УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ВЫДАЧИ ГУСТОГО КРАСИТЕЛЯ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОТТЕНКОВ КРАСКИ
DEVICE AND METHOD OF DISPENSING THICK DYESTUFF AND TONALITY UNIT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для выдачи густого красителя, к установке для получения оттенков краски, к способу выдачи густого красителя, к компьютерному программному продукту для загрузки в память компьютера и к запоминающему устройству.
Уровень техники
В настоящее время краски продаются таким образом, что при покупке заказчик выбирает желаемый цветовой оттенок, после чего краска желаемого оттенка изготавливается путем добавления одной или большего количества густозамешанных красок, т.е. густых красок или красителей в красочную банку, содержащую подходящий основной краситель.
Краска изготавливается в установке для получения оттенков краски, обычно содержащей множество насосов (например, 16), каждый из которых предназначен для подачи данного густого красителя. Часто насосы представляют собой насосы поршневого типа. По существу, раздача происходит таким образом, что поршневой насос всасывает краситель внутрь из контейнера красителя, к которому поршневой насос присоединяется через трехходовой клапан. После заполнения поршневого насоса поршень насоса перемещается в противоположном направлении, вследствие чего краситель перетекает обратно в контейнер красителя. Когда в насосе остается то количество красителя, которое должно выдаваться в красочную банку, канал в контейнер красителя закрывается посредством трехходового клапана, и, вместо этого, краситель направляется в канал, ведущий к красочной банке.
Размеры банок для красок, которым придается оттенок, обычно колеблются между 0,25 л и 20 л, и количество выдаваемого красителя составляет от 0,05 мл до 2 л красителя. Это создает проблему, заключающуюся в том, что если производительность насоса мала, то получение оттенков краски в более крупных банках может занимать несколько минут. Решение состоит в том, чтобы увеличить объем поршневого насоса путем увеличения диаметра цилиндра. Это влечет за собой новую проблему: точность выдачи небольших объемов красителя ухудшается.
Раскрытие изобретения
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предусмотреть устройство, установку и способ с целью устранения вышеупомянутых недостатков.
Устройство по изобретению отличается тем, что содержит поршневой насос, содержащий цилиндр; поршень, расположенный в указанном цилиндре с возможностью совершения возвратно-поступательного движения; поршневой шток, соединяющий указанный поршень с силовым механизмом, причем поршневой насос дополнительно содержит первый обратный клапан, установленный на первом конце цилиндра с возможностью впуска густого красителя в цилиндр, раздаточный канал, установленный с возможностью открытия второго конца цилиндра, и второй обратный клапан, установленный в поршне с возможностью впуска густого красителя из цилиндрового пространства между поршнем и первым концом цилиндра в цилиндровое пространство между поршнем и вторым концом цилиндра, причем площадь поперечного сечения поршневого штока такова, что раздаточный канал снабжается густым красителем в количестве на единицу длины хода поршня при перемещении поршня в направлении первого конца цилиндра, которое существенно отличается от количества густого красителя при перемещении поршня в направлении второго конца цилиндра. Устройство дополнительно содержит клапан, присоединенный к раздаточному каналу для передачи густого красителя в указанный клапан; раздаточный канал, присоединенный к первому выпускному каналу клапана с возможностью передачи густого красителя в банку для краски, которой придается оттенок. Ко второму выпускному каналу клапана присоединен обходной подающий канал с возможностью передачи густого красителя в обход банки для краски.
Установка по изобретению отличается тем, что она содержит устройство по п.1 формулы изобретения.
Способ по изобретению отличается размещением густого красителя в поршневом насосе, содержащем цилиндр и установленный в нем, с возможностью совершения возвратно-поступательного движения, поршень; поршневой шток, соединяющий указанный поршень с силовым механизмом, причем поршневой насос дополнительно содержит первый обратный клапан, установленный на первом конце цилиндра с возможностью впуска густого красителя в цилиндр; раздаточный канал, установленный с возможностью открытия второго конца цилиндра; и второй обратный клапан, установленный в поршне с возможностью впуска густого красителя из цилиндрового пространства между поршнем и первым концом цилиндра в цилиндровое пространство между поршнем и вторым концом цилиндра. Способ дополнительно включает передачу густого красителя, закачанного поршневым насосом в клапан, присоединенный к раздаточному каналу; снабжение раздаточного канала густым красителем в количестве на единицу длины хода поршня при перемещении поршня в направлении первого конца цилиндра, которое существенно отличается от количества густого красителя при перемещении поршня в направлении второго конца цилиндра; управление клапаном таким образом, что густой краситель перетекает в банку для краски, которой придается оттенок, или в обходной подающий канал, передающий густой краситель в обход банки для краски.
Компьютерный программный продукт по изобретению отличается тем, что он содержит управляющую программу, при выполнении которой процессором компьютера компьютер управляет клапаном таким образом, что густой краситель перетекает в банку для краски, которой придается оттенок, или в обходной подающий канал, передающий густой краситель в обход банки для краски.
Запоминающее устройство по изобретению отличается тем, что оно содержит указанный компьютерный программный продукт.
Преимущество изобретения заключается в том, что оно позволяет точно выдавать небольшие количества красителя и, с другой стороны, быстро выдавать большие количества красителя
Краткое описание чертежей
Далее следует более подробное описание изобретения посредством предпочтительных вариантов изобретения со ссылкой на прилагаемый чертеж, где:
на фиг.1 схематично показан вид соответствующего изобретению устройства для выдачи густого красителя, с частичным сечением.
Осуществление изобретения
На фиг.1 схематично показан вид устройства, соответствующего изобретению, с частичным сечением.
Устройство содержит непрерывный поршневой насос 1 (называемый в дальнейшем насосом), содержащий цилиндр 2 и поршень 3, совершающий в нем возвратно-поступательное движение. Внутренний диаметр цилиндра 2 определяет площадь поперечного сечения цилиндра.
Поршень 3 движется посредством поршневого штока 4. Поршневой шток присоединяется либо непосредственно (как на фиг.1), либо опосредованно к силовому механизму 18, двигающему поршень 3 в цилиндре. Поперечное сечение, перпендикулярное продольному сечению поршневого штока 4, имеет заданную площадь, которая в дальнейшем называется площадью поперечного сечения поршневого штока.
Первый конец 21 цилиндра 2 (который в данном случае является нижним концом цилиндра 2) содержит обратный клапан 5, который позволяет густому красителю, называемому в дальнейшем красителем, перетекать внутрь цилиндра 2, когда поршень 3 перемещается вверх, но препятствует перетеканию краски в противоположном направлении. Поршень 3 имеет собственный обратный клапан 6, который открывает каналы 7, идущие через поршень, когда поршень 3 перемещается в направлении первого конца 21 цилиндра и, соответственно, закрывает указанные каналы 7, когда поршень перемещается в противоположном направлении, т.е. в направлении второго конца 22 цилиндра 2. В связи с этим следует отметить, что насос 1 содержит хорошо известные уплотнения, которые для простоты на фиг 1 условно не показаны.
Устройство устанавливается в установке 17 для получения оттенков краски таким образом, что цилиндр 2 является по существу вертикальным, причем его первый конец 21 находится ниже, чем второй конец 22. Устройство может устанавливаться в установке 17 для получения оттенков краски также и другим способом, например, таким образом, что первый конец 21 цилиндра 2 находится выше, чем второй конец 22. Установка 17 для получения оттенков краски обычно содержит несколько устройств, соответствующих данному изобретению, каждое из которых выдает краситель определенного цвета.
В этом случае краситель находится в контейнере 8 красителя, присоединенном к обратному клапану 5 с помощью заливного канала 9. Контейнер красителя называют также "канистрой". Когда поршень 3 перемещается в направлении второго конца 22, краситель перетекает в цилиндр 2 через обратный клапан. После достижения поршнем 3 своего крайнего положения в цилиндре 2 он начинает перемещаться в направлении первого конца 21 Таким образом, обратный клапан 6 поршня открывается, и краситель перетекает в пространство 16 между поршнем 3 и вторым концом. В это время обратный клапан 5 первого конца цилиндра 2 закрыт. Когда цилиндр 2 заполняется красителем, насос 1 работает нижеследующим образом.
Когда поршень 3 перемещается в направлении второго конца 22, насос 1 выкачивает краситель в подающий канал 11, причем количество красителя составляет:
2
V=L×(A-a),
2
где V - объем красителя при перемещении поршня 3 в направлении второго конца 22, L - длина хода поршня 3, А - площадь поперечного сечения цилиндра 2, а - площадь поперечного сечения поршневого штока 4.
Краситель перемещается через подающий канал 11 в трехходовой клапан 10, из которого он передается либо в обратный канал 12 и далее в контейнер 8 красителя, либо через раздаточный канал 14 в банку 13 для краски, которой придается оттенок. Вместо трехходового клапана 10 может быть использован другой тип клапана, который содержит, по меньшей мере, один впускной канал и два выпускных канала.
При перемещении поршня 3 в направлении первого конца 21, т.е. на фиг.1 вниз, обратный клапан 6 поршня 3 открыт, а обратный клапан 5 на первом конце 21 цилиндра закрыт. Краситель, присутствующей на участке 15 цилиндрового пространства между поршнем 3 и первым концом 21, перетекает через каналы 7 в пространство над поршнем 3, т.е. на участок 16 цилиндрового пространства. На участке 16 цилиндрового пространства между поршнем 3 и вторым концом 22 имеется не только пространство, заполненное красителем, но и поршневой шток 4.
На каждый отрезок перемещения, происходящего в направлении первого конца 21 поршня 3, количество красителя, перемещающегося через поршень 3, равно длине L хода поршня, умноженной на площадь А поперечного сечения цилиндра. Соответственно, пространство между поршнем 3 и вторым концом 22 освобождается, вследствие чего объем этого пространства равен длине L хода, умноженной на площадь А поперечного сечения цилиндра за минусом площади поперечного сечения поршневого штока. Таким образом, насос 1 выкачивает краситель в раздаточный канал 11, причем количество красителя составляет:
1
V=L×a,
1
где V - объем красителя при перемещении поршня 3 в направлении первого конца 21.
Посредством соответствующего выбора площади поперечного сечения поршня 4 относительно площади поперечного сечения цилиндра получают два диапазона мощности для насоса 1. Насос 1 работает в первом диапазоне мощности, когда поршень 3 перемещается в направлении первого конца 21, и во втором диапазоне мощности, когда поршень 3 перемещается в направлении второго конца 22. Отношение площади поперечного сечения цилиндрового пространства 2 к площади поперечного сечения поршневого штока 4, предпочтительно составляет от 1:6 до 1:10. В то же время это соотношение представляет собой отношение количества красителя, которое подается в раздаточный канал 11, на единицу длины хода поршня 3.
Установка 17 для получения оттенков краски, проиллюстрированная прямоугольником, образованным на фиг.1 пунктирной линией, содержит привод 19, присоединенный к трехходовому клапану 10 и вырабатывающий энергию для передачи потока красителя, идущего через клапан, либо в раздаточный канал 14, либо в обходной подающий канал 12. Трехходовой клапан 10 и привод 19 являются хорошо известными устройствами, поэтому более подробно здесь не описываются.
Предпочтительно, чтобы привод 19 управлялся автоматическим управляющим устройством 20, содержащим процессор, который хорошо известен. В процессоре выполняется компьютерная управляющая программа, посредством которой управляется привод 19. Компьютерный программный продукт содержит компьютерную управляющую программу, которая после выполнения в процессоре компьютера заставляет компьютер управлять клапаном таким образом, что густой краситель перетекает в банку 13 для краски, которой придается оттенок, или в обходной подающий канал 12, передающий густой краситель, минуя банку 13 для краски.
Компьютерная управляющая программа может быть загружена из внутреннего запоминающего устройства управляющего устройства Компьютерная управляющая программа может быть передана в управляющее устройство 20 с отдельного внешнего запоминающего устройства, такого как компьютерный компакт-диск или карта памяти. Она также может быть передана через телекоммуникационную сеть, например, посредством соединения управляющего устройства 20 через беспроводной сетевой доступ в Интернет. Управляющее устройство 20 содержит также пользовательский интерфейс, через который оператор, использующий установку для получения оттенков краски, может управлять функциями установки. Управляющее устройство 20 контролирует также использование силового механизма 18.
Устройство и установка для получения оттенков краски могут использоваться, например, таким образом, что оператор устанавливает подходящую банку 13 на место, связанное с раздаточным каналом 14, и передает идентификатор изготавливаемой краски в управляющее устройство 20. На основании данных идентификатора, управляющее устройство 20 управляет трехходовым клапаном, и, предпочтительно, также силовым механизмом 18, таким образом, чтобы в банку 13 выдавалось соответствующее количество одного или большего количества красителей. Процедура может быть такой, что красителю позволяют протекать через раздаточный канал 11 и обратный канал 12 обратно в контейнер 8 для красителя до тех пор, пока между концом цилиндра 21, 22 и подходящим к нему поршнем 3 не появится количество красителя, подлежащее раздаче. В этот момент трехходовой клапан 10 переключается, так чтобы он открывал раздаточный канал 12, и в банку 13 перетекает соответствующее количество красителя. Может иметь место также такая процедура, при которой трехходовой клапан 10 открывает раздаточный канал 14, как только поршень 3 начинает перемещаться из своего крайнего положения, и трехходовой клапан 10 переключается так, чтобы открывать обратный канал 12, после того, как в банку 13 было выдано соответствующее количество красителя.
Если количество красителя, которое нужно добавлять, очень мало, то краситель добавляется в банку 13 для краски из насоса 1, содержащего такой краситель, предпочтительно тогда, когда поршень 3 насоса перемещается в направлении, при котором насос работает в меньшем диапазоне мощности. Если же, наоборот, количество красителя, которое нужно добавлять, велико, то краситель добавляется в банку 13 из насоса 1, содержащего такой краситель, предпочтительно тогда, когда поршень 3 насоса перемещается в направлении, при котором насос работает в более высоком диапазоне мощности. Таким способом небольшие количества красителя могут выдаваться точно, и, с другой стороны, большие количества красителя могут выдаваться быстро.
Для специалиста в данной области техники очевидно, что, по мере развития технологии, концепция изобретения может реализовываться различными способами. Изобретение и варианты его осуществления не ограничиваются описанными выше примерами и могут изменяться в объеме формулы изобретения.