呂翼峰

基于汽車涂裝職業(yè)健康安全下的噴涂清洗設(shè)備創(chuàng)新研究

呂翼峰

（蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 蘇州 215000）

隨著國內(nèi)汽車保有量的不斷增加，各大城市道路擁擠已經(jīng)是常態(tài)，數(shù)據(jù)顯示，截至2020年中國汽車保有量突破2.8億輛，每天發(fā)生在路上的刮蹭事故屢見不鮮，但由于車型復(fù)雜，損傷位置及程度的不同，都無法做到機(jī)器批量化修復(fù)，必須由維修技師通過經(jīng)驗(yàn)評估，專業(yè)技能的操作及不同的修復(fù)工藝，針對不同的情況才能完成修復(fù)工作。噴槍是車漆修復(fù)必要的專業(yè)設(shè)備，在使用過程中要保證車漆表面修復(fù)質(zhì)量，穩(wěn)定噴涂，對其進(jìn)行清洗十分重要。文章結(jié)合實(shí)際需求，通過實(shí)踐，制作出一款具有污水處理功能、可循環(huán)使用的水性漆噴槍室內(nèi)快速清洗機(jī)，既能保證噴槍潔凈程度，延長噴槍使用壽命，降低企業(yè)對噴涂設(shè)備的投入，不占場地空間，又能避免更大的環(huán)境污染，降低企業(yè)環(huán)保維護(hù)成本，改善管理難度，該設(shè)備的應(yīng)用在汽車維修后市場及開有汽車涂裝專業(yè)的職業(yè)學(xué)校會有很大的市場前景，也給廣大汽車維修企業(yè)的管理者和維修人員帶來福音。

環(huán)保；水性漆；噴槍；清洗機(jī)

1 技術(shù)背景

汽車涂裝作業(yè)屬于車身修復(fù)的一部分，維修作業(yè)的車輛型號、顏色、損傷程度和區(qū)域都大相徑庭，無法做到機(jī)械化程序化修復(fù)，只能通過人工作業(yè)修復(fù)。在日常的操作過程中，清洗噴槍是保證維修質(zhì)量最重要的一環(huán)節(jié)?！肮び破涫拢叵壤淦鳌?，噴槍的干凈與否直接影響車漆的作業(yè)質(zhì)量，影響交車時(shí)間，也就會影響客戶滿意度。

在很長一段時(shí)間里，汽車修補(bǔ)漆都是溶劑型油漆，由于其干燥速度快，性能穩(wěn)定，而被廣泛運(yùn)用，但隨著環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格，國標(biāo)中對作業(yè)過程中的可揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）的排放要求一再提高，如2020年發(fā)布的GB/T 38597—2020《低揮發(fā)性有機(jī)化合物含量涂料產(chǎn)品技術(shù)要求》，人們對職業(yè)健康安全意識也不斷加強(qiáng)，新型水性修補(bǔ)漆應(yīng)運(yùn)而生，并逐步得到推廣，并且形成趨勢。但從現(xiàn)狀看，汽車維修企業(yè)的環(huán)保維護(hù)成本居高不下，導(dǎo)致一些企業(yè)在缺乏監(jiān)督管理的情況下出現(xiàn)清洗水性噴槍直接對著自來水進(jìn)行沖洗，污水直接排進(jìn)下水道的現(xiàn)象，造成更大污染。如果選擇大型清洗機(jī)清洗，設(shè)備價(jià)格昂貴，清洗時(shí)間較長，頻繁進(jìn)出噴涂烤房可能會污染車漆，影響交車質(zhì)量。

在使用噴槍噴涂溶劑型修補(bǔ)漆的過程中，噴槍的清洗均采用香蕉水來清洗，香蕉水又稱天那水，有刺激性氣味，且揮發(fā)性強(qiáng)，易燃。雖然香蕉水的清洗能力較強(qiáng)，但對操作者的防護(hù)要求很高，有一定的危險(xiǎn)性。

水性漆的推廣，有效減少了香蕉水的使用量，從環(huán)保角度和職業(yè)健康安全角度都有很大轉(zhuǎn)變。水性漆噴槍的清洗，使用普通的自來水就可以清洗，但清洗后的污水不能直接排入生活污水管道，需要添加一種凝絮劑并攪拌后，使污水中的物質(zhì)凝結(jié)成塊與水分離，分離后的水才可以排入下水管道，而凝結(jié)后的物質(zhì)則當(dāng)作有害生活垃圾來處理即可。

圖1 污染環(huán)境式的清洗噴槍

目前而言，一些企業(yè)施工者在清洗水性漆噴槍時(shí)并未按要求進(jìn)行操作，在缺乏監(jiān)管機(jī)制和督察的情況下，清洗水性漆噴槍的污水都是直接排進(jìn)了下水道，如圖1所示，極不符合環(huán)保要求，如下圖所示。即使有些企業(yè)購買了一些清洗設(shè)備，由于其使用麻煩，效率不高，維護(hù)繁瑣，占用較大場地面積，使用成本高，導(dǎo)致其更多的只是流于形式，成了擺設(shè)，用來應(yīng)付檢查工作。

2 設(shè)備特點(diǎn)

本款水性漆噴槍室內(nèi)快速清洗機(jī)，是建立在實(shí)際操作過程，在水性漆全面推廣的背景之下，以溶劑型清洗機(jī)為原型，拓展思路創(chuàng)造而來，在原有溶劑型噴槍清洗機(jī)功能的基礎(chǔ)上，結(jié)合水性漆噴槍清洗的過程，及后續(xù)的處理方法，進(jìn)行了功能創(chuàng)新。

從創(chuàng)造性角度出發(fā)，目前市面上還沒有一款和本款清洗機(jī)類似或相同的產(chǎn)品，一方面是因?yàn)樗孕扪a(bǔ)漆的推廣程度遠(yuǎn)沒有飽和，很多維修企業(yè)依然使用溶劑型油漆進(jìn)行作業(yè)，另一方面很多施工者依然采用溶劑清洗的方式清潔水性漆噴槍，而企業(yè)在這一部分并無做出明確規(guī)定和要求。但目前而言，各地方的汽車維修相關(guān)環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)苛，限制“三廢”排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出臺，隨著水性漆產(chǎn)品性能的提高，其在市場全面普及也是大勢所趨。過去的噴涂設(shè)備的清洗方式也將隨之改變，將更安全、更高效、更環(huán)保，也更符合行業(yè)發(fā)展和國家環(huán)保需求。

在新穎性方面，本款產(chǎn)品不同于傳統(tǒng)清洗設(shè)備，轉(zhuǎn)角式的外形便于安裝在噴漆烤房角落，采用掛壁式安裝，尺寸小巧，不占空間，不影響烤房內(nèi)施工，解決頻繁進(jìn)出烤房，造成的工件污染的問題。所有功能均采用氣源驅(qū)動進(jìn)行工作，不用額外增加任何輔助設(shè)備或能源形式。污水處理采用啟動攪拌沉淀分離的方式如圖2所示，解放人工操作，實(shí)現(xiàn)洗槍污水的二次循環(huán)再利用，節(jié)約了水資源。在清潔方式上，相比較自來水的流動沖洗，清洗噴嘴采用高壓霧化噴射的方式?jīng)_擊噴槍待清潔部位，壓力可調(diào)，大大減少了用水量，噴槍清洗也更加干凈。

圖2 污水分離處理

在實(shí)用性方面，與一些噴槍清洗設(shè)備相比較，本款清洗機(jī)不但結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，而且采用噴槍不用快速拆卸清洗，能快速在噴涂作業(yè)中進(jìn)行不同顏色油漆的噴涂作業(yè)，節(jié)省了噴涂設(shè)備的采購開支，也節(jié)省了大量噴槍清洗時(shí)間，減少因?yàn)榻?jīng)常拆卸而導(dǎo)致的零件損耗?，F(xiàn)有同款產(chǎn)品采用拆卸清洗，清洗時(shí)間較長，且收集的廢水，需要定期人工處理，而此款產(chǎn)品可直接對收集的污水進(jìn)行攪拌分離并二次回收再利用，經(jīng)過分離沉淀處理后的污水可直接接通生活污水管道，沉淀下來的廢棄物可定期清除，做有害垃圾處理，有效降低環(huán)境污染，達(dá)到環(huán)保要求。

3 結(jié)構(gòu)原理

如圖3所示，產(chǎn)品主要分三個(gè)部分，頂部是控制區(qū)，成半封閉，內(nèi)有藍(lán)色氣路，橙色水路、調(diào)壓閥及污水處理電路開關(guān)布置，外界氣源通過氣源接口進(jìn)入，通過氣路開關(guān)及調(diào)壓閥與噴嘴相連，洗槍水能否進(jìn)入噴嘴受水源開關(guān)控制。室內(nèi)中部裝有清洗噴嘴，聯(lián)通中部清洗區(qū)，三面密封，底部成導(dǎo)流設(shè)計(jì)，清洗后的污水經(jīng)過導(dǎo)流孔進(jìn)入下面的污水處理桶內(nèi)，在清洗室下面有兩個(gè)水桶，左側(cè)是儲水桶，右邊是污水處理桶，污水處理桶底部裝有電磁攪拌器，由污水處理擋位開關(guān)1控制，右側(cè)經(jīng)過凝結(jié)分離后的洗槍水通過過濾，再經(jīng)污水處理擋位開關(guān)2控制的水泵循環(huán)水管進(jìn)入儲水桶，桶內(nèi)的水通過吸水管進(jìn)入控制區(qū)的頂部，與噴嘴相連。

圖3 結(jié)構(gòu)圖

其工作過程是，第一次使用，清洗噴槍時(shí)，連接噴槍氣源，打開清洗室頂部三位五通控制閥，儲水桶內(nèi)干凈的水由于虹吸作用通過吸水管，到達(dá)噴嘴，噴射出受調(diào)壓閥控制的，具有一定壓力的水霧清洗噴槍。清洗噴槍的污水通過清洗區(qū)底部排水孔進(jìn)入污水處理桶，進(jìn)行收集。清洗完畢后，推動控制閥到吹干模式，切斷水路，通過噴嘴吹干噴槍即可，最后控制閥回到關(guān)閉位置，噴槍即再次可投入使用。

當(dāng)污水處理室內(nèi)的污水積累到一定量時(shí)，按比例放入一定量的凝絮劑，打開污水處理開關(guān)到攪拌擋位，充分混合，當(dāng)水中物質(zhì)凝結(jié)沉淀后，污水處理開關(guān)打開到循環(huán)擋位通過水泵，將沉淀分離后干凈的洗槍水，經(jīng)循環(huán)水管至左側(cè)儲水桶，進(jìn)行下次清洗噴槍時(shí)再利用。通過多次利用的洗槍水再通過攪拌凝結(jié)分離后，上層少量洗槍水可排入生活污水管道，固體殘?jiān)鳛橛泻M(jìn)行處理，如圖4所示。

圖4 工作原理流程

4 提升空間

該款設(shè)備目前已完成初步功能性設(shè)想，且利用一些易加工的材料進(jìn)行殼體加工，采購必要的元器件裝配制造完成第一代的原型機(jī)，已經(jīng)投入使用，效果較好，如圖5所示。

圖5 實(shí)際運(yùn)用

在其材料選用、驅(qū)動方式和控制方式方面還有較大優(yōu)化的空間，還需要在實(shí)際運(yùn)用的過程中，發(fā)現(xiàn)問題和改良缺點(diǎn)，相信在不遠(yuǎn)的將來，一款集成本低廉，節(jié)能環(huán)保，性能優(yōu)越，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，實(shí)用性強(qiáng)于一身的水性噴槍清洗機(jī)會走進(jìn)市場，被市場所認(rèn)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

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1671-7988(2021)20-184-03

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10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.020.047

呂翼峰（1986.4—），男，本科，講師，就職于蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，研究方向：汽車涂裝維修。