当今现代涂料生产线成本最高的领域之一仍然是预处理、洗后和预漆循环后的零件干燥。降低干燥成本的一种方法是实施有效的吹吹干燥。虽然这项技术并不新鲜,但系统设计的进步使手动干燥更高效,固定式干燥更节能,并增加了低压多喷嘴系统的覆盖面积,实现了可重复的结果。

与使用加热隧道或压缩空气相比,在简单的部件几何形状上单独使用鼓风机驱动的高速风刀或喷嘴可以减少75%或更多的总干燥能量。


当今现代涂料生产线成本最高的领域之一仍然是预处理、洗后和预漆循环后的零件干燥。降低干燥成本的一种方法是实施有效的吹吹干燥。虽然这项技术并不新鲜,但系统设计的进步使手动干燥更高效,固定式干燥更节能,并增加了低压多喷嘴系统的覆盖面积,实现了可重复的结果。

图1。将高速吹出的空气与加热器隧道相结合可以优化性能并节省能源。

新的机遇

20年前,《蒙特利尔议定书》(逐步淘汰氯氟烃的多国协议)是从溶剂型部件清洗系统转向今天的水清洗方法的基础。在过去的二十年中,水性涂料的质量不断提高,而粉末涂料已成为一种越来越受欢迎的涂层方法。这两种涂层技术都导致了对更严格的水基清洗和干燥系统的需求。烘箱成为大多数干燥过程的“默认方法”;然而,正如技术一直在提高涂层过程其他领域的质量和速度一样,零件干燥的进步现在被视为进一步提高涂层质量的最新机会。先进的零件干燥技术还可以显著降低与涂装线相关的能源和劳动力成本。随着电力和天然气成本的持续上升,以及更高的劳动力价格和在全球市场上竞争的需要,零件干燥不再被视为涂装过程中的必要之恶,而是获得竞争优势的机会。

仅使用加热隧道的传统方法需要大量的能量来煮沸“水坑”的水,然后才能完成部件的干燥。继续使用这种单一干燥方法的主要后果是,最终冲洗水质必须非常高,以防止表面斑点,零件经常被加热到比涂层应用所需的温度高得多的温度,加热器隧道非常长,总能源成本非常高。

一些公司已经转向空气刀或空气喷嘴干燥,但这种方法也提出了挑战。有效的风刀和风嘴干燥零件的关键是“2v”-速度和体积的正确平衡。虽然压缩空气提供了足够多的速度(压力),但产生足够的体积(以立方英尺/分钟为单位,或cfm)以将空气投射到部件表面所需的马力是相当大的。事实上,在大多数吹除应用中,压缩机是浪费的,因为空气喷嘴或空气刀的压力只有压缩机产生的100+ psi压力的50%或更低。

更好的选择是带有高速空气喷嘴的离心式鼓风机系统。由于风量比压力便宜,离心式鼓风机系统具有4:1的运行成本优势。一个典型的20马力离心鼓风机在3 psi可以取代什么将是80马力的压缩空气相同的吹出性能。使用鼓风机驱动的高速风刀或喷嘴单独达到100%干燥部分,与使用加热器隧道或压缩空气相比,可减少75%或更多的总干燥能量。然而,该解决方案仅适用于简单的零件几何形状或小批量生产。对于许多应用,将高速吹出空气与加热器隧道相结合,可以提供两种技术的最佳效果,同时降低50-75%的能耗(见图1)。

手动干燥的手持式喷嘴

对于一些几何形状的零件或超大尺寸的零件,没有什么可以替代使用手持空气喷嘴的操作员进入盲区,并在预漆烘箱前清除“水坑”,或在喷漆前提供完全的空气干燥。与使用压缩空气喷嘴相比,与离心鼓风机一起使用高速空气喷嘴可以显著提高效率。

2007年4月,世界上最大的工程机械公司之一在其位于墨西哥蒙特雷的矿山和采石场设备部门的90吨自卸卡车床线上启动了新的油漆预洗/干燥站。这些卡车床的巨大尺寸,以及这些专业设备的低生产率,意味着手动喷雾棒清洗站和手持吹喷嘴干燥方法是处理这些20 x 12 x 9英尺(6.6 x 3.7 x 2.8米)零件的最具成本效益的方法。

在最终加工、焊接和去毛刺后,卡车床被高负荷车运输到洗涤和干燥站。在倾倒床的两侧,一个操作员站在一个樱桃采摘机式的移动平台上,完成所有的动力喷雾清洗和漂洗,然后是干燥过程。对于干燥循环,安装了一台40马力,3-psig离心式鼓风机,通过空气分配系统向8个2英寸的空气提供空气。-直径高速空气喷嘴。每个操作员都可以使用四个手动激活的2-in中的任何一个。-直径的放电喷嘴,每个喷嘴位于20英尺长的柔性软管的末端。每个喷嘴都有一个手枪手柄和一个蝶阀,操作人员可以根据每次使用调整。

卡车床两侧各有四个喷嘴位置,可使操作人员以最小的重量和较低的气压损失实现最大的机动性。每个喷嘴近700 cfm,出口空气速度为30,000 fpm,鼓风机驱动的喷嘴可以有效地将空气投射到距离喷嘴尖端6英尺的表面。(相比之下,大功率压缩机驱动的喷嘴每个喷嘴只能产生400 cfm。)与压缩空气喷嘴产生的冷湿空气相比,鼓风机还具有50°F增加的空气温度,以增加干燥。

最终的结果是,与使用压缩空气实现相同水平的干燥所需的200马力相比,只需40马力的系统即可实现快速干燥。通过鼓风机驱动系统,工厂每8小时轮班可节省960千瓦时的能源。鼓风机也更安静,仅产生85-87 dbA压缩空气95-100 dbA。

固定空气喷嘴的定点吹除

大型隧道清洗装置出口的大部分吹水系统都被设计为“敲掉水滴”,以便预漆烘箱能够完成工作。实际情况是,由于现有系统无法使零件足够干燥,涂装线操作员通常被迫用压缩空气喷嘴补充低压鼓风机/气刀,以增强水吹出。在某些情况下,烘箱必须在全功率运行,以完成干燥工作。

美国最大的二冲程发动机和便携式发电机制造商之一有一条既定的隧道清洗线,其中发电机框架和安装硬件的各种组件在进行粉末涂层之前要进行清洗。该公司有一个现有的燃气烤箱,用于100%的干燥。偶尔,在零件进入烘箱之前,操作员会拿着压缩空气喷嘴站在洗涤隧道出口处“清除水坑”。

在进行人工和天然气消耗分析后,工厂得出结论,根据人工和天然气减少的估计,增加有效的吹气系统将提供良好的投资回报。2006年7月,一台10马力的高速离心式鼓风机和两个高效喷嘴歧管被选中用于这项工作。这种最新一代的空气喷嘴吹出系统使用2-3 psig的高压鼓风机为多个高效空气喷嘴提供动力,与压缩空气相比,效率提高了75%或更高,并由于增加了表面干燥而减少了25-50%的烤箱热负荷。该系统还采用了气动空气静压室设计,为所有喷嘴提供了小尺寸歧管、低压力损失和均匀的空气压力。旋转喷嘴可以从任何平面的中心角度倾斜45度,直接安装在歧管上,不需要在任何方向上支持每个喷嘴。每个歧管的喷嘴数量和排泄喷嘴的尺寸是根据应用选择的,最小喷嘴中心距离为6英寸。范围从0.5到2.0英寸。直径。

该应用中的发电机框架和部件需要4 - 3 / 4英寸。-直径旋转喷嘴在洗涤隧道出口的每一边。该公司的安装后成本降低分析表明,仅节省天然气一项,每年就可节省11,300.00美元,总安装成本可获得10个月的投资回报。这一分析不包括劳动力和压缩空气的额外节省,也不包括公司所经历的质量改进。

多喷嘴系统的最新创新是结合旋转喷嘴的精确精度,同时获得100%垂直覆盖的空气到部件,而无需加倍鼓风机马力。

往复式喷嘴歧管系统

在过去的几年里,已经做了一些尝试,以使低压多喷嘴系统上的空气喷嘴在其进口轴上旋转,以增加覆盖面积。最新的创新是结合旋转喷嘴的精确精度,同时获得100%垂直覆盖的空气到部件,而无需加倍的鼓风机马力。这些新一代旋转喷嘴可以单独瞄准零件最坚硬的保水位置,而整个管汇可以在6 - 12英寸的管汇上上下操作。冲程击中每一英寸的高度的部分,因为他们通过传送带。其结果是100%的干燥覆盖到外部垂直或水平表面的零件,高速旋转空气喷嘴使用最低的马力。

液压泵和马达的跨国制造商,产品范围从6英寸到14英寸。高,4到8英寸。在直径,最近想更新其喷漆线的干燥系统。该工厂现有的水吹除系统由一个15马力的大流量风扇和多个平面喷射喷嘴组成,但工厂仍然需要操作员在某些电机上使用手持喷嘴进行现场干燥。

电机在分度传送带上单列通过封闭的吹气室,在吹气室中,部件停止40秒,并在固定位置旋转10次,因此选择了15马力的高压鼓风机为5- 3 / 4英寸提供动力。和1。空气喷嘴。这些多个30000 fpm的空气速度喷嘴被驱动在一个12英寸的上下。冲程在2秒循环时间,同时电机旋转。这种设计有效地提供了100%的水吹除覆盖率,同时减少了35-40马力的压缩空气,并允许将一名全职操作人员转移到生产线上执行更高效的任务。该系统节省了大量人力,减少了压缩空气,因此获得了短期的回报。

丰厚的回报

运营成本是每个公司日常管理费用的一部分,但将这些成本应用到喷涂或粉末涂层的每个部件上是一个真正的挑战。轻型零件有10英尺长吗 2 与100磅2英尺的钢框架相同 2 涂层表面?加热干燥隧道的长度和温度可以根据重型部件来设置,但如果轻量级部件占生产的80%,则会浪费大量的能量(开销)来适应异常情况。这种情况可能会对油漆生产线的能力产生负面影响,使其与其他可能已经优化了干燥效率的生产线竞争。

每个工厂在自动化和节能方面的投资都需要证明有良好的投资回报率,所以无论选择什么设备,一定要考虑总拥有成本——包括运营成本。正确的系统可以提高涂料质量,同时提高利润底线。


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