Лако-красочные материалы — производство

В практике окрасочных работ применяют ручные и автоматиче­ские краскораспылители. Последние имеют дистанционное управле­ние; их применяют исключительно при поточных методах окраски. Типы и конструкции современных краскораспылителей весьма разно­образны, что связано с многообразием лакокрасочных материалов и разными условиями их нанесения.

Большинство моделей краскораспылителей предназначено для нанесения одноупаковочных лакокрасочных материалов, представ­ляющих собой жидкие системы, однако имеются краскораспылители, пригодные для нанесения двухупаковочных составов (полиуретано­вых, полиэфирных, эпоксидных и др.), а также составов с повышен­ной вязкостью (шпатлевок, мастик и т. д.).

Ручные краскораспылители. Существующие модели пневмати­ческих краскораспылителей для ручного нанесения лакокрасочных материалов различаются по ряду признаков. В зависимости от места смешения лакокрасочного материала с воздухом различают краско­распылители с головками внешнего и внутреннего смешения (рис. 113).

В краскораспылителях с внешним смешением (рис. 113, а) под­веденный к соплу сжатый воздух поступает в кольцевое отверстие между материальным и воздушным соплами и, увлекая окружаю­щий воздух, создает разрежение перед материальным соплом. Лако­красочный материал поступает в зону разрежения, где дробится на мельчайшие частицы (капли) с образованием аэрозоля. К краскорас­пылителям этого типа относятся КРУ, КРП, ЗИЛ и др. Они обеспе­чивают высокую степень распыления лакокрасочных материалов, однако их использование связано с повышенными потерями на ту — манообразование.

Рис. ИЗ. Распылительные головки:
а — внешнего смешения; б — внутреннего смешения;

I — воздушное сопло; 2 — материальное сопло

В> краскораспылителях с внутренним смешением (рис. 113, б) ла­кокрасочный материал и воздух, поступающие под давлением, сме­шиваются в камере перед материальным соплом. Как правило, сте­пень дробления лакокрасочного материала при использовании таких краскораспылителей меньше, чем в случае применения краскораспы­лителей с внешним смешением; факел состоит из более грубодис­персных частиц. Однако при этом обычно уменьшаются потери крас­ки на туманообразование.

В зависимости от давления подаваемого воздуха краскораспыли­тели подразделяются на краскораспылители высокого, среднего и низкого давления. Краскораспылители высокого и среднего давления (0,2-0,6 МПа) высокопроизводительны и обеспечивают хорошее ка­чество окраски; они широко применяются при окраске промышлен­ных изделий. В отличие от них краскораспылители низкого давления (0,2 МПа), как правило, используются при небольших объемах ра­бот^ при ремонте и в быту.

По способу подачи лакокрасочного материала к распылитель­ной головке краскораспылители делят на три типа (рис. 114): тип А — с верхним красконаливным бачком, тип Б — с нижним краско­наливным стаканом, тип В — без красконаливного бачка; в послед­нем случае лакокрасочный материал подается под давлением (от красконагнетательного бака или красконагнетательной маги­страли).

Краскораспылители различаются и по конструкции распылитель­ной головки.

Головка может иметь одно центральное отверстие (рис. 115, а) или наряду с ним два или несколько дополнительных боковых от­верстий для воздуха (рис. 115, б-г). При диаметральном располо­жении всех отверстий достигается одностороннее сужение струи (отпечаток имеет овальную или плоскую форму), при кольцевом — всестороннее (отпечаток имеет круглую форму, но уменьшен в диаметре). Краскораспылители последнего типа характеризуются уменьшенным туманообразованием, но они имеют, по сравнению с обычными, пониженную производительность и повышенный рас­ход воздуха.

При всем разнообразии конструктивного оформления применяе­мые модели краскораспылителей включают общие узлы и механиз­мы: корпус, распылительную головку, механизм включения и выклю­чения с запорной иглой, пусковым крючком и воздушным клапаном,

21 • Крутько Э. Т., Прокопчук H. Р.

узлы приема лакокрасочного материала и сжатого воздуха, механизм регулирования формы факела. Устройство современного универсаль­ного краскораспылителя показано на рис. 116.

Корпус краскораспылителя 1 представляет собой фасонную де­таль, изготовленную из пластмассы, обладающей стойкостью к рас­творителям. Нижняя часть корпуса выполнена в виде рукоятки и име­ет удобную для обхвата рукой форму. В верхней части корпуса име­ется отверстие для подвешивания краскораспылителя на рабочем месте в перерывах между работой.

В переднюю часть корпуса запрессован краскопровод 15, свя­занный с нижним штуцером 14 и штуцером 20 верхнего краскона­ливного бачка 21. Краскопровод является основанием для закреп­ления деталей распылительной головки: воздушной головки 18 и материального сопла 17. Воздушная головка 18 имеет пять отвер­стий (одно центральное и по два на боковых отростках). Соосность воздушной головки и материального сопла достигается центровкой первой на конусной части распределителя воздуха 19. Распредели­тель воздуха разделяет внутреннюю полость воздушной головки на две части. Этим обеспечивается раздельная подача сжатого воз­духа на распыление (в центральное отверстие головки) и на сжатие факела (в боковые отверстия). Расход воздуха, подаваемого на сжатие факела, регулируется дросселем-регулятором, представ­ляющим собой игольчатый клапан 22, который в случае необходи­мости перекрывает канал для движения воздуха к боковым отвер­стиям головки.

В задней части корпуса смонтирован воздушный клапан и узел регулировки расхода лакокрасочного материала, представляющий собой винт 4, который имеет упор, ограничивающий ход запорной иглы. Отверстие материального сопла закрывается запорной иглой 11. Задним концом игла через муфту 10 подвижно соединяется со што­ком 8 воздушного клапана. Через пружину 3 и шарик 5, запирающий отверстие в седле 2, шток передает усилие запорной игле, которая плотно закрывает отверстие материального сопла. Во избежание про­сачивания лакокрасочного материала и воздуха в зазоры при движе­нии запорной иглы в корпусе предусмотрены сальниковые уплотне­ния 7 и 12. К воздушному клапану воздух подводится по каналу через рукоятку краскораспылителя и штуцер 6.

При использовании верхнего красконаливного стакана 21 лако­красочный материал подается к краскораспылителю через штуцер 20, а при работе от красконагнетательного бака — через нижний шту­цер 14. При этом один из штуцеров — верхний или нижний — соответ­ственно заглушается.

( Работа краскораспылителя осуществляется следующим обра­зом. При нажатии на пусковой крючок 9 запорная игла 11 отводит­ся с помощью муфты 10 штоком 8, который, преодолевая давление пружины 3, воздействует на шарик 5 и открывает отверстие в сед­ле 2 для прохода воздуха в распределитель воздуха 19, и через от­верстие головки 18 воздух выходит в атмосферу. С некоторым опозданием запорная игла 11 освобождает отверстие материально­го сопла 17 для прохода лакокрасочного материала из краскопро — вода 15, поэтому он подается в уже сформировавшийся воздушный поток. При снятии усилия с пускового крючка отверстия закрыва­ются в обратном порядке; сначала прекращается подача краски, а затем воздуха.

С помощью клапана 22 можно во время работы изменять форму и ширину факела, что позволяет, не прекращая работы, окрашивать изделия различной сложности.

По конструктивным особенностям все краскораспылители в ос­новном аналогичны краскораспылителю марки КРУ, но имеются рас­пылители и с более совершенной распылительной головкой. Приме­ром является, в частности, краскораспылитель марки ЗИЛ.

Краскораспылитель ЗИЛ (рис. 117) снабжен устройством для тонкой регулировки давления воздуха и подачи лакокрасочного материала к соплу; особая конструкция распылительной головки (имеется несколько пар отверстий — п, о, у, в, е, расположенных под разными углами и на различном расстоянии от центрального отверстия) позволяет в широких пределах изменять форму и раз­меры факела. Количество воздуха, выходящего из этих отверстий, регулируется специальным регулятором, расположенным в хво­стовой части корпуса.)

В краскораспылителях применяются материальные сопла с диа­метрами от 1,0 до 2*5 мм,(но наиболее употребимы сопла с диаметра­ми 1,8-2,2 мм. Производительность краскораспылителей по количе­ству распыляемого лакокрасочного материала составляет 50- 600 г/мин, по размерам окрашиваемой поверхности 70-600 м2/ч; рас­ход воздуха 3-16 м3/ч.

Поскольку описанные краскораспылители — инструмент ручного пользования, существенное значение имеет их вес. Уменьшение веса краскораспылителей — одна из необходимых задач при их конструи­ровании.

Рис. 117. Краскораспылитель ЗИЛ:

а — канал подачи воздуха; 6 — грибок стержня конической формы; г — головка иглы; е — дополнительное отверстие для воздуха; н — центральные отверстия распылительной головки; о, п, у,в- отверстия распылительной головки; р — камера постоянного давле­ния; с — камера переменного давления;

1 — отверстие бокового распыления; 2 — гайка сопла; 3 — сопло материальное; 4 — рас­пределительная камера; 5 — корпус головки; 6 — игла запорная; 7 — сальниковая набив­ка; 8 — сальник; 9 — регулировка бокового распыления; 10 — шпилька; 11 — прокладка; 12 — гайка-регулятор; 13 — циферблат; 14 — винт; 15 — регулятор подачи краски; 16 — регулирующая пружина; 17 — пружина воздушного клапана; 18 — корпус воздуш­ного клапана; 19 — сальник воздушного клапана; 20 — стержень клапана; 21 — крючок пусковой; 22 — штуцер; 23 — корпус

^^Автоматические краскораспылители. При автоматизированных методах окраски распыление лакокрасочных материалов осуществля­ется с помощью пневматических краскораспылителей с дистанцион­ным управлением, называемых автоматическими. Применяют авто­матические краскораспылители с пневматическим и электрическим дистанционным управлением. Первые получили более широкое рас-

" конструкции, надежности в работе

тся различные модели автоматиче­ских краскораспылителей: КА-1, кРВ-2, конструкции ГАЗ. Устройство автоматического краскораспылителя КА-1 изображено на рис. 11§Гу

Лакокрасочный материал к краскораспылителю поступает под давлением из красконагнетательного бака или из системы централи­зованной подачи материала. При подаче сжатого воздуха в пневмоци­линдр поршень 8 и жестко связанная с ним игла 11 перемешаются вправо. При этом игла открывает отверстие материального сопла для подачи лакокрасочного материала 15, а поршень сжимает пружину 6. Лакокрасочный материал, поступающий под давлением к штуцеру 12, выходит через отверстие материального сопла и с помощью сжатого воздуха, проходящего через воздушную головку 1, распыляется, об­разуя аэрозоль. Форма факела устанавливается вращением игольчато­го клапана 2, а необходимое давление воздуха, поступающего в пнев — .моцилиндр, — вращением винта 4, который перекрывает канал, соеди­няющий штуцер 3 для подачи воздуха.

При прекращении подачи сжатого воздуха в краскораспыли­тель давление воздуха в пневмоцилиндре падает и поршень 8 с иглой 11 под действием усилия сжатой пружины б возвращается в первоначальное положение и закрывает отверстие материального сопла.

Краскораспылитель КА-1 крепится на рабочем месте с помощью хомута 9, соединенного со штативом 10, что обеспечивает возмож­ность его перемещения и установки в различных положениях по от­ношению к окрашиваемому объекту. Заданная производительность устанавливается винтом 7 для регулирования хода иглы, а также под­бором соответствующего сопла. Сопла с диаметрами 1,5; 1,8; 2,0; 2,2 и 2,5 мм поставляются в комплекте с краскораспылителем. Макси­мальная производительность, которую обеспечивает краскораспыли­тель, составляет по количеству распыляемого лакокрасочного мате­риала 650 г/мин, по площади окрашиваемой поверхности 450 м2/ч; расход сжатого воздуха 10-20 м3/ч.

Краскораспылитель КА-1 можно применять и для распыления по­догретых лакокрасочных материалов. В этом случае штуцер 12 выпол­няется в виде тройника, что необходимо для обеспечения циркуляции лакокрасочного материала при отключении краскораспылителя.

В отличие от автоматического краскораспылителя КА-1 в кон­струкциях краскораспылителей КРВ-2 и ГАЗ имеются микромет­рические винты, позволяющие фиксировать отход запорной иглы от сопла; в конструкции краскораспылителя ГАЗ, кроме того, пре­дусмотрен отдельный подвод сжатого воздуха в пневмоцилиндр, что позволяет при необходимости изменять его давление при по­даче в воздушную головку, сохраняя постоянное давление в пнев­моцилиндре.

Для перемещения автоматических краскораспылителей применя­ют механизмы преимущественно с цепной передачей, снабженные пневмо-, гидро — или электроприводом. Они подразделяются на робо­ты (обычные и универсальные) и манипуляторы и имеют различное число степеней свободы при движении. Наиболее совершенный тип ‘ механизма — универсальный робот, имеющий электронную схему и работающий по заданной программе. Механическая рука робота, на которой укреплен краскораспылитель, выполняет самые разные дви­жения и точно копирует движения оператора, а запоминающее уст­ройство записывает их на ленту. Максимальная скорость движения руки 1,7 м/с; она может изменяться в пределах 30% в зависимости от скорости движения конвейера. Универсальные роботы позволяют исключить участие человека в окрасочном процессе, однако их широ­кое применение сдерживается высокой стоимостью и недостаточной надежностью в работе.

Автоматические краскораспылители включаются в работу тогда, когда окрашиваемый объект попадает в зону распыления лакокра­сочного материала, и выключаются, как только факел распыленного лакокрасочного материала выходит за пределы этого объекта. С этой целью на воздушной магистрали, служащей для подачи сжато­го воздуха к краскораспылителю, устанавливается электромагнит­ный клапан, который при поступлении сигнала приводит в действие исполнительный механизм включения краскораспылителя и его пе­ремещения. Примером может служить фотоэлектронная система автоматического управления краскораспылителями, применяемая при окраске плоских изделий различных габаритов. При движении изделие пересекает луч света, исходящий от люминесцентной лам­пы, и тем самым экранирует находящийся по другую сторону от него фотоэлемент. Возникающий при этом электрический импульс, проходя через усилительное устройство, включает электромагнит­ный клапан и, соответственно, краскораспылитель. Аналогичным образом происходит выключение краскораспылителя, когда снима­ется экранирование фотоэлемента.

Недостатком фотоэлектронной схемы управления краскораспы­лителем является необходимость расположения ее элементов непо­средственно в распылительной камере, что связано с применением оборудования во взрывобезопасном исполнении и соблюдением дру­гих специальных защитных мероприятий.

Автоматическое включение и выключение краскораспылителей может осуществляться системой управления с запоминанием, датчики которой располагаются перед распылительной камерой. Расположе­ние изделия на транспортере запоминается устройством, которое пе­редает эту информацию исполнительному механизму краскораспыли­теля в момент попадания данного участка транспортера в зону нане­сения лакокрасочного материала.

Наибольшее распространение в промышленности для подачи сиг­нала на электромагнитный клапан получили конечные выключатели, срабатывающие при достижении краскораспылителями предельных положений или при прохождении изделия мимо краскораспылителя, например ВК-700, ВКВ-380М и др. В зависимости от конфигурации

изделий краскораспылители могут совершать во время окрашивания возвратно-поступательные перемещения как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости.

^"Применение пневматических краскораспылителей с дистанцион­ным управлением позволяет автоматизировать процесс окраски, оз­доровить условия труда в цехе, повысить качество получаемых по­крытий.

^Краскораспылители для окраски полых изделий. При окраске внутренней поверхности труб, фляг и других подобных изделий при­менять обычные краскораспылители неудобно. В этом случае приме­няют специальные ручные или автоматические краскораспылители.

Ручные краскораспылители отличаются от обычных тем, что они имеют сопла, удлиненные за счет использования специальных наса­док, длина которых может достигать 0,6 м (рис’. 119).

с-‘ Комплект удлиненных сопел позволяет получать различное на­правление факела — прямолинейное, круговое и под разными углами к оси удлинителя. >

Для окраски внутренней поверхности труб диаметром 0,025-2,0 м и длиной до 15 м разработаны автоматические крас­кораспылители с дистанционным управлением (модели КРВ — 50/140, КРВ-60/100, КРВТ-2, КРВ-200/500, ВТ-500/2000 и щ>.) Они имеют вращающуюся распылительную головку. Оптималь­ные длина и направление факела обеспечиваются в зависимости от диаметра трубы разными способами: прямым перемещением распылителя по оси трубы, отклонением факела в сторону окра­шиваемой поверхности с помощью дополнительной подачи воз­духа из специального бокового сопла, расположением распыли­тельной головки перпендикулярно оси трубы. Для вращения го­ловки используются пневматические турбинки ротационного (КРВ-60/100, КРВТ-2) и осевого (КРВ-50/140) типа.

Центрирование и перемещение краскораспылителя внутри трубы осуществляется с помощью направляющих раздвижных опор. Ско­рость перемещения в зависимости от диаметра трубы, требуемой толщины покрытия и производительности краскораспылителя колеб­лется в пределах от 0,5 до 25 м/мин.

(Краскораспылители для нанесения двухкомпонентных лако­красочных материалов. При применении реакционноспособных лакокрасочных материалов (эпоксидных, полиуретановых, поли­эфирных и др.), компоненты которых смешиваются непосредст­венно перед нанесением (вследствие ограниченной жизнеспособ­ности), используют специальные краскораспылители с раздельны­ми соплами. Дозирование и смешение компонентов при этом про­исходит в момент их нанесения. Разработаны краскораспылители двух типов:

1) с раздельным расположением материальных сопел и соответ­ственно с раздельным диспергированием компонентов (смешение осуществляется в факеле распыления после диспергирования каждого компонента);

2) с соосным расположением материальных сопел (смешение компонентов происходит до их диспергирования)?)

Краскораспылитель первого типа (рис. 120) представляет собой две конструктивно спаренные распылительные головки, смонтиро­ванные на одном корпусе. Они отличаются от обычных наличием с внешней стороны материального сопла боковых отверстий для выхо­да сжатого воздуха. Струи воздуха отклоняют факелы распыленных
компонентов навстречу друг другу, что обеспечивает их смешение. Требуемое соотношение распыляемых компонентов достигается с помощью дозирующего механизма.

^Эти краскораспылители применяют в основном для нанесения ла­кокрасочных материалов с соотношением компонентов от 1 : 1 до 1:5. Для нанесения лакокрасочных материалов с соотношением ком­понентов от 1 : 5 до 1 : 10 применяют краскораспылители с соосным расположением материальных сопел; Устройство одного из них изо­бражено на рис. 121. ‘

Рис. 121. Краскораспылитель для нанесения двухкомпонентных
лакокрасочных материалов с соосным расположением материальных сопел:

/ — крючок пусковой; 2,3- штуцеры для подачи компонентов (А и Б) лакокрасочного материала; 4 — клапан воздушный; 5 — коромысло; 6 — винт установочный; 7 — винт регулировочный; 8 — рычаг нажимной; 9 — штуцер для подачи воздуха; 10 — запорная игла; 11 — головка воздушная; 12, 13 — материальные сопла для подачи компонентов (А и Б) лакокрасочного материала

Отличительной особенностью этого краскораспылителя является то, что оба материальных сопла 12 и 13 — для компонентов А и Б — расположены соосно, при этом запорная игла 10 закрывает только материальное сопло для выхода компонента Б, а оно, в свою очередь, выполняет роль запорной иглы материального сопла для выхода ком­понента А. Точная настройка краскораспылителя на необходимое соотношение компонентов проводится регулированием степени от­крытия материального сопла для компонента Б, т. е. ходом запорной иглы.