基于汽车涂装职业健康安全下的喷涂清洗设备创新研究

吕翼峰

基于汽车涂装职业健康安全下的喷涂清洗设备创新研究

吕翼峰

（苏州建设交通高等职业技术学校，江苏 苏州 215000）

随着国内汽车保有量的不断增加，各大城市道路拥挤已经是常态，数据显示，截至2020年中国汽车保有量突破2.8亿辆，每天发生在路上的刮蹭事故屡见不鲜，但由于车型复杂，损伤位置及程度的不同，都无法做到机器批量化修复，必须由维修技师通过经验评估，专业技能的操作及不同的修复工艺，针对不同的情况才能完成修复工作。喷枪是车漆修复必要的专业设备，在使用过程中要保证车漆表面修复质量，稳定喷涂，对其进行清洗十分重要。文章结合实际需求，通过实践，制作出一款具有污水处理功能、可循环使用的水性漆喷枪室内快速清洗机，既能保证喷枪洁净程度，延长喷枪使用寿命，降低企业对喷涂设备的投入，不占场地空间，又能避免更大的环境污染，降低企业环保维护成本，改善管理难度，该设备的应用在汽车维修后市场及开有汽车涂装专业的职业学校会有很大的市场前景，也给广大汽车维修企业的管理者和维修人员带来福音。

环保；水性漆；喷枪；清洗机

1 技术背景

汽车涂装作业属于车身修复的一部分，维修作业的车辆型号、颜色、损伤程度和区域都大相径庭，无法做到机械化程序化修复，只能通过人工作业修复。在日常的操作过程中，清洗喷枪是保证维修质量最重要的一环节。“工欲善其事，必先利其器”，喷枪的干净与否直接影响车漆的作业质量，影响交车时间，也就会影响客户满意度。

在很长一段时间里，汽车修补漆都是溶剂型油漆，由于其干燥速度快，性能稳定，而被广泛运用，但随着环保法规的日趋严格，国标中对作业过程中的可挥发性有机化合物（VOC）的排放要求一再提高，如2020年发布的GB/T 38597—2020《低挥发性有机化合物含量涂料产品技术要求》，人们对职业健康安全意识也不断加强，新型水性修补漆应运而生，并逐步得到推广，并且形成趋势。但从现状看，汽车维修企业的环保维护成本居高不下，导致一些企业在缺乏监督管理的情况下出现清洗水性喷枪直接对着自来水进行冲洗，污水直接排进下水道的现象，造成更大污染。如果选择大型清洗机清洗，设备价格昂贵，清洗时间较长，频繁进出喷涂烤房可能会污染车漆，影响交车质量。

在使用喷枪喷涂溶剂型修补漆的过程中，喷枪的清洗均采用香蕉水来清洗，香蕉水又称天那水，有刺激性气味，且挥发性强，易燃。虽然香蕉水的清洗能力较强，但对操作者的防护要求很高，有一定的危险性。

水性漆的推广，有效减少了香蕉水的使用量，从环保角度和职业健康安全角度都有很大转变。水性漆喷枪的清洗，使用普通的自来水就可以清洗，但清洗后的污水不能直接排入生活污水管道，需要添加一种凝絮剂并搅拌后，使污水中的物质凝结成块与水分离，分离后的水才可以排入下水管道，而凝结后的物质则当作有害生活垃圾来处理即可。

图1 污染环境式的清洗喷枪

目前而言，一些企业施工者在清洗水性漆喷枪时并未按要求进行操作，在缺乏监管机制和督察的情况下，清洗水性漆喷枪的污水都是直接排进了下水道，如图1所示，极不符合环保要求，如下图所示。即使有些企业购买了一些清洗设备，由于其使用麻烦，效率不高，维护繁琐，占用较大场地面积，使用成本高，导致其更多的只是流于形式，成了摆设，用来应付检查工作。

2 设备特点

本款水性漆喷枪室内快速清洗机，是建立在实际操作过程，在水性漆全面推广的背景之下，以溶剂型清洗机为原型，拓展思路创造而来，在原有溶剂型喷枪清洗机功能的基础上，结合水性漆喷枪清洗的过程，及后续的处理方法，进行了功能创新。

从创造性角度出发，目前市面上还没有一款和本款清洗机类似或相同的产品，一方面是因为水性修补漆的推广程度远没有饱和，很多维修企业依然使用溶剂型油漆进行作业，另一方面很多施工者依然采用溶剂清洗的方式清洁水性漆喷枪，而企业在这一部分并无做出明确规定和要求。但目前而言，各地方的汽车维修相关环保法规日益严苛，限制“三废”排放标准已经出台，随着水性漆产品性能的提高，其在市场全面普及也是大势所趋。过去的喷涂设备的清洗方式也将随之改变，将更安全、更高效、更环保，也更符合行业发展和国家环保需求。

在新颖性方面，本款产品不同于传统清洗设备，转角式的外形便于安装在喷漆烤房角落，采用挂壁式安装，尺寸小巧，不占空间，不影响烤房内施工，解决频繁进出烤房，造成的工件污染的问题。所有功能均采用气源驱动进行工作，不用额外增加任何辅助设备或能源形式。污水处理采用启动搅拌沉淀分离的方式如图2所示，解放人工操作，实现洗枪污水的二次循环再利用，节约了水资源。在清洁方式上，相比较自来水的流动冲洗，清洗喷嘴采用高压雾化喷射的方式冲击喷枪待清洁部位，压力可调，大大减少了用水量，喷枪清洗也更加干净。

图2 污水分离处理

在实用性方面，与一些喷枪清洗设备相比较，本款清洗机不但结构紧凑，占地面积小，而且采用喷枪不用快速拆卸清洗，能快速在喷涂作业中进行不同颜色油漆的喷涂作业，节省了喷涂设备的采购开支，也节省了大量喷枪清洗时间，减少因为经常拆卸而导致的零件损耗。现有同款产品采用拆卸清洗，清洗时间较长，且收集的废水，需要定期人工处理，而此款产品可直接对收集的污水进行搅拌分离并二次回收再利用，经过分离沉淀处理后的污水可直接接通生活污水管道，沉淀下来的废弃物可定期清除，做有害垃圾处理，有效降低环境污染，达到环保要求。

3 结构原理

如图3所示，产品主要分三个部分，顶部是控制区，成半封闭，内有蓝色气路，橙色水路、调压阀及污水处理电路开关布置，外界气源通过气源接口进入，通过气路开关及调压阀与喷嘴相连，洗枪水能否进入喷嘴受水源开关控制。室内中部装有清洗喷嘴，联通中部清洗区，三面密封，底部成导流设计，清洗后的污水经过导流孔进入下面的污水处理桶内，在清洗室下面有两个水桶，左侧是储水桶，右边是污水处理桶，污水处理桶底部装有电磁搅拌器，由污水处理挡位开关1控制，右侧经过凝结分离后的洗枪水通过过滤，再经污水处理挡位开关2控制的水泵循环水管进入储水桶，桶内的水通过吸水管进入控制区的顶部，与喷嘴相连。

图3 结构图

其工作过程是，第一次使用，清洗喷枪时，连接喷枪气源，打开清洗室顶部三位五通控制阀，储水桶内干净的水由于虹吸作用通过吸水管，到达喷嘴，喷射出受调压阀控制的，具有一定压力的水雾清洗喷枪。清洗喷枪的污水通过清洗区底部排水孔进入污水处理桶，进行收集。清洗完毕后，推动控制阀到吹干模式，切断水路，通过喷嘴吹干喷枪即可，最后控制阀回到关闭位置，喷枪即再次可投入使用。

当污水处理室内的污水积累到一定量时，按比例放入一定量的凝絮剂，打开污水处理开关到搅拌挡位，充分混合，当水中物质凝结沉淀后，污水处理开关打开到循环挡位通过水泵，将沉淀分离后干净的洗枪水，经循环水管至左侧储水桶，进行下次清洗喷枪时再利用。通过多次利用的洗枪水再通过搅拌凝结分离后，上层少量洗枪水可排入生活污水管道，固体残渣作为有害垃圾进行处理，如图4所示。

图4 工作原理流程

4 提升空间

该款设备目前已完成初步功能性设想，且利用一些易加工的材料进行壳体加工，采购必要的元器件装配制造完成第一代的原型机，已经投入使用，效果较好，如图5所示。

图5 实际运用

在其材料选用、驱动方式和控制方式方面还有较大优化的空间，还需要在实际运用的过程中，发现问题和改良缺点，相信在不远的将来，一款集成本低廉，节能环保，性能优越，结构简单，控制方便，实用性强于一身的水性喷枪清洗机会走进市场，被市场所认可。

Research on Innovation of Spraying Cleaning Equipment Based on Occupational Health and Safety of Automobile Painting

LV Yifeng

( Suzhou Construction Traffic Higher Vocational and Technical School, Jiangsu Suzhou 215000 )

With the increasing number of cars in China, road congestion has become the norm in major cities. Statistics show that the number of cars in China has exceeded 280 million by 2020. It is not uncommon for accidents to happen every day, however, due to the complexity of the vehicle model, the location and extent of the damage, it is impossible to repair the vehicle in batches, the repair can only be done under different circumstances. Spray gun as the necessary professional equipment for the repair of paint, in the use process to ensure the quality of paint surface repair, stable spraying. The cleaning process is particularly important. According to the actual demand and through practice, a kind of water-based rapid cleaning machine with functions of sewage treatment and recycling is developed, which can not only ensure the cleanliness of the spray gun, but also extend the service life of the spray gun, reduce the investment of spraying equipment, do not take up space, and can avoid greater environmental pollution, reduce the cost of environmental protection maintenance, improve management difficulties, the application of the equipment will have a great market prospect in the automobile maintenance market and the vocational schools with automobile painting specialty, and it will also bring good news to the managers and maintenance personnel of the automobile maintenance enterprises.

Environmental protection;Water-based paint;Spray gun;Cleaning machine

U472.44

A

1671-7988(2021)20-184-03

U472.44

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1671-7988(2021)20-184-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.020.047

吕翼峰（1986.4—），男，本科，讲师，就职于苏州建设交通高等职业技术学校，研究方向：汽车涂装维修。