Файл: Иноземцев, Г. Б. Электронно-ионная технология в деревообрабатывающей промышленности.pdf

ак — коэффициент теплоотдачи.

Различают свободную и вынужденную конвекцию. Свободное движение среды возникает вследствие разности плотностей более и менее нагретых частиц среды; вынужденное движение создается ^вентиляторами или другими устройствами. В качестве теплоноси­ теля могут применяться пар, горячая вода, топочные газы, элект­

ронагрев и др. Лакокрасочное покрытие при этом нагревается кон­ тактной передачей тепла от циркулирующего воздуха к поверхности, т. е. принудительно. При этом способе сушка верхних слоев покры­ тия происходит более интенсивно, чем в нижних слоях.

Конвекционный способ сушки лакокрасочных покрытий нашел самое широкое применение в электролакировальных установках. Это в первую очередь объясняется простотой конструкции сушиль­ ных камер, надежностью их работы, возможностью быстрого на­ грева поверхности с достаточно высокой степенью равномерности, хорошим отводом паров растворителей.

К недостаткам этого способа относятся сложности управления температурным, режимом по зонам, сравнительно высокое время сушки, а следовательно, увеличение продолжительности техноло­ гического процесса, производственных площадей и др.

Многие действующие электролакировальные установки обору­ дованы сушильными камерами с конвекционным нагревом. Эти су­ шилки представляют собой камеры проходного типа непрерывного действия. Они состоят из металлического каркаса, обшитого тепло­ изоляционными щитами в виде плоских пустотелых коробок из листовой стали, заполненных теплоизоляционным материалом (обычно шлаковатой). Внутри на дне или на стенках камеры уста­ навливаются тепловые излучатели. Излучатели могут быть различ­ ные: коробчатые воздуховоды с окнами по всей длине; батареи, выполненные из гладких труб; ребристые радиаторы и др. Тепло­ носителем в них используется горячий воздухили пар. При обо­ греве горячим воздухом сушильные Камеры оборудуют вентиля­ ционной системой и калориферами. Нагнетаемый .вентиляторами воздух, проходя через калориферы и нагреваясь до 60° С, направ­ ляется по воздуховодам в сушильную камеру к излучателям. Обычно используют калориферы типа КФС, КФБ № 8 ,-КФБ № 10

идр-, вентиляторы типа ВР № 6, ВРС № 8, Ц9—57 № 6, Ц—4—70

№8 и др. Типы калориферов и вентиляторов выбирают в зависи­ мости от температуры, производительности и напора воздуха.

Обычно производительность таких установок составляет 1500— 2000 м3/ч, а напор воздуха 120—150 кгс/м2. Мощность электродви­ гателя вентилятора составляет 10—-15 кет. Вентиляторы и калори­ феры располагают рядом с сушильной камерой на специальной

площадке. Длина сушильных камер колеблется от 10 до 20 м, в зависимости от производительности установки, времени и темпе­ ратуры сушки лакокрасочных покрытий. Температуру в камере

77

поддерживают в пределах 45—60° С. Контроль ее осуществляется с помощью термопар, установленных по всей длине сушильных камер.

Как показывает опыт эксплуатации сушильных камер конвек­ ционного типа, длина их не обеспечивает полного высыхания ла­ кокрасочного покрытия, поэтому в ряде случаев между 1 и 2-й сушильными камерами предусматривается выдержка 5—-10 -мин или дополнительная сушка лакокрасочного покрытия после 2-й сушилки.

Опытом эксплуатации таких сушильных камер установлено, что время полного высыхания для лака МЧ-52 при 45—50° С состав­ ляет около 40 мин. Применение сушильных камер конвекционного типа в чистом виде на электролакировальных установках себя не оправдывает, так как требует больших площадей, снижает процент съема изделий в единицу времени, не обеспечивает в ряде случаев полного высыхания покрытия. Все это привело к тому, что неко­ торые мебельные предприятия, эксплуатирующие электростатиче­ ские лакировальные установки, начинают переходить на комбини­ рованные сушильные камеры с конвекционным и терморадпацнонным нагревом, а если на предприятии есть энергетические ре­ зервы,— на терморадпационные сушилки.

Т е р м о р а д и а ц и о и н о е и з л у ч е н и е — распространение тепловой энергии в виде электромагнитных волн. Этот процесс имеет место в средах прозрачных для теплового излучения и со­ провождается двойным превращением энергии на границах тел, участвующих в теплообмене:' тепловая энергия превращается в электромагнитную и наоборот. Обычно в теплообмене участвуют одновременно несколько видов передачи тепла. Носителями тепло­ вого излучения являются электромагнитные волны в диапазоне от 0,4 до 40 мк. Тепловое излучение свойственно всем телам с тем­ пературой, отличной от абсолютного нуля. Падающая на тело лу­ чистая энергия Qо частично поглощается Qa, частично отражается Qr, а частично проходит через тело фд ;

q0 = Д — энергия, пропускаемая через тело.

При терморадиационном нагреве покрытие сушится одновре­ менно по всей толщине пленки за счет лучей, поглощенных и про­ никших сквозь ее толщину к подложке. При этом способе нагрева в течение всего периода сушки создаются благоприятные условия для испарения и удаления растворителей из лакокрасочного по-

78

крытия, что, помимо получения качественной сушки покрытия, резко ускоряет весь процесс высыхания. В качестве источников нагрева в сушильных установках могут быть применены электри­ ческие лампы накаливания, терморадиационные электронагрева­ тели, газовые горелки и др. Электрические лампы накаливания в последние годы в сушильных установках фактически не приме­ няют из-за низкого к. и. д., незначительного срока эксплуатации, а также из-за значительных трудностей достижения равномерного потока энергии. Газовые горелки так же, как и лампы, не нашли применения в мебельной промышленности.

Наиболее широкое применение в электролакнровальных уста­ новках находят терморадиационные излучатели «темного» (спектр излучения практически полностью лежит в инфракрасной области) излучения.

К таким излучателям относятся трубчатые электронагреватели серий ТЭН и ЭТ. Они представляют собой ннхромовую спираль, помещенную в металлическую тонкостенную трубку, свободное пространство которой заполнено теплопроводным и электроизоля­ ционным материалом (кварцевым песком, пернклазом).

Трубчатые нагреватели могут работать в различных средах, обеспечивают нагрев воздуха до 250—350°С. Их можно изготав­

(серии ТЭН) п с рабочим напряжением ПО, 127, 220 в (серии ЭТ). Наружный диаметр нагревателей серии ЭТ-9—12 мм, а серии ТЭН

13,5 мм.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРУБЧАТЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ ТЭН

Трубчатые электронагреватели в сушильных устройствах можно применять как автономно, так и группами. При конструировании сушильных устройств значительное внимание должно быть уделено определению мощности и количеству нагревателей.

79

Мощность N и необходимое количество п нагревателей рассчи­ тывают по формуле

где Q i— количество тепла для нагрева среды до заданной темпе­ ратуры, ккал\

Q2 — количество тепла для перевода среды в другое агрегат­ ное состояние, ккал\

Q3 — количество тепла для нагрева устройства, ккал\ <34— потери тепла, ккал\

с конвекционным способом сокращается в несколько раз), повы­ шение качества сушки покрытия, возможности автоматизации pe-i гулнрования режима по всему объему камеры и по отдельным зо­ нам, компактность, простота конструкции. Недостаток — большой расход электроэнергии, трудность сушки изделий сложной конфи­ гурации (например, стульев) из-за необходимости прямого облуче­ ния всей поверхности.

Терморадиационные сушильные камеры применяют на многих действующих электролакировальных установках. Выполняют их в виде проходных одноили многоходовых камер.

При выборе сушильных камер, их габарита следует учитывать такие параметры, как производительность, скорость конвейера и время сушки лакокрасочного материала.

Примером установок для терморадиационной сушки лакокра­ сочных покрытий могут служить установки для лакирования стульев в электростатическом поле высокого напряжения, действующие

вмайкопской фирме «Дружба», на Бийскоп МФ, Отынянской МФ

иво львовской фирме «Мебель». Производительность этих уста­ новок 300—600 тыс. стульев в год. Электролакировальная уста­ новка имеет две терморадиационные сушильные камеры с инфрак­ расными излучателями темного излучения рефлекторного типа. Нагревательными элементами служат трубчатые электронагрева­

тели типа ТЭН-37. Длина камер 10 м (для сушки первого по­ крытия) и 18,6 м (для сушки после второго покрытия) определена исходя из скорости конвейера Ук= 0,75ч-2,25 м/мин и действитель­ ных сроков сушки мочевино-формальдегидного лака МЧ-52 вяз­ костью 26—28 сек по ВЗ-4. Время сушки после первого покрытия 4 мин и после второго не менее 6 мин. Внутри каждой камеры установлены трубчатые излучатели в виде панелей, каждая из ко­ торых состоит из трех трубок, смонтированных на рефлекторах из полированного алюминия.

80

На каждом погонном метре камеры есть одна секция нагрева­ телен, состоящая из шести панелей (по три на каждую сторону). Камеры снабжены вытяжной вентиляцией и устройствами для ре­ гулирования расстояния между нагревателями и изделиями.

Сушка после первого покрытия составляет 4,5—15 мин, после второго — 8—25 мин, а температура подложки соответственно 15 и 35—40° С. Длина сушильных камер была определена на основа­ нии данных ЦБТИ Бумдревпрома и при эксплуатации установки потребовала некоторых корректив в сторону увеличения.

Как уже указывалось, при сушке используются ТЭН длиной 940 мм, мощностью 0,5—0,8 кет каждый. Нагреватели в них рас­ положены на отражательных панелях (по три на одну панель). В первой камере обычно расположено 8 рядов отражательных па­ нелей с каждой стороны камеры, во второй камере 12 рядов. Каждый ряд панелей состоит из трех панелей. Таким образом, в первой камере всего 48 панелей, а во второй 72 панели, т. е. соответственно 144 нагревателей мощностью 90 кет и 216 нагре­ вателей мощностью 162 кет. Отсюда установленная мощность двух сушильных камер составляет 252 кет. В обеих камерах применя­ ется однотипное соединение нагревательных панелей и их подклю­ чение. По существу такая схема является соединением нагревате­ лей в треугольник при разомкнутой нулевой точке или соедине­ нием в двойную звезду при замкнутой нулевой точке.

Обычно применяют две схемы: двойную звезду и треугольник, которые обеспечивают соответственно 100 и 75%-ный нагрев. Управление работой сушильных камер построено таким образом, что возможно последовательное включение первой и второй камер.

Температура в камерах контролируется магнитоэлектрическими логометрами. Подключение по такой схеме нагревателей обеспе­ чивает равномерный нагрев лакокрасочных покрытий на изделиях. Сушильные камеры снабжены устройствами для автоматического отключения их.

На электролакировальных установках применяют различные варианты-и схемы терморадиационных сушил, которые отличаются от описанных только своим габаритом, параметрами и конфигура­ цией.

МОНТАЖ, НАЛАДКА И УСТРАНЕНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ОБОРУДОВАНИЯ

Приступая к монтажу электростатической установки, следует тщательно проанализировать ее привязку к существующему поме­ щению с учетом технологических операции, предшествующих элек­ троотделке и следующих за ней. Операция электроотделки должна выполняться в определенной последовательности: подготовка к отделке, навеска изделий на транспортирующий орган, отделка, сушка лакового покрытия, съем изделий с транспортирующего ор­ гана, контроль качества, устранение дефектов, транспортировка на склад готовой продукции.