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對水旋噴漆室除漆霧裝置的改進分析論文
引言
水旋器和底部結(jié)構(gòu)是水旋噴漆室除漆霧的關(guān)鍵部件，它們是專為捕捉漆霧而設(shè)置的，能否正常工作關(guān)系到整臺設(shè)備的使用效果。常規(guī)的水旋噴漆室底部結(jié)構(gòu)已延用多年，在工程實踐的過程中發(fā)現(xiàn)存有明顯不足，歸納起來主要有兩點:
1) 噴房進出口處水旋器的氣流量較少，各個相鄰水旋器存在氣流的相互干擾，水旋器內(nèi)氣流利用率低，氣流自身也不穩(wěn)定;
2) 噴房底部地坑充滿水和漆泥的混合物，維修清理困難。
以往解決這類問題的途徑是: 局部增加擋風(fēng)板和調(diào)整噴房的局部風(fēng)量等方法。由于該類方法缺乏針對性，即使進行反復(fù)試調(diào)，效果依然欠佳。此外由人工在水中清理漆泥，面積大，勞動強度高，效率較低。本文采用增設(shè)水槽組件的方法，可使各水旋器獨立工作，每個水旋器的風(fēng)量可調(diào)。水槽有自己的漆泥溢流通道，不占用整個地坑，改進后底部清理也變得簡便易行。
1 水槽組件的特點
傳統(tǒng)水旋噴漆室的底部為矩形地坑，設(shè)計者初衷是節(jié)省設(shè)備投資，讓其兼做一個大型水池。在水旋噴漆室工作時，地坑蓄滿水后，整個水面收集來自所有水旋管底部出流的漆泥，漆泥遍及整個地坑水面。
底部水槽組件安裝在每個水旋管的正下方，由水槽本體、風(fēng)盒與調(diào)節(jié)風(fēng)門組成。
水槽又分主槽和副槽，槽內(nèi)設(shè)有長條溢流槽，溢流槽相連溢流管，溢流管放置在水槽內(nèi)。溢流管內(nèi)平時存水用作水封，水封高度通常取大于200 mm，保證在工作時不會倒灌風(fēng)，防止溢流口處成為抽風(fēng)系統(tǒng)的進風(fēng)口。
水槽的上方安放風(fēng)盒，在風(fēng)盒的一端設(shè)有調(diào)節(jié)風(fēng)門。風(fēng)盒是五面體倒置在每個水槽上方，風(fēng)盒與槽體、水旋器桶身的聯(lián)結(jié)處密封，并與水槽液面形成封閉的空間。獨立調(diào)節(jié)風(fēng)門可改變每個水旋器的空氣流量。
噴房工作時，水旋管內(nèi)的水流進水槽，當(dāng)液面超過溢流盒高度時，開始溢流，漆泥由主槽流向副槽，再由副槽流向主排水溝。這樣非漆泥通道以外的地坑表面可保持潔凈。維修時整個水槽可以移位，方便自身及水旋管的清理，水旋器底部沖擊板到水槽溢流面的高度，需保持在100 mm 左右，在安裝水槽時，通過調(diào)整水槽和溢流盒的位置可精確實現(xiàn)( 這樣的位差，可使顆粒彈性碰撞加劇，更有效的吸收較小的霧化顆粒) ，地坑基礎(chǔ)的誤差也不會對其產(chǎn)生影響。
每個水旋器下方設(shè)置了獨立水槽組件，自然將水旋器相互分開，工作狀態(tài)也相互獨立了。
2 綜合性能的對比分析
2. 1 霧化原理
水旋噴漆室的霧化方式為雙流體霧化，又稱液柱式空氣霧化，主要利用液態(tài)工質(zhì)和空氣的速度差，使空氣流速高于液體流速而將水旋管內(nèi)的柱桶狀的液膜拉破撕裂成形霧滴。
水旋管上端沿在水泵的作用下，形成穩(wěn)定的溢流，溢流流體的形狀呈柱桶狀，在重力的作用下自然向下流動，流速約為1 m/s，此時柱桶狀流體表面( 含漆霧) 空氣流速則為15 ～ 25 m/s。液體與氣體進行混合，形成兩相流，并以高速噴出，在水旋管底部沖擊板上發(fā)生撞擊、剪切后，再一次強化霧化，可以得到更細、更均勻的霧滴。
值得注意的是如霧化顆粒過小，會導(dǎo)致漆霧隨抽風(fēng)氣流飄逸，不能有效沉降在水旋器沖擊板上，還會串至風(fēng)道，沿風(fēng)道運動，一直污染到風(fēng)機葉輪。由以上分析知，水旋管內(nèi)高速氣流的大小和方向直接關(guān)系到水旋噴室的霧化效果。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的水旋噴室的結(jié)構(gòu)無法均勻地分配風(fēng)量，使得每個水旋管內(nèi)的氣流速度均勻分布，并達到15 ～ 25 m/s，造成全部水旋器霧化不充分，甚至個別水旋器不發(fā)生霧化現(xiàn)象。
2. 2 改進后水旋噴漆室的調(diào)試要點設(shè)備安裝完畢后需進行調(diào)試，調(diào)試分為無水調(diào)試和霧化調(diào)試。
無水調(diào)試是在不開噴槍的情況下，保證噴室內(nèi)每個水旋管內(nèi)的空氣流量相等。方法是用風(fēng)速儀在水旋管上端面測速，取平均值，如有差異，通過調(diào)節(jié)風(fēng)門來實現(xiàn)風(fēng)量一致。
霧化調(diào)試是啟動水泵，讓水旋管內(nèi)的桶狀水膜流動，雙流體霧化現(xiàn)象就會發(fā)生，此時操作人員可站在噴房內(nèi)，觀察水旋管內(nèi)霧團的升騰高度，通常以300 mm 左右為宜，大約在水旋管腰部以下，這時對應(yīng)的霧化顆粒度大小也比較合適。
經(jīng)過以上簡單的調(diào)試，水旋噴漆室基本消除了傳統(tǒng)水旋噴漆室存在的不足，捕捉漆霧的能力得以提高，延長了設(shè)備維護清理周期。
2. 3 文氏噴房和水簾噴房霧化
文氏噴房和水簾噴房都采用雙流體霧化的結(jié)構(gòu)，液態(tài)流皆為平面瀑布狀，而水旋水膜為柱桶環(huán)狀。兩者水膜形狀上有差異，但水膜霧化原理相同。霧化程度判定方法相同，均可用雷諾系數(shù)Re來計算。
文氏噴房和水簾噴房避免霧化顆粒過小，可在抽風(fēng)風(fēng)道內(nèi)增加擾流板來降低霧化氣流的數(shù)值，減少系統(tǒng)的雷諾系數(shù)Re。最終達良好的使用效果。
3 結(jié)語
水旋噴漆室室體愈長，噴漆室霧化效果愈明顯。河南某工程實例中噴室采用雙工位，每個工位9 m，總長度為18 m，縱向沿18 m 方向均勻放置12個水旋器，橫向?qū)ΨQ于噴房中心設(shè)置2 個水旋器，整個噴房就有24 個水旋器，如此數(shù)量水旋器的噴房，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)很難做到每個水旋器霧化均勻。加裝水槽組件后，全線24 個水旋器霧化均勻，設(shè)備運行穩(wěn)定取得了客戶的好評。
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