Нагревательные устройства
Для ускорения процессов склеивания древесины, формования среднего слоя панелей, изготовления пластмассовых подробностей, по-лимербетонных и пневматических конструкций, формования пластмассовых оболочек применяют разные нагревательные устройства, снабжающие интенсификацию производственных процессов и увеличение производительности оборудования.
При склеивании с нагреванием используют установки, передающие тепло клеевому шву по принципу контактного, конвекционного, лучевого, электрического и диэлектрического нагревания. Контактное нагревание применяют при склеивании панелей с алюминиевыми либо фанерными обшивками. Самый распространено контактное нагревание тёплыми плитами, находящимися в гидравлических либо пневматических прессах.
Плиты в большинстве случаев металлические, с высокой чистотой обработки рабочих поверхностей; толщина плит 40.. .60 мм. Они обогреваются паром, тёплой водой, высокотемпературными жидкими теплоносителями, электрическим током. Для нагревания в плит имеются каналы диаметром 18…25 мм. Теплоносители в каналы подают через эластичные шарнирные либо телескопические трубки, идущие от распределительных колонок.
Циркуляция теплоносителя происходит в замкнутой совокупности под давлением 1,2. ..1,4 МПа. Действенными теплоносителями, не требующими большого давления в совокупности, являются дифенил, дифенилоксид либо смесь дифенила с его эфиром в соотношении 1 :3 (дифенильная смесь).
Совокупность нагревания жидкими теплоносителями достаточно надежна и прекрасно регулируется, но одновременно с этим сложна в обслуживании. Более плиты помещенными вовнутрь электроспиралями либо трубчатыми электронагревателями — ТЭНами (рис. 1).
Применение ТЭНов существенно упрощает нагревание плит конкретно через металл либо через жидкий либо сыпучий теплоноситель. Недочётом ТЭНов есть неравномерное распределение температуры на их поверхности. Для поддержания заданной температуры плит применяют манометрические терморегуляторы, реагирующие на трансформацию давления заключенного в них газа и соответственно замыкающие и размыкающие электрическую цепь нагревателей.
Последовательность преимуществ перед электронагреванием имеет индукционный нагрев током промышленной частоты. Нагрев происходит благодаря индуцирования вихревых токов на поверхности металла, прилегающей к индуктору. В плитах индукторы укладывают в пазы либо гнезда, заливают жидким стеклом либо теплостойкими полимерными составами.
Соответственно различают продольные (укладываемые в пазы) и кольцевые (укладываемые в гнезда) индукторы. Использование индукторов экономит до 20% электричества, стабилизирует температурный режим прессования, сокращает затраты на ремонт благодаря долгому сроку работы.
Активно используются листовые электронагреватели, благодаря которым возможно склеивать горячим методом как плоские, так и криволинейные изделия. Листовой электронагреватель представляет собой проволочное сопротивление, запрессованное на термостойком связующем (фенольном, эпоксидно-крем-ний-органическом) между изолирующими обкладками из стеклоткани.
Материалом сопротивления помогает проволока из хромоникелевых сплавов, которую укладывают зигзагообразно, что разрешает, меняя ход укладки, получать нужного распределения температуры на поверхности нагревателя. В отличие от вторых нагревательных элементов листовые электронагреватели имеют маленькую массу, а электроизоля.ция элементов помогает одновременно рабочей поверхностью нагревателя. За границей применяют эластичные листовые электронагреватели с изоляцией из резины, усиленной стекловолокном.
Конвекционный метод нагревания при склеивании содержится в погружении запрессованных с неотвердевшим клеем изделий в тёплые гидрофобные жидкости либо выдерживании их в камерах с горячим циркулирующим воздухом, под брезентом и т. п. Погружение в тёплые жидкости в большинстве случаев совмещается с дезинфицирующей и антипиренной обработкой древесных конструкций.
Установка для ускоренного склеивания прямолинейных блоков при нагревании в петролатуме (рис. 2) включает теплоизолированную ванну, совмещенную с боковыми прижимами и гидроцилиндрами. В установке имеются перфорированные верхняя и нижняя опорные плиты пресса. Склеиваемый пакет 8 нагревают в петролатуме с добавкой 3% пенхлорфенола, что используется как защитное средство. Петролатум впускают в ванну через нижний патрубок, излишек производят через патрубок.
Температура петролатума 140 °С; длительность выдерживания в нем запрессованного пакета 90 мин.
Рис. 1. Схема трубчатого электронагревателя—ТЭНа: 1 — нагревательная ни-хромовая спираль; 2 — латунный либо металлический корпус; 3 — теплопроводная электроизоляция (кварцевый песок, магнезия); 4 — стержень; 5 — фарфоровый изолятор
Рис. 2. Схема установки для склеивания балок.с нагреванием в петролатуме: 1 — боковые прижимы; 2 — стойки; 3 — гидроцилиндры; 4— траверса; 5 — ванна; 6— верхний патрубок; 7—верхняя прижимная плита; 8 — пакет склеиваемых досок; 9 — нижняя опорная плита; 10 — нижний патрубок
Для нагревания горячим воздухом помогают особые камеры. Они имеют цементный цоколь, в который вмонтированы металлические балки-швеллеры. На них устанавливаются поперечные балки, служащие базой горизонтального ваймового пресса. Под этими балками проложены трубы, одна из них 3 перфорированная — с отверстиями для увлажняющего пара, другие помогают для нагревания воздуха. На протяжении всей установки имеется теплозащитное покрытие 5, к которому подвешены боковые занавеси 6 из прорезиненной ткани.
Соединяясь с доколем, они образуют закрытую камеру.
Скорость подъема температуры в камере 20 °С/ч. После достижения температуры 40…45 °С впускают увлажняющий пар, дабы избежать растрескивания досок в склеиваемых конструкциях. влажность и Температуру воздуха регулируют впускными клапанами, устроенными в паропроводах.
Влажность воздуха в камере поддерживают на таком уровне, дабы равновесная влажность древесины (определяется по номограммам) была около 12%. Время выдерживания изделия в камере 3.. .6 ч.
Рис. 3. Схема воздушно-паровой камеры для ускоренного склеивания дощатых конструкций: 1 — цементный доколь; 2 — балки-швеллеры; 3 — нагревательные трубы; 4 — поперечные балки; 5 — теплозащитное покрытие; 6 — боковые занавеси; 7 — перфорированная труба для увлажняющего пара
Рис. 4. Схемы нагревания склеиваемой древесины в высокочастотном электрическом поле при размещении клеевых швов: а — параллельном; б — перпендикулярном; а —смешанном; ; —электроды; 2 — клеевые швы; 5 — склеиваемые заготовки
Ускорить склеивание пакета возможно кроме этого в прес-камере несложного типа. Это устройство, в котором теплоизоляционные стены совмещены с конструкциями направляться. Стены прес-камер делаются откидными.
В камеры укладывают паровые трубы для увлажнения и нагревания воздуха.
Для лучевого нагревания применяют лампы инфракрасного излучения. Они эргономичны в конвейерных линиях по склеиванию малогабаритных изделий, причем для экономии тепла участки нагревания заключают в теплозащитные кожухи. Установки состоят в большинстве случаев из наборного стола, транспортера, инфракрасных излучателей и прижимных валиков.
Лампы находятся горизонтально, оборудованы параболическими рефлекторами, имеют неспециализированную мощность до 7.. .8 кВт. На таких установках изготовляют плиты с сотовой бумажной серединной шириной до 660 мм и фанерными обшивками. Производительность установки 250 м2 плит в час.
Для ускоренного склеивания древесины, и для вспенивания пенопласта в панелях используют нагревание в поле токов высокой частоты. Древесные изделия смогут склеиваться по нескольким схемам (рис. 4). Клеевые швы, помещенные между электродами, очень скоро нагреваются за счет диэлектрических утрат.
Бруски с клеем, помещенные между электродами, образуют конденсатор с неоднородным диэлектриком, в котором клей более электропроводен, чем древесина, исходя из этого избирательно нагревается существенно стремительнее. Это предотвращает лишний расход энергии на нагревание всей массы древесины. Так, при параллельном размещении клеевых швов (рис. 4, а) из-за неодинаковой диэлектрической проницаемости клея и древесины клеевой шов нагревается в 50…60 раз интенсивнее, чем древесина.
Таковой интенсивный избирательный нагрев происходит только в том случае, если его длительность не более 15. ..30 с. После этого тепло начинает передаваться древесине, поскольку клеевой слой делается менее электропроводным. Это ведет к непроизводительным утратам энергии.
Для высокочастотного поля помогают ламповые генераторы. Они отличаются друг от друга величиной мощности (5…105 кВт), габаритами и конструктивным оформлением (от 600X730 до 1870X1710 мм в плане). Высота их 1400…2250 мм. Генераторы, предназначенные специально для древесины, трудятся на частотах 5,28 и 13,56 МГц, имеют выводы для электродов, смогут трудиться в широком диапазоне емкости рабочих конденсаторов, что позволяет применять их для склеивания самых разных изделий.
Запрессовочные устройства при высокочастотном нагревании должны быть быстродействующими, иметь надежную изоляцию электродов большого напряжения и заземленный экран, предотвращающий распространение электромагнитного поля вне территории склеивания, радиопомехи и вредное действие электромагнитных колебаний на организм трудящихся.
Перспективным методом интенсификации технологических процессов есть нагревание материалов в электромагнитном поле очень высоких частот (СВЧ). Поле СВЧ способно попадать в материал на большую глубину при отсутствии контакта с ним, рассеивать либо концентрировать энергию в материала. Время нагрева мало зависит от объёма и формы изделия; фактически вся энергия преобразуется в тепло, выделяемое в нагреваемом объекте.
Производимые индустрией СВЧ-генераторы имеют КПД более 80%, действуют в диапазоне волн от 1 м до 1 мм, владеют мощностью до 800 кВт, надежны в работе и недороги.
Очень действенно применение производимых отечественной индустрией СВЧ-генераторов мощностью 25…100 кВт, трудящихся с частотой до 2,4 ГГц. СВЧ-нагрев быстро уменьшает длительность склеивания древесины, содействует удалению жидкости, вносимой клеем, усиливает уровень качества клееных конструкций, разрешает автоматизировать производство.
Главными преимуществами СВЧ-нагрева при склеивании если сравнивать с высокочастотным являются намного большая возможность и допустимая напряжённость поля его концентрации. Так же как и высокочастотное, поле СВЧ владеет избирательностью нагревания клеевого слоя, притом более интенсивного. При средней удельной мощности 17 Вт/см2 оптимальное время действия СВЧ-поля образовывает 30…40 с, в случае если расход клея 200 г/м2 и удельное давление запрессовки 0,8…1,0 МПа.
СВЧ-нагревание выгодно использовать для склеивания пиломатериалов по длине и ширине. Наряду с этим возможно применять волноводные и лучевые совокупности с генераторами, трудящимися в диапазоне частот 0,3…10 ГГц.
