喷漆室一系列装置的设计与计算

万仑仑 杨茹凯 杨智涵

【摘 要】 水旋器喷漆室能够很好的处理漆雾，它具有结构紧凑，节约用水的优点，是当前应用很广泛的一种大型的处理漆雾的设备。水旋器喷漆室装置的设计与计算是我在水旋器喷漆室系统设计工作中的重中之重。

【关键词】 喷漆室 装置 设计 计算

1.总体设计

喷漆室的原理是能够使水和漆雾完美的结合，其中的过滤装置安装在喷漆室底室的格栅上，还有一些其它的装置比如送風装置，排风装置，最终将油漆处理掉，这样就完美的保护了涂层的质量，处理漆雾的设备的技术状况对于车厢的涂装质量，以及漆雾对环境的污染方面有极大的影响。我考虑一些设备比如空调平台，挡板气水分离器等装置的设计方案，然后进行一系列计算工作，把我们学过的知识用在设计上，并且还研究有关喷漆室的参考资料，对室体，底室，排风系统的结构作一定的设计，绘制出有关的草图，对它的性能进行讨论。先设计出一些方案，计算并且进行检查看看它合不合理，最后从中找到最理想的方案。最后使用计算机软件比如AutoCAD或者是SolidWorks将喷漆室系统的二维模型和三维模型构建出来。最后检查有没有存在一些问题，再进行修改。

2.漆渣处理装置的设计

漆渣处理装置能够把漆渣在循环水中分离出来，让循环水可以一直被用，一般在循环水槽中设置漆渣处理装置。可以在水中加入漆雾凝聚剂来方便处理。我们想到了三种方案。第一是打捞式漆渣处理装置，它处理漆渣的方式是用行走升降捞渣机来处理，用内衬尼龙和钢板网来制成捞渣斗，这种装置具有很小的占地面积，能将池底浮渣和液面浮渣拆分开。第二是过滤式漆渣处理装置，水槽里面的水收集了大量的油漆颗粒，这些含油漆颗粒的水经过冲击管冲至释放口，这些油漆颗粒上浮到分离槽的液面上，水从水阀运动到循环水池里面，这样可以一直连续使用。如果收集的油漆颗粒的量达到一定的程度时，这种水阀可以自己自动关住，关闭后分离槽就会出现液面上升的现象，漆渣也会自动进入过滤渣斗里面，最后吊车把渣斗送到运渣小车上，其中过滤渣斗是用内衬尼龙编织袋和钢板网制作的。第三是刮板式漆渣处理装置，这种装置占用很少的面积，使用上下两套刮板将池底淤泥和液面浮漆消除掉。最后通过分析得出，第二种方案是最佳方案。

3.门洞的计算

1.对门洞的宽度进行计算

公式为b0=b+2b1

其中b0是门洞的宽度，b是客车车身的最大宽度，b1是门洞和客车车身之间的间隙。

取b1=200mm b0=（2500+2×200）=2900mm

2.对门洞的高度进行计算

公式为h0=h+h1+h2

其中h0是门洞的高度，h是客车车身的最大高度，h1是客车车身下部到门洞底边的空隙，h2是客车车身的顶部到门洞上面的空隙。

取h1=400mm，h2=200mm

h0=（3000+400+200）mm=3600mm

4.挡板气水分离器和水旋过滤器的计算

1.水旋器数量的计算

公式为N=L/K

其中N要取整数，它是水旋器的数量，L是喷漆室的长度，K是水旋器的间距。

式中L=15000mm，取K=1000m N=15000/1000=15（个）

2.水旋器直径的计算

公式为D=1000×√（4Q/3600×3.14Nv）

其中D是水旋器的直径，v是到水旋器的收缩口处的空气的流速，Q是喷漆室的排风量。

取Q=114660m?/h，N=15，v=22m/s

D=1000×√[4×114660/（3600×3.14×15×22）]=350mm

3.气水分离器的面积的计算

公式为S=Q/（3600×v）

其中S是气水分离器它的横截面积，Q是到气水分离器的空气流量，v是气水分离器它的横截面上的空气流速。

式中Q=114660m?/h，取v=2m/s

S=114660/（3600×2）=15.9m?

4.气水分离器它的尺寸的计算

公式为b0=S/L3

其中b0是气水分离器的高度，L3是气水分离器的长度。

b0=（15.9/4）m=3.975m=3975mm

5.供水装置的计算

1.总共的供水量的计算

公式为G=Qpe 其中，G是喷漆室一共的供水量，Q是喷漆室的排风量，p是里面包含漆雾的空气堆的密度，e是水空比，也就是去除1kg含漆雾的空气所要的水量。

式中Q=114660m?/h，p=1.2kg/m?，取e=1.5

G=114660×1.2×1.5kg/h=206388kg/h

2.注水管的数量的计算

公式为n=G/（3600×ρ1vS）

其中，G是喷漆室里面漆雾的过滤装置的供水量，n是过滤器的注水管的数量，v是注水管里面的水的流动速度，S是指一根注水管它的有效截面积，ρ1指的是水的密度。

式中，G=206388kg/h，v=1.0m/s，注水管取D=80mm

S=（1/4×3.14×0.08×0.08）m?=0.005m?，n=206388/（3600×1000×0.005）=11.47个，将其圆整得n=12个。

6.照明装置的计算

公式为N=EAD/Fu

其中，N是需要的灯管的数量，E是喷漆要求的照度，A是照射地的面积，D是减光的补偿率，F是每个灯的光通量，u是喷漆室的照明率。

式中，A=210m?，E=1000lx，令D=1.7，F=2850lm，查表得u=0.4

N=1000×210×1.7/（2850×0.4）支=313支，灯在喷漆室的两边的长度的方向应该均匀分布，并且使用12支灯为一组，总共设置28组。

7.结论

这次喷漆室装置的计算工作虽然很繁琐，但是我已经将喷漆室装置的尺寸初步确定，并且满足可行性以及安全性要求，为我下一步使用AutoCAD进行二维图绘制以及SolidWorks进行三维图绘制埋下了伏笔。

【参考文献】

[1] 胡宗武，徐履冰，古来德.非标准机械设备设计手册.北京：机械工业出版社，1998

[2] 成大先.机械设计手册.第四版.第一卷.北京：化学工业出版社，2002

作者简介：万仑仑（1995-），男，汉族，河南潢川人，研究生，郑州大学，研究方向：机械设计及理论。