УСТАНОВКА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ
COATING UNIT

Изобретение относится к фильтрующему модулю для отделения перераспыла краски из насыщенного перераспылом кабинного воздуха установок для нанесения покрытий, прежде всего окрасочных установок, с корпусом фильтра, который ограничивает фильтрующее пространство, через которое в направлении главного потока является направляемым насыщенный перераспылом кабинный воздух.
Кроме того, изобретение относится к устройству для отделения перераспыла из насыщенного перераспылом кабинного воздуха установок для нанесения покрытий, прежде всего окрасочных установок, по меньшей мере с одним фильтрующим модулем, через который является направляемым насыщенный перераспылом кабинный воздух и в котором осаждается перераспыл.
Далее, изобретение охватывает установку для нанесения покрытий, прежде всего для окрашивания предметов, прежде всего автомобильных кузовов, с:
а) кабиной для нанесения покрытий, в которой предметы являются подвергаемыми воздействию с помощью материала покрытия и через которую может быть направлен воздушный поток, который захватывает и отводит возникающий перераспыл материала покрытия,
б) сепарирующим устройством, к которому является подводимым кабинный воздух и где из перераспыла осаждается большая часть, по меньшей мере, твердых материалов.
При ручном или автоматическом нанесении красок на предметы часть потока краски, который в общем случае включает в себя как твердые частицы и/или связующие, так и растворитель, не оседает на предмете. Это частичный поток специалисты называют ''перераспыл''. В дальнейшем понятия ''перераспыл'', ''частица перераспыла'' или ''твердые материалы перераспыла'' всегда понимаются в смысле дисперсной системы, например, эмульсии или суспензии или комбинации из них. Перераспыл захватывается воздушным потоком в окрасочной кабине и подается на сепарацию, так что воздух при необходимости после подходящего кондиционирования может быть возвращен в кабину для нанесения покрытий.
Прежде всего, в установках с увеличенным расходом краски, прежде всего в установках для окрашивания автомобильных кузовов, предпочтительно, используется системы мокрой сепарации.
Альтернативно мокрой сепарации на рынке известны фильтрующие модули и сепарирующие устройства названного в начале, посредством которых сепарация производится сухим методом. При этом опять-таки хорошо зарекомендовали себя, прежде всего, работающие по электростатическому принципу сепараторы, в которых перераспыл краски направляется мимо осаждающей плоскости и там сепарируется, для чего частицы перераспыла ионизируются с помощью электродного устройства и из-за созданного между осаждающей плоскостью и электродным устройством перемещаются к осаждающей плоскости. Налипающие на осаждающую плоскость частицы перераспыла краски могут затем механически соскребаться с нее и выводиться.
Чистящий эффект подобных сепараторов хотя и очень высок, но для непрерывного режима работы нужно постоянно обеспечивать, чтобы между осаждающей плоскостью и электродным устройством могло образовываться достаточно сильное электрическое поле, что возможно лишь до определенной толщины слоя перераспыла краски на осаждающей плоскости, так как подобный слой имеет изолирующее действие. Требуемое непрерывное удаление перераспыла краски с осаждающей плоскости может быть связано с достаточно трудоемкими мерами. К тому же может случиться, что перераспыл на осаждающей плоскости реагирует, затвердевает или сохнет так, что он уже не может быть удален простым соскабливанием с осаждающей плоскости. К тому же нельзя пренебрегать требуемым для высокой эффективности сепарации расходом энергии.
В качестве альтернативы электросепарации хорошо зарекомендовали себя на рынке сухие сепараторы для перераспыла. Например, существует флисовые фильтры, в которых насыщенный перераспылом кабинный воздух протекает сквозь флисовый материал, на котором осаждается перераспыл. Во всяком случае, поверхности подобных флисовых фильтров, прежде всего, при наличии клейких частиц, как они имеются в перераспыле краски, стремительно и необратимо забиваются, из-за чего при протекании воздуха создается падение давления и сепарация более не обеспечивается. Подобные флисовые фильтры также могут быть выполнены как фильтры из спеченных материалов и для этого дополнительно могут быть покрыты, например, каменной мукой. Такой слой служит в качестве защитного слоя для собственно фильтрующего материала и может быть периодически счищен. Частично для этого требуются большие количества каменной муки или, в общем случае, материала покрытия.
Другим примером сухих сепараторов являются так называемые инерционные фильтры, в который протекающий через фильтр воздух получает максимальное количество изменений направления, во время которых частицы краски из-за их инерции ударяются об обтекаемые поверхности и при этом приклеиваются. Однако небольшие и поэтому легкие частицы остаются в воздушном потоке, из-за чего фильтрующие свойства подобных инерционных фильтров ограничены.
Поэтому задача предлагаемого изобретения заключается в том, чтобы создать фильтрующий модуль, сепарирующее устройство и установку названного в начале типа, которая учитывает данные проблемы.
В фильтрующем модуле названного в начале типа данная задача решена посредством того, что в фильтрующем пространстве расположено множество сепарирующих элементов из проницаемого для кабинного воздуха сепарирующего материала таким образом, что между сепарирующими элементами образован потоковый лабиринт.
Изобретение базируется на понимании того, что таким образом может быть достигнуто впитываемое количество при хорошей степени сепарации, так как фильтрующий модуль сначала работает как классический сепарирующий фильтр, но, тем не менее, может действовать как инерционный фильтр, если сепарирующие элементы закрыты перераспылом. При этом главное направление задает направление сквозного протекания кабинного воздуха сквозь фильтрующий модуль, но не описывает путь потока кабинного воздуха сквозь потоковый лабиринт. Это будет дополнительно описано ниже.
На практике, в качестве сепарирующих элементов благоприятно проявили себя фильтрующие ламели, фильтрующие гильзы, плоские структуры или камерные структуры.
Фильтрующие ламели могут достигать хороших результатов сепарации, если они выполнены в форме фильтрующих матов.
Альтернативно, фильтрующие ламели могут быть выполнены V-образными или с дугообразным поперечным сечением.
Сепарирующий эффект в работе классического сепарирующего фильтра особенно хорош, если сепарирующий материал является волоконным материалом. Предпочтительно, сепарирующий материал является флисовым материалом.
Фильтрующий модуль работает особо эффективно, если сепарирующие элементы расположены по фильтрующим ступеням, которые следуют друг за другом в направлении главного течения.
Если плотность материала сепарирующих элементов в фильтрующих ступенях возрастает по направлению главного течения, то обеспечено, что на более поздних фильтрующих ступенях из кабинного воздуха отделяются все более мелкие частицы.
Относительно сепарирующего устройства названного в начале типа вышеназванная задача решена посредством того, что по меньшей мере один фильтрующий модуль является фильтрующим модулем с несколькими или со всеми описанными выше признаками.
В установке для нанесения покрытия названного в начале типа упомянутая выше задача решена посредством того, имеется данное сепарирующее устройство.
Преимущества сепарирующего устройства и установки для нанесения покрытий соответствуют разъясненным выше касающимся фильтрующего модуля преимуществам.
Далее примеры исполнения изобретения подробнее разъясняются на основании чертежей.
На них показано:
Фиг. 1 окрасочная кабина установки по обработке поверхности с сепарирующим устройством для перераспыла на виде спереди.
Фиг. 2 частичное сечение окрасочной кабины с фигуры 1 вдоль показанной там линии сечения II-II.
Фиг. 3 перспективный вид фильтрующего модуля сепарирующего устройства, при этом часть корпуса фильтра показана выломанной.
Фиг. 4 горизонтальное сечение фильтрующего модуля, которое демонстрирует расположение и исполнение нескольких сепарирующих элементов из флисового материала.
Фиг. 5А и 5Б соответствующее фиг. 4 горизонтальное сечение, при этом имеются измененные сепарирующие элементы.
На фиг. 1 общим обозначением 2 обозначена окрасочная кабина установки по обработке поверхности, в которой окрашиваются автомобильные кузова 4, после того как они будут, например, очищены и обезжирены в расположенной до окрасочной кабины 2, не показанной отдельно станции предварительной обработки. Окрасочная кабина 2 покоится на стальной конструкции 6, как она сама по себе известна.
Окрасочная кабина 2 включает в себя расположенный вверху окрасочный туннель 8, который ограничен боковыми стенками 10 и горизонтальным потолком 12 кабины, но открыт с торцовых сторон. Кроме того, окрасочный туннель 8 по направлению вниз открыт таким образом, чтобы насыщенный перераспылом кабинный воздух мог течь вниз. Потолок 12 кабины обычным образом выполнен как нижнее ограничение подводящей воздушной камеры 14 с фильтрующим потолком 16.
Над нижним отверстием 18 окрасочного туннеля 8 расположен стальной каркас 20, который известным самим по себе образом удерживает известное транспортное оборудование 22, которое здесь подробнее не разъясняется. С его помощью подлежащие окрашиванию автомобильные кузова 4 могут транспортироваться от входной стороны окрасочного туннеля 8 к его выходной стороне. Внутри окрасочного туннеля 8 находятся окрасочные устройства в форме многоосевых окрасочных роботов 24, как они сами по себе известны. Посредством окрасочных роботов 24 автомобильные кузова 4 могут покрываться краской.
Нижнее отверстие 18 окрасочного туннеля 8 покрыто выполненной с возможностью хождения по ней колосниковой решеткой 26. Под колосниковой решеткой 26 находится область 28 установки, в которой перемещаемые вместе с кабинным воздухом частицы перераспыла отделяются от кабинного воздуха.
То есть воздух из подводящей воздушной камеры 14 течет вниз сквозь окрасочный туннель 8 к области 28 установки, при этом воздух захватывает имеющийся в окрасочном туннеле 8 перераспыл краски и уносит его с собой.
Область 28 установки включает в себя потоковую область 30, в которую сначала втекает насыщенный перераспылом кабинный воздух и которая для этого открыта по направлению к окрасочной кабине 2, но сбоку ограничена боковыми стенками 10 и вниз ограничена промежуточным потолком 32. Промежуточный потолок 32 в продольном направлении кабины имеет несколько расположенных друг за другом проходов 34. Каждый из этих проходов 34 ведет к одному входу 36 соответствующего воздухонаправляющего канала 38, в который насыщенный частицами перераспыла кабинный воздух сначала втекает в общем случае вертикально вниз.
Затем воздухонаправляющий канал 38 отклоняет кабинный воздух на 90° по горизонтали, из-за чего он затем с общим горизонтальным направлением втекает в фильтрующий модуль 40. Каждый фильтрующий модуль 40 образует сепарирующий узел, с которым работает обозначенное общим ссылочным обозначением 42 сепарирующее устройство, которое имеется в сепарирующей области 44 окрасочной кабины 2, которая расположена под областью 30 потока.
Каждый фильтрующий модуль 40 с возможностью снятия соединен с одним из воздухонаправляющих каналов 38. Для этого каждый фильтрующий модуль 40 имеет корпус 46 фильтра с входом 48 фильтра, который выполнен комплиментарно выходному штуцеру 50 воздухонаправляющего канала 38, благодаря чему фильтрующий модуль 40 посредством соответствующего горизонтального движения может быть гидродинамически соединен с выходным штуцером 50 воздухонаправляющего канала 38 или отсоединен от него.
Тем самым сепарирующее устройство 42 в предложенном примере исполнения является модульно собранным из фильтрующих модулей 40 сепарирующим фильтром.
Кабинный воздух в фильтрующем модуле 40 еще дважды отклоняется на 90°, затем протекает сквозь фильтрующий узел 52, на котором осаждается перераспыл краски, и выходит из фильтрующего модуля 40 через выходной штуцер 54 фильтра на той же самой стороне корпуса 46 фильтра, на котором находится вход 48 фильтра. Оттуда по существу очищенный от частиц перераспыла кабинный воздух течет в промежуточный канал 56, сквозь который он попадает в сборный потоковый канал 58.
Промежуточный канал 56 имеет входной фланец 60, при этом выходной штуцер 54 фильтра фильтрующего модуля 40 посредством упомянутого выше горизонтального движения может быть гидродинамически соединен с данным входным фланцем 60 или отсоединен от него. Поэтому фильтрующий модуль 40 в рабочем положении готов к эксплуатации, если его вход 48 фильтра соединен с выходным штуцером 50 воздухонаправляющего канала 38 и его выходной штуцер 54 фильтра соединен с входным фланцем 60 промежуточного канала 56.
Кабинный воздух через сборный потоковый канал 58 подается на дополнительную предварительную подготовку и кондиционирование и затем через не показанный здесь отдельно циркуляционный контур направляется в подводящую воздушную камеру 14, из которой он снова втекает сверху в окрасочный туннель 8. Если кабинный воздух с помощью сепарирующего фильтра 42 пока еще не достаточно освобожден от частиц перераспыла, за сепарирующим фильтром 42 могут быть расположены дополнительные фильтрующие ступени, в которые подается кабинный воздух и в которых используются, например, флисовые фильтры или же работающие по электростатическому принципу сепарирующие фильтры, как они сами по себе известны. При необходимости в фильтрующий модуль 40 могут быть интегрированы одна или несколько подобных дополнительных фильтрующих ступеней. Так, например, перед выходным штуцером 54 фильтра может быть расположен фильтрующий нетканый материал.
Теперь на основании фигуры подробнее разъясняется один из фильтрующих модулей 40. Как там видно, корпус 46 фильтра фильтрующего модуля 40 в качестве фильтрующего пространства отделяет потоковую камеру 62, которая простирается между входом 48 фильтра и выходным штуцером 54 фильтра и через которую по изогнутому на 180° пути потока протекает кабинный воздух.
В свою очередь, корпус 46 фильтра включает в себя донную часть 64 и кожух 66 камеры, который удерживается донной частью 64 и в котором стенка камеры имеет вход 48 фильтра и выходной штуцер 54 фильтра. Донная часть 64 по своей геометрии и размерам выполнена как стандартная несущая структура и, например, по образцу так называемого европоддона. Таким образом фильтрующий модуль 40 может быть перемещен посредством подогнанной под подобные стандартные структуры транспортной системой 68 и приведен в эксплуатационное положение или выведен из него. На фиг. 1 и 2 это обозначено на примере выполненной с возможностью ручного управления одним человеком транспортно-подъемной тележки 70.
Расположение фильтрующих модулей 40 в сепарирующей области 44 окрасочной кабины 2 согласно этому может производиться по сетке, которая покоится на используемой стандартной донной части 64.
По меньшей мере одна нижняя накопительная область фильтрующего модуля 40 является непроницаемой для жидкости и таким образом выполнена как накопительный поддон 72 для краски, которая осаждается в фильтрующем узле 52 и затем стекает вниз.
Фильтрующий узел 52 расположен в фильтрующей области 62 перед выходным штуцером 54 фильтра так, что в горизонтальном направлении 74 главного течения через него протекает насыщенный перераспылом кабинный воздух. Фильтрующий узел 52 включает в себя несущую структуру 76 по существу с горизонтальной несущей пластиной 78, как видно на фиг. 3 несущая пластина 78 здесь в направлении потока поступающего в фильтрующий модуль 40 кабинного воздуха слегка наклонена вниз относительно горизонтали, которая закреплена внутри на стенке корпуса 46 фильтра с входом 48 фильтра и выходным штуцером 54 фильтра.
Несущая пластина 78 в качестве сепарирующих элементов удерживает множество простирающихся вниз по направлению к накопительному поддону 72 фильтрующих ламелей 80, для наглядности лишь некоторые из них снабжены собственными ссылочными обозначениями. В предложенном примере исполнения это может производиться, например, таким способом, что несущая пластина 78 имеет комплиментарные фильтрующим ламелям 80 шлицы 82, в которые вставлены фильтрующие ламели 80. Из шлицов 82 лишь некоторые имеют ссылочное обозначение.
Сепарирующие элементы, то есть здесь фильтрующие ламели 80, выполнены из проницаемого для кабинного воздуха сепарирующего материала. В описанном здесь примере исполнения сепарирующие элементы выполнены как сепарирующие маты в форме волоконных матов 84 из волоконного материала, как он известен сам по себе. На практике оправдал себя флисовый материал, как он используется, например, в имеющихся на рынке фильтрах в форме флисовых матов.
В показанном на фиг. 3 и 4 примере исполнения волоконные маты 84 расположены перпендикулярно направлению 74 потока воздуха. При этом плотность материала, то ест, плотность волокон использованного для соответствующих фильтрующих ламелей 80 фильтрующего материала в волоконных матах 84 возрастает по направлению 74 потока. Это продемонстрировано на фиг. 4 более плотной волоконной структурой отдельных волоконных матов 84, которые в направлении 74 потока расположены на следующих друг за другом фильтрующих ступенях с 86а по 86d. Может быть предусмотрено более или менее четырех фильтрующих ступеней.
В фильтрующем узле 52 выполнен имеющий возможность протекание по нему кабинного воздуха потоковый лабиринт 87. Для этого в предложенном примере изобретения отдельные фильтрующие ламели 80 в направлении 74 потока и в каждой фильтрующей ступени с 86а по 86d расположены на расстоянии друг от друга и со смещением относительно друг друга.
Фильтрующий модуль 40 работает следующим образом.
В качестве исходной ситуации сначала рассматривается незагруженный чистый фильтрующий модуль 40. Как только насыщенный перераспылом кабинный воздух входит в фильтрующий узел 52, этот кабинный воздух в направлении 74 главного потока протекает сквозь волоконные маты 84, на которых осаждается перераспыл.
При этом сначала наибольшая часть перераспыла осаждается на волоконных матах 84 в первой фильтрующей ступени 86а, которые первыми пронизываются кабинным воздухом и имеют наименьшую плотность материала.
С течением времени волоконные маты 84 в отдельных фильтрующих ступенях 86, 86b, 86с и 86d последовательно впитывают столько перераспыла, что они становятся непроницаемыми для кабинного воздуха. При этом сначала, как правило, забиваются волоконные маты 84 в первой фильтрующей ступени 86а, и затем друг за другом волоконные маты 84 во второй, третьей и четвертой фильтрующей ступени 86b, 86с и 86d. Затем кабинный воздух сначала проходит не сквозь соответствующие волоконные маты 84 в первой фильтрующей ступени, а протекает сквозь промежуток между волоконными матами 84 первой фильтрующей ступени 86а в потоковый лабиринт 87. При некоторых условиях сначала могут быть забиты фильтрующие маты 84 четвертой фильтрующей ступени 86d, затем фильтрующие маты 84 третьей, второй и первой фильтрующей ступени 86с, 86b и 86а. Это зависит от плотности материала отдельных фильтрующих матов 84.
Когда насыщенный перераспылом кабинный воздух попадает на непроницаемый волоконный мат 84, то кабинный воздух отклоняется данным фильтрующим матом 84 и через следующий проход между двумя волоконными матами 84 фильтрующей ступени 86а, 86b, 86с или 86d может течь дальше. На фиг. 4 это обозначено изогнутыми стрелками.
То есть если волоконные маты 84 одной фильтрующей ступени 86а, 86b, 86с или 86d стали непроницаемыми для кабинного воздуха, то фильтрующий модуль 40 работает по принципу инерционного фильтра, в котором частицы перераспыла известным самим по себе образом по принципу инерции массы отделяются на ставших непроницаемыми фильтрующих ламелях 80, когда текущий кабинный воздух подвергается изменению направления. При некоторых условиях могут быть в наличии средства, например задвижки, с помощью которых проход сквозь потоковый лабиринт 87 может быть блокирован, благодаря чему фильтрующий модуль 40 в течение определенного промежутка времени может работать как чистый флисовый фильтр.
С волоконных матов 84 перераспыл течет вниз в накопительный поддон 72, где перераспыл собирается в болото краски.
Как видно на фиг. 1, фильтрующий модуль 40 в своем эксплуатационном положении покоится на весах 90 и посредством запорного устройства 90 зафиксирован сверху и снизу в своем эксплуатационном положении.
Каждый фильтрующий модуль 40 рассчитан на прием максимального количества краски, то есть на предельное заполнение перераспылом, которое зависит от конструкции фильтрующего модуля 40 и используемых для этого материалов. Уже принятое количество краски может контролироваться с помощью весов 88. Альтернативно предельное заполнение может определяться посредством измерения разности давлений. Чем выше заполнение фильтрующего модуля 40, тем больше создаваемое фильтрующим модулем 40 сопротивление воздуха.
Когда фильтрующий модуль 40 достигает максимальной вместимости, запорное устройство 90 открывается, полностью заполненный фильтрующий модуль 40 вывозится из сепарирующей области 44 окрасочной кабины 2 с помощью подъемно-транспортной тележки 70 и заменяется на пустой фильтрующий модуль 40. Для этого предварительно разрывается аэрогидродинамическое соединение подлежащего замене фильтрующего модуля 40 с воздухонаправляющим каналом 38 и соединительным каналом 56, для чего выходной штуцер 50 воздухонаправляющего канала 38 и входной фланец 60 соединительного канала 56 перекрываются посредством не показанной отдельно запорной задвижки.
Когда пустой фильтрующий модуль 40 перемещен в свое эксплуатационное положение на весы 88, соответственно зафиксирован в неподвижном положении с помощью запорного устройства 90 и таким образом застрахован от непреднамеренного выкатывания из сепарирующей области 44. Запорные задвижки направляющего канала 38 и соединительного канала 56 снова приводятся в открытое положение, благодаря чему через новый позиционированный фильтрующий модуль 40 протекает кабинный воздух.
Вместо волоконных матов 84 также могут быть использованы выполненные с другой геометрией и размерами сепарирующие элементы. На фиг. 5А и 5Б показан соответствующий измененный фильтрующий модуль 40. На фиг. 5А показаны фильтрующие ламели 92, которые имеют V-образное поперечное сечение, на фиг. 5Б видны фильтрующие ламели 94, которые в поперечном сечении дугообразные.
Вместо фильтрующих ламелей 80, 92 или 94 в качестве сепарирующих элементов также могут быть предусмотрены секционные или камерные структуры. В качестве секционных структур могут служить, например, соединенные друг с другом посредством складывания или втыкания ламели или пластины. Камерные структуры на практике устроены по типу сот.
В отношении предварительной подготовки или утилизации фильтрующего модуля 40 один компонент, несколько компонентов или все компоненты фильтрующего модуля 40 могут быть изготовлены из влагоустойчивого материала, пригодного к повторному использованию.
В качестве влагоустойчивого способного к повторному использованию материала могут рассматриваться, например, бумажные и картонные материалы, гофрированный картон, картоны с вертикальной гофрой, картоны с сотовой структурой или шпульные картоны, MDF-материал или дерево. Также пригодны такие искусственные материалы, как, прежде всего, полиэтилен или полипропилен.
Кроме того, фильтрующий модуль 40, как таковой, может быть выполнен как модульный комплект. В этом случае фильтрующий модуль может быть собран на месте и может компактно, например сложенным, транспортироваться к месту его использования.