УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ПОКРЫТИЙ ДЕРЕВЯННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1994 года по МПК F26B23/04 F26B3/28 

Изобретение относится к области ультрафиолетовой (УФ) сушки лакокрасочных покрытий различных материалов, в частности к установкам для УФ-сушки покрытий щитовых деревянных деталей.

Известны установки для УФ-сушки покрытий щитовых деталей, содержащие защитную камеру с размещенным внутри нее рольгангом и нагревательные элементы, содержащие ультрафиолетовые излучатели с эллипсоцилиндрическими отражателями, размещенные поперечно над рольгангом. Все нагревательные элементы снабжены механизмом изменения расстояния до поверхности рольганга [1].

Недостаток таких установок - малая универсальность: они малопригодны при необходимости УФ-сушки покрытий не только на пластях щитовых деталей, но и на их торцовых и боковых сторонах (кромках).

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является выбранная в качестве прототипа конструкция установки для УФ-сушки покрытий на щитовых деревянных деталях, которая содержит камеру с размещенным внутри нее рольгангом, ультрафиолетовые излучатели с эллипсоцилиндрическими отражателями, образующие основную группу нагревательных элементов, размещенных поперечно над и под рольгангом, причем последние из них снабжены устройством изменения угла поворота отражателей и часть этих нагревательных элементов направлена в сторону вращения рольганга, а остальные - против, и ультрафиолетовые излучатели с эллиптическими отражателями, образующие дополнительную группу нагревательных элементов, размещенных вдоль боковых сторон рольганга, перпендикулярно плоскости последнего. Все нагревательные элементы основной группы снабжены механизмом изменения расстояния до поверхности рольганга [2].

Недостаток прототипа - низкая экономичность процесса сушки из-за наличия высокомощных и дорогих индивидуальных ультрафиолетовых излучателей дополнительной группы нагревательных элементов и пускорегулирующих аппаратов для них. Это связано с повышенными расходами на электроэнергию, приобретение, монтаж, смену и обслуживание излучателей и пускорегулирующих аппаратов для них.

Цель изобретения - повышение экономичности процесса сушки.

Указанная цель достигается тем, что в установке для сушки покрытий деревянных изделий, содержащей камеру с размещенным внутри нее рольгангом, ультрафиолетовые излучатели с эллипсоцилиндрическими отражателями, образующие основную группу нагревательных элементов, размещенных поперечно над и под рольгангом, причем последние из них снабжены устройством изменения угла поворота отражателей и часть этих нагревательных элементов направлена в сторону вращения рольганга, а остальная - против, и ультрафиолетовые излучатели с эллиптическими отражателями, образующие дополнительную группу нагревательных элементов, размещенных вдоль боковых сторон рольганга, перпендикулярно плоскости последнего. Все нагревательные элементы основной группы снабжены механизмом изменения расстояния до поверхности рольганга. Отражатели дополнительной группы нагревательных элементов выполнены в виде части поверхности, образованной эллипсоидом вращения с эксцентриситетом 0,3-0,85, и установлены по обоим торцам каждого излучателя основной группы нагревательных элементов, размещенных над рольгангом, с возможностью вертикального и горизонтального перемещения.

На фиг.1 показана установка, общий вид; на фиг.2 - то же, фрагмент; на фиг.3 и 4 - установка, поперечные разрезы, в двух вариантах исполнения отражателей дополнительной группы нагревательных элементов; на фиг.5 и 6 - то же, фрагменты.

Установка содержит защитную камеру (не показана), рольганг 3 для транспортирования щитовых деталей 4, основную группу нагревательных элементов, размещенных поперечно над и под рольгангом и содержащих цилиндрические ультрафиолетовые излучатели 1 и 5 и эллипсоцилиндрические отражатели 2 и 6. Последние снабжены устройством изменения угла поворота отражателей 6, и часть из них направлена в сторону вращения рольганга 3, а остальная - против. Все нагревательные элементы основной группы снабжены механизмом изменения расстояния до поверхности рольганга 3. Нагревательные элементы дополнительной группы размещены вдоль боковых сторон рольганга 3 перпендикулярно плоскости последнего и содержат ультрафиолетовые излучатели 1 и эллипсоцилиндрические отражатели 7, выполненные в виде части поверхности, образованной эллипсоидом вращения (показан пунктиром) с эксцентриситетом 0,3-0,85, и установлены по обоим торцам каждого излучателя 1 нагревательных элементов основной группы, размещенных над рольгангом 3 с возможностью вертикального и горизонтального перемещения отражателей 7, например, с помощью тяговых элементов 8. Оси эллипсоидов вращения либо вертикальны, либо наклонны.

При подготовке установки к работе нагревательные элементы основной группы, размещенные над рольгангом 3, устанавливают на таком расстоянии до последнего, чтобы вторые фокальные линии (показаны жирными точками) отражателей 2 совпадали с верхней плоскостью щитовых деталей 4, тогда как их первые фокальные линии совпадают с осями симметрии ультрафиолетовых излучателей 1. Нагревательные элементы основной группы, размещенные под рольгангом 3, устанавливают на таком расстоянии до последнего, чтобы вторые фокальные линии отражателей 6 совпадали с плоскостью продольной симметрии торцевых сторон щитовых деталей 4, тогда как их первые фокальные линии совпадают с осями симметрии ультрафиолетовых излучателей 5. Отражатели 7 дополнительной группы нагревательных элементов устанавливают по вертикали и по горизонтали так, чтобы их вторые фокальные точки совпадали с продольными осями симметрии обращенных к ним боковых сторон щитовых деталей 4, тогда как их первые фокальные точки (также показанные жирными точками) лежат на осях симметрии соответствующих излучателей 1 в пределах светящей части последних.

При работе установки нагревательные элементы основной группы, размещенные над рольгангом 3, производят УФ-сушку покрытий верхних пластей транспортируемых рольгангом 3 щитовых деталей 4 излучением ультрафиолетовых излучателей 1, сконцентрированным отражателями 2 на этом покрытии. Одна часть нагревательных элементов основной группы, размещенных под рольгангом 3, которая направлена в сторону вращения последнего, производит УФ-сушку покрытий на задних торцевых сторонах щитовых деталей 4, а остальная часть, которая направлена против, - на передних, излучением ультрафиолетовых излучателей 5, сконцентрированным отражателями 6 на этих покрытиях. Дополнительная группа нагревательных элементов производит аналогичное действие на покрытия боковых сторон щитовых деталей 4 ультрафиолетовым излучением заштрихованных участков светящего тела излучателей 1, сконцентрированным отражателями 7 (согласно ходу двух лучей) на этих покрытиях.

Повышение экономичности процесса УФ-сушки обеспечивается уменьшением количества высокомощных и дорогих ультрафиолетовых излучателей благодаря устранению потребности в индивидуальных излучателях для нагревательных элементов дополнительной группы (их функцию берут на себя излучатели 1 основной группы нагревательных элементов, размещенных над рольгангом 3) и пускорегулирующих аппаратов для этих излучателей. Достижение цели изобретения основано на эффективном использовании обычно теряемой (рассеиваемой) доли потока излучения ультрафиолетовых излучателей 1 за счет применения эллиптических отражателей 7, без ущерба для производительности процесса сушки. При эксцентриситете указанных эллипсоидов, меньшем 0,3 или большем 0,85, достижение цели затруднено малым концентрирующим действием отражателей 7, что связано со свойствами эллипсоидов вращения и подтверждается экспериментально.

П р и м е р 1. Установка (фиг.1, 3 и 5) содержит защитную камеру, рольганг 3 для транспортирования щитовых деталей 4 (ширина деталей 1200 мм, толщина - 16 мм), четыре нагревательных элемента основной группы, размещенных над рольгангом 3 на таком расстоянии до последнего, что вторые фокальные линии алюминиевых эллипсоцилиндрических отражателей 2 (межфокальное расстояние и эксцентриситет профильного эллипса отражателей равны 150 мм и 0,74 соответственно, коэффициент отражения отражателей 80%) совпадают с верхней плоскостью щитовых деталей 4, тогда как их первые фокальные линии совпадают с осями симметрии излучателей 1 (ртутно-кварцевые трубчатые лампы мощностью 12 кВт с длиной светящей части 1370 мм); четыре нагревательных элемента основной группы, размещенных под рольгангом 3 на таком расстоянии до последнего, что вторые фокальные линии отражателей 6, аналогичных отражателям 2, совпадают с плоскостью продольной симметрии торцевых сторон щитовых деталей 4, тогда как их первые фокальные линии совпадают с осями симметрии ультрафиолетовых излучателей 5, аналогичных излучателям 1, при этом два из этих нагревательных элементов направлены в сторону вращения рольганга 3, под углом 33^о к горизонтали, а остальные два - против, под тем же углом к горизонтали. Алюминиевые эллиптические отражатели 7 (коэффициент отражения 80%) дополнительной группы нагревательных элементов, выполненные в виде части поверхности эллипсоидов вращения с эксцентриситетом 0,3, установлены по вертикали и по горизонтали так, что их вторые фокальные точки совпадают с продольными осями симметрии обращенных к ним боковых сторон (кромок) щитовых деталей 4, тогда как их первые фокальные точки лежат на осях симметрии соответствующих излучателей 1 в пределах светящей части последних. Расстояние между первыми фокальными точками каждой пары сопряженных с излучателями 1 отражателей 7 равно 1018 мм, а между вторыми фокальными точками - 1200 мм (т.е. ширине щитовых деталей 4). Высота отражателей 7 равна 98 мм и зазор между вертикальным срезом отражателей 7 и щитовыми деталями 4 равен 30 мм. При скорости транспортирования щитовых деталей 4 в 12 м/мин УФ-сушка полиэфирного лака ПЭ-2106, нанесенного слоем толщиной 90 мкм, производится до твердости 0,55 единиц по маятниковому твердомеру типа М-3 на верхних пластях и на торцевых сторонах указанных деталей, и до минимально допустимой технологической твердости - 0,49 единиц - на боковых сторонах этих деталей.

П р и м е р 2. Установка (фиг.1, 4 и 6), отличная от таковой по примеру 1 одинаковостью расстояний между первыми и вторыми фокальными точками отражателей 7, сопряженных с излучателями 1: по 1200 мм. Результаты аналогичных испытаний этой установки - как в примере 1.

П р и м е р 3. Установка (фиг.1, 3 и 5), отличная от таковой по примеру 1 тем, что эксцентриситет эллипсоидов вращения равен 0,65. В условиях испытаний по примеру 1 установка обеспечила твердости полученных покрытий на верхних пластях и на торцевых сторонах щитовых деталей 4, равные 0,55 единиц, и на боковых сторонах - 0,54 единиц.

П р и м е р 4. Установка (фиг.1, 4 и 5), отличная от таковой по примеру 3 одинаковостью расстояний между первыми и вторыми фокальными точками отражателей 7, сопряженных с излучателями 1: по 1200 мм. Результаты аналогичных испытаний этой установки - как в примере 3.

П р и м е р 5. Установка (фиг.1, 3 и 5), отличная от таковой по примеру 1 тем, что высота отражателей 7 равна 108 мм, а зазор между вертикальным срезом этих отражателей и щитовыми деталями 4 равен 10 мм. Результаты аналогичных испытаний отличаются от таковых по примеру 1 большей твердостью (0,51) полученного покрытия на боковых сторонах щитовых деталей 4.

П р и м е р 6. Установка (фиг.1, 3 и 5), отличная от таковой по примеру 3 тем, что высота отражателей 7 равна 108 мм, а зазор между вертикальным срезом этих отражателей и щитовыми деталями 4 равен 10 мм. Результаты аналогичных испытаний отличаются от таковых по примеру 3 большей твердостью (0,55) полученного покрытия на боковых сторонах щитовых деталей 4.

П р и м е р 7. Установка (фиг.1, 3 и 5), отличная от таковой по примеру 1 тем, что эксцентриситет эллипсоидов вращения равен 0,85. Результаты аналогичных испытаний - как в примере 1.

П р и м е р 8. Установка (фиг.1, 4 и 6), отличная от таковой по примеру 7, одинаковостью расстояний между первыми и вторыми фокальными точками отражателей 7: по 1200 мм. Результаты аналогичных испытаний - как в примере 7.

П р и м е р 9. Установка (фиг.1, 4 и 6), отличная от таковой по примеру 2 тем, что высота отражателей 7 равна 108 мм, а зазор между вертикальным срезом этих отражателей и щитовыми деталями 4 равен 10 мм. Результаты аналогичных испытаний - как в примере 5.

П р и м е р 10. Установка (фиг.1, 3 и 5), отличная от таковой по примеру 1 тем, что коэффициент отражения отражателей 7 больше (88%), чем у отражателей 2 и 6 (по 80%). Результаты аналогичных испытаний отличаются от таковых по примеру 1 большей твердостью (0,52) полученных покрытий на боковых сторонах щитовых деталей 4.

Использование предложенного решения без ущерба для качества получаемых покрытий и производительности процесса УФ-сушки позволяет повысить экономичность последнего за счет сокращения издержек на электроэнергию, как минимум, благодаря устранению индивидуальных высокомощных ультрафиолетовых излучателей для нагревательных элементов дополнительной группы (при мощности одного излучателя Р=12000 Вт и числе нагревательных элементов дополнительной группы 8 экономится мощность в 96 кВт); общее же энергосбережение выше из-за устранения электрических потерь в пускорегулирующих аппаратах (вследствие устранения последних) для указанных индивидуальных излучателей; уменьшения издержек на приобретение, смену и обслуживание индивидуальных ультрафиолетовых излучателей для нагревательных элементов дополнительной группы.

Сущность изобретения: установка содержит защитную камеру, рольганг продольной подачи деталей, несколько установленных друг за другом на одной высоте над рольгангом основных облучательных приборов с эллипсоцилиндрическим отражателем и ультрафиолетовым источником с цилиндрическим светящим телом, ось которого совпадает с первой фокальной линией отражателя, а вторая лежит вне отражателя. Продольная плоскость симметрии у отражателей перпендикулярна продольной плоскости симметрии рольганга. Все основные облучательные приборы установлены с возможностью регулировки положения по вертикали. Число дополнительных облучательных приборов второй группы равно удвоенному числу основных облучательных приборов, и у каждой пары их ультрафиолетовый источник общий, являющийся ультрафиолетовым источником основного облучательного прибора, с которым эта пара имеет общую продольную плоскость симметрии. Отражатели в каждой паре выполнены в виде элементов образующих их эллипсоидов вращения с эксцентриситетом 0,3 - 0,85 и определенными положениями обоих фокусов. Возможны определенные регулировки положения отражателей дополнительных облучательных приборов второй группы и определенные ограничения их размеров. Возможен коэффициент отражения у отражателей дополнительных облучательных приборов, больший, чем у отражателей остальных облучательных приборов. 6 ил.

УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ПОКРЫТИЙ ДЕРЕВЯННЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащая камеру с размещенным внутри нее рольгангом, ультрафиолетовые излучатели с эллипсоцилиндрическими отражателями, образующими основную группу нагревательных элементов, размещенных поперечно над и под рольгангом, причем последние из них снабжены механизмом изменения угла поворота отражателей и часть их этих нагревательных элементов направлена в сторону вращения рольганга, а остальные - против, а ультрафиолетовые излучатели с эллиптическими отражателями, образующими дополнительную группу нагревательных элементов, размещенных вдоль боковых сторон рольганга, перпендикулярно к плоскости последнего, при этом все нагревательные элементы основной группы снабжены механизмом изменения расстояния до поверхности рольганга, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности процесса сушки, отражатели дополнительной группы нагревательных элементов выполнены в виде части поверхности, образованной эллипсоидом вращения с эксцентриситетом 0,3 - 0,85, и установлены по обоим торцам каждого излучателя основной группы нагревательных элементов, расположенных над рольгангом с возможностью вертикального и горизонтального перемещения.