УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ПОРОШКОВЫХ ПОКРЫТИЙ

Полезная модель относится к устройствам для формирования покрытий (сплавление и отверждение порошковых полимерных покрытий), работающим при температурах от 50°С до 300°С.
Известно устройство (печь для обжига), примененное в способе защитного окрашивания полых деталей электрических машин [Патент РФ №2178732, «Способ защитного окрашивания полых деталей электрических машин», МПК B05D 1/02, приоритет 15.12.2000 г.], включающее камеру полимеризации, содержащую средства для нагрева воздушной среды. В этой камере детали с нанесенной порошковой краской выдерживают в течение 8-30 мин. при температуре до 250°С для полимеризации краски. В камере производят циркуляцию горячего воздуха с одновременным терморегулированием с помощью встроенного в камеру чувствительного элемента и устройства автоматического регулирования температуры.
Недостаток этого устройства заключается в том, что циркуляция горячего воздуха снижает чистоту покрытия и безопасность формирования покрытия, так как возможна ситуация воспламенения летучих веществ.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство для полимеризации порошкового покрытия, включающее камеру с термоизоляционным экраном, средства нагрева (нагреватели) и транспортную систему.
Все грани камеры теплоизолированы, одна из боковых граней выполнена в виде двери. Внутри камеры размещен подвижный в вертикальном направлении теплоизоляционный экран, который закреплен на каретке и образует верхнюю стенку камеры. К экрану подвешены обрабатываемые изделия. Высота положения экрана определяется габаритными размерами изделий и регулируется лебедочным механизмом.
В нижней части камеры полимеризации установлены нагреватели, обеспечивающие нагрев объема камеры, ограниченного дном камеры и экраном.
Транспортная система представляет собой металлоконструкцию с направляющими, на которых установлена с возможностью горизонтального перемещения закрепленного экрана подвижная каретка [Патент РФ №45653, «Устройство для полимеризации порошковых покрытий», МПК B05D 3/00, приоритет 08.02.2005 г.].
Недостаток известного устройства заключается в сложности конструкции транспортной системы из-за наличия подвижной каретки с закрепленным на ней экраном и
лебедочного механизма, обеспечивающего вертикальную подвижность экрана. Кроме того, к недостаткам можно отнести и низкий коэффициент использования объема камеры, заключающийся в том, что при определенных габаритных размерах камеры, ее рабочий объем значительно меньше из-за наличия в камере транспортной системы, расположенной сверху над теплоизоляционным экраном. При этом, как следствие, часть вырабатываемого тепла неоправданно тратится на нагрев лебедочного механизма и нерабочего объема камеры полимеризации, несмотря на теплоизоляцию рабочего объема камеры.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства для полимеризации упрощенной конструкции, позволяющего получить качественное полимерное покрытие.
Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в обеспечении герметичности камеры полимеризации и, как следствие, быстрого и равномерного процесса нагрева внутреннего объема камеры и полимеризации изделий.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для полимеризации порошковых покрытий, включающем камеру полимеризации с нагревателями и транспортную систему для перемещения обрабатываемых изделий, нагреватели выполнены в виде керамических излучателей инфракрасного спектра. Камера полимеризации установлена на опорных стойках, а ее стенки с внутренней стороны снабжены лучистыми отражателями, выполненными, например, из алюминиевой фольги. В дне камеры выполнена узкая продольная щель для размещения транспортной системы, представляющей собой тележку, снабженную защитным экраном, располагающимся над щелью камеры, и подвесками для обрабатываемых изделий.
На фигуре представлено изображение устройства для полимеризации порошковых покрытий.
Устройство для полимеризации порошковых покрытий включает камеру с нагревателями и транспортную систему перемещения обрабатываемых изделий.
Камера 1 для полимеризации имеет вид параллелепипеда, установлена на опорных стойках 2, она может быть проходного или тупикового типа и закрывается теплоизолирующими дверями 3. В дне 4 камеры 1 выполнена узкая продольная щель 5 (для камеры проходного типа она сквозная). Все внутренние части камеры 1 - боковые стенки 6, потолок, дно 4 и двери 3 закрыты лучистыми отражателями 7, понижающими нагрев внешней поверхности камеры 1, способствующими сохранению вырабатываемого тепла внутри камеры 1 и повышающими общий КПД устройства. В качестве отражателей 7 наиболее эффективна алюминиевая фольга и полированный тонкостенный алюминиевый лист. На дне 4 камеры и снизу на боковых стенках 6 поверх отражателей 7 расположены
нагреватели 8, например, керамические излучатели инфракрасного спектра с длиной волны от 1 до 1,2 мкм. С внешней стороны на боковой стенке 6 корпуса камеры 1 находится блок управления 9, соединенный с термодатчиком 10, расположенным с внутренней стороны на боковой стенке 6 камеры 1.
Транспортная система перемещения обрабатываемых изделий 11 выполнена в виде тележки 12, снабженной в верхней части подвесками 13, а в нижней части - защитным экраном 14. На подвесках 13 закрепляют изделия 11 для последующей их обработки в камере 1. Защитный экран 14 укреплен на тележке 12 таким образом, что при размещении тележки внутри камеры 1, защитный экран 14 прилегает ко дну 4 камеры 1 и плотно закрывает щель 5 сверху. Тележка 12 сконструирована таким образом, чтобы верхняя ее часть с защитным экраном 14, подвесками 13 и обрабатываемыми изделиями 11 вводилась внутрь камеры 1, проходя в узкой щели 5. При этом нижняя часть тележки 12, находящаяся под защитным экраном 14, располагается под камерой 1 и не подвергается нагреву.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
На подвесках 13 тележки 12 закрепляют изделия 11 с предварительно нанесенным на них порошковым покрытием. Через открытую дверь 3 по узкой щели 5 верхнюю часть тележки 12 с обрабатываемыми изделиями 11 вводят внутрь камеры 1, при этом защитный экран 14 плотно закрывает сверху узкую щель 5 в дне камеры 4. Затем дверь 3 закрывают, образовав замкнутый объем рабочей камеры 1. Включают блок управления 9, соединенный с нагревателями 8, например, керамическими излучателями, работающими в области инфракрасного спектра. Такие нагреватели в первую очередь нагревают поверхности и предметы, находящиеся в зоне их действия, а не воздух, поэтому выделяемое тепло сначала равномерно нагревает окрашенное порошковой краской изделие 11, а затем, за счет конвекции прогревается и воздух во всем объеме камеры 1, в результате чего устройство быстро выходит на режим полимеризации. Нагреватели 8 обеспечивают равномерный прогрев изделий без принудительной циркуляции воздуха в камере 1. Экспериментально установлено, что равномерность нагрева изделий 11 достигается при расположении нагревателей 8 на дне 4 камеры и снизу на боковых стенках 6. Быстрый выход печи на режим полимеризации приводит к улучшению характеристик покрытия, так как поверхностный слой полимера оплавляется после внутреннего слоя и не препятствует выходу побочных продуктов полимеризации и воздуха, находящегося между гранулами порошка, а, следовательно, не прорывается верхний слой краски и не образуются «кратеры» на поверхности полимерного покрытия при его отверждении.
В зависимости от вида краски и типа покрываемых изделий рабочий режим камеры может быть рассчитан и выставлен на температуру от 50°С до 300°С. Термодатчик 10
регистрирует температуру в течение всего процесса полимеризации покрытия и подает электрические сигналы на блок управления 9, регулирующий этот процесс. Время проведения процесса полимеризации колеблется от 5 до 50 минут. В каждом конкретном случае задается свое время полимеризации.
Следует еще раз отметить, что внутрь камеры вводится только верхняя часть тележки, а нижняя ее часть остается вне камеры и не подвергается нагреву. За счет этого также снижается время выхода печи на режим полимеризации. Наличие защитного экрана, размещаемого над щелью внутри камеры, ограничивает нагреваемый объем. Отсутствие циркулирующего устройства в камере полимеризации и, как следствие, отсутствие движения нагретого воздуха, обеспечивает безопасность формирования полимерного покрытия путем исключения возможности воспламенения летучих веществ и предотвращает загрязнение покрытия.
Преимущество заявляемой полезной модели по сравнению с известной, выбранной за прототип, заключается в том, что при совпадении внешних габаритных размеров обеих камер полимеризации полезный объем заявляемой камеры существенно больше, что влияет на количество одновременно обрабатываемых изделий.