CN103008268A - 一种汽车涂装预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车涂装预处理方法，包括高压水预清洗、脱脂、二次水洗三个步骤，用于二次水洗的水洗槽中的水通过水泵送入一个高压水洗槽，该高压水洗槽通过管路与用于高压水预清洗的高压喷枪相连接，使二次水洗后的水用于高压水预清洗。此外，脱脂槽底部通过管道和水泵连接，并在管道上设置流量控制阀，使脱脂槽内的脱脂液体用于高压水预清洗。本发明的涂装预处理方法使清洁水和脱脂剂可重复利用，排放的废水少，省水且预处理效果好。

Description

一种汽车涂装预处理方法

 

技术领域

本发明涉及汽车涂装技术领域，具体涉及一种可节省用水量的汽车涂装预处理方法。

 

背景技术

汽车的车身零部件在在涂装前需要进行预处理，预处理中一般至少包括下面三个步骤：高压水预清洗，用高压水枪冲洗车身零部件表面的细小颗粒杂质；脱脂，用于去除车身零部件表面的油污；二次水洗，用清洁水去除车身零部件表面脱脂残留液。目前，高压水预清洗和二次水洗两个步骤中用过的水都是直接排放掉的，因此造成用水量大，浪费宝贵的水资源。

例如，在中国专利文献上公开的一种“电泳涂装前处理工艺”，公开号为CN101333674A，包括以下步骤：首先将待处理工件放到高压水洗槽中进行高压水洗:将水洗完后的工件放入到脱脂槽中进行脱脂，将脱脂完后的工件再放入到清水槽中进行水洗，将水洗完后的工件放入到酸洗槽中将行酸洗处理，将酸洗完后的工件再放入到清水槽中进行水洗，然后将水洗完后的工件放入到碱液槽中对工件表面藏酸作中和处理，然后将中和处理后的工件放入704A 液中进行工件表面膜层处理。采用该工艺处理后的工件膜层与磷化膜层相比，其弯折后结合力和外观效果得到大大的改善，但仍然存在用水量大的问题。

为了减少污水排放和对环境造成的污染，在中国专利文献上还公开了“一种涂装废水中脱脂废液去除乳化油的方法”，脱脂废液经收集后进入脱脂废液槽，再由脱脂废液泵提升至反应池，向反应池内投加18-22% 浓度的稀硫酸，并与脱脂废液混合均匀，通过检测pH 值控制硫酸的投加量，使pH 值控制在2~3 范围之内；经稀硫酸调整后的脱脂废液排入隔油池中静置，使乳化剂中的高级脂肪酸皂转化为不溶于水的脂肪酸而分离出来，漂浮在脱脂废液上的脂肪酸经撇油机刮入集油桶。该发明虽然可有效地去除脱脂废液中的乳化油，但并不能直接地减少涂装前预处理过程中清洁水的用水量。

 

发明内容

本发明是为了解决现有的汽车涂装前预处理技术所存在的用水量大，浪费水资源的问题，提供一种可显著地减少清洁水用量的汽车涂装预处理方法，其通过对水的二次利用，大大地提高了清洁水的利用率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种汽车涂装预处理方法，包括高压水预清洗、脱脂、二次水洗三个步骤，用于二次水洗的水洗槽中的水通过水泵送入一个高压水洗槽，该高压水洗槽通过管路与用于高压水预清洗的高压喷枪相连接，使二次水洗后的水用于高压水预清洗。

由于车身零部件表面在预处理前会有很多细小的颗粒杂质，尤其是在一些夹缝内会残留较多的细小颗粒，因此通常采用高压水枪加以清洗。而用于二次水洗的水洗槽中的水中主要是含有一些从车身零部件表面清洗下来的残留脱脂剂，因此其完全可不经过任何形式的回收处理程序而直接用于高压水预清洗，且不会在车身零部件表面留下颗粒物，因而不会对后续的脱脂步骤造成不良的影响。特别是，由于二次水洗后的水中含有少量的脱脂剂，因此，高压水预清洗对车身零部件同时具有额外的预脱脂效果，从而有利于缩短后续的脱脂步骤的时间，进而可提高预处理的效率。由于本发明在高压水预清洗步骤采用的是二次水洗后的水，做到了一水二用，因而可显著地提高清洁水的利用率，减少清洁水的消耗。

作为优选，用于脱脂步骤的脱脂槽呈圆形，所述脱脂槽的内侧壁在圆周方向上等间距地设有若干相连的单向锯齿，所述单向锯齿的一侧齿面为导流面，其在横截面上呈内凹的抛物线；单向锯齿的另一侧齿面为喷水平面，其在横截面上为一直线，并且该直线与脱脂槽的中心至单向锯齿的齿顶之间的连线形成5-10度向外倾斜的夹角，所述喷水平面上沿脱脂槽内侧壁的深度方向等间距设有若干喷水管，喷水管通过增压水泵与设置在脱脂槽底面的回水管连通。

为了提高脱脂效率，本发明将脱脂槽设计成圆形，并且在脱脂槽的内侧壁上设置若干组相应的喷水管，喷水管喷出的高压水流可带动脱脂槽内的脱脂液体做回转流动，由于每组喷水管沿脱脂槽内侧壁的深度方向等间距设置，因而有利于保持回转水流上下速度的均衡，使车身零部件与脱脂液体充分地接触，同时将车身零部件表面的油污及时地带离。特别地，本发明在脱脂槽的内侧壁上等间距地设有若干单向锯齿，而喷水管则刚好设置在单向锯齿的喷水平面上靠近相邻单向锯齿的导流面处，因此，从喷水管喷出的高压水流可在相邻的呈内凹的抛物柱面的导流面引导下形成回转的水流，并且回转的水流不会直接冲击到相邻的喷水管上，因而有利于减小回转水流的阻力，提高回转水流的速度，以提高脱脂的效率。进一步地，由于单向锯齿的喷水平面有一个5-10度向外倾斜的角度，因而，既有利于避免回转水流在经过齿顶后因流道面积的突然扩展而急剧降速，使回转水流各处的流速保持一个合适的梯度，以保持回转水流的转速，同时通过流道面积的适度变化，使回转水流产生一定的紊流，以提高车身零件整个外表面的脱脂效果。

作为优选，所述喷水管的出水方向与相邻导流面上该处的切线方向平行，回水管的开口朝向与喷水管的出水方向相反，从而可最大限度地降低喷水管出水口处的阻力，而反向设置的回水管则可对回转水流产生一个拉动其回转的吸力，从而使增压水泵的功率得以充分的利用和发挥；另外，喷水管为矩形管，其出水口的端面为一抛物柱面，该抛物柱面由相邻导流面偏移形成，从而使出水口端面各处与导流面之间具有相同的间距。由于喷水管出水口的端面是由导流面偏移形成的抛物柱面，因而使出水口与回转水流有一个较长的接触和带动距离，保持水压有一个渐变的下降过程，有利于喷水管的水流对脱脂槽内回转水流的带动，使回转水流保持尽量平稳的转动。

作为优选，在脱脂步骤中采用碱性脱脂剂，碱性脱脂剂具有渗透力强、乳化力强、可用冷水进行二次水洗的特点；特别是，由于高压水洗槽内的水是含有碱性脱脂剂的，因此在对车身零部件进行高压水预清洗时可提高车身零部件表面的PH值，从而可有效地避免车身零部件在经过高压水预清洗后出现返锈现象。

作为优选，用于脱脂步骤的脱脂槽底部通过管道和水泵连接，并在管道上设置流量控制阀，使脱脂槽内的脱脂液体用于高压水预清洗。脱脂槽内的脱脂液体需要有一个逐步的更换，以使其保持足够的脱脂效果，本发明将脱脂槽与水泵相连接，并通过流量控制阀控制流量的大小，将脱脂液体按一定的速度送到高压水洗槽内，从而实现脱脂液体的平稳更换。由于脱脂液体和二次水洗后的水相比其主要的区别仅在于含有较多的脱脂剂和少量的乳化油，因此，当其被少量地送入高压水洗槽稀释后，仍然可以用于高压水预清洗，并不会对后续的脱脂步骤造成不利的影响，相反地，其较高的脱脂剂浓度有利于提高预脱脂的效果，使脱脂剂的效能得以充分的发挥。

作为优选，高压水洗槽的水位高于用于脱脂步骤的脱脂槽水位，高压水洗槽上部设有一个回流口，所述回流口通过管道与脱脂槽连通。由于高压水洗槽内的水含有少量的脱脂剂，因此，当高压水洗槽的水位过高时，可通过回流口将水送回到脱脂槽内，以作为脱脂槽的更换用水。

作为优选，用于二次水洗的水洗槽呈长方形，在水洗槽长度方向的两个内侧壁上分别错位地设置一个竖直的导流板，从而将水洗槽分隔成第一、第二、第三水洗槽，导流板与相对一侧的水洗槽内侧壁之间具有空隙，使第一、第二、第三水洗槽相互连通，在第三水洗槽的侧壁设有进水口，第一水洗槽的上部具有一个溢流口，所述溢流口通过管道与水泵相连接。 

由于水洗槽被分隔成相互连通的第一、第二、第三水洗槽，并且清洁的水从第三水洗槽进入，最后从第一水洗槽流出，因此水洗槽中的脱脂剂浓度由第一水洗槽至第三水洗槽形成一个逐步降低的梯度，车身零部件在第一、第二、第三水洗槽中依次水洗，其表面的脱脂剂残留量逐步减少，有利于充分提高水洗的效果，使清洁水能发挥最大的效益，从而有利于降低进水口的流量，实现节水的目的。尤其是，第一、第二、第三水洗槽之间是由错位设置的导流板分隔开的，导流板与相对一侧的水洗槽内侧壁之间所形成的空隙成为一个延伸至水洗槽底面的连接口，因而使第一、第二、第三水洗槽形成首尾相连的串联结构，进而有利于水洗槽中的水能充分稳定地逐步更换，而不会留下死角，并且匀速流动的水也有利于提高水洗的效率。

综上所述，本发明具有如下有益效果：清洁水和脱脂剂可重复利用，排放的废水少，省水且预处理效果好。

 

附图说明

图1是本发明所采用的预处理系统的的结构示意图。

图2是本发明中水洗槽的俯视结构示意图。

图3是本发明中脱脂槽的俯视结构示意图。

图4是脱脂槽中喷水管部分放大的结构示意图。

图中：1、脱脂槽  12、排放口  13、流量控制阀  14、单向锯齿  141、导流面  142、喷水平面  15、喷水管  16、回水管  2、水洗槽  21、第一水洗槽  22、第二水洗槽  23、第三水洗槽  24、进水口  25、溢流口  3、导流板  4、水泵  5、高压水洗槽  51、回流口  6、单向阀

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1：如图1所示，本发明的一种汽车涂装预处理方法，包括高压水预清洗、脱脂、二次水洗三个步骤，在高压水预清洗步骤采用高压喷枪喷洗作业，高压喷枪通过管路与一个高压水洗槽5相连接，该高压水洗槽作为高压水预清洗的一个储水槽；脱脂步骤是在一个圆形的脱脂槽1中完成的，该脱脂槽内可设置相应的自动监测装置，通过传感器检测脱脂剂的浓度以及水位高度等参数并自动控制脱脂剂的投放以及清洁水的输送，以确保脱脂槽具有稳定有效的脱脂效果；二次水洗则是在一个如图2所示长方形的水洗槽2中进行的，水洗槽在长度方向的两个内侧壁上分别错位地设置一个竖直的导流板3，从而将水洗槽分隔成大小基本相同的第一水洗槽21、第二水洗槽22、第三水洗槽23，导流板与相对一侧的水洗槽内侧壁之间具有空隙，该空隙一直延伸至槽底面，使第一、第二、第三水洗槽相互首尾连通，在第三水洗槽远离空隙的侧壁上设有进水口24，而第一水洗槽则可在远离空隙的侧壁上部设置一个溢流口25，该溢流口通过管道与一个水泵4相连接，并通过水泵将水洗槽中的水送入高压水洗槽，使二次水洗后的水用于高压水预清洗。

为了进一步达到节水的目的，我们还可用管道将设于脱脂槽底部的排放口12和水泵连接，将脱脂槽内的脱脂液体送入高压水洗槽内，使脱脂槽内的脱脂液体也用于高压水预清洗。同时，为了控制脱脂液体的排放流量，可在连接排放口和水泵的管道上设置流量控制阀13，使脱脂液体的排放保持一个稳定值，以确保脱脂槽具有稳定有效的脱脂效果。此外，我们还可在水泵与脱脂槽之间以及水泵与水洗槽的溢流口之间分别设置一个单向阀6，以防止水流的倒流。

更近一步地，我们可将二次水洗后的水作为脱脂槽的用水，以减少脱脂槽中清洁水的需求量。具体可将高压水洗槽的水位设置高于脱脂槽的水位，并且在高压水洗槽上部设置一个回流口51，该回流口通过管道与脱脂槽连通。这样，当高压水洗槽的水位到达回流口时，即可通过管道流入脱脂槽内，以补充脱脂槽的用水。当然，我们还可在连接高压水洗槽和脱脂槽的管道上设置一个手动控制的阀门（图中未示出），以便在需要单独控制进水和排水等情况下切断高压水洗槽和脱脂槽之间的联系。

另外，如图3所示，为了提高脱脂的效果，我们可在脱脂槽内侧壁的圆周方向上等间距地设置若干相连的单向锯齿14，具体数量可根据脱脂槽的大小确定，一般以4至8个为宜，本实施例中采用6个，单向锯齿的一侧齿面为导流面141，导流面为一抛物柱面，其在横截面上呈内凹的抛物线；单向锯齿的另一侧齿面为喷水平面142，其在横截面上为一直线，并且该直线与脱脂槽的中心至单向锯齿的齿顶之间的连线形成5-10度向外倾斜的夹角，优选值为8度，而齿顶的高度可设置在5至8厘米之间，优选值为7厘米，每个喷水平面上沿脱脂槽内侧壁的深度方向等间距设置若干喷水管15，同时在脱脂槽底面靠近导流面处设置相应的一个回水管16，喷水管的出水方向为水平方向，并且与相邻导流面上该处的切线方向平行，回水管的开口朝向与喷水管的出水方向相反，所有的喷水管集中后通过一个总管道与一个增压水泵（图中未示出）的输出口相连，而所有的回水管集中后通过一个总管道与增压水泵的输入口相连。

特别地，喷水管为矩形管，其长度方向与脱脂槽的深度方向平行，如图4所示，喷水管出水口的端面为一抛物柱面，该抛物柱面由相邻导流面偏移形成，偏移值一般为5至8毫米，优选值为7毫米，从而使出水口端面各处与导流面之间具有相同的间距。

在对汽车零部件进行涂装前的预处理时，脱脂采用的是碱性脱脂剂，水泵将二次水洗的水洗槽中的水以及脱脂槽中的脱脂液体送入到高压水洗槽中，通过合理地设定流量控制阀的流量值，确保脱脂槽内脱脂液体正常地更换。由于水洗槽中的水是通过溢流口送出的，因此，其出水量受进水量的控制，通过适当地控制进水量，可同时满足二次水洗及高压水预清洗所需用水。当汽车零部件完成高压水预清洗后，其表面的杂质颗粒被清除干净，然后即可进入脱脂槽中进行脱脂。由于高压水洗槽内的水是含有碱性脱脂剂的，因此在对车身零部件进行高压水预清洗时可提高车身零部件表面的PH值，从而可避免车身零部件在进行脱脂前出现返锈现象。

车身零部件进入脱脂槽后，由于在脱脂槽的内侧壁上设置有若干组的喷水管，喷水管喷出的高压水流可沿着呈内凹的抛物柱面的导流面形成回转的水流，同时，反向设置的回水管则可对回转水流产生一个拉动其回转的吸力，从而带动脱脂槽内的脱脂液体做回转流动，使车身零部件与脱脂液体充分地接触，同时将车身零部件表面的油污及时地带离。回转水流与脱脂槽底面会有摩擦阻力，而设置在脱脂槽底面的回水管所产生的吸力刚好能够抵消摩擦阻力，使回转水流上下的转速保持基本一致。特别地，回转水流在经过单向锯齿的齿顶进入到喷水平面时，由于喷水平面有一个向外倾斜的角度，因而，使回转水流的流道截面积以一个合适的梯度逐步增加，使回转水流产生一定的紊流，以进一步提高车身零件的脱脂效果。

车身零部件经过脱脂后，即可进入水洗槽进行二次水洗，首先进入第一水洗槽，在洗掉表面大部分的脱脂残留液后在再依次进入第二、第三水洗槽，以便将车身零部件表面的脱脂残留液全部清洗干净。由于水洗槽的清洁水是送到第三水洗槽的，并依次经过第二、第一水洗槽后进入高压水洗槽，因此，可始终保持第三水洗槽的水具有较高的清洁度，从而确保二次水性的良好效果，同时，送入第三水洗槽的清洁水可有三次水洗作用，充分发挥了清洁水的水洗效果。

车身零部件在完成上述三个基本步骤后，还可根据需要进行其它一些后续的预处理，比如酸洗，酸洗后的中和处理，以及磷化处理等，由于此类处理方式均属于现有技术，在此不作赘述。

Claims (7)

1.一种汽车涂装预处理方法，包括高压水预清洗、脱脂、二次水洗三个步骤，其特征是，用于二次水洗的水洗槽（2）中的水通过水泵（8）送入一个高压水洗槽（5），该高压水洗槽通过管路与用于高压水预清洗的高压喷枪相连接，使二次水洗后的水用于高压水预清洗。

2.根据权利要求1所述的一种汽车涂装预处理方法，其特征是，用于脱脂步骤的脱脂槽（1）呈圆形，所述脱脂槽的内侧壁在圆周方向上等间距地设有若干相连的单向锯齿（14），所述单向锯齿的一侧齿面为导流面（141），其在横截面上呈内凹的抛物线；单向锯齿的另一侧齿面为喷水平面（142），其在横截面上为一直线，并且该直线与脱脂槽的中心至单向锯齿的齿顶之间的连线形成5-10度向外倾斜的夹角，所述喷水平面上沿脱脂槽内侧壁的深度方向等间距设有若干喷水管（15），喷水管通过增压水泵与设置在脱脂槽底面的回水管（15）连通。

3.根据权利要求2所述的一种汽车涂装预处理方法，其特征是，所述喷水管的出水方向与相邻导流面上该处的切线方向平行，回水管的开口朝向与喷水管的出水方向相反，喷水管为矩形管，其出水口的端面为一抛物柱面，该抛物柱面由相邻导流面偏移形成，从而使出水口端面各处与导流面之间具有相同的间距。

4.根据权利要求1所述的一种汽车涂装预处理方法，其特征是，在脱脂步骤中采用碱性脱脂剂。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种汽车涂装预处理方法，其特征是，用于脱脂步骤的脱脂槽底部通过管道和水泵连接，并在管道上设置流量控制阀（13），使脱脂槽内的脱脂液体用于高压水预清洗。

6.根据权利要求5所述的一种汽车涂装预处理方法，其特征是，高压水洗槽的水位高于用于脱脂步骤的脱脂槽水位，高压水洗槽上部设有一个回流口（51），所述回流口通过管道与脱脂槽连通。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种汽车涂装预处理方法，其特征是，用于二次水洗的水洗槽（2）呈长方形，在水洗槽长度方向的两个内侧壁上分别错位地设置一个竖直的导流板（3），从而将水洗槽分隔成第一、第二、第三水洗槽（21、22、23），导流板与相对一侧的水洗槽内侧壁之间具有空隙，使第一、第二、第三水洗槽相互连通，在第三水洗槽的侧壁设有进水口（24），第一水洗槽的上部具有一个溢流口（25），所述溢流口通过管道与水泵相连接。

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