RU2201295C1

RU2201295C1 - Airless spraying painting unit

Info

Publication number: RU2201295C1
Application number: RU2002102272/12A
Authority: RU
Inventors: В.В. Глебов; А.В. Махортов; С.В. Ключкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "МКМ"
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-03-27

Abstract

FIELD: high-pressure painting units for airless spraying of paints and varnishes over surface of article. SUBSTANCE: proposed painting unit includes membrane pump, drive and gun with high-pressure connecting hose. Sections of paint delivery passages and oil recirculation passages which communicate respective high- pressure zones with regulating valve are rectilinear in shape. Adjusting valves are fitted coaxially relative to paint delivery passages and oil recirculation passages. Surface of piston of hydraulic drive engageable with eccentric is made in such way that it forms contact spot with it. EFFECT: reduced hydraulic losses; enhanced economical efficiency; extended period of trouble-free operation. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для безвоздушного распыления и нанесения жидкостей или других текучих материалов на поверхность изделий, а более конкретно к окрасочным агрегатам высокого давления, и может быть использовано при нанесении лакокрасочных материалов, применяемых в строительстве. The invention relates to devices for airless spraying and applying liquids or other flowing materials to the surface of products, and more particularly to high-pressure painting units, and can be used in applying paint and varnish materials used in construction.

Известен дозировочный мембранный гидроприводной насос [1], включающий ступень перекачиваемой среды и ступень гидропередачи с поршнем. В корпусе ступени перекачиваемой среды выполнены каналы всасывания, нагнетания и перепуска краски, а в корпусе ступени гидропередачи - каналы подвода и рециркуляции масла. Данный известный мембранный насос достаточно широко распространен в технике, поскольку является надежным и производительным. Однако применение такого насоса для перекачивания вязких и термонестабильных жидких сред ограничено из-за повышенного гидросопротивления, возникающего в каналах обеих ступеней насоса. Known metering diaphragm hydraulic drive pump [1], including the stage of the pumped medium and the stage of hydraulic transmission with a piston. In the case of the stage of the pumped medium, channels for suction, injection and bypass of paint are made, and in the case of the stage of the hydraulic transmission, channels for supplying and recycling oil are made. This well-known diaphragm pump is widely used in engineering because it is reliable and efficient. However, the use of such a pump for pumping viscous and thermally unstable liquid media is limited due to the increased hydraulic resistance that arises in the channels of both stages of the pump.

Известен насос с эластичным рабочим органом [2], включающий ступень высокого давления, в корпусе которой выполнены каналы всасывания, нагнетания и рециркуляции нагнетаемой среды, электропривод с механизмом преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное, состоящим из эксцентрика и взаимодействующего с ним толкателя. Как и в насосе [1] каналы в корпусе ступени высокого давления имеют угловые повороты, что повышает их гидросопротивление. Кроме того, поверхность толкателя, взаимодействующая с эксцентриком, выполнена плоской и образует с последним продолговатое пятно контакта. Это вызывает повышенное трение и ускоренный износ деталей механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное. A known pump with an elastic working body [2], including a high pressure stage, in the housing of which there are suction, discharge and recirculation channels of the pumped medium, an electric drive with a mechanism for converting rotational motion into reciprocating, consisting of an eccentric and a pusher interacting with it. As in the pump [1], the channels in the casing of the high-pressure stage have angular rotations, which increases their hydraulic resistance. In addition, the surface of the pusher interacting with the eccentric is made flat and forms an elongated contact spot with the latter. This causes increased friction and accelerated wear of parts of the mechanism for converting rotational motion into reciprocating.

Известен привод мембранного насоса краскораспылительной установки [3], содержащий двигатель, эксцентрик, поршень гидропередачи со втулкой, при этом поверхность поршня, взаимодействующая с эксцентриком, имеет скругленную форму и образует с поршнем точечное пятно контакта. A known drive of a diaphragm pump of a paint spraying plant [3], comprising an engine, an eccentric, a hydraulic transmission piston with a sleeve, the piston surface interacting with the eccentric, has a rounded shape and forms a point contact spot with the piston.

Недостатком известного привода является повышенное тепловыделение при взаимодействии деталей из-за трения в зоне контакта эксцентрика и поршня. Следует отметить, что округление поверхности поршня в приводе является следствием обеспечения работоспособности конструкции эксцентрика, выполненного в форме цилиндра со скошенным рабочим торцем, и, следовательно, мало способствует снижению трения в зоне контакта. Кроме того, в указанном известном техническом решении некоторые основные элементы описаны схематично и их функциональные особенности не раскрыты в силу ограниченного целевого предназначения и специфики изобретательского замысла. A disadvantage of the known drive is increased heat during the interaction of parts due to friction in the contact zone of the eccentric and the piston. It should be noted that the rounding of the piston surface in the drive is a consequence of ensuring the operability of the design of the eccentric, made in the form of a cylinder with a beveled working end, and, therefore, does little to reduce friction in the contact zone. In addition, in the specified well-known technical solution, some of the main elements are described schematically and their functional features are not disclosed due to the limited purpose and specificity of the inventive concept.

Известен окрасочный агрегат высокого давления [4], включающий насос, выполненный в виде разделенных эластичной мембраной ступеней краски и гидропередачи с поршнем, причем в корпусе ступени краски выполнены канал нагнетания краски, а в корпусе ступени гидропередачи - канал рециркуляции масла с регулирующими клапанами, привод насоса с эксцентриком, пистолет, соединенный посредством шланга высокого давления с каналом нагнетания, при этом каналы нагнетания краски и рециркуляции масла с регулирующими клапанами имеют изломы в направлении движения жидкой среды, а поверхность поршня, взаимодействующая с эксцентриком, выполнена плоской. A known high-pressure painting unit [4], comprising a pump made in the form of stages of paint and hydraulic transmission with a piston separated by an elastic membrane, moreover, a paint injection channel is made in the housing of the paint stage, and an oil recirculation channel with control valves in the housing of the hydraulic transmission stage, a pump drive with an eccentric, a gun connected via a high-pressure hose to the discharge channel, while the paint injection and oil recirculation channels with control valves have kinks in the direction of two zheniya liquid medium, and the piston surface which interacts with an eccentric is formed flat.

Данная конструкция агрегата обеспечивает высокую производительность, удобство и эффективность его использования. Указанное известное устройство принято в качестве прототипа как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату аналог. This unit design provides high performance, convenience and efficiency of its use. The specified known device is adopted as a prototype as the closest in technical essence and the achieved result analogue.

Недостатком прототипа является его повышенная частота выхода из строя по причине перегрева узлов в ступени краски и особенно в ступени гидропередачи. Повышенное тепловыделение в ступени краски возникает из-за повышенного гидросопротивления в регулирующем клапане и канале нагнетания краски, которые выполнены с угловыми переходами путем встречного высверливания. Аналогичное явление возникает и в канале рециркуляции масла в корпусе ступени гидропередачи. Повышение рабочей температуры краски и масла приводит к их коксованию и зашлаковыванию каналов. При взаимодействии плоского торца поршня с вращающейся цилиндрической поверхностью эксцентрика происходит постоянное изменение размеров и перемещение пятна контакта между ними. Изменение места приложения точки передачи усилия, которая совпадает с пятном контакта, отрицательно сказывается на работоспособности подшипника, посредством которого эксцентрик установлен на валу привода. Возникающее осевое усилие приводит к преждевременному износу подшипника, его нагреванию и повышенному тепловыделению ступени гидропередачи. The disadvantage of the prototype is its increased frequency of failure due to overheating of the nodes in the paint stage and especially in the hydraulic transmission stage. Increased heat dissipation in the paint stage occurs due to increased hydroresistance in the control valve and the paint injection channel, which are made with angular transitions by counter-drilling. A similar phenomenon occurs in the oil recirculation channel in the housing of the hydraulic transmission stage. Increasing the operating temperature of the paint and oil leads to their coking and slagging of the channels. When the flat end of the piston interacts with the rotating cylindrical surface of the eccentric, there is a constant change in size and movement of the contact spot between them. Changing the place of application of the force transfer point, which coincides with the contact spot, negatively affects the performance of the bearing, through which the eccentric is mounted on the drive shaft. The resulting axial force leads to premature bearing wear, its heating and increased heat transfer of the hydraulic transfer stage.

Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, который выражается в снижении гидропотерь и тепловыделения в узлах окрасочного агрегата при максимальном сохранении всех положительных свойств прототипа. The present invention is aimed at achieving a technical result, which is expressed in reducing water losses and heat dissipation in the nodes of the painting unit while maximally preserving all the positive properties of the prototype.

В конечном итоге снижение гидропотерь и тепловыделения обеспечивает повышение экономичности и продолжительности безотказной работы окрасочного агрегата. Ultimately, the reduction of water losses and heat dissipation provides an increase in the efficiency and uptime of the painting unit.

Указанный положительный технический результат достигается тем, что окрасочный агрегат безвоздушного распыления содержит насос, выполненный в виде разделенных эластичной мембраной ступеней краски и гидропередачи с поршнем, причем в корпусе ступени краски выполнены канал нагнетания краски, а в корпусе ступени гидропередачи - канал рециркуляции масла с регулирующими клапанами, привод насоса с эксцентриком, пистолет, соединенный посредством шланга высокого давления с каналом нагнетания. Кроме того, участки каналов нагнетания краски и рециркуляции масла, сообщающие соответствующие зоны высокого давления, и регулирующие клапаны, выполнены прямолинейными, а регулирующие клапаны установлены в корпусе ступени краски и корпусе ступени гидропередачи соответственно соосно с каналами нагнетания краски и рециркуляции масла, при этом поверхность поршня, взаимодействующая с эксцентриком, выполнена таким образом, что образует с последним точечное пятно контакта. Преимущественным является вариант исполнения конструкции окрасочного агрегата, в котором регулирующий клапан, установленный в корпусе ступени краски, снабжен для соединения со шлангом высокого давления штуцером, расположенным соосно с каналом нагнетания краски. В дополнение к указанному варианту конструкции возможны два альтернативных, в одном из которых поверхность поршня, взаимодействующая с эксцентриком, имеет коническую форму, а в другом - сферическую. The indicated positive technical result is achieved by the fact that the airless spray painting unit contains a pump made in the form of stages of paint and hydraulic transmission separated by an elastic membrane with a piston, moreover, a paint injection channel is made in the body of the paint stage, and an oil recirculation channel with control valves in the body of the hydraulic transmission stage , pump drive with an eccentric, gun connected via a high pressure hose to the discharge channel. In addition, the portions of the paint injection and oil recirculation channels communicating the respective high pressure zones and the control valves are made linear, and the control valves are installed in the paint stage housing and the hydraulic transmission stage housing, respectively, coaxially with the paint injection and oil recirculation channels, while the piston surface interacting with the eccentric is made in such a way that it forms a point contact spot with the latter. An advantageous embodiment is the design of the painting unit, in which the control valve installed in the housing of the paint stage is equipped with a fitting for connecting to the high-pressure hose, which is located coaxially with the paint injection channel. In addition to the indicated design variant, two alternative ones are possible, in one of which the piston surface interacting with the eccentric has a conical shape and the other has a spherical shape.

Предлагаемое техническое решение иллюстрировано чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная гидравлическая схема окрасочного агрегата безвоздушного распыления; на фиг.2 - основные узлы окрасочного агрегата в сборе; на фиг. 3 - вариант исполнения поршня с поверхностью конической формы; на фиг.4 - вариант исполнения поршня с поверхностью сферической формы. The proposed technical solution is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a schematic hydraulic diagram of an airless spray painting unit; figure 2 - the main nodes of the painting unit assembly; in FIG. 3 - embodiment of a piston with a conical surface; figure 4 is an embodiment of a piston with a spherical surface.

Окрасочный агрегат безвоздушного распыления состоит из мембранного насоса 1 с приводом 2, пистолета 3 с соединительным шлангом 4 высокого давления. Насос 1 состоит из корпуса 5 ступени краски и корпуса 6 ступени гидропередачи. Между корпусами 5 и 6 расположена разделительная эластичная мембрана 7. В корпусе 5 ступени краски выполнен канал 8 нагнетания краски, а в корпусе 6 ступени гидропередачи - канал 9 рециркуляции масла. Эластичная мембрана 7 разделяет зоны высокого давления краски и рециркуляции масла, которые сообщены прямолинейными участками соответствующих каналов 8 и 9 с регулирующими клапанами 10 и 11. Регулирующие клапаны 10 и 11 установлены соответственно в корпусах 5 и 6 соосно с каналами 8 и 9. Мембранный насос 1 также содержит поршень 12, поверхность 13 которого взаимодействует с эксцентриком 14. Поверхность 13 может иметь коническую форму 15 или сферическую 16. Регулирующий клапан 10, который установлен в корпусе 5 ступени краски, может быть снабжен для соединения со шлангом 4 высокого давления штуцером 17, расположенным соосно с каналом 8 нагнетания краски. В корпусе 6 ступени гидропередачи имеется картер 18, заполняемый маслом. В корпусе 5 ступени краски имеется патрубок 19 для всасывания краски из расходной емкости 20. The airless spray painting unit consists of a diaphragm pump 1 with a drive 2, a gun 3 with a high pressure connecting hose 4. The pump 1 consists of a housing 5 of a paint stage and a housing 6 of a hydraulic transmission stage. Between the housings 5 and 6 there is a dividing elastic membrane 7. In the housing 5 of the paint stage, an injection channel 8 is made, and in the housing 6 of the hydraulic transmission stage, an oil recirculation channel 9. The elastic membrane 7 separates the high pressure zones of the paint and the oil recirculation, which are connected by straight sections of the corresponding channels 8 and 9 with the control valves 10 and 11. The control valves 10 and 11 are installed in the housings 5 and 6, respectively, coaxially with the channels 8 and 9. Diaphragm pump 1 also contains a piston 12, the surface 13 of which interacts with the eccentric 14. The surface 13 may be conical 15 or spherical 16. The control valve 10, which is installed in the housing 5 of the paint stage, can be provided for connection eniya with the hose 4 a high pressure fitting 17 disposed coaxially with the ink discharge passage 8. In the housing 6 of the hydraulic transmission stage there is a crankcase 18, filled with oil. In the housing 5 of the paint step there is a nozzle 19 for suction of paint from the supply tank 20.

Окрасочный агрегат безвоздушного распыления работает следующим образом. При включении в сеть электродвигателя привода 2 происходит вращение эксцентрика 14, который установлен со смещением на валу посредством роликового подшипника. При этом вращательное движение эксцентрика 14 преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня 12. Точечное пятно контакта между поверхностью 13 поршня 12 и эксцентриком 14, которое обеспечивается специальной формой поверхности 13, исключает возможность возникновения осевой нагрузки на эксцентрик 14 и его подшипник, что предотвращает преждевременный износ последнего, его биение и перегрев. Размеры точечного пятна контакта определяются формой поверхности 13. В случае конической формы 15 пятно контакта имеет минимальные размеры и обеспечиваются идеальные условия для работы подшипника эксцентрика 14. Однако минимизация пятна контакта ведет к возрастанию удельного давления на взаимодействующие поверхности поршня 12 и эксцентрика 14, что требует повышения их твердости. Поэтому применение конической формы 15 целесообразно в агрегатах, работающих в нижней части интервала рабочих давлений. Airless spray painting unit operates as follows. When the drive motor 2 is connected to the network, the eccentric 14 rotates, which is mounted with an offset on the shaft by means of a roller bearing. In this case, the rotational movement of the eccentric 14 is converted into a reciprocating motion of the piston 12. A point contact spot between the surface 13 of the piston 12 and the eccentric 14, which is provided with a special shape of the surface 13, eliminates the possibility of axial load on the eccentric 14 and its bearing, which prevents premature wear the latter, its beating and overheating. The dimensions of the point contact spot are determined by the shape of the surface 13. In the case of a conical shape 15, the contact spot has minimum dimensions and ideal conditions for the operation of the eccentric bearing 14 are provided. However, minimization of the contact spot leads to an increase in the specific pressure on the interacting surfaces of the piston 12 and the eccentric 14, which requires an increase their hardness. Therefore, the use of a conical shape 15 is advisable in units operating in the lower part of the operating pressure range.

В агрегатах, функционирующих на предельных значениях рабочего давления, целесообразно использование сферической формы 16 поверхности 13 поршня 12. В этом случае размеры пятна контакта несколько увеличиваются в сравнении с конической формой 15 и удельное давление в его зоне снижается. In units operating at extreme working pressure, it is advisable to use a spherical shape 16 of the surface 13 of the piston 12. In this case, the size of the contact spot increases slightly in comparison with the conical shape 15 and the specific pressure in its area decreases.

Возвратно-поступательное движение поршня 12 передается эластичной мембране 7. При движении вверх поршня 12 происходит заполнение надмембранного пространства и канала 9 маслом, которое всасывается через специальный коллектор из картера 18. Одновременно происходит всасывание лакокрасочного материала через патрубок 19 из расходной емкости 20. При этом клапаны 10 и 11 закрыты. При поступательном движении поршня 12 вниз повышается давление масла и усилие передается на мембрану 7. Рабочее давление масла регулируется клапаном 11. Движение масла под давлением осуществляется по каналу 9 при открытии клапана 11. Поскольку канал 9 выполнен прямолинейным и клапан 11 установлен с ним соосно, то масло под давлением течет без изменения его направления с минимальными гидропотерями и повышением температуры. The reciprocating movement of the piston 12 is transmitted to the elastic membrane 7. When the piston 12 is moved upward, the supmembrane space and channel 9 are filled with oil, which is sucked through a special manifold from the crankcase 18. At the same time, the paint material is sucked through the pipe 19 from the supply tank 20. At the same time, the valves 10 and 11 are closed. With the translational movement of the piston 12 downward, the oil pressure increases and the force is transmitted to the membrane 7. The working oil pressure is controlled by the valve 11. The oil moves under pressure through the channel 9 when the valve 11 is opened. Since the channel 9 is straight and the valve 11 is aligned with it, then oil under pressure flows without changing its direction with minimal water loss and temperature increase.

При движении мембраны 7 вниз происходит повышение давления лакокрасочного материала в подмембранной зоне. Рабочее давление лакокрасочного материала регулируется клапаном 10, при открытии которого поток устремляется через канал 8, клапан 10 и штуцер 17 в шланг высокого давления к окрасочному пистолету. Поскольку канал 8, клапан 10 и штуцер 17 расположены соосно, поток лакокрасочного материала с высоким давлением течет без изменения его направления с минимальными гидропотерями и повышением температуры. When the membrane 7 moves downward, the pressure of the paint material in the submembrane zone increases. The working pressure of the paint material is regulated by a valve 10, upon opening of which the flow rushes through the channel 8, valve 10 and fitting 17 into the high pressure hose to the spray gun. Since the channel 8, the valve 10 and the fitting 17 are aligned, the flow of high-pressure paint material flows without changing its direction with minimal water loss and temperature increase.

Таким образом, при работе окрасочного агрегата обеспечивается постоянный температурный режим в зонах циркуляции масла и лакокрасочного материала, повышается безотказность и безопасность его работы. Thus, during the operation of the painting unit, a constant temperature regime is ensured in the zones of circulation of oil and paintwork material, the reliability and safety of its operation are increased.

Библиографические данные
1. Патент РФ 2171398, кл. F 04 В 43/067, 1999 г.Bibliographic data
1. RF patent 2171398, cl. F 04 B 43/067, 1999

2. Патент FR 2194239, кл. F 04 В 43/00, 1993 г. 2. Patent FR 2194239, cl. F 04 B 43/00, 1993

3. Авторское свидетельство СССР 323883, кл. В 05 В 9/04, 1970 г. 3. Copyright certificate of the USSR 323883, cl. B 05 B 9/04, 1970

4. Агрегат окрасочный высокого давления 2600 Н. Выпускается по ТУ 22-4177-78 (лицензия фирмы "Вагнер" Швейцария) - прототип. 4. High-pressure painting unit 2600 N. It is produced according to TU 22-4177-78 (license of the company "Wagner" Switzerland) - a prototype.

Claims

1. The airless spray painting unit, comprising a pump made in the form of a paint and hydraulic transmission stages with a piston separated by an elastic membrane, moreover, a paint injection channel is made in the paint stage housing, and an oil recirculation channel with control valves in the hydraulic stage housing, a pump drive with an eccentric , a gun connected by means of a high pressure hose to the discharge channel, characterized in that the portions of the paint injection and oil recirculation channels communicating the corresponding high pressure and control valves are made straightforward, and control valves are installed in the case of the paint stage and the body of the hydraulic transmission stage, respectively coaxial with the channels for pumping paint and oil recirculation, while the piston surface interacting with the eccentric is made in such a way that it forms a spot spot with the latter contact.

2. The airless spray painting unit according to claim 1, characterized in that the control valve installed in the body of the paint stage is equipped with a fitting located coaxially with the paint injection channel for connecting to the high pressure hose.

3. The airless spray painting unit according to claim 1 or 2, characterized in that the piston surface interacting with the eccentric has a conical shape.

4. The airless spray painting unit according to claim 1 or 2, characterized in that the piston surface interacting with the eccentric has a spherical shape.