喷漆房结构及设计方法

 一、  概述

喷漆房是一个对过滤喷漆对象进行喷漆的房间。喷漆房是提供涂装作业专用环境的设备，能满足涂装作业对温度、湿度、光照度、空气洁净度等要求，它能将喷漆作业时产生的漆雾及有机废气限制并处理后排放，是环保型的涂装设备。根据对漆雾处理方式的不同，喷漆房设备可分为干式和湿式两种。干式喷漆房可喷漆、烘干一体节省投资。湿式喷漆房处理漆雾效率高，又可分为水(油)帘式、水洗式、水旋式等。

喷漆房一般由室体、送风系统、排风系统、供水系统、漆雾捕集系统（漆泥处理系统）、供漆系统、工件吊挂系统、电器控制系统（照明系统）等组成。一般喷漆房的设计参数要求如下：

 1、照明：烤漆房内明亮度需达到800—1000勒克司，而且需要使用接近D65光源的灯光，同时房内墙壁应为哑光白色。当采用通过玻璃等透明材料的隔板照明时应采用固定式灯具作光源并用隔板将装设灯具的区域与静电漆区隔开，其安装缝隙应采取可靠的密封措施，隔板的材料是难燃的和不易破损的且隔板上的沉积物厚度不许影响规定的照度。

2、空气流量：一般情况下对于干式喷漆房，风机压头可取0.7-1.0KPa，对于湿式喷漆房，风机压头可取1.26-1.5KPa，工作区的带载风速一般取0.3-0.5m/s。

3、过滤效果：过滤除尘效果达到98% 以上。一般修理厂使用的顶棉有EU5和EU6两个型号，可以在使用烤漆房时在房内用太阳灯照射上部，通常每平方米极细小灰尘应小于5颗。

4、室体：烤漆房必须是密封的，而且在接缝处不应有漆尘的积聚；房体采用子母插式保温喷塑墙板，密封、保喷漆房温性能好，铝合金包边大门，门中央装有观察窗，可随时观察房内动态；房体侧面装有工作门，方便工作人员进出。

5、升温速度：烤漆房从20℃升至60℃所用的时间大约是l0—l5min，同时应注意有些烤漆房的温度计不准，测量温度时要以烤漆房内喷涂件的温度为准。

6、噪声：噪音不大于75dB。

综上所述，喷漆房的设计要点是：1、确定合理的配置形式。 2、确定合理的喷漆室水平面空气平均流速。3、送风、排风系统合理匹配，保证喷漆室内微正压。4、照明布局合理。5、漆雾的净化方法合理，不能将污染严重的气体排向大气。此外设计时要考虑消除静电；选用的灯具、开关一定要防爆,以免在开启时发生危险。还必须符合我国的相关法律法规。如GB3096 城市区域环境噪声标准、GB7691 涂装作业安全规程、GBJ4 工业企业三废排放试行标准、GB14444-93 喷漆室安全技术规定等。

二、设计方法

1、喷漆房室体

喷漆房的室体是用来把过喷的漆雾限制在其范围内，再由通风装置使漆雾沿一定的流动方向流至过滤装置进行处理。室体一般由动压室、静压室和喷漆房体等组成。从供风系统送来的风进入动压室，使气流和气压分布均匀，再经动压室下部的袋式过滤器进入静压室。使静压室的气流分布更均匀。在静压室与喷漆房体之间有整体的支承框架，在它上面铺上无纺布过滤层。风经过这一过滤层流向喷漆间内更均匀。喷漆房体一侧采用钢化玻璃窗和壁板封闭，室体外侧安装日光灯照明灯箱，灯光通过密封的玻璃窗照射操作区域，操作区域外侧设置带自动关闭器的门。另一侧采用壁板封闭，壁板上设检修门。

喷漆室室体尺寸是根据喷涂件尺寸确定的，设工件长×宽×高=l×b×h, 且室内只有一个工作台，则

喷漆室内部长度,( 为工件端面至室体端墙内面距离，m)

喷漆室内部宽度,( 为工件侧边至室体侧墙内面距离，m)

喷漆室内部高度,( 为工件顶面至室体均压顶棚底面距离，m)

2、送风系统

送风系统为是喷漆房操作区域提供经调温、调湿、过滤的洁净新鲜空气的设备。送风量取决于喷漆房内风速的大小、喷漆房的大小，温度、湿度和除尘度取决于所喷涂的涂料品种、涂层外观质量要求和操作人员的作业环境。喷漆房典型的空调送风系统：防鸟栅栏（进风口）→吸风调节百叶窗→预（初）过滤器→预加热器→水洗段及挡水板→后加热器→风机→后过滤器→消声器→送风调节百叶窗。根据用户的不同需求，空调送风系统可有以上不同段组成。它们安装在一个通道式的一般为镀锌钢板制做的室体内。由于风量较大，只具备加热升温的功能，因夏季降温耗能量及投资大，一般不设降温装置，不具备降温的功能。加热热源为热水、蒸汽、电、燃油、导热油、天然气等。在北方冬季，室外气温降到－20℃以下场合，在吸风口可安装天然气燃烧喷嘴，直接加热，在风沙大的地区在引风口可增设砂过滤器。在南方，绿化环境好、风沙少和湿度高的场合，为节省投资，可省掉水洗段。水洗段的水槽，壁板采用不锈钢板制成，供应的水质要好。在过滤器的前后一般安有压差计，当压差达到一定值时就应更换过滤元件。过滤元件采用无纺布过滤材料制成。一般都从厂房外吸风，吸风口选择在强风时砂尘少的场所，离喷漆房排风口远一点或在其风向上侧处，吸风口应安装金属网或栅栏，以防止吸入鸟类。为防止风机的噪声传入喷漆房，在风机后的风道应安消声器。

风机大小根据喷漆室大小及换气次数确定其单位小时的送风量为喷漆室单位小时换气次数与室内体积之积。温、湿度和除尘程度取决于所喷涂料的品种、涂层外观质量要求和操作人员的作业环境。

3、排风系统

对于干式喷漆房来说，送风系统可根据要求取舍，主要是根据喷涂环境要求而定，但排风系统是必须设置的。排风系统由排风风机及风管等组成。排风风机可选用轴流风机、离心风机，排风量小于送风量，以保证喷漆房内为微正压。排风系统多采用漆房侧面或下部抽风的形式，即漆雾的过滤层设置在侧墙位置或是漆房下部，排风机必须选用防爆型风机。

排风机风压的选择：漆雾过滤层一般采用60mm的玻璃纤维过滤网，背部出风侧用钢板网支撑。对于这种常用的玻璃纤维过滤网，它的最终压损通常在250pa< 左右，再加之通风管路的沿程阻力和局部阻力，整个排风系统和漆雾过滤层的总风阻在400~500pa 范围以内。
    排风机风量的选择：由于干式喷漆房多选用手工喷漆，排风断面风速要求为0.5~0.6m/s，照度为400-500lx。排风量：
Q=∑(SixVi)
式中：Q———需要的排风量，m3/s
Vi=———排风断面风速，m3/s；
Si=———排风断面面积，m2。
由此可以看出，干式喷漆房排风系统的所需风量较大，而风压较小，因此只要保证排风量足够大就基本能满足生产时对漆雾的控制要求。】

4、漆雾捕集系统

漆雾捕集系统分为干式和湿式两大类。

干式漆雾捕集系统采用过滤网对漆雾进行捕集，滤网型过滤器也称为捕捉器，其结构是把玻璃纤维或纸质纤维制成的滤网固定在框架两面，成为垫状。过滤器两面的网目不同，吸入面的目数较大。滤网型过滤器的特点是不仅能捕集带有粘性的涂料颗粒，而且也能捕集失去粘性的涂料颗粒。随着捕集漆雾量的增加，滤网的孔目会被阻塞，影响过滤效果，这时需要更换新网，失去作用的滤网烧掉废弃即可，处理简单。

湿式漆雾捕集系统有淌水、喷淋式、水帘式装置。淌水装置亦称瀑布装置，是喷漆房****级漆雾过滤装置，设置在喷漆房的漆雾清理室的正前面，可分为喷射和溢流等形式。喷淋式装置是用喷射的水滴来清洗漆雾，由清洗室壳体和喷水系统组成，清洗室壳体为钢结构，其长度为喷漆房的长度，为满足喷洗的要求，壳体内用钢板隔成几个区间，喷水系统是清洗漆雾的主要部分，在清洗室壳体内，每排喷嘴用挡板隔开，使气流曲折流动，进行多级清洗。喷淋式装置容易堵塞，清理工作量大，可单独用于喷淋式喷漆房，在用于水帘式喷漆房时，与淌水装置合并使用效果较好。水帘式装置是用密实的水帘来清洗漆雾，同喷淋式相比较，结构简单，不需要喷嘴和管道，从根本上消除了堵塞，水帘式装置有多级水帘和蜗形水帘两种结构。水帘式装置是在几块活动悬挂的金属板上部设置溢流槽，使水溢流在水帘板上，以形成密实的水膜，并在水槽吸风口处形成一道水帘。干式过滤方式不使用水，没有废水的产生，运行费用底，所要求的风量和风压小，涂料损耗少。但这种方式过滤漆雾不彻底，设备污染严重，着火的危险性大。湿式过滤方式有废水产生，需要另外设置废水处理系统。另外，湿式过滤方式所要求的风机风压较高，从而增大了涂料的消耗。

5、供水系统（湿式）

供水系统由水泵、管路等组成。喷漆房的供水量可按下式计算：
Gw=Q·у·e
式中 Gw——喷漆房总供水量（kg/h）
Q——喷漆房的排风量（m3/h）..
у——含漆雾空气重量（kg/m3）,
一般取у=1.2
е——水空比，一般取е= 1.6～2.5

6、 漆泥处理系统（湿式）

漆泥处理有两种方式：一种是直接在喷漆房的水槽内处理，另一种是设置循环水池。往喷漆房的水槽内或循环水池中加入絮凝剂，使水中的漆滴相互凝聚，人工打捞漆渣后的水循环使用。含漆雾废水定期排放至废水处理站进行处理。

7、电器控制系统

目前大多数涂装生产线上的电器设备仍用PLC控制，但相当一部分已在使用PC机作显示和监测之用，逐步地将过渡到全部用PC机代替PLC，这样处理能力大大提高，用户界面友好。新的电器柜控制柜面板上已经没有一排排的按钮了。

8、喷漆房集中输、调漆系统

喷漆房集中输、调漆系统一般由加料系统、液位控制系统、搅拌系统、循环系统、过滤系统、保温系统和电控系统等组成。

8.1 加料系统

加料系统的作用是向喷漆室的输漆系统补加涂料，通常由输漆罐、调漆罐、气动隔膜泵、虹吸管和加料过滤器等组成。

（1）气动隔膜泵

气动隔膜泵的作用是输送涂料。由于气动隔膜泵具有成本低、能源消耗少的优点，因此在加料系统中被大量使用。

（2）加料过滤器

加料过滤器的作用是除去涂料中的杂质。可以单独在加料前设置加料过滤器（大多采用滤芯式过滤器），溶剂型漆一般采用这种过滤方式；也可以不单独设置加料过滤器，而是通过三通与回漆过滤器共用的方式对加料进行过滤，水性漆一般采用这种过滤方式。

8.2 液位控制系统

液位控制系统的作用是控制输漆罐和调漆罐中涂料的液位，有浮球式液位控制器和超声波液位控制器。

（1）浮球式液位控制器

浮球式液位控制器依据机械原理对涂料液位进行控制。这种液位控制方式容易受到搅拌器搅动涂料时造成液位波动的影响，所以控制精度不高。

（2）超声波液位控制器

超声波液位控制器通过传感器控制液位。该系统通常与输漆罐和调漆罐的液位压力控制系统连锁，具有控制输漆罐和调漆罐的加料、搅拌速度和液位报警等功能。

8.3 搅拌系统

为使输漆罐和调漆罐内的油漆能够分散均匀、性能稳定，减少对金属漆和珠光漆的剪切力，在输漆系统的油漆罐上均使用变频控制的减速电机搅拌器，该搅拌器可以通过液位传感器感知油漆液面的高度。可以通过控制柜自动调节搅拌器的转速，使搅拌器工作在合理的转速范围内。

为保证良好的搅拌效果，必须注意以下几点。

a.输漆罐和调漆罐内应该没有死角，因此需根据油漆罐的直径和高度选择搅拌器的桨叶直径和转轴长度。

b.搅拌速度应适当。搅拌速度过快，会对油漆造成过度剪切而有损油漆的性能，涂装时容易产生色差和流挂等缺陷；搅拌速度过慢，则会造成油漆沉淀，影响油漆的均匀性。因此，在设计输、调漆系统时，往往根据以往的经验选择搅拌器的电机系统、搅拌桨的结构和尺寸，从而达到****的搅拌效果。搅拌桨的结构按其功能分为3种：a.低剪切、高流量；b.低压、低流量；c.高剪切、低流量。具体喷漆房结构见图1。在保证涂料混合均匀、不沉淀的前提下，应尽量降低搅拌桨的转速，以减少对油漆的剪切力。