ЛИНИЯ ДЛЯ ДРОБЕМЕТНОЙ ОЧИСТКИ И КОНСЕРВАЦИИ МЕТАЛЛОПРОКАТА

Полезная модель относится к устройствам для поверхностной обработки металла с целью предотвращения коррозии, в частности, к линиям для дробеметной очистки и последующей консервации фасонного и листового металлопроката, и может быть использована на машиностроительных предприятиях, в том числе на вагоностроительных и вагоноремонтных заводах при подготовке металлопроката для изготовления изделий.
Известна линия для дробеметной очистки и консервации металлопроката (см. Технология вагоностроения. Ремонт и надежность вагонов: Учебник для техникумов по специальности «Вагоностроение» / Батюшин Т.К., Быховский Д.В., Лукашук B.C.; Под общ. ред. Лукашука B.C. - М.: Машиностроение, 1990. - 360 с. - с.279, 280.), включающая установленные в технологической последовательности и связанные между собой транспортными средствами камеру предварительной сушки, дробеметную камеру, камеру окраски и камеру окончательной сушки. Дробеметная камера, камеры окраски и окончательной сушки выполнены изолированными. Камера предварительной сушки выполнена с индукционным устройством для нагрева металлопроката. Камера окончательной сушки содержат устройство для нагрева атмосферного воздуха и систему его циркуляции относительно окрашенных поверхностей металлопроката. В дробеметной камере, камерах окраски и окончательной сушки смонтированы системы вентиляции и очистки воздуха. Транспортные средства выполнены в виде загрузочного и разгрузочного конвейеров, смонтированных соответственно перед камерой предварительной сушки и после камеры окончательной сушки, и промежуточных конвейеров, смонтированными в упомянутых камерах и между ними. Загрузочный и разгрузочный конвейеры технологически связаны со стеллажами в виде шлепперов, предназначенных для подачи металлопроката на загрузочный конвейер и разгрузки разгрузочного конвейера. Линия содержит пульты управления приводами транспортных средств и оборудованием в упомянутых камерах. Линия предназначена для очистки и консервации швеллеров и зетов при изготовлении рам грузовых вагонов.
Недостатком известной линии являются большие энергозатраты на нагрев металлопроката, обусловленные локальным исполнением камер предварительной и окончательной сушки и индукционным исполнением устройства для нагрева металлопроката в камере предварительной сушки, что приводит к неэффективному использованию тепловой энергии и необходимости в повторном нагреве воздуха в камере окончательной сушки. Кроме этого, сравнительно невысокий уровень автоматизации управления линией снижает ее производительность. В совокупности указанные недостатки приводят к существенному увеличению издержек на эксплуатацию линии.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования линии для дробеметной очистки и консервации металлопроката, в которой за счет введения тепловой связи между камерами предварительной и окончательной сушки, а также иного выполнения системы управления обеспечивается существенное снижение энергопотребления при повышении производительности линии, что значительно уменьшает затраты на ее эксплуатацию.
Поставленная задача решается тем, что в линии для дробеметной очистки и консервации металлопроката, включающей установленные в технологической последовательности и связанные между собой транспортными средствами камеру предварительной сушки, дробеметную камеру, камеру окраски и камеру окончательной сушки, при этом транспортные средства выполнены в виде загрузочного, разгрузочного и промежуточных конвейеров, оборудованных приводами, согласно полезной модели камера предварительной сушки соединена с камерой окончательной сушки посредством воздуховода, выполненного с возможностью подачи нагретого воздуха из камеры предварительной сушки в камеру окончательной сушки, а линия содержит систему управления, выполненную с возможностью автоматического управления в технологической последовательности операций приводами транспортных средств и оборудованием в упомянутых камерах.
При этом целесообразно, чтобы камера предварительной сушки содержала систему вентиляции, устройство для нагрева атмосферного воздуха и связанные с ним системы циркуляции и рециркуляции нагретого воздуха, а камера окончательной сушки содержала нагревательное устройство, связанное с системой циркуляции и рециркуляции нагретого воздуха, и систему вентиляции, выполненную с устройствами для очистки отработанного воздуха.
Также целесообразно, чтобы система управления была выполнена с возможностью наладки приводов транспортных средств и оборудования в упомянутых камерах с учетом вида и размеров обрабатываемого металлопроката, диагностики средств контроля и.управления на транспортных средствах и в упомянутых камерах и блокирования работы линии при нештатном состоянии и/или поступлении сигнала об отказе транспортных средств и/или оборудования в камерах.
Совокупность общих и отличительных существенных признаков заявляемой полезной модели позволяет существенно снизить энергопотребление и повысить уровень 3 автоматизации, что значительно уменьшает затраты на эксплуатацию линии. Соединение камер предварительной и окончательной сушки посредством воздуховода, выполненного с возможностью подачи нагретого воздуха из камеры предварительной сушки в камеру окончательной сушки, позволяет повторно использовать теплый воздух, существенно снижая за счет этого энергопотребление в камере окончательной сушки. Снижение энергопотребления в камере окончательной сушки достигает своего максимума в периоды зимней эксплуатации линии при низких температурах атмосферного воздуха. Кроме этого, исполнение линии с системой управления, выполненной с возможностью автоматического управления приводами транспортных средств и оборудованием в упомянутых камерах в технологической последовательности операций, позволяет существенно повысить ее производительность. Дополнительное снижение энергопотребления на нагрев атмосферного воздуха и поддержание температурного рабочего режима достигается за счет выполнения камеры предварительной сушки с устройствами для циркуляции и рециркуляции нагретого воздуха, а также оборудования камеры окончательной сушки устройством для рециркуляции нагретого воздуха. В совокупности указанные недостатки приводят к существенному снижению затрат на эксплуатацию линии.
Заявляемое техническое решение поясняется на примере конструктивного исполнения линии для дробеструйной очистки и консервации металлопроката, разработанной Обществом с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Техвагонмаш", г.Кременчуг, Украина.
Сущность полезной модели поясняется представленными фигурами чертежей, где на фиг.1 показано схематическое изображение линии; на фиг.2 - принципиальная схема системы вентиляции, нагрева и циркуляции воздуха; на фиг.3 - принципиальная схема системы управления.
Линия состоит (фиг.1, 2) из установленных в технологической последовательности и связанных между собой транспортными средствами камеры предварительной сушки 1, дробеметной камеры 2, камеры окраски 3 и камеры окончательной сушки 4. Транспортные средства выполнены в виде загрузочного 5 и разгрузочного 6 конвейеров с приводами и технологически связанных с ними стеллажей 7 и 8, выполненных в виде шлепперов с приводами, а также промежуточных конвейеров 9-12 с приводами. Загрузочный 5 и разгрузочный 6 конвейеры со стеллажами 7 и 8 смонтированы, соответственно, перед камерой предварительной сушки 1 и после камеры окончательной сушки 4.
Промежуточные конвейеры 9-12 смонтированы, соответственно, внутри упомянутых камер 1-4 и между ними. При этом загрузочный 5 и разгрузочный 6 конвейеры и промежуточные конвейеры 9-11, смонтированные в камерах предварительной сушки 1, в дробеметной камере 2 и между последней и камерой окраски 3, выполнены в виде рольгангов, а промежуточный конвейер 12, смонтированный в камерах окраски 3 и окончательной сушки 4, выполнен в виде цепного конвейера с приводом и ложементами для крепления металлопроката, исключающими повреждение краски на его поверхности (не показаны).
Камера предварительной сушки 1 предназначена для сушки металлопроката при температуре 35°С-45°С и выполнена (фиг.2) в виде смонтированной на фундаменте (не показан) камеры с размещенными в ней нагревательным устройством 13, системами циркуляции и рециркуляции нагретого воздуха и системой вентиляции. Нагревательное устройство 13 выполнено в виде дизельной воздуходувной горелки с жаровой трубой (не показаны). Система циркуляции содержит два вентилятора 14 для нагнетания смеси атмосферного и отработанного нагретого воздуха в нагревательное устройство 13 и последующей подачи воздуха, нагретого до температуры 250°С, через каналы воздуховодов (не показаны) и регулируемые жалюзи 15 на поверхность металлопроката. Система вентиляции содержит устройства 16 для забора атмосферного воздуха и устройства 17 для отвода продуктов сгорания из упомянутой камеры. Камера предварительной сушки 1 соединена с камерой окончательной сушки 4 посредством изолированного воздуховода 18 с управляемой заслонкой 19 для передачи части воздуха, нагретого до температуры 220°С.
Дробеметная камера 2 предназначена для очистки поверхности обрабатываемого металлопроката от ржавчины и окалины и выполнена (фиг.2) в виде смонтированной на фундаменте камеры с изолированной внутренней рабочей камерой, в которой размещены дробеметная установка, система циркуляции дроби, ротационная щетка с устройством для ее перемещения относительно металлопроката (не показаны), устройство для обдува 20 поверхности металлопроката, а также системы вентиляции и очистки воздуха. В зависимости от требуемой производительности линии и размеров металлопроката в рабочей камере может быть смонтировано от 4 до 8 дробеметных аппаратов. Устройство для обдува 20 выполнено в виде вентилятора и щелевых форсунок (не показаны). Система вентиляции выполнена с возможностью забора воздуха из производственного помещения. Система очистки воздуха выполнена в виде фильтровальной установки 21, которая содержит патронные фильтры, пневматическую систему с электропневмоклапанами для их регенерации (не показаны) и два вентилятора 22.
Камера окраски 3 предназначена для нанесения на поверхность металлопроката в автоматическом режиме быстросохнующего грунта и выполнена (фиг.2) в виде смонтированной на фундаменте (не показан) камеры с размещенными в ней устройством для окраски и системами фильтрования и вентиляции воздуха (не показаны). Устройство для окраски предназначено для окраски металлопроката в автоматическом режиме способом безвоздушного распыления, рассчитанного на применение широкого спектра грунтов, и снабжено регулирующей аппаратурой, позволяющей наносить покрытие толщиной от 15 до 70 мкм, приводом для перемещения распылителей относительно поверхности металлопроката и системами распознавания металлопроката и управления окраской (не показаны). Система фильтрования выполнена с возможностью захватывания частичек краски, не попавших на металлопрокат, и подачи их с воздушным потоком в специальные фильтры, установленные в воздуховодах для отработанного воздуха (не показаны). Система вентиляции воздуха содержит устройства 23 для забора атмосферного воздуха и устройства 24 для отвода отфильтрованного отработанного воздуха из упомянутой камеры 3.
Камера окончательной сушки 4 предназначена для сушки нанесенного на металлопрокат грунта и выполнена (фиг.2) в виде смонтированной на фундаменте (не показан) камеры, в которой размещены нагревательное устройство 25, регулируемые жалюзи для обдува металлопроката 26, система циркуляции, объединенная с рециркуляцией, и система вентиляции и очистки отработанного воздуха. Нагревательное устройство 25 выполнено в виде дизельной воздуходувной горелки с жаровой трубой (не показаны), которая используется при недостаточном количестве нагретого воздуха, поступающего по воздуховоду 18 из камеры предварительной сушки 1. Система циркуляции воздуха объединена с рециркуляцией и содержит три вентилятора 27, которые обеспечивают циркуляцию воздуха внутри камеры 4, его смешивание с нагретым воздухом, поступающим по воздуховоду 18, и подачу подготовленного воздуха с температурой 80°С через каналы воздуховодов (не показаны) и жалюзи 26 на поверхность металлопроката. В процессе рециркуляции нагретого воздуха осуществляется его очистка в фильтрах предварительной очистки и потолочных и напольных фильтрах (не показаны). Система вентиляции объединена с очисткой отработанного воздуха и содержит вытяжные устройства 28 для отвода отработанного воздуха из упомянутой камеры 4, выполненные с управляемыми заслонками (не обозначены), и фильтр 29.
Управление линией осуществляется посредством системы управления, выполненной с возможностью управления линией в автоматическом режиме.
Система управления включает в себя (фиг.3):
- шкафы управления 30-33 упомянутыми камерами 1-4;
- пульты управления 34-35 стеллажами 7 и 8.
Объектами управления являются электрические приводы транспортных средств и электрические и пневматические приводы оборудования (не показаны) в камерах 1-4.
Для управления указанными объектами предусмотрены средства контроля и управления, включающие механические, индуктивные и оптические датчики, n-кодеры, реле давления и электромагниты пневмораспределителей в пневматической системе (не показаны).
Система управленим построена на базе управляющего контролера 36 и сенсорной панели 37 и подключена к трехфазной сети электропитания напряжением 380 В и частотой 50 Гц.
Система управления обеспечивает:
- включение электрических силовых цепей линии;
- наладку в автоматическом режиме оборудования в каждой из камер 1-4, скорости подачи металлопроката транспортными средствами и средств контроля и управления;
- диагностику в автоматическом режиме средств контроля и управления в каждой из упомянутых камер 1-4;
- автоматический режим управления линией;
- остановку работы линии, в том числе, аварийную, при выполнении любой из операций;
- блокирование электрических и пневматических цепей линии при нештатном состоянии или поступлении сигнала об отказе транспортных средств и оборудования в камерах 1-4.
Оборудование, входящее в состав линии, транспортные средства и система управления выполнены с возможностью очистки и консервации листового и фасонного металлопроката массой до 12000 кг и со следующими габаритными размерами: длина - от 4000 до 12000 мм, ширина - от 1800 до 3200 мм, высота или толщина листов - от 3 до 300 мм. Габаритные размеры линии 63800×10910×6900 мм, масса - 124000 кг.
Работа линии осуществляется следующим образом.
После подключения силовых электрических, пневматических и гидравлических цепей линии в заданной последовательности включают выключатели в шкафу управления 31 и на пультах управления стеллажами 34 и 35. При этом получают питание соответствующие приводы транспортных средств и оборудования в камерах 1-4, а после нажатия в шкафу управления 31 кнопки пуска напряжение подается в блок питания и через него - в управляющий контролер 36, на сенсорную панель 37 и светосигнальные лампы. Далее поочередно включают шкафы управления 30, 32 и 33.
Управление линией в автоматическом режиме осуществляют с сенсорной панели 37 шкафа управления 31 и с пультов управления 34-35. В стартовом меню сенсорной панели 37 предусмотрен переход в меню работы, наладки и сервиса. После входа в меню работы посредством соответствующего стартового меню устанавливают скорость транспортных средств, частоту вращения аппаратов в дробеметной установке, задают тип металлопроката (листовой или фасонный) и нажимают на команды пуска камеры 2 и транспортных средств, после чего включается звуковая сигнализация, предупреждающая о начале автоматической работы линии. Дальнейшая работа линии выполняется в следующей последовательности.
При помощи подъемно-транспортных средств металлопрокат, например, лист металла, укладывают на стеллаж 7 и посредством шлепперов перемещают его на загрузочный конвейер 5. Каретки шлепперов возвращаются в исходное положение, после чего включаются приводы загрузочного конвейера 5 и конвейера 10 в дробеметной камере 2, соединенного с конвейером 9 в камере предварительной сушки 1 и конвейером 11 подачи металлопроката в камеру окраски 3. После поступления листа металла в камеру предварительной сушки 1 и освобождения загрузочного конвейера 5 на стеллаж 7 подается разрешение на прием следующего листа металла. Укладка листов металла может осуществляться оператором также автономно с пульта управления 36. При перемещении листа металла на конвейере 9 в камере предварительной сушки 1 посредством нагревательного устройства 13 и систем циркуляции и рециркуляции воздуха выполняется его нагревание до температуры 35°С-45°С, при которой производится сушка от влаги и/или жировых пятен. При этом системы циркуляции и рециркуляции воздуха поддерживают температуру воздуха в рабочей зоне около 250°С, а система вентиляции поддерживает баланс воздухообмена в камере 1. Часть воздуха, нагретого до температуры 220°С, посредством изолированного воздуховода 18, оборудованного управляемой заслонкой 19, направляется из камеры предварительной сушки 1 в камеру окончательной сушки 4.
С конвейера 9 лист металла поступает на конвейер 10 и подается в изолированную внутреннюю рабочую камеру дробеметной камеры 2, где посредством аппаратов дробеметной установки выполняется очистка его поверхности от ржавчины и окалины. При этом система циркуляции дроби обеспечивает непрерывную работу аппаратов дробеметной установки. На выходе из внутренней рабочей камеры поверхность листа металла очищается от остатков дроби и пыли посредством ротационной щетки и устройства 20 для обдува поверхности. Системы вентиляции и очистки воздуха обеспечивает подачу цехового воздуха в устройство 20 и последующие очистку и удаление отработанного воздуха из камеры 2.
После очистки от ржавчины и окалины лист металла конвейером 11 подается в камеру окраски 3, где в процессе его движения посредством поперечно перемещающихся распылителей способом безвоздушного распыления на поверхность листа наносится грунт. При этом ложементы конвейера 12 исключают повреждение слоя грунта. Система фильтрования обеспечивает очистку воздуха внутри камеры 3 от аэрозольных частичек краски, а система вентиляции обеспечивает подачу атмосферного воздуха в камеру 3 и удаление отработанного воздуха из нее.
Конвейером 12 лист металла перемещается в камеру окончательной сушки 4, где воздух, нагретый до температуры 80°С, через жалюзи 26 направляется на его поверхность для сушки. Температурный режим в камере 4 обеспечивается за счет подачи по изолированному воздуховоду 18 нагретого воздуха из камеры предварительной сушки 1 и системы циркуляции, объединенной с рециркуляцией, в которой выполняется его смешивание с рабочим воздухом камеры 4. Нагревательное устройство 25 включается при дефиците тепла в поступающем воздухе. Применение рециркуляции позволяет производить сушку при заборе 10-15% атмосферного воздуха от его объема в камере 4. Равномерность воздухообмена между камерами предварительной 1 и окончательной сушки 4 обеспечивается посредством управляемой заслонки 19 и заслонки устройства 28. Подача нагретого воздуха по изолированному воздуховоду 18 из камеры предварительной сушки 1 и применение системы циркуляции, объединенной с рециркуляцией, позволяет существенно снизить потребление электроэнергии при сушке, которое составляет, например, около 40% от энергопотребления при выполнении операции окраски. Система вентиляции, объединенная с очисткой отработанного воздуха, осуществляет отвод очищенного отработанного воздуха из камеры 4 в атмосферу.
После сушки лист металла поступает на разгрузочный конвейер 6, на котором расположен датчик, подающий в систему управления сигнал о полном выходе листа из камеры сушки 4. По этому сигналу привод разгрузочного конвейера 6 останавливается и включается привод стеллажа 8, после чего лист металла перегружается на соответствующую позицию на стеллаже 8, с которой потом удаляется цеховыми подъемно-транспортными средствами. В случае, если на стеллаже 8 все позиции для складирования листов заняты, то автоматически осуществляется остановка всех транспортных средств линии.
Остановка линии осуществляется вводом на сенсорной панели 37 в шкафу управления 31 команды на остановку дробеметной камеры 2, после чего отключается все оборудование этой камеры, за исключением системы циркуляции дроби и системы очистки воздуха. Через заданную выдержку во времени, необходимую для удаления остатков дроби, автоматически отключается система ее циркуляции и система очистки воздуха. Далее на сенсорной панели 37 могут задаваться команды на установку паузу в работе, после которой приостанавливается цикл транспортных средств, или на остановку транспортных средств, после которой отключаются все приводы конвейеров 5, 6 и 9-12 и сбрасывается цикл управления ими.
Предлагаемая конструкция линии для очистки и консервации металлопроката по сравнению с известной линией позволяет за счет введения тепловой связи между камерами предварительной и окончательной сушки существенно снижает энергопотребление на выполнение операций сушки окрашенного металлопроката. Выполнение линии с предлагаемой системой управления повышает ее производительность при выполнении операций очистки и консервации металлопроката. Кроме этого, конструкция линии позволяет осуществлять очистку и консервацию как фасонного, так и листового проката, что существенно расширяет область ее применения.