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  2. 工程案例

新型環保噴砂房的設計與制造分析

根據多年從事噴砂涂裝生產經驗,介紹了新型環保耐用噴砂房的設計,并針對生產的具體要求,提出了相應的解決措施,本設計生產方案,可供噴砂房設計人員和使用客戶參考。

新型環保噴砂房
新型環保噴砂房

0?引言?

為了提高半成品薄板工件、大型重量級部件及專用車車體的噴砂前處理質量,改善一線工作人員的勞 動工作環境,降低工作人員的勞動強度,減少顆粒排放 量,達到大氣污染排入標準,降低噪聲環境污染,設計 了環保型涂裝前處理噴砂房,它既能滿足大批量生產 的需求,又能達到環保型工業發展的要求,也更好地提 高了半成品件涂裝前處理的質量。

1?設備組成及性能

?1.1?噴砂機主機

主機是噴砂系統的核心組成部分,其性能直接影 響到操作系統能否正常、高效地運作。本設計采用了保 壓式高效超大容量噴砂主機,可同時帶?2?個磨料控制 閥、2?把高速噴砂槍工作。高速噴砂槍采用的是文氏噴 槍管,氣流進入高速噴砂槍的收縮段時,氣流開始加速 直至音速,當氣流到達文氏管的擴張段時,氣流繼續 加速;在文氏管的擴張段有圓周分布的二次補氣孔,因 此在超音速段,氣流急劇膨脹,噴嘴從二次補氣孔引入 大量的輔助空氣,將磨料進一步加速;與普通噴砂槍相 比,這種噴砂槍的噴砂速度更快,工作效率提高?50%, 且反沖力較小,操作時省力;槍的內襯里由碳化硼耐磨 材料制造,工作壽命長,每把槍可使用?800?~?1 000 h。

1.2?噴砂房體

噴砂房工作尺寸為?18 000 mm×7 000 mm×8 000mm(長×寬×高),房體是噴砂作業的操作主要場所。本 房體采用?100 mm?方管做基本框架,內部采用?25 mm?×?40 mm?方管做內部支撐,外面采用?70 mm?厚彩鋼夾心 板制造,外形美觀,安裝便捷,防腐耐用;彩鋼板夾心為 聚苯乙烯,與常規彩板房體相比具有消音功能(可以將 噴砂時產生的?1 500~2 000 Hz?的噪音降到?500 Hz?以 下);保溫隔熱功能,防水、耐腐蝕、耐氣候性好;室體內 部全面安裝?5 mm?厚耐磨橡膠板,能有效地保護房體, 橡膠板受損后,可以快速更換新的板面。頂部采用迷宮 式進氣口及勻流板。迷宮進氣口?24?個,尺寸為?500 mm?×?500 mm,勻流板可將進入的氣流均勻地分配到 房體的整個水平截面,使室體氣流均勻。房體靠主機一 側面設有工作門,便于調整主機和對設備進行檢修,同 時小門上也設有?300 mm?×?300 mm?有機玻璃視窗,便 于操作人員內外聯系。

底部采用美國?ABB?分司的蜂窩吸砂回收地板技 術。室體內地面為鋼制承重格柵地坪,格柵采用槽鋼和 扁鋼制成,其承載負荷大于?35?(t?可滿足鏟車和工件自 行進出重量負荷),地坪制做成塊狀裝配結構,便于工 人進行日常維護。

1.3?砂塵分選器?

從蜂窩地板回收而來的磨料及粉塵的混合物,必須經過砂塵分離器將砂料與粉塵分離之后,砂料才能 循環使用,分離的效果直接影響噴砂的結果及除塵器 的過濾性能。本設計除塵器采用了專門設計的兩級風 力分離器,第 1 級為獨特的旋風慣性分離器,第 2 級為 氣流反吹式分離器,可以有效地將回收系統中的砂塵 分離,分離后的完整磨料回到噴砂主機繼續循環使用, 粉塵及碎料則被送到除塵器中經過濾后貯存在除塵器 中等待定期清理。為保證罐體和管路內沒有磨料,砂塵 分離器設有砂料控制閥,遇緊急情況或維修時可完全 控制磨料進入砂罐。

1.4?除塵系統?

除塵系統包括吸塵管道、排塵管道、沉降室、除塵器等,其中除塵器是該系統的核心。采用的除塵器是濾 筒式結構,濾筒全部采用進口產品,其中濾料采用日本 生產的新型材料,其獨特之處是把一層超亞微米級的 超薄纖維通過特殊工藝黏附在濾料上,黏附層的纖維 排列非常緊密,其間隙僅為底層纖維的?1%,實現了對 亞微米級粒子的超級過濾,幾乎所有的顆粒都被濾集 在濾筒的外表面。而正是這種特殊的工藝、材料,保證 了濾筒式除塵器驚人的過濾效果和效率。由于粉塵不 會穿透深入到濾材內部,這種結構有利于粉塵在空氣 的反吹清灰過程中輕而易舉脫落。這樣可以獲得較高 的過濾效率和較長的使用壽命。

濾筒在結構上做成折疊的圓筒形,外徑為?350 mm,內徑為?250 mm,筒高為?900 mm。一個標準濾筒過 濾面積為?20 m2,而同樣體型的布袋式除塵器的過濾 面積僅有?1 平米,大大減少了除塵器的體積。

除塵器的清灰方式是除塵器能否正常使用的關鍵技術,本除塵器采用脈沖反吹清灰方式,其工作原理 為:當脈沖控制儀發出信號時,脈沖控制閥排氣口被打 開,脈沖閥背壓室外的氣體泄掉壓力,膜片兩面產生壓 差,膜片因壓差作用產生位移,脈沖閥打開,此時壓縮 空氣從氣包通過脈沖閥經噴吹管小孔噴出 (稱為一次風)。當高速氣流通過文氏管誘導器誘導了數倍于一次 風的周圍空氣(稱為二次風)進入濾袋,造成濾袋內瞬 時正壓,實現了清理灰塵的目的。

通過增加除塵器的過濾面積,可以降低除塵器的 過濾風速,從而降低粉塵的排放量,本濾筒式除塵器的 過濾風速為?0.4?~?0.8 m/min。濾筒按統一的標準制造, 采用高速連接,使濾筒拆裝方便,減輕了勞動強度,改 善了勞動條件。室外排放煙囪的高度不低于?15 m。?

1.5?蜂窩吸砂地板

本噴砂房采用了美國?ABB?公司的蜂窩吸砂地板技術,這樣噴砂房無需挖深地溝,節約了基建成本;磨 料的回收采用風力動力,整個回收系統無螺桿輸送機、 斗提機、皮帶輸達機等運動易損件,設備磨損小,維修 簡單方便。吸砂底板采用西安交大技術配方生產的特 種合金漏砂板。該技術填補國內空白,替代進口產品, 產品耐磨性能好、使用壽命長,是普通吸砂底板的 10 倍左右,保證使用壽命在 10 a 以上。蜂窩式吸砂地板的 底部均勻分布蜂窩式的小斗,這些小斗與小斗下的分 氣管路連接,分氣管路又與風機的主管路連接,分氣管 路與主管路的風速均大于砂料的懸浮速度;當噴砂作 業時,噴出來的砂料全部落到蜂窩式的小斗中,再從小 斗落入分氣管中,最后通過主管路回到磨料分選器中。

由于蜂窩式噴砂房的砂料回收及粉塵回收的進氣口全部安裝在蜂窩式吸砂漏板的下面,氣流及粉塵始終 是自上而下,粉塵一直被壓制在噴砂房的下部,因此噴 砂房內?0.5 m?以上的空間粉塵濃度很低,能見度非常 高,工作環境較好;而傳統的噴砂房由于結構上的原 因,除塵口必須安排在噴砂房的頂部或側面,其粉塵的 流向是自下而上或水平流動,因此噴砂作業時噴砂房 內的粉塵含量始終很高,能見度低,工作環境惡劣。

?1.6?可調溫式噴砂防護服

可調溫式噴砂防護服由呼吸過濾器、呼吸調溫器、 防護頭盔、工作衣組成。呼吸過濾器能過濾空氣中的油 霧、水分、粉塵等,充分保護操作工人的身心健康。呼吸 調溫器以壓縮空氣為動力,利用壓縮空氣的壓縮或膨 脹實現調溫,可以調節過濾后的空氣溫度,調溫范圍在10 ~ 30 °C,經調溫后的空氣均勻分散進入頭盔,使工 人更加舒適,創造了一個較好的工作環境。

1.7?照明系統

室體頂部均勻分布了?400 W 12?套雙管?PHILIPS金鹵燈照明燈具,左右兩側面均勻分布有?12?套雙管日 光燈,燈罩外部采用?10 mm?鋼化玻璃,外面再加鋼絲 網防護罩。設計定位時充分考慮燈具的照明強度及舒 適感,保證噴砂操作時工作人員良好的工作環境。?

1.8?噴砂工作平臺

室體內兩側各設有 1 套操作工人工作平臺,操作 人員可在工作平臺上方便地進行噴砂作業,工作平臺 為電動,操作按鈕在工作平臺上,操作簡單,安全可靠。 工作平臺可以升降及橫向移動伸縮(手動)。升降區域 400 ~ 2 800 mm;橫向移動 8 000 mm,伸縮 1 400 mm。 工作平臺的可伸縮部分在不使用時可收縮,需要時伸 張,這樣既實用美觀又便于操作工人對復雜工件進行 噴砂涂裝前處理作業。

1.9?電控系統

電控系統采用了三菱可編程控制器進行集中控制,具有處理速度快、性 能穩定可靠、通訊聯網方便等特點??刂葡到y考慮了操 作的安全性,控制開關裝有安全銷,在噴砂操作作業過 程中,如果操作人員不先把安全銷按下,噴砂開關是打 不開的,這樣就避免了誤動,提高了系統的安全性。在 風機的控制上,采用星三角啟動方式,減小了電機的啟 動電流。在安全方面,在控制回路中設有過載、反向、缺 相保護功能,這樣就更有效地保護了電機,避免了因為 過載、反向、缺相而損壞電機,在電路的設計上,采用標 準模塊,減少電器元件的數量,減少接線量,將電控制 系統的故障源除低到最小。接線均設有接線盒,便于設 備拆裝及維修,整套設備采用進口工業?PLC?機可編程 序控制,故障診斷及報警,從上料-送進-噴砂-出料-?除塵,全過程自動化控制,實現自動和手動操作。

2?結語?

該方案已在公司半成品薄板件、大型重量級工件及專用車車體整車涂裝前處理噴砂工藝實施,效果較 好,并成為涂裝車間環保型改造的一個重大推進項目。?環保型噴砂前處理的推行大大提高了生產效率,降低 了操作工人的勞動強度,同時也為提高涂裝前處理的 質量打下了堅實的環境設備基礎,也為滿足工程機械 行業涂裝發展的需要做好了充分的準備。

我司專業從事噴砂房、涂裝設備設計制造,經驗豐富、技術可靠,歡迎垂詢。

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