Установка для покрытия лаком предметов

Изобретение относится к установке для покрытия лаком предметов и может быть использовано для нанесения на автомобильные кузова или навесные детали. В установке для покрытия лаком предметов рекуперационная установка для рекуперации избыточного распыления включает в себя по меньшей мере одну стоящую, по существу, вертикально трубу. Труба выполнена с возможностью протекания через нее выведенной из кабины для нанесения покрытия распылением и насыщенной избыточным распылением, а также растворителем текучей среды. Поверхность трубы снабжена возвышениями и/или углублениями так, что в протекающей текучей среде возникают завихрения, и избыточное распыление лака отделяется на окружной стенке и стекает из трубы вниз. Техническим результатом изобретения является снижение потерь энергии воздуха и обеспечение возможности рекуперирования из струящейся через кабину для нанесения покрытия распылением текучей среды. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к установке для покрытия лаком предметов, прежде всего автомобильных кузовов или навесных деталей, с:

а) кабиной для нанесения покрытия распылением, в которой предусмотрена возможность нанесения лака на предметы,

б) устройством, которое производит пронизывающий кабину для нанесения покрытия распылением сверху вниз поток жидкой среды, который захватывает возникающее при покрытии лаком избыточное распыление и, при известных условиях, растворитель,

в) рекуперационной установкой для рекуперации избыточного распыления и, при известных условиях, растворителя.

При ручном или автоматическом нанесении лаков на предметы часть потока лака, который в общем случае включает в себя как твердые частицы и/или связующие, так и растворитель, не оседает на предмете. Это частичный поток специалисты называют "избыточное распыление" («перераспыл»). В дальнейшем понятия "избыточное распыление" и "избыточное распыление лака" и "избыточное распыление частиц" всегда понимаются в смысле дисперсной системы, такой как, например, эмульсия или суспензия, или комбинация из них, которая в общем случае является текучей. Избыточное распыление захватывается из потока текучей среды в кабине для нанесения покрытия распылением и подается на отделение. При этом в качестве среды используется воздух, который после соответствующего кондиционирования снова может быть подан в кабину для нанесения покрытия.

В известных лакировальных установках названного в начале типа избыточное распыление и, при известных условиях, содержащийся в лаке растворитель просто рекуперируется посредством того, что они оба сначала задерживаются в кабине для нанесения покрытия распылением и захватываются сборными желобами. Из этих сборных желобов рекуперированное избыточное распыление затем может быть извлечено. Недостатком при этом является то, что лак в кабине далеко рассеивается и потери при рекуперации очень велики. Растворитель вообще не рекуперируется.

Задачей предложенного изобретения является такое выполнение установки названного в начале типа, что избыточное распыление с помощью простых средств может быть рекуперировано из струящейся через кабину для нанесения покрытия распылением текучей среды.

Согласно изобретению она решена посредством того, что: г) рекуперационная установка включает в себя по меньшей мере одну стоящую, по существу, вертикально трубу, которая выполнена с возможностью протекания через нее выведенной из кабины для нанесения покрытия распылением и насыщенной избыточным распылением, а также, при известных условиях, растворителем текучей среды, и поверхность которой снабжена возвышениями и/или углублениями так, что в протекающей текучей среде возникают завихрения, и избыточное распыление лака отделяется на окружной стенке и стекает из трубы вниз.

Тем самым аппаратное выполнение соответствующей изобретению рекуперационной установки максимально просто: достаточно одной или несколько труб, окружная стенка которых специфическим образом деформирована. Деформация должна быть такой, чтобы текучая среда протекала сквозь трубу или трубы не ламинарно, а с образованием завихрений. Поскольку избыточное распыление лака относительно тяжелое, то из-за завихрения оно отбрасывается на стенку трубы, где оно прилипает и затем под воздействием силы тяжести просто стекает вниз. Нижний конец такой трубы может быть соединен с емкостью для лака, где рекуперированное жидкое избыточное распыление собирается и может быть подано на повторное использование.

Особо предпочтительно такое выполнение изобретения, при котором труба выполнена с возможностью охлаждения ниже температуры, которая соответствует точке росы растворителя в протекающей через трубу текучей среде, таким образом, что растворитель конденсируется на окружной стенке трубы и вместе с избыточным распылением стекает из нее вниз.

Путем простого охлаждения трубы, которая согласно п.1 формулы изобретения изначально служит только для рекуперации избыточного распыления, в трубе можно дополнительно рекуперировать и растворитель. При этом растворитель объединяется на окружной стенке трубы с осевшим там избыточным распылением и облегчает его стекание.

Концентрация растворителя в протекающей сквозь трубу текучей среде предпочтительным образом выбрана такой, что точка росы растворителя лежит выше точки замерзания воды. Хотя подобные концентрации растворителя находятся выше границы взрывоопасности. Если должны быть приняты меры по взрывозащите, которые сами по себе известны, то подобные концентрации растворителя вполне допустимы. Они имеют преимущество в том, что точка росы поднимается существенно выше 0°С, и при этом трубы не должны охлаждаться очень сильно.

Концентрации растворителя при использовании бутилацетата должны лежать выше 30 г на нормированный кубический метр, а при использовании ксилола - выше 10 г на нормированный кубический метр.

Если растворители, как указано в п.2 формулы изобретения, рекуперируются путем охлаждения труб, то, естественно, также соответственно охлаждается и протекающая текучая среда. Поэтому по энергетическим причинам рекомендуется такое выполнение изобретения, в котором предусмотрен тепловой насос, который охлаждает проходящую сквозь трубу насыщенную текучую среду и снова нагревает очищенную текучую среду перед ее обратной подачей в кабину для нанесения покрытия распылением. При особо высоких требованиях к степени рекуперации избыточного распыления и чистоте выбрасываемой во внешнюю атмосферу текучей среды по меньшей мере за одной, выполненной с возможностью протекания через нее насыщенной текучей среды трубой может быть включен электростатический дополнительный фильтр.

В этом случае рекомендуется, что для полученного по меньшей мере в одной трубе и в электростатическом дополнительном фильтре избыточного распыления предусмотрен отдельный резервуар для лака. Причина заключается в том, что рекуперированный в трубе избыточное распыление практически не содержит затвердевших частиц и непосредственно пригоден для повторного использования, в то время как возможно, что в полученном в электростатическом дополнительном фильтре избыточном распылении в определенном объеме произошли реакции образования полимерной сетки. Поэтому данное избыточное распыление перед повторным использованием должно быть отфильтровано.

Далее пример выполнения изобретения подробнее разъясняется на основании чертежа.

Показано на:

Фиг.1 схематично лакировальная установка,

Фиг.2 вырез теплообменной трубы, как она используется в представленной на фиг.1 установке.

Показанная на фиг.1 и обозначенная общим ссылочным обозначением 1 лакировальная установка в качестве главных компонентов включает в себя кабину 2 для нанесения покрытия распылением, а также рекуперационную установку 3 для избыточного распыления лака и растворителя.

Кабина 2 для нанесения покрытия распылением имеет, по существу, стандартную конструкцию. Она включает в себя корпус 4, сквозь который с помощью схематично обозначенной транспортной системы 5 подлежащие покрытию лаком предметы 6 направляются перпендикулярно плоскости на фиг.1. Во внутренней камере кабины 2 для нанесения покрытия распылением находится атмосфера текучей среды в форме воздуха. Для этого непрерывный воздушный поток проводится через внутреннюю камеру кабины 2 для нанесения покрытия распылением от верхнего воздушного короба 7 к нижнему выходному отверстию 8, как это само по себе известно. Воздух подается по линии 9 посредством нагнетателя 10 в воздушный короб 7. Выходное отверстие 8 ограничивается воронкообразной направляющей пластиной 11, от основания которой ответвляются относительно узкая линия 12 для слива лака и линия 13 оттока воздуха.

С обеих сторон траектории перемещения подлежащих покрытию лаком предметов 6 находятся устройства 14, 15 для нанесения, посредством которых лак, который содержит растворитель, подается на предметы 6. В процессе покрытия лаком известным образом возникает избыточное распыление лака и пары растворителя, которые вместе с воздушным потоком через выходное отверстие 8 заносятся в воронкообразную направляющую пластину 11, а затем описанным ниже образом обрабатываются с целью рекуперации лака и растворителя.

В рекуперационную установку 3 через линию 13 оттока воздуха из кабины 2 для нанесения покрытия распылением подается воздух, который, как уже упоминается выше, насыщен избыточным распылением и парами растворителя. Линия 13 оттока воздуха ведет в комбинированный отделитель 16, конструкция которого описывается ниже. В данном комбинированном отделителе 16 капли лака в существенной степени отделяются от воздушного потока, пары растворителя конденсируются, и отделенный лак, а также конденсированный растворитель через линию 17 текут в первый резервуар 18 для лака. Также и линия 12 стока лака, которая идет от кабины 2 для нанесения покрытия распылением, заканчивается в данном первом резервуаре 18 для лака. Там посредством перелива 19 поддерживается определенный уровень смеси "лак-растворитель", окончания как сливной линии 12 для лака, так и идущей от комбинированного отделителя 16 линии 17 находятся ниже этого зеркала.

Уже в значительной степени очищенный с помощью комбинированного отделителя 16 от растворителя и частиц лака воздушный поток по отводу 20 подается в электростатический дополнительный фильтр 21. Устройство данного электростатического дополнительного фильтра 21 подробнее описывается ниже. Отделенные здесь частицы лака по другой линии 22 текут во второй резервуар 23 для лака. Здесь также с помощью перелива 24 поддерживается определенное зеркало, ниже которого заканчивается линия 22.

Доочищенный в электростатическом дополнительном фильтре 21 воздух через линию 25 подается в нагнетатель 10, а оттуда по линии 9 подается в воздушный короб 7 кабины 2 для нанесения покрытия распылением, что замыкает циркуляцию воздуха.

Комбинированный отделитель 16 устроен следующим образом: в газонепроницаемом корпусе 26 параллельно друг другу от верхнего впускного отверстия 27 до нижнего выпускного отверстия 28 проходят несколько особо устроенных теплообменных труб 29, что на фиг.1 показано лишь схематично, и на фиг.2 - в увеличенном масштабе и с подробностями. Данные теплообменные трубы 29 отличаются тем, что они по своей окружной стенке деформированы посредством впадин и/или выступов 50, как это видно на фиг.2. Подобные теплообменные трубы 29 известные сами по себе для других целей применения из DE 10 350 765 В4.

Верхние концы теплообменных труб 29 подсоединены таким образом, что их внутренние полости связаны с линией 13 отвода воздуха. Соответствующим образом нижние концы теплообменных труб 29 подсоединены так, что их внутренние полости связаны с линией 17 и тем самым также и с отводом 20. То есть эти внутренние полости омываются воздухом на пути к комбинированному отделителю 16.

Находящийся вне теплообменных труб 29 внутренний объем корпуса 26 комбинированного отделителя 16 промывается хладагентом. Он подается во внутренний объем комбинированного отделителя 16 через линию 30 и отбирается из данного внутреннего объема через другую линию 31. Линия 31 ведет к нагнетателю 32, а оттуда через другую линию 33 - к теплообменнику 34. В теплообменнике 34 хладагент образом, который будет описан, охлаждается до температуры, которая находится ниже точки росы растворителя, который протекает в воздухе через комбинированный отделитель 16.

Теплообменник 34 содержит холодильное устройство 35, которое включено в качестве источника тепла для теплового насоса 36. Отобранное от хладагента, который протекает через теплообменник 34 от линии 33 к линии 30, тепло подается тепловым насосом 36 в тепловой контур, который включает в себя находящийся в линии 37 подачи нагнетатель, нагревательное устройство 39 и обратную линию 40. Нагревательное устройство 39 находится в приходящей от электростатического дополнительного фильтра 21 линии 25 и снова нагревает проходящий через нее воздух.

Кроме того, в линию 25 через линию 41, в которой находится клапан 42, может подаваться свежий воздух.

Электростатический дополнительный фильтр 21 включается в себя трубообразный корпус 43 из металла, который заземлен. По оси корпуса между двумя изоляторами 44, 45 натянута разрядная проволока 46, на которую посредством высоковольтного генератора 47 подается высокое напряжение.

Описанная выше лакировальная установка 1 работает следующим образом.

Подлежащие покрытию лаком предметы 6 посредством транспортного устройства 5 непрерывно или периодически проводятся перпендикулярно плоскости на фиг.1 через внутреннюю камеру кабины 2 для нанесения покрытия распылением и там обрызгиваются лаком с помощью устройств 14, 15 нанесения. В воронкообразной направляющей пластине 11 по типу "грубого отделения" собирается жидкий лак, который затем по линии 12 отвода лака напрямую отводится в первый резервуар 18 для лака.

Однако существенная часть избыточного распыления лака вместе с высвобождающимися в процессе покрытия лаком парами растворителя в воздушном потоке по линии 13 подается в рециркуляционную установку 3. При этом лакировальная установка 1 эксплуатируется таким образом, что концентрация паров растворителя в воздушном потоке достигает значения, при котором точка росы растворителя лежит выше точки замерзания воды. Например, при использовании в качестве растворителя бутилацетата и концентрации 30 г на нормированный кубический метр достигается точка росы примерно 3°С. Рассматриваемая концентрация находится выше границы взрывоопасности и поэтому для взрывозащиты необходимо принять специальные защитные меры, которые сами по себе известны.

В комбинированном отделителе 16 происходит следующее. Пары растворителя, которые проходят через теплообменные трубы 29, конденсируются на окружных стенках этих теплообменных труб 29, поскольку эти окружные стенки с помощью омывающего теплообменник 34 хладагента доведены до температуры, которая находится ниже точки росы растворителя. Так как, как уже упомянуто выше, точка росы из-за концентрации растворителя лежит относительно высоко, то соответствующее охлаждение окружных стенок теплообменных труб 29 проблемы не представляет.

Из-за деформации окружных стенок теплообменных труб 29 в проходящем насквозь насыщенном растворителем и лаком воздухе возникают вихри, посредством которых тяжелые частицы лака отбрасываются на окружные стенки, где они оседают. Там они объединяются с отделенным посредством охлаждающего эффекта растворителем и под действием силы тяжести могут просто стекать вниз в линию 17, а оттуда попадать в первый резервуар 18 для лака.

В зависимости от типа лака может случиться так, что лак и/или частицы лака остаются осевшими на окружных стенках теплообменных труб 29, из-за чего теплообменные трубы 29 со временем могут зарасти. В этом случае теплообменные трубы 29 посредством отдельных процессов очистки освобождаются от остатков лака, для чего они, например, промываются подходящим растворителем. Подобные процессы очистки могут, при необходимости, проводиться через регулярные промежутки времени.

Таким образом, проходящий через отвод 20 воздух уже в существенной степени очищен от лака, и концентрация растворителя уменьшена. Теперь дополнительная очистка производится внутри электростатического дополнительного фильтра 21. Для этого с помощью разрядной проволоки 46 частицы лака ионизируются и затем посредством существующего между разрядной проволоки 46 и металлическим корпусом 43 электростатического дополнительного фильтра 21 электрического поля притягиваются к внутренней металлической поверхности корпуса 43. Там лак отделяется и под действием силы тяжести через линию 22 снова может стекать во второй резервуар 23 для лака. Отделенные с одной стороны в комбинированном отделителе 16 и с другой стороны в электростатическом дополнительном фильтре 21 объемы лака сознательно направляются не в один и тот же резервуар для лака, а в два различных резервуара 18, 23 для лака, так как производимый разрядной проволокой 46 коронный разряд в результате приводит к определенной степени реагирования лака так, что собираемая в резервуар 23 лак может содержать определенный объем затвердевших частиц лака. Перед повторным использованием полученный здесь лак должен быть отделен с помощью подходящих мер, например путем фильтрования.

На основании охлаждающего эффекта теплообменных труб 29 в комбинированном отделителе 16 воздух, который выходит из электростатического дополнительного фильтра 21, имеет температуру, которая лежит ниже имеющейся в кабине 2 для нанесения покрытия распылением и необходимой для процесса покрытия лаком температуры. Поэтому с помощью нагревательного устройства 39 в возвращенный в кабину 2 для нанесения покрытия распылением воздух подается, по существу, то количество теплоты, которое был отобрано из него в комбинированном отделителе 16 с помощью протекающего там хладагента. Таким образом, возвращенный через линию 9 в воздушный короб 7, а оттуда во внутреннюю камеру кабины 2 для нанесения покрытия распылением воздух без больших потерь энергии снова достигает необходимой для покрытия лаком температуры, например 22°C.

1. Установка для покрытия лаком предметов, прежде всего автомобильных кузовов или навесных деталей, с:
а) кабиной для нанесения покрытия распылением, в которой на предметы наносится лак,
б) устройством, которое производит пронизывающий кабину для нанесения покрытия распылением сверху вниз поток жидкой среды, который захватывает возникающее в процессе покрытия лаком избыточное распыление и, при известных условиях, растворитель,
в) рекуперационной установкой для рекуперации избыточного распыления и, при известных условиях, растворителя,
отличающаяся тем, что
г) рекуперационная установка (3) включает в себя по меньшей мере одну стоящую, по существу, вертикально трубу (29), которая выполнена с возможностью протекания через нее выведенной из кабины (2) для нанесения покрытия распылением и насыщенной избыточным распылением, а также, при известных условиях, растворителем текучей среды и поверхность которой снабжена возвышениями и/или углублениями (50) так, что в протекающей текучей среде возникают завихрения и избыточное распыление лака отделяется на окружной стенке и стекает из трубы (29) вниз.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что труба (29) выполнена с возможностью охлаждения ниже температуры, которая соответствует точке росы растворителя в протекающей через трубу (29) текучей среде, таким образом, что растворитель конденсируется на окружной стенке трубы (29) и вместе с избыточным распылением стекает из нее вниз.

3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что концентрация растворителя в протекающей через трубу (29) текучей среде выбрана такой, что точка росы растворителя лежит выше точки замерзания воды.

4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что концентрация растворителя при использовании бутилацетата составляет более 30 г на нормированный кубический метр, а при использовании ксилола - более 10 г на нормированный кубический метр.

5. Установка по одному из пп.2-4, отличающаяся тем, что предусмотрен тепловой насос (36), который охлаждает проходящую через трубу (29) насыщенную текучую среду и снова нагревает очищенную текучую среду перед ее возвратом в кабину (2) для нанесения покрытия распылением.

6. Установка по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что после выполненной с возможностью прохождения по ней насыщенной текучей среды трубы (29) включен электростатический дополнительный фильтр (21) для предварительно очищенной текучей среды.

7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что после выполненной с возможностью прохождения по ней насыщенной текучей среды трубы (29) включен электростатический дополнительный фильтр (21) для предварительно очищенной текучей среды.

8. Установка по п.6, отличающаяся тем, что для полученного по меньшей мере в одной трубе (29) и полученного в электростатическом дополнительном фильтре (21) избыточного распыления предусмотрены отдельные резервуары (18, 23) для лака.

9. Установка по п.7, отличающаяся тем, что для полученного по меньшей мере в одной трубе (29) и полученного в электростатическом дополнительном фильтре (21) избыточного распыления предусмотрены отдельные резервуары (18, 23) для лака.