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噴涂機漆料回收結構裝置
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  • 更新時間:2014-06-29
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    第一章
    1.1 漆霧捕獲裝置設計概述
    1.1.1 設計目的
    漆霧中的有機溶劑——— 苯、甲苯、二甲苯屬強毒性溶劑, 作業時散發至車間空氣中, 工人經呼吸道吸入后, 可引起急性和慢性中毒, 主要引起中樞神經系統及造血系統的損害, 短期吸入高濃度( 1 500 mg /m3 ) 的苯蒸氣, 即可引起再生障礙性貧血; 經常吸入低濃度的苯蒸氣, 也可引起惡心、嘔吐、神智模糊等神經癥狀, 少數還可引起神經衰弱癥候群。漆霧對作業工人的危害不容忽視, 企業需采取切實可行的噴漆廢氣治理措施, 減小污染物排放, 降低有毒有害物質對噴涂車間工人的健康危害。而且在噴涂作業時,油漆的附著率僅為30%~50%,其余很大一部分油漆呈霧狀混在空氣中,而這部分油漆是沒有利用到的,在一方面來說,是對噴涂材料的浪費,若進行收集并回收利用,可以節省噴涂作業的成本。所以綜上所述,本設計的主要目的是兩個,第一是保護噴涂工人免受油漆的傷害。第二是為企業節約成本,達到更高的經濟效益。
    1.1.2 設計任務
    本次設計的任務是讓我們綜合運用我們所學的機械原理、機械設計、工程圖學以及課余自學軟件PROE完成漆霧捕集裝置的三維造型設計。并利用互換性的相關知識,對各零件的裝配關系進行設計。用空氣動力學,解析幾何進行必要的設計計算。
    1.1.3 設計要求
    1、回收容量不小于80升;
    2、不允許油漆外泄;過濾器便于裝拆;
    3、整個回收裝置能夠靈活移動;回收裝置內腔便于清洗;
    4、裝配圖A0#1張、零件圖總量不少于A0#1張;
    5、編寫設計計算說明書一份。
    6、英文文獻翻譯,不少于3000Words。


    1.2 漆霧捕獲裝置研究現狀及創新
    1.2.1 國內外的研究現狀
    以下內容基于氣液分離為參考概括:
    離心式分離器:1995年GLCC(圖1.2.1a)被應用于多相流量計環,先用單相流計計算GLCC分離后的氣體,然后再進行合并,解決了很多相流測量的難題。2002年曹學文在此基礎上,研發了漩渦模型、入口分離模型、氣泡及液滴軌跡等用來預測分離性能的模型,利用這些模型,管柱式漩渦離心分離器的技術也趨于成熟。

    圖 1.2.1 a 分離器結構
    折流式分離器:氣液混合體,沖上折流板后,液態由于密度較空氣大,會由于慣性作用積聚在折流板上,經研究發現弧形葉片與折板形葉片的除霧效率相近,但在壓降方面,弧形板比折板的壓降小,故弧形葉片除霧器的綜合性能比折板式除霧器要好。
    重力沉降式分離器:該技術由于研發較早,已基本成熟。當前研究的重點在于研制高效的內部填料提高其分離效率的效果。此類分離器的設計關鍵在于確定液滴的沉降速度,然后確定分離器的直徑。螺旋片導流式氣液分離器(CS):1996年Franca等研發了螺旋片導流式氣液旋流分離器(圖1.2.1b),在井口就可以達到氣液分離的效果,并且分離后的液體和氣體都用不同管道輸送,增加了采油回收率,多相流輸送時的堵塞和沉積現象也得到了完美的解決。因而在氣液分離、石油天然氣開采中的油氣,壓縮空氣的凈化處理。特別是在偏遠地區油井及遠距離油氣輸送方面應用廣泛。

    圖 1.2.1 b 螺旋結構的三維幾何模型

    圖 1.2.1 c 螺旋結構網絡
    旋流板式氣液分離器:旋流式分離器的結構如圖1.2.1d所示。除液的關鍵部件是筒體中的錐形旋流板。氣流穿旋流板時就成為旋轉氣流,二相流中的液體會因為離心作用甩向側壁,匯集流到溢流槽內,達到了氣液分離的目的。該設備的優點在于壓降小,不易堵塞;缺點是調節比小,分離效率受氣流流量影響較大。

    圖1.2.1 d 旋流式氣液分離器結構
    軸流式氣液旋流分離器:該分離器結構如圖1.2.1e其離心力是由導向葉片產生的,因而旋流比較穩定,且阻耗小。而且該分離器結構簡單,中間流道的連接和管柱整體結構形式簡單,能夠與常規坐封工藝和起下作業工藝吻合,顯著降低了加工制造難度和加工成本及現場操作技術難度,廣泛應用于井下氣液分離方面。
    圖 1.2.1 e 軸流式氣液旋流分離器
    從涂裝方面來說,由于我國工程機械涂裝發展相比汽車行業晚了5-10年,一直沒有形成獨立的涂裝體系;當國外工程機械行業公司進入后,促使工程機械涂裝工藝設備上有了較大的發展,工程機械涂裝發展到今天新的涂裝體系已經基本形成。但是規格多、品種雜、重量大、體積大,而且不容產品生產特點和使用環境不同。對于含有油漆廢氣的處理技術并不完善,主要是采用濕式采集法。目前比較成熟的漆霧處理設備也比較多,例如:由梁樺機電設備研發生產的水簾噴漆房,利用風機和水來獲取漆霧混合過濾凈化。由供水裝置、水膜、水吊裝置、平面水吊混合裝置、霧化混合裝置、水箱捕集裝置、濾筒捕集裝置、濾網水吊混合裝置、濾網過濾裝置、氣水分離裝置、上水版捕集裝置、風道等組成。在新型軸流風機吸力的作用下,含有漆霧的氣體向處理機進風口方向流動,一部分漆霧直接接觸到水膜板上被水膜吸附、也有一部分被水吊沖刷,其余未被水膜和水吊捕捉到的殘余漆霧再通過處理機平面水吊混合、霧化混合、濾網捕集、水箱捕集、水吊混合、濾網過濾、氣水分離、水板捕集分離后排出風道。再如由廣東同盛環保科技有限公司研發生產的QW干式漆霧過濾裝置,用干式過濾的方式處理漆霧,不使用水,無二次污染,廣泛適用于家具制造,電器生產,五金加工有需噴漆的制造行業。
    國外涂裝技術起步較早,隨著環保觀念的提高,以及對更高效益的追求,不斷發展的技術已經滿足了從濕式吸收法向干式吸收法的過渡。先進的產品也較多,例如:德國杜爾公司推出的噴漆室排氣干式凈化裝置,在除凈噴漆室排風中漆霧方面使用干式分離技術,與通常采用的濕法(水洗)分離技術相比,不再產生特殊的垃圾,可節省水和能源。它們與機器人及噴涂參數匹配,使噴漆室排風不須追加過濾,可直接再循環使用,不須向噴漆室供給全部新鮮空氣。分離過程完全自動化,分離不用水和化學藥品,過濾介質(元件)完全可再生利用�?晒澕s能源30%,通過排風再生循環利用,供新鮮空氣量的減少,有降低廠房和相關設備的投資35%的潛力,另外材料及維護費用也可降低;采用這種新的漆霧捕集方法后涂裝過程的單車成本(CPU)可降低10%,且是環保性最好的捕集漆霧的工藝方法。

    1.2.2 本次設計的創新
    噴涂作業時,高濃度的油漆通過壓縮空氣從噴槍中高速噴出時,誘導周圍的空氣流動,漆霧無序發散,用敞開式集氣罩來捕集漆霧是比較困難的,由于集氣罩氣流速度衰減快,抽風時需要很大的風量才能在罩口形成所需的最低控制風速,所以該設備動力消耗高、管道易磨損、磨擦阻力大,效果并不是很理想 為了更好的對漆霧進行處理,密閉小室作業似乎是很好的解決方法�,F如今已經廣泛應用的濕式噴漆室———水洗式漆霧捕獲裝置就是典型的小室作業。它的捕集率高,消防安全。但它的缺點是為除漆霧,耗水、耗化學藥品(凝聚劑),近十倍的增加了廢氣物的排量,而且廢棄物的處理費用高、壓損大都不符合當今的節能減排、可持續發展的時代要求。隨著新型的干式噴漆室的研發并投產應用,成為一項重大的革新。傳統的干式捕集法是在氣流通路中設置擋板,利用折流原理,油漆將大部分凝聚在擋板上,然后流回容器中,在捕集裝置尾端設置過濾網,也可以起到將油漆從混合氣體中過濾出來的作用。可是折流的效率畢竟不強,所以要達到標準的捕集效率,需要設置多塊擋板,這樣一來,捕集裝置的體積會相對較大。為了讓漆霧捕集的效率更高,本設計構想是,混合漆霧從主捕獲箱的進氣口進入主箱后,順著螺旋片沿外壁旋轉,由于主捕獲箱體為錐形,故截面積由上到下會越來越小,氣流流速也會越來越大,離心力也越來越大,油漆將最大限度的被甩向側壁,并沿壁流入主回收容器。一次處理過的混合氣體將從螺旋片底部管道向上導入副捕獲箱中。在副捕獲箱內,與多塊復合折流板發生折流效應,油漆將在復合擋板上析出,并順壁流入箱底。經二次處理后的混合氣體內還含有少量的油漆,這部分油漆通過副捕獲箱尾部的過濾棉后幾乎可以去除。三次處理后的氣體最終由真空泵從箱尾的出氣口抽出實現對漆霧的捕獲和廢棄油漆的回收工作。 ...
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