一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置

专利2026-03-01  9


本技术属于涂料喷涂,尤其是涉及一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置。


背景技术:

1、涂料的广泛使用是vocs(挥发性有机物,全称为volatile organic compounds)排放的重要来源之一,源于涂料使用的vocs排放量约占vocs工业源总量的21%。从源头降低涂料行业vocs排放量,是实现vocs有效减排的重要途径。

2、传统涂料喷涂方式包括空气喷涂和高压无气喷涂。在涂料配置的过程中需要添加挥发性有机溶剂对涂料进行稀释,最终通过末端喷枪使得涂料颗粒附着在涂着物表面。喷涂结束后,涂料中的快速挥发性有机物会挥发进入大气中,对人体和环境造成危害。


技术实现思路

1、现有技术的涂料喷涂过程中使用大量挥发性有机溶剂,这些挥发性有机溶剂对环境造成危害,为解决该问题,本实用新型提供一种多通道超临界及液态二氧化碳喷涂装置法。

2、本实用新型采用超临界或液态二氧化碳替代传统涂料中的挥发性有机溶,从而大大减少有机溶剂使用量,降低vocs排放,并且还能够简化操作流程,提高喷涂效率,减少喷涂对人体和环境的影响。

3、利用超临界或液态二氧化碳流体替代涂料中的挥发性有机溶剂,以减少对环境的污染是一种具有极大应用潜力的技术。将超临界或液态二氧化碳流体加入到涂料后,进行喷涂不仅可以有效降低涂料粘度,减少有机溶剂的使用量,还可提高产品的喷涂质量和外观效果,因而发展超临界二氧化碳绿色喷涂技术、促进其应用具有重要的环境意义和应用价值。

4、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:

5、本实用新型提供一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,包括超临界或液态二氧化碳输送管路、助剂输送管路、涂料输送管路、混合缓冲罐、混合预热器及喷枪,

6、所述超临界或液态二氧化碳输送管路、助剂输送管路、涂料输送管路均连接至混合缓冲罐,所述混合缓冲罐通过喷涂管路顺序连接混合预热器与喷枪,

7、所述超临界或液态二氧化碳输送管路、助剂输送管路、涂料输送管路上分别设置有换热装置。

8、在本实用新型的一个实施方式中,所述助剂输送管路设置有至少两条以上。

9、在本实用新型的一个实施方式中,所述超临界或液态二氧化碳输送管路包括通过管路顺序连接的co2钢瓶、过滤器、冷凝器、co2泵、co2流量计及co2缓冲罐,所述co2缓冲罐通过管路连接至混合缓冲罐。

10、在本实用新型的一个实施方式中,所述co2钢瓶上还连接有co2压力表。

11、在本实用新型的一个实施方式中,所述co2泵选自柱塞泵。

12、在本实用新型的一个实施方式中,所述涂料输送管路包括通过管路顺序连接的涂料罐、涂料泵、涂料预热器及涂料流量计,所述涂料流量计通过管路连接至混合缓冲罐,所述涂料预热器与涂料换热器连接进行换热。

13、在本实用新型的一个实施方式中,所述助剂输送管路包括通过管路顺序连接的助剂罐、助剂泵、助剂流量计及助剂预热器,所述助剂预热器通过管路连接至混合缓冲罐,所述助剂预热器与助剂换热器连接进行换热。

14、在本实用新型的一个实施方式中,所述混合预热器与喷枪之间的喷涂管路上设置有泄压阀。

15、在本实用新型的一个实施方式中,所述混合缓冲罐与混合预热器之间的喷涂管路上设置有管道压力表。

16、在本实用新型的一个实施方式中,所述混合缓冲罐下方还设置排料阀。

17、在本实用新型的一个实施方式中,所述混合缓冲罐选用螺旋型混合器、叶片型混合器、板波纹型混合器、多层混合器或带通道或孔式混合器中的一种。

18、在本实用新型的一个实施方式中,所述多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置还包括混合换热器,所述混合换热器与混合预热器连接进行换热。

19、在本实用新型的一个实施方式中,所述混合换热器还与co2缓冲罐及混合缓冲罐连接进行换热。

20、在本实用新型的一个实施方式中,所述多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置还设置有控制及显示单元,采用plc结合触摸屏的方式进行控制与显示装置过程参数,其中plc及触摸屏显示控制通过plc读取装置运行过程中的温度、压力、流量等参数,并通过触摸屏实现测量参数的显示与控制。

21、使用时,也可以根据需要,不单独设置控制及显示单元,此时,温度采用采购的设备自身所带的显示及控制模块进行控制,压力采用压力表显示,流量计采用其自身的显示装置显示,但需要保障从外部可清晰观察到,并手动记录参数。

22、本实用新型中,超临界或液态二氧化碳输送管路用于将气态二氧化碳增压转变为超临界或液态二氧化碳以作为用于喷涂的溶剂。超临界或液态二氧化碳输送管路中由co2泵作为增压泵,实现管路压力的增加,增压后使其成为超临界或液态高压二氧化碳,通过流量计实现增压后的二氧化碳流量的测量,增压后的二氧化碳首先进入到低温恒温箱内的co2缓冲罐,再进入到混合缓冲罐中。

23、本实用新型中,所述助剂输送管路主要用于输送各种助剂,其中助剂可以混合后通过一个管路输送,也可以设置多条助剂输送管路分别输送不同的助剂,一般可以根据需要设置助剂输送管路2-30条。本实用新型中,所述涂料输送管路主要用于输送各种涂料或颜料。

24、本实用新型中,超临界或液态二氧化碳输送管路、助剂输送管路、涂料输送管路上均设置有输送泵,用于实现不同物料的输送,泵可以放置于盛放物料的箱体(如涂料罐、助剂罐等)内,也可以直接设置在管路上。

25、本技术提供的装置的主要实现方式说明如下:

26、1、二氧化碳来源于co2钢瓶,气体出口保持一定压力,通过过滤器进行过滤,再经过冷凝器,co2泵频率设定具体进样量,超临界或液态二氧化碳被输送至co2缓冲罐后与涂料及助剂进入混合缓冲罐进行混合。

27、2、涂料泵及助剂泵等可以通过压力或者质量流量计控制单位时间涂料及助剂等流量,不同原料按照设定流量被送出至预热器加热后进入混合缓冲罐。

28、3、通过压力控制进料流量时,涂料、助剂及二氧化碳几路压力须保持一致,进入混合缓冲罐中进行混合。

29、4、通过质量流量计控制进料流量时,涂料、助剂及二氧化碳等设定一定的进料比例及流量,设定管路压力及温度后,同时进入混合缓冲罐中进行混合。

30、5、混合缓冲罐及管路保持设定压力及温度,使得二氧化碳保持超临界或者液体状态。

31、6、混合缓冲罐中采用不同类型混合结构,包括螺旋型混合器、叶片型混合器、板波纹型混合器、多层混合器和带通道或孔式混合器等。

32、7、混合缓冲罐还设置泄压阀保证系统安全,可设定压力,当系统压力过高时启动自动泄压功能。

33、8、使用本实用新型的装置时,混合均匀的涂料混合物,通过喷枪进行喷涂操作。

34、9、在超临界或液态二氧化碳喷涂装置使用过程中,由于系统管路复杂,如果颜色喷涂,则换色系统需先进行退漆作业,对原漆桶进行切换后清洗管路后再进行注漆,此过程需要的时间过长,操作复杂。而采用本技术提供的方案,泄压阀设定管路可自动或手动切换为清洗管路,对管路进行清洗。这将解决每次喷涂结束后涂料换色及管路清洗这一难点,将很大程度上简化操作,提高喷涂效率。

35、10、统中压力、温度、流量等参数可选择plc结合触摸屏的方式进行控制与显示装置过程参数,也可选择无plc及触摸屏方式的手动模式。

36、与现有技术相比,本实用新型的优点及有益效果体现在以下方面:

37、1、本专利方案采用多通道进样模式,可以同时设置2-30个通道,同时针对多种涂料配方进行操作,大大提升喷涂效率。

38、2、本技术方案中,涂料及助剂单元采用换热器加温的模式对原料进行温度控制。

39、3、本技术方案中二氧化碳出口管道加装缓冲罐,保持二氧化碳进料稳定性。

40、4、本技术方案中,多通道原料在管道设置缓冲罐进行保压及控温,使得二氧化碳保持超临界或者液态状态。

41、5、本技术方案中泄压阀可切换为清洗管路,对管路进行清洗。

42、6、本技术方案中压力、温度、流量等参数可选择plc结合触摸屏的方式进行控制与显示装置过程参数,也可选择无plc及触摸屏方式的手动模式。


技术特征:

1.一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,其特征在于,包括超临界或液态二氧化碳输送管路、助剂输送管路、涂料输送管路、混合缓冲罐(19)、混合预热器(21)及喷枪(23),所述超临界或液态二氧化碳输送管路、助剂输送管路、涂料输送管路均连接至混合缓冲罐(19),所述混合缓冲罐(19)通过喷涂管路顺序连接混合预热器(21)与喷枪(23),所述超临界或液态二氧化碳输送管路、助剂输送管路、涂料输送管路上分别设置有换热装置。

2.根据权利要求1所述的一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,其特征在于,所述助剂输送管路设置有至少两条以上。

3.根据权利要求1所述的一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,其特征在于,所述超临界或液态二氧化碳输送管路包括通过管路顺序连接的co2钢瓶(1)、过滤器(3)、冷凝器(4)、co2泵(5)、co2流量计(6)及co2缓冲罐(7),所述co2缓冲罐(7)通过管路连接至混合缓冲罐(19)。

4.根据权利要求3所述的一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,其特征在于,所述co2钢瓶(1)上还连接有co2压力表(2)。

5.根据权利要求1所述的一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,其特征在于,所述涂料输送管路包括通过管路顺序连接的涂料罐(8)、涂料泵(9)、涂料预热器(10)及涂料流量计(12),所述涂料流量计(12)通过管路连接至混合缓冲罐(19),所述涂料预热器(10)与涂料换热器(11)连接进行换热。

6.根据权利要求1所述的一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,其特征在于,所述助剂输送管路包括通过管路顺序连接的助剂罐(13)、助剂泵(14)、助剂流量计(15)及助剂预热器(16),所述助剂预热器(16)通过管路连接至混合缓冲罐(19),所述助剂预热器(16)与助剂换热器(17)连接进行换热。

7.根据权利要求1所述的一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,其特征在于,所述混合预热器(21)与喷枪(23)之间的喷涂管路上设置有泄压阀(22);

8.根据权利要求1所述的一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,其特征在于,所述混合缓冲罐(19)选用螺旋型混合器、叶片型混合器、板波纹型混合器、多层混合器或带通道或孔式混合器中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,其特征在于,所述多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置还包括混合换热器(18),所述混合换热器(18)与混合预热器(21)连接进行换热;

10.根据权利要求1所述的一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,其特征在于,所述多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置还设置有控制及显示单元,采用plc结合触摸屏的方式进行控制与显示装置过程参数,其中plc及触摸屏显示控制通过plc读取装置运行过程中的温度、压力、流量参数,并通过触摸屏实现测量参数的显示与控制。


技术总结
本技术涉及一种多通道超临界或液态二氧化碳喷涂装置,包括超临界或液态二氧化碳输送管路、助剂输送管路、涂料输送管路、混合缓冲罐、混合预热器及喷枪,所述超临界或液态二氧化碳输送管路、助剂输送管路、涂料输送管路均连接至混合缓冲罐,所述混合缓冲罐通过喷涂管路顺序连接混合预热器与喷枪,所述超临界或液态二氧化碳输送管路、助剂输送管路、涂料输送管路上分别设置有换热装置。本方案采用多通道进样模式,可以同时设置2‑30个通道,大大提升喷涂效率。本方案中,涂料及助剂单元采用换热器加温的模式对原料进行温度控制,多通道原料在管道设置缓冲罐进行保压及控温,使得二氧化碳保持超临界或者液态状态。

技术研发人员:李继香,王雯娟,赵延琴,姜标
受保护的技术使用者:中国科学院上海高等研究院
技术研发日:20240125
技术公布日:2024/11/11
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