的出口处设置有预固化室6，钢材5经过涂覆喷涂室2由上下喷涂组件201和左右喷涂组件202喷涂涂覆后经过预固化室6，预固化室6的上下两侧均安装有横向气排61，预固化室6的左右两侧均安装有竖向气排62，竖向气排62为中空结构，横向气排61和竖向气排62均通过气管连接供气源，该供气源包括气泵和空气加热设备，进而向横向气排61和竖向气排62提供热空气，横向气排61和竖向气排62对应钢材5的一侧均设置有出气孔63，其中，横向气排61和竖向气排62上的出气孔63均具有向预固化室6外侧倾斜的倾斜度，同时，参照说明书附图13，竖向气排62上的出气孔63还具有向上的倾斜度。

[0052] 在上述实施方式中，涂覆后的钢材5到达预固化室6时，左右两侧的竖向气排62的出气孔63吹出的气流有向上流动的趋势，当其接触到预固化室6左右两侧的防护材料时，对防护材料提供一个向上吹动的力，进而抵消防护材料因重力向下流动的趋势，从而进一步的减小钢材5表面防护才材料的向下流动的趋势，确保钢材5表面喷涂防护材料后涂覆层的均匀性，保证涂覆质量，同时，预固化室6中的流动热空气有助于涂覆层的固化，进一步的降低防护材料的流动性。

[0053] 参照说明书附图14，本发明还提供一种特殊钢材表面处理用涂覆方法，包括以下步骤：步骤一、将钢材5通过第一输送架31输送至涂覆喷涂室2中；
步骤二、开启喷头组件22，并驱动喷涂移动座21往复运动，对钢材5表面喷涂防护材料；
步骤三、在钢材5的重心离开第一输送架31前，驱动第二抵接组件102的抵接架11
运动，使第二抵接组件102的对接架13与钢材5的前端对接，再驱动第一抵接组件101的抵接架11运动，使第一抵接组件101的对接架13与钢材5的后端对接，对钢材5处于悬空状态的前端提供竖向支撑，避免钢材5的前端下落；
步骤四、驱动第一抵接组件101和第二抵接组件102的抵接架11跟随钢材5同步运
动，使钢材5表面的涂覆层逐渐经过悬空固化区，使涂覆层初步固化；
步骤五、当钢材5的重心到达第二输送架32上后，驱动第一抵接组件101和第二抵
接组件102的抵接架11复位，等待钢材5被第二输送架32完全输出；
步骤六、通过第二输送架32将钢材5输送至加热固化室4中，并由第三输送架33继
续输出，使钢材5的涂覆层在加热固化室4中完全固化。

[0054] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。