Сравнение методов распыления

Оглавление

 

1. Распыление вещества
1. Безвоздушное распыление         2
2. Пневматическое распыление        3
3. Комбинированное распыление        5
2. Аппарат для распыления
1. Распылитель             6
2. Аппарат безвоздушного распыления                7
3. Распылительный пистолет                   9
1. Эффект Вентури                  10
2. Форсунка                  11
3. Эжектор                    12
3. Сравнение технологий распыления       13
4. Список используемой литературы       14

 

 

Распыление вещества

 

Безвоздушное распыление

 

Описание

Безвоздушное распыление — метод распыления, при котором нанесение покрытия происходит с помощью диспергирования потока материалов, которое достигается за счет резкого падения давления при выходе из сопла специальной формы с 200—250 атм (до 500 атм) до атмосферного давления. В данном методе воздух участвует как тормозящая среда, которая уменьшает скорость потока аэрозоля и позволяет ему мягко лечь на окрашиваемую поверхность.

К особенностям факела, сформированного безвоздушным распылительным оборудованием, следует отнести резкую границу краев пятна и высокую неоднородность капель по размеру.

Для безвоздушного распыления вещества применяют специальное оборудование высокого давления, состоящее из насоса, нагнетающего вещество (до 200-500 атм), шлангов высокого давления, безвоздушного распылителя и безвоздушного сопла.

У данной технологии есть два  основных достоинства: практически  полное отсутствие тумана и очень  высокая производительность работ  по сравнению с воздушным и комбинированным распылением (пневматическим распылителем). Но есть и очень существенный недостаток: качество поверхности, получаемой в результате распыления пленки, в 3-4 раза хуже, чем при пневматическом распылении. Так же следует заметить, что очень сложно получить стандартную толщину мокрой пленки 80-100 мкм, особенно при ручном распылении.

Обычно оборудование безвоздушного  распыления применяют для работ, не требующих хорошего качества покрытия. Широко используется метод безвоздушного распыления, например, при антикоррозионной защите.

 

Преимущества

• ниже потери продукта
• отличная эффективность переноса
• выше скорость работы
• больше автономии в работе оператора
• низкое потребление разбавителей
• отлично подходит для тиксотропных лаков
• удобный в работе пистолет
• лучше экология, благодаря уменьшению паров растворителя

Недостатки

• неидеальный эстетический эффект
• дорогостоящее оборудование
• трудоемкое техническое обслуживание и промывка
• потери продукта из-за отбоя
• дорогостоящие сопла
• требуются устройства предварительной атомизации

 

Пневматическое распыление

 

Описание

Пневматическое распыление — метод распыления, при котором нанесение вещества осуществляется в результате воздействия потока сжатого воздуха, поступающего из воздушной головки, на струю распыляемого материала, вытекающего из отверстия, соосно размещенного внутри головки материального сопла распылительного пистолета. Для данного метода нанесения необходимы распылительный пистолет и компрессор.

Типы сопел и образующийся факел распыла.

 

При распылении сжатый воздух вытекает из кольцевого зазора головки с большой скоростью (до 450 м/с), в то время как скорость истечения струи вещества ничтожно мала. При высокой относительной скорости возникает трение между струями воздуха и распыляемого материала, вследствие чего струя материала, как бы закрепленная с одной стороны, вытягивается в тонкие отдельные струи, распадающиеся в результате возникающих колебаний на множество полидисперсных капель. В процессе распыления образуется движущаяся масса полидисперсных капель диаметром 6—100 мкм (так называемый факел). Достигая поверхности, факел настилается на нее и распространяется по ней во все стороны. Основная масса полидисперсных капель, имея достаточную скорость, осаждается на поверхности. Часть их (наиболее мелкая фаза), потеряв скорость, не достигает поверхности и уносится уходящим потоком воздуха, образуя туман вещества (потери вещества на туманообразование).

Для пневматического распыления используется давление сжатого воздуха 0,2 — 0,6 МПа (2-6 атм) в зависимости от вязкости распыляемого вещества.

Метод пневматического распыления получил широкое распространение при окрашивании промышленных изделий практически во всех отраслях промышленности.

 

История изобретения

Изобретение метода распыления краски приписывают Фрэнсису Дэвису Миле (фр. Francis Davis Millet). В 1892 году, работая в крайне сжатых сроках, для завершения строительства колумбийской экспозиции на Всемирной выставке, Даниель Бурхем (Daniel Burnham) назначил Милле ответственным за окрашивание вместо Уильям Претимана. Вскоре Претиман ушел в отставку из-за споров с Бурхемом. После ряда экспериментов, Милле остановился на смеси масла и свинцовых белил, которые могут наноситься с помощью специального сопла и шланга меньше по времени, в сравнении с традиционным окрашиванием ручной кистью. В 1949 году Эдвард Сеймур изготовил первый аэрозольный баллончик с краской.

 

Преимущества

• универсальность, то есть возможность его применения с разной производительностью практически в любых производственных условиях как при распылении вручную отдельных изделий и мелких работах, так и при нанесении вещества на полностью автоматизированных поточных линиях;
• простота устройства и обслуживания оборудования при высокой степени надежности его работы, сравнительно низкая его стоимость;
• возможность нанесения почти всех веществ при минимальном объеме приготовленного материала;
• возможность нанесения вещества на изделия различных габаритов и конфигураций любой группы сложности;
• получение покрытия любого класса по внешнему виду (ГОСТ 9.032-74), включая покрытие I класса.

 

Недостатки

Недостатком метода является большое количество загрязненного воздуха, который образуется при распылении вещества и должен быть очищен и удален через водяные или сухие фильтры в камерах. Повышенное туманообразование ведет к дополнительным потерям распыляемого вещества.

Тип подачи материала  и расположение окрасочной ёмкости

В зависимости от способа  подачи вещества к распылительной головке распылительные пистолеты делятся на четыре типа:

• с подачей вещества из верхней емкости, обладает лучшей пропускной способностью при повышенной вязкости материала.
• с подачей вещества из нижней емкости, рекомендован для нанесения вещества на большие детали.
• с подачей вещества под давлением из системы подачи (нагнетательный бак, подающий насос, централизованная подача вещества). Способ приемлем там, где в течение длительного времени проводится нанесение вещества на большой объем деталей.
• с боковым расположением емкости — значительным плюсом можно назвать его универсальность применения, так как вращающееся присоединение позволяет работать как с вертикальными поверхностями, так и потолочными, вещество при этом не выльется в лицо.

 

Комбинированное распыление

Описание

Комбинированное распыление — это метод нанесения веществ, известный за рубежом как метод Airmix, является комбинацией двух методов распыления: безвоздушного и пневматического.

Сущность комбинированного распыления заключается в том, что распыляемое вещество вытесняется с относительно большой скоростью за счет сравнительно высокого гидравлического давления — 3,0-5,0 МПа (30-50 атм.) из эллиптического отверстия сопла распылительного пистолета, подобного безвоздушному. При таком давлении на выходе из сопла образуется резко очерченный факел предварительно раздробленного материала.

Для дальнейшего распыления и формирования факела в него из специальных каналов распылительной головки, установленной соосно распыляющему соплу, подается регулируемое количество сжатого воздуха под давлением 0,1-0,2 МПа (1,0-2,0 атм.). Под воздействием струи воздуха крупные капли материала дополнительно дробятся и равномерно распределяются по ширине факела, ликвидируя при этом различного рода «кромочные» дефекты, которые могут возникать при безвоздушном распылении.

Подаваемый в небольших  объемах в факел предварительно раздробленного материала, сжатый воздух низкого давления не приводит к образованию тумана вещества, а наоборот способствует более полному осаждению мелких частиц распыляемого вещества, которые за счет торможения в воздушной среде и потери скорости не долетели бы до нужной поверхности.

Метод комбинированного распыления используется в авиастроении, деревообработке, мебельной промышленности и др.

 

Преимущества

По сравнению с пневматическим распылением:

• резкое снижение потерь материала на туманообразование и, как следствие улучшение санитарно-гигиенических условий работы;
• возможность работы при менее мощной вентиляции, так как удалять необходимо в основном только пары растворителей с небольшим количеством воздуха.

По сравнению с безвоздушным распылением:

• комбинированное распыление повышает качество получаемого покрытия — не ниже 3 класса по ГОСТ 9.032-74.
• возможность изменять давление на материал и в небольших пределах увеличивать или уменьшать расход материала
• возможность изменять форму факела даже при одном и том же сопле.

 

Недостатки 

К недостаткам метода комбинированного распыления можно отнести:

• ограниченность его применения для нанесения материала с легко выпадающими в осадок компонентами;
• ограниченность использования метода при нанесении с частой сменой вида наносимого материала, при распылении с минимальной производительностью или размерами факела распыляемого материала, при нанесении малого объема распыляемого вещества;
• трудность применения метода для нанесения вещества на изделия особой сложной конфигурации.

 

Распылитель

 

Распыли́тель или Пульвериза́тор  — прибор для распыления жидкостей на мелкие капли. Кроме жидкостей используют для распыления суспензий и порошкообразных веществ. Имеет широкое применение в промышленности, сельском и домашнем хозяйстве.

 

Принцип действия

Распылители используют движение жидкости под действием разности давлений, возникающего за счёт эффекта Вентури. В некоторых из них давление создаётся с помощью эжектора, при этом частицы жидкости увлекаются струёй воздуха или пара. Жидкость, попадая из отверстия в газовую среду, образует струю с шероховатой поверхностью. Дальше эта струя разбивается на мелкие капли за счёт нарастания возмущений в турбулентном потоке и сил поверхностного натяжения. Для увеличения неустойчивости в струе могут дополнительно использоваться искусственные неровности и центробежная сила. При слишком высокой скорости вместо распада на одиночные капли может происходить дробление струи на множество мелких частиц, размеры которых меняются в широких пределах.

 

Применение

• Используется для распыления дезодорантов, туалетной воды и другой Парфюмерной продукции.
• В медицинских учреждениях распылители используются для орошения поверхностей дезинфектантами.
• В медицине некоторые препараты применяются в виде «спреев» (смотрите, например, «Назальный спрей»)
• Распылители часто используются в изобразительном искусстве и малярных работах, для нанесения чернил, туши, красок, лаков и т. д. тонким и равномерным слоем.
• В сельском хозяйстве распылитель чаще называют опрыскивателем — это часть оборудования для опрыскивания растений или почвы водой, растворами удобрений и ядохимикатов и другими жидкостями.

 

Аппарат безвоздушного распыления

Аппараты безвоздушного распыления — это высокопроизводительное оборудование для нанесения лакокрасочных материалов, использующее метод безвоздушного распыления.

Аппараты безвоздушного распыления используются в промышленном и гражданском строительстве. Окрасочные аппараты используют для нанесения большинства лакокрасочных материалов: латексных и акриловых красок, алкидных, высоковязких эпоксидных составов, шпатлевок, огнезащитных покрытий, штукатурок и фактурных покрытий и антикоррозионных покрытий. Исключение составляют материалы с содержанием песка, цемента, каменной муки и составы с высоким содержанием наполнителя.

 

Тип привода

В зависимости  от используемой для привода двигателя  энергии аппараты безвоздушного  распыления подразделяют: на аппараты безвоздушного распыления с пневмоприводом, с электроприводом и с бензоприводом.

Пневматический  привод

Аппараты безвоздушного  распыления с пневмоприводом наиболее распространены в промышленных отраслях — машиностроении, деревообработке, при окраске крупногабаритных изделий в условиях недостаточной вытяжки, судостроении и т. п. Преимущество пневмопривода заключается в полном отсутствии проводов и других электрических элементов, что позволяет работать в закрытых помещениях, соблюдая все нормы пожаро- и взрывобезопасности.