空气喷涂和无气喷涂设备雾化原理
   
1 空气喷涂
1.1 雾化原理
　　空气喷涂机一般以0.3MPa-0.6MPa压缩空气的工作压力，高流速地从喷枪的空气喷嘴流过，使喷嘴周围形成局部真空，涂料被压缩空气吸入真空空间，将涂料雾化成细小的雾滴，涂复于被涂件的表面形成连续的涂膜。
1.2 特点及应用
　　空气喷涂的主要特点是结构简单、操作方便、换色容易，能随被涂工件的几何形状调节喷幅扇形面的大小，雾化效果好。但是，空气喷涂的漆雾易反弹飞散，污染操作，涂料利用率仅25%-35%。空气喷涂使涂料与压缩空气混合接触，对气源必须安装尘埃、油水滤除装置，洁净压缩空气，保证涂膜质量。
　　空气喷涂的气源工作压力较低，对高粘度涂料的雾化较难，一般适用于装饰性低粘度涂料的喷涂。
　　当今的涂装行业中，使用最多的是空气喷枪，尤其对涂膜质量要求高的产品，如高级轿车、xx家具等，均采用空气喷涂或空气静电喷涂。
1.3 空气喷涂的分类
1.3.1 供漆方式
1.3.1.1 虹吸式
　　虹吸式喷枪是广泛常用的空气喷枪。喷枪的下端部带有涂料杯，压缩空气从喷枪喷嘴高速流过，周围产生局部真空，将涂料杯内涂料吸入喷嘴并雾化成漆雾滴。
　　涂料杯的容量通常为600ml-1000ml，根据喷涂量的数量选之，喷枪接上压缩空气就能进行喷涂。
1.3.1.2 重力式
　　重力式喷枪是小型工件及补漆时使用，它的上部附带涂料杯，*涂料的自重往下输至喷枪。按涂料杯相对喷枪轴线的位置，分为中央式和侧边式。在喷涂施工中，中央式使喷枪倾斜位置受到限制；侧边式能以不同的位置而涂料杯仍保持垂直。重力式喷枪的涂料杯一般容量较小，为400ml。
　　重力式喷枪的换色、清洗方便，耗料较少，适合于换色频繁的喷色工艺及喷涂料固化速度快的双组分涂料。
1.3.1.3 压力式
　　压力式喷枪是通过压力将涂料输送到喷枪。喷枪自身不附带涂料杯，喷枪重量轻并可任意位置和角度进行喷涂操作。适用工件间隙式、连续喷涂或涂装流水线上使用，喷涂效率较高，涂膜质量好。
　　压力式喷涂输漆装置分为两大类：压力桶和气动双隔膜泵。
　　压力桶为圆柱形压力容器，一般用不锈钢或碳钢制作，桶盖上设置调压阀、压力表及安全阀等附件，调节输入压缩空气的压力可达到输出涂料的压力。压力桶有的还配置气动搅拌器，常用压力桶的容量为10L、20L、40L等。压力桶结构简单，维护方便，涂料输出压力较稳定，不足之处是清洗换色不便。
　　气动双隔膜泵，是利用压缩空气作动力，通过换向机构使空气压力作用在横隔膜的内侧，而横隔膜的外侧与泵体共同组成一个容积可以变化的涂料腔。
　　双隔膜泵的两侧有两个涂料腔，当一个容积由小变大，则另一个容积由大变小，周而复始，往返进行。所以双隔膜泵的每次往复都有两次涂料吸入和排出，使泵的输出效率提高，而且输出相对比较平衡。由于压缩空气的输入压力和涂料的输出压力的比率为1比1，故调节压缩空气的输入压力的大小可改变涂料的输出压力。
1.3.2 按用途及流量
　　修补用喷枪：流量150-350ml/min
　　标准的生产型喷枪：流量150-600ml/min
　　高负荷的生产型喷枪：流量250-1000ml/min
　　特殊用途空气喷枪：
　　（1）喷笔：体积小，适用于广告、绘画等场合；
　　（2）特殊效果喷枪：可产生随意奇异图形如喷点枪、乱丝枪等，适用于家具、自行车等行业；
　　（3）双组分喷枪（俗名双口喷枪）：两个涂料组份在枪口外混合，适用于不饱和聚酯等双组份涂料；
　　（4）仿石涂料喷枪：适用于建筑装璜喷涂仿石涂料；
　　大流量低压力喷枪（HVLP）
　　传统型空气喷涂{zd0}缺点是涂料利用率低，漆雾反弹飞散严重，污染设备和环境。在美国按新的严格空气质量标准，在某些地区已禁止使用传统型空气喷枪，采用HVLP喷枪替代。HVLP喷涂系统由大流量气源，供料系统和专门设计的HVLP喷枪三部分组成。HVLP喷枪雾化涂料的动力不是压缩空气的压力而是流量，所以涂料雾化的压力低于0.07MPa。在HVLP系统中，一般采用压力涂料桶或双隔膜泵压力式供料。由于HVLP系统对供气源的要求与传统空气喷枪的不同，供气源方式常用有电动涡轮增压器提供大流量超低气流；另一种普通压缩空气降压使用。
　　HVLP喷枪的{zd0}优点是涂料利用率可达65%以上，它一般适合较低粘度涂料的喷涂，出漆量不大，生产效率不高。
1.4 空气喷枪主要部件
1.4.1 空气帽
　　空气帽的作用之一，是产生空气射流将涂料雾化成细小雾滴，并赋于涂料雾滴足够的行进速度，涂复于被涂工件表面；其二，可以调整喷涂涂料的扇形宽度，分布均匀。
　　当今使用最多的空气帽是外部混合式空气帽。它特征是有一对纵向排列的角，只要调整控制恰当，外部的混合式空气帽能产生{zj0}的涂装效果。
　　压缩空气和涂料在排出之前，在空气帽内部空腔中混合，这种类型的空气帽称之为内部混合式空气帽。
　　内混式空气帽只能用于压力式输送涂料系统。重力式空气帽和虹吸式空气帽可以互换。
1.4.2 喷嘴
　　喷嘴的作用是控制涂料流量并将涂料导流至雾化气流中，同时为顶针提供了阀座，使顶针切断涂料通路。
　　喷嘴孔径的选择，主要取决于涂料的粘度，涂料的{zd0}流量及所喷涂料的数量，一般在直径0.8mm-2.5mm之间。
1.4.3 顶针
　　顶针的功能是阻断涂料通路，对涂料流量进行控制。普通顶针为耐腐蚀率大不锈钢材料。有的顶针端部针尖部分是尼龙制的，它的优点是不易产生严重磨损，能可*地阻断涂料，磨损后可只更换尼龙针尖部分，整根顶针可长期使用，减少了维修费用。
2 高压无气喷涂
2.1 雾化原理
　　高压无气喷涂是一种利用压缩空气为动力，用增压泵将涂料增压至10MPa-25MPa，高压涂料通过喷嘴的小喷孔高速喷出雾化分散成极细的雾滴，同时将雾化涂料微粒推至被涂工件表面。涂料被增至很高压力，喷出的涂料不夹带压缩空气。
2.2 特点及应用
　　高压无气喷涂可以使用高粘度涂料，大面积喷涂速率达4m2/min-7m2/min，生产效率高。喷涂时涂料无压缩空气混入，漆雾反弹飞散的现象较空气喷涂少（见图1），降低了涂料消耗，改善了环境污染。空气喷涂反弹较大高压无气喷涂反弹较小

图1 高速无气喷涂示意图

　　高压无气喷涂的出漆量较大且漆雾细度不够柔软，涂层厚度不易控制。精装饰涂膜喷涂不及空气喷涂细致。
　　一般适用于单品种粘度较高的涂料和形状简单、表面积较大的工件批量生产。广泛用于造船、集装箱、钢结构件、建筑内外墙、大型管道等行业。
2.3 高压无气喷涂的分类
2.3.1 按动力方式分类
　　(1)气动式
　　气动式用压缩空气作为动力，由于压缩空气与涂料不接触，故气源净化要求不高。体积小、重量轻、安全可*，是应用广泛的喷涂设备，适合涂装流水线上使用。
　　（2）电动式
　　以交流电源（220V或380V）作为动力，不用压缩空气、噪音低、携带移动方便。适合户外流动作业，主要用于宾馆商场、家庭装璜、建筑内外墙等的涂装施工。
2.3.2 按流量分类
　　小型喷涂机(1L/min -2L/min)、中型喷涂机(2L/min-7L/min)、大型喷涂机(10L/min以上)。
2.3.3 按输出压力分类
　　中压喷涂机(>10MPa),用于空气辅助无气喷涂、高压喷涂机（10MPa-25MPa），用于常规涂料的无气喷涂机、超高压喷涂机（25MPa-40MPa），用于高粘度涂料及胶、膏状液体的喷涂或加注。
2.3.4 特种高压无气喷涂机
　　加热型无气喷涂机、双组分涂料无气喷涂机和高粘度无气喷涂机、静电无气喷涂机。
2.4 气动高压无气喷涂
　　气动高压无气喷涂设备由（1）气动柱塞泵（2）空气调压器（3）涂料吸管（4）高压过滤器（5）高压软管（6）喷枪（7）喷嘴及（8）支架式推车组成（见图2）图2 气动高压无气喷涂设备
2.4.1 气动柱塞泵
　　气动柱塞泵是高压无气喷涂设备的主机，它是利用压缩空气作动力，通过换向机构，使空气马达园柱活塞受压，作上下往复运动，空气马达的园柱活塞杆与柱塞泵内的园柱活塞杆相连接同时作上下往复运动，使柱塞泵内涂料加压。
　　气动柱塞泵上均设置空气调压器，能方便地调节压缩空气输入压力来达到改变涂料输出压力的大小。通常气动柱塞泵的压缩空气输入压力范围为0.15MPa-0.7MPa。
　　据实践气动柱塞泵每分钟往复次数宜20次-40次较合适。
2.4.2 空气调压器
　　空气调压器是把输入的压缩空气压力调至喷涂所需的工作压力，并自动稳压，调压器上附有压力表，将压力表读数乘以气动柱塞泵的压力比即是涂料的理论压力。
2.4.3 涂料吸管
　　分为硬吸管和软吸管两种。硬吸管用于小型泵，结构紧凑，使用时连同整个柱塞泵一齐插入涂料桶内；软吸管用于大型泵，使用方便，吸管的下端部配有过滤***。
2.4.4 高压过滤器
　　过滤器的滤***材质为不锈钢，主要起过滤和稳定涂料压力，防止喷嘴堵塞。滤***常用规格有60目、100目、120目等，可根据涂料的性质和喷嘴孔径的大小选择滤***。高压过滤器的下端部一般装有泄压阀供系统泄压时使用。
2.4.5 高压软管
　　高压软管是把柱塞泵中排出的高压涂料输送至喷枪。高压软管要求轻便柔软，操作方便，耐强溶剂腐蚀并且耐压值要超于柱塞泵的{zd0}输出压力。
　　高压软管是用钢丝编织高强度的尼龙和聚四氟乙烯材质制成，高压软管的公制内径常用直径4mm、6mm、9mm等规格，英制内径常用3/16″、1/4″3/8″等规格。
　　低粘度小流量喷涂时宜选用内径较细的软管；高粘度或大流量喷涂时，宜选用内径较粗的软管。
2.4.6 喷枪
　　喷枪为铝合金材料制造，要求强度高，重量轻，启闭灵活。喷枪的板机后面设有保险装置，在更换喷嘴或停止涂装时，必须锁上保险，以防意外事故发生。
　　使用孔径很小的喷嘴时，可选用喷枪柄内带有插入式过滤器的喷枪，涂料可进行第三次过滤，防止喷嘴堵塞。
　　除普通喷枪之外，另有造船、车辆和建筑等行业使用的长杆喷枪和用于涂装流水线的自动喷枪。
2.4.7 喷嘴
　　喷嘴是关系到涂料的雾化和涂膜质量的关键部件，通常使用耐磨性高、寿命长的碳化钨合金材料制造。
　　喷嘴的孔径和喷雾的扇形角度，应根据工件压力、流量、喷涂量、粘度等工艺参数进行选择。一般，低粘度涂料选用孔径小的喷嘴，反之选用孔径大的喷嘴。涂膜的厚度由喷嘴的孔径和喷雾的扇形的角度决定。喷嘴孔径相同，如喷雾的扇形角度不同，虽它的喷涂流量相同，喷雾复盖面积却不同。
　　高压无气喷涂更换喷嘴能改变涂料喷涂的流量及喷雾扇形的宽度。
　　无气喷嘴分为标准喷嘴和回转喷嘴（又称反向排喷嘴）两种安装形式。同规格的标准喷嘴和回转喷嘴其喷嘴芯是一样的。
　　标准喷嘴一旦被杂质堵塞喷孔，需将喷嘴拆卸下来清洗，喷砂房这样会影响喷涂的连续进行。
　　回转喷嘴的喷孔被杂质堵塞，可旋转回转手柄180°并开启喷枪即可除去杂质，然后再180°旋回，不用将喷嘴拆卸清洗即能正常恢复喷涂，整个操作过程仅几秒钟。