SU580807A3 - Устройство дл облучени непрерывно движущегос материала - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ

мальное врем  дл  достижени  в камере спек тров обтекани , причем любые изменени  концентрации инертного газа, движущегос  вдоль поверхности материала с покрытием, в особенности в случае обработки ленты материала большой ширины, не позвол ют обеспечить равномерное отверждение.

Можно значительно повысить скорость подачи потока с целью принудительного едувани  атмосферного воздуха, который в противном случае может быть захвачен материалом, или, наоборот, снизить скорость поступательного движени .

Скорость поступательного движени   вл етс  неизменной и определ етс  работой производственной линии, вследствие чего система создани  инертной атмосферы должна соответствовать такой скорости. Более того, в про-изводстве наибольший интерес про вл ют к возможности только однократной установки или регулировани  скорости подачи потока газа , котора  к тому же по экономическим соображени м должна быть минимально возможной .

Кроме того, в зависимости от конкретной цели при.менени  оборудовани , измен етс  не только скорость работы оборудовани  производственной линии, но также периодически измен ютс  габаритные размеры материала, в особенности ширина обрабатываемого материала , котора  может оказатьс  меньше максимальной .

Таким образо.м, дл  удовлетворени  промышленным требовани м, которые предъ вл ютс  к системам обработки облучением, должны обеспечивать приемлимое равномерное отверждение независимо от изменений в работе стандартной производственной линии, завис щих от ширины обрабатываемого материала и линейной скорости движени  материала, при одной определенной установленной общей скорости подачи потока. Эта система должна обладать способностью измен тьс  в размерах и измен ть параметры потока газа, что позвол ет сообщить заданные размеры установке и обеспечить, таким образом, равномерную обработку материала любой ширины с любой требуемой скоростью. Кроме того, после однажды установленных размеров системы дл  максимальной ширины материала и максимальной скорости работы технологической линии, эта система должна обеспечивать эквивалентную обработку материалов значительно меньшей ширины или при .меньшей линейной скорости без необходимости из.мен ть параметры системы.

Известно устройство дл  облучени  непрерывно движущегос  материала, содержащее корпус, в котором выполнена камера дл  обработки материала с размешенным в ней источником излучени , образуюш,а  с входным и выходным каналами, выполненными в корпусе , кожух.

В этом устройстве скорость движени  материала устанавливают равной приблизительно 55 м/мин, а ширина обрабатываемого материала ограничена величиной, не превышающей 38 см. На практике ширина материала зависит от его технического назначени  и.

соответственно, обусловливает изменени  работы производственной линии согласно такому назначению. Ширина материала, достигающа  203 см, встречаетс  редко. Несматр  на относительно низкую скорость движени  потока газа, котора  указана, отсутствует какоелибо упоминание о том, что конструкци  систе .мы позвол ет измен ть линейные габаритные размеры с целью обработки значительно более широкого .материала или более узкого с различными линейными скорост ми.

0Цель изобретени  - обработка материалов

различных размеров с обеспечением регулировки режимов обработки.

Постановленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено камерой высокого давлени , выполненной в корпусе и соединенной с кожухом наклонным каналом дл  впуска газа, выполненным в виде шели, а кожух снабжен патрубком дл  подачи инертного газа и направл юшей перегородкой с отверстием, соедин юшим кожух с ат.мосферой.

0Устройство .может иметь механизм подъема

кожуха, источник инертного газа, например азота. Источник излучени  .может быть выполнен в виде генератора плазменной дуги или ультрафиолетового излучени , а дно кожуха образовано обрабатываемы.м материалом,

5 представл ющим собой бесконечную ленту. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство , продольный разрез; на фиг. 2 - камера повышенного давлени  и канал дл  впуска газа в аксоно.метрии; на фиг. 3 - устройство в аксонометрии; на фиг. 4-6 - канал в аксоно .метрИИ; на фиг. 7 и 8 - устройство соответственно дл  обработки подложек треугольного и круглого сечени ; на фиг. 9 - схема путей движени  потоков дл  отдельных элементарных объемов инертного газа, покидающего канал дл  впуска газа и проход щего соответственно через проходы дл  впуска и выпуска газа; на фиг. 10 - устройство, общий вид; на фиг. И-сечение А-А фиг. 10,; на фиг. 12 - сечсгше Б-Б фиг. 11.

Системы дл  поддержани  атмосферы

инертного газа вокруг обрабатываемой поверхности хорошо известны. Предлагаема  система предназначена дл  улучщени  аэродинамики обтекани  инертного газа, котора  обеспечивает сдувание воздуха с обрабатываемой поверхности инертным газом при соотношении единицы объема на единицу объема без смешени  инертного газа с воздухом. Применение этого соотношени  в отношении динамической системы, в которой материал с покрытием движетс  относительно рабочей зоны, сопр жено с затруднени .ми технологического пор дка.

Claims (6)

1. Материал с покрытием при движении захватывает воздух и переносит его в рабочую зону, что приводит к нарушению условий истечени  и, следовательно, созданию турбулентности . Эта проблема в еще большей степени возрастает по той причине, что в ходе протекани  химического процесса при облучении присутствие лишь незначительного количества кислорода вблизи поверхности материала с покрытием обусловливает ингибирование поверхНОСТИ . Материал 1, который может представл ть собой подложку с покрытием или химическое покрытие большой длины, в частности кусок ленты или кусок другого материала ограниченной длины, например кусок стеновой плиты, пропускают через кожух 2, в котором его подвергают облучению электромагнитными лучами , испускаемыми источником лучей (на фигурах не показан). Источник излучени  смонтирован внутри радиационной камеры или камеры облучени  3 совместно с соответствующими оптическими средствами, предназначенными дл  направлени  энергии электромагнитного излучени  на материал по мере его пропускани  под этим источником. С этой целью можно примен ть любой источник излучени , хот  предпочтительно использовать охлаждаемый изнутри или неохлаждаемый источник. Когда примен ют источник, требующий внешнего охлаждени , дл  отделени  зоны облучени  4 от камеры облучени  3, используют оптически прозрачную среду. Применение охлаждаемых изнутри и неохлаждаемых источников не требует наличи  отделени  зоны облучени  4 и, следовательно, обусловливает целостность кожуха дл  обработки . Типичными охлаждаемыми изнутри источниками излучени   вл ютс  плазменно-дуговые источники. Типичными неохлаждаемыми источниками излучени  электромагнитных лучей  вл ютс  ртутные лампы низкого давлени , излучающие коротковолновые УФ-лучи, или гермицидные лампы,. Кроме того, кожух дл  обработки включает входной канал 5, впускной канал 6, по которому инертный газ подаетс  из камеры повышенного давлени  7, и выходной канал 8. Инертный газ поступает в камеру повышенного давлени  7 от ис- тка инертного газа. Несмотр  на возможна использовани  любого инертного газа предпочтительным  вл етс  азот. Канал - полый проход, имеет поперечное сечение, равномерное по ширине, снабжен самозакрывающимис  кра ми или частично закрытыми кра ми, которые полностью закрьпы при наличии движущегос  материала с покрытием . Длина входного канала 5, а также длина выходного канала 8 должна быть максимально допустимой с практической точки зрени . Место расположени , конфигураци  и ориетаци  впускного канала 6 имеют значение дл  получени  нетурбулентного, несмешивающегос  потока инертного газа внутри кожуха дл  обработки. Таким образом, поток инертного газа, расход которого составл ет 14,2 м на 0,3048 м длины отверсти , соответствует тому значению, которое необходимо дл  создани  равномерного защитного сло  над поверхностью покрыти  движущегос  материала, независимо от линейной скорости движени  этого материала. Более того, после однократной установки расхода потока инертного газа, как это указано , дл  данной максимальной ширины канала устройство дл  обработки считаетс  выведенным на рабочий режим и обеспечивает создание равномерного защитного сло  на поверхности покрыти  движущегос  материала любой ширины при данной ширине отверсти  и любой скорости движени  материала. Впускной канал 6 должен находитьс  по ходу движени  перед входным концом 9 входного канала 5 на рассто нии, которое в 10 раз меньше максимального размера поперечного сечени  канала 5. Высота В канала 6 должна превышать- в 4 раза ширину Г, т.е. рассто ние между боковыми сторонами этого отверсти . Длина Д отверсти  должна быть, i: меньшей мере, практически равной входном;. каналу 5, причем это отверстие должно быть параллельным ширине этого отверсти . Впускной канал 6 также должен быть сориентирован таким образом, что поток инертного газа направл етс  через отверстие 10 в кожух 2 под острым углом относительно продольной оси кожуха 2, который находитс  в пределах от 45 до 90°С. Рассто ние между отверстием И) и движущимс  материалом должно быть минимальным. Величина соотношени  между высотой В и шириной Г не имеет решающего значени  в том случае, когда дл  заполнени  пространства канала используют пористую среду , однако, в изготовлении такой вариант несколько более сложен и  вл етс  более дорогосто щим . Несмотр  на то, что канал 6 выполнен из пары пластин, .которые проход т от щели в верхней стенке канала 5, сама указанна  щель может в действительности представл ть собой канал, выполненный в верхней стенке канала , причем толщина этой щели  вл етс  достаточной дл  того, чтобы было нужное соотношение между высотой В и шириной Г. Га.з, подаваемый во впускной канал 6, проходит от камеры повыщенного давлени  7, котора  по существу представл ет собой газовый резервуар. Площадь поперечного сечени , если смотреть перпендикул рно длине Д впускного канала, камеры повыщенного давлени  7 должна в 10 раз превышать площадь проведенного в длину поперечного сечени  впускного канала 6. Как входной канал 5, так и выходной канал 8  вл ютс  продолжени ми камеры облучени  3 и служат дл  уменьшени  потери инертного газа за счет его выхода из кожуха 2, а также дл  направлени  потока выход щего инертного газа над поверхностью покрыти  материала таким образом, что при этом обес-. печиваетс  сдувание больщей части воздуха с поверхности материала до- его ввода в зону облучени  4. Между отверстием 10 впускного канала и входным концом 9 входного канала 5 существует небольшой, но заметный перепад давлений, который создает обратный поток инертного газа, выход щего из входного канала 5, что предотвращает возможность захвата и вт гивани  внутрь канала совместно с поверхностью покрыти  материала неприемлимых количеств воздуха. Кроме того, выходной канал 8 служит в качестве прохода дл  удалени  незначительной части воздуха, который попадает в кожух 2 совместно с поверхностью материала и переноситс  этим материалом дальше. Инертный газ удерживает такой воздух около поверхности материала и сдувает его, унос  по выходному каналу 8 совместно с выход щим материалом , что преп тствует смещению этого воздуха с инертной атмосферой в камере 3 и его накоплению в ней в количествах, достигающих недопустимого уровн . Размеры поперечных сечений соответственно входного 5 и выходного 8 каналов предпочтительно следует подбирать .таким образом, чтобы они соответствовали размерам поперечного сечени  подвергаемого обработке материала с покрытием. Каналы могут быть выполнены пр моугольными 11, треугольными 12 и цилиндрическими 13. Кроме того, геометрическа  форма впускного канала 6 и камеры повыщенного давлени  7 должна соответствовать аналогичным же образом геометрической форме поперечного сечени  материала. То же самое положение верно дл  камеры облучени  3, в которой желательно обеспечить равномерное облучение приблизительно по всей периферии материала, однако, это не означает, что геометрическа  форма источника излучени  должна быть аналогичной, поскольку соответствующие оптические средства в камере 3 позвол ют достигать идентичных результатов. Как установлено выще, длина канала Е до впускного канала дл  канала любой конфигурации должна в 10 раз превыщать минимальный размер поперечного сечени  канала. Таким образом, дл  канала пр моугольной конфигурации поперечного сечени  Ед составл ет 10/Е g , а Е g Е р , в том случае, если EJ -высота канала, а Е -ширина канала; дл  треугольного сечени  канала Едсоставл ет 10/На , равна по меньшей мере Е (. , а дл  канала с цилиндрическим поперечным сечением ЕВ составл ет, по меньщей мере, 10/Ж где Ж -диаметр поперечного сечени  цилиндра . В том случае, когда материал с покрытием посто нно находитс  внутри кожуха 2, например , при обработке рулона листового м- териала , материал эффективно служит в качестве днища камеры и при этом не требуетс  наличи  какого-либо дополнительного днища. Впускной канал 6 обеспечивает равномерное распределение потока инертного газа в кожухе 2, причем этот поток направлен в основном в сторону поверхности движущегос  материала. Геометрическа  форма впускного канала 6, как это описано выще, обеспечивает возможность следовани  каждого практически элементарного объема инертного газа в виде потоков практически параллельными пут ми равной длины к выходному концу входного канала 5 и параллельными пут ми (в виде потоков) равной длины к выходному отверстию выходного канала 8. Это видно на диаграмме, где символами обозначены практически равные дискретные элементарные объемы инертного газа, движущиес  в направлении, входного конца 9, а символами И, -И. обозначены практически равные дискретные элементарные объемы инертного газа, движущегос  в направлении отверсти  14. Дискретные элементарные объемы За не об зательно должны быть равными дискретным элементарным объемам . Кроме того, отсутствует необходимость равенства длины пути потоков от отверсти  10 к входному концу 9 каналов 5 и длины пути потоков от отверсти  10 до выходного отверсти  14 канала 8. Тем не менее следует указать , что потоки инертного газа, который поступает из впускного канала 6, подавл ютс  во всех направлени х, исключа  продольное направление. Это  вление обеспечивает образование равномерного инертного защитного сло  над материалом покрыти  по всей его щирине и установление линейного масщтабного соотношени  между потоком инертного газа и щириной канала при полной независимости от ширины материала спокрытием. Таким образом, поскольку ширина отверстий каналов достаточна дл  обработки материала с покрытием, то любой материал с покрытием меньщей щирины (не имеет значени  насколько эта ширина меньше) можно аналогичным образом обработать без изменени  размеров устройства или скорости истечени  газа. Более того, скорость поступательного движени  материала можно измен ть без изменени  в процессе обработки выщеуказанных условий, даже несмотр  на тот факт, что при более высоких линейных скорост х врем  экспозиции значительно сокращаетс . Устройство может быть смонтировано на производственной линии. Конвейерна  система 15 транспортирует материал с покрытием к кожуху 2 дл  обработки, который установлен на раме 16. Приводимые в действие давлением цилиндры 17 позвол ют регулировать высоту каналов кожуха дл  обработки над конвейерной системой 15. Цилиндры 17 можно приводить в действие вручную с целью регулировани  высоты закрытых каналов, а также автоматически в зависимости от наличи  неровностей и покоробленных участков поверхности проход щего под ними материала, которые не подвергают обработке. В процессе прохождени  материала кожух устройства автоматически поднимаетс  на заданный уровень, привод  в действие заслонку, котора  расположена под камерой облучени  3, и преп тствует испусканию лучей. В камере облучени  3 расположены источник излучени  электромагнитных лучей и соответствующие оптические средства дл  направлени  излучени  в зону облучени  4. Следует отметить, что поверхность конвейера частично используетс  в качестве поверхности днища кожуха 2 устройства. Таким образом , поверхности конвейера и материала с покрытием , когда этот последний проходит через кожух 2 устройства, образуют одно целое кожуха , поскольку они служат в качестве днища камеры обработки. . Впускной канал 6 выполнен в виде удлиненной щели в стенке камеры повышенного давлени  7. Тем не менее этот канал должен характеризоватьс  вышеуказанным соотношением между геометрическими размерами, т.е. он должен быть определенным образом сориентирован , что позвол ет направить поток инертного газа к движущемус  материалу под углом, который образуетс  с продольной осью кожуха, от 45 до 90°. Кроме того, соотношение между высотой и шириной канала 6 должно составл ть нриблизительно 4:1. В выполненном варианте высота В определ етс  плитой,толшиной 12,7 мм, тогда как зазор канала равен 1,588 мм,между конвейерными секци ми 18 и 19, которые опираютс  на раму 16, расположена платформа 20, котора  в сочетании с поверхност ми конвейера образует поверхность днища кожуха 2 устройства . Платформа 20 состоит из первого тефлонового ш.ита с р дом зеркальных секций, которые обраш,ены непосредственно к камере облучени  3, и второго опорного щита, наход щегос  иод первым щитом. Зеркальные секции 21 платформы 20 отражают некоторое количество электромагнитных лучей к кромкам и нижней поверхности движущегос  материала . Как указано выще, при прохождении материала , который не подвергаетс  обработке, вследствие наличи  неровностей или по другой причине, с помощью средств, не показанных на рисунках, приводимые в действие давлением цилиндры 17 автоматически привод тс  в действие , вследствие чего кожух 2 устройства поднимаетс  на заданную высоту над конвейерными секци ми 18 и 19 и платформой 20. Одновременно с приводимыми в действие давлением цилиндрами 17 приводитс  в действие цилиндр 22, также приводимый в действие давлением. Свободный конец порщн  цилиндра 22 соединен с кронштейном 23, который смонтирован с учетом возможности скольжени  с помощью таких средств, как шариковые подшипники, на неподвижно закрепленном стержне 24. Кронштейн 23 также закреплен на заслонке 25, установленной с учетом возможности движени  в осевом направлении на неподвижно закрепленном стержне 24. Нижн   поверхность нижней пластины заслонки 25 служит верхней поверхностью выходного канала 8. В результате приведени  в действие цилиндра 22 его поршень приходит в движение, вызыва  перемещение заслонки 25 под камеру облучени  3, и закрывает ее. По патрубкам 26 поступает охлажающа  среда, котора  обеспечивает охлаждение заслонки 25. Канал 8 ведет в зону облучени  4, верхн   поверхность которого  вл етс  нижней поверхностью 27 камеры повышенного давлени , а нижн   поверхность канала  вл етс  верхней поверхностью платформы 20. В том случае, когдЗ: кожух 2 устройства опускаетс  в рабочее положение, распорные пластины 28, установленные с его противоположных сторон, опираютс  на платформу 20 с образованием пары боковых стенок всего кожуха 2 устройства . В случае необходимости регулировани  рабочего положени , и следовательно, высоты канала над первым установленным уровнем, который определ етс  толщиной распорных пластин 28, можно расположить пару боковых щитков (не показаны). В устройстве внутренн   ширина кожуха составл ет 127 см, т.е. дл  обработки приемле .мым материалом  вл етс  любой материал , максимальна  щирина которого составл ет 121 ,92 см. Высота каналов 5 и 8 в рабочем положении кожуха составл ет 9,525 мм. Длина кожуха 2 от одного конца до другого составл ет 52,40 см. Рассто ние от входного конца входного канала 5 до впускного канала равна- 45,92 см, тогда как рассто ние от впускного канала 6 до камеры облучени  3 составл ет 15,24 см. Длина камеры облучени  равна 45,92 см. Приведенные в данном случае раммеры указаны только в цел х иллюстрации , поско;1ьку в зависимости от конкретных габаритных размеров производственного оборудовани  их можно увеличивать и уменьшать. Следует иметь в виду, что поскольку расход потока газа вычисл ют с учетом вышеприведенного соотношени  ширины канала дл  подачи потока газа размеры можно выбирать в соответствии с доступной шириной имеюшегос  производственного оборудовани . После приведени  в де11ствие вышеописанного устройства, расход потока инертного газа, например азота, можно определ ть в соответствии с соотношением между расходом и шириной канала, как указано выше, причем этот расход составл ет - 1,33 на 0,3048 м ширины канала. Кроме того, обший расход газа, который соответствует нормальной ширине материала и, следовательно, максимальной ширине канала, дл  конкретной промышленной установки можно установить без необходимости дальнейшего регулировани  в соответствии с изменени .ми ширины материала. В нижеследующей части данного подробного описани  приведены примеры, в которых был выбран и установлен посто нным общий расход потока газа, ,5 на 0,3048 м, дл  материалов с шириной, измен ющейс  в широких пределах, максимальное значение которой составл лох121,92 см и при изменении поступ; тельной скорости ,864 м/ /мин до 152,40 /мин. Толщина материала измен лась до величины-6,35 мм. Композицию дл  нанесени  покрытий приготовили с использованием 50 г акрилового эпоксидированного масла соевых бобов, 30 г оксиэтилакрилата и 20 г неопентилгликольциакрилата . К 10-граммовым аликвотам этой композиции добавили по 0,01 моль различных сенсибилизаторов. Покрыти  наносились при толщине влажной пленки 0,0508 мм на стальные панели сорта Бондерит ,Nf9 37 и подвергали их облучению в течение выше указанных промежутков времени в услови х создани  защитной п.ленки из азота с применением в качестве источника облучени  плазменной дуги. Формула изобретени  I. Устройство дл  облучени  непрерывно движущегос  материала, содержащее корпус, в котором выполнена камера дл  обработки материала с размещенным в ней источником излучени , образуюиха  с входным н выходным каналами, выполненными в корпусе, кожух, отличающеес  тем, что, с целью обработки материалов различных размеров и обеспечени  регулировки режимов обработки, оно снабжено камерой высокого давлени , выполненной в корпусе и соединенной с кожухом наклонным каналом, выполненным в виде щели, а кожух снабжен патрубком дл  подачи инертного газа и направл ющей перегородкой с отверстием, соедин ющим кожух с атмосферой.
2. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что оно снабжено механизмом подъема кожуха .
3. 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что оно снабжено источником инертного газа.
4. 4.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что источник излучени  выполнен в виде генератора плазменной дуги.
5. 5.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что источник излучени  выполнен в виде генератора ультрафиолетового излучени .
6. 6.Устройство по пп. 1-5, отличающеес  тем, что дно кожуха образовано обрабатываемым материалом, представл ющим собой бесконечную ленту.

   fuz.S

   Ю

   /J

   fui.9

   . 10