Двухкомпонентный экструдер для реактопластов Российский патент 2024 года по МПК F04C2/00 F04B13/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в системах нанесения многокомпонентных реактопластов в условиях автоматизированного производства, а также для нужд аддитивного производства.

Известно устройство для нанесения двухкомпонентных реактопластов (см. патент RU 179974 U1, F04C 11/00, F04C 2/08), в котором осуществляется непрерывная подача и смешивание двухкомпонентного реактопласта из резервуаров. Подача компонентов реактопласта осуществляется шестеренными насосам, а соотношение компонентов реактопласта определяется подбором комплекта шестерен.

Подобное техническое решение не может использоваться для решения задач точного нанесения многокомпонентных реактопластов в условиях автоматизированного производства в виду отсутствия возможности гибкого управления режимами подачи реактопласта, соотношением подачи компонентов реактопласта, нет возможности реализовать управляемую остановку подачи реактопласта.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является система дозирования и смешивания реактопласта из нескольких компонентов, содержащая первый насос, подающий первый компонент реактопласта в смеситель, и второй насос, подающий второй компонент реактопласта в смеситель. Направление движения поршня каждого насоса может быть изменено на обратное с направления всасывания и вытеснения на направление вытеснения компонента реактопласта и наоборот. С каждым насосом связан детектор движения, соединенный с контроллером, запрограммированным на инициирование изменения направления работы насоса на обратное после того, как определено, что объем компонента реактопласта, остающийся в насосе, недостаточен для обеспечения заданного дозированного соотношения. Контроллер запрограммирован на обеспечение непрерывной подачи первого компонента реактопласта в смеситель на протяжении работы системы и периодической подачи второго компонента реактопласта в смеситель с целью выполнении циклов дозированной подачи второго компонента реактопласта в смеситель (см. RU 2 522 305 C2, 2014.07.10, G05D 11/13).

В описанной системе подача компонентов реактопласта осуществляется циклично и отсутствует возможность жесткого управления режимами подачи, в частности, объёмным расходом, что делает какую систему не применимой для нужд автоматизированного производства и аддитивных технологий.

Сущность изобретения заключается в том, что для подачи компонентов реактопласта в смесительную камеру используются одновинтовые насосы-дозаторы, привод которых имеет цифровое управление. Применение одновинтовых насосов-дозаторов для подачи компонентов реактопласта в смешивающий узел позволяет обеспечить необходимое для используемого реактопласта соотношение компонентов инвариантно скорости подачи, вязкости или плотности материала, а использование цифрового управления приводами насосов-дозаторов обеспечивает возможность оперативного изменения режимов подачи реактопласта, что позволяет применять двухкомпонентный экструдер для нужд аддитивного производства и других автоматизированных производственных процессов.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема двухкомпонентного экструдера для реактопластов.

Двухкомпонентный экструдер состоит из двух каналов подачи компонентов А и Б реактопласта в смесительный узел 1, из которого поток смешанного реактопласта 2 попадает на поверхность изделия 3 или стол 3Д-принтера. Каждый из каналов состоит из одновинтового насоса-дозатора 4, соединенного с ёмкостью для компонента реактопласта 5. Привод 6 насоса-дозатора 4 подключен к контроллеру 7, который осуществляет управление приводами дозаторов и связь с внешней системой управления.

Экструдер работает следующим образом. При получении управляющего сигнала от внешней системы управления контроллер 7 инициирует вращение приводов 6 насосов-дозаторов 4, при этом соотношение частот вращения привода соответствует заданному объёмному соотношению компонентов реактопласта, а величина частоты вращения устанавливается таким образом, чтобы обеспечить необходимый объемный расход реактопласта 2 на выходе из смесительного устройства 1. При этом поток реактопласта 2 на выходе смесителя 1 не имеет пульсаций, что обеспечивается особенностью одновинтового принципа. При получении сигнала о прекращении подачи реактопласта привода 6 останавливаются и поток реактопласта 2 прерывается, при этом самопроизвольного истечения компонентов реактопласта не происходит ввиду герметичности рабочего органа одновинтового насоса-дозатора.

Таким образом двухкомпонентный экструдер для реактопластов позволяет осуществлять точное автоматизированное нанесение многокомпонентных реактопластов и дисперстнонаполненных композитов на их основе, а также осуществлять производство изделий аддитивным методом.

Источники информации, принятые во внимание:

1. Патент RU 179974 U1, F04C 11/00, F04C 2/08 Устройство для нанесения двухкомпонентных составов. Заяв.: 2017120934, 2017.06.14, Опубл.: 2018.05.29

2. Патент RU 2 522 305 C2, МПК G05D 11/13, Способ управления системой дозирования и смешивания продукта из нескольких компонентов, система дозирования и смешивания и содержащая ее распылительная или экструзионная установка. Заяв.: 2012134011/08, 2011.01.21, Опубл.: 2014.07.10.

Изобретение относится к машиностроению, к области аддитивных технологий, и может быть использовано для высокоточной подачи двухкомпонентных полимерных компаундов в системах автоматизированного дозирования, системах нанесения полимерных композиций на изделия или 3Д-печати. Двухкомпонентный экструдер состоит из двух независимо управляемых каналов подачи компонентов, обеспечивающих подачу материала в заданной пропорции в смешивающий узел, из которого смесь изливается в готовом для нанесения виде. Каждый из каналов подачи состоит из ёмкости для одного из компонентов компаунда и одновинтового насоса-дозатора, привод которого имеет возможность цифрового управления. Применение одновинтовых насосов-дозаторов для подачи материала в смешивающий узел позволяет обеспечить необходимое для используемого материала соотношение компонентов инвариантно скорости подачи, вязкости или плотности материала, а использование цифрового управления приводами насосов-дозаторов обеспечивает возможность оперативного изменения режимов подачи вещества, что позволяет применять двухкомпонентный экструдер для нужд аддитивного производства. 1 ил.

Двухкомпонентный экструдер для реактопластов, состоящий из двух каналов подачи материала из емкостей для компонентов в общий смесительный узел и контроллера, отличающийся тем, что каждый канал состоит из одновинтового насоса-дозатора с приводом, соединенного с емкостью для компонента, причем каждый одновинтовой насос-дозатор выполнен с герметичным рабочим органом, при этом контроллер выполнен с возможностью обеспечения цифрового управления режимами подачи материала, а привод каждого насоса-дозатора соединен с контроллером с возможностью обеспечения его вращения с учетом соответствия частоты вращения заданному объемному соотношению компонентов.