Технологии применения - Оборудование для покраски

В печах конвекционного типа теплота передается детали и порошковой краске от нагретого воздуха, циркулирующего в замкнутом пространстве. Обычно воздух подается центробежным вентилятором по соответствующим распределительным воздуховодам.

Печь должна обеспечивать необходимую температуру и поддерживать ее постоянной (±5°). Конструкция печи состоит из следующих элементов:

Камера сжигания, иногда именуемая «топка» или «огневой короб», состоит из внутренней части, горелки и подающего вентилятора. Внутренняя часть камеры должна быть изготовлена из материалов, противостоящих коррозии и воздействию высоких температур, например таких, как алюминированная сталь. В камере должна быть предусмотрена дверца смотрового люка. Снаружи камера должна быть надлежащим образом теплоизолирована, чтобы предотвратить избыточное нагревание внешней ее части.

Важным составным элементом камеры сжигания является горелка. Тип горелки определяется поставщиком печи в соответствии с требованиями тепловой нагрузки. При этом учитываются вес деталей, подвесок и элементов конвейера, а также потери теплоты с воздухом в окружающую среду.

Выбор теплоносителя производится с учетом экономических затрат. Чаще всего используют природный газ, пропан, нефть и электричество.

Основными факторами, определяющими выбор, являются доступность и цена. В наиболее распространенных конструкциях горелок, применяемых в нагревательных устройствах при получении покрытий, используют смесь природного газа и воздуха. Воздух в горелку подается с помощью воздуходувки.

Природный газ широко используется в США, так как он доступен и дешев. Его теплотворная способность высока, и он удобен в работе.

Пропан часто применяется в тех случаях, когда природный газ недоступен. Теплотворная способность пропана при соответствующем смешении с воздухом может быть равна теплотворной способности природного газа. В данном случае пропан является хорошим резервным топливом, поскольку его использование не требует никаких изменений в оборудовании печи.

Нефть также часто используют в качестве топлива в нагревательных устройствах. Это хорошее резервное топливо, поскольку существуют комбинированные горелки, которые могут работать как на природном газе, так и на нефти.

Электричество реже применяется в качестве источника теплоты ввиду его высокой стоимости по сравнению с газом и нефтью. Однако иногда используют и электронагрев - при отсутствии газа и нефти.

В разных странах к выбору источников теплоты подходят по-разному. Использование природного газа характерно для развитых стран, тогда как нефтепродукты и электричество применяют главным образом в развивающихся странах.

При выборе вида топлива всегда большое внимание следует обращать на объем его потребления, доступность и стоимость. Кроме того, необходимо следить за работой и состоянием горелки и своевременно ее ремонтировать. Длительной работе горелки способствует установка фильтров для подаваемого воздуха.

В конструкциях печей обычно применяют нагнетательные вентиляторы центробежного типа, способные работать при высоких температурах и нагрузках. Вентилятор должен иметь такую производительность, чтобы обеспечить многократный обмен воздуха в печи. Устанавливать вентиляторы желательно невысоко - на уровне глаз. Это облегчает их обслуживание, позволяет легко производить смазку подшипников.

Нагнетательные воздуховоды должны быть расположены таким образом, чтобы обеспечить равномерную подачу циркулирующего воздуха как по сечению, так и по всей длине печи.

Укажем некоторые из наиболее распространенных вариантов размещения воздуховодов.

Любая печь для формирования покрытий имеет вытяжной вентилятор. Его назначение - удаление побочных продуктов термообработки, быстрое освобождение печи от газа перед зажиганием горелки и предотвращение возможного задымления. Вытяжной вентилятор должен быть достаточно производительным, чтобы в течение часа несколько раз заменить весь объем воздуха в печи.

Для небольших печей достаточно одного вытяжного вентилятора. Печи большего размера требуют наличия нескольких вытяжных вентиляторов с тем, чтобы обеспечить в них требуемый температурный режим.

Для разных типов порошковых красок кратность обмена воздуха в печи может быть неодинаковой, так как различно количество выделяемых побочных продуктов. Кроме того, температура в печи по-разному влияет на чистоту и цвет покрытия. Приведем некоторые типовые рекомендации по кратности обмена воздуха.

Детали, окрашиваемые в темные тона, для которых внешний вид не имеет большого значения, могут потребовать кратности обмена 2-3 ч .

Светлые покрытия нуждаются в кратности обмена от 4 до 6 ч .

Детали, окрашиваемые в светлые тона, для которых внешний вид
имеет большое значение, могут потребовать обмена от 4 до 8 ч .

Если в печи проходят детали, окрашенные разными порошковыми красками, необходимо, чтобы кратность воздухообмена была максимальной либо чтобы ее можно было изменять в зависимости от партии.

Кроме удаления побочных продуктов термообработки, вытяжной вентилятор должен быстро освобождать печь от газа до зажигания горелки (посредством четырехкратной замены воздуха внутри печи). Данный цикл очистки должен быть выполнен в течение 10-20 мин, это облегчает и ускоряет запуск печи. Автоматический демпфер выключения вытяжного вентилятора позволяет не потерять при этом тепло печи. В этом случае либо требуется дополнительный вентилятор очистки, либо основной вентилятор должен иметь двухскоростной двигатель.

Конвективные печи представляют собой металлический каркас, обшитый теплоизолирующими панелями. Изоляция должна выдерживать высокую температуру и надлежащим образом удерживать тепло. Для того чтобы предотвратить утечку тепла из камеры печи, стыки панелей заполняют теплоизоляционным материалом. Изготовление камеры печи из материалов, которые обеспечивают гладкую поверхность внутренней обшивки, облегчает ее очистку и обслуживание. Срок службы нагревательного оборудования должен составлять, по крайней мере, 20 лет, это надо учитывать при расчете амортизации.

Все управление печью выведено на панель автоматического контроля. На панели расположены приборы и устройства, необходимые для зажигания горелки и запуска вентиляторов, а также обеспечения безопасности процесса.

Температура печи контролируется соответствующими приборами. Входной сигнал с термопары, расположенной в камере печи, обеспечивает сигнал обратной связи с приборами контроля температуры. Термопара располагается в центре печи, она не должна подвергаться воздействию горячего воздуха, выходящего из нагнетательных воздуховодов.

Существует несколько типов приборов для контроля температуры. Один из наиболее распространенных имеет аналоговую шкалу с заданными значениями параметров и реальными температурами печи, указываемыми стрелочными индикаторами. Такой блок соединяется с самописцем, который показывает температуру печи в данный момент времени.

Все большую популярность приобретают цифровые приборы контроля благодаря простоте их эксплуатации. Они не только указывают заданные значения и рабочую температуру, но также фиксируют на дисплее любой аномальный параметр.

Автоматические системы управления температурой печи очень полезны в тех случаях, когда конвейер останавливается. Они автоматически регулируют температуру печи в сторону уменьшения, снижая вероятность перегрева покрытий в печи. При таком управлении затраты на обслуживание печи уменьшаются.

Конвективные печи подразделяют на две основные группы: с открытым типом горения и закрытым. В печи первого типа пламя горелки непосредственно нагревает циркулирующий воздух. В печи второго типа дымовые газы нагревают воздух в воздухоподогревателе (калорифере).

Печи с закрытым типом горения чаще всего используются, когда нельзя допустить загрязнения покрытий побочными продуктами сгорания топлива. Загрязнения могут вызвать изменение цвета светлоокрашенных покрытий. Такие печи используются и в тех случаях, когда продукты горения могут вступать в реакцию с компонентами лакокрасочного материала или выделяющимися из него при разложении летучими соединениями.

Как правило, печи с закрытым типом горения более дорогие по сравнению с печами с открытым типом горения вследствие того, что требуется устанавливать дополнительно воздухоподогреватель и воздуховоды. Более того, они могут потребовать больших производственных площадей ввиду установки дополнительного оборудования.

Обычно печи с закрытым типом горения менее эффективны, что связано с увеличением расхода топлива, они и более затратны.