Wentylator do mgły lakierniczej

Podczas natryskowego nakładania farb i lakierów do powietrza przedostają się drobne krople materiału tworzące tzw. mgłę lakierniczą. Jej skuteczne odprowadzanie wymaga odpowiednio zaprojektowanego układu wentylacyjnego oraz właściwie dobranego wentylatora.

Wentylator do mgły lakierniczej musi być dopasowany nie tylko do wymaganej wydajności powietrza, ale również do rodzaju transportowanego medium, układu filtracyjnego, oporów instalacji i warunków występujących w lakierni. Znaczenie ma również sposób rozmieszczenia wentylatora względem filtrów, ponieważ kontakt wirnika z aerozolem lakierniczym może powodować jego zanieczyszczanie i wpływać na dalszą pracę urządzenia.

W niektórych instalacjach należy dodatkowo uwzględnić możliwość występowania atmosfery wybuchowej oraz wymagania dotyczące wykonania urządzeń.

Czym jest mgła lakiernicza i dlaczego wymaga odpowiedniego wentylatora?

Mgła lakiernicza powstaje przede wszystkim podczas natryskowego nanoszenia farb, lakierów, podkładów i innych powłok.

W zależności od stosowanej technologii w powietrzu mogą znajdować się:

• Drobne krople farby
• Krople lakieru
• Aerozole
• Cząstki materiału powłokowego
• Substancje lotne
• Pary rozpuszczalników

Nie należy utożsamiać jednak mgły lakierniczej z samymi oparami farby lub rozpuszczalnika. Mgła jest przede wszystkim aerozolem składającym się z bardzo drobnych kropli ciekłego materiału.

Ma to znaczenie przy doborze wentylatora i filtracji.

Drobne krople mogą być transportowane przez instalację i osadzać się na jej elementach. Szczególnie problematyczne może być ich odkładanie się na łopatkach wirnika wentylatora.

Wraz z upływem czasu osadzony materiał może prowadzić do:

• Zwiększenia masy wirnika
• Jego niewyważenia
• Wzrostu drgań
• Zmniejszenia sprawności
• Ograniczenia przepływu
• Zwiększenia oporów
• Przyspieszonego zużycia elementów

Dlatego w instalacji odciągającej mgłę lakierniczą wentylator powinien być traktowany jako część całego systemu, a nie jako niezależne urządzenie.

Gdzie stosuje się wentylatory do odciągu mgły lakierniczej?

Wentylatory przeznaczone do instalacji lakierniczych mogą być stosowane w wielu procesach przemysłowych.

Kabiny lakiernicze

W kabinach lakierniczych układ wentylacyjny odpowiada za przepływ powietrza przez strefę natrysku i odprowadzenie zanieczyszczonego powietrza.

W zależności od konstrukcji kabiny powietrze może być odprowadzane przez ścianę filtracyjną, kanały dolne lub inne elementy systemu.

Ściany lakiernicze

Ściany lakiernicze wyposażone w odpowiedni układ filtracyjny umożliwiają przechwytywanie mgły powstającej podczas natrysku.

Wentylator musi pokonać opór samej ściany filtracyjnej oraz pozostałych elementów instalacji.

Stanowiska natryskowe

Przy pojedynczych stanowiskach stosuje się miejscowe układy odciągowe, których zadaniem jest przechwycenie zanieczyszczeń możliwie blisko miejsca ich powstawania.

Lakiernie przemysłowe

W większych zakładach można stosować rozbudowane instalacje obsługujące wiele stanowisk, kabin lub linii technologicznych.

W takich przypadkach szczególnego znaczenia nabiera prawidłowe określenie wydajności i sprężu wentylatora.

Lakierowanie elementów metalowych, drewnianych i tworzywowych

Rodzaj lakierowanego materiału nie zawsze determinuje konstrukcję wentylatora, ale wpływa na charakter procesu, rodzaj stosowanych powłok oraz wymagania dotyczące odciągu i filtracji.

Jaki wentylator do mgły lakierniczej?

W instalacjach odciągu mgły lakierniczej często stosuje się wentylatory promieniowe, szczególnie wtedy, gdy wymagane jest pokonanie oporów kanałów i filtrów.

Nie oznacza to jednak, że każdy wentylator promieniowy będzie odpowiedni.

Przy wyborze trzeba uwzględnić rzeczywisty punkt pracy oraz warunki, w których urządzenie będzie eksploatowane.

Wentylator promieniowy

Wentylatory promieniowe mogą być stosowane w instalacjach, w których wymagane jest uzyskanie odpowiedniego przepływu powietrza przy określonym sprężu.

Ich zaletą w tego typu zastosowaniach jest możliwość dopasowania konstrukcji i parametrów do rozbudowanych układów kanałowych.

Przy doborze należy jednak zwrócić uwagę na to, czy wentylator będzie pracował po stronie czystego, czy zanieczyszczonego powietrza.

Wentylator przeznaczony do instalacji lakierniczych

Jeżeli wentylator ma mieć bezpośredni kontakt z mgłą lakierniczą, jego konstrukcja powinna uwzględniać możliwość osadzania się materiału na elementach mających kontakt z medium.

Znaczenie może mieć:

• Materiał wykonania
• Geometria wirnika
• Sposób wyważenia
• Możliwość czyszczenia
• Odporność na działanie medium
• Sposób prowadzenia napędu

Wentylator przeciwwybuchowy

W określonych instalacjach lakierniczych może występować zagrożenie wybuchem związane z obecnością palnych par, aerozoli lub innych substancji.

W takim przypadku może być wymagane zastosowanie urządzeń o odpowiednim wykonaniu przeciwwybuchowym.

Nie należy jednak przyjmować, że każda lakiernia automatycznie wymaga identycznego rozwiązania. Konieczna jest analiza konkretnego procesu i klasyfikacji stref.

Jak dobrać wentylator do mgły lakierniczej?

Dobór wentylatora chemoodpornego powinien rozpocząć się od analizy całej instalacji.

Najważniejsze informacje to:

Rodzaj procesu lakierniczego

Należy określić, czy mamy do czynienia z ręcznym natryskiem, lakierowaniem automatycznym, pojedynczym stanowiskiem czy rozbudowaną linią produkcyjną.

Rodzaj farby lub lakieru

Ważne są właściwości stosowanego materiału, w tym jego skład oraz charakterystyka substancji towarzyszących procesowi.

Sposób nanoszenia

Technologia natrysku wpływa na ilość powstającej mgły i charakter przepływu powietrza.

Wielkość stanowiska lub kabiny

W przypadku kabiny należy określić jej geometrię i sposób organizacji przepływu.

Wymagany przepływ powietrza

Wentylator musi zapewnić odpowiednią ilość powietrza przepływającą przez strefę odciągu.

Układ kanałów

Należy uwzględnić długość przewodów, ich średnice, kolana, trójniki i inne kształtki.

Filtracja

Filtry zatrzymujące mgłę lakierniczą powodują spadek ciśnienia, który należy uwzględnić przy doborze wentylatora.

Spręż

Wentylator musi pokonać całkowity opór instalacji przy wymaganym przepływie.

Temperatura

Temperatura powietrza i warunki pracy mogą wpływać na dobór materiałów oraz konstrukcję urządzenia.

Zagrożenie wybuchem

Jeżeli w procesie mogą powstawać atmosfery wybuchowe, należy uwzględnić wymagania dotyczące urządzeń pracujących w takich warunkach.

Wydajność wentylatora do kabiny lakierniczej

Jednym z najważniejszych parametrów wentylatora jest jego wydajność.

W podstawowych obliczeniach można wykorzystać zależność:

Q = v × A × 3600

gdzie:

• Q - strumień powietrza [m³/h]
• v - prędkość powietrza [m/s]
• A - powierzchnia przekroju przepływu [m²]

W przypadku kabiny lakierniczej sposób określania wymaganego przepływu zależy od jej konstrukcji i sposobu prowadzenia powietrza.

Można spotkać między innymi:

• Przepływ poprzeczny
• Przepływ pionowy
• Przepływ poziomy
• Odciąg przez ścianę filtracyjną
• Odciąg miejscowy

Nie należy więc dobierać wentylatora wyłącznie na podstawie objętości kabiny.

Istotne jest to, jak powietrze ma przepływać przez strefę lakierowania i jak ma być przechwytywana mgła lakiernicza.

Spręż wentylatora do odciągu lakierniczego

Samo określenie wydajności nie wystarcza.

Wentylator musi zapewnić wymagany przepływ przy sprężu odpowiadającym całkowitym oporom instalacji.

Na straty ciśnienia wpływają między innymi:

• Przewody wentylacyjne
• Kolana
• Trójniki
• Przepustnice
• Ściany filtracyjne
• Filtry
• Tłumiki
• Wyrzutnie
• Inne elementy technologiczne

Szczególne znaczenie ma filtracja mgły lakierniczej.

W miarę eksploatacji filtry mogą ulegać zabrudzeniu, a ich opór może wzrastać. Dlatego przy projektowaniu instalacji trzeba uwzględnić warunki pracy związane ze stanem filtrów.

Wentylator powinien być dobrany do rzeczywistego punktu pracy, a nie tylko do maksymalnej wydajności katalogowej.

Wentylator przed czy za filtrem mgły lakierniczej?

Położenie wentylatora względem filtra jest bardzo istotne.

Wentylator po stronie czystego powietrza

Przykładowy układ:

kabina → filtr → wentylator → wyrzutnia

W takim rozwiązaniu filtr zatrzymuje znaczną część aerozolu przed wentylatorem.

Może to ograniczyć osadzanie się materiału na:

• Wirniku
• Obudowie
• Innych elementach mających kontakt z przepływającym powietrzem

Takie rozwiązanie może ułatwiać utrzymanie wentylatora w odpowiednim stanie technicznym.

Wentylator po stronie zanieczyszczonego powietrza

Możliwy jest również układ:

kabina → wentylator → filtr → wyrzutnia

W tym przypadku wentylator pracuje z powietrzem zawierającym mgłę lakierniczą.

Konstrukcja urządzenia musi być wtedy odpowiednio dostosowana do transportowanego medium.

Należy uwzględnić między innymi możliwość osadzania się materiału na wirniku i obudowie oraz wpływ tego procesu na wyważenie i parametry pracy.

Dlaczego mgła lakiernicza jest problemem dla wentylatora?

Jednym z największych problemów jest możliwość osadzania się materiału powłokowego na elementach wentylatora.

Jeżeli krople lakieru przedostają się do wirnika, mogą stopniowo tworzyć warstwę osadu.

Może to prowadzić do:

Niewyważenia wirnika

Nierównomierne osadzanie materiału zmienia rozkład masy wirnika.

Wzrostu drgań

Niewyważenie może powodować zwiększenie poziomu drgań i obciążenie łożysk.

Spadku wydajności

Zmiana geometrii powierzchni łopatek i odkładanie materiału mogą wpływać na parametry aerodynamiczne.

Wzrostu oporów

Osady mogą zmniejszać efektywny przekrój przepływu.

Konieczności czyszczenia

W zależności od konstrukcji i warunków pracy wentylator może wymagać regularnej kontroli i czyszczenia.

Z tego względu odpowiednie rozmieszczenie filtrów względem wentylatora może mieć bardzo duże znaczenie dla trwałości całego układu.

Konstrukcja wentylatora do mgły lakierniczej

Wentylator pracujący w instalacji lakierniczej powinien być dobrany nie tylko pod względem wydajności i sprężu.

Wirnik

Wirnik powinien być odpowiednio dopasowany do warunków pracy.

Jeżeli znajduje się po stronie zanieczyszczonego powietrza, należy uwzględnić możliwość osadzania się aerozolu.

Istotne jest również prawidłowe wyważenie wirnika.

Obudowa

Obudowa powinna być wykonana z materiału odpowiedniego do warunków środowiska oraz rodzaju transportowanego medium.

W przypadku kontaktu z agresywnymi składnikami powłok lub rozpuszczalników konieczne może być zastosowanie materiałów o zwiększonej odporności chemicznej.

Silnik i napęd

W zależności od konstrukcji wentylator może posiadać napęd bezpośredni lub pośredni.

W instalacjach, w których występuje potencjalna atmosfera wybuchowa, również sposób wykonania napędu musi być zgodny z wymaganiami dla konkretnej strefy.

Łożyska

Warunki pracy łożysk należy dobierać z uwzględnieniem temperatury, zapylenia, sposobu napędu i konstrukcji wentylatora.

Z jakiego materiału powinien być wentylator do lakierni?

Nie istnieje jeden materiał odpowiedni do każdej instalacji lakierniczej.

W zależności od warunków mogą być stosowane między innymi:

• Stale węglowe
• Stale nierdzewne
• Elementy z powłokami ochronnymi
• Materiały o zwiększonej odporności chemicznej

Dobór powinien uwzględniać:

• Rodzaj farby
• Rodzaj lakieru
• Stosowane rozpuszczalniki
• Temperaturę
• Wilgotność
• Możliwość kondensacji
• Czas kontaktu medium z powierzchnią

Nie można więc przyjąć zasady, że każdy wentylator do lakierni powinien być wykonany ze stali nierdzewnej. Materiał należy dobrać do rzeczywistych warunków eksploatacyjnych.

Wentylator do mgły lakierniczej a filtracja

Wentylator jest częścią układu filtracyjnego, którego zadaniem jest przechwycenie i oddzielenie aerozolu powstającego podczas procesu lakierowania.

Przykładowy układ może wyglądać następująco:

stanowisko lakiernicze → odciąg → filtr mgły lakierniczej → wentylator → wyrzutnia

W zależności od technologii można stosować różne rozwiązania filtracyjne, między innymi:

• Filtry suche
• Filtry kieszeniowe
• Filtry kasetowe
• Ściany filtracyjne
• Inne separatory aerozolu

Każdy filtr powoduje określony spadek ciśnienia.

Dlatego wentylatora nie można dobierać niezależnie od filtracji.

Jeżeli filtr zostanie pominięty w bilansie oporów, rzeczywista wydajność instalacji może być niższa od wymaganej.

Wentylator do mgły lakierniczej a opary rozpuszczalników

Podczas lakierowania w powietrzu mogą występować jednocześnie aerozole oraz substancje lotne.

Należy jednak rozróżnić:

mgłę lakierniczą - czyli drobne krople materiału,

od

oparów rozpuszczalników i innych substancji lotnych.

Jest to istotne, ponieważ oba rodzaje zanieczyszczeń mogą wymagać innych sposobów oczyszczania i innych rozwiązań technicznych.

Jeżeli w instalacji występują znaczące ilości par substancji lotnych, należy uwzględnić ich właściwości przy doborze wentylatora, materiałów konstrukcyjnych i zabezpieczeń.

Wentylator powinien być dobrany do rzeczywistego składu transportowanego medium, a nie tylko do określenia „powietrze z lakierni”.

Wentylator do mgły lakierniczej a ATEX

Procesy lakiernicze mogą wiązać się z występowaniem substancji palnych. W zależności od stosowanych materiałów i warunków procesu może powstać atmosfera potencjalnie wybuchowa.

W takiej sytuacji należy przeanalizować między innymi:

• Właściwości stosowanych produktów
• Stężenie substancji w powietrzu
• Możliwość powstania atmosfery wybuchowej
• Klasyfikację stref
• Sposób prowadzenia instalacji
• Możliwość elektryzowania się elementów
• Wymagania dotyczące wentylatora i silnika

Jeżeli analiza wskazuje na konieczność zastosowania urządzeń do pracy w określonej strefie zagrożenia wybuchem, wentylator powinien posiadać odpowiednie wykonanie.

Nie oznacza to jednak, że każdy wentylator stosowany w każdej lakierni musi być automatycznie wykonany w identycznej wersji przeciwwybuchowej.

Dobór powinien wynikać z analizy konkretnego procesu i instalacji.

Jak obliczyć moc wentylatora do odciągu lakierniczego?

Podstawową zależność można zapisać jako:

P = Q × Δp / η

gdzie:

• P - moc [W]
• Q - przepływ powietrza [m³/s]
• Δp - spręż [Pa]
• η - sprawność

Zależność pokazuje, że zapotrzebowanie na moc rośnie wraz ze wzrostem przepływu i sprężu.

W przypadku instalacji lakierniczej znaczenie ma również opór filtrów i pozostałych elementów układu.

Moc silnika należy ostatecznie dobrać na podstawie parametrów konkretnego wentylatora, jego charakterystyki oraz rzeczywistego punktu pracy.

Najczęstsze błędy przy doborze wentylatora do mgły lakierniczej

Dobór wyłącznie na podstawie wydajności

Wentylator może zapewniać dużą wydajność przy małym sprężu, ale nie musi wtedy spełniać wymagań instalacji wyposażonej w filtry i długie kanały.

Nieuwzględnienie oporu filtrów

Filtry mgły lakierniczej stanowią istotny element bilansu ciśnienia.

Zastosowanie zwykłego wentylatora

Nie każdy wentylator przemysłowy jest odpowiedni do pracy z medium zawierającym aerozol lakierniczy.

Brak uwzględnienia osadzania się lakieru

Kontakt aerozolu z wirnikiem może prowadzić do powstawania osadów i niewyważenia.

Nieprawidłowe umiejscowienie wentylatora

Umieszczenie wentylatora po stronie zanieczyszczonego powietrza zwiększa jego kontakt z mgłą lakierniczą.

Pominięcie rodzaju farby

Różne produkty mogą mieć różne właściwości chemiczne i wymagać odmiennego podejścia do materiałów konstrukcyjnych.

Brak analizy zagrożenia wybuchem

W przypadku palnych produktów i odpowiednich warunków procesowych kwestia bezpieczeństwa przeciwwybuchowego musi być przeanalizowana.

Zbyt mały spręż

Jeżeli nie uwzględniono filtrów, kanałów i innych elementów, rzeczywisty przepływ może być niższy od zakładanego.

Brak uwzględnienia zabrudzenia filtrów

Parametry instalacji mogą zmieniać się wraz ze wzrostem oporu zabrudzonych filtrów.

Jak dobrać wentylator do mgły lakierniczej - krok po kroku?

Dobór można przeprowadzić według następującej kolejności:

Określ proces lakierniczy

Ustal, czy jest to pojedyncze stanowisko, kabina, ściana lakiernicza czy linia przemysłowa.

Określ rodzaj stosowanej farby lub lakieru

Uwzględnij właściwości produktu i substancje towarzyszące procesowi.

Określ sposób nanoszenia materiału

Technologia natrysku wpływa na ilość powstającej mgły.

Określ sposób organizacji przepływu powietrza

Ustal, w jaki sposób powietrze ma przechodzić przez strefę lakierowania.

Wyznacz wymaganą wydajność

Określ wymagany przepływ powietrza dla konkretnego stanowiska lub kabiny.

Określ układ kanałów

Uwzględnij średnice, długości i liczbę kształtek.

Uwzględnij filtrację

Określ opór filtrów i jego możliwe zmiany w czasie eksploatacji.

Oblicz całkowity opór instalacji

Uwzględnij wszystkie elementy znajdujące się na drodze przepływu.

Określ wymagany spręż wentylatora

Wentylator musi zapewnić wymagany przepływ przy tym sprężu.

Dobierz konstrukcję urządzenia

Uwzględnij materiał wykonania, sposób napędu, możliwość osadzania się aerozolu i warunki środowiska.

Przeanalizuj zagrożenie wybuchem

Jeżeli proces tego wymaga, dobierz odpowiednie wykonanie urządzeń.

Sprawdź punkt pracy wentylatora

Ostateczny wybór powinien być wykonany na podstawie charakterystyki wentylatora i rzeczywistych parametrów instalacji.

Wentylatory do odciągu mgły lakierniczej Mastervent

Mastervent oferuje rozwiązania dla przemysłowych instalacji wentylacyjnych i odciągowych, w których konieczne jest skuteczne odprowadzanie zanieczyszczeń powstających podczas procesów technologicznych.

Wentylator do instalacji lakierniczej może być dobierany z uwzględnieniem:

• Wymaganej wydajności
• Wymaganego sprężu
• Rodzaju transportowanego medium
• Układu filtracyjnego
• Długości i konstrukcji kanałów
• Temperatury
• Właściwości chemicznych medium
• Warunków bezpieczeństwa

Rozwiązanie może zostać dopasowane do konkretnego stanowiska lakierniczego, kabiny, ściany filtracyjnej lub większego systemu odciągowego.

Podsumowanie

Wentylator do mgły lakierniczej powinien być dobierany jako element całego systemu odciągu i filtracji. Najważniejsze są nie tylko wydajność i spręż, ale również rodzaj transportowanego medium, sposób prowadzenia przepływu, konstrukcja filtrów oraz warunki pracy urządzenia.

Szczególnej uwagi wymaga możliwość osadzania się aerozolu na wirniku. Z tego powodu istotne jest prawidłowe rozmieszczenie wentylatora względem filtrów oraz zastosowanie konstrukcji odpowiedniej do warunków pracy.

Przy projektowaniu instalacji należy również uwzględnić rodzaj stosowanych farb i lakierów, obecność substancji lotnych, temperaturę oraz ewentualne zagrożenie wybuchem.

Ostateczny dobór powinien być wykonany na podstawie rzeczywistego punktu pracy wentylatora, czyli wymaganej wydajności powietrza i sprężu wynikających z parametrów całej instalacji.