УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ Российский патент 2012 года по МПК B01F11/00 

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 В01F 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 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 В01F 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 являются ограниченные технологические возможности и необходимость наклона установки для перемещения потоков частиц компонентов лакокрасочной продукции от загрузки к выгрузке.

Техническим решением задачи является расширение технических возможностей, а также придание потокам частиц компонентов лакокрасочной продукции продольного движения без наклона всей установки.

Техническое решение достигается тем, что в устройстве для приготовления лакокрасочной продукции, содержащем 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, смеситель изготовлен из трех прямоугольных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломаных криволинейных винтовых поверхностей и трех ломаных винтовых канавок основного направления для перемещения частиц компонентов лакокрасочной продукции от загрузки к выгрузке, а также двух ломаных криволинейных винтовых поверхностей и двух винтовых канавок противоположного направления для перемещения частиц компонентов лакокрасочной продукции от выгрузки к загрузке, причем по наружному диаметру смесителя образуются три ломаные винтовые линии основного направления и две ломаные винтовые линии противоположного направления с шагом в четыре раза меньше, чем шаг ломаных винтовых линий основного направления, в точках излома винтовых линий которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников, при этом по всей длине смесителя смонтирована для перемещения частиц компонентов лакокрасочной продукции от выгрузки к загрузке цилиндрическая пружина, 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 устройства для приготовления лакокрасочной продукции.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что элементы ломаной криволинейной винтовой поверхности смесителя разно наклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии смесителя, поэтому при работе вибратора частицы компонентов лакокрасочной продукции, совершающие циркуляционное движение внутри смесителя в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии смесителя, получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу элементов ломаной криволинейной винтовой поверхности смесителя, и так как количество канавок (три) основного направления больше, чем количество винтовых канавок противоположного направления (два), то обеспечивается продольное перемещение частиц компонентов лакокрасочной продукции от загрузки к выгрузке, увеличивается интенсивность их взаимодействия, повышается производительность и расширяются технологические возможности.

Новизна предложения заключается в том, что такое конструктивное оформление устройства для приготовления лакокрасочной продукции с закрепленной внутри цилиндрической пружиной позволяет не только создать противопотоки движения частиц компонентов лакокрасочной продукции, но и обеспечить продольное их перемещение от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении смесителя и обеспечить интенсивное их перемешивание, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что внутри по всей длине смесителя смонтирована цилиндрическая пружина, которая обеспечивает не только перемещение в обратном направлении частиц компонентов лакокрасочной продукции от выгрузки к загрузке в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса приготовления лакокрасочной продукции. Такое радиальное движение в обратном направлении обеспечивается за счет того, что частицы компонентов лакокрасочной продукции, совершающие циркуляционное движение внутри смесителя в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии смесителя, встречаясь с витками пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются от выгрузке к загрузке, что создает противопотоки масс частиц компонентов лакокрасочной продукции, увеличивает интенсивность их смешивания и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная внутри по всей длине смесителя цилиндрическая пружина снабжена устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения частиц компонентов лакокрасочной продукции при изменении производительности устройства, что обеспечивает регулирование интенсивности взаимодействия частиц компонентов лакокрасочной продукции, увеличивает производительность, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что скручивание каждой полосы в продольном и в поперечном направлениях обеспечивает дополнительное искривление поверхности смесителя, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов перемещений частиц компонентов лакокрасочной продукции в соседних участках поверхности смесителя, при этом частицы компонентов лакокрасочной продукции движутся по сложным траекториям, увеличивая частоту столкновений или иным образом интенсифицируя процесс приготовления лакокрасочной продукции, что увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

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, общий вид; на фиг.4 - вид А на фиг.3; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.3; фиг.6 - вид полосы, из которой изготовлен смеситель с ослабленными сечениями в плане; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.6; на фиг.8 - вид полосы после скручивания в вертикальной плоскости; на фиг.9 - вид полосы после изгиба на оправке, изогнутой по винтовой линии в поперечном направлении и согнутой по надрезам со скошенными стенками; на фиг.10 - сечение Г-Г на фиг.9; на фиг.11 - выносной элемент 1 на фиг.3; на фиг.12 - сечение Е-Е на фиг.3; на фиг.13 - сечение Ж-Ж на фиг.3; на фиг.14 - сечение З-З на фиг.3; на фиг.15 - сечение К-К на фиг.3.

Устройство для приготовления лакокрасочной продукции (фиг.1, фиг.2) содержит смеситель 1, смонтированный горизонтально на плите 2, которая жестко с помощью упругих элементов 3 закреплена на основании 4. Смеситель 1 снабжен вибратором 5, который прикреплен к плите 2. Продольное перемещение частиц компонентов лакокрасочной продукции от загрузки к выгрузке в смесителе 1 обеспечивается тем, что количество винтовых поверхностей и винтовых канавок основного направления (три) превышает количество винтовых поверхностей и винтовых канавок противоположного направления (два). Для обеспечения дополнительного продольного перемещения в противоположном направлении частиц компонентов лакокрасочной продукции внутри смесителя 1 смонтирована цилиндрическая пружина 6, которая оборудована устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины 6 путем растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков цилиндрической пружины 6 может производиться также в процессе приготовления лакокрасочной продукции, т.е. в процессе работы устройства.

В зависимости характеристик компонентов лакокрасочной продукции, требуемого времени приготовления лакокрасочной продукции устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям приготовления лакокрасочной продукции. Например, если требуется малое время обработки, то уменьшается шаг пружины 6 и, таким образом, изменяется поток движения частиц компонентов лакокрасочной продукции в обратном направлении, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. При приготовлении лакокрасочной продукции, требующей длительного времени пребывания в смесителе 1, шаг витков 6 увеличивают и, таким образом, изменяется поток движения частиц компонентов лакокрасочной продукции в обратном направлении, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. В нужном положении пружину 6 фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны). Регулировка величины шага пружины 6 может быть осуществлена также и в процессе приготовления лакокрасочной продукции.

Устройство для приготовления лакокрасочной продукции (фиг.1, фиг.2) снабжено средством для загрузки 7, закрепленным на основании 4, приспособлением 8 для направления готовой лакокрасочной продукции в средство для разгрузки 9, закрепленное на основании 4, а также защитным щитком-кожухом 10 для предотвращения у рабочих травм от вращающегося выходного отверстия смесителя 1 и разбрызгивания готовой лакокрасочной продукции за пределы устройства.

Смеситель 1 (фиг.3, фиг.4) изготовлен из трех прямоугольных полос 11, 12, 13 с образованием по периметру по наружному диаметру смесителя 1 трех винтовых линий 14-15-16-17-18-19; 21-22-23-24-25; 26-27-28-29-30, а по внутреннему диаметру трех ломаных винтовых канавок К₁ - 14-15-16-17-18-19; К₂ - 21-22-23-24-25; К₃ - 26-27-28-29-30 с внутренним углом 70° (фиг.5). На всех полосах 11, 12, 13 (фиг.6, фиг.7) под углом 60° к продольным кромкам 31 и 32 выполнены попеременно с противоположных сторон надрезы 33, 34 со скошенными стенками (фиг.7), расположенными попарно под углом один к другому посредством фрезерования, обработкой давлением и т.п. с образованием равносторонних треугольников 35.

Геометрия и величины углов λ, φ, ώ, ψ, α, β скосов надрезов 33, 34 (фиг.6, фиг.7) и их взаимное расположение определяют углы наклона равносторонних треугольников 35 друг к другу по периметру смесителя 1. Полосы 11, 12, 13 свернуты в вертикальной плоскости (фиг.8) в продольном направлении относительно собственной оси симметрии полосы, а затем изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении (фиг.9) и согнуты по надрезам 33, 34 со скошенными стенками в поперечно-продольном направлении, расположенными попарно под углом один к другому с обеих сторон полос, как, например, полосы 11 на фиг.6, фиг.7, фиг.8, фиг.9. На фиг.8 показана одна из полос, например 11, скрученная в вертикальной плоскости вдоль своей продольной оси с боковыми кромками 31 и 32. Предварительно скрученную в вертикальной плоскости относительно продольной оси полосу, например 11, помещают на оправку 36 (фиг.9, фиг.10) и изгибают так, чтобы кромки 31 и 32 разместились по винтовым линиям и в поперечном направлении. После изгиба в поперечном направлении каждая из полос 11, 12, 13 повернута относительно продольной оси смесителя 1 так, что их кромки образуют и в поперечном направлении полос винтовые линии с одинаковым шагом для всех полос. После этого полосу снимают с оправки 36 либо фиксируют на оправке 36. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы, например 12 и 13. После сгиба полосы, например полосы 11 (фиг.6, фиг.7, фиг.8, фиг.9) надрезы 14-21, 21-15, 15-22, 22-16, 16-23, 23-17, 17-24, 24-18, 18-25 сваривают, в результате образуются ребра жесткости. Полосы 11, 12, 13 после сгиба соединяют одна с другой по продольным кромкам 31 и 32 под углом 70° (фиг.5). Такое соединение трех полос 11, 12, 13 становится возможным, так как после сгиба полос 11, 12, 13 по прямым линиям сгиба 33, 34 (фиг.8, фиг.9) под углом 140° попеременно друг к другу в противоположные стороны (фиг.3) на полосе образуются грани в виде равносторонних треугольников 35, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны с образованием по продольным кромкам полос 11, 12, 13, точнее, по периметру наружного диаметра смесителя 1 трех ломаных винтовых линий основного направления 14-15-16-17-18-19; 21-22-23-24-25; 26-27-28-29-30 с шагом S (фиг.3), одна из которых утолщенной линией 14-15-16-17-18-19 показана на фиг.3, и двух ломаных винтовых линий противоположного направления, одна из которых на фиг.3 показана утолщенной линией 29-17-23-27-15 с шагом 0,25 S. На фиг.3 показана утолщенной линией 14-15-16-17-18-19 одна из трех ломаных винтовых линий основного направления с шагом S, в каждой из точек излома которой в вершинах ломаных винтовых линий основного направления (фиг.3, фиг.11) расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников T₁, Т₂, Т₃, Т₄, Т₅, Т₆. Например, в точке 17 (фиг.11) сходятся стороны 37, 38, 39, 40, 41, 42 шести равносторонних треугольников T₁, Т₂, Т₃, Т₄, Т₅, Т₆. Соединение полос 11, 12, 13 может быть осуществлено известными методами, например сваркой.

В такой конструкции по длине смесителя 1 каждое поперечное сечение - проходное сечение отличается от предыдущего не только формой сечения (фиг.12, фиг.13, фиг.14, фиг.15), но и их расположением относительно друг друга, при этом меняется и площадь проходного сечения, что нарушает стационарность движения частиц компонентов лакокрасочной продукции, увеличивает интенсивность их взаимодействия, расширяет технологические возможности. В такой конструкции смесителя 1 образованы по внутреннему периметру три ломаные винтовые канавки основного направления К₁ - 14-15-16-17-18-19; К₂ - 21-22-23-24-25; К₃ - 26-27-28-29-30 с внутренним углом 70° и шагом S (фиг.3, фиг.4, фиг.12, фиг.13, фиг.14, фиг.15) и две ломаные винтовые канавки противоположного направления с шагом 0,25 S, одна из которых показана на фиг.3 утолщенной линией 25-29-17-23-27-15. Эти канавки не только препятствуют перемещению частиц компонентов лакокрасочной продукции от загрузки к выгрузке, но и обеспечивают интенсивное их перемешивание, увеличивают интенсивность их взаимодействия, расширяют технологические возможности.

Устройство для приготовления лакокрасочной продукции работает следующим образом. Возмущающая сила вращающегося вибратора 5 через плиту 2 и стенки смесителя 1 передается частицам компонентов лакокрасочной продукции (фиг.1, фиг.2), которые непрерывным потоком загружаются с помощью средства для загрузки 7. Под влиянием вибрации частицы компонентов лакокрасочной продукции совершают вращательное движение - циркуляционное движение в плоскостях, перпендикулярных продольной оси смесителя 1. Радиальное движение частиц компонентов лакокрасочной продукции от загрузки к выгрузке обеспечивается за счет ломаных винтовых канавок основного направления 14-15-16-17-18-19; 21-22-23-24-25; 26-27-28-29-30 с внутренним углом 70° и шагом S и ломаными винтовыми поверхностями основного направления, точнее, свернутыми и изогнутыми полосами 11, 12, 13, треугольные грани в виде равносторонних треугольников 35 которых, встречаясь с частицами компонентов лакокрасочной продукции, совершающих под воздействием вибрации вращательное движение - циркуляционное движение в плоскостях, перпендикулярных продольной оси смесителя 1, направляют их в сторону выгрузки. Радиальное движение частицам компонентов лакокрасочной продукции от выгрузки к загрузке, т.е. в обратном направлении, обеспечивается за счет того, что частицы компонентов лакокрасочной продукции, совершающие циркуляционное движение внутри смесителя 1 в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии барабана, встречаясь с витками неподвижно закрепленной пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются от выгрузки к загрузке, т.е. в обратном направлении. При этом частицы компонентов лакокрасочной продукции движутся вдоль винтовых навивок пружины 6, обеспечивая перемещение их в обратном направлении. Частота движений и соударений частиц компонентов лакокрасочной продукции определяется не только частотой виброактиватора и количеством граней 35 по периметру смесителя 1, но и наличием витков и шагом цилиндрической пружины 6, смонтированной стационарно (неподвижно) внутри смесителя 1. Поэтому в предлагаемой конструкции устройства для приготовления лакокрасочной продукции обеспечивается повышение не только частотных характеристик, но и частот и амплитуд движения частиц компонентов лакокрасочной продукции, обеспечивается также их активная циркуляция и перемешивание. Процесс смешивания интенсифицируется еще и витками смонтированной неподвижно внутри смесителя 1 цилиндрической пружины, которые изменяют направление движения частиц компонентов лакокрасочной продукции, направляя их в радиальном направлении в сторону загрузки, т.е. в обратном направлении, что увеличивает интенсивность циркуляции частиц компонентов лакокрасочной продукции, увеличивает частоты их взаимодействия, создает их противопотоки, повышает производительность приготовления лакокрасочной продукциии, расширяет технологические возможности. Таким образом, частицы компонентов лакокрасочной продукции, преодолевая сопротивление встречных потоков от витков пружины 6, совершают сложное пространственное движение и выгружаются из смесителя 1 посредством приспособления 8 для направления готовой лакокрасочной продукции в средство для разгрузки 9.

Технико-экономические преимущества возникают за счет обеспечения продольного перемещения частиц компонентов лакокрасочной продукции и создания их встречных потоков стенками-гранями пространственной формы смесителя в виде равносторонних треугольников, расположенных под углом не только друг к другу, но и к продольной оси смесителя, за счет того, что внутри по всей длине смесителя смонтирована неподвижно цилиндрическая пружина, которая обеспечивает не только перемещение частиц компонентов лакокрасочной продукции в обратном радиальном направлении, но и способствует интенсификации осуществления их взаимодействия друг с другом за счет того, что цилиндрическая пружина снабжена устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения частиц компонентов лакокрасочной продукции при изменении производительности устройства, что обеспечивает регулирование интенсивности взаимодействия частиц компонентов лакокрасочной продукции, повышает производительность, расширяет технологические возможности.

Изобретение относится к устройствам для приготовления продукции во встряхивающих, качающихся и вибрирующих устройствах и может быть применено в лакокрасочной промышленности. Устройство содержит снабженный амортизаторами, установленный с возможностью пространственного движения в трех взаимно перпендикулярных плоскостях смеситель. Смеситель изготовлен из трех прямоугольных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны. Полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломаных криволинейных винтовых поверхностей и трех ломаных винтовых канавок основного направления. Полосы также образуют две ломаные криволинейные винтовые поверхности и две винтовые канавки противоположного направления. По наружному диаметру смесителя образуются три ломаные винтовые линии основного направления и две ломаные винтовые линии противоположного направления. В точках излома винтовых линий расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников. По всей длине смесителя смонтирована цилиндрическая пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия. Техническим результатом изобретения является расширение технических возможностей устройства. 15 ил.

Устройство для приготовления лакокрасочной продукции, 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, отличающееся тем, что смеситель изготовлен из трех прямоугольных полос, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломаных криволинейных винтовых поверхностей и трех ломаных винтовых канавок основного направления для перемещения частиц компонентов лакокрасочной продукции от загрузки к выгрузке, а также двух ломаных криволинейных винтовых поверхностей и двух винтовых канавок противоположного направления для перемещения частиц компонентов лакокрасочной продукции от выгрузки к загрузке, причем по наружному диаметру смесителя образуются три ломаные винтовые линии основного направления и две ломаные винтовые линии противоположного направления с шагом в четыре раза меньше, чем шаг ломаных винтовых линий основного направления, в точках излома винтовых линий которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников, при этом по всей длине смесителя смонтирована для перемещения частиц компонентов лакокрасочной продукции от выгрузки к загрузке цилиндрическая пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.