Система нагрівання, сушіння, запікання і полімеризації

Реферат: Система нагрівання, сушіння, запікання і полімеризації містить герметичний корпус з основою, з системою нагріву і блоком управлiння, причому в корпусі додатково розміщені наповнювач і встановлений між ним і корпусом відбивач, система нагріву у вигляді інфрачервоних випромінювачів кріпиться вздовж стінок корпусу і представлена як монтажна панель, що складається з відповідної кількості секцій, кожна секція містить силову рамку, термоізоляційний матеріал зверху нього обшивка з відбиваючого матеріалу, алюмінієві шини, на них паралельно основі камери встановлюються лампи інфрачервоного спектра випромінювання, система нагріву підключається термостійкими проводами до блока управління. UA 122528 U (12) UA 122528 U UA 122528 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі полімеризації фарб, а саме до джерел інфрачервоного випромінювання для нагрівання, сушіння, запікання і полімеризації фарби для різних виробів, а також можливе використання в харчовій промисловості та інш. Відомі стаціонарні газові інфрачервоні обігрівачі (ІЧО) промислового типу, наприклад конструкція газових ІЧО виробництва фірми ROBERT GORDON (США), серій CoRayVac і Caribe. Основними частинами цього обігрівача є інжекторний газовий пальник, труба-теплообмінник, в якій відбувається процес горіння і по якій транспортуються продукти цього горіння, електричний вентилятор-димосос (встановлюється на протилежному пальнику кінці теплообмінника), відбивач і димар (труба для відводу охолодилися продуктів горіння за межі приміщення). Одна з необхідних операцій при отриманні покриттів з термореактивних порошкових фарб їх затвердіння. Мета цієї операції - отримання бажаних декоративних властивостей покриттів. Для виконання даного завдання використовують нагрівальні пристрої (печі). Вони повинні нагрівати деталь швидко до бажаної температури без пошкодження покриття і забезпечувати виведення побічних продуктів, що виділяються при затвердінні. Для нагрівання деталей при формуванні покриттів можливі три способи: - конвективний підведення теплоти, при якому енергія, необхідна для нагрівання деталей, передається від гарячого циркулюючого повітря; - променистий теплообмін, при якому поверхня деталі нагрівається безпосередньо в результаті поглинання електромагнітного випромінювання без нагрівання повітря; - індукційний нагрів, при якому енергія передається індукованими електричними вихровими струмами, які генерують тепло в металевій деталі. Інфрачервоні (ІЧ) печі дозволяють нагрівати деталі набагато швидше в порівнянні з конвективними печами. Змінюючи питомі потужності, можна істотно регулювати цикл нагріву в сторону зменшення або збільшення. Високі швидкості ІЧ нагріву дозволяють формувати покриття, не вдаючись до повного нагрівання всієї маси виробу. Можна швидко нагріти поверхню і так само швидко охолодити її. Таким чином, загальний час обробки значно зменшується. Короткохвильові випромінювачі забезпечують найвищі швидкості нагріву (температура 1600-2000 °C). Короткохвильове інфрачервоне випромінювання (SHORT WAVE) здатне вільно проникнути через все покриття до поверхні металу. Тому лакофарбове покриття починає нагріватися від поверхні металу, починаючи з внутрішніх шарів. Ніщо не перешкоджає виходу розчинника з внутрішніх шарів, що дозволяє скоротити час сушіння і поліпшити якість покриття. Розчинник, поступово переходячи в зовнішні шари покриття, збільшує в зовнішньому шарі свою концентрацію, що сприяє кращому розтіканню фарби по всій забарвленої поверхні. В основі інфрачервоних систем нагріву, сушки, запікання і полімеризації фарби лежить використання короткохвильового інфрачервоного випромінювання лінійних кварцових галогенних ламп, в результаті чого забезпечуються оптимальні температурні умови. Використовуються лампи КГТ (кварцова галогенна термоізлучатель) з потужністю від 500 до 2000кВт і колірною температурою від 2000 до 2800К. За рахунок просторово-часового управління, інфрачервоне випромінювання забезпечує рівномірний розподіл теплового потоку по поверхні виробів і рівномірний їх розігрів. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення системи нагрівання, сушіння, запікання і полімеризації шляхом використання короткохвильового інфрачервоного випромінювання лінійних кварцових галогенних ламп, щоб забезпечити оптимальні температурні умови для формування міцного полімерного покриття. Поставлена задача вирішується тим, що створена система нагрівання, сушіння, запікання і полімеризації містить герметичний корпус з основою, з системою нагріву і блок управлiння, згідно з корисною моделлю, в корпусі додатково розміщені навовнювач і встановлений між ним і корпусом відбивач, система нагріву у вигляді інфрачервоних випромінювачів кріпиться вздовж стінок корпусу і представлена як монтажна панель, що складається з відповідної кількості секцій, кожна секція містить силову рамку, термоізоляційний матеріал зверху нього обшивка з відбиваючого матеріалу, алюмінієві шини, на них паралельно основі камери встановлюються лампи інфрачервоного спектра випромінювання, система нагріву підключається термостійкими проводами до блоку управління. Згідно з корисною моделлю, блок управління це електрична шафа з силовими і керуючими компонентами який знаходиться зовні корпусу. Система нагріву - це монтажна панель (панель інфрачервоного (ІЧ) випромінювання), конструктивно збиральний вузол забезпечує підключення джерел інфрачервоного випромінювання до силової лінії живлення, дає можливість вільного монтажу у внутрішньому обсязі ІЧ систем. 1 UA 122528 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Управління ІЧ панеллю відбувається за допомогою зміни потужності, осциляція і плавного пуску. Керуюча частина може бути реалізована на сенсорній панелі або на цифровому регуляторі. Дана корисна модель дозволяє забезпечувати невеликі або істотні кількості пристроїв інфрачервоного випромінювання, що мають високу вибірковість по довжині хвилі і що полегшують використання інфрачервоного випромінювання для абсолютно нових класів застосувань і методів, які раніше не були доступні. За рахунок просторово-часового управління, інфрачервоне випромінювання забезпечує рівномірний розподіл теплового потоку по поверхні виробів і рівномірний їх розігрів. Важлива особливість інфрачервоної системи є менша встановлена потужність нагрівачів і відносно швидкий вихід на робочу температуру, в порівнянні з конвекційними печами аналогічного призначення. Система представлена на кресленнях. Фіг. 1 - Загальна схема системи. Фіг. 2 - фрагмент системи нагріву, а саме секція інфрачервоних випромінювачів. Система містить герметичний корпус 1, теплоізолятор 2 у вигляді термоізолюючого наповнювача, і встановленого між ними відбивача 3, систему нагріву 4 розміщених в корпусі 1, блок управління 5. Система нагріву у вигляді інфрачервоних випромінювачів представлена як монтажна панель що складається з відповідної кількості секцій, кожна секція (Фіг. 2) - це силова рамка 6, термоізоляційний матеріал 7 зверху нього обшивка з відбиваючого матеріалу 8, алюмінієві шини 9, лампи інфрачервоного спектра випромінювання 10 прикручуються до шин 9. Усередині корпусу обшивка внутрішнього простору - це матеріал з властивостями, що відбивають та дозволяють ефективно відводити променеву енергію від внутрішніх стінок ІЧ систем, повертаючи енергію на поверхню нагрівається об'єкта. Блок інтелектуального управління виконує функцію управління, контролю и регулювання параметрів температурного и тимчасового режимів роботи системи при заданих значеннях. Блок інтелектуального управління - електронний пристрій, що містить силові компоненти и електроніку необхідну для управління ІЧ системи. Блок представляє собою програмованій контролер з набором програм и режимів для повного забезпечення роботи конкретної ІЧ системи. Блок інтелектуального управління має наступні параметри для управління: установка температури; час витримки; включення конвекції; аварійна температура; час охолодження; час вентиляції; потужність нагріву; гістерезис; осциляції час включення; осциляції час вимикання; коефіцієнти ПІД регулятора пропорційний; коефіцієнти ПІД регулятора - інтегральний; коефіцієнти ПІД регулятора- диференційний; кількість секцій; конфігурація секцій. Приклад 1. Загальна схема роботи системи, що заявляється, полягає в наступному. У герметичному корпусі 1 йде завантаження пофарбованого виробу. Вмикають блок управління 5 ІЧ системи (печі). Вибирають програму, наприклад "Запікання". Виконують старт системи і чекають закінчення процесу. Після закінчення циклу термообробки вироби вилучаються з печі, і остигають в приміщенні при кімнатній температурі. Приклад 2. Завдяки системі, що заявляється, можлива сушка виробів після камери мийки із заданою температурою і потужністю випромінювання, запікання полімерних фарб в режимі відповідному типу конкретної фарби, попереднє нагрівання виробів перед обробкою або напиленням до необхідної температури, сублімація і запікання покриттів на виробах з МДФ, скла, харчових продуктів та інше. Приклад 3. Пристрій призначений для полімеризації епоксидних, епоксидно-поліефірних, поліефірних термореактивних порошкових фарб і термопластичних порошкових фарб при температурі 120-450 °C, нанесених на вироби, які треба фарбувати, а також нанесення декоративного покриття, використовуючи сублімаційний метод перенесення зображення з плівки на виріб. За допомогою фарбувального поста на поверхню виробу наноситься шар порошкового барвника. Потім вироби поміщаються в піч. Під впливом інфрачервоного випромінювання галогенних ламп порошкові барвники плавляться при стабільній заданій температурі протягом заданого часу, утворюючи міцний фарбувальний шар. Стабілізація заданої температури і витримка заданого часу з наступним вимкненням нагрівачів відбувається автоматично. Після закінчення циклу термообробки вироби вилучаються з печі, і остигають в приміщенні при кімнатній температурі. Приклад 4. Порівняльна характеристика печей ІК і конвективного нагріву наведена в таблиці. 2 UA 122528 U Таблиця Характеристика Необхідна довжина конвеєра, м Час розігріву Час термообробки Інтервал температури виробів, °C Експлуатаційні переваги Кількість деталей в печі Вимоги монтажу 5 Короткохвильова ІЧ піч Газова конвективна піч 7-9 90-100 1-90 с 1-10 хв 10-30 хв 10-35 хв 20-220 20-220 Подача енергії може бути припинена або зменшена на 5- Постійно знаходиться 10 % при відсутності виробів в робочому стані печі 13-15 175-225 Попередньо зібрана, Збирається на місці встановити в необхідному місці в Інфрачервона піч забезпечує рівномірний розподіл інфрачервоного випромінювання по поверхні виробів і рівномірний їх розігрів, споживаючи при цьому меншу потужність і забезпечуючи відносно швидкий вихід на робочу температуру в порівнянні з конвекційними печами аналогічного призначення. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 1. Система нагрівання, сушіння, запікання і полімеризації містить герметичний корпус з основою, з системою нагріву і блоком управлiння, яка відрізняється тим, що в корпусі додатково розміщені наповнювач і встановлений між ним і корпусом відбивач, система нагріву у вигляді інфрачервоних випромінювачів кріпиться вздовж стінок корпусу і представлена як монтажна панель, що складається з відповідної кількості секцій, кожна секція містить силову рамку, термоізоляційний матеріал зверху нього обшивка з відбиваючого матеріалу, алюмінієві шини, на них паралельно основі камери встановлюються лампи інфрачервоного спектра випромінювання, система нагріву підключається термостійкими проводами до блока управління. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що блок управління - це електрична шафа з силовими і керуючими компонентами, які знаходяться зовні корпусу. 3 UA 122528 U 4 UA 122528 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5