Лако-красочные материалы — производство

Применение установок безвоздушного распыления (УБР) в сравнении с КРП позволяет снизить потери распыляемого ма­териала на туманообразование, уменьшить расход растворите­лей в связи с возможностью распыления более вязких ЛКМ, снизить мощность вентиляции, так как необходимо удалять в основном только пары растворителей, уменьшить в ряде случаев трудоемкость окрасочных работ благодаря возможности нане­сения утолщенных покрытий и улучшить санитарно-гигиениче­ские условия работы, особенно при недостаточной вытяжке. В отличие от факела, получающегося при работе КРП, при ис­пользовании УБР факел распыленного ЛКМ резко очерчен и почти не образует красочного тумана.

К недостаткам использования УБР относятся сравнительно большой расход ЛКМ через сопло (практически — не менее 400 г/мин), невозможность его изменения (как и ширины фа­кела) в процессе работы и, как следствие, ограниченность при­менения УБР при окраске изделий сложной конфигурации (рез­ко возрастают потери ЛКМ, на окрашенной поверхности наблю­даются подтеки), пониженное по сравнению с пневматическим распылением качество получаемого покрытия (не выше IV клас­са по ГОСТ 9.032—74), ограниченное применение УБР для на­несения ЛКМ с грубыми, легко выпадающими в осадок пигмен­тами и наполнителями (забивание отверстия сопла).

Для нанесения ЛКМ методом безвоздушного распыления применяют установки, в которых КР со встроенным в его голов­ку соплом и насос, создающий высокое давление на ЛКМ, объ­единены в один агрегат.

Эффективность применения УБР определяют геометрические размеры сопла, его форма и материал. Они же позволяют уста­навливать оптимальный технологический режим нанесения ЛКМ применительно к форме и размерам окрашиваемого из­делия.

Рис. 7.24. Распыляющее уст­ройство (сопло):

1 — корпус; 2 — сопло; 3 — дрос­сель-ускоритель

Сопло (рис. 7.24) представляет собой цилиндрическую на­садку из металло — или минералокерамического сплава, карбида вольфрама и других износоустойчивых материалов. С внутрен­ней стороны к торцевой стенке сопла подходит конический или цилиндрический канал, заканчивающийся полусферой радиусом 0,25—0,5 мм. С наружной стороны торцевая стенка рассечена клиновидной щелью на глубину h, благодаря чему выходное отверстие приобретает форму эллипса.

Угол клиновидной щели а, радиус внутренней полусферы и глубина врезания щели в полусферу h определяют размеры и форму выходного отверстия, а следовательно, расход Л КМ и ширину факела. Варьированием этих величин получают сопла, обеспечивающие заданные параметры распыления при различ­ной ширине факела и определенном расходе ЛКМ.

Для получения мелкодисперсного факела с менее насыщен­ной зоной разброса ЛКМ по периферии перед соплом иногда встраивают дроссель-ускоритель, представляющий собой встав­ку из искусственного корунда (металлокерамики) с отверстием, соосным выходному отверстию сопла. Дроссель подбирают в соответствии с сечением выходного отверстия сопла. Простран­ство между соплом и ускорителем образует расширительную камеру.

Ускоритель увеличивает скорость движения ЛКМ перед вы­ходом из сопла и формирует факел с постепенным уменьшением насыщенности по краям. Дросселирование ЛКМ перед соплом снижает его подачу на 16—25% при уменьшении ширины факе­ла на 12—20%.

Для предохранения от механических повреждений и удобст­ва маркировки сопло вместе с ускорителем (или без него) встраивают в металлический корпус, называемый обычно в сбо­ре распыляющим устройством.

Технические характеристики различных сопл безвоздушного распыления приведены в табл. 7.15 и 7.16.

УБР подразделяют: в зависимости от энергии привода насо­са— на УБР с пневмо — и электроприводом; в зависимости от температуры распыляемого материала — на УБР без нагрева

и с подогревом; в зависимости от массы, габаритов и произво­дительности-— на малогабаритные переносные массой менее* 20 кг и производительностью до 0,6 кг/мин, передвижные сред­них размеров массой до 30 кг и производительностью до — 2,0 кг/мин и крупногабаритные многопостовые передвижные или стационарные производительностью до 5 кг/мин и массой до 100 кг и более.

УБР с пневмоприводом без нагрева получили наибольшее распространение в промышленности. Они сравнительно дешевы, просты по устройству и обслуживанию, могут иметь небольшие размеры и массу.

Основным узлом УБР является плунжерный насос высокого — давления с Пневмоприводом поршневого типа, воздухораспреде­лительным механизмом, системой клапанов, фильтров, регули­рующей и контрольно-измерительной аппаратурой (рис. 7.25), соединенный шлангом высокого давления с краскораспылителем безвоздушного распыления (КРБ).

При подаче сжатого воздуха через регулятор давления в пневмопривод с помощью воздухораспределительного механиз­ма он попеременно подается то в верхнюю, то в нижнюю поло­сти пневмоцилиндра. При этом поршень и связанный с ниїм плунжер насоса совершают возвратно-поступательные переме­щения; всасывающий и перепускной клапаны насоса соответст-

венно открываются и закрываются, пропуская Л КМ в полость насоса и нагнетая его затем в шланг высокого давления к КРБ.

Полезную площадь поршня пневмопривода принимают в 24—45 раз (в зависимости от назначения и конструкции уста­новки) больше полезной площади плунжера насоса, что позво­ляет соответственно в 24—45 раз увеличить давление на Л КМ по сравнению с давлением подводимого в пневмопривод сжато­го воздуха (0,3—0,6 МПа).

Известны два типа УБР с пневмоприводом: 1 — УБР с по­гружным насосом, закрепленным на баке с ЛКМ — переносные или передвижные с емкостью бака 20—60 л и 2 — УБР с насо­сом, смонтированным отдельно от емкости и установленным, как правило, на передвижной тележке. В этом случае к насосу подсоединен всасывающий шланг, вставляемый в любую ем­кость с ЛКМ. Выбор типа установки определяется организацией и объемом окрасочных работ. Более распространен 2-й тип установок.

В установке «Радуга-0,63» (рис. 7.26) насос высокого дав­ления с пневмоприводом закреплен на подставке, имеющей два колеса. К насосу подсоединен всасывающий шланг с закреплен-
/ — пневмопривод; 2 — рукоятка; 3 — стойки; 4 — вентиль сброса давления; 5 — насос высокого давления; в — всасы­вающий шланг; 7 — краскоприемный па­трубок; 8 — подставка на колесах; 9 — шланг высокого давления; 10 — регуля­тор давления; 11 — манометр

Рис. 7.25. Насос высокого давления с пневмоприводом (а — полость пневмо­цилиндра):

/ — всасывающий клапан: 2 — корпус; 3 —плунжер: / — перепускной клапан; 5 —

пневмоцилиндр; 6 — перепускной клапан; 7 — выхлопной клапан; 8 — воздухораспреде­лительный механизм; 9 — поршень; 10 — направляющий шток ным на конце краскоприемным патрубком с фильтром грубой очистки. На корпусе пневмопривода закреплен регулятор дав­ления с манометром, регистрирующим давление воздуха в пнев­моприводе. Для быстрого сброса давления ЛКМ в гидросисте­му установки встроен вентиль. Воздухораспределительный ме­ханизм пневмопривода выполнен в виде золотниковой коробки, установленной вне цилиндра. Шланг высокого давле­ния подсоединен к одной из двух полых стоек (краскопроводов), которые соединяют корпус пневмопривода с насосом.

УБР относятся к механизмам автоматического действия: при подаче воздуха в пневмопривод возвратно-поступательное дви­жение поршня и связанного с ним плунжера насоса происходит
только при включенном КРБ. При его выключении поршень (и плунжер) немедленно останавливается, так как происходит выравнивание действующих на них сил.

В отечественной промышленности применяют УБР с пневмо­приводом без нагрева 2-го типа «Радуга-0,63», «Спутник-1» (Опытный машзавод НИИ Л КП), УБРХ-1М (локомотиворе­монтный завод, Перово), «Топаз», «Янтарь» (опытный завод ЮжНИИморфлот), «Луч-2»; «Спрут-М» (опытный завод НПО «Ритм»), и 1-го типа —VYSA-2, VYSA-3, VYSA-4 (фирмы Kovo Finis, ЧСФР) и др. Имея в основном одну и ту же принципиаль­ную схему, установки различаются производительностью, мас­сой и габаритами. Технические характеристики перечисленных выше УБР приведены в табл. 7.17. В табл. 7.18 и 7.19 приведе­ны технические характеристики УБР фирм Wagner ^Швейца­рия) и Graco (США).

УБР с электроприводом без нагрева применяют для нанесе­ния ЛКМ как обычной, так и повышенной (до 300 с по ВЗ — 246-4) вязкости, ЛКМ, содержащих грубодисперсные напол­нители, главным образом — при окраске строительных и метал­локонструкций. В отличие от УБР с пневмоприводом конструк­ция установок с электроприводом включает мембранный насос (рис. 7.27), состоящий из гидропередачи и полости краски, раз­деленных мембраной. Вращение вала электродвигателя при по­мощи диска-маховика (или эксцентрика) преобразуется в воз­вратно-поступательное движение подпружиненного поршня, который через масло, находящееся в полости гидропередачи, передает движение мембране насоса. При этом с помощью вса­сывающего и нагнетательного клапанов происходит засасыва­ние ЛКМ в насос из емкости с краской и нагнетание его по

ется регулятором давления от нуля до максимального перепус­канием части масла через перепускной клапан из полости порш­ня в полость гидропередачи. При выключении КРБ и работаю­щем электродвигателе регулятор давления перепускает масло

Таблица 7.19. Технические характеристики УБР фирмы Grace (США)

внутри гидросистемы, при этом движение мембраны, а следова­тельно, и подача ЛКМ прекращается.

В отечественной промышленности получили распространение УБР с электроприводом мод. 2600Н и 7000Н (рис. 7.28), из­готавливаемые ВЗСОМ по лицензии фирмы Wagner (Швейца­рия). Их технические характеристики приведены в табл. 7.20.

Краскораспылители безвоздушного распыления (КРБ) име­ют ряд сходных с КРП узлов и механизмов: корпус с рукояткой, головку, в которую встраивается распылительное устройство —■ сопло, штуцер подачи ЛКМ и механизм включения подачи ЛКМ, выполненный в виде запорной иглы (клапана), которая связана с возвратной пружиной и пусковым крючком. Однако к КРБ, наряду с общими требованиями, которым должен удовлетворять ручкой окрасочный инструмент (масса, форма, расположение центра тяжести и др.), предъявляют также специальные тре­бования:

конструкция КРБ должна обеспечивать герметичность уплот­нений, каналов и полостей, подводящих ЛКМ к распыляющему устройству, при давлении до 20 МПа и более;

КРБ должен быть соединен со шлангом высокого давления через поворотный механизм, обеспечивающий возможность сво­бодного поворота КРБ относительно шланга без изменения по­ложения последнего;

в конструкции КРБ должно быть предусмотрено предохра­нительное устройство, необходимое для предотвращения откры­вания запорного клапана при случайном нажатии на пусковой крючок;

КРБ должен иметь встроенный в корпус (рукоятку, головку) сменный фильтр тонкой очистки, защищающий отверстие сопла от засорения. Для быстрой очистки сопла целесообразно в го­ловке КРБ предусмотреть устройство для прочистки отверстия сопла.

С учетом специальных требований разработаны и широко используются при окрасочных работах КРБ различных конст­рукций.

1 — струна запорного клапана; 2 — седло клапана; 3 — клапан; 4— пружина; $, 14 — уплотнения; 6 — втулка закрепления струны; 7 — колпачок; 8 — корпус; 9 — фильтр тонкой очистки; 10 — поворотное устройство шланга; 11 — предохранительное устрой­ство; 12 — пусковой крючок; 13 — накидная гайка; 13 — дроссель-ускоритель; 16 — сфе­рическая поворотная головка; 17 — сопло; 18 — корпус головки; 19 — рукоятка; 20 — за­хваты корпуса головки; 21 — втулка, с распыляющим устройством

Краскораспылитель мод. КРБ-1 (рис. 7.29), поставляемый с УБР «Радуга-63» и «Спутник-1», имеет корпус с рукояткой, облицованный пластмассой. Предохранительное устройство, со­стоящее из пластины, движка и пружинного фиксатора, разме­щено на пусковом крючке и при выдвижении заходит в прорезь корпуса, фиксируя его положение (КРБ выключен). Фильтр тонкой очистки размещен внутри рукоятки. В передней части /корпуса размещен клапанный механизм (седло/клапана, отвер­стие которого запирается подпружиненным игольчатым клапа­нам, связанным струной с пусковым крючком).

Рис. 7.30. Краскораспылитель высо­кого давления Г-10-1:

I — распыляющее устройство (сопло); 2 — корпус седла запорного клапана; 9 — за­порный клапан; 4 — защитная скоба; 5 — корпус; 6 — тарельчатая пружина; 7 — уплотнительная манжета; 8 — поджимное устройство; 9 — подпружиненная нажим­ная шайба; 10 — регулировочная втулка;

II — ручка; 12 — сменный фильтр тонкой очистки; 13 — штуцер с поворотным со­единением; 14 — пусковой крючок; 15 — предохранительное устройство (защелка)

Для быстрой очистки отвер­стия сопла при засорении в КРБ-1 предусмотрены два ва­рианта конструктивного реше­ния: распыляющее устройство смонтировано в сферической головке с возможностью ее по­ворота на 180° для продувки ЛКМ под давлением или пе­редняя часть головки имеет два захвата, в пазы которых штифтами вставляется втулка с распыляющим устройством, после чего втулка герметично при­жимается к торцевой части головки с помощью рычага; при за­сорении отверстия сопла втулка освобождается рычагом, пово­рачивается на 180°, зажимается в захватах и продувается ЛКМ., после чего возвращается в исходное положение.

КРБ модели Г-10-1 (рис. 7.30) входит в комплект УБР с электроприводом 2600 Н и 7000 Н. Устройство краскораспыли­теля аналогично конструкции КРБ-1. Полая цилиндрическая рукоятка КРБ ввернута в металлический литой корпус. Внутри рукоятки размещен сменный вставной фильтр тонкой очистки с размерами ячеек сеток 0,315, 0,16 или 0,08 мм (изменяются в зависимости от степени перетира наносимого ЛКМ). Предо­хранительное устройство выполнено в виде поворотного рычага, укрепленного на пусковом крючке, поворачивающегося на 90° и упирающегося в корпус, не дающего тем самым пусковому крючку отходить назад.

Сопло безвоздушного распыления закрепляется либо в ци­линдрической оправке, вставляемой в накидную гайку, которая наворачивается на переднюю часть приставки седла клапана, либо в удлиненной цилиндрической оправке с рукояткой, кото­рая устанавливается (рис. 7.31) в специальном приспособлении затворного типа, закрепляемом в КРБ таким же образом (быстрозаменяемое).

Для окраски изделий сложной конфигурации, больших раз­меров, с глубокими внутренними полостями используют КРБ, укомплектованные удлинителем (удочкой), на конце которого

закреплено распыляющее устройство (сопло), которое может быть установлено как по оси удлинителя, так и допускать по­ворот относительно оси. Удлинитель с поворотом сопла (рис. 7.32) дополнительно может быть поставлен с УБР 2600 Н или 7000 Н.

Поскольку распыление ЛКМ методом БР происходит под высоким давлением, на головки КРБ целесообразно устанавли­вать специальную насадку.(рис. 7.33), предохраняющую руки маляра от травмы при случайном попадании в факел вблизи головки.

Шланги высокого давления (ШВД). Для подачи ЛКМ под высоким давлением к КРБ применяют специальные шланги, представляющие собой гибкие трубки, стойкие к действию ЛКМ и различных растворителей (полиэтиленовые, фторопластовые и т. п.) с наружной оплеткой из стальной нержавеющей прово­локи или навивок из капроновой (нейлоновой) нити с токопро­водящими жилами (для отвода статического электричества).

У некоторых типов ШВД поверх бронированной оплетки пре­дусмотрена наружная оболочка из каучука или пластмассы. Шланги, рассчитанные на большое давление (до 30 МПа и вы­ше), имеют две бронированные оплетки и две защитные обо­лочки. В концы ШВД для предотвращения подтекания ЛКМ заделаны ниппели, имеющие на конце накидную гайку, что по­зволяет надежно и герметично соединять шланги между собой и подсоединять их к УБР и КРБ.

Опытный машзавод НИИ ЛКП изготавливает комплекты шлангов с заделками марок ШВД-100 и ШВД-200, технические характеристики которых приведены в табл. 7.21.

Установки безвоздушного распыления специального назна­чения. Для нанесения высоковязких двухкомпонентных составов с целью получения однослойного покрытия толщиной до 300 мкм применяют УБР типа «Тон-301», «Тон-601». Установки включа­ют блоки нагнетательный, нагрева и питания, смонтированные на транспортной тележке. Технические характеристики устано­вок приведены в табл. 7.22.

При частой смене ЛКМ и небольшом объеме окрасочных ра­бот в условиях недостаточной вытяжки эффективно применение краскораспылителей безвоздушного распыления с источником’ высокого давления, встроенным в корпус КРБ. Такой КРБ включает основные узлы, характерные для УБР, — миниатюр­ный плунжерный насос с пневмоприводом, механизм воздухо — распределения, головку безвоздушного распыления с встроен­ным соплом, фильтр тонкой очистки и др. — и имеет возмож­ность работать от верхнего красконаливного стакана (как КР пневматического распыления) с подачей ЛКМ в насос само­теком.

Для обеспечения требуемой производительности подобные КРБ работают с высокой частотой ходов плунжера насоса вы-

Таблица 7.21. Технические характеристики шлангов высокого давления

Таблица 7.22. Технические характеристики УБР высоковязких двухкомпонентных материалов

<сокого давления. Их технические характеристики приведены в табл. 7.23.

Уход за УБР и их настройка. Перед началом работы УБР необходимо проверить надежность крепления ШВД к КРБ и насосу, шлангов подвода воздуха и ЛКМ к УБР, чистоту фильт­ров, наличие смазки, убедиться в отсутствии засохшего ЛКМ в. краскоприемном патрубке, всасывающем шланге, головке КРБ.

Для промывки УБР необходимо использовать растворитель, соответствующий тому ЛКМ, который использовался или ис­пользуется.

Перед применением УБР рекомендуется установить краско­приемный патрубок в емкость с соответствующим растворите­лем, настроить установку на минимальное давление воздуха (0,1—0,15 МПа) и в течение 1—2 мин распылять растворитель, .направив головку КРБ в свободную емкость.

Таблица 7.24. Неисправности при работе УБР, их причины и способы устранения

После промывки системы краскоприемный патрубок перено­сят в емкость с предварительно отфильтрованным ЛКМ, уста­навливают требуемое давление сжатого воздуха и выдавливают остатки растворителя до появления из головки КРБ чистого ЛКМ.

В зависимости от вида ЛКМ, его вязкости, габаритов окра­шиваемого изделия необходимо в КРБ устанавливать сопло с требуемым расходом ЛКМ и шириной факела, а также величи­ну давления на ЛКМ. При увеличении давления на ЛКМ выше необходимого образуется мелкий красочный аэрозоль, не доле­тающий до окрашиваемой поверхности и приводящий к возрас­танию потерь ЛКМ. В табл. 7.24 указаны возможные неисправ­ности в работе УБР, их причины и способы устранения.