一种超临界二氧化碳油漆喷涂系统的制作方法

1.本实用新型属于油漆技术领域，具体涉及一种超临界二氧化碳油漆喷涂系统。


背景技术：

2.油漆是一种能牢固覆盖在物体表面，起保护、装饰、标志和其他特殊用途的化学混合物涂料，涂料是一种材料，这种材料可以用不同的施工工艺涂覆在物件表面，形成粘附牢固、具有一定强度、连续的固态薄膜。这样形成的膜通称涂膜，又称漆膜或涂层，涂料一般由成膜物质、填料(颜填料)、溶剂、助剂等四部分组成。根据性能要求有时成份会略有变化，如清漆没有颜填料、粉末涂料中可以没有溶剂，属于有机化工高分子材料，所形成的涂膜属于高分子化合物类型。按照现代通行的化工产品的分类，涂料属于精细化工产品。现代的涂料正在逐步成为一类多功能性的工程材料，是化学工业中的一个重要行业。
3.油漆的传统涂装作业分两种，一是油漆调配好后使用滚筒或者毛刷蘸取，再涂在工件表面；另一种是油漆调配好后使用喷涂机抽取、增压输送至喷枪，再雾化喷涂至工件表面。油漆雾化分两种，一是气雾化，即使用压缩空气打散油漆使其雾化，二是压力雾化，即给油漆增压至5mpa以上再喷出，高压油漆液体遇到低压环境，内压瞬间释放，油漆液粒炸裂成很小的雾滴，再飘落至工件表面。
4.不论是气雾化还是压力雾化，都存在一个问题，即油漆的粘度。过高的粘度会导致油漆无法雾化。因此在油漆调配时会加入稀释剂以降低油漆的粘度。油漆的稀释剂即有机溶剂，优点是能溶解油漆，常温常压下容易气化，以达到降低油漆粘度，喷涂至工件表面后气化，气化后油漆依然留在工件表面，稀释剂功成身退。缺点是有机溶剂毒性大，对动物植物都有害，人体吸入过多会中毒、产生不可逆损伤甚至死亡，有机溶剂易燃，部分有机溶剂极易燃，空气中气态有机溶剂含量达到临界时遇到明火会爆炸。
5.而超临界二氧化碳拥有特殊的性质，可以溶解油漆，降低油漆的粘度，以达到喷涂的要求。同时，二氧化碳本身是燃烧产物之一，化学性质稳定，二氧化碳也是人体新陈代谢的产物之一，对植物是光合作用原料，对动物和人体基本无毒无害。在消耗量上，同等质量的油漆要调配到可喷涂粘度，需要添加至少40%的稀释剂，而使用二氧化碳时只需要不到10%，而且二氧化碳的单价远低于稀释剂。综合安全性和经济性，二氧化碳是油漆喷涂作业中替代稀释剂的理想材料。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种使用超临界二氧化碳替代稀释剂的超临界二氧化碳油漆喷涂系统。
7.本实用新型采用的技术方案如下：
8.一种超临界二氧化碳油漆喷涂系统，它包括底盘和外置的二氧化碳储罐，所述底盘前侧安装有支撑架，所述支撑架上设有计量泵一、计量泵二、计量泵三和计量泵四，所述计量泵一内设有电机一，所述计量泵二内设有电机二，所述计量泵三内设有电机三，所述计
量泵四内设有电机四，所述支撑架侧面设有混合加热器，所述底盘上设有储罐一、储罐二和储罐三，所述底盘设有制冷水箱，所述制冷水箱上安装有驱动各个装置运行的控制箱，所述二氧化碳储罐通过管道与制冷水箱的进口相连，所述制冷水箱的出口通过管道与计量泵一的进口相连，所述计量泵一的出口通过管道与混合加热器的进口相连，所述储罐一的出口通过管道与计量泵二的进口相连，所述计量泵二的出口通过管道与混合加热器的进口相连，所述储罐二的出口通过管道与计量泵三的进口相连，所述计量泵三的出口通过管道与混合加热器的进口相连，所述储罐三的出口通过管道与计量泵四的进口相连，所述计量泵四的出口通过管道与混合加热器的进口相连，所述混合加热器的出口通过管道与喷枪相连。
9.所述系统设备设有控制箱，控制箱通过线路分别与计量泵一、计量泵二、计量泵三和计量泵四和混合加热器相连，可控制四个计量泵流量和加热器温度。
10.所述控制箱上设有面板装置和总电源按键，所述面板装置上设有执行供电开关按键，电机启停按键，计量泵一选择旋钮，计量泵二选择旋钮，计量泵三选择旋钮，计量泵四选择旋钮，模式选择旋钮，急停按键，触控屏幕，混合加热温控器和混合加热开关，所述面板装置内设有plc控制器和伺服驱动器，所述plc控制器分别与触控屏幕、混合加热器和伺服驱动器相连。
11.所述混合加热器为带有压力传感器的混合加热器，可以向plc反馈加热器内压力和温度情况。
12.所述底盘装有滚轮，可根据实际使用情况加装滚轮，例如工厂内使用时可不加滚轮使用不便移动的储料罐，需要移动时可 加装滚轮使用便于移动的储料罐。
13.本实用新型的有益效果有：
14.（1）本实用新型将压力储罐内的气态 二氧化碳通过压降气化输出到液化储罐内，在液化储罐内通过等压低温液化后输送至混合式加热器中，使液态二氧化碳和其他一些组份充分混合，配方中各组份协同作用得到粘度较低的油漆，且油漆基本不出现泡沫，从而达到超临界二氧化碳替代稀释剂的目的；
15.（2）本实用新型采用控制箱对整体系统进行智能化操控，解放操作人员的双手，减轻操作人员的工作量，同时可通过触控屏幕设置各个装置的参数值和控制条件，便于操作人员直观了解；
16.（3）本实用新型结构简单，对运行环境宽容度高，减少或免去了稀释剂的使用，从而降低油漆喷涂时对环境的污染，并提高了安全性。
附图说明
17.图1为本实用新型的结构示意图；
18.图2为本实用新型中控制箱的结构示意图；
19.图中1、底盘；2、支撑架；3、电机一；4、计量泵一；5、电机二；6、计量泵二；7、电机三；8、计量泵三；9、电机四；10、计量泵四；11、储罐一；12、储罐二；13、储罐三；14、混合加热器；15、喷枪；16、控制箱；17、制冷水箱；18、二氧化碳储罐；19、面板装置；20、总电源按键。
具体实施方式
20.下面结合附图对本实用新型作进一步地说明：
21.如图1
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2所示，本实用新型它包括底盘1和二氧化碳储罐18，该二氧化碳储罐18通过自身的高压将二氧化碳输出。
22.底盘1前侧安装有支撑架2，该支撑架2上设有计量泵一4、计量泵二6、计量泵三8和计量泵四10，其中计量泵一4内设有电机一3，计量泵二6内设有电机二5，计量泵三8内设有电机三7，计量泵四10内设有电机四9，即一台电机只控制一个计量泵，为其提供动力；而电机一3、电机二5、电机三7和电机四9均选为具有编码器的电机，这样可根据需求启停和改变偏心轮的转速，从而调节计量泵的排量。电机一3、电机二5、电机三7和电机四9上均设有偏心轮，即计量泵和电机通过对应的偏心轮联动，该偏心轮一般包括支撑背板，行程凸台和定位凸台，其中支撑背板用于提供动力传导，并减小侧向力导致的形变；而行程凸台设计为上行程内（或下行程内）偏心轮的转动单位角度，且设置在定位凸台上的轴承向上或向下运行单位距离，以此确保偏心轮在匀转速下可获得计量泵一4、计量泵二6、计量泵三8和计量泵四10的匀排量。
23.底盘1后侧依次设有储罐一11、储罐二12和储罐三13，用于存放与液态二氧化碳充分混合的各种组份。底盘1两侧分别设有制冷水箱17和喷枪15，制冷水箱17上安装有驱动各个装置运行的控制箱16，其中控制箱16通过线路分别与电机一3、电机二5、电机三7、电机四9和混合加热器14相连，以此达到控制箱16控制电机一3、电机二5、电机三7、电机四9和混合加热器14运行，且电机一3、电机二5、电机三7和电机四9运行后分别控制计量泵一4、计量泵二6、计量泵三8和计量泵四10运转的效果。
24.该控制箱16上设有面板装置19和总电源按键20，面板装置19上设有执行供电开关按键，电机启停按键，计量泵一选择旋钮，计量泵二选择旋钮，计量泵三选择旋钮，计量泵四选择旋钮，模式选择旋钮，急停按键，触控屏幕，混合加热温控器和混合加热开关；面板装置19内设有plc控制器和伺服驱动器，而plc控制器分别与触控屏幕和伺服驱动器相连，从而操作人员在面板装置19上通过手动操作各个按键就可实现控制指令的发出且反馈到plc控制器内。
25.其中控制箱16的控制流程为：操作人员开启总电源按键20后，触控屏幕以及内部的plc控制器、伺服驱动器控制电源通电开机，按下执行供电开关按键，使伺服驱动器内的rst通电；接着通过模式选择旋钮打开为运行模式时，计量泵一4、计量泵二6、计量泵三8和计量泵四10默认同时选中，选择好后，在触控屏幕中设置计量泵三8的转速比（相对于计量泵二6的转速）、计量泵四10的转速比和计量泵一4的转速比后，按下电机启动按键，电机一3、电机二5、电机三7和电机四9会同时启动，由于电机一3、电机二5、电机三7和电机四9通过线路相连，在设定目标转速百分比时转速以电机二5的转速为基准，实时匹配电机转速；同时，在支撑架2侧面设置的混合加热器14内设有压力传感器，通过在触控屏幕中设置目标压力参数，plc控制器内的pid程序会根据设定压力、当前测量压力的差值，自动调节计量泵二6转速，在测量压力低于设定压力时提高计量泵二6转速，在测量压力高于设定压力时降低计量泵二6转速，在测量压力高于设定压力一定值后电机二5停转。
26.二氧化碳储罐18通过管道与制冷水箱17的进口相连，该二氧化碳储罐18内的二氧化碳是通过压降气化输出至制冷水箱17内，在制冷水箱17内液化，即二氧化碳储罐18和制
冷水箱17内压力相同，但是制冷水箱17内温度更低，更低的温度使气态二氧化碳液化，液化后气态二氧化碳量减少，压强下降，因此二氧化碳储罐18内的气态二氧化碳因压强差涌向制冷水箱17内，同时二氧化碳储罐18内的的液态二氧化碳因压强降低，逐渐气化以保持气压，通过这种机制达到二氧化碳输送的功能。
27.制冷水箱17的出口通过管道与计量泵一4的进口相连，计量泵一4的出口通过管道与混合加热器14的进口相连，液化后的液态二氧化碳通过管道进入计量泵一4进口，然后计量泵一4由电机一3通过偏心轮驱动，将液态二氧化碳排出至混合加热器14内。
28.储罐一11的出口通过管道与计量泵二6的进口相连，计量泵二6的出口通过管道与混合加热器14的进口相连，计量泵二6由电机二5通过偏心轮驱动，将储罐一11中的组份输送至混合加热器14内。
29.储罐二12的出口通过管道与计量泵三8的进口相连，计量泵三8的出口通过管道与混合加热器14的进口相连，计量泵三8由电机三7通过偏心轮驱动，将储罐二12中的组份输送至混合加热器14内。
30.储罐三13的出口通过管道与计量泵四10的进口相连，计量泵四10的出口通过管道与混合加热器14的进口相连，计量泵四10由电机四9通过偏心轮驱动，将储罐三13中的组份输送至混合加热器14内。
31.混合加热器14的出口通过管道与喷枪15相连，当超临界的液态二氧化碳与储罐一11、储罐二12和储罐三13中的组份一起进入混合加热器14内进行混合加热，然后将加热后的油漆通过管道进入喷枪15进行喷涂。
32.本实用新型的使用过程如下：
33.操作人员首先开启控制箱16上的总电源按键20后，触控屏幕以及内部的plc控制器、伺服驱动器控制电源通电开机，开机后，按下执行供电开关按键，使伺服驱动器内的rst通电；接着将模式选择旋钮打开且为运行模式，然后在触控屏幕上设置各个运行装置的参数，最后按下电机启动按键。
34.开始运行后，计量泵一4、计量泵二6、计量泵三8和计量泵四10默认一起选中，二氧化碳储罐18内的气态二氧化碳会输送到制冷水箱17内进行液化，形成液态二氧化碳，与此同时，储罐一11，储罐二12，储罐三13内的组份以及液态二氧化碳分别通过各自管道共同输送至混合加热器14内进行混合加热，最后将得到的低粘度且无泡沫的油漆流通过喷枪15喷涂。
35.本实用新型涉及的其它未说明部分与现有技术相同。