CN2322105Y - 一种织物的连续电热处理烘干装置 - Google Patents

Abstract

一种织物的连续电热处理烘干装置,其在本体内的织物溶剂挥发区域，设有由红外线电热管及辐射热能穿透的玻璃组成的加热装置,本体内设有以耐热玻璃隔离制程空气之流通路径,红外线电热管的固定架或反射罩上设有自动旋转机构,所述本体上设有单独置备的排气风管及风门与进气设备;该进气设备有一存有高压气体或液态惰性气体的储气筒与一储水槽和高压气体储存筒,本装置能保障操作人员安全和良好的产品质量,在断电状态下具有安全防护机械。

Description

一种织物的连续电热处理烘干装置

本实用新型涉及一种织物的连续电热处理烘干装置。

按，凡与电气及电子系统有关连之装置，广泛使用著利用热硬化性树脂等制成之单层或多层电路板，各种层数之电路板，系将玻璃纤维等织成之整卷织物经传动机构连续放出后含浸在环氧树脂等硬化性树脂加入溶剂及硬化剂形成之树脂液，然后对此含浸树脂液之织物加热干燥之，复将干燥后之整卷织物依所须长度裁切成片状物，再依电路规格所需要之绝缘厚度将数片片状物织物堆叠后於上下加入铜箔片，最后将堆叠之片状物放入压合机内於上下两侧以高温高压压缩使之成一体，藉此形成电路基板，此片状织物材料在电路板内担任绝缘体及支撑铜箔片之功能。

本实用新型系有关上述整卷片状织物之连续电热处理烘干装置，主要应用於碳纤维布与玻璃布二大类上。由於电热管分段控制极为方便，因此织物加热区域可将电热管分成垂直或平行数个区域单独控制，此为已知之技术，本实用新型不再另作说明。

在传统使用热空气操作的连续干燥器(请参阅图1)可以干燥织物材料，此种干燥法之特点是将大量的空气在密闭空间内经鼓风车加压后循环吹至织物材料表面上，此方式常使织物的品质不佳，因为高分子树脂於高温状态时具有粘性，此时经强风吹拂则空气内部份焦化的树脂挥发物或灰尘易沾附於织物的表面，虽然此种利用空气对流干燥织物的烤箱具有干燥能力，但由于需要大量体积的空气循环使用，因此它亦带来了不利，由于此大量体积的空气，使得相对地处理此空气体积的设备(例如空气过滤器、风箱等物)必须相对做的很大，造成设备厂房空间过大或者过滤效果不佳，在无形中浪费许多成本在此之中。在实际案例中，此方式之设备每10-15天，即须停机2天，以便于清理烤箱内之附著树脂挥发物。

图1所示热风式干燥机系由本体1内部形成干燥室A，该本体1由金属及保温板制成，并具有热风喷嘴2、回风槽3、3a，及热风空气用之循环风扇所构成，而由于被加热至一定温度之加热用热空气K通过喷嘴2内，藉喷嘴2之透气孔向前放射之热风，对干燥室A内移动之已含浸树脂液织物材料4加热，利用空气传导、对流之物理特性将织物含浸树脂之溶剂赶出成为气体而获得织物树脂的干燥，最后以鼓风机将废气L送到焚化炉去焚烧后排大气以达到环保规定。另一方面，热风喷嘴2之均匀透气孔，必须设计使喷出热风稳定，但若孔数太多则容易造成空气乱流，而影响织物材料4横断面之干燥或半硬化时间不均，进而造成产品品质不稳定，因此在控制均匀的风压上有较大的困难点需克服，且由于是热风式干燥机，因需要较高大厂房安装设备，所以设备放置场所会遇到许多问题要克服。为其缺失。

另外，热媒油式连续干燥器(请配合参阅图2)，如台湾案例(发明专利第25240号)中，由于利用热媒油管路来达成红外线辐射器的功用，但使用热媒油管路加热而设计的装置，在设备装置工程方面需要很高的费用，加热管路呈蜿蜒状使热煤路径极长，要达成特别灵敏的温度控制有实质上的困难，并在某些情况下(如管路破裂漏油)热媒油是极为有害的，且带来相当大的操作上的危险，即使是由一小孔溢出的很少量油都足以污染干燥中的产品，致使待干燥织物材料上被覆盖一层油膜，使产品报废不能使用。

图2所示之热媒油式干燥机亦系由形成干燥室B之干燥机本体5，其系由金属制之蛇管6及反射板7所成之辐射板8、热媒油等加热用锅炉9，以及循环泵10等所构成。而由于被加热至一定温度之加热用锅炉9送出之热媒油通过蛇管6内，藉蛇管6之外表面向前方放射辐射热，将干燥室向上方或向下方移动之合浸织物材料4加热而获得干燥，而且热气M循环经由N送到焚化炉去燃烧以达到环保规定。

根据辐射能量传送公式，史蒂芬·波茨曼(STEFAN-BOLTZMAM)法则辐射总能量Me=5.6697×10^-8(T₁ ⁴-T₂ ⁴)瓦/平方米，如在温差不够大之条件下(热媒油辐射烤箱实际应用例发射源即热媒油管路内之油温度约为180℃-230℃左右，而接收源，即织物本身之温度约维持在150-200℃之间)辐射能量传送毫无效率可言，由此公式检验热媒油辐射烤箱之辐射定义实有疑议，实际应只是以热媒油加热调整烤箱内之热风温度分布使之均匀而已。

本设计在应用原理上是利用电热红外线管产生辐射热能并穿透安全装置(石英玻璃或耐高温玻璃)后直接加热经含浸树脂的织物上，从生产效率及速度上考虑，由于电热烤箱单位面积能量密度大，使得烤箱外形尺寸较热风式及热媒油式的高度可缩小一半，因此对产量提升及空间减少有绝对正面的助益。

传统电热式烤箱在正常生产过程中功能合乎要求，但是传统式电热烤箱在安全措施考虑上确有重大假疵，操作上的安全性不佳，尤其操作过程中遇到瞬间停电，或是在紧急状况下停机时，必须要有一组操作人员，以极快速度到达现场将织物材料翦断，并立刻拉出烤箱外，因为传统电加热烤箱停电时传动机构停止使织物在烤箱内静止不动，而且烤箱通风设备亦因停电而停止运转，致使烤箱内气体不能良好流动，此时烤箱内部的电加热系统易因电热丝(电热丝正常操作温度可达700℃-900℃)残余热量持续加热造成织物或溶剂气体超温自燃或者产生气爆现象。

图3所示之传统式电加热干燥机系由形成干燥室H之干燥机本体32，系由电加热辐射板33、防爆电源线34、控制器35，以及热风循环机构36所构成，利用电热提升温度，经由辐射板33放出红外线能量直接加热织物4而获得干燥。从干燥室向上方或向下方移动之含浸织物材料4，加热而获得干燥，并且热气O进气循环后经由P送到焚化炉去焚烧达到环保规定。

另外，在生产过程中因织物编织不良之问题造成织物于烤箱内断裂时也会因织物直接接触到高热加温器而产生自燃起火，但本实用新型的重点是增加多项的安全防卫措施使烤箱不管在任何情况下都能安全操作不会产生爆炸或自燃问题。

在实际操作上，图3中亦有在辐射板33前方，增加百叶式保护机构。于正常操作时百叶式隔离片打开垂直于辐射板33和织物4，停电时自动关闭平行于辐射板33和织物4，残余辐射能量加热于百叶式隔离片而不会持续加热织物4，但由于此百叶式机构有厚度及宽度，会影响辐射能量之传送及造成辐射方向改变，影响织物的均匀加热，而且此机构之材质为铝合金或不锈钢，当叶片长度超过150公分以上时，极易因强度不足而变形，另因长期受热更易热膨胀而变形，影响操作安定性，且本身常处高温状态，易使织物4接触粘著到此机构，造成生产中断而易发生危险，且本身无防爆结构。

另外图3中亦有在辐射板33前加装石英玻璃，以作为隔离溶剂气体，但此机构只具备隔离气体功效不具备停电时中止加热织物4功能。

因此以上二种习用技能存在着严重缺陷，以致没有实用价值。

本实用新型的目的在于改进现有技术之缺点而提供一种织物的连续电热处理烘干装置，这种装置能保障操作人员安全，在断电状态下具有安全防护机构，工作时，在全自动控制条件下完成高温溶剂危险区域里的安全保护动作。

本实用新型的另一目的在于提供一种生产厚薄织物均能得到稳定的品质，且可提高良品率及产量的织物的连续电热处理烘干装置。

本实用新型的目的是这样实现的，它包括有一个树脂储槽，该储槽内有织物经过的辊轮，以便给织物上胶，该储槽外，在上胶后的织物经过的通路上，设有一对可控制树脂厚度的辊轮、空气隔离装置和连续电热处理烘于装置本体，在该本体内的织物溶剂挥发区域，设有加热装置，该加热装置由红外线电热管及辐射热能穿透的玻璃组成，以直接将热量辐射进织物之内层加热进而干燥硬化达成所需之产品。

本体内设有以耐热玻璃隔离制程空气之流通路径，以使新鲜的不含溶剂气体的高温空气先经过电路设备区再流到溶剂挥发区，以发挥电器设备所必要的正压防爆功能；红外线电热管的固定架或反射罩上设有自动旋转机构，该旋转机构在停电时能自动将固定架或反射罩与电热管由正常使用位置旋转一定角度，改变辐射能量的发射方向，使之不能照射到织物上造成损害。

所述本体上设有单独置备的排气风管及风门，在停电时，利用机械能或高压气体将风门打开，以将本体内的残余热能及溶剂气体持续地排到室外安全区。

所述本体底部设有进气设备，该设备有一存有高压气体或液态惰性气体的储气筒，并以此高压气体为动力源在停电时自动操作，以加快热量排到本体之外的安全区；所述进气设备另有一储水槽和高压气体储存筒，在停电时以高压气体为动力源，将水槽内的水送到本体内，并将水变成雾化水气，其在本体内吸收热量后排到室外安全区，这可更快捷地将热量排到本体外。

所述本体内的以耐热玻璃隔离制程空气之流通路径，在电气设备区域内，保持密闭无缝隙，其内有以鼓风车或高压气体流入的正压气体，以维持此区域内之正压防爆功能。

如上所述，本实用新型在安全顾虑上所加入之防范措施层次非常明确而清楚，是利用高压气体(例如：压缩空气、氮气……)之储存筒来达成本设计所需之动力源，于烤箱顶部装排气风门，下方装进气风门。操作时皆靠气体储存筒之高压气体启动，并利用空气对流和热空气上升之原理，使烤箱内之高温能量能够经由安全防护措施自动排放到大气中，以消除危险因素，而烤箱在正常使用状况下由于有鼓风车强迫空气依设计之管道流通，所以具有正压防爆的效果，比一般烤箱只是加装灭火装置或检测火焰装置于产生火灾后再将之扑灭的方法，做一彻底之改善，根本防止意外事故的产生。

本实用新型之电热式红外线烤箱的另一优点为在相同产能条件下(与空气式或热媒油式烤箱比较实际案例高度为16-25m之间)，其外形高度较其它形式低一半，使整个生产厂房比原先所需空间节省许多(可降低建厂经费)，而织物材料较厚的为210g/m，薄的为509/m²以下，若烤箱太高则易使薄织物之编织经纬线于垂直生产中因自重而产生永久变形，对产品后段加工特性有极大不良影响，本设计则避免了这个缺失。

更由于挥发于高温气体中的树脂易造成污染，如果烤箱内材质之表面温度低于挥发物凝结露点温度以下，则会有一些树脂颗粒凝结附著在低温材质表面上并结成膜，经长期高温加热后易焦化而污染织物，在新型烤箱中石英或电子级耐高温玻璃本身的温度因吸收部份的红外线辐射热使温度保持在200℃-250℃之间，明显高于树脂凝结雾点温度以上，因此不会有污染物附著，而且由于空气只用一次即排除而非循环使用，因此对产品而言只要入风口过滤系统处理完善后，产品被污染率近乎为零(品质因素考虑高于经济因素)，在设备安全，产品品质及经济因素上的多重考虑，排出烤箱的风量须计算溶剂的低浓度爆炸点以符合安全(溶剂在空气混合比例超出低浓度爆炸点，只要碰到火花即会产生气爆)因此排气风管必须加设溶剂气体浓度侦测器，并加以控制排气风量使排出烤箱之废气所含的溶剂浓度维持在25％低浓度爆炸点以下，以确保运转安全性，如排气浓度太低又会影响废气焚化炉之能源损耗太多。

由于不同结构之烤箱已经证实了在高温处理织物材料于燥性能上皆有效果，但传统式电加热烤箱的安全措施考虑上则嫌不足，而本实用新型在这方面功能皆已具备完善。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为习用热风式干燥机组结构示意图

图2为习用热媒油式干燥器结构示意图

图3为习用电加热干燥器结构示意图

图4为本实用新型结构示意图

图5为本实用新型电热管工作状况位置结构示意图

图6本实用新型自动旋转机构结构示意图

图7为本实用新型电热管紧急状况示意图

图8为本实用新型自动旋转机构结构示意图

实施例：

请参阅图4所示，其为红外电热型之干燥机。织物材料4已浸过树脂，图号11系红外线之电热灯管反射罩，12系进气风车，13系废气抽气风车，14系废气焚化炉或溶剂回收设备，15、16系空气隔离机构，17系空气进气风门，17A系高压气体阀，18系高压气体储存槽，19系储水槽，20系干燥机本体，21系用于加热空气的电加热器，22系紧急排气风门，22A系风门关闭位置，22B系风门打开位置，23系直接固定在本体20主机架上的耐高温玻璃，24系红外线加热管，25系水的雾化机构，26系辊轮，27系树脂储槽，内含有机溶剂之树脂，28系自动旋转90度机构，具备连动所有灯管24及反射罩11同时动作，29系空气过滤器，C系溶剂挥发区域，D系正压防爆区域，E系电热管24及反射罩11正常操作位置，F系紧急状况时电热管24及反射罩11自动旋转90度后之位置。

参照图4所示本实用新型织物之连续电热处理烘干装置，以下分为织物路径、空气流通路径及安全措施三段详细说明：

1、织物路径：生产时织物材料4，在经过辊轮26进入树脂储槽27含浸上胶，并往上先经过辊轮26控制树脂厚度，再经空气隔离机构15进入烤箱内之溶剂挥发区域C将溶剂挥发，使织物4干燥，最后再由空气隔离机构16出烤箱。当经过溶剂挥发区域C时受到红外线灯管24所放射出之辐射热能穿透耐高温石英玻璃23，直接将热量辐射进被照射物织物4之内层加热后进而干燥硬化达成所需之产品。

2、空气流通路径：厂房内无溶剂空气经空气过滤器29由进气风车12及空气进气风门17进入正压防爆区域D内，吸收反射罩11及红外线加热管24产生之非辐射热量，再经电加热器21加热到溶剂挥发区域C操作时所须要之设定温度，再进入溶剂挥发区域C将织布4所经辐射加热挥发出来的溶剂气体经由风管及废气抽气风车13，抽至废气焚化炉14做最后焚化处理，以达到环保法规排于大气的规定。由于电加热系统必须配备电源线及控制系统，一般电加热管本体24、21设备并不具备防爆规范，因此本实用新型以耐高温玻璃23将新鲜空气区(即正压防爆区域D)和溶剂挥发区(即溶剂挥发区域C)隔离，由于空气路径系由高压区(即正压防爆区域D)往低压区(即溶剂挥发区域C)流通，由于玻璃23主要目的在隔离溶剂挥发区域C和正压防爆区域D之气体不要直接混合，因此玻璃23和干燥机本体20衔接时，如有微小间隙产生，新鲜空气将由正压防爆区域D往溶剂挥发区域C渗透，如此有机溶剂气体即不会进入有电力配线之区域，本实用新型即以此正压防爆之设计，达到保护电力设备安全之目的。

3、安全措施：在正常生产时，若遇到临时断电或停电时，此时自动旋转90度(参阅图5、图6、图7、图8所示)自动旋转机构28会自动将电热管反射罩11与放置其内之电热管24由正常工作位置E藉由气动回转马达固定座47，气动回转马达37(0-180°)传送动力经由小正齿轮38、大正齿轮39，将动力传至传动轴40，并有轴封46加定位并防止漏气，经过正交90度伞形齿轮41形成动力确实传达，而回转轴43便会回转使自动旋转机构28旋转90度之确实动作，而自动旋转机构28由固定回转座42支撑，由于整组机构在于燥机中，故必须考虑回转座43之线膨胀问题，而回转轴系以11×10^-4×1800mm机构最大值×300℃(干燥室温)=5.94mm，而本机构间隙44、45处则各预留5mm空间，因此合乎需要，钢材制作其线膨胀系数为105-11×10^-4mm，本机构以安全因素为最大考虑，紧急状况位置F使红外线辐射方向与织物材料平行，使电热管残余红外线辐射热量不能继续加热于织物4而达到燃点的危险，并且在自动旋转机构28旋转的同时紧急排气风门22由22A关闭位置转到22B打开位置，而且进气风门17由打开位置自动转换到关闭位置，将正压防爆区域D及溶剂挥发区域C的热气利用热空气上升的自然对流方式排至室外，以防止危险状况产生，并且此时高压气体储存槽18与储水槽19会同时开启高压气体阀17A，一方面将高压气体灌入烤箱内，另一方向经雾化机构25使水和压缩气体混合并达到雾化作用，进而吸收正压防爆区域D内加热器24、21及反射罩11所残存的热量从正压防爆区域D经由紧急排气风门22排到室外，以减少因热量累积而达到气爆或自燃的危险性，如此一来，本实用新型的整个设备与操作人员的安全措施达到最佳化，由于停电使传动机构停止因此织物4在烤箱内静止不动，在实际生产条件下在烤箱内的织物4如静止不动即成为废品，因此加入水气对设备或产品而论没有任何影响，另外于耐高温玻璃23平常操作时处于高温状况，在紧急状况下如加入水气会瞬间降温，因此必项选用可耐温度急速变动的材质。如石英玻璃才可适用此环境使用，如此而达到本实用新型的目的。

Claims (1)

1、一种织物的连续电热处理烘干装置，它包括有一个树脂储槽，该储槽内有织物经过的辊轮，以便给织物上胶，该储槽外，在上胶后的织物经过的通路上，设有一对可控制树脂厚度的辊轮、空气隔离装置和连续电热处理烘干装置本体，在该本体内的织物溶剂挥发区域，设有加热装置，该加热装置由红外线电热管及辐射热能穿透的玻璃组成，其特征在于：本体内设有使新鲜的不含溶剂气体的高温空气先经过电路设备区再流到溶剂挥发区的以耐热玻璃隔离制程空气之流通路径，且保持密闭无缝隙，红外线电热管的固定架或反射罩上设有自动旋转机构，所述本体上设有利用机械能或高压气体将风门打开的单独置备的排气风管及风门，所述本体底部设有进气设备，该进气设备有一存有高压气体或液态惰性气体的储气筒和一储水槽和高压气体储存筒。

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