靜電噴槍的結構分析與優點

邵先月，張英哲，徐應峰，劉婧琦

1 引言

靜電噴槍是工業噴涂設備現代化的基礎產品。在涂裝工藝流水線里，靜電噴槍是表面處理最核心設備的主體，它高效、快速地將涂料噴涂至被涂物的表面，使被涂物達到完美的表面處理，既是涂料霧化器又是靜電電極發生器。

自2018年起涂裝設備行業發展越來越快，產品更新速度也非常快。許多公司已經普及了靜電噴槍這種高效便捷的噴涂裝備。靜電噴槍能夠大幅增加材料利用率，它有多種類型，最常見的有以下四種類型。

（1）粉末靜電噴槍，它作為靜電噴涂的必要工具，其性能的優劣直接決定噴涂效果。一般的噴槍由高壓發生器、槍身、噴嘴、控制器流化粉桶以及輔助空氣裝置等構成。優質的高壓發生器（高壓模塊）能夠產生穩定持久的高壓電場，使粉末顆粒能夠帶上有效而足夠的負電荷，確保其對工件的可靠吸附。槍身和噴嘴需要優質的材料制成，以使噴槍有較為輕盈的質量和較長的使用壽命。高智能的控制器以及空氣動力輔助裝置使噴槍提供給粉末合理的空氣推動力，用來確保膜厚以及對某些難噴區域的滲透能力。

（2）液體靜電噴槍，它是根據靜電噴涂原理，通過以接地被涂物為正電極，涂料霧化裝置為負電極，并將涂料霧化裝置帶高負電壓，在二極間形成靜電界，使霧化涂料粒子帶負電，從而使涂料有效地被吸著于相反電極的被涂物上。

液體靜電噴槍已廣泛應用于市場。它以極高的涂料利用率、高效的涂裝生產率、優異的涂裝質量以及廢漆、廢漆霧的大幅度的減少而倍受人們的青睞。一套完整的液體靜電噴槍主要由靜電發生設備、靜電噴槍槍體、供漆氣動雙隔膜泵浦及其他的噴涂配件構成。

（3）旋杯靜電噴槍，它借助邊緣線速度高達30m/s以上的旋杯，使涂料在離心力的作用下進行霧化，漆霧在離心力與靜電引力下飛向被涂物。靜電作用和高速旋轉的離心力相結合帶來了更高的輸送率，利用率更高。旋杯靜電噴槍采用耐久性的軸承，高轉速霧化，均勻噴涂，效果更佳，效率更高。

（4）盤式靜電噴槍，也稱為Ω形靜電噴槍，是自動靜電噴槍的一種。它利用高速旋轉圓盤（直徑200mm以上，轉速3000～6000 r/min）的離心力將涂料甩出霧化，帶電后飛向被涂物。離心力和靜電作用結合使得涂料利用率大幅度增加。

2 粉末靜電噴槍的結構分析及其優點

2.1 粉末靜電噴槍的結構分析

粉末靜電噴槍設備主要由供粉桶、噴粉槍、控制器和回收裝置構成。

（1）供粉桶。經久耐用，流化效果好，外觀流暢，采用進口微孔板制成，流動效果好，無箭峰現象，出粉更加均勻，靜電噴塑機用不銹鋼粉桶，可脫底，流化板能拆卸，換色方便；靜電噴涂用集中供粉桶，主要用于粉末噴涂流水線，可根據實際需要定做。可配4-8只粉泵，流化效果好，粉量集中。

（2）噴粉槍。靜電噴槍吸收了國外先進技術，槍體采用注塑加工，重量輕、美觀，槍內采用二次升壓技術，倍壓級數達到24級，靜電場強大，在槍前端附有旋轉助噴氣裝置，使塑粉霧狀更理想。

（3）控制器。靜電噴塑設備控制器包括靜電發生器、電源控制器、供粉控制器等各控制單元，靜電發生器采用光柵顯示電壓、電流，電路具有短路保護，恒流源控制，采用進口電路、低壓輸入噴槍，使控制系統更安全。

（4）回收裝置。旋風分離器有單管、多管之分。單管的特點是占地面積較小，但設備高大；多管則相反。細分起來，單管旋風分離器又有旁路式、擴散式等。過濾分離器的規格可謂是五花八門，既有與噴粉設備一同訂制的非標型，也可由制造廠家設計制造。

2.2 粉末靜電噴槍的優點

輸送到噴槍上的粉末是可以調控的，具體地說就是可以改變粉末的出粉量和霧化狀態，從而實現不同的涂膜厚度，滿足不同產品的需要。供粉裝置有充足的能力，即便噴槍的輸粉管有50英尺長，也可以提供足夠的壓力和流量。大流量的供粉泵設計，出粉量大、霧化好、出粉均衡。整體機架非常堅固，設計符合人機工程原理，耐用性強。

3 液體靜電噴槍的結構分析及其優點

3.1 液體靜電噴槍的結構分析

液體靜電噴槍，俗稱靜電噴漆槍、靜電噴油槍、噴漆靜電噴槍等，主要由噴嘴、噴槍、靜電發生器、油漆泵浦構成。

噴嘴是靜電噴槍霧化裝置。有圓形噴嘴和扇形噴嘴，一般是根據涂料種類以及被涂物的不同進行選擇。

噴槍構造原理與普通空氣噴槍一樣，結構簡單、但其對精密度要求極高，需采用耐腐、耐磨、抗電擊等極高要求材料、確保壽命。采用優質的噴嘴、噴帽、涂料閥，特殊處理的槍針等。

靜電發生器也叫控制器或者主機，通過高壓模塊產生電場力，實現靜電噴涂。

油漆泵浦是靜電噴槍的涂料供給系統，涂料的動力源。

3.2 液體靜電噴槍的優點

液體靜電噴槍因其噴涂的涂料能夠自行吸附于工件表面，電場力使其環繞著被涂物，大大的減少了涂料的浪費。噴涂時正面和側面都能吸附上涂料，低壓高霧化效果，涂膜均勻，涂膜質量更好。而手動空氣噴槍需要較大的噴涂壓力，且噴涂距離不能太遠，只能噴涂正面，從側面飄過的油漆就是浪費。如果噴涂壓力與距離沒掌握好，手工操作不當，噴涂效果更差。很多案例證明，應用于連續性噴涂場所，1支靜電噴槍相當于4支手動噴槍的效率，節省涂料達10%以上，噴出的涂膜效果更好，節省人工，節約成本，減少了浪費，更好的提高了生產率，實現了量產。

4 旋杯靜電噴槍的結構分析及其優點

4.1 旋杯靜電噴槍的結構分析

旋杯靜電噴槍是自動靜電噴槍的一種，原理見圖1。旋杯是一個具有銳利邊緣，能高速旋轉的金屬杯，旋杯接直流高壓負極，被噴涂工件接正極，于是在旋杯和工件之間形成高壓靜電場。旋杯轉速達每分鐘5 000到5 500轉。涂料從中心輸送到高速旋轉杯頭，杯頭被充電并將高電壓傳遞給涂料。采用靜電方式時與空氣靜電的使用場合一樣。不過與其他方式不同的是以杯緣為電極，這是由于杯子與氣體旋轉裝置傳導電壓之故。當涂料接觸到杯頭時，即被充高壓負電荷。因為這些電荷相互排斥，當涂料離開杯頭時，涂料顆粒被電荷分裂成更小更均勻的顆粒，直到涂料的表面張力與電荷相斥的力相平衡為止。靜電作用與高速旋轉的離心力相結合，產生更好、更均勻的涂料顆粒，這些帶高壓電荷的顆粒被吸引到工件上，帶來出色的表面質量和極高的涂料傳遞效率。雙層杯碟，流道離心力學無障礙的設計能夠清洗死角，并且采用絕緣材質的槍身更加安全。盤式靜電噴槍的原理和旋杯靜電噴槍的原理相差不多，也是利用離心力和靜電相結合從而很好的細化涂料顆粒，達到更好的附著效果。

4.2 液體靜電噴槍的優點

（1）高速離心力霧化，噴幅均勻及靜電排斥霧化可獲得最佳的涂裝品質，同時具有極高的上涂率；

（2）重量輕、體積小，可以搭配往復機及機械手臂噴涂；

（3）容易保養，管線與噴槍均裝保護套以防止噴槍及管線的污染，圓形外觀容易清潔。

5 總結

通過對靜電噴槍的結構分析，粉末靜電噴槍可以滿足不同產品的需要，液體靜電噴槍可應用于連續性噴涂場所，旋杯靜電噴槍應用最廣泛，在車輛配件、木器家具、碳纖體育用品、玻璃制品、建材五金、家電用品及所有金屬涂裝等方面都有使用。如今靜電噴槍的發展越來越快，相比手動靜電噴槍，自動靜電噴槍的涂料利用率更高，更節省油漆。

圖1 旋杯的霧化技術