Сушилка
Предложена сушилка для сушки изделий, прежде всего автомобильных кузовов, имеющая герметичный корпус с находящимся внутри него сушильным туннелем, в боковых стенках которого предусмотрено множество сопел. Через сопла подается направленный на подвергаемые сушке изделия горячий циркулирующий воздух. Циркулирующий воздух отсасывается из сушильного туннеля через вытяжные отверстия, находящиеся ниже подвергаемых сушке изделий, и поступает в две расположенные сбоку от сушильного туннеля воздушные камеры. Через эти воздушные камеры циркулирующий воздух вентилятором всасывается вверх. В обеих воздушных камерах расположено по нагревательному регистру, которые ориентированы в основном в вертикальном направлении и которые состоят из множества сообщающихся между собой и обтекаемых циркулирующим воздухом трубных участков, по которым проходит первичный воздух. Нагретый циркулирующий воздух поступает с напорной стороны вентилятора в воздухораспределительные камеры, которые с одной стороны ограничены боковыми стенками сушильного туннеля и через сопла сообщаются с внутренним пространством сушильного туннеля. Изобретение должно обеспечить простоту технического обслуживания, легкий доступ и замену элементов сушилки. 6 з.п. ф-лы, 9 ил.
Настоящее изобретение относится к сушилке для сушки изделий, прежде всего автомобильных кузовов, имеющей
а) герметичный корпус,
б) находящийся внутри корпуса сушильный туннель, в боковых стенках которого предусмотрено множество впускных отверстий для подачи через них направленного на подвергаемые сушке изделия горячего циркулирующего воздуха,
в) по меньшей мере одно вытяжное отверстие, находящееся в расположенной ниже подвергаемых сушке изделий части сушильного туннеля и предназначенное для выхода циркулирующего воздуха из сушильного туннеля,
г) по меньшей мере одну расположенную сбоку от сушильного туннеля воздушную камеру, через которую циркулирующий воздух вентилятором всасывается вверх,
д) по меньшей мере одну ограниченную с одной стороны боковой стенкой сушильного туннеля и сообщающуюся с напорной стороной вентилятора воздухораспределительную камеру, из которой циркулирующий воздух через сопла попадает во внутреннее пространство сушильного туннеля, и
е) расположенную во внутреннем пространстве корпуса трубную систему, по которой проходят горячие первичные газы и которая нагревает обтекающий ее циркулирующий воздух за счет теплообмена с ним.
Сушилки и прежде всего сушилки указанного выше типа, которые используются в установках для нанесения лакокрасочных покрытий на автомобильные кузова, должны удовлетворять высоким требованиям в двух отношениях, а именно они должны иметь минимально возможные габариты и потреблять минимально возможное количество энергии.
Во вводной части описания изобретения, предложенного в заявке ЕР 0706021 А1, в качестве известной из уровня техники упоминается сушилка, которая и в настоящее время все еще достаточно широко используется на практике. В такой сушилке имеется расположенный вне собственно ее корпуса нагревательный агрегат, например горелка, для нагрева первичного газа, который пропускают через теплообменник, который в свою очередь также расположен вне герметичного корпуса сушилки, для теплообмена с циркулирующим воздухом, пропускаемым через сушильный туннель и обеспечивающим собственно сушку находящихся в нем изделий. Сушилка подобной конструкции обладает двумя существенными недостатками, один из которых состоит в том, что расположенные вне корпуса сушилки компоненты, прежде всего различные теплообменники, занимают определенное пространство, которое в принципе можно было бы использовать для иных целей, а другой заключается в том, что у такой сушилки для отвода циркулирующего воздуха из ее корпуса и для его возврата обратно внутрь ее корпуса необходимо предусматривать отдельные трубопроводы, которые во избежание потерь тепла необходимо, кроме того, оснащать теплоизоляцией.
В попытке решить вышеописанные проблемы, присущие известной сушилке, было предложено отказаться от применения в сушилке, которая является собственно объектом изобретения, описанного в заявке ЕР 0706021 А1, располагаемых вне ее корпуса теплообменников. Вместо этого поток горячего первичного газа, нагретого центральным нагревательным агрегатом, было предложено пропускать через расположенную внутри корпуса сушилки горизонтальную трубу с двойной стенкой. В зависимости от положения регулирующих заслонок, предусмотренных на отдельных участках этой трубы, горячий первичный газ пропускается по внутренней трубе на соответствующем участке сушилки и тем самым не является источником тепла для циркулирующего воздуха либо пропускается через промежуток между внутренней трубой и наружной трубой, стенка которой служит теплообменной поверхностью, с которой контактирует циркулирующий на данном участке воздух. Недостаток сушилки подобной конструкции состоит в ее высокой стоимости, а также в сложности ее очистки и технического обслуживания.
В основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствовать сушилку указанного в начале описания типа, сделав ее недорогой в изготовлении и простой в техническом обслуживании.
Указанная задача решается согласно изобретению благодаря тому, что
ж) входящая в состав сушилки трубная система, по которой проходят горячие первичные газы, выполнена в виде нагревательного регистра, который имеет множество сообщающихся между собой и обтекаемых циркулирующим воздухом трубных участков и который расположен в основном вертикально в воздушной камере, которая тем самым образует нагревательную камеру и через которую циркулирующий воздух проходит снизу вверх.
В соответствии с изобретением, таким образом, трубная система, через которую пропускается горячий первичный газ, располагается не по всей длине сушильного туннеля, а горячий первичный газ проходит через нее не параллельно продольному направлению сушильного туннеля. Более того, трубная система выполнена в виде нагревательного регистра, который располагается вертикально в той камере, через которую поток циркулирующего воздуха на пути его движения к вентилятору проходит снизу вверх. Расположенный в нагревательной камере нагревательный регистр интенсифицирует перемещение в ней циркулирующего воздуха снизу вверх за счет тепловой конвекции. Каждый нагревательный регистр снабжает теплом определенный участок всей сушилки, на котором преобладающая во внутреннем пространстве ее сушильного туннеля температура должна оставаться на постоянном уровне, благодаря чему отпадает необходимость в использовании сложных механизмов с регулирующими заслонками и управляющих механизмов, которые у известной из заявки ЕР 0706021 А1 сушилки требуется предусматривать в ее проходящей параллельно сушильному туннелю системе трубопроводов. Создание различных температур на отдельных участках сушилки обеспечивается согласно изобретению благодаря тому, что вся сушилка подразделена на множество модулей, каждый из которых имеет описанную выше предлагаемую в изобретении конструкцию с вертикально установленным нагревательным регистром, через который проходит первичный газ.
Основное преимущество, связанное с применением в предлагаемой в изобретении сушилке нагревательного регистра, состоит в возможности легкого доступа к нему, в возможности его легкой очистки, а также в возможности его простой замены при возникновении в этом необходимости. В принципе заменить нагревательный регистр можно даже не останавливая работу всей установки. В этом случае компенсировать недостающую теплопроизводительность можно за счет временного повышения собственной теплопроизводительности предшествующих и последующих сушильных модулей, что обеспечивает работу сушилки в аварийном режиме.
Помимо этого применяемые в предлагаемой в изобретении сушилке нагревательные регистры не затрудняют доступ к установленным в сушилке воздушным фильтрам для их обслуживания.
У предлагаемой в изобретении сушилки сохраняется преимущество, которым обладает известная сушилка и которое состоит в отсутствии у нее занимающих пространство вне ее корпуса теплообменников и в отсутствии необходимости подвода к ним теплоизолированных трубопроводов, которые в противном случае потребовалось бы выводить наружу из корпуса сушилки. В целом же предлагаемая в изобретении сушилка значительно экономичнее в изготовлении по сравнению с описанной в заявке ЕР 0706021 А1 сушилкой, а также является более простой в управлении и техническом обслуживании. Помимо этого предлагаемая в изобретении сушилка более надежна в эксплуатации.
Согласно одному из предпочтительных вариантов выполнения предлагаемой в изобретении сушилки нагревательная камера проходит только на части длины сушильного туннеля и сообщается с вытяжными каналами, которые в свою очередь проходят по всей длине сушильного туннеля. Благодаря этому размеры нагревательного регистра в продольном направлении сушильного туннеля удается ограничить сравнительно небольшой величиной. При этом циркулирующий воздух сначала "собирается" через вытяжные каналы и лишь затем единым потоком подается через нагревательную камеру вверх вдоль нагревательного регистра.
В этом случае возможен такой вариант выполнения сушилки, в соответствии с которым рядом с нагревательной камерой, если смотреть в продольном направлении сушильного туннеля, предусмотрена по меньшей мере одна воздуховодная камера, которая через сквозные отверстия сообщается с ограниченной с одной стороны боковой стенкой сушильного туннеля воздухораспределительной камерой. Иными словами, в этом варианте нагревательная камера и воздуховодная камера располагаются примерно на одинаковом боковом удалении от центра сушильного туннеля рядом друг с другом таким образом, что в боковом направлении под их размещение не требуется никакое дополнительное пространство.
В сквозных отверстиях воздуховодной камеры предпочтительно установить фильтры, которыми циркулирующий воздух перед его подачей во внутреннее пространство сушильного туннеля дополнительно очищается от возможно присутствующих в нем загрязнений.
В соответствии с наиболее предпочтительным вариантом осуществления изобретения нагревательная камера в ее верхней части сообщается с вытяжной камерой, которая расположена непосредственно над сушильным туннелем и в которой оканчивается всасывающее отверстие вентилятора. При таком расположении вытяжной камеры, через которую фактически проходит поток только что нагретого циркулирующего воздуха, верхняя стенка сушильного туннеля также остается в нагретом состоянии, благодаря чему в его внутреннем пространстве обеспечивается однородное распределение температуры.
Над вытяжной камерой может находиться соединенная с напорной стороной вентилятора камера нагнетания, которая сбоку сообщается с воздуховодными камерами.
Помимо этого расположенный в нагревательной камере нагревательный регистр целесообразно выполнять подвесным.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - продольный разрез сушильного модуля,
на фиг.2 - сечение показанного на фиг.1 сушильного модуля изображенной на фиг.1 плоскостью II-II,
на фиг.3 - сечение показанного на фиг.1 сушильного модуля изображенной на фиг.1 плоскостью III-III,
на фиг.4 - горизонтальное сечение показанного на фиг.1 сушильного модуля изображенной на фиг.1 плоскостью IV-IV,
на фиг.5 - сечение показанного на фиг.1 сушильного модуля изображенной на фиг.1 плоскостью V-V,
на фиг.6 - сечение показанного на фиг.1 сушильного модуля изображенной на фиг.1 плоскостью VI-VI,
на фиг.7 - сечение показанного на фиг.1 сушильного модуля изображенной на фиг.1 плоскостью VII-VII,
на фиг.8 - вид сбоку нагревательного регистра, используемого в сушильном модуле, показанном на фиг.1-7, и
на фиг.9 - показанная в разрезе и в увеличенном масштабе верхняя часть представленного на фиг.8 нагревательного регистра с обозначением направления движущихся в этой части потоков газа и с изображением установленной в этой части высокоскоростной горелки.
Показанный на чертежах сушильный модуль, который более подробно описан ниже, предназначен для сушки автомобильных кузовов 1 со свеженанесенным на них лакокрасочным покрытием, однако в принципе может использоваться для сушки любых изделий. Обычно несколько подобных сушильных модулей устанавливают последовательно в ряд и через них соответственно последовательно пропускают подвергаемые сушке изделия, при этом сушка в каждом из сушильных модулей может происходить в отличных от других сушильных модулей условиях, например при различной в каждом сушильном модуле температуре.
Сушильный модуль имеет герметичный корпус 2 с расположенным с одной его стороны закрываемым не показанными на чертеже воротами входным (загрузочным) проемом 3 и с расположенным с противоположной стороны закрываемым также не показанными на чертеже воротами выходным (разгрузочным) проемом 4. Автомобильные кузова 1 перемещаются через сушильный модуль от входного проема 3 до выходного проема 4 транспортировочной системой, которая схематично показана лишь на фиг.2 и 3 и обозначена на этих чертежах позицией 5. При этом автомобильные кузова 1 перемещаются по сушильному туннелю 6 портального в поперечном сечении типа, как это наиболее наглядно также видно на фиг.2 и 3.
Находящийся в сушильном туннеле 6 воздух можно отводить наружу через боковые отверстия 7, находящиеся в самой нижней, расположенной под автомобильными кузовами 1 части боковых стенок 8 сушильного туннеля 6. Отверстия 7 можно открывать на различную величину с помощью заслонок 9, регулируя таким путем расход проходящего через них воздуха.
Проходящий через отверстия 7 воздух попадает в два вытяжных канала 10, которые проходят вблизи боковых стенок 11 корпуса параллельно направлению транспортировки изделий через сушильный туннель 6 и тем самым параллельно его продольному направлению. По вытяжным каналам 10 воздух поступает в соответствующую расположенную примерно по середине сушильного модуля, если смотреть в направлении его продольной протяженности, вертикальную воздушную камеру 13, которая в последующем описании названа по указанным ниже причинам "нагревательной камерой" и которая проходит вверх вплоть до верхней стенки 12 корпуса. Из верхней части нагревательных камер 13 воздух движется дальше по направляющим (поворотным) камерам 14 под небольшим углом вниз и через входные отверстия 16 попадает в вытяжную камеру 15. Эта вытяжная камера 15 расположена непосредственно над сушильным туннелем 6. Начинаясь у входных отверстий 16, вытяжная камера проходит от них параллельно направлению транспортировки изделий по существу по всей длине сушильного туннеля 6 (см. фиг.1).
С верхней стороны в вытяжной камере 15 оканчиваются всасывающие отверстия 17 двух вентиляторов 18, которые в поперечном направлении корпуса 2 (см. фиг.2 и 3) расположены примерно по его середине. Выпускные отверстия вентиляторов 18 ведут к расположенной в основном в горизонтальной плоскости между верхней стороной вытяжной камеры 15 и внутренней поверхностью верхней стенки 12 корпуса камере 19 нагнетания, которая в свою очередь вновь сообщается с четырьмя воздуховодными камерами 20, которые проходят, если смотреть в направлении транспортировки изделий, по обе стороны от нагревательных камер 13 вниз параллельно боковым стенкам 11 корпуса. В эти воздуховодные камеры 20 можно пройти, открыв закрывающие их дверцы 21 (см. фиг.3). В расположенных ближе к середине корпуса 2 стенках воздуховодных камер 20 имеются сквозные отверстия 22, в которых установлены фильтры 23. Через сквозные отверстия 22 и установленные в них фильтры 23 воздух поступает сбоку в две воздухораспределительные камеры 24, которые с одной стороны ограничены боковыми стенками 8 сушильного туннеля 6 и проходят практически по всей его длине, т.е. и вдоль нагревательных камер 13, как это показано прежде всего на фиг.6.
В боковых стенках 8 сушильного туннеля 6 установлено множество сопел 25, через которые воздухораспределительные камеры 24 сообщаются с внутренним пространством сушильного туннеля 6.
Сверху в обе нагревательные камеры 13 входят по нагревательному регистру 26, имеющему трубную систему, которая по форме напоминает форму перевернутой сдвоенной буквы "Р" или форму перевернутой буквы "Ф", как это показано прежде всего на фиг.8, где этот нагревательный регистр 26 изображен в виде сбоку. Подобное выбранное для описания формы трубной системы обозначение "в форме сдвоенной буквы "Р" легко объяснить, если перевернуть приведенное на фиг.8 изображение трубной системы на 180° в плоскости чертежа, и в этом случае трубная система в форме перевернутой сдвоенной буквы "Р" примет легко узнаваемую форму, напоминающую "голову двуликого Януса". Центральный соединительный патрубок 27 каждого нагревательного регистра 26 выведен наверх через отверстие 28 в верхней стенке 12 корпуса.
Как показано на фиг.9, сверху в соединительный патрубок 27 вставлена высокоскоростная горелка 29, которая хотя и известна по ее применению в других областях техники, однако в сушилках предлагаемого в изобретении типа ранее не использовалась. Такая высокоскоростная горелка 29 имеет закрывающую сверху соединительный патрубок 27 головку 30, на которой предусмотрены присоединение 31 для подвода сжигаемого газообразного топлива, присоединение 32 для подвода необходимого для горения воздуха и выпускное отверстие 33 для выхода газообразных продуктов сгорания. Газообразное топливо и необходимый для горения воздух смешиваются между собой в смесительной камере 34, которая полностью на сравнительно большую глубину входит в соединительный патрубок 27 и имеет электрический запальник (на чертеже не виден). Соединительный наконечник на конце электрического провода, идущего от источника тока к электрическому запальнику, обозначен на фиг.9 позицией 35.
При сгорании газообразного топлива на нижнем выходном конце 36 высокоскоростной горелки 29 образуется направленное вниз стабильное пламя, которое благодаря высокой его выходной скорости доходит до участка разветвления имеющей форму сдвоенной буквы "Р" трубной системы на отдельные колена. В этой трубной системе циркулируют газообразные продукты сгорания, которые затем выходят наружу через соединительный патрубок 27. При этом газообразные продукты сгорания сначала свободным потоком движутся по соединительному патрубку 27 в его радиально внешней зоне навстречу пламени, а затем по кольцевой полости 37, образованной между стенкой соединительного патрубка 27 и стенкой смесительной камеры 34 высокоскоростной горелки 29.
Ниже рассмотрен принцип работы сушильного модуля вышеописанной конструкции.
Находящийся во внутреннем пространстве сушильного туннеля 6 воздух, нагретый при стабильном технологическом режиме до определенной температуры, всасывается обоими вентиляторами 18 через боковые отверстия 7 в боковых стенках 8 сушильного туннеля 6, а также по вытяжным каналам 10 в нагревательные камеры 13, где воздух движется вверх вдоль наружных поверхностей нагревательных регистров 26. При этом воздух отбирает тепло у нагревательных регистров 26, т.е. нагревается. Затем нагретый воздух по направляющим камерам 14 поступает в вытяжную камеру 15 с обеих ее сторон и движется по ней из центральной (относительно направления транспортировки изделий) части в обоих направлениях к вентиляторам 18. Всасываемый вентиляторами 18 воздух поступает в камеру 19 нагнетания и движется в ней в направлении обеих боковых стенок 11 корпуса к четырем воздуховодным камерам 20. По воздуховодным камерам 20 нагретый воздух поступает к сквозным отверстиям 22, через которые он выходит в обе воздухораспределительные камеры 24. При прохождении сквозных отверстий 22 воздух очищается фильтрами 23.
В воздуховодных камерах 24 в результате взаимодействия между потоком приточного воздуха и потоком выходящего через сопла 25 воздуха создается практически постоянное избыточное давление. Выходящие из сопел 25 потоки горячего воздуха направлены на различные участки автомобильного кузова 1, который в процессе сушки перемещается транспортировочной системой 5 через сушильный модуль. При этом нанесенное на автомобильный кузов 1 лакокрасочное покрытие высушивается до определенной степени. После прохождения через все образующие сушилку сушильные модули сушка автомобильных кузовов 1 завершается.
1. Сушилка для сушки изделий, прежде всего автомобильных кузовов, имеющая
а) герметичный корпус,
б) находящийся внутри корпуса сушильный туннель, в боковых стенках которого предусмотрено множество впускных отверстий для подачи через них направленного на подвергаемые сушке изделия горячего циркулирующего воздуха,
в) по меньшей мере одно вытяжное отверстие, находящееся в расположенной ниже подвергаемых сушке изделий части сушильного туннеля и предназначенное для выхода циркулирующего воздуха из сушильного туннеля,
г) по меньшей мере одну расположенную сбоку от сушильного туннеля воздушную камеру, через которую циркулирующий воздух вентилятором всасывается вверх,
д) по меньшей мере одну ограниченную с одной стороны боковой стенкой сушильного туннеля и сообщающуюся с напорной стороной вентилятора воздухораспределительную камеру, из которой циркулирующий воздух через сопла попадает во внутреннее пространство сушильного туннеля, и
е) расположенную во внутреннем пространстве корпуса трубную систему, по которой проходят горячие первичные газы и которая нагревает обтекающий ее циркулирующий воздух за счет теплообмена с ним, отличающаяся тем, что
ж) трубная система, по которой проходят горячие первичные газы, выполнена в виде нагревательного регистра (26), который имеет множество сообщающихся между собой и обтекаемых циркулирующим воздухом трубных участков и который расположен в основном вертикально в воздушной камере, которая тем самым образует нагревательную камеру (13) и через которую циркулирующий воздух проходит снизу вверх.
2. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что нагревательная камера (13) проходит только на части длины сушильного туннеля (6) и сообщается с вытяжными каналами (10), которые в свою очередь проходят по всей длине сушильного туннеля (6).
3. Сушилка по п.2, отличающаяся тем, что рядом с нагревательной камерой (13), если смотреть в продольном направлении сушильного туннеля (6), предусмотрена по меньшей мере одна воздуховодная камера (20), которая через сквозные отверстия (22) сообщается с ограниченной с одной стороны боковой стенкой (8) сушильного туннеля (6) воздухораспределительной камерой (24).
4. Сушилка по п.3, отличающаяся тем, что в сквозных отверстиях (22) воздуховодной камеры (20) установлены фильтры (23).
5. Сушилка по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что в верхней части нагревательная камера (13) сообщается с вытяжной камерой (15), которая расположена непосредственно над сушильным туннелем (6) и в которой оканчивается всасывающее отверстие (17) вентилятора (18).
6. Сушилка по п.3, отличающаяся тем, что над вытяжной камерой (15) находится соединенная с напорной стороной вентилятора (18) камера (19) нагнетания, которая сбоку сообщается с воздуховодной камерой (20).
7. Сушилка по п.1, отличающаяся тем, что расположенный в нагревательной камере (13) нагревательный регистр (26) выполнен подвесным.
