<Desc/Clms Page number 1>
BEHANDELINGSWIJZE EN-INRICHTING MET GEDWONGEN LUCHTCIRCULATIE.
De uitvinding betreft een werkwijze en inrichting voor het behandelen van voorwerpen in een kamer met gedwongen luchtcirculatie, zoals bv. in spuitcabines voor het verven of lakken van voorwerpen. In deze inrichtingen worden de voorwerpen met behulp van spuitpistolen van de gewenste verflaag voorzien die daarna in een tweede behandelingsfase gedroogd wordt met een warme luchtstroom.
Bij spuitcabines is het bekend voorwerpen te bespuiten of besproeien in een kamer met een neerwaarts gerichte luchtcirculatie die in een laminaire stroming omheen het voorwerp stroomt. De lucht wordt daartoe aangezogen door een hoofdventilator en bij de gepaste temperatuur naar een toevoerruimte bovenaan de kamer en van daar uit doorheen een filter in de kamer gestuurd. Bij het verfspuiten sleurt dan de neerwaarts stromende lucht de resten mee van de verfnevels die bij het spuiten niet neersloegen op het voorwerp. Deze resten worden afgevangen in een filter in de bodem van de kamer. De gezuiverde lucht stroomt dan via een afvoerkanaal naar buiten. Meestal wordt een tweede ventilator geplaatst in het afvoerkanaal.
In de volgende behandelingsfase in de kamer wordt het gelakte voorwerp dan versneld gedroogd door op analoge wijze een warme luchtstroom erover heen te sturen. Ten behoeve van warmterecuperatie kan de afgevoerde lucht hiertoe desgewenst gedeeltelijk gerecirculeerd worden over de hoofdventilator naar de toevoerruimte bovenaan de kamer.
Deze uitvoering heeft het nadeel dat in de droogfase het aandeel warme lucht dat na filtratie in het afvoerkanaal terecht komt toch nog met een te hoge concentratie aan solventen beladen kan zijn. Hierdoor kan op de lange duur
<Desc/Clms Page number 2>
ontploffingsgevaar ontstaan in of nabij de toevoerruimte en de toegangsfilter bovenaan de behandelingskamer wanneer dit hete gasmengsel dan voortdurend via de hoofdventilator en de aansluitende warmtewisselaar teruggecirculeerd wordt.
De uitvinding heeft tot doel dit nadeel te vermijden door een werkwijze en inrichting te verschaffen waarbij recirculatie van de afgevoerde lucht in de droogfase niet meer over de hoofdventilator met aansluitende warmtewisselaar en/of over de toevoerruimte en toegangsfilter loopt wanneer genoemde solventenconcentratie te hoog oploopt, en waarbij toch een voldoende hoge luchtsnelheid op het te drogen voorwerp gecreëerd wordt, voor o. a. wateroplosbare verven.
De uitvinding verschaft dus in het algemeen een werkwijze voor het behandelen in twee of meer fasen van voorwerpen in een kamer met gedwongen luchtcirculatie omvattende het aanzuigen van een bepaald debiet buitenlucht met behulp van een ventilator en het met een regelbare temperatuur doorsturen van de lucht in een toevoerruimte bovenaan de kamer en van daar in neerwaartse richting doorheen een toegangsfilter omheen en voorbij de voorwerpen en verder doorheen een afvoerfilter naar een afvoerkanaal waarbij voor tenminste een behandelingsfase lucht wordt afgevoerd naar de open ruimte, terwijl voor tenminste een andere behandelingsfase een regelbaar debiet van afgevoerde lucht gerecirculeerd wordt rechtstreeks naar de kamer en neerstroomt over de voorwerpen.
In het bijzonder betreft de vinding een werkwijze waarbij tenminste een der behandelingsfasen een verfspuitbehandeling en tenminste een andere fase een warmtebehandeling is. Niet enkel wanneer de verf organische solventen bevat maar ook als men gebruik maakt van een wateroplosbare verf blijft een kleine hoeveelheid van solventen aanwezig. De
<Desc/Clms Page number 3>
concentratie aan solvent in wateroplosbare verven is echter beduidend lager.
Wanneer de werkwijze voor het behandelen van een voorwerp twee fasen omvat : een verfspuit-en een droogfase dan wordt in de verfspuitfase (d. i. de eerste fase) een bepaald debiet lucht met behulp van de aanvoerventilator aangezogen doorheen een schouw en, na het doorlopen van een warmtewisselaar, met een regelbare temperatuur doorgestuurd in de toevoerruimte bovenaan de kamer. Van daar stroomt de lucht in neerwaartse richting doorheen een afvoerkanaal naar de open ruimte. In een tweede fase-de droogfase-wordt het grootste deel van het door de aanvoerventilator aangezogen debiet in een nagenoeg gesloten installatiecircuit over de warmtewisselaar gerecirculeerd.
Daarbij wordt tenminste een deeldebiet van de lucht die uittreedt aan de uitgang van deze wisselaar met de gewenste temperatuur naar de toevoerruimte boven de kamer gestuurd en van daar neerwaarts in een afvoerkanaal afgevoerd. Via dit kanaal wordt dan een tweede circuit gecreëerd met behulp van de afvoerventilator naar de kamer en over het voorwerp. Deze recirculatiestroom over de afvoerventilator kan hetzij rechtstreeks in de kamer uitmonden hetzij in de toevoerruimte boven deze kamer.
De kombinatie van een tweede gerecicleerd luchtcircuit over de extraktieventilator samen met venturie inblaasmonden geeft het bijzondere voordeel van versnelde droging bij wateroplosbare verven.
In de tweede fase kan, naargelang de constructie van de behandelingsinstallatie, het deeldebiet aan de uitgang van de warmtewisselaar, dat naar de toevoerruimte gaat, ongeveer 20 % bedragen van het totaal aldaar uittredende debiet (figuur 1). In een andere constructieve opstelling (figuur 2) kan het totale uittredende debiet aan de uit-
<Desc/Clms Page number 4>
gang van de wisselaar naar de toevoerruimte stromen.
De inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze omvat een behandelingskamer voorzien van een toegangsfilter in zijn plafond waarboven een toevoerruimte aansluit voor het met behulp van een ventilator, aansluitende warmtewisselaar en regelkleppen aanvoeren van lucht op de gewenste temperatuur en met gewenst debiet. Verder omvat ze een afvoerfilter nabij de vloer van de kamer en waarop het afvoerkanaal aansluit. In dit kanaal zijn regelkleppen aangebracht voor de deeldebieten al naar gelang de aard van de behandelingsfase, en recirculatiekanalen die hetzij via venturi's hetzij via de toevoerruimte en toevoerfilter uitmonden in de kamer. Bij voorkeur is in het afvoerkanaal een tweede ventilator geplaatst voor het verderstuwen van afgevoerde lucht.
Nabij de ingang van de recirculatiekanalen (stroomafwaarts van de afvoerventilator) zal bij voorkeur een recirculatiefilter geplaatst zijn om meegesleurde solventen en andere onzuiverheden tegen te houden.
Een en ander zal thans toegelicht worden aan de hand van een paar uitvoeringsvormen voor verfspuitcabines, geillustreerd in bijgaande figuren. Bijkomende kenmerken en voordelen van de vinding zullen daarbij verduidelijkt worden.
Figuur 1 geeft een eerste uitvoeringsvorm weer met slechts een recirculatieweg voor de afgevoerde lucht in het afvoerkanaal bij een warmtebehandelingsfase.
Figuur 2 toont een tweede uitvoeringsmogelijkheid met een dubbele recirculatieweg voor de afgevoerde lucht in dit kanaal bij de warmtebehandelingsfase.
Figuur 3 stelt een vereenvoudigde uitvoering voor met een recirculatieweg naar de toevoerruimte boven de behande-
<Desc/Clms Page number 5>
lingskamer.
In de inrichting volgens figuur 1 worden de voorwerpen 1 in een kamer 3 met gedwongen luchtcirculatie behandeld. De eerste fase is een spuitfase waarbij een bepaald debiet lucht (bv. 25. 000 m3 per uur) aangezogen wordt door een schouw 20 met behulp van een ventilator 10. De klep 22 in de schouw 20 staat voor deze fase open. Dit debiet wordt met behulp van de warmtewisselaar 11 op kamertemperatuur gebracht en integraal in de toevoerruimte 15 bovenaan de kamer 3 aangevoerd. De regelklep 12 staat hierbij in haar nagenoeg vertikale sluitstand. De luchtcirculatieweg voor deze eerste fase is met een streeplijn 23 aangeduid. Van uit de toevoerruimte 15 wordt de luchtstroom doorgestuurd in neerwaartse richting doorheen een toevoerfilter 2 in een nagenoeg laminaire stroming omheen en voorbij de voorwerpen 1.
Als de voorwerpen auto's zijn wordt het laminair karakter en de snelheid van de stroming bepaald op een afstand van 30 cm van de wand van de auto en op een hoogte van 90 cm boven de vloer. Bij verfspuiten bedraagt de geschikte stromingssnelheid aldaar ongeveer 0. 4 m/sec.
Vervolgens wordt de lucht, beladen met resten van verfnevels, afgevoerd doorheen de afvoerfilter 4 in de vloer 16 naar het afvoerkanaal 5 en van daar doorheen de schouw 21, via de openstaande kleppen 14 naar de open ruimte 9. Deze afvoer zal bij voorkeur bevorderd en geregeld worden door een afvoerventilator 6 met kleppen 7 in de schouw 21. De aansluitingskleppen 13 naar de recirculatiekanalen 8 zijn in deze fase natuurlijk gesloten (vertikale stand). De nevelresten worden in grote mate tegengehouden door de afvoerfilter 4.
Bij de droogfase doorloopt de luchtstroom de inrichting volgens de puntlijn 24 in een gesloten of nagenoeg gesloten kringloop. In de kamer 3 moet de luchttemperatuur ongeveer 600C bedragen. Het aanzuigdebiet door de ventilator 10 wordt bij het verlaten van de warmtewisselaar 11
<Desc/Clms Page number 6>
gesplitst. De regelklep 12 wordt in de gewenste (min of meer horizontale) stand gezet zodat een gewenst deeldebiet met de gewenste temperatuur (en afhankelijk van de temperatuur van de warmtebron 11) door de toevoerfilter 2 in de kamer 3 komt. Dit deeldebiet zal bij voorkeur 20 % bedragen van het totale debiet dat uittreedt aan de uitgang van de warmtewisselaar 11. Dit kleine deeldebiet komt dan ook overeen met het debiet aan verse lucht dat ingevoerd wordt aan de ingang van de ventilator 10 via de schouw 20 waarin de klep 22 niet helemaal dicht staat.
De rest van de verse-luchtstroom (80% van het totale debiet door wamtewisselaar 11) wordt gerecirculeerd naar de ingang van ventilator 10 voor opwarming. De neerwaarts gerichte hete luchtstroom wordt uit de ruimte 15 weer afgevoerd doorheen de filter 4 in kanaal 5.
Deze hete verse-luchtstroom wordt nu evenwel aangevuld met een circulatiestroom die gecreëerd en gestuurd wordt met behulp van de ventilator 6. Deze circulatiestroom (puntlijn 24) verhoogt sterk het droogeffect. Hij wordt via openstaande kleppen 13 in de recirculatiekanalen 8 en doorheen hun venturimonden 9 rechtstreeks in de kamer 3 gestuurd. Het relatief kleine debiet van hete verse lucht vanuit de ruimte 15 - met het nadeel van een relatief lage droogsnelheid (en overeenkomstig de stand van de techniek) - wordt hier dus aangevuld met een kouder gerecirculeerd debiet uit kanalen 8. Desgewenst kan de doorheen ventilator 6 te recirculeren lucht nog over een filter 18 in de kanalen 8 aankomen. In deze fase zijn de schouwkleppen 14 praktisch volledig gesloten (20% doorlaat).
Bovendien creëren de venturi-mondstukken 9 een luchtversnelling en gunstige turbulentieeffecten in de kamer 3.
Dit bevordert de vermenging met de hete verse luchtstroom uit de ruimte 15 en verhoogt zodoende het droogrendement.
Deze uitvoering biedt het voordeel dat ze zeer veilig is daar er nooit een potentieel vervuilde (door filter 4
<Desc/Clms Page number 7>
onvoldoende gezuiverde) en ontplofbare luchtstroom rechtstreeks doorheen de warmtewisselaar 11 wordt gestuurd. Ze is dus uitermate geschikt voor het drogen van verven die opgelost zijn in organische oplosmiddelen.
De inrichting volgens figuur 2 gelijkt heel sterk op deze in figuur 1. Dezelfde onderdelen zijn dan ook met dezelfde referentiecijfers aangeduid. Haar werking, in het bijzonder het met streeplijn 23 (in figuur 1) aangeduide stroompad voor de lucht verloopt in de spuitfase identiek als bij figuur 1. In figuur 2 is deze streeplijn dan ook niet meer herhaald. In de spuitfase staat de klep 22 dus open en zijn de vloerkleppen 17 gesloten.
Tijdens de warmtebehandelingsfase (hier een droogfase) kan de doorheen filter 4 in het afvoerkanaal 5 intredende lucht nu evenwel opsplitsen in een dubbele recirculatieweg, getoond met de puntlijnen 24 en 25. De ventilatoren 6 en 10 werken in parallel zodat het neerwaarts stromende luchtdebiet in de kamer 3 nagenoeg verdubbeld wordt wanneer de vloerkleppen 17 openstaan. De schouwklep 22 staat in deze fase niet helemaal dicht (doorlaat 20%). Dit verdubbelde debiet verhoogt natuurlijk sterk het droogrendement. In deze uitvoering wordt nu echter een door afvoerfilter 4 potentieel onvolledig gezuiverde (en dus met zeer verdunde solvent beladen) luchtstroom 25 intens opgewarmd in de warmtewisselaar 11.
Deze uitvoering zal dus bij voorkeur toegepast worden voor het drogen van voorwerpen gelakt met wateroplosbare verven die veel minder organische solventen bevatten dan andere verven of lakken.
De vereenvoudigde uitvoering volgens figuur 3 gelijkt sterk op deze van figuur 1. Haar werking voor de spuittkabine verloopt overigens identiek. Voor de droogfase wordt de recirculatiestroom nu evenwel over de kleppen 19 in verbinding gebracht met de toevoerruimte 15 boven de
<Desc/Clms Page number 8>
toevoerfilter 2 (i. p. v. over kanalen 8 en venturimonden 9 rechtstreeks naar kamer 3 zoals in figuur 1).
<Desc / Clms Page number 1>
METHOD AND DEVICE WITH FORCED AIR CIRCULATION.
The invention relates to a method and device for treating objects in a chamber with forced air circulation, such as, for example, in spray booths for painting or lacquering objects. In these devices, the objects are provided with the desired paint layer by means of spray guns, which are then dried in a second treatment phase with a warm air stream.
In spray booths, it is known to spray or spray objects in a chamber with downwardly directed air circulation flowing around the object in a laminar flow. To this end, the air is drawn in by a main fan and sent at an appropriate temperature to a supply room at the top of the room and from there through a filter into the room. When spraying paint, the downward flowing air drags along the remnants of the paint sprays that do not settle on the object when spraying. These residues are collected in a filter in the bottom of the chamber. The purified air then flows out through a discharge channel. Usually a second fan is placed in the exhaust duct.
In the next treatment phase in the chamber, the painted object is then accelerated dried by analogously passing a warm air stream over it. For the purpose of heat recuperation, the extracted air can, if desired, be partially recycled over the main fan to the supply room at the top of the room.
This embodiment has the drawback that in the drying phase the proportion of warm air entering the exhaust duct after filtration can still be loaded with too high a concentration of solvents. This is possible in the long run
<Desc / Clms Page number 2>
There is a risk of explosion in or near the supply space and the access filter at the top of the treatment chamber if this hot gas mixture is then continuously recycled through the main fan and the subsequent heat exchanger.
The object of the invention is to avoid this drawback by providing a method and device in which recirculation of the exhaust air in the drying phase no longer runs over the main fan with connecting heat exchanger and / or over the supply space and access filter when said solvent concentration rises too high, and nevertheless creating a sufficiently high air velocity on the object to be dried, for, for instance, water-soluble paints.
The invention therefore generally provides a method for the treatment in two or more phases of objects in a chamber with forced air circulation, comprising drawing in a determined flow rate of outside air by means of a fan and forwarding the air in an air at an adjustable temperature. supply space at the top of the chamber and from there in a downward direction through an access filter around and past the objects and further through a discharge filter to a discharge channel, for at least one treatment phase air is exhausted to the open space, while for at least another treatment phase an adjustable flow rate of exhaust air is recycled directly into the room and flows down over the objects.
In particular, the invention relates to a method in which at least one of the treatment phases is a paint spraying treatment and at least one other phase is a heat treatment. Not only when the paint contains organic solvents, but also when using a water-soluble paint, a small amount of solvents remains. The
<Desc / Clms Page number 3>
however, the concentration of solvent in water-soluble paints is significantly lower.
When the method of treating an object comprises two phases: a paint spraying and a drying phase, in the paint spraying phase (ie the first phase) a determined flow of air is drawn in through a chimney with the aid of the supply fan and, after passing through a heat exchanger, with an adjustable temperature sent in the supply room at the top of the room. From there, the air flows downwards through a discharge channel to the open space. In a second phase - the drying phase - the majority of the flow rate drawn by the supply fan is recycled in a virtually closed installation circuit over the heat exchanger.
At least a partial flow rate of the air exiting at the outlet of this exchanger is sent with the desired temperature to the supply space above the chamber and from there discharged downwards into a discharge channel. A second circuit is then created via this channel using the exhaust fan to the room and over the object. This recirculation flow over the exhaust fan can either flow directly into the chamber or into the supply space above this chamber.
The combination of a second recycled air circuit over the extraction fan together with ventilation blow-in nozzles gives the special advantage of accelerated drying in water-soluble paints.
In the second phase, depending on the construction of the treatment plant, the partial flow at the exit of the heat exchanger, which goes to the supply space, can amount to about 20% of the total flow rate there (figure 1). In another constructional arrangement (figure 2), the total leaving flow at the outlet
<Desc / Clms Page number 4>
flow from the exchanger to the supply room.
The device for carrying out the method comprises a treatment chamber provided with an access filter in its ceiling, above which a supply space connects for supplying air at the desired temperature and at the desired flow rate by means of a fan, connecting heat exchanger and control valves. It also includes a drain filter near the floor of the room and to which the drain joins. In this duct control valves for partial flow rates are arranged depending on the nature of the treatment phase, and recirculation ducts which open into the chamber either via venturi or via the supply space and supply filter. Preferably, a second fan is placed in the exhaust duct for pushing exhaust air further.
A recirculation filter will preferably be placed near the inlet of the recirculation channels (downstream of the exhaust fan) to prevent entrained solvents and other impurities.
All this will now be elucidated on the basis of a few embodiments for paint spraying booths, illustrated in the accompanying figures. Additional features and advantages of the invention will be clarified.
Figure 1 shows a first embodiment with only a recirculation path for the exhaust air in the exhaust duct during a heat treatment phase.
Figure 2 shows a second embodiment with a double recirculation path for the exhaust air in this channel during the heat treatment phase.
Figure 3 represents a simplified embodiment with a recirculation path to the supply space above the treatment
<Desc / Clms Page number 5>
lings room.
In the device according to figure 1, the objects 1 are treated in a chamber 3 with forced air circulation. The first phase is a spraying phase in which a certain flow rate of air (eg 25,000 m3 per hour) is drawn in through a chimney 20 using a fan 10. The valve 22 in the chimney 20 is open for this phase. This flow is brought to room temperature with the aid of the heat exchanger 11 and is fed in integrally into the supply space 15 at the top of the chamber 3. The control valve 12 is here in its substantially vertical closed position. The air circulation path for this first phase is indicated by a broken line 23. From the supply space 15, the air flow is directed downwards through a supply filter 2 in a substantially laminar flow around and past the objects 1.
If the objects are cars, the laminar character and the speed of the flow are determined at a distance of 30 cm from the wall of the car and at a height of 90 cm above the floor. With paint spraying, the suitable flow velocity there is about 0.4 m / sec.
Subsequently, the air, loaded with remnants of paint sprays, is exhausted through the exhaust filter 4 in the floor 16 to the exhaust duct 5 and from there through the chimney 21, through the open flaps 14 to the open space 9. This exhaust will preferably be promoted and are controlled by a discharge fan 6 with flaps 7 in the chimney 21. The connection flaps 13 to the recirculation channels 8 are of course closed in this phase (vertical position). The mist residues are largely retained by the drain filter 4.
During the drying phase, the air flow runs through the device along the dot line 24 in a closed or almost closed cycle. In the room 3, the air temperature should be about 600C. The suction flow rate through the fan 10 is adjusted when leaving the heat exchanger 11
<Desc / Clms Page number 6>
split. The control valve 12 is set in the desired (more or less horizontal) position so that a desired partial flow with the desired temperature (and depending on the temperature of the heat source 11) passes through the supply filter 2 into the chamber 3. This partial flow rate will preferably be 20% of the total flow rate exiting at the outlet of the heat exchanger 11. This small partial flow rate therefore corresponds to the fresh air flow rate introduced at the inlet of the fan 10 via the chimney 20 into which valve 22 is not completely closed.
The rest of the fresh air flow (80% of the total flow through heat exchanger 11) is recycled to the input of fan 10 for heating. The downwardly directed hot air flow is discharged from the space 15 again through the filter 4 in channel 5.
However, this hot fresh air flow is now supplemented with a circulation flow which is created and controlled by means of the fan 6. This circulation flow (dot line 24) greatly increases the drying effect. It is sent directly into chamber 3 via open valves 13 in recirculation channels 8 and through their venturi nozzles 9. The relatively small flow of hot fresh air from space 15 - with the disadvantage of a relatively low drying speed (and in accordance with the state of the art) - is thus supplemented here with a colder recirculated flow from ducts 8. If desired, the through-fan 6 air to be recirculated still arrive over a filter 18 in the channels 8. In this phase, the inspection valves 14 are practically completely closed (20% throughput).
In addition, the venturi nozzles 9 create air acceleration and favorable turbulence effects in the chamber 3.
This promotes mixing with the hot fresh air flow from the space 15 and thus increases the drying efficiency.
This version offers the advantage that it is very safe as there is never a potentially dirty one (through filter 4
<Desc / Clms Page number 7>
insufficiently purified and explosive airflow is sent directly through the heat exchanger 11. It is therefore ideal for drying paints that are dissolved in organic solvents.
The device according to figure 2 is very similar to that in figure 1. The same parts are therefore designated with the same reference numbers. Its operation, in particular the flow path for the air indicated by dashed line 23 (in Figure 1), is identical in the spraying phase as in Figure 1. This dashed line is therefore no longer repeated in Figure 2. In the spraying phase, therefore, the valve 22 is open and the floor valves 17 are closed.
However, during the heat treatment phase (here a drying phase), the air entering through filter 4 in the exhaust duct 5 can now split into a double recirculation path, shown with the dot lines 24 and 25. The fans 6 and 10 operate in parallel so that the downward flowing airflow in the chamber 3 is almost doubled when the floor flaps 17 are open. The inspection flap 22 is not completely closed during this phase (passage 20%). This doubled flow rate of course greatly increases the drying efficiency. In this embodiment, however, an air stream 25 which is potentially incompletely purified (and thus loaded with very dilute solvent) through exhaust filter 4 is intensely heated in the heat exchanger 11.
This embodiment will therefore preferably be used for drying objects lacquered with water-soluble paints containing much less organic solvents than other paints or lacquers.
The simplified embodiment according to Figure 3 is very similar to that of Figure 1. Its operation for the spray booth is otherwise identical. For the drying phase, however, the recirculation flow is now brought across the valves 19 into communication with the supply space 15 above the
<Desc / Clms Page number 8>
supply filter 2 (i. p. v. over channels 8 and venturi nozzles 9 directly to chamber 3 as in figure 1).