Результат интеллектуальной деятельности: СТАНОК ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КРАСКИ

Изобретение относится к устройствам для приготовления продукции во встряхивающих, качающихся и вибрирующих устройствах и может быть применено в лакокрасочной промышленности.

Известен роторный смеситель - диспергатор (а.с. СССР №1673184, кл. МКИ B01F 9/02, 1989), содержащий смеситель, выполненный из секций, смонтированных из плоских элементов в виде треугольников, расположенных под углом к линии транспортирования, загрузочное и разгрузочное приспособление.

Недостатками известного устройства являются недостаточная производительность из-за слабой энергоемкости, мощности и частоты взаимодействия потоков перерабатываемого сырья, ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для приготовления лакокрасочной продукции (патент №1783991, кл. МКИ B01F 11/00, 1992), содержащее снабженный амортизаторами, установленный с возможностью пространственного движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях смеситель, выполненный из секций, изготовленных из двух прямоугольников и двух параллелограммов, соединенных попарно своими боковыми сторонами, при этом секции соединены между собой оставшимися свободными сторонами.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности и необходимость наклона установки для перемещения потоков сырья от загрузки к выгрузке, большие габариты по длине.

Техническим решением задачи является расширение технологических проблем, придание потокам сырья продольного движения без наклона всей установки и сокращение габаритов по длине.

Техническое решение достигается тем, что в станке для приготовления краски, содержащем снабженный упругими элементами, установленный с возможностью пространственного движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях барабан, средства загрузки и выгрузки, барабан выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочного приспособления выполнена плоской и смонтирована под углом к оси вращения барабана, а торцевая стенка у разгрузочного приспособления размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы, при этом по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина волнообразной формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне станка для приготовления краски.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что барабан по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс приготовления краски.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана и выполнение его в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочного приспособления выполнена плоской и смонтирована под углом к оси вращения барабана, а торцевая стенка у разгрузочного приспособления размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы, нарушает стационарность компонентов краски, повышает производительность, расширяет технологические возможности, упрощает изготовление.

Новизна заключается в том, что в результате выполнения барабана в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочного приспособления выполнена плоской и смонтирована под углом к оси вращения барабана, а торцевая стенка у разгрузочного приспособления размещена перпендикулярно к оси вращения барабана и выполнена конической формы, компоненты краски совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как поверхность барабана выполнена в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность и эффективность приготовления краски, расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина волнообразной формы с прямоугольным сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана, которая обеспечивает не только перемещение компонентов краски в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса приготовления краски за счет того, что компоненты краски, совершающие циркуляционное движение внутри барабана в плоскостях, перпендикулярных его оси симметрии, встречаясь с витками прямоугольной формы пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии поверхности барабана, увеличивают интенсивность их взаимодействия друг с другом и со стенками поверхности барабана, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине барабана пружина волнообразной формы с прямоугольным сечением витков снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения компонентов краски и изменять скорости перемещения от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что направление витков цилиндрической пружины с прямоугольным сечением витков совпадает с направлением вращения барабана, что обеспечивает транспортировку компонентов краски от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает стационарность движения компонентов краски (масс загрузки) и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что, так как положение поперечного сечения барабана вместе с расположенными в них компонентами краски меняется относительно друг друга и меняется расстояние этих масс загрузки относительно оси вращения барабана, то имеет место интенсификация обработки.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания компонентам краски сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана при ассиметричном движении масс загрузки в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической формой барабана, их взаимным расположением относительно друг друга и к оси вращения.

Новизна обусловлена тем, что, так как форма и размеры проходного сечения барабана по его длине меняются от загрузки к выгрузке, то интенсифицируется процесс контактирований компонентов краски, увеличивается не только активность взаимодействия компонентов краски друг с другом и со стенками барабана, но и изменяется частота их взаимодействия и амплитуда движения друг с другом в результате увеличиваются технологические возможности станка для приготовления краски.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен станок для приготовления краски, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 изображен барабан с загрузочным и с загрузочной и разгрузочной втулками, общий вид; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - барабан, пространственное изображение; на фиг. 6 - торцевая стенка барабана конической формы.

Станок для приготовления краски (фиг. 1, фиг. 2) состоит из барабана 1, средства для загрузки 2, средства для разгрузки 3 и привода (не показан). Барабан 1 снабжен загрузочной втулкой 4 и разгрузочной втулкой 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 барабана 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7, со смонтированным в них барабаном 1, закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на четырех пневмобаллонах 10, которые закреплены на станине 11. По всей длине барабана 1 смонтирована цилиндрическая пружина 12 волнообразной формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана 1, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, которое на чертежах не показано.

Барабан 1 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) выполнен в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра 13 с торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка 14 у загрузочной втулки 4 выполнена плоской и смонтирована под углом α к оси вращения барабана, а торцевая стенка 15 у разгрузочной втулки 5 размещена под углом β к оси вращения барабана и выполнена конической формы, при этом угол β не равен углу α.

Станок для приготовления краски работает следующим образом.

Барабан 1 через средство для загрузки 2 заполняется непрерывным потоком сырья - компонентов краски, пигменты и пленкообразующие. При вращении барабана 1 компонентам краски сообщается сложное пространственное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии барабана 1 при асимметричном движении масс загрузки и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности движения потоков масс загрузки геометрической формой барабана. При этом центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения, что нарушает стационарность движения потоков сырья. Благодаря одновременному воздействию сложного пространственного движения потоков сырья и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость компонентов краски, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками барабана 1. Такое конструктивное оформление вращающегося барабана позволяет обеспечить последовательное уплотнение и разрежение потоков сырья, а также продвижение их от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности и повышает эффективность, и, так как барабан 1 выполнен наклонным и с торцевыми стенками, расположенными под разными углами к оси вращения, то увеличивается его эксцентриситет относительно оси вращения, что обеспечивает, без виброактиватора, возбуждение колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях подвешенной на баллонах рамы с вращающимся барабаном 1, которые передаются перемещающимся от загрузки к выгрузки компонентам краски, что обеспечивает повышение интенсивности приготовления краски и расширяет технологические возможности. Причем, так как центры симметрии внутренней поверхности барабана 1 в каждом его элементе поперечного сечения по длине смещены относительно оси вращения, то нарушается стационарность движения компонентов краски, расширяются технологические возможности, готовая краска через втулку 5 выгружается в разгрузочное приспособление 3.

Таким образом, компоненты краски (фиг. 1, фиг. 2) подаются через загрузочное приспособление 2, носок 8 внутрь вращающегося барабана 1, где они совершает движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине барабана 1 в каждом поперечном сечении, при этом потоки сырья совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как барабан 1 выполнен в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное. В результате поток движущихся потоков сырья нестационарен, а размеры и расположение активного движения при приготовлении краски заметно меняются за время одного оборота барабана 1. Поэтому в результате нарушения упорядоченности процесса движения компонентов краски движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений компонентов краски между собой и со стенками барабана 1, а также с торцевыми стенками 14 и 15, что повышает производительность приготовления краски. Процесс нестационарности движения частиц компонентов краски усугубляется расположением торцевых стенок 14 и 15 эллиптической формы, что существенно меняет направление движения частиц масс компонентов краски вдоль оси вращения барабана 1 и создает зоны различного давления торцевых стенок 14 и 15 на частицы масс компонентов краски. Поэтому частицы компонентов краски имеют возможность под воздействием геометрического уклона барабана 1 и разности давления торцевых стенок эллиптической формы 14 и 15, расположенных под углом друг к другу и к оси вращения барабана 1, не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке, создавая при этом турбулентные потоки частиц компонентов краски.

Процесс движения частиц компонентов краски, которые поднимаются вверх и падают вниз и на противоположные стенки барабана, непрерывен. Поскольку внутренние стенки барабана 1 расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения барабана 1, то в каждой порции каждая частица компонентов краски перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс их взаимодействия друг с другом и со стенками барабана 1, повышает производительность приготовления краски, расширяет технологические возможности. Процесс приготовления краски также интенсифицируется смонтированной внутри барабана 1 цилиндрической пружиной 12 волнообразной формы с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана 1, которая обеспечивает дополнительное продольное перемещение компонентов краски внутри барабана 1, и оборудована устройством для изменения шага витков пружины 12 путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков пружины 12 может производиться также в процессе приготовления краски, т.е. в процессе работы станка для приготовления краски. В зависимости от характеристик краски, требуемого времени приготовления устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям процесса приготовления краски. Направление витков пружины 12 может совпадать или быть против направления вращения барабана 1. В нужном положении пружину 12 фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны).

Технико-экономические преимущества возникают за счет придания потокам сырья, компонентам краски сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность приготовления краски, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц компонентов краски между собой, со стенками барабана 1 и расширяет технологические возможности. Так как по длине барабана 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение, центр симметрии меняются, то усугубляется нарушаемость движения потоков сырья, т.е. имеет место повышение интенсивности взаимодействия частиц компонентов краски, расширение технологических возможностей. Этому способствует и форма, а также расположение барабана, обеспечивающая последовательное уплотнение и разряжение потоков сырья, что расширяет технологические возможности и повышает производительность приготовления краски.