小件喷漆室的漆雾综合处理应用
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【摘 要】在涂装工艺中，喷漆过程会产生大量漆雾，其主要成分是树脂微粒和二甲苯、松节油、香蕉水等有机溶剂蒸汽，这些有害物不仅影响操作者的健康，而且当其达到一定程度时，有可能引起着火爆炸的危险。目前国内外最常见的漆雾处理方法就是洗涤法。洗涤法的形式很多，有水帘式、喷淋式、水旋式、冲击式、文丘里式以及无泵水幕式等。由于使用条件不同，其各种方法都有其各自的优缺点。现以某农用机生产厂小件喷漆室为例，介绍漆雾的多级净化综合处理应用。
【关键词】小件喷漆室；漆雾净化；处理应用
设计选型。工件大小：400×400×700（长×宽×高），工件重（含挂具）：13kg。属小型工件。从经济角度等因素综合考虑，选用水帘喷漆室，轻型链输送，通风方式上送风下排风方式，喷漆室顶部设均压室。根据工件的输送高度等确定喷漆室外形尺寸（长×宽×高）：4.0×3.1×4.0m。
喷漆室示意图如：
一、水帘喷漆室亦称瀑布式喷漆室
其工作原理是利用喷漆室内的负压和定向气流，使散布于空气中污染操作环境的漆雾落入水幕中，后经气水分离装置将空气排出，漆和水回流到水槽内。
水帘喷漆室结构特点是将喷漆室垂直方向的内壁做成光滑的淌水板，用水泵将水注入上面的水槽，且使水在淌水板顶部溢流，在该板面上形成瀑布状态的水幕。喷漆时，漆雾只要碰撞到水幕，就会被水吸附，冲至下部水槽中积存。但对于部分没有碰撞到水幕的漆雾未能被捕集，为此，我们配合采用了无泵水幕的旋风装置、喷淋式过滤，挡板式气水分离以及迷宫式气水分离等漆雾过滤装置，形成多级净化综合处理。
为了保证水帘的正常工作，设计及制造时必须注意两点：
1、淌水板必须光滑，保证水幕厚度均匀，不起线流，因此在制造中应选光滑的钢板做淌水板，（一般采用2～3mm厚铝板制作）。在加工中也要保证一次成型，对较小的淌水板面最好采用整片铝板，不要拼接。较大的淌水板面拼接时接缝要与水流方向平行，宽度方向的不平度约为2～4mm，成型后的板应有一定的刚度，以免工作时气流作用在其上产生变形，引起水幕不匀。为保证淌水板长度方向上水平度，则要求淌水板在此方向上可微调。
2、水幕必须保证具有一定的厚度，因为水帘太薄，喷漆时射出的漆雾气流会把水吹开，使水幕板上留下漆块，破坏淌水板的光滑性。水帘太厚，下落后溅起水花，会影响工件的表面质量。实践证明当溢水槽中的水位保持在高于槽口7～8mm时，则水幕厚度即可达到4～5mm。满足设计、使用要求，整个水幕板水量均匀。
二、旋风装置
原理是将含有漆雾的空气先经过水幕清洗后，随即进入“沸腾搅拌通道”，利用高速气流产生的冲击作用，将水卷起来，代替水泵加压使水雾化。
工作时，含漆雾的空气在通风机引力的作用下，以很高的速度（20～30m/s）进入旋风器内，水与含漆雾的空气在卷吸板的作用下，边旋转，边进入。这时，大部分漆雾在离心力的作用下，被卷吸板上水膜捕集，其余的漆雾与水雾一起在清洗室内往返碰撞而形成含漆雾的水滴，落入清洗室下部，经返回水路流至水槽前部存积。为达到理想风速，淌水板由固定段和可调段两部分组成。
三、挡板式气水分离器
原理是利用分离器前后压差剧变，空气中的水滴在重力作用下，落入集水槽中，而且气水分离器挡板与挡板之间的间隙很小，并折成一定导流角，迫使气水分离。
挡板分离器具有压降低，处理量大、抗堵塞能力强等优点，但其除雾效率随雾滴的直径减小而明显下降。只有液滴直径小于15μm，即使含有固体粒子，挡板除雾都是最合适的。因此在集气箱内的设计中我们增设置了5片挡板，挡板和水平方向的夹角为12～15°，向下倾斜，彼此重合长度为50mm左右，挡板之间的间隙空气流速为5～6.5m/s。经过旋风装置后的高速气流进入集气箱后由于气流速度突然降低，被带起的大部分含漆雾的水滴因为重力的作用会落回通道口下方，而剩余水滴经过挡板气水分离器。当水雾和空气在挡板之间碰撞时，水雾凝聚为较大的水滴从挡板流下来，与空气分离。挡板气水分离器的结构简单，阻力小，重量轻，容易清理。但水雾粒度较小时，分离效果差。另外，挡板间的空气流速不宜太大，否则气体在折流的同时也推动着已经着壁的液体向着气体流动的方向流动。如果液体到挡板壁的边缘时还没有脱离气体的这种推动力，那么已经着壁的液体将被气体重新带走，无法分离下来。
四、喷淋式过滤装置是用喷射的水滴来进一步清洗漆雾
在第一级和第二级挡板间隙处均设置一排喷嘴，为达到理想的清洗效果，喷水方向和漆雾的流动方向相反。喷水系统所采用的喷嘴一般为螺旋喷嘴或Y-1型雾化喷嘴。这两种喷嘴雾化性能好，用水量小，但容易堵塞。还有一种反射式喷嘴，这种喷嘴口径较大，约12mm，利用挡板反射使水雾化，不易堵塞，但雾化效果差，用水量大。喷嘴之间的距离不大于300mm，根据喷嘴的数量及流量确定泵的流量。为便于维修，壳体设置维修便门，便于清理喷嘴。
五、迷宫式气水分离装置
单靠液体在自重作用下气液分离的效率较低，还有很多液体没有分离下来就被排入空气中。所以我们在风机前的吸风管处加设了迷宫式气水分离装置。能够将细小的水雾与空气分离，其结构是将数片折板用框架固定组成，当水雾和空气在折板缝隙之间曲折流动时，水雾被凝聚成较大的水滴从折板流下来，与空气分离。折板自上而下弯曲，弯曲的角度为30～45度，折板之间的距离为50～80mm，分离器的高度为450mm，折板材料为0.8mm的不锈钢板。为便于拆装清理，可将分离器作成数个可分的单元体，放置在集气箱的上部。如图所示。通过迷宫的空气流速一般取5～8m/s，分离效果较为理想，分离效率可达75%～90%，风道阻力为60～120Pa。
为了减轻折板分离器的重量，便于拆装清理，可将折板分离器作成数个可分的单元体，放置在漆雾清洗室（集气箱）的上部。折板气水分离器使用可靠，但结构复杂，阻力大，重量也较大，污染后不容易清理。
六、供水系统
用来保证喷漆室清洗所需要的水量的正常循环，由水泵、地下水槽、溢流槽及管路组成。
水槽是用来贮存循环时所需要的水量和将水中的涂料淤渣沉淀过滤。另外，当含漆雾的空气流经水槽时，少量的漆雾也可被粘附。水槽用钢筋混凝土浇灌而成，设置在喷漆室下部车间地坪之下，槽沿铺设格栅板。水槽内设置三级过滤器且设有低高位报警功能的浮球阀。为保证有效的漆雾的捕捉能力，生产时需向水槽内添加涂料分散剂，使落入槽中的涂料成乳化状态，不结块，水槽的有效容积应为水泵每小时流量的8～12%。
溢流槽主管沿溢流水槽长度方向设置，在主管道上，按间距500～700mm安装支管道，向溢流水槽供水。为了溢流均匀和防止漂浮物流至淌不板，溢流水槽中设有隔板，使水从隔板下部流至淌水板为了防止堵塞，支管道的直径水小于25mm。
水泵采用自吸式无堵塞排污泵，水泵的吸口应低于最低液面的350～400mm。吸水口处安装过滤网。
水泵流量由两部分组成，一部分是保证水幕的供水流量，一部分是保证喷淋过滤的供水量：
水槽中需定期添加专用的漆雾絮凝剂，将被“清洗”到水中的漆雾颗粒凝结成渣块漂浮到水面上便于打捞，同时也可改变漆雾的粘附状况，避免漆渣黏附到设备内侧，减少设备的维护工作量。
七、结论
此种结构，综合了各种喷漆室的优点，制作较容易，维修也很方便。经实践证明，漆雾净化率在98%以上，达到了预期的效果。不足之处在于，由于水槽内的水为循环使用，则喷嘴容易被油漆堵塞，需经常清理。这一点仍需改进。