CN109564062A - 用于喷漆物体的干燥设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于干燥释放挥发性物质的物体的设备，包括具有输送系统(15)的干燥隧道(12)，该输送系统将物体输送通过隧道。测量挥发性物质的浓度的传感器(27)沿隧道布置，空气交换单元(21)也沿隧道布置，空气交换单元由传感器控制，以便将隧道中挥发性物质的浓度保持在预定值以下。本发明还涉及一种用于将隧道中的挥发性物质的浓度保持在预定值以下的方法。

Description

用于喷漆物体的干燥设备
本发明涉及一种用于物体特别是机动车辆框架或其部件或车身的新的干燥设备。本发明还涉及一种用于将挥发性物质的浓度保持在预定值以下的方法。
在连续生产喷漆物体的领域中，如机动车辆框架或其部件，隧道式烤炉通常用于干燥被涂覆到物体上的油漆，这些物体依次到达相对端处的隧道入口和出口，进行干燥。在这种烤炉中，适当加热的空气被再循环，同时物体从隧道入口端被输送到出口端。例如，空气循环加热器可以沿隧道间隔地设置，间隔长度将取决于处理设备的长度和期望的输送速度。
在干燥过程期间，通常会产生挥发性物质，它们逐渐从油漆中蒸发，并且如果在高于安全限制(称为LEL：爆炸下限)的浓度下也可以是易燃或易爆的。
因此，必须定期交换烤炉中的空气，以防止超出对于挥发性物质的安全限制。例如，空气可以从隧道的端部进入或被迫进入隧道，并从中心被抽取。
然而，对于空气交换的需求会增加烤炉的能量利用，因为从外部吸入的空气不能冷却隧道，因此需要相应地加热。此外，这种交换需要对高容积的排放空气进行处理，以在将空气释放到环境中或将其循环回烤炉中之前从中去除危险的挥发性物质。
然而，为了确保在任何情况下避免挥发性物质的危险浓度，根据普遍已知的技术，干燥隧道内的空气流量通常保持相对较高，甚至远远超过理论上认为足够的流量。
事实上，挥发性物质的量根据隧道中同时要干燥的物体的数量及其进入的频率而变化明显。为了安全起见，针对设想的最大数量(例如200-250kg/框架)来设置交换的规模，因此，即使烤炉中没有物体或者存在的物体远远少于烤炉的容量，交换也是以确定的空气容积来进行的。
现有技术文献已经建议使空气循环取决于隧道中物体的数量。例如，有人建议对进来的物体进行计数，然后根据在时间单位期间进入的更大或更小数量的物体来增加或减少空气循环。
例如，US2015/121720涉及一种干燥隧道，该隧道配备有框架通道传感器，以确定隧道中的框架数量并调整总体循环。该系统还设想在隧道点的一个点处使用单个溶剂检测传感器。
EP2360443还涉及对干燥隧道中心处的污染物浓度的测量，以改变空气交换率。
在这两种情况下，再循环空气的量必须始终保持高水平，以避免隧道中任何点处的污染物浓度过高的危险。
然而，这种进行方式存在一些缺点。例如，挥发性物质沿隧道的散布可能不是线性的，并且也可能与隧道中的物体数量不成比例地变化，或者物体可能以不同的间隔一个接一个地到达隧道，从而在隧道中产生具有较高或较低浓度的挥发性物质的区域。即使在跟踪隧道中物体的位置时，为了避免低估在某些情况下对于空气交换的需要，仍然必须保持比实际需要更大的空气交换。
此外，该系统对油漆的变化或对被处理物体的类型(例如，具有不同形状和/或尺寸的车辆框架)非常敏感，因此在处理的每次变化时都需要重新校准系统，或者，正如通常的做法那样，接受具有良好安全裕度的近似校准。使用这个系统，也不可能同时并有效地处理不同种类或具有不同类型的油漆的多个物体，这些物体以混合的组或以任何顺序到达隧道。事实上，在这些情形中，在隧道中物体数量相同的情况下，沿着隧道释放的挥发性物质的量会有很大的变化，这需要过量的空气来确保安全裕度以防止隧道所有节段中挥发性物质的浓度太高。
US2015/367371、US5165969和DE102010030280涉及带有单个传感器的喷漆室，传感器用于测量室中溶剂的浓度。由于室中溶剂的浓度较高，而抽取通常来说在中央进行，因此测量可能非常重要。然而，在干燥隧道的情况下，该系统变得完全不可靠。
本发明的总体目的是提供一种干燥隧道和管理方法，其最小化隧道中使用的备用空气量，从而减少能量使用并降低对于空气处理的需求。
考虑到这个目的，决定根据本发明生产根据权利要求1所述的设备。
特别地，可以优选地设想一种设备，其用于干燥释放挥发性物质的物体，该设备包括具有输送系统的干燥隧道，该输送系统将物体输送通过隧道，其特征在于，传感器沿着隧道被布置以用于沿着隧道测量挥发性物质的浓度，以及由传感器控制的空气交换单元，从而将隧道中的挥发性物质的浓度保持在预定值以下。
同样根据本发明，决定生产根据权利要求11所述的方法。
特别地，可以优选地设想一种用于将设备内的挥发性物质保持在预定水平以下的方法，该设备用于干燥释放挥发性物质的物体，该设备包括具有输送系统的干燥隧道，该输送系统将物体输送通过隧道，其特征在于，所述方法包括利用传感器沿着隧道测量挥发性物质的浓度，并根据测量的浓度控制沿着隧道布置的空气交换单元，以便将隧道中的挥发性物质的浓度保持在预定值以下。
为了相对于普遍已知的技术更清楚地解释本发明的创新原理及其优点，下面将借助附图描述应用所述原理的示例性实施例。在附图中：
图1是根据本发明的干燥隧道的示意图；
图2和图3示出了根据本发明的设备的一部分的两个可能实施例的示意图。
参考附图，图1示出了根据本发明生产的用于干燥物体11的作为整体的干燥设备，其用10表示。
设备10包括干燥隧道或烤炉12，其具有在一端处的入口13和在相对端处的出口14，以及普遍已知的输送系统15(例如，顺序链输送器线路等)，输送系统15以期望的速度将物体11从入口13输送到隧道出口14。
各个物体11可以是例如机动车辆框架或其部件或车身，并且可以支撑在适当的普遍已知的输送框架或滑道16上。物体将在处理(例如，喷漆)后到达隧道，该处理需要干燥过程，在干燥过程期间会产生挥发性物质，隧道内的挥发性物质需要被保持在预定的浓度以下。例如，这种挥发性物质在给定的浓度限制(LEL)以上可以是危险的、易爆或易燃的物质。
设想了用于内部隧道加热的系统，以便针对人们所希望执行的过程，在隧道中具有所要求的温度。
例如，多个加热和循环单元17可以有利地沿隧道布置，其适当地加热隧道中的空气，以便将隧道或其各个节段保持在期望的温度处，该温度适合于物体11所需的热处理。
单元17有利地在隧道外部，并且其中每个单元可以包括例如加热器18(例如，电加热器、热流体加热器或燃烧器加热器)，加热器18借助于抽取19和输入20导管加热从隧道内部抽取并在加热后返回隧道的空气流。可以借助于适当的、普遍已知的循环风扇(未示出)强制循环。
单元17可以有利地沿着隧道、其间具有适当的间隔、并且以期望的数量布置，以便沿着隧道获得期望的温度曲线。温度将根据适当的普遍已知的控制系统来控制，该控制系统将例如借助于适当的、普遍已知的温度传感器和反馈控制适当地调节加热器和/或循环风扇，如本领域技术人员可容易想到的那样。
隧道还包括空气交换单元21，其用于从隧道抽取废气并迫使清洁或净化的空气流(来自外部源22，例如工厂、过滤单元或预热器)进入隧道，以确保隧道中的空气交换。由每个单元21从隧道中抽取的空气通过导管23和24被引导至处理装置25，以在通过出口26从设备排出空气之前从空气流中消除所需的挥发性成分。处理装置25将取决于要去除的挥发性成分的类型。
加热元件17可以是循环单元21的集成部分，并且也可以不设想在每个单元30中两组独立的入口通道19和出口通道20。
有利的是，装置25可以例如被生产为具有或包括普遍已知的焚烧炉，该焚烧炉的温度适合燃烧挥发性成分。也可以使用适当的普遍已知的过滤器来减少产生的烟雾。
在出口26之前，还可以设想一种普遍已知的热能回收装置50，其回收空气流和/或烟雾中存在的热能，并且其能够用于例如加热设备的其它部件。
每个空气交换单元21优选地与测量该单元附近的挥发性物质的浓度的传感器27相关联，并通过控制单元28控制空气交换，以将挥发性物质的浓度保持在预定的危险水平以下。
换句话说，多个传感器27被分散布置成在空气流过隧道时与空气接触，以便提供沿着隧道的溶剂浓度的趋势的测量。根据沿着隧道的溶剂浓度趋势控制沿隧道分散布置的空气交换单元，以便使沿隧道长度的这种浓度保持足够低。
优选地，浓度将保持在如下水平处：其低于危险水平但同时足够高以能够为焚烧炉25中的燃烧提供燃料，而不需要其它燃料或有限地需要其它燃料。这导致能量需求减少。例如，传感器可以位于隧道中或空气流中，为了加热目的，空气流在单元17中再循环。
第一个和最后一个空气交换单元21也可以具有连接到另一导管29的空气进入导管，该另一导管29分别在隧道入口和出口附近引导空气，以产生防止空气在隧道入口和出口处与外部交换的屏障。隧道还可以借助于空气交换单元21保持稍微地减压，以防止被污染的空气从隧道的端部释放。
单元17和21也可以作为单个加热和空气交换单元30来生产。这允许空气的流动以及到隧道12的连接被优化。例如，可以仅具有一个抽取导管和一个输入导管，用于加热单元17和空气交换单元21。
图2示意性地示出了单个加热和空气交换单元30的第一可能的实施例。
这个第一实施例包括例如以平行六面体盒子的形式生产的第一室31和第二室32，该平行六面体盒子借助于隔板33被分成两个部分31、32。导管19和两个废气交换导管22和23到达两部分或两个室中的一个，导管19从隧道抽取空气，废气交换导管22和23分别由风扇34、35服务。有利的是，可以在导管22的入口处增加过滤器51。
在部分31或加热室31中，空气被加热(有利地利用可位于室内的加热器18)，以便加热进入的空气，然后优选地通过过滤器36将空气发送到第二部分或第二室32，该第二部分或第二室32中存在例如循环风扇37。空气至少部分地从第一部分31中抽出，并通过导管20被发送到隧道。
用于抽取新鲜空气和排放废气的两个风扇34、35可以根据经由传感器27(例如，借助于控制单元28和传感器27)获得的测量值来控制，以便将通过单元30在隧道中再循环的空气保持在挥发性物质的预定的水平处。
优选地，可以根据第一最小流速值和最大流速值来控制排气扇35，其中最小值不得为零，而抽气扇34可以根据最小流速(例如，零)和最大值来控制，该最小流速低于排气扇的第一最小值，并且该最大值等于排气扇的最大值。通过这种方式，可以使隧道保持减压，同时调节空气交换。
例如，循环风扇37可以具有设定流速(例如，大约50,000m3/h)，而排气扇35可以被控制为具有从最小值(例如，2,000m3/h)到最大值(例如，3,000m3/h)范围内的速率，并且通风扇34可以被控制为具有从最小值0到最大值(例如，3,000m3/h)范围内的速率。
进入的新鲜空气和废气也可以流经热交换器52，以从废气中回收部分热量并预热进入的空气。
图3示意性地示出了单个加热和空气交换单元30的第二可能的实施例。
该第二实施例包括例如以平行六面体盒子的形式生产的第一室38、第二室39和第三室40，该平行六面体盒子借助于隔板41和42被分成三个部分38、39、40。导管19到达部分38或加热室，导管19从隧道抽取空气，并且空气在其中例如借助于位于室中的加热器18被加热。
加热后，进入的空气优选地通过过滤器43被发送到第二部分39或第一空气交换室。对于空气从第一室到第二室的通道，例如，存在从第一部分38抽取空气的抽气扇44。
第二部分或室39通过第一遮板45连接到排气导管23，并通过第二遮板46连接到第三部分40或第二空气交换室。空气从第三部分中抽出，然后通过导管20发送到隧道。例如，在第三室中存在循环风扇47，其从第一部分39抽取空气。第三部分40有利地通过过滤器48与外部连接，以提供用于新鲜空气的入口22。根据由多个传感器27测量的浓度来控制第一遮板和第二遮板。
例如，两个遮板有利地交错并由致动器49(或者对于每个遮板有一个致动器)移动。因此，两个遮板由控制单元28和传感器27控制，使得来自加热室38的流体可以完全再循环或部分地喷出。
流经遮板45的空气由于是废气而优选地被送往焚烧炉，并且其流速由遮板调节，如上所述，该遮板又由回气管道上的LEL控件操作。
由于风扇47(其保证到隧道的输送)优选需要恒定的流，因此它通过经由入口22吸入新鲜空气来替换废气的通过遮板45排出的部分，并且所述新鲜空气与尚未排出的再循环空气混合，然后通过导管20被送入隧道。
控制两个遮板，控制单元28和传感器27因此可以将通过单元30在隧道中循环的空气保持在预挥发性物质的预定水平处。
作为使用遮板的替代方案，可以使用逆变器或变频驱动器(VFD)，其管理抽气扇44以控制从室38到室39的流，并管理空气再循环和交换。
抽气扇速度的变化使得抽取空气流速等于或大于风扇将空气输送至隧道的流速。当流速相等时，系统处于完美的再循环模式。当流速较大时，由于过压，过量空气被引入朝向废气出口导管23的通道。
如果不存在遮板46，则隔板壁42也可以被省去，并且两个室39、40可以变成实质上的单个空间。
此时，预定的目标如何被实现是清楚的。
利用沿着隧道布置LEL控件，可以在与溶剂的蒸发实际相关的烤炉区域中连续且单独地供应新鲜空气。
此外，调节可以保持非常精确，而不需要大的安全裕度，并且具有预定的溶剂浓度，该溶剂浓度允许含有可燃溶剂的空气被发送到焚烧炉，其量可能足以维持焚烧炉火焰，而不需要向焚烧炉火焰供应气体，从而减少了其使用量。从上面的描述中可以看出，沿着隧道布置的传感器的测量点之间的距离将被有利地选择为足够低，以防止隧道中存在未被充分监控的区域。同样，再循环单元可以保持足够的相互接近，以防止隧道中存在空气交换不足的区域。根据本发明的系统确保沿隧道的空气交换与隧道中存在的溶剂的实际量真正地成比例。这使得可以极大地限制需要在隧道中再循环和/或抽取并替换的空气。已经发现，上述空气交换单元的可能的结构在实现多个紧凑、高效的单元方面特别有利。
实质上，应用本发明的创新原理的实施例的以上描述通过这种创新原理的示例给出，并且因此不应当被认为是在此所要求的专利权利的限制。例如，尽管已经发现根据本发明的设备在喷涂机动车辆框架或其部件或车身的情况下特别有利，但是需要对隧道中的物体进行干燥的其它类型的处理也可以受益于所描述的系统，这些处理包括挥发性物质的产生，这些挥发性物质的浓度在隧道内必须加以限制。
空气加热和交换单元的其它实施例可以基于本文中的描述来设想，同时保持在本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种用于干燥释放挥发性物质的物体的设备，包括：干燥隧道(12)，所述干燥隧道具有将所述物体输送通过所述隧道的输送系统(15)，其特征在于，多个传感器(27)连同多个空气交换单元(21)，所述多个传感器沿着所述隧道布置以用于测量沿着所述隧道的挥发性物质的浓度，所述多个空气交换单元由所述多个传感器控制，以便将沿着所述隧道分布的挥发性物质的浓度保持在预定值以下。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，沿着所述隧道(12)存在加热和循环单元(17)，所述加热和循环单元借助于加热器(18)适当地加热所述隧道中的空气，以将所述隧道的各个节段保持在期望的温度处。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，当由所述多个传感器中相关联的传感器(27)相应地控制时，每个空气交换单元(21)从所述隧道提取废气并将清洁空气发送到所述隧道。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，每个空气交换单元(21)将所述废气发送到处理单元(25)，用于从其中消除所述挥发性物质。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述处理单元包括焚烧炉。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述焚烧炉至少部分地由所述废气中存在的挥发性有机物质提供燃料。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，在所述焚烧炉(25)的出口处存在热能回收装置(50)。
8.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述空气交换单元(21)和所述加热和循环单元(17)在空气加热和交换单元(30)内成对。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述空气加热和交换单元(30)包括被分成第一室(31)和第二室(32)的箱体，所述第一室和所述第二室优选地借助于过滤器(36)互连，在所述第一室(31)中存在加热器(18)，在所述隧道的第一点处抽取空气的导管(19)以及用于所述废气的出口和所述清洁空气的入口的两个导管(22和23)到达所述加热器(18)，所述两个导管分别由第一风扇(34)和第二风扇(35)服务，所述第一风扇和所述第二风扇根据所述传感器(27)所测量的浓度进行控制，并且在所述第二室(32)中存在循环风扇(37)，所述循环风扇从所述第一室(31)抽取空气并将其发送到所述隧道。
10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述空气加热和交换单元(30)包括箱体，所述箱体被分成依次互连的第一室(38)、第二室(39)和第三室(40)，所述第一室和第二室优选地借助于过滤器(43)互连，并且所述第二室和第三室优选地借助于第一受控遮板(46)互连，在所述第一室(38)中存在加热器(18)，在所述隧道的第一点处抽取空气的导管(19)到达所述加热器，在所述第二室(39)中存在用于从所述第一室抽取空气的风扇，并且所述废气通过第二受控遮板(45)被释放(23)，在所述第三室(40)中存在循环风扇(47)，所述循环风扇从所述第二室(39)抽取空气并将其发送到所述隧道，并且允许清洁空气进入(22)，所述第一遮板和第二遮板根据所述传感器(27)所测量的浓度进行控制并且调节被发送到所述隧道的空气流内所交换的空气的量。
11.一种用于将设备内的挥发性物质保持在预定水平以下的方法，所述设备用于干燥释放挥发性物质的物体，所述设备包括具有输送系统(15)的干燥隧道(12)，所述输送系统将所述物体输送通过所述隧道，其特征在于，所述方法包括：利用来自多个传感器的传感器(27)测量沿着所述隧道分布在多个点处的挥发性物质的浓度，以及根据所述传感器所测量的浓度控制沿着所述隧道布置的多个空气交换单元(21)，以将所述隧道中的挥发性物质的浓度保持在预定值以下。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，为了将所述隧道中的挥发性物质的浓度保持在预定值之下，所述空气交换单元(21)被控制以便从所述隧道中抽取废气并将清洁空气发送到其中，所述废气被发送至焚烧炉以燃烧其中所包含的所述挥发性物质。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述废气和所述清洁空气之间的差异使所述隧道保持减压。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述空气交换单元形成为包括第一室(31)和第二室(32)，所述第一室和第二室优选地借助于过滤器(36)互连；在所述第一室(31)中，所述空气在从所述隧道抽出之后被加热，然后至少部分地从所述第二室中抽出，然后被发送到所述隧道中；所述第一室还包括用于废气的出口和清洁空气的入口的两个导管(22和23)，所述两个导管分别由第一风扇(34)和第二风扇(35)服务，所述第一风扇和所述第二风扇根据由所述多个传感器中的一个传感器(27)所测量的浓度进行控制。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述空气再循环单元被体现为包括依次互连的第一室(38)、第二室(39)和第三室(40)；第一室和第二室优选地借助于过滤器(43)相互连接；所述第二室和所述第三室借助于第一受控遮板(46)相互连接，并且在所述第一室(38)中，所述空气从所述隧道被抽出之后被加热，然后被抽入到所述第二室中；在所述第二室中，所述废气通过第二受控遮板(45)排出(23)，并且在所述第三室(40)中，存在对于所述清洁空气的入口(22)和用于将所述空气发送至所述隧道的出口(20)，所述入口和所述出口由循环风扇(47)服务，所述循环风扇从所述第二室(39)抽取所述空气并将其发送到所述隧道中，所述第一遮板和第二遮板根据所述多个传感器中的传感器(27)所测量的浓度来控制。
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