PL181987B1

PL181987B1 - Zespól wylotowy pompy membranowej bezpowietrznego rozpylacza farby PL PL

Info

Publication number: PL181987B1
Application number: PL96322645A
Authority: PL
Inventors: Roger Conaster
Original assignee: Campbell Hausfeld Scott Fetzer
Priority date: 1995-04-05
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2001-10-31
Also published as: NZ305651A; JP3235100B2; JPH11501571A; EP0819028B1; AU705020B2; BR9604794A; DE69604794D1; US5609300A; PL322645A1; ATE185711T1; EP0819028A1; AU5371196A; DE69604794T2; CA2214419A1; WO1996031285A1; DK0819028T3

Abstract

1. Zespól wylotowy pompy membra- nowej bezpowietrznego rozpylacza farby, za- wierajacy zawór przepuszczajacy farbe w pozycji otwarcia wyposazony w wspólpra- cujaca z tym zaworem sprezyne, której kieru- nek wyzwolenia energii sprezystosci jest zgodny z kierunkiem zamykania zaworu, znamienny tym, ze ta sprezyna (82) bedaca glówna sprezyna jest sprzezona z kontrol- nym zaworem (66) w kazdej jego pozycji, a ponadto ten zespól wylotowy zawiera pomo- cnicza sprezyne (80), która w stanie sprzeze- nia z tym zaworem (66) w pozycji jego otwarcia ma równiez kierunek wyzwolenia energii sprezystosci zgodny z kierunkiem za- mykania zaworu (66), z tym ze w pozycji otwarcia zaworu (66) co najmniej glówna sprezyna (82) jest w stanie czynnym. FIG.1 FIG.3A PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespół wylotowy pompy membranowej bezpowietrznego rozpylacza farby.

W znanym bezpowietrznym rozpylaczu farby napędzana tłokiem membrana wciąga farbę z przewodu zasilającego poprzez zawór kontrolny do komory membranowej służącej do przetrzymywania farby. Po powrocie tłoka farba zawarta w komorze membranowej jest wytłaczana. Pistolet natryskowy ma język spustowy, którego naciśnięcie powoduje otworzenia zaworu, aby farba pod ciśnieniem zawarta w komorze mogła przepłynąć przez wylotowy zawór kontrolny i poprzez dyszę natryskową w celu rozpylenia farby przy jej wychłodzeniu z otworu dyszy na powlekaną powierzchnię.

Bezpowietrzne rozpylacze farby zwykle zawierają rurę ssawną wprowadzoną w puszkę z farbą, poprzez którą farba jest dostarczana do komory membranowej. W tej rurze ssawnej wytwarzane jest podciśnienie za pomocą odkształcalnej membrany zamocowanej na swym obwodzie. Środkowa część membrany jest wprawiana w drgania przez napędzany tłokiem układ hydrauliczny, np. pomiędzy jej pozycją wypukłą a pozycją wklęsłą, wskutek czego farba zostaje wciągnięta w kierunku do membrany i jest tłoczona na zewnątrz do pistoletu natryskowego.

W innym rozwiązaniu wirująca mimośrodowa krzywka napędza łożysko, które z kolei napędza tłok. Tłok ten jest sprzężony z membraną, a obrót krzywki powoduje napędzanie tłoka, dzięki czemu membrana zostaje przemieszczona z pozycji wypukłej do pozycji wklęsłej. Farba jest wciągana z puszki poprzez rurę ssawną i zawór wlotowy w kierunku do membrany i do komory membranowej, do jej wyprowadzenia za pośrednictwem pistoletu natryskowego.

Pomimo dotychczasowych wysiłków stosowanie takich układów np. do natryskiwania farby dawało niekorzystne wyniki i powodowało niewyjaśnione i niepożądane zjawiska. Przykładowo jednego dnia system może nie działać prawidłowo z danym rodzajem farby, co objawia się całkowitym brakiem rozpylania i jej rozbryzgiwaniem na powierzchni, natomiast działa skutecznie z tą samą farbą w innym czasie lub w innym miejscu.

Sposoby rozwiązania tego typu problemów przedstawiono w zgłoszeniu patentowym PCT nr 96/21519 (zgłoszone 13 grudnia 1995, a opublikowane 18 lipca 1996). Dzięki opisanym tam środkom udało się rozwiązać pewne problemy słabego działania bezpowietrznych rozpylaczy farby·'.

181 987

Inne problemy, które często występują w bezpowietrznych rozpylaczach farby dotyczą nierównomiernego rozpylania, np. nieskutecznego rozpylania farby pierwszego typu, ale skutecznego rozpylana farby drugiego typu. Proponowano wyjaśnić te problemy np. brakiem prawidłowego zalania, nawarstwianiem farby, zatkaniem filtrów, różnicą lepkości farby, wilgotnością itp. Jednakże problemy te występują nawet wtedy, gdy farba jest rozcieńczona do konsystencji wody, filtry są oczyszczone, a droga przepływu farbyjest uwolniona od nawarstwień. Objawy te można nawet zaobserwować w przypadku jednego rodzaju farby, a w przypadku drugiego rodzaju farby urządzenie pracuje bez zarzutu, choć lepkości tych farb są zbliżone.

Zwykle stosuje się farby o lepkości od około 3,5x10'⁵ m²/s do około 1,4x10'³ m²/s. Lepkość wody jest jeszcze mniejsza i wynosi około 9,94x10'⁷ m2/s. Rozwiązanie ujawnione w międzynarodowej publikacji nr 96/21519 polepsza działanie bezpowietrznych rozpylaczy farby, ale zmiany natężenia przepływu farb i płynów o większej lepkości w porównaniu z farbami i płynami o mniejszej lepkości umemożliwiająrównomieme działanie. Przykładowo natężenia przepływu farb o większej lepkości mogą być około 25% mniejsze niż natężenie przepływu farb i płynów o mniejszej lepkości.

Skuteczne i sprawne wykorzystywanie bezpowietrznych rozpylaczy farby wydaje się być czasami zależne od natężenia przepływu wymuszanego przez lepkość określonej farby lub płynu stosowanego w systemie.

US-A-4834286 opisuje pistolet natryskowy do cieczy, zwłaszcza do farb. Ciecz jest pompowana przez pompę tłokową do dyszy natryskowej poprzez obciążony sprężyną zawór wylotowy. Zawór ten jest spychany do swego położenia zamkniętego przez pojedynczą sprężynę.

Celem wynalazku było opracowanie ulepszonego zespołu wylotowego pompy membranowej bezpowietrznego rozpylacza farby, w którym nie będzie dochodziło do spadków ciśnienia podczas rozpylania i który będzie pracował skutecznie i sprawnie niezależnie od rodzaju farby ijej lepkości.

Pomimo, iż farby i płyny o mniejszej lepkości są stosunkowo łatwe w obwodzie i dają się sprawnie pompować z żądanymi natężeniami przepływu, zastosowanie takich samych konstrukcji zaworowych i pompujących dla płynów o większej lepkości prowadzi do problemów spowodowanych przez większą lepkość. Taka sama konstrukcja pompy i zaworu, która pracuje dobrze w przypadku płynów o małej lepkości, nie pracuje dobrze z płynami o większej lepkości w przewidywanych zakresach lepkości wszystkich farb, które mają być rozpylane.

Istota wynalazku polega na tym, że zgodny z wynalazkiem zespół wylotowy pompy membranowej bezpowietrznego rozpylacza farby, zawierający zawór przepuszczający farbę w pozycji otwarcia wyposażony w współpracującą z tym zaworem sprężynę, której kierunek wyzwolenia energii sprężystości jest zgodny z kierunkiem zamykania zaworu, charakteryzuje się tym, że ta sprężyna będąca główną sprężynajest sprzężona z kontrolnym zaworem w każdej jego pozycji, a ponadto ten zespół wylotowy zawiera pomocniczą sprężynę, która w stanie sprzężenia z tym zaworem w pozycji jego otwarcia ma również kierunek wyzwolenia energii sprężystości zgodny z kierunkiem zamykania zaworu, z tym że w pozycji otwarcia zaworu co najmniej główna sprężynajest w stanie czynnym.

Korzystnie pomocnicza sprężyna ma sztywność większą od sztywności głównej sprężyny.

Ponadto korzystnie jest, gdy te sprężyny, główna i pomocnicza, są śrubowymi sprężynami ściskanymi.

Korzystnie też główna sprężynajest umieszczona współosiowo wewnątrz sprężyny.

Jednym z aspektów przedmiotowego wynalazkujest spostrzeżenie, że reakcja zespołu wylotowego jest odpowiedzialna za niewłaściwe rozpylanie farby i zmniejszone natężenie przepływu płynów o większej lepkości.

Zwykle farba jest zasysana z pojemnika z farbąpoprzez rurę ssawną do komory pompowania. Komora pompowania zawiera membranę, która wytwarza spadek ciśnienia w komorze, by zasysać farbę, przy czym odbywa się to na zasadzie jej mimośrodowego napędu lub hydraulicznego napędu tłokowego. Po zassaniu farby do komory farba ta jest pompowana poprzez zespół wylotowy, gdy ten zespół wylotowy jest przemieszczony w kierunku do pozycji otwarcia. Farba przepływa przez otwarty zawór do dyszy rozpylającej. Natura membrany jest cykliczna. Membrana stale przyspiesza i opóźnia w każdym cyklu zasysania i tłoczenia.

181 987

Przykładowo membrana porusza się w celu powiększenia komory, by zassać farbę do góry poprzez rurę zasilającądo komory. Następnie ruch membrany jest przyspieszany w komorze, aby otworzyć wylotowy zawór kontrolny i wypompować farbę zawartą w komorze poprzez otwarty wylotowy zawór kontrolny. Po zakończeniu tego skoku membrana przyspiesza w odwrotnym kierunku, zamykając zawór kontrolny zespołu wylotowego i otwierając zawór kontrolny zespołu wlotowego dla zassania farby z rury. Jest to cykliczne działanie membrany. Natężenie przepływu farby poprzez układjest największe wtedy, gdy farba wciągnięta do komory jest całkowicie i skutecznie wypompowywana z komory i poprzez wylotowy zawór kontrolny, tak że w następnym cyklu membrana może wciągnąć więcej farby ze strony wlotowej pompy, przez co unika się pompowania farby, która pozostaje w komorze i nie przechodzi poprzez wylotowy zwór kontrolny w poprzednim cyklu.

W znanych urządzeniach tylko około 75% maksymalnego potencjalnego przepływu farby mogło przechodzić przez bezpowietrzny rozpylacz farby ze względu na stałe działanie zaworu kontrolnego w zespole wylotowym. Przykładowo pompa bezpowietrznego rozpylacza farby, zapewniająca maksymalne natężenie przepływu około 4,5 1/min, działała tylko z natężeniem przepływu w przybliżeniu 3,4 1/min w przypadku farb o większej lepkości. Odkryto, że jeżeli czas odpowiedzi wylotowego zaworu kontrolnego zostanie polepszony, by farba mogła sprawnie przepływać z wlotowej rury ssawnej poprzez komorę membranową i do dyszy, wówczas można by zwiększyć objętościowe natężenie przepływu płynów o dużej lepkości.

Poprzednio w pompach z zespołami wylotowymi zoptymalizowanymi dla płynów o mniejszej lepkości czas odpowiedzi zaworu kontrolnego zespołu wylotowego w przypadku farb o dużej lepkości spadał poniżej minimalnego poziomu możliwego do przyjęcia. Czas odpowiedzi zaworu jest to czas powrotu zaworu w pozycji otwarcia do pozycji zamknięcia i odwrotnie. Czas odpowiedzi zaworu maleje przy farbie o większej lepkości po prostu dlatego, że nie może się on poruszać w kierunku zamknięcia tak szybko w bardziej gęstym, lepkim medium. Jednym sposobem zwiększenia czasu odpowiedzi zaworu było zwiększenie wstępnego obciążenia lub sztywności sprężyny powrotnej. Jednakże zwiększenie wstępnego obciążenia lub sztywności sprężyny wpływa szkodliwie na zasysanie i zalewanie pompy, co również pogarsza działanie systemu.

W bezpowietrznym rozpylaczu farby membranajest napędzana przez mimośrodową krzywkę. Ruch i przyspieszenie membrany jest cykliczne i zależy od mimośrodowej krzywki. Na początku operacji pompowania przyspieszenie membrany jest małe, gdy farba jest początkowo zasysana przez membranę do komory pompowania. Wstępne obciążenie wywierane przez sprężynę na zawór kontrolny zespołu wylotowego nie powinno być zbyt duże, aby uniemożliwić otwieranie zaworu kontrolnego w tej części cyklu. Przyspieszanie membrany wzrasta podczas wprowadzania farby lub podczas ssącej części cyklu. Po zakończeniu zasysania membrana powoli przyspiesza w przeciwnym kierunku, by wypompować farbę z komory. Przyspieszenie membrany wzrasta podczas pompującej części cyklu aż farba jest wytłaczana z komory. Ten zawór kontrolny musi szybko się zamykać, aby uniemożliwić wciągnięcie farby już pompowanej przez zawór kontrolny zespołu wylotowego z powrotem do komory. Odpowiedź znanych zaworów kontrolnych jest opóźniona w płynach o dużej lepkości. Korzystne jest dla zamykania zaworu większe wstępne obciążenie sprężyny. Następnie cykl powtarza się z ponownym wciąganiem farby do komory

Sprężyna o sztywności wystarczająco dużej, by uwzględnić siły oporu farb o dużej lepkości i zapewnić pożądany wystarczająco szybki powrót w celu zamknięcia zaworu, ma szkodliwy wpływ na początkowe otwieranie zaworu na początku cyklu pompowania. Wstępne obciążenie zaworu sprężyną w położeniu zamkniętym nie może być zatem zwiększane jedynie w celu uniknięcia szkodliwego wpływu na działanie systemu.

W zgodnym z wynalazkiem zespole wylotowym dwie sprężyny razem zapewniają wystarczający czas odpowiedzi zaworu, by utrzymać działanie systemu dla farby w całym zakresie lepkości bez zwiększonego zuzycia części i bez szkody dla zalewania systemu. Zespół sprężynowy wylotowego zaworu kontrolnego według aktualnie korzystnego przykładu wykonania zawiera pomocniczą sprężynę o dużej sztywności, w przybliżeniu 6100 N/m oraz główną sprężynę o zna181 987 cznie mniejszej sztywności, w przybliżeniu 180 N/m. Ta główna sprężynajest sprzężona z zaworem kontrolnym w każdej jego pozycji i utrzymuje działanie zalewające systemu, ponieważ ma małą sztywność. Sprężyna pomocnicza nie jest sprzężona, gdy zawór jest zamknięty. Natomiast, gdy zawór jest otwarty, pomocnicza sprężyna jest sprzężona i ma wystarczającą sztywność, by zapewnić szybki czas odpowiedzi zaworu. W rezultacie dwusprężynowy zespół wylotowy nie zmienia działania zalewającego systemu, ale zapewnia czas odpowiedzi do zamknięcia zaworu w płynach o większej lepkości w celu opróżniania komory membranowej i uniknięcia powtórnego pompowania części farby i przez to zwiększa natężenie przepływu urządzenia rozpylającego.

Sprężyna pomocnicza umożliwia większy czas odpowiedzi zaworu na skutek swej dużej sztywności. Sprężyna główna zaś utrzymuje małe obciążenie wstępne podczas operacji zalewania i podczas początkowej części każdego cyklu pompy, umożliwiając zaworowi wylotowemu początkowe otwieranie w żądanym punkcie. Sprężyna pomocnicza nie powoduje żadnego wstępnego obciążenia podczas zalewania lub początkowej fazy cyklu pracy pompy, ale obciąża w większości, albo nawet w całości zawór podczas normalnego działania, gdy ruch membrany jest przyspieszony dla pompowania. Dwusprężynowa konstrukcja zespołu wylotowego według wynalazku uniemożliwia powtórne pompowanie farby w komorze i zapobiega związanym z tym problemom występujących w znanych bezpowietrznych rozpylaczach farby przy umożliwieniu większego natężenia przepływu poprzez zespół wylotowy. Układ dwu sprężyn ułatwia większy przepływ bez pogorszenia zalewania systemu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku perspektywicznym bezpowietrzny rozpylacz farby mający zespół wlotowy pompy membranowej według wynalazku, fig. 2 - bezpowietrzny rozpylacz farby w częściowym przekroju wzdłuż linii 2-2 z fig. 1, z uwidocznieniem wylotowego zespołu według wynalazku, fig. 3A - zespół wylotowy stanowiący szczegół 3A z fig. 2, w przekroju i w powiększeniu, w pozycji zamknięcia, a fig. 3B - zespół wylotowy stanowiący szczegół 3 A z fig. 2, w przekroju i w powiększeniu, w pozycji otwarcia.

Pokazany na fig. 1 bezpowietrzny rozpylacz 10 farby jest usytuowany na ruchomym ręcznym wózku 12 wspartym na kołach 14 zamontowanych obrotowo na osi 16. Ręczny wózek 12 zawiera ramę 18 do wspierania pompy 20 i silnika 22, który wciąga farbę z puszki 24 lub innego zbiornika zamontowanego na podstawie 26 zasadniczo w postaci kątownika, zamocowanej na dolnej części ramy 18. Rozpylacz 10 farby może być poruszany przez uchwycenie górnego uchwytu 28 zasadniczo w kształcie litery U i przechylenie tego zespołu do tyłu, aby unieść podstawę 26 i puszkę 24 z farbą, wspartą na tej podstawie, w celu zrównoważenia rozpylacza 10 na kołach 14. Może być stosowana inna konstrukcja przenoszenia pompy i silnika 20,22 i wspierania ich nad pojemnikiem z farbą lub pojemnikiem z cieczą do rozpylania.

Podczas pracy urządzenia farba jest wciągana z puszki 24 poprzez zasadniczo miskowo ukształtowany wlot 30 z szeregiem wycięć 32, poprzez które farba dostaje się do tego wlotu 30 wspartego na dolnej ściance puszki 24. Poprzez wlot 30 farba przedostaje się do rury ssawnej 34, przepływa przez tę rurę ssawną 34 i do pompy 20 w celu doprowadzania pod ciśnieniem do przewodu zasilającego 36 i pistoletu natryskowego 38, poprzez który farba pod ciśnieniem wydostaje się w postaci rozpylonej z pistoletu na powierzchnię przeznaczoną do powlekania. Droga P farby od puszki 24 poprzez pompę 20 jest zaznaczona na fig. 2.

Na górnym końcu rury ssawnej 34 znajduje się trójnik 40. Ten trójnik 40 jest dołączony do zaworu 42 wlotowego (fig. 2) poprzez złącze 44 lub inny odpowiedni znany mechanizm. Taki trójnik opisano w publikacji międzynarodowej nr WO 96/21519. Zawór 42 wlotowy jest zamocowany w obudowie 46 pompy 20. Obudowa 46 jest połączona z pompą20 jak pokazano na fig. 2 za pomocą śrub 48 lub za pomocą innych mechanicznych elementów mocujących Zawór 42 jest osadzony w końcu złącza 44 zamontowanego w obudowie 46 i zawiera podłużny trzon zaworowy 52 wchodzący osiowo w zawór 42 i mający tarczowo ukształtowany grzybek 54 zamocowany na jednym jego końcu przeciwległym w stosunku do jego drugiego końca 56 Zawór wlotowy 42 porusza się ruchem translacyjnym pomiędzy położeniem otwartym a położeniem zamkniętym

181 987 dla umożliwienia przepływu farby do rury natryskowej 36 i pistoletu natryskowego 38 po uruchomieniu za pomocą języka spustowego 58 lub inny odpowiedniego mechanizmu.

Zwór 42 jest usytuowany w pobliżu komory membranowej lub komory pompującej 60 i jest usytuowany w odstępie od odkształcalnej membrany 62. Membrana 62 jest zamocowana na swym obwodzie tak, że środkowa część membrany 62 może drgać pomiędzy pozycją wypukłą a wklęsłą. Gdy jest wyginana w lewo, patrząc na fig. 2, wówczas wciąga farbę poprzez złącze 44 i otwarty zawór 42 w kierunku do membrany 62. Gdy jest wyginana w prawo, wytwarza ciśnienie w komorze 60 i pompuje farbę poprzez wylot 64 połączony z zaworem kontrolnym 66 i dalej do rury natryskowej 36 i pistoletu natryskowego 38. Odkształcalna membrana 62 ma trzon 68 przymocowany do środkowej części 70. Trzon 68 jest poruszany pośrednio przez tłok i mimośrodową krzywkę (nie pokazaną), jak to jest stosowane w znanych bezpowietrznych rozpylaczach farby. Zawór kontrolny 66 ma korpus zaworowy 67 przymocowany za pomocą połączenia gwintowego 69 z pompą20. Korpus zaworowy 67 ma pierścień uszczelniający 71 o przekroju okrągłym i wsporczy pierścień 73 w celu zapewnienia szczelnego sprzężenia pomiędzy korpusem 67 a pompą 20, dzięki czemu farba przepływa na drodze P poprzez wylotowe otwory 75 korpusu 67 do pierścieniowego wylotu 75a w obudowie 46 do rury natryskowej 36.

Jak to pokazano dokładnie na fig. 3A, zawór kontrolny 66 jest spychany do położenia zamkniętego, w którym kula 72 zaworu jest w szczelnym styku z pierścieniowym gniazdem 74. Gniazdo 74 jest uszczelnione podkła<fką76. Zawór kontrolny 66 jest pokazany na fig. 3A i 3B odpowiednio w pozycji zamknięcia i otwarcia. Natomiast w jego pozycji otwarcia okazanej na fig. 3B kula 72 zaworu jest usytuowana w odstępie od gniazda zaworowego 74. Kula 72 jest trzymana w styku z mającym kształt litery T przytrzymywaczem 78 kuli zarówno w pozycji otwarcia jak i w pozycji zamknięcia.

Zawór 66 ma dwie śrubowe sprężyny 80 i 82 ściskane. Zawór 66 jest spychany w kierunku pozycji zamknięcia przez śrubową główną sprężynę 82. Sprężyny 80 i 82 są zamontowane pomiędzy gniazdem 84 w korpusie zaworowym 67 a poprzeczką 88 przytrzymywacza 78 kuli 72. Usytuowane przy przeciwległym końcu zwoje pomocniczej sprężyny 80 są osadzone na poprzeczce 88 przytrzymywacza i na gnieździe 84 w pozycji otwarcia zaworu 66 jak pokazano na fig. 3B. Zwoje głównej sprężyny 82 na przeciwległym końcu są osadzone na poprzeczce 88 i na gnieździe 84 w pozycji otwarcia zaworu (fig. 3B) lub w pozycji zamknięcia zaworu (fig. 3A) oraz we wszystkich jego pozycjach pośrednich . Trzon 90 przytrzymywacza 78 przechodzi przez środek sprężyn 80 i 82. Główna sprężyna 82 jest wstępnie obciążona do konfiguracji częściowo ściśniętej (fig 3A) przez co przytrzymywacz 781 kula 72 są spychane do uzyskania szczelnego styku z gniazdem 74 zaworu i spychają zawór 66 do pozycji zamknięcia.

Główna sprężyna 82 jest umieszczona w pomocniczej sprężynie 801 wokół trzonu 90. Pomocnicza sprężyna 80 korzystnie nie przyczynia się do wstępnego obciążenia zaworu 66 w jego pozycji zamknięcia. W korzystnym przykładzie wykonania pomocnicza sprężyna 80 jest korzystnie odsunięta od poprzeczki 88 lub gniazda 84 albo od obu o około 0,51 mm, toteż nie jest ona ściskana, gdy zawór 66 jest w pozycji zamknięcia. W związku z tym pomocnicza sprężyna 80 nie ma wpływu na zalewanie systemu i wylotowy zawór 66 łatwo się otwiera a następnie przy większych przyspieszeniach membrany 70 pomocnicza sprężyna 80 jest sprzęgana by spychać zawór 66 do pozycji zamknięcia.

W korzystnym przykładzie wykonania przedmiotowego wynalazku pomocnicza sprężyna 80 ma stosunkowo dużą sztywność, natomiast główna sprężyna 82 ma znacznie mniejszą sztywność.

W j ednym z przykładów wykonania bezpowietrznego rozpylacza 10 farby według wynalazku pomocnicza sprężyna 80 ma sztywność w przybliżeniu 6100 N/m, zaś główna sprężyna 82 ma sztywność 180 N/m. Główna sprężyna 82 pozostaje w sprzężeniu zarówno z gniazdem 84 jak i z poprzeczką 88 i dzięki temu co najmniej częściowo ściśnięta. Stosunkowo miała sztywność głównej sprężyny 82 jest łatwo przejmowana podczas zlewania systemu, co zmniejsza wrażliwość na zużycie zaworu oraz zmiany wymiarowe części składowych zaworu kontrolnego 66. Pomocnicza sprężyna 80 nie jest sprzężona w położeniu zamkniętym, toteż wstępne obciążenie zaworu 66 nie przekracza wstępnego obciążenia w przypadku zwykłych konstrukcji jednosprę181 987 zynowego zespołu wylotowego zaworu kontrolnego. W rezultacie zawór kontrolny 66 według wynalazku może być stosowany w wielu znanych bezpowietrznych rozpylaczych farby bez szkody dla działania całego układu zasysania lub zalewania. Podczas działania bezpowietrznego rozpylacza 10 farby, odkształcalna membrana 62 zasysa farbę do membranowej komory 60 przy otwartym zaworze 42 zespołu wlotowego.

Dla umożliwienia pompowania powietrza poprzez system podczas zalewania i kompensowania zużycia elementów zaworu jest konieczne niewielkie wstępne obciążenie działające na kulę 72 w zaworze kontrolnym 66. Jednakże duże obciążenie kuli 72 jest wymagane podczas pracy, co umożliwia szybkie zamykanie zaworu i uniemożliwia wyciekanie lub przepływ zwrotny aby z zaworu kontrolnego 66 do komory membranowej 60. Zawór kontrolny 66 według wynalazku zapewnia wymagane otwarcie zaworu, by farba mogła przezeń przechodzić, i ma wymagany czas reakcji, by zawór był zamykany nawet w przypadku gęstych lepkich płynów lub farb. Pomocnicza sprężyna 80 kontroluje maksymalny skok kuli 72 i przetrzymywacza, który jest funkcją lepkości płynu.

Typowe zakresy lepkości farb wynoszą od około 3,5 x 10'⁵ do około 1,4 x 10'³w porównaniu z około 9,94 x 10'⁷ m²/s dla wody.

W szczególności w przypadku pompy o szczytowym natężeniu przepływu 1,2 4,5 1/min maksymalne natężenie przepływu płynu, które można uzyskać, zostało zwiększone z około 3,4 l/min do około 4,5 l/min dla bardzo lepkich płynów lub farb z zaworem kontrolnym w zespole wylotowym mający układ dwu sprężyn jak to opisano powyżej. To zwiększone dopuszczalne natężenie przepływu uzyskano dzięki zastosowaniu zespołu wylotowego. Jeżeli jednak zwiększy się skok zaworu, czas odpowiedzi zaworu musi być utrzymany, tak aby działanie rozpylacza 10 nie uległo pogorszeniu. Użyte tu określenie czas odpowiedzi oznacza czas upływający dla zaworu kontrolnego 66 podczas ruchu pomiędzy jego pozycją otwartą a pozycją zamkniętą. Korzystnie zawór kontrolny 66 zespołu wylotowego według wynalazku w takim bezpowietrznym rozpylaczu 10 farby powinien mieć odpowiedź szybszą niż 30 Hz.

Dwusprężynowy zawór kontrolny 66 według wynalazku ma stosunkowo małe wstępne obciążenie w swojej pozycji zamknięcia i podczas zalewania systemu, a znacznie większe obciążenie, kiedy zawór 66 jest w pozycji otwarcia. W korzystnym przykładzie wykonania zespołu wylotowego według wynalazku optymalny skok kuli pomiędzy pozycją otwartą a pozycją zamkniętą i odwrotnie wynosi w przybliżeniu 1,2 mm. Wartość ta będzie się zmieniać w zależności od wielkości zaworu, kształtu geometrycznego części, maksymalnej sztywności sprężyn i innych parametrów rozpylacza farby. Większy skok może spowodować małe natężenie przepływu na skutek niewłaściwego czasu odpowiedzi zaworu, a mniej szy skok może powodować nadmierne przewężenie zaworu 66 i powstanie ciśnienia zwrotnego. Korzystnie przytrzymywacz 78 i kula 72 mająskok około 0,5 mm od pozycji zamknięcia przed kontaktem z pomocniczą sprężyną 80.

Dzięki zastosowaniu dwusprężynowego zaworu kontrolnego 66 według wynalazku natężenie przepływu poprzez system można zwiększyć bez pogorszenia zalewania i działania systemu.

Należy zauważyć, że chociaż pokazano tu i opisano dwusprężynowy zespół wylotowy, samo działanie sprężyny pomocniczej może być wykorzystywane w celu zapewnienia zwiększonego natężenia przepływu lepkich płynów bez wpływu na zalewanie lub działanie rozpylacza 10. Przykładowo sprężyna główna może być zastąpiona innym środkiem lub urządzeniem zapewniającym małe obciążenie wstępne na zaworze 66 i może spychać zawór 66 do pozycji zamknięcia tak, jak innego typu sprężyny, środki grawitacyjne, hydrauliczne, pneumatyczne itp. znane fachowcom. Ponadto przedmiotowy wynalazek może być wykorzystywany w połączeniu z zespołem wlotowym ujawnionym w publikacji międzynarodowej nr WO 96/21519, dla zwiększenia zalet całego bezwietrznego rozpylacza farby, co pozwoli lepiej unikać problemów związanych z kawitacją i zmniejszonym natężeniem przepływu niż w przypadku oddzielnego stosowania tych dwu rozwiązań. Przykłady wykonania wynalazku zostały przedstawione tu i opisane w odniesieniu do przykładowego membranowego rozpylacza farby, ale mogą być łatwo stosowane w rozpylaczach z pompą tłokową lub innych urządzeniach do malowania.

181 987

FIG.2

181 987

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zespół wylotowy pompy membranowej bezpowietrznego rozpylacza farby, zawierający zawór przepuszczający farbę w pozycji otwarcia wyposażony w współpracującą z tym zaworem sprężynę, której kierunek wyzwolenia energii sprężystości jest zgodny z kierunkiem zamykania zaworu, znamienny tym, że ta sprężyna (82) będąca główną sprężynąjest sprzężona z kontrolnym zaworem (66) w każdej jego pozycji, a ponadto ten zespół wylotowy zawiera pomocniczą sprężynę (80), która w stanie sprzężenia z tym zaworem (66) w pozycji jego otwarcia ma również kierunek wyzwolenia energii sprężystości zgodny z kierunkiem zamykania zaworu (66), z tym że w pozycji otwarcia zaworu (66) co najmniej główna sprężyna (82) jest w stanie czynnym.
2. Zespół wylotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że pomocnicza sprężyna (80) ma sztywność większą od sztywności głównej sprężyny (82).
3. Zespół wylotowy według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że sprężyny (80,82) są śrubowymi sprężynami ściskanymi.
4. Zespół wylotowy według zastrz. 1, znamienny tym, że główna sprężyna (82) jest umieszczona współosiowo wewnątrz sprężyny (80).