CN108855745B - 一种集成的小型粉末涂料喷涂系统 - Google Patents

一种集成的小型粉末涂料喷涂系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集成的小型粉末涂料喷涂系统。该喷涂系统包括喷枪、喷涂腔体和粉末回收装置三部分；喷枪实现常规喷涂功能，适用于静电粉末喷涂等多种喷枪类型；喷涂腔体提供喷涂的场所，通过进气孔、抽气孔和挡板调节喷涂腔体内的气体流速分布；喷涂腔体安装在喷枪出口端，通过管道等方式与粉末回收装置连接；粉末回收装置用于对粉末涂料进行收集、分离，便于回收利用，同时防止携带粉末的气体直接排入空气中。本发明针对小型少量喷涂特点，设计喷涂腔体和粉末回收装置，将粉末涂料喷涂系统和回收系统集成化，喷涂操作简单、便捷，大大减少设备费用和所需场地。

Description

一种集成的小型粉末涂料喷涂系统
技术领域
本发明涉及涂料喷涂领域，具体涉及一种集成的小型粉末涂料喷涂系统。
背景技术
粉末涂料是一种省能源、省资源、低污染、高生产效率的涂料，不含挥发性有机溶剂，也没有水性涂料废水处理的问题，而且可以对喷逸的粉末涂料进行回收再用，是近年来发展最快的环境友好型涂料品种。
静电粉末喷涂是目前粉末涂料涂装方法中应用最多、最广的涂装方法。为了防止粉末涂料逸出污染环境和危害操作人员健康，同时也充分利用粉末涂料可以回收再利用的特点，在粉末涂装线上，被涂物件在喷粉室内进行涂装作业，其后接旋风分离器等回收装置对粉末涂料进行回收分离。现在的喷粉室、回收装置等一般是较大型的设备，对于像涂料商试色或喷涂样片，及科研机构实验室研究等小型、少批量涂装而言，设备成本高，且需要较大的占地面积。另外在涂料配方的调配阶段，样品量往往有限，普通静电喷涂系统容易造成较大的浪费。目前市面上即使小型手持式静电喷枪也需要配合喷粉房才能正常使用，而且没有回收设备时粉末涂料利用率仅为30％左右，喷逸的粉末涂料既污染环境又浪费资源，还有可能对操作人员的健康造成一定的威胁。陈海山等在专利CN104858075A中提出一种包括喷涂罩和抽吸通道的粉末喷涂头，可以严格控制只喷涂特定小区域，但是只适用于非常局部的涂装，而且要求喷涂面为平面；抽吸通道能抽走喷涂罩内的粉末，但未对粉末进行分离，不能回收再利用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种集成的小型粉末涂料喷涂系统，该系统能够防止粉末涂料逸出到空气中，并对粉末涂料进行初步回收，非常适合需要少量小型喷涂的场合。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种集成的小型粉末涂料喷涂系统，其特征在于，该装置包括喷枪、喷涂腔体和粉末回收装置，所述喷枪的出口端以及所述粉末回收装置均可拆卸地连接到所述喷涂腔体上；
所述喷涂腔体包括C字形腔、端盖、底座、三维运动平台机构、工件固定结构、空气挡板和喷涂腔外罩，所述C字形腔固定在所述底座上，所述端盖可拆卸地连接在C字形腔的端部，所述端盖上开有若干进气孔，所述三维运动平台机构安装在所述C字形腔顶端，所述工件固定结构安装在所述三维运动平台机构上，所述C字形腔上开设有一圈呈环形均匀分布的抽气孔，每个抽气孔内侧设置有固定在C字形腔内壁面的空气挡板，用来改变喷涂腔体内的气体流速分布；所述喷涂腔外罩为圆环形壳体，其罩在所述C字形腔外，覆盖所述抽气孔，且与所述C字形腔侧壁间形成空腔；所述空腔在喷涂腔外罩上设置有出口；所述C字形腔与端盖相对的一端设计有连接口，所述喷枪出口端通过该连接口插入所述喷涂腔体中，且与C字形腔侧壁可拆卸连接；
所述粉末回收装置包括依次连接的回收管道、抽风机、粉末收集桶，所述回收管道与所述喷涂腔外罩上的出口相连。
进一步地，所述C字形腔和端盖由具有一定透明度的有机材料制成。
进一步地，所述三维运动平台机构包括三维运动平台和平台支架。
进一步地，每个进气孔均设置有可开启的孔盖。
进一步地，所述空气挡板靠近进气孔一端与C字形腔侧壁的距离大于另一端与C字形腔侧壁的距离。
进一步地，在所述抽风机前的回收管道上设置粉末分离器，所述粉末分离器包括内含分离滤布的分离器机体和可拆卸回收瓶，回收管道内的带粉末回收气体通过分离滤布时，可回收利用的较粗粉末被分离滤布阻拦，落入可拆卸回收瓶中。
进一步地，在所述粉末收集桶的出口处设置气体净化滤布，且所述气体净化滤布的目数大于所述分离器中分离滤布的目数。
本发明的有益效果：
(1)相比于常规粉末涂料喷涂生产线，在小型系统中实现设备集成。适应小型喷涂的特点，将喷涂过程中的多个环节一体化，简化喷涂流程，降低成本，同时大大减少喷涂过程对环境的危害。
(2)通过可封闭的喷涂腔体防止粉末涂料逸出到空气中，配合三维移动平台可以调节喷涂距离、扩大喷涂范围，通过空气挡板调整喷涂腔中的气流速度分布，既不影响粉末的喷涂效果，又能实现喷涂腔内粉末的有效清理回收，便于涂料换色或更换品种。
(3)通过回收管道上的粉末分离器，实现对较粗粒径粉末涂料的回收，便于重复利用，节约资源，尤其是对涂料样品较少的试验有很重要的意义；在粉末收集桶的出口处设置气体净化滤布再次过滤，有效阻止极细粉末排入空气中污染环境。
附图说明
图1为本发明小型粉末喷涂系统的总体结构示意图；
图2为A-A局部视图。
图中，喷枪1，喷涂腔体2，粉末回收装置3，C字形腔2-1，抽气孔2-1-1，端盖2-2，进气孔2-2-1，孔盖2-2-2，底座2-3，三维运动平台机构2-4、三维运动平台2-4-1、平台支架2-4-2，工件固定结构2-5，空气挡板2-6，喷涂腔外罩2-7，出口2-7-1，回收管道3-1，抽风机3-2，粉末收集桶3-3，粉末分离器3-4，分离器机体3-4-1，可拆卸回收瓶3-4-2。
具体实施方式
下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种集成的小型粉末涂料喷涂系统，包括喷枪1、喷涂腔体2和粉末回收装置3三部分，喷枪1实现常规喷涂功能，喷涂腔体2提供喷涂的场所，粉末回收装置3对粉末涂料进行收集、分离，便于回收利用，同时防止携带粉末的气体直接排入空气中。粉末涂料从喷枪1中喷出后，附着于固定在喷涂腔体2内的工件上；喷涂完成后，喷逸的粉末涂料被粉末回收装置吸走后收集在粉末收集桶3-3中。
本实施例中，喷枪1为附带涂料杯的重力式静电粉末喷枪，可以满足少量小型工件的喷涂要求。
为了减少喷涂时静电积累对静电场的影响，同时提高喷涂腔的能见度，C字形腔2-1和端盖2-2选用硬性聚丙烯、透明共聚材料等有一定透明度的有机材料；根据喷涂时喷枪出口粉末雾化的形状，C字形腔2-1形状设计为弧形结构以节省材料、减轻质量。根据不同喷枪出口喷雾的特性，C字形腔2-1可以设计为不同的函数曲面形状。采用柱坐标系，以喷嘴为原点，沿喷出方向为z轴正方向，喷雾曲面描述为r＝f(z)，则C字形腔2-1的曲面设计为r＝f(z)+A，A为C字形腔2-1距喷雾的竖直距离，一般地，A取100～200mm为宜。C字形腔2-1靠近喷枪1一端曲面自然延伸到与喷枪出口端相交位置，通过螺纹实现与喷枪出口位置的连接。
喷涂腔体2内设置工件固定结构2-5用于工件的固定和定位，工件固定结构2-5上设置金属导线方便将工件接地。工件固定结构2-5与喷枪1出口的距离即为喷涂距离，根据喷枪的不同而不同，一般地粉末涂料的适宜喷涂距离为100～200mm。
为了扩大喷涂范围和可喷涂形状，并在一定范围内调节喷涂距离，可以在C字形腔2-1顶上安装三维运动平台机构2-4，该三维运动平台机构2-4包括三维移动平台2-4-1和固定该平台的平台支架2-4-2，将工件固定结构2-6安装在三维运动平台机构2-4上，根据三维移动平台2-4-1的类型，可以实现工件三个方向的运动或旋转。实施例所用三维移动平台2-4-1可以实现喷涂距离±50mm，工件上下调节100mm，及工件等喷涂距离平移100mm；
为方便拆装，喷涂腔体端盖2-2与C字形腔2-1通过卡扣方式连接。喷涂腔体端盖2-2与工件的距离为100mm；喷涂腔体端盖2-2上均匀开有4个直径为60mm的进气孔2-2-1，每个进气孔2-2-1设置有可开启的孔盖2-2-2。抽气孔2-1-1位于距喷枪1出口水平距离40mm的圆周上，实施例中均匀开有8个直径为40mm的抽气孔2-1-1。喷涂时关闭孔盖2-2-2防止粉末涂料从进气孔2-2-1逸出，喷涂完成后，打开进气孔孔盖2-2-2，启动抽风机3-2，空气从进气孔2-2-1进入喷涂腔体2中，携带喷逸的粉末涂料从抽气孔2-1-1被吸走。为了防止直接从抽气孔2-1-1抽气时工件喷涂面的气体速度过大，避免将工件上吸附的粉末涂料吸走，在抽气孔2-1-1内侧设置空气挡板2-6以改变气体速度分布。考虑到抽气时靠近喷枪出口侧的气体速度较小，空气挡板2-6靠近进气孔2-2-1的一端与C字形腔2-1的距离大于另一端与C字形腔2-1的距离。空气挡板2-6通过散布的挡板支架固定在C字形腔2-1内壁面上。
喷涂腔外罩2-7为圆环形壳体，罩在C字形腔2-1外，覆盖抽气孔2-1-1，与C字形腔2-1外壁相距20～50mm，两端通过粘接方式固定在C字形腔2-1外壁面上，且与C字形腔2-1外壁面间形成空腔，该空腔在喷涂腔外罩2-7上设置有出口2-7-1，出口2-7-1连接方式设计为气动接头，方便拆卸。为了喷涂时稳定喷涂腔，便于喷涂操作，喷涂腔体2底部设置有底座2-3，底座2-3通过粘接方式与喷涂腔固定，形状为圆锥台。
为了提高系统的集成化程度，减少设备、简化操作流程，实施例中粉末分离器3-4的分离器机体3-4-1与喷枪1制作成一个整体，分离器机体3-4-1中的分离滤布为插片式，可以根据要求快速更换。粉末分离器3-4入口处设计有可以与出口2-7-1相连的管子；静电喷涂粉末涂料的粒径范围约为15～90μm，对应滤布的目数为900～170目，分离滤布的作用主要是回收位于正常粒径范围的粉末，实施例中所选分离滤布为800目，使可以回收后再次喷涂的较大粒径粉末落入可拆卸回收瓶3-4-2中。可拆卸回收瓶3-4-2通过螺纹连接在分离器主体3-4-1下方，每次喷涂完毕后可以拧下回收瓶3-4-2，回收其中的粉末涂料。分离器3-4出口也设计有气动接头，方便与回收管道3-1相连。经过分离器3-4后的气体在抽风机3-2的作用下不断被吸出，由于其中夹带着极细粉末涂料，直接排入大气中会造成环境污染或危害操作人员健康，因此在抽风机3-2后出口管路末端设置有粉末收集桶3-3，粉末收集桶3-3口设计有目数为2000的气体净化滤布，仅允许空气通过滤布，粉末涂料则沉积于粉末收集桶3-3。
本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种集成的小型粉末涂料喷涂系统，其特征在于，该系统包括喷枪（1）、喷涂腔体（2）和粉末回收装置（3），所述喷枪（1）的出口端以及所述粉末回收装置（3）均可拆卸地连接到所述喷涂腔体（2）上；
所述喷涂腔体（2）包括C字形腔（2-1）、端盖（2-2）、底座（2-3）、三维运动平台机构（2-4）、工件固定结构（2-5）、空气挡板（2-6）和喷涂腔外罩（2-7），所述C字形腔（2-1）固定在所述底座（2-3）上，所述端盖（2-2）可拆卸地连接在C字形腔（2-1）的端部，所述端盖（2-2）上开有若干进气孔（2-2-1），所述三维运动平台机构（2-4）安装在所述C字形腔（2-1）的顶端，所述工件固定结构（2-5）安装在所述三维运动平台机构（2-4）上，所述C字形腔（2-1）上开设有一圈呈环形均匀分布的抽气孔（2-1-1），每个抽气孔（2-1-1）内侧设置有固定在C字形腔（2-1）内壁面的空气挡板（2-6），用来改变喷涂腔体（2）内的气体流速分布；所述喷涂腔外罩（2-7）为圆环形壳体，其罩在所述C字形腔（2-1）外，覆盖所述抽气孔（2-1-1），且与所述C字形腔（2-1）间形成空腔，所述空腔在所述喷涂腔外罩（2-7）上设置有出口（2-7-1）；所述C字形腔（2-1）与端盖相对的一端设计有连接口，所述喷枪（1）出口端通过该连接口插入所述喷涂腔体（2）中，且与C字形腔（2-1）侧壁可拆卸连接；
所述粉末回收装置（3）包括依次连接的回收管道（3-1）、抽风机（3-2）、粉末收集桶（3-3），所述回收管道（3-1）与所述喷涂腔外罩（2-7）上的出口（2-7-1）相连；
在所述抽风机（3-2）前的回收管道（3-1）上设置粉末分离器（3-4），所述粉末分离器（3-4）包括内含分离滤布的分离器机体（3-4-1）和可拆卸回收瓶（3-4-2），回收管道内的带粉末回收气体通过分离滤布时，可回收利用的较粗粉末被分离滤布阻拦，落入回收瓶（3-4-2）中；
在所述粉末收集桶（3-3）的出口处设置气体净化滤布，且所述气体净化滤布的目数大于所述粉末分离器（3-4）中分离滤布的目数。
2.根据权利要求1所述一种集成的小型粉末涂料喷涂系统，其特征在于，所述C字形腔（2-1）和端盖（2-2）由具有一定透明度的有机材料制成。
3.根据权利要求1所述一种集成的小型粉末涂料喷涂系统，其特征在于，所述三维运动平台机构（2-4）包括三维运动平台（2-4-1）和平台支架（2-4-2）。
4.根据权利要求1所述一种集成的小型粉末涂料喷涂系统，其特征在于，每个进气孔（2-2-1）均设置有可开启的孔盖（2-2-2）。
5.根据权利要求1所述一种集成的小型粉末涂料喷涂系统，其特征在于，所述空气挡板（2-6）靠近进气孔（2-2-1）一端与C字形腔（2-1）侧壁的距离大于另一端与C字形腔（2-1）侧壁的距离。
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