CN1957218B - 用于使物体、尤其是已涂装的车辆车身干燥的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于使物体(2)、尤其是已涂装的车辆车身干燥的方法和装置，其中使物体(2)运动通过干燥区(8)，在该干燥区中，使物体在惰性气体气氛中硬化。持续地或间歇地从所述干燥区(8)取出惰性气体。沿至少一个面引导所述惰性气体，将所述面冷却到处于包含在所述惰性气体中的杂质的露点之下的温度。以此方式使所述杂质在所述被冷却的面上冷凝出来。由此较昂贵的惰性气体可使用较长的时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于使物体、尤其是已涂装的车辆车身干燥的方法，在该方法中使物体运动通过干燥区，在该干燥区中，将物体在惰性气体气氛中硬化。本发明还涉及一种用于使物体、尤其是已涂装的车辆车身干燥的设备，该设备具有：
a)干燥通道，该干燥通道的内室用惰性气体气氛填充；
b)输送系统，借助于该输送系统可使物体运动通过干燥通道。
背景技术
最近，漆越来越重要，这些漆必须在惰性气体气氛中例如在紫外光下硬化，以便避免与普通气氛的组分，尤其是与氧发生不希望的反应。这些新型的漆的特征在于高的表面硬度和短的聚合反应时间。后一个优点在连续通过地运行的涂装设备中直接体现为设备长度，这显然导致投资成本明显降低。
在传统的用普通空气作为气氛来工作的干燥装置或干燥方法中，输入到干燥装置中并又从该干燥装置中导出的空气量出于成本原因是不重要的，而在惰性气体气氛的情况下必须注意尽可能少的消耗。
发明内容
本发明的目的在于，这样设计一种开头所述类型的方法和设备，使得用相同的惰性气体可以尽可能长时间地工作。
本发明在方法方面的目的这样来实现：从干燥区持续地或间歇地取出惰性气体，沿至少一个面引导所述惰性气体，这样地将所述面冷却到处于包含在所述惰性气体中的杂质的露点之下的温度，从而所述杂质在所述被冷却的面上冷凝出来。
通过本发明可知，惰性气体在干燥时的“滞留时间”在很大的程度上取决于：由待干燥的物体出来或带入的杂质在惰性气体中积聚的程度如何。如果杂质在惰性气体中的浓度过于剧烈地上升，则被干燥的物体的表面品质受损。因此，根据本发明，从干燥区持续地或重复地取出惰性气体。包含在惰性气体中的杂质在一冷的面上冷凝出来，即从惰性气体中分离，所述惰性气体然后可在净化后导回干燥区中。以此方式可持续地循环惰性气体，其中，仅需要补偿通过泄漏或通过干燥区的入口或出口逃逸的不可避免的损失。这样节省地处理惰性气体使得根据本发明的方法的成本保持很低。
特别适宜的是这样的方法，在该方法中，借助于珀耳帖元件(Peltier-Element)冷却所述被冷却的面。珀耳贴元件在市场上可廉价地购得并且需要极少的设备投入来实现冷却作用。
特别有利的是，还在下面的情况下使用珀耳贴元件：即通过在所述被冷却的面上流过来使惰性气体的温度降低。这在下面的个别情况下可以是希望的，即在整个设备中出于在此不是特别感兴趣的原因设置有这样的区域时，在这些区域中存在被冷却的惰性气体气氛。然后，可将消除了杂质的冷的惰性气体引导到这些区域中。但如果情况不是这样，则必须使所述经冷却的、净化的惰性气体重新升高到干燥装置中具有的运行温度。如果将珀耳贴元件用于冷却，则可利用由这些珀耳贴元件释放的热量来再加热从所述冷却的面上流过之后的惰性气体。
冷却板的一种有利的可能性也在于，将从压力储存器中取出的、通过膨胀/减压(Entspannung)冷却的惰性气体用作冷却介质。为此目的尤其可使用为了补偿设备损失的惰性气体而再供应的惰性气体。
可使冷凝出的低粘度的杂质从所述相应地取向的、冷却的面上流下。然后可以以合适的方式处理所述杂质，而无需为此中断运行。
与此不同，所冷凝出的固态的或具有高粘度的杂质应以确定的时间间隔用机械方式和/或通过溶剂从所述被冷却的面上除去。
本发明在设备方面的目的这样来实现：
e)设有冷凝装置，可通过管道将惰性气体从所述干燥装置通道供应给该冷凝装置并且该冷凝装置包括至少一个这样的部件，所述部件具有这样的表面，该表面可被惰性气体冲流并可将该表面冷却至由所述惰性气体携带的杂质的露点之下，其中所述冷凝装置包括至少一个珀耳帖元件，可利用所述珀耳帖元件冷却所述被冷却的部件的表面。
有利地，所述珀耳帖元件的废热与离开所述被冷却的部件的惰性气体处于热交换中。
有利地，所述被冷却的部件是接近垂直定向的板。
有利地，所述冷凝装置包括热叶轮，通过所述热叶轮可引导在不同的区域中流入和流出的惰性气体。
有利地，所述冷凝装置包括热泵。
有利地，设有两个冷凝装置，可交替地总是由待净化的惰性气体流过所述冷凝装置中一个，同时可净化另一个冷凝装置。
根据本发明的设备的优点类似地对应于根据本发明的方法的上述优点。而且，根据本发明的设备的有利实施形式大多具有与上述方法变型方案的相似之处和相应的优点。可参考所述方法变型方案和相应优点。
附图说明
下面借助于附图来详细描述本发明的实施例。其中：
图1表示涂装设备的一个局部的垂直剖视图，该涂装设备具有根据本发明的干燥装置的第一实施例；
图2表示图1中的设备在线II-II上的剖视图；
图3a至3e表示车辆车身在图1和图2的设备的闸门中的不同位置；
图4表示涂装设备的局部的垂直剖视图，该涂装设备具有根据本发明的干燥装置的第二实施例；
图5表示图4中弯折两次的、局部地向上移位的线V-V上的剖视图。
具体实施方式
首先参照图1和图2，其中总体上用参考标号1表示的涂装设备的一个局部。该涂装设备1用于涂装车辆车身2；在所示出的局部之前或之后以公知方式连接有未示出的各种处理站。车辆车身2在图1和图2中从左向右穿过涂装设备1。车辆车身在此首先进入喷涂舱3，在该喷涂舱中以公知方式用漆涂覆车辆车身。该喷涂舱3的具体结构形式和漆的施加方式在本发明的情况下并不重要。
车辆车身2从喷涂舱3出来首先到达预干燥装置4中，该预干燥装置的结构形式在细节上也不是所关注的，而且对于专业人员是已知的。在预干燥装置4中，在40与150℃之间的温度下进行溶剂的挥发/蒸发。为此，例如通过加热装置5使处于预干燥装置4中的空气循环。
根据漆类型的不同，预干燥也可通过在未被加热的、通风的区域中较长的停留时间来实现，而不是在预干燥装置中在蒸发和排出溶剂的气体。
从预干燥装置4出来车辆车身2被运送到真正的干燥装置6中，该干燥装置本身由入口闸门(Schleuse)7、干燥装置通道8和出口闸门9组成。
在干燥装置通道8中存在惰性气体气氛；即该惰性气体气氛例如填充有CO2、氮或者必要时填充有氦。在干燥装置通道8中存在40℃与150℃之间的温度，在所示的实施例中通过使惰性气体循环由加热装置10来实现该温度。在闸门7和9中，将车辆车身2引入到干燥装置通道8的惰性气体气氛中或从该惰性气体气氛中引出，这还要在下面借助于图3a至图3e详细描述。
从干燥装置6的出口闸门9出来车辆车身2被导入冷却区11中，该冷却区通常还包含普通的环境空气，该环境空气本身借助于冷却装置12保持在希望的温度上。
如图2所示，尤其是闸门7和9的宽度以及干燥装置通道8的内部宽度尽可能少地大于待处理车辆车身2的宽度。以此方式保持惰性气体的在闸门7、9中和在干燥装置通道8中必需的且必要时必须循环的量尽可能小。
现在参照图3a至图3b，在这些图中对于闸门7、9示例性地描述了闸门7的结构形式和如何将车辆车身2从预干燥装置4中存在的普通气氛引入到干燥装置通道8中存在的惰性气氛中。出口闸门9的结构形式原则上与此相同，但其中车辆车身2类似地按相反的方向从干燥装置通道8的惰性气体气氛转移到冷却区11的正常气氛中。
闸门7包括壳体13，该壳体具有入口腔14和出口腔15。入口腔14位于与预干燥装置4的通道相同的高度上；该入口腔的入口16通过卷门17封闭。出口腔15位于相同的高度上，与干燥装置通道8对齐并且通过出口18与干燥装置通道的内室连接。出口18也可设置卷门。
在入口腔14和出口腔15下方，闸门7的壳体13构成一种“浸入槽”19，在下面还要对该名称进行解释。浸入槽19通过较大面积的开口20、21不仅与入口腔14而且与出口腔15相连通。
入口腔14与出口腔15之间直接的气氛上的连通由垂直延伸的分隔壁22中断，该分隔壁向下延伸直到入口腔14的底部23或出口腔15的底部24的位高下方一些。
在分隔壁22的下部边缘上铰接有摆臂25，该摆臂机动地从图3a中所示的、该摆臂的自由端部伸入到入口腔14的下部区域中的位置摆动到图3e中所示的、该摆臂的自由端部伸入到出口腔15的下部区域中的位置中并且再摆动回来。
在摆臂25的自由端部上铰接有保持台座26，该保持台座包括承载车辆车身2的平台27。平台27设置有输送系统，该输送系统与在该设备的其余部分中存在的输送系统兼容。保持台座26可借助于未示出的电机转过至少360°并且再转回来。
在温度接近相同的情况下，在闸门7的出口腔15中存在与干燥装置通道8中相同的惰性气体气氛。浸入槽19也填充有惰性气体；但所述惰性气体具有比出口腔15中的惰性气体和入口腔14中的普通气氛更大的密度，由此，所述惰性气体基本上不仅处于入口腔14中存在的气氛的“下层”，而且处于出口腔15中存在的惰性气体气氛的“下层”。不同的气氛通过开口20、21进行的混合在此情况下保持尽可能小。
出口腔15中的惰性气体气氛与浸入槽19中的惰性气体气氛的不同的密度可以以不同的方式实现：一方面，可采用不同的气体作为惰性气体。为此，例如浸入槽19可以用CO2填充，而出口腔15可以用氮填充。因为CO2比氮重，并且也比入口腔14中存在的气氛重一对于该气氛在下面还要稍加说明，所以，以希望的方式获得这些气氛的分隔。
但优选的是，在出口腔15中和在浸入槽19中使用相同的惰性气体，即例如仅使用氮。在此情况下，浸入槽19中惰性气体的较高的密度通过较低的温度来实现。例如在浸入槽19中惰性气体气氛的温度可为约20℃，而在出口腔15中具有40℃与150℃之间的上述干燥温度。
图3a至图3e示出了来自预干燥装置4的车辆车身2如何被引导通过闸门7。图3a中示出，车辆车身2在卷门17打开的情况下借助于未详细示出的输送系统如何穿过入口16被运送到承载平台27上。承载平台27此时首先水平地定向。安装在该承载平台上的输送系统因此可直接从预干燥装置4的输送系统接收车辆车身2。卷门17现在再次关闭。
然后，车辆车身2可在图3a的位置中停滞一定的时间，在该时间内用通过喷嘴(未示出)供应的惰性气体冲刷该车辆车身。
下一步，承载平台27与车辆车身2一起顺时针摆动过约90°，直到承载平台27和车辆车身2基本上处于垂直。这在图3b中示出。现在开始使摆臂25逆时针摆动，由此，车辆车身2“头朝上”地浸入到浸入槽19的冷的惰性气体中。摆臂25的摆动运动在此可伴随着保持台座26绕摆动轴28或多或少地大的摆动运动，该保持台座通过该摆动轴与摆臂25相连接。
以此方式达到图3c中所示的位置，在该位置中，摆臂25处于垂直，而承载平台27连同车辆车身2处于水平。该浸入过程以此方式在对入口腔14中和浸入槽19中存在的气氛的干扰最小的情况下进行。
摆臂25逆时针的摆动运动继续进行，必要时还与保持台座26绕摆动轴28的摆动运动叠加。由此达到图3d中所示的位置，在该位置中，摆臂25的自由端部刚好伸入到闸门7的出口腔15中并且承载平台27连同车辆车身2又处于垂直。此时，车辆车身2的前部已经伸到出口腔15的热的惰性气体中，而尾部仍然位于浸入槽19的冷的惰性气体中。
现在接着又进行保持台座26绕摆动轴28的顺时针摆动运动，而且摆动过90°，由此，承载平台27和车辆车身2最后又处于水平(参见图3e)。现在，车辆车身2可沿图3e中箭头的方向从入口腔15移动到干燥装置通道8中并且可由该干燥装置通道的输送系统接收。
上面对在闸门7中进行的过程的描述清楚地说明，车辆车身2引入到干燥装置通道8的惰性气体气氛中是“逐级地”进行的。“逐级地”理解为车辆车身2经过不同的气氛，在这些不同的气氛中，惰性气体的密度不同：入口腔14中存在仅这样多的惰性气体，即通过从浸入槽19中“蒸发出”惰性气体经由孔20以及必要时经由冲刷车身2的冲刷喷嘴进入到这里的惰性气体。即在入口腔14中存在密度最小的惰性气体。而密度最大的惰性气体存在于浸入槽19中，由此，在这里对车辆车身2进行特别强烈的冲刷。
由车辆车身2带入到浸入槽19中的正常气氛、尤其是氧的量由于在入口腔14中进行的预冲刷而已经大大降低。当车辆车身2从浸入槽19中上浮到出口腔15中时，该车辆车身实际上完全没有了外来气体(Fremdgas)、尤其是氧。
如上所述，在出口闸门9中进行类似的过程，但其中进行从干燥装置通道8的惰性气体气氛到冷却区11的正常气氛的过渡。出口闸门9主要用作这样的目的：使尽可能少的惰性气体转入到冷却区11中，这些惰性气体对于在干燥装置6中循环的惰性气体会是损失。
图1示出了从下面通入干燥装置通道8中的管道29。通过管道29持续地从干燥装置通道8中取出惰性气体的分流(Nebenstrom)并且将其供应给冷凝分离器30。冷凝分离器30具有一个或多个被冷却的板，从干燥装置通道8中取出的惰性气体在所述板上流过。可冷凝出的物质，即尤其是溶剂、水、裂化产物和其它在干燥过程中在干燥装置6中从车辆车身2的涂层中逸出的物质，在被冷却的板的表面上作为冷凝物凝结。
如果这种凝结物(Niederschlag)是低粘性的液体，这种液体就可以容易地从所述板流下并以合适的形式排出。但在很多情况下产生高粘度的凝结物，所述凝结物必须以机械方式和/或通过溶剂清洗掉。为此适宜的是，所述板易于从冷凝分离器30下方接近或者拆卸。
在所述过程中，在冷凝分离器30中已被净化的惰性气体冷却到这样的温度，该温度大致相当于闸门7的浸入槽19中冷的惰性气体的温度。
因此，通过其中具有鼓风机32的管道31将所述被净化的惰性气体直接导回闸门7的浸入槽19中。也可以以相应的方式将经冷却的惰性气体入口闸门7的浸入槽中。
涂装设备101在图4和图5中所示的局部与上面根据图1和图2描述的实施例非常相似。因此，对应的部件用相同的参考标号加上100来标记。在图4和图5的实施例中，喷涂舱103、具有加热装置105的预干燥装置104以及具有冷却装置112的冷却区111仍未变化。在预干燥装置104与冷却区111之间也存在干燥装置106，该干燥装置的干燥通道108填充有惰性气体。该惰性气体借助于加热装置110加热到上述40℃至150℃的温度。
但与图1和图2的实施例情况不同，干燥通道108不是位于预干燥装置104或冷却区111的位高上，而是相对于该位高稍微向上升高。车辆车身2从预干燥装置104到干燥通道108以及从干燥通道108到冷却区111的转送也是通过入口闸门107以及出口闸门109进行的。这两个闸门107、109结构上基本上相同，由此，下面详细描述闸门107的结构形式就足够了。
闸门107也包括具有入口腔114和出口腔115的壳体113。这两个腔114与115通过入口腔的上侧中或出口腔115的下侧中的大面积的开口121相连通。摆臂125在一个端部处铰接在壳体113上并且可机动地往复摆动约90°的角。该摆臂在其自由端部上通过摆动轴128也承载有具有承载平台127的保持台座126，该承载平台可接收车身102并且也设置有输送系统，该输送系统与预干燥装置104中和干燥通道108中的输送系统兼容。保持台座126可借助于电机绕摆动轴128摆动至少90°。
入口腔114也具有可通过卷门117封闭的入口116。
出口腔115填充有热的惰性气体，该惰性气体的密度小于入口腔114中存在的正常气氛的密度。这意味着，入口腔114中的气氛与出口腔115中的气氛在无机械阻隔的情况下基本上保持彼此分隔。出口腔115中的惰性气体气氛可以基本上与干燥通道108中的惰性气体气氛一致。
在图4和图5的实施例中按如下的方式将车辆车身102“引入”到干燥通道108中：
首先，摆臂125占据图4中所示的近似水平的位置。承载台座126相对于摆臂125这样转动，使得承载平台127处于水平。现在可以打开卷门107，并可借助于输送系统将车辆车身102置于承载平台127上。卷门107重新关闭，并且保持台座126逆时针转动过约90°，由此，承载平台127和车身102接近处于垂直。这是图4中所示的位置。车辆车身的尾部此时伸到入口腔114相应的凹陷部中。
下面，摆臂125顺时针摆动过约90°，必要时伴随着保持台座126绕摆动轴128的摆动运动。在摆臂125的该摆动运动中，按一弧线将车辆车身102向上导入闸门107的出口腔115中，直到最后达到这样的位置，在该位置中，摆臂125接近处于垂直，而车辆车身102接近处于水平。此时后，车辆车身102可由干燥装置通道108中的输送系统接收。
出口闸门109中的过程相应地以相反的顺序进行。
如图1和图2的实施例中所示，通过管道129从干燥装置通道108的惰性气氛中取出一惰性气体的分流并将其供应给冷凝分离器130。在该冷凝分离器130中进行的过程以及该冷凝分离器的结构形式与第一实施例的过程和结构形式完全一致。但因为在图4和图5的实施例中不使用经冷却的惰性气体，所以，必须使在冷凝分离器130中冷却的惰性气体重新处于干燥装置通道108中存在的温度。为此，离开冷凝分离器130的惰性气体通过其中具有鼓风机132的管道131输送给干燥通道108的加热装置110。
图4和图5的实施例中的冲刷过程与图1和图2的实施例中相似。这就是说：在闸门107的入口腔114中用惰性气体进行预冲刷，惰性气体必要时也通过喷嘴对准车辆车身102；进一步的冲刷“逐级地”通过出口腔115中存在的惰性气体气氛进行，直到进入到干燥通道108的惰性气体气氛中。但可实现的冲刷可能不像图1和图2的实施例中那样有效，因为缺少了一个其中存在因为冷而密度特别大的惰性气体的区域。
为了冷却包括在冷凝分离器30或130中的板，也可利用这种现象，即在压力储存器中预保持的惰性气体在取出时膨胀并冷却。因此，为了补偿损失的惰性气体而持续地或间歇地从压力储存器中取出的惰性气体仅需要从待冷却的板上经过而供应给该设备。
Claims (15)
1.一种用于使物体干燥的方法，在该方法中使物体运动通过干燥区，在所述干燥区中，使物体置于惰性气体气氛中，其中：
以如下方式维持对惰性气体的净化：
从所述干燥区(8；108)持续地或间歇地取出惰性气体，沿至少一个面引导所述惰性气体，这样将所述面冷却到处于包含在所述惰性气体中的杂质的露点之下的温度，从而使得所述杂质在所述经冷却的面上冷凝出来，
然后再将这样净化的惰性气体再输送回干燥区，
其特征在于，
所述物体在所述干燥区(8；108)前穿过一预干燥区(4；104)，在该预干燥区中除去来自所述物体(2；102)的溶剂，以及
将所述干燥区(8；108)设计成，使得所述物体(2；102)在惰性气体气氛中能通过在干燥过程中从涂层中逸出物质而硬化。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：借助于珀尔帖元件冷却所述冷却的面。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于：利用由所述用于冷却的珀耳帖元件释放的热量来再加热从所述冷却的面上流过之后的惰性气体。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于：还采用从一压力储存器中取出的惰性气体作为冷却介质，所述惰性气体由于膨胀而冷却。
5.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于：使冷凝出来的低粘度的杂质从所述相应地取向的冷却的面上流走。
6.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于：按确定的时间间隔用机械方式和/或通过溶剂将所冷凝出的固态的或具有高粘度的杂质从所述冷却的面上除去。
7.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于：所述物体是已涂装的车辆车身。
8.一种用于使物体干燥的设备，该设备具有：
a)干燥装置通道，该干燥装置通道的内室填充以惰性气体气氛；
b)输送系统，借助于该输送系统可使物体运动通过所述干燥装置通道，
其中，所述设备构造成如此维持对惰性气体的净化：
c)设置有冷凝装置(30；130)，可通过管道(29；129)将来自所述干燥装置通道(8；108)的惰性气体供应给所述冷凝装置，并且所述冷凝装置包括至少一个这样的部件，所述部件具有可被冷却至由所述惰性气体携带的杂质的露点之下的表面，所述设备还构造成将这样净化的惰性气体再输送回干燥装置通道，
其特征在于：
d)在所述干燥装置通道前设置有一预干燥区(4；104)，所述物体在所述干燥装置通道前穿过该预干燥区，在该预干燥区中除去来自所述物体(2；102)的溶剂，以及
所述干燥装置通道设计成，使得所述物体(2；102)在惰性气体气氛中能通过在干燥过程中从涂层中逸出物质而硬化。
9.根据权利要求8的设备，其特征在于：所述冷凝装置(30；130)包括至少一个珀尔帖元件，可利用所述珀尔帖元件冷却所述部件的表面。
10.根据权利要求9的设备，其特征在于：所述珀耳帖元件的废热与离开所述部件的惰性气体处于热交换中。
11.根据权利要求8至10之一的设备，其特征在于：所述部件是接近垂直定向的板。
12.根据权利要求8至10之一的设备，其特征在于：所述冷凝装置(30；130)包括热叶轮，通过所述热叶轮可引导在不同的区域中流入和流出的惰性气体。
13.根据权利要求8至10之一的设备，其特征在于：所述冷凝装置(30；130)包括热泵。
14.根据权利要求8至10之一的设备，其特征在于：设有两个冷凝装置(30；130)，可交替地总是由待净化的惰性气体流过所述冷凝装置中一个，同时可净化另一个冷凝装置。
15.根据权利要求8至10之一的设备，其特征在于：所述物体是已涂装的车辆车身。
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