Műszaki Élet, 1983. július-december (38. évfolyam, 14-26. szám)
1983-07-07 / 14. szám
MÉ Terjedőben a mikrohullámú fűtés Háztartás után az iparban Míg a villamos háztartási sütőkben a mikrohullámú fűtés már több mint egy évtizede elterjedt, érdekes módon az iparban ez a fűtési módszer csak most van elterjedőben, de máris több iparágban jelentős energia- és időmegtakarítást, valamint minőségjavulást hozott. Az alábbiakban a gumi- és élelmiszeriparból mutatunk be egy-egy példát. A mikrohullámú hőkeltés teljesen eltérő a hagyományos hőközlési módszerektől, tehát a hővezetéssel, sugárzással vagy konvekcióval történő hevítéstől. A mikrohullámú fűtés révén a molekulákban keletkező hő a fűtendő tömeget teljes anyagában egyszerre fűti. Ezt a módszert ezért volumetrikus, térfogati fűtésnek is nevezik. A háztartásban használt mikrohullámú sütő egyszerű feladatot lát el, a sütőben elhelyezett ételt felmelegíti. Az ipari felhasználás ennél sokkal bonyolultabb. A fűtést rendszerint úgy kell elvégezni, hogy közben a melegítendő anyag folyamatosan mozog. A késés okai A korszerű fűtési módszer lassú ipari terjedésének oka elsősorban, hogy kevés olyan szakember volt, akik mind a mikrohullámú technikával, mind a fűtendő termékek gyártástechnológiájával egyaránt tisztában voltak. Ehhez még hozzájárult az is, hogy a mikrohullámú fűtési rendszer egyes elemei csak az utóbbi években lettek olyan üzembiztosak, hogy nagy értékű folyamatos gyártó berendezésekbe beépíthessék ezeket. Kétségtelen, hogy a klasszikus hőközlési módszerek alkalmazása sokkal könnyebben megoldható a folyamatos gyártásban, mint a mikrohullámú fűtés, mégis érdemes ez utóbbit alkalmazni a bevezetésben említett műszaki és gazdasági előnyök miatt. Gumivulkanizálás A mikrohullámú hőkeltést legáltalánosabban az extrudált gumiprofilok folyamatos vulkanizálásához alkalmazzák. Ilyen extrudált gumiból készült profilanyagokat a gépkocsiiparban, a háztartásikészülék-iparban (pl. hűtőszekrényajtókhoz), az építőiparban ajtók, ablakok szigeteléséhez és még számos más területen használnak. A még nem vulkanizált gumit kb. 80 Celsius-fok hőmérsékleten húzószerszámon sajtolják keresztül. Ezt követően a profil hőmérsékletét kb. 200 Celsius-fokra kell emelni, hogy a gumi vulkanizálása, az anyag térfiálósodása bekövetkezzék. Ennél a folyamatnál a kénnel és egyéb adalékanyagokkal kevert nyersgumi, rendszerint nyomás alatt polimerizációs folyamaton megy keresztül. Ez az átalakulás a gumiprofil keresztmetszetétől, a falvastagságoktól és rajzolattól függően 20-100 mp alatt megy végbe. Az optimális technológiához fontos a vulkanizálás sebességének pontos meghatározása, ugyanis túl nagy sebesség megválasztásával a vulkanizáció már az extrudáló gépben végbemegy, túl kis vulkanizálási sebesség esetén rendkívül hosszú vulkanizálógépet kell alkalmazni. A hagyományos eljárásnál ehhez a hevítéshez meleg levegőt, meleg sóoldatot vagy felmelegített apró üveggyöngyöket használnak. A maximális hőmérsékletet és ezzel a hő beáramlásának a mértékét behatárolja az anyag felületi beégetésének veszélye. A hőátadás másik meghatározója a gumi hővezetőképessége, amely a profil rajzolatán kívül függ még a gumi anyagának belső szerkezetétől is. (Szilárd guminál nagyobb, mint a szivacsosnál.) Ezek a tényezők behatárolják a hagyományos gépek gyártási sebességét, ezeknél ugyanis nem lehet a minden tényezőre optimalizált sebességet elérni. Az ábrán látható mikrohullámú folyamatos vulkanizálógép 23 kW teljesítményű, 896 MHz frekvenciával működik. Ezzel a berendezéssel jól meg lehet közelíteni az egyes profilokhoz ideálisan szükséges hőmérsékletet, biztosítani lehet a vulkanizálási térben a gyors hőmérséklet-növekedést, valamint az adott hőmérsékleten tartást. A profilt először egy mikrohullámú hőközlőkamrába vezetik. Itt a mikrohullámú teret úgy alakítják ki, hogy a hullámvezető spirál alakban veszi körül a rajta áthaladó profilt. Ebben a fázisban történik a profil teljes keresztmetszetében a gyors felmelegedés. Ezt követően egy hagyományosan fűtött pihentetőcsatornában végzik a kb. 30 mp-ig tartó hőkezelést. Az így elérhető haladási sebesség 17-20 méter percenként. Átlagos profilra vonatkozóan ezzel a gyártási teljesítmény 500 kilogramm óránként. A berendezéssel ötször nagyobb sebesség és 30 százalék primerenergia-megtakarítás érhető el, szemben a fajlagosan azonos energiát fogyasztó hagyományos berendezéssel. Miután, ehhez az eljáráshoz nincs szükség költséges sóoldatra vagy üveggyöngyre, a termelési költségek is csökkennek. Ezen anyagok hiánya csökkenti a gép kopását, ezért kevesebb a karbantartási költség, végül pedig jelentősen csökken a beruházási költség. Míg egy azonos gyártási teljesítményű sóoldatos vulkanizálóberendezés hossza 25 méter, a mikrohullámúé mindössze 12 méter. Élelmiszeripar A mikrohullámú fűtéssel könnyen lehet felmelegíteni a nedves makrorészecskéket tartalmazó élelmiszereket 90-100 Celsius-fok közötti hőmérsékletre anélkül, hogy jelentős nedvességet veszítenének. A berendezésben az élelmiszert szállító konveyor alatt és fölött helyezik el a mikrohullámokat gerjesztő magnetronokat A felületi hőveszteséget úgy akadályozzák meg, hogy azt a csatornát, amelyben az élelmiszer tovahalad, 110 Celsius fokra hevített visszacirkuláltatott meleg levegővel külön fűtik. A vízveszteséget pedig úgy lehet a minimumra csökkenteni, hogy a konveyort körülvevő csatorna légmentesen zárt, és a mikrohullámokat áteresztő szigetelő anyagból készül. Az ilyen berendezések rendkívül alkalmasak sterilizáláshoz, pasztörizáláshoz, elősütéshez (blansírozáshoz). A mikrohullámú fűtés fontos felhasználási területe a vákuum alatti forralás. Olyan anyagok forralása, amelyek 40 Celsiusfok fölött károsodnak, csak vákuum alatt történhet. A hagyományos fűtéssel az anyagot nagyon nehéz felmelegíteni, mert a vákuum nem hővezető. Mikrohullámú energiával a hőátadást a hagyományos módszerekhez képest meg lehet tízszerezni. SZEPESSY SÁNDOR Gumivulkanizálás mikrohullámú fűtéssel Festékmegtakarítás turboporlasztóval Gyors színváltás A festék- és lakkbevonat-rendszerekkel, valamint berendezéseikkel szembeni követelmények állandóan nőnek: nagy megbízhatóság, gyors színváltás, pontos vezérlés, valamint kis anyag- és energiafelhasználás. A konzerváló anyagok, az alapozók és a töltőanyagok turbóporlasztós felvitelével szerzett kedvező tapasztalatok után a módszer most a fedőlakkozásnál is terjed. A hatvanas években még szórással vitték fel a védőlakk-bevonatot a személygépkocsi karosszériákra és a haszongépjármű vezetőfülkékre. Később jelentek meg az olyan szóróberendezések, mint amilyen például a gyűrűs porlasztó. Ez álló fúvókából elektrosztatikus úton juttatta a lakkot a kívánt felületre. Újabb fejlődési lépcsőt jelentett a 4—25-féle szín szórására alkalmas gyűrűs porlasztók bevezetése. Megtartva az alapelvet, sikerült közben gazdaságosabb szórószerkezetet is létrehozni, a turbóporlasztót. Míg azonban a hagyományos, gyűrűs porlasztóban a festéket, a lakkot sűrített levegő porlasztja, a turbóporlasztóban a sűrített levegő az igen nagy fordulatszám létrehozására és a szórófej vezérlésére szolgál. Számos iparágban — gépjárműipar, edénygyártó ipar, vegyipari gépgyártás, háztartási készülékeket gyártó ipar stb. —, igénylik, hogy ugyanazzal a berendezéssel, de igen gyors átállással és jó felületminőségben lehessen festeni különböző geometriai méretű és alakú alkatrészeket különböző festék- és lakkfajtákkal. E feladatoknak nagyszerűen megfelelnek a turbóporlasztók. A turbóporlasztóban 17—35 ezer/perc fordulatságú harang porlasztja a bevonóanyagot, elektronikus vezérlés tartja +3 százalék eltéréssel a beállított fordulatszámot. A harang tömege — így tehetetlenségi nyomatéka is — igen csekély. Arról, hogy a festék- és lakkhozzávezetés kezdésekor, illetve a mennyiségek növelésekor vagy a hozzávezetés megszüntetésekor ne változhason nagymértékben a fordulatszám, külön elővezérlő szerkezet gondoskodik. Ezenkívül az elektronika a sűrített levegő nyomásának függvényében is ellenőrzi a fordulatszámot és összehasonlítja a beállított megkívánt értékkel. Ha a különbség a megengedett határon túl eltér a megkívánt értéktől — ami kizárólag mechanikai hibára vezethető vissza — a vezérlés optikai jelzést ad. Elengedhetetlen a turbóporlasztón áthaladó festék, lakk stb. mennyiségének vezérlése is. Az alapmennyiséget és a tetszés szerint megnövelendő mennyiséget az idő vagy az út függvényében lehet előprogramozni. Így válik lehetővé, hogy például a karosszéria ablakkivágásánál a festékhozzávezetés, és ezzel a szórás a szükséges ideig vagy úton szünetel. Ez bevonóanyag-megtakarítással jár. Nyilvánvaló, hogy például a személygépkocsi karosszériákat csoportosítani lehet a megkívánt festék- és lakkszínek szerint. Mindez persze nem teszi szükségtelenné, hogy az egyik színcsoportú munka után igen rövid időn belül ne kelljen átállni másik színcsoportra. A turbóporlasztós festékszóró berendezésekben erre 6-8 perc is elegendő. A festék- vagy lakktáplálás lekapcsolása után a harang mögött, de vele közös tengelyen ülő öblítőgyűrű a porlasztóra szalad, majd megkezdődik az oldószer beadagolása és a harang gyorsan és teljesen megtisztul. További előnye ennek a megoldásnak, hogy az oldószer-festék, oldószer-lakk keveréket az öblözőgyűrű felfogja, így ezek nem vesznek kárba. Turbóporlasztóval dolgozva egy munkamenetben max. 60 ,k m rétegvastagság vihető fel, 60—120 kV feszültséggel. A turbóporlasztókat tető- vagy oldalelrendezésben működtetik. A mozgó tetőelrendezésben egy berendezéshez általában három* turbóporlasztó tartozik. Ezzel szemben a gyakoribb álló oldalelrendezésű berendezésben 2x2 vagy 1x3 turbóporlasztó van. Követelmény, hogy a tetőberendezésnek és a benne lévő turbóporlasztóknak függőleges irányban mozgóképesnek kell lenniük, mert csak így követhetik a karosszéria és az egyéb bevonandó tárgyak alakját, kontúrját, egyenletes rétegvastagsággal. . Mivel a turbóporlasztók minden fontos szórható bevonóanyaghoz jól beállíthatók és alkalmazhatók feltehetőleg hamarosan széleskörűen elterjednek a különböző iparágakban. HATOS GÉZA 4 TECHNOLÓGIA Autógumik újrahasznosítása Hegyek helyett A motorizáció nagymértékű növekedésével egyre több gondot okoznak a használt autógumik. Ezért mind több új módszerrel kísérleteznek a probléma megoldására. Az egyik újrahasznosítási eljárás szerint a régi gumikat megőrlik (ha lehet, az abroncsok textil-hord hordozó részét is), az így nyert őrleményt azután kötőanyaggal keverik, majd 50-120 Celsius fokon és 2-5 bar nyomáson kialakul az új termék. A régi gumiabroncsokból ily módon sokfajta termékcsoport készíthető. A mezőgazdaságban például a használt autógumiból tehén- és disznóistállók igen higiénikusan kezelhető, rugalmas padlója készíthető, előnye az új technológiának, hogy a lapok könnyen hegeszthetők és jól összeilleszthetők. Disznóólakban gumigranulátumból válaszfalakkal kísérleteznek, silókban pedig az anyagot szigetelőanyagként használják. Az építőiparban egyebek között panelházakban hangszigeteléshez alkalmazzák, nedvességtaszító tulajdonsága révén pedig épületalapozáshoz. A bútoriparban konyhabútorok homlokzati és oldallapjai alakíthatók ki rezopál lapokból, erre paliszander vagy diófumor is rásajtolható, vagy márványszerű felülettel asztallapok alakíthatók ki belőle. Az új eljárás nem igényel különösebb beruházást. Minden gumigyárban van vulkanizáláshoz alkalmas készülék, a kívánt nyomás és hőmérséklet elérhető. Az NSZK-beli feltaláló a találmány egész európai hasznosítását — kizárólagos gyártási licenccel — kívánja eladni. Ilyen irányú kezdeti — igen kedvezőnek ígérkező — tárgyalásai már Magyarországon is folynak. Reméljük, a tárgyalások sikeresek lesznek, és megszűnnek Magyarországon a használt gumiabroncshegyek. FÖLDES JÁNOS Kelemen Pál rajza