自动喷枪涂覆装置及使用所述装置的处理方法与流程

[0001]
本发明涉及一种涂覆装置，该涂覆装置主要适用于涂覆腔室，虽然该涂覆腔室不是专门用于使用旋转转盘式或其他类型的机器处理皮革或其他材料的领域，但许多自动喷枪应用至该涂覆腔室。
[0002]
根据本发明，设想了被致动的机器在各种喷枪连接至被称为工作流体的空气的分配系统的情况下允许引入单流的热空气。
[0003]
这样的被加热的工作流体通过位于旋转转盘的支撑部分上的绝热导管而被引入，然后通过也被绝热的管子继续朝向喷枪移动，该管子的尺寸适于必要的工作空气的流动，并直接终止于喷枪。相对于使用未被加热的工作空气的传统应用，这获得了更高的性能结果，并且在待处理的物体上施加涂料方面有了重大改进。
[0004]
根据本发明的系统通过其中安装有许多喷枪的相关的类似机器而被应用于涂覆皮革的领域，但是也可以有利地被用于木材或陶瓷的领域，该系统的数量将根据它们是否为皮革或木材或陶瓷涂覆工艺而变化。


背景技术：

[0005]
自动喷涂系统是已知的并且已经被使用了一段时间，无论是静电型还是传统型，在该自动喷涂系统中，通过喷涂向各种物体分配液体涂料。
[0006]
自动喷涂系统使用压缩空气作为用于使涂料雾化的工作流体，从而可将涂料均匀地沉积在不同类型的表面上，例如，沉积在皮革、木制物体上或者由陶瓷或其他材料制成的物体上。
[0007]
传统的用于皮革(但更普遍地，用于其他产品)的气动喷涂系统包括一个涂覆腔室，在该涂覆腔室中运行有水平布置的输送带，皮革被放置在该输送带上，从而皮革可沿前进方向并根据预定的输送速度移动。
[0008]
在所述输送带上方布置有旋转转盘，该旋转转盘放置在与皮革的前进同步的圆形旋转轴上。多个喷枪被施加到所述转盘上，该多个喷枪沿着转盘自身的外围区域彼此以规则的间距放置并且面向输送带，以能够在转盘以预定义的旋转速度旋转的同时将涂料施加至正在前进的皮革或其他零件上。
[0009]
转盘在旋转的同时允许垂直安装的喷枪将涂料喷涂至待涂覆的零件上，以扇形的方式将产品分配至所述零件上。
[0010]
通过电子控制来自动地且彼此独立地对喷枪进行管理，而雾化期间使用的压缩空气来自专用回路。
[0011]
压缩空气代表来自通常的压缩空气管线、穿过可变压力调节器和输送空气过滤的工作流体。
[0012]
用于过滤压缩空气的传统类型的过滤器使用由纤维制成的分离滤芯，以能够通过压力吸收来对空气进行除湿，并去除任何油性颗粒和/或碳氢化合物的残留物，从而获得被压缩的、被过滤的和被除湿的空气。
[0013]
用于涂覆系统的传统压缩空气系统的流率(flow rate)也可以变化很大，如果仅用一个喷枪，工作空气的消耗量将达到约每分钟900n/l，这被认为是最佳消费量，但仅限于被传统标准认为是最佳消费量。
[0014]
这样的流率在针对单个喷枪的产业中是足够的，而对于具有带有旋转转盘或其他部件的喷枪的系统而言，该值必须乘以喷枪的数量，因此，例如，在使用12个喷枪的情况下，总的吸收流率是10800n/l.
[0015]
在使用具有传统类型的喷枪的涂覆系统期间遇到的一个重要问题是与从雾化器排出的压缩空气的温度有关，通常直接从专用进给管线获取的温度指示为2℃/3℃。
[0016]
在喷涂步骤期间在低温下使用压缩空气，产生一种工作条件，该工作条件已被显示为就最终结果而言并非最佳，因为沉积在正被加工的物体上，该喷涂易于形成不完全均匀的涂覆层，通常被称为“橘皮效应”，当该涂覆已完成时，这会损害产品的质量。
[0017]
因此，为防止这种异常，工作空气的压力急剧增加，这导致所使用的涂料的分散，并且涂料的损失与沉积在零件上的涂料的损失相等。
[0018]
以此方式，还改善了所谓的“过度喷涂”，也称为转移指数(排出100％，沉积50％)，而涂料产品的浪费水平容易达到甚至50％。
[0019]
通过所执行的测试已经发现，提高喷涂系统中的压缩空气的温度会对最终产品的质量产生许多有益的影响，但是被加热的空气的使用目前仅限于低流率系统，然而，该低流率系统具有仅在单个喷枪的情况下可使用的问题，且不可能使用单个机器为如位于转盘的或其他类型的系统中的各种喷枪进给雾化空气。
[0020]
因此，为了能够利用当前技术通过被加热的压缩空气使用各种喷枪，需要将相应的加热机与每个喷枪相关联，从而使得这样的系统的构造不切实际，并且其管理过于昂贵。
[0021]
从这个意义上而言，已知文献ep2189544和us4147923，其设想使用局部空气加热元件，但是该局部空气加热元件的效率有限并且不允许根据期望的参数来加热喷嘴。


技术实现要素：

[0022]
本发明着手提供一种用于腔室的机器，所述机器使用由专用的热空气进给导管所连接的各种喷枪以确保高流率，以能够利用单个加热系统为各种喷枪提供服务，以消除或至少显著地减少以上突出的缺点。
[0023]
根据本发明，通过进给回路引入的空气穿过加热系统，该加热系统可增加空气的温度并改善向零件的涂料施加，从而为所获得的结果的质量创造了最佳条件。
[0024]
在与喷枪的雾化有关的绝缘导管中输送的这样的工作气体流的加热系统穿过加热装置，也包括过滤和除湿系统的加热装置适于通过定位在旋转转盘上方的分配导管分配热空气。
[0025]
通过将已安装的加热系统放置在也能够承受同时启动的各种喷枪的负载的条件下，通过过滤和加热所处理的空气为涂覆喷枪提供了理想的工作条件。
[0026]
本发明还着手通过当产品与加热的雾化工作空气分开时发生的交换来降低涂料的粘度，从而减少了使用的空气量，并因此减少了分配的涂料的浪费，显著增加了转移指数，转移指数的值甚至可达到90％。
[0027]
这是通过涂覆系统获得的，该涂覆系统的特征在独立权利要求中进行了描述。
[0028]
本解决方案的从属权利要求概述了本发明的有利实施例。
[0029]
该解决方案的主要优点涉及以下事实：根据本发明的涂覆系统，一方面使得可以执行涂覆操作，从而将材料和装置的浪费减少到最低，另一方面可获得比可利用传统的冷空气系统获得的那些结果更高的定性结果。
附图说明
[0030]
通过阅读以下借助所附图表中示出的附图以非限制性示例的方式提供的对本发明的实施例的描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见，在该附图中：
[0031]
图1示出了突出涂覆系统的构造的示意性透视图，该涂覆系统包括用于优化有关压缩空气的工作流体的处理装置；
[0032]
图2示出了突出旋转转盘的平面图的示意图；
[0033]
图3示出了突出根据本发明的用于处理空气的装置的分解示意图；
[0034]
图4、图4a和图5分别示出了根据本发明的用于处理空气的同一装置的前视图、平面图和轮廓图；
[0035]
图6是空气处理装置的示意性截面图，该空气处理装置的内部具有空气路径线。
具体实施方式
[0036]
参照附图，特别是首先参照图1、图10，图1和图10总体上表示整体根据本发明的涂覆系统。
[0037]
涂覆系统10包括输送带11，该输送带11适于使经受涂料的物品沿基本水平的前进方向移动，从而可将被涂覆的物品从喷涂区域朝向总体用12表示的干燥炉输送。
[0038]
此外，系统10包括在图2的平面图中示出的旋转转盘13，该旋转转盘位于输送带11上方的框架上，并且根据与传送器11自身的平面正交的旋转轴线可旋转。皮革或其他待涂覆的物品放置在该平面上并在该平面上移动。
[0039]
旋转转盘13包括用于喷涂涂料的多个喷枪14。所述喷枪14沿转盘13的外周安装，在图2中所示的示例中，多个喷枪14中的每个被定位在相对于旋转轴线径向延伸的臂15的端部上。
[0040]
根据图1所示的实施例，喷枪14被定位在来自压缩空气管线16的导管的端部上，该导管中的软管17之一形成导管18。导管18与导管19一起进入转盘并在转盘内部分支至用于每个枪的各种通道中。
[0041]
根据示出了本发明的图1的实施例，相对于沿输送带11的前进方向，在喷涂腔室的上游布置有装置20，该装置20代表了本发明的主要特征，因为它构成了用于对被引入枪14的空气进行加热和过滤的元件。
[0042]
装置20包括外管21、内加热管22。内加热管22在内部又包括一组电加热元件23。
[0043]
装置20在其下基座处配备有底盖24，而其顶部被帽或头25所封闭。
[0044]
根据图3、图4和图5中所示的实施例，帽25设置有入口孔26、出口孔27以及适合于使电缆和进给探针通过的多个较小的孔28。
[0045]
装置20包括外管21与内加热管22之间所提供的空间，内加热管22又在其下部设置有窗口29，供从入口26进入并从出口27排出的空气通过。
[0046]
根据图6中所示的实施例，装置20在内部装备有电加热元件23，该电加热元件23位于相应的耗散器附近，该耗散器被进入该装置中并朝向枪14输送的空气拂过。
[0047]
如此描述的系统由计算机化控制单元来命令和控制，该计算机化控制单元通过作用于对加热元件的启动和停用来控制已设置的所有操作参数，尤其是已设置的并且正确使用该系统所需的空气温度。
[0048]
装置20是在该领域中新构思的，并且被应用至对整个机器进行供给的压缩空气入口19，并且这样的机器的总空气消耗量显著超过了当前市场上机器的流率，例如针对12个枪的指示性额定消耗量大约是6500/7000nl/h。
[0049]
本发明的另一特征来自于绝缘的工作空气导管的存在。这样的导管从加热装置20开始，穿过图1和图2中所示的分配歧管31，与也绝缘的分配导管15连接，该分配导管15对每个单独的枪进行供给。
[0050]
从操作点的角度来看，入口处的空气在室温下进入装置20。
[0051]
如图6中所示，在行进穿过附着于外圆柱体21的内壁的空间32之后，空气流到达装置24的底部，在此处其方向反转并进入定位有加热元件23的内圆柱体22，在所讨论的情况下，元件23中的每个被包装在两个带翅片的散热器之间，带翅片的耗散器沿其整个长度被气流拂过，从而产生热量至空气自身。
[0052]
基于由热敏电阻检测到的排出空气的温度测量结果，电子控制系统将该值与由用户输入的值进行比较，并在指示吸收约为16a的情况下以连续调制模式调节对加热元件的启动和停用。
[0053]
这些元件通过反馈(或“跟踪”)控件而被打开和关闭，该反馈(或“跟踪”)控件不断将刚读取的值与目标值进行比较，以使感兴趣的数值趋于该值，具有通常的渐近趋势或者以小振荡为特征。
[0054]
在该情况下，调整参数是指所有可能的参数：比例、积分和导数(pid类型控制)。
[0055]
由于pid控制允许连续调节且具有较小的滞后范围，因此不根据普通恒温器的通常启停模式来供电或切断这些元件。
[0056]
因此，这些元件由固态静态继电器来供电，该固态静态继电器由具有pwm逻辑的控制板来控制，该控制板根据测量的在出口空气与设定值之间的温度差，向这些元件发送高频电压脉冲，该高频电压脉冲中的每个排重具有可变的持续时间。
[0057]
调制基于2毫秒的时间间隔进行，且具有从0到100％的可变的工作周期，变化最小为0.5％。
[0058]
pid调节根据以下关系式来确定静态继电器的启动百分比(0-100％)：
[0059][0060]
其中：
[0061]
e＝tset
–
t，aria是设定温度与待被控制的空气温度之间的差。
[0062]
kp＝比例作用常数，随着比例作用常数增加，与所测量的温度与设定点的值之间的瞬时的差相关的作用增加。
[0063]
td＝导数时间，随着导数时间增加，趋向于补偿变化的作用增加，与误差信号导数
相关。
[0064]
ti＝积分时间，该积分时间与因误差积分而随时间累积的误差有关，并且可将误差重置为标准值。
[0065]
根据本发明的涂覆系统允许获得足够的流率，以对腔室以及因此还对用于被加热的和被过滤掉所有杂质的空气的喷枪进行处理，以：
[0066]
去除油污颗粒；
[0067]
去除灰尘颗粒；
[0068]
由于通过输送热空气进行加热而降低了粘度，因此从空气自身去除湿气允许涂料更均匀地分散；
[0069]
降低的粘度允许减少用于对产品喷涂“涂料”的空气；在该情况下，相对于正常条件，气压降低了30％；
[0070]
从空气喷涂量减少得出的结果允许较少的涂料浪费，且传递指数达到约90％；
[0071]
干燥时间减少又导致喷涂的涂料的稀释度降低，这使涂料更致密，因此在质量和生产率方面提供了更好的最终结果。
[0072]
应注意的是，与具有低压过滤空气且不使用热空气的喷枪一起使用的传统施加系统不超过该传递指数的55％，而根据本发明的新系统，传递指数为80％/90％，因此根据本发明的系统的优点是明显的。
[0073]
根据另一实施例，设想沿所述导管(18)并且在所述装置(20)的下游，插入辅助加热单元(33)，其中，所述导管(18)通过导管(19)进入转盘(13)以在每个喷枪(14)的各个通道中分支至转盘(13)中。
[0074]
所述辅助单元(33)包括绝缘且受保护的管状元件，该管状元件被同轴地引入至其所插入的导管中，该管状元件又包括电加热元件(34)和控制探针，用于维持由系统的控制单元管理的温度。
[0075]
还设想到的是，控制系统通过管理加热过程的控制单元可与不同的公司管理it系统接口连接。
[0076]
上文已经参考本发明的优选实施例描述了本发明。然而，明显的是，对本发明容易做出落入本发明范围内并且技术上等效的多种变型。