喷漆室是提供涂装作业专用环境的设备,在喷漆室中制造的人工环境,能满足涂装作业对环境的温度、湿度、照度、洁净度等的需求;为操作人员创造相对舒适、安全的工作环境;能处理涂装作业的产生的漆雾,保护喷涂物免遭二次污染,换而言之是为了使喷涂涂装时产生的浮游涂料粒子(雾粒)能及时从喷涂的现场带走,以保证喷涂质量。喷漆室需要配备漆雾处理装置,经过漆雾处理装置处理的废气需满足国家排放标准,以防止污染环境。
早期的喷漆室结构简单,只是在喷涂作业室的一侧安装排气装置(排风扇),没有漆雾分离装置,由于其也能排出喷涂过程中所产生的过喷漆雾,给喷涂作业人员一个较好的工作环境,可以认为是喷漆室的雏形。
1910年发明具有干式漆雾分离装置的干式喷漆室,此干式喷漆室是在携带有漆雾的空气流通路径上交错布置数排平板,以平板阻挡粘附空气中的漆雾,实现漆雾和空气的分离。
挡板式干式喷漆室
1956年发明水旋式喷漆室,使用水和空气多次混合,把空气中的漆雾吸附到水里面,从而实现空气和过喷漆雾的分离。使用化学药剂把水中的漆雾絮凝出来,水也是循环利用的。
水旋式喷漆室
1963年发明水帘柜喷漆室,水帘柜喷漆室采用侧抽风,喷房的整体高度较低,占地空间小,一般用于喷涂小型工件。
水帘柜
1963年发明一次性的漆雾分离器,此种漆雾分离器由纸质的材料做成,并且应用了文丘里和旋风的原理分离空气中的漆雾,又叫文丘里漆雾分离纸。
风琴纸式干式喷漆室
1971年发明文丘里喷漆室,水洗装置里设置有文丘里喉口,利用文丘里的原理把水雾化,空气和雾化的水混合更充分,水洗的效果更好,漆雾分离的效率更高。
20世纪80年代,随着玻璃纤维技术的迅速发展,尤其是以针刺技术制造玻璃纤维毡技术的出现,人类开始使用玻璃纤维毡粘附捕集漆雾。
漆雾毡式干式喷漆室
2005年发明石灰式干式喷漆室,,此技术是使用石灰包裹漆雾,使漆雾失去粘性,而后使用过滤模组分离空气和失去粘性的漆雾。
石灰式干式喷漆室
2010年发明静电式的干式喷漆室,此种干式喷漆室的漆雾分离装置采用静电的原理分离漆雾。。
静电式干式喷漆室
2013年发明漆雾捕集箱式干式喷漆室,常见的漆雾捕集箱的种类有折流式漆雾捕集箱和抽屉式漆雾捕集箱。折流式漆雾捕集箱一般用于紧凑型的干式喷漆室,抽屉式漆雾捕集箱一般用于大型喷漆室。由于漆雾捕集箱的外壳一般由硬纸板制作,一般也称为纸箱式干式喷漆室。
喷漆室
结构方面:结构更简单,维护更容易,投资更低;
效率方面:对漆雾的捕集效率更高,设备不间断运行的时间更长;
环保方面:废水、废气、固体废弃物的产生量更少;
运行成本:耗能设备更少,对水、电、天然气的消耗量更低,综合运营成本更低。
喷漆室总体上可以为两大类:干式喷漆室和湿式喷漆室。
干式喷漆室,顾名思义,因为其分离漆雾的过程中不使用水,纯干式的方式分离漆雾,故称为干式喷漆室。干式喷漆室按照分离漆雾的形式可以分为以下几种类型:纸箱式干式喷漆室、石灰式干式喷漆室、静电式干式喷漆室,漆雾毡式干式喷漆室,风琴纸式干式喷漆室等。
纸箱式干式喷漆室是采用折流式漆雾捕集箱分离漆雾,折流式漆雾捕集箱采用多级旋风的原理分离漆雾。
漆雾捕集箱式干式喷漆室
石灰式干式喷漆室采用石灰中和漆雾的黏性,而后采用过滤的原理分离失去黏性的漆雾。
石灰石干式喷漆室
静电式干式喷漆室采用高压静电的原理,让漆雾携带电荷,而后让漆雾在电场力的作用下分离出来。
静电式干式喷漆室
漆雾毡式干式喷漆室是利用玻璃纤维漆雾毡过滤空气中的漆雾,漆雾毡又叫地棉或漆雾棉。
漆雾毡式干式喷漆室
风琴纸式干式喷漆室是利用风琴纸分离空气中的漆雾,风琴纸又叫褶皱纸、文丘里纸。
风琴纸式干式喷漆室
湿式喷漆室,顾名思义,因为其分离漆雾的过程中使用了水这种介质。其基本原理是让携带有漆雾的空气和水充分混合,空气中的漆雾被水洗掉,实现空气和漆雾的分离。水中的漆雾的处理方式是:利用化学药剂把水中的漆雾絮凝出来,水循环利用。按照分离漆雾的过程中水洗的形式,湿式喷漆室主要分为以下几种类型:文丘里喷漆室,水旋式喷漆室,水帘柜喷漆室。
文丘里喷漆室是利用文丘里的原理,在洗涤器中有一个文丘里喉口,水在经过文丘里喉口的过程中,水被充分雾化,水和空气充分混合,在水和空气充分混合的过程中,空气中的漆雾被水洗分离出来。
文丘里式喷漆室
水旋式喷漆室也是让水和空气多次混合接触,空气中的漆雾被水水洗出来,实现漆雾和空气的分离。
水旋式喷漆室
水帘式喷漆室是在喷漆室的一侧设置一个淌水板,水在淌水板上均匀地从上往下流动,形成一个水帘,空气的排风口在水帘的下方,空气经过水帘的过程中,空气中的漆雾被水洗出来,实现空气和漆雾的分离。
水帘柜式喷漆室
按照无供风系统分类
分为无供风型喷气室(即敞开式)和供风型喷漆室。前者直接从车间内抽风,无独立的供风系统,适用于一般涂装;后者装备有独立供风系统,从厂房外吸新鲜空气。一般从喷漆室的顶部或上侧面向喷漆室供给净化过的空调风,使喷漆室具有单独的供排风体系,不干扰涂装车间内的换气、采暖体系,适用于装饰涂装。
按排风方式分类
分为侧排风式喷漆室和下排风式喷漆室。侧排风口一般设置在侧面下部,与喷漆工位相对应,适用于中、小被涂件或工件在喷漆工作能转动场合的喷涂作业;下抽风口布设在喷漆室的格栅地板下,适用于大型和两面需同时喷涂的场合。
按捕集漆雾的方式分类
分为干式喷漆室和湿式喷漆室。前者是借助挡漆板,用过滤层捕集漆雾,它适用于小批量和单位时间喷漆量较小的喷涂作业;后者是借助加有油漆凝聚剂的循环水清洗喷漆室的排气、捕集漆雾。按湿式喷雾捕集装置的结构,湿式喷漆室又分为文丘里式、水旋式(动力管型)、旋涡式、喷淋式、水帘式和水幕式等,湿式喷漆室适用于大量流水生产和单位时间喷漆量大的喷涂作业。
按喷涂室的用途分类
分为底漆喷漆室、中涂喷漆室和面漆喷漆室、补漆喷漆室、喷涂车底涂料(PVC)室、保护蜡喷涂室、静电自动涂装喷漆室和静电粉末喷涂室等。由于用途不用,喷漆室的功能配置上有较大的差别。还有喷烘两用室,它仅适用于单件、小批量(喷涂和烘干一道漆的生产节拍为2h的涂装作业),如汽车服务站修补涂装用。
1、安全和灭火措施
涂装车间的火灾原因主要是静电着火,有机溶剂型涂料也易燃,附着涂料的喷漆室一旦着火后,灭火困难。
为提高静电涂装机的作业效率,需尽可能使喷头(杯)靠近被涂物设置,可是接近被涂物后会产生火花发电,因此防止被涂物在喷漆室内摇摆十分重要,还要防止被涂物建的相互接触和被涂物掉落。在喷漆室内旋转被涂物的装置(旋转杯和齿条)的设计也很重要。还有,挂具和旋转装置上附着涂料,应自动清除或定期清扫。在喷涂有机溶剂涂料的场合,喷涂作业区是甲级防火区,喷漆室设计应符合国家和当地消防安全法规的要求。喷涂作业室内的电器、电机和排风机应选防爆型。手工喷涂和自动静电喷涂工序应布置在同一喷漆室内,还应设置二氧化碳自动灭火设备。一旦发生事故,为促使操作人员尽快躲避,在整个系统中应有报警装置。在一般的手工喷涂场合,喷涂作业区内配备自动喷水的装置(当达到一定温度,易熔合金熔开即自动喷水灭火)和一般灭火器。
在使用二氧化碳灭火场合,喷雾后,再有空气的情况下,高温状态的可燃物有可能再燃,为了安全,设置喷水灭火管路。二氧化碳对机械无影响,而有水的场合必须注意对电气系统等的影响。
从能捕集喷涂产生的漆雾、防止漆雾和溶剂蒸气扩散的角度来看,喷漆室是具有环保功能的设备,但它不能消除喷涂行业最大公害——有机挥发物(VOC)。由于喷漆室的排气量大,溶剂含量又很低,至今还没有好的处理方法(尤其在大型喷涂作业线上),仅采用高空排放来达到环保排放标准。市场上虽有用矿物油代替喷漆室的循环水、在喷漆室排气系统设活性炭塔等办法来吸附有机溶剂的报道,但作者认为:油和活性炭能溶解、吸附有机溶剂,开始使用时,排气中的VOC可能达到环保要求,如果不能及时将吸附的溶剂除去或将油处在再用,则可能导致吸附饱和,再循环使用时,大气量的排风通过,就又将VOC带入大气。另外,油是可燃物,不仅增加喷涂现场的火灾和油雾污染环境的危险性,而且可能导致涂膜产生缩孔。喷涂作业的VOC公害问题可通过采用环保型涂料(高固体分涂料、水性涂料)和提高喷涂的涂着效率等措施根治。
2、消声措施
喷漆室的噪声往往与工厂内外并加在一起,所以在设置设备前,应确认工厂内外的噪声基准,选定喷漆室的形式是必要的的(见下表)。喷漆室的噪声不应大于85dB。
由风机产生的噪声有指向性,改变风管的朝向,大致可解决,可是在工场周围有住宅等场合,需要设置消声器、消声箱等。生产线上的消声装置也只能将噪声减小5db。
方式 |
噪声/dB |
干式 |
75~80 |
水洗式 |
75~85 |
无泵式 |
85~90 |
油洗式 |
70 |
3、防止漆雾、恶臭的措施
在喷漆室的漆雾捕集装置结构差、捕集效率低的场合,涂装车间的排风管周围的屋顶被漆雾沾染变色。另外,喷漆室中溶剂臭不能除去,相伴着喷漆室的腐臭味。
消除喷漆室的喷漆、恶臭的措施是装备排气处理装置,处理大风量的脱臭装置的价格非常高,现今仅有处理小风量的洗涤装置。
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