УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ЗАЩИТНОЙ СМАЗКИ ПРИ НАНЕСЕНИИ НА СЕЛЬХОЗМАШИНЫ
DEVICE FOR HEATING PROTECTIVE LUBRICANT WHEN APPLIED TO AGRICULTURAL MACHINE

Изобретение относится к устройствам для пневматического распыления защитных смазок с подогревом, может быть использовано при нанесении консервационного покрытия на поверхности сельхозмашин.
5
Известна установка для нанесения защитного покрытия, содержащая бак для смазки, устройство для перемешивания смазки с перегородкой в виде конического дефлектора, электрический нагреватель между дефлектором и днищем бака, термореле, рукава подачи смазки и воздуха к пневматическому пистолету-распылителю (см. авторское свидетельство СССР №1692664, МПК В05В 7/16, 1989 г.).
Недостатки известной установки связаны со сложностью конструкционного исполнения и дополнительными затратами электроэнергии на перемешивание смазки сжатым воздухом. Сложность конструкционного исполнения заключается в наличии устройства для перемешивания смазки, содержащего дефлектор, патрубок для подачи воздуха, а также компрессор для подачи воздуха на перемешивание, термореле для управления работой компрессора и нагревателя, маслоотделитель для удаления из воздуха капель смазки в процессе перемешивания. Интенсификация процесса нагрева смазки в баке за счет перемешивания сжатым воздухом сопряжена с потерями тепловой энергии, уносимой в атмосферу нагретым от смазки воздухом, и с дополнительными затратами электроэнергии на привод компрессора для подачи сжатого воздуха.
Известно также устройство для нагрева и нанесения защитного материала, включающее вертикальный бак для материала, разделенный колпаком с теплопроводящей сеткой на верхний и нижний отсеки, трубчатый электронагреватель и выпускной патрубок в нижнем отсеке, пистолет-распылитель с обогреваемыми шлангами подачи материала и сжатого воздуха (см. патент RU №2420359, МПК В05В 7/16, В05С 9/14, 2009 г.).
Недостатки известного устройства обусловлены отсутствием узла, управляющего интенсивностью нагрева защитного материала под сеткой в нижнем отсеке бака. Из-за этого в начальный период нагрева, когда вязкость материала в верхнем отсеке достаточно высока, теплота медленно передается через теплопроводящую сетку от нагретого материала в нижнем отсеке к холодному материалу в верхнем отсеке. В результате материал в нижнем отсеке нагревается до температуры, превышающей рабочую температуру нанесения. На этот нагрев нерационально расходуется дополнительное количество энергии. В известном устройстве замедлен нагрев массы материала, находящейся ниже уровня электронагревателя и соприкасающейся с холодным днищем бака. Возможно охлаждение материала в выпускном патрубке при перерыве в процессе нанесения.
Наиболее близким из известных устройств к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для нагрева защитной смазки при нанесении, содержащее вертикальный бак для смазки, неподвижный колпак с теплопроводящей сеткой, отделяющей от полости бака нагревательную камеру, оснащенную поворотным валом с кулачками и подвижным кольцом, также имеющим теплопроводящую сетку, и трубчатый электронагреватель в поддоне с твердым теплоотводящим материалом, идентичным наполнителю внутри электронагревателя (см. патент RU №2460590 С1, МПК В05В 7/16, 2011 г.).
2
Недостатками известного устройства являются потребность в визуальном контроле над температурой смазки в нагревательной камере и в ручном перемещении подвижного кольца с сеткой посредством поворотного вала с кулачками для управления интенсивностью нагрева защитной смазки. Длительный нагрев смазки при разведенных теплопроводящих сетках приводит к ее перегреву, обусловленному медленной передачей теплоты от горячей смазки в нагревательной камере к холодной смазке в верхней части бака, и нерациональному потреблению тепловой энергии. Включение электронагревателя в работу при контактирующих сетках приводит к увеличению времени предварительного разогрева смазки до рабочей температуры и к задержке процесса ее нанесения на поверхности машин. Неравномерный прогрев днища бака при включении электронагревателя в связи с недостаточно высокой теплопроводностью теплоотводящего материала в поддоне, в качестве которого в трубчатых электронагревателях используется периклаз электротехнический (см. ГОСТ 19108-81 Электронагреватели трубчатые для бытовых нагревательных электроприборов) с коэффициентом теплопроводности 45 Вт/(м·К). Из-за этого на перегретых участках поверхности днища возможна тепловая деструкция компонентов защитной смазки и снижение ее антикоррозионных свойств. Усложнение конструкции бака, работающего под давлением, за счет герметизирующего узла в месте ввода в бак поворотного вала для предотвращения утечки нагретой смазки вдоль вала.
Задача заявляемого изобретения - устранить указанные недостатки и тем самым упростить конструкцию устройства, повысить производительность работы, снизить затраты энергии на нагрев смазки и улучшить условия ее подготовки к нанесению.
Достигается это тем, что в устройстве для локального нагрева защитной смазки при нанесении на сельхозмашины, содержащем бак для смазки с боковой стенкой, расположенный под днищем бака трубчатый электронагреватель в твердом теплоотводящем материале, размещенные в баке неподвижное кольцо и подвижное кольцо с теплопроводящей сеткой, прикрепленной к подпружиненному толкателю, согласно изобретению под теплопроводящей сеткой размещена терморегулирующая сильфонная коробка с легкокипящей жидкостью, соединенная с подпружиненным толкателем, причем неподвижное кольцо установлено на съемном кронштейне вплотную к боковой стенке бака с возможностью контакта с подвижным кольцом, имеющим зазор с боковой стенкой бака, а в твердый теплоотводящий материал включены стержни из металла с высоким коэффициентом теплопроводности.
Размещение терморегулирующей сильфонной коробки под теплопроводящей сеткой в объеме нагреваемой смазки повышает чувствительность содержимого сильфонной коробки к изменению температуры нагреваемой смазки. Применение в сильфонной коробке легкокипящей жидкости позволяет в зависимости от температуры смазки автоматически управлять перемещением теплопроводящей сетки через подпружиненный толкатель.
Применение внутри бака съемного кронштейна для размещения на нем неподвижного кольца, сильфонной коробки с подпружиненным толкателем и сетки с подвижным кольцом способствует герметичности бака, упрощает его конструкцию и улучшает условия обслуживания устройства при очистке бака от остатков смазки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема устройства для нагрева защитной смазки при нанесении на сельхозмашины, подвижное кольцо вверху; на фиг.2 - схема устройства для нагрева защитной смазки при нанесении на сельхозмашины, подвижное кольцо внизу, частичный разрез; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2, трубчатый электронагреватель в теплопроводящем материале со стержнями из металла.
2
Устройство содержит теплоизолированный бак 1 для вязкой защитной смазки с выпускным патрубком 2 в днище 3, и пистолет-распылитель 4 с обогреваемым шлангом 5 для подачи смазки и воздушным шлангом 6 для подачи сжатого воздуха. В баке 1 на днище 3 размещен съемный кронштейн 7 с опорной пластиной 8 и неподвижным кольцом 9, установленным вплотную к боковой стенке 10 бака 1. На опорной пластине 8 кронштейна 7 закреплена терморегулирующая сильфонная коробка 11, содержащая легкокипящую жидкость 12, например смесь ацетона с водой. На сильфонной коробке 11 закреплен подпружиненный толкатель 13, соединенный с теплопроводящей сеткой 14. К сетке 14 прикреплено подвижное кольцо 15, установленное в баке 1 с зазором 16 к боковой стенке 10. На выпускном патрубке 2 установлен кран 17 выдачи смазки, соединенный с обогреваемым шлангом 5 подачи смазки к пистолету-распылителю 4. Воздушный шланг 6 сообщен с источником сжатого воздуха (не показан) через кран 18 подачи воздуха и воздуховод 19. Полость бака 1 сообщена с воздуховодом 19 через воздушный кран 20 и пневморедуктор 21. Устройство имеет систему нагрева смазки в баке 1 и шланге 5, включающую трубчатый электронагреватель 22, установленный под днищем 3 бака 1 в поддоне 23, и электронагревательную спираль 24 в шланге 5 подачи смазки. Поддон 23 заполнен твердым теплоотводящим материалом 25, идентичным наполнителю внутри трубчатого электронагревателя 22, например периклазом. В твердый теплоотводящий материал 25 включены стержни 26 из металла с высоким коэффициентом теплопроводности, например из меди с коэффициентом теплопроводности 389 Вт/(м·К) (см. Справочник по элементарной физике. /Кошкин. Н.И., Ширкевич М.Г./ - М.: Наука. 1988. - С.109). Клеммы трубчатого электронагревателя 22 соединены с клеммами «+» и «-» низковольтного источника 27 электроэнергии, например автотракторного генератора. Один конец электронагревательной спирали 24 со стороны пистолета-распылителя 4 соединен проводом 28 с массой устройства и с клеммой «-» низковольтного источника 27 электроэнергии, при этом второй конец спирали 24 соединен с клеммой «+» низковольтного источника 27 электроэнергии.
Устройство работает следующим образом.
При температуре окружающего воздуха до 55°С легкокипящая жидкость 12 в сильфонной коробке 11 находится в жидком состоянии. При этом сильфонная коробка 11 сжата, подпружиненный толкатель 13 и сетка 14 опущены вниз, а подвижное кольцо 15 контактирует с неподвижным кольцом 9 кронштейна 7. Для работы бак 1 загружают вязкой защитной смазкой, которая проходит через сетку 14 к днищу 3 и фильтруется. Затем устройство транспортируют к месту консервации сельхозмашин посредством трактора (не показан), от которого приводят в действие низковольтный источник 27 электроэнергии. При включении электронагревателя 22 контактируемый с ним твердый теплоотводящий материал 25 в поддоне 23 нагревается и передает теплоту днищу 3 и стержням 26. Благодаря высокому коэффициенту теплопроводности металла стержней 26 теплота быстрее и равномернее распространяется от электронагревателя 22 по стержням 26 к центру и периферии днища 3. От нагретого днища 3 равномерно нагревается смазка в объеме бака 1 под сеткой 14 и нагревает легкокипящую жидкость 12 внутри сильфонной коробки 11, а также разогревает сетку 14 и боковую стенку 10. Сетка 14 препятствует конвективному теплообмену в баке 1 между нагретой смазкой внизу под сеткой 14 и холодной смазкой вверху над сеткой 14. Вязкая смазка в верхней полости бака 1, получая теплоту от разогретой сетки 14, начинает медленно нагреваться. От разогретой боковой стенки 10 бака 1 нагревается и разжижается прилегающий к ней слой смазки, находящийся над неподвижным кольцом 9 кронштейна 7.
При достижении легкокипящей жидкостью 12 температуры кипения, например 55-60°С для смеси ацетона с водой, жидкость 12 в сильфонной коробке 11 начинает испаряться. Под давлением пара сильфонная коробка 11 нажимает на опорную пластину 8 кронштейна 7 и на подпружиненный толкатель 13. Так как опорная пластина 8 неподвижна относительно днища 3, то сильфонная коробка 11 растягивается вверх и поднимает через подпружиненный толкатель 13 сетку 14 с подвижным кольцом 15. Нагретая смазка снизу сначала через образовавшуюся щель между кольцами 9 и 15, а затем по зазору 16 поднимается вверх вдоль прогретой боковой стенки 10. Холодная смазка через сетку 14 опускается вниз, нагревается от днища 3 и через щель между кольцами 9 и 15 по зазору 16 поднимается вверх. В результате в баке 1 формируется конвективный теплообмен и ускоряется нагрев смазки в полости бака 1 над сеткой 14. От источника 27 электроэнергии нагревается спираль 24 в шланге 5, от которой нагревается находящаяся там защитная смазка.
При подготовке смазки к выдаче из бака 1 открывают воздушный кран 20 и подают сжатый воздух в бак 1 под давлением, которое регулируют посредством пневморедуктора 21. Избыточное давление воздуха в баке 1 воздействует на сильфонную коробку 11 и, сжимая ее, перемещает подпружиненный толкатель 13 с сеткой 14 вниз до контакта между кольцами 15 и 9. В результате снижается интенсивность теплопередачи от нагретой смазки под сеткой 14 к холодной смазке над сеткой 14. Это способствует повышению температуры смазки под сеткой 14 и подаче на распыление более нагретой смазки. Для подачи смазки открывают кран 17, под давлением воздуха дополнительно подогретая смазка выходит из бака 1 через патрубок 2 и по шлангу 5 поступает к пистолету-распылителю 4. При подаче сжатого воздуха через кран 18 по шлангу 6 к пистолету-распылителю 4 производится распыление горячей смазки воздухом и нанесение ее на обрабатываемую поверхность машины. При истечении всей смазки из бака 1 распыление прерывается и процесс нанесения защитного покрытия прекращается.
При этом электронагреватель 22 находится внутри теплоотводящего материала 25, содержащего стержни 26 для более интенсивного отвода теплоты к днищу 3 бака 1, что предотвращает его перегрев. Благодаря быстрому и равномерному распределению теплоты по поверхности днища исключается тепловая деструкция компонентов защитной смазки и снижение ее антикоррозионных свойств.
Зазор 16 между подвижным кольцом 15 и боковой стенкой 10 бака 1 способствует усилению теплообмена от горячей к холодной смазке при закипании жидкости 12 в сильфонной коробке 11 и размыкании контакта между кольцами 9 и 15. Благодаря этому не допускается перегрев смазки под теплопроводящей сеткой 14 при длительной работе электронагревателя 22 без отбора смазки из бака 1.
Установка неподвижного кольца 15 вплотную к боковой стенке 10 бака 1 позволяет ограничить теплопередачу от горячей смазки к холодной во время контакта неподвижного 9 и подвижного 15 колец. В результате сокращается время начального нагрева смазки до рабочей температуры, что способствует снижению затрат энергии на нагрев смазки и увеличению сменной производительности работ по нанесению защитных покрытий на сельхозмашины.