Лако-красочные материалы — производство

Nemo’s Voyage

Метод гидравлического распыления лакокрасочных материалов при высоком давлении, известный также под названием метода без­воздушного распыления, применяют в промышленности в первую очередь взамен метода пневматического распыления.Этот метод по­зволяет существенно сократить потери лакокрасочных материалов, снизить расход растворителей и уменьшить трудоемкость окрасочных

работАЦля осуществления метода безвоздушного распыления в про­мышленности разработано высокопроизводительное оборудование, которое может работать как в ручном, так и в автоматическом режи — ме|В зависимости от мощности, производительности и массы уста­новки подразделяются на три группы: малогабаритные переносные (производительностью до 1 кг/мин и массой до 20 кг), передвижные средних габаритных размеров (производительностью до 2 кг/мин и массой до 60 кг) и крупногабаритные многопостовые передвижные или стационарные (производительностью не менее 5 кг/мин и массой

4. лурным условиям, при которых проводят распыление, различают два типа установок: без нагрева и с нагревом лакокрасочного материала. Наибольшее» распространение получили установки безвоз — с душшго распыления без нагрева. По сравнению с установками, в кото­рых предусмотрен нагрев^ онилшшевЛег проше конструктивно и в о^ служивании, имеют меньшую массу и габаритные размеры, менее энер­гоемки и могут быть использованы для нанесения лакокрасочных мате­риалов более широкого ассортимента. Нашли применение следующие модели установок: «Факел-3», «Радуга-0,63», «Радуга-1,2» и т. д.

Установки безвоздушного распыления с нагревом более эконо­мичны (потери лакокрасочных материалов меньше), обеспечивают получение покрытий с лучшим внешним видом и позволяют прово­дить распыление при значительно меньшем (в 2-3 раза) давлении. К установкам этого типа, в частности, относится широко распростра­ненная модель УБР-3.

Установки безвоздушного распыления позволяют наносить раз­нообразные лакокрасочные материалы (пентафталевые, глифталевые, меламиноалкидные, нитратцеллюлозные, перхлорвиниловые и др.) с рабочей вязкостью до 150 с по ВЗ-4 и получать покрытия толщиной 35-80 мкм за одну технологическую операцию. Недостаток оборудо­вания — сложность устройства и быстрая изнашиваемость отдельных узлов в результате применения высокого давления.

16.1.1. Установки безвоздушного распыления без нагрева. В промышленности находят применение два типа vcTarogpK, отличаю­щихся в основном компоновкой узлов, [к первой^ Й1ГУ Относятся ус­тановки с погружным насосом, закрепленным на баке с — лакокрасоч­ным материалом. Это компактные передвижные или переносные ус­тановки с объемом баков 20, 40 или 60 лДКо второму типу относятся установки, насосы которых смонтированы отдельно от емкости для

лакокрасочного материала]Ж з ПИіГЕйучое, каЮТРАрІїЛо^ ішсос с при­водом размещается на телеГ

І В зависимости от организации и объема окрасочных работ при­меняют установки одного или другого типа: при небольшом объеме работ — установки первого типа, при большом — второго^Их ком­плектуют плунжерным насосом двойного действия с пневмоприво­дом, работающим от промьпцленной сети сжатого воздуха в интер­вале давлений 0,3-0,7 МПаЖ)тношение площадей плунжеров — 1 :24, 1 : 30, 1 :40, 1 :44 — позволяет получать рабочее давлен^ лакокрасочного материала на выходе из установок 10-25 МПаІОба типа установок имеют одинаковый принцип действия. На рлсГ126 .доказана установка «Фдкел-3», основным узлом — кииго’р’ои является нагнетательное устройство — насос высокого» давления дифференци­ального или двойного действия с пневматическим или электриче­ским приводом. Установка включает также емкость для лакокрасоч­ного материала или всасывающий шланг с краскоприемным патруб­ком, краскораспылитель высокого давления, шланг высокого давле­ния, соединяющий краскораспылитель с насосом, систему клапанов и фильтров, регулирующую и контрольно-измерительную аппа­ратуру.

Рис. 126. Установка безвоздушного распыления «Факел-3». 1 — каркас; 2 — пневматический двигатель; 3 — регулятор давления с манометром; 4 — штуцер для подачи воздуха; 5 — шланг высокого давления; б — насос высокого дав­ления; 7 — краскоприемный патрубок; 8 — фильтр тонкой очистки

Насос высокого давления дифференциального действия с пнев­моприводом (рис. 127) работает следующим обрайом.

Рис. 127. Насос высокого давления дифференциального действия с пневмоприводом:

I — клапан всасывающий (шариковый); 2 — цилиндр насоса; 3 — плунжер ступенчатый; 4 — клапан перепускной (шариковый); 5 — корпус пневматического привода; 6 ~ ци­линдр пневматического привода; 7 — клапан перепускной; 8 — клапанный механизм; 9 — клапан выхлопной; 10 — механизм переключения клапанов; 11 — поршень; 12 — шток направляющий; 13 — уплотнение

При подаче сжатого воздуха из магистрали в поршневое про­странство пневмопривода, если перепускные клапаны 7 закрыты, а выхлопные р открыты, поршень 77, соединенный с плунжером 3 по­средством направляющего штока 72, перемещается вверх. При этом в полости гидроцилиндра 2 над всасывающим шариковым клапаном 1 создается разрежение, шарик поднимается, и лакокрасочный матери­ал поступает в нижнюю полость гидроцилиндра — происходит всасы­вание лакокрасочного материала. Одновременно перепускной шари­ковый клапан 4 закрывается и лакокрасочный материал, находящийся в верхней полости гидроцилиндра, выдавливается в шланг высокого давления, по которому поступает к краскораспылителю.

При достижении поршнем пневмопривода верхнего положения с помощью механизма переключения 10 закрываются выхлопные кла­паны 9 и, соответственно, открываются перепускные клапаны 7, в ре­зультате чего сжатый воздух заполняет объем над поршнем и пор­шень с плунжером движется вниз. При движении плунжера 3 вниз всасывающий клапан 1 закрывается, а перепускной 4 открывается. При этом происходит вытеснение лакокрасочного материала из обеих частей полости гидроцилиндра и подача его к краскораспылителю.

Таким образом, лакокрасочный материал всасывается только при движении плунжера вверх, а нагнетается — при движении плунжера как вверх, так и вниз. Одинаковое давление и производительность при движении плунжера вверх и вниз достигается изготовлением плунжера ступенчатым, с определенным соотношением площадей малого и большого поршня. Превышение полезной площади поршня пневмопривода над полезной площадью плунжера насоса в 20-40 раз позволяет соответственно во столько же раз увеличить давление на лакокрасочный материал по сравнению с давлением подводимого сжатого воздуха. Давление на лакокрасочный материал изменяется регулятором давления посредством воздействия сжатого воздуха, по­ступающего в пневмопривод.

( В ряде установок безвоздушного распыления используют насос высокого давления двойного действия, который обеспечивает как НагнЕтание, так и всасывание при каждом ходе плунжера. | краскораспылители высокого давления имеют ряд сходных узлов и механизмов с пневматическими краскораспылителями, но в отличие от последних в них есть особой конструкции распыляющее устройст­во (сопло) и ряд дополнительных элементов: встроенный в корпус или головку сменный фильтр тонкой очистки для предотвращения засорения отверстия сопла, предохранительное устройство для пре­дотвращения открывания запорного клапана подачи лакокрасочного материала при случайном нажатии на спусковой крючок; предусмот­рена надежная герметизация уплотнений каналов и полостей для под­вода лакокрасочных материалов к соплу (распыляющему устройству) в связи с высоким давлением (до 25 МПа), а также возможность сво­бодного поворота краскораспылителя относительно шлангов высоко­го давления без изменения его положения^

Распыляющее устройство — один из важных элементов краско­распылителя. От его размеров, формы и материала во многом зависит эффективность и стабильность работы краскораспылителя, а также выбор оптимального режима нанесения лакокрасочного материала применительно к изделиям разных размеров и формы. Распыляющее устройство входит составной частью в головку краскораспылителя и является ее сменным элементомТСхема универсального распыляюще­го устройства (сопла) приведейа^а рис. 128.

Сопло 2 представляет собою цилиндрическую насадку, передняя часть которой имеет сферическую форму. С внутренней стороны к тор­цовой стенке сопла подходит конический или цилиндрический канал, заканчивающийся также полусферой с радиусом 0,25-0,50 мм. Эллипсо­видное выходное отверстие при этом получается путем рассечения внут­ренней полусферы или конуса с внешней стороны клиновидной щелью. Размеры и форма выходного отверстия, а следовательно, расход лакокра­сочного материала и ширина факела определяются радиусом внутренней полусферы или углом конуса, углом клиновой щели и глубиной врезания щели в полусферу или конус. Варьированием этих величин получают необходимые размеры и форму сопла. Для изготовления сопел приме­няют наиболее прочные, износостойкие материалы: металлокерамику, карбид вольфрама. Для создания более равномерного факела и его отпе­чатка и, следовательно, получения равномерного по толщине покрытия перед входным отверстием сопла устанавливается специальный дроссель (ускоритель). Ускоритель представляет собой вставку с отверстием, со — осным выходному отверстию сопла, и изготавливается из искусственно­го корунда или подобных ему материалов. Его подбирают по диаметру выходного отверстия сопла. Пространство между соплом и ускорителем образует расширительную камеру. С помощью ускорителя увеличивает­ся скорость движения лакокрасочного материала перед выходом из со­пла, при этом снижается подача материала на края выходного отверстия и формируется факел с постепенным уменьшением концентрации рас­пыленных частиц к его периферии. При дросселировании лакокрасочно­го материала перед соплом снижаются его потери и уменьшается шири­на факела.

Для предохранения от механических повреждений и удобства приме­нения сопло вместе с ускорителем встраивают в металлический корпус 1. В ряде случаев распыляющие устройства изготавливают без ускорителей.

Современным краскораспылителем высокого давления является краскораспылитель КРБ-1 (рис. 129).

Рис. 129. Краскораспылитель высокого давления КРБ-1: / — распыляющее устройство; 2 — седло клапана; 3 — клапан; 4 — пружина; 5 — уплотне­ние; 6 — втулка; 7 — колпачок; 8 — корпус; 9 — фильтр (тонкой очистки); 10 — поворот­ное устройство; // — предохранительное устройство; 12 — пусковой крючок; 13 — гайка; 14 — уплотнение; 15 — ускоритель; 16 — головка; 17 — сопло; 18 — корпус головки; 19- рукоятка

Он имеет встроенный в рукоятку фильтр тонкой очистки, который представляет собой полый цилиндр с продольным и прорезями. Наруж­ная поверхность цилиндра имеет резьбу, по виткам которой намотана стальная пружинная проволока. Лакокрасочный материал фильтруется, проходя через зазоры, образованные соседними витками проволоки.

Предохранительное устройство этого краскораспылителя предна­значено не только для предотвращения открывания запорного клапа­на при случайном нажатии на крючок, но также и для фиксации крючка в рабочем положении, например при окрашивании больших поверхностей или промывке системы. Предохранительное устройство состоит из пластинки, движка и пружинного фиксатора и размещает­ся на пусковом крючке.

Краскораспылитель применяется при давлении лакокрасочного мАтериАла до 25 МПа. Его масса примерно 0,6 кг.

}~Для окраски изделий сложной конфигурации с глубокими внут­ренними полостями используют краскораспылители высокого давле­ния с удлинителем, на конце которого закрепляется распылительная головка. Для автоматической окраски в промышленности применяют краскораспылители высокого давления с дистанционным управлени­ем (рис. 130).

Рис. 130. Краскораспылитель высокого давления автоматический: 1 — распыляющее устройство; 2 — клапан подпружиненный; 3 — струна; 4 — корпус; 5 — воздушный канал; 6 — поршень; 7 — канал подвода лакокрасочного материала; 8 — Седло клапана; 9 — распылительная головка

Включение этого краскораспылителя в работу осуществляется сле­дующим образом. При подаче сжатого воздуха поршень и связанный с ним струной клапан отходят назад, открывая отверстие в седле. Лако­красочный материал через отверстие поступает в распыляющее уст­ройство и при выходе из него дробится и образует красочный факел. Когда подача воздуха в полость прекращается, пружина возвращает клапан, а вместе с ним и поршень, в исходное положение, перекрывая доступ лакокрасочному материалу к распыляющему устройству^

Прризводительность автоматического краскораспылителя по краск^ Составляет 0,4-1 кг/мин, ширина отпечатка факела на расстоя­нии -350 мм от окрашиваемой поверхности — 100-350 мм.

£Для транспортирования лакокрасочных материалов под высоким давлением к краскораспылителю применяют специальные шланги. Такой шланг обычно представляет собой гибкий рукав, рассчитанный на высокое давление, фторопластовую или полиэтиленовую трубку с наружной металлической или пластмассовой оплеткой. Концы шлан­гов высокого давления для предотвращения подтекания лакокрасоч­ного материала соответствующим образом заделываются специаль­ным ниппелем. Это позволяет надежно и герметично соединять шланги между собой и подсоединять их к установке и краскораспы­лителю)

16.1.2. Установки безвоздушного распыления с нагревом.^При окраске безвоздушным распылением с нагревом лакокрасочный ма­териал подается к распылительному устройству специальным насо­сом при температуре 40-85°С. Установки выполняются по двум принципиальным схемам: прямоточной и циркуляционной.

При прямоточной схеме применяется серийная установка без на­грева со встроенным узлом нагрева на линии подачи краски от насос­ного узла к распылителю. Обычно узел нагрева выполняется секци­онным для подогрева лакокрасочного материала при различных про — изводительностях установки. При циркуляционной схеме установка имеет насосную систему, осуществляющую подачу лакокрасочного материала под давлением из бака через фильтр и циркуляцию его в замкнутой системе «нагреватель — шланги — краскораспылитель». Циркуляция лакокрасочного материала необходима для точного под­держания температуры и давления. Поэтому основными параметрами установки являются принятая скорость циркуляции и объем циркули­рующего материала. По конструктивному решению различают уста­новки с одним нагнетательно-циркуляционным насосом и с двумя насосами — нагнетательным и циркуляционным. Оправдали себя в применении установки с двумя раздельными насосами: УБР-3, TOHJ

Установка УБР-3 включает следующие элементы: нагнетатель­ный насос, циркуляционный насос, электродвигатель, аккумулятор, краскораспылитель, фильтр тонкой очистки, гибкие шланги высокого давления, предохранительный и перепускной клапаны, всасывающий фильтр, пульт контрольно-измерительной аппаратуры и приборов автоматического регулирования.

Нагнетательный насос предназначен для подачи лакокрасочного ма­териала под высоким давлением из емкости в установку. Основным уз­лом нагнетательного насоса является мультипликатор давления двойного действия, преобразующий низкое давление воздуха (0,2-0,6 МПа) в вы­сокое давление лакокрасочного материала (4-8 МПа).

С помощью циркуляционного насоса осуществляется циркуляция подогретых лакокрасочных материалов под рабочим давлением в замкнутом контуре. Основной узел насоса — мультипликатор давле­ния — такой же, как и у нагнетательного насоса. Каждый рабочий ци­линдр (в отличие от цилиндров нагнетательного насоса) снабжен вен­тилем высокого давления, необходимым для заполнения системы ла­кокрасочным материалом. Насос имеет клапанную коробку, соеди­ненную с рабочими цилиндрами посредством вертикальных оребрен — ных * буферных емкостей, предохраняющих мультипликатор от воз­действия горячих лакокрасочных материалов.

Электронагреватель с терморегулятором прямого действия, изготов­ленный во взрывобезопасном исполнении, предназначен для нагрева и поддержания заданной температуры лакокрасочного материала. Макси­мальная температура наїрева 120°С, мощность нагревателя 2,6 кВт.

Аккумулятор, предназначенный для компенсации колебаний дав­ления в установке, представляет собой закрытый цилиндр с поршнем внутри. Верхняя полость цилиндра заполняется (через специальный вентиль) сжатым инертным газом или воздухом из баллона, а нижняя соединяется с установкой. Давление инертного газа или воздуха в аккумуляторе составляет 2,5-2,8 МПа.

Предохранительный клапан служит для предохранения гидросисте­мы от перегрузок в случае неисправности установки. Он пропускает ла­кокрасочный материал только в том случае, если давление в системе превышает предусмотренное настройкой (обычно не более 8 МПа).

Перепускной клапан предназначен для постоянного слива части лакокрасочного материала из системы с целью осуществления посто­янной циркуляции холодного лакокрасочного материала.

Всасывающий фильтр, установленный на всасывающем трубопро­воде, служит для предварительной очистки лакокрасочного материала.

Р^раскораспылители для нанесения нагретых лакокрасочных ма­териалов (например, КРВД-10ф) аналогичны применяемым для нане­сения ненагретых.

Установки безвоздушного распыления достаточно мощные, их производительность по количеству распыляемого лакокрасочного материала колеблется от 30 до 240 кг/ч, по окрашиваемой поверхно­сти — от 50 до 300 м2/ч.