CN86107427A - 阻止悬浮颗粒下落的方法和装置以及连续式涂内膜设备的热处理装置 - Google Patents

Abstract

在诸如罐头盒涂内膜时，在涂层涂覆后的涂覆层热处理过程中，为了阻止涂料悬浮颗粒或微滴落在要保持洁净的热辐射器(51)的辐射表面上，需要大面积地吹入气体，因此设有大面积的喷嘴装置(55)。它带有喷嘴缝(59或61)。气体之输入喷嘴装置(55)是通过通道(45)进行的。此时喷嘴装置(55)同时还起辐射器(51)的热反射器的作用(各标号请参阅附图5)。

Description

本发明涉及一种阻止悬浮颗粒或悬浮微滴落在与它有关的至少沿一个尺寸方向延伸的应保持清净的表面上的方法，此外还涉及一种有关的装置，这种方法或装置在圆柱体（如罐头盒）涂内膜（主要是给它的纵向焊缝部分涂内膜）的热处理装置上的应用，以及用于圆柱体（如罐头盒）连续式涂内膜设备的热处理装置。

在粉层或漆层的涂覆工艺中，例如将粉状的、微滴状的或液体状的涂料在必要时借助于静电涂覆在工件上，通常在涂覆后要加热涂层，以使颗粒融合或使液体涂层干燥成一个密封的缝。为此在涂层区设热源。由于不能完全防止涂料粘附得不好（当加热区直接安装在涂层区时），或涂料由涂层区进入热源区（如红外线辐射器）而落在它上面时，会使辐射表面污染，涂料被烘烤后在那里形成硬皮。

本发明的目的是提出本文一开始所述的那种方法，使至少在一个尺寸方向延伸的洁净表面不会由于落下悬浮颗粒或微滴而被污染。

达到此目的的方法是在此表面的上方通过大面积的吹入气体和/或吸走气体来产生一股气流。

因此可见，在要保持洁净的表面上方形成了一层流动气体，使向下落的颗粒或微滴在到达洁净表面以前被带走。对于面积较小的洁净表面只须鼓风以防颗粒或微滴沉积，但对于面积较大的洁净范围这样做达不到目的。因为这时所产生的紊流可能在小范围内防止沉积，然而在其相邻区恰好促进了沉积。

如果洁净表面是热辐射器的辐射表面，则上面所说的在此表面上方的气流会带来一个问题，即由此而降低了辐射器的效率，因为在不采取其它措施的情况下此表面被该气流所冷却。

为防止这一点，我们建议在这种情况下气流量选择在使热辐射器起作用的自然对流的数量级上，或使气体借助于热辐射器本身在循环工作中加热。后一种方案的实施是通过使气体在循环工作中经过一个良好绝热的***流动，必要时在那里附加地加热，以防止由气流将热量从辐射器带走。通过设计气流量在自然对流的数量级范围内，使辐射器的效率损失控制在可忽略的限度之内。

对于大面积的气体吹入和吸出，在流动速度较小时面临一个涉及吹气嘴和吸气嘴结构方面的问题，尤其是当例如人们想要在使用热辐射器时以尽可能小的气体量产生所要求的气流时。所设置的空间散布的喷嘴必须有小的直径，这首先想到应设计长的缝隙式喷嘴，但是所要求的精度和长度很难保证。所以人们进一步建议气体的吹入和吸出通过设在该表面所在范围内的许多不连续的地点来进行，这比上述缝隙式喷嘴实现起来要容易得多。

为达到所提目的之上述结构的特征是，在该表面所在的区域中至少设有一个正压供气通道或负压吸气通道，有一个延伸的喷嘴装置，最好有大量不连续的通孔。

通过使沿喷嘴装置有一个基本上固定的压力分布，使气体由通道均布地流出。借助于很多不连续、可以是特别细小前通孔，有小量的气体便已经可以在应保持洁净的表面上方形成足够的气流。

喷嘴装置最好是一个通过在带许多销子的负极模板上进行电镀后而形成的金属结构。

这样加工而成的结构具有尺寸准确并彼此紧靠的小通孔，并基本保证气体无紊流地流入和流出。最好在喷嘴装置上每Laufzentimeter设有大约10至60个通孔，而且这时通孔横截面积的总量最好约占该喷嘴装置面积的40%。

为了阻止涂层颗粒或微滴落在工件表面涂覆设备的热处理装置中的一个沿纵向延伸的热辐射器上，我们还建议在喷嘴装置上形成一个与辐射器径向隔开一定距离并与其纵轴线同轴的槽。

喷嘴装置在结构上具有大量的分布开的通孔，可以达到在使用方面具有高度的灵活性，通过有选择地（例如用胶带或漆）覆盖这些通孔，可以有选择地使线状或面状散布的工作通孔保持畅通。所以将实际上起到很窄的缝隙式喷嘴同样作用的通孔线保持畅通，而将其余的孔覆盖住。

上述结构再加上纵向延伸的热辐射器，使所述的用于喷嘴装置的电镀制造工艺还有另一个重要的优点。与使用网格状编织物作为喷嘴装置不同，通过电镀法制得一个特别光滑的金属表面，它在辐射器所在区对于辐射来说，起到反射器的作用，并在杆状辐射器的情况下，使所发出的那些没有朝向工作的热辐射反射向工件。

按本发明的圆柱体（如罐头盒）连续式涂内膜设备的热处理装置具有一个沿运行方向延伸的装在圆柱体内腔运动轨道里面的热辐射器，并且还有一个如上述的使辐射器表面保持清净的装置。

下面借助于附图所示之实例说明本发明。

其中：

图1    洁净的延伸表面透视示意图，具有本发明所设置的大面积气体吹入或吸出。

图2    与图1类似的以热辐射器表面作为洁净表面的透视图，具有按本发明的气流循环工作的喷嘴装置。

图3    本发明正压或负压通道局部透视图，带有一个钻有细孔的喷嘴装置，其中一部分孔被有选择地覆盖。

图4    用于圆柱体如罐头涂内膜的涂覆设备示意剖面图，具有与之邻接的按本发明的涂层热处理装置。

图5    根据图4V-V线的本发明热处理装置横截面图。

图6    用一般的方法在负极横板上电镀金属结构来制造按本发明的图3至5结构中的喷嘴装置示意横截面图。

图1中表示了一个用来解释本发明方法的展开了的表面1，在它上方有一些悬浮颗粒3或悬浮微滴，它们在自身重量G的作用下朝着表面1落去。按本发明，为了阻止这些悬浮颗粒落到应保持清洁的表面1上，防止它们在那里被烘烤、硬化、粘结或以任何其它方式形成不希望产生的表面污染，使气体如箭头5所示大面积地吹入或吸出，并有可能如虚线所示形成使微粒3向上升起的旋流。通过大面积的气体流动，在表面1的上面形成了一股流动的气膜7，它阻止悬浮颗粒3落在表面1上，这时必须保证沿表面1的气体吹入或吸走尽可能不造成相对于展开的表面1而言比较小的紊流，这种紊流会驱使颗粒3在某个区域内朝表面1运动，而这一点恰好是我们所要制止的。

图2中的洁净表面1′是示意表示的带通电的加热螺旋线11的热辐射器9热辐射表面。这种热辐射器9通过在其上方加热了的气体以众所周知的方式上升，在这上面形成自然对流K。若现在按本发明在表面1′上方实施大面积的气体流动，以阻止悬浮颗粒3落到辐射表面1′上，则必须防止辐射器9的效率不会由于这股气流而过分地降低，换句话说，辐射表面1′不因气体流动而被严重地冷却。如图2中所示意表示的，为了做到这一点，采用的方法是通过辐射表面1′的两侧并与之邻接的地区设置沿纵向延伸的起缝隙式喷嘴作用的喷嘴13，通过其中一侧吹入气体，另一侧吸走气体，从而在表面1′上实现了气体流动。为了防止由于气体5的流动从表面1′的辐射区带走热量，应使气体5借助于示意表示的泵17经过管路***15循环工作，管路***与周围良好绝热和/或如用19所示意表示的那样再令气体在通过加热螺旋线时加热，因此，辐射表面1′和流动的气体膜之间的温度梯度可以忽略不计。如果不用这种附加的循环工作，则为使被流动气流带走的热量保持在可以忽略不计的很小数值范围内，即要使每个单位时间流过表面1′上方的气流量尽可能地小，可以通过以下办法。这就是要求起到缝隙式喷嘴作用的喷嘴13有很窄小的结构，以及吹气侧和吸气侧分别以较小的正压+△P供气和较小的负压-△P吸气。

这种沿纵向延伸的很窄小的喷嘴的制造成本较高。图3中表示了起缝隙式喷嘴作用的一种比较简单的结构。正压通道或负压通道21沿其纵向由三个壁面23构成。构成喷嘴壁的第四个纵向壁上有许多彼此紧挨的不连续小通孔27。在喷嘴壁25上所希望的喷嘴结构可以用胶带、漆、硅树脂、橡胶或其它符合此目的的材料覆盖住不需要的通孔27来实现，一般采用封板29来覆盖使之只留下通孔27a，它们便确定了如图3所示所希望的窄喷嘴缝所要求的喷嘴结构。这种喷嘴壁的一部分，即投入使用的那部分结构最好如图6示意表示的那样用电镀来制造，此时在作为负极模板31的许多彼此紧挨的销子33上电镀了一层金属层35。由此构成了一个具有由销子33所形成的很细密的孔的分布图形的特别光滑的镀层35。也还可以用其它方法来制造，例如在一块光滑的薄板上用激光来加工通孔。喷嘴壁部分最好由每Laufzentimeter约10到60个通孔27来组成，这些孔的尺寸按照它们约占喷嘴壁面积的40%来确定。这样制成的结构35的平滑的金属表面，正如后面要介绍的那样，在使用热辐射器时尤其有很大的优点。

在对工件的涂层进行热处理时有必要按本发明解决所述问题。这种涂层常常通过朝要涂覆的工件吹入粉末颗粒或液体颗粒来实现，并往往借助于静电，而在工件上带有粉末或液体涂料后要对涂料进行热处理，即加温。热处理基本上可以这样进行，即将热辐射源装在工件有涂层的背面，由此来加热工件，工件要加热到使涂上去的上述有关涂料具有所要求的效果，显然在这种工艺中由于大部分热量用于加热工件，所以辐射热利用率很低，按照工件所用的材料、体积或处理时间，必须将热辐射器设计成具有比达到涂料的加热效果所实际需要的要大得多的功率。如果将该辐射器设在工件要涂覆的表面的同一侧，并尽可能地靠近往工件上涂以涂料的地区，则从工件上落回的固体或液体颗粒和/或从涂层区进入热处理区的涂料颗粒或微滴，会落在辐射器的辐射表面上，并经过硬化、烘烤等产生很难除掉的局部表层。另一方面，将热辐射器设在工件涂层一侧的结构有可能显著降低辐射器的功率。在使用本发明的情况下是可以做到这一点的。所提到的涂覆技术也可用于涂圆柱体的内表面，如罐头生产中罐体的内表面，特别是在食品工业中。

如图4所示意表示的，在连续生产时，罐37通过一个外伸的臂（在图上未表示，因其在本发明的范围内是一个不重要的输送工具）进行运动，这时圆柱体37的制造过程也以图4中未曾表示的方法，首先由片状成型，然后焊接纵边，焊好的圆柱体37沿滑臂39经过涂覆装置41运行。如图4示意表示的，在涂覆装置41处涂料以固体颗粒或微滴的形式通过输入管43在气体推动下朝着圆柱体37的内壁吹入，并往往借助于静电力使之粘附在圆柱体37的内壁上。静电力是通过在输入管43的流入区和圆柱体37之间建立强电场来产生的。吸出装置46重新吸走沿方向F运行的各圆柱体37之间出来的涂料。主要是圆柱体37的焊缝部分以此方式进行涂覆。紧接着涂覆装置41，有一个按本发明设计的热处理装置44，如图4所示，它有一个沿方向F延伸的设在臂39上的热辐射器51，它以上面所阐明的方式完全不受涂料污染。另一方面，使热辐射器51直接挨着在它前面的涂层区，可以最充分地利用辐射器51，亦即使之具有最佳效率。

图5所示是本发明热处理装置44的横截面图。在其外伸的臂39中加工了一个槽45，它直接处于圆柱体37的焊缝49涂有涂层47的部分之下，这时圆柱体37通过在此图中未表示出的输送工具（例如链式传动装置等）在臂39上且与之相隔一定距离而运动。在槽45中有一个热辐射器，如红外线杆式辐射器51，譬如由Heraeus公司制造的带石英管的红外辐射器。槽45有朝着通过焊缝49区域的对称面E伸出的凸缘53，在凸缘上装有喷嘴壁55，它最好具有如图3所表示的和所说明的结构。喷嘴壁55起通道的作用，类似于图3的通道21，它经过管路装置57通入例如正压△P。如图5所示，由于利用封板29进行封堵后，留下的工作通孔27a是畅通的，并确定了两个侧向的和一个下部的沿纵向伸展的缝隙式喷嘴59和61。于是围绕着辐射器51形成一个如图上箭头所示的大面积气流63，它将阻止从圆柱体37返回的或如图4的涂层区41进入热处理区44的涂料3落在辐射器51的表面上，否则会通过烘烤成为一种难以除去的影响辐射器51热效率的污染层。

由图5可见，辐射器51较大的区域朝着臂37，从而对后者加热而不是对涂层47加热。这时提高辐射器51效率是通过将喷嘴壁55制成具有光滑的、朝着辐射器51的方向反射的表面，因此喷嘴壁55除了它所承担的吹入气体任务外，还承担反射器的任务。这样一种光滑的反射表面，如前面已经提到过的，是通过如图6所表示的那样用电镀方法来制造喷嘴结构35作为喷嘴壁55而实现的。

Claims (13)

1、阻止悬浮颗粒或微滴(3)落在与其有关的至少沿一个尺寸方向延伸的要保持洁净的表面(1、1′、55)上的方法，其特征为：在此表面上方通过大面积地吹入气体和/或吸出气体(5)造成一股气流。

2、至少按照权利要求之一（例如，按照权利要求1）所述之方法，其中要保持洁净的表面是热辐射器的辐射表面（1′、51），其特征为：气流量选为通过热辐射器的作用进行自然对流的数量级，或气体在循环工作中借助于热辐射器（1′）本身加热。

3、至少按照权利要求之一（例如，按照权利要求1或2之一）所述之方法，其特征为：气体的吹入和吸出在表面所在区域内所设的许多不连续的地方（27、27a）进行。

4、阴止悬浮颗粒或微滴落在与其有关的至少沿一个尺寸方向延伸的要保持洁净的表面上的装置，其特征为：在表面（1、14、51）所在的区域至少设有一个正压或负压（±△P）的通气通道（21、45），并带有一个延伸的喷嘴装置（27、27a、13）。

5、至少按照权利要求之一（例如，按照权利要求4）所述之装置，其特征为：喷嘴装置含有许多不连续的通孔（27、27a）。

6、至少按照权利要求之一（例如，按照权利要求4或5之一）所述之装置，其特征为：喷嘴装置（25、55）是一个金属结构（35），它是通过对带有许多销子（33）的负极模板电镀加工而实现的。

7、至少按照权利要求之一（例如，按照权利要求4至6之一）所述之装置，其特征为：喷嘴装置（25、55）上每Laufzen-timeter约有10至60个不连续的通孔（27、27a）。

8、至少按照权利要求之一（例如，按照权利要求7）所述之装置，其特征为：通孔截面积的总和占喷嘴装置面积的30-50%。

9、至少按照权利要求之一（例如，按照权利要求4至8之一）用来阻止涂层颗粒或微滴落在工件表面（37）涂覆设备的热处理装置中沿纵向延伸的热辐射器（55）上的装置，其特征为：喷嘴装置（55）构成一个槽，它与辐射器纵轴线同轴，并与之径向隔开一定距离，尤其是它还起反射器的作用。

10、至少按照权利要求之一（例如，按照权利要求4至9之一）所述之装置，其特征为：喷嘴装置（55）的通孔可有选择地覆盖（29），如用胶带、漆或其它覆盖材料，有选择地使喷嘴装置（55）的线状或面状的工作通孔（27a）的图形保持畅通。

11、至少按照权利要求1至3之一所述的方法或至少按照权利要求4至10之一所述的装置应用于圆柱体涂内膜（如罐头涂内膜）特别是用于它的纵向焊缝（47）涂内膜的热处理装置中。

12、为圆柱体（37）（如罐头）连续式涂内膜设备的热处理装置，其特征为：设有一个沿运行方向纵向延伸、装在圆柱体内腔运动轨道里面的热辐射器（51），以及设有一个至少按权利要求4至10之一所述的用于使辐射器表面保持洁净的装置。

13、至少按照权利要求1至3之一所述的方法或至少按照权利要求4至10之一所述的装置应用于使热辐射器表面保持洁净。

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