Устройство для сушки поверхности чугунного радиатора

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ ПОВЕРХНОСТИ ЧУГУННОГО РАДИАТОРА(71) Заявитель ОАО Минский завод отопительного оборудования(72) Авторы Лукашевич Сергей Федорович Филипчик Виктор Константинович Кайрович Чеслав Альбинович(73) Патентообладатель ОАО Минский завод отопительного оборудования(57) 1. Устройство для сушки поверхности чугунного радиатора, содержащее камеру, снабженную транспортным средством, размещенным с возможностью перемещения между входом и выходом камеры, по меньшей мере, один источник излучения, размещенный с возможностью формирования зоны сушки, систему воздуховодов, систему автоматического управления и, при необходимости, средство экранирования, отличающееся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, одно средство изменения направления излучения, выполненное в виде отражателя и установленное с возможностью изменения пространственного положения и средство формирования дополнительного теплового потока,система автоматического управления включает, по меньшей мере, переключатель режима включения-отключения источника излучения, датчик наличия радиатора на транспортере и датчик положения радиатора на транспортере, связанные с переключателем режима,аварийный выключатель, связанный с датчиками состояния рабочей среды и с переключателем режима, при этом средство формирования дополнительного теплового потока связано с источником излучения и включает систему рециркуляции теплового потока, а источник излучения выполнен в виде газового инфракрасного излучателя. 27662006.06.30 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система рециркуляции теплового потока содержит канальные вентиляторы.(56) 1. Денкер И.И. Технология окраски изделий в машиностроении. - М. Высшая школа,1979. - С. 159-166. 2. Розин В.Е., Коган Л.Б. Автоматизация технологических процессов в окрасочных цехах. - Л. Химия, 1982. - С. 57-60. Заявляемая полезная модель относится к устройствам для сушки поверхностей крупногабаритных изделий после нанесения на них лакокрасочных покрытий, в частности к устройствам для сушки поверхностей чугунных радиаторов. В настоящее время известно большое количество способов сушки (отверждения) лакокрасочных покрытий и соответствующих устройств. Широкое применение нашли методы горячей сушки, среди которых можно назвать конвективную, терморадиационную (инфракрасным излучением), терморадиационно-конвективную и индукционную. Терморадиационно-конвективная сушка - комбинированный способ сушки, сочетающий конвективную и терморадиационную сушку инфракрасными лучами, при которой терморадиационная передача тепла сочетается с принудительной циркуляцией горячего воздуха - рекомендуется для изделий сложной конфигурации в тех случаях, когда часть окрашенной поверхности недостаточно облучается инфракрасными лучами. Это способ, а также соответствующие устройства, выполненные, как правило, в виде специальных сушильных камер, наиболее подходит для сушки чугунных радиаторов, поскольку за счет конвективной составляющей может быть обеспечена равномерная сушка всей поверхности радиатора, которая имеет сложную конфигурацию. Однако известные и используемые, например, в автомобильной промышленности устройства для сушки с использованием лучистой и конвективной составляющей с высокой эффективностью все же не могут быть применены для сушки поверхностей радиаторов без изменения форм реализации основных конструктивных элементов этих устройств и связей между этими элементами. Известны сушильные камеры различных типов, которые, в основном, содержат непосредственно камеру, транспортное средство для перемещения изделий от входа камеры к ее выходу, один или несколько источников энергии, в частности источников инфракрасного излучения, который(ые) формирует(ют) зону сушки, систему воздуховодов и, при необходимости, средство экранирования 1. Ввиду наличия множества регулируемых параметров технологического процесса сушки лакокрасочных покрытий, а также большого количества подлежащих контролю выходных параметров, разрабатываются и используются в промышленности автоматизированные системы сушки 2. В общем, для автоматизированных систем сушки могут быть перечислены те же основные функциональные конструктивные элементы (камера, транспортное средство, один или несколько источников энергии, система воздуховодов и, при необходимости, средство экранирования) и дополнительно система автоматического управления. Описанное устройство для сушки может быть принято в качестве наиболее близкого технического решения для заявляемого устройства для сушки поверхности чугунного радиатора. В принципе упомянутые выше способы и соответствующие устройства (сушильные камеры) традиционно используются в промышленности, в частности в машиностроении,для эффективной сушки крупногабаритных изделий сложной формы, например кузовов автомобилей. Однако применение таких способов и устройств без каких-либо доработок для сушки лакокрасочных покрытий чугунных радиаторов будет иметь низкую эффективность, т.к. в известных устройствах не учтены особенности конструкции радиаторов, физические свойства чугуна и т.п. условия процесса горячей сушки. 2 27662006.06.30 Задачей настоящей полезной модели является создание устройства для сушки поверхности чугунных радиаторов, которая обеспечивала бы в автоматическом режиме более равномерную и более быструю сушку лакокрасочных покрытий, нанесенных на все поверхности радиатора. Устройство должно обеспечивать сушку (отверждение) лакокрасочного покрытия радиатора в наиболее эффективном режиме с экономией топливноэнергетических ресурсов. Поставленная задача решается заявляемым устройством сушки поверхности чугунного радиатора, содержащим камеру, снабженную транспортным средством, размещенным с возможностью перемещения между входом и выходом камеры, по меньшей мере, один источник излучения, размещенный с возможностью формирования зоны сушки, систему воздуховодов, систему автоматического управления и, при необходимости, средство экранирования за счет того, что устройство дополнительно содержит, по меньшей мере, одно средство изменения направления излучения, выполненное в виде отражателя и установленное с возможностью изменения пространственного положения и средство формирования дополнительного теплового потока, система автоматического управления включает,по меньшей мере, переключатель режима включения-отключения источника излучения,датчик наличия радиатора на транспортере и датчик положения радиатора на транспортере, связанные с переключателем режима, аварийный выключатель, связанный с датчиками состояния рабочей среды и с переключателем режима, при этом средство формирования дополнительного теплового потока связано с источником излучения и включает систему рециркуляции теплового потока, а источник излучения выполнен в виде газового инфракрасного излучателя. Газовые инфракрасные излучатели являются наиболее простыми обогревателями, которые совмещают в своей конструкции и теплогенератор и греющую поверхность. Природный газ, подводимый к газовым инфракрасным излучателям, сгорает в перфорированной керамической пластине, нагревая ее до 900 С. Поверхность радиатора нагревается за счет направленного излучения в инфракрасном и видимом спектре электромагнитных волн. Коэффициент использования лучистой энергии может быть увеличен в используемых газовых инфракрасных излучателях, например с 50 до 65 , благодаря комбинированному излучению коротковолновое - от керамических пластин и длинноволновое - от стенок рефлектора. Система лучистого обогрева оборудована устройствами автоматического и ручного управления. При этом регулировать можно, в том числе, и тепловой микроклимат по отдельным зонам в зависимости от технологической необходимости. В устройстве могут быть использованы газовые инфракрасные излучатели, обеспечивающие возможность установки мощности горелки в широком диапазоне, например от 6 до 24 кВт, в зависимости от площади поверхности изделий, а также режима сушки и скорости транспортного средства (конвейера, транспортера). Наличие средства формирования дополнительного теплового потока, связанного с источником излучения и включающего систему рециркуляции теплового потока, обеспечивает более эффективное перераспределение и использование тепла, выделяемого источниками излучения, в данном случае - газовыми инфракрасными излучателями. При этом система рециркуляции теплового потока, предпочтительно, содержит канальные вентиляторы, наиболее предпочтительно, канальные вентиляторы малой мощности. Система автоматического управления заявляемого устройства для сушки поверхности чугунного радиатора обеспечивает, в частности регулирование температуры воздуха в рабочей зоне и интенсивности излучения отключение подачи газа при срабатывании сигнализации загазованности, а также при отклонении давления газа от заданного отключение подачи газа при срабатывании системы пожарной сигнализации дистанционное отключение всех излучателей 3 27662006.06.30 блокировку газовых инфракрасных излучателей с системой дымоудаления, исключающую возможность пуска и работы системы обогрева при неработающем дымососе, а также дополнительно контроль наличия радиаторов на несущем конвейере контроль положения радиатора перед входом в камеру сушки включение газовых инфракрасных излучателей только при заданном разряжении в дымососе отключение подачи газа при срабатывании датчиков загазованности дистанционное отключение газа при чрезвычайных ситуациях в покрасочном отделении или на конвейере отключение подачи газа при срабатывании датчика давления на максимум. Более подробно упомянутые и другие преимущества заявляемого устройства для сушки поверхности чугунного радиатора будут рассмотрены ниже на примере одной из возможных предпочтительных, но не ограничивающих форм реализации устройства со ссылкой на позиции чертежей, на которых представлены фиг. 1 - схема заявляемого устройства на уровне основных функциональных элементов и блоков, связей между ними, а также потоков энергии фиг. 2 - принципиальная схема камеры сушки устройства по фиг. 1 - вид сверху в разрезе фиг. 3 - принципиальная схема камеры сушки устройства по фиг. 1 - вид сбоку в разрезе фиг. 4 - вид по линии А-А по фиг. 2. На фиг. 1 схематично на уровне основных функциональных элементов и блоков, связей между ними, а также потоков энергии изображена одна из возможных форм реализации устройства для сушки поверхности чугунного радиатора, которая содержит камеру сушки 1, между входом 2 и выходом 3 которой расположено транспортное средство для перемещения секции 4 радиатора, выполненное в данном случае в виде транспортера 5. В данной области камеры 1 сушки установлены газовые инфракрасные излучатели 6. Количество и конкретные параметры газовых инфракрасных излучателей 6 могут быть выбраны (рассчитаны) специалистом в данной области техники с учетом заданных параметров технологического процесса, а также с учетом количества, размеров и формы секций 4 радиаторов, поверхность которых подлежит сушке. В общем случае, как уже было упомянуто выше, мощность газовых инфракрасных излучателей 6 можно регулировать, в том числе и автоматически, в достаточно широких пределах. Для удаления продуктов сгорания от газовых инфракрасных излучателей 6, а также веществ (растворителей и т.п.), испаряющихся с поверхности секции 4 радиатора в процессе сушки, в устройстве предусмотрена система принудительной вытяжки, расположенная в потолочной зоне камеры 1 сушки и над камерой 1 сушки и содержащая систему воздуховодов 7, снабженных дымососами, которые для упрощения схемы, а также ввиду очевидности их возможных форм реализации, а также мест установки на фиг. 1 не изображены. Для более эффективного использования и перераспределения лучистой составляющей энергии, излучаемой газовыми инфракрасными излучателями 6, устройство снабжено отражателями 8, которые установлены с возможностью изменения их пространственного положения, в частности углового и линейного положения, по отношению к газовым инфракрасным излучателям 6. Потоки лучистой энергии на фиг. 1 схематично обозначены жирными сплошными линиями со стрелкой. Для еще более эффективного использования энергии газовых инфракрасных излучателей 6 в устройстве предусмотрено средство формирования дополнительного теплового потока, включающее систему рециркуляции теплового потока. Для упрощения на фиг. 1 из средства формирования дополнительного теплового потока, в целом, и системы рециркуляции теплового потока, в частности, изображены только канальные вентиляторы 9 малой мощности, которые направляют допол 4 27662006.06.30 нительный тепловой поток на поверхность секции 4 радиатора. Связь средства формирования теплового потока и источника излучения - газовых инфракрасных излучателей 6 также для упрощения обозначена тонкими пунктирными линиями со стрелками и будет пояснена ниже при описании работы заявляемого устройства. На фиг. 1 дополнительные тепловые потоки обозначены жирными пунктирными линиями со стрелками. Важным функциональным элементом заявляемого устройства является система автоматического управления. В общем, основные принципы автоматизации технологических процессов окраски, в том числе сушки различных изделий, подробно освещены в литературе 2. Поэтому для упрощения на фиг. 1 схематично изображены и обозначены только наиболее существенные элементы системы автоматического управления заявляемого устройства для сушки поверхности чугунного радиатора, а также основные связи. Так система автоматического управления заявляемого устройства для сушки поверхности чугунного радиатора включает, в частности, блок 10 управления, снабженный переключателем 11 режима включения-отключения газового инфракрасного излучателя 6, датчик 12 наличия секции 4 радиатора на транспортере 5 и датчик 13 положения секции 4 радиатора на транспортере 5, связанные с переключателем 11 режима, аварийный выключатель 14,связанный с датчиками 15 состояния рабочей среды и с переключателем 11 режима. Устройство также предпочтительно содержит средство экранирования, которое ввиду очевидности для специалистов его возможных форм реализации на фиг. 1 не изображено. Секция 4 радиатора имеет сложную пространственную поверхность, поэтому для равномерного и быстрого прогрева всех участков поверхности секции 4 радиатора максимально эффективно используется лучистая составляющая энергии газовых инфракрасных излучателей 6 за счет оптимального расположения горелок из их состава и отражателей 8,которые могут изменять свое пространственное расположение по отношению к газовым инфракрасным излучателям 6. Кроме того, эффективно используется конвективная составляющая энергии за счет отвода (на фиг. 1 эта связь обозначена тонкими штриховыми линиями со стрелками) продуктов горения из-под колпака горелки по соответствующим каналам, подвода их в зону канальных вентиляторов 9 для отбора тепловой энергии и направления сформированного дополнительного теплового потока посредством канальных вентиляторов 9 на поверхность секции 4 радиатора. Непосредственно продукты сгорания от газовых инфракрасных излучателей 6 удаляются системой принудительной вытяжки, расположенной над камерой сушки, через воздуховоды 7 с использованием канального дымососа. На фиг. 2 и фиг. 3 представлены в разрезе, соответственно, вид сверху и вид сбоку камеры сушки устройства по фиг. 1 в виде принципиальной схемы, а на фиг. 4 - вид по линии А-А по фиг. 2. Позициями на фиг. 2 - фиг. 4 обозначены следующие элементы камеры сушки, не представленные на фиг. 1 подиум 16, рама 17, экран 18, кожух 19, гофрорукав 20, дымосборник 21, зонт 22, колпак 23 воздухоподачи, труба 24 дымовая. Более подробно работа заявляемого устройства для сушки поверхности радиатора будет описана ниже со ссылкой на позиции фиг. 1 чертежей, поскольку фиг. 2 - фиг. 4 иллюстрируют, в основном, возможный вариант конструкции только камеры 1 сушки, в частности организацию потоков энергии посредством конструктивных элементов, без учета взаимодействия конструктивных элементов из состава камеры 1 сушки с системой автоматического управления. В общем случае для запуска устройства для сушки поверхности чугунного радиатора необходимо включить все автоматические выключатели из состава блока 10 управления. В дальнейшем технологический процесс сушки протекает в автоматическом режиме. На транспортере 5 с окраски (грунтовки) перемещают секцию 4 радиатора по направлению к входу 2 в камеру 1 сушки и далее - непосредственно в камеру 1 сушки. Соответствующие показания датчика 12 наличия секции 4 радиатора на транспортере 5 и датчика 5 27662006.06.30 13 положения секции 4 радиатора на транспортере 5 поступают на переключатель 11 режима включения-отключения газового инфракрасного излучателя 6, из состава блока 10 автоматического управления. В соответствии с показанием датчиков 12 и 13 задается режим работы газового(ых) инфракрасного(ых) излучателя(ей) 6, устанавливается положение отражателей 8 по отношению к соответствующему газовому инфракрасному излучателю 6, а также переводятся в рабочий режим канальные вентиляторы 9. В качестве датчиков 12 наличия секции 4 радиатора на транспортере 5 и датчиков 13 положения секции 4 радиатора на транспортере 5 могут быть использованы любые подходящие и доступные для специалистов в данной области техники датчики, например ультразвуковые датчики. Ультразвуковой датчик 12 наличия секции 4 радиатора на транспортере 5 может быть установлен на расстоянии от входа 2 в камеру 1 сушки (например, на расстоянии около 15 м) против хода транспортера 5 (на фиг. 1 обозначено большой стрелкой), что обеспечивает включение всей системы и, прежде всего, газовых инфракрасных излучателей 6 до подхода очередной партии секций 4 радиатора, а также отключение газовых инфракрасных излучателей 6 в случае отсутствия на транспортере 5 секций 4 радиатора в течение заданного времени, например в течение 5 мин. Ультразвуковой датчик 13 положения секции 4 радиатора на транспортере 5 может быть установлен, например, на рампе подиума. При отклонении секции 4 радиатора от плоскости движения более чем на определенное расстояние (например, 150 мм) срабатывает автоматика отключения транспортера 5 и газовых инфракрасных излучателей 6 в блоке 10 автоматического управления. Поверхность секции 4 радиатора, находящейся в рабочей зоне (зоне сушки), нагревается, прежде всего, за счет направленного излучения в инфракрасном и видимом спектре электромагнитных волн, создаваемого соответствующим газовым инфракрасным излучателем 6. Часть лучистой составляющей энергии, достигая соответствующего(их) отражателя(ей) 9, перенаправляется на участки поверхности секции 4 радиатора, которые труднодоступны или не доступны для излучения непосредственно от газового инфракрасного излучателя 6. Одновременно (для создания конвективной составляющей) продукты сгорания газа отводятся из-под колпака горелки газового инфракрасного излучателя 6, например, через специальные патрубки (на фиг. 1 они схематично обозначены тонкими штриховыми линиями со стрелкой) в зону канальных вентиляторов 9. Циркуляция горячего воздуха,нагретого поступающими из горелки продуктами сгорания, в камере 1 сушки, обеспечиваемая работой канальных вентиляторов 9, способствует выравниванию температуры на всех участках поверхности и создает условия для равномерного высыхания покрытия на всей поверхности секции 4 радиатора независимо от ее размеров и формы. Непосредственно продукты сгорания удаляются системой принудительной вытяжки через воздуховоды 7, снабженные дымососами. Технологический процесс сушки в камере 1 сушки контролируется датчиками 15 состояния рабочей среды в камере 1 сушки, показания которых поступают в блок 10 автоматического управления, в том числе в соответствующих ситуациях, на аварийный выключатель 14. Датчики 15 состояния рабочей среды контролируют, в частности, температуру воздуха в рабочей зоне, уровень загазованности и т.д. Автоматическое отключение всей системы и, прежде всего, газовых инфракрасных излучателей 6 (отключение подачи газа) происходит, когда температура воздуха или уровень загазованности превышают допустимые пределы. Включение возможно только при возврате значения соответствующего параметра в заданный диапазон значений. По завершении сушки секция 4 радиатора перемещается посредством транспортера 5 из рабочей зоны (зоны сушки) к выходу 3 из камеры 1 сушки и далее - за ее пределы. Начинается следующий цикл сушки, который осуществляется описанным выше образом. 6 27662006.06.30 Испытания показали, что использование заявляемого устройства обеспечивает быстрый и равномерный прогрев как по площади, так и по толщине всего покрытия секции 4 радиатора и, соответственно получение качественной грунтованной поверхности. Расчетная интенсивность инфракрасного облучения поверхности радиатора в заявляемом устройстве для сушки составляет около 900 Вт/м 2. При этом за счет систем рециркуляции различных составляющих энергии излучения заявляемое устройство является высокоэнергетическиэффективным. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 7