Устройство для пропитки изделий
DEVICE FOR IMPREGNATING ARTICLES

Изобретение относится к устройствам для распыления, в частности, к приспособлениям для распыления в комбинации с другими операциями, например, сушкой, и предназначено для индивидуальной периодической обработки изделий, например, обуви, в период их эксплуатации посредством нанесения на поверхность пропиточного средства методом распыления.
Известны следующие технические решения для нанесения пропиточного средства на поверхность обуви.
Так, известна, линия обработки обуви и одежды для защиты от влаги, осуществляющая движение обуви на пластинах через распылительные и сушильные станции в процессе движения (заявка на патент Германии на изобретение № DE19945229, МПК B05D 1/02, В05B 13/00, опубл. 10.08.2000 г.). Известна также линия для поверхностной обработки обуви (патент Великобритании на изобретение № GB2125319, МПК B05B 13/02, В05С 13/00, опубл. 07.03.1984 г.).
Однако, известные технические решения представляют собой поточные линии для обработки обуви посредством разбрызгивания на них обрабатываемым средством в процессе их изготовления. Такие линии используются в процессе изготовления и дальнейшей обработки значительного количества идентичных друг другу изделий, и не могут быть использованы для индивидуальной обработки изделий, например, непосредственно перед продажей или периодической обработки в процессе эксплуатации, для которой необходим выбор (подбор) индивидуальных параметров для обработки в зависимости от материала изделия (ткань, кожа, кожзаменитель), размера изделия и т.д. Кроме того, указанные технические решения в силу своих габаритных размеров не могут быть размещены в ограниченных по площади помещениях, где может быть произведена такая обработка, в частности, небольших торговых залах, холлах гостиниц и т.д.
Известно также устройство для пропитки изделий, содержащее закрытую камеру, один или более контейнеров, предназначенных для хранения конкретных пропиточных средств и соединенных с электрическим насосом при помощи клапанной системы, содержащей один или более клапанов, причем указанный насос соединен с одним или более распыляющими соплами, расположенными в указанной камере, при этом имеются электронное управляющее устройство, предназначенное для приведения в действие указанных насоса и клапанной системы для соединения их с контейнером, содержащим конкретное пропиточное средство, фильтр и воздушный насос, вентилятор или соответствующее средство, предназначенное для создания вакуума в указанной камере для удаления из нее остаточного пропиточного средства и удерживания указанного остатка в указанном фильтре (патент РФ на изобретение № 2500845, МПК D06B 1/02, опубл. 10.12.2013 г.).
Недостатком известного устройства является то, что при использовании указанного технического решения крайне затруднительно достигнуть равномерности нанесения пропиточного средства на обрабатываемые изделия, в частности, обуви, например, в силу статичности положения изделия. Это особенно трудно при использовании только одного или двух распылительных сопел. В этом случае некоторая область изделия будет подвергнута избыточно пропитке, а другая – труднодоступная, например, нижняя часть подошв или поверхности пары обуви, обращенные друг к другу (правая боковая сторона левого изделия или левая боковая сторона правого изделия) будут недостаточно обработаны. Увеличение количества сопел приведет к избыточному расходу пропиточного средства, а также усложнению конструкции и образованию большого количества остаточного пропиточного средства в закрытой камере. Таким образом, конструкция известного устройства дополнительно усложнена наличием элементов, отвечающих за удаление из закрытой камеры остаточного пропиточного средства, таких как вентилятор, воздушный насос, фильтр. При этом необходимость контроля за фильтрующей системой и вентилятором с их периодической заменой усложняют обслуживание устройства и увеличивают стоимость такого обслуживания, в конечном итоге увеличивая стоимость обработки. Кроме того, за счет открывающихся элементов в момент установки обрабатываемого изделия меняются габариты устройства в целом, что затруднит его использование в помещениях с ограниченным пространственным ресурсом.
Наиболее близким к предложенному техническому решению является известное устройство для нанесения пропиточного средства на поверхности изделий, в частности обуви, имеющее камеру обработки, которая снабжена дверцей, выполненной с возможностью открывания и закрывания и обеспечивающей доступ внутрь указанной камеры обработки для размещения изделия(ий), подлежащего пропитке, внутри указанной камеры обработки, рядом с нижней поверхностью которой предусмотрены приспособления для размещения изделия(ий), в частности обуви, в приблизительно заданных положениях и в которой расположены, по меньшей мере, три насадки, выполненные с возможностью создавать и выпускать туман из пропиточного средства, причем первая и вторая насадки расположены так, чтобы направлять туман в зону изделия(ий) в заданном положении, соответствующем правому и левому передним участкам соответственно, а третья насадка расположена позади и между заданным положением изделия(ий), при этом третья насадка направляет пропиточный туман в зону изделия(ий) в заданном положении, соответствующем задним и внутренним сторонам изделия(ий). Устройство может быть снабжено дополнительными четвертой и пятой насадками, расположенными позади изделия(ий) в заданном положении, чтобы направлять пропиточный туман к задней и наружной левой и правой сторонам правого изделия и, соответственно, левого изделия. Насадки могут быть расположены на общем элементе, выполненном с возможностью перемещения относительно приблизительно заданного положения. Каждая насадка может быть соединена с резервуаром пропиточного средства посредством трубопровода, пропиточное средство подается под давлением к насадкам, при этом каждая насадка снабжена клапанным устройством, где каждый клапан управляется независимо, при этом, по меньшей мере, соответствующие клапаны, управляющие первой и второй насадками, выполнены с возможностью регулирования, чтобы выпускать пропиточное средство в разные моменты времени. Под нижней поверхностью камеры обработки могут быть предусмотрены экстракционные устройства, которые, необязательно, могут включать в себя активный фильтрующий блок, при этом экстракционная установка во время действия создает относительно пониженное давление в камере по сравнению с давлением снаружи устройства (патент Евразийского патентного ведомства на изобретение № 029349, МПК A43D 119/00, A43D 95/26, A43D 95/06, A43D 11/00, B05B 15/12, опубл. 30.03.2018 г.).
В известном техническом решении для нанесения пропиточного средства используется, по меньшей мере, три распылительные насадки. Однако, увеличение количества насадок ведет к увеличению расхода пропиточного средства, не гарантируя при этом равномерность его нанесения. В известном техническом решении предусмотрена возможность перемещения некоего общего элемента, с расположенным на нем насадками. В этом случае круговое перемещение насадок затруднительно из-за возможности нарушения целостности трубопровода, идущего от резервуара с пропиточным средством к насадкам, и не исключает, например, его перекручивание, что сделает невозможным поступление пропиточного средства от резервуара к насадкам. Статичное расположение насадок относительно изделия препятствует более равномерному распределению пропиточного средства на поверхности изделия. При этом для исключения возникновения необработанных зон на изделии также увеличивается количество насадок (до шести), из-за чего усложняется конструкция известного устройства, увеличивается расход пропиточного средства, становится необходимым наличие экстракционного устройства для удаления излишков пропиточного средства, что дополнительно усложняет как конструкцию известного устройства, так и ведет к усложнению и удорожанию его обслуживания в процессе эксплуатации. Кроме того, из-за наличия дверцы, которую необходимо открывать при установке обрабатываемого изделия внутрь камеры, изменяются габариты устройства в целом, что затруднит его использование в помещениях с ограниченным пространственным ресурсом, в частности, небольших подсобных помещениях, например, в гостиницах и магазинах, в частности, в их прикассовых зонах.
Задачей, на решение которой направлено предложенное техническое решение, является упрощение конструкции с сохранением качества пропитки обрабатываемой поверхности, а также уменьшение расхода пропиточного средства при сохранении исключения попадания его в окружающую среду.
Техническим результатом, достигаемым при решении поставленной задачи, является возможность изменения пространственной ориентации обрабатываемого изделия с последующей фиксацией его положения относительно распылительных насадок с синхронизацией такого изменения положения с подачей пропиточного средства на изделия на заранее определенный по высоте уровень подачи.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для пропитки изделий, содержащем площадку для размещения обрабатываемого изделия, по крайней мере, один резервуар с пропиточным средством, по крайней мере, одну распылительную насадку, связанную через трубопровод с резервуаром и снабженную управляемым клапаном для подачи под давлением на насадку пропиточного средства, электронный блок управления, согласно изобретению, площадка для размещения обрабатываемого изделия выполнена с возможностью многократного поворота на дискретный угол относительно распылительной насадки, за периферийной частью площадки размещен вертикально ориентированный экран с обеспечением возможности размещения обрабатываемого изделия на площадке, при этом распылительная насадка ориентирована выходным отверстием в сторону экрана и обрабатываемого изделия, а нанесение пропиточного средства осуществляется на уровень, не превышающий высоту экрана.
Устройство может быть снабжено приспособлением для нагнетания давления внутри резервуара или трубопровода.
Устройство может быть также снабжено системой подачи горячего воздуха, включающей в себя нагревательный элемент и трубопровод для подачи горячего воздуха в сторону обрабатываемого изделия.
Устройство может быть снабжено инфракрасным (ИК) нагревателем воздуха с потоком излучения, направленным в сторону обрабатываемого изделия.
Контур экрана может полностью или частично повторять контур площадки для размещения обрабатываемого изделия.
Экран может представлять собой короб с отверстием для размещения обрабатываемого изделия.
Экран  может быть выполнен скругленным, при этом длина контура экрана выполнена не менее расстояния от центра площадки для размещения обрабатываемого изделия до края экрана, умноженного на коэффициент 1,57.
°
Экран  может быть выполнен состоящим, по крайней мере, из двух стенок, соединенных под углом менее 180.
°
Экран  может быть выполнен из одной панели, при этом линии расстояний от центра площадки для размещения обрабатываемого изделия до каждого из краев панели пересекаются под углом не менее 90.
Устройство может быть снабжено, по крайней мере, двумя распылительными насадками. Распылительные насадки в устройстве могут быть размещены, например, на стенке экрана или установлены на дополнительных кронштейнах.
При этом, распылительная насадка, размещенная на дополнительном кронштейне, может быть выполнена с возможностью вертикального перемещения, например, с использованием автоматического привода.
Возможно выполнение устройства с двумя отсеками, один из которых образован экраном и в котором размещаются, по крайней мере, одна распылительная насадка и площадка для размещения обрабатываемого изделия, а в другом резервуар с пропиточным средством. При этом отсеки устройства могут быть ориентированы как друг над другом, так и размещены рядом друг с другом.
Блок управления может быть размещен как вне пространства ограниченного экраном, например, рядом с ним, так и над ним.
Устройство может быть снабжено датчиками для измерения расстояния от распылительной насадки до обрабатываемого изделия.
Устройство может быть оснащено средством для фотофиксации обрабатываемого изделия.
Блок управления может быть оснащен средством передачи данных по сетям GSM. При этом передаваемые данные могут содержать информацию о количестве обработок, информацию о запасе пропиточного средства, информацию о техническом состоянии устройства, информацию об обрабатываемом изделии (например, фотографию, линейные размеры и т.д.).
Многократный поворот площадки с обрабатываемым изделием на дискретный угол позволяет кратковременно ориентировать и фиксировать в процессе обработки все области обрабатываемого изделия относительно выходного отверстия, по крайней мере, одной распылительной насадки. Синхронизируя поворот площадки, ее остановку с моментом распыления пропиточного средства (выхода его под давлением при открытии клапана из выходного отверстия распылительной насадки), можно добиться максимального попадания пропиточного средства на нужную область обрабатываемой поверхности изделия. Регулируя скорость поворота и частоту моментов распыления через блок управления, можно настроить работу устройства под разные типы поверхности, например, ткани, кожу и т.п.
°
°
Вертикально ориентированный экран за периферийной частью площадки является местом оседания частиц пропиточного средства, не попавших на обрабатываемое изделия, для исключения попадания их в окружающую среду. При этом конструктивное выполнение экрана, например, с полным или частичным повторением контура площадки для размещения обрабатываемого изделия, в виде короба с отверстием для размещения обрабатываемого изделия, скругленным с длиной контура экрана не менее расстояния от центра площадки для размещения обрабатываемого изделия до края экрана, умноженного на коэффициент 1,57, состоящим, по крайней мере, из двух стенок, соединенных под углом менее 180, выполненным из одной панели, при этом линии расстояний от центра площадки для размещения обрабатываемого изделия до каждого из краев панели пересекаются под углом не менее 90, либо иное должно обеспечивать беспрепятственное размещение обрабатываемого изделия на площадке без открывания какой-либо дверцы, выдвижения поддона и любых других изменений контура устройства в целом.
Для минимизации количества частиц пропиточного средства, попадающего в процессе обработки в окружающую среду (в воздушную среду, на окружающие устройство предметы), одна или несколько распылительных насадок должны быть ориентированы выходным отверстием в сторону экрана и обрабатываемого изделия. При этом нанесение пропиточного средства осуществляется на уровень, не превышающий высоту экрана, т.е. выходное сопло распылительной насадки ориентировано на уровень, не превышающий высоту экрана.
Экономия пропиточного средства возможна при лучшем его распылении. Поэтому в случае, когда пропиточное средство находится в резервуаре не под давлением, либо это давление недостаточно для достижения распыления необходимой интенсивности, устройство может быть снабжено приспособлением для нагнетания давления внутри резервуара или трубопровода, которое выполнено в виде насоса или компрессора.
Для сохранения качества обрабатываемой поверхности и удаления с поверхности обрабатываемого изделия излишка пропиточного средства, например, путем ее тепловой обработки, устройство может быть снабжено системой подачи горячего воздуха, включающей в себя нагревательный элемент и трубопровод для подачи горячего воздуха в сторону обрабатываемого изделия, либо ИК нагревателем воздуха с потоком излучения, направленным в сторону обрабатываемого изделия.
Для улучшения качества обработки устройство может быть снабжено дополнительными распылительными насадками. При этом любая из распылительных насадок может быть размещена на стенке экрана или установлена на дополнительных кронштейнах.
Для упрощения конструкции устройства пространственное размещение конструктивных элементов устройства может быть следующим: возможно выполнение устройства с двумя отсеками, один из которых образован экраном и в котором размещаются, по крайней мере, одна распылительная насадка и площадка для размещения обрабатываемого изделия, а в другом резервуар с пропиточным средством. При этом отсеки устройства могут быть ориентированы как друг над другом, так и размещены рядом друг с другом. Блок управления может быть размещен как вне пространства ограниченного экраном, например, рядом с ним, так и над ним.
Для дополнительной экономии расхода пропиточного средства устройство может быть снабжено датчиками для измерения расстояния от распылительной насадки до обрабатываемого изделия. Это может помочь в выборе оптимальной программы обработки изделия, обеспечивающей необходимый и достаточный для качественной обработки расход пропиточного средства.
Устройство может быть оснащено средством для фотофиксации обрабатываемого изделия. Кроме того, блок управления может быть оснащен средством передачи данных по сетям GSM. При этом передаваемые данные могут содержать информацию о количестве обработок, о запасе пропиточного средства, о техническом состоянии устройства, об обрабатываемом изделии (например, фотографию, линейные размеры и т.д.). Это позволит оптимизировать затраты на техническое обслуживание и уменьшить стоимость эксплуатации устройства.
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами, где на фиг. 1-3 изображены примеры выполнения устройства для пропитки изделий, общий вид.
Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 – площадка для размещения обрабатываемого изделия; 2 – резервуар с пропиточным средством; 3 – распылительная насадка;  4 – трубопровод; 5 – блок управления; 6 – экран; 7 – кронштейн для размещения насадки 3; 8 - приспособление для нагнетания давления; 9 – отверстие для подачи горячего воздуха.
Устройство для пропитки изделий содержит площадку 1 для размещения обрабатываемого изделия, по крайней мере, один резервуар 2 с пропиточным средством, и, по крайней мере, одну распылительную насадку 3, связанную через трубопровод 4 с резервуаром 2 и снабженную управляемым клапаном для подачи под давлением на насадку 3 пропиточного средства (фиг. 1-3).
Управление устройством осуществляется посредством электронного блока  управления 5.
Площадка 1 для размещения обрабатываемого изделия выполнена с возможностью многократного поворота на дискретный угол относительно  распылительной насадки 3.
За периферийной частью площадки 1 размещен вертикально ориентированный экран 6 с обеспечением возможности размещения обрабатываемого изделия на площадке 1.
Распылительная насадка 3 ориентирована выходным отверстием в сторону экрана 6 и обрабатываемого изделия, а нанесение пропиточного средства осуществляется на уровень, не превышающий высоту экрана 6.
°
Контур экрана 6 может полностью или частично повторять контур площадки 1 для размещения обрабатываемого изделия. Так, в случае выполнения площадки 1 в виде диска, экран 6 также может иметь скругленный контур (фиг. 3). При этом длина контура экрана 6 выполнена не менее расстояния от центра площадки 1 для размещения обрабатываемого изделия до края экрана 6, умноженного на коэффициент 1,57. При таком выполнении экран 6 будет закрывать сектор пространства за периферийной частью площадки 1 на угол не менее 90. Уменьшение такого сектора может препятствовать сбору на экране 6 пропиточного средства и может допустить его попадание в окружающее устройство пространство.
°
Экран  6 может быть выполнен состоящим, по крайней мере, из двух стенок, соединенных под углом менее 180, и перекрывающих пространство за периферийной частью площадки 1 для размещения обрабатываемого изделия.
°
Экран  6 может быть выполнен из одной панели, при этом линии расстояний от центра площадки 1 для размещения обрабатываемого изделия до каждого из краев панели пересекаются под углом не менее 90. При уменьшении этого параметра также сложно препятствовать попаданию пропиточного средства в окружающее пространство.
Экран 6 может представлять собой короб с постоянно открытым отверстием для размещения обрабатываемого изделия на площадке 1 (фиг. 1 и 2).
В этом случае устройство может быть выполнено с двумя отсеками, один из которых образован экраном 6 и в котором размещаются, по крайней мере, одна распылительная насадка 3 и площадка 1 для размещения обрабатываемого изделия, а в другом резервуар 2 с пропиточным средством. При этом отсеки устройства могут быть ориентированы как друг над другом (фиг. 1), так и размещены рядом друг с другом (фиг. 2).
Устройство может быть снабжено дополнительными распылительными насадками, например, в количестве 2 штук.
Распылительные насадки 3 в устройстве могут быть размещены рядом с площадкой 1 (фиг. 1), на стенке экрана 6 (фиг. 2) или установлены на дополнительных кронштейнах 7 (фиг. 3). Распылительные насадки 3, одна или несколько, размещенные на дополнительных кронштейнах 7, могут устанавливаться с возможностью вертикального перемещения по кронштейну 7, изменяя, тем самым, при необходимости высоту и расстояние до площадки 1 для размещения обрабатываемого изделия, в зависимости, например, от габаритов изделия.
Пропиточное средство, находящееся в резервуаре 2, может уже находиться под давлением, что при срабатывании управляемого клапана и перевод его в положении «Открыто» позволяет осуществить распыление через сопло насадки 3 пропиточного средства.
Однако, в ряде случаев такого давления недостаточно, либо материал или конструкция резервуара 2 не позволяет содержать в нем пропиточное средство под давлением, в таком случае, устройство может быть снабжено приспособлением 8 для нагнетания давления внутри резервуара 2 или трубопровода 4. Такое приспособление может быть выполнено в виде насоса, компрессора или баллона с газом и может устанавливаться как до резервуара 2, нагнетая в нем дополнительное давление, так и после резервуара 2, нагнетая давление в соединительном трубопроводе 4.
Устройство может быть снабжено системой подачи горячего воздуха, включающей в себя нагревательный элемент и трубопровод для подачи горячего воздуха в сторону обрабатываемого изделия. Выходное отверстие 9 трубопровода с горячим воздухом может размещаться на экране 6.
Тепловая обработка изделия может также осуществляться посредством направления в сторону обрабатываемого изделия потока излучения от ИК нагревателя, который может быть размещен на экране 6 или на отдельном кронштейне.
Блок управления 5 может быть размещен как вне пространства ограниченного экраном, например, рядом с ним (фиг. 3), так и над ним (фиг. 1 и 2).
Устройство может быть снабжено датчиками для измерения расстояния от сопла распылительной насадки 3 до обрабатываемого изделия.
Устройство может быть оснащено средством для фотофиксации обрабатываемого изделия, а также средством передачи данных по сетям GSM.
При этом передаваемые данные могут содержать информацию о количестве обработок, о запасе пропиточного средства, о техническом состоянии устройства, об обрабатываемом изделии (например, фотографию, линейные размеры и т.д.).
Полезная модель используется следующим образом.
На площадку 1 для размещения обрабатываемого изделия размещается само изделие, например, пара обуви, сумка, рюкзак, перчатки и т.п., для последующей обработки. Для упрощения размещения изделия на площадке 1 может быть указана область для размещения изделия, например, посредством нанесения линий, ограничивающих размещение изделий.
На блоке управления 5 выбирается программа обработки, которая регулирует продолжительность обработки, интенсивность распыления пропиточного средства и другие параметры.
После запуска программы площадка 1 в соответствие с выбранной программой начинает вращение вокруг своей оси. При этом вращение осуществляется посредством дискретного поворота площадки 1 на определенный угол. После каждого поворота, площадка 1 останавливается на краткий и заранее определенный промежуток времени.
В этот момент управляемые клапаны распылительных насадок 3 переводятся в положение «Открыто» и пропиточное средство, которое передается под давлением от резервуара 2, распыляется через сопло распылительной насадки 3 в пространство над обрабатываемым изделием, либо непосредственно на обрабатываемое изделие. Время и продолжительность открытия клапанов и давления в трубопроводах 4 могут корректироваться в зависимости от показателей датчика расстояния от распылительной насадки 3 до обрабатываемого изделия. Распыление производится в сторону вертикально ориентированного экрана 6 на уровень, не превышающий высоту экрана 6.
Излишки пропиточного средства в виде частиц вещества либо оседают на площадку 1, либо, перелетев площадку 1, оседают на экране 6, размещенным за периферийной частью площадки 1.
В зависимости от выбора программы обработки при распылении могут быть задействованы как все распылительные насадки 3 одновременно, так и поочередно, в зависимости от угла поворота площадки 1.
По окончании распыления пропиточного средства в ряде случаев целесообразно использовать тепловую обработку изделия для его просушки и удаления с его поверхности излишков пропиточного средства.
В этом случае включается нагревательный элемент, нагревающий воздух внутри трубопровода, либо ИК нагреватель. Далее поток горячего воздуха подается в сторону обрабатываемого изделия либо через выходное отверстие 9 трубопровода с горячим воздухом, который может размещаться на экране 6, либо от ИК нагревателя.
По окончании обработки изделие удаляется с площадки 1 для последующего размещения там следующего изделия для его обработки.
Вращение площадки 1 с обрабатываемым изделием на заранее определенный дискретный угол и синхронизирование такого вращения с распылением пропиточного средства из определенной распылительной насадки 3, позволяет осуществить обработку (пропитку) именно необходимой определенной области (части, стороны) изделия в нужном количестве пропиточного средства.
Это позволит как сэкономить расход пропиточного средства, исключив многократную обработку одной и той же области, например, при стационарной ориентации изделия относительно распылительных насадок 3, так и добиться наиболее качественной обработки, исключив необработанные области. Излишки пропиточного средства не попадают в окружающую среду, а оседают либо на площадке 1, либо на вертикально ориентированном экране 6, ограждающем внешнее пространство от зоны обработки. При этом экспериментально установлено, что для исключения попадания пропиточного средства в окружающую среду достаточно ограждение только части контура площадки 1. Это позволяет исключить из конструкции устройства дополнительные элементы, например, для удаления излишков пропиточного средства.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет упростить известную конструкцию, сохранив высокое качество пропитки обрабатываемой поверхности при уменьшении расхода пропиточного средства, а также минимизировать  попадание пропиточного средства в окружающую среду.