1943

Установка КИТ-1654Т комплектуется двумя типами краскораспылителей: краскораспылителем высокого давления КРБ-1 в обычном исполнении и краскораспылителем высокого давления с удлинителем и поворотной головкой КБУ-1, предназначенным для нанесения ЛКМ на удаленные и труднодоступные поверхности. В установке КИТ-1654ТПБ исполненной по первому типу, на тележке закреплен специальный бак для ЛКМ емкостью 46 л.

Рис. 6.20. Установка безвоздушного распыления КИТ-1654Т:

1 – тележка; 2 – шланг всасывающий с фильтром грубой очистки; 3 – насосный агрегат; 4 – фильтр тонкой очистки; 5 – панель управления; 6 – регулятор давления; 7, 9 – манометры; 8 – кран; 10, 11 – краскораспылители высокого давления; 12 – шланги высокого давления; 13 – маслораспылитель; 14 – вентиль

Насос высокого давления имеет удлиненный нижний стакан, заканчивающийся фильтром грубой очистки и заходящий внутрь бака.

Многопостовая установка безвоздушного распыления УБР-МП предназначена для нанесения ЛКМ под избыточным давлением до 120 105 Па (120 кгс/см2) одновременно в 4-6 рабочих местах (окрасочные посты), удаленных друг от друга на расстоянии 150 м. Установка УБР-МП представляет собой стационарную насосную станцию, засасывающую ЛКМ из краскозаготовительного бака и подающую его под высоким давлением к краскораспылителям. При этом обеспечивается непрерывная циркуляция ЛКМ по замкнутому контуру системы трубопроводов. Насосная станция устанавливается в краскозаготовительном отделении или поблизости от него и по контуру соединяется со всеми окрасочными постами системой магистральных трубопроводов. В необходимых местах системы устанавливаются отводы с вентилями высокого давления для подключения шлангов с краскораспылителями.

192

Получили распространение УБР с роторным приводом насоса высокого давления. При применении роторного привода упрощается конструкция установки, уменьшается износ привода. Вследствие большой скорости движения плунжера насоса (800-1000 ходов в минуту) значительно уменьшаются колебания рабочего давления ЛКМ.

Для более мелкого распыления ЛКМ повышенной вязкости и получения покрытия высокого качества в УБР может быть использован подогрев материалов до температуры близкой к температуре кипения растворителей. Благодаря этому легколетучая часть растворителей при выходе ЛКМ из сопла почти мгновенно испаряется, что сопровождается огромным расширением объема (в 1500-1800 раз) и дополнительно способствует лучшему измельчению ЛКМ. Образующийся факел распыленного ЛКМ при этом четко очерчен и почти не образует красочного тумана, т.к. защищен от окружающей среды оболочкой из паров растворителя, предотвращающей рассеивание частиц ЛКМ (туманообразование) и попадание пыли окружающей среды. Установка УБР-3 с подогревом комплектуется всасывающим шлангом с фильтром грубой очистки и сдвоенными шлангами высокого давления, по которым ЛКМ подается в краскораспылитель и неизрасходованный ЛКМ возвращается обратно.

Рис. 6.21. Установка безвоздушного распыления с роторным приводом:

1 – электродвигатель; 2 – кривошип; 3 – направляющие; 4 – скалка; 5 – плунжер; 6 – насос; 7 – клапан всасывающий; 8 – бак; 9 – клапан нагнетательный; 10 – шланг высокого давления; 11 – краскораспылитель; 12 – пружина;

13 – винт регулировочный

Уход за установками БР: перед началом работы УБР должна быть осмотрена и проверена. Особое внимание должно быть обращено на надежность крепления шланга высокого давления к краскораспылителю и

193

насосу, шлангов для подвода сжатого воздуха и ЛКМ, чистоту фильтров, наличие смазки в масленках, отсутствие засохшего ЛКМ в краскоприемном патрубке, всасывающем шланге, головке краскораспылителя. Краскоприемный патрубок промывают в емкости с растворителем, соответствующим тому типу ЛКМ, который предполагают использовать. Затем включают установку, настроив ее на минимальное давление воздуха 1 105- 1,5 105 Па (1-1,5 кгс/см2) и в течение 2-3 минут распыляют растворитель, направив головку краскораспылителя в свободную емкость. После промывки системы краскоприемный патрубок переносят в емкость с предварительно профильтрованным ЛКМ, устанавливают редуктором требуемое давление сжатого воздуха и выдавливают остатки растворителя до появления из головки краскораспылителя чистого ЛКМ. Окраска древесных изделий методом БР требует некоторого навыка и тренировки рабочего. В процессе окраски краскораспылитель необходимо держать перпендикулярно окрашиваемой поверхности на расстоянии 250-300 мм, перемещая его с такой скоростью, при которой будет наблюдаться нормальная укрывистость поверхности при отсутствии подтеков. За один проход краскораспылителя на поверхность может наноситься покрытие толщиной 30-45 мкм, поэтому во избежание подтеков наложение одной полосы на другую необходимо производить осмотрительно.

МБР с подогревом и без подогрева можно наносить ЛКМ широкого ассортимента: пентафталевые, глифталевые, фенольные, нитроцеллюлозные, эпоксидные, алкидно-стирольные, масляно-битумные, перхлорвиниловые и др. МБР не рекомендуется применять для нанесения ЛКМ с грубым и легко выпадающим в осадок пигментом или наполнителем. МБР без подогрева получают покрытия толщиной до 45 мкм. Метод рекомендуется применять при окраске средних, крупных и особо крупных деталей, узлов и изделий при единичном, серийном и массовом производстве. МБР может быть использован при автоматической окраске изделий. Широкий диапазон условий, в которых может быть использован МБР требует отработки технологических режимов окраски в каждом конкретном случае. На эффективность и экономичность МБР и на качество покрытия оказывают значительное влияние параметры технологического режима работы установки:

1.Производительность краскораспылителя, т.е. расход ЛКМ через сопло.

2.Давление ЛКМ.

3.Вязкость ЛКМ.

В зависимости от размеров окрашиваемых изделий и типа ЛКМ необходимо установить оптимальную производительность краскораспылителя, выбрав соответствующее сопло с таким расходом и шириной отпечатка, которые способствовали бы получению равномерного покрытия с минимальными потерями ЛКМ за его контур.

194

Для крупногабаритных изделий простой формы и нанесения высоковязких ЛКМ рекомендуется применять сопла повышенной производительности. Для изделий небольших размеров или имеющих сложную конфигурацию хорошие результаты достигаются при использовании сопел небольшой производительности.

Рис. 6.22. Краскораспылитель высокого давления КРБ-1:

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; 11 – предохранительное устройство; 12 – крючок пусковой; 13 – гайка накидная; 14 – уплотнение; 15 – ускоритель; 16 – головка

сферическая; 17 – сопло; 18 – корпус головки; 19 – рукоятка

Техника безопасности. Окраска изделий МБР должна проводиться в окрасочных цехах с оборудованием рабочих мест местной вытяжной вентиляцией (камеры, напольные решетки). При наличии в цехе только общеобменной вентиляции не обеспечиваются нормальные санитарногигиенические условия труда. Высокая производительность установок и наличие красочного тумана способствуют созданию высокой концентрации паров растворителя и ЛКМ в помещении может привести к взрыву или пожару. Принцип вентилирования окрасочных камер для БР тот же, что и для пневматического. Объем отсасываемого воздуха в открытых проемах камер с боковым отсосом следует принимать по скорости всасывания воздуха в камеру (0,5-0,7 м/с). К работе к УБР допускаются специально обученные рабочие, которые обеспечиваются спецодеждой, средствами индивидуальной защиты и личной гигиены. Если рабочий работает внутри

195

окрашиваемого изделия (вагон, кузов), он должен надевать фильтрующий респиратор или респиратор с подачей чистого воздуха. При работе УБР запрещается повышать давление ЛКМ в системе выше максимального значения, указанного в паспорте. Запрещается направлять краскораспылитель в лицо и помещать палец или руку перед соплом. Во время перерывов в работе спусковой крючок краскораспылителя должен быть поставлен на предохранитель. Во время работы и в ее отсутствие запрещается наступать на шланги для подачи ЛКМ в краскораспылитель, класть на них тяжелые предметы и изгибать радиусом меньше 150 мм. По окончании работы УБР должно быть выключена, а давление на ЛКМ в системе насос – шланг – краскораспылитель снято.

6.4. Нанесение ЛКМ в электрическом поле высокого напряжения

Нанесение ЛКМ в электрическом поле высокого напряжения (электроокраска, электрораспыление) является наиболее экономичным методом окраски. Благодаря воздействию электрического поля на перемещение частиц распыленного ЛКМ, они наиболее полно осаждаются на окрашиваемой поверхности. При этом сокращаются потери ЛКМ на туманообразование и для очистки воздуха достаточно удалять пары растворителей.

По значению и распространению в промышленности электростатическое распыление занимает одно из первых мест. Этот способ экономичен, обеспечивает хорошее качество покрытий, позволяет автоматизировать процесс и отличается высокой производительностью. Электрическое поле оказывает воздействие на аэродинамические частицы ЛКМ, что приводит к практически полному осаждению распыляемого ЛКМ на изделия (потери ЛКМ составляют не более 10%). В электрическом поле можно окрашивать изделия из различных материалов, с применением стационарных и ручных установок. Этот способ особенно приемлем для окрашивания мелких деталей не очень сложной формы, деталей приборов, авто-, вело- и мотодеталей фурнитуры, бытовой техники, мебели, обуви и др. Способ электрического распыления используется также при окраске средне- и крупногабаритных изделий, таких как кузова и кабины автомобилей, железнодорожные и трамвайные вагоны, автобусы. Метод используется в массовом и серийном производстве, а также для окрашивания единичных изделий. При использовании электростатического распыления ЛКМ улучшаются санитарно-гигиенические условия труда, и повышается общая культура производства. Однако способ электростатического распыления имеет следующие недостатки:

1) используется сложная и дорогостоящая аппаратура;

196

2)ограничения в использовании ЛКМ; не все ЛКМ можно использовать при окраске этим методом.

ЛКМ должны иметь определенные электрические параметры. Оптимальное удельное объемное сопротивление v должно составлять

5 104-5 106 ом м, а диэлектрическая проницаемость =6…10. В этих пределах получается максимальный заряд капли. Распыление в электрическом поле улучшается с уменьшением поверхностного натяжения ЛКМ. Чтобы ЛКМ можно распылять в электрическом поле, его надо разбавлять. Для этого применяют различные растворители, характеризующиеся изменением удельного объемного сопротивления v и диэлектрической проницаемости в больших пределах: v – от 1 102 (этанол, ацетон) до 1 1011 ом м (ксилол, уайт-спирит); – от 26 (этанол) до 247 (толуол). Достигнуть необходимых электрофизических параметров ЛКМ можно также и с помощью ПАВ.

При введении от 0,3 до 0,5% ПАВ вместо низкокипящих летучих растворителей (ацетон и др.) можно снизить на 2-3 порядка v и увеличить

ЛКМ, получая эффективное распыление.

На рис. 6.23 представлена схема установки с высоковольтным выпрямителем для отделки изделий в электростатическом поле высокого напряжения.

Рис. 6.23. Схема установки с высоковольтным выпрямителем для отделки изделий в электростатическом поле высокого напряжения:

1 – высоковольтный трансформатор; 2 – трансформатор накаливания кенотрона; 3 – кенотрон; 4 – ограничительное сопротивление; 5 – автоматический разрядник; 6 – шинопровод; 7, 9 – изоляторы; 8 – стойка авторазрядника; 10 – бак с лакокрасочным материалом; 11 – дозатор; 12 – распылитель;

13 – изделие; 14 – подвеска; 15 – цепной конвейер

197

Данная установка может эксплуатироваться в соответствии с действующими правилами и нормами эксплуатации высоковольтных электротехнических установок и правилами безопасности условий труда и пожарной безопасности. Двери и проемы камеры распыления должны иметь автоблокировку, которую снимает высокое напряжение при входе человека в камеру. Все металлические части установки, находящиеся под напряжением, должны быть заземлены. Перед подачей высокого напряжения и включением конвейера должны подаваться звуковой и световой сигналы. Вытяжная вентиляция должна быть сблокирована с высоковольтным выпрямителем, чтобы без ее включения нельзя было подать высокое напряжение на распылители. К обслуживанию установки должны допускаться только лица, которые прошли инструктаж по технике безопасности, пожарной безопасности и охране труда.

Сущность электростатического способа заключается в распылении ЛКМ с одновременным сообщением образующимся частицам красочного аэрозоля электрического заряда, благодаря чему они равномерно осаждаются на противоположно заряженном изделии. Возникновение заряда на частицах аэрозоля ЛКМ связано с наложением постоянного электрического поля высокого напряжения (50-140 кВ), при этом изделие, как правило, заземляется. Существует несколько способов зарядки аэрозольных частиц, но практическое использование нашли два из них: ионный и контактный.

Ионная зарядка – это зарядка ионной адсорбцией. Широко используется в аппаратах электронно-ионной технологии благодаря высокой эффективности и простоте процесса. Источником ионов является коронный разряд, возникающий в пространстве между двумя электродами, например, между электронной сеткой, соединенной с источником высокого напряжения и заземленным изделием. Важным свойством коронного разряда является его способность сообщать заряд частицам аэрозоля, находящемуся на некотором расстоянии от электрода. Заряд возникает в результате адсорбции частицами аэрозоля ионов, возникающих при ионизации воздуха. Адсорбция происходит до тех пор, пока силы отталкивания между ионами, осевшими на частице, и силы притяжения ионов вызывает направленное движение аэрозольных частиц или капель ЛКМ по силовым линиям поля в сторону окрашиваемого изделия. На рис. 6.24 представлена схема ионной зарядки частиц.

Рис. 6.24. Схема ионной зарядки капель ЛКМ:

1 – коронирующий электрод; 2 – молекулы газа; 3 – частица ЛКМ; 4 – изделие

198

Максимальный заряд qmax, который приобретает капля ЛКМ, может быть рассчитан по уравнению Потенье:

где – диэлектрическая проницаемость ЛКМ; Е – напряженность поля в данной точке; r – радиус капли.

Напряженность поля для точечного заряда Q рассчитывается по уравнению

Е= Q/ Sl2,

где S – диэлектрическая проницаемость воздуха;

l – расстояние от заряда до заземленного предмета.

Контактная зарядка – это зарядка путем электростатической индукции. Происходит в результате контакта ЛКМ с острой кромкой распылителя, выполняющего одновременно роль коронирующего электрода. Для лучшей зарядки материала выбирают электрод вытянутой формы, образующий кромку в виде острия. Чем меньше радиус распыления, тем больше напряженность электрического поля в этом месте и легче возникает коронный заряд, вызывающий распыление и зарядку ЛКМ. Коронный разряд образуется на острие кромки электрода, если напряженность поля достигает 3 МВ/м. При этом электрические заряды интенсивно стекают в воздух, вызывая его ионизацию в прилегающем к электроду пространстве. При подключении высокого напряжения к коронирующему электроду на острие его кромки создается поверхностный заряд большой плотности. Если на такую кромку подать тонкий слой ЛКМ, то он будет заряжаться и под влиянием сил электрического поля вытягиваться и стекать с поверхности в направлении заземленного изделия, как это показано на рис. 6.25.

Рис. 6.25. Схема электростатического распыления и контактной зарядки частиц: 1 – коронирующий электрод; 2 – слой ЛКМ; 3 – изделий

199

Образуется направленный движущийся аэрозоль заряженных капель ЛКМ. Заряд капли аэрозоля, полученный при контактной зарядке, определяется уравнением

где и – напряжение, подаваемое на электрод; ик – напряжение тока, соответствующее появлению тока коронного

разряда;– радиус закругления кромки распылителя;

l – расстояние от распылителя до изделия;

А– расчетная константа;

– диэлектрическая проницаемость ЛКМ;

v – удельное объемное электрическое сопротивление ЛКМ.

С повышением приложенного напряжения заряд возрастает и уменьшается при увеличении и l. Заряд растет также пропорционально квадрату радиуса капли ЛКМ. Однако масса капли, определяющая кинетическую устойчивость аэрозоля, увеличивается еще быстрее – пропорционально кубу радиуса. Высокая степень диспергирования ЛКМ благоприятно сказывается на распылении. При контактной зарядке ЛКМ заряд аэрозольных частиц в 10-30 раз больше, чем при ионной, поэтому промышленные электроокрасочные установки работают с использованием контактного способа зарядки. Зарядка капель способствует не только их дроблению и направленному движению, но и образованию частиц. При электростатическом распылении факел образуется в результате взаимного отталкивания заряженных капель. Угол между образующими факела является функцией напряженности поля Е, радиуса r и заряда Q капли:

tg =f(E, r, Q).

Большой угол факела не всегда желателен, так как возрастают потери ЛКМ за счет уноса вентиляцией. Поэтому на практике используют различные способы фокусирования материала с учетом габарита и формы окрашиваемых изделий. Заряженные в электрическом поле частицы ЛКМ двигаются к поверхности окрашиваемого изделия по определенной траектории. Она формируется под влиянием действующих на частицу следующих сил:

F Fq Fê FE Fc ,

где Fq – сила тяжести;

Fк – сила, обусловленная действием электрического поля;

FЕ – сила, обусловленная неравномерным распределением напряженности электрического поля;

200