新型紙箱干式噴漆室的結(jié)構(gòu)設(shè)計

李 棟

（中國聯(lián)合工程公司，浙江 杭州 310052）

涂裝技術(shù)

新型紙箱干式噴漆室的結(jié)構(gòu)設(shè)計

李 棟

（中國聯(lián)合工程公司，浙江 杭州 310052）

文章以應(yīng)用于醫(yī)療器械零部件涂裝項目中的干式噴漆室設(shè)計為例，重點介紹了新型紙箱過濾系統(tǒng)的特點，通過合理的噴漆室結(jié)構(gòu)設(shè)計，達(dá)到對噴漆產(chǎn)生的漆霧進(jìn)行有效收集，并且具有節(jié)能環(huán)保、性能穩(wěn)定、一次性投資低、綜合運(yùn)行成本低、更換過濾耗材便捷等優(yōu)點，各項性能指標(biāo)均處于世界先進(jìn)水平。

新型紙箱；干式噴漆室；結(jié)構(gòu)設(shè)計

前言

噴漆室作為涂裝線最重要的一個部分，其結(jié)構(gòu)和性能一直在發(fā)展進(jìn)化，從60年代的水旋噴漆室到70、80年代的文丘里噴漆室，再到2000年后的石灰式噴漆室、靜電式噴漆室。目前種類很多，其中干式噴漆室一般用于噴涂發(fā)動機(jī)、車橋等中、小零部件，把新型的紙箱過濾系統(tǒng)融入于干式噴漆室的結(jié)構(gòu)中，無疑會使其適用的場合大大增加。 本文以應(yīng)用于醫(yī)療器械零部件涂裝項目中的干式噴漆室結(jié)構(gòu)設(shè)計為例，將詳細(xì)介紹新型紙箱干式噴漆室的結(jié)構(gòu)特點，并對其優(yōu)點與傳統(tǒng)濕式噴漆室做對比。

1 工藝要求

目前，環(huán)保要求日益嚴(yán)格，要求對排放廢氣中的漆霧和有機(jī)溶劑進(jìn)行處理并達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，很多企業(yè)都已經(jīng)轉(zhuǎn)型使用水性漆，本項目中的設(shè)備要求按照水性漆設(shè)計，噴漆室有嚴(yán)格的溫濕度要求，并且醫(yī)療器械行業(yè)對于表面質(zhì)量要求較高，送風(fēng)潔凈度需要達(dá)到十萬級，更換過濾耗材時要避免有揚(yáng)塵。噴漆室結(jié)構(gòu)設(shè)計中還要充分考慮工人操作、日常維護(hù)的舒適便捷，體現(xiàn)人性化設(shè)計理念。

（1）工件主要為醫(yī)療器械零部件等；

（2）工件組掛最大尺寸為：L×W×H=1800mm×800×1600mm；

（3）工件最大重量：500kg；

（4）采用積放鏈輸送，鏈速可調(diào)；

（5）年時基數(shù)：300 天/年，單班：8小時/天，300×8=2400h

（6）噴涂方式：人工噴漆；

（7）噴漆室適用于噴涂水性漆，要求室體環(huán)境溫度及濕度可控，在噴漆狀態(tài)下的溫濕度要求為：溫度控制在25～30℃，濕度控制在50%～80%。

（8）工件從噴漆房一端進(jìn)來，噴漆完成后從另一端出去；

（9）噴漆室送排風(fēng)量按照截面空載風(fēng)速約0.4m/s計算。

（10）噴漆室加熱能源采用天然氣。

（11）廢氣排放符合GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》表2中的二級標(biāo)準(zhǔn)。

（12）滿足全天候作業(yè)要求。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

干式噴漆室成套設(shè)備包括室體、送排風(fēng)系統(tǒng)、新型紙箱過濾系統(tǒng)、底部結(jié)構(gòu)、活性炭吸附裝置（根據(jù)廢氣濃度可選）、安全消防系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等部分組成。

（1）噴漆室體

干式噴漆室是底部排風(fēng)噴漆室，操作者在噴漆室內(nèi)工作，工件在噴漆室中間。當(dāng)工件進(jìn)入室內(nèi)，工件邊較高的氣流可保證漆霧被氣流帶走，限制了漆霧的飛揚(yáng)，保護(hù)室壁及照明裝置不被漆霧污染。

室體由骨架、壁板、動靜壓室、照明裝置、地面柵格板等組成。室體骨架采用方管、矩形管搭建，室體壁板采用不銹鋼板折彎螺栓組裝連接，接縫處打膠密封，具有足夠的強(qiáng)度和剛度，美觀大方。懸掛輸送機(jī)軌道支柱用骨架支撐，整體外型平整、美觀，頂棚在軌道處設(shè)防護(hù)罩，防止漆霧污染懸鏈。動壓室層布置袋式過濾器、靜壓室層鋪設(shè)中效過濾棉，動壓室和靜壓室保證空氣平穩(wěn)流動。過濾框覆蓋整個頂棚。過濾框之間、過濾框同上下壁板之間采用螺栓連接。在靜壓室側(cè)面墻壁上，分區(qū)域設(shè)置帶鎖的空氣密封門，門框裝密封膠條。通過帶有梯子的維修檢查平臺從靜壓室檢修門，可以進(jìn)入靜壓室。

室體側(cè)壁裝有夾膠玻璃的窗，照明窗通過窗框固定在室體骨架上，該側(cè)設(shè)日光照明裝置，以保證室內(nèi)照度≥800 Lux，日光燈安裝在室體外部，燈罩蓋板在室體外側(cè)，便于拆裝、清理和維護(hù)，靜壓室設(shè)有檢修用的照明防爆燈具。在工人操作面設(shè)有安全小門（帶閉門器），方便人員進(jìn)出，安全門尺寸(寬×高)mm：900×2000。工件進(jìn)出口兩端均需設(shè)置仿形門洞，減少氣流擾動。

地面格柵間距滿足工人行走方便，具有耐磨防腐功能，格柵厚度40mm。

（2）送排風(fēng)系統(tǒng)

噴漆室送風(fēng)采用新風(fēng)空調(diào)，新風(fēng)空調(diào)功能段為進(jìn)風(fēng)段、初效過濾段、一次加熱段、表冷段、高壓微霧加濕段、檢修段、二次加熱段、風(fēng)機(jī)段、均流段、中效過濾段、出風(fēng)段。

空調(diào)進(jìn)風(fēng)管以及從空調(diào)送至噴漆室的送風(fēng)風(fēng)管采用鍍鋅鋼板制作，在送風(fēng)管末端需設(shè)置防火閥。噴漆室排風(fēng)風(fēng)管采用不銹鋼板制作，排風(fēng)管道上裝防火閥和調(diào)節(jié)閥與噴漆室連鎖實現(xiàn)聯(lián)動控制防止火情隱患。因紙箱吸附漸趨飽和時其阻力會逐步增加，噴漆室的排風(fēng)機(jī)需要變頻控制。排風(fēng)風(fēng)機(jī)采用防爆型低噪音離心風(fēng)機(jī)。為了保證室體內(nèi)的風(fēng)速分布的均勻性，本噴漆室采用室體長度方向一側(cè)排風(fēng)的形式。排風(fēng)機(jī)采用風(fēng)機(jī)隔音室將其隔音、消聲以達(dá)到環(huán)保要求。

（3）新型紙箱過濾系統(tǒng)

新型紙箱過濾系統(tǒng)采用小車內(nèi)裝載紙箱的形式，紙箱的外殼由高強(qiáng)度硬紙板和紙護(hù)角制作，整個外殼的強(qiáng)度需滿足搬運(yùn)和漆霧捕集工況的需要。內(nèi)部有兩段組成，分別是漆霧捕集段和終過濾段。漆霧捕集段位于新型紙箱的入口端，終過濾段位于新型紙箱的出口端。（見示意圖A、B）

漆霧捕集段的作用是捕集絕大部分的漆霧，終過濾段用來全面攔截剩余的微量漆霧。漆霧捕集段包含數(shù)個漆霧捕集單元，漆霧捕集單元為彎折狀結(jié)構(gòu)，由纖維材料做成，兩個漆霧捕集單元之間并行布置且其間設(shè)置有空隙。彎折狀的漆霧捕集單元及相鄰的漆霧捕集單元之間形成的彎折的空氣流動通道的科學(xué)布局，使漆霧捕集段形成一個立體的漆霧捕集容納空間，對漆霧的捕集容納能力極大，分離效果好。

終過濾段為一層平鋪的玻璃纖維氈，采用玻璃長纖維、以非織物方式制成，玻璃纖維為漸密式的布局。終過濾段漸密式的終過濾段的結(jié)構(gòu)，可根據(jù)塵埃的大小，被阻擋在不同密度的層次，更有效的容納較多的塵埃。

終過濾段漸密式的結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了纖維的強(qiáng)度，具有彈性佳、壓損低、阻力低的特點。

本項目中新型紙箱相關(guān)參數(shù)：

尺寸規(guī)格：L×W×H=665×819×841mm

漆霧捕集容納能力：80～120公斤過噴/箱

額定通風(fēng)量： 3000m3/h /箱

壓力損失：100～800 Pa，平均：400 Pa

分離效果：0.1～1.5 mg/m3

傳統(tǒng)的紙箱對小顆粒，粘性大的漆霧難捕獲，并且規(guī)格小利用率低，新型紙箱不存在這些問題。根據(jù)不同的噴漆室大小，還可以選擇不同的紙箱規(guī)格，規(guī)格越大的漆霧捕集容納能力和額定通風(fēng)量越大，目前單套新型紙箱最多能捕集容納800～1000公斤過噴漆霧。

每一個新型紙箱裝在一個小車內(nèi)，小車底部帶滾輪，并有自鎖功能。

（4）底部結(jié)構(gòu)

為方便噴漆室底部的小車能轉(zhuǎn)移到地面上進(jìn)行更換紙箱，在底部配備2臺升降平臺，固定式液壓升降臺平臺需滿足工人與小車的載重量，并且地面上下設(shè)置兩處人工按鈕，需同時按下確認(rèn)后才能進(jìn)行升降動作，確保安全。通過裝載小車和升降平臺相結(jié)合的方式，工人更換紙箱的過程非常省力和便捷，可以直接把吸附飽和的紙箱推到收集點進(jìn)行更換，避免了在噴漆室底部狹小空間內(nèi)操作以及人工搬運(yùn)等等以往的結(jié)構(gòu)形式存在的缺陷。

噴漆室底部設(shè)計成T型結(jié)構(gòu)，能更好的組織室內(nèi)氣體流向，在通過紙箱的時候風(fēng)速會局部加大，使氣流通過紙箱時能克服一些阻力。在底部兩側(cè)也會有一些漆霧沉積，需要貼膜定期更換。

（5）活性炭吸附裝置（根據(jù)廢氣濃度可選）

使用水性漆以后噴漆室產(chǎn)生的 VOC會大幅減少，所以是否需要配備活性炭吸附裝置應(yīng)根據(jù)產(chǎn)量和廢氣濃度具體分析。

（6）安全消防系統(tǒng)

為了防止有機(jī)廢氣造成危險，噴漆室內(nèi)配備可燃?xì)怏w濃度檢測、報警裝置。當(dāng)可燃?xì)怏w濃度超限報警器探測到室內(nèi)的有機(jī)廢氣的濃度超過其爆炸下限的25%時，報警系統(tǒng)進(jìn)行聲光報警。噴漆室內(nèi)設(shè)置噴淋消防系統(tǒng)，與排風(fēng)系統(tǒng)由電氣線路實施連鎖，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時，首先切斷排風(fēng)風(fēng)機(jī)的電源，切斷空氣流動的風(fēng)源，同時發(fā)出“設(shè)備異常”報警迅號。噴漆室周邊空間防爆要求，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)劃分，在二級以上防爆區(qū)范圍內(nèi)電氣均防爆。

（7）電控系統(tǒng)

噴漆室電控系統(tǒng)具有手動和自動切換功能，采用西門子PLC可編程序控制器，配有變頻器、傳感器。電氣設(shè)計與廠房動力箱相連。設(shè)計上采用程序互鎖，手動與自動都具備完善的保護(hù)功能，避免因錯誤操作損壞設(shè)備。系統(tǒng)由電器柜、操縱箱、走線槽、分線盒等組成。具有風(fēng)機(jī)故障報警、消防報警功能。

電控柜具備人機(jī)界面顯示設(shè)備參數(shù)狀況。具備與噴槍連鎖功能，當(dāng)噴槍停止工作時，自動反饋給電氣控制系統(tǒng)信號，停止風(fēng)機(jī)運(yùn)行，延時保護(hù)約5分鐘；當(dāng)噴槍開始工作時，自動反饋給電氣控制系統(tǒng)信號，自動啟動風(fēng)機(jī)系統(tǒng)。在各設(shè)備各端及各停止器位置安裝緊急停止按鈕和報警裝置。

3 新型紙箱干式噴漆室的優(yōu)點概要（與傳統(tǒng)濕式噴漆室做對比）

（1）占地空間小，噴漆室制造成本能降低20-40%，廠房土建成本降低20-30%；

（2）無水循環(huán)系統(tǒng)及除渣系統(tǒng)，投資低；

（3）操作維護(hù)簡單，無需專業(yè)人員；

（4）電的消耗量降低10%；

（5）天然氣的消耗量降低20%；

（6）不用消耗水，也無廢水產(chǎn)生；

（7）固體廢棄物的量降低50%；

（8）噴漆室的噪音降低10-20分貝。

4 結(jié)語

新型紙箱干式噴漆室具有傳統(tǒng)濕式噴漆室無可比擬的優(yōu)點，而其結(jié)構(gòu)設(shè)計還在不斷優(yōu)化中。噴漆室的使用效果不僅與設(shè)計、制造、安裝有關(guān)，與設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)也密不可分，但實際生產(chǎn)過程中工人往往因為維護(hù)保養(yǎng)工作繁重，勞動強(qiáng)度大而疏于該重要環(huán)節(jié)。新型紙箱干式噴漆室的結(jié)構(gòu)設(shè)計使工人的維護(hù)保養(yǎng)工作變得省力和便捷，相信在不久的將來，新型紙箱干式噴漆室會逐步取代傳統(tǒng)濕式噴漆室，成為主流方向。

附圖1新型紙箱干式噴漆室截面圖：

Structure Design of New Carton Dry-type Painting Room

Li Dong
( China United Engineering Corporation, Zhejiang Hangzhou 310052 )

This paper used the dry-type painting room design for medical equipment parts coating project as an example,introduces the characteristics of the new carton filter system, through the design of reasonable structure of painting room, to effectively collect the painting mist by spray, and has the advantages of energy saving and environmental protection, stable performance, low one-time investment, low operation cost and replace the filter supplies convenient, the performance indicators are in the world advanced level.

new carton; dry-type painting room; structure design

V261.93+3

A

1671-7988 (2017)22-157-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.22.057

李棟，就職于中國聯(lián)合工程公司。

CLC NO.:V261.93+3

A

1671-7988 (2017)22-157-03