浅谈喷房干式文丘里设计

吴永健，黄国光，邹涛，胡成杰

浅谈喷房干式文丘里设计

吴永健，黄国光，邹涛，胡成杰

（上海蔚来汽车有限公司，上海 200000）

阐述了湿式文丘里和纸箱干式文丘里的应用状态，并着重介绍纸箱干式文丘里系统在蔚来汽车南京先进制造基地的实际应用。

干式文丘里；环保；灵活运用

引言

在车身喷涂方面，即使通过机器人静电喷涂极大的提高了上漆率，但也未能超过80%，因此如何去除喷涂过程中产生的漆雾，一直是涂装设备行业重点研究的课题。

目前主流的去除漆雾设备系统有湿式文丘里和干式文丘里。湿式文丘里通过沉降风将过喷的油漆下压至喷房底部带有药剂的水幕中进行吸附混合，将漆雾从空气中剥离；干式文丘里通过特殊介质如特殊静电药液、石灰石、纸箱等将漆雾从空气中剥离。

本文会着重分析对比湿式文丘里和纸箱干式文丘里的应用状态，以及介绍上海蔚来汽车有限公司在南京栖霞区建设的先进制造基地涂装车间的应用。

1 纸箱干式文丘里

1.1 纸箱干式文丘里工作原理

纸箱干式文丘里将漆雾通过沉降风压入迷宫式的纸箱系统，纸箱内部通过复杂的路径结构排列组合及对离心力的运用，使纸箱干式文丘里具备极强的吸附剥离漆雾的能效，再通过安全过滤袋，系统最高可吸附98%的漆雾。

纸箱文丘里中的纸箱过滤器一般是安放在独立的过滤模组中，正常生产时，可以通过预组装的过滤单元模块进行不停产快速更换，对造作人员无特殊技能要求。

安全过滤袋安装在纸箱过滤模组后端，吸附处理未能被纸箱过滤器捕捉的漆雾。安全过滤袋可以使用袋式的或者布棉式的。如果安全过滤袋使用袋式，则需要按压差设定停机更换；如果安全过滤袋使用布棉式，则可以在设备运行时，自动更换。

1.2 纸箱干式文丘里特点

（1）经济性；

（2）从湿式文丘里变为干式文丘里后，通过采用循环空气作业可以成倍的降低涂装成本；

（3）分离过剩油漆无需其他介质；

（4）无需进行污水处理；

（5）不需要使用化学药品；

（6）降低设备维护成本；

（7）纸箱可拆分折叠，降低运输和仓储成本；

（8）效率性；

（9）吸附能力：按涂料的图层材料可达到100kg/㎡以及更高；

（10）分离率：当前正常分离率可达97%。

（11）可持续性

干漆的处理成本低（例如采用焚烧炉），无需化学品。

（12）人机工程原理

可将喷漆区域的噪音水平降低15~20分贝；

无湿式除漆造成的异味。

（13）灵活性

现有系统改装简单方便；

可用于所有涂层材质；

设备可进行扩展。

1.3 纸箱干式文丘里结构图（垂直&水平）

1.4 纸箱饱和及非饱和状态对比

纸箱在使用一段时间后，正面会结有一团油漆，但并不代表此纸箱吸附状态已经达到饱和，因为大部分漆雾会堆结在纸箱前三分之一处，而纸箱纵深仍然会起到分离和吸附作用。

特别是色漆段的纸箱过滤器单元部分，水性色漆中的色浆、树脂等物质会较明显的堆积在纸箱过滤器表面，会导致色漆段的纸箱过滤器看起来堵塞严重，但纸箱过滤器实际还具有吸附功能，可以正常工作；在清漆段的纸箱过滤器单元则看起来比较干净，但因为2K溶剂清漆的在溶剂挥发后形成粘性更强的树脂膜，对纸箱过滤器的堵塞更为严重，但是目视没有色漆堆积明显。

常规做法是在设备开启状态下，可以观察纸箱过滤器模组压差表是否超压（具体数值按设计要求计算），对与单元模块中过度积漆的，可以将一张纸放在入口开孔处，如果正常工作，纸张会被吸附在纸箱表面。如果纸箱已经饱和，则纸片不会被吸附。

图2 分布不均纸箱单元

1.5 纸箱文丘里设备布置方式及结构

纸箱过滤模块立式布置方式：纸箱过滤单元采用垂直分布，循环风经两侧过滤后回到循环风空调进行温湿度调整，采用立式结构分布有利于模块的更换，喷漆室下端的结构宽带与高度得到有效控制，便于生产线设备布置。

图3 垂直分布方式

纸箱过滤模块水平布置方式：纸箱过滤单元采用水平布置，在喷房格栅底部设置框架固定纸箱过滤器，循环风从底部风道返回循环风空调进行温湿度调节，水平布置的过滤单元对漆雾的过滤更加均匀和彻底，局部纸箱可以得到充分利用，但会带来局部纸箱过滤器更换频繁，而且必须停产维护和更换。

图4 水平分布方式

综合上述两种纸箱文丘里设备布置方式的优缺点，立式布置方式模块化结构构成，将过滤纸箱和安全过滤袋集成在过滤模块单元或者小车中，方便不停产时及时根据现场设备状态和需求进行维护和更换。目前量产汽车车身涂装线漆雾分离系统多采用立式布置方式。

在立式纸箱过滤器系统中，为保证系统的漆雾分离效果，系统设有压差自动检测功能，根据工况确认需要更换的过滤单元，操作人员可通过关闭单元风阀-分离过滤单元-更换过滤单元-开启单元风阀，完成一次过滤模组单元的更换工作。

1.6 纸箱文丘里系统维护注意事项

纸箱文丘里系统在日常维护中，需要注意以下问题：

（1）检查纸箱过滤器完好，没有破损

（2）纸箱过滤器单元中纸箱的安装需要注意纸箱过滤器与过滤单元框架间隙问题，这样的间隙相当于含漆雾的空气直接穿过文丘里系统，纸箱文丘里捕捉效率严重降低，且会污染后端的安全过滤袋和循环空调系统。

（3）在更换过滤器模组时，需要准确和迅速，保证喷房的风平衡和沉降风速符合工艺要求。

（4）需要对压差计采样口进行保护，安装保护海绵，且定期更换，同时定期检查压差计是否可以正常工作。

（5）安全过滤袋的更换和检测必须定期完成，此道功能段是保护循环风空调系统的最后一个保障。

（6）注意机器人清洗系统泄漏对纸箱过滤单元污染的问题。

1.7 纸箱文丘里应用案例

蔚来汽车在南京栖霞区建有一个3JPH的涂装车间，主要用于新车型试制、工艺验证，并可承接部分生产任务。蔚来汽车南京涂装车间喷房室体由人工擦净段、气封、中涂/色漆机器人段、流平段、清漆机器人段、流平段和封闭段组成，喷房各功能段紧凑紧密，喷房空气循环率高达87.7%，从空间结构，设备维护，能源消耗等方面入手考虑进行设备设计，最后选择简单高效的漆雾捕捉系统，纸箱文丘里系统。

在中涂/色漆喷房和清漆喷房下方纸箱文丘里设备长8m宽：5.5m高5m，纸箱采用立式方式分布，由6个单独的纸箱过滤单元组成，每个过滤单元中可安装4×3=12个纸箱过滤器，纸箱过滤器后端再安装2×3=6个F5中效袋式过滤器。每个过滤单元均有两个压差计单独检测纸箱过滤器和袋式过滤器压差。

虽然纸箱材料为防火能力满足DIN4102，但是防水能力较弱，所以在喷房设计时，在纸箱过滤器单元上方设有接液盘，在纸箱过滤器单元室体中，设有排水口，防止因漏溶剂等原因对纸箱文丘里系统遭受不必要的损坏，有效提高设备的安全性。

1.8 环保处理

湿式文丘里系统运行所产生的废弃物主要是含水的漆渣、生产废水，纸箱干式文丘里系统的废弃物，相比较湿式文丘里的而言，更为能量更为集中，体积更小，所以在处理和运输过程中，建议参照GB14444的要求在临时存储和运输期间全程都要使用带盖的容器存放，存储和运输过程中也要注意静电危险。

纸箱干式文丘里系统产生的漆雾过滤纸箱、滤袋，因漆渣占有量可达到80%以上，属于高热值的可燃物，这样的纸箱和滤袋和作为垃圾焚烧发电甚至是替用燃料，剩余物可以作为建筑材料原材料再循环利用。

2 结论

节能环保一直是涂装设备行业追求的一个重要目标，从纸箱干式文丘里设备投入、设备维护、废弃物处理等方面不难看出，均符合这一理念。正因为这样，国内外涂装设备集成商也在积极研发和推广此类产品，逐步替代湿式文丘里系统和其他干式文丘里系统。也希望，有更节能环保的涂装设备被研发和推广。

Carton dry venturi application

Wu Yongjian, Huang Guoguang, Zou Tao, Hu Chengjie

( Shanghai Weilai Automobile co. LTD, Shanghai 200000 )

The application status of wet venturi and carton dry venturi is expounded, and the practical application of the dry venturi system of carton in Nanjing Advanced Manufacturing Base of NIO is emphasized.

dry venturi; environmental protection; flexible use

U466

A

1671-7988(2019)14-109-03

U466

A

1671-7988(2019)14-109-03

吴永健，就职于上海蔚来汽车有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.14.035