CN110586435B - 一种快速预热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速预热装置，用于在钢板预处理工艺中，对所述钢板进行预热，包括预热罩、红外加热系统和控制系统；其中，所述红外加热系统包括设置在所述钢板的上下两侧的红外线灯管，用于从上下两侧对穿过所述红外加热系统的钢板进行加热；所述预热罩从上下两侧罩住所述红外加热系统，形成聚热空间；所述控制系统与所述红外加热系统电连接，用于在探测到所述钢板距所述预热罩的入口的距离小于预设距离值时，启动所述红外加热系统进行预热，使所述钢板通过所述红外加热系统后，所述钢板的温度满足预设温度条件；可解决现有的热风预热设备大，升温效率低的问题，实现装置体积的缩小。
Description
技术领域
本发明涉及涂料涂装技术领域，尤其涉及一种快速预热装置。
背景技术
钢材预处理线是一种用于钢材下料、加工前进行抛丸除锈处理并喷涂临时保护性预涂底漆(也称为车间底漆)的生产线，广泛应用于钢铁制品加工制造行业。有些钢材预处理线会设置预热装置，其作用主要是在冬季气温较低时，喷漆前对钢材进行预热，以避免钢板温度太低影响油漆干燥速度，并兼有钢板表面除湿效果。在气温较高，不影响油漆干燥速度时，一般不使用预热装置。
目前工业使用的预热装置一般采用火焰预热、蒸汽预热和热风预热等方式。
火焰预热方式的原理是：将燃气燃耗产生的火焰直接喷在钢板表面，使用钢板表面温度升高，并具有除油效果。该法的主要缺点是采用明火加热，不能离喷漆区域太近，否则会有安全隐患。
蒸汽预热通过将水蒸气喷射在钢板表面，从而使钢板表面达到预热及去除油污的目的。该法的主要缺点是工艺及设备较为复杂且占地面积大，需要蒸汽供应设施、水处理设施及后续水分干燥设施。
热风预热是向钢板表面吹热风，使钢板表面温度升高。该法的主要缺点是采用热风对流方式传热，升温效率低，设备占地面积大。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种快速预热装置。
本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
一种快速预热装置，用于在钢板预处理工艺中，对所述钢板进行预热，包括预热罩、红外加热系统和控制系统；其中，
所述红外加热系统包括设置在所述钢板的上下两侧的红外线灯管，用于从上下两侧对穿过所述红外加热系统的钢板进行加热；
所述预热罩从上下两侧罩住所述红外加热系统，形成聚热空间；
所述控制系统与所述红外加热系统电连接，用于在探测到所述钢板距所述预热罩的入口的距离小于预设距离值时，启动所述红外加热系统进行预热，使所述钢板通过所述红外加热系统后，所述钢板的温度满足预设温度条件。
可选的，所述控制系统包括：
第一探测装置，安装在距所述预热罩的入口预设距离值的位置，用于所述钢板在到达所述第一探测装置的位置时，生成第一位置信号；
控制器，与所述探测装置和所述红外加热系统电连接，以根据所述第一位置信号，控制启动所述红外加热系统进行预热，使所述钢板通过所述红外加热系统后，所述钢板的温度满足预设温度条件。
可选的，所述控制系统还包括：
第二探测装置，安装在所述预热罩内，用于在所述钢板在到达所述第二探测装置的位置时，生成第二位置信号；
所述控制器与所述第二探测装置电连接，用于在所述红外加热系统预热超过预设时间值后，未接收到所述第二位置信号，控制停止所述红外加热系统进行预热。
可选的，所述控制系统还包括：
测温装置，安装在所述预热罩的出口处，用于监测所述预热罩的出口处的所述钢板的表面温度；
所述控制器与所述测温装置电连接，以根据所述所述预热罩的出口处的所述钢板的表面温度以及所述预设温度条件，调整所述红外加热系统的加热温度。
可远的，所述红外加热系统包括：
第一红外线灯管组，位于所述钢板的上方，所述第一红外线灯管组包括平行布置的多个所述红外线灯管；
第二红外线灯管组，位于所述钢板的下方，所述第二红外线灯管组包括平行布置的多个所述红外线灯管。
可选的，所述红外线灯管为碳纤维远红外线发热管。
可选的，所述红外线灯管上设置有反光罩，用于向所述钢板所在的方向反射所述红外线灯管产生的红外线。
可选的，所述装置还包括：
散热系统，设置在所述预热罩上，用于对所述预热罩进行散热；
所述控制器系统与所述散热系统电连接，用于在所述预热罩内的温度超过预设温度值时，控制所述散热系统对所述预热罩进行散热。
可选的，所述预热罩侧面开设有通风结构；
所散热系统包括：
风机，设置在所述预热罩顶部，用于从所述预热罩内向外排风，进行散热。
可选的，所述预热罩的出口处设置有耐高温柔性遮挡帘。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明的装置，用于在钢板预处理工艺中，对所述钢板进行预热，包括预热罩、红外加热系统和控制系统；其中，所述红外加热系统包括设置在所述钢板的上下两侧的红外线灯管，用于从上下两侧对穿过所述红外加热系统的钢板进行加热；所述预热罩从上下两侧罩住所述红外加热系统，形成聚热空间；所述控制系统与所述红外加热系统电连接，用于在探测到所述钢板距所述预热罩的入口的距离小于预设距离值时，启动所述红外加热系统进行预热，使所述钢板通过所述红外加热系统后，所述钢板的温度满足预设温度条件；利用红外加热系统对钢板进行加热，利用预热罩提供预热空间，红外加热可避免了明火加热的安全隐患，且不需要蒸汽加热后的烘干步骤和设备，占用空间小的红外灯管从上下两侧对钢板进行加热，对于板状的钢板来说，通过最大受热面来吸热，加热效率高，因此，也需要的红外灯管数量少，再加上通过控制系统的控制，对红外灯管进行提前预热，并在钢板通过红外预热系统时，直接对钢板上下表面进行高效率加热，使所述钢板通过所述红外加热系统后，所述钢板的温度满足预设温度条件，可解决现有的热风预热设备大，升温效率低的问题，实现装置体积的缩小；此外，由于其预热罩和红外加热系统都是从上下两侧分布的，因此，特别适合流水线的设备加装，在基本不改造现有钢材预处理线的情况下本装置可直接安装使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明一种实施例中快速预热装置的结构示意图；
图2是图1中的快速预热装置的俯视图；
图3是图1中的控制系统连接关系图；
附图标记说明如下：
1-第一红外线灯管组，2-第二红外线灯管组，3-红外线灯管，4-预热罩上部，41-活动门，42-百叶窗，5-预热罩下部，6-钢板，61-辊道，7-风机，8-第一探测装置，9-测温装置，10-耐高温柔性遮挡帘。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种快速预热装置，解决了现有技术中预热设备大，升温效率低的技术问题。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种快速预热装置，用于在钢板6预处理工艺中，对所述钢板6进行预热，包括预热罩、红外加热系统和控制系统；其中，所述红外加热系统包括设置在所述钢板的上下两侧的红外线灯管3，用于从上下两侧对穿过所述红外加热系统的钢板6进行加热；所述预热罩从上下两侧罩住所述红外加热系统，形成聚热空间；所述控制系统与所述红外加热系统电连接，用于在探测到所述钢板6距所述预热罩的入口的距离小于预设距离值时，启动所述红外加热系统进行预热，使所述钢板6通过所述红外加热系统后，所述钢板6的温度满足预设温度条件。
需要说明的是，在钢板6预处理工艺中，依次包括钢材下料、加工前进行抛丸除锈处理并喷涂临时保护性预涂底漆(也称为车间底漆)的流水线，钢板6在预处理过程中处于运行状态；在喷漆前进行预热，可避免钢板6温度太低影响油漆干燥速度，并兼有钢板6表面除湿效果；本发明的预热装置考虑钢板6的运行状态，分别从上下两侧进行红外加热系统和预热罩的布置，而其上下布置的具体方式不限，只要能使钢板6可自由穿过装置，且能从红外加热系统吸收热量，使钢板6预热到预设温度条件即可。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
另外，文本中出现的“内”和“外”是常规意义的内和外，是为了便于描述清楚，并不是任何限定。
参见图1-3，本实施例提供一种快速预热装置，用于在钢板6预处理工艺中，对所述钢板6进行预热，包括预热罩、红外加热系统和控制系统；
其中，
所述红外加热系统包括设置在所述钢板的上下两侧的红外线灯管3，用于从上下两侧对穿过所述红外加热系统的钢板6进行加热；
所述预热罩从上下两侧罩住所述红外加热系统，形成聚热空间；
所述控制系统与所述红外加热系统电连接，用于在探测到所述钢板6距所述预热罩的入口的距离小于预设距离值时，启动所述红外加热系统进行预热，使所述钢板6通过所述红外加热系统后，所述钢板6的温度满足预设温度条件。
具体的，预热罩由保温材质制成，例如由岩棉夹心彩钢板6和方钢骨架构成；参见图1，可由预热罩上部4和预热罩下部5构成，预热罩上部4和预热罩下部5从上下两侧罩住红外加热系统。
且，预热罩上部4可设置为可拆卸式，可在安装空间狭小的情况下，整体吊开，方便钢材预处理线辊道61输送机构的维修。
作为一种可选的实施方式，参见图3，所述控制系统包括：
第一探测装置8，安装在距所述预热罩的入口预设距离值的位置，用于在所述钢板6在到达所述第一探测装置8的位置时，生成第一位置信号；
控制器，与所述探测装置和所述红外加热系统电连接，以根据所述第一位置信号，控制启动所述红外加热系统进行预热，使所述钢板6通过所述红外加热系统后，所述钢板6的温度满足预设温度条件。
具体的，第一位置信号代表钢材预处理流水线上钢板6到达第一探测装置8的位置，控制器接收到第一位置信号后，此时，控制器控制启动所述红外加热系统进行预热，并调整红外加热系统的功率，使其在钢板6从第一探测装置8的位置达到预热罩内前，红外加热系统的温度以及预热罩内的整体温度能满足要求，使钢板6以一定速度通过红外加热系统时，能被加热到满足预设温度条件，具体的预设温度条件需要根据现场工艺的需要确定，例如，根据钢种的不同，以及喷漆前的钢板6表面温度要求进行确定；此外，在调整红外加热系统的功率无法满足要求时，可以控制关闭部分红外线灯管3来进行温度控制。
作为一种可选的实施方式，参见图3，所述控制系统还包括：
第二探测装置，安装在所述预热罩内，用于在所述钢板6在到达所述第二探测装置的位置时，生成第二位置信号；
所述控制器与所述第二探测装置电连接，用于在所述红外加热系统预热超过预设时间值后，未接收到所述第二位置信号，控制停止所述红外加热系统进行预热。
具体的，第二位置信号与第一位置信号的作用类似，其设置的位置也不受太多限制，只要在预热罩内即可，例如设置在预热罩的入口内侧。
此时，在接收到第一位置信号后，说明钢板6已经达到第一探测装置8的位置，而迟迟没有达到预热罩内，可能是故障或者非正常停机，使钢板6停止运行，这时，在超过预设时间值后，未接收到所述第二位置信号，控制停止所述红外加热系统进行预热，以节省能源，且保证安全。预设时间值则可以根据按照钢板的既有运行速度从第一探测装置8的位置达到第二探测装置的位置所需的时间确定，也可以稍微延长一定时间，但需考虑预热罩内的温度是否过高。
此外，当第一探测装置8长时间(如设置为20s时)未感应到钢板6通过时，控制系统会自动关闭全部加热红外灯管。
作为一种可选的实施方式，参见图3，所述控制系统还包括：
测温装置9，安装在所述预热罩的出口处，用于监测所述预热罩的出口处的所述钢板6的表面温度；举例来说，测温装置9可以是红外感应测温仪。
所述控制器与所述测温装置9电连接，以根据所述所述预热罩的出口处的所述钢板6的表面温度以及所述预设温度条件，调整所述红外加热系统的加热温度。
具体的，测温装置9是为了检测经预热的钢板6表面温度是否满足预设温度条件，如果不满足，控制器可向红外加热系统发送控制命令，以及时调整，确保钢板6表面温度满足要求，这对于流水线的作业方式来说，显得尤为重要，一旦钢板6温度不满足要求，而没有及时发现，将影响大批量钢板6的预处理质量，造成重复作业，甚至是钢板报废。
作为一种可选的实施方式，参见图1，所述红外加热系统包括：
第一红外线灯管组1，位于所述钢板6的上方，所述第一红外线灯管组1包括平行布置的多个所述红外线灯管3；
第二红外线灯管组2，位于所述钢板6的下方，所述第二红外线灯管组2包括平行布置的多个所述红外线灯管3。
具体的，第一红外线灯管组1和第二红外线灯管组2都是水平紧密排布的红外线灯管3构成，分别固定在预热罩上部4和预热罩下部5。此外，每根红外线灯管3都可受控制器的控制，举例来说，红外线灯管3分两组进行自动控制，每组灯管在第一红外线灯管组1和第二红外线灯管组2中均布，气温低于10℃时全开，气温在10℃～15℃时只开一组，气温高于15℃时关闭。
具体的，所述红外线灯管3为碳纤维远红外线发热管。并配置铝合金反光罩，用于向所述钢板6所在的方向反射所述红外线灯管3产生波段为6μm～15μm的红外线。
作为一种可选的实施方式，所述装置还包括：
散热系统，设置在所述预热罩上，用于对所述预热罩进行散热；
所述控制器系统与所述散热系统电连接，用于在所述预热罩内的温度超过预设温度值时，控制所述散热系统对所述预热罩进行散热。
具体的，参见图1和2，所述预热罩侧面开设有通风结构；具体为活动门41，还方便观察工况及日常检修。
所散热系统包括：
风机7，设置在所述预热罩顶部，用于从所述预热罩内向外排风，进行散热。
具体的，风机7为轴流风机7强制排风的方式，活动门41上还可设置百叶窗42，用于从预热罩外引风，并通过轴流风机7向外排风，其作用是防止预热装置工作过程中，预热罩内空气温度过高，引发安全问题。举例来说，室内空气温度超过90℃时，自动启动散热装置进行散热，保证温度不高于90℃。
作为一种可选的实施方式，所述预热罩的出口处设置有耐高温柔性遮挡帘10，可防止喷漆室漆雾进入。
控制器可以是PLC，还可以包括人机界面，方便操作。
下面通过具体的实施例，进行进一步的解释说明。
实施例1：
以10mm厚钢板6预热为例。钢板6通过生产线辊道61向前输送，输送速度6m/min，当第一探测装置8感应到钢板6即将通过时，控制系统检测预热罩外部气温，并根据气温参数，选择自动启动红外线灯管进行加热：气温大于15℃时，不启动加热；气温在10℃～15℃时，选择自动启动一组红外线灯管3加热；气温低于10℃时，选择自动启动全部两组红外线灯管3加热。钢板6的预热时间约20s。
当第一探测装置8长时间(如设置为20s时)未感应到钢板通过时，控制系统会自动关闭全部加热红外灯管3。
当钢板6到达预热罩的出口端时，红外感应测温仪检测钢板6表面温度，并在控制系统的额人机界面上显示。钢板6前端出预热罩后，立即进入后面喷漆室喷漆。耐高温柔性遮挡帘10封住预热装置出口端，防止喷漆漆雾进入预热装置内部。
预热装置连续工作时，如控制系统检测到室内空气温度超过90℃时，会自动启动散热装置进行散热，当室内空气温度低于设定值(如80℃)时，会自动关闭散热装置。
实施例2：
当3mm厚钢板6预热时，可将实施例1中的辊道61输送速度增加到10m/min，钢板6的预热时间约12s。其它程序同实施例1。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本发明的装置，用于在钢板6预处理工艺中，对所述钢板6进行预热，包括预热罩、红外加热系统和控制系统；其中，所述红外加热系统包括设置在所述钢板的上下两侧的红外线灯管3，用于从上下两侧对穿过所述红外加热系统的钢板6进行加热；所述预热罩从上下两侧罩住所述红外加热系统，形成聚热空间；所述控制系统与所述红外加热系统电连接，用于在探测到所述钢板6距所述预热罩的入口的距离小于预设距离值时，启动所述红外加热系统进行预热，使所述钢板6通过所述红外加热系统后，所述钢板6的温度满足预设温度条件；利用红外加热系统对钢板6进行加热，利用预热罩提供预热空间，红外加热可避免了明火加热的安全隐患，且不需要蒸汽加热后的烘干步骤和设备，占用空间小的红外灯管从上下两侧对钢板6进行加热，对于板状的钢板6来说，通过最大受热面来吸热，加热效率高，因此，也需要的红外灯管数量少，再加上通过控制系统的控制，对红外线灯管3进行提前预热，并在钢板6通过红外预热系统时，直接对钢板6上下表面进行高效率加热，使所述钢板6通过所述红外加热系统后，所述钢板6的温度满足预设温度条件，可解决现有的热风预热设备大，升温效率低的问题，实现装置体积的缩小；此外，由于其预热罩和红外加热系统都是从上下两侧分布的，因此，特别适合流水线的设备加装，在基本不改造现有钢材预处理线的情况下本装置可直接安装使用。
此外，对于目前的预处理工艺需要，预热装置在装机功率不超过60kw、占地尺寸不大于2m×3m，且无明火加热的条件下，可实现钢板表面快速升温。在现有钢材预处理线上使用时，无需对生产线现有设备进行改动。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种快速预热装置，用于在钢板预处理工艺中，对所述钢板进行预热，其特征在于，包括预热罩、红外加热系统和控制系统；其中，
所述红外加热系统包括设置在所述钢板的上下两侧的红外线灯管，用于从上下两侧对穿过所述红外加热系统的钢板进行加热；
所述预热罩从上下两侧罩住所述红外加热系统，形成聚热空间；
所述控制系统与所述红外加热系统电连接，用于在探测到所述钢板距所述预热罩的入口的距离小于预设距离值时，启动所述红外加热系统进行预热，使所述钢板通过所述红外加热系统后，所述钢板的温度满足预设温度条件；
所述控制系统包括：第一探测装置，安装在距所述预热罩的入口预设距离值的位置，用于在所述钢板到达所述第一探测装置的位置时，生成第一位置信号；控制器，与所述探测装置和所述红外加热系统电连接，以根据所述第一位置信号，控制启动所述红外加热系统进行预热，使所述钢板通过所述红外加热系统后，所述钢板的温度满足预设温度条件；第二探测装置，安装在所述预热罩内，用于在所述钢板在到达所述第二探测装置的位置时，生成第二位置信号；所述控制器与所述第二探测装置电连接，用于当所述红外加热系统预热超过预设时间值后，在未接收到所述第二位置信号时，控制停止所述红外加热系统进行预热。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制系统还包括：
测温装置，安装在所述预热罩的出口处，用于监测所述预热罩的出口处的所述钢板的表面温度；
所述控制器与所述测温装置电连接，以根据- 所述预热罩的出口处的所述钢板的表面温度以及所述预设温度条件，调整所述红外加热系统的加热温度。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述红外加热系统包括：
第一红外线灯管组，位于所述钢板的上方，所述第一红外线灯管组包括平行布置的多个所述红外线灯管；
第二红外线灯管组，位于所述钢板的下方，所述第二红外线灯管组包括平行布置的多个所述红外线灯管。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述红外线灯管为碳纤维远红外线发热管。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述红外线灯管上设置有反光罩，所述反光罩用于向所述钢板所在的方向反射所述红外线灯管产生的红外线。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
散热系统，设置在所述预热罩上，用于对所述预热罩进行散热；
所述控制器系统与所述散热系统电连接，用于在所述预热罩内的温度超过预设温度值时，控制所述散热系统对所述预热罩进行散热。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预热罩侧面开设有通风结构；
所散热系统包括：
风机，设置在所述预热罩顶部，用于从所述预热罩内向外排风，以对所述预热罩进行散热。
8.如权利要求1-7的任一项所述的装置，其特征在于，所述预热罩的出口处设置有耐高温柔性遮挡帘。
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