CN112474150A - 用于粉末涂装的除尘系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及除尘技术领域，尤其涉及用于粉末涂装的除尘系统及方法，用于粉末涂装的除尘系统包括除尘器、风机组件、风速传感装置和控制装置，除尘器与风机组件通过排风管道连通，管道内设有风速传感装置，风速传感装置与控制装置连接，控制装置与风机组件连接，除尘器用于与喷涂室连通。不仅解决了生产工艺要求的产品喷涂质量稳定性，亦使整体系统具有节能环保的优点。通过测定上述工况运行中的实际参数，闭环控制喷涂室内自动喷枪的横向气流流速，最终达到最佳的工艺生产流程及完善的节能控制水平。

Description

用于粉末涂装的除尘系统及方法

技术领域

本发明涉及除尘技术领域，尤其涉及用于粉末涂装的除尘系统及方法。

背景技术

静电粉末涂装是近代涂装工业领域的一项新技术、新工艺，也是我国重点推广的新技术之一，应用于家电产品及其它领域，优越性十分明显。粉末涂装是高防护、高装饰的涂装方法，要得到满意的涂装效果，就必须对影响涂装效果的因素加以控制。在粉末涂装过程中，由于环境因素、涂装设备、前处理等影响而导致的不合率达到80-90％，而粉末涂料自身因素只占10-20％，而正确设计涂装设备，保持设备参数的一致性，可保证喷涂质量。

静电粉末喷涂是利用高压静电电晕电场原理。喷枪头上的金属导流环接上电压负极，被涂工件接地形成正极，在喷枪和工件之间形成较强的静电场。当运送载体(压缩空气)将粉末涂料从供粉桶经输送管送至喷枪的导流环时，由于导流环接上高压负极产生电晕放电，其周围便产生密集的电荷而使粉末带上负电荷，在静电力和压缩空气这两个动力的共同作用下，粉末从喷枪口飞向工件并均匀地吸附在工件的表面，再经过加热，粉末熔融并流平固化成均匀、连续、平整、光滑的涂层。

喷涂作业对喷涂室环境要求为清洁无浮尘，周围横向气流速度恒定。为保证车间生产环境，要求喷粉室尽可能的减少开口面积，保证喷粉室内形成负压，保证粉末不外溢以减少浮尘。喷粉室后接除尘器作为回收设备以回收粉料，亦可对喷粉工作中产生的粉尘污染进行治理。因为生产过程中逸散的粉尘会破坏车间空气环境，危害操作员工的身体健康，损坏车间机器设备，还会污染大气环境造成社会公害。而这里配置的除尘器即可对生产过程中产生的粉尘采取防止、抑制、滤除等措施，使操作员工的工作现场达到卫生标准，除尘设备的排放达到排放标准，进而全面改善车间操作环境和防止大气污染，亦是喷涂粉末的回收设备。

所以对于喷涂室配置除尘设备的要求不仅要满足污染防治的要求，更要符合喷涂生产工艺要求。喷涂室除尘工艺主要采取局部排风、全室空气净化方式，结合喷涂粉末的物理特性及喷涂生产工艺要求，污染控制有最低排风风速要求，生产工艺有最高横向气流要求，喷涂室还有负压保证要求，所以，生产过程中控制合理的排风风速即可达到对该种污染粉尘的治理要求，亦可满足喷涂生产工艺要求。而过高或过低的风量风速均会影响产品质量及日常喷涂生产运行的能源浪费。

在现有的常规过滤式除尘器的运行中，含尘气体不断进入除尘器，经除尘器中过滤材料的过滤净化后排出至大气，将喷涂粉末与空气进行了有效分离，在该过滤分离进程中，随着过滤时间的不断累积，粉末会不断堆积在滤材表面，附着在过滤材料上的喷涂粉末越来越多，滤材的阻力不断上升，进而会使整个除尘系统的排风量越来越小，最后导致除尘系统无法正常工作。所以在除尘器运行中，要不断对过滤材料进行清灰工作以减少滤材表面的粉尘量，使除尘器的运行阻力不会超过整个系统的阻力上限，保证系统的正常运行。因而在除尘系统的正常运行中，除尘器的阻力是变化的，且变化的范围和速度会随生产工艺的不同有相当大的差异，现有除尘器清灰控制系统皆为简单的开环形式的通用型控制仪，不会针对产品的特点要求及生产工艺的变化有相应的反馈。

除尘系统中，系统风机选型确定后，风量的变化便会由该风机的运行特性曲线决定。由于过滤式除尘器的运行阻力是随粉尘在过滤材料上的附着及除尘器对附着粉尘的清理而变化，造成设计好的最佳气流速度也会在实际运行中产生变化，这些改变均会造成实际工况中的工艺参数变化，造成生产质量的不稳定以及能源的浪费。在传统的喷涂生产设备中，没有对喷涂室气流控制场有相对应的合理控制方法，没有对该种喷涂工艺系统阻力损失有合理的分析进而调整风机功率的能力，没有对喷涂室的负压有保持恒定值能力，不能在生产过程中随生产工艺的改变自动调整系统运行参数，从而使生产运行中对工艺参数改变的应对控制能力不足，造成喷涂工件的生产品质的不稳定以及能源的浪费。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于粉末涂装的除尘系统，不仅解决了生产工艺要求的产品喷涂质量稳定性，亦使整体系统具有节能环保的优点。通过测定上述工况运行中的实际参数，闭环控制喷涂室内自动喷枪的横向气流流速，最终达到最佳的工艺生产流程、最佳的粉尘治理效果及完善的节能控制水平。

本发明还提出一种用于粉末涂装的除尘方法。

根据本发明第一方面实施例的用于粉末涂装的除尘系统，包括除尘器、风机组件、风速传感装置和控制装置，所述除尘器与所述风机组件通过排风管道连通，所述管道内设有所述风速传感装置，所述风速传感装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述风机组件连接，所述除尘器用于与喷涂室连通。

根据本发明的一个实施例，还包括压力传感装置，所述压力传感装置设置于所述喷涂室内，所述压力传感装置与所述控制装置连接。

根据本发明的一个实施例，还包括差压传感装置，所述差压传感装置设置于所述排风管道的内部靠近所述除尘器的一端，所述差压传感装置与所述控制装置连接，所述控制装置还与所述除尘器连接。

根据本发明的一个实施例，所述风机组件包括风机和驱动所述风机转动的变频电机，所述变频电机与所述控制装置连接。

根据本发明的一个实施例，所述控制装置包括PLC可编程控制器。

根据本发明第二方面实施例的应用上述用于粉末涂装的除尘系统进行的除尘方法，包括：

在喷涂工作开始时，预设喷涂室内的设定横向气流流速；

在喷涂工作进行时，风速传感装置检测排风管道内的即时风速；

控制装置根据所述即时风速调节风机的风量，以使喷涂室内的实际横向气流流速达到所述设定横向气流流速。

根据本发明的一个实施例，所述控制装置将所述即时风速处理为所述喷涂室内的实际横向气流流速，控制所述风机的频率，以调节所述风机的风量。

根据本发明的一个实施例，还包括：

在喷涂工作进行时，压力传感装置检测所述喷涂室内的即时压力；

所述控制装置根据所述即时压力调节所述风机的输出功率。

根据本发明的一个实施例，还包括：

在喷涂工作进行时，差压传感装置检测所述除尘器的运行阻力；

所述控制装置所述除尘器的运行阻力调节所述除尘器的反吹清灰过程。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：本发明实施例的用于粉末涂装的除尘系统，除尘器在横向方向上与喷涂室连通，喷涂室内通过输送链吊挂待加工件，自动喷枪设置在除尘室内与除尘器相对的一侧，对准待加工件进行喷涂工作。通过在除尘器与风机连通的排风管道内设置风速传感装置，测得排风管道内的风速，风速传感装置测得风速后将信号传递至控制装置，控制装置根据工况对风速信号进行处理后，发送反馈调节信号至风机组件，从而控制风机组件的频率，进而影响风机组件的风量，完成对喷涂室内横向气流流速测定的同时，以达到最终控制喷涂室内横向气流流速达到要求的作用。

在喷涂生产工艺中，对应不同的工件材质，其喷涂室内横向气流流速也不同，这时就要对除尘系统的初始气流速度进行相应的设定以满足生产要求。本发明通过检测排风管道的风速的变化，按照生产工艺参数决定的粉末自动喷枪的横向气流速度为基准，以控制装置为主体组建一套闭环控制系统，不仅解决了生产工艺要求的产品喷涂质量稳定性，亦使整体系统具有节能环保的优点。通过测定上述工况运行中的实际参数，闭环控制喷涂室内自动喷枪的横向气流流速，最终达到最佳的工艺生产流程、最佳的粉尘治理效果及完善的节能控制水平。

本发明的用于粉末涂装的除尘系统与喷涂室结合形成一个完整的喷涂室自动喷涂系统，其中除尘系统在风机组件的作用下负压运行，喷粉作业在喷涂室负压状态下运行，粉末涂料由后置除尘器进行过滤分离，过滤后的洁净气体经风机组件排入大气，粉末涂料由除尘器收集后再利用。因此，通过控制喷涂室内横向气流流速提高喷涂工艺产品的质量一致性。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例用于粉末涂装的除尘系统的结构示意图。

附图标记：

1：除尘器；2：风机组件；3：风速传感装置；4：排风管道；5：压力传感装置；6：差压传感装置；7：喷涂室；8：自动喷枪；9：待加工件；10：输送链。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，本发明实施例提供的用于粉末涂装的除尘系统，包括除尘器1、风机组件2、风速传感装置3和控制装置，除尘器1与风机组件2通过排风管道4连通，管道内设有风速传感装置3，风速传感装置3与控制装置连接，控制装置与风机组件2连接，除尘器1用于与喷涂室7连通。

本发明实施例的用于粉末涂装的除尘系统，除尘器1在横向方向上与喷涂室7连通，喷涂室7内通过输送链10吊挂待加工件9，自动喷枪8设置在除尘室内与除尘器1相对的一侧，对准待加工件9进行喷涂工作。通过在除尘器1与风机连通的排风管道4内设置风速传感装置3，测得排风管道4内的风速，风速传感装置3测得风速后将信号传递至控制装置，控制装置根据工况对风速信号进行处理后，发送反馈调节信号至风机组件2，从而控制风机组件2的频率，进而影响风机组件2的风量，完成对喷涂室7内横向气流流速测定的同时，以达到最终控制喷涂室7内横向气流流速达到工艺要求的作用。

在喷涂生产工艺中，对应不同的工件材质，其喷涂室7内横向气流流速也不同，这时就要对除尘系统的初始气流速度进行相应的设定以满足生产要求。本发明通过检测排风管道4的风速的变化，按照生产工艺参数决定的粉末自动喷枪8的横向气流速度为基准，以控制装置为主体组建一套负反馈闭环控制系统，不仅解决了生产工艺要求的产品喷涂质量稳定性，亦使整体系统具有节能环保的优点。通过测定上述工况运行中的实际参数，闭环控制喷涂室7内自动喷枪8的横向气流流速，最终达到最佳的工艺生产流程、最佳的粉尘治理效果及完善的节能控制水平。

本发明的用于粉末涂装的除尘系统与喷涂室7结合形成一个完整的喷涂室7自动喷涂系统，其中除尘系统在风机组件2的作用下负压运行，喷粉作业在喷涂室7负压状态下运行，粉末涂料由后置除尘器1进行过滤分离，过滤后的洁净气体经风机组件2排入大气，粉末涂料由除尘器1收集后再利用。因此，通过控制喷涂室7内横向气流流速提高喷涂工艺产品的质量一致性。

根据本发明的一个实施例，本发明实施例用于粉末涂装的除尘系统还包括压力传感装置5，压力传感装置5设置于喷涂室7内，压力传感装置5与控制装置连接。在喷涂工作中，为保证作业环境，要保持喷涂室7为负压状态，以保证粉末涂料不外溢，而负压状态的保持最终要依据系统的运行状态。本实施例中，通过设置在喷涂室7内的在线压力传感器测定喷涂室7内的微差压，并将压力信号传递至控制装置，控制装置结合工况对压力信号进行处理后，发送反馈调节信号至风机组件2，根据负压变化调节风机组件2的输出功率，以满足闭环控制喷涂室7的微负压要求，最终达到最佳的工艺生产流程、最佳的粉尘治理效果及完善的节能控制水平。

在对喷涂室7内气流控制场有相对应的合理控制后，没有对该种喷涂工艺系统阻力损失有合理的分析进而调整风机功率的能力，没有对喷涂室7的负压有保持恒定值能力，不能在生产过程中随生产工艺的改变自动调整系统运行参数，从而使生产运行中对工艺参数改变的应对控制能力不足，造成喷涂工件的生产品质的不稳定以及能源的浪费。

根据本发明的一个实施例，本发明实施例用于粉末涂装的除尘系统还包括差压传感装置6，差压传感装置6设置于排风管道4的内部靠近除尘器1的一端，差压传感装置6与控制装置连接，控制装置还与除尘器1连接。在实际除尘过程中，除尘器1的工作运行状态及其除尘器1运行阻力变化均会在不同的范围内改变，这些改变亦会造成实际工况中的喷涂工艺参数变化，进而造成喷涂工件的生产品质的不稳定以及能源的浪费。本实施例中，通过设置在除尘器1前、后端的在线差压传感器，测定除尘器1的运行阻力及风机组件2的运行压力，并将压差信号传递至控制装置，控制装置结合工况对压差信号进行处理后，发送反馈调节信号至除尘器1，根据差压变化调节除尘器1的运行，以满足闭环控制除尘器1的清灰效率，最终达到最佳的工艺生产流程、最佳的粉尘治理效果及完善的节能控制水平。

通过检测喷涂室7内外的微压差及排风管道4内风速的变化，结合除尘系统中沿程各点的压力、除尘器1清灰系统的清灰压力、清灰时间及清灰间隔等参数，按照生产工艺参数决定的粉末自动喷枪8横向气流流速为基准，结合喷涂室7内外压差控制粉尘外溢，以控制装置为主体组建一套闭环控制系统，不仅解决了生产工艺要求的产品喷涂质量稳定性，亦使整体系统具有节能环保的优点。通过测定上述工况运行中的实际参数，闭环控制除尘器1的清灰效率，闭环控制喷涂室7内喷枪附件的气流速度，闭环控制喷涂室7的微负压，最终达到最佳的工艺生产流程、最佳的粉尘治理效果及完善的节能控制水平。

根据本发明的一个实施例，风机组件2包括风机和驱动风机转动的变频电机，变频电机与控制装置连接。在一套设计完善的喷涂治理系统中，最终影响排风风速的决定因素是系统风机的风量及风压。本实施例中，风机组件2上采用变频电机控制风机，根据对系统运行参数的优化控制，通过采集排风管道4中的风速，采集喷涂室7内外的压差值，利用变频电机调节风机的输出功率，控制风机的风量，以达到最终控制喷涂室7内横向气流流速及保证喷涂室7微负压的作用。

根据本发明的一个实施例，控制装置包括PLC可编程控制器。

本发明实施例还提供了应用上述实施例的用于粉末涂装的除尘系统进行的除尘方法，包括：

在喷涂工作开始时，预设喷涂室7内的设定横向气流流速；

在喷涂工作进行时，风速传感装置3检测排风管道4内的即时风速；

控制装置根据即时风速调节风机的风量，以使喷涂室7内的实际横向气流流速达到设定横向气流流速。

其中，控制装置将即时风速处理为喷涂室7内的实际横向气流流速，控制风机的频率，以调节风机的风量。

本发明实施例的用于粉末涂装的除尘系统，在喷涂工作开始时，首先要根据工艺要求在人机界面预设喷涂室7内符合喷涂要求的设定横向气流流速，在喷涂正常工作中，位于排风管道4内的在线风速传感器向PLC可编程控制器实时回传即时风速，PLC可编程控制器根据现场实际情况进行换算将排风管道4内的风速折算为喷涂室7内横向气流流速，以设定横向气流流速为基准进行风机的频率调节，进而调节风机风量最终改变横向气流流速，形成一个PID反馈控制系统。

根据本发明的一个实施例，本发明实施例的用于粉末涂装的除尘方法还包括：

在喷涂工作进行时，压力传感装置5检测喷涂室7内的即时压力；

控制装置根据即时压力调节风机的输出功率。

在喷涂工作中，为保证作业环境，要保持喷涂室7为负压状态，以保证粉末涂料不外溢，而负压状态的保持最终要依据系统的运行状态，所以必须将喷涂室7的负压变化通过喷涂室7内的在线压力传感器加入到前述的PID反馈控制系统中，可根据在线压力传感器检测到的负压变化调节风机的输出功率以满足要求。

根据本发明的一个实施例，本发明实施例的用于粉末涂装的除尘方法还包括：

在喷涂工作进行时，差压传感装置6检测除尘器1的运行阻力；

控制装置除尘器1的运行阻力调节除尘器1的反吹清灰过程。

由风机的H-Q性能曲线可看出，在功率一定的情况下，风机的风压和风量为反比关系，即随着喷涂工作的正常进行，粉末涂料不断堆积到除尘器1滤材上，致使除尘器1阻力上升，此时除尘系统风量会随之减小，为保证依据喷涂工艺参数设定的横向气流流速不变，必须要将根据除尘器1的运行阻力通过在线差压传感器加入到前述的PID反馈控制系统中。而除尘器1在运行中的反吹清灰工作会抖落滤材上的粉尘，降低除尘器1的阻力，这也会影响到整个系统的风量，必须将除尘器1的反吹清灰工作加入到前述的PID反馈控制系统中。

本发明用于粉末涂装的除尘系统通过检测喷涂室7内外的微压差及除尘系统管道风速的变化，结合除尘系统中沿程各点的压力、除尘器1清灰系统的清灰压力、清灰时间及清灰间隔等参数，按照生产工艺参数决定的粉末自动喷枪8横向气流速度为基准，结合喷涂室7内外压差控制粉尘外溢，以PLC可编程控制器为主体组建一套闭环控制系统，通过优化的控制方案，不仅解决了生产工艺要求的产品喷涂质量稳定性，亦使整体系统具有节能环保的优点。通过测定上述工况运行中的实际参数，闭环控制除尘器1的清灰效率，闭环控制喷涂室7内喷枪附件的气流速度，闭环控制喷涂室7的微负压，最终达到最佳的工艺生产流程、最佳的粉尘治理效果及完善的节能控制水平。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于粉末涂装的除尘系统，其特征在于：包括除尘器、风机组件、风速传感装置和控制装置，所述除尘器与所述风机组件通过排风管道连通，所述管道内设有所述风速传感装置，所述风速传感装置与所述控制装置连接，所述控制装置与所述风机组件连接，所述除尘器用于与喷涂室连通。

2.根据权利要求1所述的用于粉末涂装的除尘系统，其特征在于：还包括压力传感装置，所述压力传感装置设置于所述喷涂室内，所述压力传感装置与所述控制装置连接。

3.根据权利要求2所述的用于粉末涂装的除尘系统，其特征在于：还包括差压传感装置，所述差压传感装置设置于所述排风管道的内部靠近所述除尘器的一端，所述差压传感装置与所述控制装置连接，所述控制装置还与所述除尘器连接。

4.根据权利要求1所述的用于粉末涂装的除尘系统，其特征在于：所述风机组件包括风机和驱动所述风机转动的变频电机，所述变频电机与所述控制装置连接。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的用于粉末涂装的除尘系统，其特征在于：所述控制装置包括PLC可编程控制器。

6.一种应用如权利要求1至5任意一项所述的用于粉末涂装的除尘系统进行的除尘方法，其特征在于：包括：

在喷涂工作开始时，预设喷涂室内的设定横向气流流速；

在喷涂工作进行时，风速传感装置检测排风管道内的即时风速；

控制装置根据所述即时风速调节风机的风量，以使喷涂室内的实际横向气流流速达到所述设定横向气流流速。

7.根据权利要6所述的用于粉末涂装的除尘方法，其特征在于：所述控制装置将所述即时风速处理为所述喷涂室内的实际横向气流流速，控制所述风机的频率，以调节所述风机的风量。

8.根据权利要6所述的用于粉末涂装的除尘方法，其特征在于：还包括：

在喷涂工作进行时，压力传感装置检测所述喷涂室内的即时压力；

所述控制装置根据所述即时压力调节所述风机的输出功率。

9.根据权利要6所述的用于粉末涂装的除尘方法，其特征在于：还包括：

在喷涂工作进行时，差压传感装置检测所述除尘器的运行阻力；

所述控制装置所述除尘器的运行阻力调节所述除尘器的反吹清灰过程。

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