Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ

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.

Недостатком известного устройства является 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.

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

Техническим решением является расширение технологических возможностей.

Техническое решение достигается тем, что устройство для приготовления лакокрасочной продукции, содержащее снабженный амортизаторами, установленный с возможностью пространственного движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях смеситель, выполненный из секций, загрузочное и разгрузочное приспособления, привод, отличается тем, что смеситель выполнен бочкообразной формы из секций, смонтированных по длине смесителя, сначала от средства для загрузки до середины смесителя из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции, а после середины смесителя до средства для выгрузки секции смонтированы из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и больше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции, при этом смеситель с загрузочным и разгрузочным приспособлениями и привод размещены на станине посредством введенной в установку рамы с пневмобаллонами.

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

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление смесителя позволяет обеспечить последовательное уплотнение и разряжением потоков перерабатываемого сырья по мере продвижение их от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности и повышает эффективность.

Новизна заключается также в том, что за счет бочкообразной формы вращающегося смесителя увеличивается его эксцентриситет относительно оси вращения, что обеспечивает без виброактиватора возбуждение колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях подвешенной на баллонах рамы с вращающимся смесителем, которые передаются перемещающимся от загрузки к выгрузке массам перерабатываемого сырья, что обеспечивает повышение интенсивности приготовления лакокрасочной продукции и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности симметрии в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения смесителя, что нарушает стационарность движения масс перерабатываемого сырья и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что оси секций симметрии - пересекающиеся прямые и они расположены не только к оси вращения смесителя под углом, но и друг к другу, что нарушает стационарность движения масс перерабатываемого сырья загрузки и интенсифицирует процесс приготовления лакокрасочной продукции.

Новизна заключается также в том, что, так как положение поперечного сечения смесителя вместе с расположенными в них массами перерабатываемого меняется относительно друг друга и меняется расстояние этих масс загрузки относительно оси вращения смесителя, то имеет место интенсификация процесса приготовления лакокрасочной продукции.

Новизна усматривается также в том, что элементы, из которых собран вращающийся смеситель, разные по площади, по размерами и конфигурации, поэтому интенсивность процесса приготовления лакокрасочной продукции возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции масс перерабатываемого сырья и направляют их навстречу друг другу, нарушают таким образом стационарность их движения, повышают их интенсивность взаимодействия, расширяют технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что, так как площадь, форма и размеры проходного сечения смесителя по его длине меняются от загрузки к выгрузке сначала в сторону увеличения, а затем уменьшения, то интенсифицируется процесс смешивания масс перерабатываемого сырья, увеличивается не только активность взаимодействия их друг с другом и со стенками смесителя, но и изменяется частота их взаимодействия и амплитуда движения друг с другом, в результате увеличиваются технологические возможности устройства для приготовления лакокрасочной продукции.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для приготовления лакокрасочной продукции, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - смеситель устройства для приготовления лакокрасочной продукции, вид спереди; фиг.4 - смеситель устройства для приготовления лакокрасочной продукции, вид сверху; фиг.5 - смеситель устройства для приготовления лакокрасочной продукции, аксонометрическая проекция; фиг.6 - одна из секций смесителя, смонтированных от средства для загрузки до середины смесителя, аксонометрическая проекция; фиг.7 - одна из секций смесителя, смонтированных от середины барабана, до средства для выгрузки, аксонометрическая проекция; фиг.8 - первая (большая) равносторонняя трапеция; фиг.9 - одна из двух одинаковых неравносторонних трапеций; фиг.10 - вторая (малая) равносторонняя трапеция.

Устройство для приготовления лакокрасочной продукции (фиг.1, фиг.2) состоит из смесителя 1 со средством для загрузки 2, средством для разгрузки 3 и привода (не показан). Смеситель 1 снабжен втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 смесителя 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7, со смонтированным в них смесителем 1, закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на четырех пневмобалоннах 10, которые закреплены на станине 11. Устройство для приготовления лакокрасочной продукции снабжено трубопроводом 20 для подачи жидких компонентов сырья на расстояние L от входного отверстия смесителя 1.

Смеситель 1 (фиг.3, фиг.4, фиг.5) выполнен бочкообразной формы, расширяющимся по длине к его середине из секций 12 и 13, смонтированных по длине смесителя, сначала от средства от загрузки 2 до середины смесителя из секций 12. Секции 12 смонтированы из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции 14 (фиг.6), двух одинаковых неравносторонних трапеций 15 (фиг.8) и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции 16 (фиг.9), нижние основания М которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции. После середины смесителя 1 до средства для разгрузки 3 секции 13 (фиг.7) смонтированы так же как и секции 12, но развернуты и присоединены друг к другу в обратном порядке, т.е. из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции 17, двух одинаковых неравносторонних трапеций 18 и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции 17, нижние основания М которых равны друг другу у каждой из трапеций и больше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции. Таким образом, смеситель 1 бочкообразной формы (фиг.3, фиг.4, фиг.5) выполнен из секций 12, которые смонтированы (фиг.6) из одной большой равносторонней трапеции 14 (фиг.7), двух одинаковых неравносторонних трапеций 15 (фиг.8) и одной малой равносторонней трапеции 16 (фиг.9), нижние основания М которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций. Причем сначала от средства загрузки по длине до середины смесителя 1 каждая присоединенная секция имеет стороны нижних оснований М, равные сторонам N верхних оснований предыдущей секции. Стороны N верхних оснований секций 12 больше сторон меньших оснований М. Секции 12 смонтированы путем присоединения оставшимися равными друг другу свободными сторонами S и Т трапеций 14, 15, 16. Секции 12 соединены друг с другом квадратами после поворота каждой секции относительно предыдущей секции на 180° (фиг.5). От середины смесителя 1 каждая присоединенная секция 13 выполнена в виде секций 12, но развернутых и присоединяемых друг к другу в обратном порядке, т.е. каждая присоединенная секция 13 (фиг.7) имеет стороны верхних оснований N, равных стороне М нижних предыдущей секции 13. Для наглядности поворота секций 12 относительно друг друга на 180° малая равносторонняя трапеция с боковой стороной, равной S, на фиг.5 показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается бочкообразный смеситель 1, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 180°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением смесителя 1 бочкообразной формы от загрузки к выгрузке. Оси секций, в том числе: ось i₁-i₁ первой секции (фиг.3), к которой присоединена вторая секция с осью i₂-i₂, затем присоединена третья секция с осью i₃-i₃, потом присоединена четвертая секция с осью i₄-i₄, затем присоединена пятая секция с осью i₅-i₅ и так далее, пересекаются друг с другом и расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения смесителя 1.

Устройство для приготовления лакокрасочной продукции работает следующим образом.

Компоненты лакокрасочной продукции в сухом состоянии (сыпучее сырье-пигменты и пленкообразующие) поступают непрерывным потоком в загрузочное приспособление 2 и далее перемещаются внутрь смесителя 1, где смешиваются в сухом состоянии и перемещаются внутри смесителя 1 в сторону выгрузки на расстоянии L. Затем в сухую смесь компонентов сырья лакокрасочной продукции посредством трубопровода 20 подаются компоненты лакокрасочной продукции в жидком состоянии, где под действием взаимонаправленных потоков, которые возникают в результате того, что по периметру смесителя расположены грани разного размера, формы и разнонаправленные по отношению друг к другу и к оси вращения, происходит смешивание, диспергирование и приготовление краски, а затем вывод ее в разгрузочное приспособление 3. При этом при вращении смесителя 1 частицам сырья сообщается сложное пространственное зигзагообразное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии смесителя 1 при ассиметричном движении потоков сырья и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности их движения геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг к другу и к оси вращения. При этом центры симметрии внутренней поверхности смесителя 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения смесителя 1, что нарушает стационарность движения частиц компонентов сырья-пигментов и пленкообразующих. Благодаря одновременному воздействию сложнопространственного движения компонентов сырья и низкочастотным их колебаниям повышается их смешиваемость, возрастает их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками смесителя 1. При вращении смесителя 1 массы частиц сырья поднимаются на определенной расстояние по ходу вращения и бросаются стенками смесителя 1 навстречу друг другу, что обеспечивает активацию приготовления лакокрасочной продукции путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении, производится процесс их диспергирования, активизируя таким образом процесс движения от загрузки к выгрузке. Готовая лакокрасочная продукция через втулку 5 выгружается в разгрузочное приспособление 3.

Предлагаемое конструктивное оформление вращающегося смесителя позволяет обеспечить последовательное уплотнение и разряжение массперерабатываемого сырья, а также продвижение их от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности и повышает эффективность и, так как смеситель 1 выполнен бочкообразной формы, то увеличивается его эксцентриситет относительно оси вращения, что обеспечивает, без вибрактиватора, возбуждение колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях подвешенной на баллонах рамы с вращающимся смесителем 1, которые передаются перемещающимся от загрузки к выгрузки массам перерабатываемого сырья, что обеспечивает повышение интенсивности приготовления лакокрасочной продукции и расширяет технологические возможности. Причем, так как центры симметрии внутренней поверхности симметрии 1 в каждом его элементе поперечного сечения по длине смещены относительно оси вращения, а оси секций смесителя 1 - пересекающиеся прямые и они расположены не только к оси вращения смесителя 1 под углом, но и друг к другу, то нарушается стационарность движения потоков масс перерабатываемого сырья, расширяются технологические возможности. Элементы, из которых собран вращающийся смеситель 1, разные по площади, по размерами и конфигурации, поэтому интенсивность процесса приготовления лакокрасочной продукции возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции масс перерабатываемого сырья и направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность их движения, повышая интенсивность их взаимодействия, расширяют технологические возможности. При дальнейшем перемещении масс перерабатываемого сырья и прохождении ими расстояния от начала загрузки к выгрузке происходит процесс приготовления лакокрасочной продукции, которая через втулку 5 выгружается в разгрузочное приспособление 3.

Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентам сырья - пигментам и пленкообразующим сложного пространственного зигзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость их взаимодействия между собой, со стенками смесителя 1 и расширяет технологические возможности. Так как по длине смесителя 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение, центр симметрии меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц сырья, т.е. имеет место повышение интенсивности взаимодействия частиц сырья, расширение технологических возможностей.

Технико-экономические преимущества возникают также за счет того, что увеличивается смешиваемость компонентов сырья (пигментов и пленкообразующих) из-за наличия на поверхности смесителя зигзагообразных линий, что нарушает стационарность движения потоков перерабатываемого сырья, повышает интенсивность смешивания, диспергирования и приготовления лакокрасочной продукции в предлагаемом устройстве для приготовления лакокрасочной продукции, расширяет технологические возможности.