Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОПИТКИ ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к оборудованию по пропитке пористых материалов и изделий широкого промышленного назначения, а также медицины и может найти применение при изготовлении эндопротезов и различных пористых структур.

Известно устройство для пропитки пористых материалов (патент РФ №54328, МПК В27К 3/04, Н02К 15/12, опубл. 27.06.2006), включающее емкость с пропиточным составом, установленный в нее излучатель, при этом в качестве излучателя используют один или несколько гидродинамических излучателей, соединенных через насос с емкостью с пропиточным составом. Между емкостью и насосом дополнительно установлен резервуар с пропиточным составом, в котором размещены фильтры грубой очистки, при этом дополнительно между резервуаром и насосом установлен фильтр тонкой очистки.

Однако в предложенном устройстве пропитка осуществляется в среде воздуха, что не обеспечивает чистоту осуществления процесса.

Наиболее близкой к заявляемому является установка для пропитки изделий (патент РФ №2048271, МПК B22F 3/26, опубл. 20.11.1995), содержащая рабочую камеру, вакуумную систему, систему нагнетания и слива пропиточной композиции и магистрали для подсоединения к рабочей камере, которая снабжена запорно-сигнализирующим устройством, соединяющим верхнюю часть рабочей камеры с вакуумной системой, и запорно-предохранительным устройством, соединяющим нижнюю часть камеры с системой нагнетания и слива.

Однако в предложенном устройстве не решена проблема увеличения производительности работы установки и повышения качества пропитки обрабатываемых изделий.

Таким образом, рассматриваемое устройство обеспечивает невысокое качество насыщения пористых изделий, обусловленное незначительным проникновением пропиточного раствора в пористый материал или покрытие, т.е. осуществляется только поверхностная пропитка.

Задачей заявляемого изобретения является повышение качества пропитки и производительности работы установки.

Технический результат заключается в увеличении скорости и глубины проникновения пропиточного раствора в пористое изделие и обработке большего количества изделий за единицу времени.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для пропитки пористых изделий, включающем рабочую камеру с подключенными к ней вакуумной системой, системой нагнетания и слива пропиточного раствора, новым является то, что дополнительно введено устройство для размещения пористых изделий, выполненное в виде стержня, закрепленное с возможностью перемещения в вертикальном положении в верхней части камеры, на котором закреплены держатели пористых изделий, снабженные ударным приспособлением, при этом пропиточный раствор находится в емкости, расположенной в нижней части камеры, где также установлен ударный механизм, кинематически взаимодействующий с ударным приспособлением, камера разделена на две части вакуумным затвором, расположенным над емкостью и прикрепленным к стенке камеры с возможностью вращательно-поступательного движения. Кроме того, к вакуумному затвору прикреплен автоматический привод для выдвижения затвора из камеры, а в рабочей камере размещены газоразрядные лампы для обработки пористых изделий ультрафиолетовым и инфракрасным излучениями.

Изобретение поясняется чертежом: фиг. 1 - устройство в режиме вакуумной откачки изделий и обработки ультрафиолетовым и инфракрасным излучением газоразрядных ламп, фиг. 2 - устройство в режиме заполнения пористого пространства покрытия пропиточным раствором,

где позициями на чертеже обозначены:

1 - рабочая камера,

2 - емкость,

3 - газоразрядные лампы,

4 - устройство для размещения пористых изделий,

5 - пористые изделия,

6 - вакуумный затвор,

7 - ударное приспособление,

8 - автоматический привод для вертикального перемещения устройства для размещения пористых изделий,

9 - автоматический привод для выдвижения вакуумного затвора,

10 - ударный механизм.

Устройство (фиг. 1, фиг. 2) состоит из рабочей камеры 1 и герметично соединенной с ней емкостью 2 для пропиточного раствора. Внутри рабочей камеры 1 размещены газоразрядные лампы 3 ультрафиолетового и инфракрасного излучения и устройство 4 для размещения пористых изделий 5 и их транспортировки. Устройство для размещения пористых изделий 4 выполнено в виде стержня, закрепленного с возможностью перемещения в вертикальном положении, и расположено в верхней части камеры. Устройство для размещения пористых изделий 4 содержит также держатели для пористых изделий, которые снабжены ударным приспособлением 7. Устройство для размещения пористых изделий 4 содержит автоматический привод для вертикального перемещения 8 из рабочей камеры 1 в емкость 2 и обратно. Пространство между рабочей камерой 1 и емкостью 2 для пропиточного раствора разделяется вакуумным затвором 6. Вакуумный затвор 6 расположен над емкостью и прикреплен к стенкам камеры, а также оснащен автоматическим приводом 9 для его выдвижения из камеры с помощью вращательно-поступательного движения. Вакуумный затвор 6 фиксируется в положениях «открыт» и «закрыт». Емкость 2 содержит ударный механизм 10, например, электродинамического типа, который кинематически взаимодействует с ударным приспособлением 7, и расположена в нижней части камеры.

Устройство содержит также вакуумную систему откачки, гидравлическую систему для заполнения емкости 2 пропиточным раствором и компьютерную систему для автоматического управления приводами 8, 9, вакуумной и гидравлической системами.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально на устройстве для размещения пористых изделий 4 закрепляют пористые изделия 5 (фиг. 1). Затем по программной команде компьютерной системы производят вакуумирование рабочей камеры 1 до давления, например, до 10¹-10^-2 Па. Одновременно с вакуумированием включают газоразрядные лампы 3, при помощи которых осуществляют обработку поверхностей пористых изделий ультрафиолетовым (УФ) и инфракрасным (ИК) излучениями газоразрядных ламп. Процесс вакуумирования и обработки УФ и ИК излучениями длится в течение несколько часов, например 1,5-4 часа, в зависимости от типа обрабатываемых пористых изделий, в результате чего происходит полная стерилизация пористого пространства покрытия, например эндопротезов.

По окончании процесса стерилизации по программным командам компьютерной системы, подводимым к исполнительным элементам газовакуумной и гидравлических систем, осуществляют заполнение рабочей камеры 1 и емкости 2 контролируемой стерильно очищенной газовой средой до определенного давления, например до 1-1000 Па, заполняют емкость 2 пропиточным раствором и переводят вакуумный затвор 6 при помощи автоматического привода 9 в положение «открыт», показано на фиг. 2.

После перевода вакуумного затвора 6 в положение «открыт» по программным командам компьютерной системы включается автоматический привод 8 для вертикального перемещения устройства для размещения пористых изделий и ударный механизм 10, в результате чего устройство для размещения пористых изделий 4 перемещается в емкость 2, а через ударное приспособление 7 воздействие ударного механизма 10 передается пористым изделиям 5. Частоту ударных воздействий можно регулировать от сотен до тысяч герц.

Ударное воздействие интенсифицирует процесс заполнения пористых изделий пропиточным раствором, увеличивая производительность работы установки по данной операции в 1,5-2,5 раза, что позволяет обрабатывать большее количество изделий в единицу времени, обеспечивая повышение качества заполнения пористых изделий пропиточным раствором за счет вибрационного заполнения пористой структуры изделий.

Применение в конструкции предлагаемого устройства вакуумного затвора 6 позволяет поддерживать в пространстве рабочей камеры 1 и емкости 2 газовую среду заданного химического состава (т.е. стерильно чистого) и регулировать ее движение в очень широких пределах, что обеспечивает стерилизацию обрабатываемых изделий и интенсифицирует процесс заполнения пористого пространства пропиточным раствором.

Таким образом, разработанная конструкция установки для пропитки пористых изделий, обеспечивающая повышение качества пропитки пористых изделий пропиточным раствором и производительности работы установки, увеличивающей число обрабатываемых изделий в единицу времени за счет введения ударного механизма, что способствует интенсификации процесса пропитки и снижению времени обработки изделий. Введение таких конструктивных элементов, как газоразрядные лампы, позволяет по необходимости проводить антимикробную обработку поверхности пористого изделия за счет ее стерилизации ультрафиолетовым и инфракрасным излучениями. При этом технологические режимы возможно регулировать в зависимости от типа используемого оборудования, пористых изделий и пропиточного раствора.