PL235569B1

PL235569B1 - Sposób wytwarzania grzejników płytowych

Info

Publication number: PL235569B1
Application number: PL424936A
Authority: PL
Inventors: Przemysław Piernikowski; Przemysła W Piernikowski; Karolina Gazda; Bartłomiej Rudziński; Tomasz Tomczak
Original assignee: Instal Projekt Gawlowscy Scierzynscy Spolka Jawna
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2020-09-07
Also published as: PL424936A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania grzejnika płytowego o zwiększonej efektywności, zawierającego płytę kwarcową lub szklaną łączoną z ekranem stalowym albo płytę aluminiową łączoną z płytą aluminiową lub wymiennikiem w postaci rury miedzianej.

Znane są sposoby wytwarzania grzejników płytowych obejmujące etap łączenia dwóch elementów przez np. lutowanie. Jednakże metoda ta nie pozwala na łączenie niektórych materiałów.

Celem wynalazku jest zatem dostarczenie nowego sposobu wytwarzania grzejników płytowych, który zapewni bezpieczeństwo końcowego produktu i pozwoli na łączenie elementów grzejnika płytowego zawierającego płytę kwarcową lub szklaną łączoną z ekranem stalowym albo płytę aluminiową łączoną z płytą aluminiową lub wymiennikiem w postaci rury miedzianej.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania grzejnika płytowego zawierającego płytę aluminiową łączoną z płytą aluminiową lub wymiennikiem w postaci rury miedzianej, znamienny tym, że obejmuje:

• etap łączenia, polegający na klejeniu elementów metalowych za pomocą kleju poliuretanowego lub epoksydowego w atmosferze o wilgotności od 40% do 60% i temperaturze od 18 do 27°C, przy czym utwardzanie kleju odbywa się w czasie od 65 h do 72 h w atmosferze o temperaturze od 16°C do 35°C i wilgotności w zakresie od 40 do 60%, oraz następujący po nim • etap lakierowania proszkowego sklejonych korpusów grzejników.

Korzystnie temperatura klejonych elementów mieści się w zakresie od 15°C do 30°C, a dopuszczalna różnica temperatur między elementami klejonymi i składnikami klejenia nie może być większa niż 3°C.

Korzystnie oba klejone elementy są pokrywane warstwą środka zwiększającego przyczepność na bazie poliizocyjanianów o czasie odparowania od 2 do 15 min i o czasie klejenia do 8 h.

Korzystnie klej poliuretanowy lub epoksydowy jest dozowany ciągła ścieżką o jednolitej gęstości mieszaniny kleju wynoszącej od 0,4 do 0,52 grama na centymetr ścieżki kleju w czasie do 38 min, przy czym dozowanie kleju jest precyzyjne w granicach ±3%.

Korzystnie sklejone metalowe korpusy grzejników lakieruje się w kabinie, z elektrostatycznym automatycznym system aplikacji farb proszkowych poliestrowo - epoksydowych lub farb proszkowych poliestrowych o koncentracji proszku od 15,5 do 16,4 g/m³ i wydatku proszku od 55 do 290 g/min, pokrywając powierzchnie sklejonych metalowych korpusów grzejników powłoką od 82 do 163 μm.

Korzystnie podczas procesu lakierowania przepływ powietrza w otoczeniu kabiny utrzymywany jest na poziomie poniżej 0,2 m/s, prędkość przepływu powietrza w kabinie wynosi od 0,5 do 0,7 m/s.

Korzystnie odległość pomiędzy lakierowanymi elementami zawieszonymi w pozycji pionowej wynosi od 250 do 300 mm.

Korzystnie że po lakierowaniu proszkowym następuje utwardzanie powłoki lakierniczej w komorze pieca tunelowego, korzystnie ogrzewanego gazem ziemnym poprzez wymienniki ciepła, w temperaturze od 185°C do 200°C o prędkości przenośnika transportującego od 1,45 m/min do 1,84 m/min.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania grzejnika płytowego zawierającego płytę kwarcową lub szklaną łączoną z polakierowanym ekranem stalowym, znamienny tym, że obejmuje:

• etap lakierowania proszkowego elementów metalowych, a następnie • etap łączenia polegający na klejeniu elementów za pomocą kleju poliuretanowego lub epoksydowego w atmosferze o wilgotności od 40% do 60% i temperaturze od 18 do 27°C, przy czym utwardzanie kleju odbywa się w czasie od 65 h do 72 h w atmosferze o temperaturze od 16°C do 35°C i wilgotności w zakresie od 40 do 60%.

PL 235 569 B1

Korzystnie elementy metalowe lakieruje się w kabinie, z elektrostatycznym automatycznym system aplikacji farb proszkowych poliestrowo - epoksydowych lub farb proszkowych poliestrowych o koncentracji proszku od 15,5 do 16,4 g/m³ i wydatku proszku od 55 do 290 g/min, pokrywając powierzchnie elementów powłoką od 82 do 163 μm.

Korzystnie po lakierowaniu proszkowym następuje utwardzanie powłoki lakierniczej w komorze pieca tunelowego, korzystnie ogrzewanego gazem ziemnym poprzez wymienniki ciepła, w temperaturze od 185°C do 200°C o prędkości przenośnika transportującego od 1,45 m/min do 1,84 m/min.

Jeśli wytwarzany grzejnik zawiera płytę aluminiową łączoną z płytą aluminiową lub wymiennikiem w postaci rury miedzianej, lakierowanie proszkowe odbywa się po etapie klejenia.

Natomiast jeśli wytwarzany grzejnik zawiera płytę kwarcową lub szklaną łączoną z ekranem stalowym, lakierowanie proszkowe odbywa się przed etapem klejenia.

Proces klejenia elementów pozwala na łączenie materiałów, których połączenie nie byłoby możliwe przy użyciu technologii lutowania, gwarantuje bezpieczeństwo produktu końcowego oraz efektywne przekazywanie ciepła. Przez zastosowanie zrobotyzowanego stanowiska klejenia możliwe jest uzyskanie precyzyjnego dozowania i dużej powtarzalności.

Prawidłowe przygotowanie powierzchni pozwala na lepszą jakość i trwałość lakierowanej powierzchni. Dzięki metodzie wykorzystującej nanotechnologię w postaci procesu konwersji cyrkonowej, na powierzchni materiału rodzimego tworzy się powłokę nanoceramiczną o grubości 0,2-2 μm. Bardzo dobrze zakotwiczona w materiał podstawowy jakim może być czysta stal, aluminium, czy stal ocynkowana stanowi mocne związanie podłoża z lakierem. Dzięki swej nanostrukturze zapewnia doskonałą plastyczność powłoki. Jej szczelność gwarantuje wysoką ochronę antykorozyjną, ma wpływ na uzyskanie równomiernego pokrycia warstwy wierzchniej. Proces jest bezpieczny dla środowiska poprzez niskoemisyjną technologię o zredukowanej ilości szlamów i brak substancji niebezpiecznych. Dzięki pracy w niskich temperaturach (do 45°C) redukuje się koszty związane podgrzewaniem kąpieli.

Stosowane parametry zapewniają najlepszą przyczepność farb proszkowych do stali, aluminium i miedzi, równomierny rozkład powłoki lakierniczej oraz możliwość projektowania jej grubości poprzez zastosowanie automatycznej elektrostatyki oraz efektywny przekaz ciepła (spadek temperatury po lakierowaniu nie jest wyższy niż 15%). Kontrola przepływu powietrza zapobiega występowaniu wtrąceń na powierzchni lakierowanej. Etap lakierowania według wynalazku pozwala na uzyskanie prawidłowego podłoża do klejenia płyt kwarcowych i szklanych. Ponadto sposób zapewnia pełny odzysk proszku i jest bezpieczny dla środowiska poprzez znikomą ilość odpadów.

Przykład wykonania - wytwarzanie grzejnika aluminiowego

Przed etapem klejenia przygotowuje się elementy grzejnika poprzez laserowe cięcie płyt aluminiowych, gięcie rury miedzianej oraz lutowanie przyłączy, a także frezowanie płyt aluminiowych pod kanały grzewcze (rurę miedzianą).

Etap klejenia obejmuje klejenie wężownicy z rury miedzianej do płyty aluminiowej oraz klejenie dwóch płyt aluminiowych ze sobą na zrobotyzowanym stanowisku. Klejenie odbywa się w atmosferze o wilgotności od 40% do 60% o temperaturze od 18°C do 27°C. Ważne, aby temperatura klejonych elementów mieściła się w zakresie od 15 do 30°C, a dopuszczalna różnica temperatur między elementami klejonymi i składnikami klejenia jest nie większa niż 3°C. Oba klejone elementy są pokrywane warstwą środka zwiększającego przyczepność na bazie poliizocyjanianów o czasie odparowania od 2 do 15 min i o czasie klejenia do 8 h. Klej poliuretanowy lub epoksydowy jest dozowany ciągła ścieżką o jednolitej gęstości mieszaniny kleju wynoszącej od 0,4 do 0,52 grama na centymetr ścieżki kleju w czasie do 38 min. Dozowanie kleju jest precyzyjne w granicach ±3%. Dwie klejone warstwy są dociskane równomiernie z siłą od 50 do 100 Pa w czasie od 1 do 5 s, natomiast utwardzanie kleju odbywa się w czasie od 65 h do 72 h w atmosferze o temperaturze od 16 do 35°C, w której wilgotności powinna być w zakresie od 40 do 60%.

Parametry procesu klejenia przedstawiono w tabeli poniżej.

PL 235 569 Β1

Tabela: Parametry procesu klejenia
Elementy klejone	Temp, aplikacji [C]	Wilgotność względna [%]	Czas aplikacji [min]	Wstępny docisk [Pa]	Czas utwardzania [h]	Temp, utwardź. [C]	Wytrzymałość połączenia klejowego [MPa]
Płyta Aluminiowa Płyta Aluminiowa	18 - 25	41 -58	max 35	90-100	65	16-33	14-20
Płyta Aluminiowa Wymiennik Miedziany	18-27	42-59	max 38	80-100	68	16-34	16-18

Po etapie klejenia następuje etap śrutowania kulkami szklanymi, próby ciśnieniowe, gratowanie, a następnie lakierowanie proszkowe.

Proces lakierowania proszkowego składnia z poniższych etapów:

1. Przygotowanie chemiczne powierzchni do lakierowania proszkowego wraz z osuszaniem

2. Aplikacja farb proszkowych

3. Utwardzanie powłoki lakierniczej

Oczyszczanie elementów planowanych do pokrycia farbą proszkową odbywa się następującej kolejności:

• kąpiel natryskowa z alkalicznym preparatem odtłuszczającym o stężeniu od 16 do 18 g/dm³o wartości od 8,6 do 10,3 pH i temperaturze od 36° do 40°C w czasie od 2 do 4 minut • płukanie w wodzie technologicznej • płukanie kaskadowe z zasilaniem świeżą wodą w ilości od 45 do 50 l/h o przewodności w zakresie od 26 do 30 μ8/0Γη • kąpiel natryskowa o pasywacji nanomolekularnej opartej na cyrkonie o stężeniu od 17 do 18,5 g/dm³ o wartości od 8,6 do 10,3 pH i temperaturze od 21 do 30°C w czasie od 2 do 4 minut • płukanie w wannie zasilanej świeżą wodą demineralizowaną o przewodności w zakresie od 26 do 30 pS/crn • suszenie elementów w temperaturze od 138 do 146°C w czasie od 11 do 19 s.

Poszczególne parametry procesu oczyszczania przedstawiono w tabeli.

PL 235 569 Β1

Tabela: Parametry technologiczne kąpieli
Strefa	Nazwa operacji	Produkt	Stężenie składników kąpieli [g/dm^A3]	Temp. TC]	Czas operacji (sekundy)	Uwagi
1	Odtłuszczanie podtrawienie	Preparat czyszczący	16-18	36-40	120-240	Max. zawartość aluminium do 10g/dm^A3
2	Płukanie	woda technologiczna	-	otoczenia	90-120 ociek 60	Zasilanie wodą technologiczną przepływ 20-50Ι/Π
3	Płukanie	woda demineraliz.	-	otoczenia	90-120 ociek 60	Płukanie kaskadowe z zasilaniem świeżą wodą w ilości ok. 20-50 l/h Przewodność:26 uS/cm -30pS/cm
4	Pasywacja	Preparat pasywujący	17-18,5	21-30	30-90	Kąpiel sporządzona na bazie wody demineralizowanej o przewodności od 26 do 30pS/cm, pH kąpieli nie powinno przekraczać 5,2
5	Płukanie	woda demineraliz.	-	otoczenia	30-60	Wanna zasilana świeżą wodą demineralizowaną o przewodność od 26 do 30pS/cm
6	Suszenie		-	100-150	10-20

Po odpowiednio przeprowadzonym chemicznym przygotowaniu powierzchni następuje rozpoczęcie aplikacji farby proszkowej. Proces lakierowania wymaga przepływu powietrza w otoczeniu kabiny na poziomie poniżej 0,2 m/s. Prędkość przepływu powietrza w kabinie powinna wynosić od 0,5 do 0,7 m/s. Odległość pomiędzy lakierowanymi elementami zawieszonymi w pozycji pionowej powinna wynosić od 250 do 300 mm. Lakierowanie proszkowe odbywa się w kabinie z elektrostatycznym automatycznym systemem aplikacji z użyciem farb proszkowych poliestrowo - epoksydowych lub farb proszkowych poliestrowych o koncentracji proszku od 15,5 do 16,4 g/m³ i wydatku proszku od 55 do 290 g/min pokrywając powierzchnie elementów powłoką od 82 do 163 μΠΊ.

Po aplikacji farby proszkowej na powierzchnię grzejnika następuje etap utwardzania powłoki lakierniczej. W przypadku termoutwardzalnych farb proszkowych, konieczna do utworzenia powłoki reakcja chemiczna wymaga dostarczenia w określonym czasie określonej ilości energii cieplnej. Utwardzanie powłoki lakierniczej odbywa się w komorze pieca tunelowego ogrzewanego gazem ziemnym poprzez wymienniki ciepła, w temperaturze od 185°C do 200°C o prędkości przenośnika transportującego od 1,45 m/min do 1,84 m/min.

Przykład wykonania - wytwarzanie grzejnika z ekranem stalowym

Przed etapem lakierowania przygotowuje się elementy grzejnika poprzez laserowe cięcie płyt na obudowę oraz formowanie obudowy na prasie krawędziowej.

Elementy te następnie poddaje się lakierowaniu proszkowemu jak w przykładzie powyżej.

Na ploterze frezującym CNC poddaje się fazowaniu płytę kwarcową o grubości 3,5-6,5 mm z siatką z włókna szklanego na głębokość 2-3 mm za pomocą odpowiedniego narzędzia.

PL 235 569 Β1

Następnie na zrobotyzowanym stanowisku następuje klejenie (jak w przykładzie powyżej) ekranu stalowego polakierowanego z panelem ze spieku kwarcowego (lub szklanym), przy czym korzystne parametry procesu przedstawia tabela.

Tabela: Parametry procesu klejenia
Elementy klejone	Temp, aplikacji [C]	Wilgotność względna [%]	Czas aplikacji [min]	Wstępny docisk [Pa]	Czas utwardzania [h]	Temp, utwardź. [C]	Wytrzymałość połączenia klejowego [MPa]
Pomalowany ekran stalowy Ekran kwarcowy	18-26	40-60	max 19	45-50	71	16-33	3-4,5
Pomalowany ekran stalowy Ekran szklany	18-27	41 -59	max 17	45-55	72	18-35	2,8-4,3

Po etapie klejenia następuje montaż ekranu na wymiennik grzejnika.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania grzejnika płytowego zawierającego płytę aluminiową łączoną z płytą aluminiową lub wymiennikiem w postaci rury miedzianej, znamienny tym, że obejmuje:

• etap łączenia, polegający na klejeniu elementów metalowych za pomocą kleju poliuretanowego lub epoksydowego w atmosferze o wilgotności od 40% do 60% i temperaturze od 18 do 27°C, przy czym utwardzanie kleju odbywa się w czasie od 65 h do 72 h w atmosferze o temperaturze od 16°C do 35°C i wilgotności w zakresie od 40 do 60%, oraz następujący po nim • etap lakierowania proszkowego sklejonych korpusów grzejników.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperatura klejonych elementów mieści się w zakresie od 15°C do 30°C, a dopuszczalna różnica temperatur między elementami klejonymi i składnikami klejenia nie może być większa niż 3°C.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że oba klejone elementy są pokrywane warstwą środka zwiększającego przyczepność na bazie poliizocyjanianów o czasie odparowania od 2 do 15 min i o czasie klejenia do 8 h.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że klej poliuretanowy lub epoksydowy jest dozowany ciągła ścieżką o jednolitej gęstości mieszaniny kleju wynoszącej od 0,4 do 0,52 grama na centymetr ścieżki kleju w czasie do 38 min, przy czym dozowanie kleju jest precyzyjne w granicach ±3%.
5. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że sklejone metalowe korpusy grzejników lakieruje się w kabinie, z elektrostatycznym automatycznym system aplikacji farb proszkowych poliestrowo - epoksydowych lub farb proszkowych poliestrowych o koncentracji proszku od 15,5 do 16,4 g/m³ i wydatku proszku od 55 do 290 g/min, pokrywając powierzchnie sklejonych metalowych korpusów grzejników powłoką od 82 do 163 gm.
6. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że podczas procesu lakierowania przepływ powietrza w otoczeniu kabiny utrzymywany jest na poziomie poniżej 0,2m/s, prędkość przepływu powietrza w kabinie wynosi od 0,5 do 0,7m/s.
7. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 6, znamienny tym, że odległość pomiędzy lakierowanymi elementami zawieszonymi w pozycji pionowej wynosi od 250 do 300 mm.

PL 235 569 B1
8. Sposób według dowolnego z zastrz. od 1 do 7, znamienny tym, że po lakierowaniu proszkowym następuje utwardzanie powłoki lakierniczej w komorze pieca tunelowego, korzystnie ogrzewanego gazem ziemnym poprzez wymienniki ciepła, w temperaturze od 185°C do 200°C o prędkości przenośnika transportującego od 1,45 m/min do 1,84 m/min.
9. Sposób wytwarzania grzejnika płytowego zawierającego płytę kwarcową lub szklaną łączoną z polakierowanym ekranem stalowym, znamienny tym, że obejmuje:

• etap lakierowania proszkowego elementów metalowych, a następnie • etap łączenia polegający na klejeniu elementów za pomocą kleju poliuretanowego lub epoksydowego w atmosferze o wilgotności od 40% do 60% i temperaturze od 18 do 27°C, przy czym utwardzanie kleju odbywa się w czasie od 65 h do 72 h w atmosferze o temperaturze od 16°C do 35°C i wilgotności w zakresie od 40 do 60%.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że temperatura klejonych elementów mieści się w zakresie od 15°C do 30°C, a dopuszczalna różnica temperatur między elementami klejonymi i składnikami klejenia nie może być większa niż 3°C.
11. Sposób według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że oba klejone elementy są pokrywane warstwą środka zwiększającego przyczepność na bazie poliizocyjanianów o czasie odparowania od 2 do 15 min i o czasie klejenia do 8 h.
12. Sposób według zastrz. 9 albo 10 albo 11, znamienny tym, że klej poliuretanowy lub epoksydowy jest dozowany ciągła ścieżką o jednolitej gęstości mieszaniny kleju wynoszącej od 0,4 do 0,52 grama na centymetr ścieżki kleju w czasie do 38 min, przy czym dozowanie kleju jest precyzyjne w granicach ±3%.
13. Sposób według dowolnego z zastrz. od 9 do 12, znamienny tym, że elementy metalowe lakieruje się w kabinie, z elektrostatycznym automatycznym system aplikacji farb proszkowych poliestrowo - epoksydowych lub farb proszkowych poliestrowych o koncentracji proszku od 15,5 do 16,4 g/m³ i wydatku proszku od 55 do 290 g/min, pokrywając powierzchnie elementów powłoką od 82 do 163 gm.
14. Sposób według dowolnego z zastrz. od 9 do 13, znamienny tym że podczas procesu lakierowania przepływ powietrza w otoczeniu kabiny utrzymywany jest na poziomie poniżej 0,2 m/s, prędkość przepływu powietrza w kabinie wynosi od 0,5 do 0,7 m/s.
15. Sposób według dowolnego z zastrz. od 9 do 14, znamienny tym, że odległość pomiędzy lakierowanymi elementami zawieszonymi w pozycji pionowej wynosi od 250 do 300 mm.
16. Sposób według dowolnego z zastrz. od 9 do 15, znamienny tym, że po lakierowaniu proszkowym następuje utwardzanie powłoki lakierniczej w komorze pieca tunelowego, korzystnie ogrzewanego gazem ziemnym poprzez wymienniki ciepła, w temperaturze od 185°C do 200°C o prędkości przenośnika transportującego od 1,45 m/min do 1,84 m/min.