RU72883U1

RU72883U1 - DEVICE FOR POLYMERIZATION OF POWDER COATINGS

Info

Publication number: RU72883U1
Application number: RU2007147501/22U
Authority: RU
Inventors: Федор Станиславович Шимчук
Original assignee: Саратовское акционерное производственно-коммерческое открытое общество "НЕФТЕМАШ"-САПКОН
Priority date: 2007-12-19
Filing date: 2007-12-19
Publication date: 2008-05-10

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для формирования покрытий (сплавление и отверждение порошковых полимерных покрытий), работающим при температурах от 50°С до 300°С. Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства для полимеризации упрощенной конструкции, позволяющего получить качественное полимерное покрытие. Решение задачи достигается тем, что в устройстве для полимеризации порошковых покрытий, включающем камеру полимеризации с нагревателями и транспортную систему для перемещения обрабатываемых изделий, нагреватели выполнены в виде керамических излучателей инфракрасного спектра. Камера полимеризации установлена на опорных стойках, а ее стенки с внутренней стороны снабжены лучистыми отражателями, выполненными, например, из алюминиевой фольги. В дне камеры выполнена узкая продольная щель для размещения транспортной системы, представляющей собой тележку, снабженную защитным экраном, располагающимся над щелью камеры, и подвесками для обрабатываемых изделий. Быстрый выход печи на режим полимеризации приводит к улучшению характеристик покрытия, а отсутствие циркулирующего устройства в камере полимеризации и, как следствие, отсутствие движения нагретого воздуха, обеспечивает безопасность формирования полимерного покрытия путем исключения возможности воспламенения летучих веществ. 1 илл.The utility model relates to devices for forming coatings (fusion and curing of powder polymer coatings) operating at temperatures from 50 ° C to 300 ° C. The objective of the proposed utility model is to create a device for the polymerization of a simplified design, which allows to obtain a high-quality polymer coating. The solution to the problem is achieved in that in the device for the polymerization of powder coatings, including a polymerization chamber with heaters and a transport system for moving the processed products, the heaters are made in the form of ceramic infrared emitters. The polymerization chamber is mounted on supporting posts, and its walls are provided on the inside with radiant reflectors made, for example, of aluminum foil. A narrow longitudinal slit is made in the bottom of the chamber to accommodate a transport system, which is a trolley equipped with a protective screen located above the chamber slit and pendants for the processed products. The quick exit of the furnace to the polymerization mode leads to an improvement in the coating characteristics, and the absence of a circulating device in the polymerization chamber and, as a result, the absence of movement of heated air, ensures the safety of the formation of the polymer coating by eliminating the possibility of ignition of volatile substances. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для формирования покрытий (сплавление и отверждение порошковых полимерных покрытий), работающим при температурах от 50°С до 300°С.The utility model relates to devices for forming coatings (fusion and curing of powder polymer coatings) operating at temperatures from 50 ° C to 300 ° C.

Известно устройство (печь для обжига), примененное в способе защитного окрашивания полых деталей электрических машин [Патент РФ №2178732, «Способ защитного окрашивания полых деталей электрических машин», МПК B05D 1/02, приоритет 15.12.2000 г.], включающее камеру полимеризации, содержащую средства для нагрева воздушной среды. В этой камере детали с нанесенной порошковой краской выдерживают в течение 8-30 мин. при температуре до 250°С для полимеризации краски. В камере производят циркуляцию горячего воздуха с одновременным терморегулированием с помощью встроенного в камеру чувствительного элемента и устройства автоматического регулирования температуры.A device (kiln) is known that is used in a method for the protective coloring of hollow parts of electric machines [RF Patent No. 2178732, “A method for the protective coloring of hollow parts of electric machines, IPC B05D 1/02, priority 15.12.2000], including a polymerization chamber containing means for heating the air. Powder-coated parts are kept in this chamber for 8-30 minutes. at temperatures up to 250 ° C for the polymerization of paint. Hot air is circulated in the chamber with simultaneous thermoregulation using the built-in sensing element and automatic temperature control device.

Недостаток этого устройства заключается в том, что циркуляция горячего воздуха снижает чистоту покрытия и безопасность формирования покрытия, так как возможна ситуация воспламенения летучих веществ.The disadvantage of this device is that the circulation of hot air reduces the purity of the coating and the safety of the formation of the coating, since a situation of ignition of volatile substances is possible.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство для полимеризации порошкового покрытия, включающее камеру с термоизоляционным экраном, средства нагрева (нагреватели) и транспортную систему.The closest in technical essence to the claimed solution is a device for the polymerization of a powder coating, including a chamber with a heat-insulating screen, heating means (heaters) and a transport system.

Все грани камеры теплоизолированы, одна из боковых граней выполнена в виде двери. Внутри камеры размещен подвижный в вертикальном направлении теплоизоляционный экран, который закреплен на каретке и образует верхнюю стенку камеры. К экрану подвешены обрабатываемые изделия. Высота положения экрана определяется габаритными размерами изделий и регулируется лебедочным механизмом.All sides of the chamber are thermally insulated, one of the side faces is made in the form of a door. A vertically movable heat-insulating screen is placed inside the chamber, which is mounted on the carriage and forms the upper wall of the chamber. Workpieces are suspended from the screen. The height of the screen is determined by the overall dimensions of the products and is regulated by a winch mechanism.

В нижней части камеры полимеризации установлены нагреватели, обеспечивающие нагрев объема камеры, ограниченного дном камеры и экраном.In the lower part of the polymerization chamber, heaters are installed that provide heating of the chamber volume limited by the chamber bottom and the screen.

Транспортная система представляет собой металлоконструкцию с направляющими, на которых установлена с возможностью горизонтального перемещения закрепленного экрана подвижная каретка [Патент РФ №45653, «Устройство для полимеризации порошковых покрытий», МПК B05D 3/00, приоритет 08.02.2005 г.].The transport system is a metal structure with rails on which a movable carriage is mounted with the possibility of horizontal movement of the fixed screen [RF Patent No. 45653, “Device for the polymerization of powder coatings”, IPC B05D 3/00, priority 08/08/2005].

Недостаток известного устройства заключается в сложности конструкции транспортной системы из-за наличия подвижной каретки с закрепленным на ней экраном и A disadvantage of the known device is the complexity of the design of the transport system due to the presence of a movable carriage with a screen mounted on it and

лебедочного механизма, обеспечивающего вертикальную подвижность экрана. Кроме того, к недостаткам можно отнести и низкий коэффициент использования объема камеры, заключающийся в том, что при определенных габаритных размерах камеры, ее рабочий объем значительно меньше из-за наличия в камере транспортной системы, расположенной сверху над теплоизоляционным экраном. При этом, как следствие, часть вырабатываемого тепла неоправданно тратится на нагрев лебедочного механизма и нерабочего объема камеры полимеризации, несмотря на теплоизоляцию рабочего объема камеры.winch mechanism for vertical screen mobility. In addition, the disadvantage can be attributed to the low coefficient of utilization of the volume of the chamber, which consists in the fact that for certain overall dimensions of the chamber, its working volume is much smaller due to the presence in the chamber of a transport system located above the heat-insulating screen. Moreover, as a result, part of the generated heat is unjustifiably spent on heating the winch mechanism and the idle volume of the polymerization chamber, despite the thermal insulation of the working volume of the chamber.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства для полимеризации упрощенной конструкции, позволяющего получить качественное полимерное покрытие.The objective of the proposed utility model is to create a device for the polymerization of a simplified design, which allows to obtain a high-quality polymer coating.

Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в обеспечении герметичности камеры полимеризации и, как следствие, быстрого и равномерного процесса нагрева внутреннего объема камеры и полимеризации изделий.The technical result that can be obtained using the utility model is to ensure the tightness of the polymerization chamber and, as a result, a quick and uniform process of heating the inner volume of the chamber and polymerization of products.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для полимеризации порошковых покрытий, включающем камеру полимеризации с нагревателями и транспортную систему для перемещения обрабатываемых изделий, нагреватели выполнены в виде керамических излучателей инфракрасного спектра. Камера полимеризации установлена на опорных стойках, а ее стенки с внутренней стороны снабжены лучистыми отражателями, выполненными, например, из алюминиевой фольги. В дне камеры выполнена узкая продольная щель для размещения транспортной системы, представляющей собой тележку, снабженную защитным экраном, располагающимся над щелью камеры, и подвесками для обрабатываемых изделий.The problem is solved in that in the device for the polymerization of powder coatings, including a polymerization chamber with heaters and a transport system for moving the processed products, the heaters are made in the form of ceramic emitters of the infrared spectrum. The polymerization chamber is mounted on supporting posts, and its walls are provided on the inside with radiant reflectors made, for example, of aluminum foil. A narrow longitudinal slit is made in the bottom of the chamber to accommodate a transport system, which is a trolley equipped with a protective screen located above the chamber slit and pendants for the processed products.

На фигуре представлено изображение устройства для полимеризации порошковых покрытий.The figure shows an image of a device for the polymerization of powder coatings.

Устройство для полимеризации порошковых покрытий включает камеру с нагревателями и транспортную систему перемещения обрабатываемых изделий.A device for the polymerization of powder coatings includes a chamber with heaters and a transport system for moving the processed products.

Камера 1 для полимеризации имеет вид параллелепипеда, установлена на опорных стойках 2, она может быть проходного или тупикового типа и закрывается теплоизолирующими дверями 3. В дне 4 камеры 1 выполнена узкая продольная щель 5 (для камеры проходного типа она сквозная). Все внутренние части камеры 1 - боковые стенки 6, потолок, дно 4 и двери 3 закрыты лучистыми отражателями 7, понижающими нагрев внешней поверхности камеры 1, способствующими сохранению вырабатываемого тепла внутри камеры 1 и повышающими общий КПД устройства. В качестве отражателей 7 наиболее эффективна алюминиевая фольга и полированный тонкостенный алюминиевый лист. На дне 4 камеры и снизу на боковых стенках 6 поверх отражателей 7 расположены The polymerization chamber 1 has the form of a parallelepiped, is mounted on the supporting posts 2, it can be of a walk-through or dead-end type and is closed by heat-insulating doors 3. A narrow longitudinal slit 5 is made in the bottom 4 of the chamber 1 (it is pass-through for a pass-through type). All the internal parts of the chamber 1 — the side walls 6, the ceiling, the bottom 4 and the doors 3 are closed by radiant reflectors 7, which reduce the heating of the outer surface of the chamber 1, help to preserve the generated heat inside the chamber 1 and increase the overall efficiency of the device. As reflectors 7, aluminum foil and polished thin-walled aluminum sheet are most effective. At the bottom 4 of the chamber and below on the side walls 6 over the reflectors 7 are located

нагреватели 8, например, керамические излучатели инфракрасного спектра с длиной волны от 1 до 1,2 мкм. С внешней стороны на боковой стенке 6 корпуса камеры 1 находится блок управления 9, соединенный с термодатчиком 10, расположенным с внутренней стороны на боковой стенке 6 камеры 1.heaters 8, for example, ceramic infrared emitters with a wavelength of from 1 to 1.2 microns. On the outside on the side wall 6 of the housing of the camera 1 is a control unit 9 connected to a temperature sensor 10 located on the inside on the side wall 6 of the camera 1.

Транспортная система перемещения обрабатываемых изделий 11 выполнена в виде тележки 12, снабженной в верхней части подвесками 13, а в нижней части - защитным экраном 14. На подвесках 13 закрепляют изделия 11 для последующей их обработки в камере 1. Защитный экран 14 укреплен на тележке 12 таким образом, что при размещении тележки внутри камеры 1, защитный экран 14 прилегает ко дну 4 камеры 1 и плотно закрывает щель 5 сверху. Тележка 12 сконструирована таким образом, чтобы верхняя ее часть с защитным экраном 14, подвесками 13 и обрабатываемыми изделиями 11 вводилась внутрь камеры 1, проходя в узкой щели 5. При этом нижняя часть тележки 12, находящаяся под защитным экраном 14, располагается под камерой 1 и не подвергается нагреву.The transport system for moving the processed products 11 is made in the form of a trolley 12, equipped with suspensions 13 in the upper part and a protective shield 14. At the pendants 13, the articles 11 are fixed for subsequent processing in the chamber 1. The protective shield 14 is mounted on the trolley 12 so so that when placing the trolley inside the chamber 1, the protective screen 14 is adjacent to the bottom 4 of the chamber 1 and tightly closes the slot 5 on top. The trolley 12 is designed so that its upper part with a protective screen 14, pendants 13 and processed products 11 is introduced into the chamber 1, passing in a narrow slot 5. In this case, the lower part of the trolley 12, located under the protective screen 14, is located under the camera 1 and not exposed to heat.

Работа устройства осуществляется следующим образом.The operation of the device is as follows.

На подвесках 13 тележки 12 закрепляют изделия 11 с предварительно нанесенным на них порошковым покрытием. Через открытую дверь 3 по узкой щели 5 верхнюю часть тележки 12 с обрабатываемыми изделиями 11 вводят внутрь камеры 1, при этом защитный экран 14 плотно закрывает сверху узкую щель 5 в дне камеры 4. Затем дверь 3 закрывают, образовав замкнутый объем рабочей камеры 1. Включают блок управления 9, соединенный с нагревателями 8, например, керамическими излучателями, работающими в области инфракрасного спектра. Такие нагреватели в первую очередь нагревают поверхности и предметы, находящиеся в зоне их действия, а не воздух, поэтому выделяемое тепло сначала равномерно нагревает окрашенное порошковой краской изделие 11, а затем, за счет конвекции прогревается и воздух во всем объеме камеры 1, в результате чего устройство быстро выходит на режим полимеризации. Нагреватели 8 обеспечивают равномерный прогрев изделий без принудительной циркуляции воздуха в камере 1. Экспериментально установлено, что равномерность нагрева изделий 11 достигается при расположении нагревателей 8 на дне 4 камеры и снизу на боковых стенках 6. Быстрый выход печи на режим полимеризации приводит к улучшению характеристик покрытия, так как поверхностный слой полимера оплавляется после внутреннего слоя и не препятствует выходу побочных продуктов полимеризации и воздуха, находящегося между гранулами порошка, а, следовательно, не прорывается верхний слой краски и не образуются «кратеры» на поверхности полимерного покрытия при его отверждении.On the suspensions 13 of the trolley 12, the articles 11 are fixed with a powder coating previously applied to them. Through an open door 3 along a narrow slit 5, the upper part of the trolley 12 with the processed products 11 is introduced into the chamber 1, while the protective screen 14 tightly closes the narrow slot 5 at the bottom of the chamber 4. The door 3 is then closed, forming a closed volume of the working chamber 1. Turn on a control unit 9 connected to heaters 8, for example, ceramic emitters operating in the infrared spectrum. Such heaters primarily heat surfaces and objects located in their area of effect, and not air, therefore, the generated heat first uniformly heats the product painted with powder paint 11, and then, due to convection, the air in the entire volume of chamber 1 is also heated, as a result of which the device quickly goes into polymerization mode. The heaters 8 provide uniform heating of the products without forced air circulation in the chamber 1. It has been experimentally established that uniform heating of the products 11 is achieved when the heaters 8 are located on the bottom 4 of the chamber and below on the side walls 6. A quick exit of the furnace to the polymerization mode leads to an improvement in coating performance, since the surface layer of the polymer melts after the inner layer and does not impede the release of by-products of polymerization and air located between the powder granules, and, the investigator o, does not break the top coat and not formed "craters" on the surface of the polymeric coating during its cure.

В зависимости от вида краски и типа покрываемых изделий рабочий режим камеры может быть рассчитан и выставлен на температуру от 50°С до 300°С. Термодатчик 10 Depending on the type of paint and the type of products to be coated, the operating mode of the camera can be calculated and set at a temperature of 50 ° C to 300 ° C. Temperature sensor 10

регистрирует температуру в течение всего процесса полимеризации покрытия и подает электрические сигналы на блок управления 9, регулирующий этот процесс. Время проведения процесса полимеризации колеблется от 5 до 50 минут. В каждом конкретном случае задается свое время полимеризации.registers temperature during the entire process of coating polymerization and provides electrical signals to the control unit 9, which regulates this process. The duration of the polymerization process ranges from 5 to 50 minutes. In each case, a specific polymerization time is set.

Следует еще раз отметить, что внутрь камеры вводится только верхняя часть тележки, а нижняя ее часть остается вне камеры и не подвергается нагреву. За счет этого также снижается время выхода печи на режим полимеризации. Наличие защитного экрана, размещаемого над щелью внутри камеры, ограничивает нагреваемый объем. Отсутствие циркулирующего устройства в камере полимеризации и, как следствие, отсутствие движения нагретого воздуха, обеспечивает безопасность формирования полимерного покрытия путем исключения возможности воспламенения летучих веществ и предотвращает загрязнение покрытия.It should be noted once again that only the upper part of the trolley is inserted inside the chamber, and its lower part remains outside the chamber and is not exposed to heat. Due to this, the time for the furnace to enter the polymerization mode is also reduced. The presence of a protective screen placed above the slit inside the chamber limits the heated volume. The absence of a circulating device in the polymerization chamber and, consequently, the absence of movement of heated air, ensures the safety of the formation of the polymer coating by eliminating the possibility of ignition of volatile substances and prevents contamination of the coating.

Преимущество заявляемой полезной модели по сравнению с известной, выбранной за прототип, заключается в том, что при совпадении внешних габаритных размеров обеих камер полимеризации полезный объем заявляемой камеры существенно больше, что влияет на количество одновременно обрабатываемых изделий.The advantage of the claimed utility model in comparison with the known one selected for the prototype is that when the external overall dimensions of both polymerization chambers coincide, the useful volume of the claimed chamber is significantly larger, which affects the number of simultaneously processed products.

Claims

A device for the polymerization of powder coatings, including a polymerization chamber with heaters and a transport system for moving the processed products, characterized in that the heaters are made in the form of ceramic emitters of the infrared spectrum, while the walls of the polymerization chamber mounted on the support posts are provided with radiant reflectors made, for example , of aluminum foil, and in the bottom of the chamber a narrow longitudinal slot is made to accommodate the transport system, which is a trolley equipped a protective screen located above the slit of the camera, and pendants for the processed products.