UA57120C2 - Дозатор для регульованого подавання та постійної гомогенізації готових фарб - Google Patents

Abstract

Дозатор для регульованого подавання рідких продуктів, зокрема продуктів для фарбування, містить розподільну головку (13) з соплом (13b), з якою для подавання відповідного ряду рідких продуктів зв'язані кінці ряду постачальних каналів (10). Між кінцями постачальних каналів (10) та розподільним соплом (13b) укріплений змішувальний засіб, зокрема турбіна (20), що обертається, для безперервного перемішування рідких продуктів, що виходять з різних постачальних каналів та одночасно надходять до розподільної головки (13).

Description

Опис винаходу

Цей винахід стосується дозатора для регульованого подавання рідких продуктів, зокрема рідких компонентів, 2 з'яких складаються такі готові продукти, як лаки, фарби, чорнила, емалі, барвники для тканин та подібні їм продукти.

Відомо, що для того, щоб отримати готові продукти, вказані вище як приклади, потрібно до основної, наприклад, білої або прозорої рідини додати один або декілька рідинних барвників у попередньо визначеній пропорції згідно з певними формулами. Відомі машини, які використовують у вищезгаданій галузі промисловості, 70 подають певні кількості барвників у банки, контейнери або баки заздалегідь визначеної ємності, у які перед цим помістили основні рідини. Ці відомі машини повинні забезпечувати високу точність у визначенні подаваної кількості барвника, оскільки навіть невеликі зміни у відносних пропорціях між різними барвниками або між барвниками та основною рідиною можуть призвести до того, що готові продукти матимуть колір, який не відповідає бажаному результату. В усякому разі, після подавання традиційними дозаторами розподіл барвників 12 у масі основної рідини не є однорідним, і тому банку потрібно досить сильно збовтувати. Цей необхідний етап збовтування явно ускладнює процес виробництва готових продуктів з використанням так званих систем тонування, оскільки він призводить до необхідності додаткової ручної праці - часто важкої через розмір та вагу банок - або використання спеціальних мішалок, у зв'язку з чим зростає вартість системи. Проте, у всякому разі, змішування ще і значно збільшує час виробництва готових продуктів.

Таким чином, для сучасного рівня техніки етап гомогенізації є вузьким місцем, з точки зору продуктивності швидкого дозатора, та в будь-якому випадку обмежує використання систем тонування лише продуктами з гарною текучістю, а також не дозволяє використовувати занадто в'язкі продукти з числа тих, що містять великі кількості твердих або пластмасових часток.

Розкриття суті винаходу с 29 Метою цього винаходу є вирішення вищевказаних проблем, зокрема, створення такого дозатора, що був Го) вказаний у преамбулі цього опису, який би дозволяв здійснювати регульоване подавання та безперервну гомогенізацію готових фарб.

Основною метою винаходу є одержання готової забарвленої фарби на вихідному отворі машини, яка не потребує будь-якого подальшої змішування. о

Іншою метою цього винаходу є усунення мішалок, які традиційно об'єднують з дозаторами, для підвищення Га продуктивності системи тонування.

Ще однією метою винаходу є інтеграція та автоматизація різних етапів виробництва готових фарб, що б -- розширило асортимент компонентів, які можна використовувати у системі тонування. ї-

Для досягнення вищевказаних цілей у винаході розглядається такий дозатор, що був вказаний у преамбулі

Зо цього опису, з характеристиками, викладеними у доданій формулі винаходу. о

Стислий опис винаходу

Додаткові характеристики та переваги стануть очевидними з наступного опису одного найкращого варіанта реалізації винаходу з посиланнями на додані креслення, приведені тут винятково як приклади, які не обмежують « винахід, де: З 70 - фіг.1 являє собою схематичний вигляд зверху дозатора, сконструйованого згідно з винаходом, з якого для с ясності видалили верхні кришки;

Із» - фіг.2 являє собою вигляд зверху розподільного блока дозатора, показаного на фіг.1; - фіг.3 є поздовжнім перерізом розподільного блока за лінією ПІ-ІЇЇ, показаною на фіг.2: - фіг.4 є збільшеним виглядом зверху розподільної головки, показаної на фіг.2; - фіг.5 є поздовжнім перерізом розподільної головки за лінією М-М, показаною на фіг.4, та і-й - фіг.6 являє собою схему системи промивання розподільної головки, показаної на фіг.4 та 5. -І Що стосується тепер креслень, то позиція 1 вказує взагалі на дозатор, який містить декілька електронасосів 2, краще розташованих на модульній рамі З, для того, щоб надати можливості легкого - розвинення машини у відповідності з кількістю та різноманіттям подаваних компонентів. Кожен електронасос ка 20 включає двигун 4, краще безщітковий електродвигун (але не обмежуючись лише ним), дія якого незалежно контролюється від інших двигунів інших електронасосів за допомогою схеми керування відомого типу, краще с через комп'ютер. Зокрема, схеми керування регулюють швидкість обертання двигунів 4, кожний з яких приєднаний до вала відповідної поршневої помпи 5, оснащеної впускними отворами 6 та випускними отворами 7.

Впускні отвори б сполучаються з резервуарами (не показані на кресленні) з компонентами - основою, 52 барвниками, різноманітними добавками тощо. Випускні отвори, навпаки, приєднані до постачальних каналів 10

ГФ) (проходження яких показано пунктиром на фіг.2 та 3), у яких розміщені триходові двопозиційні клапани юю рециркуляції 1Т7а, 115, з яких також розгалужуються канали рециркуляції, призначені для повернення компонентів до їхніх відповідних резервуарів. Канали розподілу 10 підведені до розподільного блоку 8, розташованого у верхній частиш центрального розподільного модуля 9, який також у кращому варіанті містить 60 електронні схеми керування електронасосів 2 та клапанів рециркуляції 17а, 1160, сполучених з кожним резервуаром, а також з комп'ютером. Як можна більш чітко бачити з фігур 2 та 3, кінці постачальних каналів 10 закриті клапанними пристроями 12, краще штировими клапанами, які можна вибірково відчиняти для приєднання постачальних каналів 10 до осьового отвору 1За розподільної головки 13, що відчиняється назовні через розподільне сопло 130. Всередині розподільної головки 13 укріплюють мішалку, наприклад, турбіну 20, яка бо обертається навколо суттєво вертикальної осі 7-7. Зокрема, хоча цим варіант не обмежується, турбіну 20 приєднують до одного кінця обертового вала 14, до іншого кінця якого кріпиться маховик або шків 15, що простягнений над розподільним блоком 8. Шків 15 приєднаний до шківа або ведучого шківа 17, приєднаного до вала змішувального двигуна 18 за допомогою ременя або ланцюга 16. Очевидною є можливість встановити для цього різні, але при цьому функціонально подібні конструктивні системи для передавання руху від двигуна 18 на змішувальний пристрій 20, наприклад, зубчасту передачу, універсальний шарнір або іншу функціонально подібну систему.

На фіг.2 та З показана конфігурація зразка розподільного блока 8 дозатора, пристосованого для подавання аж до шістнадцяти різноманітних основ та шістнадцяти різноманітних барвників. Триходові клапани 11а, які 70 забезпечують виборче подавання основ або їхню рециркуляцію у відповідний резервуар, розташовані півколом навколо розподільної головки 13.

Триходові клапани 1160, які мають менший розмір, оскільки використовуються для вибіркового подавання барвників, розташовані дугами по обох сторонах двигуна 18. Штирові клапани 12, по одному на кожний триходовий клапан 17а, 116, розташовані навкруги навколо розподільної головки 13. Для збереження /5 Компактності системи в показаній конфігурації штирові клапани 12 зібрані вертикально по парах, що можна чітко бачити на фіг.З та 5.

Як можна більш чітко бачити на фіг.4 та 5, штирові клапани 12 укріплені на кільцевій опорі 40, на якій передбачені радіальні канали, в яких штирі 42 клапанів 12 можуть рухатися вздовж осі, причому їх вибірково регулюють приводи 43.

Кожний радіальний канал 42 з'єднаний з відповідним впускним отвором 44, до якого приєднаний відповідний канал 10, що виходить з триходових клапанів 11а, 116. Радіальні канали 42 відкриті в одну або кілька спільних камер 45, які, у свою чергу, мають зв'язок з осьовим отвором 1За розподільної головки 13, вище за течією від турбіни 20.

Між етапами подавання готового продукту, що має певну формулу, та подавання наступного продукту, що с ов має іншу формулу, необхідно очистити спільне сопло 13 та турбіну 20. Для цього машина 1 містить мийний блок 21, схематично зображений на фіг.б6. Мийний блок 21 містить регулятор тиску 22, через який подають стиснуте і) повітря з подавальної пневмосхеми 25. Стиснуте повітря передають через незворотний клапан 23 у бак 24, який містить розчинник, що відповідає типу використовуваних барвників та основ. Розчинник добавляють у бак 24 через кришку 26 після відключення або закриття подавальної пневмосхеми 25, Запобіжний клапан 27 забезпечує о зо те, щоб тиск у баку не перевищував попередню заданий необхідний рівень. Випускний канал 28 з'єднує бак 24 з колектором З0, з якого, у свою чергу, виходить промивний канал 29, який відкритий у розподільну головку 13, с вище за течією від турбіни 20. Уздовж випускного каналу 28 розміщений фільтр 31 та промивальний -д електромагнітний клапан 32 для розчинника, який здійснює вибіркове введення розчинника до розподільної головки 13. -

Стиснуте повітря, яке надходить з подавальної пневмосхеми 25, також використовується для живлення ю електромагнітних клапанів 118, 115 через канали 47 після проходження через другий регулятор тиску 33.

Випускний канал для повітря з другого регулятора 33 також зв'язаний з колектором 30, у якому вставлений повітряний промивальний електромагнітний клапан 34. До колектора ЗО також приєднаний канал 35 випуску, який вибірково закривається випускним електромагнітним клапаном 36. «

Під час дії дозатора 1 попередньо задана формула, яка визначає пропорції компонентів, що складають з с певний готовий продукт, вибирається або, наприклад, уводиться користувачем через комп'ютер. Команда згоди

Й дозволяє передавання даних з комп'ютера на системи керування електронасосів 2, які регулюють швидкість и?» двигунів 4 і, таким чином, продуктивність помп 5. Поки не стабілізується швидкість та продуктивність усіх помп 5, включених до формули, клапани рециркуляції 11а, 116 зберігаються у положенні рециркуляції. Після досягнення стабілізованого режиму клапани рециркуляції 118, 1165 та штирові клапани 12 для необхідних за с формулою продуктів, які звичайно включають основу та один або кілька барвників, одночасно відчиняються для передавання вищевказаних компонентів до розподільного блоку 8. Компоненти надходять до камер 45, а потім

Ш- переходять до розподільної головки 13 у пропорціях, попередньо визначених на основі кількостей в одиницю - часу. Потім продукти відразу ж перемішуються змішувальною турбіною 20, яка приводиться у рух двигуном 18, який може працювати з постійною або перемінною швидкістю в залежності від компонентів так, щоб забезпечити ю турбіні 20 краще високу швидкість, достатню для ідеального перемішування компонентів. Таким чином, готовий о продукт надходить до випускного отвору розподільного сопла 136 та потребує лише упаковування у необхідні контейнери.

Автоматичний мийний блок 21 розподільної головки 13 приводиться у дію командою, що посилається дв Комп'ютером при кожній зміні формули. Цикл промивання відбувається тоді, коли електромагнітні клапани 11а, 116 знаходяться в положенні рециркуляції, усі штирові клапани 12 закриті, випускний електромагнітний клапан

Ф) 36 та промивальний електромагнітний клапан 34 для повітря закриті та турбіна 20 приведена у дію. ка Промивальний електромагнітний клапан 32 для розчинника відкривається для того, щоб дозволити розчиннику потрапити до розподільної головки 13, вище за течією від турбіни 20. Етап подавання розчинника продовжується бо достатньо довго для того, щоб уможливити повне та ретельне промивання камер 45, розподільної головки 13 та змішувальної турбіни 20. Коли цей етап завершується шляхом закриття промивального електромагнітного клапана 32 для розчинника, починається новий етап, на якому завдяки відкриванню повітряного промивального електромагнітного клапана 34 надходить повітря. На цьому етапі видаляється увесь залишковий розчинник, який залишився усередині розподільної головки 13 та знаходився у контакті з турбіною 20. Цикл промивання 6в5 завершується шляхом переключення повітряного промивального електромагнітного клапана 34 у закрите положення та відкривання випускного електромагнітного клапана 36. Цей випускний клапан 36 також залишається відкритим під час подавання рідинних продуктів, щоб уникнути пікові тиски у розподільному соплі.

Для кращого розуміння принципів дії дозатора, описаного вище в одному конкретному варіанті реалізації, нижче описується конкретний приклад дозування з подробицями щодо частин машини, які не слід тлумачити як обмежувальні в будь-якому разі.

Приклад 1

Були вибрані помпи 5 з різними характеристиками для подавання основ та барвників.

Для барвників помпи мають продуктивність З мл продукту за один оборот і можуть досягати максимальної швидкості обертання 150 обертів за хвилину. Для основ помпи мають продуктивність 25мл продукту за один 7/0 оборот і максимальну швидкість 150 обертів за хвилину.

Припустимо, що ми бажаємо одержати готову фарбу з простою формулою, у якій основа В на 195 свого об'єму розведена барвником С. Готовий продукт з відомою питомою вагою повинна мати загальну вагу, яка відповідає об'єму 101Осм3.

Для отримання необхідної кількості продукту за як можливо найкоротший час помпу В для основи 75 встановлюють таким чином, щоб вона оберталася зі своєю максимальною швидкістю 150 обертів у хвилину, яка відповідає витраті основи 62,5мл/с. Час, необхідний для дозування 1000см З основи, отже, складає 16 секунд.

Центральний комп'ютер, таким чином, обчислює інтенсивність подавання барвника С, необхідну для подавання 10смЗ за 16 секунд, так, щоб пропорція між основою та барвником, які надходять до розподільного сопла, зберігалася постійною за часом. При заданої продуктивності помпи для барвника комп'ютерна система обчислює, що відповідний двигун повинен працювати зі швидкістю 12,5 обертів у хвилину. Ця інформація передається на систему керування двигуна 4, що змінює швидкість потоку циркуляції у схемі рециркуляції на необхідну швидкість циклу.

Два продукти, включених до формули, основа В та барвник С, таким чином передаються до розподільної головки 13 та змішувального пристрою 20 з вищевказаними швидкостями. с

Протягом 16 секунд розподільне сопло 136 випускає необхідну кількість вже дозованого та перемішаного о готового продукту.

Машина згідно з цим винаходом може бути сконструйована так, щоб резервуари рідких продуктів були укріплені безпосередньо на машині, або розміщені у суміжних модулях, або так, щоб вони мали лише центральну конструкцію 9, що містить розподільний блок та ряд впускних отворів, до яких можна приєднати о канали для подавання рідини із зовнішніх або віддалених резервуарів за допомогою широко відомих пристроїв, сч наприклад, за допомогою гвинтової стяжки або швидкого фітинга.

Звичайно, за умови, що принцип винаходу залишається таким же самим, варіанти реалізації та деталі «-- розроблення можуть сильно відрізнятися від тих, які були описані та зображені, не виходячи при цьому за рамки їм цього винаходу.

ІС в)

Claims (1)

1. Формула винаходу

   1. Дозатор для регульованого подавання рідких продуктів, зокрема продуктів для фарбування, який містить « розподільну головку (13) з соплом (135), ряд постачальних каналів (10), кінці яких сполучені з розподільною - с головкою (13) для подавання рідких продуктів, змішувальний засіб (20), укріплений між кінцями постачальних и каналів (10) та розподільним соплом (13Б5) для безперервного перемішування рідких продуктів, які виходять з "» різних постачальних каналів та одночасно надходять до розподільної головки (13), який відрізняється тим, що змішувальний засіб включає турбіну (20), що обертається, причому постачальні канали є радіальними каналами, кінці яких з'єднані з двома або кількома спільними камерами (45), розташованими зверху за течією від 1 змішувального пристрою (20) відносно розподільного сопла (136).

   - 2. Дозатор за п. 1, який відрізняється тим, що він містить ряд резервуарів для рідких продуктів, призначених для подавання, причому у каналах (10) укріплюють нагнітальний засіб (5) для передавання рідких - продуктів із резервуарів до розподільної головки (13). 7 50 З. Дозатор за п. 2, який відрізняється тим, що нагнітальні засоби (5) виконані з можливістю регулювання для передавання різних рідких продуктів з різними швидкостями подавання. 62 4. Дозатор за п. 1, який відрізняється тим, що він містить переривальні засоби (11а, 116, 12), розташовані на каналах (10) для вибіркового переривання подавання рідких продуктів із резервуарів до розподільної головки.

   5. Дозатор за п. 4, який відрізняється тим, що переривальні засоби включають переривальні клапани (12), які мають відкрите та закрите положення, розташовані на кінцях каналів (10), сполучених з розподільною головкою о (13).

   6. Дозатор за п. 4, який відрізняється тим, що переривальні засоби включають триходові клапани (11, 116), з іме) яких розгалужуються канали рециркуляції для вибіркового передавання барвників до розподільної головки (13) або до резервуарів. 60 7. Дозатор за п. 5, який відрізняється тим, що він містить парну кількість переривальних клапанів (12), які мають відкрите та закрите положення, розташованих за колом та парами навколо розподільної головки (13).

   8. Дозатор згідно з будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що він містить мийний блок (21), який має бак із розчинником (24), до якого приєднаний перший промивний канал для розчинника (28), причому другий повітряний промивний канал приєднаний до джерела стиснутого повітря (25), а перший та 65 другий промивні канали з'єднані з розподільною головкою (13), і у них розташовані відповідні переривальні засоби (32, 34), які вибірково приводять у дію для відкривання або закривання зв'язку між промивними каналами