УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ ИЗБЫТОЧНОГО РАСПЫЛЕНИЯ ЛАКА
DEVICE FOR SEPARATION OF EXCESSIVELY SPRAYED LACQUER

Изобретение относится к устройству для сепарации избыточно распыленного лака из содержащего избыточно распыленный лак воздуха камер установок окраски, содержащему:
а) по меньшей мере одну сепарационную поверхность, вдоль которой является направляемым воздух камеры и которая является электрически проводящей, а также соединена с одним полюсом источника высокого напряжения;
б) по меньшей мере одно расположенное в воздушном потоке электродное устройство, которое придано сепарационной поверхности и соединено с другим полюсом источника высокого напряжения.
При ручном или автоматическом нанесении лаков на объекты частичный поток лака, который, в общем, содержит как твердые тела, так и растворители и/или связующие вещества, не наносится на объект. Этот частичный поток специалистами называется «избытком распыления». Избыток распыления захватывается воздушным потоком в распылительной камере и подается на сепарационное устройство.
Прежде всего, в установках с относительно большим расходом лака, например в установках окраски кузовов автомобилей, предпочтительно применяются системы мокрой сепарации. В известных на рынке мокрых сепараторах вода вместе с поступающим сверху воздухом камеры течет к ускоряющему поток воздуха соплу. В этом сопле происходит завихрение протекающего воздуха камеры с водой. При этом процессе частицы избытка распыления в значительной степени переходят в воду, так что воздух покидает мокрый сепаратор по существу очищенным, а частицы избыточно распыленного лака находятся в воде. Затем они могут быть восстановлены из нее или удалены.
В известных мокрых сепараторах для циркуляции необходимых довольно больших количеств воды требуется относительно много энергии. В результате применения больших количеств связывающих лак и обесклеивающих химикатов и в результате удаления лакового шлама очистка промывочной воды является затратоемкой. Кроме того, в результате интенсивного контакта с промывочной водой воздух поглощает очень много влаги, следствием чего в режиме рециркуляции воздуха опять же является большой расход энергии для очистки воздуха.
В противоположность этому, в известных на рынке устройствах указанного вначале вида сепарация осуществляется сухим способом, при котором увлекаемые протекающим мимо воздухом камеры частицы избыточно распыленного лака ионизируются электродным устройством и благодаря созданному между сепарационной поверхностью и электродным устройством электрическому полю перемещаются к сепарационной поверхности, на которой они осаждаются. Затем сцепленные с сепарационной поверхностью частицы избыточно распыленного лака могут быть, например, механически счищены и отведены от нее.
В этих известных устройствах все электродные устройства питаются от одного и того же источника высокого напряжения. Если в области высокого напряжения происходит сбой, поиск сбоя является относительно сложным, и может иметь место нежелательно длительное время простоя устройства. В случае сбоя все высокое напряжение должно быть отключено, так что во всем устройстве уже более не происходит активный процесс фильтрования.
Задачей настоящего изобретения является такое усовершенствование устройства указанного вначале вида, чтобы при возникновении сбоев в области высокого напряжения поиск сбоя был облегчен и таким образом было сокращено время простоя всего устройства.
Согласно изобретению эта задача решена за счет того, что
в) предусмотрено несколько приданных разным сепарационным поверхностям электродных устройств, которые выполнены с возможностью подачи на них независимо друг от друга высокого напряжения, причем разные сепарационные поверхности расположены рядом друг с другом в направлении, перпендикулярном направлению течения воздуха камеры;
и/или
г) предусмотрено несколько областей одного и того же электродного устройства, которые выполнены с возможностью подачи на них независимо друг от друга высокого напряжения.
Если в выполненном согласно изобретению устройстве в области высокого напряжения происходит пробой, электродное устройство и/или соответствующая область электродного устройства, в которой имеет место сбой, может быть легко установлено, а затем отключено. В этом случае все устройство останавливать не требуется, оно может работать дальше в аварийном режиме, который все еще делает возможной достаточную сепарацию избытка распыленного лака. Желательный дополнительный эффект этого вида (возможность независимо снабжать высоким напряжением другое электродное устройство и/или разные области этого же электродного устройства) состоит в том, что электродные устройства и/или области электродного устройства, которые как раз не требуются, могут быть отключены, за счет чего достигается довольно значительная экономия энергии.
Таким образом, технические результаты, достигаемые при осуществлении изобретения, заключаются в облегчении поиска сбоев в области высокого напряжения и сокращении времени простоя, а также в экономии энергии за счет отключения незадействуемых электродных устройств и/или областей электродного устройства.
Первая возможность подавать высокое напряжение на электродные устройства и/или на несколько областей одного и того же электродного устройства независимо друг от друга заключается в том, что эти электродные устройства или же области выполнены с возможностью соединения с одним и тем же источником высокого напряжения. Таким образом, в этом случае используется только один источник высокого напряжения. В качестве переключающих устройств могут быть применены соответствующие контакторы.
Несколько более трудоемкий вид независимой подачи высокого напряжения состоит в том, что каждому из нескольких электродных устройств и/или каждой из нескольких областей одного электродного устройства придан собственный источник высокого напряжения. Таким образом, при несколько более высоких аппаратных затратах получают возможность аварийного режима также и в том случае, если сбой возникает в области одного источника высокого напряжения. Тогда другие электродные устройства и/или другие области электродного устройства все еще могут работать от приданного им источника высокого напряжения. Кроме того, при этом конструктивном варианте мощности являются меньшими, уменьшаемый при возможном пробое заряд является меньшим.
По энергетическим причинам является целесообразным то, что по меньшей мере одно электродное устройство в качестве областей независимого приложения высокого напряжения содержит несколько коронных проводников, а также плоскостной, предпочтительно плоский, полевой электрод. Тогда в области коронных проводников происходит ионизация частиц избытка распыления, в то время как в поле плоскостного полевого электрода по существу проходит осаждение частиц избытка распыления на сепарационных поверхностях.
При этом вновь является особо благоприятным, если несколько коронных проводников разделены на несколько групп, при этом каждая группа является областью электродного устройства, на которую может быть независимо подано высокое напряжение. В этом случае получают не только желательную избыточность в случае возникновения сбоя в области высокого напряжения, но и, кроме этого, возможность подачи на разные группы коронных проводников разных высоких напряжений. Самое высокое напряжение, в общем, подается на ту группу коронных проводников, которая больше всего удалена от плоскостного полевого электрода.
Кроме того, разделение коронных проводников на несколько групп имеет то преимущество, что отдельные группы могут управляться циклично. И это тоже связано с определенной экономией энергии. Дополнительно, цикличное включение разных областей электродного устройства имеет то преимущество, что уменьшается адгезия частиц избытка распыления на сепарационной поверхности в противолежащей коронному проводнику области, где это нежелательно.
Далее примеры осуществления изобретения более подробно поясняются на чертежах, на которых:
Фиг.1: камера окрашивания линии обработки поверхности с первым конструктивным примером устройства для сепарации избытка распыления в виде спереди;
Фиг.2: камера окрашивания согласно фиг.1 в виде в перспективе;
Фиг.3: вид в перспективе двух сепарационных узлов, а также трех электродных устройств сепарационного устройства согласно фиг.1;
Фиг.4: оба сепарационных узла с электродными устройствами согласно фиг.3 в вертикальном разрезе;
Фиг.5: вид в перспективе двух сепарационных узлов, а также трех электродных устройств соответственно по второму конструктивному примеру;
Фиг.6: вид в перспективе второго конструктивного примера устройства для сепарации избытка распыления, которое содержит несколько сепарационных узлов и электродных устройств согласно фиг.5;
Фиг.7: схематически разделение представленных на фиг.3 электродных устройств на несколько областей, на которые высокое напряжение может быть подано независимо друг от друга.
Вначале приводится ссылка на фигуры 1 и 2. Там ссылочным обозначением 2 в целом обозначена камера окрашивания линии обработки поверхности, в которой окрашиваются кузова 4 автомобилей, после того как они были, например, очищены и обезжирены на расположенных до камеры 2 окрашивания (отдельно не показанных) позициях предварительной обработки.
Камера 2 окрашивания содержит расположенный вверху туннель 6 окрашивания, который ограничен вертикальными боковыми стенками 8а, 8b и горизонтальным потолком 10 камеры, но с торцов и вниз является открытым таким образом, что содержащий избыток распыления воздух камеры может течь вниз. Потолок 10 камеры выполнен обычным образом в качестве нижнего ограничения пространства (не показано) подвода воздуха с фильтрующим покрытием.
На высоте фланкированного нижними краями боковых стенок 8а, 8b нижнего проема 12 туннеля 6 окрашивания расположена стальная конструкция 14, которая является опорой для самой по себе известной транспортной системы 16, которая здесь более подробно не рассматривается. С помощью нее подлежащие окрашиванию кузова 4 автомобилей могут транспортироваться от стороны входа туннеля 6 окрашивания к его стороне выхода. Внутри туннеля 6 окрашивания находятся отдельно не показанные аппликационные устройства, с помощью которых на кузова 4 автомобилей самим по себе известным образом наносится лак.
Под нижним проемом 12 туннеля 6 окрашивания находится открытое вверх в сторону туннеля 6 окрашивания сепарационное пространство 18, в котором осаждается образующийся в процессе окрашивания избыточно распыленный лак.
Сепарационное пространство 18 ограничено видимой на фиг.2 плитой 20 основания, двумя вертикальными боковыми стенками 22а, 22b и двумя вертикальными торцевыми стенками, при этом обе последние на фигурах 1 и 2 опущены (не показаны). В сепарационном пространстве 18 расположено сепарационное устройство 24 с множеством расположенных друг за другом в продольном направлении сепарационного пространства 18 сепарационных узлов 26, которые еще будут рассмотрены более подробно ниже.
В области сепарационного пространства 18 между сепарационным устройством 24 и туннелем 6 окрашивания находятся два воздухонаправляющих щитка 28а, 28b, которые исходя от боковых стенок 22а, 22b сепарационного пространства 18 сначала вниз сходятся, а в их обращенной к сепарационному устройству 24 концевой области расходятся к боковым ограничениям сепарационного устройства 24. Воздухонаправляющие щитки 28а, 28b и соответствующие (не показанные) воздухонаправляющие щитки на торцах простираются сверху до сепарационного устройства 24.
Сепарационные узлы 26 покоятся на опорной раме 30, которая допускает течение воздуха вниз из сепарационного устройства 24. Под сепарационным устройством 24 находится еще один воздухонаправляющий щиток 32, который простирается вдоль сепарационного устройства 24 в сепарационном пространстве 18. Воздухонаправляющий щиток 32 имеет вертикальный участок 32а, который обращен на фигурах 1 и 2 к левой боковой стенке 22а сепарационного пространства 18, и проходящий наклонно вниз в направлении противолежащей боковой стенки 22b сепарационного пространства 18 участок 32b.
Между вертикальным участком 32а воздухонаправляющего щитка 32 и (на фигурах 1 и 2) левой боковой стенкой 22а сепарационного пространства 18 расположен схематически показанный только на фиг.1 сборный желоб 34, который простирается параллельно вертикальному участку 32а воздухонаправляющего щитка 32 и который в продольном направлении наклонен относительно горизонтальной плоскости.
На фигурах 3 и 4 показаны два соседних сепарационных узла 26 сепарационного устройства 24. Как на них видно, сепарационный узел 26 содержит две разнесенные друг от друга параллельные прямоугольные боковые плиты 36а, 36b, которые на своих верхних противолежащих торцевых краях соединены друг с другом посредством изогнутого участка 38, внешний контур которого в свету в поперечном сечении соответствует полукругу и образует верхнюю сторону сепарационного узла 26.
В наивысшей точке изогнутого участка 38 сепарационных узлов 26 он выполнен в виде переливного желоба 40, который далее еще будет рассмотрен более подробно.
Соответствующие внешние поверхности боковых плит 36а, 36b образуют сепарационные поверхности 42а или же 42b, что также будет далее рассмотрено детально еще раз.
На своих нижних краях боковые плиты 36а, 36b имеют по одному сточному желобу 44а, 44b, который проходит параллельно боковым плитам 36а, 36b сепарационных узлов 26 и в направлении первого, на фиг.3 переднего, торца 46 сепарационного узла 26 наклонен вниз. Сточные желоба 44а, 44b с торца заканчиваются боковыми плитами 36а, 36b сепарационного узла 26 (ср. фиг.3). Сточные желоба 44а, 44b на их конце 48а или же 48b на первом торце 46 (ср. фиг.3) сепарационного узла 26 являются открытыми.
Как видно на фигурах 1 и 2, каждый сепарационный узел 26 содержит первую торцевую стенку 50а, которая расположена на его первом торце 46. Противолежащий торец сепарационных узлов 26, который специально не снабжен ссылочным обозначением, закрыт второй торцевой стенкой 50b. Торцевые стенки 50а, 50b сепарационных узлов 26 закрывают торцы соответствующего переливного желоба 40. Обе торцевые стенки 50а, 50b изготовлены из пластика. Первая торцевая стенка 50а сепарационного узла 26 содержит два прорыва 52а, 52b, в которые своими концами 48а, 48b впадает соответственно один сточный желоб 44а, 44b. На противолежащей сточным желобам 44а, 44b стороне каждой торцевой стенки 50а на прорывы 52а, 52b насажены лотки 54а, 54b для стекания. Они выполнены в виде профиля, поперечное сечение которого соответствует поперечному сечению сточных желобов 44а, 44b.
Если сепарационное устройство 24 расположено в сепарационном пространстве 18 камеры 2 окрашивания, лотки 54а, 54b для стекания каждого сепарационного узла 26 выступают над сборным желобом 34.
В сепарационном устройстве 24 по два соседних сепарационных узла 26 расположены с соблюдением расстояния между ними. Между двумя соседними сепарационными узлами 26, а также у свободных боковых плит 36а или же 36b обоих самых внешних сепарационных узлов 26 внутри сепарационного устройства 24 простирается соответственно одно электродное устройство 56.
Каждое электродное устройство 56 содержит две прямые проходящие параллельно друг другу электродные планки 58а, 58b. Они удерживают на участке 60 поля электродного устройства 56 решетчатый электрод 62, проходящие между электродными планками 58а, 58b края 64а, 64b которых расположены вертикально последним. На коронном участке 66 электродного устройства 56 электродные планки 58а, 58b удерживают несколько действующих как коронирующий электрод коронных проводников 68. Коронные проводники 68 проходят в заданной электродными планками 58а, 58b плоскости параллельно краям 64а, 64b решетчатого электрода 62 и расположены на одинаковых расстояниях друг от друга.
Как видно на фигурах 3 и 4, электродные устройства 56 в общем имеют протяженность, которая по существу соответствует протяженности боковых плит 36а, 36b сепарационных узлов 26. Электродные устройства 56 расположены так, что нижний край 64b решетчатого электрода 62 находится примерно на высоте нижнего конца боковых плит 36а или же 36b.
При работе сепарационного устройства 24 на соответствующей сепарационной поверхности 42а, 42b боковых плит 36а, 36b сепарационных узлов 26 сверху вниз в сточные желоба 44а, 44b течет сепарационная жидкость, которая пригодна для того, чтобы поглощать частицы твердого вещества из возникающего в процессе окрашивания избытка распыленного лака.
Для этого эта сепарационная жидкость подается в переливной желоб 40 на изогнутом участке 38 сепарационных узлов 26. Оттуда сепарационная жидкость через проходящие около переливного желоба 40 изогнутые боковые стороны 70а, 70b изогнутого участка 38 сепарационного узла 26 соответственно в виде связанного слоя попадает к боковым плитам 36а, 36b и стекает на их сепарационных поверхностях 42а, 42b и далее как связанный слой сепарационной жидкости.
Число коронных проводников 68 электродного устройства 56 и их расстояние друг от друга может варьироваться в зависимости от сепарационных свойств частиц избытка распыления. В данном конструктивном примере предусмотрено четыре коронных проводника 68, из которых самый верхний расположен около изогнутого участка 38 сепарационного узла 26, а расположенный ниже коронный проводник 68 еще находится в области около соответствующей боковой плиты 36а или же 36b сепарационного узла 26.
Как прежде всего видно по фиг.7, четыре коронных проводника 68 разделены на две группы 68А, 68В. Внутри этих групп 68А, 68В они включены соответственно электрически параллельно и, тем самым, образуют «область» 56А или же 56В электродного устройства 56. Каждая из этих областей 56А, 56В посредством подходящего переключающего устройства, например через контакторы высокого напряжения, являются соединяемыми с источником высокого напряжения 74. Переключающее устройство и источник высокого напряжения на чертеже для этого конструктивного примера не показаны. И на плоскостной решетчатый электрод 62 подается напряжение от собственного источника высокого напряжения 74.
На разные области 56А, 56В и 56С электродного устройства 56 циклично подается высокое напряжение, например, таким образом, что с соответствующим источником высокого напряжения 74 соединяется сначала самая верхняя область 56А, вслед за ней область 56В, а затем следующая за ней реализованная решетчатым электродом область 56С. Таким образом, под высоким напряжением всегда находится только одна из трех областей 56А, 56В, 56С. Для достижения желаемой ионизации в области коронных проводников 68 и сепарации в области решетчатого электрода 62 этого цикличного приложения высокого напряжения достаточно, но оно связано с экономией энергии по сравнению с постоянной подачей напряжения. Дополнительно уменьшается опасность того, что частицы избытка распыления осаждаются уже в противолежащей коронным проводникам 68 области сепарационных узлов 26, где это является менее желательным.
На фиг.5 в качестве соответственно второго конструктивного примера показаны модифицированный сепарационный узел 126, а также модифицированное электродное устройство 156, а на фигуре 6 - содержащее их модифицированное сепарационное устройство 124. Детали сепарационного узла 126, электродного устройства 156 и сепарационного устройства 124, которые соответствуют деталям сепарационного узла 26, электродного устройства 56 и сепарационного устройства 24 согласно фигурам 1-4, обозначены теми же самыми ссылочными обозначениями с прибавлением 100.
Сепарационный узел 126 отличается от сепарационного узла 26 прежде всего тем, что сточные желоба 144а, 144b выступают за торец 146 сепарационного узла 126. Выступающие участки 172а, 172b соответствуют указанным выше лоткам 54а, 54b для стекания, от которых по этой причине в сепарационном устройстве 124 можно отказаться.
Как видно на фиг.6, выступающие участки 172а, 172b сточных желобов 144а, 144b сепарационного узла 126 простираются сквозь соответствующие прорывы 152а, 152b в каждой торцевой стенке 150а сепарационного устройства 124.
На фиг.5 показан один из нескольких источников 174 высокого напряжения, который расположен между боковыми плитами 136а, 136b каждого сепарационного узла 126 и соответственно соединен с одной из областей 156А, 156В, 156С электродного устройства 156. Соответствующим образом источники 174 высокого напряжения могут иметься и при каждом сепарационном узле 26 согласно первому конструктивному примеру. Соответственно один отдельный сепарационный узел 126 и отдельное электродное устройство 156 образуют сепарационный модуль 176. Соответственно, каждый отдельный сепарационный узел 26 и отдельное электродное устройство 56 согласно фигурам 1-4 образуют сепарационный модуль 76.
Кроме того, на фиг.5 видны распорки 178а, 178b, 178с, которые внизу, в середине и сверху соединяют между собой внутренние поверхности обеих боковых плит 136а, 136b сепарационного узла 126.
В электродном устройстве 156 согласно второму конструктивному примеру вертикально между электродными планками 158а, 158b над первым коронным проводником 168 проходит защитная рейка 180, благодаря которой уменьшается опасность контакта возможно падающих из туннеля 6 окрашивания на электродное устройство 156 объектов или частиц с коронными проводниками 168.
Впрочем, сказанное выше относительно сепарационного узла 26, электродного устройства 56 и сепарационного устройства 24 соответственно относится и к сепарационному узлу 126, электродному устройству 156 и сепарационному устройству 124.
Далее основной принцип поясненных выше устройств поясняется на примере сепарационного устройства 24 согласно фигурам 1-4. Использование сепарационного устройства 124 согласно фигурам 5 и 6 в камере 2 окрашивания происходит аналогичным образом.
При окрашивании кузовов автомобилей в туннеле 6 окрашивания находящийся там воздух камеры насыщается частицами избыточно распыленного лака. Они могут быть еще жидкими и/или клейкими, но также уже более или менее твердыми. Содержащий избыточно распыленный лак воздух камеры через нижний проем 12 туннеля 6 окрашивания поступает в сепарационное пространство 18. Там этот воздух воздухонаправляющими щитками 28а, 28b направляется в направлении сепарационного устройства 24 и протекает между соседними сепарационными узлами 26 в направлении нижнего воздухонаправляющего щитка 32.
На коронных проводниках 68 самим по себе известным образом происходят коронные разряды, посредством которых частицы избытка распыления в протекающем мимо воздухе камеры эффективно ионизируются.
Ионизированные частицы избытка распыления проходят заземленные на потенциал корпуса боковые плиты 36а, 36b двух соседних сепарационных узлов 26 и проходящий между ними решетчатый электрод 62 на первом участке 60 электродного устройства 56. В связи с образовавшимся между решетчатым электродом 62 и боковыми плитами 32а, 32b электрическим полем ионизированные частицы избытка распыления осаждаются на сепарационных поверхностях 42а, 42b боковых плит 36а, 36b сепарационных узлов 26 и там поглощаются текущей вдоль них сепарационной жидкостью.
Часть ионизированных частиц избытка распыления осаждается уже на втором участке 66 электродного устройства 56 в области коронных проводников 68 на сепарационных узлах 26. Однако имеющееся между коронными проводниками 68 и соответствующей боковой плитой 36а, 36b сепарационного узла 26 электрическое поле более неоднородно, чем электрическое поле в области решетчатого электрода 62, из-за чего там происходит более направленная и более эффективная сепарация ионизированных частиц избытка распыления на соответствующем сепарационном узле 26.
Очищенный при прохождении между сепарационными узлами 26 воздух нижним воздухонаправляющим щитком 32 направляется в направлении показанной на фигурах 1 и 2 справа боковой стенки 22b сепарационного пространства 18, откуда он, при необходимости после определенного кондиционирования, может быть снова подан в туннель 6 окрашивания в качестве свежего воздуха. В случае с кондиционированием речь может идти прежде всего о корректировке температуры, влажности воздуха и, при необходимости, удалении все еще находящихся в воздухе растворителей.
Стекающая на сепарационных узлах 26 и теперь содержащая частицы избытка распыления сепарационная жидкость попадает внизу в сточные желоба 44а, 44b сепарационных узлов 26. Благодаря наклону сточных желобов 44а, 44b насыщенная сепарационная жидкость течет в направлении прорывов 52а, 52b в соответствующих торцевых стенках 50а, через них, а оттуда через лотки 54а, 54b для стекания в сборный желоб 34. Через сборный желоб 34 содержащая частицы избытка распыления сепарационная жидкость вытекает из камеры 2 окрашивания и может быть подана на очистку и регенерацию, при которой сепарационная жидкость освобождается от частиц избытка распыления, или на удаление.