УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ СЕПАРАЦИИ ИЗБЫТОЧНОГО РАСПЫЛЕНИЯ МОКРОГО ЛАКА
DEVICE AND METHOD FOR SEPARATION OF EXCESS SPRAY OF WET LACQUER

Данное изобретение относится к устройству для сепарации избыточного распыления мокрого лака из содержащего частицы избыточного распыления потока неочищенного газа, которое имеет по меньшей мере два фильтрующих устройства, которые, со своей стороны имеют по одному впускному отверстию, через которое парциальный поток неочищенного газа входит в соответствующее фильтрующее устройство, и соответственно по меньшей мере один фильтрующий элемент для сепарации избыточного распыления из парциального потока неочищенного газа.
В подобном устройстве сухая сепарация избыточного распыления мокрого лака из соответствующего парциального потока неочищенного газа происходит после того, как в парциальный поток неочищенного газа был подан текучий, в форме частиц, называемый «предварительный фильтрующей средой» вспомогательный фильтрующий материал.
Этот вспомогательный фильтрующий материал предназначен для оседания на поверхности фильтрующего элемента в качестве запирающего слоя для того, чтобы воспрепятствовать заклеиванию этих поверхностей прилипающими частицами избыточного распыления. Посредством периодической очистки фильтрующих элементов смесь из фильтрующего вспомогательного материала и избыточного распыления мокрого лака от фильтрующих элементов попадает в приемный резервуар для фильтрующего вспомогательного материала, из которого его можно отсасывать для подачи на утилизацию или для повторного использования в качестве фильтрующего вспомогательного материала. Далее, находящуюся в резервуарах для фильтрующего вспомогательного материала смесь из фильтрующего вспомогательного материала и избыточного распыления мокрого лака посредством импульсов сжатого воздуха из пневматического копья можно завихрять, чтобы таким образом поднять смесь из резервуара для фильтрующего вспомогательного материала к фильтрующим элементам и осадить ее там.
Критической точкой технологической надежности такого устройства для сепарации избыточного распыления мокрого лака является текучесть смеси из фильтрующего вспомогательного материала и избыточного распыления мокрого лака. При отсутствии достаточной текучести обмен материалов в резервуарах фильтрующего вспомогательного материала происходить не может. Материал в резервуарах фильтрующего вспомогательного материала не может стекать к отсасывающему отверстию, и уровень в резервуарах остается выше значения, которое завершает процесс отсасывания. В этом случае нужно прервать процесс окраски и вручную разрыхлить материал в резервуарах для фильтрующего вспомогательного материала до такой степени, чтобы он снова стал текучим и, тем самым, пригодным к отсасыванию.
Даже если резервуары для фильтрующего вспомогательного материала оборудованы псевдоожижающим днищем в форме пластин из спеченного пластика для псевдоожижения содержащегося в емкостях для фильтрующего вспомогательного материала материала путем подачи сжатого воздуха, то таким путем также нельзя обеспечить достаточное разрыхление для восстановления желаемой текучести материала. Адгезия частиц в смеси из фильтрующего вспомогательного материала и избыточного распыления мокрого лака существенно сильнее энергии потока сжатого воздуха, так что слой из материала поднимается целиком или в материале образуются каналы, через которые сжатый воздух проходит вверх. Дополнительно, псевдоожижение материала осложняется большим разбросом размеров частиц фильтрующего вспомогательного материала (в диапазоне от примерно 2 мкм до примерно 100 мкм). Для псевдоожижения сыпучего материала с частицами диаметром 2 мкм до пористости примерно 0,85 достаточно скорости потока 0,00016 м/с.Для псевдоожижения сыпучего материала с частицами размером 100 мкм необходима скорость потока 0,34 м/с, то есть скорость потока примерно в 2000 раз выше, чем для частиц диаметром 2 мкм. Даже если энергия потока превышает силу сцепления, при подаче сжатого воздуха одинаковые условия псевдоожижения не создаются. Скорее происходит классификация, при которой доля мелких фракций выносится, а крупные фракции остаются неподвижными на днище резервуаров для фильтрующего вспомогательного материала. Это эффект классификации наступает также и в том случае, когда вспомогательный фильтрующий материал завихряется с помощью расположенного над резервуарами для фильтрующего вспомогательного материала устройства для аэрации посредством импульсов сжатого воздуха.
Задачей данного изобретения является создание устройства для сепарации избыточного распыления мокрого лака указанного вначале типа, которое обеспечивает поддержание текучести смеси из фильтрующего вспомогательного материала и отделенного от фильтрующих элементов избыточного распыления мокрого лака в резервуарах для фильтрующего вспомогательного материала простым и эффективным способом.
Эта задача в устройстве для сепарации избыточного распыления мокрого лака с признаками ограничительной части п.1 в соответствии с изобретением решена тем, что устройство включает в себя по меньшей мере один приемный резервуар для улавливания отделенного от фильтрующих элементов нескольких фильтрующих устройств материала и смесительное устройства для механического перемешивания отделенного материала из нескольких различных фильтрующих устройств.
В основании соответствующего изобретению решения лежит концепция, что отделенный из нескольких фильтрующих устройств, каждое из которых омывается одним парциальным потоком неочищенного газа, материал собирается в одном и том же приемном резервуаре и с помощью смесительного устройства механически перемешивается внутри приемного резервуара для того, чтобы таким способом механически разрушить сцепление между частицами отделенного материала, предотвратить "зарастание" приемного резервуара отделенным материалом и добиться максимально возможной однородности имеющегося в приемном резервуаре материала посредством перемешивания отделенного из различных фильтрующих устройств материала.
Благодаря этому достигается более высокая технологическая надежность, и материал в приемном резервуаре можно доводить до более высоких значений концентрации содержащегося в нем избыточного распыления мокрого лака без угрозы для текучести смеси из фильтрующего вспомогательного материала и избыточного распыления мокрого лака.
Если напротив, с каждым фильтрующим устройством будет соотнесен собственный резервуар для фильтрующего вспомогательного материала, то необходимо предусмотреть несколько подобных резервуаров для фильтрующего вспомогательного материала и непрерывно и точно контролировать них состав материала. На основании различной загрузки различных фильтрующих устройств избыточным распылением мокрого лака, в зависимости от положения соответствующего фильтрующего устройства относительно зоны применения, в которой избыточное распыление мокрого лака попадает в поток неочищенного газа, то коэффициент концентрации, то есть соответствующая доля избыточного распыления мокрого лака во всем находящемся в резервуаре для фильтрующего вспомогательного материала материале, в разных резервуарах для фильтрующего вспомогательного материала будет сильно различаться. Соответственно различной является и текучесть концентрированной смеси вспомогательный фильтрующий материал/лак. Если даже в одном единственном резервуаре для фильтрующего вспомогательного материала процесс отсасывания производится некорректно, то это ведет к прерыванию всего процесса и необходимости ручного вмешательства. Интервалы замены материала для каждого резервуара для фильтрующего вспомогательного материала нужно устанавливать индивидуально и выбирать их таким образом, чтобы это надежно находилось над критической зоной концентрации избыточного распыления мокрого лака. Это означает повышенный расход, как свежего фильтрующего вспомогательного материала, так и пропитанного избыточным распылением мокрого лака фильтрующего вспомогательного материала и, соответственно, высокие затраты на хранение и транспортировку фильтрующего вспомогательного материала.
В отличие от этого, в соответствующем изобретению устройстве для отделения избыточного распыления мокрого лака для нескольких фильтрующих устройств, каждое из которых омывается парциальным потоком неочищенного газа, нужно контролировать лишь единственный резервуар на предмет уровня заполнения материала и коэффициента концентрации. Далее, благодаря тому, что отделенный из различных фильтрующих устройств материал механически перемешивается, имеется возможность выравнивания особо высокой концентрации избыточного распыления мокрого лака в отделенном из определенного фильтрующего устройства материале путем смешивания его с отделенным из других фильтрующих устройств материалом с меньшей степенью пропитки избыточным распылением мокрого лака. Поэтому находящийся в большем приемном резервуаре материал можно обогащать до более высокой концентрации избыточного распыления мокрого лака без отрицательного воздействия на текучесть смеси из фильтрующего вспомогательного материала и избыточного распыления мокрого лака.
Кроме того, конструктивные затраты на изготовление одного единственного большого приемного резервуара меньше, чем затраты на изготовление нескольких небольших приемных резервуаров для фильтрующего вспомогательного материала, которые соответственно соотнесены с отдельными фильтрующими устройствами.
Благодаря большему внутреннему объему предназначенного для нескольких фильтрующих устройств приемного резервуара также проще разместить во внутреннем пространстве приемного резервуара подходящее смесительное устройство.
Предпочтительно приемный резервуар выполнен в виде ванны, которая простирается от зоны вертикально под первым фильтрующим устройством до зоны вертикально под вторым фильтрующим устройством, при этом между первым фильтрующим устройством и вторым фильтрующим устройством может быть расположено любое количество дополнительных фильтрующих устройств.
В предпочтительной форме осуществления изобретения предусмотрено, что приемный резервуар собирает отделенный материал по меньшей мере из трех различных фильтрующих устройств.
Предпочтительно, смесительное устройство имеет по меньшей мере один, выполненный с возможностью вращения относительно по существу горизонтально ориентированной оси вращения смесительный инструмент. Это обеспечивает хорошее перемешивание находящегося в приемном резервуаре материала вдоль направления оси вращения, так что материал в приемном резервуаре не имеет разности по концентрации.
Для того чтобы добиться хорошего перемешивания даже в длинных приемных резервуарах для сбора отделенного от фильтрующих элементов большого количества фильтрующих устройств материала может быть предусмотрено, что смесительное устройство имеет по меньшей мере два вращающихся вала, выполненных с возможностью вращения относительно по существу горизонтально ориентированной оси вращения, которые по направлению оси вращения расположены друг за другом.
Благодаря использованию нескольких более коротких вращающихся валов, вместо единственного длинного вращающегося вала для крепления смесительного инструмента, можно снизить требуемую для выполнения вращательного движения смешивающего инструмента приводную мощность.
Для разрушения молекулярных сил между частицами находящегося в приемном резервуаре материала, смесительное устройство может иметь произвольное количество подходящих смесительных инструментов.
Прежде всего, может быть предусмотрено, что смесительное устройство включает в себя по меньшей мере одну лопасть, по меньшей мере один лемех и/или по меньшей мере одну спиральную нарезку, винт или спираль.
Для хорошего перемешивания расположенного в приемном резервуаре материала является благоприятным, если смесительное устройство имеет по меньшей мере две спиральных нарезки с противоположным направлением вращения.
Поскольку при механическом перемешивании материала в приемном резервуаре не проявляется классифицирующий эффект, при котором выносится доля мелких фракций, то в устройстве согласно изобретению распределение крупности частиц фильтрующего вспомогательного материала можно выбрать таким образом, что достигается максимально большая площадь поверхности, которая захватывает в себя частицы мокрого лака и, тем самым, не дает им также склеиваться.
Прежде всего, можно использовать фильтрующий вспомогательный материал, в котором по меньшей мере 20% веса составляют частицы размером менее 2 мкм.
Плотность используемого фильтрующего вспомогательного материала, например буровой муки, может составлять примерно 2,75 г/см.
В устройстве согласно изобретению также возможно использовать фильтрующие вспомогательные материалы, сыпучие свойства которых можно описать как сцепляющиеся.
Если приемный резервуар имеет выпуск для материала для отбора впитавшего в себя избыточное распыление мокрого лака фильтрующего вспомогательного материала, то является благоприятным, если смесительное устройство имеет смесительный инструмент, который способствует выносу материала через выпуск для материала.
Далее, приемный резервуар может иметь впуск для свежего фильтрующего вспомогательного материала для уменьшения концентрации избыточного распыления мокрого лака в содержащемся в приемном резервуаре материале посредством подачи свежего фильтрующего вспомогательного материала.
Предпочтительно, впуск для свежего фильтрующего вспомогательного материала размещен на первой концевой области приемного резервуара, и приемный резервуар имеет выпуск для материала, который размещен на противолежащей первой концевой области второй концевой области приемного резервуара.
Особо хорошее перемешивание содержащегося в приемном резервуаре материала достигается, если смесительное устройство за один полный оборот перекрывает зону смешивания, и приемный резервуар имеет смесительный участок, который имеет согласованный с внешним контуром зоны смешивания внутренний контур.
Особо благоприятно, если приемный резервуар включает в себя смесительный участок, и смесительное устройство за один полный оборот перекрывает по существу весь смесительный участок приемного резервуара.
Предпочтительно, при этом предусмотрено, что при обычной эксплуатации устройства в смесительном участке приемного резервуара расположен по существу весь собранный приемным резервуаром материал.
Прежде всего, смесительный участок приемного резервуара может по существу иметь цилиндрическую конструкцию или конструкцию с цилиндрическими участками.
Также, данное изобретение относится к способу отделения избыточного распыления мокрого лака из содержащего частицы избыточного распыления потока неочищенного газа.
Задачей данного изобретения является создание такого способа сепарации избыточного распыления мокрого лака, который позволяет простым и эффективным способом поддерживать достаточную текучесть смеси из фильтрующего вспомогательного материала и отделенного от фильтрующих элементов избыточного распыления мокрого лака в приемных резервуарах для фильтрующего вспомогательного материала.
Согласно изобретению данная задача решена посредством способа сепарации избыточного распыления мокрого лака из содержащего частицы избыточного распыления потока неочищенного газа, который включает в себя следующие шаги:
- разделение потока неочищенного газа по меньшей мере на два парциальных потока неочищенного газа, которые через различные впускные отверстия поступают по меньшей мере в два различных фильтрующих устройства, которые включают в себя соответственно по меньшей мере один фильтрующий элемент для сепарации избыточного распыления из соответствующего парциального потока неочищенного газа,
- сепарация избыточного распыления из парциальных потоков неочищенного газа посредством фильтрующих элементов,
- отделение материала от фильтрующих элементов нескольких различных фильтрующих устройств,
- улавливание отделенного материала из нескольких различных фильтрующих устройств в одном и том же приемном резервуаре,
- механическое перемешивание отделенного материала из нескольких различных фильтрующих устройств в приемном резервуаре посредством смесительного устройства.
Предпочтительно, приемный резервуар расположен непосредственно вертикально под фильтрующими устройствами, из которых он принимает отделенный материал.
Далее может быть предусмотрено, что парциальный поток неочищенного газа по меньшей мере частично проходит через приемный резервуар для того, чтобы при этом захватывать фильтрующий вспомогательный материал из приемного резервуара.
Другие характеристики и преимущества изобретения являются предметом последующего описания и графического отображения примеров конструктивного выполнения.
На чертежах показано:
Фиг.1 - схематическое вертикальное сечение окрасочной камеры с расположенным под ним устройством сепарации избыточного распыления мокрого лака из содержащего частицы избыточного распыления потока неочищенного газа, которое включает в себя расположенную под окрасочной камерой потоковую камеру и на обеих сторонах потоковой камеры соответственно по несколько фильтрующих модулей,
Фиг.2 соответствующие фиг.1 схематическое вертикальное сечение представленной на фиг.1 установки, при этом дополнительно соответствующее направление потока неочищенного газа, выходящего из фильтрующих модулей отработавшего воздуха и подаваемого в потоковую камеру приточного воздуха для создания поперечной воздушной завесы, обозначены стрелками,
Фиг.3-хематический вид сверху на представленную на фиг.1 и 2,
Фиг.4-схематическое перспективное изображение отдельного фильтрующего модуля, который предусмотрен для размещения между двумя соседними фильтрующими модулями (центральный модуль),
Фиг.5-схематический вид спереди представленного на фиг.4 фильтрующего модуля,
Фиг.6-схематическое поперечное сечение фильтрующего модуля и расположенного под ним приемного резервуара со смесительным устройством,
Фиг.7-схематическое сечение вдоль продольной оси через три расположенные в продольном направлении установки, следующие друг за другом фильтрующие модуля и расположенного под фильтрующими модулями приемного резервуара со смесительным устройством,
Фиг.8-схематический вид сбоку смесительного устройства с двумя спиральными нарезками с противоположным направлением вращения, которые выполнены с возможностью вращения относительно горизонтальной оси вращения,
Фиг.9-схематический вид сбоку двух групп из соответственно четырех фильтрующих модулей, при этом каждой группе фильтрующих модулей соответствует один приемный резервуар со смесительным устройством для перемешивания отделенного из фильтрующих модулей соответственно одной группы материала, и
Фиг.10 схематический вид сбоку группы из восьми фильтрующих модулей, при этом с этой большой группой фильтрующих модулей соотнесен единственный длинный приемный резервуар, смесительное устройство которого имеет два выполненных с возможностью вращения относительно ориентированной по существу горизонтально оси вращения вращающихся вала для удержания смесительных инструментов, которые по направлению оси вращения расположены друг за другом.
Одинаковые или функционально эквивалентные элементы на всех фигурах обозначены одними и теми же ссылочными обозначениями.
Показанная на фиг.1-7, в целом обозначенная как 100 установка для окрашивания распылением автомобильных кузовов 102, включает в себя только схематически показанное подающее устройство 104, с помощью которого автомобильные кузова 102 имеют возможность перемещения вдоль направления 106 подачи через рабочую зону 108, обозначенную в целом как 110 окрасочной камеры.
Рабочая зона 108 является внутренним помещением окрасочной камеры 110, которое ограничено в проходящем перпендикулярно направлению подачи 106, которое соответствует продольному направлению окрасочной камеры 110, горизонтальном поперечном направлении 112 относительно обеих сторон подающего устройства 104 соответствующей стенкой 114 окрасочной камеры.
По обеим сторонам подающего устройства 104 в окрасочной камере 110 размещены устройства 116 для окрашивания распылением, например в форме окрасочных роботов.
С помощью (представленного лишь частично) воздушного циркуляционного контура создается воздушный поток, который проходит через рабочую зону 108 вертикально сверху вниз, как это обозначено на фиг.2 стрелкой 118.
Этот воздушный поток в рабочей зоне 108 захватывает избыточное распыление лака в форме частиц избыточного распыления. Понятие "частица" при этом охватывает как твердые, так и жидкие частицы, прежде всего капли.
При использовании мокрого лака избыточное распыление мокрого лака состоит из капель лака. Большинство частиц избыточного распыления имеют максимальный размер от примерно 1 мкм до примерно 100 мкм.
Обогащенный частицами избыточного распыления из рабочей зоны 108 поток отработавшего воздуха в дальнейшем обозначается как поток неочищенного газа. Направление потока неочищенного газа показано на фиг.2 и 6 стрелкой 120.
Поток неочищенного газа покидает окрасочную камеру 110 по направлению вниз и попадает в обозначенное в целом как 126 устройство для сепарации избыточного распыления мокрого лака, которое расположено под рабочей зоной 108.
Устройство 126 включает в себя имеющую по существу квадратную форму потоковую камеру 128, которая простирается в направлении подачи 106 по всей длине окрасочной камеры 110 и в поперечном направлении 112 ограничена вертикальными стенками 130, которые по существу совпадают со стенками 114 кабины окрасочной камеры 110 таким образом, что потоковая камера имеет такую площадь поверхности в поперечном направлении, что и окрасочная кабина 110, и расположена по существу полностью внутри вертикальной проекции площади основания окрасочной камеры 110.
Как лучше всего видно на фиг.7, на обеих сторонах потоковой камеры 128 расположены несколько, например три, фильтрующих модуля 132, два из которых образуют простирающиеся в продольном направлении 134 (которое совпадает с направлением подачи 106) устройства 126 для сепарации избыточного распыления мокрого лака ряды 136 модулей.
Каждый из рядов 136 модулей включает в себя два угловых модуля 138, которые соответственно образуют конец ряда 136 модулей, и по меньшей мере один расположенный между двумя соседними фильтрующими модулями 132 центральный модуль 140.
Каждый из фильтрующих модулей 132 выполнен в виде предварительно смонтированного конструктивного элемента 154, который изготавливается в удаленном от места монтажа окрасочной установки месте и в виде конструктивного элемента поставляется к месту монтажа окрасочной установки. На месте монтажа предварительно смонтированный конструктивный элемент 154 размещается на предусмотренной рабочей площадке и соединяется с одним или несколькими смонтированными рядом конструктивными элементами 154, а также с несущей конструкцией рабочей зоны 108.
Конструкция фильтрующего модуля 132 описывается далее на примере центрального модуля 140 со ссылкой на фиг.4 и 5.
Модуль включает в себя несущую конструкцию 156 из двух вертикальных задних опор 158 и двух вертикальных передних опор 160, которые по своему верхнему концу соединены горизонтальной поперечиной 162 с одной из соответствующих задних опор 158 (фиг.4).
Далее, передние опоры 160 по своим верхним концам соединены друг с другом с помощью дополнительной (не показанной) поперечины.
Задние опоры 158 также соединены друг с другом с помощью (не показанных) поперечин или с помощью одной (не показанной) соединительной рамы.
Верхние концы поперечин несущей конструкции 156 несут горизонтальное перекрытие 164.
На передних сторонах передних опор 160 закреплена вертикальная передняя стенка 166 фильтрующего модуля 132.
Перекрытие 164 и передняя стенка 166 образуют разделительные стенки 168 фильтрующего модуля 132, которые отделяют размещенную внутри фильтрующего модуля 132 приемную камеру фильтрующего элемента 170 от расположенного вне фильтрующего модуля 132 зоны потоковой камеры 128.
Для обеспечения возможности простого и стабильного соединения двух расположенных в модульном ряду 136 фильтрующих модулей 132 или для соединения фильтрующего модуля 132 с примыкающей ограничительной перегородкой потоковой камеры 128 несущая конструкция 156 каждого фильтрующего модуля 132 включает в себя по меньшей мере одну заднюю опору 158, которая имеет направленную вертикально и ориентированную в поперечном направлении 112, по существу плоскую прилегающую поверхность 242, которая может прилегать к соответствующей прилегающей поверхности 242 расположенного рядом фильтрующего модуля 132 или к расположенной рядом ограничительной перегородке.
Предназначенная для соединения с расположенным рядом фильтрующим модулем 132 задняя опора 158 имеет приблизительно U-образный профиль.
Как видно на фиг.4, каждый центральный модуль 140 имеет две задние опоры 158 с U-образным профилем, открытые стороны которых обращены друг к другу для того, чтобы центральный модуль 140 имел возможность соединения по обеим сторонам с примыкающим дополнительным фильтрующим модулем 132.
В отличие от этого, каждый угловой модуль 138 имеет только одну заднюю опору 158 с U-образным профилем. Соответствующая противолежащая задняя опора 158, которую не нужно соединять с примыкающим фильтрующим модулем 132, для повышения механической прочности вместо U-образного профиля может иметь, например, Т-образный профиль.
В остальном угловые модули 138 по конструкции и функционированию совпадают с детально описанными выше центральными модулями 140.
В приемной камере фильтрующего элемента 170 каждого фильтрующего модуля 132 в два ряда друг над другом размещены несколько, например десять, фильтрующих элементов 172, которые имеют зазор в горизонтальном направлении от общего базового корпуса 174, который крепится к задним стенкам задних опор 158.
Фильтрующие элементы 172 могут быть выполнены, например, в виде пластины из спеченного полиэтилена, которые на своей внешней поверхности снабжены мембраной из политетрафторэтилена (PTFE).
Покрытие из PTFE предназначено для того, чтобы повысить класс фильтра фильтрующих элементов 172 (то есть уменьшить их проницаемость) и дополнительно уменьшить прилипание отделенного из неочищенного газа избыточного распыления мокрого лака.
Как базовый материал фильтрующих элементов 172, так и их покрытие из PTFE, имеют пористость, так что неочищенный газ может через поры попадать во внутреннюю полость соответствующего фильтрующего элемента 172.
Для предотвращения склеивания поверхностей фильтров для них дополнительно предусмотрен предохранительный слой из подаваемого в поток неочищенного газа фильтрующего вспомогательного материала. Этот предпочтительно состоящий из частиц фильтрующий вспомогательный материал обычно обозначается как «предварительный фильтрующий материал».
Предохранительный слой образуется при работе устройства 126 путем осаждения подаваемого в поток неочищенного газа 120 фильтрующего вспомогательного материала на поверхностях фильтра и предотвращает склеивание поверхностей фильтра осаждаемым избыточным распылением мокрого лака.
Вспомогательный фильтрующий материал из потока неочищенного газа 120 также оседает на внутренних сторонах перекрытия 164 и передней стенке 166 фильтрующего модуля 132, где он также предотвращает налипание избыточного распыления мокрого лака.
В качестве вспомогательного фильтрующего материала в принципе можно использовать любую среду, которая в состоянии впитывать в себя жидкостную составляющую избыточного распыления мокрого лака.
Прежде всего в качестве фильтрующего вспомогательного материала рассматриваются, например, известь, буровая мука, силикаты алюминия, оксиды алюминия, порошковый лак и тому подобное.
Альтернативно или дополнительно к этому в качестве фильтрующего вспомогательного материала для впитывания и/или связывания избыточного распыления также можно использовать частицы с полой структурой и с большой относительно их размеров внутренней площадью, например, цеолиты или иные полые, например, шарообразные тела из полимеров, стекла или силиката алюминия и/или натуральные или синтезированные волокна.
Альтернативно или дополнительно к этому в качестве фильтрующего вспомогательного материала для впитывания и/или связывания избыточного распыления можно также использовать химически реагирующие с избыточным распылением частицы, например химически реактивные частицы из аминовых, эпоксидных, кабоксильных, гидроскильных или изоцианатных групп, химически реактивные частицы из обработанного октилсиланом оксида алюминия или твердые или жидкие моно-, олиго- или полимеры, силаны, силанолы или силоксаны.
Предпочтительно, фильтрующий вспомогательный материал состоит из множества частиц фильтрующего вспомогательного материала, которые имеют средний размер в диапазоне, например, от примерно 10 мкм до примерно 100 мкм.
Для обеспечения подачи фильтрующего вспомогательного материала в поток неочищенного газа без опасности того, что фильтрующий вспомогательный материал попадет в рабочую зону 108 окрасочной установки 100, и для обеспечения возможности улавливания вместе с избыточным распылением мокрого лака отделенного от фильтрующих элементов 172 фильтрующего вспомогательного материала, с каждой группой из нескольких, например трех, фильтрующих модулей 132 соотнесен общий приемный резервуар 176, который в продольном направлении 134 устройства 126 простирается на всю длину, например трех, соотнесенных фильтрующих модулей 132 (см. фиг.7).
Приемный резервуар 176 выполнен по существу в форме ванны и имеет верхний входной участок 178, а также примыкающий к входному участку 178 по направлению вниз смесительный участок 180.
Входной участок 178 ограничен двумя проходящими перпендикулярно к продольному направлению 134 торцовыми стенками 182 и двумя противолежащими, проходящими от одной торцовой стенки 182 до другой торцовой стенки 182 и отклоненными от вертикали под углом по меньшей мере около 30° боковыми стенками 184.
Примыкающий к входному участку 178 по направлению вниз смесительный участок 180 выполнен по существу цилиндрическим и имеет простирающуюся на протяжении вписанного угла, например примерно в 270°, частично-цилиндрическую стенку 186 оболочки, верхние кромки которой примыкают к нижним кромкам боковых стенок 184 входного участка 178 приемного резервуара 176 так, что смесительный участок 180 открыт вверх по направлению к входному участку 178.
На одной из боковых стенок 184 входного участка 178 приемного резервуара 176 закреплено завихряющее устройство 198, которое предназначено для того, чтобы подавать импульсы сжатого воздуха в находящийся под ним, собранный в приемный резервуар 176 материал для того, чтобы завихрить этот материал и, таким способом, ввести этот материал, включая содержащийся в нем фильтрующий вспомогательный материал, в проходящий через входной участок 178 входного резервуара 176 поток неочищенного газа.
Во время эксплуатации установки 100 завихряющее устройство 198 включается в работу прерывисто, например четыре раза в минуту, каждый раз примерно в течение 5 секунд.
Завихряющее устройство 198 включает в себя несколько, например по меньшей мере два на фильтрующий модуль 132, выходных сопел 200 для сжатого воздуха, которые выполнены в виде конических сопел, и которые могут создавать соответственно по одному расширяющемуся вниз к смесительному участку 180 приемного резервуара 176 конусу сжатого воздуха.
Выходные сопла 200 размещены на напорной магистрали 196, которая проходит через одну из боковых стенок 184 входного участка 178 приемного резервуара 176 и ведет к расположенному вне приемного резервуара 176 источнику 202 сжатого воздуха.
В смесительном участке 180 приемного резервуара 176 расположено смесительное устройство 204 для основательного механического перемешивания отделенного от фильтрующих элементов 172 различных фильтрующих модулей 132 материала, который заполняет смесительный участок 180 до уровня 206 (фиг.6).
Как лучше всего видно на фиг.7, смесительное устройство 204 включает в себя вращающийся вал 208, проходящий параллельно продольному направлению 134 устройства 126 и установленный посредством подшипников 210 на торцовых стенках 182 приемного резервуара 176 с возможностью вращения вокруг горизонтальной, проходящей параллельно продольному направлению 134 оси вращения 212.
Конец вращающегося вала 208 проведен через торцовые стенки 182 приемного резервуара 176 с герметичным уплотнением и подсоединен к расположенному вне приемного резервуара 176 вращающемуся приводу 214 (например, к электрическому приводному двигателю).
Вращающийся вал 208 смесительного устройства 204 может проходить по всей длине окрасочной камеры 118, например на протяжении примерно 20 м.
Насыпной объем материала в смесительном участке 180 приемного резервуара 176 может составлять, например, по меньшей мере 750 литров.
На вращающемся валу 208 жестко закреплены несколько смесительных инструментов 216, которые могут быть выполнены, например, в виде лопастей 218 или в виде лемехов.
Внутренний контур смесительного участка 180 приемного резервуара 176 соотнесен с внешним контуром смесительных инструментов 216 смесительного устройства 204 таким образом, что смесительные инструменты 216 за один полный оборот вращающегося вала 208 смесительного устройства 204 вокруг своей оси вращения 212 перекрывают зону 220 смешивания, наружный контур которой соответствует по существу внутреннему контуру смесительного участка 180 приемного резервуара 176.
Предпочтительно, смесительное устройство 204 за один полный оборот вокруг своей оси вращения 212 перекрывает по существу весь смесительный участок 180 приемного резервуара 176.
Посредством приводимого вращающимся приводом 214 размешивающего движения смесительного устройства 204 связывающие силы между частицами, из которых состоит находящийся в приемном резервуаре 176 материал, разрушаются и вызывают перемешивание материала в продольном направлении вращающегося вала 208 так, что внутри приемного резервуара нет различий в концентрации и, прежде всего, соотношение свежего фильтрующего вспомогательного материала, с одной стороны, и отделенного от фильтрующих элементов 172 фильтрующего вспомогательного материала и избыточного распыления мокрого лака, с другой стороны, везде в приемном резервуара примерно равное.
Для обеспечения возможности подачи в приемный резервуар 176 свежего фильтрующего вспомогательного материала на торцовой стенке 182 приемного резервуара 176 предусмотрен впуск 222 для свежего фильтрующего вспомогательного материала, который соединен с (не показанным) источником свежего фильтрующего вспомогательного материала.
На противоположной впуску 222 для свежего фильтрующего вспомогательного материала торцовой стенке 182 предусмотрен выпуск 224 материала, который расположен в нижней области смесительного участка 180, вблизи нижнего купола цилиндрического смесительного участка 180.
Через этот выпуск 224 материала можно выводить обогащенный избыточным распылением мокрого лака фильтрующий вспомогательный материал из приемного резервуара 176 для того, чтобы, несмотря на подачу свежего фильтрующего вспомогательного материала через впуск 222, поддерживать по существу постоянный уровень 206 в приемном резервуаре 176.
Рядом с выпуском 224 материала на вращающемся валу 208 в радиальном направлении или также с торца, на расстоянии от вращающегося вала 208 расположен смесительный инструмент 216', который способствует выносу материала через выпуск 224 материала.
Вместо единственной, отстоящей в радиальном направлении от вращающегося вала 208 лопатки 218, смесительные инструменты 216 смесительного устройства 204 могут быть также выполнены в виде выполненной коаксиально к оси вращения 212 смесительного устройства 204 спиральной нарезки 226.
Прежде всего, смесительное устройство 204 может быть предусмотрено с двумя спиральными нарезками 226, 226' с противоположным направлением вращения.
Эти спиральные нарезки при этом могут иметь одинаковый шаг винта, но различные радиусы.
За счет противоходного направления вращения обеих спиральных нарезок 226, 226' достигается особо хорошее перемешивание имеющегося в смесительном участке 180 материала.
За счет задействования смесительного устройства 204 поверхность находящегося в приемном резервуаре 176 материала дополнительно сглаживается, и возникшие при определенных обстоятельствах в приемном резервуаре 176 из-за подтачивания мостики материала разрушаются.
Для разделения входящего из потоковой камеры 128 в фильтрующие модули 132 потока неочищенного газа на предназначенные для соответственно одного фильтрующего модуля 132 парциальные потоки 228 неочищенного газа, целенаправленного отклонения этих парциальных потоков 228 неочищенного газа во входной участок 178 соответственно одного приемного резервуара и для предотвращения непосредственного попадания потока неочищенного газа из потоковой камеры 182 к фильтрующим элементам 172, каждый фильтрующий модуль 132 снабжен впускным отверстием 230 шлицеобразной формы, которое выполнено в виде впускного канала 232, который имеет сужающееся в направлении течения парциального потока 228 неочищенного газа до точки сужения 234 поперечное сечение с возможностью пропускания потока.
Альтернативно или дополнительно к этому может быть предусмотрено, что впускной канал 232 имеет расширяющееся в направлении течения потока неочищенного газа от точки сужения 240 поперечное сечение с возможностью пропускания потока.
Впускной канал 232 по направлению вниз ограничен впускным скосом 236, который наклонен от передних опор 160 несущей конструкции 156 под углом, например, от примерно 40° до примерно 65° от горизонтали по направлению вверх.
Впускной скос 236 проходит в продольном направлении 134 потоковой камеры 128 по существу по всей длине впускного отверстия 230, например от 1 до 2 метров, что практически соответствует длине всего фильтрующего модуля 132 в продольном направлении 134.
По направлению вверх впускное отверстие 230 ограничено нижней кромкой передней стенки 166 и выступающей от нижней кромки передней стенки 166 под углом вниз во внутреннюю полость фильтрующего модуля верхней направляющей пластины 238.
Верхняя направляющая пластина 238 наклонена под углом, например, от примерно 55° до примерно 70° от горизонтали и простирается в продольном направлении 134 по существу по всей ширине впускного отверстия 230, например, на 1 или 2 метра.
За счет этой верхней направляющей пластины 238 для парциального потока 228 неочищенного газа достигается, что поток неочищенного газа не срывается на передней стенке 166 фильтрующего модуля 132, а непосредственно направляется в приемный резервуар 176 (см. фиг.6).
При работе фильтрующего модуля 132 верхняя направляющая пластина 238 имеет покрытие из вспомогательного фильтрующего материала, так что верхняя направляющая пластина 238 легко очищается, и непосредственно на верхнюю направляющую пластину 238 избыточное распыление не приклеивается.
Благодаря описанному выше устройству геометрии впускного отверстия 230 достигается, что впускное отверстие 230 имеет точку сужения 234, в которой способное к пропусканию потока поперечное сечение впускного отверстия 230 минимально, и поэтому скорость потока неочищенного газа максимальна.
Предпочтительно, скорость потока неочищенного газа в точке сужения составляет примерно от 2 м/с до 8 м/с, прежде всего примерно от 3 м/с до 5 м/с.
Таким способом эффективно предотвращается попадание фильтрующего материала из внутренней части фильтрующего модуля 132, который образует закрытый бокс, в потоковую камеру 128, а оттуда - в рабочую зону 108. Поэтому завихрение слоя фильтрующего вспомогательного материала 176 и очистку фильтрующих элементов 172 можно производить в любой момент времени без необходимости прерывания подачи неочищенного газа к фильтрующему модулю 132 или даже остановки работы устройств 116 для окрашивания распылением в рабочей зоне 108.
Далее, благодаря тому, что парциальный поток 228 неочищенного газа направленно выходит из приемного резервуара 176 из соответствующего впускного отверстия 230, обеспечивается изменение направления парциального потока 228 неочищенного газа во входном участке 178 приемного резервуара 176. Тем самым достаточное количество фильтрующего вспомогательного материала, которое генерируется за счет завихрения слоя в находящемся в приемном резервуаре 176 сборника, захватывается парциальным потоком 228 неочищенного газа.
Течение неочищенного газа из потоковой камеры 128 через впускное отверстие 230 во внутреннюю полость фильтрующего модуля 132 схематично показано на фиг.6. Там хорошо видно, что во внутренней полости фильтрующего модуля 132 образуется воздушный вал с горизонтально проходящей осью.
На противолежащей впускному отверстию 230 стороне приемного резервуара 176 загруженный фильтрующим вспомогательным материалом поток неочищенного газа снова выходит из входного участка 178 приемного резервуара 176 и затем распределяется по всей глубине приемной камеры фильтрующих элементов 170 таким образом, что образуется завихрение вокруг фильтрующих элементов 170 и, благодаря высокой динамике, которую парциальный поток 228 неочищенного газа получил в точке сужения 234, обеспечивается гомогенное распределение фильтрующего вспомогательного материала по отдельным фильтрующим элементам 172.
При работе каждого фильтрующего модуля 132 входящий в соответствующий фильтрующий модуль 132 парциальный поток 228 неочищенного газа омывает фильтрующие поверхности фильтрующих элементов 172, при этом на фильтрующих поверхностях осаждается, как захваченный фильтрующий вспомогательный материал, так и захваченное избыточное распыление мокрого лака, и отфильтрованный неочищенный газ в качестве отработавшего воздушного потока через пористые фильтрующие поверхности попадает во внутренние полости фильтрующих элементов 172, которые соединены с полой камерой внутри основного корпуса 174, от которого отстоят фильтрующие элементы 172. В этой полой камере очищенный поток отработавшего воздуха попадает в соответствующую вытяжную трубку 248, которая ведет от базового корпуса 174 фильтрующих элементов 172 каждого фильтрующего модуля 132 в расположенный примерно по центру под потоковой камерой 128 и проходящий параллельно продольному направлению 134 потоковой камеры 128 вытяжной канал 250 (смотри, прежде всего, фиг.1 и 2).
Направление потока отработавшего воздуха показано на фиг.2 стрелками 252.
Очищенный от избыточного распыления мокрого лака отработавший воздух из вытяжного канала 250 попадает к (не показанному) вытяжному вентилятору, откуда очищенный отработавший воздух по (не показанному) регистру охлаждения и (не показанной) питающей магистрали подается в расположенную над рабочей зоной 108 (не показанную) воздушную камеру, так называемый пленум.
Из этой воздушной камеры очищенный отработавший воздух через фильтрующий потолок возвращается в рабочую зону 108.
От питающей магистрали ответвляется (не показана) отводящая воздушная магистраль, через которую часть очищенного потока отработавшего воздуха (например, через газоход) отдается в окружающую среду.
Отдаваемая в окружающую среду часть потока отработавшего воздуха заменяется свежим воздухом, который подается в потоковую камеру 128 через два устройства 254 создания воздушной завесы, которые соответственно каждое через свою питающую воздушную магистраль 256 соединены с (не показанной) установкой подачи воздуха (фиг.1 и 2).
Каждое из устройств 254 создания воздушной завесы производит соответственно одну воздушную завесу, которая, выходя из соответствующего устройства для создания воздушной завесы 254, направлена по существу в горизонтальном направлении вдоль верхней стороны перекрытия потолка 164 фильтрующего модуля 132 к точке сужения 262 между верхними кромками противолежащих модульных рядов 136 и, тем самым, препятствует, что загруженный избыточным распылением мокрого лака поток 120 неочищенного газа из рабочей зоны 108 попадает к верхней стороне фильтрующих модулей 132, а избыточное распыление мокрого лака из потока 120 неочищенного газа осаждается на верхней стороне фильтрующих модулей 132.
Центральное направление потока воздуха в поперечных воздушных завесах, формируемых устройствами 254 создания воздушной завесы, на верхней стороне фильтрующего модуля 132 показано на фиг.2 стрелками 264.
Тем самым, большая часть проходящего через рабочую зону 108 воздуха включается в систему кругооборота воздуха, которая включает в себя рабочую зону 108, потоковую камеру 128, фильтрующие модули 132, вытяжные трубки 248, вытяжной канал 250, вытяжной вентилятор, а также питающую воздушную магистраль над рабочей зоной 108, при этом постоянный нагрев проходящего по системе кругооборота воздуха исключается посредством подачи свежего воздуха через устройства 254 создания воздушной завесы.
Поскольку сепарация избыточного распыления мокрого лака из парциальных потоков 228 неочищенного газа с помощью фильтрующих элементов 172 производится сухим способом, то есть без вымывания с помощью чистящей жидкости, то подаваемый в систему циркуляции воздуха воздух при сепарации избыточного распыления мокрого лака не увлажняется, так что устройства для осушения проходящего по системе циркуляции воздуха не требуется.
Также не требуются устройства для сепарации избыточного распыления мокрого лака из промывочно-чистящей жидкости.
Фильтрующие элементы 172 фильтрующих модулей 132 с определенными интервалами, когда их загрузка избыточным распылением мокрого лака и фильтрующим вспомогательным материалом достигла предписанного значения, очищаются импульсами сжатого воздуха.
Данная очистка может производиться (в зависимости от роста потерь давления на фильтрующих элементах 172), например, от одного до шести раз в течение 8-часовой рабочей смены, то есть примерно каждые 1-8 часов.
Необходимые импульсы сжатого воздуха формируются с помощью (не показанного) блока подачи импульсов, который расположен на базовом корпусе 174 фильтрующих элементов 172 каждого фильтрующего модуля 132, при этом блок подачи импульсов способен подавать импульсы сжатого воздуха в напорные трубки, которые проходят внутри соответствующего базового корпуса 174 и от блока подачи импульсов ведут во внутренние полости фильтрующих элементов.
Из внутренних полостей фильтрующих элементов 172 импульсы сжатого воздуха через пористые фильтрующие поверхности попадают в приемную камеру фильтрующих элементов 170, при этом образовавшийся на фильтрующих поверхностях предохранительный слой из фильтрующего вспомогательного материала и осажденного на него избыточного распыления мокрого лака отделяется от фильтрующих поверхностей, так что фильтрующие поверхности возвращаются в свое очищенное исходное состояние.
Фильтрующий вспомогательный материал в вышеописанном устройстве 126 для сепарации избыточного распыления мокрого лака исключительно за счет завихрения слоя фильтрующего вспомогательного материала в соответствующем назначенном приемном резервуаре 176 подается в парциальные потоки 176 неочищенного газа.
Для того чтобы отобрать из приемного резервуара 176 собранный, смешанный с избыточным распылением фильтрующий вспомогательный материал и подать его на утилизацию или на дальнейшее использование, устройство 126 для сепарации избыточного распыления мокрого лака включает в себя (не показанное) устройство для вывода фильтрующего вспомогательного материала, которое подключено к выпуску 224 материала приемного резервуара 176, и, например, вытяжной вентилятор для отсасывания материала из приемного резервуара 176.
Отобранный из приемных резервуаров 176 материал, который содержит фильтрующий вспомогательный материал с частицами избыточного распыления, может либо утилизироваться, либо, при определенных условиях после подготовки, по меньшей мере частично снова использоваться в установке для нанесения покрытий.
Показанная на фиг.9 на схематическом виде сбоку модульного ряда 136 вторая конструктивная форма устройства 126 для сепарации избыточного распыления мокрого лака отличается от вышеописанного устройства 126 тем, что не со всеми расположенными в продольном направлении 134 устройства 126 друг за другом фильтрующими модулями 132 одного модульного ряда 136 соотнесен единственный приемный резервуар 176, который проходит по всей длине модульного ряда 136, а вместо этого каждый модульный ряд 136 разделен на несколько, например две, групп модулей 266а, 266b с соответственно несколькими, например четырьмя, фильтрующими модулями 132, и с каждой модульной группой 266а, 266b соответственно соотнесен приемный резервуар 176а или же 176b, который накапливает очищенный фильтрующими элементами 172 фильтрующих модулей 132 соответствующей группы модулей 266а, 266b материал (фильтрующий вспомогательный материал и избыточное распыление мокрого лака).
В такой конструктивной форме устройства 126 для сепарации избыточного распыления мокрого лака расположены также соответственно по меньшей мере два приемных резервуара 176а, 176b в продольном направлении 134 друг за другом, но при этом всегда каждый из приемных резервуаров 176а, 176b накапливает очищенный несколькими фильтрующими модулями 132 материал.
Далее, каждый из приемных резервуаров 176а, 176b имеет соответственно одно смесительное устройство 204, с помощью которого предусмотрена возможность перемешивания происходящего из различных фильтрующих модулей 132 и накопленного соответствующим приемным резервуаром 176а, 176b материала.
В такой конструктивной форме торцовые стенки 182 приемных резервуаров 176а, 176b выполнены вертикальными не на всем протяжении, а имеют ограничивающий входной участок 178 с торцовой стороны верхний наклонный участок 268 торцовой стенки, который отклонен от вертикали таким образом, что наклонный участок 268 торцовой стенки в продольном направлении 134 перекрывает смесительный участок 180 соответствующего приемного резервуара 176а, 176b.
Благодаря этому под наклонными участками 268 наклонной торцовой стенки следующих друг за другом в продольном направлении 134 приемных резервуаров 176а, 176b и между торцовыми стенками смесительного участка 180 данных приемных резервуаров 176а, 176b создается достаточно места для размещения соответствующего вращающегося привода 214 смесительного устройства 204.
Далее, необходимо обратить внимание на то, что между вытяжными трубками 248 и приемными резервуарами 176а, 176b имеется достаточный объем для демонтажа вращающегося вала 208 соответствующего смесительного устройства 204.
Расположенные в продольном направлении 134 устройства 126 друг за другом модульные группы 266а, 266b могут быть соотнесены с различными окрасочными камерами или различными окрасочными участками в пределах одной и той же окрасочной камеры, например с одним окрасочным участком для внутренней окраски автомобильных кузовов 102, с одной стороны, и с одним окрасочным участком для наружной покраски автомобильных кузовов 102, с другой стороны.
Альтернативно можно также предусмотреть, что на различных окрасочных участках, которые соотнесены с модульными группами 266а, 266b, применяются различные типы красок для автомобильных кузовов, например базовый лак, с одной стороны, и прозрачный лак, с другой стороны.
В расположенной между модульными группами 266а, 266b области окрасочной установки лак на автомобильные кузова 102 не наносится.
В остальном представленная на фиг.9 вторая форма конструктивного выполнения устройства 126 для сепарации избыточного распыления мокрого лака в отношении конструкции и функционирования совпадает с показанной на фиг.1-8 первой конструктивной формой выполнения, на вышестоящее описание которого делается тем самым ссылка.
Показанная на фиг.10 в схематичном виде сбоку модульного ряда 136 третья конструктивная форма устройства 126 для сепарации избыточного распыления мокрого лака отличается от показанной на фиг.1-8 первой конструктивной формы тем, что количество фильтрующих модулей 132, соотнесенных с одним и тем же приемным резервуаром 176, больше (например, восемь фильтрующих модулей 132), так что приемный резервуар 176 имеет очень большую протяженность в продольном направлении 134 устройства 126 (например, от 16 м или более).
При такой большой длине приемного резервуара 176 нужно было бы применить вращающийся привод 214 очень высокой мощности для приведения во вращательное движение простирающегося по всей длине приемного резервуара 176, оснащенного смесительными инструментами 216 вращающегося вала 208.
Поэтому в показанной на фиг.10 третьей конструктивной форме предусмотрено, что смесительное устройство 204 имеет два расположенных друг за другом в продольном направлении 134 в направлении общей оси вращения 212 вращающихся вала 208а, 208b, которые приводятся соответственно своим собственным вращающимся приводом 214а, 214b и установлены с возможностью вращения в соответственно одном подшипнике 272 в центре приемного резервуара 176, а также на передней торцовой стенке 182а или же на задней торцовой стенке 182b приемного резервуара 176.
Каждый из вращающихся валов 208а, 208b оборудован одним или несколькими смесительными инструментами 216, например спиральными нарезками 226, для перемешивания собранного в приемном резервуаре 176 материала.
Благодаря распределению смесительных инструментов 216 по двум отдельно друг от друга установленным и раздельно приводимым вращающимся валам 208а, 208b можно снизить требуемую для выполнения вращательного движения смесительных инструментов 216 приводную мощность вращающихся приводов 214а, 214b.
В этой третьей конструктивной форме торцовые стенки 182а, 182b приемного резервуара 176 выполнены вертикальными не на всем протяжении, а имеют ограничивающий входной участок 178 с торцовой стороны верхний наклонный участок 268 торцовой стенки, который отклонен от вертикали таким образом, что наклонный участок 268 торцовой стенки в продольном направлении 134 перекрывает смесительный участок 180 приемного резервуара 176.
Тем самым, под наклонным участком 268 торцовой стенки создается достаточно места для размещения соответственно одного вращающегося привода 214а, 214b смесительного устройства 204.
В остальном представленная на фиг.10 вторая форма конструктивного выполнения устройства 126 для сепарации избыточного распыления мокрого лака в отношении конструкции и функционирования совпадает с показанной на фиг.1-8 первой конструктивной формой выполнения, на вышестоящее описание которого делается тем самым ссылка.