PL237012B1

PL237012B1 - Furnace for polymerisation and drying

Info

Publication number: PL237012B1
Application number: PL428320A
Authority: PL
Inventors: Piotr Potocki; Jurand Pniak
Original assignee: Potocki Piotr Eco Line
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2021-03-08
Also published as: PL428320A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest panel pieca do polimeryzacji i suszenia farby proszkowej o konstrukcji panelowej z których zbudowany jest piec do polimeryzacji farby proszkowej po procesie malowania farbą proszkową oraz suszenia przedmiotu po procesie przygotowania powierzchni.The subject of the invention is a panel of a furnace for polymerization and drying of powder paint with a panel structure, which is used to build a furnace for polymerization of powder paint after the process of painting with powder paint and drying the object after the surface preparation process.

Obecne rozwiązania będące na rynku, dla technologii wykonania pieców do polimeryzacji proszkowej, opierają się na konstrukcji spawanej, która stanowi całą bryłę pieca. Konstrukcja izolowana jest wełna mineralną, a następnie wełna mineralna jest pokrywana panelami z blachy. Konstrukcje te są transportowane do klienta, na miejsce docelowe i tam spawane. Konstrukcja pieca osadzona jest na nogach, które postawione są na posadzce. Znana jest również panelowa konstrukcja pieca, gdzie piec składa się ze skręcanych paneli.The current solutions on the market for the technology of powder polymerization furnaces are based on a welded structure, which constitutes the entire body of the furnace. The structure is insulated with mineral wool, and then the mineral wool is covered with sheet metal panels. These structures are transported to the customer to their destination and welded there. The structure of the stove rests on legs placed on the floor. Also known is a panel kiln structure where the kiln is composed of twisted panels.

Z opisu patentowego nr EP 0422607 znane jest rozwiązanie pieca, w którym ogrzewanie obiektu od normalnej temperatury do temperatury wypalania jest prowadzone, podczas gdy materiał jest jeszcze poza piecem, aby umożliwić zwiększenie recyrkulacji ciepłego powietrza, zmniejszając w ten sposób długość pieca z gorącym powietrzem, a tym samym redukując koszty produkcji oraz koszty eksploatacji pieca. Wg opisu piec posiada komorę gazową, komorę wlotową powietrza, podłączoną do wlotu do komory grzewczej poziomej tak, że rozciąga się ukośnie w dół od niej oraz komorę osłony powietrza, gdzie wylot podłączony jest do wylotu komory grzewczej poziomej tak, że rozciąga się ukośnie w dół od niej. Ponadto, piec posiada generator gorącego powietrza połączony z komorą grzewczą poziomą, elastyczny przenośnik umieszczony wzdłuż poziomej komory grzewczej, wlot powietrza i wylot powietrza oraz źródło promieniowania cieplnego na wewnętrznej powierzchni komory. W trakcie pracy, malowany przedmiot ogrzewa się przez źródła promieniowania cieplnego w komorze wlotowej powietrza. Przedmiot następnie wprowadzany jest do komory grzewczej poziomej i jest utrzymywany w temperaturze wypalania przez wymuszoną konwekcję gorącego powietrza.From EP 0422607 there is known a furnace solution in which heating the object from normal temperature to firing temperature is carried out while the material is still outside the furnace in order to increase the recirculation of warm air, thus reducing the length of the hot air furnace, and thus reducing the production costs and operating costs of the furnace. According to the description, the furnace has a gas chamber, an air inlet chamber connected to the inlet to the horizontal heating chamber so that it extends diagonally downward from it, and an air shield chamber, where the outlet is connected to the outlet of the horizontal heating chamber so that it extends diagonally downward. from her. In addition, the furnace has a hot air generator connected to the horizontal heating chamber, a flexible conveyor located along the horizontal heating chamber, air inlet and air outlet, and a source of thermal radiation on the inner surface of the chamber. During work, the object to be painted is heated by sources of thermal radiation in the air inlet chamber. The item is then introduced into the horizontal heating chamber and is kept at firing temperature by forced hot air convection.

W innym rozwiązaniu, które opisano w zgłoszeniu patentowym nr US6294763, przedstawiono piec do wyżarzania, który jest zamykany drzwiami, przez które malowane części są wkładane oraz wyciągane. Ponadto, piec wyposażony jest w lampy na podczerwień, ogrzewające przedmioty znajdujące się w środku komory pieca oraz mechanizm do obiegu cyrkulacji gorącego powietrza. Obieg ciepłego powietrza realizowany jest za pomocą mechanizmu obiegowego, tak że temperatura może wzrastać tylko lokalnie. Zewnętrzna część pieca jest utworzona ze stalowej płyty oraz materiału izolującego ciepło. Wewnątrz znajdują się kilkupoziomowe przenośniki taśmowe lub rolki przenośnikowe do przenoszenia malowanych części. Niniejszy wynalazek ukazuje urządzenie i sposób wygrzewania, który zapobiega wzrostowi temperatury lokalnie w zamkniętej przestrzeni w taki sposób, aby temperatura w piecu do wyżarzania była jednolita, a tym samym poprawiała się jego efektywność.Another solution, described in the patent application US6294763, shows an annealing furnace which is closed with a door through which painted parts are inserted and withdrawn. In addition, the furnace is equipped with infrared lamps to heat the objects inside the furnace chamber and a mechanism for circulating hot air. The circulation of warm air is carried out by means of a circulation mechanism, so that the temperature can only increase locally. The outer part of the furnace is made of a steel plate and heat insulating material. Inside, there are multi-level belt conveyors or conveyor rollers for transporting painted parts. The present invention discloses an annealing device and method that prevents the temperature from increasing locally in a closed space, so that the temperature in the annealing furnace is uniform and thus its efficiency is improved.

W opisie patentowym nr JPH07100422 przedstawiono opis pieca, w którym obiekt znajdujący się wewnątrz pieca na przenośniku taśmowym, jest ogrzewany w pierwszej strefie przez gorące powietrze emitowane przez promiennik podczerwieni, a następnie kierowany jest do kolejnej j ednolitej strefy grzewczej. Następnie gorące powietrze wraz z detalem kierowane jest do drugiej strefy, gdzie gorące powietrze przechodzi do komory spalania i przez katalizator z powrotem wraca do komory spalania pierwszej strefy, z umieszczonymi w niej promiennikami podczerwieni.JPH07100422 describes a furnace in which an object inside the furnace on a conveyor belt is heated in a first zone by hot air emitted by an infrared heater and then directed to another uniform heating zone. Then the hot air with the detail is directed to the second zone, where the hot air flows into the combustion chamber and through the catalyst returns back to the combustion chamber of the first zone, with infrared heaters placed therein.

W opisie wzoru użytkowego nr CN 203292045 przedstawiono piec do utwardzania farby proszkowej, który zawiera wewnętrzną ścianę pieca, zewnętrzną ścianę pieca, pomiędzy którymi znajduje się warstwa izolacyjna, a także ruchomy piec grzewczy, nad którym jest komin odprowadzający spaliny na zewnątrz pieca. Również na zewnątrz pieca umieszczono wentylator, który wdmuchuje powietrze, które następnie jest ogrzewane na znajdującej się wewnątrz pieca płycie przykrywającej piec grzewczy.The description of the utility model no. CN 203292045 shows a powder coating curing furnace, which includes an inner furnace wall, an outer furnace wall with an insulating layer between them, and a movable heating furnace above which there is a flue gas discharge chimney outside the furnace. Also outside the oven is a fan which blows air which is then heated on a plate inside the oven which covers the heating oven.

Z kolei w opisie patentowym nr P.228702 ujawniono konstrukcję pieca do polimeryzacji i suszenia. Piec ten ma izolację termiczną pomiędzy ścianą wewnętrzną a zewnętrzną oraz wymiennik ciepła i drzwi. Charakteryzuje się tym, że zbudowany jest ze skręcanych ze sobą paneli, między którymi umieszczony jest arkusz wełny skalnej, a konstrukcja panelu składa się z dwóch samonośnych ram, obudowanych z zewnątrz profilowanymi blachami, pomiędzy którymi umieszczono warstwowo izolację termiczną, a miejsce styku dwóch paneli od strony zewnętrznej osłonięte jest profilem wypełnionym izolacją.On the other hand, patent no. P.228702 discloses the construction of a polymerization and drying oven. This furnace has thermal insulation between the inner and outer walls, as well as a heat exchanger and a door. It is characterized by the fact that it is made of panels bolted together, between which a sheet of rock wool is placed, and the panel structure consists of two self-supporting frames, encased from the outside with profiled sheets, between which thermal insulation is placed in layers, and the contact point of two panels is from on the outside, it is covered with a profile filled with insulation.

Powyższe rozwiązania cechuje obecność mostków cieplnych, które stanowią połączenia konstrukcyjne części wewnętrznej i zewnętrznej pieców. Ich występowanie jest przyczyną strat cieplnych, co z kolei związane jest ściśle z kosztami eksploatacji. W przypadku spawanej konstrukcji pieca, dodatThe above solutions are characterized by the presence of thermal bridges, which constitute structural connections of the internal and external parts of the furnaces. Their occurrence causes heat losses, which in turn is closely related to operating costs. In the case of a welded furnace structure, Add

PL 237 012 B1 kowo brakuje odpowiednich połączeń, które mogą pracować podczas zmian temperatury. Brak kompensacji termicznej powyższych konstrukcji powoduje naprężenia i odkształcenia pieca, co skutkuje przesuwaniem całej konstrukcji po posadzce.Corresponding connections are severely lacking that can work with temperature changes. The lack of thermal compensation of the above structures causes stresses and deformations of the furnace, which results in the movement of the entire structure on the floor.

Celem wynalazku jest stworzenie panelu pieca do polimeryzacji i suszenia farby proszkowej o konstrukcji panelowej dzięki któremu możliwe będzie zbudowanie panelowej konstrukcji pieca do polimeryzacji i suszenia, pozwalającej na dalszą rozbudowę już istniejącej linii, którego konstrukcja będzie posiadała skuteczną izolację cieplną, a konstrukcja będzie energooszczędna i tania w produkcji pieca. Konstrukcja powinna odznaczać się odpornością na wysokie temperatury oraz minimalizować występowanie mostków cieplnych. Ponadto, czas potrzebny na montaż pieca powinien być jak najkrótszy, bez konieczności wykorzystania specjalistycznych narzędzi oraz wykwalifikowanej kadry pracowniczej.The aim of the invention is to create a panel of a polymerization and drying furnace of powder paint with a panel structure, thanks to which it will be possible to build a panel structure of a polymerization and drying furnace, allowing for further expansion of the already existing line, the structure of which will have effective thermal insulation, and the structure will be energy-saving and cheap in the manufacture of the furnace. The structure should be resistant to high temperatures and minimize the occurrence of thermal bridges. In addition, the time needed to assemble the furnace should be as short as possible, without the need to use specialized tools and qualified staff.

Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu według wynalazku, w którym panel pieca do polimeryzacji i suszenia farby proszkowej o konstrukcji panelowej z izolacją termiczną pomiędzy ścianą wewnętrzną a zewnętrzną, z wymiennikiem ciepła i drzwiami, charakteryzuje się tym, że panel zbudowany jest z zewnętrznego poszycia oraz wewnętrznego poszycia, wykonanych z profilowanej blachy ocynkowanej, pomiędzy którymi znajduje się termiczna izolacja ułożona warstwowo, a zewnętrzne poszycie jest połączone z wewnętrznym poszyciem poprzez co najmniej dwa łączniki, zgrzewane do tych poszyć, a każdy z łączników składa się z zewnętrznego, profilowanego, stalowego elementu z przetłoczeniem oraz wewnętrznego, profilowanego, stalowego elementu z przetłoczeniem, a pomiędzy elementami znajduje się izolator w postaci włókniny ceramicznej, a elementy połączone są ze sobą stalowymi nitami, zaś panel połączony jest z konstrukcją nośną pieca za pomocą złącza gwintowanego.This aim is achieved in the solution according to the invention, in which the panel of the furnace for polymerization and drying of powder paint with a panel structure with thermal insulation between the inner and outer wall, with a heat exchanger and a door, characterized by the fact that the panel consists of an outer skin and an inner skin. made of profiled galvanized sheet, between which there is thermal insulation laid in layers, and the outer sheathing is connected to the inner sheathing by at least two connectors, welded to these sheathing, and each of the connectors consists of an outer, profiled, steel element with an embossing and an internal, profiled, steel element with an embossment, and between the elements there is an insulator in the form of a ceramic non-woven fabric, and the elements are connected with each other with steel rivets, and the panel is connected to the supporting structure of the stove by means of a threaded joint.

Piec do polimeryzacji i suszenia farby proszkowej korzystne, gdy panel ma w swojej środkowej części zgrzany wewnątrz do zewnętrznego poszycia oraz wewnętrznego poszycia łącznik.The furnace for polymerization and drying of the powder paint is advantageous when the panel has in its central part a connector welded internally to the outer skin and the inner skin.

Zaletą takiego rozwiązania jest stworzenie konstrukcji pieca do polimeryzacji i suszenia, w którym zastosowano półfabrykaty w postaci gotowych paneli, dzięki użyciu których możliwa jest dalsza rozbudowa już istniejącej linii. Użycie paneli według powyższej konstrukcji zapewnia skuteczną izolację cieplną, a konstrukcja jest energooszczędna i tania w produkcji. Zastosowane panele charakteryzują się odpornością na wysokie temperatury oraz eliminują występowanie mostków cieplnych.The advantage of this solution is the construction of a polymerization and drying furnace, which uses semi-finished products in the form of ready-made panels, thanks to which it is possible to further expand the existing line. The use of panels according to the above structure provides effective thermal insulation, and the structure is energy-saving and cheap to produce. The panels used are resistant to high temperatures and eliminate the occurrence of thermal bridges.

Przedmiot wynalazku w przykładzie jego realizacji został uwidoczniony na rysunku, w którym fig. 1 przedstawia widok pieca złożonego z paneli, fig. 2 przedstawia widok zgrzewanego panelu, fig. 3 przedstawia widok łącznika panelu i opisano poniżej.The subject of the invention in an example of its implementation has been shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a view of a furnace composed of panels, Fig. 2 shows a view of a welded panel, Fig. 3 shows a view of a panel connector and is described below.

Piec do polimeryzacji farby proszkowej nakładanej w procesie malowania proszkowego zbudowany jest z paneli (1) ustawionych pionowo w trzech rzędach po trzy na wysokość, tworząc w ten sposób ścianę boczną pieca oraz dwóch rzędów paneli (1) ustawionych po trzy na wysokość, stanowiących ścianę tylną. Całość przykryta jest od góry dwunastoma panelami (1). Panele użyte w konstrukcji pieca mają wysokość 1 m i szerokość 2,5 m. Wewnątrz pieca znajduje się nośna konstrukcja (21), do której to konstrukcji mocowane są za pomocą złącza gwintowanego panele (1). Konstrukcja nośna (21) na której montowany jest również przenośnik (4), zbudowana jest z ośmiu słupów nośnych (2) w postaci kształtowników stalowych o wymiarach 100x100x3 oraz czterech belek poprzecznych (3) o typu HEB 140. W słupach nośnych (2) wykonane są otwory montażowe 07, przez które przykręcane są panele (1). Od frontu do konstrukcji nośnej (21) przymocowano przesuwne drzwi (5), którymi do pieca zostaje włożony, a następnie po operacji suszenia wyciągnięty detal. Drzwi (5) są osadzone na prowadnicy (6), po której układ jezdny stanowiący dwie pary kółek przemieszcza się liniowo. Podłoga pieca osadzona jest na konstrukcji wykonanej z profili stalowych (7) o wymiarach 50x50x3, na które nałożone są panele (8). Panel (8) wykonany jest z blachy ocynkowanej o grubości 1,5 mm. Pomiędzy posadzką a panelami (8) znajduje się izolacja termiczna o grubości 50 mm wykonana z wełny skalnej. Komora pieca podzielona jest ścianką działową (10) na komorę wymiennika oraz komorę roboczą pieca. Za ścianką działową znajduje się wymiennik ciepła (11) wykonany ze stali żaroodpornej, połączony z komorą, do której jest dostarczane gorące powietrze do wygrzewania malowanego detalu. Panel (1) zbudowany jest z poszycia zewnętrznego (12), wykonanego z profilowanej blachy ocynkowanej o grubości 1,2 mm oraz poszycia wewnętrznego (13), wykonanego z profilowanej blachy ocynkowanej o grubości 1,2 mm. Pomiędzy tymi blachami (12) i (13) znajduje się izolacja termiczna (14), ułożona warstwowo. Poszycie zewnętrzne (12) oraz poszycie wewnętrzne (13) posiada zarówno na górze, jak i na dole, wywinięcie (20) w kształcie litery L do wewnątrz panelu (1). W panelu (1), jako izolacji termicznej (14) użyto mocnej i sztywnej płyty ze skalnej wełny mineralnej o symbolu ProRox SL 970 - która po zamocowaniu paneli (1) będzie znajdowała się od strony gorącej. Kolejne dwie warstwy izolacji termicznej (14) w panelu (1) stanowi wełnaThe furnace for the polymerization of powder paint applied in the powder coating process consists of panels (1) positioned vertically in three rows, three in height, thus forming the side wall of the furnace, and two rows of panels (1) three in height, constituting the back wall . The whole thing is covered from above with twelve panels (1). The panels used in the construction of the furnace are 1 m high and 2.5 m wide. Inside the furnace there is a load-bearing structure (21) to which the panels (1) are attached by means of a threaded joint. The supporting structure (21) on which the conveyor (4) is also mounted, is built of eight load-bearing columns (2) in the form of steel sections 100x100x3 and four crossbeams (3) of HEB 140 type. there are mounting holes 07, through which the panels (1) are screwed. At the front, a sliding door (5) is attached to the supporting structure (21), through which a detail is inserted into the furnace, and then after the drying operation, the detail is removed. The door (5) is mounted on a guide (6), along which the running system, consisting of two pairs of wheels, moves linearly. The furnace floor is set on a structure made of steel profiles (7) with dimensions of 50x50x3, on which panels (8) are placed. The panel (8) is made of 1.5 mm thick galvanized steel. Between the floor and the panels (8) there is a 50 mm thick stone wool insulation. The furnace chamber is divided by a partition wall (10) into an exchanger chamber and a furnace working chamber. Behind the partition wall there is a heat exchanger (11) made of heat-resistant steel, connected to a chamber to which hot air is supplied to heat the painted detail. The panel (1) consists of the outer sheathing (12) made of 1.2 mm thick galvanized sheet metal and the inner sheathing (13) made of 1.2 mm profiled galvanized sheet. Between these sheets (12) and (13) there is a thermal insulation (14) arranged in layers. The outer skin (12) and the inner skin (13) both at the top and bottom have an L-shaped flap (20) towards the inside of the panel (1). In the panel (1), as thermal insulation (14), a strong and stiff rock mineral wool board with the symbol ProRox SL 970 was used - which after fixing the panels (1) will be on the hot side. The next two layers of thermal insulation (14) in the panel (1) are wool

PL 237 012 B1PL 237 012 B1

ProRox SL 960. Poszycie zewnętrzne (12) jest połączone z poszyciem wewnętrznym (13) za pośrednictwem łącznika (15), w taki sposób, że górna krawędź poszycia wewnętrznego (13) jest powyżej górnej krawędzi poszycia zewnętrznego (12). Łącznik (15) zbudowany jest z zewnętrznego profilowanego stalowego elementu (16) wykonanego z płaskownika o szerokości 100 mm i grubości 2 mm, w którym wykonane jest przetłoczenie (9a) wewnętrznego profilowanego stalowego elementu (17), wykonanego z płaskownika o szerokości 100 mm i grubości 2 mm, w którym wykonane jest przetłoczenie (9b) oraz izolatora w postaci włókniny ceramicznej (18), ułożonej pomiędzy stalowymi kształtownikami. Całość połączona jest czterema stalowymi zrywalnymi nitami (19) o średnicy 05. Po dwa łączniki (15) rozmieszczone symetrycznie na każdej stronie panelu (1) są zgrzane z jednej strony do poszycia zewnętrznego (12) oraz z drugiej strony do poszycia wewnętrznego (13). Pomiędzy panelami (1), zarówno w płaszczyźnie pionowej jak i poziomej, w przestrzeni pomiędzy łącznikami (15) dwóch sąsiednich paneli (15) włożona jest wełna mineralna.ProRox SL 960. The outer casing (12) is connected to the inner casing (13) via a fitting (15) such that the top edge of the inner casing (13) is above the top of the outer casing (12). The connector (15) is made of an external profiled steel element (16) made of a flat bar 100 mm wide and 2 mm thick, in which the internal profiled steel element (17) is embossed (9a) made of a flat bar 100 mm wide and 2 mm thick, in which there is an embossing (9b) and an insulator in the form of a ceramic fleece (18), placed between the steel sections. The whole is connected with four steel blind rivets (19) with a diameter of 05. Two connectors (15) arranged symmetrically on each side of the panel (1) are welded on one side to the outer skin (12) and on the other side to the inner skin (13) . Mineral wool is inserted between the panels (1) both vertically and horizontally in the space between the fasteners (15) of two adjacent panels (15).

Całość konstrukcji usadowiona jest na specjalnie wykonanej podłodze, w której znajdują się dysze wdmuchujące gorące powietrze do wnętrza komory.The whole structure sits on a specially made floor with nozzles blowing hot air into the chamber.

Urządzenie może być stosowane, jako pojedynczy element linii lakierowania proszkowego lub jako dodatkowy moduł do już istniejącej linii malarskiej w celu zwiększenia wydajności linii.The device can be used as a single element of a powder coating line or as an additional module to an existing painting line in order to increase the line efficiency.

Claims

1. The panel of the furnace for polymerization and drying of powder paint with a panel structure with thermal insulation between the inner and outer wall, with a heat exchanger and a door, characterized in that the panel (1) consists of an outer skin (12) and an inner skin (13) made of profiled steel sheet, between which there is thermal insulation (14) laid in layers, and the outer sheathing (12) is connected to the inner sheathing (13) through at least two fasteners (15), welded to the sheathing (12) and ( 13), and each of the connectors (15) consists of an outer, profiled, steel element (16) with a rib (9a) and an internal, profiled, steel element (17) with a rib (9), and between the element (16) and the element (17) includes an insulator (18) in the form of a ceramic non-woven fabric, and the elements (16) and (17) are connected with each other by steel rivets (19), and the panel (1) is connected to the supporting structure (21) of the furnace by means of threaded joint.

2. A furnace panel for polymerizing and drying a powder paint according to claim 1; The panel (1) as claimed in claim 1, characterized in that the panel (1) has a connector (15) welded internally to the outer skin (12) and the inner skin (13).