CN1993184A - 喷漆用载体流体预热装置 - Google Patents
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Abstract
一种喷漆装置，包括用于预热涂漆用载体流体的加热管子(15)。
Description
技术领域
本发明涉及在喷漆系统(甚至包括粉末类型)中用于生产载体流体的部分，并且具体涉及利用中空纤维分离膜从空气中生产氮气。
技术背景
众所周知，一般在涂漆领域并且特别在喷漆中，涂漆与通常用压缩空气组成的载体流体混合，并且部分地由于涂漆环境中存在的湿度并且被载体流体和要求涂漆物件所吸收，所涂敷的涂漆层干燥时间太长。
当前干燥时间由于采用热干燥空气和采用诸如挥发性溶剂等装置而减少。
具体地说，涂漆干燥需要时间的长度是影响水基涂漆系统的问题，该系统由于其对于环境较小冲击和较大安全性而愈来愈多被采用，但同时使用水作为溶剂要求较长的干燥时间。
此外，已经发现在喷漆系统中，在与涂漆混合时刻，保持载体流体的液流温度或者使其达到要求温度的问题尚未解决。
因此，这部分严重地需要一种能够几乎立即(即，几秒，例如在空气输入后5-30秒)供应喷漆系统加压的载体流体流(例如，干燥的空气或氮气)的装置，该装置能够彻底地减少涂敷油漆的干燥时间。
发明概要
因此，本发明另一目的是提供一种涂漆系统，其中至少在混合时刻载体流体的温度保持或使其达到所要求的温度。
相应地，如权利要求1到9所描述提出一种喷漆用装置、器械和方法。
第一优点是将干燥时间从当前的15到40分钟减少到可以根据所披露的系统而变化的1分钟到5分钟，特别对于带有水基漆的喷漆。
另一优点是采用热氮气，氮气可以利用中空纤维膜(较佳)或者利用PSA(压力摆动吸收)系统(可以获得改进的涂漆流态化)生产，使其减少必须的通过次数并且可能从涂漆中消除水或溶剂。
还有另一优点是只在要求涂漆物件的表面上在涂敷油漆以前通过一股热氮气射流，以消除灰尘和湿气，而在涂漆以后，则可以促进油漆涂层几乎立即干燥。
所披露涂漆方法的优点在于氮气具有几乎极其低的“露点”(约-50℃)，意味着采用热氮气可以消除所有湿气痕迹和加速涂漆干燥或被气流冲击的表面。
还有另一优点在于流出的热流体也加热喷枪本身(一般用铝制成)，它依次又将热传导到涂漆上，使其加热并改进其品质。
按照本发明另一方面，同样众所周知，采用中空纤维膜生产氮气的空气分离系统需要热空气，使得纤维可以获得要求为生产氮气所需要的质量和/或数量的最佳性能。
同样众所周知，模块效率只有当输入空气温度和外部温度状态沿整个长度均已稳定时才可达到，考虑到一般最佳空气输入温度随着压力在4到20巴(表压)之间而从24℃变化到60℃，此时达到最佳性能和最佳空气消耗量。
为此目的，已知的预热系统能够在控制的温度下处理送往纤维膜的空气，并且加热膜的外部，其中可以放置模块的加热隔室，或者加热布置在膜模块周围的电缆。
不过，当前已知的系统是低效、昂贵并且在技术上并不十分有利。
在这一问题上，重要的是考虑到当前有许多出售的薄膜，其长度可能在20厘米到大约2米之间，当分离时，通过膜的预热空气，随着其从空气出口移出而趋向于冷却。
因此，特别对于“长”模块，膜纤维的工作状态不断地远离最佳状态，而对系统的总体效率带来负面效果。
本发明另一目标因此是克服已知系统的缺点，通过提供如权利要求10到23所描述的生产氮气的器械和方法。
披露的器械和方法一般非常有效地利用送往纤维的热空气，与此同时可以用来均匀地从外部加热膜和(如有必要)产生的氮气，以便获得富有氮气(非常纯粹，从78％到99.99％)的改良空气流，并且是在要求的温度下。
本发明还有的有利方面将在有关的权利要求中描述，并且在于其几何简单性、紧凑的尺寸和简单构造，适合于模块化应用。
附图简要说明
按照上述目标本发明技术特征将在权利要求中提出，而其优点在以下详细描述中清晰地阐明，并参照附图，其中阐明本发明的较佳实施例而并不限制其概念的范围，其中：
图1为本发明第一实施例视图，其中切去某些部分以便更好地阐明内部细节；
图2为按照本发明喷漆系统载体流体输送管路视图。
较佳实施例的详细描述
图2阐明在机器应用于喷漆系统的情况中，连接第一端30到容器1、而在第二端31到喷漆枪27的氮气输送管子15。
有利地，特别对于水基漆的涂敷，采用热氮气可以加速漆的干燥时间。
此外，单独的氮气流也可以指向需要涂漆的表面，以完全消除其湿气，而在涂漆以后，它可以指向刚才喷涂的漆层，以便在第二遍涂漆以前(如果需要)，进一步加速其干燥。
按照本发明，管子15也可以配置位于至少在其长度一部分的加热元件16，以便维持氮气温度一直到喷涂时刻为止，这在某些情况中可离开机器许多米发生。
元件16较佳地由在管15内的电阻器组成，直接与氮气流接触，并且通过触头32连接到温度调节器14，该调节器按照所达到的温度数值控制圈的加热，并且温度由位于从喷枪或油漆喷雾器的流体出口的热电偶探测。
同一信号可以有利地用来促成或取消加压载体流体的分配。
此外，应该理解，可以采用位于管子15内部或外部不同的加热元件。
此外，重要的是着重指出，采用加热管子15，虽然与热氮气喷漆系统组合使用特别有用，可以有利地应用在传统的使用压缩空气作为载体流体的喷漆系统(对于加热和/或干燥以不同方式处理)，以便加热载体流体并因此改进漆的干燥。
参照附图，按照本发明的另一方面，包括箱形容器1，该容器在所描述的实施例中为“独立”型，但也可以水平地安装在壁上或空气压缩机上。
容器1限定一个含有加热元件的热室17，例如含有横向布置或互相上下叠置的一个或多个平面电阻器2a。
分离膜18可以插入在热室17中，用来生产氮气(或富含氮气的改良空气)，并且对其生产的氮气通过空气进口19和出口11与容器外部连通。
从进口19输送空气到膜18的管子20较佳地配置组合过滤器12，以便从空气中消除任何杂质，诸如油类、颗粒和其它元素。
参照图1，按照本发明空气输送管在室17内部以螺旋或圈形状3a围绕膜18连续地设置，直到其连接至空气进入膜18的点23为止。
在所描述的实施例中，圈3a由铜管组成，但也可由适合于对输入空气传导热量的铝或其它材料制成。
从入口处，压缩空气穿过膜，分离成为到达膜出口25富含氮气的气体成分，和渗透气体，后者可以直接地或再进入室17以后，通过容器上泄放孔26除去。
氮气从膜出口25，较佳地在通过流量调节器(例如为BPR(背压调节器)型)以后，通过卷绕在膜18上的第二圈3b，而膜18使氮气到达出口11以便供用户装置使用。
该装置也包括一组连接在面板21上的传感器和控制器，而面板可直接安装在容器1上。
在以上描述的实施例中，连接到面板21的一组传感器包括：开关5、空气输入压力表6、氮气输出压力表7、热室17温度调节使用的温度调节器或恒温器8、用于送往涂漆的氮气的压力调节器9、用于送往涂漆的氮气压力表10、输入空气压力调节器13(较佳地在3到15巴数值之间)。
在操作中，当机器接通时，电阻器2a需要数秒钟使热室17(因此也包括膜18和圈3a、3b)到达操作温度，恒温器8可以保持该温度在20℃到100℃之间，较佳为50℃。
从进口19来的压缩空气然后通过加热空气的圈3a，到达点23，在该点上空气以对于分离过程最佳温度进入膜。
此外，同时室17加热膜，使性能最佳化。
按照本发明，以如此方式生产的氮气已经适合于许多应用，可以进一步通过圈3b加热以补偿在膜中空气分离过程中发生的温度下降。
因此，在出口11有按照预定质量和在预定温度下的热氮气可供使用，较佳地以瞬时生产率在1到1000Nm3/小时之间供应。
如果需要另外的氮气生产或者完全不使用圈3b，也可以使用一台与装置分开的加热器，它能够加热氮气到各种情况(不同于热室17的温度)需要的操作温度，并且最适合于具体涂漆情况。
从以上描述中，很明显所披露的装置可提供以下优点：在独立环境中加热热室17，膜和空气加热圈3a和(如果存在)氮气加热圈3b。如此，不必插入附加的加热器，就可以提供同时加热膜和需要分离的空气(在预设的温度、压力和纯度数值下立即促进更大的膜效率)和加热所生产氮气等三重优点，例如作为供喷漆使用的载体流体。
本发明具有明显的工业应用价值。它可以进行改进和变化而并不由此偏离本发明概念范围，并且所有发明细节可以用技术上相当的元素代替。
Claims (23)
1.一种喷漆装置，包括连接到加压载体流体供应的第一接头(30)和连接喷漆枪(27)的第二接头(31)，其特征在于其配置有位于沿其长度至少一部分的加热装置(16)。
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于加热装置位于管子内部，并与载体流体接触。
3.按照权利要求1所述的装置，其特征在于加热装置位于管子外部。
4.一种喷漆器械，包括载体流体的供应、用于漆/流体混合的喷枪和按照权利要求1到3中之一或更多所述的连接管子。
5.按照权利要求4所述的器械，其特征在于包括按照由位于从喷枪或油漆喷雾器出来的流体的出口处的热电偶探测所得温度值而调节流体温度的装置(14)
6.按照权利要求4所述的器械，其特征在于流体温度值的探测用来促成或取消加压载体流体的供应。
7.一种按照权利要求1到3中之一或更多所述的管子的用途，用于输送喷漆使用的加压载体流体，从载体流体供应到喷漆枪(27)。
8.一种喷漆方法，包括对需要涂漆表面喷射热载体流体流和漆混合物的步骤，其中载体流体流至少在与漆混合的时刻保持在要求的温度上。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于载体流体为氮气或富含纯度从78％到99.99％氮气的改良空气。
10.一种利用分离膜(18)从压缩空气生产氮气的装置，包括热室(17)，容纳至少一张膜(18)和用于预热送往膜的压缩空气的装置，其特征在于压缩空气预热装置包括位于热室(17)内部并输送空气到膜(18)的管子(3a)，该管子采用导热材料制成，使压缩空气可以加热。
11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于空气输送管为卷饶在膜(18)周围的金属螺旋圈(3a)形式。
12.按照权利要求10或11所述的装置，其特征在于热室(17)具有一个或多个位于热室内的加热元件(2a)。
13.按照权利要求10到12之一或更多所述的装置，其特征在于包括在热室(17)外部并且能够加热生产所得氮气到不同操作温度的加热器。
14.按照权利要求10到13之一或更多所述的装置，其特征在于包括输送由膜生产的氮气到出口(11)的管子(3b)，该管子位于热室(17)内部并且用导热材料制成，使氮气能够加热。
15.按照权利要求14所述的装置，其特征在于氮气供给管子为卷饶在膜(18)周围的金属螺旋圈(3b)形式。
16.一种喷漆器械，包括按照权利要求10到15之一或更多所述的用于生产氮气的装置，和由该装置供给的喷漆枪。
17.按照权利要求16所述的器械，其特征在于包括与从热室(17)出来氮气出口(11)和喷枪(27)连通的管子(15)，该管子(15)沿其长度至少一部分上配置有加热元件(16)。
18.一种利用分离膜(18)生产氮气的方法，包括利用输送管子(3a)输送压缩空气到至少一张膜的步骤，而膜(18)和管子(3a)位于热室(17)内部。
19.按照权利要求18所述的方法，其特征在于有输送由膜生产的氮气到出口的管子(3b)，该管子位于热室(17)内部。
20.一种喷漆方法，包括喷射热氮气流和漆混合物到需要涂漆的表面上的步骤。
21.按照权利要求20所述的喷漆方法，其特征在于包括通过用热氮气流喷射表面而在要求涂漆表面除去湿气的初步步骤。
22.按照权利要求20和/或21所述的喷漆方法，其特征在于包括利用热氮气流喷射干燥涂漆表面的最后步骤。
23.按照权利要求20到22之一或更多所述的方法，其特征在于漆为水基漆。
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