Установка для нанесения полимерных покрытий на профильные заготовки

 

т Оем.еаертем, ъ энезт н !. т

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

11 11730 384

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт: свид-ву (22) Заявлено 13.12.77 (21) 2556154/23-05 (51) М. Кл в

В 05С 19/02 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.80. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 30.04.80

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 678.026.34 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Михневич и А. Э. Юницкий (71) Заявитель

Институт механики металлополимерных систем

АН Белорусской ССР (54) УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМЕРНЪ|Х

ПОКРЫТИЙ HA ПРОФИЛЬНЫЕ ЗАГОТОВКИ

Изобретение относится к технике нанесения порошковых полимерных покрытий на изделия (стальной прокат, проволока, полоса и т. п.).

Известна установка для нанесения полимерных покрытий на профильные заготовки, содержащая механизмы очистки, нагрева и транспортирования заготовки и узел нанесения покрытия с камерой псевдоожижения порошка (1).

1О

В этой установке не решена задача автоматического поддержания постоянного уровня псевдоожиженного слоя порошка при прохождении через него длинномерных заготовок. 15

Необходимость поддержания постоянного уровня псевдоожиженного слоя обусловлена требованием непрерывной подачи порошка по мере его расхода.

Кроме того, в псевдоожиженном слое 20 происходит расслоение (сепарация) порошка, выпускаемого промышленностью в виде полидисперного насыпного материала.

Поэтому в этой установке при пропускании длинномерной заготовки происходит непре- 25 рывное изменение уровня псевдоожиженного слоя, в результате чего длинномерная заготовка оказывается покрытой неравномерно, из-за прохождения ее участков через порошок различных фракций, например ЗО в диапазоне от 30 до 400 мкм. Таким образом, даже на одной длинномерной заготовке практически невозможно добиться равномерной толщины покрытия как по длине, так и по сложному контуру сечения заготовки.

Кроме того, в камере псевдоожижения порошка кинетическая энергия газообразного псевдоожиженного агента используется лишь частично. После прохождения псевдоожиденного слоя псевдоожидающпй агент выбрасывается в атмосферу или используется для многооборотного газоснабжения.

Целью изобретения является повышение качества покрытий за счет поддержания заданного уровня псевдоожиженного слоя порошка.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для нанесения полимерных покрытий на профильные заготовки, содержащей механизмы очистки, нагрева и транспортирования заготовки и узел нанесения покрытия с камерой псевдоожпжения порошка, последняя снабжена смонтированным в ее верхней части расходным бункером, стенки которого выполнены из материала, проницаемого для псевдоожижающего агента, но непроницаемого для порошка, установленным в выходном отверстии бункера затвором и соединенным с ним поплав730384 ковым элементом, расположенным на поверхности псевдоожиженного слоя порошка.

Затвор выполнен в виде стержня с эластичными шаровыми клапанами по концам, установленными с возможностью фиксированного перемещения вдоль стержня, причем диаметр клапанов превышает диаметр выходного отверстия бункера.

При этом поплавковый элемент выполнен в виде проницаемой для порошка перфорированной плиты, закрепленной на кольце из материала, объемный вес которого меньше объемного веса слоя порошка.

Стенки расходного бункера выполнены из ткани, пропитанной поглотителем газообразных продуктов, выделяющихся при оплавлении порошка.

Общий вид установки представлен на чертеже.

Установка содержит печь 1 для предварительного нагрева профильной заготовки 2, механизм 3 механической очистки, обдувочные сопла 4, шлюзы 5, камеру 6 для термообработки покрытия, компрессор 7 или иной источник сжатого газа, газораспределительную систему 8 и узел нанесения покрытия.

Узел нанесения покрытия содержит камеру наддува 9, камеру 10 псевдоожижения порошка с газопроницаемым вибрирующим дном 11 и вибратор 12.

В верхней части камеры 10 смонтирован расходный бункер 13, стенки 14 и крышка

15 которого выполнены из материала, проницаемого для псевдоожижающего газа, но непроницаемого для порошка.

Загрузка бункера 13 порошком осуществляется через загрузочное устройство 16.

Над бункером размещен газоотсосный колпак 17. Стенки (корпус) камеры 10, бункера 13 и колпака 17 могут быть выполнены как одно целое. На поверхности псевдоожиженного слоя размещен поплавковый элемент, выполненный в виде обтекаемого кольца 18, к которому прикреплена перфорированная плита 19, проницаемая для полимерного порошка. К плите 19 прикреплен стержень 20, который расположен в выходном отверстии бункера 13. На стержне с обеих сторон отверстия размещены с возможностью фиксированного перемещения вдоль него клапаны 21 и 22.

Подача заготовки осуществляется механизмом транспортирования 23, например рольгангом.

Камера термообработки включает в себя теплолучевые обогреватели 24 и холодильник 25.

Установка работает следующим образом.

Профильная длинномерная заготовка 2 равномерно подается механизмом транспортирования 23 через печь 1, где она нагревается до заданной температуры, затем механизмом 3 производится очистка заготов10

3О

4 ки. Обдувочные сопла 4 сдувают горячим воздухом оставшиеся после механической очистки частицы. После прохождения шлюза 5 заготовка попадает в камеру 10 с псевдоожиженным порошком. В камере псевдоожижения за счет аккумулированной заготовки тепловой энергии происходит наплавление на нее полимерного покрытия.

Окончательная термообработка покрытия последовательно происходит в камере 6, где теплолучевыми обогревателями 24 покрытие оплавляется, а затем, например, распылением жидкости, охлаждается в холодил ьн и ке 25.

Для охлаждения рефлекторов обогревателей 24 в двойной кожух камеры 6 от компрессора 7 подается воздух, который, охлаждая рефлекторы, нагревается и подается в камеру наддува для псевдоожижения порошка и через сопло 4 для сдувания абразива.

По мере расходования полимерного порошка уровень псевдоожиженного слоя в камере 10 понижается, поплавковый элемент опускается и клапан 22 открывает выходное отверстие бункера. Порошок, находящийся в псевдоожиженном состоянии, самотеком поступает из расходного бункера

13 в камеру 10 псевдоожижения. Уровень псевдоожиженного слоя повышается, поплавковый элемент поднимается и клапан

22 закрывает поступление порошка. Таким образом, осуществляется автоматическое поддержание заданного уровня псевдоожиженного слоя. Для изменения уровня слоя клапаны 21 и 22 перемещают вдоль стержня 20 в требуемое положение и фиксируют.

Клапаны 21 и 22 могут быть выполнены в виде полых шаров из эластичного материала или в виде пробок из эластичной пористой пластмассы, например поролона. На выходе из слоя порошка псевдоожижающий агент, поступающий из камеры 9 наддува, плавно обтекает поплавковый элемент, поэтому режим псевдоожижения в верхней части слоя нарушаться не будет. При прохождении псевдоожижающего агента через перфорированную плиту 19 на нее кроме выталкивающей силы будет также действовать аэродинамическая подъемная сила, которая может быть подобрана таким образом, чтобы уравновесить вес кольца 18, плиты 19 и стержня 20 с клапанами 21 и 22. В этом случае клапан 22 будет открываться под действием давления на него порошка, находящегося в бункере 13, и чувствительность системы автоматического регулирования будет зн ачи тел ьно выше.

Попадание полимерного порошка в газоотсосный колпак 17 предотвратит непрони цаемая для порошка крышка 15. Псевдоожижающий агент может быть удален из газоотсосного колпака в вентиляционную сеть, так и на вход компрессора 7.

Для автоматической загрузки порошком

730384 расходного бункера 13 он может быть оборудован поплавковой системой, снабженной концевыми выключателями, которые включают и выключают загрузочное устройство

16. Загрузка может быть осуществлена как механически, например, с помощью шнека, так и пневматически, с помощью сжатого газа, например воздуха.

При отключении компрессора 7 уровень псевдоожиженного слоя понижается, а вы- И талкивающая сила, действующая на поплавковый элемент резко падает, он опускается и клапан 21 закрывает выходное отверстие бункера 13, предотвращая попадание порошка в камеру 10, т. е. предотвращая ее черезмерную загрузку порошком.

Таким образом, в установке достигается автоматическое поддержание постоянства уровня псевдоожиженного слоя с помощью простого по устройству поплавкового эле- 2О мента и эластичных клапанов. Псевдоожижающий агент, проходя через газопроницаемые стенки 14 и крышку 15 расходного бункера отдает свою кинетическую энергию порошку и разрыхляет его, тем самым обеспе- 25 чивая более высокую степень использования псевдоожижающего агента. Кроме того, стенки бункера и порошок бункера служат первой ступенью поглотителя газов, выделяющихся при оплавлении порошка на заготовке. Газопроницаемые стенки бункера

14 и крышка 15 с целью уменьшения загрязнения окружающей среды выполнены из пористого материала, например ткани, пропитанного поглотителем газов, в частности СО, СО> и другими, выделяющихся при оплавлении покрытия. Состав для пропитки зависит от применяемых полимерных порошков и степени их деструкции при контакте с нагретой поверхностью заготовки. 40

Положительные эффекты, полученные согласно данному изобретению позволяют обеспечить следующие технико-экономические результаты: обеспечить равномерное по толщине, физико-механическим и защитным свойствам полимерное покрытие на длинномерном изделии сложного профиля за счет постоянства уровня псевдоожиженного слоя; повысить производительность установки за счет наличия промежуточного расходного бункера, совмещенного с аппаратам нанесения полимерного порошка; повысить надежность и долговечность работы установки;

55 повысить коэффициент полезного действия установки за счет более полного использования кинетической энергии псевдоожижающего газа; уменьшить или исключить загрязнение окружающей среды газообразными токсичными веществами, выделяющимися при нанесении порошковых покрытий.

Описываемая установка найдет применение для нанесения покрытий на различный сортамент проката черных металлов и другие длинномерные изделия, например трубы, проволока, используемые в химической промышленности, строительстве и других отраслях народного хозяйства. Весьма перспективно использование установки в металлургической промышленности при нанесении защитных покрытий на горячий прокат.

Формула изобретения

1. Установка для нанесения полимерных покрытий на профильные заготовки, содержащая механизмы очистки, нагрева и транспортирования заготовки и узел нанесения покрытия с камерой псевдоожижения порошка, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества покрытий за счет поддержания заданного уровня псевдоожиженного слоя порошка, камера псевдоожижения снабжена смонтированным в ее верхней части расходным бункером, стенки которого выполнены из материала, проницаемого для псевдоожижающего агента, но непроницаемого для порошка, установленным в выходном отверстии бункера затвором и соединенным с ним поплавковым элементом, расположенным на поверхности псевдоожиженного слоя порошка.

2. Установка по п. 1, отл и ч а ющ а я с я тем, что затвор выполнен в виде стержня с эластичными шаровыми клапанами по концам, установленными с возможностью фиксированного перемещения вдоль стержня, причем диаметр клапанов превышает диаметр выходного отверстия бункера.

3. Установка по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ ая с я тем, что поплавковый элемент выполнен в виде проницаемой для порошка перфорированной плиты, закрепленной на кольце из материала, объемный вес которого меньше объемного веса слоя порошка.

4. Установка по пп. 1 — 3, отл ич а ю щ ая с я тем, что стенки расходного бункера выполнены из ткани, пропитанной поглотителем газообразных продуктов, выделяющихся при оплавлении порошка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 235964, кл. В 32В 1/10, 1966 (прототип).

730384

У и

Составитель Л. Янковская

Редактор Л. Герасимова Техред В. Серикова Корректор В. Петрова

Заказ 547/5 Изд. № 284 Тираж 810 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2