静电喷枪的结构分析与优点

邵先月，张英哲，徐应峰，刘婧琦

1 引言

静电喷枪是工业喷涂设备现代化的基础产品。在涂装工艺流水线里，静电喷枪是表面处理最核心设备的主体，它高效、快速地将涂料喷涂至被涂物的表面，使被涂物达到完美的表面处理，既是涂料雾化器又是静电电极发生器。

自2018年起涂装设备行业发展越来越快，产品更新速度也非常快。许多公司已经普及了静电喷枪这种高效便捷的喷涂装备。静电喷枪能够大幅增加材料利用率，它有多种类型，最常见的有以下四种类型。

（1）粉末静电喷枪，它作为静电喷涂的必要工具，其性能的优劣直接决定喷涂效果。一般的喷枪由高压发生器、枪身、喷嘴、控制器流化粉桶以及辅助空气装置等构成。优质的高压发生器（高压模块）能够产生稳定持久的高压电场，使粉末颗粒能够带上有效而足够的负电荷，确保其对工件的可靠吸附。枪身和喷嘴需要优质的材料制成，以使喷枪有较为轻盈的质量和较长的使用寿命。高智能的控制器以及空气动力辅助装置使喷枪提供给粉末合理的空气推动力，用来确保膜厚以及对某些难喷区域的渗透能力。

（2）液体静电喷枪，它是根据静电喷涂原理，通过以接地被涂物为正电极，涂料雾化装置为负电极，并将涂料雾化装置带高负电压，在二极间形成静电界，使雾化涂料粒子带负电，从而使涂料有效地被吸着于相反电极的被涂物上。

液体静电喷枪已广泛应用于市场。它以极高的涂料利用率、高效的涂装生产率、优异的涂装质量以及废漆、废漆雾的大幅度的减少而倍受人们的青睐。一套完整的液体静电喷枪主要由静电发生设备、静电喷枪枪体、供漆气动双隔膜泵浦及其他的喷涂配件构成。

（3）旋杯静电喷枪，它借助边缘线速度高达30m/s以上的旋杯，使涂料在离心力的作用下进行雾化，漆雾在离心力与静电引力下飞向被涂物。静电作用和高速旋转的离心力相结合带来了更高的输送率，利用率更高。旋杯静电喷枪采用耐久性的轴承，高转速雾化，均匀喷涂，效果更佳，效率更高。

（4）盘式静电喷枪，也称为Ω形静电喷枪，是自动静电喷枪的一种。它利用高速旋转圆盘（直径200mm以上，转速3000～6000 r/min）的离心力将涂料甩出雾化，带电后飞向被涂物。离心力和静电作用结合使得涂料利用率大幅度增加。

2 粉末静电喷枪的结构分析及其优点

2.1 粉末静电喷枪的结构分析

粉末静电喷枪设备主要由供粉桶、喷粉枪、控制器和回收装置构成。

（1）供粉桶。经久耐用，流化效果好，外观流畅，采用进口微孔板制成，流动效果好，无箭峰现象，出粉更加均匀，静电喷塑机用不锈钢粉桶，可脱底，流化板能拆卸，换色方便；静电喷涂用集中供粉桶，主要用于粉末喷涂流水线，可根据实际需要定做。可配4-8只粉泵，流化效果好，粉量集中。

（2）喷粉枪。静电喷枪吸收了国外先进技术，枪体采用注塑加工，重量轻、美观，枪内采用二次升压技术，倍压级数达到24级，静电场强大，在枪前端附有旋转助喷气装置，使塑粉雾状更理想。

（3）控制器。静电喷塑设备控制器包括静电发生器、电源控制器、供粉控制器等各控制单元，静电发生器采用光栅显示电压、电流，电路具有短路保护，恒流源控制，采用进口电路、低压输入喷枪，使控制系统更安全。

（4）回收装置。旋风分离器有单管、多管之分。单管的特点是占地面积较小，但设备高大；多管则相反。细分起来，单管旋风分离器又有旁路式、扩散式等。过滤分离器的规格可谓是五花八门，既有与喷粉设备一同订制的非标型，也可由制造厂家设计制造。

2.2 粉末静电喷枪的优点

输送到喷枪上的粉末是可以调控的，具体地说就是可以改变粉末的出粉量和雾化状态，从而实现不同的涂膜厚度，满足不同产品的需要。供粉装置有充足的能力，即便喷枪的输粉管有50英尺长，也可以提供足够的压力和流量。大流量的供粉泵设计，出粉量大、雾化好、出粉均衡。整体机架非常坚固，设计符合人机工程原理，耐用性强。

3 液体静电喷枪的结构分析及其优点

3.1 液体静电喷枪的结构分析

液体静电喷枪，俗称静电喷漆枪、静电喷油枪、喷漆静电喷枪等，主要由喷嘴、喷枪、静电发生器、油漆泵浦构成。

喷嘴是静电喷枪雾化装置。有圆形喷嘴和扇形喷嘴，一般是根据涂料种类以及被涂物的不同进行选择。

喷枪构造原理与普通空气喷枪一样，结构简单、但其对精密度要求极高，需采用耐腐、耐磨、抗电击等极高要求材料、确保寿命。采用优质的喷嘴、喷帽、涂料阀，特殊处理的枪针等。

静电发生器也叫控制器或者主机，通过高压模块产生电场力，实现静电喷涂。

油漆泵浦是静电喷枪的涂料供给系统，涂料的动力源。

3.2 液体静电喷枪的优点

液体静电喷枪因其喷涂的涂料能够自行吸附于工件表面，电场力使其环绕着被涂物，大大的减少了涂料的浪费。喷涂时正面和侧面都能吸附上涂料，低压高雾化效果，涂膜均匀，涂膜质量更好。而手动空气喷枪需要较大的喷涂压力，且喷涂距离不能太远，只能喷涂正面，从侧面飘过的油漆就是浪费。如果喷涂压力与距离没掌握好，手工操作不当，喷涂效果更差。很多案例证明，应用于连续性喷涂场所，1支静电喷枪相当于4支手动喷枪的效率，节省涂料达10%以上，喷出的涂膜效果更好，节省人工，节约成本，减少了浪费，更好的提高了生产率，实现了量产。

4 旋杯静电喷枪的结构分析及其优点

4.1 旋杯静电喷枪的结构分析

旋杯静电喷枪是自动静电喷枪的一种，原理见图1。旋杯是一个具有锐利边缘，能高速旋转的金属杯，旋杯接直流高压负极，被喷涂工件接正极，于是在旋杯和工件之间形成高压静电场。旋杯转速达每分钟5 000到5 500转。涂料从中心输送到高速旋转杯头，杯头被充电并将高电压传递给涂料。采用静电方式时与空气静电的使用场合一样。不过与其他方式不同的是以杯缘为电极，这是由于杯子与气体旋转装置传导电压之故。当涂料接触到杯头时，即被充高压负电荷。因为这些电荷相互排斥，当涂料离开杯头时，涂料颗粒被电荷分裂成更小更均匀的颗粒，直到涂料的表面张力与电荷相斥的力相平衡为止。静电作用与高速旋转的离心力相结合，产生更好、更均匀的涂料颗粒，这些带高压电荷的颗粒被吸引到工件上，带来出色的表面质量和极高的涂料传递效率。双层杯碟，流道离心力学无障碍的设计能够清洗死角，并且采用绝缘材质的枪身更加安全。盘式静电喷枪的原理和旋杯静电喷枪的原理相差不多，也是利用离心力和静电相结合从而很好的细化涂料颗粒，达到更好的附着效果。

4.2 液体静电喷枪的优点

（1）高速离心力雾化，喷幅均匀及静电排斥雾化可获得最佳的涂装品质，同时具有极高的上涂率；

（2）重量轻、体积小，可以搭配往复机及机械手臂喷涂；

（3）容易保养，管线与喷枪均装保护套以防止喷枪及管线的污染，圆形外观容易清洁。

5 总结

通过对静电喷枪的结构分析，粉末静电喷枪可以满足不同产品的需要，液体静电喷枪可应用于连续性喷涂场所，旋杯静电喷枪应用最广泛，在车辆配件、木器家具、碳纤体育用品、玻璃制品、建材五金、家电用品及所有金属涂装等方面都有使用。如今静电喷枪的发展越来越快，相比手动静电喷枪，自动静电喷枪的涂料利用率更高，更节省油漆。

图1 旋杯的雾化技术