Устройство для пропитки под давлением Российский патент 2023 года по МПК B05C3/09 B29B15/10 

Устройство предназначено для пропитки формы (каркаса) изделия однокомпонентным связующим.

Из уровня техники известно устройство для пропитки длинномерного волокнистого материала, путем предварительного вакуумирования и последующей его пропитки окунанием в герметичной ванне со связующим, подаваемым под давлением из емкости [SU 613826, В05С 3/12, 1978].

Недостатком аналога является более низкое качество и производительность пропитки из-за сложности достижения большой глубины вакуума и ограниченного времени пребывания наполнителя в камере вакуумирования, из-за отсутствия предварительного вакуумирования пропиточного состава и возможности его приготовления непосредственно перед пропиткой, из-за отсутствия нагрева наполнителя в вакууме до температуры пропиточного состава.

Кроме того, известно устройство для пропитки, [http://r-sk.ru/interesno/smikanie-puansona-s-matricei-doljno-osushestvlyatsya-s-usiliem-previshayshim-silu-uprugosti27], содержащее форму в виде пуансона с матрицей, один или несколько реакторов для подготовки связующего, снабженных нагревательными рубашками, термостат для создания и поддержания заданной температуры в реакторах, мерник для приемки связующего после пропитки изделия в форме.

В этом устройстве реакторы имеют заливные горловины, а для подачи связующего в форму - расходные штуцера, для перемешивания компонентов связующего предусматриваются механические мешалки с выведенными наружу электродвигателями, а к реакторам по соответствующим линиям подводится сжатый воздух или сжатый азот.

Недостатком этого технического решения является относительно большая сложность.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для пропитки стеклоткани под давлением [RU 134456, U1, В05С 3/12, 20.11.2013], содержащее форму с матрицей и пуансоном, соединенную с линией вакуума, емкостные аппараты для приготовления связующего, имеющие мешалку с электроприводом, соединенные с линией теплоносителя, сообщенные со сборником связующего и соединенные шлангами линии теплоносителя, азота и связующего, а также раму для закрепления на ней двух емкостных аппаратов, два уровнемера и линию вакуума, причем, форма соединена прозрачными соединительными шлангами с пуансоном через два разделительных коллектора.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно высокая сложность, обусловленная необходимостью иметь в наличии дополнительное оборудование в виде компрессора, осушителя, редуктора, блока подготовки воздуха и азота и регулирующей аппаратуры, а также относительно большая масса устройства и относительно низкая безопасность использования.

Задачей является разработка устройства пропитки, которое отличается от известных более высокой простотой и безопасностью применения.

Требуемый технический результат заключается в упрощении и повышении безопасности применения.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что устройство для пропитки под давлением содержит оснащенный крышкой герметичный корпус, в котором установлена открытая сменная емкость, выполненная с возможностью залива в нее связующего, в котором установлен погружной насос, образованный первым обратным клапаном и вторым обратным клапаном, между которыми включена мембрана, а также шаговый двигатель, установленный на крышке, вал которого через эксцентрик приводит в возвратно-поступательное движение шток, закрепленный на мембране погружного насоса, первый обратный клапан которого последовательно соединен с каналом высокого давления, обогреваемым шлангом и печью с размещенной внутри формой для пропитки связующим.

Кроме того, устройство содержит вакуумный насос с входным патрубком вакуумного насоса, установленным в стенке герметичного корпуса.

Кроме того, устройство содержит размещенный в герметичном корпусе входной патрубок с краном для подачи растворителя в режиме промывки или снятия вакуума.

Кроме того, в устройстве открытая сменная емкость установлена в герметичном корпусе на нагревателе, между которым и дном емкости размещен теплоизолятор.

На чертеже представлена функциональная схема заявленного устройства.

На чертеже обозначены:

1 - первый обратный клапан насоса погружного;

2 - второй обратный клапан насоса погружного;

3 - мембрана насоса погружного;

4 - шток привода насоса погружного;

5 - шаговый двигатель;

6 - полость насоса погружного (образованного первым 1 обратным клапаном, вторым 2 обратным клапаном и мембраной 3) в который периодически поступает и выдавливается связующее;

7 - крышка;

8 - герметичный корпус;

9 - связующее;

10 - нагреватель;

11 - канал высокого давления для подачи связующего;

12 - входной патрубок для подачи растворителя и сброса вакуума;

13 - вакуумный насос с входным патрубком вакуумного насоса, выполненным в герметичном корпусе;

14 - открытая сменная емкость;

15 - теплоизолятор;

16 - эксцентрик на шаговом двигателе, преобразующий вращательное движение шагового двигателя в возвратно-поступательное движение штока привода насоса погружного;

17 - кран во входном патрубке подачи растворителя в режиме промывки или снятия вакуума;

18 - обогреваемый шланг для подачи связующего в печь;

19 - печь с размещенной внутри формой для пропитки связующим.

Работает устройство следующим образом.

Устройство предназначено для пропитки формы (каркаса) изделия однокомпонентным связующим.

Форма (каркас) установлена в печи 19 с требуемой для пропитки температурой, с входом для подсоединения обогреваемого шланга 18. Однокомпонентное связующее подается под высоким давлением по каналу 11 высокого давления в обогреваемый шланг 18.

Во время движения штока 4 вверх (прикрепленного к мембране 3) через второй обратный клапан 2 однокомпонентное связующее поступает в полость 6 насоса погружного, образованного первым 1 обратным клапаном, вторым 2 обратным клапаном и мембраной 3.

Во время движения штока 4 вниз через мембрану 3 и первый обратный клапан 1 связующее с давлением поступает из полости 6 насоса в канал 11 высокого давления и далее по обогреваемому шлангу 18 в печь 19 с размещенной внутри формой для пропитки связующим.

Возвратно-поступательное движение штока 4 обеспечивается путем преобразования вращательного движения вала шагового двигателя 5 через эксцентрик 16.

Зная плотность и объем связующего, проходящего через полость 6 насоса погружного за один цикл «вверх - вниз», (то есть за один оборот шагового двигателя 5) можно определить массу связующего поступающего в печь 19 с размещенной внутри формой для пропитки связующим, и, тем самым, можно регулировать частоту оборотов шагового двигателя 5 добиться необходимого давления и заданного расхода связующего в единицу времени, не прибегая к непосредственному регулирующему и дорогостоящему весовому контролю.

После завершения рабочего цикла для того, чтобы избежать застывания связующего в насосе и открытой сменной емкости, может быть обеспечен режим промывки устройства.

Для этого после израсходования нужного количества связующего через входной патрубок 12 путем открытия крана 17 вводится растворитель в открытую сменную емкость 14 вместо связующего (благодаря вакууму, путем опускания входного патрубка 12 в емкость с растворителем). Введя необходимое количество растворителя кран 17 закрывают и затем, соединив между собой канал 11 высокого давления и входной патрубок 12, открывают кран 17 и включают насос для промывки его внутренних деталей. После промывки разъединяют между собой канал 11 высокого давления и входной патрубок 12. Далее через канал 11 высокого давления (путем включения насоса) отработанный растворитель сливают и утилизируют.

В отличие от известных устройств, в предложенном давление связующего обеспечивается непосредственно насосом в вакуумном резервуаре, а не давлением воздуха или азота, что обеспечивает подачу связующего под более высоким давлением. Контроль давления, массы и расхода связующего обеспечивается путем контроля одной физической величины - скорости вращения шагового двигателя, что упрощает и удешевляет установку. Обеспечивается более высокая безопасность устройства, поскольку отсутствуют резервуары под давлением газа с высокой температурой. В предложенном устройстве насос может дать давление от 0 до 15 бар, в то время как аналоги ограничиваются давлением не более 6 атм. Обеспечивается и более высокая энергоэффективность, т.к. связующее находится в резервуаре под вакуумом (эффект термоса) и, тем самым, исключается интенсивная передача тепла на стенки резервуара. Связующее подается с помощью шагового двигателя мощностью 150 Вт и исключается необходимость применения мощных компрессоров, осушителей и т.д. Кроме того, устройство обладает малой массой, высокой мобильность, возможностью перемещения по производственным площадям непосредственно к печам с формами или формами с собственным нагревом, не привязываясь к наличию магистрали высокого давления воздуха или азота.

Изобретение относится к устройствам для пропитки под давлением формы (каркаса) изделия однокомпонентным связующим. Устройство содержит оснащенный крышкой герметичный корпус, в котором установлена открытая сменная емкость, выполненная с возможностью залива в нее связующего, в котором установлен погружной насос, образованный первым обратным клапаном и вторым обратным клапаном, между которыми включена мембрана. Шаговый двигатель установлен на крышке, вал которого через эксцентрик приводит в возвратно-поступательное движение шток, закрепленный на мембране погружного насоса, первый обратный клапан которого последовательно соединен с каналом высокого давления, обогреваемым шлангом и печью с размещенной внутри формой для пропитки связующим. Технический результат заключается в упрощении устройства и повышении безопасности его применения. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для пропитки под давлением, содержащее оснащенный крышкой герметичный корпус, в котором установлена открытая сменная емкость, выполненная с возможностью залива в нее связующего, в котором установлен погружной насос, образованный первым обратным клапаном и вторым обратным клапаном, между которыми включена мембрана, а также шаговый двигатель, установленный на крышке, вал которого через эксцентрик приводит в возвратно-поступательное движение шток, закрепленный на мембране погружного насоса, первый обратный клапан которого последовательно соединен с каналом высокого давления, обогреваемым шлангом и печью с размещенной внутри формой для пропитки связующим.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит вакуумный насос с входным патрубком вакуумного насоса, установленным в стенке герметичного корпусе.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит размещенный в герметичном корпусе входной патрубок с краном для подачи растворителя в режиме промывки или снятия вакуума.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что открытая сменная емкость установлена в герметичном корпусе на нагревателе, между которым и дном емкости размещен теплоизолятор.