CN105057152A - 一种自循环低能耗零排放涂料喷涂系统 - Google Patents

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朱延安
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B16/00—Spray booths
    • B05B16/60—Ventilation arrangements specially adapted therefor

Abstract

本发明公开了一种自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，包括载物系统、空气自循环系统、过滤系统。所述载物系统由设有滚珠的载物平台构成，所述空气循环系统设有吸风口、风机、空气自循环通道、出风口，所述吸风口为载物台后方的负压产生系统，所述空气自循环通道为连接吸风口和出风口的空气自循环内部通道，所述出风口为喷涂载物台前方的空气正压产生系统，所述过滤系统为安装机械过滤和吸附过滤的一级或多级过滤系统。本发明自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，通过自循环系统极大的降低了风机功率，通过过滤系统彻底过滤了涂料喷涂过程中的有毒有害挥发物，非常好的达到了节能减排的目的。

Description

一种自循环低能耗零排放涂料喷涂系统
技术领域
本发明涉及涂料涂装领域，具体涉及一种自循环低能耗零排放涂料喷涂系统。
背景技术
目前，国内绝大多数涂料涂装生产线依然是粗放式生产。常规喷漆室直接采用大功率风机将涂料喷漆过程中产生的漆雾直接抽出，排放到室外的大气环境。因此，在当今节能减排的大背景下，家具涂装是有机污染的一个重要排放源，同时大功率的风机也造成了能源的极大的浪费。
发明内容
本发明针对现有涂料涂装线高污染排放高耗能的现状，采用过滤系统实现有机污染零排放，采用空气自循环系统极大的降低能耗，制造出性能优异的涂料涂装系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，其特征在于，包括载物系统、空气自循环系统、过滤系统；
所述载物系统包括底座和载物平台；载物平台设置在底座上，底座和载物平台之间设有滚珠；
所述空气自循环系统包括吸风口、风机、空气自循环通道和出风口；所述吸风口设置在载物台后方0.5-1.5m处；所述出风口设置在载物台前方上端，位于载物台前方1.8-3.0m处，距地面2.0-3.0m；所述空气自循环通道接吸风口和出风口的空气自循环内部通道；所述风机设置于空气自循环通道中；
所述过滤系统包括吸风口过滤系统和出风口过滤系统；吸风口过滤系统和出风口过滤系统为分别设置在吸风口和出风口处的过滤装置。
为进一步实现本发明目的，优选地，所述底座高0.5m；载物平台的长和宽分别为2-3m和1-1.8m。
优选地，所述吸风口的宽度为2.5-3.5m，高度为2.0-3.0m，由分布于平面的多个面积0.25-1.0m2的风量可调的方形吸风口组成。
优选地，所述空气自循环通道为圆形或方形封闭式通道。
优选地，所述风机为离心式通风机或轴流式通风机，单台安装或多台并排安装，风机总功率为4-6千瓦，设置于垂直通道和水平通道的交接处。
优选地，所述出风口由分布于平面、曲面或多面结构的多个0.25-0.5m2的风量可调的圆形、方形或其他多边形出风口组合构成。
优选地，所述每个出风口的出风量可通过控制出风口打开程度调节，调节范围为0-100％。
优选地，所述吸风口过滤系统或出风口过滤系统设有褶皱式干式过滤纸、可吸附有机物的活性炭过滤装置、涤纶滤布装置、过滤棉装置和玻璃纤维过滤装置中的一套或多套装置，装置的面积为0.25-1.0m2，活性炭过滤装置的厚度为0.05-0.1m。优选地，所述吸风口过滤系统或出风口过滤系统均为可拆卸过滤装置。
具体而言，本发明过滤系统由吸风口过滤系统和出风口过滤系统构成，吸风口过滤系统和出风口过滤系统均可安装富瑞希空气净化过滤制品有限公司的褶皱式干式过滤纸和可吸附有机物的活性炭过滤装置、天云筛网有限公司的涤纶滤布装置、索斐亚环保科技有限公司过滤棉装置、英朗环保科技有限公司玻璃纤维过滤装置中的一套或多套装置，装置的面积为0.25-1.0m2，活性炭过滤装置的厚度为0.05-0.1m。
涂料在喷涂过程中由于不可能将全部涂料都喷涂到被喷涂物件上，因此会不可避免的产生残留在空气中的漆雾，水性涂料在喷涂过程中产生的漆雾主要含有水、高分子化合物和极少量的有机污染物，可通过加装活性炭过滤装置完全吸收其中的有机物。通过加装过滤装置的空气自循环系统在保证喷漆室中污染物浓度低于施工环境标准浓度的前提下可实现风机功率的降低，并进一步使喷漆室的风量和风压可调。该技术成为改造喷漆室高污染高耗能的现状实现节能减排的一种行之有效的方法。
如果加上外部通道，本发明空气自循环通道为半封闭式空气流通通道，其外部通道为喷涂操作时的外部空间区域，内部通道为圆形或方形封闭式通道。本发明出风口为喷涂载物台前方的空气正压产生系统。风机启动后，风机将电能转化为空气的动能，使空气在该喷涂系统的内部循环通道和外部循环通道流通，风机从吸风口处吸走大量的空气，通过风机获得能量的空气从出风口处喷出。气体状态方程为p＝nRT/V，其中p是指理想气体的压强，V为理想气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的热力学温度，R为理想气体常数。由气体状态方程可知当R、T为定值时，p与n/V为正相关，因此，出风口喷出大量空气使出风口处n/V增大，吸风口吸走大量空气使吸风口处n/V减小，从而实现出风口产生正压，吸风口产生负压。
风机的选择要根据喷漆室所需排风量得出，可选择安装单台风机或者多台风机实现。喷漆室风量计算公式如下：Q＝S×v×3600
其中：Q——喷漆室所需的排风量(m3/h)；
S——排风断面面积(m2)；
v——排风断面风速(m/s，人工喷涂排风断面风速选择0.4-0.9m/s)。
图1为风机运行曲线图，曲线(1)为风机在恒定转速n1下的风压‐风量(H‐Q)特性，曲线(2)为管网风阻特性(风门全开)，曲线(3)为管网风阻特性(风门未全开)，曲线(4)为变频运行特性(风门全开)。假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H1，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H1的乘积成正比，在图中可用面积AH1OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线(3)，系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，调节后风量减小，风压增加，轴功率与面积BH2OQ2成正比，基本保持不变。另外，也可采用变频器调速控制方式，风机转速由n1降到n2，对比风机参数的比例定律得出的在转速n2风量(Q‐H)特性曲线(4)，可知在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。因此，通过调节风门的打开程度和风机转速均可实现风机风量和风压的调节，具体操作可根据实际生产工艺要求调节。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
1)与现有技术相比，本发明通过空气自循环系统同时利用了风机的进口负压和出口正压，可将风机功率降低一半左右，极大地降低能耗。
2)本发明同时通过多级过滤装置结合空气自循环系统，使喷涂过程中产生的污染物基本实现完全吸附，实现有机污染的零排放，整个系统非常好的达到了节能减排的目的。
附图说明
图1为风机运行时风机转速、风阻、风压和风量之间的关系图；
图2为实施例1-7的自循环低能耗零排放涂料喷涂系统的结构示意图；
图3为实施例4出风口的布置示意图；
图4为实施例5出风口的布置示意图；
图5为实施例6出风口的布置示意图；
图6为实施例7出风口的布置示意图；
图中示出：底座1、载物平台2、吸风口3、褶皱式干式过滤纸4a、玻璃纤维过滤装置4b(活性炭过滤装置4b)、空气自循环通道5、风机6、出风口7、涤纶滤布装置8a(过滤棉装置8a)和活性炭过滤装置8b。
具体实施例
为更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的说明，但是实施方式不构成对本发明保护范围的限制。
本发明的具体喷涂过程如下：被涂装物品被传输线输送到载物平台2上，启动风机6，根据所用涂料及被涂装物品的特性调节风机6的功率，调节出风口7和吸风口3的打开程度，从而实现被涂装物品表面及背后风压的调整，既保证了最佳的涂装外观，也保证了喷涂产生的污染物不扩散到大气环境。涂装完成后关闭风机6，将涂装好的物品输送至下一工序。在整个喷涂过程中，产生的漆雾被过滤系统滤除，系统中流通的空气均为初始系统中的空气经过过滤后循环利用。
实施例1
如图2所示，一种自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，包括载物系统、空气自循环系统和过滤系统；
载物系统包括底座1和载物平台2；载物平台2设置在底座1上，优选底座1和载物平台2之间设有滚珠，载物平台2可在底座1上360°旋转。优选底座1高0.5m；载物平台2长宽分别为3m和1.8m。
空气循环系统包括吸风口3、风机6、空气自循环通道5和出风口7；吸风口3设置在载物平台2后方1.5m处，总宽度为3.0m，总高度为3.0m，由分布于平面的16个面积0.5m2的风量可调的方形吸风口组成。空气自循环通道5为连接吸风口3和出风口7的空气自循环内部通道，其为方形封闭式通道。风机6由两台2千瓦级的风机组成，设置于垂直通道和水平通道的交接处。出风口7设置在载物平台2前方2.5m处，距地面2.5m，由分布于平面4个面积0.5m2的风量可调的开口组成的宽为3.0m，高为1.0m出风口。
过滤系统包括吸风口过滤系统和出风口过滤系统，吸风口过滤系统安装16个面积为0.5m2的褶皱式干式过滤纸4a和16个面积为0.5m2的玻璃纤维过滤装置4b，出风口过滤系统安装4个0.5m2的涤纶滤布装置8a和4个面积为0.5m2厚度为0.1m的活性炭过滤装置8b。
风机6启动后，风机6带动空气在半封闭式的空气自循环通道5中流动，使载物平台2前方空间范围内形成正压区，后方空间范围内形成负压区，正压和负压共同作用使喷涂产生的漆雾进入过滤系统。漆雾在吸风口3处经过褶皱式干式过滤纸4a和玻璃纤维过滤装置4b进行第一次过滤，然后进入空气自循环通道5，在出风口7处经过活性炭过滤装置8b对漆雾进行第二次净化，再次经过涤纶滤布装置8a后排出。本发明通过空气自循环系统同时利用了风机的进口负压和出口正压，可将风机功率降低一半左右，极大地降低能耗。
实施例2
如图2所示，一种自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，包括载物系统、空气自循环系统和过滤系统；
载物系统包括底座1和载物平台2。载物平台2设置在底座1上，优选底座1和载物平台2之间设有滚珠，载物平台2可在底座1上360°旋转。优选底座1高0.5m；载物平台2长宽分别为3m和1.5m。
空气循环系统设有吸风口3、风机6、空气自循环通道5和出风口7；吸风口3设置在载物平台2后方1.0m处，总宽度为3.0m，总高度为2.5m，由分布于平面的6个面积1.0m2的风量可调的方形吸风口组成。空气自循环通道5为连接吸风口3和出风口7的空气自循环内部通道，其为圆形封闭式通道。风机6由两台2.5千瓦的风机组成，设置于垂直通道和水平通道的交接处。出风口7设置在载物平台2前方3m处，距地面3m，由分布于平面4个面积0.3m2的风量可调的开口组成的宽为2.8m，高为0.8m出风口。
过滤系统包括吸风口过滤系统和出风口过滤系统，吸风口过滤系统安装6个面积为1.0m2褶皱式干式过滤纸4a，6个面积为1.0m2厚度为0.07m的活性炭过滤装置4b，出风口过滤系统安装4个0.3m2的过滤棉装置8a。
风机6启动后，风机6带动空气在半封闭式的空气自循环通道5中流动，使载物平台2前方空间范围内形成正压区，后方空间范围内形成负压区，正压和负压共同作用使喷涂产生的漆雾进入过滤系统。漆雾在吸风口3处经过褶皱式干式过滤纸4a和活性炭过滤装置4b进行过滤和净化，然后进入空气自循环通道5，在出风口7处，经过过滤棉装置8a后排出。本发明通过空气自循环系统同时利用了风机的进口负压和出口正压，可将风机功率降低一半左右，极大地降低能耗。
实施例3
如图2所示，一种自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，包括载物系统、空气自循环系统、过滤系统；
载物系统包括底座1和载物平台2；载物平台2设置在底座1上，优选底座1和载物平台2之间设有滚珠，载物平台2可在底座1上360°旋转；优选底座1高0.5m；载物平台2长宽分别为3m和1.8m。
空气循环系统设有吸风口3、风机6、空气自循环通道5和出风口7；吸风口3设置在载物平台2后方0.5m处，总宽度为3.5m，总高度为3.0m，由分布于平面的12个面积0.6m2的风量可调的方形吸风口组成。空气自循环通道5为连接吸风口3和出风口7的空气自循环内部通道，其为方形封闭式通道。风机6由两台3千瓦的风机组成，设置于垂直通道和水平通道的交接处。出风口7设置在载物平台2前方1.8m处，距地面2m，由分布于平面6个面积0.25m2的风量可调的开口组成的宽为3.0m，高为0.8m出风口。
过滤系统包括吸风口过滤系统和出风口过滤系统，吸风口过滤系统安装12个面积为0.6m2的褶皱式干式过滤纸4a，12个面积为0.6m2厚度为0.05m的活性炭过滤装置4b，出风口过滤系统安装6个面积为0.25m2厚度为0.05m的活性炭过滤装置8b。
风机6启动后，风机6带动空气在半封闭式的空气自循环通道5中流动，使载物平台2前方空间范围内形成正压区，后方空间范围内形成负压区，正压和负压共同作用使喷涂产生的漆雾进入过滤系统。漆雾在吸风口3处经过褶皱式干式过滤纸4a和活性炭过滤装置4b进行第一次过滤和净化，然后进入空气自循环通道5，在出风口7处经过活性炭过滤装置8b对漆雾进行第二次净化后排出。本发明通过空气自循环系统同时利用了风机的进口负压和出口正压，可将风机功率降低一半左右，极大地降低能耗。
实施例4
如图3所示，自循环低能耗零排放涂料喷涂系统的出风口布置示意图，包括分布于同一平面的4个方形等大出风口，每个出风口风量可通过控制出风口打开程度控制出风量。例如，当需要中间风量较大时可调节中间两个出风口的打开程度为100％，两侧的出风口的打开程度为50％，甚至更小；或者当需要中间风量较小而两侧风量较大时可调节中间两个出风口的打开程度为50％，甚至更小，两侧的出风口的打开程度为100％。
由于涂料在喷涂过程中产生的漆雾是不确定的，当产生气雾量大时需要较高的出风口正压、吸风口负压或风量来保证漆雾不排放至大气中，但当出风口正压过高或风量过大，同时涂料粘度较低时，空气的高速流动会影响漆膜的外观，例如使漆膜表面不平整。
本发明可通过调整风机功率、每个出风口和吸风口打开程度实现风量分布、空气正压和负压的调节，例如，通过提高风机功率，减小中间两个出风口的打开程度，提高两侧出风口的打开程度，从而减少正面吹向喷涂件的空气，增加喷涂件两侧空气的循环，使喷涂件正面风速减小，正压降低，侧面和背面风速增大，负压提高，进而实现在保证漆雾不排放至大气中的条件下保证漆膜的外观不受影响。
实施例5
如图4所示，自循环低能耗零排放涂料喷涂系统的出风口布置示意图，包括分布于同一弧面的4个多边形等大出风口，每个出风口风量可通过控制出风口打开程度控制出风量。本实施例优选出风口设计分布于同一弧面可以使气流分布范围更广，从而使喷涂件正面气流更柔和，适用于喷涂低粘度涂料。例如，当需要风量分布均匀风速柔和时可调节中间四个出风口的打开程度为100％；或者当需要加大中间风量减小两侧风量时可调节中间两个出风口的打开程度为100％，两侧的出风口的打开程度为50％，甚至更小。
实施例6
如图5所示，自循环低能耗零排放涂料喷涂系统的出出风口布置示意图，包括分布于外凸型梯形面的4个圆形等大出风口，每个出风口风量可通过控制出风口打开程度控制出风量。本实施例优选出风口设计分布于外凸型梯形面可以使不同方向的气流更容易调节，必要时可增加侧面的两个出风口的出风量，减少中间两个出风口风量，从而减小喷涂件正面气流，减小正压。例如，当需要中间风量较大时可调节中间两个出风口的打开程度为100％，两侧出风口的打开程度为0％；或者当需要风量较小时可调节中间两个出风口的打开程度为80％，两侧出风口的打开程度为100％，增加弃风。
实施例7
如图6所示，自循环低能耗零排放涂料喷涂系统的出风口布置示意图，包括分布于内凹型梯形面的6个长方形等大出风口，每个出风口风量可通过控制出风口打开程度控制出风量。本实施例优选出风口设计分布于外凹型梯形面可以使出风口气流向同一方向集中，可以加大喷涂件正面空气流量，从而进一步提高特定区域的正压，同时更好的封闭喷漆空间，进一步减小扩散到其他区域的漆雾。例如，当需要风量分布均匀时可调节中间两个出风口的打开程度为100％，两侧出风口的打开程度为0％；或者当需要风量向中间集中时可调节中间两个出风口的打开程度为80％，两侧出风口的打开程度为100％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，其特征在于，包括载物系统、空气自循环系统、过滤系统；
所述载物系统包括底座和载物平台；载物平台设置在底座上，底座和载物平台之间设有滚珠；
所述空气自循环系统包括吸风口、风机、空气自循环通道和出风口；所述吸风口设置在载物台后方0.5-1.5m处；所述出风口设置在载物台前方上端，位于载物台前方1.8-3.0m处，距地面2.0-3.0m；所述空气自循环通道接吸风口和出风口的空气自循环内部通道；所述风机设置于空气自循环通道中；
所述过滤系统包括吸风口过滤系统和出风口过滤系统；吸风口过滤系统和出风口过滤系统为分别设置在吸风口和出风口处的过滤装置。
2.根据权利要求1所述的自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，其特征在于，所述底座高0.5m；载物平台的长和宽分别为2-3m和1-1.8m。
3.根据权利要求1所述的自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，其特征在于，所述吸风口的宽度为2.5-3.5m，高度为2.0-3.0m，由分布于平面的多个面积0.25-1.0m2的风量可调的方形吸风口组成。
4.根据权利要求1所述的自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，其特征在于，所述空气自循环通道为圆形或方形封闭式通道。
5.根据权利要求1所述的自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，其特征在于，所述风机为离心式通风机或轴流式通风机，单台安装或多台并排安装，风机总功率为4-6千瓦，设置于垂直通道和水平通道的交接处。
6.根据权利要求1所述的自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，其特征在于，所述出风口由分布于平面、曲面或多面结构的多个0.25-0.5m2的风量可调的圆形、方形或其他多边形出风口组合构成。
7.根据权利要求3或6所述的自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，其特征在于，所述每个出风口的出风量通过控制出风口打开程度调节。
8.根据权利要求1所述的自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，其特征在于，所述吸风口过滤系统或出风口过滤系统设有褶皱式干式过滤纸、可吸附有机物的活性炭过滤装置、涤纶滤布装置、过滤棉装置和玻璃纤维过滤装置中的一套或多套装置，装置的面积为0.25-1.0m2，活性炭过滤装置的厚度为0.05-0.1m。
9.跟据权利要求8所述的自循环低能耗零排放涂料喷涂系统，其特征在于，所述吸风口过滤系统或出风口过滤系统均为可拆卸过滤装置。
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