集中式输调漆系统保证高品质涂料供应

集中式输调漆系统

汽车涂装的目的是获得具有优良的防护性、耐久性和装饰性的表面涂膜。为了实现这一目标，必须有稳定、可靠的涂料及溶剂来源。而集中式输调漆系统的应用为我们解决了这一问题。

集中式输调漆系统是由各部件以及管路构成的管道网络，它不仅能够保证以适当的压力和流量输送涂料，同时还能对涂料的温度等特性进行控制。主要部件包括：调漆罐、输漆罐、主泵、稳压器、过滤器、调压器、温控系统等。通常工程上将由这些部件和管路构成的一个集中式输调漆装置称为一个模组，每个模组可以有若干个涂料供给出口。该系统运行时，通常由一台隔膜泵将漆和稀释剂泵入调漆罐中进行调整，调整好的涂料被同一台隔膜泵泵入输漆罐中，然后主泵将输漆罐中的涂料通过稳压器、过滤器泵入主管道，输送至各枪站点供人工、自动设备或是机器人喷涂使用，而剩余涂料可经过主管路或其他管路返回到输漆罐中。从这里可以看出，由于涂料是在密闭系统中循环的，因而避免了外界杂质对涂料的污染，从而保证了输送涂料的洁净度。

汽车涂装的目的是获得具有优良的防护性、耐久性和装饰性的表面涂膜。若要获得高质量的表面涂膜，一方面要有比较好的喷涂设备和高技能的工艺人员，另一方面要有提供稳定、可靠的涂料及溶剂的来源。而集中式输调漆系统的应用为我们解决了这一问题。以下将通过对组成该系统的几大部分进行详细介绍，使读者能够更好地了解、熟悉输调漆系统的设计、安装、维护等工作。

一、主泵的选择

为了便于集中式输调漆系统的管理、维护和保养，通常集中供漆间里各漆种选择相同的主泵。主泵的选择主要考虑下列因素：

1、流量因素

涂料循环系统中主泵的工作流量为：

Q=Q1+Q2

其中：

Q，主泵的工作流量；

Q1，循环流量，即涂料在管路中保持18m/min的流速时的流量；

Q2，喷涂流量，即喷枪的流量的总和（∑枪1，2，3……）。

假设每个涂料供给出口的最大喷涂流量为1L/min，且为两线循环方式。通常对于两线循环

系统，涂料输送管路采用内径为φ34mm的不锈钢管，保证涂料在管路中保持18m/min的流速，因此所需的循环流量为：

Q1=3.14×0.172×180=16.3L/min

涂料出口数量以面漆最多时的32个计算（共2条面漆线，每条线机器人8台，人工喷漆站8个），根据每个喷漆出口最大的流量是1L/min，喷枪同时工作的同步因数按70%计算，因此可以得到喷涂流量为：

Q2=1×32×0.7=22.4L/min

由Q=Q1+Q2得出主泵工作流量为38.7L/min。但通常在涂料循环系统中，所选择主泵的最大流量应不低于3倍的工作流量，即为38.7×3=116.1L/min。

2、主泵的输出压力

枪站的最高压力6～7bar时，以系统中粘度最高的2种罩光涂料为例。由于涂料在循环系统中输送时存在有管路的压力损失，因此：

p＞pG+Δp

其中：

P，主泵的出口压力；

pG，喷枪的工作压力；

Δp，压力损失。

而在实际工作条件下，通常管路中还会存在其他方面的压力损失（p其他），因此主泵的工作压力还应包括这一部分。p其他通常为2～3Kg/cm2（1 Kg/cm2=0.98bar），此外，喷枪的工作压力pG通常厂家要求为3～6Kg/cm2（通常状态下低压喷枪的工作压力为 1.5～2.5Kg/cm2）。

输送管道的压力损失为：Δp=693QLU/D4

其中：

L，管线长度，m；

U，涂料粘度，泊；

D，管道内径，mm。

因此根据整体厂房的规划要求，涂料循环管线的长度为200m，福特4#杯20℃时的涂料粘度对应的粘度标准值为1泊，因此：

Δp=693×38.7×200×1.0/344=4Kg/cm2。

从而得出，主泵的出口压力为：

p＞4Kg/cm2+3Kg/cm2+3Kg/cm2=10Kg/cm2

根据计算出的流量和主泵输出压力，可以选择适合的主泵。另外，考虑到液压泵下缸体密封件的材料必须与涂料的特性相适应，同时为了满足溶剂型涂料和水性涂料的共同要求，提高设备的通用性，建议选择液压泵下缸体为不锈钢材料的VISCOUNT Ⅱ400和选用Teflon材料的密封件。

中央供漆系统

该系统主要有以下几部分组成：

1、GRACO公司的不锈钢泵输漆模组，具有容积为300L的不锈钢调漆罐和输漆罐，主要特点如下：

（1）该罐采用不锈钢电化学抛光工艺制造，表面粗糙度Ra低于0.1，设备功能充分保证；（2）圆顶形的桶盖设计，通过焊接方式连接管道，可以更好地适应水性涂料的应用；（3）所有组件采用可拆卸卡套式接头及组件，可迅速的拆卸，维修极为方便；

（4）不锈钢模组管道，内壁采用平滑式设计，降低了沉淀的可能性，提高了系统的可靠性。目前国内有很多厂家已经可以设计、制造这种罐，因而极大地降低了系统成本。除此之外，该系统还包括国内工厂广泛使用的模组专用不锈钢编网涂料管、涂料液位控制系统、不锈钢低剪切搅拌器及涂料补给系统等。

2、VISCOUNTⅡ400主泵最高流量可达48UKgal/min（1UKgal =4.546L），与空气驱动泵相比，具有更明显的优势，柱塞杆和柱塞缸采用GRACO专利的SEVERE DUTY材料，耐磨、耐蚀性能高于不锈钢，使用寿命更长。

3、金属漆主过滤器为震荡式过滤器，增强了过滤效果。

4、回流加设过滤器，更方便清洗和换色，全方位消除涂料污染。

5、不锈钢膜式稳压器、蓄能介质与涂料分隔，防止涂料被污染，稳压效果持久。

6、管路采用无台阶卡套接头连接，最大限度地降低了管路对材料的剪切作用，同时方便管路拆卸。

7、涂料模组及枪站均采用包式不锈钢球阀，全包式球阀内腔光滑、无死角，清洗、换色时能保证系统的稳定性和洁净度。

8、系统采用两线循环方式，特别适合于水性涂料的应用。直达枪站的循环设计，保证涂料的稳定流动以减少沉淀。每一个供给出口处设有压力显示仪表，可随时掌握支管内涂料的流动状况。

9、充分考虑系统内各喷涂站（机器人站和手工站）位置、输漆管路管径及长度、涂料黏度、

喷涂压力及流量等多方面因素，保证整个系统满足工艺要求。

10、手动喷站出口组件采用进口产品。Y型快换接头质量轻，可降低操作者的劳动强度；通径大，有利于涂料流动；密封效果好，可减少涂料泄漏。手动喷枪采用GRACO新型DELTAII 空气喷枪，该枪采用人机工程学原理设计，质量轻、易损部件少，操作和维修方便，具有雾化颗粒细等优点。

控制和监控系统

1、涂料循环控制系统由可编程控制器（PLC）、I/O底板、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块、网络模块、HMI人机界面等系统组成，能够完成整个输调漆系统的控制。

2、主要控制内容包括：电动搅拌控制、液位控制、循环泵控制、涂料自动上料控制、压力报警控制、废溶剂回收控制、液压单元控制、管中管温度控制系统、双电源切换控制以及其他功能控制等。

（1）电动搅拌控制

系统采用的具有低剪切功能的电动搅拌器与气动搅拌器相比，具有节能、噪音小、故障率低等优点，同时完全适用于水性涂料。该设备既能防止涂料因搅拌不足产生沉淀，也能防止涂料因过度搅拌而造成剪切和浪费。通过安装变频器，该电动搅拌器可以实现自动调速。

除溶剂外，每个调漆罐、输漆罐和废溶剂罐均配备电动搅拌器，由人工根据液位的情况手动调整搅拌器的搅拌速度，保证涂料搅拌均匀。在不需要某个模组工作时，可以在主控柜或HMI人机界面上使用操作按钮启动或停止相应的电动搅拌器，每个搅拌器的工作状态都可以在HMI人机界面上显示。

（2）液位控制

每个涂料罐均配有静压式电子液位变送器，通过它得到的连续模拟量液位信号（4～20mA）可以在主控柜（CP）HMI人机界面上实时显示罐的液位。液位信号输入给可编程控制器（PLC），由PLC统一进行运算控制和显示。当液位达到HH（高高液位）或LL（低低液位）时，主控制盘（MCP）上发出声光报警，在HMI上显示报警信息，同时在主控柜（CP）也有相应的报警指示，此时相应泵工作停止。

（3）循环泵控制

循环泵的工作方式分为自动、手动两种方式，由液压单元油路提供驱动力。自动方式循环泵在当系统发生回管压力报警时，系统可以自动切断相应的油路电磁阀和循环泵，保证系统的安全；在手动工作状态时，操作员可以通过主控柜（CP）的转换开关手动启动或停止循环泵，而不受回管压力的压力开关控制。

（4）涂料自动上料控制

主控柜（CP）为操作者提供了手动和自动两种上料方式。

自动方式时：当循环罐低液位时，PLC控制隔膜泵启动，大约10s后，转换阀动作，从调漆罐向输漆罐加料，直到输漆罐高液位停止。

手动方式时：操作员通过主控柜（CP）手动开关控制隔膜泵和转换阀，把涂料从调漆罐输送到输漆罐，该方式下，隔膜泵和转换阀为人工强制工作，不受液位高低的控制。

（5）压力报警控制

在模组中的涂料回流管上，安装有一个电节点压力开关，可实时监控回流管中的涂料压力。当系统发生故障或泄漏造成回流管压力异常时，该信号将被传递给控制柜的PLC，并在HMI 触摸屏上显示报警信息，提示操作员处理故障。同时在主控柜（CP）上也将有报警灯闪烁，提示现场的操作人员。另外，在涂料管路的过滤器两侧也安装有电节点压力表，当涂料中的杂质使过滤器堵塞时，一侧的异常压力值将在控制柜的HMI上显示报警信息，与回流压力报警一样，该报警信息也将出现在主控柜（CP）上。这些都可以由现场的操作人员在操作箱上确认，消除相应的报警，报警灯将不再闪烁，但报警信号只有在故障排除后才会消失。（6）废溶剂回收控制

废溶剂回收系统包括废溶剂收集盒、废溶剂收集罐、液位检测和管路等设备。

废溶剂收集盒用来接收手动喷枪和机器人清洗换色时产生的废溶剂，倾斜式回收管路设计能保证废溶剂的流动。

废溶剂收集罐用来接收上述管路流过来的废溶剂，收集罐上部设有电动搅拌器、电子式液位计、HUSKY泵。电动搅拌器的搅拌能防止废溶剂淤积在废溶剂收集器里，造成出口堵塞；电子式液位检测计可根据液位位置开启或停止HUSKY泵；HUSKY泵主要用来输送废溶剂和保证废溶剂循环，防止废溶剂在管路内淤积造成堵塞管道。另外，在调漆间设有3m3大容量废溶剂罐，用来暂时储存废溶剂，罐上设有电子液位检测计，电动搅拌器和HUSKY泵，电子液位检测计设有上、下限报警；手动控制的HUSKY泵主要用来输送废溶剂至200L溶剂桶或废溶剂车内。此外，车间设有废溶剂回收再利用的循环设备，不但节约了处理费用，而且回收后的溶剂可用于车间的其他需要。

（7）液压单元控制

液压油供应单元，可供30台VISCOUNT II 400泵同时工作。液压油单元控制系统可以提供过油温报警，低油位报警，当油温超过设定值时，冷却水泵开始工作，将液压油强制泵入换热器，对液压油进行强制冷却。冷水泵共设两台，一台工作、另一台备用。

PCS（paint circulate system）涂料循环系统是由液压单元循环泵驱动的。液压单元的控制系统除了可以在主控柜控制，也可以在液压间的操作箱上进行操作。液压单元采用3台30Kw 的低噪音电机作为液压驱动电机，正常工作时两用一备，并定期循环交替工作，保证电机良好的工作状态。液压单元的电机切换有自动和手动两种控制方式。在自动控制下，由控制柜的PLC完成电机的定时轮流交替工作。而在手动控制下，则通过现场操作箱面板上的选择开关，进行手动选择启动或停止电机，不受工作时间限制。此外，通过PLC之间的通讯，可在PCS控制柜上的HMI人机界面上检测到液压单元的工作状态。通过安装在液压单元的传感器，检测到液压油的温度、液位、油泵电机的工作状态、冷却电机的工作状态以及进油口和出油口的状态等。当发出异常时，将在现场的操作箱、控制柜上和HMI上发出报警，提示操作人员及时进行处理。

（8）管中管温度控制系统

涂料系统的温度控制采用管中管换热设备，并通过安装在管中管换热器上的PT100温度传感器将温度信号处理后送到PLC程序控制器，经内部程序PID计算后，将输出信号传至管中管系统六通阀（电动比例调节阀），六通阀根据该信号控制阀的开度，调节冷热水的进入比例，从而达到精确控制温度的目的。

（9）双电源切换控制

系统采用双电源（主电源和备用电源）控制，并具有自动、手动切换装置。当主电源发生故障，自动切换装置能在预先设定的时间内将整个系统切换到备用电源上去；当主电源故障排除后，通过手动方式（考虑到由备用电源切换到主电源时的安全性，因此系统只提供手动方式的切换）可将电源切换回主电源。

3、人机界面监控系统

以上控制内容可以通过HMI以不同的“画面”显示出来，例如：液位、温度、压力等信号的报警关闭或者打开；对一些报警、故障等信息进行存储；也可对一些系统参数进行设置、更改，例如：液位、温度、压力等；操作、维护人员可以根据报警信息判断故障的原因，从而较容易的维护、保养输调漆系统。