КОМПЛЕКС ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ ПОЛИМЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ "МОБИЛЬНЫЙ МЕНЕДЖЕР"

Настоящее решение относится к технике нанесения защитных, декоративных покрытий в электростатическом поле и предназначено для осуществления процесса нанесения порошковой композиции на изделия, находящиеся в рабочей зоне камеры, и осуществления процесса полимеризации нанесенного покрытия при высокой температуре.
Известно оборудование для нанесения порошковых полимерных покрытий, включающее пистолет-распылитель, устройство настройки его и управления его работой, контейнер для порошка, средства подвода к нему сжатого воздуха и электропитания, требующее использования мощного компрессора и внешних цепей питания (см. например, информацию фирмы «Торус», помещенную на сайте http://tauriis.mi.ru [1]. Описание изобретения «Пистолет-распылитель электростатический для порошковых материалов» к патенту РФ №21155487, МПК 6 В05В 5/025, публ. 20.07.98. [2]).
Наиболее близким по конструктивному построению к заявляемому решению является заявка РФ №99103916 на изобретение «Установка для покрытия металлических изделий», МПК 7 В05В5/08, опубл.20.01.2001. [3]. Эта установка выполнена в виде двух блоков -камеры для нанесения полимерного покрытия и термокамеры, соединенных основной и дополнительной конвейерными лентами. Первая камера для нанесения полимерных покрытий выполнена с полостью для размещения обрабатываемой детали и содержит устройство для нанесения покрытий с резервуаром с порошком, куда подается электропитание и через штуцер поток сжатого воздуха, идущий от стационарного компрессора. Конвейерные ленты подают обрабатываемые изделия от первой камеры, где порошок наносится, ко второй камере - термокамере, где создается повышенная температура, достаточная для проведения операции полимеризации порошка. Вторая камера снабжена нагревательными элементами для создания требуемой температуры в ее внутреннем объеме. Недостатками всех аналогов, в том числе ближайшего из них. являются их ограниченные возможности. В частности, указанные устройства предназначены для массового производства покрытий в промышленных масштабах. Применение же их для проведения исследований с новыми типами порошков, наблюдения за изменением структуры краски в процессе ее полимеризации, демонстрации установки потенциальным потребителям в процессе ее работы, для обработки поверхности небольших изделий в ограниченных количествах часто невозможно, поскольку требует стационарных элементов оборудования, таких, как большой компрессор, мощные источники питания, которые не всегда есть в наличии не только в залах демонстрации, но и у самих потребителей. Использование промышленных установок для указанных целей требует большого количества краски, большого расхода электроэнергии, что крайне неэффективно.
Задачей является создание настольного варианта малогабаритного переносною комплекса для нанесения полимерных порошковых покрытий на небольшие изделия, который сможет работать автономно в любом месте при наличии обычного напряжения питания в 220 вольт от одной розетки, не требует дополнительного оборудования в виде внешнего компрессора, что расширит область эффективного использования комплекса и решит много коммерческих задач производителя.
Задача решается конструкцией комплекса для нанесения порошковых полимерных покрытий, выполненного в виде двух камер, каждая с полостью для размещения обрабатываемой детали - рабочей зоной, одна из которых - камера для нанесения полимерного покрытия - снабжена устройством для нанесения покрытий - пистолетом-распылителем с резервуаром с порошком. Вторая камера - термокамера - снабжена нагревательным элементом. Отличием предлагаемой установки от известной является следующее. Обе камеры выполнены автономными, независимыми друг от друга и от
внешнего оборудования, снабженные сетевым проводом каждая. В верхней своей части. снаружи обе камеры снабжены средствами для их переноса вручную, например, ручками для переноса. Рабочие зоны камер размещены в их передней части и со всех сторон облицованы панелями из нержавеющей стали. В нерабочем состоянии рабочая зона камеры для нанесения полимерного покрытия закрыта дверкой с запирающим устройством, снабженной уплотнительным профилем по периметру. Дверка с внутренней своей стороны снабжена карманом - коробом для размещения в нем пистолета-распылителя в нерабочем положении, сетевых проводов и др. Электрический сетевой провод пистолета в рабочем положении подсоединен к разъему, установленному на стенке камеры, соединенному с сетевым проводом камеры. В верхней части рабочей зоны камеры, например, на ее потолке, установлено приспособление для подвешивания обрабатываемых изделий, например, в виде крюка, который электрически заземлен. На потолке рабочей зоны или в другой ее верхней части расположен светильник с ориентацией освещения в сторону образца. Дно рабочей зоны камеры - нижняя облицовка - выполнено с отверстием для установки фильтра, снабженною уплотнительным резиновым кольцом с закрепленным на нем сборником - полотняным мешочком для сбора порошка. Ниже фильтра в нижней части камеры, вне рабочей зоны, за фильтром по отношению к расположению обрабатываемой детали, установлен малогабаритный вытяжной вентилятор, электрически соединенный с сетевым шнуром камеры через выключатель. Внутренняя часть камеры вне рабочей зоны, преимущественно ее нижняя часть, содержит установленный в ней малогабаритный компрессор, выход которого подключен к штуцеру сжатого воздуха, расположенному на корпусе камеры, с возможностью присоединения к штуцеру шланга для сжатого воздуха пистолета -распылителя. Компрессор электрически подключен к сетевому проводу камеры через выключатель. Предпочтительное электрическое подключение вентилятора и светильника к сетевому проводу камеры - через один выключатель, компрессора - через другой выключатель. Оба выключателя размещены на панели питания камеры. Пистолет-распылитель в рабочем положении заземлен. Термокамера в своей рабочей зоне полимеризации покрытия изделия снабжена приспособлением для подвешивания обрабатываемых изделий, например, в виде кронштейна или крюка с возможностью подвески изделия преимущественно по центру рабочей зоны. Дверца термокамеры снабжена прозрачным жаростойким стеклом или подобным материалом. Преимущественное расположение нагревательных элементов - в нижней части термокамеры для обеспечения теплообмена в небольшом объеме рабочей зоны за счет конвекции, без принудительного воздухообмена. Термокамера снабжена пультом управления с реле времени для установки вручную времени полимеризации, устройством термостатирования - реле-регулятором температуры с датчиком температуры. установленным в рабочей зоне, и индикатором отображения рабочей температуры рабочей зоны термокамеры. В качестве датчика температуры может быть использована термопара, например, типа хромель-капель или хромель-алюмель. Светильник устроен в верхней части рабочей зоны термокамеры с ориентацией освещения на образец и включается в сеть посредством сетевого провода через выключатель. Нагревательный элемент - ТЭН включается в сеть посредством сетевого провода через выключатель и реле-регулятор температуры.
На фигуре 1 схематично показан внешний вид камеры нанесения порошковых покрытий со снятой передней панелью - дверкой, схематичное изображение верхнего вида которой показано на фигуре 2, на фигуре 3 показан внешний вид термокамеры.
Камера нанесения порошковых покрытий (фиг.1) содержит корпус 1, в верхней части снабженный ручкой 2 для переноса камеры, со съемной дверкой 3 (фиг.2), на внутренней части которой установлен карман-короб 4 для размещения в нем устройства для нанесения порошка - пистолета-распылителя (не показано), сетевого провода и др. Но периметру дверка 3 может быть снабжена уплотнителем 5 для исключения попадания
внутрь камеры пыли и грязи при ее переносе. В передней части камеры расположена рабочая зона 6, где оператором производится нанесение порошка с использованием пистолета-распылителя (не показано). Это рабочая зона 6 со всех своих сторон облицована панелями из нержавеющей стали. Панели предохраняют камеру от попадания порошка из рабочей зоны 6 в другие ее части, разделяют полость корпуса на отдельные части и изолируют их от рабочей зоны 6. Панели могут быть выполнены сборными из отдельных листов, либо облицовка может быть выполнена зацело в виде облицовочной емкости, полученной штамповкой. За счет нижней панели - дна рабочей зоны 6 образована нижняя часть камеры, изолированная от рабочей зоны, где располагается малогабаритный компрессор 7 с обеспечением давления в 0,1 - 0,3 агм., которого достаточно для качественного распыления порошка на поверхность малогабаритных изделий. В качестве такого компрессора может быть использован, например, компрессор типа Sonic 9908. Там же установлен вытяжной вентилятор 8. В нижней панели выполнено отверстие для установки в нем между рабочей зоной 6 и вентилятором 8 фильтра 9, снабженного мешком 10 для сбора не осевшего на поверхность изделия порошка. Фильтр 9 в своем указанном посадочном отверстии установлен на резиновую прокладку. В верхней части рабочей зоны 6 установлено приспособление для подвешивания обрабатываемых изделий - крюк 11. Термокамера на фиг.3 состоит из корпуса 12, в верхней части снаружи снабженного ручкой 13 для ее переноса, с фронтальной стороны снабженного дверкой 14 с прозрачным жаростойким стеклом. Дверка 14 установлена на рояльных петлях 15, закрепленных горизонтально на корпусе 12 в нижней его части. Полость корпуса 12 имеет рабочую зону 16, где происходит процесс полимеризации порошка, нанесенного на поверхность изделия (не показано), подвешиваемого на крюке 17. Рабочая зона 16 термокамеры со всех сторон облицована панелями из нержавеющей стали, которые позволяют не только локализовать процесс нагрева областью рабочей зоны, тем самым снизить затраты на полимеризацию, но и повысить температуру непосредственно на изделии за счет отражения инфракрасного излучения к центру рабочей зоны 16. Панели могут быть выполнены сборными из отдельных листов, либо облицовка может быть выполнена зацело в виде облицовочной емкости, полученной штамповкой. Нагревательный элемент 18, один или несколько, размещен под нижней панелью - дном рабочей зоны 16 термокамеры, в нижней ее части. В качестве нагревательного элемента может быть выбран кварцевый нагревательный элемент. например, типа ТД-04. В верхней части рабочей зоны 6, 16 обеих камер расположены малогабаритные светильники 19, 20.
Комплекс работает следующим образом. В место демонстрации работы комплекса, в место нахождения клиента, которому требуется обработка небольшой партии малогабаритных изделий/деталей его производства, или в место проведения исследований свойств порошка нового типа комплекс доставляется вручную и устанавливается на столе. Камера нанесения порошковых покрытий с помощью провода сетевого питания включается в сеть, съемная дверка 3 убирается, из ее кармана 4 достается пистолет-распылитель, и его шланг для подачи воздушной смеси соединяется со штуцером (не показано), связанным с компрессором 7, а его сетевой провод - с розеткой на панели камеры (не показано). Пистолет-распылитель заземляется через заземляющий контакт на панели камеры (не показано). Выключателями включается компрессор 7, светильник 19 и вытяжной вентилятор 8. На крюк 11 в рабочей зоне 6 камеры подвешивается изделие, на которое необходимо нанести порошковое полимерное покрытие. Включается пистолет-распылитель с помощью выключателя, находящегося непосредственно на его курке, одновременно через шланг в пистолет подается воздух, где происходит смешение порошка с воздухом. Смесь порошка с воздухом направляется на изделие, и производится нанесение порошка на него методом напыления. За счет работы вытяжного вентилятора 8 излишнее количество порошка, находящегося в пространстве рабочей зоны 6, всасывается вентилятором 8 через фильтр 9, находящийся между рабочей
зоной 6 и вентилятором 8, препятствуя попаданию порошка из рабочей зоны 6 за пределы камеры. При этом мешочек 10, выполненный из ткани, не препятствует прохождению воздуха из рабочей зоны 6, но не пропускает частицы порошка за свои пределы, задерживая его внутри себя. Облицовочные панели также препятствуют прохождению порошка за пределы рабочей зоны 6, при этом их гладкая поверхность впоследствии, но окончании работы, хорошо очищается от осевшего на них порошка. По окончании работы производят выключения в обратном порядке, а изделие с нанесенным покрытием помещают в термокамеру для дальнейшей его обработки. Для этого необходимо произвести подключение провода сетевого питания термокамеры с заземляющим контактом к розетке, расположенной на задней стенке камеры. Открывают дверку 14, и на крюк 17 по центру рабочей зоны навешивается обрабатываемое изделие. Дверку 14 закрывают. Выключателем на стенке корпуса 12 термокамеры включают нагревательный элемент 18 через реле-регулятор ТРМ501 (не показано), одновременно с которым должен включиться и светильник 20. В соответствии с рекомендациями к полимерному порошку выставляют требуемую температуру полимеризации и время выдержки изделия с нанесенным покрытием для проведения процесса полимеризации покрытия. При этом настройку реле-регулятора производят в соответствии с рекомендациями его изготовителя. Далее за счет конвекции в малом объеме рабочей зоны 16 происходит быстрый нагрев рабочей зоны термокамеры с изделием и полимеризация его покрытия. Время полимеризации может составить в среднем примерно 15 минут, температура в камере 180°С. Реле термостатирования обеспечит поддержание требуемой температуры в течение заданного времени, а индикаторы будут отображать действительную температуру в рабочей зоне 16 термокамеры. При этом визуально за счет прозрачности дверки 14 термокамеры можно следить за процессом полимеризации, изменением структуры покрытия, на небольшом изделии выявить дефекты и оперативно скорректировать режимы обработки изделий. По истечении выставленного времени ТЭН 18 автоматически выключится. Предложенная конструкция позволяет выполнить установку нанесения полимерных покрытий, работающую в автономном режиме независимо от наличия в месте ее работы сильноточных цепей, специального электрического и компрессорного оборудования, нескольких розеток для подключения напряжения питания к установке, повысить эффективность ее работы при малых объемах обрабатываемых изделий.
Источники информации
1. Сайт http://taiuTis.mi.ru, информация фирмы «Торус»;
2. Описание изобретения «Пистолет-распылитель электростатический для порошковых материалов» к патенту РФ №21155487, МПК 6 В 05 В 5/025, публ.20.07.98.;
3. Заявка РФ №99103916 на изобретение «Установка для покрытия металлических изделий», МПК 7 В 05 В 5/08, опубл.20.01.2001. - прототип.